JPH107762A - 固形エポキシ樹脂の製造方法 - Google Patents
固形エポキシ樹脂の製造方法Info
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- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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Abstract
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結晶性低粘度エポキシ樹脂の工
業的に有利な製造方法を提供する。 【解決手段】 液状又はペースト状の結晶性エポキシ樹
脂に、融点より10℃以上低い温度で剪断を加え、固形
化する。
Description
封止材、粉体塗料、接着剤、積層板等の分野に好適に使
用される固形エポキシ樹脂の製造方法に関するものであ
る。
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使用
されているが、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。上
記問題点を克服するため、特公平4−7365号公報、
特開平6−345850号公報、特開平6−15771
0号公報等には、結晶性の低粘度エポキシ樹脂を使用す
ることが提案されている。しかし、これらのエポキシ樹
脂は結晶化速度が非常に遅く、工業的に固形化させるの
が困難であった。結晶化を促進させるための手法として
は、溶媒を用いる方法や種結晶を用いる方法(特開平7
−179564号公報)が提案されているが、溶媒の除
去や種結晶の調製等の必要があり、工業的には必ずしも
有利ではない。
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結晶性低粘度エポキシ樹脂の工業的
に有利な製造方法を提供することにある。
状又はペースト状の結晶性エポキシ樹脂に、融点より1
0℃以上低い温度で剪断を加え、固形化することを特徴
とする固形エポキシ樹脂の製造方法である。
は、構造上、特に制約されるものではないが、代表的に
は下記一般式(1)で示される二官能性のエポキシ樹脂
又はこれを主体とするエポキシ樹脂が挙げられる。
の整数を表す。また、Xは単結合又は2価の基を表
す。)
しては、ハロゲン原子又は炭素数1〜6の炭化水素基が
挙げられるが、グリシジル基の反応性の観点より、3、
5位、あるいは3’、5’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は単結合又は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)若しくは(b)で表される炭化水素基が挙げら
れるが、好ましくは単結合、酸素原子、硫黄原子、メチ
レン基、エチリデン基又は1,4−フェニレンビスイソ
プロピリデン基である。
化水素基を表す。)
エポキシ樹脂に限定されるものではなく、結晶性を有す
るものであればいかなるエポキシ樹脂にも適用すること
ができ、例えばナフタレンジオール類のジグリシジルエ
ーテル等のナフタレン系エポキシ樹脂であってもよい。
ノール化合物に代表されるフェノール性水酸基を有する
化合物をエピクロロヒドリンと反応させることにより合
成される。この反応は、通常のエポキシ化反応と同様に
行うことができる。ビスフェノール化合物を例とした場
合、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、50〜15
0℃、好ましくは60〜120℃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F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。
ル化合物の二量体以上の多量体を含む分子量分布を持っ
た混合物として得られる。結晶化速度向上の観点から
は、ビスフェノール化合物の単量体含有量の多いものほ
どよく、好ましくは単量体の含有量が80重量%以上で
ある。
点範囲としては、40〜160℃であり、さらに好まし
くは50〜130℃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。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一
般に結晶性が悪く、結晶化が困難となる。
エポキシ樹脂を例示すると、融点が40〜75℃の4,
4’−ジヒドロキシジフェニルメタンのエポキシ化物、
融点が35〜60℃の3,3’−ジメチル−4,4’−
ジヒドロキシジフェニルメタンのエポキシ化物、融点が
60〜80℃の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エポキシ化
物、融点が80〜110℃の2,2’,3,3’,5,
5’−ヘキサメチル−4,4’−ジヒドロキシジフェニ
ルメタンのエポキシ化物、融点が80〜100℃の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メタンのエポキシ化物、
融点が50〜70℃の1,4−ビス(4- ヒドロキシク
ミル)ベンゼンのエポキシ化物、融点が70〜95℃の
1,4−ビス(3ーメチルー4ーヒドロキシクミル)ベ
ンゼンのエポキシ化物、融点が140〜160℃の1,
4−ビス(3,5ージメチルー4ーヒドロキシクミル)
ベンゼンのエポキシ化物、融点が60〜90℃の4,
4’−ジヒドロキシジフェニルエーテルのエポキシ化
物、融点が40〜60℃の4,4’−ジヒドロキシジフ
ェニルスルフィドのエポキシ化物、融点が90〜125
℃の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エポキ
シ化物、融点が80〜110℃の3,3’,5,5’−
テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルのエ
ポキシ化物、融点が50〜80℃の1,7−ナフタレン
ジオールのエポキシ化物等が挙げられる。
的には結晶性のものであり、結晶化させた後の融点が3
0〜160℃の範囲のものである。通常の結晶性化合物
は、液状の状態から温度を下げることにより比較的容易
に結晶化するが、本発明のエポキシ樹脂は、分子量が通
常250以上と比較的大きいため、温度を下げることに
より増粘し、分子の配列が妨げられるため、かえって結
晶化が起こり難くなる傾向がある。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においては、常温
に1週間程度放置しても表面に僅かに結晶の析出が認め
られるものの、依然流動性をもつ液状状態にある。ま
た、0℃付近まで急冷した場合は固体状態となるもの
の、ガラス状態に凍結されたままであり、常温に戻すと
流動性をもつ液状物となる。
シ樹脂に、剪断を加えることにより分子の配列を強制的
に行わせ、結晶化を促進させ短時間で固形化を行うもの
である。この剪断を加える方法としては、通常、混練機
等が使用される。混練機としては、例えばニーダー、コ
ニーダー、スクリュー押出機、二軸押出機、インターナ
ルミキサー等が挙げられる。
熱及び剪断による摩擦熱が発生するため、用いるエポキ
シ樹脂の融点以下に冷却する必要がある。操作温度は低
いほど好ましいが、温度を下げるに従い樹脂粘度が高く
なり操作性が低下し、温度が高いと結晶化速度が低下す
る。選択される温度範囲は、本発明を適用するエポキシ
樹脂の種類によって異なるが、通常はエポキシ樹脂の融
点より10℃以下、好ましくは20℃以下の温度に冷却
して行われる。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5〜40℃の範囲である。冷却の方法としては、冷媒
による間接冷却、又は冷風、ドライアイス等による直接
冷却等の方法がとられる。
を加えながら攪拌、混合、粉砕、粒状化等の作業が同時
に行われる。生産性向上の面からは、コニーダー、二軸
押出機等により、移送まで含めて連続的に行わせること
が好ましい。
混練機を通しただけでは、短時間に完全に結晶化を行わ
せることが困難な場合がある。この場合は、混練機を通
した後、冷却ドラム、冷却ベルト等の二次冷却装置を通
すことにより、結晶化を促進させ固形化を行わせること
ができる。この場合の混練機及び二次冷却装置での滞留
時間は、用いるエポキシ樹脂の特性、さらには生産性向
上の観点を考慮し調整される。一般的には、混練機にお
いて大きな剪断が加えられるものほど、滞留時間を短縮
できる。
ポキシ樹脂が着色するおそれのある場合は、着色防止の
ため窒素等の不活性ガス雰囲気に保つことが望ましい。
らに具体的に説明する。
ドロキシジフェニルメタンのエポキシ化物の固形化)常
温で液状状態の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エポキシ化
物1kgを容量5Lのベンチニーダー(入江商会製、PN
V-5H型)に仕込んだ後、25℃で回転数60rpm で攪拌
混練を行った。系内の粘度が上昇し餅状となった後、固
化し粉砕されて粉粒体となった。この間の所要時間は4
5分であり、得られた固形物の融点は、69〜75℃で
あった。なお、用いたエポキシ樹脂の品質は、加水分解
性塩素が250ppm、エポキシ当量が193であり、
単量体の純度が91.3%、二量体の純度が7.4%で
あった。
クミル)ベンゼンのエポキシ化物をニーダーに仕込み、
系内40℃の条件で、実施例1と同様の操作を行い、融
点83〜89℃の粉粒体固形物を得た。この間の所要時
間は20分であった。なお、用いたエポキシ樹脂の品質
は、加水分解性塩素が360ppm、エポキシ当量が2
46であり、単量体の純度が90.2%、二量体の純度
が8.4%であった。
リーブチル−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフ
ィドのエポキシ化物をニーダーに仕込み、系内50℃の
条件で、実施例1と同様の操作を行い、融点111〜1
18℃の粉粒体固形物を得た。この間の所要時間は15
分であった。なお、用いたエポキシ樹脂の品質は、加水
分解性塩素が530ppm、エポキシ当量が252であ
り、単量体の純度が86.1%、二量体の純度が11.
4%であった。
4’−ジヒドロキシビフェニルのエポキシ化物をニーダ
ーに仕込み、系内50℃の条件で、実施例1と同様の操
作を行い、融点99〜103℃の粉粒体固形物を得た。
この間の所要時間は15分であった。なお、用いたエポ
キシ樹脂の品質は、加水分解性塩素が210ppm、エ
ポキシ当量が199であり、単量体の純度が89.7
%、二量体の純度が8.1%であった。
静置した。1週間後に表面に結晶が析出し始め、2週間
後には全体に固化したが、依然ワックス状であり完全に
は固形化していなかった。
ト状の結晶性エポキシ樹脂に、融点より10℃以上低い
温度で剪断を加え、固形化するという簡単な操作で、電
子部品の封止、粉体塗料、積層板等の分野に好適に使用
される低粘度固形エポキシ樹脂が工業的に安価に製造で
きる。
Claims (3)
- 【請求項1】 液状又はペースト状の結晶性エポキシ樹
脂に、融点より10℃以上低い温度で剪断を加え、固形
化することを特徴とする固形エポキシ樹脂の製造方法。 - 【請求項2】 結晶性エポキシ樹脂が、融点40〜16
0℃の二官能型のエポキシ樹脂である請求項1記載の固
形エポキシ樹脂の製造方法。 - 【請求項3】 結晶性エポキシ樹脂が、ジヒドロキシジ
フェニルメタン類のエポキシ化物、4,4’−[(1,
4−フェニレン)ビス(イソプロピリデン)]ビスフェ
ノール類のエポキシ化物、4,4’−ジヒドロキシビフ
ェニル類のエポキシ化物又はジヒドロキシジフェニルス
ルフィド類のエポキシ化物である請求項1記載の固形エ
ポキシ樹脂の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP16587096A JPH107762A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 固形エポキシ樹脂の製造方法 |
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Applications Claiming Priority (1)
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WO2004069893A1 (ja) * | 2003-02-03 | 2004-08-19 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | エポキシ樹脂、その製造方法、それを用いたエポキシ樹脂組成物及び硬化物 |
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JP2020105428A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及び硬化物 |
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-
1996
- 1996-06-26 JP JP16587096A patent/JPH107762A/ja active Pending
-
1997
- 1997-06-25 WO PCT/JP1997/002204 patent/WO1997049748A1/ja active Application Filing
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