KR20130134113A - Novel non-halogen epoxy compound containing nitrogen compound and their compositions - Google Patents

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한진수
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Abstract

The present invention relates to novel non-halogen-based flame-retardant epoxy compounds and compositions containing nitrogen-based organic compounds and, more particularly, to novel non-halogen-based flame-retardant epoxy compounds that contain nitrogen-based organic compounds and are useful a raw material for preparing the flame-retardant agent, and compositions comprising the same. The compounds and compositions are useful for an insulating material for electric and electronic products, various kinds of composite materials such as laminated plates or CFRP, adhesives, and paints

Description

질소계 유기화합물을 함유하는 신규 비할로겐계 난연성 에폭시 수지 화합물 및 조성물{Novel Non―Halogen Epoxy Compound Containing Nitrogen Compound and Their Compositions}Novel Non-Halogen Epoxy Compound Containing Nitrogen Compound and Their Compositions

본 발명은 질소계 유기화합물을 함유하는 신규 비할로겐계 난연성 에폭시 수지 화합물 및 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 유기 고분자 재료의 난연제 또는 이의 제조 원료로서 유용한 질소계 유기화합물을 포함하는 신규 비할로겐계 난연성 에폭시 수지 화합물 및 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to novel non-halogen flame-retardant epoxy resin compounds and compositions containing nitrogen-based organic compounds, and more particularly, to new non-halogen-containing non-halogen-containing organic compounds useful as flame retardants of organic polymer materials or raw materials for their preparation. A flame retardant epoxy resin compound and composition are disclosed.

종래 가연성 고분자 재료에 대한 난연제로서, 난연 효과 및 경제적 관점에서 우수한 할로겐계 난연제가 많이 사용되어 왔다. 그중에서도 난연성이 뛰어난 브롬계 화합물이 대부분의 범용 수지에 이용되고 있으며, 난연성 확보가 어려운 수지에서는 난연성 향상을 위해 브롬계 난연제와 함께 난연증진제 또는 보조제로서 삼산화안티몬 등의 안티몬계 난연제를 사용하고 있다. 그러나, 브롬계 난연제는 화재시 HBr 등의 유독가스를 발생시켜 질식사를 유발할 뿐만 아니라 소각시 강력한 발암물질인 다이옥신(dioxine)을 생성시킬 우려가 있다. 더욱이 브롬계 난연제와 함께 사용하는 안티몬계 난연제 또한 자체적으로 발암성을 나타내기 때문에 유럽을 선두로 하여 그 사용이 점차 규제되고 있다.BACKGROUND ART Conventionally, as a flame retardant for a flammable polymer material, a halogen-based flame retardant excellent in a flame retarding effect and an economical view has been widely used. Among them, a bromine-based compound having excellent flame retardancy is used in most general-purpose resins, and a flame retardant is used together with a bromine-based flame retardant or an antimony-based flame retardant such as antimony trioxide as an adjuvant in order to improve flame retardancy. However, brominated flame retardants may generate toxic gases such as HBr in the event of a fire, which may cause aquaculture and may generate dioxine, which is a strong carcinogen when burned. Furthermore, antimony flame retardants used in combination with brominated flame retardants also have their own carcinogenic properties, leading to restrictions on their use in Europe.

이에 따라, 최근에는 비할로겐계 난연성 화합물에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 다양한 친환경성 난연제 화합물들이 개발되고 있다.Accordingly, in recent years, research on non-halogen flame retardant compounds has been actively conducted, and various eco-friendly flame retardant compounds have been developed.

이러한 비할로겐 난연성 화합물로는 인계, 질소화합물계, 실리콘계, 붕소계 난연제, 또는 금속산화물이나 금속수산화물 등이 있다. 이 중 할로겐계 난연제를 대체할 수 있는 난연성 화합물로 가장 적극적으로 고려되고 있는 것이 유기 인계 화합물이나, 유기 질소계 화합물이다.Such non-halogen flame retardant compounds include phosphorus-based, nitrogen-based compounds, silicon-based, boron-based flame retardants, or metal oxides or metal hydroxides. Among these, organophosphorus compounds and organic nitrogen compounds are most actively considered as flame retardant compounds that can replace halogen flame retardants.

특히, 유기 인계 화합물 중 가장 기본적인 화합물로서 트라이페닐포스페이트(TPP)가 알려져 있다. 그러나 TPP는 분자량이 작기 때문에 고온에서 실시되는 고분자 재료의 성형 공정시 휘발되기 쉬운 문제점이 있고, 또한 고분자 재료의 가소제 역할을 하여 수지의 연화점 저하 및 기계적 물성을 약화시키는 문제점이 있다. 또한 수지로부터 난연제가 쉽게 용출되기 때문에 난연성 저하 및 2차 오염을 발생시키는 문제점이 있다.In particular, triphenylphosphate (TPP) is known as the most basic compound among organophosphorus compounds. However, since TPP has a small molecular weight, there is a problem that it is easily volatilized during the molding process of a polymer material carried out at a high temperature, and also has a problem of deteriorating the softening point of the resin and the mechanical properties by acting as a plasticizer of the polymer material. Further, since the flame retardant is easily eluted from the resin, there is a problem that the flame retardancy is lowered and secondary contamination is generated.

이러한 문제점을 개선하기 위해 일본 특개소59-202240호 및 일본 특개평2-18336호에서는 하이드로퀴논, 레조시놀, 비스페놀 유도체 등을 이용하여 분자내 2개의 인 원소를 함유하는 축합형 인계 난연성 화합물의 사용을 개시하고 있다. 그러나 이러한 축합형 인계 난연성 화합물도 시간이 경과함에 따라 저장 안정성이 저하되는 문제가 있을 뿐만 아니라, 내열성, 내가수분해성 및 난연성의 측면에서 종래 할로겐계 난연성 화합물에 비해 효과가 현저히 떨어지는 문제가 있다. 또한 상기 인산 에스테르형인 TPP 또는 축합형 인계 난연성 화합물을 에스테르형 고분자 수지(PET, PC등)에 첨가할 경우 에스테르 교환반응으로 인하여 수지 물성이 저하되는 문제가 있다In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 59-202240 and Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 2-18336 use hydroquinone, resorcinol, bisphenol derivatives, and the like to form condensed phosphorus flame retardant compounds containing two phosphorus elements in a molecule. It is starting to use. However, the condensed phosphorus-based flame retardant compound also has a problem that the storage stability is deteriorated with time, and the effect is significantly lower than that of the conventional halogen-based flame retardant compound in terms of heat resistance, hydrolysis resistance, and flame retardancy. In addition, when the phosphate ester type TPP or condensed phosphorus flame retardant compound is added to an ester type polymer resin (PET, PC, etc.), there is a problem of deterioration of resin properties due to a transesterification reaction.

이에, 본 발명자들은 본 발명자들은 실용적인 비할로겐계 난연 에폭시 수지의 개발을 위해 노력한 결과, 비할로겐계 원소인 질소를 함유하는 아미노페놀을 출발물질로 하여 난연성과 저장 안정성이 우수한 질소함유 신규 에폭시 화합물을 안정적으로 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, the present inventors have endeavored to develop a practical non-halogen-based flame-retardant epoxy resin, and as a starting material, aminophenol containing nitrogen, which is a non-halogen-based element, is used as a starting material. It was confirmed that the present invention can be stably produced, and the present invention was completed.

본 발명의 주된 목적은 고온의 저장 안정성이 우수하고, 난연성을 구현하는 비할로겐계 신규 에폭시 화합물 및 상기 신규 에폭시 화합물을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.It is a main object of the present invention to provide a non-halogen-based novel epoxy compound having excellent storage stability at high temperatures and implementing flame retardancy and a method of preparing the new epoxy compound.

본 발명은 또한, 전기전자 제품용 절연재료, 적층판이나 탄소섬유강화플라스틱(carbon fiber reinforced plastics; CFRP) 등의 각종 복합재료, 접착제 및 도료 등에 유용한 비할로겐계 난연성 에폭시 수지를 제공하는데 있다.
The present invention also provides a non-halogen flame-retardant epoxy resin useful for various composite materials, such as insulating materials for electrical and electronic products, laminates and carbon fiber reinforced plastics (CFRP), adhesives and paints.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an epoxy compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, n은 1 내지 10의 정수이다.In Formula 1, n is an integer of 1 to 10.

본 발명은 또한, (a) 아미노페놀과 화학식 2로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 3으로 표시되는 화합물을 생성시키는 단계; 및 (b) 상기 생성된 화학식 3으로 표시되는 화합물에 에피할로히드린 화합물로 에폭시화하여 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물을 제조하는 단계를 포함하는, 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물의 제조방법을 제공한다.The present invention also comprises the steps of (a) reacting an aminophenol and a compound represented by the formula (2) to produce a compound represented by the formula (3); And (b) preparing an epoxy compound represented by Chemical Formula 1 by epoxidizing the compound represented by Chemical Formula 3 with an epihalohydrin compound to produce an epoxy compound represented by Chemical Formula 1. to provide.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서, n은 1 내지 10의 정수이다.
In the general formula (1), n is an integer of 1 to 10.

[화학식 2](2)

Figure pat00003

Figure pat00003

[화학식 3](3)

Figure pat00004
Figure pat00004

본 발명은 또한, 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물 및 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물을 제공한다.The present invention also provides an epoxy resin composition comprising an epoxy compound represented by the formula (1) and a curing agent.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 1에서, n은 1 내지 10의 정수이다.
In the general formula (1), n is an integer of 1 to 10.

본 발명에 따른 에폭시 화합물은 할로겐 원소를 함유하고 있지 않아 환경 친화적이고, 고온안정성이 뛰어나며, 별도의 난연제, 난연조제의 첨가 없이도 우수한 난연성을 보임으로써, 반도체 봉지제, 인쇄 회로 기판, 접착, 도료, 주형 용도 등에 적합한 용도를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 난연성으로 인해 에폭시 수지가 각종 가전제품, 공업제품 등에 사용되는 경우 인체 안정성을 더욱 높이고, 더 나아가서는 환경 안정성에도 기여할 수 있어 환경 보호에도 기여할 수 있다.
The epoxy compound according to the present invention does not contain a halogen element, which is environmentally friendly, has excellent high temperature stability, and exhibits excellent flame retardancy even without the addition of a flame retardant and a flame retardant aid. In addition to providing a suitable use for molding applications, the flame retardancy can increase the human body stability and further contribute to environmental protection when the epoxy resin is used in various home appliances, industrial products, etc. have.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에폭시 화합물의 겔 침투크로마토그래피 측정 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에폭시 화합물의 FT-IR 측정 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에폭시 화합물의 겔 침투크로마토그래피 측정 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에폭시 화합물의 FT-IR 측정 그래프이다.
1 is a graph of gel permeation chromatography of an epoxy compound according to an embodiment of the present invention.
2 is a FT-IR measurement graph of the epoxy compound according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph of gel permeation chromatography of an epoxy compound according to another embodiment of the present invention.
4 is a FT-IR measurement graph of the epoxy compound according to another embodiment of the present invention.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본 발명은 일 관점에서, 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물에 관한 것으로, 유기 고분자 재료의 난연제 또는 이의 제조 원료로서 유용한 신규 에폭시 화합물에 관한 것이다The present invention relates to an epoxy compound represented by the following Chemical Formula 1 in one aspect, and relates to a novel epoxy compound useful as a flame retardant of an organic polymer material or a raw material for producing the same.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 화학식 1에서, n은 1 내지 10의 정수이다.In Formula 1, n is an integer of 1 to 10.

본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 에폭시 화합물은 화학식 1에 있어서, 중합도를 나타내는 n의 평균값은 1 내지 10이 가능하고, 적당한 기계적 강도를 갖기 위한 측면에서 바람직하게는 1 내지 5인 것이다.Epoxy compound comprising a repeating unit represented by the formula (1) according to the present invention, in the general formula (1), the average value of n indicating the degree of polymerization can be 1 to 10, preferably from 1 to 10 in terms of having a suitable mechanical strength It is five.

또한, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물은 에폭시 화합물 내에 질소를 함유시켜 화합물 자체의 난연특성을 향상시켰으며, 또한, 질소계 화합물을 먼저 반응성을 조절한 제3급 아민형태로 개질한 다음, 에폭시화 반응을 진행함으로써 에폭시화 공정 중 고온에서 진행되는 공정조건에서도 안정성을 유지할 수 있고, 오랜 시간 경과 후에도 물성이 변하지 않는다는 장점이 있다. In addition, the epoxy compound represented by Formula 1 according to the present invention improves the flame retardant properties of the compound itself by containing nitrogen in the epoxy compound, and further, by modifying the nitrogen-based compound into a tertiary amine form that first regulates the reactivity Next, by performing the epoxidation reaction, stability can be maintained even at the process conditions that proceed at a high temperature during the epoxidation process, and there is an advantage that physical properties do not change even after a long time.

본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물은 에폭시 당량이 120g/eq~360g/eq이므로, 상기 범위를 만족할 경우에는 에폭시와 경화제의 배합시 투입량이 당량비로 결정되는 특성상 다양한 배합비로의 조절이 용이하며 여러 종류의 경화제를 사용할 수 있어, 복합 경화시의 다양한 특성들을 발현할 수 있다. 또한, 중량평균분자량 300g/mol~6,000g/mol의 수준으로 고분자량으로 인한 작업성 저하를 방지할 수 있어 사용이 편리하며, 저분자량으로 인한 내열성 저하의 문제를 피할 수 있다.Since the epoxy compound represented by Formula 1 according to the present invention has an epoxy equivalent of 120 g / eq to 360 g / eq, when the above range is satisfied, it is easy to control to various compounding ratios due to the characteristics of the dosage of epoxy and the curing agent determined as the equivalent ratio. In addition, various kinds of curing agents may be used, and various properties of the composite curing may be expressed. In addition, the weight-average molecular weight of 300g / mol ~ 6,000g / mol can prevent the degradation of workability due to the high molecular weight is convenient to use, it is possible to avoid the problem of heat resistance degradation due to low molecular weight.

본 발명은 다른 관점에서, (a) 아미노페놀(aminophenol)과 화학식 2로 표시되는 화합물을 축합반응시켜 화학식 3으로 표시되는 화합물을 생성시키는 단계; 및 (b) 상기 생성된 화학식 3으로 표시되는 화합물에 에피할로히드린 화합물로 에폭시화하여 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물을 제조하는 단계를 포함하는, 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물의 제조방법에 관한 것이다.In another aspect, (a) condensation reaction of an aminophenol (aminophenol) and a compound represented by Formula 2 to produce a compound represented by Formula 3; And (b) epoxidizing the compound represented by Chemical Formula 3 with an epihalohydrin compound to prepare an epoxy compound represented by Chemical Formula 1, in the method of preparing an epoxy compound represented by Chemical Formula 1 It is about.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 1에서, n은 1 내지 10의 정수이다.
In the general formula (1), n is an integer of 1 to 10.

[화학식 2](2)

Figure pat00008

Figure pat00008

[화학식 3](3)

Figure pat00009
Figure pat00009

종래 질소계 원료와 에피할로히드린과의 반응시 반응공정 중 잔존해 있는 제1급 혹은 제2급 아민류로 인해 급격한 폭주반응이 발생한다. 특히 미반응된 에피할로히드린의 회수와 용제회수 등과 같은 고온에서의 공정 중에 이러한 급격한 폭주반응은 겔화(gelation)를 진행시키고, 부 반응물을 과량으로 생성시켜 수율과 작업성이 저하되는 등의 제조공정상의 문제점이 있다. 이에, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 질소계 원료를 개질하여 불안정한 원료인 아민의 반응성을 제어하고, 반응물의 함량과 반응조건을 확립하여 고온 안정성이 우수한 질소계 난연 에폭시 수지를 고 수율로 제조할 수 있다.In the reaction of a conventional nitrogen-based raw material and epihalohydrin, a sudden runaway reaction occurs due to the primary or secondary amines remaining in the reaction process. In particular, during such a high temperature process such as recovery of unreacted epihalohydrin and recovery of solvent, such rapid runaway reaction proceeds to gelation and excessively generates secondary reactants, resulting in lower yield and workability. There is a problem in the manufacturing process. Accordingly, the present invention is to solve the above problems, by modifying the nitrogen-based raw material to control the reactivity of the amine, which is an unstable raw material, to establish the content and reaction conditions of the reactant high yield of nitrogen-based flame retardant epoxy resin excellent in high stability It can be prepared as.

보다 구체적으로, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물은 아미노페놀(aminophenol)과 화학식 2로 표시되는 화합물을 축합반응시켜 화학식 3으로 표시되는 화합물을 생성시킨 다음, 상기 생성된 화학식 3으로 표시되는 화합물에 에피할로히드린 화합물로 에폭시화하여 얻을 수 있다. 이를 요약하면 다음 반응식 1과 같다.More specifically, the epoxy compound represented by Formula 1 of the present invention is condensation reaction of aminophenol (aminophenol) and the compound represented by Formula 2 to produce a compound represented by Formula 3, and then represented by the The compound can be obtained by epoxidation with an epihalohydrin compound. This is summarized in Scheme 1 below.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 반응식 1에서, X는 F, Cl, Br 또는 I이며, n은 1~10 정수이다.In Scheme 1, X is F, Cl, Br or I, n is an integer from 1 to 10.

본 발명에 있어서, 화학식 3으로 표시되는 화합물은 아미노페놀 1 몰에 대하여, 화학식 2로 표시되는 화합물 1몰로 일대일 반응시켜 수득되는 것으로, 이 범위를 벗어나면 한쪽의 원료가 사용되지 않고 미반응으로 남기 때문에 경제적으로 불리해질 경우가 있다.In the present invention, the compound represented by the formula (3) is obtained by one-to-one reaction with 1 mole of the compound represented by the formula (2) with respect to 1 mole of the aminophenol, and beyond this range, one raw material is not used and is left unreacted. This may be economically disadvantageous.

이때, 상기 반응은 20~40℃로 3~5시간 동안 수행하는 것으로, 20℃ 미만에서는 반응 속도가 늦어지고, 실용적인 공정시간 내에 반응이 완결되지 않을 경우가 있다. 또한, 40℃를 초과하면 반응 속도는 빨라지지만, 부 반응물이 생성된다는 문제점이 있다.At this time, the reaction is carried out for 3 to 5 hours at 20 ~ 40 ℃, less than 20 ℃ reaction rate is slow, the reaction may not be completed within a practical process time. In addition, the reaction rate is faster than 40 ℃, there is a problem that the secondary reactant is produced.

또한, 상기 반응에서 용매는 원료를 용해·희석시키거나, 반응온도를 제어하거나, 교반에 필요한 용적을 확보하기 위해서, 반응을 용이하게 하기 위해서 등의 필요성에 따른 것에 있으면, 조용제로 이소프로필 알코올, 부틸 알코올, 메틸 알코올, 에틸 알코올 등의 알코올류 중에서 임의로 선택하고, 임의의 양으로 사용해도 상관없다. 한편, 특별히 1종에 한정되는 것이 아니고 혼합하여 사용해도 상관없다.In the above reaction, the solvent is an isopropyl alcohol as a co-solvent, as long as it is necessary for dissolving and diluting the raw material, controlling the reaction temperature, securing the volume required for stirring, or facilitating the reaction. It may select arbitrarily from alcohols, such as butyl alcohol, methyl alcohol, and ethyl alcohol, and may use it in arbitrary quantities. In addition, it is not specifically limited to 1 type, You may mix and use.

전술된 바와 같이, 제조된 화학식 3으로 표시되는 화합물은 에피할로히드린 화합물로 에폭시화하여 화학식 1로 표시되는 최종 화합물을 제조한다.As described above, the compound represented by Chemical Formula 3 prepared is epoxidized with an epihalohydrin compound to prepare a final compound represented by Chemical Formula 1.

상기 에폭시화 반응에서 사용되는 에피할로히드린은 바람직하게는 에피클로로히드린을 사용하는 것이 공업적인 측면에서 좋으며, 상기 에폭시 화합물을 얻기 위한 반응은 종래 공지된 방법을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 에피할로히드린의 혼합물에 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 등의 알칼리 금속 수산화물의 고체를 한꺼번에 가하거나, 20~120℃의 온도 범위에서 1~20 시간 동안 서서히 적가함으로써 수행할 수 있다.As epihalohydrin used in the epoxidation reaction, it is preferable to use epichlorohydrin from an industrial point of view, and the reaction for obtaining the epoxy compound may be used without any conventionally known method. For example, a solid of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is added to a mixture of the compound represented by Formula 3 and epihalohydrin at once, or in a temperature range of 20 to 120 ° C. for 1 to 20 hours. This can be done by dropwise addition.

상기 반응에서 에피할로히드린의 사용량은 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 수산화기(OH) 1 당량에 대하여, 1~10몰을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 4~8 몰을 사용하는 것이 좋다. 상기 반응에서 알칼리 금속 수산화물의 사용량은 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 수산화기 1 당량에 대하여 0.5~2몰을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5~1.5몰을 사용하는 것이 좋다.The amount of epihalohydrin used in the reaction is preferably 1 to 10 moles, more preferably 4 to 8 moles, based on 1 equivalent of the hydroxyl group (OH) of the compound represented by Formula 3. It is good. The amount of the alkali metal hydroxide used in the reaction is preferably 0.5 to 2 moles, more preferably 0.5 to 1.5 moles per 1 equivalent of the hydroxyl group of the compound represented by the formula (3).

본 발명에 있어서, 에폭시화 반응이 종료된 후에는 수세(또는, 수세 없이 가열 감압하에서)하여 과잉의 에피할로히드린을 제거한 다음, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔, 크실렌 등의 용매에 용해하고 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리 금속 수산화물의 수용액을 가하여 다시 한번 반응을 수행하여 미반응 가수분해성 염소분을 제거하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 알칼리 금속 수산화물의 사용량은 화학식 3으로 표시되는 화합물 내의 가수분해성 염소분 함량에 대하여, 1~4몰을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2~3몰을 사용하는 것이 좋다. 상기 반응은 70~90℃에서 1~4시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.In the present invention, after completion of the epoxidation reaction, water washing (or under heating and reduced pressure without washing with water) is used to remove excess epihalohydrin, which is dissolved in a solvent such as methyl isobutyl ketone, toluene, xylene, and hydroxide. It is preferable to add an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as sodium or potassium hydroxide to carry out the reaction once again to remove unreacted hydrolyzable chlorine. In this case, the amount of the alkali metal hydroxide is preferably used 1 to 4 mol, more preferably 2 to 3 mol relative to the hydrolyzable chlorine content in the compound represented by the formula (3). The reaction is preferably performed for 1 to 4 hours at 70 ~ 90 ℃.

반응 종료 후, 발생한 염을 수세하여 제거하고, 가열·감압하에 메틸이소부틸케톤, 톨루엔, 크실렌 등의 용매를 제거한다. 이와 같은 과정을 거침으로써 미반응 가수분해성 염소분 함량이 적은 에폭시 화합물을 얻을 수 있다는 장점이 있다.After completion | finish of reaction, the salt which generate | occur | produced is washed with water, and solvents, such as methyl isobutyl ketone, toluene, and xylene, are removed under heating and pressure reduction. Through such a process, there is an advantage that an epoxy compound having a low content of unreacted hydrolyzable chlorine may be obtained.

상기와 같은 과정을 통해 얻어진 에폭시 수지는 두 개의 페놀성 수산화기 중에서 한 개의 수산화기가 에폭시화물이 되지 않은 화합물이 포함될 수 있고, 페놀성 수산화기가 에폭시화물을 공격하는 부반응으로 인해 생성된 올리고머형 또한 포함할 수 있다.The epoxy resin obtained through the above process may include a compound in which one hydroxyl group does not become an epoxide among two phenolic hydroxyl groups, and may also include an oligomer type generated by a side reaction in which the phenolic hydroxyl group attacks the epoxide. Can be.

본 발명은 또 다른 관점에서, 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물 및 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to an epoxy resin composition comprising an epoxy compound represented by the formula (1) and a curing agent.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00011
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상기 화학식 1에서, n은 1 내지 10의 정수이다.In Formula 1, n is an integer of 1 to 10.

본 발명의 에폭시 수지 조성물은 단독 또는 다른 에폭시 화합물 수지와 병행하여 사용할 수 있다. 다른 에폭시 수지와 병행하여 사용하는 경우, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물은 10 중량% 내지 99.9 중량%를 사용하는 것이 바람직하다.The epoxy resin composition of this invention can be used individually or in parallel with another epoxy compound resin. When used in combination with other epoxy resins, it is preferable to use 10 wt% to 99.9 wt% of the epoxy compound represented by Formula 1 of the present invention.

본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물과 병용할 수 있는 에폭시 수지에는 제한을 두지 않지만, 바람직하게는 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 글리시딜 아민계 에폭시 수지 및 글리시딜 에스테르계 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다.The epoxy resin that can be used in combination with the epoxy compound represented by the formula (1) according to the present invention is not limited, but is preferably a novolak type epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin , Bisphenol S type epoxy resin, glycidyl amine epoxy resin, glycidyl ester epoxy resin and the like can be used. These may be used independently and may mix and use 2 or more types.

본 발명의 에폭시 수지 조성물은 경화제를 함유하며, 사용할 수 있는 경화제의 종류에는 제한을 두지 않지만, 바람직하게는 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 비페닐 함유 페닐 노볼락 수지, 페놀-p-크실렌계 수지 및 페닐 비페닐렌계 페놀 수지 등의 페놀계 경화제, 지방족 폴리아민, 폴리아미드 폴리아민 및 방향족 폴리아민 등의 아민계 경화제, 디시안 디아미드류, 무수 헥사히드로프탈산 및 무수 메틸테트라히드로프탈산 등의 산 무수물계 경화제를 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 좋고 2 종 이상 병행하여 사용해도 좋다. Although the epoxy resin composition of this invention contains a hardening | curing agent and does not limit the kind of hardening | curing agent which can be used, Preferably it is a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a biphenyl containing phenyl novolak resin, phenol-p-xylene Acid anhydrides such as phenolic curing agents such as phenolic resins and phenyl biphenylene phenolic resins, amine based curing agents such as aliphatic polyamines, polyamide polyamines and aromatic polyamines, dicyandiamides, hexahydrophthalic anhydride and methyltetrahydrophthalic anhydride. System curing agents can be used. These may be used independently or may be used in combination of 2 or more type.

본 발명의 에폭시 수지 조성물 중에 경화제의 사용량은 에폭시 화합물의 에폭시기 1 당량에 대하여 0.5 ~ 1.5 당량이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.6 ~ 1.2 당량을 사용하는 것이 좋다. 상기 경화제를 에폭시 수지의 에폭시기 1 당량에 대하여 0.5 미만으로 사용하게 되는 경우 충분히 경화되지 않아서 물성이 나빠지는 문제점이 있고, 에폭시 수지의 에폭시기 1 당량에 대하여 1.5 당량을 초과하여 사용하는 경우에도 경화밀도가 작아져서 물성이 낮아지는 문제점이 있다.As for the usage-amount of a hardening | curing agent in the epoxy resin composition of this invention, 0.5-1.5 equivalent is preferable with respect to 1 equivalent of epoxy groups of an epoxy compound, More preferably, 0.6-1.2 equivalent is used. When the curing agent is used in less than 0.5 equivalent to 1 equivalent of epoxy group of epoxy resin, there is a problem of not being sufficiently cured, resulting in poor physical properties, even when using more than 1.5 equivalents to 1 equivalent of epoxy group of epoxy resin. There is a problem that the physical properties are lowered.

본 발명의 에폭시 조성물에는 필요에 따라 공지의 첨가제를 추가하여 사용할 수 있다. 상기 첨가제의 종류에는 제한이 없으나, 바람직하게는 실리카, 알루미나, 활석 및 유리섬유 등의 무기 충진제, 고급 지방산, 고급 지방산 금속염, 에스테르계 왁스 및 천연왁스 등의 이형제, 에폭시실란, 아미노실란 및 알킬실란 등의 커플링제, 보조 난연제 등을 필요에 따라 사용할 수 있다. The epoxy composition of this invention can add and use a well-known additive as needed. The type of the additive is not limited, but preferably, inorganic fillers such as silica, alumina, talc and glass fibers, release agents such as higher fatty acids, higher fatty acid metal salts, ester waxes and natural waxes, epoxysilanes, aminosilanes and alkylsilanes. Coupling agents, auxiliary flame retardants, etc. can be used as needed.

상기와 같이 얻어진 본 발명의 에폭시 수지 조성물은 난연성, 내열성, 내습성, 고접착력이 요구되는 광범위한 분야에서 이용할 수 있다. 구체적으로는 절연재료, 적층판, 봉지재료 등의 모든 전기, 전자 재료의 배합 성분으로서 유용하며, 또한 성형재료, 복합재료 및 도료, 접착 등의 분야에도 이용될 수 있다.
The epoxy resin composition of the present invention obtained as described above can be used in a wide range of fields requiring flame retardancy, heat resistance, moisture resistance, and high adhesion. Specifically, it is useful as a compounding component of all electrical and electronic materials such as insulating materials, laminates, encapsulation materials, and can also be used in fields such as molding materials, composite materials, paints, and adhesives.

이하, 본 발명을 실시예에 상세히 설명하면, 다음과 같은 바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by these Examples.

실시예Example 1: 본 발명에 따른 에폭시 화합물 및 동박  1: epoxy compound and copper foil according to the present invention 적층판의Laminate 제조 Produce

1-1: 에폭시 화합물 합성1-1: Epoxy Compound Synthesis

환류냉각기가 장착된 플라스크에 에피클로로히드린 1,050g,아미노페놀 135g 및 살리실릭알데히드 120g을 첨가한 다음, 30℃에서 4시간 동안 교반하여 아미노페놀과 살리실릭알데히드를 반응시키고, 50wt% 수산화나트륨 수용액 12g을 60℃에서 투입하고, 동일 온도에서 4시간 동안 예비반응을 진행하였다. 예비반응 완료 후, 150torr로 감압한 다음, 60℃에서 50wt% 수산화나트륨 275g을 4시간 동안 적가하였다. 적가완료 후에 155℃로 승온하여 2시간 동안 미반응 에피클로로히드린을 회수하였다. 미반응 에피클로로히드린이 회수된 반응물에 메틸이소부틸케톤 320g을 투입하여 반응물을 용해하고, 증류수 투입하여 수분리를 통해 염을 제거한 다음, 50wt% 수산화나트륨을 가하여 정제하였다. 정제된 반응물에 인산을 투입하여 중화시키고, 155℃에서 3시간 감압하여 메틸이소부틸케톤을 회수하고, 에폭시 화합물 315g을 얻었다(수율 92%). 이와 같이 얻은 에폭시 화합물의 겔 침투크로마토그래피(Waters社의 815 pump, 715 Injector, 2414 RI detector)와 FT-IR(PerkinElmer社의 Spectrum10)은 도 1 및 도 2에 나타내었다.Into a flask equipped with a reflux condenser, 1,050 g of epichlorohydrin, 135 g of aminophenol, and 120 g of salicylic aldehyde were added, followed by stirring at 30 ° C. for 4 hours to react the aminophenol and salicylic aldehyde. 12 g was added at 60 ° C., and preliminary reaction was performed at the same temperature for 4 hours. After completion of the prereaction, the pressure was reduced to 150torr, and then 275 g of 50wt% sodium hydroxide was added dropwise at 60 ° C for 4 hours. After completion of the dropwise addition, the temperature was raised to 155 ° C to recover unreacted epichlorohydrin for 2 hours. 320 g of methyl isobutyl ketone was added to the reaction product from which the unreacted epichlorohydrin was recovered to dissolve the reactant, and distilled water was added to remove the salt through water separation, followed by purification by adding 50 wt% sodium hydroxide. Phosphoric acid was added to neutralize the purified reaction product, and the mixture was decompressed at 155 ° C for 3 hours to recover methyl isobutyl ketone, thereby obtaining 315 g of an epoxy compound (yield 92%). Gel permeation chromatography of the epoxy compound thus obtained (Waters 815 pump, 715 Injector, 2414 RI detector) and FT-IR (PerkinElmer Spectrum 10) are shown in Figs.

도 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 에폭시 화합물은 질량평균분자량이 1,111g/mol이고, 분자량 분포도가 2.7이며, 에폭시 당량은 181.3g/eq이고, 가수분해성 염소분은 0.06wt%임을 확인하였다. 또한, 도 2에 나타난 바와 같이 FT-IR 분석결과, 질소계 화합물과 에피클로로히드린의 반응으로 형성된 Ar-O-C 결합의 특성 피크 및 에폭시 링의 특성 피크들을 확인할 수 있었다(FT-IR 분석결과: Ar-O-C: 1239 ㎝-1 & 1039㎝-1, Epoxy ring: 911㎝-1 & 818㎝-1).
As shown in FIG. 1, the epoxy compound prepared in Example 1 has a mass average molecular weight of 1,111 g / mol, a molecular weight distribution of 2.7, an epoxy equivalent of 181.3 g / eq, and a hydrolyzable chlorine of 0.06 wt%. Confirmed. In addition, as shown in FIG. 2, as a result of the FT-IR analysis, the characteristic peaks of the Ar-OC bonds formed by the reaction of the nitrogen-based compound and epichlorohydrin and the characteristic peaks of the epoxy ring were confirmed (FT-IR analysis: Ar-OC: 1239 ㎝ -1 & 1039㎝ -1, Epoxy ring: 911㎝ -1 & 818㎝ -1).

1-2: 동박 1-2: copper foil 적층판의Laminate 제조 Produce

실시예 1에서 제조된 에폭시 화합물을 메틸에틸케톤으로 불휘발분 70wt%로 용해한 다음, 경화제로서 디시안디아마이드를 상기 제조된 에폭시 수지 고형분 100중량부에 대하여 3 중량부의 함량으로, 경화촉진제로서 2-메틸 이미다졸을 상기 제조된 에폭시 수지 고형분 100 중량부에 대하여 0.14 중량부의 함량으로 혼합하여 바니쉬를 제조하였다. 제조된 바니쉬에 유리섬유를 함침하여 일정한 두께로 바니쉬가 도포되도록 처리한 후, 상온에서 1시간 동안 건조시키고, 140℃의 오븐에 4분 동안 건조하여 프리프레그를 제조하였다. 제조된 프리프레그를 4장 적층하고 겉면에는 동박을 적층하여 90분간 180℃에서 5기압으로 압력을 가하여 동박 적층판을 제조하였다.
The epoxy compound prepared in Example 1 was dissolved in methyl ethyl ketone at a nonvolatile content of 70 wt%, and dicyandiamide as a curing agent was added in an amount of 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin solids, and 2-methyl as a curing accelerator. The varnish was prepared by mixing imidazole in an amount of 0.14 parts by weight based on 100 parts by weight of the prepared epoxy resin solids. After impregnating the varnish to the prepared varnish to apply a varnish to a predetermined thickness, and dried for 1 hour at room temperature, and dried for 4 minutes in an oven at 140 ℃ to prepare a prepreg. Four prepared prepregs were laminated, and copper foil was laminated on the outer surface, and pressure was applied at 5 atmospheres at 180 ° C. for 90 minutes to prepare a copper foil laminate.

실시예Example 2: 본 발명에 따른 에폭시 화합물 및 동박  2: epoxy compound and copper foil according to the present invention 적층판의Laminate 제조  Produce

2-1: 에폭시 화합물 합성2-1: Epoxy Compound Synthesis

환류냉각기가 장착된 플라스크에 에피클로로히드린 800g, 이소프로필알코올 340g, 아미노페놀 135g과 살리실릭알데히드 120g을 첨가한 다음, 30℃에서 4시간 동안 교반하여 아미노페놀과 살리실릭알데히드를 반응시키고, 45wt% 수산화칼륨 수용액 27g을 35℃에서 30분간 적가하고, 동일 온도에서 4시간 동안 예비반응을 진행하였다. 예비반응 완료 후, 60℃에서 50wt%수산화나트륨 90g을 90분간 적가하고, 30분간 동안 숙성반응을 수행한 다음, 증류수로 충분히 세척하여 염을 2회 반복 동일한 과정으로 제거하였다. 이렇게 염이 제거된 반응물은 155℃에서 2시간 감압하여 미반응 에피클로로히드린과 이소프로필 알코올을 회수하였다. 에피클로로히드린과 이소프로필 알코올이 회수된 반응물에 메틸이소부틸케톤 860g을 투입하여 반응물을 용해하고, 증류수 투입하여 수분리를 통해 염을 제거한 다음, 50wt% 수산화나트륨을 가하여 정제하였다. 정제된 반응물에 인산을 투입하여 중화시키고, 155℃에서 3시간 감압하여 메틸이소부틸케톤을 회수하고, 에폭시 화합물 240g을 얻었다(수율 70%). 이와 같이 얻은 에폭시 화합물의 겔 침투크로마토그래피(Waters社의 815 pump, 715 Injector, 2414 RI detector)와 FT-IR(PerkinElmer社의 Spectrum10)은 도 3 및 도 4에 나타내었다.Into a flask equipped with a reflux condenser, 800 g of epichlorohydrin, 340 g of isopropyl alcohol, 135 g of aminophenol, and 120 g of salicylic aldehyde were added, followed by stirring at 30 ° C. for 4 hours to react the aminophenol and salicylic aldehyde. 27 g of% potassium hydroxide aqueous solution was added dropwise at 35 ° C. for 30 minutes, and preliminary reaction was performed at the same temperature for 4 hours. After completion of the preliminary reaction, 90 g of 50 wt% sodium hydroxide was added dropwise at 60 ° C. for 90 minutes, followed by a aging reaction for 30 minutes, followed by washing with distilled water sufficiently to remove the salt twice in the same process. The reaction product from which the salt was removed was decompressed at 155 ° C. for 2 hours to recover unreacted epichlorohydrin and isopropyl alcohol. 860 g of methyl isobutyl ketone was added to the reaction product from which epichlorohydrin and isopropyl alcohol were recovered. The reactant was dissolved, distilled water was added to remove salt through water separation, and then purified by adding 50 wt% sodium hydroxide. Phosphoric acid was added to neutralize the purified reaction product, and the mixture was decompressed at 155 ° C for 3 hours to recover methyl isobutyl ketone, thereby obtaining 240 g of an epoxy compound (yield 70%). Gel permeation chromatography of the epoxy compound thus obtained (Waters 815 pump, 715 Injector, 2414 RI detector) and FT-IR (PerkinElmer's Spectrum10) are shown in FIGS. 3 and 4.

도 3에 나타난 바와 같이, 상기 방법으로 제조된 에폭시 화합물은 질량평균분자량이 1,319g/mol이고, 분자량 분포도가 2.6이며, 에폭시 당량은 191.3g/eq이고, 가수분해성 염소분은 0.1wt%이었다. 또한, 도 4에 나타난 바와 같이, FT-IR 분석결과, 질소계 화합물과 에피클로로히드린의 반응으로 형성된 Ar-O-C 결합의 특성 피크 및 에폭시 링의 특성 피크들을 확인할 수 있었다(FT-IR 분석결과: Ar-O-C: 1240㎝-1 & 1040㎝-1, Epoxy ring: 911㎝- & 818㎝-1).
As shown in FIG. 3, the epoxy compound prepared by the above method had a mass average molecular weight of 1,319 g / mol, a molecular weight distribution of 2.6, an epoxy equivalent of 191.3 g / eq, and a hydrolyzable chlorine content of 0.1 wt%. In addition, as shown in Figure 4, the FT-IR analysis, it was able to confirm the characteristic peak of the Ar-OC bond formed by the reaction of the nitrogen-based compound and epichlorohydrin and the characteristic peak of the epoxy ring (FT-IR analysis results : Ar-OC: 1240㎝ -1 & 1040㎝ -1, Epoxy ring: 911㎝ - & 818㎝ -1).

2-2: 동박 2-2: copper foil 적층판Laminate 제조 Produce

실시예 2에서 제조된 화합물을 메틸에틸케톤으로 불휘발분 70wt%로 용해한 다음, 경화제로서 디시안디아마이드를 상기 제조된 에폭시 수지 고형분 100 중량부에 대하여 3 중량부의 함량으로, 경화촉진제로서 2-메틸 이미다졸을 상기 제조된 에폭시 수지 고형분 100 중량부에 대하여 0.14 중량부의 함량으로 혼합하여 바니쉬를 제조하였다. 제조된 바니쉬에 유리섬유를 함침하여 일정한 두께로 바니쉬가 도포되도록 처리한 후, 상온에서 1시간 동안 건조시키고, 140℃의 오븐에 4분 동안 건조하여 프리프레그를 제조하였다. 제조된 프리프레그를 4장 적층하고 겉면에는 동박을 적층하여 90분간 180℃에서 5기압으로 압력을 가하여 동박 적층판을 제조하였다.
The compound prepared in Example 2 was dissolved in methyl ethyl ketone at 70 wt% of nonvolatile matter, and then dicyandiamide was used as a curing agent in an amount of 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin solids, and 2-methyl-imide as a curing accelerator. The varnish was prepared by mixing the dazoles in an amount of 0.14 parts by weight based on 100 parts by weight of the prepared epoxy resin solids. After impregnating the varnish to the prepared varnish to apply a varnish to a predetermined thickness, and dried for 1 hour at room temperature, and dried for 4 minutes in an oven at 140 ℃ to prepare a prepreg. Four prepared prepregs were laminated, and copper foil was laminated on the outer surface, and pressure was applied at 5 atmospheres at 180 ° C. for 90 minutes to prepare a copper foil laminate.

실시예Example 3: 본 발명에 따른 에폭시 화합물 및 동박  3: epoxy compound and copper foil according to the present invention 적층판의Laminate 제조  Produce

실시예 1-1에서 제조된 에폭시 화합물과 인계 비할로겐계 페놀 노볼락 에폭시 수지(인함량=2.8wt%)를 6:4의 비율로 혼합하여 혼합 에폭시 수지를 제조하였다. 제조한 혼합 에폭시수지를 메틸에틸케톤으로 불휘발분 70wt%로 용해한 후 경화제로서 디시안 디아마이드를 상기 제조된 에폭시 수지 고형분 100 중량부에 대하여 3 중량부의 함량으로, 경화촉진제로서 2-메틸 이미다졸을 상기 제조된 에폭시 수지 고형분 100 중량부에 대하여 0.14 중량부의 함량으로 혼합하여 바니쉬를 제조하였다. 제조된 바니쉬에 유리섬유를 함침하여 일정한 두께로 바니쉬가 도포되도록 처리한 후, 상온에서 1시간 동안 건조시키고 140℃의 오븐에 4분 동안 건조하여 프리프레그를 제조하였다. 제조된 프리프레그를 4장 적층하고 겉면에는 동박을 적층하여 90분간 180℃에서 5기압으로 압력을 가하여 동박 적층판을 제조하였다.
The epoxy compound prepared in Example 1-1 and the phosphorus non-halogen-based phenol novolak epoxy resin (phosphorus content = 2.8 wt%) were mixed at a ratio of 6: 4 to prepare a mixed epoxy resin. After dissolving the mixed epoxy resin prepared in methyl ethyl ketone at 70 wt% of non-volatile content, dicyan diamide was used as a curing agent in an amount of 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin solids, and 2-methyl imidazole was used as a curing accelerator. The varnish was prepared by mixing 0.14 parts by weight based on 100 parts by weight of the prepared epoxy resin solids. The varnish was treated by impregnating glass varnish to apply the varnish to a predetermined thickness, and then dried at room temperature for 1 hour and dried at 140 ° C. for 4 minutes to prepare a prepreg. Four prepared prepregs were laminated, and copper foil was laminated on the outer surface, and pressure was applied at 5 atmospheres at 180 ° C. for 90 minutes to prepare a copper foil laminate.

비교예Comparative Example : 종래 질소계 에폭시 화합물 제조: Manufacture of conventional nitrogen-based epoxy compound

환류냉각기가 장착된 플라스크에 에피클로로히드린 1250g 및 아미노페놀 250g을 첨가한 다음, 50wt%수산화나트륨 수용액 14g을 60℃에서 투입하고, 동일 온도에서 4시간 동안 예비반응을 진행하였다. 예비반응 완료 후에, 150torr로 감압 후 60℃에서 50wt.%수산화나트륨 330g을 4시간 동안 적가하였다. 적가완료 후, 155℃로 승온시켜 2시간 동안 미반응 에피클로로히드린을 회수하였다. 미반응 에피클로로히드린의 회수 중 170℃로 발열이 발생하였고, 이어 급격한 점도 상승으로 겔화가 발생하여 더 이상의 진행이 불가능하였다.
1250 g of epichlorohydrin and 250 g of aminophenol were added to a flask equipped with a reflux condenser, and then 14 g of a 50 wt% sodium hydroxide aqueous solution was added at 60 ° C., and a preliminary reaction was performed at the same temperature for 4 hours. After completion of the preliminary reaction, 330 g of 50 wt.% Sodium hydroxide was added dropwise at 60 ° C. under reduced pressure to 150 torr for 4 hours. After completion of the dropwise addition, the temperature was raised to 155 ° C to recover unreacted epichlorohydrin for 2 hours. An exotherm occurred at 170 ° C. during the recovery of the unreacted epichlorohydrin, and gelation occurred due to a rapid viscosity increase, and further progress was impossible.

실험예Experimental Example : 특성 분석 : Characterization

(1) 연화점: JIS K-7234 법에 의해 측정하였다.(1) Softening point: It measured by JISK-7234 method.

(2) 에폭시 당량: JIS K-7236 법에 의해 측정하였다. 단위는 g/eq.(2) Epoxy equivalent: It measured by JIS K-7236 method. The unit is g / eq.

(3) 가수분해성 염소 농도: 시료의 디옥산 용액에 1N KOH 에탄올 용액을 첨가하고 30 분간 환류하는 것에 따라 유리 염소량을 질산은 적정법에 의해 측정하고, 시료의 중량으로 나눈 값으로 측정하였다.(3) Hydrolyzable chlorine concentration: As the 1N KOH ethanol solution was added to the dioxane solution of the sample and refluxed for 30 minutes, the amount of free chlorine was measured by titration of silver nitrate and divided by the weight of the sample.

(4) 난연성 분석: ASTM D3801-87 방법에 의해 측정하였다.(4) Flame retardancy analysis: measured by ASTM D3801-87 method.

(5) 열적 특성: DSC (Differential Scanning Calorimetry)를 이용하여 유리전이온도를 측정하였다.(5) Thermal Properties: Glass transition temperature was measured by using DSC (Differential Scanning Calorimetry).

(6) 안정성 평가: 교반을 한 상태에서 175℃에서 24시간 동안 유지시켜 화합물의 연화점 및 중량평균분자량을 측정하였다.
(6) Stability Evaluation: The softening point and the weight average molecular weight of the compound were measured by maintaining the mixture at 175 ° C. for 24 hours.

항목Item 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 에폭시 당량(g/eq)Epoxy equivalent weight (g / eq) 181.3181.3 191.25191.25 225225 측정불가Not measurable 중량평균분자량(g/mol)Weight average molecular weight (g / mol) 1,1111,111 1,3191,319 1,6151,615 측정불가Not measurable 연화점(℃)Softening point (℃) 반고형Semi-solid 반고형Semi-solid 62.562.5 측정불가Not measurable 가수분해 염소농도(ppm)Hydrolyzed Chlorine Concentration (ppm) 0.060.06 0.10.1 0.040.04 측정불가Not measurable 수율(%)yield(%) 9292 7070 100100 측정불가Not measurable 질소함량(%)Nitrogen content (%) 3.73.7 3.63.6 2.22.2 측정불가Not measurable 난연성(UL-94)Flammability (UL-94) V-1V-1 V-1V-1 V-0V-0 측정불가Not measurable 유리전이온도(℃)Glass transition temperature (캜) 143.9143.9 136.6136.6 141.3141.3 측정불가Not measurable

표 1에 나타난 바와 같이, 비교예 1은 합성도중 겔화가 진행되어 제조가 불가능한 반면, 실시예의 화합물들은 70% 이상의 수율로 수득됨을 확인하였고, 특히, 실시예 1은 90% 이상의 수율로 수득되었으며, 난연성 또한 UL-94 V-1등급의 난연성을 나타냄을 알 수 있었다. 또한, 실시예 3과 같이 기존의 난연성 에폭시 수지와 혼합될 경우에는 난연성이 UL-94 V-0 등급으로 향상시킬 수 있으며, 유리전이온도 또한 141.3℃로 유리전이온도의 큰 변화없이 우수한 난연성을 나타낼 수 있음을 알 수 있었다.
As shown in Table 1, Comparative Example 1 was confirmed that the gelation proceeds during the synthesis is not possible, while the compounds of the Example was obtained in a yield of 70% or more, in particular, Example 1 was obtained in a yield of 90% or more, Flame retardant also showed that the flame retardancy of UL-94 V-1 grade. In addition, when mixed with the existing flame-retardant epoxy resin as in Example 3, the flame retardancy can be improved to the UL-94 V-0 grade, the glass transition temperature is also 141.3 ℃ to exhibit excellent flame retardancy without significant change in glass transition temperature I could see that.

구분division 0시간 경과0 hours 6시간 경과6 hours 12시간 경과12 hours 24시간 경과24 hours 실시예 2Example 2 중량평균분자량(g/mol)Weight average molecular weight (g / mol) 1,3191,319 1,3251,325 1,3371,337 1,3411,341

표 2에 나타난 바와 같이, 상대적으로 분자량이 커 고온에서의 안정성이 더 불리한 실시예 2에 대해 고온에서의 저장안정성을 측정한 결과, 중량평균분자량이 시간 경과에 따라 거의 변하지 않는 것을 알 수 있었다. 이에, 본 발명에 따른 에폭시 화합물은 고온 저장안정성이 우수하여 절연재료, 적층판, 봉지재료 등의 모든 전기, 전자 재료의 배합 성분으로서 유용하게 사용될 수 있다.
As shown in Table 2, when the storage stability at high temperature was measured for Example 2, which has a relatively high molecular weight and more unstable stability at high temperature, it was found that the weight average molecular weight hardly changed with time. Thus, the epoxy compound according to the present invention is excellent in high temperature storage stability and can be usefully used as a blending component of all electrical and electronic materials such as insulating materials, laminates, encapsulation materials, and the like.

본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (7)

하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물:
[화학식 1]
Figure pat00012

상기 화학식 1에서, n은 1 내지 10의 정수임.
Epoxy compound represented by the following formula (1):
[Chemical Formula 1]
Figure pat00012

In Formula 1, n is an integer of 1 to 10.
제1항에 있어서, 상기 에폭시 화합물은 에폭시 당량이 120g/eq~360g/eq인 것을 특징으로 하는 에폭시 화합물.
The epoxy compound according to claim 1, wherein the epoxy compound has an epoxy equivalent of 120 g / eq to 360 g / eq.
제1항에 있어서, 상기 에폭시 화합물은 중량평균분자량이 300g/mol~6,000g/mol인 것을 특징으로 하는 에폭시 화합물.
The epoxy compound according to claim 1, wherein the epoxy compound has a weight average molecular weight of 300 g / mol to 6,000 g / mol.
다음 단계를 포함하는, 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물의 제조방법:
(a) 아미노페놀과 화학식 2로 표시되는 화합물을 축합반응시켜 화학식 3으로 표시되는 화합물을 생성시키는 단계; 및
(b) 상기 생성된 화학식 3으로 표시되는 화합물을 에피할로히드린 화합물로 에폭시화하여 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물을 제조하는 단계:
[화학식 1]
Figure pat00013

상기 화학식 1에서, n은 1 내지 10의 정수이며,

[화학식 2]
Figure pat00014


[화학식 3]
Figure pat00015
.
A process for preparing an epoxy compound represented by Formula 1, comprising the following steps:
(a) condensing a compound represented by Formula 2 with an aminophenol to produce a compound represented by Formula 3; And
(b) preparing an epoxy compound represented by Chemical Formula 1 by epoxidizing the compound represented by Chemical Formula 3 with an epihalohydrin compound:
[Chemical Formula 1]
Figure pat00013

In Formula 1, n is an integer of 1 to 10,

(2)
Figure pat00014


(3)
Figure pat00015
.
제4항에 있어서, 상기 (a) 단계는 20~40℃에서 3~5시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 에폭시 화합물의 제조방법.
According to claim 4, wherein the step (a) is a method for producing an epoxy compound, characterized in that performed for 3 to 5 hours at 20 ~ 40 ℃.
화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물 및 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00016

상기 화학식 1에서, n은 1 내지 10의 정수임.
An epoxy resin composition comprising an epoxy compound represented by the formula (1) and a curing agent:
[Chemical Formula 1]
Figure pat00016

In Formula 1, n is an integer of 1 to 10.
제6항에 있어서, 상기 경화제는 페놀계 경화제, 아민계 경화제 및 산 무수물계 경화제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 경화제인 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물.The epoxy resin composition of claim 6, wherein the curing agent is at least one curing agent selected from the group consisting of a phenolic curing agent, an amine curing agent, and an acid anhydride curing agent.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220102698A (en) * 2021-01-13 2022-07-21 동의대학교 산학협력단 Method for manufacturing non-polluting flame retardant and flame retardant manufactured thereby

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