JP6643900B2 - Phenol resin, epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof - Google Patents

Phenol resin, epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof Download PDF

Info

Publication number
JP6643900B2
JP6643900B2 JP2015549141A JP2015549141A JP6643900B2 JP 6643900 B2 JP6643900 B2 JP 6643900B2 JP 2015549141 A JP2015549141 A JP 2015549141A JP 2015549141 A JP2015549141 A JP 2015549141A JP 6643900 B2 JP6643900 B2 JP 6643900B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
resin
reaction
present
phenol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015549141A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2015076229A1 (en
Inventor
篤彦 長谷川
篤彦 長谷川
政隆 中西
政隆 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kayaku Co Ltd filed Critical Nippon Kayaku Co Ltd
Publication of JPWO2015076229A1 publication Critical patent/JPWO2015076229A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6643900B2 publication Critical patent/JP6643900B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G8/00Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08G8/02Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of ketones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/02Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule
    • C08G59/04Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof
    • C08G59/06Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof of polyhydric phenols
    • C08G59/08Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof of polyhydric phenols from phenol-aldehyde condensates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/62Alcohols or phenols
    • C08G59/621Phenols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Pyrane Compounds (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Description

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 an epoxy resin composition suitable for use in electric and electronic materials requiring heat resistance, and a cured product thereof.

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 workability and excellent electrical properties, heat resistance, adhesiveness, moisture resistance (water resistance), etc. of the cured product. Have been.

しかし近年、電気・電子分野においてはその発展に伴い、樹脂組成物の高純度化をはじめ耐湿性、密着性、誘電特性、フィラー(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。又、構造材としては航空宇宙材料、レジャー・スポーツ器具用途などにおいて軽量で機械物性の優れた材料が求められている。特に半導体封止分野、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)。なお、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(非特許文献2)。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。一般にエポキシ樹脂は軟化点の高いエポキシ樹脂が高い耐熱性を有する傾向があるが、その反面、熱分解温度の低下、難燃性の低下が課題となる。   However, in recent years, in the field of electricity and electronics, with the development of the resin composition, high purity of the resin composition, moisture resistance, adhesion, dielectric properties, low viscosity for highly filling a filler (inorganic or organic filler), Further improvements in various properties such as increased reactivity for shortening the molding cycle are required. As structural materials, lightweight materials having excellent mechanical properties are required for aerospace materials, leisure and sports equipment applications, and the like. In particular, in the field of semiconductor encapsulation and substrates (substrate itself or its peripheral materials), with the transition of semiconductors, the complexity of thinning, stacking, systematization, and three-dimensionalization has increased, resulting in a very high level. 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, the demand for improved heat resistance has become more severe (Non-Patent Document 2). Specifically, heat resistance of 150 ° C. or higher has been required due to an increase in driving temperature of a semiconductor. In general, an epoxy resin having a high softening point tends to have high heat resistance, but on the other hand, there is a problem of lowering the thermal decomposition temperature and lowering the flame retardancy.

そこで、従来から難燃性及び耐熱性が共に高いという性能を有するエポキシ樹脂が要求されていた。そして、耐熱性が良好なエポキシ樹脂として、アセトンとレゾルシンの反応が試みられ、特許文献1、非特許文献3に示すようなジフラバン構造を有するエポキシ樹脂が開発されてきた。しかし、フラバン構造では高い難燃性が生じ難い。また、上記2種類の化合物の反応物から得られる構造はフラバン構造であるとの結果が特許文献1及び非特許文献3から得られていたことから、難燃性及び耐熱性が得られるフェノール樹脂の開発は別骨格のフェノール樹脂へ委ねられていった。そのような中、難燃性及び耐熱性の両方で優れた特性を満たすフェノール樹脂の要求は未だ高まっていた。   Therefore, there has been a demand for an epoxy resin having high performance in both flame retardancy and heat resistance. A reaction between acetone and resorcinol has been attempted as an epoxy resin having good heat resistance, and an epoxy resin having a diflavan structure as described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 3 has been developed. However, the flavan structure is unlikely to have high flame retardancy. In addition, since the structure obtained from the reaction product of the above two types of compounds was obtained from Patent Document 1 and Non-patent Document 3 as a flavan structure, a phenol resin having flame retardancy and heat resistance was obtained. Development was entrusted to a different skeleton phenolic resin. Under such circumstances, the demand for a phenol resin satisfying both excellent properties in both flame retardancy and heat resistance has been increasing.

日本国特開2010−275221号公報JP 2010-275221 A

“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]、インターネット<URL: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 Technical Committee Member Kai, [May 30, 2012 search], Internet <URL: 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 Works Technical Report Car-related Device Technology High-temperature Operation IC for Vehicle, No. 74, Japan, May 31, 2001, pp. 35-40 P.Livant他、J.Org.Chem.、1997、Vol.62、737〜742頁P. Livant et al. Org. Chem. , 1997, Vol. 62, 737-742

エポキシ樹脂は一般的に高Tg化すると、難燃性が低下する。これは架橋密度が増加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Tg化が要求される中、この相反する特性を有する樹脂を早急に開発することが期待されている。そこで、このような特性が期待できるエポキシ樹脂を見出すことが急務であった。   In general, the higher the Tg of an epoxy resin, the lower the flame retardancy. This is due to the effect of increased crosslink density. However, as high Tg is required for semiconductor peripheral materials that are required to have flame retardancy, it is expected that resins having these contradictory characteristics will be developed promptly. Therefore, it was urgently necessary to find an epoxy resin that can be expected to have such properties.

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意研究した結果、本発明を完成させるに到った。
すなわち本発明は、下記(1)〜(7)に関する。
(1)下記式(1)で表されるフェノール樹脂。
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, have completed the present invention.
That is, the present invention relates to the following (1) to (7).
(1) A phenol resin represented by the following formula (1).

Figure 0006643900
Figure 0006643900

(式中、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜6のアルキル基を表し、Rはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、kは1〜4の整数を示し、nは0〜10の整数を示す。)(Wherein, R 1 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and k is an integer of 1 to 4 And n represents an integer of 0 to 10.)

(2)樹脂を構成する分子の前記式(1)中のnの平均値が0.05以上、4.0以下である前項(1)に記載のフェノール樹脂。
(3)13C−NMRスペクトルチャートにおいてケトン由来のCHカーボンのピーク面積を1とした場合、CHカーボンのピーク面積が0以上、0.2以下である前項(1)に記載のフェノール樹脂。
(4)前項(1)〜(3)のいずれか一項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。
(5)前項(1)〜(3)のいずれか一項に記載のフェノール樹脂と、エポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物。
(6)前項(4)に記載のエポキシ樹脂と、硬化剤と、任意に硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物。
(7)前項(5)または(6)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。
(2) The phenolic resin according to the above (1), wherein the average value of n in the formula (1) of the molecules constituting the resin is 0.05 or more and 4.0 or less.
(3) Assuming that the peak area of CH 3 carbon derived from a ketone is 1 in the 13 C-NMR spectrum chart, the phenol resin according to (1), wherein the peak area of CH 2 carbon is 0 or more and 0.2 or less. .
(4) An epoxy resin obtained by reacting epihalohydrin with the phenolic resin according to any one of the above items (1) to (3).
(5) An epoxy resin composition containing the phenolic resin according to any one of the above items (1) to (3) and an epoxy resin.
(6) An epoxy resin composition containing the epoxy resin described in (4) above, a curing agent, and optionally a curing accelerator.
(7) A cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to (5) or (6).

本発明のフェノール樹脂及びエポキシ樹脂は、ベンゾピラン構造を有するフェノール樹脂ないしエポキシ樹脂である。このようにフェノール樹脂ないしエポキシ樹脂がベンゾピラン構造を有することによって、耐熱性と難燃性の両方の特性が優れた樹脂を得ることが可能である。   The phenol resin and the epoxy resin of the present invention are phenol resins or epoxy resins having a benzopyran structure. When the phenol resin or the epoxy resin has the benzopyran structure, it is possible to obtain a resin having both excellent heat resistance and flame retardancy.

本発明のフェノール樹脂は、ジヒドロキシベンゼン類(a)とケトン類(b)を反応させて得ることができる。
まず、ジヒドロキシベンゼン類(a)について説明する。ジヒドロキシベンゼン類(a)は下記式(2)で表される化合物である。
The phenolic resin of the present invention can be obtained by reacting dihydroxybenzenes (a) with ketones (b).
First, the dihydroxybenzenes (a) will be described. Dihydroxybenzenes (a) are compounds represented by the following formula (2).

Figure 0006643900
Figure 0006643900

(式(2)中、Rはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、kは1〜4の整数を示す。)(In the formula (2), R 2 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and k represents an integer of 1 to 4.)

ジヒドロキシベンゼン類(a)としては、カテコール、3−メチルカテコール、4−tert−ブチルカテコール、3,5−ジ−tert−ブチルカテコール、レゾルシン、2−メチルレゾルシン、5−メチルレゾルシン、2,5−ジメチルレゾルシン、4−ブチルレゾルシン、4−ヘキシルレゾルシン、ハイドロキノン、2−メチルハイドロキノン、2,6−ジメチルハイドロキノン、2,3−ジメチルハイドロキノン、2,3,5−トリメチルハイドロキノン、2−tert−ブチルハイドロキノン、2,5−ジ−tert−ブチルハイドロキノンなどが例示されるが、これらには限定されない。カテコール、レゾルシン、ハイドロキノンが好ましく、レゾルシンが特に好ましい。ここで、式(1)においてnが0より大きいもの(例えば、nが1以上のもの)を得るためには、レゾルシンを特に好適に使用することができる。   Examples of the dihydroxybenzenes (a) include catechol, 3-methylcatechol, 4-tert-butylcatechol, 3,5-di-tert-butylcatechol, resorcin, 2-methylresorcin, 5-methylresorcin, 2,5- Dimethyl resorcin, 4-butyl resorcin, 4-hexyl resorcin, hydroquinone, 2-methylhydroquinone, 2,6-dimethylhydroquinone, 2,3-dimethylhydroquinone, 2,3,5-trimethylhydroquinone, 2-tert-butylhydroquinone, Examples thereof include, but are not limited to, 2,5-di-tert-butylhydroquinone. Catechol, resorcin and hydroquinone are preferred, with resorcin being particularly preferred. Here, in order to obtain a compound of the formula (1) in which n is greater than 0 (for example, a compound in which n is 1 or more), resorcinol can be particularly preferably used.

次に、ケトン類(b)について説明する。ケトン類は、下記式(3)で表される化合物である。   Next, the ketones (b) will be described. Ketones are compounds represented by the following formula (3).

Figure 0006643900
Figure 0006643900

(式(3)中、Rは式(1)と同じ意味を表す。)
ケトン類(b)としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、3−メチル−2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、3−ペンタノン、2−メチル−3−ペンタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノン等が挙げられ、アセトン、メチルエチルケトンが好ましく、アセトンが特に好ましい。
(In the formula (3), R 1 represents the same meaning as the formula (1).)
Examples of the ketone (b) include acetone, methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone, 3-methyl-2-butanone, methyl isobutyl ketone, 3-pentanone, 2-methyl-3-pentanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, and the like. And acetone and methyl ethyl ketone are preferred, and acetone is particularly preferred.

本発明のフェノール樹脂は、酸性条件下で、式(2)で表される化合物の一種以上と式(3)で表される化合物との縮合反応によって得られる。尚、塩基性条件下で反応を行うこともできるが、酸性条件下の方が好ましい。
式(3)で表される化合物は式(2)で表される化合物1モルに対して通常0.25〜5.0モル、好ましくは0.3〜2.5モルを使用する。
The phenolic resin of the present invention is obtained by a condensation reaction between one or more compounds represented by the formula (2) and a compound represented by the formula (3) under acidic conditions. The reaction can be carried out under basic conditions, but preferably under acidic conditions.
The compound represented by the formula (3) is used in an amount of usually 0.25 to 5.0 mol, preferably 0.3 to 2.5 mol, per 1 mol of the compound represented by the formula (2).

酸性条件下で縮合反応を行う場合、用い得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よい。酸性触媒の使用量は、式(3)で表される化合物1モルに対して通常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, usable acidic catalysts are 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 amount of the acidic catalyst to be used is generally 0.001 to 15 mol, preferably 0.002 to 10 mol, per 1 mol of the compound represented by the formula (3).
When the condensation reaction is carried out under basic conditions, the reaction can be carried out in the same manner, and the basic catalyst used is not particularly limited as long as it is known.

本発明のフェノール樹脂を得る反応では、必要に応じて溶剤を使用してもよい。用い得る溶剤としては、例えばケトン類のように式(2)で表される化合物との反応性を有するものでなければ特に制限はないが、原料の式(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を溶剤として用いるのが好ましい。
用いることができる溶剤の具体例としては、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、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。
溶剤を使用する場合の使用量は特に制限されないが、例えば、式(2)で表される化合物1モルに対し100〜500重量部使用することができる。
In the reaction for obtaining the phenolic resin of the present invention, a solvent may be used as necessary. The solvent that can be used is not particularly limited as long as it does not have reactivity with the compound represented by the formula (2), for example, ketones. It is preferable to use alcohols as a solvent from the viewpoint of dissolving in water.
Specific examples of solvents that can be used include methanol, ethanol, alcohols such as isopropyl alcohol, dimethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, dioxane, methyl ethyl ketone, aprotic polar solvents such as methyl isobutyl ketone, toluene, xylene and the like. And aromatic hydrocarbons.
The amount of the solvent used is not particularly limited, but for example, 100 to 500 parts by weight per 1 mol of the compound represented by the formula (2) can be used.

反応温度は通常10〜150℃であり、好ましくは50〜140℃であり、85℃〜140℃で反応させると特に好ましい。反応時間は通常0.5〜20時間であるが、原料化合物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。   The reaction temperature is usually from 10 to 150 ° C, preferably from 50 to 140 ° C, and particularly preferably from 85 to 140 ° C. The reaction time is usually 0.5 to 20 hours, but is not limited to this, since there is a difference in reactivity depending on the type of the starting compound.

本発明のフェノール樹脂を得るためには、上記式(2)及び(3)の化合物の反応終了後、さらに2段階目として高温で反応を進行させる。2段階目の高温反応は100℃以上で行うことが好ましい。この際に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。2段階目の反応を行なうことにより、13C−NMRスペクトルチャートにおけるCHカーボンのピークが減少し、一般式(1)で表される構造を有する化合物が生成する。
反応終了後、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。
In order to obtain the phenolic resin of the present invention, after completion of the reaction of the compounds of the above formulas (2) and (3), the reaction proceeds at a high temperature as a second step. The second-stage high-temperature reaction is preferably performed at 100 ° C. or higher. At this time, it is preferable to remove by-produced water by azeotropic distillation or the like in order to complete the reaction. By performing the second-stage reaction, the peak of CH 2 carbon in the 13 C-NMR spectrum chart decreases, and a compound having a structure represented by the general formula (1) is generated.
After completion of the reaction, the acid catalyst is neutralized with a base. The base is not particularly limited, but examples include sodium hydroxide, sodium carbonate, pentasodium tripolyphosphate, ammonia and the like. At this time, in order to disperse the base uniformly, it is preferable to gradually drop the solution as an aqueous solution.

反応終了後、生成物を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することなく、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。生成物を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 the product is taken out as a resin after the completion of the reaction, unreacted substances, solvents, and the like are removed from the reaction solution under heating and reduced pressure after or without washing the reaction product with water. In order to remove unreacted substances efficiently, washing may be performed under basic conditions. When the product is taken out as crystals, the crystals are precipitated by dropping the reaction solution into a large amount of water.

このようにして得られる本発明のフェノール樹脂は、下記式(1)で表されるフェノール樹脂である。   The phenolic resin of the present invention thus obtained is a phenolic resin represented by the following formula (1).

Figure 0006643900
Figure 0006643900

(式中、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜6のアルキル基を表し、Rはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、kは1〜4の整数を示し、nは0〜10の整数を示す。)(Wherein, R 1 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and k is an integer of 1 to 4 And n represents an integer of 0 to 10.)

本発明のフェノール樹脂においては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)分析によるクロマトグラム中、n=0の構造を有する分子のピーク面積は、全ピークの総面積に対し、通常20〜95面積%、好ましくは30〜80面積%である。
13C−NMRスペクトルチャートにおいて、CHカーボンのピーク面積はアセトン由来のCHカーボンのピーク面積を1とした場合、通常0以上0.3以下、好ましくは0.2以下であり、特に好ましくは0.1以下であり、極めて好ましくは0.05以下である。特に0.2以下となることで優れた難燃性を示すため好ましい。
樹脂を構成する分子の式(1)中のnの平均値は0.05〜4であることが好ましく、0.1〜3のフェノール樹脂であることが特に好ましい。このように、繰り返し数が多いことにより、誘電率を低下させることができるためである。ここで、得られたフェノール樹脂中のnが0でない分子(フェノール化合物)の含有割合は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定により算出される含有割合(クロマトグラム中の全ピークの総面積に対する割合)が、5〜80面積%であることが好ましく、20〜70面積%であることがより好ましい。
In the phenolic resin of the present invention, the peak area of a molecule having a structure of n = 0 in a chromatogram by gel permeation chromatography (GPC) analysis is usually 20 to 95 area% with respect to the total area of all peaks, Preferably it is 30 to 80 area%.
In the 13 C-NMR spectrum chart, the peak area of CH 2 carbon is usually 0 or more and 0.3 or less, preferably 0.2 or less when the peak area of acetone-derived CH 3 carbon is 1, particularly preferably 0.2 or less. 0.1 or less, very preferably 0.05 or less. In particular, when the content is 0.2 or less, excellent flame retardancy is exhibited, which is preferable.
The average value of n in the formula (1) of the molecules constituting the resin is preferably 0.05 to 4, and particularly preferably a phenol resin of 0.1 to 3. This is because the dielectric constant can be reduced by increasing the number of repetitions. Here, the content ratio of the molecule (phenol compound) where n is not 0 in the obtained phenol resin is determined by the content ratio (total area of all peaks in the chromatogram) calculated by the measurement of gel permeation chromatography (GPC). Is preferably 5 to 80 area%, more preferably 20 to 70 area%.

また、水酸基当量は125〜250g/eqであることが好ましく、140〜200g/eqであることが特に好ましい。軟化点は100〜200℃であることが好ましく、120〜180℃であることが特に好ましい。
本発明のフェノール樹脂はシアネート樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂原料として有用である。
Further, the hydroxyl equivalent is preferably from 125 to 250 g / eq, and particularly preferably from 140 to 200 g / eq. The softening point is preferably from 100 to 200 ° C, particularly preferably from 120 to 180 ° C.
The phenolic resin of the present invention is useful as a resin raw material such as a cyanate resin and an epoxy resin.

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、上記手法によって得られた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、本発明のフェノール樹脂に、本発明の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。
併用できる本発明の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。
本発明のエポキシ樹脂によれば、高い融点により優れた耐熱性を有し、かつ高い難燃性を有する硬化物が得られる。
Next, the epoxy resin of the present invention will be described.
The epoxy resin of the present invention can be obtained by reacting the phenol resin of the present invention obtained by the above-mentioned method with epihalohydrin in a solvent, followed by epoxidation. Here, a phenol compound other than the phenol resin of the present invention may be used in combination with the phenol resin of the present invention.
As the phenol compound other than the phenol resin of the present invention that can be used in combination, any phenol compound that is generally used as a raw material for an epoxy resin can be used without any particular limitation.
According to the epoxy resin of the present invention, a cured product having excellent heat resistance due to a high melting point and high flame retardancy can be obtained.

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が使用できるが、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2〜20モル、好ましくは2〜15モル、特に好ましくは2〜8モルである。エポキシ樹脂は、アルカリ金属酸化物の存在下でフェノール化合物とエピハロヒドリンとを付加させ、次いで生成した1,2−ハロヒドリンエーテル基を開環させてエポキシ化する反応により得られる。この際、エピハロヒドリンを上記のように通常より顕著に少ない量で使用することで、エポキシ樹脂の分子量を延ばすとともに分子量分布を広げることができる。この結果、得られるエポキシ樹脂は、比較的低い軟化点を有する樹脂状物として系中から取り出せ、優れた溶剤溶解性を示す。   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 epihalohydrin, but epichlorohydrin which is easily available industrially is preferable. The amount of epihalohydrin to be used is generally 2 to 20 mol, preferably 2 to 15 mol, particularly preferably 2 to 8 mol, per 1 mol of the hydroxyl group of the phenolic resin of the present invention. The epoxy resin is obtained by a reaction of adding a phenol compound and epihalohydrin in the presence of an alkali metal oxide, and then opening the generated 1,2-halohydrin ether group to epoxidize. At this time, by using epihalohydrin in a significantly smaller amount than usual as described above, the molecular weight distribution and the molecular weight distribution of the epoxy resin can be extended. As a result, the obtained epoxy resin can be taken out of the system as a resin having a relatively low softening point, and exhibits excellent solvent solubility.

また、エポキシ化の際に、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、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、ジオキサン等の非プロトン性極性溶媒などを添加して反応を行うことが反応進行上好ましい。中でも、アルコール類が好ましく、アルコール溶剤の極性により、エポキシ化時のイオン反応を効率良く進行することができ、高純度でエポキシ樹脂を得ることができる。用い得るアルコール溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールが好ましい。中でも、エポキシ樹脂との相溶性の観点から、メタノールを用いることが特に好ましい。   In addition, at the time of epoxidation, it is preferable from the viewpoint of the reaction progress to carry out the reaction by adding an alcohol such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, and an aprotic polar solvent such as dimethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran and dioxane. Among them, alcohols are preferable, and the polarity of the alcohol solvent allows the ionic reaction at the time of epoxidation to proceed efficiently, and an epoxy resin with high purity can be obtained. As the alcohol solvent that can be used, methanol, ethanol, and isopropyl alcohol are preferable. Among them, it is particularly preferable to use methanol from the viewpoint of compatibility with the epoxy resin.

上記アルコール類を使用する場合、その使用量はエピハロヒドリンの使用量に対し通常2〜50質量%、好ましくは4〜35質量%である。また非プロトン性極性溶媒を用いる場合はエピハロヒドリンの使用量に対し通常5〜100質量%、好ましくは10〜80質量%である。   When the alcohols are used, they are used in an amount of usually 2 to 50% by mass, preferably 4 to 35% by mass, based on the amount of epihalohydrin used. When an aprotic polar solvent is used, it is usually 5 to 100% by mass, preferably 10 to 80% by mass, based on the amount of epihalohydrin used.

エポキシ化反応に使用でき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、これらは固形物をそのまま使用しても、あるいはその水溶液を使用してもよい。水溶液を使用する場合は、該アルカリ金属水酸化物の水溶液を連続的に反応系内に添加すると共に、減圧下または常圧下で連続的に留出させた水及びエピハロヒドリンの混合液から分液により水を除去し、エピハロヒドリンのみを反応系内に連続的に戻す方法でもよい。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0.9〜3.0モル、好ましくは1.0〜2.5モル、より好ましくは1.0〜2.0モル、特に好ましくは1.0〜1.3モルである。
また、エポキシ化反応において、特にフレーク状の水酸化ナトリウムを用いることで、水溶液とした水酸化ナトリウムを使用するよりも得られるエポキシ樹脂に含まれるハロゲン量を顕著に低減させることが可能となる。更にこのフレーク状の水酸化ナトリウムは、反応系内に分割添加されることが好ましい。分割添加を行なうことで、反応温度の急激な減少を防ぐことができ、これにより不純物である1,3−ハロヒドリン体やハロメチレン体の生成を防止することができる。
Examples of the alkali metal hydroxide that can be used in the epoxidation reaction include sodium hydroxide, potassium hydroxide, and the like. These may be used as a solid or as an aqueous solution thereof. When an aqueous solution is used, the aqueous solution of the alkali metal hydroxide is continuously added to the reaction system, and separated from a mixed solution of water and epihalohydrin continuously distilled under reduced pressure or normal pressure. A method in which water is removed and only epihalohydrin is continuously returned into the reaction system may be used. The amount of the alkali metal hydroxide to be used is generally 0.9 to 3.0 mol, preferably 1.0 to 2.5 mol, more preferably 1.0 to 1.0 mol per 1 mol of the hydroxyl group of the phenolic resin of the present invention. It is 2.0 mol, particularly preferably 1.0 to 1.3 mol.
In addition, in the epoxidation reaction, in particular, by using flake-like sodium hydroxide, it becomes possible to remarkably reduce the amount of halogen contained in the obtained epoxy resin as compared with the use of aqueous solution of sodium hydroxide. Further, it is preferable that the flake-form sodium hydroxide is added in portions in the reaction system. By performing the divisional addition, it is possible to prevent a rapid decrease in the reaction temperature, thereby preventing the generation of impurities such as 1,3-halohydrin and halomethylene.

エポキシ化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することが好ましい。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化合物の水酸基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 epoxidation reaction, it is preferable to add a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide or trimethylbenzylammonium chloride as a catalyst. The amount of the quaternary ammonium salt to be used is generally 0.1 to 15 g, preferably 0.2 to 10 g, per 1 mol of the hydroxyl group of the phenol compound of the present invention.

反応温度は通常30〜90℃であり、好ましくは35〜80℃である。反応時間は通常0.5〜10時間であり、好ましくは1〜8時間である。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。
反応終了後、反応物を水洗後、または水洗することなく加熱減圧下で反応液からエピハロヒドリンや溶媒等を除去する。また得られたエポキシ樹脂中に含まれるハロゲン量をさらに低減させるために、回収した本発明のエポキシ樹脂をトルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤に溶解し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液を加えて反応を行ない、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、本発明のフェノール化合物の水酸基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. The reaction time is generally 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 8 hours. Among them, when an alcohol solvent is used, the temperature is preferably from 50C to 90C, more preferably from 60C to 85C, and particularly preferably from 70C to 80C.
After completion of the reaction, epihalohydrin, a solvent, and the like are removed from the reaction solution after the reaction is washed with water or without heating and under reduced pressure with heating. Further, in order to further reduce the amount of halogen contained in the obtained epoxy resin, the recovered epoxy resin of the present invention is dissolved in a solvent such as toluene, methyl isobutyl ketone, and an alkali metal such as sodium hydroxide or potassium hydroxide. The reaction can be carried out by adding an aqueous solution of a hydroxide to ensure ring closure. In this case, the amount of the alkali metal hydroxide to be used is generally 0.01 to 0.3 mol, preferably 0.05 to 0.2 mol, per 1 mol of the hydroxyl group of the phenol compound of the present invention. The reaction temperature is usually 50 to 120 ° C, and the reaction time is usually 0.5 to 2 hours.

反応終了後、生成した塩を濾過、水洗などにより除去し、更に加熱減圧下で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。また、本発明のエポキシ樹脂が結晶として析出する場合は、大量の水に生成した塩を溶解した後に、本発明のエポキシ樹脂の結晶を濾取してもよい。
このようにして得られるエポキシ樹脂としては、上記式(1)のグリシジル化物が得られることとなるが、原料とするフェノール樹脂に上記式(2)で表されるフェノール化合物が含有されていた場合には、上記式(2)のグリシジル化物も得られることとなる。よって、少なくとも2種類のエポキシ樹脂の混合物となる。ここで、得られたエポキシ樹脂において、その樹脂中、上記式(2)のグリシジル化物がゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定により算出される含有割合(クロマトグラム中の全ピークの総面積に対する割合)は、1〜25面積%が好ましく、1〜20面積%がより好ましい。
After completion of the reaction, the formed salt is removed by filtration, washing with water, or the like, and the solvent is distilled off under reduced pressure while heating to obtain the epoxy resin of the present invention. When the epoxy resin of the present invention precipitates as crystals, the crystals of the epoxy resin of the present invention may be collected by filtration after dissolving the generated salt in a large amount of water.
As the epoxy resin thus obtained, a glycidylated product of the above formula (1) can be obtained, and when the phenol resin as a raw material contains the phenol compound represented by the above formula (2) In this case, a glycidylated product of the above formula (2) is also obtained. Therefore, a mixture of at least two types of epoxy resins is obtained. Here, in the obtained epoxy resin, the content ratio of the glycidylated compound of the formula (2) in the resin calculated by the measurement of gel permeation chromatography (GPC) (based on the total area of all peaks in the chromatogram) Ratio) is preferably 1 to 25 area%, more preferably 1 to 20 area%.

上記の通りフレーク状の水酸化ナトリウムを使用して得られる本発明のエポキシ樹脂の全ハロゲン量は1800ppm以下が通常であり、1600ppm以下であることが好ましく、さらに好ましくは1300ppm以下である。全ハロゲン量が多すぎるものは硬化物の硬化物性に悪影響を及ぼすことに加えて、未架橋の末端として残る恐れがあることから、硬化時の融解状態時の分子同士の配向が進まずに硬化物性の低下につながる懸念がある。   As described above, the total halogen content of the epoxy resin of the present invention obtained by using flaky sodium hydroxide is usually 1800 ppm or less, preferably 1600 ppm or less, more preferably 1300 ppm or less. If the total halogen content is too high, the cured product will have a bad effect on the physical properties of the cured product and may remain as uncrosslinked terminals. There is a concern that physical properties may decrease.

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 essential components.

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 another epoxy resin.

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。   Specific examples of other epoxy resins include bisphenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, biphenol, bisphenol AD and bisphenol I) and phenols (phenol, alkyl-substituted phenol, aromatic-substituted phenol, naphthol, alkyl-substituted). Naphthol, dihydroxybenzene, alkyl-substituted dihydroxybenzene, dihydroxynaphthalene, etc.) and various aldehydes (formaldehyde, acetaldehyde, alkylaldehyde, benzaldehyde, alkyl-substituted benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, naphthaldehyde, glutaraldehyde, phthalaldehyde, crotonaldehyde, cinnamaldehyde, etc.) Of polycondensation with an aromatic compound such as xylene and formaldehyde Polycondensates of compounds and phenols, phenols and various diene compounds (dicyclopentadiene, terpenes, vinylcyclohexene, norbornadiene, vinylnorbornene, tetrahydroindene, divinylbenzene, divinylbiphenyl, diisopropenylbiphenyl, butadiene and isoprene Polycondensates with phenols and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetophenone, benzophenone, etc.), phenols and aromatic dimethanols (benzene dimethanol, biphenyl dimethanol, etc.) With phenols and aromatic dichloromethyls (such as α, α'-dichloroxylene and bischloromethylbiphenyl), phenols and aromatic bisalkoxymethyl (Bismethoxymethylbenzene, bismethoxymethylbiphenyl, bisphenoxymethylbiphenyl, etc.), polycondensates of bisphenols and various aldehydes, glycidyl ether epoxy resins obtained by glycidylation of alcohols, etc., alicyclic Examples include an epoxy resin, a glycidylamine-based epoxy resin, and a glycidyl ester-based epoxy resin, but are not limited to these as long as they are commonly used epoxy resins. These may be used alone or in combination of two or more.

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。   When another epoxy resin is used in combination, the proportion of the epoxy resin of the present invention in all epoxy resin components 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 preferably, and particularly preferably 100% by mass (when no other epoxy resin is used in combination). However, when the epoxy resin of the present invention is used as a modifier for an epoxy resin composition, it is added at a ratio of 1 to 30% by mass in all 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 (a) to (e) below.
(A) amine compounds diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, naphthalenediamine, etc. (b) acid anhydride compounds phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride , Tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, etc. (c) Amide compounds Dicyandiamide or dimer of linolenic acid is synthesized from 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) Phenolic Compounds 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, resorcinol, naphthalene diol, tris- (4-hydroxyphenyl) methane and 1,1,2,2-tetrakis (4 Phenols (eg, phenol, alkyl-substituted phenol, naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene, dihydroxynaphthalene, etc.) and aldehydes (formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydro A phenolic resin obtained by condensation with sibenzaldehyde, 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 ( A phenol resin obtained by polycondensation with 1,4-bis (chloromethyl) benzene, 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, 1,4-bis (hydroxymethyl) benzene, etc .; Or a modified product of the phenolic resin; Nord 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, amine compounds such as diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone and naphthalenediamine, and active hydrogens such as condensates of catechol with aldehydes, ketones, dienes, substituted biphenyls or substituted phenyls A curing agent having a structure in which groups are adjacent to each other is preferable because it contributes to the arrangement of epoxy resins.
Other curing agents may be used alone or in combination. When another curing agent is used in combination, the proportion of the phenol compound of the present invention in all the curing agent components 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 preferably, and particularly preferably 100% by mass (when no other curing agent is used together).
In the epoxy resin composition of the present invention, the amount of the total curing agent containing the phenolic resin of the present invention is preferably 0.5 to 2.0 equivalents, more preferably 0.6 to 2.0 equivalents to 1 equivalent of epoxy group of all epoxy resins. 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 the like. Tertiary amines such as 2- (dimethylaminomethyl) phenol, trisdimethylaminomethylphenol, diazabicycloundecene, tetrabutylammonium salt, triisopropylmethylammonium salt, trimethyldecanylammonium salt, cetyltrimethylammonium salt and the like Quaternary ammonium salts such as quaternary ammonium salts, triphenylbenzylphosphonium salts, triphenylethylphosphonium salts, and tetrabutylphosphonium salts (the counter ion of quaternary salts is halogen , Organic acid ion, a hydroxide ion, etc., in particular specify no particular organic acid ion, a hydroxide ion.), Metal compounds such as tin octylate and the like.
The amount of the curing accelerator to be used is generally 0.2 to 5.0 parts by weight, preferably 0.2 to 4.0 parts by weight, per 100 parts by weight of the epoxy resin.

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。
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 needed.
The inorganic filler contained in the epoxy resin composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a known one. 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 fibrous materials such as synthetic fibers and ceramic fibers. Fillers, coloring agents and the like can be mentioned. The shape of these inorganic fillers may be any of powder (lumpy, spherical), single fiber, long fiber and the like.
The amount of the inorganic filler used in the epoxy resin composition of the present invention is usually 2 to 1000 parts by mass based on 100 parts by mass of the resin component in the 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通常60質量%以下を占める量が用いられる。   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 as needed. Specific examples of the thermosetting resin and the thermoplastic resin include a vinyl ester resin, an unsaturated polyester resin, a maleimide resin, a cyanate resin, an isocyanate compound, a benzoxazine compound, a vinylbenzyl ether compound, polybutadiene and a modified product thereof, and acrylonitrile. Modified polymer, indene resin, fluororesin, silicone resin, polyetherimide, polyethersulfone, polyphenylene ether, polyacetal, polystyrene, polyethylene, dicyclopentadiene resin and the like can be mentioned. The thermosetting resin or the thermoplastic resin is usually 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方法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 is obtained by uniformly mixing the above-mentioned components, and preferable applications thereof include a semiconductor encapsulant and a printed wiring board.
The epoxy resin composition of the present invention can be easily cured by a method similar to a conventionally known method. For example, an epoxy resin which is an essential component of the epoxy resin composition of the present invention, a curing agent, and a curing accelerator if necessary, a compounding agent, various thermosetting resins and various thermoplastic resins, and the like, an extruder as necessary, Epoxy resin composition of the present invention obtained by sufficiently mixing until uniform using a kneader or a roll, molded by a melt casting method or a transfer molding method or an injection molding method, a compression molding method, and the like. By heating at a temperature higher than the melting point for 2 to 10 hours, a cured product of the epoxy resin composition of the present invention can be obtained. The epoxy resin composition of the present invention can be used for semiconductor encapsulation by encapsulating a semiconductor element mounted on a lead frame or the like by the method described above.

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。   Further, the epoxy resin composition of the present invention may be a varnish containing a solvent. The varnish includes, for example, at least one of an epoxy resin and a curing agent containing at least one of the epoxy resin of the present invention and the phenol resin of the present invention, and has a thermal conductivity of 20 W / m · K or more as necessary. A mixture containing other components such as an inorganic filler is mixed with 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 Esters such as glycol ethers such as ether, 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 cyclic esters such as γ-butyrolactone, and organic solvents such as petroleum solvents 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 based on the whole varnish.

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。   The varnish obtained as described above is impregnated into a fiber base material 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. In 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 remains partially unreacted. The prepreg can be subjected to hot press molding 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。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the synthesis examples, examples, and comparative examples, “parts” means “parts by mass”.
The hydroxyl equivalent, epoxy equivalent, softening point, and ICI melt viscosity were measured under the following conditions.

・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。
-Hydroxy group equivalent Measured according to the method described in JIS K-7236, and the unit is g / eq. It is.
-Epoxy equivalent Measured by the method described in JIS K-7236, and the unit is g / eq. It is.
-Softening point Measured by a method according to JIS K-7234, and the unit is ° C.
-ICI melt viscosity Measured by a method according to JIS K 7117-2, and the unit is Pa · s.

実施例1(フェノール樹脂の合成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レゾルシン330部、アセトン174部を加え、撹拌下で溶解し、100℃にまで昇温した。この中に98%硫酸を88部滴下したところ、反応液は激しく発熱し、125℃まで上昇した。室温において80℃まで冷却した後、10時間反応を続けた。続いて、フラスコにディーンシュタークを設置し、共沸により脱水しながら、120℃まで昇温し、さらに10時間反応させた。反応終了後、10%水酸化ナトリウムを用いて中和し、メチルイソブチルケトンを1000部加えて、樹脂を溶解させた。続けて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(P1)318部を得た。得られたフェノール樹脂P1の水酸基当量は170g/eq.、軟化点は146℃、ICI溶融粘度は5.4Pa・s、GPCにおいて、n=0成分は41面積%、一般式(1)中のnの平均値は0.44、CHカーボンのピークは検出されなかった。
Example 1 (Synthesis 1 of phenolic resin)
To a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a stirrer, 330 parts of resorcinol and 174 parts of acetone were added while purging with nitrogen, dissolved under stirring, and heated to 100 ° C. When 88 parts of 98% sulfuric acid was added dropwise thereto, the reaction solution generated a violent heat and rose to 125 ° C. After cooling to 80 ° C. at room temperature, the reaction was continued for 10 hours. Subsequently, Dean-Stark was placed in the flask, the temperature was raised to 120 ° C. while dehydrating by azeotropic distillation, and the reaction was further performed for 10 hours. After completion of the reaction, the mixture was neutralized with 10% sodium hydroxide, and 1000 parts of methyl isobutyl ketone was added to dissolve the resin. Subsequently, water washing is performed until the washing water becomes neutral, and methylisobutyl ketone and the like are distilled off from the resulting solution under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain 318 parts of the phenol resin (P1) of the present invention. Was. The hydroxyl equivalent of the obtained phenol resin P1 was 170 g / eq. The softening point is 146 ° C., the ICI melt viscosity is 5.4 Pa · s, and in GPC, the n = 0 component is 41 area%, the average value of n in the general formula (1) is 0.44, and the peak of CH 2 carbon. Was not detected.

比較例1(フェノール樹脂の合成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レゾルシン330部、アセトン174部を加え、撹拌下で溶解し、100℃にまで昇温した。この中に98%硫酸を88部滴下したところ、反応液は激しく発熱し、125℃まで上昇した。室温において80℃まで冷却した後、10時間反応を続けた。反応終了後、10%水酸化ナトリウムを用いて中和し、メチルイソブチルケトンを1000部加えて、樹脂を溶解させた。続けて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(P2)342部を得た。得られたフェノール樹脂P2の水酸基当量は215g/eq.、軟化点は127℃、ICI溶融粘度は8.0Pa・s、GPCにおいて、n=0成分は12面積%、13C−NMRにおいては、アセトン由来のCHカーボンのピーク面積を1とした場合のCHカーボンのピーク面積は0.27であった。
Comparative Example 1 (Synthesis 2 of phenolic resin)
To a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a stirrer, 330 parts of resorcinol and 174 parts of acetone were added while purging with nitrogen, dissolved under stirring, and heated to 100 ° C. When 88 parts of 98% sulfuric acid was added dropwise thereto, the reaction solution generated a violent heat and rose to 125 ° C. After cooling to 80 ° C. at room temperature, the reaction was continued for 10 hours. After completion of the reaction, the mixture was neutralized with 10% sodium hydroxide, and 1000 parts of methyl isobutyl ketone was added to dissolve the resin. Subsequently, water washing was performed until the washing water became neutral, and methyl isobutyl ketone and the like were distilled off from the obtained solution under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain 342 parts of a phenol resin (P2). The hydroxyl equivalent of the obtained phenol resin P2 was 215 g / eq. , The softening point is 127 ° C., the ICI melt viscosity is 8.0 Pa · s, the n = 0 component is 12 area% in GPC, and the peak area of acetone-derived CH 3 carbon is 1 in 13 C-NMR. the peak area of CH 2 carbon was 0.27.

比較例2(フェノール樹脂の合成3)
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、レゾルシン300部、アセトン78部、パラトルエンスルホン酸0.3部を仕込み、80℃で2時間反応させた。次いでアセトン78部を追加し80℃で2時間反応させた。次いで純水で洗浄水が中性になるまで洗浄を行い、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留出分を除去し、白色結晶のフェノール樹脂(P3)を228部得た。得られたフェノール樹脂P3の融点は200℃、水酸基当量は118g/eq.であった。
Comparative Example 2 (Synthesis of phenolic resin 3)
A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer was charged with 300 parts of resorcin, 78 parts of acetone, and 0.3 part of paratoluenesulfonic acid, and reacted at 80 ° C. for 2 hours. Next, 78 parts of acetone was added and reacted at 80 ° C. for 2 hours. Next, washing was performed with pure water until the washing water became neutral, and a distillate was removed from the resulting solution under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain 228 parts of a white crystalline phenol resin (P3). . The melting point of the obtained phenolic resin P3 was 200 ° C., and the hydroxyl equivalent was 118 g / eq. Met.

実施例2(エポキシ樹脂の合成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本発明のフェノール樹脂(P1)210部、エピクロロヒドリン462部(4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51.1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532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16.8部、メタノール6.3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エポキシ樹脂(E1)35部を得た。得られたエポキシ樹脂E1のエポキシ当量は259g/eq.、軟化点72℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.21Pa・sであった。
Example 2 (Synthesis 1 of epoxy resin)
A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer was charged with 210 parts of the phenol resin (P1) of the present invention, 462 parts of epichlorohydrin (4 molar equivalents per phenol resin), and 28 parts of methanol while performing a nitrogen purge. In addition, the mixture was dissolved under stirring, and the temperature was raised to 70 to 75 ° C. Next, 51.1 parts of sodium hydroxide in the form of flakes were 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 water, and excess solvent such as epichlorohydrin was distilled off from the oil layer under reduced pressure using a rotary evaporator. 532 parts of methyl isobutyl ketone was added to and dissolved in the residue, and the temperature was raised to 75 ° C. Under stirring, 16.8 parts of a 30% by weight aqueous sodium hydroxide solution and 6.3 parts of methanol were added, and the mixture was reacted for 1 hour. Then, the resultant was washed with water until the washing water of the oil layer became neutral. Then, using a rotary evaporator, methyl isobutyl ketone and the like were distilled off under reduced pressure to obtain 35 parts of the epoxy resin (E1) of the present invention. The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin E1 was 259 g / eq. The ICI melt viscosity at a softening point of 72 ° C. and 150 ° C. was 0.21 Pa · s.

比較例3(エポキシ樹脂の合成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フェノール樹脂(P2)237部、エピクロロヒドリン953部(9.2モル当量 対 フェノール樹脂)、メタノール62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46.4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570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14.9部、メタノール6.8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エポキシ樹脂(E2)296部を得た。得られたエポキシ樹脂E2のエポキシ当量は276g/eq.、軟化点71℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.15Pa・sであった。
Comparative Example 3 (Epoxy resin synthesis 2)
To a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer, 237 parts of phenol resin (P2), 953 parts of epichlorohydrin (9.2 molar equivalents to phenol resin), and 62 parts of methanol were added while purging with nitrogen. The mixture was dissolved under stirring, and the temperature was raised to 70 to 75 ° C. Next, 46.4 parts of sodium hydroxide in the form of flakes 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 water, and excess solvent such as epichlorohydrin was distilled off from the oil layer under reduced pressure using a rotary evaporator. 570 parts of methyl isobutyl ketone was added to and dissolved in the residue, and the temperature was raised to 75 ° C. Under stirring, 14.9 parts of a 30% by weight aqueous sodium hydroxide solution and 6.8 parts of methanol were added, and the mixture was reacted for 1 hour. Then, the resultant was washed with water until the washing water of the oil layer became neutral. Then, using a rotary evaporator, methyl isobutyl ketone and the like were distilled off under reduced pressure to obtain 296 parts of an epoxy resin (E2). The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin E2 was 276 g / eq. The ICI melt viscosity at a softening point of 71 ° C. and 150 ° C. was 0.15 Pa · s.

比較例4(エポキシ樹脂の合成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フェノール樹脂(P3)336部、エピクロロヒドリン1082部(4モル当量 対 フェノール樹脂)、メタノール70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121.1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950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39.0部、メタノール11.4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エポキシ樹脂(E3)466部を得た。得られたエポキシ樹脂E3のエポキシ当量は207g/eq.、軟化点79℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.57Pa・sであった。
Comparative Example 4 (Epoxy resin synthesis 3)
To a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer, 336 parts of phenol resin (P3), 1082 parts of epichlorohydrin (4 molar equivalents to phenol resin), and 70 parts of methanol were added while performing nitrogen purge, followed by stirring. Dissolved below and heated to 70-75 ° C. Next, 121.1 parts of sodium hydroxide in the form of flakes were 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 water, and excess solvent such as epichlorohydrin was distilled off from the oil layer under reduced pressure using a rotary evaporator. 950 parts of methyl isobutyl ketone was added to and dissolved in the residue, and the temperature was raised to 75 ° C. Under stirring, 39.0 parts of a 30% by weight aqueous sodium hydroxide solution and 11.4 parts of methanol were added, and the mixture was allowed to react for 1 hour. From there, methyl isobutyl ketone and the like were distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain 466 parts of an epoxy resin (E3). The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin E3 was 207 g / eq. Its ICI melt viscosity at a softening point of 79 ° C. and 150 ° C. was 0.57 Pa · s.

実施例3、比較例5、6
表1の配合物の組成の欄に示す配合物を、ミキシングロールにて均一に混合し、エポキシ樹脂組成物を得た。この組成物を粉砕し、タブレットマシンでタブレットを得た。得られたタブレットをトランスファー成型機で成形し、10×4×90mmの試験片を成形した。この試験片を160℃で2時間、更に180℃で8時間加熱を行い、後硬化を行った。
この試験片をクランプに垂直に保持し、バーナーの炎を19mmの青色炎に調節し、試験片の下端中央部に炎の9.5mmを10秒接炎した。接炎後バーナーを離して、燃焼継続時間を測定した。消炎後、直ちに10秒接炎した後、バーナーを離し、燃焼継続時間を測定した。各サンプル10回分の燃焼時間合計値を表1にあわせて示す。
Example 3, Comparative Examples 5 and 6
The compositions shown in the composition column of the composition in Table 1 were uniformly mixed with a mixing roll to obtain an epoxy resin composition. This composition was crushed and tablets were obtained on a tablet machine. The obtained tablet was molded by a transfer molding machine to form a test piece of 10 × 4 × 90 mm. The test piece was heated at 160 ° C. for 2 hours and further at 180 ° C. for 8 hours to perform post-curing.
The test piece was held vertically by a clamp, the flame of the burner was adjusted to a blue flame of 19 mm, and 9.5 mm of the flame was brought into contact with the center of the lower end of the test piece for 10 seconds. After the flame contact, the burner was released and the duration of combustion was measured. Immediately after the flame was extinguished, the flame was immediately contacted for 10 seconds, the burner was released, and the duration of combustion was measured. Table 1 shows the total combustion time of 10 samples.

なお、表1中の耐熱性(DMA)は、以下の条件で測定した。
・耐熱性(DMA)
動的粘弾性測定器:TA−instruments、DMA−2980
測定温度範囲:−30〜280℃
温速度:2℃/分
Tg:Tan−δのピーク点をTgとした
The heat resistance (DMA) in Table 1 was measured under the following conditions.
・ Heat resistance (DMA)
Dynamic viscoelasticity meter: TA-instruments, DMA-2980
Measurement temperature range: -30 to 280 ° C
Temperature rate: 2 ° C./min Tg: The peak point of Tan-δ was defined as Tg.

Figure 0006643900
Figure 0006643900

XLC:フェニルアラルキル型フェノール樹脂(三井化学株式会社製 ミレックス(商品名)XLC−3L)
TPP:トリフェニルホスフィン(純正化学株式会社製)
フィラー:溶融シリカフィラー(株式会社龍森製 MSR−2212)
XLC: phenylaralkyl-type phenolic resin (Mirex (trade name) XLC-3L manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
TPP: Triphenylphosphine (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.)
Filler: fused silica filler (MSR-2212 manufactured by Tatsumori Co., Ltd.)

実施例4、比較例7
各種成分を表2の割合(部)で配合し、ミキシングロールで混練、タブレット化後、トランスファー成形で樹脂成形体を調製し、160℃で2時間、更に180℃で8時間加熱を行い、本発明のエポキシ樹脂組成物及び比較用樹脂組成物の硬化物を得た。これら硬化物の物性を以下の条件で測定した結果を表2に示した。
Example 4, Comparative Example 7
The various components were mixed in the ratio (parts) shown in Table 2, kneaded with a mixing roll, tableted, and then a resin molded body was prepared by transfer molding. The resulting mixture was heated at 160 ° C for 2 hours and further heated at 180 ° C for 8 hours. Cured products of the epoxy resin composition of the present invention and the comparative resin composition were obtained. The physical properties of these cured products were measured under the following conditions, and the results are shown in Table 2.

・TMA
TMA熱機械測定装置:真空理工(株)製TM−7000
昇温速度:2℃/min.
・ TMA
TMA thermomechanical measuring device: TM-7000 manufactured by Vacuum Riko Co., Ltd.
Heating rate: 2 ° C / min.

・ピール強度
JISK−6911に準拠
・吸水湿性
直径5cm×厚み4mmの円盤状の試験片を100℃―浸水、85℃―85%、121℃―100%の各条件下、24時間煮沸した後の重量増加率(%)
・ Peel strength Conforms to JIS K-6911 ・ Water absorbency After boiling a disc-shaped test piece with a diameter of 5 cm and a thickness of 4 mm under conditions of 100 ° C.-immersion, 85 ° C.-85%, 121 ° C.-100% for 24 hours. Weight increase rate (%)

・誘電性
K6991に準拠して1GHzにおいて測定
・ Measured at 1 GHz according to K6991

Figure 0006643900
Figure 0006643900

PN:フェノールノボラック(明和化成工業株式会社製 H−1) PN: phenol novolak (H-1 manufactured by Meiwa Kasei Kogyo Co., Ltd.)

表1の結果からみて明らかな通り、比較例5、6に対し、実施例3の硬化物は高い難燃性と耐熱性を有していた。さらに、表2の結果より、本発明のエポキシ樹脂は比較例7に示す耐熱樹脂と比較し、高い耐熱性を保持することに加え、低吸水性、低誘電特性にも優れていることから、特に電子材料用途に好適に用いることができる。   As is clear from the results in Table 1, the cured product of Example 3 had higher flame retardancy and heat resistance than Comparative Examples 5 and 6. Further, from the results in Table 2, the epoxy resin of the present invention has excellent heat resistance, low water absorption, and low dielectric properties as well as high heat resistance as compared with the heat resistant resin shown in Comparative Example 7. In particular, it can be suitably used for electronic materials.

本発明を特定の態様を参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を離れることなく様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。
なお、本出願は、2013年11月19日付で出願された日本国特許出願(特願2013−238463)及び2014年6月18日付で出願された日本国特許出願(特願2014−125009)に基づいており、その全体が引用により援用される。また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。
Although the present invention has been described in detail with reference to particular embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
This application is a Japanese patent application filed on November 19, 2013 (Japanese Patent Application No. 2013-238463) and a Japanese patent application filed on June 18, 2014 (Japanese Patent Application No. 2014-125509). And is incorporated by reference in its entirety. Also, all references cited herein are incorporated in their entirety.

本発明のフェノール樹脂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と難燃性を有するので、電気・電子部品、特に電気電子部品用絶縁材料や、構造用材料、接着剤、塗料等に有用である。   The epoxy resin composition using the phenolic resin of the present invention has excellent heat resistance and flame retardancy, so that the insulating material for electric / electronic parts, particularly electric / electronic parts, structural material, adhesive It is useful for paints and the like.

Claims (6)

下記式(1)で表されるフェノール樹脂。
Figure 0006643900
(式中、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜6のアルキル基を表し、Rはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、kは1〜4の整数を示し、nの平均値は0.05以上、4.0以下である。)
A phenol resin represented by the following formula (1).
Figure 0006643900
(Wherein, R 1 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and k is an integer of 1 to 4 The average value of n is 0.05 or more and 4.0 or less .)
13C−NMRスペクトルチャートにおいてケトン由来のCHカーボンのピーク面積を1とした場合、CHカーボンのピーク面積が0以上、0.2以下である請求項1に記載のフェノール樹脂。 2. The phenol resin according to claim 1, wherein the peak area of CH 2 carbon is 0 or more and 0.2 or less when the peak area of CH 3 carbon derived from a ketone is 1 in the 13 C-NMR spectrum chart. 請求項1又は2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。 Claim 1 or 2 epihalohydrin are reacted in the phenolic resin according to have obtained an epoxy resin. 請求項1又は2に記載のフェノール樹脂と、エポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物。 And the phenol resin according to claim 1 or 2, epoxy resin compositions containing an epoxy resin. 請求項に記載のエポキシ樹脂と、硬化剤と、任意に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 3 , a curing agent, and optionally a curing accelerator. 請求項または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。 Cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to claim 4 or 5.
JP2015549141A 2013-11-19 2014-11-18 Phenol resin, epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof Active JP6643900B2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013238463 2013-11-19
JP2013238463 2013-11-19
JP2014125009 2014-06-18
JP2014125009 2014-06-18
PCT/JP2014/080416 WO2015076229A1 (en) 2013-11-19 2014-11-18 Phenol resin, epoxy resin, epoxy resin composition, and cured product of same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015076229A1 JPWO2015076229A1 (en) 2017-03-16
JP6643900B2 true JP6643900B2 (en) 2020-02-12

Family

ID=53179491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015549141A Active JP6643900B2 (en) 2013-11-19 2014-11-18 Phenol resin, epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6643900B2 (en)
TW (1) TWI642701B (en)
WO (1) WO2015076229A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7192485B2 (en) * 2018-12-25 2022-12-20 Dic株式会社 Xanthene type resin, curable resin composition and cured product thereof
JP7484460B2 (en) 2020-06-11 2024-05-16 Dic株式会社 Acid group-containing epoxy (meth)acrylate resin, curable resin composition, resin material for solder resist, cured product, insulating material, and resist member
JP7484459B2 (en) 2020-06-11 2024-05-16 Dic株式会社 Epoxy (meth)acrylate resin, curable resin composition, cured product and article

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62103085A (en) * 1985-10-28 1987-05-13 Sumitomo Chem Co Ltd Production of spirobichroman derivative
JPH08169937A (en) * 1994-12-19 1996-07-02 Sumitomo Chem Co Ltd Epoxy resin composition and copper-clad laminate
JPH0987425A (en) * 1995-09-27 1997-03-31 Sumitomo Chem Co Ltd Rubber composition
JPH1112267A (en) * 1997-06-18 1999-01-19 Sumitomo Chem Co Ltd Production of polyhydric phenol compound, epoxy resin composition and product using the same
JP4363048B2 (en) * 2003-01-30 2009-11-11 Dic株式会社 Epoxy resin composition and cured product thereof
JP2006063271A (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Hajime Kishi Fiber-reinforced epoxy resin composite material and its molded product
JP2011006651A (en) * 2009-05-28 2011-01-13 Sumitomo Chemical Co Ltd Resin composition including condensation product of resorcinol, acetone and formaldehyde, and method for producing the same
WO2010137720A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 住友化学株式会社 Condensation product of resorcin and acetone
JP5376238B2 (en) * 2009-09-18 2013-12-25 Dic株式会社 Method for producing phenolic resin
JP5636232B2 (en) * 2010-09-14 2014-12-03 太陽ホールディングス株式会社 Photosensitive resin, dry film and cured product thereof, and printed wiring board using them
JP2013151605A (en) * 2012-01-25 2013-08-08 Sumitomo Chemical Co Ltd Method for producing condensate of resorcin and acetone

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015076229A1 (en) 2015-05-28
TWI642701B (en) 2018-12-01
TW201529645A (en) 2015-08-01
JPWO2015076229A1 (en) 2017-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100430576B1 (en) Modified epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof
JP5224365B2 (en) Epoxy resin composition, prepreg and cured products thereof
JP6238845B2 (en) Phenol resin, phenol resin mixture, epoxy resin, epoxy resin composition and cured products thereof
JP6643900B2 (en) Phenol resin, epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof
JP6513372B2 (en) Phenolic resin, epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof
JP5875030B2 (en) Epoxy resin, production method thereof, epoxy resin composition and cured product thereof
JP6359024B2 (en) Method for producing phenol resin, phenol resin, epoxy resin and epoxy resin composition
JP7268256B1 (en) Epoxy resin, curable resin composition, and cured product thereof
JP2014210860A (en) Epoxy resin, epoxy resin composition, and cured product thereof
JP2012121962A (en) Epoxy resin composition, prepreg, and cured product of the same
JP5725826B2 (en) Epoxy resin composition, prepreg and cured products thereof
JPH09291127A (en) Naphthol-containing novolac resin, naphthol novolac epoxy resin, epoxy resin composition, and cured product thereof
JP2015212356A (en) Phenolic resin, epoxy resin, epoxy resin composition, and cured product thereof
JP6671958B2 (en) Phenol resin, epoxy resin, epoxy resin composition, prepreg and cured product thereof
JP5607186B2 (en) Epoxy resin composition, prepreg and cured products thereof
JP4363048B2 (en) Epoxy resin composition and cured product thereof
JP5553737B2 (en) Epoxy resin composition, prepreg and cured products thereof
JP6341933B2 (en) Phenolic resins, epoxy resins, epoxy resin compositions and cured products thereof
JPH1180316A (en) Modified epoxy resin, epoxy resin composition and its cured product
JP6414845B2 (en) Phenolic resin, epoxy resin, epoxy resin composition, and cured products thereof
WO2023162693A1 (en) Epoxy resin, polyhydric hydroxy resin, epoxy resin composition, cured epoxy resin product, and method for producing polyhydric hydroxy resin
JP2015067830A (en) Epoxy resin, epoxy resin composition, prepreg and cured product thereof
WO2008072668A1 (en) Phenol resin, epoxy resin, curable resin composition, cured product of the composition, and method for producing phenol resin

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20160223

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170608

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180807

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191016

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6643900

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250