JP6487233B2 - Polyfunctional epoxy compound and method for producing the same - Google Patents

Polyfunctional epoxy compound and method for producing the same Download PDF

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Description

本発明は、複合材料、コーティング剤、接着剤、封止剤、透明材料、光学材料、電子材料等の各種用途に使用できる新規な多官能エポキシ化合物及びその製造方法に関する。また、本発明は、上記多官能エポキシ化合物を用いた樹脂組成物及びその硬化物に関する。   The present invention relates to a novel polyfunctional epoxy compound that can be used in various applications such as composite materials, coating agents, adhesives, sealants, transparent materials, optical materials, and electronic materials, and a method for producing the same. Moreover, this invention relates to the resin composition using the said polyfunctional epoxy compound, and its hardened | cured material.

現在、産業界における多様な用途にエポキシ化合物(エポキシ樹脂)が使用されている。中でも、耐熱性及び耐光性に優れたエポキシ化合物として、脂環式エポキシ化合物(脂環式エポキシ樹脂)が知られている。このような脂環式エポキシ化合物としては、例えば、多価アルコールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物等が工業的に製造され、使用されている(例えば、特許文献1、2等参照)。   At present, epoxy compounds (epoxy resins) are used in various applications in industry. Among these, alicyclic epoxy compounds (alicyclic epoxy resins) are known as epoxy compounds excellent in heat resistance and light resistance. As such alicyclic epoxy compounds, for example, 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adducts of polyhydric alcohols are industrially produced and used (for example, patent documents). 1 and 2 etc.).

特開昭60−161973号公報Japanese Patent Laid-Open No. 60-161973 特開昭60−166675号公報JP-A-60-166675

上述の多価アルコールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物は、耐熱性、耐光性、耐水性等の各種特性のバランスが良好なエポキシ化合物ではあるが、エポキシ化合物の用途がますます拡大する中、特に、いっそう耐熱性に優れた硬化物(例えば、加熱による黄変がより生じにくい硬化物)を形成できるエポキシ化合物の開発が求められる。   The above 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of polyhydric alcohol is an epoxy compound having a good balance of various properties such as heat resistance, light resistance and water resistance. As the use expands more and more, development of an epoxy compound capable of forming a cured product having even more excellent heat resistance (for example, a cured product that is less susceptible to yellowing by heating) is required.

従って、本発明の目的は、耐熱性に優れた硬化物を形成できる新規なエポキシ化合物及びその製造方法を提供することにある。   Therefore, the objective of this invention is providing the novel epoxy compound which can form the hardened | cured material excellent in heat resistance, and its manufacturing method.

本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定の構造を有する新規な多官能エポキシ化合物によると耐熱性に優れた硬化物を形成できることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a novel polyfunctional epoxy compound having a specific structure can form a cured product having excellent heat resistance, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、分子内に2つ以上のエポキシ基を有し、下記式(1)

Figure 0006487233
[式(1)中、R1〜R10は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、ハロゲン原子、式(a1)で表される基、式(a2)で表される基、又は式(a3)で表される基を示す。但し、式(1)におけるR1〜R10の少なくとも1つは、式(a1)で表される基である。
Figure 0006487233
[式(a3)中、R11は、水素原子、カルボキシ基、アシル基、又は炭化水素基を示す。]]
で表される構成単位を含む多官能エポキシ化合物を提供する。 That is, the present invention has two or more epoxy groups in the molecule, and has the following formula (1)
Figure 0006487233
In Expression (1), R 1 ~R 10 are the same or different, a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom, a halogen atom, represented by the formula (a1) A group represented by formula (a2), or a group represented by formula (a3). However, at least one of R 1 to R 10 in the formula (1) is a group represented by the formula (a1).
Figure 0006487233
[In formula (a3), R 11 represents a hydrogen atom, a carboxy group, an acyl group, or a hydrocarbon group. ]]
The polyfunctional epoxy compound containing the structural unit represented by this is provided.

また、本発明は、分子内に2つ以上のエポキシ基を有し、下記式(1)

Figure 0006487233
[式(1)中、R1〜R10は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、ハロゲン原子、式(a1)で表される基、式(a2)で表される基、又は式(a3)で表される基を示す。但し、式(1)におけるR1〜R10の少なくとも1つは、式(a1)で表される基である。
Figure 0006487233
[式(a3)中、R11は、水素原子、カルボキシ基、アシル基、又は炭化水素基を示す。]]
で表される構成単位を含む多官能エポキシ化合物の製造方法であって、
分子内に2つ以上の脂肪族炭素−炭素二重結合を有し、下記式(2)
Figure 0006487233
[式(2)中、R1〜R10は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、ハロゲン原子、又は式(a2)で表される基を示す。但し、式(2)におけるR1〜R10の少なくとも1つは、式(a2)で表される基である。]
で表される構成単位を含む不飽和化合物を酸化剤により酸化させることによって前記多官能エポキシ化合物を生成させる工程を含む多官能エポキシ化合物の製造方法を提供する。 Moreover, this invention has two or more epoxy groups in a molecule | numerator, following formula (1)
Figure 0006487233
In Expression (1), R 1 ~R 10 are the same or different, a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom, a halogen atom, represented by the formula (a1) A group represented by formula (a2), or a group represented by formula (a3). However, at least one of R 1 to R 10 in the formula (1) is a group represented by the formula (a1).
Figure 0006487233
[In formula (a3), R 11 represents a hydrogen atom, a carboxy group, an acyl group, or a hydrocarbon group. ]]
A method for producing a polyfunctional epoxy compound containing a structural unit represented by:
It has two or more aliphatic carbon-carbon double bonds in the molecule, and has the following formula (2)
Figure 0006487233
[In Formula (2), R < 1 > -R < 10 > is the same or different, and is represented by the C1-C10 hydrocarbon group which may contain a hydrogen atom and an oxygen atom, a halogen atom, or Formula (a2). Represents a group. However, at least one of R 1 to R 10 in the formula (2) is a group represented by the formula (a2). ]
The manufacturing method of the polyfunctional epoxy compound including the process of producing | generating the said polyfunctional epoxy compound by oxidizing the unsaturated compound containing the structural unit represented by an oxidizing agent is provided.

さらに、酸化剤が過酸である前記の多官能エポキシ化合物の製造方法を提供する。   Furthermore, the manufacturing method of the said polyfunctional epoxy compound whose oxidizing agent is a peracid is provided.

また、本発明は、前記の多官能エポキシ化合物を含む樹脂組成物を提供する。   Moreover, this invention provides the resin composition containing the said polyfunctional epoxy compound.

また、本発明は、前記の樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物を提供する。   Moreover, this invention provides the hardened | cured material obtained by hardening the said resin composition.

本発明の多官能エポキシ化合物は上記構成を有するため、上記多官能エポキシ化合物又はこれを含む樹脂組成物を硬化させることにより、耐熱性に優れた硬化物を形成できる。   Since the polyfunctional epoxy compound of this invention has the said structure, the cured | curing material excellent in heat resistance can be formed by hardening the said polyfunctional epoxy compound or the resin composition containing this.

<多官能エポキシ化合物>
本発明の多官能エポキシ化合物(多官能エポキシ樹脂)は、下記式(1)で表される構成単位を必須の構成単位として含む多官能エポキシ化合物である。なお、本発明の多官能エポキシ化合物は、分子内に2つ以上のエポキシ基(オキシラニル基)を有する多官能のエポキシ化合物である。

Figure 0006487233
<Polyfunctional epoxy compound>
The polyfunctional epoxy compound (polyfunctional epoxy resin) of the present invention is a polyfunctional epoxy compound containing a structural unit represented by the following formula (1) as an essential structural unit. The polyfunctional epoxy compound of the present invention is a polyfunctional epoxy compound having two or more epoxy groups (oxiranyl groups) in the molecule.
Figure 0006487233

式(1)中、R1〜R10は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、ハロゲン原子、下記式(a1)で表される基、下記式(a2)で表される基、又は下記式(a3)で表される基を示す。

Figure 0006487233
In formula (1), R 1 to R 10 are the same or different and are represented by a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom, a halogen atom, and the following formula (a1). A group represented by the following formula (a2) or a group represented by the following formula (a3).
Figure 0006487233

但し、式(1)におけるR1〜R10の少なくとも1つは、式(a1)で表される基(エポキシ基)である。即ち、本発明の多官能エポキシ化合物は、シクロヘキサン環と、該シクロヘキサン環に結合(置換)したエポキシ基と、上記シクロヘキサン環に結合したカーボネート結合とが少なくとも含まれる構成単位(式(1)で表される構成単位)を含む化合物である。本発明の多官能エポキシ化合物はこのような式(1)で表される構成単位を含むことにより、その硬化物に対して優れた耐熱性、耐衝撃性を発揮させることができる。なお、式(1)におけるR1〜R10のうち式(a1)で表される基の数は、特に限定されないが、1〜3が好ましく、より好ましくは1又は2である。 However, at least one of R 1 to R 10 in the formula (1) is a group (epoxy group) represented by the formula (a1). That is, the polyfunctional epoxy compound of the present invention includes a structural unit (expressed by the formula (1)) containing at least a cyclohexane ring, an epoxy group bonded (substituted) to the cyclohexane ring, and a carbonate bond bonded to the cyclohexane ring. A structural unit). By including the structural unit represented by the formula (1), the polyfunctional epoxy compound of the present invention can exhibit excellent heat resistance and impact resistance to the cured product. The number of groups represented by among Formula (a1) of R 1 to R 10 in the formula (1) is not particularly limited, 1 to 3 by weight, more preferably 1 or 2.

特に、本発明の多官能エポキシ化合物は、分子内に式(1)で表される構成単位の2以上を繰り返し構成単位として含むことが好ましい。この場合、本発明の多官能エポキシ化合物はポリカーボネートでもあるため、その硬化物に対していっそう優れた耐熱性、耐衝撃性を発揮させることができる。   In particular, the polyfunctional epoxy compound of the present invention preferably contains two or more structural units represented by the formula (1) as repeating structural units in the molecule. In this case, since the polyfunctional epoxy compound of the present invention is also a polycarbonate, the cured product can exhibit more excellent heat resistance and impact resistance.

1〜R10としての上述の酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基(一価の炭化水素基)は、直鎖、分岐鎖、環状のいずれの構造を有するものであってもよく、また、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基のいずれであってもよい。具体的には、炭素数1〜10の炭化水素基としては、例えば、アルキル基[例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、デシル基等の炭素数1〜10のアルキル基]、アルケニル基[例えば、アリル基、メタリル基、1−プロペニル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、5−ヘキセニル基等の炭素数3〜10のアルケニル基等]、アルキニル基[例えば、エチニル基、プロピニル基等の炭素数2〜10のアルキニル基等]、シクロアルキル基[例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基等の炭素数3〜10のシクロアルキル基等]、シクロアルケニル基[例えば、シクロヘキセニル基等の炭素数3〜10のシクロアルケニル基等]、架橋環式炭化水素基[例えば、ビシクロヘプタニル基、ビシクロヘプテニル基等の炭素数5〜10の架橋環式炭化水素基等]、アリール基[例えば、フェニル基等の炭素数6〜10のアリール基等]、脂肪族炭化水素基と脂環式炭化水素基とが連結して形成される基[例えば、シクロへキシルメチル基等のシクロアルキル−アルキル基;メチルシクロヘキシル基等のアルキル置換シクロアルキル基等]、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基とが連結して形成される基[例えば、トリル基等のアルキル置換アリール基;スチリル基等のアルケニル置換アリール基;シンナミル基等のアリール−アルケニル基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等]等が挙げられる。なお、酸素原子を含む炭化水素基(炭素数が1〜10である酸素原子を含む炭化水素基)としては、例えば、上述の炭素数1〜10の炭化水素基における1以上の水素原子が酸素原子を含む基(例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基等)で置換された基や、上述の炭素数1〜10の炭化水素基における炭素原子の1以上が酸素原子で置換された基等が挙げられる。なお、R1〜R10としての「酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基」には、式(a1)〜(a3)で表される基は含まれない。 The C1-C10 hydrocarbon group (monovalent hydrocarbon group) which may contain the above-described oxygen atom as R 1 to R 10 has any structure of linear, branched or cyclic Moreover, any of a saturated hydrocarbon group and an unsaturated hydrocarbon group may be sufficient. Specifically, examples of the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include an alkyl group [for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, hexyl group, octyl group, isooctyl group, decyl group. An alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, etc.], an alkenyl group [for example, allyl group, methallyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1-pentenyl Group, alkenyl group having 3 to 10 carbon atoms such as 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group and 5-hexenyl group], alkynyl group [for example, 2 to 2 carbon atoms such as ethynyl group and propynyl group] 10 alkynyl group, etc.], cycloalkyl group [e.g., cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, etc. ], A cycloalkenyl group [for example, a cycloalkenyl group having 3 to 10 carbon atoms such as a cyclohexenyl group], a bridged cyclic hydrocarbon group [for example, a carbon number of 5 to 10 such as bicycloheptanyl group, bicycloheptenyl group, etc. A bridged cyclic hydrocarbon group, etc.], an aryl group [for example, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms such as a phenyl group], an aliphatic hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group. A group [for example, a cycloalkyl-alkyl group such as a cyclohexylmethyl group; an alkyl-substituted cycloalkyl group such as a methylcyclohexyl group], a group formed by linking an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group [ For example, alkyl-substituted aryl groups such as tolyl groups; alkenyl-substituted aryl groups such as styryl groups; aryl-alkenyl groups such as cinnamyl groups; benzyl groups and phenethyl groups It includes aralkyl groups, etc.] or the like. As the hydrocarbon group containing an oxygen atom (hydrocarbon group containing an oxygen atom having 1 to 10 carbon atoms), for example, one or more hydrogen atoms in the above-described hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms are oxygen. Examples include a group substituted with an atom-containing group (for example, a hydroxy group, a carboxy group, etc.), a group in which one or more carbon atoms in the above-described hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms are substituted with an oxygen atom, and the like. . In addition, the groups represented by the formulas (a1) to (a3) are not included in “the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom” as R 1 to R 10 .

1〜R10としてのハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。 As a halogen atom as R < 1 > -R < 10 >, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom etc. are mentioned, for example.

式(a3)中、R11は、水素原子、カルボキシ基、アシル基、又は炭化水素基を示す。炭化水素基としては、例えば、R1〜R10として例示した炭素数1〜10の炭化水素基等が挙げられる。アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等の炭素数1〜10のアシル基等が挙げられる。なお、本発明の多官能エポキシ化合物が2つ以上の式(a3)で表される基を有する場合、一種のみの式(a3)で表される基を有するものであってもよいし、二種以上の式(a3)で表される基を有するものであってもよい。 In formula (a3), R 11 represents a hydrogen atom, a carboxy group, an acyl group, or a hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group, for example, illustrated like hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms as R 1 to R 10 can be mentioned. As an acyl group, C1-C10 acyl groups, such as an acetyl group, a propionyl group, a benzoyl group, etc. are mentioned, for example. In addition, when the polyfunctional epoxy compound of the present invention has two or more groups represented by the formula (a3), it may have only one group represented by the formula (a3). It may have a group represented by the formula (a3) of a species or more.

本発明の多官能エポキシ化合物は、式(1)で表される構成単位(特に、繰り返し構成単位)を含むものであればよく、その他の構成単位(例えば、繰り返し構成単位)を含むものであってもよい。その他の構成単位としては、例えば、後述の式(3)で表される化合物以外のエポキシ化合物と二酸化炭素との反応により形成される構成単位、式(1)中のカーボネート結合がエーテル結合に置き換わった構成単位等が挙げられる。本発明の多官能エポキシ化合物が二種以上の構成単位を有する場合の各構成単位の配列は、特に限定されず、ランダム共重合体の態様であってもよいし、ブロック共重合体の態様であってもよい。なお、本発明の多官能エポキシ化合物の末端構造は特に限定されないが、例えば、触媒由来の構造(例えば、塩素原子)、ヒドロキシ基、水素原子、炭化水素基等が挙げられる。   The polyfunctional epoxy compound of the present invention only needs to contain the structural unit represented by the formula (1) (particularly the repeating structural unit), and contains other structural units (for example, the repeating structural unit). May be. As other structural units, for example, structural units formed by the reaction of an epoxy compound other than the compound represented by the following formula (3) with carbon dioxide, the carbonate bond in the formula (1) is replaced with an ether bond. Examples of the structural unit. The arrangement of each structural unit in the case where the polyfunctional epoxy compound of the present invention has two or more structural units is not particularly limited, and may be a random copolymer mode or a block copolymer mode. There may be. In addition, although the terminal structure of the polyfunctional epoxy compound of this invention is not specifically limited, For example, the structure (for example, chlorine atom) derived from a catalyst, a hydroxyl group, a hydrogen atom, a hydrocarbon group etc. are mentioned.

本発明の多官能エポキシ化合物(100重量%)における式(1)で表される構成単位の割合は、特に限定されないが、硬化物の耐熱性と耐衝撃性の観点で、60重量%以上が好ましく、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上(例えば、90〜98重量%)である。   The proportion of the structural unit represented by the formula (1) in the polyfunctional epoxy compound (100% by weight) of the present invention is not particularly limited, but is 60% by weight or more from the viewpoint of heat resistance and impact resistance of the cured product. It is preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more (for example, 90 to 98% by weight).

本発明の多官能エポキシ化合物は、直鎖状、分岐鎖状等のいずれの構造を有するものであってもよい。本発明の多官能エポキシ化合物に占める式(1)で表される構成単位の割合が多い場合(例えば、80重量%以上の場合)、通常、本発明の多官能エポキシ化合物は直鎖状の構造を有する。   The polyfunctional epoxy compound of the present invention may have any structure such as a straight chain or a branched chain. When the proportion of the structural unit represented by the formula (1) in the polyfunctional epoxy compound of the present invention is large (for example, 80% by weight or more), the polyfunctional epoxy compound of the present invention usually has a linear structure. Have

本発明の多官能エポキシ化合物は、単一の化合物であってもよいし、二種以上の化合物の集合体(例えば、分子量が異なる二種以上の本発明の多官能エポキシ化合物の集合体等)であってもよい。   The polyfunctional epoxy compound of the present invention may be a single compound or an aggregate of two or more compounds (for example, an aggregate of two or more polyfunctional epoxy compounds of the present invention having different molecular weights). It may be.

本発明の多官能エポキシ化合物のエポキシ当量は、特に限定されないが、80〜2000が好ましく、より好ましくは140〜500である。エポキシ当量を80以上とすることにより、硬化物の靱性がより向上する傾向がある。一方、エポキシ当量を2000以下とすることにより、硬化物の機械強度や耐熱性がより向上する傾向がある。なお、エポキシ当量は、JIS K7236に準じて測定される。   Although the epoxy equivalent of the polyfunctional epoxy compound of this invention is not specifically limited, 80-2000 are preferable, More preferably, it is 140-500. By setting the epoxy equivalent to 80 or more, the toughness of the cured product tends to be further improved. On the other hand, when the epoxy equivalent is 2000 or less, the mechanical strength and heat resistance of the cured product tend to be further improved. The epoxy equivalent is measured according to JIS K7236.

本発明の多官能エポキシ化合物のオキシラン酸素濃度は、特に限定されないが、1〜20%が好ましく、より好ましくは3〜12%である。オキシラン酸素濃度を1%以上とすることにより、硬化物の機械強度や耐熱性がより向上する傾向がある。一方、オキシラン酸素濃度を20%以下とすることにより、硬化物の靱性がより向上する傾向がある。なお、オキシラン酸素濃度は、ASTM−D1652法(臭化水素酸法)に準じて測定される。   Although the oxirane oxygen concentration of the polyfunctional epoxy compound of this invention is not specifically limited, 1-20% is preferable, More preferably, it is 3-12%. By setting the oxirane oxygen concentration to 1% or more, the mechanical strength and heat resistance of the cured product tend to be further improved. On the other hand, by setting the oxirane oxygen concentration to 20% or less, the toughness of the cured product tends to be further improved. The oxirane oxygen concentration is measured according to ASTM-D1652 method (hydrobromic acid method).

本発明の多官能エポキシ化合物の軟化点は、特に限定されないが、150℃以下が好ましく、より好ましくは140℃以下、さらに好ましくは130℃以下である。軟化点が150℃以下であることにより、取り扱い性がより向上する傾向がある。なお、軟化点は、JIS K7234に準じて測定される。   Although the softening point of the polyfunctional epoxy compound of this invention is not specifically limited, 150 degreeC or less is preferable, More preferably, it is 140 degreeC or less, More preferably, it is 130 degreeC or less. When the softening point is 150 ° C. or lower, the handleability tends to be further improved. The softening point is measured according to JIS K7234.

本発明の多官能エポキシ化合物の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、350〜100000が好ましく、より好ましくは900〜10000である。重量平均分子量が350以上であることにより、硬化物の機械強度や耐熱性がより向上する傾向がある。一方、重量平均分子量が100000以下であることにより、他の成分との相溶性がより高くなり、硬化物の透明性や機械強度等がより向上する傾向がある。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定される標準ポリスチレン換算の分子量より算出される。   Although the weight average molecular weight (Mw) of the polyfunctional epoxy compound of this invention is not specifically limited, 350-100000 are preferable, More preferably, it is 900-10000. When the weight average molecular weight is 350 or more, the mechanical strength and heat resistance of the cured product tend to be further improved. On the other hand, when the weight average molecular weight is 100,000 or less, the compatibility with other components becomes higher, and the transparency and mechanical strength of the cured product tend to be further improved. In addition, a weight average molecular weight is computed from the molecular weight of standard polystyrene conversion measured by a gel permeation chromatography (GPC) method.

本発明の多官能エポキシ化合物の多分散度(Mw/Mn)は、特に限定されないが、1.0〜4.0が好ましく、より好ましくは1.1〜3.0、さらに好ましくは1.1〜2.0である。多分散度を上記範囲とすることにより、硬化物の耐熱性がより向上する傾向がある。なお、多分散度は、GPC法により測定される標準ポリスチレン換算の分子量より算出されたMw及び数平均分子量(Mn)より求められる。   The polydispersity (Mw / Mn) of the polyfunctional epoxy compound of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.1 to 3.0, and still more preferably 1.1. ~ 2.0. By setting the polydispersity in the above range, the heat resistance of the cured product tends to be further improved. In addition, polydispersity is calculated | required from Mw calculated from the molecular weight of standard polystyrene conversion measured by GPC method, and a number average molecular weight (Mn).

<多官能エポキシ化合物の製造方法>
本発明の多官能エポキシ化合物は、例えば、分子内に2つ以上の脂肪族炭素−炭素二重結合(例えば、ビニル基)を有し、下記式(2)で表される構成単位を必須の構成単位として含む不飽和化合物を酸化剤により酸化させることによって製造することができる。即ち、本発明の多官能エポキシ化合物は、例えば、上記不飽和化合物を酸化剤により酸化させることによって本発明の多官能エポキシ化合物を生成させる工程(「エポキシ化工程」と称する場合がある)を必須の工程として含む方法(当該方法を「本発明の多官能エポキシ化合物の製造方法」と称する場合がある)によって、製造できる。

Figure 0006487233
<Production method of polyfunctional epoxy compound>
The polyfunctional epoxy compound of the present invention has, for example, two or more aliphatic carbon-carbon double bonds (for example, vinyl group) in the molecule, and a structural unit represented by the following formula (2) is essential. It can be produced by oxidizing an unsaturated compound contained as a structural unit with an oxidizing agent. That is, the polyfunctional epoxy compound of the present invention requires, for example, a step of generating the polyfunctional epoxy compound of the present invention by oxidizing the unsaturated compound with an oxidizing agent (sometimes referred to as an “epoxidation step”). (This method may be referred to as “the method for producing a polyfunctional epoxy compound of the present invention”).
Figure 0006487233

[エポキシ化工程]
式(2)で表される構成単位は、式(1)で表される構成単位の前駆体構造に当たる。即ち、式(2)中のR1〜R10は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、ハロゲン原子、又は式(a2)で表される基を示す。但し、式(2)におけるR1〜R10の少なくとも1つは、式(a2)で表される基である。エポキシ化工程においては、式(2)中の式(a2)で表される基の一部又は全部が式(a1)で表される基に変換される(場合によっては、式(a1)で表される基の一部がさらに式(a3)で表される基に変換される)ことによって、本発明の多官能エポキシ化合物が生成する。なお、式(2)におけるR1〜R10のうち式(a2)で表される基の数は、特に限定されないが、1〜3が好ましく、より好ましくは1又は2である。
[Epoxidation process]
The structural unit represented by the formula (2) corresponds to the precursor structure of the structural unit represented by the formula (1). That is, R 1 to R 10 in the formula (2) are the same or different and are a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom, a halogen atom, or the formula (a2). The group represented is shown. However, at least one of R 1 to R 10 in the formula (2) is a group represented by the formula (a2). In the epoxidation step, part or all of the group represented by the formula (a2) in the formula (2) is converted to the group represented by the formula (a1) (in some cases, in the formula (a1) A part of the represented group is further converted into a group represented by the formula (a3), whereby the polyfunctional epoxy compound of the present invention is produced. In addition, although the number of group represented by Formula (a2) among R < 1 > -R < 10 > in Formula (2) is not specifically limited, 1-3 are preferable, More preferably, it is 1 or 2.

式(2)で表される構成単位を含む不飽和化合物としては、公知乃至慣用の製造方法を利用して得られるものを使用できる。具体的には、例えば、後述の重合工程の項に記載の方法に準じて製造されるものを使用できる。なお、エポキシ化工程において、式(2)で表される構成単位を含む不飽和化合物は一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。式(2)で表される構成単位を含む不飽和化合物としては、例えば、本発明の多官能エポキシ化合物における式(1)で表される構成単位が式(2)で表される構成単位であること以外は同様の化合物等が挙げられる。   As an unsaturated compound containing the structural unit represented by Formula (2), what is obtained using a known or conventional production method can be used. Specifically, for example, those produced according to the method described in the paragraph of the polymerization step described later can be used. In the epoxidation step, the unsaturated compound containing the structural unit represented by formula (2) can be used alone or in combination of two or more. As an unsaturated compound containing the structural unit represented by Formula (2), the structural unit represented by Formula (1) in the polyfunctional epoxy compound of this invention is a structural unit represented by Formula (2), for example. Except that there are the same compounds and the like.

エポキシ化工程において使用される酸化剤としては、式(2)で表される構成単位中の式(a2)で表される基の少なくとも一部を式(a1)で表される基に変換できるものであればよく、公知乃至慣用の酸化剤を使用することができる。より詳しくは、酸化剤としては、過酸化水素や、過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、トリフルオロ過酢酸等の過酸(例えば、有機過酸)等を使用できる。中でも、工業的に安価に入手可能であり、安定性が高い点で、過酸(特に、過酢酸)が好ましい。酸化剤は、そのままの形態で使用することもできるし、溶液や分散液等の形態で使用することもできる。なお、エポキシ化工程において、酸化剤は一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。   As an oxidizing agent used in the epoxidation step, at least a part of the group represented by the formula (a2) in the structural unit represented by the formula (2) can be converted into a group represented by the formula (a1). Any known oxidizing agent can be used as long as it is a known one. More specifically, as the oxidizing agent, hydrogen peroxide, peracids such as performic acid, peracetic acid, perbenzoic acid, and trifluoroperacetic acid (for example, organic peracids) can be used. Among them, peracid (particularly peracetic acid) is preferable because it is industrially available at low cost and has high stability. The oxidizing agent can be used as it is or in the form of a solution, a dispersion, or the like. In addition, in an epoxidation process, an oxidizing agent can also be used individually by 1 type, and can also be used in combination of 2 or more type.

式(2)で表される構成単位を含む不飽和化合物と酸化剤との反応(酸化反応)においては、公知乃至慣用の触媒を使用することもできる。触媒としては、例えば、炭酸ナトリウム等のアルカリや、硫酸等の酸等が挙げられる。   In the reaction (oxidation reaction) between the unsaturated compound containing the structural unit represented by the formula (2) and the oxidizing agent, a known or commonly used catalyst may be used. Examples of the catalyst include alkalis such as sodium carbonate and acids such as sulfuric acid.

上記酸化反応は、使用する装置や原料の物性等に応じて、溶媒使用の有無を決定したり、反応温度等の条件を適宜調整して実施することができる。   The oxidation reaction can be carried out by determining the presence or absence of the use of a solvent or appropriately adjusting the conditions such as the reaction temperature according to the equipment used and the physical properties of the raw materials.

上記酸化反応を進行させる際の温度(反応温度)は、使用する酸化剤の反応性によって適宜定めることができ、特に限定されないが、例えば、酸化剤として過酢酸を使用する場合には、0〜70℃とすることが好ましい。反応温度を0℃以上とすることにより、優れた反応速度で酸化反応を進行させることができる傾向がある。一方、反応温度を70℃以下とすることにより、過酢酸の分解が抑制され、多官能エポキシ化合物の生産性がより向上する傾向がある。   The temperature (reaction temperature) at which the oxidation reaction proceeds can be appropriately determined depending on the reactivity of the oxidizing agent to be used, and is not particularly limited. For example, when peracetic acid is used as the oxidizing agent, 0 to It is preferable to set it as 70 degreeC. By setting the reaction temperature to 0 ° C. or higher, the oxidation reaction tends to proceed at an excellent reaction rate. On the other hand, by making reaction temperature 70 degrees C or less, there exists a tendency for decomposition | disassembly of a peracetic acid to be suppressed and productivity of a polyfunctional epoxy compound to improve more.

上記酸化反応においては、原料の粘度低下や酸化剤の希釈による安定化等を目的として、溶媒を使用することができる。酸化剤として過酢酸を使用する場合には、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素;ジエチルエーテル等のエーテル;酢酸エチル等のエステル;アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン等を使用することができる。   In the oxidation reaction, a solvent can be used for the purpose of, for example, reducing the viscosity of the raw material or stabilizing it by diluting the oxidizing agent. When peracetic acid is used as the oxidizing agent, for example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene; ethers such as diethyl ether; esters such as ethyl acetate; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, and methyl ethyl ketone Etc. can be used.

上記酸化反応における酸化剤の使用量は、本発明の多官能エポキシ化合物に式(a2)で表される基をどの程度残存させたいか等の目的に応じて適宜調整することができ、特に限定されない。例えば、本発明の多官能エポキシ化合物として式(a2)で表される基の残存量が少ないものの取得を目的とする場合には、酸化剤を上記不飽和化合物が有する式(a2)で表される基に対して、等モル又はそれ以上使用することが好ましい。但し、経済的な観点及び次に述べる副反応の問題からは、式(a2)で表される基に対して酸化剤を2倍モルを超えて使用することは通常不利である。例えば、酸化剤として過酢酸を使用する場合には、式(a2)で表される基に対して、1〜1.5倍モルの使用量とすることが好ましい。   The amount of the oxidizing agent used in the oxidation reaction can be appropriately adjusted depending on the purpose such as how much the group represented by the formula (a2) is to remain in the polyfunctional epoxy compound of the present invention, and is particularly limited. Not. For example, when the purpose is to obtain a polyfunctional epoxy compound of the present invention having a small residual amount of the group represented by the formula (a2), the oxidant is represented by the formula (a2) having the unsaturated compound. It is preferable to use equimolar amount or more with respect to the group. However, it is usually disadvantageous to use the oxidizing agent in an amount exceeding 2 moles relative to the group represented by the formula (a2) from the economical viewpoint and the problem of the side reaction described below. For example, when peracetic acid is used as the oxidizing agent, the amount used is preferably 1 to 1.5 times the amount of the group represented by the formula (a2).

上記エポキシ化工程により、式(2)で表される構成単位中の式(a2)で表される基の一部又は全部がエポキシ化され、式(a1)で表される構成単位に変換されることにより、本発明の多官能エポキシ化合物が生成する。なお、本発明の多官能エポキシ化合物における式(a3)で表される基は、例えば、式(2)で表される構成単位中の式(a2)で表される基と有機過酸(酸化剤)の反応により生成する有機酸(例えば、酢酸)や、系中に存在する水、アルコール等が、式(a1)で表される基と反応(副反応)すること等により生成する。なお、本発明の多官能エポキシ化合物における式(a1)〜(a3)で表される基の割合(比)は、例えば、酸化剤の種類、酸化剤の使用量(酸化剤と式(a2)で表される基のモル比)、反応条件等により適宜調整できる。   Through the epoxidation step, part or all of the group represented by the formula (a2) in the structural unit represented by the formula (2) is epoxidized and converted into the structural unit represented by the formula (a1). As a result, the polyfunctional epoxy compound of the present invention is produced. In addition, the group represented by the formula (a3) in the polyfunctional epoxy compound of the present invention is, for example, a group represented by the formula (a2) in the structural unit represented by the formula (2) and an organic peracid (oxidation). The organic acid (for example, acetic acid) produced by the reaction of the agent), water, alcohol, etc. present in the system reacts with the group represented by the formula (a1) (side reaction). In addition, the ratio (ratio) of groups represented by the formulas (a1) to (a3) in the polyfunctional epoxy compound of the present invention is, for example, the type of oxidizing agent, the amount of oxidizing agent used (the oxidizing agent and the formula (a2)). The molar ratio of the group represented by formula (1) and the reaction conditions can be adjusted as appropriate.

本発明の多官能エポキシ化合物の製造方法は、上述のエポキシ化工程以外の工程を含んでいてもよい。上記エポキシ化工程以外の工程としては、例えば、生成させた本発明の多官能エポキシ化合物を精製・単離する工程、式(2)で表される構成単位を含む不飽和化合物を生成させる工程等が挙げられる。なお、本発明の多官能エポキシ化合物を精製・単離する方法は、特に限定されず、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段や、これらを組み合わせた分離手段等の公知乃至慣用の方法を利用できる。   The manufacturing method of the polyfunctional epoxy compound of this invention may include processes other than the above-mentioned epoxidation process. Examples of steps other than the epoxidation step include a step of purifying and isolating the produced polyfunctional epoxy compound of the present invention, a step of generating an unsaturated compound containing the structural unit represented by the formula (2), and the like. Is mentioned. The method for purifying and isolating the polyfunctional epoxy compound of the present invention is not particularly limited. For example, separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography, etc. Known or conventional methods such as combined separation means can be used.

本発明の多官能エポキシ化合物の製造方法における式(2)で表される構成単位を含む不飽和化合物を生成させる工程としては、例えば、下記式(3)で表される化合物(エポキシ化合物)と二酸化炭素とを反応(共重合)させる工程(「重合工程」と称する場合がある)等が挙げられる。

Figure 0006487233
As a process of producing an unsaturated compound containing the structural unit represented by the formula (2) in the method for producing a polyfunctional epoxy compound of the present invention, for example, a compound (epoxy compound) represented by the following formula (3) and Examples include a step of reacting (copolymerizing) carbon dioxide (sometimes referred to as a “polymerization step”).
Figure 0006487233

[重合工程]
式(3)中、R1〜R10は、式(2)におけるものと同じである。即ち、式(3)中のR1〜R10は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、ハロゲン原子、又は式(a2)で表される基を示す。但し、式(3)におけるR1〜R10の少なくとも1つは式(a2)で表される基である。なお、式(3)におけるR1〜R10のうち式(a2)で表される基の数は、特に限定されないが、1〜3が好ましく、より好ましくは1又は2である。式(3)で表される化合物は、公知乃至慣用の製造方法により製造することもできるし、市販品を入手することもできる。なお、重合工程において式(3)で表される化合物は、一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
[Polymerization process]
In formula (3), R 1 to R 10 are the same as those in formula (2). That is, R 1 to R 10 in the formula (3) are the same or different and each represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom, a halogen atom, or the formula (a2). The group represented is shown. However, at least one of R 1 to R 10 in the formula (3) is a group represented by the formula (a2). In addition, although the number of group represented by Formula (a2) among R < 1 > -R < 10 > in Formula (3) is not specifically limited, 1-3 are preferable, More preferably, it is 1 or 2. The compound represented by the formula (3) can be produced by a known or conventional production method, or a commercially available product can be obtained. In addition, the compound represented by Formula (3) in a superposition | polymerization process can also be used individually by 1 type, and can also be used in combination of 2 or more type.

式(3)で表される化合物と二酸化炭素との反応は、例えば、特開2010−1443号公報、国際公開第2012/102101号、国際公開第2012/114939号、Macromolecules 2011, 44, 9882-9886等に開示された方法(特定のコバルト触媒の存在下で、エポキシ化合物と二酸化炭素との反応を進行させる方法);特開2012−180445号公報等に開示された方法(亜鉛触媒等の金属触媒の存在下で、エポキシ化合物と二酸化炭素との反応を進行させる方法)等によって実施できる。   The reaction of the compound represented by the formula (3) with carbon dioxide is, for example, disclosed in JP2010-1443A, WO2012 / 102101, WO2012 / 114939, Macromolecules 2011, 44, 9882- The method disclosed in 9886, etc. (a method in which the reaction between an epoxy compound and carbon dioxide proceeds in the presence of a specific cobalt catalyst); the method disclosed in JP 2012-180445 A, etc. (metal such as a zinc catalyst) For example, a method in which a reaction between an epoxy compound and carbon dioxide proceeds in the presence of a catalyst).

なお、重合工程においては、式(3)で表される化合物と二酸化炭素のみを反応させてもよいし、式(3)で表される化合物とこれ以外のエポキシ化合物(他のエポキシ化合物)の一種以上と二酸化炭素とを反応させてもよい。他のエポキシ化合物としては、公知乃至慣用のエポキシ化合物を使用できる。重合工程における式(3)で表される化合物の使用割合は、特に限定されないが、硬化物の耐熱性、耐衝撃性の観点で、使用するエポキシ化合物の全量(100重量%)に対して60重量%以上(例えば、60〜100重量%)が好ましく、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上である。なお、重合工程における式(3)で表される化合物の使用割合は、使用するエポキシ化合物の実質的に全量(例えば、98〜100重量%)であってもよい。   In the polymerization step, only the compound represented by formula (3) and carbon dioxide may be reacted, or the compound represented by formula (3) and other epoxy compounds (other epoxy compounds) One or more types may be reacted with carbon dioxide. As other epoxy compounds, known or conventional epoxy compounds can be used. The proportion of the compound represented by formula (3) in the polymerization step is not particularly limited, but it is 60 with respect to the total amount (100% by weight) of the epoxy compound to be used from the viewpoint of heat resistance and impact resistance of the cured product. % By weight or more (for example, 60 to 100% by weight) is preferable, more preferably 80% by weight or more, and further preferably 90% by weight or more. In addition, the usage-amount of the compound represented by Formula (3) in a superposition | polymerization process may be substantially whole quantity (for example, 98-100 weight%) of the epoxy compound to be used.

重合工程によって得られる式(2)で表される構成単位を含む不飽和化合物は、上記反応の終了後に常法(例えば、ろ過や乾燥等)により精製した上で後のエポキシ化工程にて用いることもできるし、上記反応の終了後単離することなく(反応液に含まれた形態で)後のエポキシ化工程にて用いることもできる。   The unsaturated compound containing the structural unit represented by the formula (2) obtained by the polymerization process is used in the subsequent epoxidation process after purification by a conventional method (for example, filtration, drying, etc.) after the completion of the above reaction. It can also be used in the subsequent epoxidation step without being isolated after completion of the above reaction (in the form contained in the reaction solution).

本発明の多官能エポキシ化合物の製造方法は、上述のエポキシ化工程及び重合工程以外にも、その他、例えば、式(1)中のカーボネート結合がエーテル結合に置き換わった構成単位を形成する工程等を含んでいてもよい。当該工程としては、例えば、式(2)で表される構成単位を含む不飽和化合物における活性水素基(ヒドロキシ基の水素原子等)を開始点として式(3)で表される化合物の重合反応を行う工程(例えば、特開平4−10471号公報に記載の工程等)が挙げられる。   In addition to the above-described epoxidation step and polymerization step, the method for producing a polyfunctional epoxy compound of the present invention includes, for example, a step of forming a structural unit in which the carbonate bond in formula (1) is replaced with an ether bond, and the like. May be included. As the said process, the polymerization reaction of the compound represented by Formula (3) from the active hydrogen group (hydrogen atom etc. of a hydroxy group) in the unsaturated compound containing the structural unit represented by Formula (2) as a starting point, for example (For example, a process described in JP-A-4-10471).

本発明の多官能エポキシ化合物は、エポキシ化合物(エポキシ樹脂)が使用される各種用途に使用することができ、その用途は特に限定されないが、例えば、接着剤;塗料;インク;電気絶縁材、積層板、半導体素子の封止材等の各種電気電子材料;レジスト、透明基材、透明シート、透明フィルム、光学素子、光学レンズ、光学部材、光造形、電子ペーパー、タッチパネル、太陽電池基板、光導波路、導光板、ホログラフィックメモリ、光半導体素子の封止材等の各種光学材料;シーラント、構造材等の各種構造材料等が挙げられる。各種用途において、本発明の多官能エポキシ化合物はそれ単独で使用することもできるし、樹脂組成物等のその他の形態で使用することもできる。   The polyfunctional epoxy compound of the present invention can be used for various applications in which an epoxy compound (epoxy resin) is used, and the application is not particularly limited. For example, adhesives; paints; inks; Various electrical and electronic materials such as plates and semiconductor element sealing materials; resists, transparent substrates, transparent sheets, transparent films, optical elements, optical lenses, optical members, stereolithography, electronic paper, touch panels, solar cell substrates, optical waveguides And various optical materials such as a light guide plate, a holographic memory, and a sealing material for optical semiconductor elements; and various structural materials such as a sealant and a structural material. In various applications, the polyfunctional epoxy compound of the present invention can be used alone or in other forms such as a resin composition.

<樹脂組成物及びその硬化物>
本発明の樹脂組成物は、本発明の多官能エポキシ化合物を必須成分として含む組成物(硬化性エポキシ樹脂組成物)であり、これを硬化させることによって硬化物(「本発明の硬化物」と称する場合がある)を得ることができる。硬化させる際には、公知乃至慣用の手段(加熱、活性エネルギー線照射等)の一種以上を利用できる。本発明の硬化物は、本発明の多官能エポキシ化合物に由来する構造を含むことにより、優れた耐熱性を発揮する。なお、本発明の樹脂組成物は、本発明の多官能エポキシ化合物を一種のみ有するものであってもよいし、二種以上有するものであってもよい。
<Resin composition and cured product thereof>
The resin composition of the present invention is a composition (curable epoxy resin composition) containing the polyfunctional epoxy compound of the present invention as an essential component, and by curing this, a cured product ("cured product of the present invention") May be obtained). When curing, one or more of known or conventional means (heating, active energy ray irradiation, etc.) can be used. The cured product of the present invention exhibits excellent heat resistance by including a structure derived from the polyfunctional epoxy compound of the present invention. In addition, the resin composition of this invention may have only 1 type of the polyfunctional epoxy compound of this invention, and may have 2 or more types.

本発明の樹脂組成物における本発明の多官能エポキシ化合物の含有量(配合量)は、特に限定されないが、樹脂組成物の全量(100重量%)に対して、1〜99重量%が好ましく、より好ましくは5〜95重量%である。本発明の多官能エポキシ化合物の含有量を上記範囲に制御することにより、硬化物の耐熱性、耐衝撃性がいっそう向上する傾向がある。   The content (blending amount) of the polyfunctional epoxy compound of the present invention in the resin composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 to 99% by weight with respect to the total amount (100% by weight) of the resin composition, More preferably, it is 5 to 95% by weight. By controlling the content of the polyfunctional epoxy compound of the present invention within the above range, the heat resistance and impact resistance of the cured product tend to be further improved.

本発明の樹脂組成物は、本発明の多官能エポキシ化合物以外のエポキシ化合物(エポキシ樹脂)の一種以上を含んでいてもよい。このようなエポキシ化合物としては、例えば、芳香族エポキシ化合物(例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物等)、脂環式エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物等が挙げられる。硬化物の耐熱性、耐光性の観点では、脂環式エポキシ化合物が好ましい。脂環式エポキシ化合物としては、例えば、商品名「セロキサイド2021P」、「セロキサイド2081」、「セロキサイド3000」、「セロキサイド2000」、「エポリードGT400」、「セルビーナスB0084」、「セルビーナスB0177」(以上、(株)ダイセル製)等が挙げられる。本発明の樹脂組成物における本発明の多官能エポキシ化合物以外のエポキシ化合物の含有量は、特に限定されないが、エポキシ化合物の全量(100重量%)に対して、1〜99重量%が好ましく、より好ましくは5〜95重量%である。   The resin composition of the present invention may contain one or more epoxy compounds (epoxy resins) other than the polyfunctional epoxy compound of the present invention. Examples of such epoxy compounds include aromatic epoxy compounds (for example, bisphenol A type epoxy compounds), alicyclic epoxy compounds, aliphatic epoxy compounds, and the like. From the viewpoint of heat resistance and light resistance of the cured product, an alicyclic epoxy compound is preferable. Examples of the alicyclic epoxy compound include trade names “Celoxide 2021P”, “Celoxide 2081”, “Celoxide 3000”, “Celoxide 2000”, “Epolide GT400”, “Selvinus B0084”, “Selvinus B0177” (and above). , Manufactured by Daicel Corporation). Although content of epoxy compounds other than the polyfunctional epoxy compound of this invention in the resin composition of this invention is not specifically limited, 1-99 weight% is preferable with respect to the whole quantity (100 weight%) of an epoxy compound, More Preferably it is 5-95 weight%.

本発明の樹脂組成物は、エポキシ化合物以外の成分を含んでいてもよい。当該成分としては、例えば、硬化剤(例えば、酸無水物やポリアミン等)、硬化促進剤、硬化触媒等の樹脂組成物を硬化させるための成分;消泡剤、レベリング剤、カップリング剤、界面活性剤、シリカやアルミナ等の無機充填剤、難燃剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、イオン吸着体、顔料、離型剤、蛍光体、ヒドロキシ基を有する低分子化合物(エチレングリコール等)等の慣用の添加剤等が挙げられる。これら成分の含有量は、特に限定されず、適宜選択可能である。   The resin composition of the present invention may contain components other than the epoxy compound. Examples of the component include components for curing a resin composition such as a curing agent (for example, acid anhydride and polyamine), a curing accelerator, a curing catalyst; an antifoaming agent, a leveling agent, a coupling agent, and an interface. Activators, inorganic fillers such as silica and alumina, flame retardants, colorants, antioxidants, ultraviolet absorbers, ion adsorbents, pigments, mold release agents, phosphors, low molecular compounds having hydroxy groups (such as ethylene glycol) ) And other conventional additives. The content of these components is not particularly limited and can be appropriately selected.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

製造例1
[ポリ(ビニルシクロヘキセンカーボネート)の製造]
文献(Macromolecules 2011, 44, 9882-9886、「Fully Degradable and Well-Defined Brush Copolymers from Combination of Living CO2/Epoxide Copolymerization, ThiolEne Click Reaction and ROP of ε-caprolactone」)に記載の方法で、4-ビニルシクロヘキセン-1,2-エポキサイドと二酸化炭素との反応(共重合反応)を行い、ポリ(ビニルシクロヘキセンカーボネート)を製造した。上記で得られたポリ(ビニルシクロヘキセンカーボネート)のGPCによる分析を実施したところ、重量平均分子量Mwは6600、多分散度Mw/Mnは1.17であった。なお、分子量は標準ポリスチレン換算の値として測定した。
上記で得られたポリ(ビニルシクロヘキセンカーボネート)は、式(2)で表される繰り返し構成単位を含む化合物(重合体)である。
Production Example 1
[Production of poly (vinylcyclohexene carbonate)]
4- vinyl by the method described in the literature (Macromolecules 2011, 44, 9882-9886, “Fully Degradable and Well-Defined Brush Copolymers from Combination of Living CO 2 / Epoxide Copolymerization, ThiolEne Click Reaction and ROP of ε-caprolactone”) A reaction (copolymerization reaction) between cyclohexene -1,2-epoxide and carbon dioxide was carried out to produce poly (vinylcyclohexene carbonate). When the poly (vinylcyclohexene carbonate) obtained above was analyzed by GPC, the weight average molecular weight Mw was 6600, and the polydispersity Mw / Mn was 1.17. The molecular weight was measured as a value in terms of standard polystyrene.
The poly (vinylcyclohexene carbonate) obtained above is a compound (polymer) containing a repeating structural unit represented by the formula (2).

製造例2
[エポキシ化ポリ(ビニルシクロヘキセンカーボネート)の製造]
製造例1で得られたポリ(ビニルシクロヘキセンカーボネート)100.0g、及び酢酸エチル100.0gを反応器に入れて溶液とした後、30℃で攪拌しながら、30重量%過酢酸の酢酸エチル溶液180.9gを2時間かけて滴下し、さらに5時間攪拌した。
続いて、反応後の溶液に蒸留水400.0gと酢酸エチル20.0gとを加えて、30分間攪拌した。その後静置し、有機層と水層に分液させてから水層を抜き取って除去し、この作業(蒸留水及び酢酸エチルを加えて攪拌し、分液させて水層を抜き取る作業)を計4回実施した。次に、エバポレーターを用いて120℃、10Torr(約1330Pa)の条件下、上記有機層の脱溶剤を行い、エポキシ化ポリ(ビニルシクロヘキセンカーボネート)98.6gを得た。上記で得られたエポキシ化ポリ(ビニルシクロヘキセンカーボネート)のGPCによる分析を実施したところ、重量平均分子量Mwは7160、多分散度Mw/Mnは1.16であった。なお、分子量は標準ポリスチレン換算の値として測定した。また、エポキシ当量は212であった。
上記で得られたエポキシ化ポリ(ビニルシクロヘキセンカーボネート)は、式(1)で表される繰り返し構成単位を含む化合物(重合体)である。
Production Example 2
[Production of epoxidized poly (vinylcyclohexene carbonate)]
100.0 g of poly (vinylcyclohexene carbonate) obtained in Production Example 1 and 100.0 g of ethyl acetate were put into a reactor to prepare a solution, and then stirred at 30 ° C., 30 wt% ethyl acetate in peracetic acid 180.9g was dripped over 2 hours, and also it stirred for 5 hours.
Subsequently, 400.0 g of distilled water and 20.0 g of ethyl acetate were added to the solution after the reaction and stirred for 30 minutes. Then, let stand, separate the organic layer and aqueous layer, extract and remove the aqueous layer, and measure this work (work to add distilled water and ethyl acetate, stir, separate and extract the aqueous layer). Performed 4 times. Next, the organic layer was desolvated using an evaporator at 120 ° C. and 10 Torr (about 1330 Pa) to obtain 98.6 g of epoxidized poly (vinylcyclohexene carbonate). When the GPC of the epoxidized poly (vinylcyclohexene carbonate) obtained above was analyzed, the weight average molecular weight Mw was 7160 and the polydispersity Mw / Mn was 1.16. The molecular weight was measured as a value in terms of standard polystyrene. The epoxy equivalent was 212.
The epoxidized poly (vinylcyclohexene carbonate) obtained above is a compound (polymer) containing a repeating structural unit represented by the formula (1).

実施例1
[樹脂組成物及びその硬化物の製造]
表1に示す配合割合(単位:重量部)で、製造例2で得られたエポキシ化ポリ(ビニルシクロヘキセンカーボネート)、商品名「セロキサイド2021P」(エポキシ化合物、(株)ダイセル製)、商品名「リカシッド MH−700F」(硬化剤、新日本理化(株)製)、商品名「U−CAT 12XD」(硬化促進剤、サンアプロ(株)製)、及びエチレングリコール(EG)(希釈剤、和光純薬工業(株)製)を、自公転式攪拌装置(商品名「あわとり練太郎AR−250」、(株)シンキー製)を使用して均一に混合し、脱泡して、樹脂組成物(硬化性エポキシ樹脂組成物)を製造した。
さらに、上記で得た樹脂組成物を成形型(厚さ3mmの注型用型枠)に注型し、樹脂硬化オーブンに入れて表1に示す硬化条件[100℃で2時間、続いて、150℃で2時間]で加熱することによって硬化させ、硬化物を製造した。
Example 1
[Production of resin composition and cured product thereof]
The epoxidized poly (vinylcyclohexene carbonate) obtained in Production Example 2 with a blending ratio (unit: parts by weight) shown in Table 1, trade name “Celoxide 2021P” (epoxy compound, manufactured by Daicel Corporation), trade name “ Rikacid MH-700F "(curing agent, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.), trade name" U-CAT 12XD "(curing accelerator, manufactured by San Apro Co., Ltd.), and ethylene glycol (EG) (diluent, Wako Jun) Yaku Kogyo Co., Ltd.) is uniformly mixed using a self-revolving stirrer (trade name “Awatori Nertaro AR-250”, manufactured by Shinky Co., Ltd.), defoamed, and resin composition (Curable epoxy resin composition) was produced.
Furthermore, the resin composition obtained above was cast into a molding die (a casting mold having a thickness of 3 mm), placed in a resin curing oven, and the curing conditions shown in Table 1 [100 ° C. for 2 hours, Cured by heating at 150 ° C. for 2 hours to produce a cured product.

比較例1
樹脂組成物の組成を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂組成物(硬化性エポキシ樹脂組成物)及びその硬化物を製造した。
なお、表1中の「EHPE3150」とは、(株)ダイセル製の商品名「EHPE3150」(2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物)である。
Comparative Example 1
Except having changed the composition of the resin composition as shown in Table 1, it carried out similarly to Example 1, and manufactured the resin composition (curable epoxy resin composition) and its hardened | cured material.
In addition, “EHPE3150” in Table 1 is a product name “EHPE3150” (produced by Daicel Corporation) (1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol. ) Cyclohexane adduct).

(耐熱性の評価)
まず、実施例1及び比較例1で得られた各硬化物の波長400nmの光の透過率を測定した。その後、硬化物を150℃のオーブンで24時間加熱し、取り出した後、再び波長400nmの光の透過率を測定した。加熱前後での硬化物の透過率の差[=加熱前の透過率(%)−加熱後の透過率(%)]が12.0%ポイント未満であれば○(耐熱性が良好である)、12.0%ポイント以上であれば×(耐熱性が不良である)と評価した。
なお、加熱前後での硬化物の透過率の差が大きいほど、加熱によって硬化物が黄変する程度が大きいこと(耐熱性に劣ること)を示す。
(Evaluation of heat resistance)
First, the transmittance of light having a wavelength of 400 nm of each cured product obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was measured. Thereafter, the cured product was heated in an oven at 150 ° C. for 24 hours, taken out, and the transmittance of light having a wavelength of 400 nm was measured again. If the difference in the transmittance of the cured product before and after heating [= transmittance before heating (%) − transmittance after heating (%)] is less than 12.0% point, ○ (good heat resistance) If it was 12.0% point or more, it was evaluated as x (having poor heat resistance).
In addition, it shows that the grade which a hardened | cured material yellows by heating is so large that the difference of the transmittance | permeability of the hardened | cured material before and behind heating is large (it is inferior to heat resistance).

Figure 0006487233
Figure 0006487233

表1に示すように、本発明の多官能エポキシ化合物を含む樹脂組成物の硬化物は、加熱による黄変が抑制されており、優れた耐熱性を有することが確認された(実施例1)。   As shown in Table 1, the cured product of the resin composition containing the polyfunctional epoxy compound of the present invention was confirmed to have excellent heat resistance because yellowing due to heating was suppressed (Example 1). .

Claims (5)

分子内に2つ以上のエポキシ基を有し、下記式(1)
Figure 0006487233
[式(1)中、 1 及びR 2 は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、又はハロゲン原子を示す。R 3 〜R10は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、ハロゲン原子、式(a1)で表される基、式(a2)で表される基、又は式(a3)で表される基を示す。但し、式(1)における 3 〜R10の少なくとも1つは、式(a1)で表される基である。
Figure 0006487233
[式(a3)中、R11は、水素原子、カルボキシ基、アシル基、又は炭化水素基を示す。]]
で表される構成単位を含む多官能エポキシ化合物。
It has two or more epoxy groups in the molecule and has the following formula (1)
Figure 0006487233
[In Formula (1), R < 1 > and R < 2 > are the same or different, and show a C1-C10 hydrocarbon group which may contain the hydrogen atom and the oxygen atom, or a halogen atom. R 3 to R 10 are the same or different and are a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom, a halogen atom, a group represented by the formula (a1), a formula (a2) Or a group represented by the formula (a3). However, at least one of R 3 to R 10 in the formula (1) is a group represented by the formula (a1).
Figure 0006487233
[In formula (a3), R 11 represents a hydrogen atom, a carboxy group, an acyl group, or a hydrocarbon group. ]]
The polyfunctional epoxy compound containing the structural unit represented by these.
分子内に2つ以上のエポキシ基を有し、下記式(1)
Figure 0006487233
[式(1)中、 1 及びR 2 は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、又はハロゲン原子を示す。R 3 〜R10は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、ハロゲン原子、式(a1)で表される基、式(a2)で表される基、又は式(a3)で表される基を示す。但し、式(1)における 3 〜R10の少なくとも1つは、式(a1)で表される基である。
Figure 0006487233
[式(a3)中、R11は、水素原子、カルボキシ基、アシル基、又は炭化水素基を示す。]]
で表される構成単位を含む多官能エポキシ化合物の製造方法であって、
分子内に2つ以上の脂肪族炭素−炭素二重結合を有し、下記式(2)
Figure 0006487233
[式(2)中、 1 及びR 2 は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、又はハロゲン原子を示す。R 3 〜R10は、同一又は異なって、水素原子、酸素原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基、ハロゲン原子、又は式(a2)で表される基を示す。但し、式(2)における 3 〜R10の少なくとも1つは、式(a2)で表される基である。]
で表される構成単位を含む不飽和化合物を酸化剤により酸化させることによって前記多官能エポキシ化合物を生成させる工程を含む多官能エポキシ化合物の製造方法。
It has two or more epoxy groups in the molecule and has the following formula (1)
Figure 0006487233
[In Formula (1), R < 1 > and R < 2 > are the same or different, and show a C1-C10 hydrocarbon group which may contain the hydrogen atom and the oxygen atom, or a halogen atom. R 3 to R 10 are the same or different and are a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom, a halogen atom, a group represented by the formula (a1), a formula (a2) Or a group represented by the formula (a3). However, at least one of R 3 to R 10 in the formula (1) is a group represented by the formula (a1).
Figure 0006487233
[In formula (a3), R 11 represents a hydrogen atom, a carboxy group, an acyl group, or a hydrocarbon group. ]]
A method for producing a polyfunctional epoxy compound containing a structural unit represented by:
It has two or more aliphatic carbon-carbon double bonds in the molecule, and has the following formula (2)
Figure 0006487233
[In Formula (2), R < 1 > and R < 2 > are the same or different, and show a C1-C10 hydrocarbon group which may contain the hydrogen atom and the oxygen atom, or a halogen atom. R 3 to R 10 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom, a halogen atom, or a group represented by the formula (a2). However, at least one of R 3 to R 10 in the formula (2) is a group represented by the formula (a2). ]
The manufacturing method of the polyfunctional epoxy compound including the process of producing | generating the said polyfunctional epoxy compound by oxidizing the unsaturated compound containing the structural unit represented by an oxidizing agent.
酸化剤が過酸である請求項2に記載の多官能エポキシ化合物の製造方法。   The method for producing a polyfunctional epoxy compound according to claim 2, wherein the oxidizing agent is a peracid. 請求項1に記載の多官能エポキシ化合物を含む樹脂組成物。   A resin composition comprising the polyfunctional epoxy compound according to claim 1. 請求項4に記載の樹脂組成物硬化物。 The cured product of the resin composition of claim 4.
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