JPWO2018135588A1 - エポキシ樹脂の製造方法、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents

エポキシ樹脂の製造方法、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 Download PDF

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Abstract

電気電子材料に好適で、低ハロゲンで安価で得られるエポキシ樹脂の製造方法を提供する。本発明のエポキシ樹脂の製造方法は、タングステン酸化合物と、有機カルボン酸と、リン酸化合物との存在下で、下記式(1)で表される構造を有する置換アリルエーテル樹脂と過酸化水素を反応させる。【化1】(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表し、aは1〜3を表す。)

Description

本発明は電気電子材料用途に好適なエポキシ樹脂の製造方法、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物に関する。
エポキシ樹脂は作業性及びその硬化物の優れた電気特性、耐熱性、接着性、耐湿性(耐水性)等により電気・電子部品、構造用材料、接着剤、塗料等の分野で幅広く用いられている。
従来、アリルエーテル化合物は、反応性希釈剤、架橋剤、難燃剤などの添加剤、光硬化性モノマーの原料などとして利用されてきた(特許文献1)。さらに、アリルエーテル化合物は、酸化反応により得られるエポキシ樹脂の原料として使用が可能である。得られたエポキシ樹脂は塗料、構造材、電気電子材料等、種々の用途に用いることができるため開発が進められている(特許文献2)。
一方、近年電気・電子部品の分野においては、ICチップとリードフレームやプリント基板とを接続するワイヤーボンディングに使用する金線を、コスト削減の観点から、銅線に変換する動きが急ピッチで進んでいる。ここで、銅線を使用した半導体の封止材として、塩素含有化合物(エピクロロヒドリン)を用いる手法で製造されたエポキシ樹脂を使用すると、該エポキシ樹脂に残存する全塩素量が高くなり、銅ワイヤーが腐食されてしまうという問題がある。そのため、当該エポキシ樹脂の半導体などへの用途への適用は制限される上、当該用途で使用するためには煩雑な精製を繰り返す必要があった。このような塩素による腐食を防止するためには、塩素含有化合物を使用しない手法により得られたエポキシ樹脂を用いるのが効果的である。塩素含有化合物を用いずにエポキシ樹脂を製造する技術としては、例えば特許文献3に、炭素−炭素二重結合を有する化合物に過酸化水素を反応させ、二官能性エポキシ樹脂を製造する手法が報告されている。また、有機過カルボン酸を用いたエポキシ樹脂の製造法も報告されている(特許文献4)。
日本国特開2005−170890号公報 日本国特開2012−067253号公報 日本国特開2011−225711号公報 日本国特開2012−052062号公報
しかしながら、特許文献3に記載の製法では、相間移動触媒である4級アンモニウム塩を使用しており、その除去が難しい点に課題がある。
そこで、本発明は、電気電子材料に好適で、低吸水、低ハロゲンで安価で得られるエポキシ樹脂の製造方法、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の要旨構成は、以下の通りである。
[1]タングステン酸化合物と、有機カルボン酸と、リン酸化合物との存在下で、下記式(1)で表される構造を有する置換アリルエーテル樹脂と過酸化水素を反応させるエポキシ樹脂の製造方法。
Figure 2018135588
(式中、R及びRは、それぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表し、aは1〜3を表す。)
[2]前記置換アリルエーテル樹脂が、フェノール樹脂と(メタ)アリルハライドとを、溶媒中、塩基の存在下で反応させることによって得られるものであり、前記フェノール樹脂が、フェノールと4,4’−ビス(クロルメチル)−1,1’−ビフェニルとの反応物、フェノールと4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニルとの反応物、フェノールとヒドロキシベンズアルデヒドとの反応物、フェノールとサリチルアルデヒドとの反応物、フェノールとパラヒドロキシアルデヒドとの反応物、フェノールと1,4’−ビスクロロメチルベンゼンとの反応物、フェノールと1,4’−ビスメトキシメチルベンゼンとの反応物、フェノールとジシクロペンタジエンとの反応物、フェノールとホルムアルデヒドの反応物、クレゾールとホルムアルデヒドとの反応物からなる群より選択される少なくとも1種である、前項[1]に記載のエポキシ樹脂の製造方法。
[3]前記タングステン酸化合物が、タングステン酸、三酸化タングステン、リンタングステン酸、タングステン酸ナトリウム及びタングステン酸カリウムから選択される少なくともいずれかである前項[1]又は[2]に記載のエポキシ樹脂の製造方法。
[4]前記有機カルボン酸が、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、マロン酸及びコハク酸から選択される少なくともいずれかである前項[1]〜[3]のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂の製造方法。
[5]前記リン酸化合物が、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸カリウム、リン酸三カリウム、リン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム及びウルトラポリリン酸ナトリウムから選択される少なくともいずれかである前項[1]〜[4]のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂の製造方法。
[6]全塩素量が600ppm以下である前項[1]〜[5]のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂の製造方法。
[7]前項[1]〜[6]のいずれか一項に記載の製造方法により得られたエポキシ樹脂。
[8]前項[7]のエポキシ樹脂と、硬化剤及び硬化促進剤の少なくともいずれかを含むエポキシ樹脂組成物。
[9]前項[8]のエポキシ樹脂組成物を硬化した硬化物。
本発明の製造方法では、低誘電特性、低吸水性、難燃性、強靭性に優れる電気電子材料に好適で、かつ低ハロゲンのエポキシ樹脂が得られる。
まず、本発明の実施形態の一つであるエポキシ樹脂の製造方法について説明する。
本発明のエポキシ樹脂の製造方法は、タングステン酸化合物と、有機カルボン酸と、リン酸化合物との存在下で、前記式(1)で表される構造を有する置換アリルエーテル樹脂と過酸化水素とを反応させることを特徴とする。
前記式(1)中のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。電子密度が高く、酸化エポキシ化の反応性の観点からメチル基、又はエチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
以下、本発明のエポキシ樹脂の製造方法の実施形態の一つである特に好ましい方法を例示する。
なお、本明細書中において「(メタ)アリル」とは「アリル」及び/又は「メタリル」を意味する。
((メタ)アリルエーテル樹脂の製造方法)
下記式(2)で表される構造を分子中に含む(メタ)アリルエーテル樹脂(以下、「(メタ)アリルエーテル樹脂」と表す。)は、フェノール樹脂及び/又はクレゾール樹脂と(メタ)アリルハライドとを、溶媒中、塩基の存在下で反応させることによって得られる。なお、ここで、(メタ)アリルハライドに代えて置換アリルハライドを用いることにより前記式(1)で表される置換アリルエーテル樹脂を得ることができる。
Figure 2018135588
(式中、Rは水素原子又はメチル基を表わし、Rはそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表し、aは1〜3を表す。)
(メタ)アリルエーテル樹脂の製造に用いるフェノール樹脂としては、例えばフェノールと4,4’−ビス(クロルメチル)−1,1’−ビフェニルとの反応物、フェノールと4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニルとの反応物、フェノールとヒドロキシベンズアルデヒドとの反応物、フェノールとサリチルアルデヒドとの反応物、フェノールとパラヒドロキシアルデヒドとの反応物、フェノールと1,4’−ビスクロロメチルベンゼンとの反応物、フェノールと1,4’−ビスメトキシメチルベンゼンとの反応物、フェノールとジシクロペンタジエン、フェノールとホルムアルデヒドの反応物、クレゾールとホルムアルデヒドとの反応物が好適に挙げられるが、これらに限られるものではない。
(メタ)アリルエーテル樹脂の製造に用いる(メタ)アリルハライドとしては、フェノール樹脂との反応性の観点から、(メタ)アリルクロライドが好ましく、更に、メタリルクロライド、中でもβ-メタリルクロライドが特に好ましい。
ここで、β−メタリルクロライドは、メタリルクロライド同士が重合し重合体(ポリメタリルクロライド)となる傾向があるが、メタリルエーテル部位を有する化合物の製造に用いるメタリルクロライドは、ポリメタリルクロライドの含有割合が少ないものを用いることが好ましい。
用いるメタリルクロライド中のポリメタリルクロライドの含有割合が少ないと、得られるメタリルエーテル樹脂、更にはそれを用いて得られるエポキシ樹脂の全塩素量を抑えることができ、好ましい。また、メタリルエーテル樹脂、そして得られるエポキシ樹脂の分子量の増加を抑え、製品化の際の微量なゲル物の発生を抑えることができ、好ましい。
またこの塩素量を低下させるためには相当量の塩基性物質の追加が必要となり産業上好ましくないばかりか、系内に毒性の高いメタリルアルコールを生成してしまうおそれがあるが、前述のポリメタリルクロライドの含有割合が少ないと、そのような問題も生じない。
これらポリメタリルクロライドの含有割合はガスクロマトグラフィー等で容易に確認が可能であり、具体的なポリメタリルクロライドの含有割合としては、ガスクロマトグラフィーで測定した際、その面積比で、メタリルクロライドモノマーに対し、1面積%以下であることが好ましく、0.5面積%以下であることがより好ましく、0.2面積%以下であることが特に好ましい。
(メタ)アリルエーテル樹脂の製造において、(メタ)アリルクロライドなどの(メタ)アリルハライドの使用量は、フェノール樹脂の水酸基1モルに対して通常1.0〜2.0モルであり、好ましくは1.0〜1.60モル、より好ましくは1.0〜1.50モルである。
(メタ)アリルエーテル樹脂の製造に用いる塩基としては、アルカリ金属水酸化物が好ましく、その具体的な例としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。このようなアルカリ金属水酸化物は、固形物の状態で使用してもよく、その水溶液の状態で使用してもよいが、特に、溶媒に対する溶解性、ハンドリングの観点からフレーク状に成型された固形物の状態で使用することが好ましい。
(メタ)アリルエーテル樹脂の製造において、アルカリ金属水酸化物などの塩基の使用量は、フェノール樹脂の水酸基1モルに対して通常1.0〜2.0モルであり、好ましくは1.0〜1.60モル、より好ましくは1.0〜1.50モルである。
(メタ)アリルエーテル樹脂の製造に用いる溶媒は、非プロトン性極性溶媒を含むことが好ましく、水と非プロトン性極性溶媒とを含むことがより好ましい。(メタ)アリルエーテル樹脂の製造に用いる溶媒が非プロトン性極性溶媒を含むことで、フェノール樹脂の溶媒への溶解度を向上させることができる。このような非プロトン性極性溶媒としては、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジグリム、ジメチルホルムアミド等が挙げられ、特にジメチルスルホキシドが好ましい。
(メタ)アリルエーテル樹脂の製造において、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒の使用量は、フェノール樹脂の総質量に対し、好ましくは20〜300質量%であり、より好ましくは25〜250質量%であり、特に好ましくは25〜200質量%である。ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒は、水洗等の精製に有用ではなく、また沸点が高く除去が困難であるため、その使用量がフェノール樹脂の総質量に対し300質量%以下であることが好ましい。
(メタ)アリルエーテル樹脂の製造に用いる溶媒は、上述の水、非プロトン性極性溶媒に加え、炭素数1〜5のアルコールを含んでもよい。
また、(メタ)アリルエーテル樹脂の製造に用いる溶媒は、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン等の、上述の非プロトン性極性溶媒と炭素数1〜5のアルコール以外の有機溶媒(他の有機溶媒)を含んでもよい。他の有機溶媒の使用量は、非プロトン性極性溶媒の使用量に対し、100質量%以下であることが好ましく、0.5〜50質量%であることがより好ましい。上記の範囲内であれば、反応時にクライゼン転移が起こらず、残留するフェノール性水酸基が少なくなり、系内のメタリルクロライド量が不足し、目的とする構造以外のものが生成する、またフェノール性水酸基がすべてメタリルエーテル化されない、等の不具合が生じることがなくなり、好ましい。
(メタ)アリルエーテル樹脂の製造において、フェノール樹脂の(メタ)アリルエーテル化反応の反応温度は通常30〜90℃であり、好ましくは35〜80℃である。また、より高純度に(メタ)アリルエーテル樹脂(MEP)を得るためには、2段階以上に分けて反応温度を上昇させることが好ましく、例えば、1段階目は35〜50℃、2段階目は45℃〜70℃とすることが特に好ましい。
フェノール樹脂の(メタ)アリルエーテル化反応の反応時間は通常0.5〜10時間であり、好ましくは1〜8時間、特に好ましくは1〜5時間である。反応時間が0.5時間以上であることで反応が十分進行し、10時間以下であることで、副生成物の生成量を低く抑えることが可能になる。
反応終了後、溶媒を加熱減圧下で留去することで、生成物を得る。回収した生成物を炭素数4〜7のケトン化合物(たとえば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等が挙げられる。)に溶解させ、40℃〜90℃、より好ましくは50〜80℃に加温した状態で、水層がpH5〜8になるまで水洗を行う。水層のpHを8以下とするまで水洗することで、後のエポキシ化反応の際に、触媒系のバランスを崩し反応の進行が抑制されるのを防ぐことができる。
なお、フェノール樹脂の(メタ)アリルエーテル化反応は、通常、窒素等不活性ガスを系内(気中、もしくは液中)に吹き込みながら行う。不活性ガスを系内に吹き込みながら該反応を行うことで、得られる生成物が着色することを防ぐことができる。
不活性ガスの単位時間当たり吹き込み量は、その反応に用いる釜の容積によっても異なり、例えば0.5〜20時間でその釜の容積が置換できるように、不活性ガスの単位時間当たりの吹き込み量を調整することが好ましい。
また、上記の製造方法により得られた(メタ)アリルエーテル樹脂に残存している全塩素としては500ppm以下が好ましく、より好ましくは300ppm以下、特に100ppm以下であることが好ましい。
(タングステン酸化合物)
本発明のエポキシ樹脂の製造方法は、タングステン酸化合物の存在下で行う。本発明においてタングステン酸化合物は、水中でタングステン酸イオン(WO 2−)を生成する化合物であれば特に限定されず、例えば、タングステン酸、三酸化タングステン、リンタングステン酸、タングステン酸アンモニウム、タングステン酸カリウム二水和物、タングステン酸ナトリウム二水和物、タングステン酸カルシウム、タングステン酸バリウムなどが挙げられる。これらの中でも、エポキシ基の生成率の向上の観点から、タングステン酸、三酸化タングステン、リンタングステン酸、タングステン酸ナトリウム二水和物、タングステン酸カリウム二水和物が好ましい。これらタングステン酸化合物類は単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。タングステン酸化合物の使用量は、エポキシ基の生成率の向上の観点から、(メタ)アリルエーテ樹脂1モル当たり1×10−6〜0.2モルが好ましく、0.0001〜0.2モルがより好ましい。
(有機カルボン酸)
本発明のエポキシ樹脂の製造方法は、有機カルボン酸の存在下で行う。本発明において有機カルボン酸は、ペルオキシドとして働くものであれば特に限定されない。
有機カルボン酸を構成するカルボン酸としては、特に限定されないが、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ヒドロアンゲリカ酸、ピバル酸、カプロン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、マレイン酸、リンゴ酸、安息香酸、サリチル酸、トルイル酸、クロロ安息香酸、ニトロ安息香酸、フタル酸、アニス酸などが挙げられる。
これらの中でも、疎水性と親水性のバランスを良好とするために、分子量が46〜150のものが好ましく、46〜120のものがより好ましい。そして、該カルボン酸の炭素原子に結合する炭素鎖が直鎖であることが好ましい。炭素原子に結合する炭素鎖が直鎖である有機カルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、マロン酸、コハク酸などが挙げられる。
有機過カルボン酸は、有機カルボン酸や有機カルボン酸無水物と過酸化水素とを反応させることで容易に発生させることができる。有機カルボン酸やその無水物としてギ酸、酢酸、無水酢酸、プロピオン酸、無水プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ヒドロアンゲリカ酸、ピバル酸、安息香酸、サリチル酸などが挙げられ、これらの中でもエポキシ基の生成率向上や、反応後の除去のしやすさの観点から、ギ酸、酢酸、無水酢酸、プロピオン酸が特に好ましい。有機過カルボン酸を反応系内で発生させる手法は、一般に広く用いられる試薬を混ぜ合わせるだけで簡単に調整が可能であり、発生した過カルボン酸を逐次消費しながら反応が進行するため、規定濃度の過カルボン酸を貯蔵する必要が無い点においても優れている。
有機カルボン酸の使用量は、エポキシ基の生成率の向上の観点から、(メタ)アリルエーテル樹脂1モル当たり、0.01〜5.0モルが好ましく、0.05〜4.0モルがより好ましい。
(有機溶媒)
本発明のエポキシ樹脂の製造方法は、特定の有機溶媒の存在下で行う。特定の有機溶媒の存在下で行うことで、エポキシ基の生成率を大幅に向上させることができる。これは、タングステン酸化合物、リン酸化合物、有機カルボン酸などとの相溶性に関係しており、(メタ)アリルエーテル樹脂を溶解させた時に、難溶解成分の析出を起こさせないようにすることで、反応が円滑に進行させられるものと推察される。
本発明において特定の有機溶媒として、原料の溶解性の観点から、アルコール類やニトリル類などを用いることができない。また、ケトン類やスルホキシド類を用いると副反応が進行してしまうため、アセトンやジメチルスルホキシドなども用いることができない。よって、好適な有機溶剤としては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジグリム、トリグリム、エチレングリコールジアセテート、酢酸メチル、酢酸エチル、N,N−ジメチルホルムアルデヒド(以下、「DMF」)、N,N−ジメチルアセトアミド(以下、「DMA」)、N−メチルモルホリン、N−メチルピロリドン、ε−カプロラクタム、トルエン、キシレン、メシチレンなどが挙げられる。
2官能以上のメタリルエーテル部位を有する化合物と過酸化水素とを反応させる工程が、有機相と水相の二相系で行われることとなる。
特定の有機溶媒の使用量は、エポキシ基の生成率の向上の観点から、(メタ)アリルエーテル樹脂100質量部当たり、10〜1000質量部が好ましく、10〜500質量部がより好ましい。
(リン酸化合物)
本発明のエポキシ樹脂の製造方法は、リン酸化合物の存在下で行う。リン酸化合物としては、水中でリン酸イオン(PO 3−)を生成する化合物であれば特に限定されないが、例えば、リン酸、リン酸二水素アルカリ金属塩、リン酸二水素アルカリ土類金属塩、リン酸水素二アルカリ金属塩、リン酸水素二アルカリ土類金属塩、リン酸アルカリ金属塩、リン酸アルカリ土類金属塩、ポリリン酸、ポリリン酸アルカリ金属塩、ポリリン酸アルカリ土類金属塩、トリポリリン酸、トリポリリン酸アルカリ金属塩、トリポリリン酸アルカリ土類金属塩などが挙げられる。これらの中でも、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸カリウム、リン酸三カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、ウルトラポリリン酸ナトリウムなどの塩を含有するものが、入手が簡便であり好ましい。
リン酸化合物の使用量は、エポキシ基の生成率の向上の観点から、(メタ)アリルエーテル樹脂1モル当たり0.01〜1.0モルが好ましく、0.05〜0.5モルがより好ましい。
(過酸化水素)
本発明のエポキシ樹脂の製造方法において、(メタ)アリルエーテル樹脂と反応させる過酸化水素は、特に限定されないが、通常水に溶解させて過酸化水素水として添加する。過酸化水素水中の過酸化水素の濃度は、特に限定されないが、エポキシ基の生成の観点から過酸化水素濃度が10〜90質量%の濃度であることが好ましい。また過酸化水素水の使用量は、特に限定されないが、過酸化水素の量が、(メタ)アリルエーテル樹脂のアリル基1モルに対して、0.3〜10モルが好ましく、1〜6モルがより好ましい。過酸化水素水の量が、メタリルエーテル樹脂のメタリル基1モルに対して0.3モル以上であることで、エポキシ化を効率よく進めることができ、10モル以下であることで、生成するエポキシ基の加水分解を抑制することができる。
本発明のエポキシ樹脂の製造方法は、特に限定されないが、(メタ)アリルエーテル樹脂が溶解可能なトルエン、キシレン、メシチレン、ジメトキシエタン、酢酸エチル、テトラヒドロフランなどの有機溶媒に、上記メタリルエーテル樹脂、タングステン酸化合物、リン酸化合物を加えてから、その後、過酸化水素水を加えてエポキシ化反応を開始させることが好ましい。しかしながら、本発明のエポキシ樹脂の製造方法が、この添加順序に限定されることはなく、タングステン酸化合物と、リン酸化合物との存在下であれば、(メタ)アリルエーテル樹脂のメタリル基中の炭素−炭素二重結合の、エポキシ基への変換を効率よく行うことができる。
本発明のエポキシ樹脂の製造方法において、エポキシ化の際の反応温度は、特に限定されなないが、10〜120℃であることが好ましく、25〜100℃であることがより好ましい。10℃以上であることで、反応速度を好適なものとすることができ、120℃以下であることで、生成したエポキシ基の加水分解反応を抑制することができる。
本発明のエポキシ樹脂の製造方法において、反応時間は、反応温度、触媒などの量にもよるが、エポキシ化が十分に進行する時間を確保するため、及び、工業的に効率よく生産するため、所定量の過酸化水素水を添加後、1〜48時間が好ましく、3〜36時間がより好ましく、4〜24時間が特に好ましい。
反応終了後、過剰な過酸化水素の除去処理を行う。過酸化水素の除去の手法としては、分液操作を行い、水洗する手法が挙げられる。樹脂重量の2倍重量のメチルイソブチルケトンを加え、1倍重量のイオン交換水で分液操作を行い、水層を破棄する。この手順は過酸化水素が完全に除去されるまで行う。過酸化水素が除去されたかどうかは、ヨウ化カリウムでんぷん紙試験が陰性になることを確認して行う。
次に、過酸化水素の除去処理後、有機相を減圧濃縮する。この際、加熱をし過ぎると樹脂が重合を起こすことがあるため、好ましくは90〜180℃、より好ましくは110〜150℃で濃縮操作を行う。
上記の製造方法により得られたエポキシ樹脂に残存している全塩素としては1000ppm以下が好ましく、より好ましくは600ppm以下であり、特に300ppm以下であることが好ましく、さらに100ppm以下であることが好ましい。また熱水抽出により抽出される硫酸イオンについても1000ppm以下が好ましく、特に600ppm以下が好ましい。
本発明の硬化物から抽出されるプレッシャークッカー試験(PCT)抽出塩素は5ppm以下が好ましく、より好ましくは2.5ppm以下であり、特に1.5ppm以下であることが好ましい。なお、PCT抽出塩素分はエポキシ樹脂硬化物をサイクロミルで粉砕し、篩の100meshが通り200meshで残った粉末1.5gを超純水20mlでPCT抽出(121℃×24h)し、抽出液を0.45μmの孔径のフィルターで濾過し、イオンクロマト分析の結果を樹脂単位量に換算して、測定することができる。
<エポキシ樹脂組成物>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、本発明の方法で製造されたエポキシ樹脂(以下、「本発明のエポキシ樹脂」とも称する)のほか、硬化触媒(硬化促進剤)及び/または硬化剤を含有する。また任意成分として他のエポキシ樹脂を含有することができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は本発明のエポキシ樹脂と他のエポキシ樹脂を併用することができる。本発明のエポキシ樹脂と併用し得る他のエポキシ樹脂としては、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂などが挙げられる。具体的には、ビスフェノールA、ビスフェノールS、チオジフェノール、フルオレンビスフェノール、テルペンジフェノール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、トリス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール又はジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシアセトフェノン、o−ヒドロキシアセトフェノン、ジシクロペンタジエン、フルフラール、4,4’−ビス(クロルメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル、1,4−ビス(クロロメチル)ベンゼン又は1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼン等との重縮合物及びこれらの変性物、テトラブロモビスフェノールA等のハロゲン化ビスフェノール類又はアルコール類から誘導されるグリシジルエーテル化物、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、シルセスキオキサン系のエポキシ樹脂(鎖状、環状、ラダー状、あるいはそれら少なくとも2種以上の混合構造のシロキサン構造にグリシジル基および/またはエポキシシクロヘキサン構造を有するエポキシ樹脂)等の固形または液状エポキシ樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明に使用できる硬化触媒の具体例としてはトリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン等のアミン化合物、ピリジン、ジメチルアミノピリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6(2’−メチルイミダゾール(1’))エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6(2’−ウンデシルイミダゾール(1’))エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6(2’−エチル,4−メチルイミダゾール(1’))エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6(2’−メチルイミダゾール(1’))エチル−s−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2−メチルイミダゾールイソシアヌル酸の2:3付加物、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−フェニル−3,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−ヒドロキシメチル−5−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニル−3,5−ジシアノエトキシメチルイミダゾール等の各種の複素環式化合物類、及び、それら複素環式化合物類とフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、マレイン酸、蓚酸等の多価カルボン酸との塩類、ジシアンジアミド等のアミド類、1,8−ジアザ−ビシクロ(5.4.0)−7−ウンデセン等のジアザ化合物及びそれらジアザ化合物のテトラフェニルボレート、それらジアザ化合物とフェノールノボラック、前記多価カルボン酸類、又はホスフィン酸類との塩類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルプロピルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルセチルアンモニウムヒドロキシド、トリオクチルメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムヨージド、テトラメチルアンモニウムアセテート、トリオクチルメチルアンモニウムアセテート等のアンモニウム塩、トリフェニルホスフィン、トリ(トルイル)ホスフィン、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等のホスフィン類やホスホニウム化合物、2,4,6−トリスアミノメチルフェノール等のフェノール類、アミンアダクト、カルボン酸金属塩(2−エチルヘキサン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ミスチリン酸などの亜鉛塩、スズ塩、ジルコニウム塩)やリン酸エステル金属(オクチルリン酸、ステアリルリン酸等の亜鉛塩)、アルコキシ金属塩(トリブチルアルミニウム、テトラプロピルジルコニウム等)、アセチルアセトン塩(アセチルアセトンジルコニウムキレート、アセチルアセトンチタンキレート等)等の金属化合物等、が挙げられる。本発明においては特にホスホニウム塩やアンモニウム塩、金属化合物類が硬化時の着色やその変化の面において好ましい。また4級塩を使用する場合、ハロゲンとの塩はその硬化物にハロゲンを残すことがある。
硬化触媒の使用量は、エポキシ樹脂100重量部に対して0.01〜5.0重量部が必要に応じ用いられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物に使用する硬化剤としては、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、カルボン酸系化合物など公知の硬化剤を使用することができ、これらの具体例としては、国際公開第2006/090662号に記載のものが挙げられる。
用いうる硬化剤の具体例としては、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より合成されるポリアミド樹脂などの含窒素化合物(アミン、アミド化合物);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、無水ナジック酸、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、ブタンテトラカルボン酸無水物、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、メチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、シクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物、などの酸無水物;各種アルコール、カルビノール変性シリコーン、と前述の酸無水物との付加反応により得られるカルボン酸樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、テルペンジフェノール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、トリス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン又はフェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシアセトフェノン、o−ヒドロキシアセトフェノン、ジシクロペンタジエン、フルフラール、4,4’−ビス(クロロメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル、1,4’−ビス(クロロメチル)ベンゼン又は1,4’−ビス(メトキシメチル)ベンゼン等との重縮合物及びこれらの変性物、テトラブロモビスフェノールA等のハロゲン化ビスフェノール類、テルペンとフェノール類の縮合物などのフェノール樹脂;イミダゾール、トリフルオロボラン−アミン錯体、グアニジン誘導体の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。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物において、硬化剤の使用量は、前記エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して0.5〜1.5当量が好ましく、0.6〜1.2当量が特に好ましい。硬化剤の使用量が上記の範囲であることで、良好な硬化物性を得ることができる。
なお、他成分としてシアナートエステル化合物の使用は好ましい。シアナートエステル化合物は単独での硬化反応に加え、エポキシ樹脂との反応により、より架橋密度の高い、耐熱性の硬化物とすることができる。シアナートエステル化合物としては、例えば、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパン、ビス(3,5−ジメチル−4−シアネートフェニル)メタン、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)エタン及びこれらの誘導体、並びに芳香族シアネートエステル化合物等が挙げられる。また、例えば前述の硬化剤に記載したような、各種フェノール樹脂と青酸もしくはその塩類との反応により合成も可能である。本発明においては特に2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパンやその誘導体(部分重合物等)のように分子内にベンジル位のメチレン構造を有しない構造のものが好ましく、これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、リン含有化合物を難燃性付与成分として含有させることもできる。リン含有化合物としては反応型のものでも添加型のものでもよい。リン含有化合物の具体例としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシリレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジル−2,6−ジキシリレニルホスフェート、1,3−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、1,4−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、4,4’−ビフェニル(ジキシリレニルホスフェート)等のリン酸エステル類;9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド等のホスファン類;エポキシ樹脂と前記ホスファン類の活性水素とを反応させて得られるリン含有エポキシ化合物、赤リン等が挙げられるが、リン酸エステル類、ホスファン類またはリン含有エポキシ化合物が好ましく、1,3−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、1,4−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、4,4’−ビフェニル(ジキシリレニルホスフェート)またはリン含有エポキシ化合物が特に好ましい。リン含有化合物の含有量はリン含有化合物/全エポキシ樹脂=0.1〜0.6(重量比)が好ましい。0.1以上であれば難燃性が確実なものとなり、0.6以下であれば硬化物の吸湿性、誘電特性がより好適になる。
さらに本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じてバインダー樹脂を配合することも出来る。バインダー樹脂としてはブチラール系樹脂、アセタール系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ−ナイロン系樹脂、NBR−フェノール系樹脂、エポキシ−NBR系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。バインダー樹脂の配合量は、硬化物の難燃性、耐熱性を損なわない範囲であることが好ましく、エポキシ樹脂と硬化剤の合計100重量部に対して通常0.05〜50重量部、好ましくは0.05〜20重量部が必要に応じて用いられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて無機充填剤を添加することができる。無機充填剤としては、結晶シリカ、溶融シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ジルコニア、フォステライト、ステアタイト、スピネル、チタニア、タルク等の粉体またはこれらを球形化したビーズ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これら充填剤は、単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。これら無機充填剤の含有量は、本発明のエポキシ樹脂組成物中において、用途にもよるが一般に0〜95重量%を占める量が用いられ、特に封止材の用途で使用する場合、好ましくは50〜95重量%、特に好ましくは65〜95重量%の範囲でパッケージの形状により使い分けることが好ましい。更に本発明のエポキシ樹脂組成物には、酸化防止剤、光安定剤、シランカップリング剤、ステアリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の離型剤、顔料等の種々の配合剤、各種熱硬化性樹脂を添加することができる。特にカップリング剤についてはエポキシ基を有するカップリング材、もしくはチオールを有するカップリング剤の添加が好ましい。
本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られる。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とすることができる。例えばエポキシ樹脂成分と硬化剤成分並びに必要により硬化促進剤、リン含有化合物、バインダー樹脂、無機充填材および配合剤等とを必要に応じて押出機、ニーダー、ロール、プラネタリーミキサー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、得られたエポキシ樹脂組成物が液状である場合はポッティングやキャスティングにより、該組成物を基材に含浸したり、金型に流し込み注型したりして、加熱により硬化させる。また得られたエポキシ樹脂組成物が固形の場合、溶融後注型、あるいはトランスファー成型機などを用いて成型し、さらに加熱により硬化させる。硬化温度、時間としては80〜200℃で2〜10時間である。硬化方法としては高温で一気に硬化させることもできるが、ステップワイズに昇温し、硬化反応を進めることが好ましい。具体的には80〜150℃の間で初期硬化を行い、100℃〜200℃の間で後硬化を行う。硬化の段階としては2〜8段階に分けて昇温するのが好ましく、より好ましくは2〜4段階である。
また本発明のエポキシ樹脂組成物をトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等の溶剤に溶解させ、エポキシ樹脂組成物ワニスとし、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て、加熱乾燥して得たプリプレグを熱プレス成形することにより、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物とすることができる。この際の溶剤は、本発明のエポキシ樹脂組成物と該溶剤の混合物中で通常10〜70重量%であり、好ましくは15〜70重量%を占める量を用いる。
また本発明のエポキシ樹脂組成物をフィルム型封止用組成物として使用することもできる。このようなフィルム型樹脂組成物を得る場合は、本発明のエポキシ樹脂組成物を剥離フィルム上に前記ワニスを塗布し加熱下で溶剤を除去、Bステージ化を行うことによりシート状の接着剤を得る。このシート状接着剤は、多層基板などにおける層間絶縁層、光半導体の一括フィルム封止として使用することが出来る。
これら組成物の具体的な用途としては、接着剤、塗料、コーティング剤、成形材料(シート、フィルム、FRP等を含む)、絶縁材料(プリント基板、電線被覆等を含む、封止材の他、封止材、基板用のシアネート樹脂組成物)や、レジスト用硬化剤としてアクリル酸エステル系樹脂等、他樹脂等への添加剤等が挙げられる。本発明においては、電子材料用の絶縁材料(プリント基板、電線被覆等を含む、封止材の他、封止材、基板用のシアネート樹脂組成物)への使用が特に好ましい。
接着剤としては、土木用、建築用、自動車用、一般事務用、医療用の接着剤の他、電子材料用の接着剤が挙げられる。これらのうち電子材料用の接着剤としては、ビルドアップ基板等の多層基板の層間接着剤、ダイボンディング剤、アンダーフィル等の半導体用接着剤、BGA補強用アンダーフィル、異方性導電性フィルム(ACF)、異方性導電性ペースト(ACP)等の実装用接着剤等が挙げられる。
封止材、基板としては、コンデンサ、トランジスタ、ダイオード、発光ダイオード、IC、LSIなど用のポッティング、ディッピング、トランスファーモールド封止、IC、LSI類のCOB、COF、TABなど用のといったポッティング封止、フリップチップなどの用のアンダーフィル、QFP、BGA、CSPなどのICパッケージ類実装時の封止(補強用アンダーフィルを含む)およびパッケージ基板などを挙げることができる。またネットワーク基板や、モジュール基板といった機能性が求められる基板用途へも好適である。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、特に半導体装置に使用されることが好ましい。半導体装置とは前述に挙げるICパッケージ群となる。該半導体装置は、パッケージ基板や、ダイなどの支持体に設置したシリコンチップを本発明のエポキシ樹脂組成物で封止することで得られる。成型温度、成型方法については前述のとおりである。
以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。以下に実施例で用いた各種分析方法について記載する。
エポキシ当量: JIS K 7236 (ISO 3001) に準拠
ICI溶融粘度: JIS K 7117−2 (ISO 3219) に準拠
軟化点: JIS K 7234 に準拠
全塩素:
自動試料燃焼−イオンクロマトグラフ装置 AQF−2100H型 三菱化学(株)製
アルゴンガス流量を200ml/min、酸素ガス流量を400ml/minとして燃焼分解後、イオン分を測定。
HPLC:
カラム(Inertsil ODS−2)
連結溶離液はテトラヒドロフランと1mMリン酸二水素一ナトリウム水溶液
流速は1.0ml/min.
カラム温度は40℃
NMR:
JNM−ECS400 日本電子(株)製
重溶媒は重クロロホルム
ガラス転移点(Tg):
TMA 熱機械測定装置 TA−instruments製、Q400EM
測定温度範囲:40℃〜280℃
昇温速度:2℃/分
合成例1
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら水25質量部、ジメチルスルホキシド600質量部、フェノール樹脂(フェノール−ビフェニレン型 水酸基当量210g/eq.)525質量部を加え、45℃に昇温し溶解させた。次いで38〜40℃に冷却、そのままフレーク状の苛性ソーダ(純度 99% 東ソー製)110.0質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を60分かけて添加した。その後、さらにメタリルクロライド(純度99% 東京化成工業製)249質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を60分かけて滴下し、そのまま38〜40℃で5時間、60〜65℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて125℃以下で加熱減圧下、水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、メチルイソブチルケトン600質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、(メタ)アリルエーテル樹脂(以下、「MEP1」と表す。)650質量部を得た。
合成例2
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら水25質量部、ジメチルスルホキシド600質量部、フェノール樹脂(フェノール−ビフェニレン型 水酸基当量210g/eq.)525質量部を加え、45℃に昇温し溶解させた。次いで38〜40℃に冷却、そのままフレーク状の苛性ソーダ(純度 99% 東ソー製)110.0質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を60分かけて添加した。その後、さらにアリルクロライド(純度99% 純正化学製)210質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を60分かけて滴下し、そのまま38〜40℃で5時間、60〜65℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて125℃以下で加熱減圧下、水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、メチルイソブチルケトン600質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、アリルエーテル樹脂(以下、「AEP1」と表す。)620質量部を得た。
実施例1
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、合成例1で得られたMEP1を含むトルエン溶液(MEPの濃度:50質量%)1000質量部を投入し、さらにMEP1の1モル部当たり、タングステン酸化合物としてのタングステン酸カリウムを0.04モル部、リン酸化合物としてのリン酸カリウムを0.06モル部、そして、MEP1の100質量部当たり有機カルボン酸としての酢酸を60.0質量部投入し、この混合液を50℃に昇温した。昇温後、攪拌しながら、35%過酸化水素水溶液を、MEP1中のメタリル基1モル当量に対し、過酸化水素が2モル当量となる量を20分間かけて添加した。添加終了後、そのまま50℃で24時間攪拌した。
ついで分液洗浄処理を行い、水相を分離することで本発明のエポキシ樹脂(EP1)を含む溶液を得た。得られたエポキシ樹脂(EP1)のエポキシ当量は280g/eq.、軟化点59℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.11Pa・s、全塩素分は10ppm以下であった。
実施例2
上記実施例1のタングステン酸カリウムの代わりにタングステン酸ナトリウム二水和物を同質量部、リン酸カリウムの代わりにリン酸ナトリウムを同質量部使用した以外は同じ手順で実験を行った。
得られたエポキシ樹脂(EP1−2)のエポキシ当量は284g/eq.、軟化点60℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.09Pa・s、全塩素分は10ppm以下であった。
実施例3
上記実施例1のタングステン酸カリウムの代わりにタングステン酸ナトリウム二水和物を同質量部、リン酸カリウムの代わりにメタリン酸ナトリウムを同質量部使用した以外は同じ手順で実験を行った。
得られたエポキシ樹脂(EP1−3)のエポキシ当量は285g/eq.、軟化点58℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.09Pa・s、全塩素分は10ppm以下であった。
実施例4
上記実施例1のタングステン酸カリウムの代わりにタングステン酸ナトリウム二水和物を同質量部、リン酸カリウムの代わりにウルトラポリリン酸ナトリウムを同質量部使用した以外は同じ手順で実験を行った。
得られたエポキシ樹脂(EP1−4)のエポキシ当量は289g/eq.、軟化点61℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.11Pa・s、全塩素分は10ppm以下であった。
合成例3
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、ジメチルスルホキシド720質量部、フェノール樹脂(フェノール−フェニレン型 水酸基当量170g/eq.軟化点65℃)510質量部、アリルクロライド(純度99% 純正化学製)230質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を加え、27℃に昇温し溶解させた。次いで46.3質量%水酸化ナトリウム水溶液134質量部を内温35℃を超えないようにゆっくり加え、その後にフレーク状の苛性ソーダ(純度 99% 東ソー製)70.0質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を60分かけて添加した。そのまま30〜35℃で4時間、40〜45℃で1時間、55〜60℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、酢酸30質量部を加えて中和し、メチルイソブチルケトン700質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、アリルエーテル樹脂(以下、「AEP2」)600質量部を得た。
合成例4
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、ジメチルスルホキシド720質量部、フェノール樹脂(フェノール−フェニレン型 水酸基当量170g/eq.軟化点65℃)510質量部、メタリルクロライド(純度99% 東京化成工業製)272質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を加え、27℃に昇温し溶解させた。次いで46.3質量%水酸化ナトリウム水溶液134質量部を内温35℃を超えないようにゆっくり加え、その後にフレーク状の苛性ソーダ(純度 99% 東ソー製)70.0質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を60分かけて添加した。そのまま30〜35℃で4時間、40〜45℃で1時間、55〜60℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、酢酸30質量部を加えて中和し、メチルイソブチルケトン700質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、(メタ)アリルエーテル樹脂(以下、「MEP2」と表す。)670質量部を得た。
実施例5
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、合成例4で得られたMEP2を含むトルエン溶液(MEP2の濃度:50質量%)1354質量部を投入し、タングステン酸化合物としてのタングステン酸カリウムを36質量部、リン酸化合物としてのリン酸三カリウムを36質量部、そして、MEP2の100質量部当たり有機カルボン酸としての酢酸を432質量部投入し、この混合液を50℃に昇温した。昇温後、攪拌しながら、35%過酸化水素水溶液を、MEP2中のメタリル基1モル当量に対し、過酸化水素が2.1モル当量となる量を20分間かけて添加した。添加終了後、そのまま50℃で24時間攪拌した。
ついでメチルイソブチルケトン360質量部を加えて分液洗浄処理を行い、水相を分離することで本発明のエポキシ樹脂(EP2)を含む溶液を得た。この溶液を減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで得られたエポキシ樹脂(EP2)のエポキシ当量は239g/eq.、軟化点48℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.05Pa・s、全塩素分は10ppm以下であった。
合成例5
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、ジメチルスルホキシド720質量部、フェノール樹脂(フェノール−ジシクロペンタジエン型 水酸基当量178g/eq.軟化点106℃)535質量部、アリルクロライド(純度99% 純正化学製)252質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を加え、27℃に昇温し溶解させた。次いで46.3質量%水酸化ナトリウム水溶液134質量部を内温35℃を超えないようにゆっくり加え、その後にフレーク状の苛性ソーダ(純度 99% 東ソー製)70.0質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を60分かけて添加した。そのまま30〜35℃で4時間、40〜45℃で1時間、55〜60℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて120℃以下で加熱減圧下、水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、酢酸30質量部を加えて中和し、メチルイソブチルケトン700質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、アリルエーテル樹脂(以下、「AEP3」)640質量部を得た。
合成例6
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、ジメチルスルホキシド720質量部、フェノール樹脂(フェノール−ジシクロペンタジエン型 水酸基当量178g/eq.軟化点106℃)535質量部、メタリルクロライド(純度99% 東京化成工業製)272質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を加え、27℃に昇温し溶解させた。次いで46.3質量%水酸化ナトリウム水溶液134質量部を内温35℃を超えないようにゆっくり加え、その後にフレーク状の苛性ソーダ(純度 99% 東ソー製)70.0質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を60分かけて添加した。そのまま30〜35℃で4時間、40〜45℃で1時間、55〜60℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて120℃以下で加熱減圧下、水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、酢酸30質量部を加えて中和し、メチルイソブチルケトン700質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、(メタ)アリルエーテル樹脂(以下、「MEP3」)690質量部を得た。
実施例6
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、合成例6で得られたMEP3を658質量部、トルエン720質量部を投入し、タングステン酸化合物としてのタングステン酸カリウムを36質量部、リン酸化合物としてのリン酸三カリウムを36質量部、そして、MEP3の100質量部当たり有機カルボン酸としての酢酸を432質量部投入し、この混合液を50℃に昇温した。昇温後、攪拌しながら、35%過酸化水素水溶液を、MEP3中のメタリル基1モル当量に対し、過酸化水素が2.1モル当量となる量を20分間かけて添加した。添加終了後、そのまま50℃で24時間攪拌した。
ついでメチルイソブチルケトン360質量部を加えて分液洗浄処理を行い、水相を分離することで本発明のエポキシ樹脂(EP3)を含む溶液を得た。得られたエポキシ樹脂(EP3)のエポキシ当量は255g/eq.、軟化点76℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.19Pa・s、全塩素分は10ppm以下であった。
合成例7
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、ジメチルスルホキシド700質量部、トリスフェノールメタン型フェノール樹脂PN−113フェノール樹脂(フェノール−ヒドロキシベンズアルデヒド型 水酸基当量97.3g/eq.軟化点114℃、明和化成工業製)341質量部、アリルクロライド(純度99% 純正化学製)295質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を加え、27℃に昇温し溶解させた。次いで苛性ソーダ(純度 99%% 東ソー製)154.0質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)及び水70質量部を60分かけて添加した。そのまま30〜35℃で4時間、40〜45℃で1時間、60〜65℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて120℃以下で加熱減圧下、水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、メチルイソブチルケトン600質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、アリルエーテル樹脂(以下、「AEP4」)470質量部を得た。
合成例8
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、ジメチルスルホキシド700質量部、トリスフェノールメタン型フェノール樹脂PN−113フェノール樹脂(フェノール−ヒドロキシベンズアルデヒド型 水酸基当量97.3g/eq.軟化点114℃、明和化成工業製)341質量部、メタリルクロライド(純度99% 東京化成工業製)349質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を加え、27℃に昇温し溶解させた。次いで苛性ソーダ(純度 99% 東ソー製)154.0質量部(フェノール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)及び水70質量部を60分かけて添加した。そのまま30〜35℃で4時間、40〜45℃で1時間、60〜65℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて120℃以下で加熱減圧下、水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、メチルイソブチルケトン600質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、(メタ)アリルエーテル樹脂(以下、「MEP4」)523質量部を得た。
実施例7
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、合成例8で得られたMEP4を含むトルエン溶液(MEP4の濃度:37.3質量%)1340質量部を投入し、さらにMEP4の1モル部当たり、タングステン酸化合物としてのタングステン酸カリウムを0.13モル部、リン酸化合物としてのリン酸カリウムを0.20モル部、そして、MEP4の100質量部当たり有機カルボン酸としての酢酸を504質量部投入し、この混合液を50℃に昇温した。昇温後、攪拌しながら、35%過酸化水素水溶液を、MEP中のメタリル基1モル当量に対し、過酸化水素が2モル当量となる量を20分間かけて添加した。添加終了後、そのまま50℃で24時間攪拌した。
ついで分液洗浄処理を行い、水相を分離することで本発明のエポキシ樹脂(EP4)を含む溶液を得た。得られたエポキシ樹脂(EP4)のエポキシ当量は174g/eq.、軟化点56℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.02Pa・s、全塩素分は10ppm以下であった。
合成例9
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、ジメチルスルホキシド720質量部、クレゾール樹脂OCN−100(水酸基当量120g/eq.軟化点105℃、明和化成工業製)360質量部、アリルクロライド(純度99% 東京化成工業製)253質量部(クレゾール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を加え、27℃に昇温し溶解させた。次いで苛性ソーダ(純度 99% 東ソー製)132.0質量部(クレゾール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)と水72質量部を60分間かけて添加した。そのまま30〜35℃で4時間、40〜45℃で1時間、60〜65℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて120℃以下で加熱減圧下、水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、メチルイソブチルケトン600質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、アリルエーテル樹脂(以下、「AEP5」)523質量部を得た。
合成例10
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、ジメチルスルホキシド720質量部、クレゾール樹脂OCN−100(水酸基当量120g/eq.軟化点105℃、明和化成工業製)360質量部、メタリルクロライド(純度99% 東京化成工業製)299質量部(クレゾール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を加え、27℃に昇温し溶解させた。次いで苛性ソーダ(純度 99% 東ソー製)132.0質量部(クレゾール樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)と水72質量部を60分間かけて添加した。そのまま30〜35℃で4時間、40〜45℃で1時間、60〜65℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて120℃以下で加熱減圧下、水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、メチルイソブチルケトン600質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、(メタ)アリルエーテル樹脂(以下、「MEP5」)523質量部を得た。
実施例8
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、合成例10で得られたMEP5を500質量部、トルエン720質量部を投入し、さらにMEP5の1モル部当たり、タングステン酸化合物としてのタングステン酸カリウムを0.09モル部、リン酸化合物としてのリン酸カリウムを0.14モル部、そして、MEP5の100質量部当たり有機カルボン酸としての酢酸を440質量部投入し、この混合液を50℃に昇温した。昇温後、攪拌しながら、35%過酸化水素水溶液を、MEP5中のメタリル基1モル当量に対し、過酸化水素が2モル当量となる量を20分間かけて添加した。添加終了後、そのまま50℃で24時間攪拌した。
ついで分液洗浄処理を行い、水相を分離することで本発明のエポキシ樹脂(EP5)を含む溶液を得た。得られたエポキシ樹脂(EP5)のエポキシ当量は197g/eq.、軟化点72℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.24Pa・s、全塩素分は10ppm以下であった。
合成例11
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、ジメチルスルホキシド720質量部、フェノールノボラック樹脂550PL(水酸基当量97g/eq.軟化点114℃、明和化成工業製)291質量部、アリルクロライド(純度99% 純正化学製)253質量部(フェノールノボラック樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を加え、27℃に昇温し溶解させた。次いで苛性ソーダ(純度 99% 東ソー製)132.0質量部(フェノールノボラック樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)と水72質量部を60分かけて添加した。そのまま30〜35℃で4時間、40〜45℃で1時間、60〜65℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて120℃以下で加熱減圧下、水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、メチルイソブチルケトン600質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、アリルエーテル樹脂(以下、「AEP6」)440質量部を得た。
合成例12
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、ジメチルスルホキシド720質量部、フェノールノボラック樹脂550PL(水酸基当量97g/eq.軟化点114℃、明和化成工業製)291質量部、メタリルクロライド(純度99% 東京化成工業製)299質量部(フェノールノボラック樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)を加え、27℃に昇温し溶解させた。次いで苛性ソーダ(純度 99% 東ソー製)132.0質量部(フェノールノボラック樹脂の水酸基1モル当量に対し、1.1モル当量)と水72質量部を60分かけて添加した。そのまま30〜35℃で4時間、40〜45℃で1時間、60〜65℃で1時間反応を行った。
反応終了後、ロータリーエバポレータにて120℃以下で加熱減圧下、水やジメチルスルホキシド等を留去した。そして、メチルイソブチルケトン600質量部を加え、水洗を繰り返し、水層が中性になったことを確認した。その後油層からロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、(メタ)アリルエーテル樹脂(以下、「MEP6」)490質量部を得た。
実施例9
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、合成例11で得られたMEP6を356質量部、トルエン600質量部を投入し、さらにMEP1モル部当たり、タングステン酸化合物としてのタングステン酸カリウムを0.09モル部、リン酸化合物としてのリン酸カリウムを0.14モル部、そして、MEP6の100質量部当たり有機カルボン酸としての酢酸を360質量部投入し、この混合液を50℃に昇温した。昇温後、攪拌しながら、35%過酸化水素水溶液を、MEP6中のメタリル基1モル当量に対し、過酸化水素が2モル当量となる量を20分間かけて添加した。添加終了後、そのまま50℃で24時間攪拌した。
ついで分液洗浄処理を行い、水相を分離することで本発明のエポキシ樹脂(EP6)を含む溶液を得た。ロータリーエバポレータを用いて、減圧下、窒素バブリングしながら溶剤類を留去することで、本発明のエポキシ樹脂390質量部を得た。得られたエポキシ樹脂(EP6)のエポキシ当量は184g/eq.、軟化点76℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.46Pa・s、全塩素分は10ppm以下であった。
比較合成例1
攪拌機、温度計、コンデンサを備えた四つ口フラスコにフェノール382質量部、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル485質量部、パラトルエンスルホン酸一水和物8質量部を仕込み、反応温度を125℃に保ちながら4時間反応させた。その間、生成するメタノールを反応系外に留去した。反応終了後、メチルイソブチルケトン(MIBK)1500質量部を加え水洗を繰り返した。ついで油層から加熱減圧下、未反応フェノール及びMIBKを留去することによりフェノールアラルキル樹脂(P1)615質量部を得た。得られたフェノールアラルキル樹脂(P1)の軟化点は92℃、溶融粘度は0.91Pa・s、水酸基当量は223g/eqであった。
得られたフェノールアラルキル樹脂(P1)446質量部にエピクロルヒドリン925質量部、ジメチルスルホキシド185質量部を加えて溶解後、45℃に加熱し、フレーク状水酸化ナトリウム(純度99%)82質量部を90分かけて添加し、その後、さらに45℃で2時間、70℃で0.5時間反応させた。ついで水洗を繰り返し中性に戻した後、油層から加熱減圧下、過剰のエピクロルヒドリンを留去し、残留物に115質量部のMIBKを添加し溶解した。さらにこのMIBK溶液を70℃に加熱し30質量%の水酸化ナトリウム水溶液27質量部を添加し、1時間反応させた後、水洗を繰り返し中性とした。ついで油層から加熱減圧下、MIBKを留去することにより本発明のエポキシ樹脂(EP7)475質量部を得た。得られたエポキシ樹脂(EP7)のエポキシ当量は289g/eq.、軟化点79℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.79Pa・s、全塩素分は750ppm以下であった。
実施例10、11 比較例1、2
実施例1で得られた本発明のエポキシ樹脂(EP1)と比較例1で得られた比較用のエポキシ樹脂(EP7;フェノール−ビフェニレンアラルキル型エポキシ樹脂)を使用し、エポキシ樹脂と硬化剤(フェノール樹脂(明和化成(株)製 H−1)またはフェノール−ビフェニレンアラルキル型フェノール樹脂(日本化薬(株)製 GPH−65)を等当量になるように下記表1及び表2にそれぞれ示す数値の質量部で配合し、硬化触媒(硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(TPP、東京化成工業(株)製 ))と、必要に応じてフィラー(((株)龍森製 キクロスMSR2212)、表中のフィラー(wt%)はエポキシ樹脂組成物全体に対する割合)、離型剤としてワックス((株)セラリカNODA製 カルナバワックス1号)、カップリング剤(信越化学(株)製 KBM−303)を下記表1及び表2にそれぞれ示す数値の質量部で入れ、ミキシングロールを用いて均一に混合・混練し、エポキシ樹脂組成物を得た。このエポキシ樹脂組成物をミキサーにて粉砕し、更にタブレットマシーンにてタブレット化した。このタブレット化された本発明及び比較用のエポキシ樹脂組成物をトランスファー成型(175℃×60〜200秒)し、更に脱型後160℃×2時間+180℃×6時間の条件で硬化、評価用試験片を得た。
なお、硬化物の物性は以下の要領で測定した。また、硬化物の物性の評価項目によって、使用する硬化剤種は下記表1及び表2の通りとし、硬化促進剤の使用量は、曲げ試験及び誘電率の評価に使用する試料ではエポキシ樹脂重量に対し1%とし、難燃性の評価に使用する試料ではエポキシ樹脂重量に対し2%とした。
<曲げ試験>
・JIS K 6911に準拠 室温と120℃でテストを行った。
<誘電率試験・誘電正接試験>
・(株)関東電子応用開発製の1GHz空洞共振器を用いて、空洞共振器摂動法にてテストを行った。ただし、サンプルサイズは幅1.7mm×長さ100mmとし、厚さは1.7mmで試験を行った。
<PCT抽出塩素分測定>
エポキシ樹脂硬化物をサイクロミルで粉砕し、篩の100meshが通り200meshで残った粉末1.5gを超純水20mlでPCT抽出(121℃×24h)し、抽出液を0.45μmの孔径のフィルターで濾過し、イオンクロマト分析の結果を樹脂単位量に換算した。
<難燃性試験>
・難燃性の判定:UL94に準拠して行った。ただし、サンプルサイズは幅12.5mm×長さ120mmとし、厚さは0.8mmで試験を行った。
・燃焼時間:5個1組のサンプルに1個2回10秒 合計10回接炎したあとの残炎時間の合計
Figure 2018135588

Figure 2018135588
表1より、実施例10は比較例1と比較して低誘電特性、強靭性に優れる、残存塩素量の少ない硬化物であることが確認できた。
また、表2より、実施例11は全塩素量が少ないエポキシ樹脂(EP1)を使用しているにもかかわらず、全塩素量が多いエポキシ樹脂(EP7)を使用した比較例2と難燃性が同レベルにあり、判定V−0であることから、難燃性にも優れることが確認できた。
実施例12〜16および比較例3〜7
実施例5−9で得られた本発明のエポキシ樹脂(EP2−EP6)と比較用のエポキシ樹脂(EP8−12;表3参照)を使用し、エポキシ樹脂と硬化剤(フェノール樹脂(明和化成(株)製 H−1)を等当量になるように下記表4に示す数値の質量部で配合し、硬化触媒(硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(TPP、東京化成工業(株)製))を下記表4に示す数値の質量部で入れ、ミキシングロールを用いて均一に混合・混練し、エポキシ樹脂組成物を得た。
このエポキシ樹脂組成物をミキサーにて粉砕し、更にタブレットマシーンにてタブレット化した。このタブレット化された本発明及び比較用のエポキシ樹脂組成物をトランスファー成型(175℃×60秒)し、更に脱型後160℃×2時間+180℃×6時間の条件で硬化し、評価用試験片を得た。
得られた試験片に対し、下記の項目及び方法でその特性の測定を行った。測定結果を表4に示す。
<吸水率>
直径5cm×厚み4mmの円盤状の試験片を100℃の水中で72時間煮沸した後の重量増加率(%)
<誘電率試験・誘電正接試験>
実施例10、11及び比較例1、2と同様に行った。
Figure 2018135588
Figure 2018135588
表4より、本発明のエポキシ樹脂の硬化物は、類似構造のエポキシ樹脂の硬化物と比較して、低吸水であり、誘電特性に優れることが確認された。
なお、比較例3で使用するEP8、比較例4で使用するEP9、比較例5で使用するEP10、比較例6で使用するEP11及び比較例7で使用するEP12は、それぞれ、実施例12で使用するEP2、実施例13で使用するEP3、実施例14で使用するEP4、実施例15で使用するEP5及び実施例16で使用するEP6と、同じ構造種であるが、製造方法が対応する各実施例で使用するエポキシ樹脂とは異なるものである。
本発明を特定の態様を参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を離れることなく様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。
なお、本出願は、2017年1月23日付で出願された日本国特許出願(特願2017−9222)に基づいており、その全体が引用により援用される。また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。
本発明のエポキシ樹脂の製造方法により得られたエポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物は、電気・電子部品、構造用材料、接着剤、塗料等の分野で利用することができる。

Claims (9)

  1. タングステン酸化合物と、有機カルボン酸と、リン酸化合物との存在下で、下記式(1)で表される構造を有する置換アリルエーテル樹脂と過酸化水素を反応させるエポキシ樹脂の製造方法。
    Figure 2018135588
    (式中、R及びRは、それぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表し、aは1〜3を表す。)
  2. 前記置換アリルエーテル樹脂が、フェノール樹脂と(メタ)アリルハライドとを、溶媒中、塩基の存在下で反応させることによって得られるものであり、前記フェノール樹脂が、フェノールと4,4’−ビス(クロルメチル)−1,1’−ビフェニルとの反応物、フェノールと4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニルとの反応物、フェノールとヒドロキシベンズアルデヒドとの反応物、フェノールとサリチルアルデヒドとの反応物、フェノールとパラヒドロキシアルデヒドとの反応物、フェノールと1,4’−ビスクロロメチルベンゼンとの反応物、フェノールと1,4’−ビスメトキシメチルベンゼンとの反応物、フェノールとジシクロペンタジエンとの反応物、フェノールとホルムアルデヒドの反応物、クレゾールとホルムアルデヒドとの反応物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1に記載のエポキシ樹脂の製造方法。
  3. 前記タングステン酸化合物が、タングステン酸、三酸化タングステン、リンタングステン酸、タングステン酸ナトリウム及びタングステン酸カリウムから選択される少なくともいずれかである請求項1又は請求項2に記載のエポキシ樹脂の製造方法。
  4. 前記有機カルボン酸が、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、マロン酸及びコハク酸から選択される少なくともいずれかである請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂の製造方法。
  5. 前記リン酸化合物が、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸カリウム、リン酸三カリウム、リン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム及びウルトラポリリン酸ナトリウムから選択される少なくともいずれかである請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂の製造方法。
  6. 全塩素量が600ppm以下である請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂の製造方法。
  7. 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の製造方法により得られたエポキシ樹脂。
  8. 請求項7のエポキシ樹脂と、硬化剤及び硬化促進剤の少なくともいずれかを含むエポキシ樹脂組成物。
  9. 請求項8のエポキシ樹脂組成物を硬化した硬化物。
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