JPH07108933B2 - 三重結合含有ペンダント基を有するエポキシ樹脂 - Google Patents

三重結合含有ペンダント基を有するエポキシ樹脂

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JPH07108933B2
JPH07108933B2 JP25092590A JP25092590A JPH07108933B2 JP H07108933 B2 JPH07108933 B2 JP H07108933B2 JP 25092590 A JP25092590 A JP 25092590A JP 25092590 A JP25092590 A JP 25092590A JP H07108933 B2 JPH07108933 B2 JP H07108933B2
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【発明の詳細な説明】 本発明の分野 本発明は、三重結合含有ペンダント基を有する新規なエ
ポキシ樹脂に関する。この樹脂は異なる硬化反応機構を
有する複数のペンダント基および末端エポキシ基を有
し、それぞれに適した反応機構によって脱離物を発生す
ることなく硬化する非揮散型樹脂として有用である。
背景技術 エチニル基やプロパルギル基のような三重結合を有する
化合物は、三重結合の開裂によって共役系を有するポリ
マーへ重合し得ることが知られている。そのような化合
物はその重合メカニズムおよび生成するポリマーの特異
な物理的、電気的性質のため、塗料、電気電子機器等の
分野で非揮散型自己硬化性樹脂原料として最近注目され
ている。
またエポキシ樹脂は、塗料、接着剤、電気電子用機器、
構造材等の分野で広く使用されている樹脂であるが、通
常酸無水物やポリアミン等の硬化剤を必要とし、そのた
め二液性として貯蔵しなければならない。
そこで通常のエポキシ樹脂のように硬化剤やイオン重合
によっても硬化し得るほか、別のメカニズムによってそ
れ自体で硬化し得る新しい樹脂の開発に成功した。
本発明の開示 本発明は、式 (式中、R1およびR2は独立に水素か、または三重結合を
持たない炭化水素基を意味し、Rは二価フェノール、ビ
スフェノール、アルキレングリコール、またはポリエー
テルジオールから選ばれたジヒドロキシ化合物からヒド
ロキシ基を除去した二価の有機基を意味し、nは20まで
の正の整数を意味する。)を有する三重結合含有ペンダ
ント基を有するエポキシ樹脂に関する。
さらに本発明は、式 のジグリシジルエーテル化合物に、式HO−R−OH(式
中、記号は前記に同じ。)のジヒドロキシ化合物を反応
させ、鎖延長することを特徴とする式(I)の三重結合
含有ペンダント基を有するエポキシ樹脂の製造法に関す
る。
詳細な議論 式(II)の化合物の製造 式(II)の化合物は、本出願と同時に出願された出願人
の特許出願に詳細に開示されているように、二価フェノ
ール、ビスフェノール類、アルキレングリコール、ポリ
エーテルジオールのようなジヒドロキシ化合物のジグリ
シジルエーテル(III)と、例えばプロパルギルアルコ
ール(R1=R2=H)から出発して三工程で合成すること
ができる。この合成経路を特性基の反応によって示すと
以下のとおりである。
工程A 工程B 工程C 以下これら工程を追って合成法を説明する。
工程A: 分子内に少なくとも1個のグリシジル基を有する化合物
の典型例は、ビスフェノールA,ビスフェノールS,ビスフ
ェノールF,それらの核ハロゲン置換体等ビスフェノール
類のジグリシジルエーテルである。ブタンジオール、ヘ
キサンジオール、ネオペンチルグリコール、水添ビスフ
ェノールA等のグリコール類のジグリシジルエーテル;
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、
ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールとアル
キレンオキサイドとの付加物のポリエーテルグリコール
類のジグリシジルエーテル;二価フェノールのジグリシ
ジルエーテルも同様に使用し得る。
工程Aにおいて使用し得るアルコールの典型例はプロパ
ルギルアルコールである。さらにそのα位の炭素原子に
1個または2個の置換基(R1,R2)が置換した誘導体を
使用することもできる。そのような置換基は、C1−C10
アルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、ア
ラルキル等の三重結合を持たない炭化水素基である。
グリシジル化合物とアルコールとの反応は、3級アミ
ン、4級アンモニウム塩、アルカリ金属水酸化物のよう
な塩基性触媒の存在下、溶媒中または無溶媒で80℃〜18
0℃の範囲内の温度に加熱することによって行うことが
できる。溶媒の代わりにアルコールを過剰に使用し、反
応後留去してもよい。
工程Bおよび工程C: これらの工程は二段法で別々に、または一段法で同時に
実施することができる。
二段法においては、A工程の生成物をルイス酸触媒(例
えば三フッ化ホウ素またはその錯体、塩化第二スズな
ど)の存在下エピクロルヒドリンまたはグリセロール−
1,3−ジクロルヒドリンと反応させ、A工程の生成物の
式(IV)の基中の2級アルコール性水酸基を3−クロロ
−2−ヒドロキシプロピルエーテル化し、次いで該エー
テルをアルカリで処理してオキシラン環へ閉環させる。
アルカリとしては水酸化ナトリウムが普通であるが、水
酸化バリウム、炭酸ナトリウム等の他のアルカリも使用
し得る。エピクロルヒドリンは過剰、例えば1.5ないし1
0当量使用するのが好ましい。
一段法は、工程Aの生成物と過剰のエピクロルヒドリン
とを、アルカリ(典型的には水酸化ナトリウム)及び相
間移動触媒(典型的にはメチルトリオクチルアンモニウ
ムクロライド、メチルトリデシルアンモニウムクロライ
ド、テトラメチルアンモニウムクロライド等)または3
級アミンまたは4級アンモニウム塩基(例えばベンジル
トリメチルアンモニウムヒドロキシド)の存在下反応さ
せる。その際過剰のエピクロルヒドリンの一部はグリシ
ジルエーテルへ閉環する際に発生する塩化水素を吸収
し、グリセロール−1,3−ジクロルヒドリンとなる。
両方法において、反応は炭化水素、エーテルまたはケト
ンのような溶媒中で実施することができる。一段法にお
いては、前記塩化水素吸収剤および溶媒として2.5ない
し10モル過剰のエピクロルヒドリンを使用するのが好ま
しい。反応温度は一般に40℃ないし溶媒の沸点までの温
度で実施し得る。
化合物(II)の鎖延長 式(II)の三重結合含有ペンダント基を有するジグリシ
ジルエーテル化合物は、式HO−R−OHのジヒドロキシ化
合物を反応させることによって鎖延長することができ
る。この鎖延長剤は、前述したA工程の出発物質である
ジグリシジルエーテル中のジオール成分と同様に、ビス
フェノール類、アルキレングリコール類、ポリエーテル
ジオール類、二価フェノール類から選ばれ、化合物(I
I)が既に持っているジオール成分と同一でも異なって
もよい。例えばビスフェノールAのジグリシジルエーテ
ルから合成した化合物(II)を同じビスフェノールAに
よって鎖延長することもできるし、またはビスフェノー
ルSから合成した化合物(II)をビスフェノールAによ
って鎖延長することができる。
鎖延長反応は、式(II)の化合物の合成のためのA工程
と同様に実施することができる。すなわち式(III)の
ジグリシジルエーテルの代わりに式(II)の化合物を使
用し、式 のアルコールの代わりに、式HO−R−OHのジヒドロキシ
化合物を使用し、3級アミン、4級アンモニウム塩、ア
ルカリ金属水酸化物のような塩基性触媒の存在下、80℃
〜180℃の範囲内の温度に加熱することによって行うこ
とができる。ただしジヒドロキシ化合物HO−R−OHは、
目的物(I)の所望の分子量すなわち鎖延長の程度に応
じて式(II)の化合物の等モル未満を使用すべきであ
る。反応はキシレンのような溶媒中で実施するのがよ
い。
本発明の樹脂は、エポキシ樹脂の硬化剤またはイオン重
合触媒を用いて硬化させることもできるし、また各種金
属触媒、開始剤、光、γ線、電子線照射などによって重
合させることもできる。そのため塗料用、電気電子材料
用、構造材用、非線形光学材料用などの非揮散型樹脂と
して有用である。
以下に本発明の実施例のいくつかを示す。
参考例A 2,2−ビス〔4−(3−プロパルギルオキシ−2−グリ
シジルオキシプロピルオキシ)フェニル〕プロパン 攪はん機、温度計、窒素導入管および還流冷却管を取り
付けたフラスコに、ビス(4−グリシジルオキシフェニ
ル)プロパン170.0g、プロパルギルアルコール224.0g、
ベンジルジメチルアミン1.0gを加え、115℃に昇温し、
反応させた。塩酸−ジオキサン法によるエポキシ当量の
測定を行い、エポキシ基が消失するまで反応させた。そ
のあと過剰のプロパルギルアルコールを真空ポンプを用
いて完全に留去した。その後、エピクロルヒドリン740.
0g,テトラメチルアンモニウムクロライド4.0gを加え、5
0℃に昇温し、50%水酸化ナトリウム水溶液86.0g(1.0
モル)を2時間かけて滴下し、減圧下、水をエピクロル
ヒドリンとの共沸混合物として連続的に除去しながら、
反応をさらに4時間継続した。過剰のエピクロルヒドリ
ンを減圧留去し、反応物にトルエンを加え、反応により
生成した塩化ナトリウムを水/トルエンにより分液除去
した。その後、トルエンを減圧留去し、エポキシ当量29
0(理論値283)の目的物を得た。収率90.0% 参考例B ビス〔4−(3−プロパルギルオキシ−2−グリシジル
オキシプロピルオキシ)フェニル〕メタン 攪はん機、温度計、窒素導入管および還流冷却管を取り
付けたフラスコに、ビス(4−グリシジルオキシフェニ
ル)メタン155.0g、プロパルギルアルコール224.0g、テ
トラメチルアンモニウムクロライド1.0gを加え、115℃
に昇温し、反応させた。塩酸−ジオキサン法によるエポ
キシ当量の測定を行い、エポキシ基が消失するまで反応
させた。そのあと過剰のプロパルギルアルコールを真空
ポンプを用いて完全に留去した。その後、80℃に昇温
し、BF3O(C2H5)20.5gを加え、エピクロロヒドリン103.0
gを滴下した。エポキシ基が消失するまで反応させたあ
と、室温まで冷却し、50%水酸化ナトリウム水溶液160.
0gを加え、30℃で6hr反応させた。反応終了後、過剰の
水酸化ナトリウムを中和し、イオン交換水で内容物を繰
り返し洗浄し、生成した塩化ナトリウムを除去し、乾燥
した。
収率80.0%,エポキシ当量280。
参考例C ビス〔4−(3−プロパルギルオキシ−2−グリシジル
オキシプロピルオキシ)フェニル〕スルホン 攪はん機、温度計、窒素導入管および還流冷却管を取り
付けたフラスコに、ビス(4−グリシジルオキシフェニ
ル)スルホン180g、プロパルギルアルコール224.0g、テ
トラメチルアンモニウムクロライド1.0gを加え、115℃
に昇温し、反応させた。塩酸−ジオキサン法によるエポ
キシ当量の測定を行い、エポキシ基が消失するまで反応
させた。そのあと過剰のプロパルギルアルコールを減圧
留去した。このあと、エピクロルヒドリン740.0g,テト
ラメチルアンモニウムクロライド4.0gを加え、50℃に昇
温し、50%水酸化ナトリウム水溶液86.0g(1.0モル)を
2時間かけて滴下し、減圧下、水をエピクロルヒドリン
との共沸混合物として連続的に除去しながら、反応をさ
らに4時間継続した。過剰のエピクロルヒドリンを減圧
留去し、反応物にトルエンを加え、反応により生成した
塩化ナトリウムを水/トルエンにより分液除去した。そ
の後トルエンを減圧留去し、エポキシ当量300の目的物
を得た。収率92.0% 以下、参考例Aと同様な反応装置および反応条件によ
り、以下の化合物を製造した。
参考例D 4,4′−ビス(3−プロパルギル−2−グリシジルプロ
ピルオキシ)ベンゾフェノン エポキシ当量278,収率92.4% 参考例E 4,4′−ビス(3−プロパルギル−2−グリシジルオキ
シプロピルオキシ)ビフェニル エポキシ当量266,収率86.5% 参考例F 2,2′−ビス〔4−(3−プロパルギルオキシ−2−グ
リシジルオキシプロピルオキシ)−2−メチルフェニ
ル〕プロパン エポキシ当量312,収率88.3% 参考例G 2,2−ビス〔4−(3−プロパルギルオキシ−2−グリ
シジルオキシプロピルオキシ)−3,5−ジブロモフェニ
ル〕プロパン エポキシ当量450,収率88.1% 参考例H 1,4−ビス(3−プロパルギルオキシ−2−グリシジル
オキシプロピルオキシ)ブタン エポキシ当量165,収率77.2% 参考例I 1,6−ビス(3−プロパルギルオキシ−2−グリシジル
オキシプロピルオキシ)ヘキサン エポキシ当量186,収率80.0% 参考例J 2,2−ビス〔4−(3−プロパルギルオキシ−2−グリ
シジルオキシプロピルオキシ)フェニル〕ペルフルオロ
プロパン エポキシ当量345,収率91.0% 実施例1 攪はん機、温度計、窒素導入管および還元冷却管を取り
付けたフラスコに、参考例Aで得た2,2−ビス〔4−
(3−プロパルギルオキシ−2−グリシジルオキシプロ
ピルオキシ)フェニル〕プロパン(エポキシ当量290)2
90gと、ビスフェノールA57gと、キシレン45gを仕込み、
120℃に昇温し、N,N−ジメチルベンジルアミン2.0gを添
加した。温度を140℃に保持したまま反応を継続した。
反応追跡は塩酸−ジオキサン法によるエポキシ基の定量
により行った。エポキシ当量690,分子量(GPCによる)1
400,赤外吸光分析,H−NMR測定からCH≡C−CH2−基を確
認した。
実施例2 実施例1と同様な装置に、参考例Bで得たビス〔4−
(3−プロパルギルオキシ−2−グリシジルオキシプロ
ピルオキシ)フェニル〕メタン(エポキシ当量280)280
gと、ビスフェノールA57gと、キシレン45gを仕込み、12
0℃に昇温し、N,N−ジメチルベンジルアミン2.0gを添加
した。以後実施例1と同様に温度を140℃に保持したま
ま反応を継続した。
得られた樹脂のエポキシ当量675,GPCによる分子量1350,
赤外吸光分析,H−NMRの測定からCH≡C−CH2−基を確認
した。
実施例3 実施例1と同様な装置に、参考例Cで得たビス〔4−
(3−プロパルギルオキシ−2−グリシジルオキシプロ
ピルオキシ)フェニル〕スルホン(エポキシ当量300)3
00gと、ビスフェノールA57gと、キシレン45gを仕込み、
120℃に昇温し、N,N−ジメチルベンジルアミン2.0gを添
加した。以後実施例1と同様に温度を140℃に保持した
まま反応を継続した。
得られた樹脂のエポキシ当量720,GPCによる分子量1450,
赤外吸光分析,H−NMRの測定からCH≡C−CH2−基を確認
した。
実施例1と同様な反応装置および反応条件により、表−
1に記載の樹脂を得た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−69620(JP,A) 特開 昭51−102099(JP,A) 特開 昭48−22199(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式 (式中、R1およびR2は独立に水素か、または三重結合を
    持たない炭化水素基を意味し、Rは二価フェノール、ビ
    スフェノール、アルキレングリコール、またはポリエー
    テルジオールから選ばれたジヒドロキシ化合物からヒド
    ロキシ基を除去した二価の有機基を意味し、nは20まで
    の正の整数を意味する。)を有する三重結合含有ペンダ
    ント基を有するエポキシ樹脂。
  2. 【請求項2】式 のジグリシジルエーテル化合物に、式HO−R−OH(式
    中、記号は前記に同じ。)のジヒドロキシ化合物を反応
    させ、鎖延長することを特徴とする第1項の三重結合含
    有ペンダント基を有するエポキシ樹脂の製造法。
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