JPH03168210A - エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の製造方法、エポキシ樹脂組成物およびノボラック樹脂 - Google Patents

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〕 本発明は新規なエボキシ樹脂、その製造方法、エボキシ
樹脂組戒物およびノボラック樹脂に関し、より詳細には
、硬化することによって耐熱性および耐水性の優れた硬
化物を得ることができるエポキシ樹脂、その製造方法、
エボキシ樹脂組戊吻およびノボラック樹脂に関するもの
である。

〔従来の技術〕 エボキシ樹脂は種々の硬化剤で硬化させることにより、
他の合戒樹脂に比べて一般的に機械的性質、耐水性、耐
薬品性、耐熱性、電気的性質などの優れた硬化物となり
、接着剤、塗料、積層板、戊形材料など幅広い分野に使
用されている。

耐熱性、耐水性を有し、かつ機械的性質にも優れた硬化
物を与えるエポキシ樹脂としては、特開昭５８−１９４
９１６号公報にビスフェノールＡ・ノボラソク樹脂にエ
ピクロルヒドリンを反応させて得られる液状および固型
のビスフェノールＡ・ノボラック型エボキシ樹脂が記載
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記ビスフェノールＡ・ノボラック型エ
ポキシ樹脂の硬化物は耐熱性には比較的優れているもの
の、その度合いは不十分な上、耐水性が劣るという欠点
を有している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は上記実情に鑑みて鋭意検討したところ、フ
ロロアルキル基を有するビスフェノールを用いて製造し
たノボラソク樹脂と、エピクロルヒドリンとを反応せし
めたエボキシ樹脂の硬化物が、ビスフェノールＡノボラ
ツク樹脂を用いて製造したエボキシ樹脂の硬化物に比べ
て耐熱性は勿論のこと、耐水性にも極めて優れた硬化物
を与えることを見い出し本発明を完戒するに至った。

即ち本発明は、一般式（１） で示されるエポキシ樹脂と、これらエポキシ樹脂の製造
方法、これらのエボキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂組成
物及びその中間体のノボラ・ンク樹脂をも提供するもの
である。

本発明に係る一般式（１）のエポキシ樹脂は、例エハビ
ス（ヒドロキシフエニル）フロロアルカンのノボラック
樹脂とエビクロルヒドリンとを反応せしめることにより
製造できる． ビス（ヒドロキシフェニル〉フロロアルカンのノボラッ
ク樹脂とは、ビス（ヒドロキシフエニル）フロロアルカ
ンとアルデヒド類とを酸性触媒の存在下で、反応させた
樹脂であり、例えば、の条件で、５０〜２５０℃、好ま
しくは８０〜２００℃の温度で１時間〜ＩＯ時間撹拌す
ることにより得られる。

また、上記反応はプチルセロソルブ、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クロロホルム、テトラヒドロフラン等の
不活性な溶媒を使用したほうが反応が円滑に進む。

前記ノボラック樹脂の形態も特に制限されるものではな
く固型、液状、溶液状、分散液状等その形態は問わず使
用できる。

本発明に係る前記ノポラック樹脂の製造方法は、特に限
定されるものではなく、上記以外の条件で反応させても
よく、公知慣用の方法がいずれも採用できる。

本発明に係るビス（ヒドロキシフェニル）フロロアルカ
ンのノボラック樹脂としては、例えば一般式（ａ） で示されるノボラフク樹脂が挙げられる。

一般式（ａ）において、Ｒｔ　、Ｒ，はフロロアルキル
基であり、例えば、−ＣＩ！Ｆ　，　−ＣＨＦｚ　１−
ＣＨ３、−ＣｈＣｈ　、−｛ＣＦｚ）ｘＣＦｓ、イＣＦ
ｇｈＣＦ，　、→Ｃ　Ｆ　ｔｈ　Ｃ　Ｆ　，、等が挙げ
られるが、中でもパーフロロアルキル基が特に好ましい
。

一般式（ａ）において、Ｒ，は前記と同義である。

一般式（ａ）において、ｎはＯ又は正の整数であるが、
最終的に得られるエボキシ樹脂組戒物の戒形性および硬
化物の耐熱性に優れる点で０〜３であることが好ましい
． 一般式（ａ）のノボラフク樹脂を製造するためのビス（
ヒドロキシフェニル）フロロアルカンとしては、例えば 〔但し、 Ｒ＋ Ｒｚ は前記と同義である。

〕 で示される化合物が挙げられ、 より具体的には、 ＣＦＩ ＣＦ３ Ｃｈ ＣＦ３ ＣＦ３ ＣＦ， ＣＦ． 等が挙げられるが、 中でもフロロアルキル基がバ 一フロロアルキル基のみからなるものが特に好ましい。

また、アルデヒド類としては、具体的にはホルムアルデ
ヒド、パラホルム、アセトアルデヒド、プロビルアルデ
ヒド、プチルアルデヒド、ベンズアルデヒド、ｐ−ヒド
ロキシベンズアルデヒド、クロルベンズアルデヒドなど
であり、このうちホルムアルデヒドが好ましい。

酸性触媒としてはギ酸、酢酸、プロビオン酸、塩酸、硫
酸、リン酸、塩化アルごニウム、塩化スズ、塩化亜鉛、
サリチル酸、安息香酸、三フン化ホウ素等が挙げられ、
中でもシュウ酸が好ましい。

上記ノボラック樹脂の製造に際しては必要に応じて、上
記したビス（ヒドロキシフェニル）フロロアルカン以外
のフェノールを併用してもかまわない。

この際に用いることのできるフェノール類としては、例
えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾル
シン、カテコール、ハイドロキノン、クロロフェノール
、プロモフェノール、α−ナフトール、β−ナフトール
、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ１ビスフェノー
ルＳ等が挙ケられる。

本発明で用いる一般式［１）のエボキシ樹脂は、上記ノ
ボラソク樹脂にエビクロルヒドリンを反応せしめること
により容易に得られるものである。

この場合の反応条件は、従来より行われているエボキシ
樹脂の製造条件と同じであり、特に制限されるものでは
ない。

例えば、上記ノポラック樹脂の水酸基の１モルに対し、
エビクロルヒドリンを１．４〜２０モル添加し、塩基の
存在下に２０〜１２０℃で２〜７時間エボキシ化反応を
行うことにより容易に製造できる。

エボキシ化の際に用いる塩基は特に制限されるものでは
なく、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化バリ
ウム、酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム等が挙げられるが、中でも水酸化カリウム又は水酸化
ナトリウムが好ましい。

勿論、上記エボキシ化反応時に、必要に応じて上記ノボ
ラック樹脂以外のノボラック樹脂やフェノールを併用し
てもかまわない。併用できるノボビスフェノールＳ・ノ
ポラフク樹脂、フェノール・ノボラフク樹脂またはオル
ソークレゾール・ノボラック樹脂などが、フェノールと
しては、ノポラック樹脂を製造する際に併用できる上記
したものがいずれも使用できる。

エボキシ樹脂の製造に当り、上記ノポラック樹脂の水酸
基のモル数に対するエビクロルヒドリンのモル数の過剰
率を調節することにより、ＩＩ体と多量体との生戒比率
を変えることができ、得られるエボキシ樹脂の分子量、
エボキシ当量、軟化点を調整することができる。エピク
ロルヒドリンのモル数の過剰率を下げるとエボキシ樹脂
の分子量が高くなり逆にあげると分子量が低くなる。分
子量が高くなるとエボキシ当量、軟化点も高くなり、そ
の硬化物の耐熱性は徐々に低下していく傾向がある。

但し、一般的にはエビクロルヒドリンのモル数の過剰率
がｌＯ倍を越えると分子量、エボキシ当量、軟化点はあ
まり変化しなくなるので必要以上にエビクロルヒドリン
を過剰に用いることは経済性の点からも好ましくない。

本発明のエポキシ樹脂組戊物を調製するに当っては、ま
ず、ビス（ヒドロキシフェニル）フロロアルカンのノボ
ラック樹脂のエボキシ樹脂、硬化剤と、必要に応じて硬
化促進剤をも用いて、これらの各成分を常法に従って配
合し、混合せしめればよい。

本発明で用いることができる硬化剤としては、通常、こ
の種のエポキシ樹脂の硬化剤として常用されている化合
物は、いずれも使用することができるが、例えば、各種
ノボラック樹脂をはじめ、ジエチレントリアミン、トリ
エチレンテトラξンの如き各種の脂肪族アごン類：ビス
（３−メチルー４−アミノミクロヘキシル）メタンの如
き脂環族アξン；メタフェニレンジアミン、ジアミノジ
フエニルメタン、ジアミノジフエニルスルホンの如き各
種の芳香族アミン類；各種のボリアミド樹脂ないしはそ
れらの各種変性物；無水マレイン酸、無水フタル酸、無
水へキサヒドロフタル酸、無水メチルヘキサハイドロフ
タル酸、ペンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物、無
水ピロメリソト酸の如き各種の酸無水物；またはジシア
ンジアミド、イミダゾール、ＢＦ．−アミン錯体、各種
グアニジン誘導体の如き各種の潜在性硬化剤などが挙げ
られる。

硬化剤の使用量は、エポキシ樹脂の一分子中に含まれる
エポキシ基の数と、硬化剤中のアミノ基またはイミノ基
、フェノール性水酸基等の活性水素基の数あるいは酸無
水物基の数が当量付近となる量が一般的である。

また、上掲された如き各種の化合物を硬化剤として用い
る際には、さらに必要に応じて硬化促進剤をも併用して
もよい。硬化促進剤としては、例えばジメチルベンジル
アミンの如き各種の三級アミン類；２−メチルイξダゾ
ールの如き各種のイ旦ダゾール類；またはアミン金属塩
類の如き各種の有機金属化合物．　１．３．５　−　｝
リヒドロキシベンゼンの如き多価フェノール類などが挙
げられ、公知慣用の各種の硬化促進剤であれば、いずれ
も使用することができるのは、勿論である．かくして得
られる本発明のエボキシ樹脂組威物には、さらに必要に
応じて、充填剤、着色剤、難燃剤、またはカップリング
剤などの公知慣用の各種の添加剤成分をも、適宜、配合
せしめることができる。

それらのうち、かかる充填剤として特に代表的なものの
みを例示するに留めれば、シリカ頻、珪酸ジルコン、ア
ルミナ、炭酸カルシウム、石英粉、酸化ジルコン、タル
ク、クレー、硫酸バリウム、アスベスト粉またはξルド
・グラスなどであり、上記着色剤として代表的なものの
みを例示するに留めれば、カーポンブラックまたは各種
の金属化合物などであり、また、上記離型剤として特に
代表的なもののみを例示するに留めれば、ステアリン酸
、ステアリン酸金属塩類、天然ワフクス類または合成ワ
ックス類などであり、さらに、上記難燃剤として代表的
なもののみを例示するに留めれば、三酸化アンチモンま
たは、ヘキサブロモベンゼンなどであり、さらにまた、
上記カップリング剤として特に代表的なもののみを例示
するに留めれば、アクリルシラン類、アミノシラン類ま
たはエポキシシラン類などである。

本発明のエボキシ樹脂組戊物は、耐熱性や耐湿性、耐薬
品性などに優れる硬化物を与えるので、それらが要求さ
れる半導体封止材料、塗料絶縁ワニス、積層板、絶縁粉
体塗料等の電気絶縁材、プリント配線基板用積層板およ
びブリプレグ、導電性接着剤およびハニカムパネルの如
き構造材料用等の接着剤、半導体以外の電気部品用等の
成形材料、ＧＦＲＰ，　ＣＦＲＰおよびそのプリプレグ
、レジストインキ等の用途に利用できる。

〔実施例〕

次に本発明を実施例により具体的に説明するが、以下に
おいて部は特に断りのない限りすべて重量部であるもの
とする。

実施例１ ビス・フェノールＡＦ１６８部をプチルセロソルブ１６
８部に溶解し、シュウ酸１．２ｇを加え１００℃に昇温
し、さらにホルマリン（４１．５％）４１部を３０分間
かけて滴下し、次いで同温度で５時間加熱する。その後
、昇温し脱水し、最終的に１８０〜２００℃で減圧蒸留
により脱溶剤を行ない、ノボラック樹脂＜ａ−１）１８
０部を得た．ＧＰＣ（ゲルパー５ネーションクロマトグ
ラフイー）分析により平均でビスフェノールＡＦ骨格を
約３個含んでいることがわかった。

次に得られたビスフェノールＡＦノボラツク樹脂（ａ−
１）の特徴的も赤外線吸収スペクトルの吸収帯を示す。

なおＡｒは芳香環を示す。以下同様である。

３３００ｃｍ−　’　　　　　　　Ａｒ　−　ＯＨ３０
５０ｃｍ−　’　　　　　　　　−　Ｃ　−　Ｈ　（Ａ
ｒ　−　Ｈ）２９５０〜２８５０ｃｍ−　’　　　　　
−　ＣＨｔ１４２０ｃｍ−　’　　　　　　　　　　Ｃ
　−　Ｆ１２００ｃｒ’　　　　　　　　　　−ＣＦ３
１１３０ｃｍ−’　　　　　　　　　　　ＣＦ１９６０
ｃｍ−’　　　　　　　　　　　Ｃ−Ｆ実施例２ ホルマリンの量を４１部から、４６．０部に変更した以
外は実施例１と同様にしてビスフェノールＡＰノボラフ
ク樹脂（ａ−１）１８２部を得た。ＧＰＣ分析により平
均でビスフェノールＡＦ骨格を約３．５個含んでいるこ
とが分かった。

実施例３ 実施例１で得られたビスフェノールＡＦノボラック樹脂
（ａ−１）１７２ｇをエピクロルヒドリン４６３ｇ（５
モル）に溶解させた後、攪拌下８０℃で、２０％ＮａＯ
Ｈ水溶液２２０ｇ（１．１モル）を５時間かけて滴下し
、更に１時間反応させ、次いで水層を棄却した後、過剰
のエビクロルヒドリンを蒸留回収して、得られた反応生
戒物にメチルイソブチルケトン３９０ｇを加え、均一に
溶解させ、水１１０ｇを加えて水洗した後、油水分離し
、油層から共沸蒸留により水を除いた後、濾過し、さら
にメチルイソブチルケトンを留去させて、エボキシ当ｆ
２６３、融点８０℃なるエボキシ樹脂（１−１）２１５
ｇを得た，エボキシ樹脂（１−１）の特徴的は赤外線吸
収スペクトルの吸収帯を次に示す。

ｌ ３０５０ｃｍ−　’　　　　　−　Ｃ　−　Ｈ　（Ａｒ
　−　Ｈ）　Ｗ）Ｉ ｌ　下こ▼一 ３０００ｃｍ−’　　　　　　　　　−Ｃ｝Ｉ　　（　
　０　　）２９５０〜２８５０ｃｍ−’ −ＣＦＩ． １４２０ｃｍ−’ １２００ｃｍ−’ １１３０ｃＩＩ１−　’ ９６０ｃｍ−’ １２５０ｃｒ’ Ｃ−Ｆ −ＣＰ３ −ＣＦ３ Ｃ−Ｆ 一〇− １Ｅ７− ８６０ｃｍ−’　　　　　　　　　　　０実施例４ エビクロルヒドリン４６３ｇの代りに２７０ｇ（３モル
〉を使用した以外は実施例３と同様にして、エポキシ当
量が２７５、融点９０”Ｃなるエポキシ樹脂（１−２）
２１０ｇを得た。

実施例５ ビスフェノールＡＦノボラック樹脂（ａ−１）の代りに
（ａ−２）を使用した以外は実施例３と同様にして、エ
ボキシ当量が２７０、融点８３℃なるエボキシ樹脂（１
−３）を得た。

実施例６〜８および比較例１〜２ エボキシ樹脂として実施例３〜５で得られたエボキシ樹
脂（Ｉ−１）〜（１−３）（実施例６〜８）、ビスフェ
ノール八ノボラソク型エボキシ樹脂〔エボキシ当量２１
０）（比較例１）、オルソクレゾールノボランク型エポ
キシ樹脂エビクロンＮ−６７０（大日本インキ化学工業
側製、エポキシ当ｆｆｉ２１０）（比較例２）、硬化剤
としてエビクロンＢ−５７０　（同社製、メチルテトラ
ヒドロフタル酸無水物）、硬化促進剤としてベンジルジ
メチルアミンを用い、エボキシ樹脂のエポキシ基１個に
対して硬化剤の酸無水物基が１個になる様に下記表−１
に示す組戒で配合して、本発明および比較対照用のエボ
キシ樹脂組成物を得た。

これらのエボキシ樹脂Ｕ或物を１００’Ｃで２時間、次
いで１６０℃で２時間、更に１８０”Ｃで２時間の条件
で硬化せしめて試験片とし、ＪＩＳκ６９１１に準拠し
て熱変形温度、曲げ強度、曲げ弾性率、引張り強度、引
張り伸び率および煮沸吸水率を測定した。結果を下記表
−１に示す。

実施例９〜１１および比較応用例３〜４硬化剤としてエ
ピクロンＢ−５７０の代リにノボラック型フェノール樹
脂バーカムＴ　Ｄ　−２１３１〔大日本インキ化学工業
側製、軟化点８０℃〕を用い、エボキシ樹脂のエボキシ
基１個に対して硬化剤のフェノール性水酸基が１個にな
る様に下記表−１に示す組成で配合した以外は実施例ｉ
と同様にして、本発明および比較対照用のエポキシ樹脂
組或物を得た。

これらのエボキシ樹脂組成物を１００℃で２時間、次い
で１２０℃で２時間、更に１５０℃で２時間の条件で硬
化せめして試験片とし、実施例１と同様の測定を行った
。結果を下記表−１に示す。

／ ／ ／ ／ ／ 〔発明の効果〕 本発明によれば、上記一般式（１）で示される新規なエ
ポキシ樹脂及びその製造方法を提供できるので、このエ
ボキシ樹脂を用いたエボキシ樹脂組成物は、耐熱性と耐
水性のいずれにも優れかつ、機械的性質にも優れた硬化
物を得ることができる。

本発明のエボキシ樹脂組戒物は、電気、電子部品等の封
止剤、ブリブレグ等の成形材料、注型材料、積層板等の
複合材料、ハニカムパネル等の構造材料、各種接着剤、
各種塗料、プライマー、シール剤、樹脂モルタル、樹脂
セメント、舗装材等の用途に特に有用である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 〔但し、式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２は同一でも異なっていて
   もよいフロロアルキル基、Ｒ＿３は水素原子、炭素原子
   数１〜３のアルキル基、フェニル基、ヒドロキシフェニ
   ル基、ハロゲン置換フェニル基、ｎは０又は正の整数を
   表わす。〕で示されるエポキシ樹脂。 ２、ｎが０〜３である請求項１記載のエポキシ樹脂。 ３、ビス（ヒドロキシフェニル）フロロアルカンのノボ
   ラック樹脂とエピクロルヒドリンとを反応せしめること
   を特徴とするエポキシ樹脂の製造方法。 ４、ビス（ヒドロキシフェニル）フロロアルカンのノボ
   ラック樹脂が、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル
   ）パーフロロアルカンのノボラック樹脂である請求項３
   記載の製造方法。 ５、エポキシ樹脂と硬化剤から構成されるエポキシ樹脂
   組成物において、上記したエポキシ樹脂として、請求項
   １記載のエポキシ樹脂を用いることを特徴とするエポキ
   シ樹脂組成物。 ６、エポキシ樹脂と硬化剤から構成されるエポキシ樹脂
   組成物において、上記したエポキシ樹脂として、請求項
   ２記載のエポキシ樹脂を用いることを特徴とするエポキ
   シ樹脂組成物。 ７、エポキシ樹脂と硬化剤から構成されるエポキシ樹脂
   組成物において、上記したエポキシ樹脂として、ビス（
   ヒドロキシフェニル）フロロアルカンのノボラック樹脂
   とエピクロルヒドリンとを反応せしめたエポキシ樹脂を
   用いることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 ８、ビス（ヒドロキシフェニル）フロロアルカンのノボ
   ラック樹脂が、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル
   ）パーフロロアルカンのノボラック樹脂である請求項７
   記載の組成物。 ９、一般式（ａ） ▲数式、化学式、表等があります▼〔ａ〕 〔但し、式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２は同一でも異なっていて
   もよいフロロアルキル基、Ｒ＿３は水素原子、炭素原子
   数１〜３のアルキル基、フェニル基、ヒドロキシフェニ
   ル基、ハロゲン置換フェニル基、ｎは０又は正の整数を
   表わす。〕で示されるノボラック樹脂。 １０、ｎが０〜３である請求項９のノボラック樹脂。