JPH08269168A - Epoxy resin, epoxy resin composition and its cured product - Google Patents

Epoxy resin, epoxy resin composition and its cured product

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JPH08269168A
JPH08269168A JP9764195A JP9764195A JPH08269168A JP H08269168 A JPH08269168 A JP H08269168A JP 9764195 A JP9764195 A JP 9764195A JP 9764195 A JP9764195 A JP 9764195A JP H08269168 A JPH08269168 A JP H08269168A
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JP
Japan
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epoxy resin
formula
reaction
cured product
epihalohydrin
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Application number
JP9764195A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasumasa Akatsuka
泰昌 赤塚
Kenichi Kuboki
健一 窪木
Yoshiro Shimamura
芳郎 嶋村
Hiromi Morita
博美 森田
Masahiro Hamaguchi
昌弘 浜口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To obtain an epoxy resin expressed by a specific formula, giving a cured product having excellent heat-resistance, water resistance and mechanical strength and useful as a molding material, etc. CONSTITUTION: This epoxy resin is expressed by formula I [(n) is a positive number showing the average value; R is a halogen, a 1-8C alkyl or an aryl; G is glycidyl; X is H or G; 5-95% of (n) X groups are G; Y is a 5 to 8-membered cycloalkane residue which may have substituents on the ring]. The resin can be produced e.g. by reacting a compound of formula II with an epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide and reacting the alcoholic OH of the produced resin of formula III with an epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide such as NaOH at 20-100 deg.C for 1-20hr.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性、耐水性に優れ、
しかも機械強度に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂お
よびエポキシ樹脂組成物に関する。
The present invention has excellent heat resistance and water resistance,
Moreover, the present invention relates to an epoxy resin and an epoxy resin composition which give a cured product having excellent mechanical strength.

【0002】[0002]

【従来の技術】エポキシ樹脂は種々の硬化剤で硬化させ
ることにより、一般的に機械的性質,耐水性,耐薬品
性,耐熱性,電気的性質などに優れた硬化物となり、接
着剤,塗料,積層板,成形材料,注型材料などの幅広い
分野に利用されている。従来、工業的に最も使用されて
いるエポキシ樹脂としてビスフェノ−ルAにエピクロル
ヒドリンを反応させて得られる液状および固形のビスフ
ェノ−ルA型エポキシ樹脂がある。その他液状のビスフ
ェノ−ルA型エポキシ樹脂にテトラブロムビスフェノ−
ルAを反応させて得られる難燃性臭素含有エポキシ樹脂
などが汎用エポキシ樹脂として工業的に使用されてい
る。
2. Description of the Related Art Epoxy resins, when cured with various curing agents, generally become cured products having excellent mechanical properties, water resistance, chemical resistance, heat resistance, electrical properties, etc. It is used in a wide range of fields such as laminates, molding materials, and casting materials. Conventionally, liquid and solid bisphenol A type epoxy resins obtained by reacting bisphenol A with epichlorohydrin have been used as the most industrially used epoxy resins. Other liquid bisphenol A type epoxy resin to tetrabromobisphenol
A flame-retardant bromine-containing epoxy resin obtained by reacting the resin A is industrially used as a general-purpose epoxy resin.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たような汎用エポキシ樹脂は分子量が大きくなるにつれ
て、それを使用して得られる硬化物の耐熱性は低下する
という欠点がある。また、汎用エポキシ樹脂にオルソク
レゾールノボラックエポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹
脂を添加した場合、その硬化物の耐熱性は向上するもの
の、耐水性及び靭性が低下するという問題がある。
However, the general-purpose epoxy resin as described above has a drawback that the heat resistance of the cured product obtained by using the general-purpose epoxy resin decreases as the molecular weight increases. Further, when a polyfunctional epoxy resin such as an orthocresol novolac epoxy resin is added to a general-purpose epoxy resin, the heat resistance of the cured product is improved, but the water resistance and toughness are deteriorated.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らはこうした実
状に鑑み、耐熱性、耐水性及び靭性に優れる硬化物を与
えるエポキシ樹脂を求めて鋭意研究した結果、特定のエ
ポキシ樹脂がその硬化物において優れた耐熱性、耐水性
及び靭性を付与するものであることを見い出して本発明
を完成させるに到った。
In view of these circumstances, the present inventors have earnestly studied for an epoxy resin which gives a cured product excellent in heat resistance, water resistance and toughness, and as a result, a specific epoxy resin is a cured product thereof. In the present invention, they have found that they impart excellent heat resistance, water resistance and toughness, and have completed the present invention.

【0005】すなわち本発明は(1)式(1)That is, the present invention is based on the equation (1) (1)

【0006】[0006]

【化2】 Embedded image

【0007】(式中、nは平均値を示し正数を表す。R
はハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、アリール
基のいずれかを表し個々のRは互いに同一であっても異
なっていてもよい。Gはグリシジル基を表す。またXは
水素原子あるいはグリシジル基を表し、個々のXは互い
に同一であっても異なっていてもよいが、n個存在する
Xの5〜95%はグリシジル基である。Yは環置換され
ていてもよい環員数5〜8のシクロアルカンの残基を表
し、環置換されている場合の置換基は炭素数1〜4のア
ルキル基またはアリール基である。)で表されるエポキ
シ樹脂、
(In the formula, n represents an average value and represents a positive number. R
Represents a halogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl group, and each R may be the same or different. G represents a glycidyl group. X represents a hydrogen atom or a glycidyl group, and each X may be the same as or different from each other, but 5 to 95% of n Xs present are glycidyl groups. Y represents a residue of a cycloalkane having 5 to 8 ring members which may be ring-substituted, and when the ring is substituted, the substituent is an alkyl group or aryl group having 1 to 4 carbon atoms. ) Epoxy resin represented by

【0008】(2)上記(1)記載のエポキシ樹脂、硬
化剤、必要により硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組
成物、(3)上記(2)記載のエポキシ樹脂組成物を硬
化してなる硬化物、を提供するものである。
(2) An epoxy resin composition containing the epoxy resin described in (1) above, a curing agent, and optionally a curing accelerator, and (3) a cure obtained by curing the epoxy resin composition described in (2) above. It is intended to provide things.

【0009】式(1)におけるnは正数を表すが、好ま
しくは0.01〜5の範囲である。式(1)で表される
エポキシ樹脂は式(2)
Although n in the formula (1) represents a positive number, it is preferably in the range of 0.01 to 5. The epoxy resin represented by the formula (1) has the formula (2)

【0010】[0010]

【化3】 Embedded image

【0011】(式中、n、R,G、Yは式(1)におけ
るのと同じ意味を表す。)
(In the formula, n, R, G and Y have the same meanings as in formula (1).)

【0012】で表されるエポキシ樹脂のアルコール性水
酸基をアルカリ金属水酸化物の存在下でエピハロヒドリ
ンと反応させることにより得ることが出来る。
It can be obtained by reacting the alcoholic hydroxyl group of the epoxy resin represented by the formula with epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide.

【0013】式(2)で表されるエポキシ樹脂は例えば
式(3)
The epoxy resin represented by the formula (2) is represented by, for example, the formula (3)

【0014】[0014]

【化4】 [Chemical 4]

【0015】(式中、R、Yは式(1)におけると同じ
意味を表す。)
(In the formula, R and Y have the same meanings as in formula (1).)

【0016】で表される化合物をアルカリ金属水酸化物
の存在下でエピハロヒドリンと反応させることにより得
ることが出来る。
It can be obtained by reacting the compound represented by ## STR1 ## with epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide.

【0017】式(3)で表される化合物の具体例として
は、下記式(4)
Specific examples of the compound represented by the formula (3) include the following formula (4)

【0018】[0018]

【化5】 Embedded image

【0019】或は下記式(5)Alternatively, the following equation (5)

【0020】[0020]

【化6】 [Chemical 6]

【0021】或は下記式(6)Alternatively, the following equation (6)

【0022】[0022]

【化7】 [Chemical 7]

【0023】で表される化合物などが挙げられるが、こ
れらに限定される物ではない。
Examples thereof include compounds represented by, but are not limited to these.

【0024】更に、式(1)においてn個あるXがグリ
シジル基である割合(以下グリシジル化率という)が5
%より大きく、95%以下であるものは、前述の方法で
得られたエポキシ樹脂とエピハロヒドリンとの反応をジ
メチルスルホキシド、4級アンモニウム塩または1,3
−ジメチル−2−イミダゾリジノンとアルカリ金属水酸
化物の共存下に行うことにより得ることが出来る。本発
明者らはこの方法で得られたエポキシ樹脂のアルコール
性水酸基は一般のアルコール類のそれより反応性に富ん
でおり、例えばジメチルスルホキシド、4級アンモニウ
ムまたは1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンとア
ルカリ金属水酸化物を共存させることにより驚くべきこ
とに該アルコール性水酸基と反応混合物中に存在するエ
ポキシ基との反応において、あらたに加えたエピハロヒ
ドリン由来のエポキシ基のみとの反応を選択的に行え、
さらにアルカリ金属水酸化物の量を調節することにより
式(1)で表されるエポキシ樹脂のアルコール性水酸基
を所望の割合にエポキシ化出来る。
Further, in the formula (1), the ratio in which n Xs are glycidyl groups (hereinafter referred to as glycidylation rate) is 5
% And 95% or less, the reaction of the epoxy resin obtained by the above-mentioned method with epihalohydrin is dimethyl sulfoxide, quaternary ammonium salt or 1,3.
It can be obtained by carrying out in the coexistence of dimethyl-2-imidazolidinone and an alkali metal hydroxide. The present inventors have found that the alcoholic hydroxyl group of the epoxy resin obtained by this method is more reactive than that of general alcohols, and for example, dimethyl sulfoxide, quaternary ammonium or 1,3-dimethyl-2-imidazolidinium. Surprisingly, the coexistence of non-alkali metal hydroxide selectively reacts with the newly added epihalohydrin-derived epoxy group only in the reaction between the alcoholic hydroxyl group and the epoxy group present in the reaction mixture. Can be done
Furthermore, the alcoholic hydroxyl group of the epoxy resin represented by the formula (1) can be epoxidized to a desired ratio by adjusting the amount of the alkali metal hydroxide.

【0025】以下、本発明の詳細を説明する。The details of the present invention will be described below.

【0026】式(2)で表されるエポキシ樹脂を得る方
法としては公知の方法が採用できる。例えば式(3)で
表される化合物と過剰のエピハロヒドリンの溶解混合物
に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属
水酸化物を添加し、または添加しながら20〜120℃
の温度で1〜20時間反応させることにより得ることが
出来る。上記反応において、アルカリ金属水酸化物はそ
の水溶液を使用してもよく、その場合は該アルカリ金属
水酸化物の水溶液を連続的に反応混合物中に添加すると
共に減圧下、または常圧下、連続的に水及びエピハロヒ
ドリンを留出させ、更に分液し水は除去しエピハロヒド
リンは反応反応混合物中に連続的に戻す方法でもよい。
As a method for obtaining the epoxy resin represented by the formula (2), a known method can be adopted. For example, an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is added to a dissolved mixture of the compound represented by the formula (3) and an excess of epihalohydrin, or 20 to 120 ° C. while being added.
It can be obtained by reacting at the temperature of 1 to 20 hours. In the above reaction, an aqueous solution of the alkali metal hydroxide may be used, and in that case, an aqueous solution of the alkali metal hydroxide is continuously added to the reaction mixture and continuously under reduced pressure or under normal pressure. Alternatively, water and epihalohydrin may be distilled off, the liquid may be separated, water may be removed, and epihalohydrin may be continuously returned to the reaction mixture.

【0027】又、式(2)で表される化合物とエピハロ
ヒドリンの溶解混合物にテトラメチルアンモニウムクロ
ライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、トリメ
チルベンジルアンモニウムクロライドなどの第4級アン
モニウム塩を触媒として添加し50〜150℃で反応さ
せて得られる式(2)の化合物のハロヒドリンエーテル
化物にアルカリ金属水酸化物の固体または水溶液を加
え、再び20〜120℃の温度で1〜20時間反応させ
脱ハロゲン化水素(閉環)させる方法でもよい。
Further, a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide or trimethylbenzylammonium chloride is added as a catalyst to a dissolved mixture of the compound represented by the formula (2) and epihalohydrin, and the mixture is added at 50 to 150 ° C. The solid or aqueous solution of an alkali metal hydroxide is added to the halohydrin etherified product of the compound of formula (2) obtained by the reaction in step (1), and the mixture is reacted again at a temperature of 20 to 120 ° C. for 1 to 20 hours to dehydrohalogenate A method of ring closure) may be used.

【0028】通常これらの反応において使用されるエピ
ハロヒドリンの量は式(2)で表される化合物の水酸基
1当量に対し、通常1〜20モル、好ましくは1.5〜
10モルである。アルカリ金属水酸化物の使用量は式
(2)で表される化合物の水酸基1当量に対し通常0.
8〜1.5モル、好ましくは0.9〜1.1モルであ
る。更に反応を円滑に進行させるためにメタノール、エ
タノール等のアルコール類の他、ジメチルスルホン、ジ
メチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒などを
添加して反応を行うことが好ましい。
Usually, the amount of epihalohydrin used in these reactions is usually 1 to 20 mol, preferably 1.5 to 10 mol, based on 1 equivalent of the hydroxyl group of the compound represented by the formula (2).
It is 10 mol. The amount of the alkali metal hydroxide used is usually 0. 1 with respect to 1 equivalent of the hydroxyl group of the compound represented by the formula (2).
It is 8 to 1.5 mol, preferably 0.9 to 1.1 mol. In order to allow the reaction to proceed smoothly, it is preferable to carry out the reaction by adding alcohols such as methanol and ethanol, as well as an aprotic polar solvent such as dimethyl sulfone and dimethyl sulfoxide.

【0029】アルコール類を添加する場合、その使用量
はエピハロヒドリンの使用量に対して2〜20重量%が
好ましく、特に4〜15重量%が好ましい。また非プロ
トン性極性溶媒を添加する場合、その使用量はエピハロ
ヒドリンの使用量に対して5〜100重量%が好まし
く、特に10〜90重量%が好ましい。
When alcohols are added, the amount thereof is preferably 2 to 20% by weight, more preferably 4 to 15% by weight, based on the amount of epihalohydrin used. When an aprotic polar solvent is added, its amount is preferably 5 to 100% by weight, more preferably 10 to 90% by weight, based on the amount of epihalohydrin used.

【0030】これらのエポキシ化反応の反応物を水洗
後、または水洗無しに加熱減圧下、エピハロヒドリン
や、他の添加溶媒などを除去することにより式(2)で
あらわされる本発明のエポキシ樹脂を得ることができ
る。
The epoxy resin of the present invention represented by the formula (2) is obtained by washing the reaction products of these epoxidation reactions with or without washing with water under reduced pressure with heating to remove epihalohydrin and other added solvents. be able to.

【0031】またこのようにして得られたエポキシ樹脂
と式(3)で表される化合物とを塩基性触媒の存在下反
応させることにより、式(2)においてnの値がより大
きい高分子量のエポキシ樹脂を得ることができる。この
高分子化反応において、各成分の仕込比は、上記反応で
得られた低分子量エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対
し式(3)で表される化合物の水酸基当量が0〜0.9
当量であるのが好ましく、特に0〜0.85当量である
のが好ましい。
Further, by reacting the epoxy resin thus obtained with the compound represented by the formula (3) in the presence of a basic catalyst, a high molecular weight compound having a larger n value in the formula (2) is obtained. An epoxy resin can be obtained. In this polymerization reaction, the charging ratio of each component is such that the hydroxyl equivalent of the compound represented by the formula (3) is 0 to 0.9 with respect to 1 equivalent of the epoxy group of the low molecular weight epoxy resin obtained in the above reaction.
It is preferably an equivalent amount, and particularly preferably 0 to 0.85 equivalent amount.

【0032】塩基性触媒としては、例えば、トリフェニ
ルホスフィン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、4
級アンモニウム塩、イミダゾール類などが挙げられ、そ
の使用量は上記反応で得られた低分子量のエポキシ樹脂
1当量に対して0.001〜1.0重量%が好ましく、
特に0.005〜0.5重量%が好ましい。また溶剤を
用いる場合は、メチルイソブチルケトン、トルエンなど
が使用しうる溶剤の具体例として挙げられる。反応温度
は60〜200℃が好ましく、特に70〜190℃が好
ましい。また反応時間は0.5〜20時間、特に1〜1
5時間が好ましい。このようにして式(2)で表される
エポキシ樹脂を得ることができる。
Examples of the basic catalyst include triphenylphosphine, sodium hydroxide, potassium hydroxide, 4
Examples thereof include primary ammonium salts and imidazoles, and the amount thereof is preferably 0.001 to 1.0% by weight with respect to 1 equivalent of the low molecular weight epoxy resin obtained by the above reaction,
In particular, 0.005 to 0.5% by weight is preferable. When a solvent is used, methyl isobutyl ketone, toluene and the like can be given as specific examples of the solvent that can be used. The reaction temperature is preferably 60 to 200 ° C, particularly preferably 70 to 190 ° C. The reaction time is 0.5 to 20 hours, especially 1 to 1
5 hours is preferred. In this way, the epoxy resin represented by the formula (2) can be obtained.

【0033】式(2)のエポキシ樹脂のアルコール性水
酸基とエピハロヒドリンとの反応はジメチルスルホキシ
ドまたは4級アンモニウム塩または1,3−ジメチル−
2−イミダゾリジノンとアルカリ金属水酸化物の共存
下、該アルカリ金属水酸化物の量を調節することにより
行うことができる。その際溶剤としてメタノールやエタ
ノール等のアルコール類、トルエン、キシレンなどの芳
香族炭化水素類、メチルイソブチルケトン、メチルエチ
ルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン等の環状
及びエーテル化合物などを併用しても構わない。
The reaction between the alcoholic hydroxyl group of the epoxy resin of the formula (2) and epihalohydrin is carried out by dimethyl sulfoxide or a quaternary ammonium salt or 1,3-dimethyl-
It can be carried out by adjusting the amount of the alkali metal hydroxide in the presence of 2-imidazolidinone and the alkali metal hydroxide. At that time, alcohols such as methanol and ethanol, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, ketones such as methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone, and cyclic and ether compounds such as tetrahydrofuran may be used together as a solvent.

【0034】ジメチルスルホキシドあるいは1,3−ジ
メチル−2−イミダゾリジノンの使用量は原料として使
用するエポキシ樹脂に対して5〜300重量%が好まし
い。原料のエポキシ樹脂に対して300重量%を超える
と増量した効果は殆どなくなる一方容積効率も悪くなり
好ましくない。
The amount of dimethyl sulfoxide or 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone used is preferably 5 to 300% by weight based on the epoxy resin used as a raw material. When it exceeds 300% by weight with respect to the raw material epoxy resin, the effect of increasing the amount is almost lost, but the volume efficiency is deteriorated, which is not preferable.

【0035】4級アンモニウム塩としてはテトラメチル
アンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブ
ロマイド、トリメチルアンモニウムクロライドなどが用
いうる具体例として挙げられ、その使用量は原料として
使用するエポキシ樹脂のエポキシ化させたいアルコール
性水酸基1当量に対して0.3〜50gが好ましい。エ
ポキシ化させたい水酸基1当量に対して0.3g未満で
あると原料として使用するエポキシ樹脂のアルコール性
水酸基とエピハロヒドリンとの反応が遅くなり長時間の
反応が必要となり好ましくない。エポキシ化させたいア
ルコール性水酸基1当量に対して50gを超えると増量
した効果は殆どなくなる一方コストが高くなり好ましく
ない。
Specific examples of the quaternary ammonium salt that can be used include tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, trimethylammonium chloride, etc. The amount used is the alcoholic hydroxyl group to be epoxidized in the epoxy resin used as the raw material. 0.3 to 50 g is preferable for 1 equivalent. If the amount of the hydroxyl group to be epoxidized is less than 0.3 g based on 1 equivalent, the reaction between the alcoholic hydroxyl group of the epoxy resin used as a raw material and the epihalohydrin is delayed, which requires a long reaction time, which is not preferable. When the amount exceeds 50 g per equivalent of the alcoholic hydroxyl group to be epoxidized, the effect of increasing the amount is almost lost but the cost becomes high, which is not preferable.

【0036】エピハロヒドリンの使用量は原料として使
用するエポキシ樹脂のエポキシ化させたいアルコール性
水酸基1当量に対して当量以上使用すればよい。しかし
ながらエポキシ化させたい水酸基1当量に対して30倍
当量を超えると増量した効果は殆どなくなる一方、容積
効率も悪くなり好ましくない。
The amount of epihalohydrin used may be equal to or more than 1 equivalent of the alcoholic hydroxyl group to be epoxidized in the epoxy resin used as a raw material. However, when the amount exceeds 30 times the equivalent of the hydroxyl group to be epoxidized, the effect of increasing the amount is almost lost and the volume efficiency is deteriorated, which is not preferable.

【0037】アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カ
ルシウムなどが使用できるが水酸化ナトリウムが好まし
い。アルカリ金属水酸化物の使用量は原料として使用す
るエポキシ樹脂のエポキシ化させたいアルコール性水酸
基1当量に対して1〜2倍当量使用すればよい。アルカ
リ金属水酸化物は固形でも水溶液でも構わない。また水
溶液を使用する場合は反応中、反応混合物中の水は常圧
下、または減圧下において反応混合物外に留去しながら
反応を行うこともできる。
As the alkali metal hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide and the like can be used, but sodium hydroxide is preferred. The amount of the alkali metal hydroxide used may be 1 to 2 times equivalent to 1 equivalent of the alcoholic hydroxyl group to be epoxidized in the epoxy resin used as a raw material. The alkali metal hydroxide may be a solid or an aqueous solution. Further, when an aqueous solution is used, the reaction can be carried out during the reaction while distilling the water in the reaction mixture out of the reaction mixture under normal pressure or reduced pressure.

【0038】反応温度は20〜100℃、反応時間は1
〜20時間が好ましい。反応温度が20℃未満であると
反応が遅くなり長時間の反応が必要となる。反応温度が
100℃を超えると副反応が多く起こり好ましくない。
The reaction temperature is 20 to 100 ° C. and the reaction time is 1
~ 20 hours is preferred. If the reaction temperature is lower than 20 ° C, the reaction becomes slow and a long-time reaction is required. When the reaction temperature exceeds 100 ° C., many side reactions occur, which is not preferable.

【0039】本発明のエポキシ樹脂は単独でまたは他の
エポキシ樹脂との併用で通常のエポキシ樹脂の場合と同
様に硬化剤、さらに必要により硬化促進剤等を添加する
ことにより硬化させることができる。本発明で用いうる
硬化剤はアミン系化合物,酸無水物系化合物,アミド系
化合物,フェノ−ル系化合物などである。それらの用い
うる具体例としては、ジアミノジフェニルメタン,ジエ
チレントリアミン,トリエチレンテトラミン,ジアミノ
ジフェニルスルホン,イソホロンジアミン,ジシアンジ
アミド,リノレン酸の2量体とエチレンジアミンとより
合成されるポリアミド樹脂,無水フタル酸,無水トリメ
リット酸,無水ピロメリット酸,無水マレイン酸,テト
ラヒドロ無水フタル酸,メチルテトラヒドロ無水フタル
酸,無水メチルナジック酸,ヘキサヒドロ無水フタル
酸,メチルヘキサヒドロ無水フタル酸,フェノ−ルノボ
ラック,及びこれらの変性物,イミダゾ−ル,BF3
アミン錯体,グアニジン誘導体などが挙げられる。これ
らの硬化剤はそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上
組み合わせて用いてもよい。
The epoxy resin of the present invention can be cured alone or in combination with other epoxy resins by adding a curing agent and, if necessary, a curing accelerator as in the case of a usual epoxy resin. The curing agent that can be used in the present invention is an amine compound, an acid anhydride compound, an amide compound, a phenol compound or the like. Specific examples thereof that can be used include diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, dicyandiamide, a polyamide resin synthesized from a dimer of linolenic acid and ethylenediamine, phthalic anhydride, trimellitic anhydride. Acids, pyromellitic dianhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic acid anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, phenol novolac, and modified products thereof, imidazo − Le, BF 3
Examples include amine complexes and guanidine derivatives. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.

【0040】これらの硬化剤の使用量は、エポキシ基に
対して0.7〜1.2当量が好ましい。エポキシ基に対
して、0.7当量に満たない場合、あるいは1.2当量
を超える場合、いずれも硬化が不完全となり良好な硬化
物性が得られない恐れがある。
The amount of these curing agents used is preferably 0.7 to 1.2 equivalents based on the epoxy group. If the amount is less than 0.7 equivalents or more than 1.2 equivalents with respect to the epoxy groups, the curing may be incomplete and good cured physical properties may not be obtained.

【0041】また上記硬化剤を用いる際に硬化促進剤を
併用しても差し支えない。用いうる硬化促進剤の具体例
としては2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾ
ール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダ
ゾ−ル類、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、
1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−
7等の第3級アミン類、トリフェニルホスフィン等のホ
スフィン類、オクチル酸スズなどの金属化合物などが挙
げられる。硬化促進剤を使用する場合の使用量はエポキ
シ樹脂100重量部に対して0.1〜5.0重量部が必
要に応じ用いられる。さらに、本発明のエポキシ樹脂組
成物には、必要に応じてシリカ、アルミナ、タルク等の
充填材やシランカップリング剤、離型剤、顔料等種々の
配合剤を添加することができる。
When the above-mentioned curing agent is used, a curing accelerator may be used in combination. Specific examples of the curing accelerator that can be used include 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, imidazoles such as 2-ethyl-4-methylimidazole, 2- (dimethylaminomethyl) phenol,
1,8-diaza-bicyclo (5,4,0) undecene-
And tertiary amines such as 7; phosphines such as triphenylphosphine; and metal compounds such as tin octylate. When the curing accelerator is used, the amount used is 0.1 to 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin, if necessary. Further, if necessary, various compounding agents such as a filler such as silica, alumina, talc, a silane coupling agent, a release agent, and a pigment can be added to the epoxy resin composition of the present invention.

【0042】本発明のエポキシ樹脂組成物は上記各成分
を所定の割合で均一に混合することによって得ることが
できる。本発明のエポキシ樹脂組成物は従来知られてい
る方法と同様の方法で容易にその硬化物を得ることがで
きる。例えば本発明のエポキシ樹脂と硬化剤,必要によ
り硬化促進剤及びその他の配合剤とを必要に応じて押出
機,ニ−ダ,ロ−ル等を用いて均一になるまで充分に混
合してエポキシ樹脂組成物を得、そのエポキシ樹脂組成
物を溶融後注型あるいはトランスファ−成形機などを用
いて成形し、さらに80〜200℃に加熱することによ
り本発明の硬化物を得ることができる。
The epoxy resin composition of the present invention can be obtained by uniformly mixing the above components in a predetermined ratio. The cured product of the epoxy resin composition of the present invention can be easily obtained by the same method as a conventionally known method. For example, the epoxy resin of the present invention, a curing agent, and if necessary, a curing accelerator and other compounding agents are mixed as necessary with an extruder, a kneader, a roll, etc. until they are homogeneous, and then the epoxy resin is mixed. The cured product of the present invention can be obtained by obtaining a resin composition, molding the epoxy resin composition after melting using a casting or transfer molding machine, and further heating at 80 to 200 ° C.

【0043】また本発明のエポキシ樹脂組成物を溶剤に
溶解させ、ガラス繊維,カ−ボン繊維,ポリエステル繊
維,ポリアミド繊維,アルミナ繊維,紙などの基材に含
浸させ加熱乾燥して得たプリプレグを熱プレス成形して
硬化物を得ることもできる。
Further, a prepreg obtained by dissolving the epoxy resin composition of the present invention in a solvent, impregnating it into a substrate such as glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, alumina fiber or paper and heating and drying it A cured product can also be obtained by hot press molding.

【0044】この際用いる希釈溶剤の具体例としてはメ
チルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン
等が好ましく、その使用量は本発明のエポキシ樹脂組成
物と該希釈剤の混合物中で通常10〜70重量%、好ま
しくは15〜65重量%である。
Specific examples of the diluting solvent used in this case are methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, etc. The amount used is usually 10 to 70% by weight in the mixture of the epoxy resin composition of the present invention and the diluent, It is preferably 15 to 65% by weight.

【0045】こうして得られる硬化物は耐熱性、耐水性
に優れ、しかも高い機械強度を兼ね備えているため耐熱
性、耐水性、機械強度の要求される広範な分野で用いる
ことができる。具体的には積層板、封止材料、絶縁材料
などのあらゆる電気・電子材料として有用である。又、
成形材料や複合材料の分野にも用いることができる。
The cured product thus obtained is excellent in heat resistance and water resistance and has high mechanical strength, so that it can be used in a wide range of fields where heat resistance, water resistance and mechanical strength are required. Specifically, it is useful as any electric / electronic material such as a laminated plate, a sealing material, and an insulating material. or,
It can also be used in the field of molding materials and composite materials.

【0046】[0046]

【実施例】次に本発明を実施例、比較例により更に具体
的に説明するが、以下において部は特に断わりのない限
り重量部である。尚、ガラス転移温度、吸水率、曲げ強
度の測定条件は次の通りである。 ガラス転移温度 熱機械測定装置(TMA):真空理工 TM−7000 昇温速度:2℃/min 吸水率 試験片(硬化物):直径 50mm 厚さ 3mm 円盤 100℃の水中で20時間煮沸した後の重量増加率
(%) 曲げ強度 JIS K−6911に準拠
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically by way of Examples and Comparative Examples. In the following, parts are parts by weight unless otherwise specified. The conditions for measuring the glass transition temperature, the water absorption rate, and the bending strength are as follows. Glass transition temperature Thermomechanical measuring device (TMA): Vacuum Riko TM-7000 Temperature rising rate: 2 ° C / min Water absorption rate Test piece (cured product): Diameter 50 mm Thickness 3 mm Disc 100 ° C After boiling in water for 20 hours Weight increase rate (%) Bending strength According to JIS K-6911

【0047】実施例1 温度計、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコ
に窒素ガスパージを施しながら前記式(4)で表される
化合物155部、エピクロルヒドリン370部、ジメチ
ルスルホキシド92.5部を仕込み溶解させた。更に4
5度に加熱しフレーク状水酸化ナトリウム40部を10
0分かけて分割添加し、その後、更に45℃で2時間、
70℃で1時間反応させた。反応終了後ロータリエバポ
レーターを使用し130℃、5mHgの加熱減圧下で、
過剰のエピクロルヒドリン及びジメチルスルホキシドを
留去し、残留物に420部のメチルイソブチルケトンを
加え、溶解した。
Example 1 155 parts of the compound represented by the above formula (4), 370 parts of epichlorohydrin, and 92.5 of dimethyl sulfoxide were charged in a flask equipped with a thermometer, a cooling tube, a fractionating tube, and a stirrer while purging with nitrogen gas. Parts were charged and dissolved. 4 more
Heat to 5 degrees and add 40 parts of flaky sodium hydroxide to 10 parts.
Add it in portions over 0 minutes, then for another 2 hours at 45 ° C.
The reaction was carried out at 70 ° C for 1 hour. After completion of the reaction, using a rotary evaporator at 130 ° C. under heating and reduced pressure of 5 mHg,
Excess epichlorohydrin and dimethyl sulfoxide were distilled off, and 420 parts of methyl isobutyl ketone was added to the residue and dissolved.

【0048】更に、このメチルイソブチルケトンの溶液
を70℃に加熱し、次いでこれに30重量%の水酸化ナ
トリウム水溶液10部を添加し1時間反応させた後、水
洗を繰り返しpHを中性とした。更に水層は分離除去
し、ロータリーエバポレーターを使用して油層から加熱
減圧下メチルイソブチルケトンを留去し下記式(7)
Further, this methyl isobutyl ketone solution was heated to 70 ° C., 10 parts of a 30% by weight sodium hydroxide aqueous solution was added thereto, and the mixture was reacted for 1 hour, and then washed with water repeatedly to make the pH neutral. . Further, the aqueous layer is separated and removed, and methyl isobutyl ketone is distilled off from the oil layer under reduced pressure by heating using a rotary evaporator to obtain the following formula (7).

【0049】[0049]

【化8】 Embedded image

【0050】(式中nは0.08(平均値)であり、G
はグリシジル基を表す。)で表される軟化点53.1℃
のエポキシ樹脂(A)196部を得た。得られたエポキ
シ樹脂のエポキシ当量は226g/eqであった。
(Where n is 0.08 (average value), and G
Represents a glycidyl group. ) Softening point 53.1 ℃
To obtain 196 parts of the epoxy resin (A). The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin was 226 g / eq.

【0051】得られたエポキシ樹脂(A)180部と式
(4)で表される化合物18部、及びメチルイソブチル
ケトン100部をフラスコに仕込み、撹拌溶解した後、
トリフェニルホスフィン0.1部を添加し、撹拌下12
0℃でメチルイソブチルケトンを減圧留去し、更に15
0℃で2時間反応を行い前記式(7)において、nの値
が0.45(平均値)である、エポキシ当量294g/
eq、軟化点77.1℃のエポキシ樹脂(B)198部
を得た。
180 parts of the obtained epoxy resin (A), 18 parts of the compound represented by the formula (4), and 100 parts of methyl isobutyl ketone were charged into a flask and dissolved by stirring.
Add 0.1 parts of triphenylphosphine and stir 12
Methyl isobutyl ketone was distilled off under reduced pressure at 0 ° C.
The reaction was carried out at 0 ° C. for 2 hours, and in the formula (7), the value of n was 0.45 (average value), the epoxy equivalent was 294 g /
198 parts of an epoxy resin (B) having an eq and a softening point of 77.1 ° C. were obtained.

【0052】得られたエポキシ樹脂(B)170部をエ
ピクロルヒドリン240部に撹拌溶解させた後、撹拌下
40℃でテトラメチルアンモニウムクロライド1部を添
加した。その後フレーク状水酸化ナトリウム5.2部を
添加し、更に3時間反応を行った。反応終了後水120
部を加え水洗を行った。油水分離後、油層より未反応の
エピクロルヒドリンを減圧下に蒸留回収し、残留物に3
40部のメチルイソブチルケトンを加え、溶解した。
After 170 parts of the obtained epoxy resin (B) was dissolved in 240 parts of epichlorohydrin with stirring, 1 part of tetramethylammonium chloride was added at 40 ° C. with stirring. After that, 5.2 parts of flaky sodium hydroxide was added, and the reaction was further performed for 3 hours. After the reaction, water 120
Part was added and washed with water. After separation of oil and water, unreacted epichlorohydrin was distilled and recovered from the oil layer under reduced pressure, and 3
40 parts of methyl isobutyl ketone was added and dissolved.

【0053】更に、このメチルイソブチルケトン溶液を
70℃に加熱し30重量%の水酸化ナトリウム水溶液2
部を添加し1時間反応させた後、水洗を繰り返し洗浄水
のpHを中性とした。更に水層は分離除去し、ロータリ
ーエバポレーターを使用して油層から加熱減圧下メチル
イソブチルケトンを留去し下記式(8)
Furthermore, this methyl isobutyl ketone solution was heated to 70 ° C. and a 30% by weight aqueous sodium hydroxide solution 2 was added.
After adding 1 part and reacting for 1 hour, washing with water was repeated to make the pH of the washing water neutral. Further, the water layer is separated and removed, and methyl isobutyl ketone is distilled off from the oil layer under reduced pressure by heating using a rotary evaporator to obtain the following formula (8).

【0054】[0054]

【化9】 [Chemical 9]

【0055】(式中Xは水素原子あるいはグリシジル基
を表し、Gはグリシジル基を表す。)で表される本発明
のエポキシ樹脂(C)169部を得た。得られたエポキ
シ樹脂(C)は式(8)においてnの値が0.45、エ
ポキシ当量が265g/eq、軟化点は73.4℃であ
った。また得られたエポキシ樹脂のグリシジル化率は、
エポキシ当量から計算すると60%であった。
169 parts of the epoxy resin (C) of the present invention represented by the formula (wherein X represents a hydrogen atom or a glycidyl group and G represents a glycidyl group) were obtained. The obtained epoxy resin (C) had a value of n of 0.45 in the formula (8), an epoxy equivalent of 265 g / eq and a softening point of 73.4 ° C. The glycidylation rate of the obtained epoxy resin is
It was 60% as calculated from the epoxy equivalent.

【0056】実施例2 添加する水酸化ナトリウムの量を6.9部にした以外は
実施例1のエポキシ樹脂(C)を得る工程と同様にして
反応を行い上記式(8)で表される本発明のエポキシ樹
脂(D)171部を得た。得られたエポキシ樹脂(D)
は式(8)においてnの値が0.45、エポキシ当量が
258g/eq、軟化点は70.6℃であった。また得
られたエポキシ樹脂のグリシジル化率はエポキシ当量か
ら計算すると80%であった。
Example 2 The reaction is carried out in the same manner as in the step of obtaining the epoxy resin (C) of Example 1 except that the amount of sodium hydroxide added is changed to 6.9 parts, and the reaction is represented by the above formula (8). 171 parts of the epoxy resin (D) of the present invention was obtained. Obtained epoxy resin (D)
In the formula (8), the value of n was 0.45, the epoxy equivalent was 258 g / eq, and the softening point was 70.6 ° C. The glycidylation ratio of the obtained epoxy resin was 80% when calculated from the epoxy equivalent.

【0057】実施例3〜4 エポキシ樹脂(C),(D),硬化剤としてフェノール
ノボラック(水酸基当量106g/eq、軟化点83
℃)を用い、表1の「配合物の組成」の欄に示す組成で
配合して、70℃で15分ロールで混練し、150℃、
180秒でトランスファー成形して、その後160℃で
2時間、更に180℃で8時間硬化せしめて試験片を作
成し、ガラス転移温度、吸水率及び曲げ強度を測定し
た。結果を表1に示す。尚、表中、「配合物の組成」の
欄の数値は部を表す。
Examples 3 to 4 Epoxy resins (C), (D), phenol novolac as a curing agent (hydroxyl equivalent 106 g / eq, softening point 83)
C.) and the composition shown in the column of "Composition of compound" in Table 1 and kneaded with a roll for 15 minutes at 70.degree.
Transfer molding was performed for 180 seconds, followed by curing at 160 ° C. for 2 hours and then at 180 ° C. for 8 hours to prepare test pieces, and the glass transition temperature, water absorption rate and bending strength were measured. The results are shown in Table 1. In the table, the numerical value in the column of “composition of compound” represents part.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】表1より明かなように、本発明のエポキシ
樹脂を使用して得られる硬化物は、ガラス転移温度が高
く、吸水率が低く、曲げ強度が高く耐熱性、耐水性及び
機械強度に優れるという特性を兼ね備えている。
As is clear from Table 1, the cured product obtained by using the epoxy resin of the present invention has a high glass transition temperature, a low water absorption rate, a high bending strength, and high heat resistance, water resistance and mechanical strength. It has the characteristics of being excellent.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂は耐熱性、耐水性
及び機械強度に優れた硬化物を与えることができ、成形
材料,注型材料,積層材料,塗料,接着剤,レジストな
どの広範囲の用途に極めて有用である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The epoxy resin of the present invention can give a cured product excellent in heat resistance, water resistance and mechanical strength, and can be used in a wide range of molding materials, casting materials, laminating materials, paints, adhesives, resists and the like. It is extremely useful for applications.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】式(1) 【化1】 (式中、nは平均値を示し正数を表す。Rはハロゲン原
子、炭素数1〜8のアルキル基、アリール基のいずれか
を表し個々のRは互いに同一であっても異なっていても
よい。Gはグリシジル基を表す。またXは水素原子ある
いはグリシジル基を表し、個々のXは互いに同一であっ
ても異なっていてもよいが、n個存在するXの5〜95
%はグリシジル基である。Yは環置換されていてもよい
環員数5〜8のシクロアルカンの残基を表し、環置換さ
れている場合の置換基は炭素数1〜4のアルキル基また
はアリール基である。)で表されるエポキシ樹脂。
1. A formula (1): (In the formula, n represents an average value and represents a positive number. R represents a halogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl group, and each R may be the same or different. G represents a glycidyl group, X represents a hydrogen atom or a glycidyl group, and each X may be the same as or different from each other, but n of 5 to 95 of X exist.
% Is a glycidyl group. Y represents a residue of a cycloalkane having 5 to 8 ring members which may be ring-substituted, and when the ring is substituted, the substituent is an alkyl group or aryl group having 1 to 4 carbon atoms. ) Epoxy resin represented by.
【請求項2】請求項1記載のエポキシ樹脂、硬化剤、必
要により硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物。
2. An epoxy resin composition containing the epoxy resin according to claim 1, a curing agent, and optionally a curing accelerator.
【請求項3】請求項2記載のエポキシ樹脂組成物を硬化
してなる硬化物。
3. A cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to claim 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006176658A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Japan Epoxy Resin Kk Polyether polyol resin, hardenable resin composition and hardened product thereof
JP2007254579A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 Nippon Kayaku Co Ltd Epoxy resin, epoxy resin composition and cured material thereof

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