JP7842272B2 - エポキシ樹脂、硬化性樹脂組成物、硬化物及び炭素繊維強化複合材料 - Google Patents
エポキシ樹脂、硬化性樹脂組成物、硬化物及び炭素繊維強化複合材料Info
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Description
[1]
下記式(1)で表されるエポキシ樹脂であって、
前記エポキシ樹脂を液体クロマトグラフィー分析した際の下記式(1)中のXが下記式(1-a)で表される化合物のピーク面積をa、下記式(1)中のXが下記式(1-b)で表される化合物のピーク面積をb、下記式(1)中のXが下記式(1-c)で表される化合物のピーク面積をcとしたとき、(b+c)/aが1%以上20%未満であるエポキシ樹脂。
[2]
エポキシ当量が135g/eq.以上165g/eq.以下である前項[1]に記載のエポキシ樹脂。
[3]
前項[1]または[2]に記載のエポキシ樹脂と、硬化剤とを有する硬化性樹脂組成物。
[4]
さらに硬化促進剤、重合開始剤、前記エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂、活性エステル化合物、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル化合物、アミン樹脂、エチレン性不飽和結合を有する化合物、イソシアネート樹脂、ポリアミド樹脂、マレイミド化合物、シアネートエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリブタジエンおよびこの変性物、ポリスチレンおよびこの変性物、ポリエチレンおよびこの変性物、ベンゾオキサジン化合物のうちいずれか1種以上を含有する前項[3]に記載の硬化性樹脂組成物。
[5]
前項[3]に記載の硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
[6]
前項[3]に記載の硬化性樹脂組成物を硬化してなる炭素繊維強化複合材料。
株式会社島津製作所社製 送液ユニット LC-20AD
株式会社島津製作所社製 フォトダイオードアレイ検出器 SPD-M20A
株式会社島津製作所社製 カラムオーブン CTO-20A
カラム:Inertsil ODS-2,5μm,4.6×250mm 40℃
MobilePhaseA:アセト二トリル(AN)
MobilePhaseB:水(W)
TimeProgram:
0-28min.AN/W=50%/50%→100%/0%
28-40min.AN/W=100%/0%
FlowRate:1.0mL/min.
Detection:UV 274nm,PDA
本実施形態のエポキシ樹脂は、例えば、3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタンとエピハロヒドリンとを反応させて得られる。
上記式(1)で表されるエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂として好ましいものを以下に例示するがこれらに限定されるものではない。なお、エポキシ樹脂の性状は液状であっても固形であってもよく、1種類で用いても、複数併用してもよい。
上記アミン化合物としては、例えば、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、4,4’-メチレンビス(2-エチル-6-メチルアニリン)、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、2,2’-ジアミノジフェニルスルホン、ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトラメチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトラエチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトライソプロピルジフェニルメタン、3,3’-ジイソプロピル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジイソプロピル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジイソプロピル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-5,5’-ジイソプロピル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラ-t-ブチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-メチレンビス(N-メチルアニリン)、ビス(アミノフェニル)フルオレン、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’,5,5’-テトラエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,3’-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’-(1,3-フェニレンジソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’-(1,4-フェニレンジソプロピリデン)ビスアニリン、ナフタレンジアミン、ベンジジン、ジメチルベンジジン、国際公開第2017/170551号合成例1および合成例2に記載の芳香族アミン化合物等の芳香族アミン化合物、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、イソホロンジアミン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、ノルボルナンジアミン、エチレンジアミン(EDA)、プロパンジアミン(PDA)、テトラメチレンジアミン(TMDA)、ペンタメチレンジアミン(PMDA)、ヘキサメチレンジアミン(HMDA)、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、メタキシリレンジアミン(MXDA)、ダイマージアミン等の脂肪族アミン等が挙げられるが、これに限定されず、組成物に付与したい特性に応じ好適に用いることができる。ポットライフを確保するためには芳香族アミンを使用することが好ましく、即硬化性を付与したい場合には脂肪族アミンを使用することが好ましい。2官能成分を主成分として含有するアミン系化合物を硬化剤として用いることで、硬化反応時、直線性の高いネットワークを構築することができ、特に優れた強靭性を発現することができる。
上記アミド化合物としては、例えば、ジシアンジアミド(DICY)が挙げられる。
上記酸無水物化合物としては、例えば、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、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等が挙げられる。具体例としては、「KAYAHARD MCD」(日本化薬社製)、「リカシッドMH-700」(新日本理化社製、4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸)、「リカシッドTH」(新日本理化社製、テトラヒドロ無水フタル酸)、「リカシッドHH」(新日本理化社製、ヘキサヒドロ無水フタル酸)等が挙げられる。
上記フェノール樹脂としては、例えば、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、ビスフェノールM、ビスフェノールAD、ビフェノール、ジヒドロキシナフタレン、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、ジヒドロキシベンゼン、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)、前記多価フェノール類もしくはフェノール類(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、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、シンナムアルデヒド等)との重縮合物、または前記多価フェノール類もしくは前記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、ジソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等)との重合物、または前記多価フェノール類もしくは前記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、ベンゾフェノン等)との重縮合物、または前記多価フェノール類もしくは前記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、ビフェニルジメタノール等)との重縮合物、または前記多価フェノール類もしくは前記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、ビスクロロメチルビフェニル等)との重縮合物、または前記多価フェノール類もしくは前記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、ビスフェノキシメチルビフェニル等)との重縮合物等が挙げられる。具体例としては、「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」、「PN」(以上、明和化成社製、フェノールノボラック樹脂)、「GPH-65」、「GPH-103」(以上、日本化薬社製、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂)等が挙げられる。
上記活性エステル化合物とは、構造体中にエステル結合を少なくとも1つ含み、かつ、エステル結合の両側に脂肪族鎖、脂肪族環又は芳香族環が結合している化合物をいう。活性エステル化合物としては、例えば、フェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N-ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物を挙げることができ、カルボン酸化合物、酸塩化物、またはチオカルボン酸化合物の少なくともいずれかの化合物と、ヒドロキシ化合物またはチオール化合物の少なくともいずれかの化合物との縮合反応によって得られる。特に、耐熱性向上の観点から、カルボン酸化合物または酸塩化物とヒドロキシ化合物から得られるときが好ましく、ヒドロキシ化合物としてはフェノール化合物またはナフトール化合物が好ましい。活性エステル化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記カルボン酸化合物としては、例えば、安息香酸、酢酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、シュウ酸、マロン酸、スクシン酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸、5-ヒドロキシイソフタル酸、2-クロロテレフタル酸、2-メチルテレフタル酸、5-メチルイソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、フランジカルボン酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテル、4,4’-ジカルボキシジフェニルスルフィド等が挙げられる。市販品としては、G4-142MHR(日本化薬社製)が挙げられる。
上記マレイミド化合物としては、例えば、フェニルマレイミド、4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、ポリフェニルメタンマレイミド、m-フェニレンビスマレイミド、2,2’-ビス〔4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、4,4’-ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4’-ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-マレイミドフェノキシ)ベンゼン)、ザイロック型マレイミド化合物(アニリックス マレイミド、三井化学ファイン社製)、ビフェニルアラルキル型マレイミド化合物(日本国特開2009-001783号公報の実施例4に記載のマレイミド化合物(M2)を含む樹脂溶液を減圧下溶剤留去することにより固形化したもの)、ビスアミノクミルベンゼン型マレイミド(国際公開第2020/054601号記載のマレイミド化合物)、日本国特許6629692号または国際公開第2020/217679号記載のインダン構造を有するマレイミド化合物、日本国特開2023-007239号記載の芳香族ビニル化合物およびアニリン類に由来するポリマレイミド、MATERIAL STAGE Vоl.18,Nо.12 2019 『~続・エポキシ樹脂CAS番号物語~硬化剤CAS番号備忘録 第31回 ビスマレイミド(1)』やMATERIAL STAGE Vоl.19,Nо.2 2019 『~続・エポキシ樹脂CAS番号物語~硬化剤CAS番号備忘録 第32回 ビスマレイミド(2)』に記載されているマレイミド化合物、等が挙げられる。市販品としては、MIR-3000-70MT(ビフェニルアラルキル型マレイミド化合物、日本化薬社製)、MIZ-001(日本化薬社製)等が挙げられる。
シアネート化合物は、フェノール化合物をハロゲン化シアンと反応させることにより得られるシアネート化合物であり、具体例としては、ジシアナートベンゼン、トリシアナートベンゼン、ジシアナートナフタレン、ジシアナートビフェニル、2、2’-ビス(4-シアナートフェニル)プロパン、ビス(4-シアナートフェニル)メタン、ビス(3,5-ジメチル-4-シアナートフェニル)メタン、2,2’-ビス(3,5-ジメチル-4-シアナートフェニル)プロパン、2,2’-ビス(4-シアナートフェニル)エタン、2,2’-ビス(4-シアナートフェニル)ヘキサフロロプロパン、ビス(4-シアナートフェニル)スルホン、ビス(4-シアナートフェニル)チオエーテル、フェノールノボラックシアナート、フェノール・ジシクロペンタジエン共縮合物の水酸基をシアネート基に変換したもの等が挙げられる。市販品としてはSYTESTER TA(三菱瓦斯化学社製、ビスフェノールA型シアネート樹脂)が挙げられる。これらは1種類で用いても、複数併用してもよい。
また、日本国特開2005-264154号公報に合成方法が記載されているシアネート化合物は、低吸湿性、難燃性、誘電特性に優れているためシアネート化合物として特に好ましい。
シアネート化合物は、必要に応じてシアネート基を三量化させてsym-トリアジン環を形成するために、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉛、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、鉛アセチルアセトナート、ジブチル錫マレエート等の触媒を含有させることもできる。
イソシアネート化合物とは、分子内に2つ以上イソシアネート基を有する化合物である。イソシアネート化合物としては、例えば、p-フェニレンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-キシレンジイソシアネート、m-キシレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環構造のジイソシアネート類、イソシアネートモノマーの一種類以上のビュレット体、又は上記ジイソシアネート化合物を3量化したイソシアネート体等のポリイソシアネート、上記イソシアネート化合物とポリオール化合物とのウレタン化反応によって得られるポリイソシアネート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは1種類で用いても、複数併用してもよい。
ポリフェニレンエーテル化合物としては、耐熱性と電気特性の観点から、エチレン性不飽和結合を有するポリフェニレンエーテル化合物であることが好ましく、アクリル基、メタクリル基、又はスチレン構造を有するポリフェニレンエーテル化合物であることがさらに好ましい。市販品としては、SA-9000(SABIC社製、メタクリル基を有するポリフェニレンエーテル化合物)やOPE-2St 1200、OPE-2st 2200(以上、三菱瓦斯化学社製、スチレン構造を有するポリフェニレンエーテル化合物)などが挙げられる。
ポリフェニレンエーテル化合物の数平均分子量(Mn)は、500~5000であることが好ましく、2000~5000であることがより好ましく、2000~4000であることがより好ましい。数平均分子量が500未満であると、硬化物の耐熱性としては充分なものが得られない傾向がある。また、数平均分子量が5000より大きいと、溶融粘度が高くなり、充分な流動性が得られないため、成形不良となりやすくなる傾向がある。また、反応性も低下して、硬化反応に長い時間を要し、硬化系に取り込まれずに未反応のものが増加して、硬化物のガラス転移温度が低下し、硬化物の耐熱性が低下する傾向がある。
ポリフェニレンエーテル化合物の数平均分子量が500~5000であれば、優れた誘電特性を維持したまま、優れた耐熱性及び成形性等を発現させることができる。なお、ここでの数平均分子量は、具体的には、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー等を用いて測定することができる。
エチレン性不飽和結合を含有する化合物とは、重合開始剤の使用・不使用を問わず、熱もしくは光により重合可能なエチレン性不飽和結合を分子内に1つ以上有する化合物である。エチレン性不飽和結合を含有する化合物としては、例えば、アセナフチレン、インデン、スチレン、ジビニルベンゼン、前記のフェノール樹脂とエチレン性不飽和結合含有のハロゲン系化合物(クロロメチルスチレン、アリルクロライド、メタリルクロライド、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド等)の反応物、エチレン性不飽和結合含有フェノール類(2-アリルフェノール、2-プロペニルフェノール、4-アリルフェノール、4-プロペニルフェノール、オイゲノール、イソオイゲノール等)とハロゲン系化合物(1,4-ビス(クロロメチル)ベンゼン、4,4’-ビス(クロロメチル)ビフェニル、4,4’-ジフルオロベンゾフェノン、4,4’-ジクロロベンゾフェノン、4,4’-ジブロモベンゾフェノン、塩化シアヌル等)の反応物、エポキシ樹脂若しくはアルコール類と(メタ)アクリル酸類(アクリル酸、メタクリル酸等)の反応物及びこれらの酸変性化物等が挙げられる。具体例としては、STR-2000(日本化薬社製、ザイロック型スチレン樹脂)、KAYARAD R-684などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは1種類で用いても、複数併用してもよい。
ポリアミド樹脂としては、例えば、ジアミン、ジイソシアネート、オキサゾリンのいずれか1種以上とジカルボン酸の反応物、ジアミンと酸塩化物の反応物、ラクタム化合物の開環重合物が挙げられる。また、これらは1種類で用いても、複数併用してもよい。
上記各原料の具体例を以下に例示するが、これらに限定されるものではない。
<ジアミン>
エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカンジアミン、ウンデカンジアミン、ドデカンジアミン、トリデカンジアミン、テトラデカンジアミン、ペンタデカンジアミン、ヘキサデカンジアミン、ヘプタデカンジアミン、オクタデカンジアミン、ノナデカンジアミン、エイコサンジアミン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、2-メチル-1,8-ジアミノオクタン、ダイマージアミン、シクロヘキサンジアミン、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3-メチル-4-アミノシクロヘキシル)メタン、キシリレンジアミン、ノルボルナンジアミン、イソホロンジアミン、ビスアミノメチルトリシクロデカン、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、ナフタレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ビス(4-アミノ-3,5-ジメチルフェニル)メタン、ビス(4-アミノ-3,5-ジエチルフェニル)メタン、4,4’-メチレンビス-о-トルイジン、4,4’-メチレンビス-о-エチルアニリン、4,4’-メチレンビス-2-エチル-6-メチルアニリン、4,4’-メチレンビス-2,6-ジイソプロピルアニリン、4,4-エチレンジアニリン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルエーテル、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’-(1,4-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、2,7-ジアミノフルオレン、アミノベンジルアミン、ジアミノベンゾフェノン等。
<ジイソシアネート>
ベンゼンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ビス(4-イソシアナトフェニル)メタン、イソホロンジイソシアネート、1,3-ビス(2-イソシアナト-2-プロピル)ベンゼン、2,2-ビス(4-イソシアナトフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアナート等。
<ジカルボン酸>
シュウ酸、マロン酸、スクシン酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テレフタル酸、イソフタル酸、5-ヒドロキシイソフタル酸、2-クロロテレフタル酸、2-メチルテレフタル酸、5-メチルイソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、フランジカルボン酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテル、4,4’-ジカルボキシジフェニルスルフィド等。
<酸塩化物>
アセチルクロリド、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド、マロニルクロリド、こはく酸ジクロリド、ジグリコリルクロリド、グルタル酸ジクロリド、スベリン酸ジクロリド、セバシン酸ジクロリド、アジピン酸ジクロリド、ドデカンジオイルジクロリド、アゼラオイルクロリド、2,5-フランジカルボニルジクロリド、フタロイルクロリド、イソフタロイルクロリド、テレフタロイルクロリド、トリメシン酸クロリド、ビス(4-クロロカルボニルフェニル)エーテル、4,4’-ジフェニルジカルボニルクロリド、4,4’-アゾジベンゾイルジクロリド等。
<ラクタム>
ε-カプロラクタム、ω-ウンデカンラクタム、ω-ラウロラクタム等。
ポリイミド樹脂としては、例えば、前記ジアミンと以下に例示するテトラカルボン酸二無水物の反応物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは1種類で用いても、複数併用してもよい。具体例としては、LDFI089(WO2023013224A1に記載の方法で得られたポリイミド化合物)が挙げられる。
<テトラカルボン酸二無水物>
4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-シクロヘキセン-1,2ジカルボン酸無水物、ピロメリット酸二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、メチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,1-エチリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、2,2’-プロピリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,2-エチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,3-トリメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,4-テトラメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,5-ペンタメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸二無水物、チオ-4,4’-ジフタル酸二無水物、スルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ベンゼン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,3-ビス[2-(3,4-ジカルボキシフェニル)-2-プロピル]ベンゼン二無水物、1,4-ビス[2-(3,4-ジカルボキシフェニル)-2-プロピル]ベンゼン二無水物、ビス[3-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]メタン二無水物、ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]メタン二無水物、2,2-ビス[3-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、2,2-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジメチルシラン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8-フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン-1,2,4,5-テトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、カルボニル-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、メチレン-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、1,2-エチレン-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、1,1-エチリデン-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、2,2-プロピリデン-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、オキシ-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、チオ-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、スルホニル-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、ビシクロ[2,2,2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、rel-[1S,5R,6R]-3-オキサビシクロ[3,2,1]オクタン-2,4-ジオン-6-スピロ-3’-(テトラヒドロフラン-2’,5’-ジオン)、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸無水物、エチレングリコール-ビス-(3,4-ジカルボン酸無水物フェニル)エーテル、4,4’-ビフェニルビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、9,9’-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物等。
上記アリル化合物としては、例えば、モノアリルイソシアヌレート、ジアリルイソシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。具体例としては、「TAIC」(三菱ケミカル社製)、「MA-DGIC」、「DA-MGIC」(以上、四国化成工業社製)等が挙げられる。
ポリブタジエンおよびこの変性物とは、ポリブタジエン、もしくはポリブタジエンに由来する構造を分子内に有する化合物である。ポリブタジエンに由来する構造は水素添加により、不飽和結合を一部、もしくは全て単結合に変換されていても良い。
ポリブタジエンおよびこの変性物としては、例えば、ポリブタジエン、水酸基末端ポリブタジエン、末端(メタ)アクリレート化ポリブタジエン、カルボン酸末端ポリブタジエン、アミン末端ポリブタジエン、スチレンブタジエンゴム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは1種類で用いても、複数併用してもよい。これらのうち、誘電特性の観点からポリブタジエンもしくはスチレンブタジエンゴムが好ましい。スチレンブタジエンゴム(SBR)としては例えば、RICON-100、RICON-181、RICON-184(いずれもクレイバレー社製)、1,2-SBS(日本曹達社製)などが挙げられ、ポリブタジエンとしては、B-1000、B-2000、B-3000(いずれも日本曹達社製)等が挙げられる。ポリブタジエンおよびスチレンブタジエンゴムの分子量としては重量平均分子量500~10000が好ましく、より好ましくは750~7500、さらに好ましくは1000~5000である。上記範囲の下限以下では揮発量が多く、プリプレグ作成時の固形分調整が困難となり、上記範囲の上限以上では、他の硬化性樹脂との相溶性が悪化する。一般に、ビスマレイミドやポリマレイミドのような酸素や窒素などのヘテロ原子を含む化合物の場合、その極性に起因し、主に炭化水素から構成される化合物もしくは炭化水素のみからなる化合物のような低極性化合物との相溶性の担保が困難である。一方、本実施形態の化合物は、それ自体が酸素や窒素などのヘテロ原子を積極的に導入した骨格設計ではないことに起因し、低極性かつ低誘電特性を有する材料や、炭化水素のみで構成される化合物との相溶性にも優れる。
ポリスチレンおよびこの変性物とは、ポリスチレン、もしくはポリスチレンに由来する構造を分子内に有する化合物である。
ポリスチレンおよびこの変性物としては、例えば、ポリスチレン、スチレン・2-イソプロペニル-2-オキサゾリン共重合体(エポクロス RPS-1005、RP-61 いずれも日本触媒社製)、SEP(スチレン-エチレン・プロピレン共重合体:セプトン(登録商標)1020 クラレ社製)、SEPS(スチレン-エチレン・プロピレン-スチレン共重合体:セプトン2002、セプトン2004F、セプトン2005、セプトン2006、セプトン2063、セプトン2104 いずれもクラレ社製)、SEEPS(スチレン-エチレン/エチレン・プロピレン-スチレンブロック共重合体:セプトン4003、セプトン4044、セプトン4055、セプトン4077、セプトン4099 いずれもクラレ社製)、SEBS(スチレン-エチレン・ブチレン-スチレン ブロック共重合体:セプトン8004、セプトン8006、セプトン8007L いずれもクラレ社製)、SEEPS-ОH(スチレン-エチレン/エチレン・プロピレン-スチレンブロック共重合体の末端に水酸基を有する化合物:セプトンHG252 クラレ社製)、SIS(スチレン-イソプレン-スチレン ブロック共重合体:セプトン5125、セプトン5127 いずれもクラレ社製)、水添SIS(水添スチレン-イソプレン-スチレン ブロック共重合体:ハイブラー(登録商標)7125F、ハイブラー7311F いずれもクラレ社製)、SIBS(スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体:SIBSTAR(登録商標)073T、SIBSTAR102T、SIBSTAR103T(いずれもカネカ社製)、セプトンV9827(クラレ社製))等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは1種類で用いても、複数併用してもよい。ポリスチレンおよびこの変性物は、より高い耐熱性を有し、かつ酸化劣化しにくいため、不飽和結合を有さないものが好ましい。また、ポリスチレンおよびこの変性物の重量平均分子量は10000以上であれば特に制限はないが、大きすぎるとポリフェニレンエーテル化合物のほか、重量平均分子量50~1000程度の低分子量成分および、重量平均分子量1000~5000程度のオリゴマー成分との相溶性が悪化し、混合および溶剤安定性の担保が困難になることから、10000~300000程度であることが好ましい。
ポリエチレンおよびこの変性物とは、ポリエチレン、もしくはポリエチレンに由来する構造を分子内に有する化合物である。ポリエチレンおよびこの変性物としては、例えば、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-スチレン共重合体、エチレン-プロピレン-エチリデンノルボルネン共重合体(三井化学社製EBT:K-8370EM、K-9330M等)、エチレン-プロピレン-ビニルノルボルネン共重合体(三井化学社製VNB-EPT:PX-006M、PX-008M、PX-009M等)、エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。耐熱性向上の観点から、架橋可能な構造を含有するエチレン-プロピレン-エチリデンノルボルネン共重合体、エチレン-プロピレン-ビニルノルボルネン共重合体を用いることが好ましい。また、これらは1種類で用いても、複数併用してもよい。ポリエチレンおよびこの変性物の重量平均分子量は10000以上であれば特に制限はないが、大きすぎるとポリフェニレンエーテル化合物のほか、重量平均分子量50~1000程度の低分子量成分および、重量平均分子量1000~5000程度のオリゴマー成分との相溶性が悪化し、混合および溶剤安定性の担保が困難になることから、10000~300000程度であることが好ましい。
ベンゾオキサジン化合物としては、フェノール性水酸基を有する化合物、アミノ基を有する化合物、アルデヒド基を有する化合物を反応させた化合物でれば任意のものを用いても良い。フェノール性水酸基を有する化合物としては特に限定されないが、例えば、前述のフェノール樹脂、フェノール類(アルケニル基、アルキル基等の置換基を有しても良い)、ビスフェノール類を用いることができる。アミノ基を有する化合物としては特に限定されないが、前述のアミン樹脂、ジアミン、アニリン類(アルケニル基、アルキル基等の置換基を有しても良い)を用いることができる。アルデヒド化合物としては例えば前述のアルデヒド類を用いることができるが、ホルムアルデヒドを用いることが好ましい。ベンゾオキサジン化合物は市販品を用いても良く、ベンゾオキサジンP-d、F-a、ALP-d(いずれも四国化成社製)、JBZ-BA100N、JBZ-FA100N、JBZ-DP100N、JBZ-OP100N、JBZ-OP100D、JBZ-OP100I(いずれもJFEケミカル社製)、BTBz(日本材料技研社製)などが挙げられる。
本実施形態の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて硬化促進剤を添加することができる。硬化促進剤としては、紫外線や可視光の照射または加熱によりアニオンを発生することで硬化反応を促すアニオン系硬化促進剤、もしくは紫外線や可視光の照射または加熱によりカチオンを発生することで硬化反応を促すカチオン系硬化促進剤が好ましい。使用できる硬化促進剤としては、例えば、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール(2E4MZ)等のイミダゾール類、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン、トリエタノールアミン、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-ノネン-5(DBN)等の第3級アミン類、トリフェニルホスフィン(TPP)、ジフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリパラトリルホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等の有機ホスフィン類、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト等の有機ホスファイト類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・エチルトリフェニルボレート、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロリド、ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ-p-トリルボレート、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムジシアナミド、ブチルフェニルホスホニウムジシアナミド、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩等のホスホニウム塩類、オクトープZn(2-エチルヘキサン酸塩)、オクチル酸スズなどの金属化合物、2-エチル-4-メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N-メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフトエ酸、サリチル酸等のカルボン系酸化合物などが挙げられる。
更に、本実施形態の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて無機充填剤を添加することができる。無機充填剤としては、結晶シリカ、溶融シリカ、合成シリカ、中空シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、リン酸タングステン酸ジルコニウム、クレー、ジルコニア、フォステライト、ステアタイト、スピネル、チタニア、タルク、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、カーボンブラック等の粉体またはこれらを球形化したビーズ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。これら無機充填剤は、用途によりその使用量は異なるが、例えば半導体の封止剤用途に使用する場合は硬化性樹脂組成物の硬化物の耐熱性、耐湿性、力学的性質、難燃性などの面から硬化性樹脂組成物中で20重量%以上占める割合で使用するのが好ましく、より好ましくは30重量%以上であり、特にリードフレームとの線膨張率を向上させるために70~95重量%を占める割合で使用することがさらに好ましい。
本実施形態の硬化性樹脂組成物には無機充填剤と樹脂成分との接着性を高めるためにカップリング剤を配合することができる。カップリング剤としては従来公知のものをいずれも使用できるが、例えばビニルアルコキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキアルコキシシラン、スチリルアルコキシシラン、メタクリロキシアルコキシシラン、アクリロキシアルコキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノアルコキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のメルカプトアルコキシシラン、イソシアナートアルコキシシランなどの各種アルコキシシラン化合物、アルコキシチタン化合物、アルミニウムキレート類などが挙げられる。これらは単独で使用しても2種以上併用しても良い。カップリング剤の添加方法は、カップリング剤であらかじめ無機充填剤表面を処理した後、樹脂と混練しても良いし、樹脂にカップリング剤を混合してから無機充填剤を混練しても良い。
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、難燃剤を用いてもよい。難燃剤としては、例えば、ハロゲン系難燃剤、無機系難燃剤(アンチモン化合物、金属水酸化物、窒素化合物、ホウ素化合物等)、リン系難燃剤等が挙げられるが、ハロゲンフリー難燃性を達成する観点からリン系難燃剤が好ましい。
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、重合開始剤を添加することにより硬化性を向上させることもできる。重合開始剤とは、エチレン性不飽和結合等のオレフィン官能基を重合させることが可能な化合物であり、オレフィンメタセシス重合開始剤、アニオン重合開始剤、カチオン重合開始剤、ラジカル重合開始剤等が挙げられる。このなかでも硬化性および適度な安定性を有するラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。ラジカル重合開始剤とは紫外線や可視光の照射または加熱によりラジカルを生じ、連鎖重合反応を開始させる化合物をいう。用い得るラジカル重合開始剤としては、有機過酸化物、アゾ系化合物、ベンゾピナコール類等が挙げられ、硬化温度制御やアウトガス抑制、分解物の電気特性への影響が少ないことから有機過酸化物を使用することが好ましい。
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、重合禁止剤を含有しても良い。重合禁止剤を含有することで保管安定性が向上するとともに、反応開始温度を制御することができる。反応開始温度を制御することで、流動性の確保が容易となり、ガラスクロスなどへの含浸性が損なわれない上に、プリプレグ化などBステージ化が容易となる。プリプレグ化時に重合反応が進行しすぎると積層工程で積層が困難となるなどの不具合が発生しやすい。
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、光安定剤を用いてもよい。光安定剤としては、ヒンダードアミン系の光安定剤(Hindered Amine Light Stabilizers、HALS)等が好適である。HALSとしては、例えば、ジブチルアミン・1,3,5-トリアジン・N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル-1,6-ヘキサメチレンジアミンとN-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブチルアミンの反応物、コハク酸ジメチル-1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン反応物、ポリ〔{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}〕、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)〔〔3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシフェニル〕メチル〕ブチルマロネート、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-オクチロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、2-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2-n-ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは1種類で用いても、複数併用してもよい。
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、バインダー樹脂を用いてもよい。バインダー樹脂としては、例えば、ブチラール系樹脂、アセタール系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ-ナイロン系樹脂、NBR-フェノール系樹脂、エポキシ-NBR系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは1種類で用いても、複数併用してもよい。
得られた成型体についてトランスファー成型機、コンプレッション成型機にて硬化物に成型することができる。
以下に実施例で用いた各種分析方法について記載する。
・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。
・液体クロマトグラフィー分析
株式会社島津製作所社製 送液ユニット LC-20AD
株式会社島津製作所社製 フォトダイオードアレイ検出器 SPD-M20A
株式会社島津製作所社製 カラムオーブン CTO-20A
カラム:Inertsil ODS-2,5μm,4.6×250mm 40℃
MobilePhaseA:アセト二トリル(AN)
MobilePhaseB:水(W)
TimeProgram:
0-28min.AN/W=50%/50%→100%/0%
28-40min.AN/W=100%/0%
FlowRate:1.0mL/min.
Detection:UV 274nm,PDA
温度計、冷却管、撹拌機を取り付けたフラスコに窒素パージを施しながら、3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(商品名:キュアハードMED-J クミアイ化学工業株式会社製)119重量部に対しエピクロルヒドリン466重量部、メタノール47重量部、水14重量部を仕込み撹拌下で45℃まで昇温して2時間反応させた後、55℃まで昇温して4時間反応させ、その後65℃まで昇温して4時間反応させ、その後80℃まで昇温して14時間反応させた。次いで、温度を70℃まで下げフレーク状水酸化ナトリウム89重量部を90分かけて分割添加した。更に70℃で1時間反応させた。次いで水を262重量部加えて水洗を行い、130℃加熱減圧下でエバポレーターを用いて油層から過剰のエピクロルヒドリンを除去した。残留分にトルエン367重量部を加えて溶解し、75℃で30%水酸化ナトリウム水溶液24重量部を加えて1時間反応を行った。反応後、水洗を3回行い、精製塩などを除去した。140℃加熱減圧下でトルエンを留去し、前記式(1)で表される本発明のエポキシ樹脂(A)180重量部を得た。得られたエポキシ樹脂は常温において液状であり、エポキシ当量は137g/eqであった。得られたエポキシ樹脂の液体クロマトグラフィーチャートを図1に示す。図1中、前記式(1)中のXが式(1-a)である化合物は22.2分、Xが式(1-b)または式(1-c)である化合物は21.2~21.4分であり、(b+c)/aは3.5%であった。
特開平04-225970号の段落0028の記載に従い合成を行った。
温度計、冷却管、撹拌機を取り付けたフラスコに窒素パージを施しながら、3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(商品名:キュアハードMED-J クミアイ化学工業株式会社製)119重量部に対しエピクロルヒドリン544重量部を仕込み、100℃に昇温して2時間撹拌する。次に50℃まで冷却し、50%水溶液のテトラメチルアンモニウムクロリド2重量部、炭酸水素ナトリウム6重量部を仕込み、真空ポンプでフラスコ系内を減圧しながら50%水酸化ナトリウム水溶液138重量部を5時間かけて滴下した。その際、留出してくる水は反応系外に除き、エピクロロヒドリンはフラスコ内に戻した。滴下終了後、30分間反応させ、35℃に冷却した。水295重量部を加えて水洗を行い、130℃加熱減圧下でエバポレーターを用いて油層から過剰のエピクロルヒドリンを除去し、エポキシ樹脂(A)185重量部を得た。得られたエポキシ樹脂は常温において液状であり、エポキシ当量は132g/eqであった。得られたエポキシ樹脂の液体クロマトグラフィーチャートを図2に示す。図2中、前記式(1)中のXが式(1-a)である化合物は22.2分、Xが式(1-b)または式(1-c)である化合物は21.2~21.4分であり、(b+c)/aは0.5%であった。
<結晶性試験>
実施例1、比較例1で得られた液状のエポキシ樹脂を20℃で7日間保管した後、結晶析出の有無を目視で確認し、液状を保っていた場合を〇、結晶が確認された場合を×とした。その結果は表1に記す。
実施例1、比較例1で得られたエポキシ樹脂と、硬化剤として4,4’-ジアミノジフェニルスルホン(略称:DDS)を表1の割合(重量部)で配合し、180℃6時間の硬化条件で硬化させ、硬化物を作成した。その後、物性評価を行った。その結果は表2に記す。
<曲げ強度、曲げ弾性率、曲げ破断時伸び率 測定条件>
・JIS K-7074に従い測定した。
<耐熱性(Tg)測定条件>
動的粘弾性測定器:TA-instruments、DMA-2980
測定温度範囲:-30~280℃
昇温速度:2℃/分
Tg:弾性率の低下開始温度をTgとした。
<硬化性試験>
[参考例1]
実施例1で得られたエポキシ樹脂を5部、NC-3000(日本化薬社製、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂)を20部、4,4’-メチレンビス(2-エチル-6-メチルアニリン)(東京化成工業社製、アミン化合物)を0.5部、DICY:ジシアンジアミド(東京化成工業社製、アミド化合物)を1部、KAYAHARD MCD(日本化薬社製、酸無水物化合物)を0.5部、KAYAHARD GPH-65(日本化薬社製、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂)を0.5部、ユニファイナーW-575(ユニチカ社製、活性エステル樹脂)を0.5部、G4-142MHR(日本化薬社製、カルボン酸化合物)を0.5部、MIR-3000-70MT(日本化薬社製、マレイミド化合物)を2.5部、MIZ-001(日本化薬社製、マレイミド化合物)を2.5部、フェニルマレイミド(東京化成工業社製、マレイミド化合物)を0.5部、SYTESTER TA(三菱瓦斯化学社製、ビスフェノールA型シアネート樹脂)を0.5部、OPE-2st 2200(三菱瓦斯化学社製、ポリフェニレンエーテル化合物)を60部、日本国特許第6951829号の実施例10に記載の化合物(エチレン性不飽和結合を有する化合物)を3部、KAYARAD R-684(日本化薬社製、エチレン性不飽和結合を有する化合物)1部、アセナフチレン(東京化成工業社製、エチレン性不飽和結合を有する化合物)0.5部、WO2023/013224A1に記載の方法で得られたポリイミド化合物を1部、TAIC:トリアリルイソシアヌレート(三菱ケミカル社製、アリル化合物)を1部、セプトン2104(クラレ社製、ポリスチレン変性物)を1部、P-d型ベンゾオキサジン(四国化成工業社製、ベンゾオキサジン化合物)を1部、2E4MZ:2-エチル-4-メチルイミダゾール(四国化成工業社製、硬化促進剤)を0.5部、TPP:トリフェニルホスフィン(北興化学社製、硬化促進剤)を0.5部、オクトープZn(ホープ製薬社製、硬化促進剤)を0.1部、サンエイド SI-B5(三新化学社製、硬化促進剤)を0.1部、DCP:ジクミルパーオキサイド(化薬ヌーリオン社製、重合開始剤)を1部、溶媒としてトルエンを99.2部、テトラヒドロフランを49.6部の割合で配合し、窒素雰囲気下で110℃で10分間、220℃で1時間加温することで硬化物を得ることができた。
実施例1で得られたエポキシ樹脂を5部、NC-3000(日本化薬社製、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂)を50部、MIZ-001(日本化薬社製、マレイミド化合物)を10部、日本国特許第6951829号の実施例10に記載の化合物(エチレン性不飽和結合を有する化合物)を5部、KAYARAD R-684(日本化薬社製、エチレン性不飽和結合を有する化合物)45部、Irgacure OXE-04(BASF社製、重合開始剤)を1部、Irgacure 290(BASF社製、重合開始剤)を1部の割合で配合し、膜厚100μmになるようにPETフィルムに塗工し、フィルムに接していない面にもPETフィルムを貼り付け、高圧水銀灯(365nm)で3000mJ/cm2の紫外線を照射することで硬化物を得ることができた。
Claims (5)
- 下記式(1)で表されるエポキシ樹脂であって、
前記エポキシ樹脂を液体クロマトグラフィー分析した際の下記式(1)中のXが下記式(1-a)で表される化合物のピーク面積をa、下記式(1)中のXが下記式(1-b)で表される化合物のピーク面積をb、下記式(1)中のXが下記式(1-c)で表される化合物のピーク面積をcとしたとき、(b+c)/aが2%以上10%未満であり、
エポキシ当量が135g/eq.以上145g/eq.未満であるエポキシ樹脂。
(式(1)中、Xは式(1-a)、式(1-b)、または式(1-c)のいずれかを表す。式(1-b)中のRは炭素数1~3のアルキル基を表す。式(1-a)、式(1-b)、および式(1-c)中、*は式(1)中の窒素原子への置換位置を表す。) - 請求項1に記載のエポキシ樹脂と、硬化剤とを有する硬化性樹脂組成物。
- さらに硬化促進剤、重合開始剤、前記エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂、活性エステル化合物、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル化合物、アミン樹脂、エチレン性不飽和結合を有する化合物、イソシアネート樹脂、ポリアミド樹脂、マレイミド化合物、シアネートエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリブタジエンおよびこの変性物、ポリスチレンおよびこの変性物、ポリエチレンおよびこの変性物、ベンゾオキサジン化合物のうちいずれか1種以上を含有する請求項2に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項2または3に記載の硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
- 請求項2または3に記載の硬化性樹脂組成物を硬化してなる炭素繊維強化複合材料。
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