JPH07179564A - 低粘度結晶性エポキシ樹脂の製造方法 - Google Patents

低粘度結晶性エポキシ樹脂の製造方法

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JPH07179564A
JPH07179564A JP34783793A JP34783793A JPH07179564A JP H07179564 A JPH07179564 A JP H07179564A JP 34783793 A JP34783793 A JP 34783793A JP 34783793 A JP34783793 A JP 34783793A JP H07179564 A JPH07179564 A JP H07179564A
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epoxy resin
resin
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Masashi Kaji
正史 梶
Takanori Aramaki
隆範 荒牧
Kazuhiko Nakahara
和彦 中原
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
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Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 常温で固体であるため取り扱い作業性に優
れ、かつ溶融状態においては極めて低粘度であることに
より優れた成形性を示す低粘度結晶性エポキシ樹脂を工
業的に安価に製造する方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 下記一般式(1) 【化1】 で表される液体状態のエポキシ樹脂に、別途用意した当
該エポキシ樹脂の結晶状微粉末を加え、当該エポキシ樹
脂の融点より20℃以下の温度で液状を保った状態で攪
拌下、結晶化させることを特徴とする低粘度結晶性エポ
キシ樹脂の製造方法。 【効果】 電子部品の封止、粉体塗料等の分野に好適に
使用される低粘度結晶性エポキシ樹脂が工業的に安価に
製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気・電子部品の封止
剤、粉体塗料、接着剤等の分野に好適に使用される結晶
性低粘度固形エポキシ樹脂の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、粉体塗料、半導体封止剤等の
分野に利用される固形エポキシ樹脂としては、ビスフェ
ノールA系固形樹脂、ノボラック型固形樹脂が広く利用
されてきているが、これらの樹脂は分子量が高いため粘
度が高く、流動性、含浸性、平滑性等に問題があった。
【0003】上記問題点を克服するため、特公平4−7
365号公報には、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に
結晶性の低粘度樹脂であるビフェニル系エポキシ樹脂を
使用することが提案されている。しかし、ビフェニル系
エポキシ樹脂は硬化性、成形性等に問題があった。
【0004】一方、従来より低粘度樹脂としては、ビス
フェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポ
キシ樹脂等が知られているが、これらのエポキシ樹脂に
おいて低粘度のものは常温で液状であり、トランスファ
ー成形用の樹脂組成物、粉体塗料組成物とすることは困
難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、常温で固体であるため取り扱い作業性に優れ、かつ
溶融状態においては極めて低粘度であることにより優れ
た成形性を示す低粘度結晶性エポキシ樹脂を工業的に安
価に製造する方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、下記一
般式(1)
【化2】 で表される液体状態のエポキシ樹脂100重量部に、別
途用意した当該エポキシ樹脂の結晶状微粉末0.05〜
10重量部を加え、当該エポキシ樹脂の融点より20℃
以下の温度で液状を保った状態で攪拌下、結晶化させる
ことを特徴とする低粘度結晶性エポキシ樹脂の製造方法
である。
【0007】上記一般式(1)において、Rは1価の基
であり、nは0〜4の整数である。Rの具体例として
は、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜6の炭化水
素基であるが、グリシジル基の反応性の観点より3、4
位、あるいは3’、4’位が同時に炭素数3以上の2級
又は3級炭素置換基であることは好ましくない。また、
連結基Xは2価の基であり、例えば酸素原子、硫黄原
子、ケトン基、スルホン基又は下記一般式(a)
【化3】 又は下記一般式(b)
【化4】 で表される炭化水素基であるが、好ましくは酸素原子、
硫黄原子、メチレン基、エチリデン基又は1,4−ビス
(イソプロピリデン)フェニル基である。非対称性の連
結基は、エポキシ樹脂としての結晶性が悪く、結晶化の
際の速度が遅くなり好ましくない。
【0008】上記一般式(1)で表されるエポキシ樹脂
は、ビスフェノール化合物とエピクロルヒドリンとを反
応させることにより製造される。この反応は、通常のエ
ポキシ化と同様に行うことができる。
【0009】例えば、ビスフェノール化合物を過剰のエ
ピクロルヒドリンに溶解した後、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物の存在下に、5
0〜150℃、好ましくは60〜120℃の範囲で1〜
10時間反応させる方法が挙げられる。この際のアルカ
リ金属水酸化物の使用量は、ビスフェノール化合物の水
酸基1モルに対して0.8〜2モル、好ましくは0.9
〜1.2モルの範囲である。反応終了後、過剰のエピク
ロルヒドリンを留去し、残留物をトルエン、メチルイソ
ブチルケトン等の溶剤に溶解し、濾過し、水洗して無機
塩を除去し、次いで溶剤を留去することによりエポキシ
樹脂とすることができる。
【0010】合成の際の条件によっては、ビスフェノー
ル体の二量体以上の高分子量エポキシ樹脂が生成する
が、結晶化速度向上の観点からは単量体の純度が高いも
のが良く、好ましくは単量体エポキシ樹脂の純度が80
%以上であり、さらに好ましくは90%以上である。
【0011】本発明に用いるエポキシ樹脂の好ましい融
点範囲としては、40〜130℃であり、さらに好まし
くは50〜120℃の範囲である。これより高いものは
それ自体の結晶性が強く結晶化速度も大きいため、本発
明の方法を適用する工業的優位性は小さい。また、これ
より融点の低いものは結晶性が小さく、結晶化が困難と
なる。
【0012】また、本発明に用いるエポキシ樹脂の好ま
しい分子量は600以下である。これより大きいものは
結晶性が小さく、結晶化が困難となる。
【0013】本発明の製造方法を適用するのに好ましい
エポキシ樹脂を例示すると、融点が40〜55℃である
3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシジフェニ
ルメタンのジグリシジルエーテル、融点が70〜85℃
である3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−
ジヒドロキシジフェニルメタンのジグリシジルエーテ
ル、融点が90〜105℃である2,2’,3,3’,
5,5’−ヘキサメチル−4,4’−ジヒドロキシジフ
ェニルメタンのジグリシジルエーテル、融点が85〜1
00℃である2,2’−ジメチル−5,5’−ジter
tブチル−4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタンの
ジグリシジルエーテル、融点が55〜70℃である1,
4−ビス(4−ヒドロキシクミル)ベンゼンのジグリシ
ジルエーテル、融点が80〜95℃である1,4−ビス
(3−メチル−4−ヒドロキシクミル)ベンゼンのジグ
リシジルエーテル、融点が145〜160℃である1,
4−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシクミル)
ベンゼンのジグリシジルエーテル、融点が70〜90℃
である4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテルのジ
グリシジルエーテル、融点が40〜55℃である4,
4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィドのジグリシジ
ルエーテル、融点が100〜125℃である2,2’−
ジメチル−5,5’−ジtertブチル−4,4’−ジ
ヒドロキシジフェニルスルフィドのジグリシジルエーテ
ル等が挙げられる。
【0014】本発明のエポキシ樹脂の結晶化は、溶融状
態のエポキシ樹脂に当該エポキシ樹脂の結晶性微粉末を
種結晶として加え、当該エポキシ樹脂の融点より20℃
以下の温度に冷却し、攪拌下行われる。種結晶の使用量
はエポキシ樹脂100部に対して、0.05〜10部の
範囲である。これより少ないと結晶化速度が小さく、ま
た、これより多いと系内へ戻す樹脂量が多くなり経済的
に好ましくない。用いる種結晶は予め再結晶等の方法に
より調整したものを用いてもよいが、好ましくは本発明
により製造された結晶状のエポキシ樹脂が再使用され
る。
【0015】また、本発明の結晶化は、当該エポキシ樹
脂の融点より20℃以下の温度に冷却して行われる。結
晶化温度は低い程好ましいが、温度を下げるに従い樹脂
粘度が高くなり操作性が低下する。より好ましい温度範
囲は、本発明を適用するエポキシ樹脂の種類によって異
なる。例えば、3,3’,5,5’−テトラメチル−
4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタンのジグリシジ
ルエーテルを用いた場合、その好ましい温度範囲は10
〜50℃である。
【0016】さらにまた、本発明の結晶化は、攪拌下に
行う必要がある。攪拌速度は速い程結晶化速度が向上
し、好ましい。本発明を実施するに好ましい攪拌装置と
しては、例えば、粉体混合に適したナウターミキサー、
プラネタリーミキサー等が例示される。
【0017】また、本発明を行うに当たって、粘度低下
を行うために、必要に応じ適量の有機溶媒を加えてもよ
い。好ましい有機溶媒としては、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール等のアルコール類又はペンタン、
ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素系溶剤が挙げられる。
その使用量としては特に制限はないが、通常エポキシ樹
脂100重量部に対して3〜100重量部の範囲であ
る。これより少ないと粘度低減効果が小さく、これより
多いと容積効率の点から経済上好ましくない。
【0018】
【実施例】以下実施例により、本発明をさらに具体的に
説明する。なお、参考例、実施例、比較例で用いた部、
%はいずれも重量部、重量%である。 参考例1 3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒド
ロキシジフェニルメタン120部をエピクロロヒドリン
960部に溶解し、さらにベンジルトリエチルアンモニ
ウムクロライド0.3部を加え、減圧下(約150mm
Hg)、70℃にて48%水酸化ナトリウム水溶液8
1.3部を4時間かけて滴下した。この間、生成する水
はエピクロロヒドリンとの共沸により系外に除き、留出
したエピクロロヒドリンは系内に戻した。滴下終了後、
更に1時間反応を継続した。その後、濾過により生成し
た塩を除き、更に水洗した後エピクロロヒドリンを留去
し、淡黄色液状粗製エポキシ樹脂165部を得た。得ら
れた粗製エポキシ樹脂の加水分解性塩素は2100pp
mであった。得られた粗製エポキシ樹脂100部をメチ
ルイソブチルケトン400部に溶解し、75℃にて15
%水酸化カリウムのメタノール溶液3.3部を加え1時
間反応させた。反応後、濾過、水洗したのちエピクロロ
ヒドリンを留去し、淡黄色液状エポキシ樹脂99部を得
た。得られた樹脂の加水分解性塩素は150ppmであ
り、エポキシ当量は189であった。また、m−クレゾ
ール類(固形分;30%)での25℃における溶融粘度
は45cPsであった。
【0019】参考例2 1,4−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシクミル)ベ
ンゼン120部、エピクロロヒドリン780部、48%
水酸化ナトリウム水溶液53.4部を用いて参考例1と
同様に反応を行い、無色液状粗製エポキシ樹脂150部
を得た。加水分解性塩素は3400ppmであった。粗
製エポキシ樹脂100部、15%水酸化カリウムのメタ
ノール溶液5.4部を用いて参考例1と同様に反応を行
い、無色液状粗製エポキシ樹脂95部を得た。加水分解
性塩素は210ppmであり、エポキシ当量は245で
あった。また、m−クレゾール類(固形分;30%)で
の25℃における溶融粘度は64.5cPsであった。
【0020】参考例3 2,2’−ジメチル−5,5’−ジtertブチル−
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド120
部、エピクロロヒドリン720部、48%水酸化ナトリ
ウム水溶液55.7部を用いて参考例1と同様に反応を
行い、無色液状粗製エポキシ樹脂149部を得た。加水
分解性塩素は4100ppmであった。粗製エポキシ樹
脂100部、15%水酸化カリウムのメタノール溶液
6.5部を用いて参考例1と同様に反応を行い、無色液
状粗製エポキシ樹脂92部を得た。加水分解性塩素は1
90ppmであり、エポキシ当量は247であった。ま
た、m−クレゾール類(固形分;30%)での25℃に
おける溶融粘度は72cPsであった。
【0021】実施例1 参考例1で得た液状エポキシ樹脂50部に、種結晶とし
て別途調整した3,3’,5,5’−テトラメチル−
4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタンジグリシジル
エーテルの微粉末結晶0.5部を加え、40℃にて攪拌
下、結晶化を行った。攪拌は3枚プロペラ型攪拌羽根を
用い、100rpmにて行った。攪拌開始後20分で結
晶の析出が認められ、40分後にほぼ全体が固化した。
得られた結晶の融点は、79.5℃であった。
【0022】実施例2 種結晶2部を用い、実施例1と同様に結晶化を行ったと
ころ、攪拌開始後10分で結晶の析出が認められ、30
分後にほぼ全体が固化した。
【0023】実施例3 攪拌回転数を200rpmとし、実施例1と同様に結晶
化を行ったところ、攪拌開始後5分で結晶の析出が認め
られ、20分後にほぼ全体が固化した。
【0024】実施例4 操作温度を30℃として、実施例1と同様に結晶化を行
ったところ、攪拌開始後5分で結晶の析出が認められ、
20分後にほぼ全体が固化した。
【0025】実施例5 参考例2で得た液状エポキシ樹脂を用い、実施例1と同
様に結晶化を行ったところ、攪拌開始後30分で結晶の
析出が認められ、55分後にほぼ全体が固化した。得ら
れた結晶の融点は、89.5℃であった。
【0026】実施例6 参考例3で得た液状エポキシ樹脂を用い、実施例1と同
様に結晶化を行ったところ、攪拌開始後20分で結晶の
析出が認められ、45時間後にほぼ全体が固化した。得
られた結晶の融点は、117℃であった。
【0027】比較例1 参考例1で得た液状エポキシ樹脂を用い、種結晶を加え
ずに実施例1と同様の操作を行った。攪拌開始後、5時
間を経過しても結晶の析出は認められなかった。
【0028】比較例2 参考例1で得た液状エポキシ樹脂を用い、30℃に静置
した。10日後、結晶の析出が認められたが、20日を
経過しても完全固化には至らなかった。
【0029】比較例3 参考例1で得た液状エポキシ樹脂を用い、種結晶0.5
部を加え攪拌を行わずに30℃に静置した。1日を経過
しても完全固化には至らなかった。
【0030】比較例4 参考例2で得た液状エポキシ樹脂を用い、種結晶を加え
ずに実施例5と同様の操作を行った。攪拌開始後、5時
間を経過しても結晶の析出は認められなかった。
【0031】
【発明の効果】本発明により、電子部品の封止、粉体塗
料等の分野に好適に使用される低粘度結晶性エポキシ樹
脂が工業的に安価に製造できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 で表される液体状態のエポキシ樹脂100重量部に、別
    途用意した当該エポキシ樹脂の結晶状微粉末0.05〜
    10重量部を加え、当該エポキシ樹脂の融点より20℃
    以下の温度で液状を保った状態で攪拌下、結晶化させる
    ことを特徴とする低粘度結晶性エポキシ樹脂の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 エポキシ樹脂の融点が40〜130℃で
    あることを特徴とする請求項1記載の低粘度結晶性エポ
    キシ樹脂の製造方法。
  3. 【請求項3】 エポキシ樹脂が3,3’,5,5’−テ
    トラメチル−4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタン
    のジグリシジルエーテル化合物、4,4’−〔(1,4
    −フェニレン)ビス(イソプロピリデン)〕ビス(2−
    メチルフェノール)のジグリシジルエーテル化合物又は
    4,4’−〔(1,4−フェニレン)ビス(イソプロピ
    リデン)〕ビスフェノールのジグリシジルエーテル化合
    物であることを特徴とする請求項1記載の低粘度結晶性
    エポキシ樹脂の製造方法。
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