JPH0527630B2 - - Google Patents

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JPH0527630B2
JPH0527630B2 JP59094997A JP9499784A JPH0527630B2 JP H0527630 B2 JPH0527630 B2 JP H0527630B2 JP 59094997 A JP59094997 A JP 59094997A JP 9499784 A JP9499784 A JP 9499784A JP H0527630 B2 JPH0527630 B2 JP H0527630B2
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JP
Japan
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formula
reaction
glycidyl ether
ditrimethylolpropane
epihalohydrin
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59094997A
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Japanese (ja)
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JPS60239477A (en
Inventor
Kazuo Kamiide
Takatoshi Shimomura
Takeshi Yamazaki
Masatoshi Moryuki
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.)
Koei Chemical Co Ltd
Original Assignee
Koei Chemical Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の技術分野〕 本発明は新規なグリシジルエーテル化合物の製
造法に関する。さらに詳しくは、樹脂成分として
それ自体単独で用いることにより、あるいは他の
グリシジルエーテル類と併用することによりすぐ
れた硬化物性を示すエポキシ樹脂を与えるグリシ
ジルエーテル化合物の製造法に関する。 〔従来技術〕 グリシジルエーテル類を主成分とするエポキシ
樹脂は熱硬化性樹脂として塗料、接着剤、被覆材
料、成形材料、積層材料として広く利用されてい
る。 しかし従来公知の多官能グリシジルエーテル類
を用いるエポキシ樹脂のばあい、硬化速度、硬化
物性などがエポキシ樹脂の各種用途のすべてに適
合するものではなかつた。たとえば、ビスフエノ
ールAとエピクロルヒドリンとを苛性ソーダ水溶
液の存在下に反応させてえられる通常のビスフエ
ノールA型のジグリシジルエーテル化合物の用い
るエポキシ樹脂のばあい、硬化物の熱変形温度が
低いなどの欠点がある。 〔発明の目的〕 本発明は前記従来公知の多官能グリシジルエー
テル類の欠点を排除して、すぐれた硬化物性、と
くに耐熱性にすぐれたエポキシ樹脂硬化物を与え
るグリシジルエーテル化合物の製造法を提供する
にある。 〔発明の構成〕 本発明は、次式(): で示されるジトリメチルロールプロパンに一般式
(): (式中、Rは水素原子またはメチル基を表わし、
Xはハロゲン原子を表わす)で示されるエピハロ
ヒドリン化合物を反応させることを特徴とする、
一般式(): 〔式中、R1、R2、R3およびR4はそれぞれ水素原
子または
[Technical Field of the Invention] The present invention relates to a novel method for producing glycidyl ether compounds. More specifically, the present invention relates to a method for producing a glycidyl ether compound that provides an epoxy resin exhibiting excellent cured physical properties when used alone as a resin component or in combination with other glycidyl ethers. [Prior Art] Epoxy resins containing glycidyl ethers as a main component are widely used as thermosetting resins in paints, adhesives, coating materials, molding materials, and laminated materials. However, in the case of epoxy resins using conventionally known polyfunctional glycidyl ethers, the curing speed, curing physical properties, etc. are not suitable for all of the various uses of epoxy resins. For example, in the case of epoxy resins using ordinary bisphenol A type diglycidyl ether compounds obtained by reacting bisphenol A and epichlorohydrin in the presence of an aqueous solution of caustic soda, drawbacks include low heat distortion temperature of the cured product. There is. [Object of the Invention] The present invention provides a method for producing a glycidyl ether compound that eliminates the drawbacks of the conventionally known polyfunctional glycidyl ethers and provides a cured epoxy resin product with excellent cured physical properties, particularly excellent heat resistance. It is in. [Structure of the Invention] The present invention is based on the following formula (): The general formula for ditrimethylolpropane is shown by (): (In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group,
characterized by reacting an epihalohydrin compound represented by (X represents a halogen atom),
General formula (): [In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each a hydrogen atom or

〔発明の実施態様〕[Embodiments of the invention]

本発明において、ジトリメチロールプロパン
()とエピハロヒドリン化合物()(エピハロ
ヒドリンまたはβ−メチルエピハロヒドリン)を
反応させてグリシジルエーテル化合物()を製
造するにはつぎの2通りの方法がある。 (1) ジトリメチロールプロパン()とエピハロ
ヒドリン化合物()とをアルカリ金属水酸物
などの存在下で反応させて、一般式(): 〔式中、R5、R6、R7およびR8はそれぞれ水素
原子または
In the present invention, there are two methods for producing a glycidyl ether compound () by reacting ditrimethylolpropane () and an epihalohydrin compound () (epihalohydrin or β-methyl epihalohydrin). (1) Ditrimethylolpropane () and epihalohydrin compound () are reacted in the presence of an alkali metal hydroxide etc. to form the general formula (): [In the formula, R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each a hydrogen atom or

【式】(ここで RおよびXは前記と同じものを表わす)を表わ
す(ただし、R5、R6、R7およびR8のすべてが
共に水素原子であるばあいを除く)で示される
α−モノハロゲノヒドリン誘導体を生成する付
加反応とこのα−モノハロゲノヒドリン誘導体
の脱ハロゲン化水素によりエポキシ環を形成す
る閉環反応とを同時に行なわせてグリシジルエ
ーテル化合物()を製造する1段法。 (2) ジトリメチロールプロパン()とエピハロ
ヒドリン化合物()とをホスホニウム塩また
は第四級アンモニウム塩などの触媒の存在下で
まず付加反応させ、ついでアルカリ金属水酸化
物を添加して閉環反応を行なわせてグリシジル
エーテル化合物()を製造する2段法。 前記2つの方法のうち、後者の2段法の方が収
率がより高いことと、えられる最終反応生成物中
における高分子量物質の含有量が低いことから、
1段法より好ましい。 前記1段法において、反応は60〜150℃、好ま
しくは80〜120℃の範囲の温度で行なわれる。ジ
トリメチロールプロパン()に対するエピハロ
ヒドリン化合物()の使用量は理論量の1〜10
倍モル、好ましくは2〜6倍モル程度である。ま
たアルカリ金属水酸化物はジトリメチロールプロ
パン()の水酸基に対して少なくとも等モル、
好ましくは1.05〜1.5倍モル使用される。 前記2段法において、前段の付加反応は40〜
150℃、好ましくは40〜80℃の範囲の温度で行な
われる。前残の付加反応に用いる触媒の量はジト
リメチロールプロパン()に対して0.1〜10モ
ル%程度である。エピハロヒドリン化合物()
および後段の反応に用いるアルカリ金属水酸化物
の使用量は1段法のばあいと同様である。 1段法における全反応および2段法における後
段の閉環反応は常圧または減圧下(好ましくは50
〜200mmHg)で、生成する水をエピハロヒドリン
化合物()との共沸により連続的に系外に除去
しながら行なつてもよい。 1段法あるいは2段法においても、反応終了
後、反応液を過して副生する塩を除去したの
ち、未反応のエピハロヒドリン化合物()を除
去回収すれば、グリシジルエーテル化合物()
がえられる。また、このようにしてえられたグリ
シジルエーテル化合物()は、水に難溶性の有
機溶剤、たとえばメチルエチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン、トルエンなどに溶解し、えられ
た溶液を水または温水と接触させて塩化ナトリウ
ムなどの不純物を水層に抽出し、その後有機層か
ら有機溶剤を留去することによつて精製しうる。 原料のエピハロヒドリン化合物()として
は、たとえばエピクロルヒドリン、エピブロモヒ
ドリン、β−メチルエピクロルヒドリン、β−メ
チルエピブロモモドリンなどがあげられる。 また2段法における前段の付加反応には前記の
ごとく触媒として第四級アンモニウム塩、ホスホ
ニウム塩などが用いられる。第四級アンモニウム
塩としては、たとえばテトラメチルアンモニウム
クロライド、テトラエチルアンモニウムクロライ
ド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、
テトラエチルアンモニウムアイオダイド、セチル
トリエチルアンモニウムブロマイド、ベンジルト
リエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリ
メチルアンモニウムクロライド、セチルトリエチ
ルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモ
ニウムブロマイドなどがあげられる。ホスホニウ
ム塩としては、たとえばテトラフエニルホスホニ
ウムハライド、トリフエニルエチルホスホニウム
ハライド(アイオダイド、ブロマイド、クロライ
ドなど)などがあげられる。とくに好ましい触媒
はテトラメチルアンモニウムクロライド、テトラ
エチルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリメ
チルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチ
ルアンモニウムクロライドでなどある。 本発明のグリシジルエーテル化合物()は1
分子中に
α represented by the formula (where R and - A one-step method for producing a glycidyl ether compound () by simultaneously carrying out an addition reaction to produce a monohalogenohydrin derivative and a ring-closing reaction to form an epoxy ring by dehydrohalogenation of this α-monohalogenohydrin derivative. . (2) Ditrimethylolpropane () and epihalohydrin compound () are first subjected to an addition reaction in the presence of a catalyst such as a phosphonium salt or a quaternary ammonium salt, and then an alkali metal hydroxide is added to perform a ring-closing reaction. A two-step method for producing glycidyl ether compounds (). Of the above two methods, the latter two-stage method has a higher yield and a lower content of high molecular weight substances in the final reaction product obtained.
It is preferable to the one-stage method. In the one-stage process, the reaction is carried out at a temperature ranging from 60 to 150°C, preferably from 80 to 120°C. The amount of epihalohydrin compound () used for ditrimethylolpropane () is 1 to 10 of the theoretical amount.
The amount is twice the molar amount, preferably about 2 to 6 times the molar amount. In addition, the alkali metal hydroxide is at least equimolar to the hydroxyl group of ditrimethylolpropane (),
Preferably, it is used in an amount of 1.05 to 1.5 times the mole. In the two-stage method, the addition reaction in the first stage is 40~
It is carried out at a temperature of 150°C, preferably in the range 40-80°C. The amount of the catalyst used in the addition reaction of the pre-residue is about 0.1 to 10 mol% based on ditrimethylolpropane (). Epihalohydrin compounds ()
The amount of alkali metal hydroxide used in the subsequent reaction is the same as in the one-stage method. The entire reaction in the one-stage process and the subsequent ring-closing reaction in the two-stage process are carried out under normal pressure or reduced pressure (preferably at 50%
~200 mmHg), while the water produced is continuously removed from the system by azeotropy with the epihalohydrin compound (200 mmHg). In either the one-stage method or the two-stage method, after the reaction is completed, the reaction solution is filtered to remove by-product salts, and the unreacted epihalohydrin compound () is removed and recovered to form the glycidyl ether compound ().
It can be grown. In addition, the glycidyl ether compound () obtained in this way can be dissolved in an organic solvent that is sparingly soluble in water, such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, etc., and the resulting solution can be chlorinated by contacting with water or hot water. Purification can be achieved by extracting impurities such as sodium into the aqueous layer and then distilling off the organic solvent from the organic layer. Examples of the epihalohydrin compound () used as a raw material include epichlorohydrin, epibromohydrin, β-methylepichlorohydrin, and β-methylepibromomodrine. Further, as mentioned above, a quaternary ammonium salt, a phosphonium salt, or the like is used as a catalyst in the first stage addition reaction in the two-stage process. Examples of quaternary ammonium salts include tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium chloride, triethylmethylammonium chloride,
Examples include tetraethylammonium iodide, cetyltriethylammonium bromide, benzyltriethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium chloride, cetyltriethylammonium bromide, and tetrabutylammonium bromide. Examples of the phosphonium salt include tetraphenylphosphonium halide, triphenylethylphosphonium halide (iodide, bromide, chloride, etc.). Particularly preferred catalysts include tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltriethylammonium chloride, and the like. The glycidyl ether compound () of the present invention is 1
in the molecule

〔実施例〕〔Example〕

つぎに実施例をあげて本発明をさらに具体的に
説明するが、これらの実施例は例示にすぎず、本
発明はこれら実施例によつて限定されるものでは
ない。 実施例 1 ジトリメチロールプロパン200g、エピクロル
ヒドリン1480g、テトラメチルアンモニウムクロ
ライド8gを温度計、冷却器、撹拌機を備えた1
の三つ口フラスコに仕込み、75℃で3時間反応
を行なつた。 その後反応液を60℃に冷却し、水分離器を取り
付け、40重量%水酸化ナトリウム水溶液320gを
加え、減圧下(100〜150mmHg)で閉環反応を行
なつた。生成する水はエピクロルヒドリンとの共
沸により連続的に系外に除去した。生成水が理論
量(ジトリメチロールプロパン1分子にグリシジ
ル基を4個導入するばあいの)に達した時点で反
応を終了した。 反応終了後未反応のエピクロルヒドリンを1〜
50mmHgの減圧下に60〜110℃で留去して回収した
のち、メチルエチルケトンを0.5加えて生成物
をスラリー状とし、ついで過して副生した塩を
除去した。液を水200mlで水洗したのちメチル
エチルケトンを減圧留去して淡黄色液体320gを
えた。このものの粘度(20℃)は185ポイズであ
り、エポキシ当量は126であつた。 実施例 2 実施例1においてテトラメチルアンモニウムク
ロライドにかえてベンジルトリエチルアンモニウ
ムクロライド12gを用いたほかは実施例1と同様
にして淡黄色液体318gをえた。 このものの粘度粘度(20℃)は183ポイズ、エ
ポキシ当量は125であつた。 実施例 3 実施例1においてエピクロルヒドリンにかえて
β−メチルエピクロルヒドリン1700gを用いたほ
かは実施例1と同様にして淡黄色液体330gをえ
た。 このものの(20℃)は170ポイズ、エポキシ当
量は141であつた。 応用例 1〜2 前記実施例1〜2でえられた本発明のグリシジ
ルエーテル化合物およびエピコート828(シエル化
学(株)製のビスフエノールAのグリシジルエーテル
の商品名、エポキシ当量190)を用い、これらを
硬化剤であるジアミノジフエニルメタンと第1表
に示される割合で混合してエポキシ樹脂組成物を
調製し、えられた各組成物を1〜5mmHgの減圧
下で数分間脱泡処理したのち、金型に注入して硬
化を行なつた。硬化は80℃で2時間前処理を行な
つたのち、150℃で4時間、さらに175℃で16時間
加熱することにより行ない、完全硬化物をえた。 えられた硬化物について熱変形温度(ASTM
D 648)および引張強度(JIS K 6911)を測
定した。結果を第1表に示す。 第1表から明らかなごとく、本発明のグリシジ
ルエーテル化合物は2官能のビスフエノールAグ
リシジルエーテル化合物であるエピコート828に
くらべてすぐれた硬化物性の硬化物を与えること
がわかる。
Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but these Examples are merely illustrative and the present invention is not limited by these Examples. Example 1 200 g of ditrimethylolpropane, 1480 g of epichlorohydrin, and 8 g of tetramethylammonium chloride were placed in a container equipped with a thermometer, a cooler, and a stirrer.
The mixture was placed in a three-necked flask, and the reaction was carried out at 75°C for 3 hours. Thereafter, the reaction solution was cooled to 60° C., a water separator was attached, 320 g of a 40% by weight aqueous sodium hydroxide solution was added, and a ring-closing reaction was carried out under reduced pressure (100 to 150 mmHg). The produced water was continuously removed from the system by azeotroping with epichlorohydrin. The reaction was terminated when the amount of produced water reached the theoretical amount (for introducing four glycidyl groups into one molecule of ditrimethylolpropane). After the reaction is complete, remove unreacted epichlorohydrin from 1 to
After recovery by distillation at 60-110° C. under a reduced pressure of 50 mmHg, 0.5 ml of methyl ethyl ketone was added to make the product into a slurry, and then filtered to remove by-product salts. After washing the liquid with 200 ml of water, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure to obtain 320 g of a pale yellow liquid. The viscosity (20°C) of this product was 185 poise, and the epoxy equivalent was 126. Example 2 318 g of a pale yellow liquid was obtained in the same manner as in Example 1, except that 12 g of benzyltriethylammonium chloride was used instead of tetramethylammonium chloride. This product had a viscosity (at 20°C) of 183 poise and an epoxy equivalent of 125. Example 3 330 g of pale yellow liquid was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1700 g of β-methylepichlorohydrin was used instead of epichlorohydrin. This product (at 20°C) had a poise of 170 and an epoxy equivalent of 141. Application Examples 1 to 2 Using the glycidyl ether compounds of the present invention obtained in Examples 1 to 2 above and Epicote 828 (trade name of glycidyl ether of bisphenol A manufactured by Ciel Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent: 190), these was mixed with diaminodiphenylmethane, a curing agent, in the ratio shown in Table 1 to prepare an epoxy resin composition, and each of the resulting compositions was defoamed for several minutes under reduced pressure of 1 to 5 mmHg. The material was injected into a mold and cured. After pretreatment at 80°C for 2 hours, curing was performed by heating at 150°C for 4 hours and then at 175°C for 16 hours to obtain a completely cured product. The heat distortion temperature (ASTM
D 648) and tensile strength (JIS K 6911) were measured. The results are shown in Table 1. As is clear from Table 1, the glycidyl ether compound of the present invention provides a cured product with superior cured physical properties compared to Epicote 828, which is a difunctional bisphenol A glycidyl ether compound.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 次式(): で示されるジトリメチロールプロパンに一般式
(): (式中、Rは水素原子またはメチル基を表わし、
Xはハロゲン原子を表わす)で示されるエピハロ
ヒドリン化合物を反応させることを特徴とする、
一般式(): 〔式中、R1、R2、R3およびR4はそれぞれ水素原
子または【式】(ここでRは前記 と同じものを表わす)を表わす(ただし、R1
R2、R3およびR4のすべてが共に水素原子である
ばあいを除く)〕で示されるジトリメチロールプ
ロパングリシジルエーテルの製造法。
[Claims] Primary formula (): The general formula for ditrimethylolpropane is shown by (): (In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group,
characterized by reacting an epihalohydrin compound represented by (X represents a halogen atom),
General formula (): [In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each represent a hydrogen atom or [Formula] (where R represents the same as above) (However, R 1 ,
except when R 2 , R 3 and R 4 are all hydrogen atoms)] A method for producing ditrimethylolpropane glycidyl ether.
JP9499784A 1984-05-11 1984-05-11 Preparation of glycidyl ether compound Granted JPS60239477A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3033803A (en) * 1958-10-03 1962-05-08 Devoe & Raynolds Co Production of glycidyl ethers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3033803A (en) * 1958-10-03 1962-05-08 Devoe & Raynolds Co Production of glycidyl ethers

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