JPH0794522B2 - ノボラック型樹脂及びその製法 - Google Patents

ノボラック型樹脂及びその製法

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JPH0794522B2
JPH0794522B2 JP62181161A JP18116187A JPH0794522B2 JP H0794522 B2 JPH0794522 B2 JP H0794522B2 JP 62181161 A JP62181161 A JP 62181161A JP 18116187 A JP18116187 A JP 18116187A JP H0794522 B2 JPH0794522 B2 JP H0794522B2
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晋 長尾
富好 石井
利男 高橋
一郎 木村
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Nippon Kayaku Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐熱性に優れたエポキシ樹脂及びその中間体で
ある多核多価フエノール樹脂に関するものであり、本発
明の樹脂は成形材料、耐熱積層板、封止材として有用で
ある。
〔従来の技術〕
一般にエポキシ樹脂は電気機器材料、塗料、接着剤、土
木建築材料、各種複合材料などに広く使用され、用途に
応じて耐熱性、耐薬品性、接着性、可とう性等の性質が
要求されているが、これらの性質を同時に満足させるも
のは知られていない。一方、近年、使用条件はしだいに
厳しくなつており、より高い耐熱性を有する樹脂が望ま
れている。
耐熱性が改善されたものとして、ノボラツク型エポキシ
樹脂があり、耐熱性が要求される分野で使用されてい
る。中でも0−クレゾールノボラツクのエポキシ樹脂は
ICの封止材樹脂として使用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、この公知の0−クレゾールノボラツクの
エポキシ樹脂を硬化させた場合の熱変形温度は180℃程
度にすぎず、まだ不充分である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、耐熱特性に優れたエポキシ樹脂の開発を
検討した結果、特定の構造を有する多核多価フエノール
樹脂をエポキシ化して得られるエポキシ樹脂の硬化物が
耐熱性に優れることを見い出し本発明を完成させるに至
った。
即ち本発明は、 (1) 一般式(I) (式中、AはH又は を示し、RはH又は炭素数5以下のアルキル基を示し、
nは平均値を示し0〜2の値をとる。)を表わされるノ
ボラツク型樹脂、及び (2) 式(II) で表わされる0−クレゾール2核体ジメチロール化合物
に、一般式(III) (式中、RはH又は炭素数5以下のアルキル基を示
す。)で表わされるフエノール類を反応させ、必要によ
り更にアルカリの存在下エピハロヒドリンを反応させる
ことを特徴とする、前記一般式(I)で表わされるノボ
ラツク型樹脂の製法、に関するものである。
前記一般式(I)及び一般式(III)において、Rで示
される基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル
基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、
t−ブチル基が例示される。特に好ましいRとしては水
素及びメチル基があげられる。
前記一般式(I)で表わされかつAがHを示す多核多価
フエノール樹脂の具体的な例とては、0−クレゾール2
核体ジメチロール化合物〔式(II)の化合物〕(以下化
合物(II)という)にレゾルシンを反応させた多核多価
フエノール樹脂、化合物(II)にハイドロキノンを反応
させた多核多価フエノール樹脂及び化合物(II)にカテ
コールを反応させた多核多価フエノール樹脂を挙げるこ
とができる。
本発明の多核多価フエノール樹脂は、前記一般式(I)
で表わされる(但しAはHを示す)が、これは、式
(I)においてn=0で表わされる4核体フエノール類
を主要成分のひとつとしている。
例えば、化合物(II)にレゾルシンを反応させた多核多
価フエノール樹脂の場合、一般式(I)(但しAはHを
示す)においてn=0で表わされる4核体フエノール類
の含有量は40重量%以上であるものが好ましく、又、好
ましいnの値は0〜1である。
また、本発明の多核多価フエノール樹脂には、低分子化
合物として2核体化合物も少し含まれるがその量は10重
量%以下であるものが好ましい。2核体化合物として
は、式(IV)で表わされる化合物 が挙げられる。2核体化合物が多いと、硬化物が充分な
耐熱性を示さなくなる。
本発明において、多核多価フエノール樹脂(一般式
(I)においてA=H)は前記式(II)で表わされる0
−クレゾール2核体ジメチロール化合物と一般式(II
I)のフエノール類を反応させることにより得られる
が、反応は酸触媒のもとで行なうのが好ましく、脱水縮
合反応により容易に多核多価フエノール樹脂を得ること
ができる。
使用する触媒としては塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、
p−トルエンスルホン酸、シユウ酸等の有機酸等が挙げ
られるが、反応液の着色が少ないことよりp−トルエン
スルホン酸、シユウ酸が好ましい。
触媒の使用量は0−クレゾール2核体ジメチロール化合
物〔化合物(II)〕に対し好ましくは0.1から30重量%
の範囲であるが、特に好ましくは0.2から10重量%の範
囲であり、比較的少量で有効である。
フエノール類の使用量は0−クレゾール2核体ジメチロ
ール化合物〔化合物(II)〕1モルに対して2から50モ
ルの範囲が好ましく、特に2から15モルの範囲が好まし
い。
反応は、溶媒を用いず無溶媒で行うこともできるが、溶
媒中で行なってもよく、溶媒としては、ベンゼン、トル
エン、メチルイソブチルケトン等原料及び生成物と反応
しないものであれば、特に限定されずいずれも使用でき
る。
通常は常圧下で反応を行うが、反応で生成する水を反応
系外に除去しながら且つ反応に使用したフエノール類が
留出しない程度の減圧、温度下で行うこともできる。
反応温度は、溶媒を用いない場合は用いるフエノール類
の融点より高い温度で行うことになるが、溶媒を用いる
場合にはフエノール類の融点に関係ない温度で行うこと
が出来る。反応温度は通常20℃から150℃の範囲にある
が好ましくは40℃から100℃の範囲にある。
反応時間は特に限定されないが通常10分から20時間の範
囲にあり、好ましくは30分から10時間である。
反応終了後、使用した触媒を水洗等で除去後使用した溶
媒及び過剰のフエノール類を減圧下で留去することによ
り、一般式(I)(但しA=H)で表わされる多核多価
フエノール樹脂が得られる。
このようにして得られた多核多価フエノール樹脂は、更
に、一般式(V) (式中、Xはハロゲン原子を示す。) で表わされるエピハロヒドリンと、アルカリの存在下で
反応させることにより容易にエポキシ樹脂(一般式
(I)で表わされるノボラツク型樹脂において、Aが を示すもの)とすることが出来る。
前記一般式(V)において、Xで表わされるハロゲン原
子としてはCl,Br,I等が挙げられ、一般式(V)の化合
物としては、具体的には、エピクロルヒドリン、エピブ
ロムヒドリン、エピヨードヒドリン等が挙げられ、これ
らの混合物も用いることができるが工業的にはエピクロ
ルヒドリンが好適に使用される。
一般式(I)で表わされ、かつAがHを示す多核多価フ
エノール樹脂と一般式(V)で示されるエピハロヒドリ
ンの反応は公知の方法により行うことが出来る。
多核多価フエノール樹脂と、多核多価フエノール樹脂の
水酸基当量に対して過剰モル量のエピハロヒドリンとを
テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラメチレンア
ンモニウムプロミド、トリエチルアンモニウムクロリド
などの第4級アンモニウム塩または水酸化ナトリウム、
水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物などの存在
下で反応させ、第4級アンモニウム塩などを用いた場合
は開環付加反応の段階で反応がとまるので次いで上記ア
ルカリ金属水酸化物を加えて閉環境反応させる。
また最初からアルカリ金属水酸化物を加えて反応する場
合は、環境付加反応および閉環反応を一気に行わせる。
エピハロヒドリンの使用割合は多核多価フエノール樹脂
の水酸基当量1に対して通常1〜50モル、好ましくは3
〜15モルの範囲である。
アルカリ金属水酸化物の使用量は多核多価フエノール樹
脂の水酸基当量1に対して通常0.8〜1.5モル、好ましく
は0.9〜1.3モルの範囲であり、第4級アンモニウム塩を
使用する場合その使用量は多核多価フエノール樹脂の水
酸基当量1に対して通常0.001〜1モル、好ましくは0.0
05〜0.5モルの範囲である。
反応温度は通常30〜130℃で好ましくは40〜120℃であ
る。
また反応で生成した水を反応系外に除去しながら反応を
進行させることもできる。
反応終了後副生した塩を、水洗、過等により除去し過
剰のエピハロヒドリンを留去することによりエポキシ樹
脂(一般知(I)においてAは を示す)が得られる。
このようにして得られるエポキシ樹脂において、例えば
化合物(II)にレゾルシンを反応させた多核多価フエノ
ール樹脂のエポキシ化物の場合、一般式(I)(但し、
Aはグリシジル基を示す)においてn=0で表わされる
4核体エポキシ化合物の含有量は40重量%以上であるも
のが好ましく、又、好ましいnの値は0〜1である。
本発明のエポキシ樹脂は、耐熱性の要求される広範な分
野に用いることができる。具体的には絶縁材料、積層
板、封止材料、成形材料、複合材料等を例示することが
できる。
〔実施例〕
以下本発明を実施例で説明する。
実施例1 温度計、撹拌機を付けたガラス容器に0−クレゾール核
体ジメチロール化合物(化合物(II))200g(0.69モ
ル)及びレゾルシン764g(6.9モル)及びメチルイソブ
チルケトン1を仕込み窒素雰囲気下、室温で撹拌し
た。
p−トルエンスルホン酸2g(0−クレゾール2核体ジメ
チロール化合物に対し1重量%)を発熱に注意し、液温
が50℃を越えないように徐々に添加した。
添加終了後、油浴上で50℃まで加温し1時間反応させた
後、3の分液ロートに移し、温水で洗浄し、p−トル
エンスルホン酸及び未反応レゾルシンの大部分を除去し
た。有機層を減圧下濃縮すると黄色固体(A)312gが得
られた。
生成物(A)の軟化温度(JIS K−7234)は117.5℃で
水酸基当量(g/eq)は80であった。
溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を用いて生成物
(A)を次のGPC装置により分析した。
GPC分析条件 GPC装置:島津製作所 〔カラム:TSK−G−3000HXL(1本)+TSK−G−2000HX
L(2本)〕 溶媒 : テトラヒドロフラン1ml/分 検出 : UV(254nm) この分析条件でのビスフエノールFの現われるリテンシ
ヨンタイムからメインピークのリテンシヨンタイムはベ
ンゼン核を4個有する4核体のリテンシヨンタイムに相
当し、生成物(A)は4核体フエノール類を85重量%、
2核体フエノール類を3重量%含んでおり、nは平均値
は0.1であることがわかった。
生成物(A)のマススペクトル(FAB−MS)でM+472で得
られたことより次の構造を有する成分が主成分であるこ
とがわかった。
次に、温度計、撹拌装置、滴下ロート及び生成水分離装
置のついた1の反応器に、生成物(A)103及びエピ
クロルヒドリン475gを仕込み窒素置換を行った後、48%
水酸化ナトリウム水溶液106.8gを5時間かけて滴下し
た。
滴下中は反応温度60℃、圧力100〜150mmHgの条件下で生
成水及び水酸化ナトリウム水溶液の水をエピクロルヒド
リンとの共沸により連続的に反応系外に除去し、エピク
ロルヒドリンは系内に戻した。
ついで過剰の未反応エピクロルヒドリンを減圧下に回収
した後、メチルイソブチルケトン500mlを加え100mlの水
で水層が中性を示すまで洗浄した。メチルイソブチルケ
トン層を減圧下濃縮し、黄色の固体(A1)165.5gを得
た。生成物(A1)の軟化温度(JIS K7234)は63.2℃で
エポキシ当量(g/eq)で148であった。
溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を用いて生成物
(A1)のGPC分析により求めた数平均分子量(n)は8
40でメインピークは(A)のメインピークとほぼ一致
し、(A1)のマススペクトル(FAB−MS)でM++1(80
9)が得られたことにより、次の構造を有する成分が主
成分であることがわかった。
実施例2 実施例1においてレゾルシン306g(2.78モル)を用いた
以外は実施例1と同様に反応させて黄色固体(A′)31
0gを得た。
(A′)の軟化温度は128.5℃で水酸基当量(g/eq)は8
3であった。実施例1と同様のGPC分析により、(A′)
は4核体フエノール類を65重量%、2核体フエノール類
を2重量%含み、nの平均値は0.85であることがわかっ
た。
更に(A′)107gを実施例1に記載した条件でエポキシ
化を行い、黄色固体(A′)164gを得た。(A′
の軟化温度は68.7℃でエポキシ当量(q/eq)は153であ
った。
(A′)のGPC分析により求めた数平均分子量(
n)は950でメインピークは(A1)のメインピークと一
致した。
実施例3 実施例1においてレゾルシンの代りにハイドロキノン15
3g(1.39モル)を用いた以外は実施例1と同様に反応さ
せて黄色固体(B)305gを得た。
(B)の水酸基当量(g/eq)は85であつた。又、実施例
1と同様のGPC分析によりnの平均値は1.8であることわ
かった。
更に(B)110gを実施例1に記載した条件でエポキシ化
を行い、黄色固体(B1)164.3gを得た。(B1)の軟化温
度は80.0℃でエポキシ当量は166であった。
GPC分析により求めた(B1)の数平均分子量(n)は1
200であった。
参考例 表−1に示す割合でフエノールノボラツク(日本化薬
(株)製、軟化温度85℃)に実施例1、2、3で得られ
たエポキシ樹脂(A1)(A′)(B1)を配合し、2−
メチルイミダゾールを触媒に用いて加熱硬化させた。
比較例として、実施例1,2,3で得られたエポキシ樹脂(A
1)、(A′)、(B1)の代りに0−クレゾールノボ
ラツクのエポキシ樹脂(日本化薬(株)製、EOCN1020
エポキシ当量(g/eq)202軟化温度67℃)を用いて加熱
硬化させた。
以上の硬化物について熱変形温度(HDT)を測定し、そ
の結果を表−1に示した。表−1から明らかなように本
発明のエポキシ樹脂を用いた場合、得られる硬化物は、
耐熱性に優れていることがわかる。
〔発明の効果〕 本発明のエポキシ樹脂を用いた場合、硬化物の熱変形温
度は高く、硬化物は耐熱性に優れている。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 (式中、AはH又は を示し、RはH又は炭素数5以下のアルキル基を示し、
    nは平均値を示し0〜2の値をとる。)で表わされるノ
    ボラツク型樹脂。
  2. 【請求項2】式 で表わされる0−クレゾール2核体ジメチロール化合物
    に、一般式 (式中、RはH又は炭素数5以下のアルキル基を示
    す。)で表わされるフエノール類を反応させ、必要によ
    り更にアルカリの存在下エピハロヒリドンを反応させる
    ことを特徴とする、一般式 (式中、AはH又は を示し、RはH又は炭素数5以下のアルキル基を示し、
    nは平均値を示し、0〜2の値をとる。)で表わされる
    ノボラツク型樹脂の製法。
JP62181161A 1987-07-22 1987-07-22 ノボラック型樹脂及びその製法 Expired - Lifetime JPH0794522B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5516047A (en) * 1978-07-20 1980-02-04 Sumitomo Chem Co Ltd Preparation of epoxy resin

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