JPH0759618B2 - 高分子量エポキシ樹脂の製造方法 - Google Patents
高分子量エポキシ樹脂の製造方法Info
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- JPH0759618B2 JPH0759618B2 JP2239399A JP23939990A JPH0759618B2 JP H0759618 B2 JPH0759618 B2 JP H0759618B2 JP 2239399 A JP2239399 A JP 2239399A JP 23939990 A JP23939990 A JP 23939990A JP H0759618 B2 JPH0759618 B2 JP H0759618B2
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Description
などに用いられる高分子量エポキシ樹脂の製造方法に関
する。
ル類を原料として高分子量エポキシ樹脂を製造する方法
は、一般に二段法と呼ばれ、この方法に関する最初の文
献は特公昭28−4494号公報である。この公報では重合触
媒として水酸化ナトリウムを用い、無溶媒下、150〜200
℃で反応させることにより、エポキシ当量が5,600の高
分子量エポキシ樹脂を得ている。この樹脂の平均分子量
は、約11,000であると推定できる。
公昭37−3394号公報及び特公昭38−334号公報がある。
これらに記載されている製造方法においては、分子量1
0,000以上の樹脂は得られていない。
公昭50−5760号公報、特公昭52−19878号公報、特開昭5
0−110499号公報、特開昭54−52200号公報、特開昭58−
185611号公報、特開昭60−118757号公報、特開昭60−14
4323号公報、特開昭60−114324号公報がある。これらに
記載されている製造方法のうち、高分子量エポキシ樹脂
が得られているものとしては、特開昭54−52200号公
報、特開昭60−118757号公報、特開昭60−144323号公
報、特開昭60−114324号公報に記載されている方法があ
る。これらの方法においてはいずれの場合にも、溶媒中
で重合反応を行っている。
よれば、反応溶媒中の固形分濃度は最も少ないもので40
重量%である。本発明者らは、樹脂の固形分濃度がこの
様に多い場合には、副反応により枝分かれが生じ、直鎖
状の高分子量エポキシ樹脂が生成しないことを確認し
た。特に特開昭60−144323号公報、特開昭60−114324号
公報に示されているような重量平均分子量が100,000程
度の超高分子量エポキシ樹脂が直鎖状の場合には、フィ
ルム形成能を有することを本発明者らは確認している
が、特開昭60−144323号公報、特開昭60−114324号公報
には、フィルム形成能を有するという趣旨の記載は見当
たらない。
は、フィルム形成能を有するまでに高分子量化した直鎖
状エポキシ樹脂を得ることができなかったことは明らか
である。
た超高分子量エポキシ樹脂の製造方法を提供することを
目的とする。
ポキシ樹脂と二官能フェノール基を触媒の存在下、重合
反応溶媒中で加熱して重合させ、高分子量エポキシ樹脂
を製造する方法において、重合反応触媒として環状アミ
ン類を用いることを特徴とする。
エポキシ基をもつ化合物であればどのようなものでもよ
く、例えば、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、ビスフェノールS型エポキ
シ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、油脂族鎖状エポキシ樹
脂、その他、二官能フェノール類のジグリシジルエーテ
ル化合物、二官能アルコール類のジグリシジルエーテル
化物、およびそれらのハロゲン化物、水素添加物などが
ある。これらの化合物の分子量はどのようなものでもよ
い。これらの化合物は何種類かを併用することができ
る。また二官能エポキシ樹脂以外の成分が、不純物とし
て含まれていても構わない。
ル性水酸基をもつ化合物であればどのようなものでもよ
く、例えば、単環ニ官能フェノールであるヒドロキノ
ン、レゾルシノール、カテコール、多環ニ官能フェノー
ルであるビスフェノールAおよびこれらのハロゲン化
物、アルキル基置換体などがある。これらの化合物の分
子量はどのようなものでもよい。これらの化合物は何種
類かを併用することができる。また二官能フェノール類
以外の成分が、不純物として含まれていても構わない。
ール性水酸基のエーテル化反応を促進させるような触媒
能を持つ化合物であればどのようなものでもよく、例え
ば1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕オクタン、1,5−ジア
ザビシクロ〔4,3,0〕−5−ノナン、1,8−ジアザビシク
ロ〔5,4,0〕−7−ウンデセンなどがある。これらの触
媒を併用することができる。また、アルカリ金属系、イ
ミダゾール系に代表されるその他の触媒と併用しても構
わない。
ノール類を溶解するものであれば、どのようなものでも
よい。好ましくはアミド系溶媒がよい。アミド系溶媒と
しては、例えばホルムアミド、N,−メチルホルムアミ
ド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−
メチルアストアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,
N,N′,N′−テトラメチル尿素、2−ピロリドン、N−
メチルピロリドンなどがある。これらのアミド系溶媒は
併用することができる。また、ケトン系、エーテル系な
どに代表される他の溶媒と併用しても構わない。
とニ官能フェノール類の配合当量比は、エポキシ基/フ
ェノール性水酸基=1:0.9〜1.1とする0.9当量より少な
いと、直鎖状に高分子量化せずに、副反応が起きて架橋
し、溶媒に不溶になる。1.1当量より多いと高分子量化
が進まない。
脂1モルに対して触媒は0.0001〜0.2モル程度である。
この範囲より少ないと高分子量化反応が著しく遅く、こ
の範囲より多いと副反応が多くなり、直鎖状に高分子量
化しない。
しい。60℃より低いと高分子量化反応が著しく遅く、15
0℃より高いと副反応が多くなり直鎖状に高分子量化し
ない。
%、以下同じ)以下であればよいが、好ましくは30%以
下がよい。この範囲より高濃度の場合には、副反応が多
くなり直鎖状に高分子量化しにくくなる。従って、比較
的高濃度で重合反応を行い、しかも直鎖状の高分子量エ
ポキシ樹脂を得ようとする場合には、反応温度を低く
し、触媒量を少なくする必要がある。
形成能を有する超高分子量エポキシ樹脂であり、従来の
高分子量エポキシ樹脂に比較して、枝分かれが少なく、
さらに高分子量化が進んでいると考えられ、十分な強度
のフィルム形成能を有する。得られたフィルムは、従来
の高分子量エポキシ樹脂を使用して成形したフィルムで
は実現が不可能な特性を有する。すなわち、強度が著し
く大きく、伸びが著しく大きい。
して環状アミン触媒を用いることよって、重合反応が著
しく速く進むことが挙げられる。
発明はこれに限定されるものではない。
樹脂(エポキシ当量177.5)177.5g、二官能フェノール
類としてビスフェノールA(水酸基当量:115.5)115.5
g、エーテル化触媒として1,4−ジアザビシクロ〔2,2,
2〕オクタン2.24gをN,N−ジメチルアセトアミド688.9g
に溶解させ、反応系中の固形分濃度を30%とした。これ
を機械的に攪拌しながら、110℃のオイルバス中で反応
系中の温度を100℃に保ち、そのまま6時間保持した。
その結果、粘度が3,152mPa・sの高分子量エポキシ樹脂
溶液が得られた。このエポキシ樹脂の重量平均分子量
は、ゲル透過クロマトグラフィーによって測定した結果
では130,000、光散乱法によって測定した結果では115,0
00であった。また、この高分子量エポキシ樹脂の稀薄溶
液の還元粘度は1.035(dl/g)であった。この高分子量
エポキシ樹脂溶液をガラス板に塗布し、200℃で1時間
乾燥して、厚さ32μmのエポキシ樹脂フィルムを得た。
このフィルムの引っ張り強度は24.3MPa、伸びは33.3
%、引っ張り弾性率は345MPaであった。またガラス転移
温度は102℃、熱分解温度は347℃であった。
樹脂(エポキシ当量:177.5)177.5g、二官能フェノール
類としてビスフェノールA(水酸基当量:115.5)115.5
g、エーテル化触媒として1,5−ジアザビシクロ〔4,3,
0〕−5−ノネン2.48gをN,N−ジメチルアセトアミド68
9.5gに溶解させ、反応系中の固形分濃度を30%とした。
これを機械的に攪拌しながら、110℃のオイルバス中で
反応系中の温度を100℃に保ち、そのまま6時間保持し
た。その結果、粘度が3,840mPa・sの高分子量エポキシ
樹脂溶液が得られた。このエポキシ樹脂の重量平均分子
量は、ゲル透過クロマトグラフィーによって測定した結
果では140,000、光散乱法によって測定した結果では95,
000であった.また、高分子量エポキシ樹脂の稀薄溶液
の還元粘度は0.942(dl/g)であった。この高分子量エ
ポキシ樹脂溶液をガラス板に塗布し、200℃で1時間乾
燥して、厚さ35μmのエポキシ樹脂フィルムを得た。
%、引っ張り弾性率は425MPaであった。またガラス転移
温度は101℃、熱分解温度は340℃であった。
樹脂(エポキシ当量:177.5)177.5g、二官能フェノール
類としてビスフェノールA(水酸基当量:115.5)115.5
g、エーテル化触媒として1,8−ジアザビシクロ〔5,4,
0〕−7−ウンデセン3.04gをN,N−ジメチルアセトアミ
ド689.6gに溶解させ、反応系中の固形分濃度を30%とし
た。これを機械的に攪拌しながら、110℃のオイルバス
中で反応系中の温度を100℃に保ち、そのまま6時間保
持した。その結果、粘度が2,816mPa・sの高分子量エポ
キシ樹脂溶液が得られた。このエポキシ樹脂の重量平均
分子量は、ゲル透過クロマトグラフィーによって測定し
た結果では105,000、光散乱法によって測定した結果で
は89,000であった。また、高分子量エポキシ樹脂の稀薄
溶液の還元粘度は0.905(dl/g)であった。この高分子
量エポキシ樹脂溶液をガラス板に塗布し、200℃で1時
間乾燥して、厚さ32μmのエポキシ樹脂フィルムを得
た。このフィルムの引っ張り強度は44.0MPa、伸びは38.
9%、引っ張り弾性率は410MPaであった。またガラス転
移温度は100℃、熱分解温度は347℃であった。
樹脂(エポキシ当量:173.2)173.2g、二官能フェノール
類としてヒドロキノン(水酸基当量:55.3)55.3g、エー
テル化触媒として1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕オクタ
ン2.24gをN,N−ジメチルホルムアミド923.0gに溶解さ
せ、反応系中の固形分濃度を20%とした。これを機械的
に攪拌しながら、125℃のオイルバス中で反応系中の温
度を120℃に保ち、そのまま6時間保持した。その結
果、粘度が1,994mPa・sの高分子量エポキシ樹脂溶液が
得られた。このエポキシ樹脂の重量平均分子量は、ゲル
透過クロマトグラフィーによって測定した結果では118,
000、光散乱法によって測定した結果では97,500であっ
た。また、高分子量エポキシ樹脂の稀薄溶液の還元粘度
は0.95(dl/g)であった。この高分子量エポキシ樹脂溶
液をガラス板に塗布し、200℃で1時間乾燥して、厚さ2
8μmのエポキシ樹脂フィルムを得た。このフィルムの
引っ張り強度は26.3MPa、伸びは38.5%、引っ張り弾性
率は372MPaであった。またガラス転移温度は78℃、熱分
解温度は338℃であった。
樹脂(エポキシ当量:173.2)173.2g、二官能フェノール
類としてヒドロキノン(水酸基当量:55.3)55.3g、エー
テル化触媒として1,5−ジアザビシクロ〔4,3,0〕−5−
ノネン2.48gをN,N−ジメチルホルムアミド923.9gに溶解
させ、反応系中の固形分濃度を20%とした。これを機械
的に攪拌しながら、125℃のオイルバス中で反応系中の
温度を120℃に保ち、そのまま6時間保持した。その結
果、粘度が1,792mPa・sの高分子量エポキシ樹脂溶液が
得られた。このエポキシ樹脂の重量平均分子量は、ゲル
透過クロマトグラフィーによって測定した結果では89,7
00、光散乱法によって測定した結果では82,500であっ
た。この高分子量エポキシ樹脂溶液をガラス板に塗布
し、200℃で1時間乾燥して、厚さ33μmのエポキシ樹
脂フィルムを得た。このフィルムの引っ張り強度は32.2
MPa、伸びは39.0%、引っ張り弾性率は395MPaであっ
た。またガラス転移温度は79℃、熱分解温度は340℃で
あった。
樹脂(エポキシ当量:173.2)173.2g、二官能フェノール
類としてヒドロキノン(水酸基当量:55.3)55.3g、エー
テル化触媒として1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−7−
ウンデセン3.04gをN,N−ジメチルホルムアミド926.2gに
溶解させ、反応系中の固形分濃度を20%とした。これを
機械的に攪拌しながら、125℃のオイルバス中で反応系
中の温度を120℃に保ち、そのまま6時間保持した。そ
の結果、粘度が2,880mPa・sの高分子量エポキシ樹脂溶
液が得られた。このエポキシ樹脂の重量平均分子量は、
ゲル透過クロマトグラフィーによって測定した結果では
129,000、光散乱法によって測定した結果では102,000で
あった。また、高分子量エポキシ樹脂の稀薄溶液の還元
粘度は0.990(dl/g)であった。この高分子量エポキシ
樹脂溶液をガラス板に塗布し、200℃で1時間乾燥し
て、厚さ35μmのエポキシ樹脂フィルムを得た。このフ
ィルムの引っ張り強度は35.5MPa、伸びは38.5%、引っ
張り弾性率は375MPaであった。またガラス転移温度は80
℃、熱分解温度は345℃であった。
樹脂(エポキシ当量:177.5)177.5g、二官能フェノール
類としてレゾルシノール(水酸基当量:55.4)55.4g、エ
ーテル化触媒として1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕オク
タン2.24gをN−メチルピロリドン705.4gに溶解させ、
反応系中の固形分濃度を25%とした。これを機械的に攪
拌しながら、115℃のオイルバス中で反応系中の温度を1
10℃に保ち、そのまま6時間保持した。その結果、粘度
が33,840mPa・sの高分子量エポキシ樹脂溶液が得られ
た。このエポキシ樹脂の重量平均分子量は、ゲル透過ク
ロマトグラフィーによって測定した結果では129,000、
光散乱法によって測定した結果では99,000であった。ま
た、この高分子量エポキシ樹脂の稀薄溶液の還元粘度は
0.855(dl/g)であった。この高分子量エポキシ樹脂溶
液をガラス板に塗布し、200℃で1時間乾燥して、厚さ3
3μmのエポキシ樹脂フィルムを得た。このフィルムの
引っ張り強度は34.3mPa、伸びは42.4%、引っ張り弾性
率は485MPaであった。またガラス転移温度は82℃、熱分
解温度は340℃であった。
樹脂(エポキシ当量:177.5)177.5g、二官能フェノール
類としてレゾルシノール(水酸基当量:55.4)55.4g、エ
ーテル化触媒として1,5−ジアザビシクロ〔4,3,0〕−5
−ノネン2.48gをN−メチルピロリドン706.1gに溶解さ
せ、反応系中の固形分濃度を25%とした。これを機械的
に攪拌しながら、115℃のオイルバス中で反応系中の温
度を110℃に保ち、そのまま6時間保持した。その結
果、粘度が3,580mPa・sの高分子量エポキシ樹脂溶液が
得られた。
トグラフィーによって測定した結果では120,000、光散
乱法によって測定した結果では104,000であった。ま
た、高分子量エポキシ樹脂の稀薄溶液の還元粘度は0.91
2(dl/g)であった。この高分子量エポキシ樹脂溶液を
ガラス板に塗布し、200℃で1時間乾燥して、厚さ30μ
mのエポキシ樹脂フィルムを得た。このフィルムの引っ
張り強度は40.0MPa、伸びは38.4%、引っ張り弾性率は3
85MPaであった。またガラス転移温度は81℃、熱分解温
度は340℃であった。
樹脂(エポキシ当量:177.5)177.5g、二官能フェノール
類としてレゾルシノール(水酸基当量:55.4)55.4g、エ
ーテル化触媒として1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−7
−ウンデセン3.04gをN−メチルピロリドン707.8gに溶
解させ、反応系中の固形分濃度を25%とした。これを機
械的に攪拌しながら、115℃のオイルバス中で反応系中
の温度を110℃に保ち、そのまま12時間保持した。その
結果、粘度が2,820mPa・sの高分子量エポキシ樹脂溶液
が得られた。このエポキシ樹脂の重量平均分子量は、ゲ
ル透過クロマトグラフィーによって測定した結果では8
9,500、光散乱法によって測定した結果では74,900であ
った。また、高分子量エポキシ樹脂の稀薄溶液の還元粘
度は0.795(dl/g)であった。この高分子量エポキシ樹
脂溶液をガラス板に塗布し、200℃で1時間乾燥して、
厚さ28μmのエポキシ樹脂フィルムを得た。このフィル
ムの引っ張り強度は24.3MPa、伸びは48.4%、引っ張り
弾性率は405MPaであった。またガラス転移温度は80℃、
熱分解温度は345℃であった。
ポキシ樹脂に対して1.00当量)を80.9g(エポキシ樹脂
に対して0.70当量)に変え、N,N−ジメチルアセトアミ
ドの配合量688.9gを608.2gを変えた以外は、実施例1と
同様にして行った。その結果、1時間後にゲル化し、溶
媒に不溶になった。
ポキシ樹脂に対して1.00当量)を80.9g(エポキシ樹脂
に対して0.70当量)に変え、N,N−ジメチルアセトアミ
ドの配合量688.9gを608.2gを変えた以外は、実施例1と
同様にして行ったが、ゲル化する前に加熱を中止し、粘
度が880mPa・sの高分子量エポキシ樹脂溶液を得た。得
られた樹脂の重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラ
フィーによって測定した結果では72,000、光散乱法によ
って測定した結果では58,500であった。また、この高分
子量エポキシ樹脂の稀薄溶液の還元粘度は0.452(dl/
g)であった。この高分子量エポキシ樹脂をガラス板に
塗布し、200℃で1時間乾燥したが、取り扱い上十分な
強度の100μm以下のエポキシ樹脂フィルムは得られな
かった。
エチルケトンに変えた以外は、実施例1と同様にして行
ったが、加熱開始後8時間後の粘度は1.9mPa・sであっ
た。得られた樹脂の重量平均分子量は、ゲル透過クロマ
トグラフィーによって測定した結果では680であり、光
散乱法では測定できなかった。この高分子量エポキシ樹
脂をガラス板に塗布し、200℃で1時間乾燥したがエポ
キシ樹脂フィルムは得られなかった。
ンを三フッ化ほう素に変えた以外は、実施例1と同様に
して行ったが、加熱開始後8時間後の粘度は5.12mPa・
sであった。得られた樹脂の重量平均分子量は、ゲル透
過クロマトグラフィーによって測定した結果では3,800
であり、光散乱法では測定できなかった。この高分子量
エポキシ樹脂をガラス板に塗布し、200℃で1時間乾燥
したが、取り扱い上十分な強度を示す100μm以下のエ
ポキシ樹脂フィルムは得られなかった。
都化成)の平均分子量を測定した。ゲル透過クロマトグ
ラフィーによるスチレン換算重量平均分子量は68,000、
光散乱法による平均分子量は77,000であった。また、こ
のフェノキシ樹脂の稀薄溶液の還元粘度は0.488(dl/
g)であった。この樹脂はメチルエチルケトンに容易に
溶解した。また、シクロヘキサノン20%溶液粘度は205m
Pa・sであった。この高分子量エポキシ樹脂溶液をガラ
ス板上に塗布し、乾燥器中で加熱乾燥してエポキシ樹脂
フィルムを作製することを試みたが、100μm以下の厚
さのフィルムは得られなかった。
に示す。フェノール配合当量は、エポキシ樹脂1.000当
量に対するフェノール類の配合当量である。粘度はEMD
型粘度計(東京計器)を用いて測定した。ゲル透過クロ
マトグラフィー(GPC)に使用したカラムは、TSKgelG60
00+G5000+G4000+G+3000+G2000である。溶離液に
は、N,N−ジメチルアセトアミドを使用し、試料濃度は
2%とした。様々な分子量のスチレンを用いて分子量と
溶出時間との関係を求めた後、溶出時間から分子量を算
出し、スチレン換算重量平均分子量とした。光散乱光度
計は、大塚電子(株)製DLS−700を用いた。引張り強
度、伸び、引張り弾性率は、東洋ボールドウィン製テン
シロンを用いた。フィルム試料サイズは50×10mm、引張
り速度は5mm/minとした。ガラス転移温度(Tg)をデュ
ポン製910型示差走査熱量計(DSK)を用いて測定した。
熱分解温度は、真空理工製の示差熱天秤TGD−3000を用
いて空気中での減量開始温度を熱分解温度とした。
量を過剰にした場合には枝分かれが多いと考えられ、分
子量が70,000以上とかなり高分子量化しているにもかか
わらず、100μm以下のフィルムは成形できなかった。
A型超高分子量エポキシ樹脂であるフェノキシ樹脂も、
かなり高分子量化しているにもかかわらず、メチルエチ
ルケトンに溶解し、シクロヘキサン20%溶液の粘度は、
本発明の超分子量エポキシ樹脂溶液の粘度に比べて著し
く低かった。これらの樹脂についても100μm以下のフ
ィルムは成形できなかった。
分子量のエポキシ樹脂を用いて場合には、フィルムは成
形できるが強度が著しく低かった。
の十分な強度のエポキシ樹脂フィルムが得られる。
従来は得られなかったエポキシ樹脂フィルム形成能を有
する超高分子量エポキシ樹脂を容易に得ることができ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】二官能エポキシ樹脂とニ官能フェノール類
を触媒の存在下、重合反応溶媒中で加熱して重合させ、
高分子量エポキシ樹脂を製造する方法において、二官能
エポキシ樹脂とニ官能フェノール類との配合比を1:0.9
〜1.1とし、アミド系溶媒中、触媒として脂肪族環状ア
ミン触媒を用い、重合反応時の固形分濃度を30重量%以
下とし、重合反応温度を130℃以下にして重合すること
を特徴とするメチルエチルケトンに溶解せず、還元粘度
が0.6dl/g(30℃、N,N−ジメチルアセトアミド)以上で
ある高分子エポキシ樹脂の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2239399A JPH0759618B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 高分子量エポキシ樹脂の製造方法 |
EP91115289A EP0475359B1 (en) | 1990-09-10 | 1991-09-10 | Method of producing high molecular weight epoxy resin |
DE1991629052 DE69129052T2 (de) | 1990-09-10 | 1991-09-10 | Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen mit hohem Molekulargewicht |
US08/137,229 US5391687A (en) | 1990-09-10 | 1993-10-18 | Method of producing high molecular weight epoxy resin using an amide solvent |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2239399A JPH0759618B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 高分子量エポキシ樹脂の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04120123A JPH04120123A (ja) | 1992-04-21 |
JPH0759618B2 true JPH0759618B2 (ja) | 1995-06-28 |
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ID=17044197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2239399A Expired - Lifetime JPH0759618B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 高分子量エポキシ樹脂の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0759618B2 (ja) |
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