JPH0848747A - エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物およびその硬化物 - Google Patents

エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物およびその硬化物

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JPH0848747A
JPH0848747A JP18736694A JP18736694A JPH0848747A JP H0848747 A JPH0848747 A JP H0848747A JP 18736694 A JP18736694 A JP 18736694A JP 18736694 A JP18736694 A JP 18736694A JP H0848747 A JPH0848747 A JP H0848747A
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JP
Japan
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epoxy resin
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epoxy
resin composition
compd
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JP18736694A
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Yasumasa Akatsuka
泰昌 赤塚
Hiromi Morita
博美 森田
Kenichi Kuboki
健一 窪木
Yoshiro Shimamura
芳郎 嶋村
Masahiro Hamaguchi
昌弘 浜口
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Nippon Kayaku Co Ltd
Bayer Ltd
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Nippon Kayaku Co Ltd
Bayer Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性、耐水性に優れた硬化物及びそれを与
えるエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂組成物を提供するこ
と。 【構成】 特定の構造を有するビスフェノール類と、1
分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂とを
特定の割合で反応させることにより得られるエポキシ樹
脂及び該エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物及びそ
の硬化物に関するもので電気・電子部品の封止材料、積
層材料などに有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐熱性、耐水性に優れる
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
およびその硬化物に関するものである。
【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ール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
ェノールA型エポキシ樹脂がある。その他液状のビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂にテトラブロムビスフェノー
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。
【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、それから得られる硬化物の耐熱性が低下するという
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
水性が低下するという欠点がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこうした実
情に鑑み、耐熱性及び耐水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、下記の特定のエ
ポキシ樹脂の硬化物が耐熱性及び耐水性が優れているこ
とを見い出して本発明を完成させるに到った。すなわち
本発明は(1)式(1)
【0005】
【化2】
【0006】(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子ま
たはハロゲン原子または炭素数1〜4のアルキル基、ま
たはアリール基を表し、個々のRはお互いに同一であっ
ても異なっていてもよい。Xは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、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。)で表される化合物と、エポキシ基を
1分子中に2個以上有するエポキシ樹脂とを反応させる
ことにより得られるエポキシ樹脂、(2)上記(1)記
載のエポキシ樹脂および硬化剤、さらに必要により硬化
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
に関するものである。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明のエポキシ樹脂は例えば、式(1)
で表される化合物と1分子中にエポキシ基を2個以上有
するエポキシ樹脂をトリフェニルホスフィン、4級アン
モニウム塩、イミダゾール類、NaOHの様な塩基性触
媒の存在下、溶剤中或は溶融状態で70〜200℃で
0.5〜20時間、好ましくは1〜15時間反応させる
ことにより得ることができる。
【0009】式(1)で表される化合物としては、例え
ば下記式(2)
【0010】
【化3】
【0011】或は下記式(3)
【0012】
【化4】
【0013】或は下記式(4)
【0014】
【化5】
【0015】で表される化合物などが挙げられるが,こ
れらに限定されるものではない。
【0016】1分子中にエポキシ基を2個以上有するエ
ポキシ樹脂の例としては、例えばビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂、臭素含有ビスフェノール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、テトラメチルビフェノール型エポキ
シ樹脂、ジヒドロキシベンゼンのジグリシジルエーテル
化物、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられるが、これら
に限定されるものではない。また上記のエポキシ樹脂は
1種のみを用いても、2種以上を併用して用いてもよ
い。
【0017】式(1)で表される化合物と、1分子中に
エポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂とを反応させ
る場合の各成分の使用割合は、エポキシ樹脂中のエポキ
シ基1個に対し、式(1)で表される化合物の水酸基が
0.1〜0.8個、好ましくは0.15〜0.75個と
なるような割合である。
【0018】上記反応において溶剤を使用する場合その
沸点は60℃〜200℃の範囲にあることが好ましく例
えばメチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、ト
ルエン、キシレン等が挙げられる。溶剤の使用量は、エ
ポキシ樹脂及び式(1)で表される化合物の合計重量1
00重量部に対して通常10〜200重量部、好ましく
は20〜150重量部である。
【0019】上記反応において使用される触媒の量は1
分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂の重
量に対して0.001〜3%であることが好ましく、特
に0.01〜2%であることが好ましい。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,トリメチルベン
ジルアンモニウムクロライド等が挙げられ、イミダゾー
ル類としてはイミダゾール、2−メチルイミダゾール、
2−エチル−4−メチルイミダゾール等が挙げられる。
【0020】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。
【0021】用いうる硬化剤は特に限定されず、例えば
アミン系化合物,酸無水物系化合物,アミド系化合物,
フェノール系化合物などが挙げられる。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,フェノールノボラック,及びこれ
らの変性物,イミダゾール,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。
【0022】これらの硬化剤の使用量は、エポキシ樹脂
のエポキシ基1当量に対して0.7〜1.2当量が好ま
しい。エポキシ基1当量に対して、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は得られない恐れがあ
る。
【0023】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。硬化促進剤としては例えば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ール類,
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、オクチル酸スズ等の有機金属化合物塩等が挙げられ
る。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用して
もよい。
【0024】硬化促進剤の使用量は用いるエポキシ樹脂
の合計100重量部に対して0.1〜5.0重量部が好
ましい。
【0025】本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に、
必要に応じて公知の添加剤を添加することができる。用
い得る添加剤としては、例えばシリカ、アルミナ、タル
ク、ガラス繊維等の無機充填材やシランカップリング
剤、離型剤、顔料等が挙げられる。
【0026】発明のエポキシ樹脂組成物は、各成分を均
一に混合することにより得ることができる。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
で容易にエポキシ樹脂組成物の硬化物とすることができ
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添加剤とを必要に応じて押出
機,ニーダ,ロー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ー成形機などを用
いて成形し、さらに80〜200℃に加熱することによ
り硬化物を得ることができる。
【0027】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,カーボン繊維,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
硬化物を得ることなどもできる。例えば本発明のエポキ
シ樹脂と硬化剤、希釈用溶剤などを均一になるまで加
熱、撹拌し、これをガラスクロスに含浸させ加熱半乾燥
して溶剤分を飛ばしたプリプレグを、必要枚数重ねて8
0〜200℃で1時間以上加熱プレスすることによりガ
ラスクロス積層板を作製することができる。
【0028】この際用いうる希釈用溶剤の具体例として
は、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、メチルセロソルブ等が好ましく、そ
の使用量は、エポキシ樹脂組成物と該希釈用溶剤の合計
重量に対し、10〜70重量%、好ましくは、15〜6
5重量%である。
【0029】こうして得られる硬化物は優れた耐熱性、
耐水性を有しているため、本発明のエポキシ樹脂組成物
は耐熱性、耐水性の要求される広範な分野で用いること
ができる。具体的には成形材料、注型材料、積層材料、
塗料、接着剤、レジスト等広範囲の用途に使用できる。
【0030】
【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、吸水率の測定条
件は次の通りである。
【0031】ガラス転移温度 熱機械測定装置(TMA):真空理工(株)製 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量
(%) 実施例1、比較例1 撹拌機、コンデンサー、温度計を取り付けた丸底フラス
コに、エポキシ当量が186g/eqであるビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂(エピコート828、油化シェル
エポキシ(株)製)を186部、前記式(2)で表され
る化合物を71部、メチルイソブチルケトン130部を
仕込み80℃に加熱し撹拌下で完全に溶解した後、触媒
としてトリフェニルホスフィン0.18部を添加し、減
圧下で150℃まで昇温しメチルイソブチルケトンを完
全に留去した。その後更に150℃で2時間、反応を行
い、エポキシ当量477g/eq、軟化点。68.2℃
の本発明のエポキシ樹脂(A)257部を得た。
【0032】得られたエポキシ樹脂(A)、比較として
エポキシ当量が468g/eqであるビスフェノールA
型エポキシ樹脂(エポミックR−301、三井石油化学
(株)製)、硬化剤としてフェノールノボラック(水酸
基当量106g/eq)を用い、表1に示す組成で配合
して、70℃で15分ロールで混練し、150℃、18
0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、ガラス転移温度及び吸水率の測定を行った。測定結
果を表1に示す。尚、表中、配合物の組成の欄の数値は
重量部を表わす。
【0033】
【表1】 表 1 実施例 比較例 1 1 配合物の組成 エポキシ樹脂(A) 100 − エポミックRー301 − 100 (エポキシ当量(g/eq)) 477 468 フェノールノボラック 22 23 硬化物の物性 ガラス転移温度(℃) 152 138 吸水率(%) 1.24 1.98 実施例2、比較例2 エポキシ当量が202g/eqであるオルソクレゾール
ノボラックエポキシ樹脂(EOCN−1020 日本化
薬(株)製)を120部、エポキシ当量が186g/e
qであるビスフェノールA型エポキシ樹脂(エピコート
828、油化シェルエポキシ(株)製)を90部、前記
式(2)で表される化合物を90部、トリフェニルホス
フィンを0.21部、メチルイソブチルケトン150部
を仕込み、実施例1と同様に反応を行い、エポキシ当量
605g/eq、軟化点85.3℃の本発明のエポキシ
樹脂(B)300部を得た。
【0034】得られたエポキシ樹脂(B)、比較として
エポキシ当量が612g/eqであるビスフェノールA
型エポキシ樹脂(エポミックR−302 三井石油化学
(株)製)、硬化剤としてジアミノジフェニルメタン
(DDM)を用い、表2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18
0℃で8時間硬化せしめて試験片を作成し、ガラス転移
温度及び吸水率の測定を行った。測定結果を表2に示
す。尚、表中、配合物の組成の欄の数値は重量部を表
す。
【0035】
【表2】 表 2 実施例 比較例 2 2 配合物の組成 エポキシ樹脂(B) 100 − エポミックR−302 − 100 (エポキシ当量(g/eq)) 605 612 DDM 8 8 硬化物の物性 ガラス転移温度(℃) 155 131 吸水率(%) 1.30 2.05 本発明のエポキシ樹脂の硬化物は表1、表2で示したガ
ラス転移温度の測定結果から明らかなように耐熱性に優
れ、また、吸水率の測定結果から明らかなように耐水性
に優れる。
【0036】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂は従来一般的に用
いられてきたエポキシ樹脂と比較して、耐熱性、耐水性
に優れた硬化物を与える。
【0037】すなわち本発明のエポキシ樹脂又はエポキ
シ樹脂組成物は、耐熱性、耐水性に優れた特性を兼ね備
え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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋村 芳郎 東京都北区志茂4−31−1 (72)発明者 浜口 昌弘 埼玉県大宮市宮原町1−87−1−411

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(1) 【化1】 (式中、Rはそれぞれ独立して水素原子またはハロゲン
    原子または炭素数1〜4のアルキル基、またはアリール
    基を表し、個々のRはお互いに同一であっても異なって
    いてもよい。Xは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、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。)で表される化合物と、エポキシ基を1分子中に2
    個以上有するエポキシ樹脂とを反応させることにより得
    られるエポキシ樹脂。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のエポキシ樹脂および硬化
    剤、さらに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. 【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。
JP18736694A 1994-08-09 1994-08-09 エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物およびその硬化物 Pending JPH0848747A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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