JPH02296814A - ポリフェノール樹脂 - Google Patents

ポリフェノール樹脂

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JPH02296814A
JPH02296814A JP11513889A JP11513889A JPH02296814A JP H02296814 A JPH02296814 A JP H02296814A JP 11513889 A JP11513889 A JP 11513889A JP 11513889 A JP11513889 A JP 11513889A JP H02296814 A JPH02296814 A JP H02296814A
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JP
Japan
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phenol
tetrakisphenol
polyphenol
dialdehyde
general formula
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JP11513889A
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English (en)
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Mizuo Ito
伊藤 瑞男
Shigeru Iimuro
飯室 茂
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルカンジアルデヒドとフェノールとの反応か
ら得られるポリフェノール樹脂、テトラキスフェノール
および得られたポリフェノールを硬化剤成分とするエポ
キシ樹脂組成物に関する。
本発明および本発明の製造方法によって得られるポリフ
ェノールおよびテトラキスフェノールは、エポキシ樹脂
、フェノール樹脂、プラスチック改質剤等に使用される
。特にエポキシ樹脂の硬化剤として用いられる場合には
耐熱性、機械的強度、電気的特性等が優れた硬化物が得
られ、電気電子部品関係の用途に適している。
〔従来の技術〕
エポキシ樹脂は、その優れた緒特性から、被覆用、積層
用、塗装用、接着用および成形用の樹脂として広く利用
されている。特に、耐熱信幀性の要求される電気電子部
品用の成形材の中でも、電子部品の封止材用の樹脂とし
ては、その殆どに、エポキシ化オルソクレゾールノボラ
ック樹脂と硬化剤としてのフェノールノボラック樹脂と
の組合せが用いられている。
しかし近年、封止材に対する要求特性が高度化し、従来
のエポキシ化オルソクレゾールノボラック−フェノール
ノボラック系では、そのガラス転移温度(Tg点)に代
表される耐熱特性が充分でなく、よりTg点の高い系に
対する要求が増大している。一方、IC封止材に代表さ
れる樹脂封止分野では、素子サイズが大型化する反面、
パッケージ全体としては極小化が進められ、素子と樹脂
との線膨張率や熱や残存応力による素子の歪みやボンデ
ィング線の切断が大きな問題となっており、応力を低下
させるために、硬化物の弾性率や、線膨張率を低下させ
るために、材料に種々の工夫がされている。
従来低応力化の方法の一つとして、ポリプロピレングリ
コールジグリシジルエーテルや、長い側鎖を有するビス
フェノールA型エポキシ樹脂などの可撓性付与剤が用い
られてきたが、Tgが低下してしまい、高温時の電気特
性が低下するという問題点を有していた。従来のエポキ
シ化オルソクレゾールノボラフクーフェノールノボラッ
ク系では、ノボラックの分子量を大きくすることにより
、ある程度のTgの向上は認められるが、硬化物の弾性
率は大きくなってしまい、また、この従来の系では流れ
が悪く、成形しすらい、などの欠点があり、上述の高T
g化の要求と、成形性の改良とは相反するものとみられ
ていた。
これらを改良する手段として、硬化剤として、フェノー
ルノボラックの2官能成分を減少させることが提案され
ている。また、新規な硬化剤として、3官能以上の成分
から成る種々のフェノール系樹脂が提案されている。
例えば、特開昭64−70524号明細書には、ポリグ
リシジルエーテルと多価フェノールをベースとした熱硬
化性樹脂組成物が記載されている。
多価フェノールとして、例えば米国特許公報第2.80
6.016号明細書に従い、線状のc4−cmジアルデ
ヒドをフェノールと縮合させることにより得られるテト
ラフェノールがあげられている。
しかしながら、これら従来の改良法では、Tg点の向上
はみられるものの、得られるフェノール系樹脂あるいは
化合物の融点或いは軟化点は100°C以上であり、成
形性の改良の面からは不十分であった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、それ自身は低軟化点で、硬化時に高T
gをあたえるポリフェノール樹脂を提供することにある
さらに、この本発明により得られたポリフェノールを硬
化剤として用いたエポキシ樹脂組成物を提供することを
目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した
結果、本発明に至った。
すなわち本発明は、 フェノールと線状のCa−t*ジアルデヒドとの縮合反
応生成物であり、軟化点が100℃以下のポリフェノー
ル樹脂およびフェノールと線状のCI−IIジアルデヒ
ドとの縮合生成物であり、軟化点が100℃以下のポリ
フェノール樹脂を硬化剤成分とするエポキシ樹脂組成物
である。
本発明のポリフェノールはその成分として、下記テトラ
キスフェノールを含む。
下記一般式(1)であらわされるテトラキスフェノール
一般式(2)におけるnが6であるテトラキスフェノー
ル。
一般式(2)におけるnが10であるテトラキスフェノ
ール。
フェノールの置換位置の一つがオルソ位であり残りがす
べてパラ位であり、下記一般式(3)であらわされるテ
トラキスフェノ、−ル。
フェノールの置換位置がすべてパラ位であり下記一般式
(2)であらわされるテトラキスフェノール。
一般式(3)におけるnが6であるテトラキスフェノー
ル。
一般式(3)におけるnが10であるテトラキスフェノ
ール。
本発明におけるフェノールと線状のCI−IIジアルデ
ヒドとの縮合反応生成物であり、軟化点が100℃以下
のポリフェノール樹脂は、フェノールと相当するジアル
デヒドとを酸性触媒の存在下に脱水縮合させることによ
って得られる。
酸触媒としては、塩酸、硫酸等の無機酸やシュウ酸、酢
酸、トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、キシレ
ンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、フェノールスル
ホン酸などの有機酸が上げられ、これらの触媒は、原料
フェノール類に対して、0.01〜4重量%使用するの
が好ましい。
反応温度は、0〜100℃好ましくは40〜90℃であ
り、40℃より低いと、反応速度が遅く、100℃より
高温では、反応が2.激におこり危険であるし、ゲル化
物が生成し好ましくない。
縮合反応生成物はジアルデヒド1モルに4モルのフェノ
ールが反応したテトラキスフェノールのほかに、ジアル
デヒド2モルとフェノール7モルとの縮合生成物および
、更に重合の進んだ高分子化合物からなる混合物である
これらの反応混合物中の縮合度は、フェノールとジアル
デヒドとのモル比を調節することにより制御することが
出来る。ジアルデヒドに対するフェノールのモル数が少
ないと重合が進んだ高分子化合物が主成分となり、生成
物の軟化点が高くなり、エポキシ樹脂の硬化剤として使
用する場合の作業性が悪(なり好ましくない。
低分子化合物すなわちテトラキスフェノールを主成分と
するためには、ジアルデヒドに対して、大過剰のフェノ
ールを使う必要がある。この場合には目的の縮合物を得
るために未反応の過剰のフェノールを除去することが必
要である。ジアルデヒドに対して、10ないし30倍モ
ルのフェノールを用いるのが好ましい。
適当な溶剤で抽出することにより、この樹脂状混合物か
ら、テトラキスフェノールを分離することが出来る。好
適には、ベンゼン、トルエン、エーテル等を用いること
が出来る。
単離されたテトラキスフェノールもエポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、プラスチック改質剤等に使用され得る。特
にエポキシ樹脂の硬化剤として用いられる場合には耐熱
性、機械的強度、電気的特性等が優れた硬化物が得られ
、電気電子部品関係の用途に適している。工業的には、
テトラキスフェノールを単離して使用するためには、煩
雑な工程が必要となるため、反応生成物から過剰のフェ
ノールを除去して得られる混合物を使用するのが好まし
い。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、エポキシ樹脂として
一般に使用されているものであれば制限はなく、ビスフ
ェノールA1ビスフエノールF。
ビスフェノールS等のジグリシジルエーテル、ノボラッ
ク型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、
脂環式エポキシ樹脂等を用いることができる。これらは
単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい、
エポキシ樹脂と硬化剤の比率はエポキシ樹脂中のエポキ
シ基1個あたり本発明のポリフェノール硬化剤のフェノ
ール性水酸基が0.5〜2.0個となるような比率で用
いるのが好ましい。
また、本発明のエポキシ樹脂組成物中には、エポキシ樹
脂とフェノール性水酸基との硬化反応時間を短縮するた
めに硬化促進剤を配合することができる。
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−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイ
ミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール等
のイミダゾール類、トリス(ジメチルアミノメチル)フ
ェノール、トリエチレンジミン、ベンジルジメチルアミ
ン等の3級アミン、トリフェニルホスフィン、トリブチ
ルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、メチル
ジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、1.8−
ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等のジア
ザビシクロアルケン類等があげられる。
さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物中には、無機質充
填剤を配合することが出来る。無機質充填剤としては、
溶融シリカ、結晶性シリカ、酸化マグネシウム、アルミ
ナ、炭酸カルシウム等が挙げられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物中には、エポキシ樹脂、本
発明の硬化剤、硬化促進剤、無機充填剤のほかに、必要
に応じて反応性希釈剤、難燃化剤、可撓性付与剤、可塑
剤、有機溶剤、顔料等の添加剤を配合することができる
〔実施例〕
以下に実施例をあげて本発明の詳細な説明をするが、本
発明はこれらの実施例により制限されるものではない。
なお、各種測定は以下の機器、条件によった。
GPC:  日本分光■GEL101.50cmX1本
、37°CTHF 0.5ml/sin、、 UV25
4検出器■R:  ■島津製作所 FT−IR420O
NMR:  日本電子■ FX−9011実施例1 1.8−オクタンジアールとフェノールとの重縮合物の
製造 フェノール56.4g(0,6モル)を50°Cにて熔
融し、ついで37重量%の濃塩酸(0,2m1)を添加
した。
1.8−オクタンジアルデヒド8.52g(0,06モ
ル)を攪拌しながら15分かけて添加し、その間に反応
器中の温度が発熱により上昇するため、外部より冷却し
、最高温度を60″Cに保った。60°Cで1時間保ち
、その後、90℃で2時間反応させた。
反応後、塩酸、水、フェノールを真空下(150°C1
最高5 smllg)で除去して28.5gの1.8−
オクタンジアルデヒドとフェノールとの重縮合物を得た
。この目的生成物の未反応フェノール含有率は0.5%
以下であり、98.9℃の軟化点を示し、GPCで重量
平均分子量925であった。また、44χのテトラキス
フェノールを含有し、水酸基当量は 121であった。
第1図にcpcチャートを示す。
実施例2 1.1,8.8−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル
)オクタンおよび1,1.8− )す(4−ヒドロキシ
フェニル)−8−(2〜ヒドロキシフエニル)オクタン
の単離実施例1で得られた1、8−オクタンジアルデヒ
ドとフェノールとの重縮金物5gをベンゼンで抽出し、
GPC上でほぼ単一ピークを与える樹脂状物1.5gを
得た。これを逆相液体クロマトグラフィーで分離すると
ほぼ1:1:0.2の3ピークが得られた。このうち前
2者は、1.1.8.8−テトラキス(4−ヒドロキシ
フェニル)オクタンおよび1.1.8− )す(4−ヒ
ドロキシフェニル)−8−(2−ヒドロキシフェニル)
オクタンであることを、赤外線吸収スペクトルおよび、
核磁気共鳴スペクトルでWi認した。
1.1.8.8−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル
)オクタンの赤外線吸収スペクトルを第2図に、また核
磁気共鳴スペクトルを第3図に示す。
1.1.8− トリ(4−ヒドロキシフェニル) −8
−(2−ヒドロキシフェニル)オクタンの赤外線吸収ス
ペクトルを第4図に、また核磁気共鳴スペクトルを第5
図に示す。
実施例3 1.12− ドデカンジアルデヒドとフェノールとの重
縮合物の製造 フェノール56.4g(0,6モル) と1.12− 
ドデカンジアルデヒド11.9g(0,06モル)を撹
拌しながら混合し、40℃に保った。ついで37重1%
の濃塩酸(0,2m1)を添加した。その間に反応器中
の温度が発熱により上昇するため、外部より冷却し、最
高温度を50℃に保った。その後、90℃で5時間反応
させた。
反応後、塩酸、水、フェノールを真空下(150℃、最
高5−一〇g)で除去して31.7gの1.12−ドデ
カンジアルデヒドとフェノールとの重縮金物を得た。
この目的生成物の未反応フェノール含有率は0.5z以
下であり、69.2℃の軟化点を示し、GPCで重量平
均分子量820であった。また、46χのテトラキスフ
ェノールを含有し、水酸基当量は 126であった。
第6図にcpcチャートを示す。
実施例4 1.1.12.12−テトラキス(4−ヒドロキシフェ
ニル)ドデカンおよび1.1.12− トリ゛(4−ヒ
ドロキシフェニル)−12−(2−ヒドロキシフェニル
)ドデカンの単離 実施例3で得られた1、12−ドデカンジアルデヒドと
フェノールとの重縮合物5gをベンゼンで抽出し、GP
C上でほぼ単一ピークを与える樹脂状物1.5gを得た
。これを逆相液体クロマトグラフィーで分離するとほぼ
1:l:0.2の3ピークが得られた。
このうち前2者は、1.1.12.12−テトラキス(
4−ヒドロキシフェニル) ドデカンおよび1.1.1
2− トリ(4−ヒドロキシフェニル)−12−(2−
ヒドロキシフェニル) ドデカンであることを赤外線吸
収スペクトルおよび、核磁気共鳴スペクトルで確認した
1.1,12.12−テトラキス(4−ヒドロキシフェ
ニル)ドデカンの赤外線吸収スペクトルを第7図に、ま
た核磁気共鳴スペクトルを第8図に示す。
1.1.12−  トリ(4−ヒドロキシフェニル)−
12−(2−ヒドロキシフェニル)ドデカンの赤外線吸
収スペクトルを第9図に、また核磁気共鳴スペクトルを
第1θ図に示す。
実施例5 実施例1および実施例3で得られたポリフェノールの水
酸基と当量のエポキシ基を有する、エポキシ化オルソク
レゾールノボラック(日本化薬製EOCN)およびEO
CNに対して、0゜5重量部の2−エチル−4−メチル
イミダゾールを混合し、175℃のオープン中で、4.
5時間加熱して、硬化物を得た。
硬化物のT、を第1表に示す。
第1表 〔発明の効果〕 本発明のポリフェノール樹脂はそれ自身低軟化点で、エ
ポキシ樹脂の硬化剤として用いる場合に流れがよ(成形
性にすぐれ、他方硬化物は従来のフェノールノボラック
系の樹脂と比べてTg点が高く熱的性質に優れる。した
がって、本発明のポリフェノール樹脂を配合したエポキ
シ樹脂組成物は、従来のエポキシ樹脂におけると同様な
各種被覆用、積層用、塗装用、接着用および成形用材料
として有利に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1で得られた、ポリフェノール樹脂の
GPCチャートである。 第2図、第3図は実施例2で得られた1、1,8.8テ
トラキス(4−ヒドロキシフェニル)オクタンの赤外線
吸収スペクトル図(IR)、および核磁気共鳴スペクト
ル図(NMR)である。 第4図、第5図は実施例2で得られた1、1.8− ト
リ(4−ヒドロキシフェニル)−8−(2−ヒドロキシ
フェニル)オクタンの赤外線吸収スペクトル図(IR)
、および核磁気共鳴スペクトル図(NMR)である。 第6図は、実施例1で得られた、ポリフェノール樹脂の
GPCチャートである。 第7図、第8図は実施例4で得られた1、1,12.1
2テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカンの赤
外線吸収スペクトル図(IR)、および核磁気共鳴スペ
クトル図(NMR)である。 第9図、第10図は実施例4で得られた1、1.12−
トリ(4−ヒドロキシフェニル)−12−(2−ヒドロ
キシフェニル)ドデカンの赤外線吸収スペクトル図(I
R)、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フェノールと線状のC_8_−_1_2ジアルデヒ
    ドとの縮合反応生成物であり、軟化点が100℃以下の
    ポリフェノール樹脂。 2、フェノールと線状のC_8_−_1_2ジアルデヒ
    ドとの縮合生成物であり、軟化点が100℃以下のポリ
    フェノール樹脂を硬化剤成分とするエポキシ樹脂組成物
    。 3、下記一般式(1)であらわされるテトラキスフェノ
    ール。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式(1) n=6−10 4、フェノールの置換位置がすべてパラ位であり下記一
    般式(2)であらわされる請求項3に記載のテトラキス
    フェノール。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式(2) n=6−10 5、一般式(2)におけるnが6である請求項4に記載
    のテトラキスフェノール。 6、一般式(2)におけるnが10である請求項4に記
    載のテトラキスフェノール。 7、フェノールの置換位置の一つがオルソ位であり残り
    がすべてパラ位であり、下記一般式(3)であらわされ
    る請求項2に記載のテトラキスフェノール。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式(3) n=6−10 8、一般式(3)におけるnが6である請求項7に記載
    のテトラキスフェノール。 9、一般式(3)におけるnが10である請求項7に記
    載のテトラキスフェノール。
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