KR20130142361A - Novolac resin and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR20130142361A
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novolak resin
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이병훈
한광수
최경태
엄태욱
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강남화성 (주)
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Abstract

A disclosed novolak resin is represented by a chemical formula 1 and has the weight average molecular weight of 500-30,000. <chemical formula 1> In the chemical formula 1, n is a positive integer. R1, R2 and R3 independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkyl group of C1-C10. And R4 represents or.

Description

노볼락 수지 및 그 제조방법{NOVOLAC RESIN AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}NOVOLAC RESIN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF {NOVOLAC RESIN AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 노볼락 수지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에폭시 수지의 합성에 이용될 수 있는 노볼락 수지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novolak resin and a method for producing the same, and more particularly, to a novolak resin that can be used in the synthesis of epoxy resin and a method for producing the same.

에폭시 수지는 경화제와 반응하여 경화될 수 있으며, 기계적 성질, 내수성, 내약품성, 전기적 성질, 접착성 등이 우수하여, 접착제, 도료, 적층판, 각종 성형재료, 결합제 등으로 광범위하게 사용된다.Epoxy resins can be cured by reacting with a curing agent, and excellent in mechanical properties, water resistance, chemical resistance, electrical properties, adhesiveness, and the like, and are widely used as adhesives, paints, laminates, various molding materials, and binders.

예를 들어, 일반적인 반도체 패키지의 제조 공정에 따르면, 먼저, 웨이퍼 레벨로 제조된 다수개의 반도체 칩이 쏘잉(Sawing) 공정을 통해 개별 반도체 칩들로 분리된 후, 상기 각 반도체 칩들이 인쇄회로기판 상에 부착된다. 그런 다음, 상기 각 반도체 칩의 본딩패드와 인쇄회로기판의 본드핑거 간이 금속와이어에 의해 전기적으로 본딩된다. 이어서, 상기 반도체 칩을 외부의 충격으로부터 보호하기 위해 몰딩 공정으로 상기 반도체 칩과 와이어 본딩된 상기 와이어를 포함하는 인쇄회로기판의 상면이 밀봉되고, 그런 다음, 상기 인쇄회로기판의 하면에 외부 접속 단자가 부착되어 반도체 패키지가 완성되며, 상기 몰딩 공정에 사용되는 몰딩재로는 에폭시 수지 조성물이 널리 사용된다.For example, according to the manufacturing process of a general semiconductor package, first, a plurality of semiconductor chips manufactured at the wafer level are separated into individual semiconductor chips through a sawing process, and then each of the semiconductor chips is placed on a printed circuit board. Attached. Then, the bonding pads of the semiconductor chips and the bond fingers of the printed circuit boards are electrically bonded by metal wires. Subsequently, in order to protect the semiconductor chip from an external impact, an upper surface of the printed circuit board including the wire bonded with the semiconductor chip in a molding process is sealed, and then an external connection terminal is provided on the lower surface of the printed circuit board. Is attached to complete the semiconductor package, epoxy resin composition is widely used as a molding material used in the molding process.

상기 에폭시 수지의 난연화하는 방법으로는 테트라브로모비스페놀 A의 에폭시화물이 알려져 있으나, 브롬을 함유하는 화합물의 경우, 난연성은 우수하나 폐기 및 소각시에 환경오염을 유발하는 물질을 발생시키게 되므로 규제를 받고 있다.The flame retardant method of the epoxy resin is known as an epoxide of tetrabromobisphenol A, but the compound containing bromine is excellent in flame retardancy, but generates a substance that causes environmental pollution during disposal and incineration. Is getting.

따라서, 에폭시 수지의 난할로겐 난연화 기술이 많이 연구되어 왔으며 난할로겐 난연제로서 인화합물을 고려할 수 있으나 흡습성, 가수분해성 등의 단점으로 사용에 제약이 있다.Therefore, many halogen flame retardant technologies of epoxy resins have been studied. Phosphorous compounds may be considered as flame retardants, but there are limitations in use such as hygroscopicity and hydrolysis.

따라서, 우수한 난연성을 갖는 신규 에폭시 수지가 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a novel epoxy resin having excellent flame retardancy.

본 발명은 상기와 같은 기존 에폭시 수지의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 에폭시 수지 합성의 출발 물질로서, 난연성을 갖는 노볼락 수지를 제공하는 것에 있다.The present invention is to solve the problems of the existing epoxy resin as described above, and to provide a novolak resin having a flame retardancy as a starting material of the epoxy resin synthesis.

본 발명의 다른 목적은 상기 노볼락 수지의 제조방법을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing the novolak resin.

본 발명의 일 실시예에 따른 노볼락 수지는 아래의 화학식 1로 나타내지며, 500 내지 30,000의 중량평균분자량을 갖는다.The novolac resin according to one embodiment of the present invention is represented by the following Chemical Formula 1, and has a weight average molecular weight of 500 to 30,000.

<화학식 1>&Lt; Formula 1 >

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, n은 양의 정수이며, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소원자, 히드록실기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타내며, R4는

Figure pat00002
또는
Figure pat00003
를 나타낸다.In Formula 1, n is a positive integer, R1, R2 and R3 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R4 is
Figure pat00002
or
Figure pat00003
Indicates.

일 실시예에서, 상기 노볼락 수지의 수평균 분자량은 400 내지 10,000이다.In one embodiment, the number average molecular weight of the novolak resin is 400 to 10,000.

일 실시예에서, 상기 노볼락 수지의 연화점은 70℃ 내지 130℃이다.In one embodiment, the softening point of the novolak resin is 70 ℃ to 130 ℃.

본 발명의 일 실시예에 따른 노볼락 수지의 제조방법에 따르면, 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물을 교반한다. 상기 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물의 혼합물을 가열하여 반응 용기에서 1차 반응시킨다. 상기 반응 용기에 아랄킬 화합물을 추가하여 2차 반응시킨다. 상기 반응에 의해 얻어진 생성물을 탈수하여, 상기의 화학식 1로 나타내지며, 500 내지 30,000의 중량평균분자량을 갖는 노볼락 수지를 수득한다.According to the method for producing a novolak resin according to an embodiment of the present invention, 4-phenylbenzaldehyde and a phenolic compound are stirred. The mixture of 4-phenylbenzaldehyde and the phenolic compound is heated and firstly reacted in a reaction vessel. The aralkyl compound is added to the reaction vessel to carry out the second reaction. The product obtained by the above reaction is dehydrated to obtain a novolak resin represented by Chemical Formula 1, having a weight average molecular weight of 500 to 30,000.

일 실시에에서, 상기 페놀 화합물은 페놀, 비스페놀-A, 비스페놀-F, m-크레졸, p-크레졸, 자일레놀, 레조시놀, 바이페놀, 파라터셔리부틸페놀(PTBP), 파라옥틸페놀(POP) 또는 파라노닐페놀(PNP)을 포함한다.In one embodiment, the phenolic compound is phenol, bisphenol-A, bisphenol-F, m-cresol, p-cresol, xyleneol, resorcinol, biphenol, parabutylbutylphenol (PTBP), paraoctylphenol (POP) or paranonylphenol (PNP).

일 실시예에서, 상기 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물의 중합반응은 수산 촉매의 존재 하에 이루어진다.In one embodiment, the polymerization of the 4-phenylbenzaldehyde and the phenolic compound is carried out in the presence of a hydroxyl catalyst.

일 실시예에서, 상기 아랄킬 화합물은 4,4-비스(메톡시메틸)바이페닐(4,4-bis(methoxymethyl)biphenyl) 또는 p-크실렌글리콜 디메틸에테르를 포함한다.In one embodiment, the aralkyl compound includes 4,4-bis (methoxymethyl) biphenyl or p-xyleneglycol dimethylether.

일 실시예에서, 상기 반응에 의해 얻어진 생성물은 이온교환수로 세정된다.In one embodiment, the product obtained by the reaction is washed with ion exchange water.

본 발명에 따른 노볼락 수지는 바이페닐 구조의 도입에 따라 난연성이 개선되어, 결과적으로 우수한 난연성을 갖는 에폭시 수지의 제조에 사용될 수 있다.The novolak resin according to the present invention is improved in flame retardancy with the introduction of a biphenyl structure, and consequently can be used in the production of an epoxy resin having excellent flame retardancy.

도 1은 실시예 1에 따라 얻어진 노볼락 수지의 NMR 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 2는 실시예 2에 따라 얻어진 노볼락 수지의 NMR 데이터를 나타내는 그래프이다.
1 is a graph showing NMR data of a novolak resin obtained in Example 1. FIG.
2 is a graph showing NMR data of a novolak resin obtained in Example 2. FIG.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 노볼락 수지 및 노볼락 수지의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a novolak resin and a manufacturing method of the novolak resin according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

노볼락 수지Novolac resin

본 발명의 일 실시예에 따른 노볼락 수지는 아래의 화학식 1로 나타내지며, 약 500 내지 30,000의 중량평균분자량을 갖는다.The novolak resin according to one embodiment of the present invention is represented by the following Chemical Formula 1, and has a weight average molecular weight of about 500 to 30,000.

<화학식 1>&Lt; Formula 1 >

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 1에서, n은 양의 정수이며, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소원자, 히드록실기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타내며, R4는

Figure pat00005
또는
Figure pat00006
를 나타낸다. 예를 들어, 상기 탄소수 1 내지 10의 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, 펜틸기, 이소부틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등을 포함할 수 있다.In Formula 1, n is a positive integer, R1, R2 and R3 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R4 is
Figure pat00005
or
Figure pat00006
Indicates. For example, the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms includes methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, pentyl group, isobutyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and the like. can do.

예를 들어, 상기 노볼락 수지는 아래의 화학식 2 또는 화학식 3으로 나타내질 수 있다.For example, the novolak resin may be represented by the following Chemical Formula 2 or Chemical Formula 3.

<화학식 2>(2)

Figure pat00007
Figure pat00007

<화학식 3><Formula 3>

Figure pat00008
Figure pat00008

바람직하게, 상기 노볼락 수지의 수평균 분자량은 약 400 내지 10,000일 수 있다. 또한, 상기 노볼락 수지의 분자량은 겔투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정된 것일 수 있다.Preferably, the number average molecular weight of the novolak resin may be about 400 to 10,000. In addition, the molecular weight of the novolak resin may be measured by gel permeation chromatography (GPC).

상기 노볼락 수지의 연화점은 약 70℃ 내지 130℃일 수 있다.The softening point of the novolak resin may be about 70 ℃ to 130 ℃.

상기 노볼락 수지는 바이페닐 유도체인 4-페닐벤즈알데하이드(4-phenylbenzaldehyde, 4-PBA), 페놀계 화합물 및 아랄킬(aralkyl) 화합물을 반응시켜 얻어질 수 있다.The novolak resin may be obtained by reacting 4-phenylbenzaldehyde (4-PBA), a phenol compound, and an aralkyl compound, which is a biphenyl derivative.

예를 들어, 상기 폐놀계 화합물은 페놀, 비스페놀-A, 비스페놀-F, m-크레졸, p-크레졸, o-크레졸, 2,4-자일레놀, 2,5-자일레놀, 레조시놀, 바이페놀, 파라터셔리부틸페놀(PTBP), 파라옥틸페놀(POP), 또는 파라노닐페놀(PNP)이 사용될 수 있다. 이들은 각각 단독으로, 또는 혼합되어 사용될 수 있다.For example, the phenolic compounds may be phenol, bisphenol-A, bisphenol-F, m-cresol, p-cresol, o-cresol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, resorcinol , Biphenol, parabutylbutylphenol (PTBP), paraoctylphenol (POP), or paranonylphenol (PNP) can be used. These may each be used alone or in combination.

예를 들어, 상기 아랄킬 화합물은 4,4-비스(메톡시메틸)바이페닐(4,4-bis(methoxymethyl)biphenyl), p-크실렌글리콜 디메틸에테르(p-xyleneglycol dimethylether) 등을 포함할 수 있다. For example, the aralkyl compound may include 4,4-bis (methoxymethyl) biphenyl, p-xyleneglycol dimethylether, and the like. have.

상기 노볼락 수지는, 예를 들어, 에피클로로히드린과 반응하여 에폭시화 함으로써 반도체 팩키징 등을 위한 에폭시수지로 사용될 수 있으며, 바이페닐구조의 도입에 의한 자기소화성 특성을 갖게 된다. 또한 상기 노볼락 수지를 케톤류 등의 용제에 용해하여 액상화함으로써 인쇄회로기판용 에폭시수지의 경화제로서도 이용할 수 있다.The novolak resin, for example, may be used as an epoxy resin for semiconductor packaging by reacting with epochlohydrin and epoxidizing and having a self-extinguishing property by introduction of a biphenyl structure. In addition, the novolak resin may be dissolved in a solvent such as ketones and liquefied to be used as a curing agent for an epoxy resin for a printed circuit board.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 노볼락 수지의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a novolac resin according to an embodiment of the present invention will be described.

노볼락 수지의 제조방법Process for producing novolac resin

본 발명의 일 실시예에 따른 노볼락 수지의 제조방법에 따르면, 먼저, 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물을 교반한다. 상기 페놀계 화합물은 페놀, 비스페놀-A, 비스페놀-F, m-크레졸, p-크레졸, 자일레놀, 레조시놀, 바이페놀, 파라터셔리부틸페놀(PTBP), 파라옥틸페놀(POP), 또는 파라노닐페놀(PNP)이 사용될 수 있다. 이들은 각각 단독으로, 또는 혼합되어 사용될 수 있다.According to the method for producing a novolak resin according to an embodiment of the present invention, first, 4-phenylbenzaldehyde and a phenolic compound are stirred. The phenolic compound may be phenol, bisphenol-A, bisphenol-F, m-cresol, p-cresol, xenol, resorcinol, biphenol, parabutylbutylphenol (PTBP), paraoctylphenol (POP), Or paranonylphenol (PNP) may be used. These may each be used alone or in combination.

다음으로, 상기 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물의 혼합물을 가열하여 반응 용기에서 반응시킨다.Next, the mixture of 4-phenylbenzaldehyde and the phenolic compound is heated to react in a reaction vessel.

다음으로, 아랄킬 화합물을 상기 반응 용기에 투입한 후, 추가 반응을 진행한다. 상기 아랄킬 화합물은 4,4-비스(메톡시메틸)바이페닐(4,4-bis(methoxymethyl)biphenyl), p-크실렌글리콜 디메틸에테르(p-xyleneglycol dimethylether) 등을 포함할 수 있다. Next, the aralkyl compound is added to the reaction vessel, followed by further reaction. The aralkyl compound may include 4,4-bis (methoxymethyl) biphenyl, p-xyleneglycol dimethylether, and the like.

얻어진 반응 생성물을 탈수하고, 미반응 물질을 제거하여, 아래의 화학식 1로 나타내지며, 약 500 내지 30,000의 중량평균분자량을 갖는 노볼락 수지를 얻는다.The obtained reaction product is dehydrated and the unreacted substance is removed to obtain a novolak resin represented by the following formula (1) having a weight average molecular weight of about 500 to 30,000.

<화학식 1>&Lt; Formula 1 >

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 화학식 1에서, n은 양의 정수이며, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소원자, 히드록실기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타내며, R4는

Figure pat00010
또는
Figure pat00011
를 나타낸다. 예를 들어, 상기 탄소수 1 내지 10의 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, 펜틸기, 이소부틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등을 포함할 수 있다.In Formula 1, n is a positive integer, R1, R2 and R3 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R4 is
Figure pat00010
or
Figure pat00011
Indicates. For example, the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms includes methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, pentyl group, isobutyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and the like. can do.

상기 아랄킬 화합물이 4,4-비스(메톡시메틸)바이페닐(4,4-bis(methoxymethyl)biphenyl)인 경우, 아래의 화학식 2의 노볼락 수지를 얻을수 있으며, 상기 아랄킬 화합물이 p-크실렌글리콜 디메틸에테르인 경우, 아래의 화학식 3의 노볼락 수지를 얻을 수 있다.When the aralkyl compound is 4,4-bis (methoxymethyl) biphenyl, a novolak resin of Formula 2 below may be obtained, and the aralkyl compound is p- In the case of xylene glycol dimethyl ether, it is possible to obtain a novolak resin of the formula (3) below.

<화학식 2>(2)

Figure pat00012
Figure pat00012

<화학식 3><Formula 3>

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 노볼락 수지의 연화점은 약 70℃ 내지 130℃일 수 있다.The softening point of the novolak resin may be about 70 ℃ to 130 ℃.

본 실시예에서, 상기 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물의 반응이, 아랄킬 화합물의 투입보다 먼저 진행되며, 이는 4-페닐벤즈알데하이드의 반응성이 상대적으로 느리다는 점을 고려한 것이다.In this embodiment, the reaction of the 4-phenylbenzaldehyde and the phenolic compound proceeds prior to the addition of the aralkyl compound, which takes into account that the reactivity of 4-phenylbenzaldehyde is relatively slow.

예를 들어, 상기 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물의 교반은 약 50℃ 내지 70℃에서 이루어질 수 있다. 이는 상온에서 고체상을 갖는 페놀계 화합물의 교반을 용이하게 할 수 있다.For example, the 4-phenylbenzaldehyde and the phenol-based compound may be stirred at about 50 ° C. to 70 ° C. This can facilitate the stirring of the phenolic compound having a solid phase at room temperature.

바람직하게, 상기 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물의 반응에는 반응을 용이하게 하기 위한 촉매가 이용된다. 상기 촉매는 수산(옥살산), 호박산, 개미산, 말레인산, 파라톨루엔 술폰산, 메탄 술폰산, 페놀 술폰산 등과 같은 유기산 또는 황산, 염산, 인산, 질산 등과 같은 무기산을 포함할 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.Preferably, a catalyst for facilitating the reaction is used in the reaction of the 4-phenylbenzaldehyde and the phenolic compound. The catalyst may include organic acids such as hydroxyl (oxalic acid), succinic acid, formic acid, maleic acid, paratoluene sulfonic acid, methane sulfonic acid, phenol sulfonic acid or the like or inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc., each alone or in combination Can be used.

예를 들어, 상기 촉매는 상기 페놀계 화합물 100 중량부에 대하여 약 0.3 중량부 내지 약 1.5 중량부로 사용될 수 있다.For example, the catalyst may be used in an amount of about 0.3 parts by weight to about 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenolic compound.

상기 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물의 교반 및/또는 반응은 용제의 존재 없이 이루어질 수 있다. 이에 따라, 용제의 사용으로 인한 부수물의 생성 등을 방지할 수 있다.Stirring and / or reaction of the 4-phenylbenzaldehyde and the phenolic compound may be performed without the presence of a solvent. Thereby, generation | occurrence | production of a side product by use of a solvent, etc. can be prevented.

상기 4-페닐벤즈알데하이드, 페놀계 화합물 및 아랄킬 화합물의 반응은 축합 반응이므로, 반응의 결과로 물이 발생된다. 바람직한 반응 온도는 약 100℃ 내지 150℃이고, 반응 시간은 약 30분 내지 10시간이다.Since the reaction of the 4-phenylbenzaldehyde, the phenol compound and the aralkyl compound is a condensation reaction, water is generated as a result of the reaction. Preferred reaction temperatures are about 100 ° C. to 150 ° C., and reaction times are about 30 minutes to 10 hours.

반응이 종료된 후에는, 진공흡입, 가열 등을 통하여 반응에 의해 생성된 물,촉매, 미반응된 4-페닐벤즈알데하이드, 페놀계 화합물 및 아랄킬 화합물 등을 제거한다. 또한, 불순물 제거를 위해 이온교환수를 투입하여 수세공정을 진행할 수 있다.After the reaction is completed, water, catalyst, unreacted 4-phenylbenzaldehyde, phenolic compound, aralkyl compound, and the like produced by the reaction are removed by vacuum suction, heating, or the like. In addition, in order to remove impurities, ion-exchanged water may be added to proceed with a washing process.

상기 이온교환수의 투입량은 전체 반응 생성물 중량의 약 10중량% 내지 100중량%일 수 있으며, 바람직하게는 약 30중량% 내지 60중량%가 좋다. 이온교환수 투입에 의한 수세공정은 1회 또는 수회까지 할 수도 있다.The amount of the ion exchanged water may be about 10% to 100% by weight of the total reaction product weight, preferably about 30% to 60% by weight. The washing step by adding ion-exchanged water may be performed once or several times.

또한, 상기 반응 생성물에 대하여 상압 또는 약 100 내지 400mmHg의 감압하에서 탈수를 진행할 수 있다. 상기 탈수는 약 150℃ 내지 230℃의 범위에서 이루어질 수 있으며, 추가적으로, 스팀 블로우(steam blow) 증류 공정을 진행할 수도 있다.In addition, the reaction product can be dehydrated at atmospheric pressure or reduced pressure of about 100 to 400mmHg. The dehydration may be performed in the range of about 150 ° C. to 230 ° C., and additionally, a steam blow distillation process may be performed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 바이페닐구조를 도입함으로써 난연성을 향상시킨 노볼락 수지를 효과적으로 얻을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to effectively obtain a novolak resin having improved flame retardancy by introducing a biphenyl structure.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 노볼락 수지 및 그 제조방법에 대하여, 구체적인 실시예 및 제조예를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a novolak resin and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to specific examples and production examples.

실시예 1Example 1

온도계, 냉각관, 교반기를 장착한 플라스크에 질소 가스 퍼지를 실시하면서 하기 페닐벤즈알데하이드 약 55 g 및 페놀 약 80 g을 넣고 탈수 회로에서 약 60 ℃까지 승온하여 용해시켰다. 이어 수산 약 0.3 g을 첨가하고 교반하면서 약 130 ℃까지 승온하여 약 30분 동안 반응시킨 후, 4,4-비스(메톡시메틸)바이페닐 약 25g 을 약 30분 동안 약 5분 간격으로 6회 분할하여 투입하였다. 약 130 ℃의 온도를 유지하면서, 약 3시간 동안 반응을 진행하였다.Nitrogen gas purge was carried out to a flask equipped with a thermometer, a cooling tube, and a stirrer, and about 55 g of phenylbenzaldehyde and about 80 g of phenol were added thereto, and the mixture was heated to about 60 ° C. in a dehydration circuit to be dissolved. Then, about 0.3 g of oxalic acid was added and the temperature was raised to about 130 ° C. while stirring, followed by reaction for about 30 minutes. Then, about 25 g of 4,4-bis (methoxymethyl) biphenyl was reacted six times at about 5 minute intervals for about 30 minutes. It was divided and added. The reaction proceeded for about 3 hours while maintaining the temperature of about 130 ℃.

반응 종료 후, 약 110 ℃까지 냉각하고 이온교환수 약 100 g을 첨가하여 약 30분간 교반 후, 수지층과 상층수를 분리하였다. 분리 완료후 상층수를 진공 흡입방식으로 제거한 후, 탈수회로에서 상압으로 가열하여 190℃까지 탈수를 진행하였다. 이후 진공도 약 700 mmHg 에서 1시간 동안 진공 탈수를 진행하여 미반응 물질을 제거한 후 동일한 온도와 진공도 조건에서 스팀을 1시간동안 투입하여 잔류 미반응 물질을 추가로 제거하여 약 95g의 노볼락 수지를 얻었다. 수득된 노볼락 수지의 연화점은 약 86 ℃, 150 ℃에서의 용융점도는 260 mPa.s였다. GPC에 의한 분자량을 측정한 결과는 중량평균 분자량이 925이었으며 가스크로마토그래피(이하 GC)에 의한 미반응 페놀 함량은 0.1%이었다.After the reaction was completed, the mixture was cooled to about 110 ° C, about 100 g of ion-exchanged water was added, stirred for about 30 minutes, and the resin layer and the supernatant were separated. After the separation was completed, the supernatant was removed by vacuum suction, and then heated to atmospheric pressure in a dehydration circuit to proceed to dehydration up to 190 ° C. Thereafter, vacuum dehydration was carried out at a vacuum degree of about 700 mmHg for 1 hour to remove unreacted material, and steam was added for 1 hour at the same temperature and vacuum condition to further remove residual unreacted material, thereby obtaining about 95 g of novolak resin. . The softening point of the obtained novolak resin was about 86 degreeC, and melt viscosity in 150 degreeC was 260 mPa * s. As a result of measuring the molecular weight by GPC, the weight average molecular weight was 925 and the unreacted phenol content by gas chromatography (hereinafter GC) was 0.1%.

실시예 2Example 2

온도계, 냉각관, 교반기를 장착한 플라스크에 질소 가스 퍼지를 실시하면서 하기 페닐벤즈알데하이드 약 50 g 및 페놀 약 80 g을 넣고 탈수 회로에서 약 60 ℃까지 승온하여 용해시켰다. 이어 수산 약 0.3 g을 첨가하고 교반하면서 약 130 ℃까지 승온하여 약 30분 동안 반응시킨 후, p-크실렌글리콜 디메틸에테르 약 30 g 을 약 30분 동안 약 5분 간격으로 6회 분할하여 투입하였다. 약 130 ℃의 온도를 유지하면서, 약 3시간 동안 반응을 진행하였다.About 50 g of the following phenylbenzaldehyde and about 80 g of phenol were added to the flask equipped with a thermometer, a cooling tube, and a stirrer, and it heated up to about 60 degreeC in the dehydration circuit, and was dissolved. Subsequently, about 0.3 g of oxalic acid was added thereto, the reaction mixture was heated to about 130 ° C. with stirring, and reacted for about 30 minutes. Then, about 30 g of p-xylene glycol dimethyl ether was divided into six portions at about 5 minute intervals for about 30 minutes. The reaction proceeded for about 3 hours while maintaining the temperature of about 130 ℃.

반응 종료 후, 약 110 ℃까지 냉각하고 이온교환수 약 100 g을 첨가하여 약 30분간 교반 후, 수지층과 상층수를 분리하였다. 분리 완료후 상층수를 진공 흡입방식으로 제거한 후, 탈수회로에서 상압으로 가열하여 190℃까지 탈수를 진행하였다. 이후 진공도 약 700 mmHg 에서 1시간 동안 진공 탈수를 진행하여 미반응 물질을 제거한 후 동일한 온도와 진공도 조건에서 스팀을 1시간동안 투입하여 잔류 미반응 물질을 추가로 제거하여 약 90g의 노볼락 수지를 얻었다. 수득된 노볼락 수지의 연화점은 약 83 ℃, 150 ℃에서의 용융점도는 230 mPa.s였다. GPC에 의한 분자량을 측정한 결과는 중량평균 분자량이 27,641이었으며, 수평균 분자량이 7,369이었다. 또한, 가스크로마토그래피(이하 GC)에 의한 미반응 페놀 함량은 0.07%이었다.After the reaction was completed, the mixture was cooled to about 110 ° C, about 100 g of ion-exchanged water was added, stirred for about 30 minutes, and the resin layer and the supernatant were separated. After the separation was completed, the supernatant was removed by vacuum suction, and then heated to atmospheric pressure in a dehydration circuit to proceed to dehydration up to 190 ° C. Thereafter, vacuum dehydration was carried out at a vacuum degree of about 700 mmHg for 1 hour to remove unreacted material, and steam was added for 1 hour at the same temperature and vacuum condition to further remove residual unreacted material, thereby obtaining about 90 g of novolak resin. . The softening point of the obtained novolak resin was about 83 ° C, and the melt viscosity at 150 ° C was 230 mPa · s. As a result of measuring the molecular weight by GPC, the weight average molecular weight was 27,641 and the number average molecular weight was 7,369. In addition, the unreacted phenol content by gas chromatography (hereinafter GC) was 0.07%.

도 1은 실시예 1에 따라 얻어진 노볼락 수지의 NMR 데이터를 나타내는 그래프이고, 도 2는 실시예 2에 따라 얻어진 노볼락 수지의 NMR 데이터를 나타내는 그래프이다. 1 is a graph showing NMR data of a novolak resin obtained in Example 1, and FIG. 2 is a graph showing NMR data of a novolak resin obtained in Example 2. FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2에 의해 상기 화학식 1로 나타내지는 노볼락 수지를 얻었음을 확인할 수 있다.1 and 2, it can be seen that Example 1 and Example 2 obtained the novolak resin represented by the formula (1).

본 발명에 따른 노볼락 수지는 난연성 에폭시 수지의 제조에 사용될 수 있다.The novolak resins according to the invention can be used for the production of flame retardant epoxy resins.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.

Claims (10)

아래의 화학식 1로 나타내지며, 500 내지 30,000의 중량평균분자량을 갖는 노볼락 수지.
<화학식 1>
Figure pat00014

(상기 화학식 1에서, n은 양의 정수이며, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소원자, 히드록실기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타내며, R4는
Figure pat00015
또는
Figure pat00016
를 나타낸다.)
The novolak resin represented by the following Chemical Formula 1 and having a weight average molecular weight of 500 to 30,000.
&Lt; Formula 1 >
Figure pat00014

(In Formula 1, n is a positive integer, R1, R2 and R3 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R4 is
Figure pat00015
or
Figure pat00016
Indicates.)
제1항에 있어서, 수평균 분자량은 400 내지 10,000인 것을 특징으로 하는 노볼락 수지.The novolak resin according to claim 1, wherein the number average molecular weight is 400 to 10,000. 제1항에 있어서, 연화점은 70℃ 내지 130℃인 것을 특징으로 하는 노볼락 수지.The novolak resin according to claim 1, wherein the softening point is 70 ° C to 130 ° C. 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물을 교반하는 단계;
상기 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물의 혼합물을 가열하여 반응 용기에서 1차 반응시키는 단계;
상기 반응 용기에 아랄킬 화합물을 추가하여 2차 반응시키는 단계; 및
상기 반응에 의해 얻어진 생성물을 탈수하여, 아래의 화학식 1로 나타내지며, 500 내지 30,000의 중량평균분자량을 갖는 노볼락 수지를 수득하는 단계를 포함하는 노볼락 수지의 제조방법.
<화학식 1>
Figure pat00017

(상기 화학식 1에서, n은 양의 정수이며, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소원자, 히드록실기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타내며, R4는
Figure pat00018
또는
Figure pat00019
를 나타낸다.)
Stirring 4-phenylbenzaldehyde and the phenolic compound;
Firstly heating the mixture of 4-phenylbenzaldehyde and the phenolic compound in a reaction vessel;
Adding an aralkyl compound to the reaction vessel to perform a second reaction; And
Dehydrating the product obtained by the reaction, represented by the formula (1) below, obtaining a novolak resin having a weight average molecular weight of 500 to 30,000.
&Lt; Formula 1 >
Figure pat00017

(In Formula 1, n is a positive integer, R1, R2 and R3 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R4 is
Figure pat00018
or
Figure pat00019
Indicates.)
제4항에 있어서, 상기 페놀 화합물은 페놀, 비스페놀-A, 비스페놀-F, m-크레졸, p-크레졸, 자일레놀, 레조시놀, 바이페놀, 파라터셔리부틸페놀(PTBP), 파라옥틸페놀(POP) 및 파라노닐페놀(PNP)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 노볼락 수지의 제조방법.The phenolic compound according to claim 4, wherein the phenolic compound is phenol, bisphenol-A, bisphenol-F, m-cresol, p-cresol, xyleneol, resorcinol, biphenol, parabutylbutylphenol (PTBP), paraoctyl Method for producing a novolak resin, characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of phenol (POP) and paranonylphenol (PNP). 제4항에 있어서, 상기 4-페닐벤즈알데하이드와 페놀계 화합물의 중합반응은 수산 촉매의 존재 하에 이루어지는 것을 특징으로 하는 노볼락 수지의 제조방법.The method for producing a novolac resin according to claim 4, wherein the polymerization reaction of the 4-phenylbenzaldehyde and the phenolic compound is carried out in the presence of a hydroxyl catalyst. 제4항에 있어서, 상기 아랄킬 화합물은 4,4-비스(메톡시메틸)바이페닐(4,4-bis(methoxymethyl)biphenyl) 또는 p-크실렌글리콜 디메틸에테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 노볼락 수지의 제조방법.The novolak of claim 4, wherein the aralkyl compound comprises 4,4-bis (methoxymethyl) biphenyl or p-xylene glycol dimethyl ether. Method for producing a resin. 제4항에 있어서, 상기 반응에 의해 얻어진 생성물을 이온교환수로 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노볼락 수지의 제조방법.The method for producing a novolac resin according to claim 4, further comprising washing the product obtained by the reaction with ion-exchanged water. 제4항에 있어서, 상기 노볼락 수지의 수평균 분자량은 400 내지 10,000인 것을 특징으로 하는 노볼락 수지의 제조방법.The method of claim 4, wherein the novolak resin has a number average molecular weight of 400 to 10,000. 제4항에 있어서, 상기 노볼락 수지의 연화점은 70℃ 내지 130℃인 것을 특징으로 하는 노볼락 수지의 제조방법.The method for producing a novolac resin according to claim 4, wherein the softening point of the novolac resin is 70 ° C to 130 ° C.
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