JPH05295089A - 硬化性樹脂組成物 - Google Patents

硬化性樹脂組成物

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JPH05295089A
JPH05295089A JP10144792A JP10144792A JPH05295089A JP H05295089 A JPH05295089 A JP H05295089A JP 10144792 A JP10144792 A JP 10144792A JP 10144792 A JP10144792 A JP 10144792A JP H05295089 A JPH05295089 A JP H05295089A
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JP
Japan
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compound
formula
heat resistance
epoxy resin
resin composition
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JP10144792A
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English (en)
Inventor
Masato Fukuhara
理人 福原
Shoji Oda
祥二 小田
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Daihachi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Daihachi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 (a)一分子中に少なくとも二個のエポキシ
基を持つポリエポキシ化合物と、(b)一般式: 【化1】 (式中、nは1〜10の整数、Rは水素原子、炭素数1
〜4のアルキル基またはハロゲン原子、mは0、1また
は2、A’は水素原子またはメチル基、Aはいずれか一
方又は両方が水素原子又は置換されていてもよいグリシ
ジル基)で表される化合物、任意に硬化剤および硬化促
進剤からなる硬化性樹脂化合物。 【効果】 本発明の硬化性樹脂組成物は、耐熱性と機械
的性質が共に優れており、成形材料、塗料、接着剤、積
層剤、封止剤等、種々の分野に利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規な硬化性樹脂組成物
に関する。さらに詳しくは、この発明の組成物で形成さ
れる樹脂は、耐熱、耐水、機械的特性に優れており、成
形材料、塗料、接着剤、耐熱積層材、封止剤等として好
適である。
【0002】
【従来の技術】硬化性樹脂の中でもエポキシ樹脂は、そ
の優れた機械的特性を生かし、各種産業分野に広く使用
されている。特に炭素繊維、ガラス繊維およびアラミド
繊維などの強化繊維とマトリックス樹脂からなる先進複
合材料やIC封止剤にはエポキシ樹脂が広く使用されて
いる。
【0003】しかし、近年特に電気、電子分野における
小型化、精密化に伴い電子部品の接着剤、絶縁塗料、封
止剤、積層板などの用途においては、高温使用時の信頼
性を高めるために耐熱性のより一層の向上が強く求めら
れている。即ち従来市販されているビスフェノールA型
エポキシ樹脂を用いて調製された接着剤、塗料、封止
剤、積層板などは熱変形温度もしくは電気絶縁性が概し
て低く、その結果として信頼性に欠けるという問題がみ
られた。
【0004】この硬化物の耐熱性を高めるために上記エ
ポキシ樹脂にオルトクレゾールノボラック型エポキシ樹
脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂などの多官能
エポキシ樹脂を添加し架橋密度を向上させる方法等がと
られてきた。しかし、オルトクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等の
多官能性エポキシ樹脂からの硬化物は弾性率が高いので
硬くて脆く、ヒートショックによるクラックが発生し易
いなどのように機械的特性が劣るものである。
【0005】そのため耐熱性および機械的特性が共に優
れたエポキシ樹脂もしくは硬化性樹脂が強く要望されて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる実状
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは
耐熱性と機械的性質に優れ、成形材料、塗料、接着剤、
積層剤、封止剤などに好適な新規な硬化樹脂組成物を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく、鋭意研究を重ねた結果、ある特定化学構
造を有する化合物を含有してなる硬化性樹脂組成物で形
成される樹脂が耐熱性と機械的特性の両者に優れた性質
を有する事を見出し本発明に至った。すなわち、(a)
一分子中に少なくとも二個のエポキシ基を持つポリエポ
キシ化合物と、(b)一般式(1):
【0008】
【化3】 〔式中、nは1〜10の整数、Rは水素原子、炭素数1
〜4のアルキル基またはハロゲン原子、mは0、1また
は2、A’は水素原子またはメチル基、Aはいずれか一
方又は両方が水素原子又は式(2);
【0009】
【化4】 (式中、A’は上記と同一意味)〕で示される化合物、
及び任意に硬化剤と硬化促進剤とからなる硬化性樹脂組
成物が提供される。本発明の(a)成分に使用されるポ
リエポキシ化合物は、一分子中に少なくとも二個のエポ
キシ基を有するポリエポキシ化合物であって、すなわ
ち、ポリエポキシ樹脂として市販のものが、使用可能で
あるが、例としては、エピコ−ト−828,−1001
(油化シェルエポキシ社製)、DER−331J(ダウ
ケミカル日本社製)のごとき液状あるいは固形のビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂、ELM−434,−120
(住友化学社製)、VH−434(東都化成社製)、M
Y−720(チバ・ガイギー社製)のごときグリシジル
アミン型エポキシ樹脂、エピクロン−830(大日本イ
ンキ化学工業社製)のごときビスフェノールF型エポキ
シ樹脂、エピコート−152,−154(油化シェルエ
ポキシ社製)のごときフェノールノボラック型エポキシ
樹脂、エピクロン−152(大日本インキ化学工業社
製)のごときブロム化ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、ESCN−220(住友化学社製)のごときクレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂、その他ビスフェノール
S型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられ
る。
【0010】これらのポリエポキシ化合物は、1種単独
あるいは数種を混合して用いてもよい。上記(b)成分
の一般式(1)中、Rで示される炭素数1〜4のアルキ
ル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブ
チル基が挙げられ、また水素原子であってもよい。その
うち、水素原子とメチル基が好ましい。
【0011】さらに、Rで示されるハロゲン原子として
は、塩素原子、臭素原子、弗素原子などが挙げられ、特
に臭素原子が好ましい。具体的には、上記(b)成分と
しては、一般式(3);
【0012】
【化5】 〔式中、R及びmは上記と同一意味〕で示されるビス
(任意にアルキル置換されたヒドロキシフェニル)ジフ
ェニルメタンが用いられ、またはこの化合物に一般式
(4);
【0013】
【化6】 〔式中、A’は上記と同一意味〕で示されるエピクロル
ヒドリンとを縮合させて得られる一般式(1);
【0014】
【化7】 〔式中、R及びmは上記と同一意味、nは1、Aは式
(2)(式中、A’は上記と同一意味)の基〕で示され
るグリシジル化合物が用いられる。なお、上記の縮合反
応は、エポキシ樹脂製造の際の通常の反応条件が用いら
れる。
【0015】nが1の高純度の単量体を得るには、
(3)の化合物1モルに対し、(4)の化合物10モル
以上の大過剰を反応させる必要がある。この際(4)の
化合物のモル比が2に近いと、反応は単量体の段階で停
止せずに、さらに縮合反応が進行する。反応温度は50
〜120℃、好ましくは60〜80℃である。反応促進
剤として水酸化アルカリ、好ましくは、水酸化ナトリウ
ムを用いる。反応時間は塩化ナトリウムが生成するまで
30分〜3時間、好ましくは1〜2時間である。反応溶
媒としては、主に水が用いられる。
【0016】得られたグリシジル化合物は、精製するこ
となく、(b)成分の1つとして用いられる。この発明
の硬化性樹脂組成物は、上記(a)成分のポリエポキシ
化合物、上記(b)成分として(3)の化合物またはグ
リシジル化合物(1)、任意に硬化剤及び硬化促進剤を
配合して得られる。その際充填剤を加えてもよい。
【0017】(b)成分の(a)成分に対する使用割合
は、特に制限は無く樹脂を硬化させるに充分な量であれ
ば、求める耐熱性、機械的特性により任意であるが、
(b)成分中のフェノール性水酸基の数が(a)成分及
び(b)成分中のエポキシ基の数に相当する量以下で使
用することが好ましい。用いられる硬化剤としては、公
知の硬化剤、例えばノボラック(フェノールノボラッ
ク、クレゾールノボラック)、芳香族アミン等が用いら
れ、特にフェノールノボラックが好ましい。
【0018】硬化促進剤としては、公知の硬化促進剤、
すなわちアルコール類、フェノール類、第3級アミンに
代表されるルイス塩基、イミダゾール類等が用いられ、
特に、2−エチル−4−メチルイミダゾール等が好まし
い。本発明の硬化性樹脂組成物は広く、成形材料、塗
料、接着剤、積層材、封止剤等の用途に用いることがで
きるが、その用途、必要とする樹脂の物性等により適宜
他の樹脂を混合して更に目的に適した使用が可能であ
る。
【0019】例えば、ポリブチレンテレフタレート樹
脂、エポキシ樹脂/カルボン酸変性シリコーン、多官能
シアン酸エステル又はこれを重合させて得られるポリマ
ーとの併用等である。これ等の樹脂の使用目的は、ポリ
ブチレンテレフタレート樹脂の場合はエポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂との相溶性がよく、又、樹脂組成物に柔軟
性を付与し、応力を緩和し、低応力化に有効であるこ
と、又、エポキシ樹脂/カルボン酸変性シリコーンはI
C封止剤用樹脂として低応力化に有効であり、又、多官
能シアン酸エステル系樹脂の硬化物は耐熱・耐水性に優
れた硬化物を与えるが、脆く、靱性にかけるという欠点
がある。エポキシ樹脂との併用により、相互の欠点を補
完し合い、耐熱・耐水性に優れ、特に繊維強化プラスチ
ックのプリプレグ用マトリックス樹脂あるいはIC封止
剤として好適なものとなる。
【0020】更に本発明樹脂組成物には、特性を損なわ
ない範囲で充填材、希釈剤などの各種添加剤も使用する
ことができる。
【0021】
【作用】本発明の特定化学構造を有する化合物を含有し
てなる硬化性樹脂組成物は、耐熱性と機械的性質がとも
に優れており、成形材料、塗料、接着剤、積層材、封止
剤等、種々の分野に利用することができる。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例で説明する、各成分の
量は重量部を表わす。 (合成例1)フェノールノボラックの製造 攪拌機、冷却管、温度計付き三口フラスコに、 フェノール 910(9.68モル) 37%ホルマリン 548(6.76モル) シュウ酸 14 を同時に仕込み、反応温度を室温から50℃までゆっく
りと上げ、次に約1時間を要して100℃まで上げた。
100℃の温度で5時間反応させた。
【0023】次に、減圧水蒸気蒸留法によって水とフェ
ノールを除去した。同蒸留は60〜70℃、15〜20
mmHgの条件で5時間行った。収率は約80%であった。
次に、フラスコ中の反応性生成物を適当な大きさのポ
リプロピレン製パンに注ぎ、冷後固体を砕き粉末にした
後、常法に従って分子量を測定した。 数平均分子量=340 重量平均分子量=1500 以下、ここに得られた製品をフェノールノボラックとし
て使用した。 (合成例2)(b)成分の製造;(b−1)化合物の製造
【0024】
【化8】 攪拌機、冷却管、温度計、発性HCl吸収装置付きフラ
スコに ベンゾフェノンクロリド 237g(1モル) フェノール 188g(2モル) キシレン 380g を仕込み、攪拌しながら完全溶解させる。その後昇温
し、130℃(還流下)、5時間反応せさた。
【0025】反応終了後、冷却し、析出した結晶を濾別
した。メタノールで1回再結晶し、収量320g(収率
91%)で白色結晶製の生成物を得た。mp320℃ (合成例3)(b)成分の製造;(b−2)化合物の製造
【0026】
【化9】 合成例2のフェノール188g(2モル)をo−クレゾ
ール216g(2モル)に代えて用いたこと以外は合成
例2と同様の方法により収量338g(収率89%)で
白色結晶性の生成物を得た。mp205℃ (合成例4)(b)成分の製造;(b−3)化合物の製造
【0027】
【化10】 攪拌機、冷却管、水分離器、温度計付きフラスコに 合成例2で得た製品(b−1) 176(0.5モ
ル) エピクロルヒドリン 463(5モル) 水 5 を仕込み80℃迄昇温する。次いで固体の水酸化ナトリ
ウムを42g(1.05モル)、100℃をこえない様
調節しながら少量ずつ加える。
【0028】発熱が終われば、フラスコ内温度が150
℃以上にならない様に約50mmHgで過剰のエピクロルヒ
ドリンを留去し、残留物を100℃以下に冷却してキシ
レン100mlを加えると塩化ナトリウムが折出する。沈
殿を吸引濾別し濾液は蒸留でキシレンを除く。生成物は
透明ガラス状固体でエポキシ当量256,浸透圧法
(V.P.O法)により測定した数平均分子量は532
であった。軟化温度115℃
【0029】実施例1機械的強度測定用試料の調製および評価 (a)成分のポリエポキシ化合物としてビスフェノール
Aとエピクロルヒドリンとを反応させて、得られる化合
物(ダウケミカル社製DER−331J.エポキシ当量
187であり、以下の実施例中においても同じ)を10
0部に対し、(b)成分として、合成例2で得た(b−
1)化合物(水酸基当量176)を30部、更に合成例
1で得たフェノールノボラック(水酸基当量106であ
り、以下の実施例中においても同じ)を38.7部
((a)成分のエポキシ基数と(b−1)およびフェノ
ールノボラックの水酸基数の合計が等量になるような
量)、強化材としてガラス繊維を168.7部(前記、
樹脂成分の合計と等量であり、以下の実施例中において
も同様)、硬化促進剤として2−エチル−4−メチルイ
ミダゾールを1.0部、滑剤としてステアリン酸亜鉛1.
0部を配合し、80〜90℃に加熱した熱ロールを用い
て混練した。混練物を取り出して粉砕した後、圧縮成形
機により150℃、100kgf/cm2 にて10分間加熱、
加圧して成形して試験片を得た。この試験片を150℃
で2時間、165℃で2時間、さらに180℃で2時
間、後硬化を行った。この試験片を用いて、JIS K
−6911の方法により、曲げ強度および曲げ弾性率を
測定した。その結果、曲げ強度は15.8kg/mm2、曲げ
弾性率は1440kg/mm2であった。これらの結果を表1
に示す。 (2)耐熱性測定用試料の調製および評価 (1)項における配合のうち、強化材および滑剤を使用
しない組成物を、(1)項と同様の方法で圧縮成形して
試験片を得た。この試験片を用いて、動的粘弾性測定装
置によりガラス転移温度を測定した。
【0030】その結果、ガラス転移温度は、185℃で
あった。これらの結果を表1に示す。
【0031】実施例2(1)機械的強度測定試料の調製および評価 (b)成分として、合成例3で得た(b−2)化合物
(水酸基当量190)を30部、合成例1で得たフェノ
ールノボラック40部、強化材を170部としたこと以
外は実施例1と同様にして試験片を得、同様の方法で測
定した。
【0032】その結果曲げ強度は15.3kg/mm2、曲げ
弾性率は1400kg/mm2であった。 (2)耐熱性測定用試料の調製および評価 実施例1と同様にして試験片を得、同様の方法で測定し
た結果ガラス転移温度は182℃であった。
【0033】実施例3(1)機械的強度測定用試料の調製および評価 (b)成分として合成例4で得た(b−3)化合物(エ
ポキシ当量256)を30部、合成例1で得たフェノー
ルノボラック69部、強化材を199部としたこと以外
は、実施例1と同様にして試験片を得、同様の方法で測
定した。その結果曲げ強度は15.0kg/mm2、曲げ弾性
率は1370kg/mm2であった。(2)耐熱性測定用試料の調製および評価 実施例1と同様にして試験片を得、同様の方法で測定し
た結果、ガラス転移温度は178℃であった。
【0034】比較例(1)機械的強度測定用試料の調製および評価 エポキシ樹脂を100部、硬化剤としてフェノールノボ
ラック(水酸基当量106)を56.7部(エポキシ樹
脂のエポキシ基数と硬化剤の水酸基数の合計とが等量と
なるような量である)、強化材を156.7部とし、さ
らに硬化促進剤として2−エチル−4−メチルイミダゾ
ールを1.0部用いたこと以外は実施例1と同様にして
エポキシ樹脂組成物を製造し、成形して試験片を得、1
50℃で2時間、165℃で2時間、さらに180℃で
2時間、後硬化を行った。この試験片を用いて、実施例
1と同様の方法により、曲げ強度および曲げ弾性率を測
定した。
【0035】その結果、曲げ強度は13.4kgf/mm2
曲げ弾性率は1000kgf/mm2 であった。(2)耐熱性測定用試料の調製および評価 (1)項における配合のうち、強化材および滑剤を使用
しない組成物を(1)項と同様の方法で圧縮成形して試
験片を得た。この試験片を用いて、動的粘弾性測定装置
によりガラス転移温度を測定した。その結果ガラス転移
温度は116℃であった。
【0036】
【表1】 ※1 曲げ強さ、※2 曲げ弾性率…JIS K−69
11の方法に準ずる。※3 ガラス転移温度…動的粘弾
性測定装置による。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)一分子中に少なくとも二個のエポ
    キシ基を持つポリエポキシ化合物と、 (b)一般式(1): 【化1】 〔式中、nは1〜10の整数、Rは水素原子、炭素数1
    〜4のアルキル基またはハロゲン原子、mは0、1また
    は2、A’は水素原子またはメチル基、Aはいずれか一
    方又は両方が水素原子又は式(2); 【化2】 (式中A’は上記と同一意味)〕で示される化合物、お
    よび任意に硬化剤と硬化促進剤とからなる硬化性樹脂組
    成物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005092826A1 (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Asahi Denka Co., Ltd. 新規フェノール化合物及び該フェノール化合物から誘導し得る新規エポキシ樹脂

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WO2005092826A1 (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Asahi Denka Co., Ltd. 新規フェノール化合物及び該フェノール化合物から誘導し得る新規エポキシ樹脂

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