JPS59109518A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPS59109518A
JPS59109518A JP22102082A JP22102082A JPS59109518A JP S59109518 A JPS59109518 A JP S59109518A JP 22102082 A JP22102082 A JP 22102082A JP 22102082 A JP22102082 A JP 22102082A JP S59109518 A JPS59109518 A JP S59109518A
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JP
Japan
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epoxy resin
anhydride
dicarboxylic acid
acid anhydride
unsaturated alicyclic
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JP22102082A
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JPS6257652B2 (ja
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Kazuhide Nakajima
和秀 中島
Takayuki Saito
斉藤 高之
Takeshi Nakahara
中原 武
Shigeo Tanaka
重雄 田中
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Resonac Corp
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエポキシ樹脂お□よび不飽和脂環式−1,2−
ジカルボン酸無水物□の脱炭酸縮合物を含有1−てなり
、積層用樹脂、塗料、接着剤、注型用樹脂等と[7て治
用なエポキシ樹脂組成物に関する。
近年、工業劇料としてエポキシ樹脂は重要女役割を果す
ようになってきたが、実用上大きな問題となるものに硬
化収縮より生ずるクラック発生、埋込み物への応力集中
がある。
これらを防ぐ方法としで、一般的にtま無機質充てん剤
および熱可塑性樹脂などを加える方法あるいは、硬化条
件の緩和などの方法がとられてきたが、エポキシ樹脂と
硬化剤の民化反応時の硬化収縮を小さくするという木質
的な改良C1、はとんどされていなかった。
本発明は、このような問題点を解決するものであり、新
規なエポキシ樹脂硬化剤を使用して。
硬化収縮の小さい硬化物が得られるエポキシ樹脂を提供
う′るものである。
すなわち9本発明は。
(al  エポキシ樹脂 および (b)  不飽和脂環式−1,2−ジカルボン酸無水物
の脱炭酸縮合物 を含有してなるエポキシ樹脂組成物に関する。
本発明罠用いられるエポキシ樹脂ど17て1.。
−分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物が使用
され、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルに代表
されるエビビス型エポキシ樹脂、フJ−ノールノボラッ
ク、クレゾールノボラックなどのグリシジルエーテル化
合物であるノボシック型エポキシ樹脂、フタル酸、ヘキ
サヒドロフタル酸、ダイマー酸などのグリシジルエステ
ルであるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、3.4−
エポキシシクロヘキシルメチル−3゜4−エボキシシク
ロヘキザンカルボキシレートに代表される脂環式エポキ
シ樹脂、ポリプロピレンジグリシジルエーテルなどの多
価アルコールのグリシジルエーテル、ジグリシジルアニ
リン、ジグリシジルトルイジン々どの芳香族アミンのN
−グリシジル化合物などがある。
不飽和脂環式−1,2−ジカルボン酸無水物としては、
単環の不飽和脂環式−1,2−ジカルボン酸無水物が好
捷しく、その他、単環の脂環構造が縮合した多環縮合の
脂環式−1,2−ジカルボン酸無水物等がある。
手記単環の不飽和脂環式−1,2−ジカルボン酸無水物
としては、テトラヒドロフタル酸無水物、3−メチルテ
トラヒドロフタル酸無水物。
4−メチルテトラヒドロフタル酸無水物等がある。
不飽和脂環式−1,2−ジカルボン酸無水物の脱炭酸縮
合物とは、不飽和脂環式−1,2−シカ脱炭酸縮合は9
例えは、上記不飽和脂環式−1,2−ジカルボン酸無水
物を塩基性触媒の存在下に加熱することにより行なわれ
る。ここで。
塩基性触謀としては、1.8−ジアザビシクロ(5,4
,0)ウンデセン−7(以下rJ)BUJと略す。)、
2−エチル−4−メチルイミダゾール、ジブデルアニリ
ン、ベンジルジメチルアミン等のアミン化合Qt+、 
)リフェニルフォスフィン、ヘキサメグ・ルフォスファ
トリアミド等のリン化合物、KOH,NaOH等のアル
カリ金属の水[化物、Na0CHs*のアルカリ金属の
アルコキサイド、Mg(OH)2.Ca(OH)2.B
a (OH)2等のアルカリ土類金稙の酸化物等があり
、特に。
DBU、2−エチル−4−メチルイミダゾール。
KOJI、NaOH等が好芳しい。
触媒の使用量は、不飽和脂環式−1,2−ジカルボン酸
無水物に対して0.1 屯ji二%以上が好まし7く9
反応基度は160℃以上が好ま[7い。
有機溶媒は、使用してもよく、使用しなくてもよいつ このようにして製造される脱炭酸縮合物は。
不飽和脂環式−1,2−ジカルボン酸無水物の2分子線
合物を主成分と【7て含む。なお、該2分子線合物は、
2個の炭素環を有し、1個のラクトン環、1個のカルボ
キシル基および炭i 環中に新だに導入された二重結合
を有する。該ラクトン環は一方の炭素環に縮合し、他方
の炭素環に上記カルボキシル基および新たに導入された
二重結合を有する。また、ラクトン環の炭素と他方の炭
素環の炭素が結合している。
」−配脱炭酸縮合物の製造時、生成する2分子線合物は
、カルボキシル基が結合l−た炭素環内で共役ジエン構
造をとることがあり、このとき。
他の2分子線合物とディールス・アルダ−反応シフ、2
分子線合物の2量体が生成し、この2−酸体もまた炭素
環内に共役ジエン構造をとることがあり、同様にして3
景体、さらに4−M:体が生成することがある。上記の
炭素環内で共役ジエン構造をとる2分子線合物は原料で
ある酸無水物とディールス・アルダ−反応し、この生成
物が他の酸無水物と脱炭酸縮合反応し、結果として、上
記2分子線合物の2責体が生成1−1ているのかもしれ
々い。いずれにしても上記2分子線合物の2景体、3量
体等の多°飄体が生成することがある。このような場合
、上記脱炭酸縮合物は、上記2分子線合物の多量体を含
む。
これらは、高速液体クロマトグラフィー(以下HLCと
略称する)、NM几スペクトル。
エルスペクトル、元素分析、使用ネれる原料及び発生す
る炭酸ガスの貴から確認することができる。
例えば、テトラヒドロ無水フタル酸を使用した場合1本
発明により、主成分の脱炭酸縮合物として次の式(1)
で示される化合物が生成する。
式tl) (分子式C+gH2o04) さらに、この式(11で示される化合物は、カルボキシ
ル基の付いている環の2つの二重結合の2置換二重結合
が9反応時の塩度及び触媒によって移動し共役ジエン構
造をとり、上記したようにディールス・アルダ−反応を
行ない、結果とし−C2′Jlj体、3隈体等の多量体
を生成する。
本発明によって得られる脱炭酸縮合物は、その使用にあ
たってはとくに精製1−なくても差し支えないが、必要
な場合は次のような精製方法があげられる。
反応に用いた塩基性触媒を除去するには水洗によって行
なうことができる。この方法は、不飽和脂環式−1,2
−ジカルボン酸が混在する場合、同様にこれを除去する
ことができるので好ましい、また、未反応の不飽和脂環
式1.2−ジカルボン酸無水物が残存する場合は1反応
終了物をテトラヒドロフラン、ジオキサン等の溶媒中で
水を加え60〜70℃に加熱し、核酸無水物を開環させ
、ジカルボン酸としたのち溶媒を留去し、ついで水洗す
ることによって除去することができる。
本発明に係るエポキシ樹脂組成物には、(C)成分とし
て無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒ
ドロ無水フタル酸、3,6−ニンドメチレンーテトラヒ
ドロ蕪水フタル酸、メチルへキサヒドロ無水フタル酸、
メヂルテトラヒドロ無水フタル酸、メチル3.6−ニン
ドメチレンーテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無
水コハク酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸
々どのエポキシ樹脂Ω硬化剤と1.て知られる酸無水物
を含有させることができる。さらに9本発明に係るエポ
キシ樹脂組成物には。
(dl成分として硬化促進剤としC知られる化合物。
例えば第3級アミンおよびその塩、イロ級アンモニワノ
、化合物、アルカリ金属アルコラード等を含有させるこ
とができる。これらの例としてはベンジルジメチルアミ
ン、Z4.6−トリス(ジメチルアミンメチル)フェノ
ール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、トリアミ
ルアンモニウノ、フエル−ト、ナトリウムヘキサントリ
オール、1.8−ジアザビシクロ−(5,4,0)−ウ
ンデセン−7などがある。
上記(b)成分は、(a)成分のエポキシ基1当景に対
して0.01〜1モル、特に、0.03〜0.5モル使
用されるのが好ましい。fb)成分が少々すぎると本発
明の効果である硬化時に低収縮であるという効果が劣り
、多すぎるとfbl成分が硬化剤と12で過剰になり硬
化物のqq d=が劣る。捷た。
J−、に: (cl成分は、(a)成分のエポキシ基1
当景に対して0〜1.5モル、好ましく tj、 0〜
1モル便用される。(b)成分と(cl成分は、(b)
成分と(cl成分の合計量が(al成分のエポキシ基1
当景に対して0.01〜1,51モル、好1しくは0,
03〜1.2モルの範囲で硬化剤として過剰または過少
になって、硬化特性が著しく低下しないように使用量を
適宜選択して使用される。
さらに、上記(bl成分は、硬化反応時に本発明のエポ
キシ樹脂組成物に存在させるのが好ましい。こねは、酸
無水物系の硬化剤を使用した場合、硬化反応が比較的遅
いためである。fbl成分の使用量は、(a)成分のエ
ポキシ基1当′輌、に対して10重量部以下であり、0
.01〜10重弾部が好まL7〈、特に0.1〜5重量
部が好壕[7い。
促進剤が多すぎるとエポキシ樹脂同士の縮合反応(エー
テル化)がおこりやずくなり好11〜くない。
本発明による硬化性組成物にt」、さらに希釈剤、増量
剤、無機光てん剤、顔料、染料、有機溶剤、可塑剤、流
動調節剤、チキントロピー付与剤、消泡剤、S燃剤など
を硬化前のあらゆる段階で混合することができる。
次に、脱炭酸縮合物の製造例および本発明の実、流側を
示す。
製造例1 テトラヒドロ無水フタル酸152.2 Y−(1,00
モル)を攪拌器、温度計、還流冷却器および触媒滴下ロ
ートをつけた200cc4つ目フラスコに仕込む。さり
に、この反応装置Nの還流冷却器の出口と湿式ガスメー
ターをゴム管て結ぶ。加熱攪拌ド[・ζ内容物の温度を
200℃とする。200℃になってから触媒I)BU 
1.5 LfCJM料の1.0重量%)を滴下ロートよ
り滴下した。触媒の滴下後ただちにカスの発生が認めら
れた。この発生ガスを活性炭カラム金取付けたガスクロ
マトグラフィーで分析したところ炭酸ガスであることが
わかった。
DBU滴下後、4時間加熱攪拌を続けた。
得られた軟化点97℃の淡昔色樹脂状物は130、52
−であり、結局21.’l(0,493モル)の炭酸ガ
スが反応によって発生し7た。なお、湿式ガスメーター
のガス量は12.031(温度28℃。
0、487モル)であり9重量から求められた値と−・
致する。
この反応生成物を100℃で液状としたのち。
キシレン中に分散#せたのち、濾過して白色粉末を得た
。この白色粉末を水洗し、乾燥場せ脱炭酸縮合物A12
5.3Pを11ノた。
この脱炭酸縮合物AKは、上記の式(11で表わされる
化合物を含有し、その他、そのディールス・アルダ−反
応による多月°体が含液)1.ることがPJMFtスペ
クトル、IIRスペクトル、元素分析、高速液体クロマ
トグラフィー(IIL C)分析等により明らかになっ
た。
該脱炭酸縮合物の組成は次のとおりである。なお9組成
割合(係)はHI、 Cクロマトクラムの面積比による
式(11で表わされる2分子縮合物  44.7%2分
子縮合物の2量体      42.6%〃  の3量
体      10.2%〃   の4量体     
  2,6チテトラヒドロフタル酸       微量
製造例2 実施例1におけるテトラジニトロ無水フタル酸の代わり
に、4〜メチル−Δ−1トラヒドロ無水フタル酸を16
6.2 y−(1,O0モル)用いた他は。
実施例1に準じて反応を行なった。
その結果、軟化点67℃の赤かっ色樹脂状縮合物を14
4.717得た。発生した炭酸ガス量は21.5F!−
(0,488モル)であった。
この脱炭酸縮合物はキシレンに溶解するので。
キシレン溶液の状態で分液ロートを用いて水洗を繰返し
、711虫媒のl) B Uを除去し、乾燥して脱炭酸
縮合物Bを得た。
実施例I GY−250(チバ社商品名、エピビス型エポキシ樹脂
、エポキシ当:jt185)185重噴前2脱炭酸縮合
物A97重量部(エポキシ基1当量に対して0.37モ
ル)、HN−2200(日立化成工業■商品名、メチル
テトラヒドロ無水フタル酸)97重量部(エポキシ基1
当員に対して0.58モル)および2−エチル−4−メ
チルイミダゾール1.855重量をよく混合り、、 1
20’Cで51)f問および150℃で15時間加熱し
て硬化させた。硬化物の熱変形温度は121℃であり、
硬化前後の25℃の真比重の測定より硬化収縮率は0.
8 %であった。
実施例2 GY−250185重険部、脱炭酸縮合物B102重量
部(エポキシ基1当量に対して0.35モル)、HN−
5500(日立化成工業■商品名。
メチルへキサヒドロ無水フタル酸)102重景前置エポ
キシ基1当員に対して0.61モル)および2−エチル
−4−メチルイミダゾール1.9重量部をよく混合し、
130℃で50分および125℃で7時間加熱して硬化
させた。硬化物の熱変形温度は126℃であり、硬化後
の25℃の真比重の測定より硬化収縮率は1.1%であ
った。
比較例1・および2 表1に示す配合および硬化条件で硬化物を得たう硬化物
の特性を表1に示r0 表1 配合、硬化条件および特性 本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、硬化収縮の少ない
硬化物を与える。
本発明によるエポキシ樹脂組成物は、硬化収縮が小さく
、従って硬化物にクラックの発生が低減でき9寸法安定
性が優れている。特に注型用樹脂として使用する場合に
、この効果が最もよく発揮され、電子部品などを封止し
定場合、素子、半導体にかかる応力が低減でき、信頼性
が向上できる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L(al  エポキシ樹脂 および (b)  不飽和脂環式−1,2−ジカルボン酸無水物
    の脱炭酸縮合物 を含有してなるエポキシ樹脂組成物。 2、  (a)成分のエポキシ基1当量に対して、(b
    )成分0.01〜1.0モル含有する特許請求の範囲第
    1項記載のエポキシ樹脂組成物。
JP22102082A 1982-12-15 1982-12-15 エポキシ樹脂組成物 Granted JPS59109518A (ja)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54151941A (en) * 1978-05-18 1979-11-29 Nippon Zeon Co Ltd Preparation of liquid dibasic acid anhydride
JPS55339A (en) * 1978-06-19 1980-01-05 Nippon Zeon Co Ltd Isomerization of methyl-delta-4-tetrahydrophthalic anhydride
JPS5531810A (en) * 1978-08-24 1980-03-06 Nippon Zeon Co Ltd Solventless epoxy resin composition
JPS5590528A (en) * 1978-12-28 1980-07-09 Nippon Zeon Co Ltd Epoxy resin composition

Patent Citations (4)

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