WO2008123383A1 - 新規エポキシ樹脂、それを含有するエポキシ樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents
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- C08G59/688—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the catalysts used containing phosphorus
Definitions
- the present invention is excellent in low viscosity, sealing of electrical and electronic parts typified by semiconductor elements that give a cured product excellent in moisture resistance, flexibility and high extensibility, coating material, laminated material, composite
- the present invention relates to a novel epoxy resin useful as a curing agent for materials, an epoxy resin composition using the epoxy resin, and a cured product thereof, and is used as an insulating material in electrical and electronic fields such as printed wiring boards and semiconductor sealing. Preferably used. Background art
- Epoxy resins have been used in a wide range of industrial applications, but their required performance has become increasingly sophisticated in recent years.
- semiconductor encapsulating materials are a typical field of resin compositions based on epoxy resins.
- the degree of integration of semiconductor elements has improved, the package size has become larger and thinner.
- the mounting method is also shifting to surface mounting, and the development of materials with better solder heat resistance is desired.Recently, due to the technological trend of high integration and high density mounting, the conventional gold Change to package by transfer molding using mold, hybrid IC, chip on board, tape carrier package
- liquid materials are used for transfer.
- the reliability is lower than that of a solid material used for molding. This is because the liquid material has a viscosity limit, and there are restrictions on the resin, curing agent, filler, etc. used.
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 4 3 59009
- Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-3 20477
- Patent Document 4 Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-275 7 1 1
- Patent Document 1 proposes an epoxy resin having an oxymethylene chain, but there is room for improvement in heat resistance and moisture resistance.
- Patent Document 2 proposes an epoxy resin having a bicyclohexyl ring, but there is room for improvement in extensibility.
- Patent Document 3 proposes a dihydric alcohol epoxy resin having 2 to 12 carbon atoms and a divalent phenol high flexibility resin as resins having excellent flexibility. There was room for improvement.
- Patent Document 4 proposes a flexibility imparting agent for epoxy resins composed of glycidyl ethers of hydrogenated dimer diols. There is room for improvement in stretchability due to the use of hydrogenated dimer diols. there were. Disclosure of the invention
- an object of the present invention is to provide a novel epoxy resin that provides a cured product excellent in low viscosity, moisture resistance, flexibility, and high elongation, and further provides an epoxy resin composition and a cured product thereof. To do is there.
- R 1 to R 8 represent an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and at least one of them has an unsaturated double bond, and two or more of R 1 to R 8 are the same.
- N represents an integer from 0 to 3
- G represents a glycidyl group
- the present invention also relates to an epoxy resin composition
- an epoxy resin composition comprising the epoxy resin as an essential component in an epoxy resin composition comprising an epoxy resin and a curing agent.
- this invention relates to the hardened
- Figure 1 shows the IR spectrum of epoxy resin A.
- the vertical axis in the figure represents the transmittance, and the horizontal axis represents the wavelength.
- Figure 2 shows the GPC chart for Epoxy Resin A.
- the vertical axis represents standard polystyrene equivalent molecular weight
- the horizontal axis represents elution time.
- the epoxy resin of the present invention has the general formula (2)
- R 1 to R 4 represent an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and at least one of them has an unsaturated double bond, and two or more of R 1 to R 4 are the same. May be
- dimer diol compound examples include those obtained by reducing the power of polymerized fatty acid (dimer acid) to a hydroxyl group.
- the polymerized fatty acid is a compound obtained by an intermolecular reaction of two or more unsaturated fatty acids (linoleic acid, oleic acid, etc.), and the main component is a dibasic compound having 36 carbon atoms. It is an acid and is a known one.
- the reaction in which the dimer diol compound is reacted with epihalohydrin can be carried out in the same manner as in a normal epoxidation reaction.
- a normal epoxidation reaction For example, after the above dimer diol compound is dissolved in an excess of epihalohydrin, 1 to 10 in the range of 40 to 120 in the presence of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide.
- an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide.
- the reaction is preferably carried out at 50 to 70.
- alkali metal hydroxide examples include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide or a mixture thereof. It is preferably used in an aqueous solution or in a solid state, and is usually a commercially available water. An aqueous sodium oxide solution is more preferred.
- the amount of the alkali metal hydroxide used is in the range of 0.8 to 15.0 mol, preferably 0.9 to 2.0 mol, per 1 mol of the hydroxyl group in the dimer diol compound. If it is less than this, the amount of residual hydrolyzable halogen will increase, and if it is more than this, the amount of gel generated during the epoxy resin synthesis will increase, causing the formation of emulsion during washing, and the yield will be reduced. This is not preferable.
- phase transfer catalyst may be used in combination for the purpose of promoting the reaction.
- phase transfer catalyst include quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium chloride, tetraptylammonium bromide, benzilto lytylammonium chloride, and methyltrioctylammonium chloride. Etc. A mixture of two or more of these can also be used.
- the amount of the phase transfer catalyst used is 20 parts by weight or less, preferably 0.5 to 10 parts by weight, and more preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the dimer diol compound. Part range.
- epihalohydrin is used in excess relative to the total amount of hydroxyl groups in the dimer diol compound, but usually 1.5 to 30 mol, preferably 1 mol relative to the total amount of hydroxyl groups in the dimer diol compound. Is in the range of 2 to 15 moles, more preferably 2.5 to 10 moles. If it is less than this, the molecular weight of the epoxy resin will increase and the viscosity will increase. If it exceeds this, the productivity will be significantly reduced.
- epihalohydrin examples include epichlorohydrin, epichlorohydrin, epibromohydrin, methyl epichlorohydrin, methyl epipromohydrone, methyl epichlorohydrin, etc., preferably epichlorohydrin. It is a drain.
- the reaction can be carried out in a solvent that does not react with the epoxy group.
- aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, benzene, methylisobutylketone, methylethylketone, cyclohexane Ketones such as hexanone and acetone, alcohols such as propanol and butanol, glycol ethers such as diethylene glycol methyl ether, propylene glycol methyl ether and dipropylene glycol methyl ether, jetyl ether, dibutyl ether Examples thereof include aliphatic ethers such as tellurium and ethylpropyl ether, alicyclic ethers such as dioxane and tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, and the like, and a mixture of two or more of these can also be used.
- the amount of these solvents to be used is 200 parts by weight or less, preferably 5 to 150 parts by weight, more
- the excess epoxy resin is distilled off, dissolved in a solvent, filtered, washed with water to remove inorganic salts, and then the epoxy resin of the present invention is distilled off. Obtainable.
- the obtained epoxy resin is further reduced by 1 to 30 times the amount of the Al metal
- excess alkali metal hydroxide and by-product salts are removed by a method such as neutralization and washing.
- a purified epoxy resin of the present invention can be obtained.
- the content of is preferably 50% or more, and more preferably 70% or more.
- the hydrolyzable halogen content is preferably 0.2% by weight or less.
- the hydrolyzable halogen content is 0.2% by weight or more, in the case of a composition using a basic curing accelerator, the curing reaction is hindered. As a result, the physical properties of the cured product deteriorate. In particular, the insulation reliability is lowered, which is not preferable for applications in the electrical / electronic field.
- the content is preferably 0.1% by weight or less, more preferably 0.05% by weight or less.
- the epoxy resin of the present invention is made into a composition together with a curing agent and can be used in various applications.
- the epoxy resin composition of the present invention is an epoxy resin composition comprising an epoxy resin and a curing agent, and is an epoxy resin component containing an epoxy resin represented by the above general formula (1) as an essential component. .
- any of the curing agents generally known as epoxy resin curing agents can be used. Examples include dicyandiamide, polyhydric phenols, acid anhydrides, aromatic and aliphatic amines.
- polyhydric phenols include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, 4, 4'-biphenol, 2, 2'-biphenol, hydroquinone, resorcin.
- Divalent phenols such as naphthenol, tris, or Tris-I (4 —Hydrophenyl) Methane, 1, 1, 2, 2-Tetrakis (4 —Hydroxydienyl) ethane, Fenol nopolac, o —
- Tris-I 4 —Hydrophenyl) Methane
- 1, 1, 2, 2-Tetrakis 4 —Hydroxydienyl) ethane
- Fenol nopolac o
- cresol nopolac cresol nopolac
- naphthol novolak and polyvinyl phenol.
- polyhydric phenolic compounds synthesized from a mixture.
- Acid anhydrides include phthalic anhydride, tetrahydrohydrofuranic acid, methyltetrahydrofuranic acid, hexahydrohydrofuranic acid, methylhexahydrofuranic acid, methyl Examples include hymic anhydride, anhydrous acid, and trimellitic anhydride.
- amines examples include 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminonodiphenylpropane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, m-phenyldiamine, p-xylylenediamine, etc.
- the resin composition of the present invention includes aliphatic amines such as aromatic amines, ethylenediamine, hexamethylenediamine, jetylenetriamine, triethylenetetramine, and the like. One kind or a mixture of two or more kinds can be used.
- epoxy resin component another type of epoxy resin may be blended in addition to the epoxy resin of the present invention represented by the general formula (1).
- the epoxy resin in this case all ordinary epoxy resins having two or more epoxy groups in the molecule can be used.
- bisphenol A bisphenol S, fluorene bisphenol, 4, 4 '— biphenol, 2, 2' — biphenol, biquinol, hydroquinone, resorcin, etc., or (4-Hydroxydiphenyl) Methane, 1, 1, 2, 2, 2-Tetrakis (4-Hydroxydiphenyl) Ethane, Phenolnopolak, o-Cresolnopolak and other trivalent phenols or Tetrabromobisphenol A
- Glycidyl ethers derived from halogenated bisphenols such as polyglycidyl ethers such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, polyglycidyl ethers such as diaminodiphenylmethane, etc.
- Examples include amines and alicyclic epoxy resins. These epoxy resins can be used alone or in combination of two or more. In the case of a composition containing the epoxy resin of the present invention as an essential component, the amount of the epoxy resin represented by the general formula (1) related to the present invention is 5 to 100%, preferably 60% in the entire epoxy resin.
- the epoxy resin composition of the present invention may contain polyester, polyamide, polyamide, polyether, polyurethane, petroleum resin, indene coumarone resin, phenoxy resin, and the like. Oligomers or polymer compounds may be added as appropriate, or additives such as inorganic fillers, pigments, flame retardants, 'thixotropic agents, coupling agents, fluidity improvers, etc. may be added. .
- inorganic fillers examples include silica powder such as spherical or crushed fused silica and crystalline silica, alumina powder, glass powder, My power, talc, calcium carbonate, alumina, and hydrated alumina.
- examples of the pigment include organic or inorganic extender pigments and scale-like pigments.
- examples of the thixotropic agent include silicon-based, castor oil-based, aliphatic amide wax, oxidized polyethylene wax, and organic bentonite.
- the resin composition of the present invention may include a release agent such as carnauba wax and 0P wax, a cutting agent such as algidoxyprovirtrimethoxysilane, a colorant such as carbon black, Flame retardants such as antimony oxide, low stress agents such as silicon oil, lubricants such as calcium stearate, etc. can be used.
- a release agent such as carnauba wax and 0P wax
- a cutting agent such as algidoxyprovirtrimethoxysilane
- a colorant such as carbon black
- Flame retardants such as antimony oxide
- low stress agents such as silicon oil
- lubricants such as calcium stearate, etc.
- a known curing accelerator can be used in the resin composition of the present invention as necessary.
- amines such as diethylene triamine, ⁇ -ethylene ethylene, isophorone diamine, metaxylene diamine, diaminodiphenylmethane, 2-methylimidazo Imidazole such as 2-ethyl imidazole, 2-imidazole, imidazoline such as 2-methyl imidazoline, triazine salt of imidazole compound, cyanoethyl salt, cyanoethyltrimethyl
- salts such as phosphate, metal compounds such as zinc acetate and sodium acetate, quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium chloride, amide compounds, organic phosphorus such as triphenylphosphine Examples include compounds.
- the blending ratio of these curing accelerators is 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin of the present invention.
- the cured epoxy resin of the present invention can be obtained by heating the above epoxy resin composition. Casting, pouring, potting, dubbing, dripping coating, transfer molding, compression molding, etc. are preferably used as methods for obtaining a cured product. It is in the range of ⁇ 300. The invention's effect
- the epoxy resin composition using the epoxy resin of the present invention has excellent low viscosity, and the cured product obtained by curing the epoxy resin composition has excellent performance in moisture resistance, flexibility, and high elongation. Therefore, heavy duty anti-corrosion paints, powder paints, PCM paints, can paints and other paint applications, civil engineering, construction applications, adhesive applications, electrical insulation, semiconductor chip temporary adhesives and other electrical and electronic parts applications and printing Suitable for various composite materials such as wiring boards and carbon fiber reinforced plastics (CFRP), especially for printed wiring boards, insulating materials in electrical and electronic fields such as semiconductor encapsulation, etc. it can.
- CFRP carbon fiber reinforced plastics
- the property value analysis was performed by the following method.
- Viscosity was measured by JIS K-7233, single cylinder rotational viscometer method.
- epoxy resin A epoxy resin A, YD-171 obtained in Example 1 (dimer acid polyglycidyl ester resin, epoxy equivalent: 43 5 g / eQ, viscosity at 25: 740 mPa ⁇ s, hydrolyzable chlorine 0.51%, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), PG-207S (polypropylene glycol diglycidyl ether resin, epoxy equivalent 313 g / eQ, viscosity at 25. is 44 mPa ⁇ s, hydrolyzable chlorine 0.05%, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.
- test methods and evaluation methods for cured properties are as follows.
- the coefficient of linear thermal expansion was determined as the displacement from 50 to 100, measured at a heating rate of 10 minutes using a thermomechanical measuring device.
- the water absorption rate is determined using a circular test piece with a diameter of 50 mm and a thickness of 5 mm.
- the amount of ionic impurities was determined by measuring the chloride ion, sodium ion and potassium ion by ion chromatography on the extracted ions after 105 to 20 hours of pressure cooker test. Calculated in minutes.
- Comparative Example 1 since the epoxy resin used has more hydrolyzable chlorine than 0.51% and 0.2%, the cured product has a chlorine ion of 600 ppm, which is 60 times larger than in the example. This indicates that the electrical insulation reliability is poor. Also, the growth is 48%, only about half of the example. In Comparative Example 2, the epoxy resin used is an aliphatic alcohol having no unsaturated bond, and the elongation is as small as 38%, which is only about 1/3 of that of the example. Is not enough. Furthermore, the water absorption rate is as high as 3.1%, and the water absorption is poor compared to the examples. Is shown. Industrial applicability
Landscapes
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Abstract
特定の構造であって、加水分解性ハロゲン量が0.2重量%以下である新規エポキシ樹脂、これから得られるエポキシ樹脂組成物及びその硬化物、を提供する。このエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂組成物は、優れた低粘度性を有し、その硬化物は、耐湿性、可とう性、高伸び性に優れた性能を有するため、プリント配線板、半導体封止等の電気電子分野の絶縁材料等に好適に使用することができる。
Description
明 細 書 新規エポキシ樹脂、 それを含有するエポキシ樹脂組成物及びその硬 化物 技術分野
本発明は低粘度性に優れるとともに、 耐湿性、 可とう性、 高伸び 性に優れた硬化物を与える半導体素子に代表される電気 · 電子部品 等の封止、 コーティ ング材料、 積層材料、 複合材料等の硬化剤とし て有用な新規エポキシ樹脂、 更にそれを用いたエポキシ樹脂組成物 並びにその硬化物に関するものであり、 プリ ン ト配線板、 半導体封 止等の電気電子分野の絶縁材料等に好適に使用される。 背景技術
エポキシ樹脂は工業的に幅広い用途で使用されてきているが、 そ の要求性能は近年ますます高度化している。 例えば、 エポキシ樹脂 を主剤とする樹脂組成物の代表的分野に半導体封止材料があるが、 近年、 半導体素子の集積度の向上に伴い、 パッケージサイズが大面 積化、 薄型化に向かう とともに、 実装方式も表面実装化への移行が 進展しており、 より半田耐熱性に優れた材料の開発が望まれている また最近では、 高集積化、 高密度実装化の技術動向により、 従来 の金型を利用した トランスファ一成形によるパッケージに変わり、 ハイブリ ッ ド I C、 チップオンボー ド、 テープキャ リアパッケージ
、 プラスチックピングリ ッ ドアレイ、 プラスチックボールグリ ッ ド アレイ等の金型を使用 しないで液状材料を用いて封止し、 実装する 方式が増えてきている。 しかし、 一般に液状材料はトランスファー
成形に用いる固形材料に比べて信頼性が低い欠点がある。 これは、 液状材料に粘度上の限界があり、 用いる樹脂、 硬化剤、 充填剤等に 制約があるからである。
特許文献 1 特開平 4 3 59009号公報
特許文献 2 特開 2006 - 1 88606号公報.
特許文献 3 特開 2005 - 3 20477号公報
特許文献 4 特開平 3 - 275 7 1 1号公報
これらの問題点を克服するため、 主剤となるエポキシ樹脂及び硬 化剤には、 低粘度化、 低吸湿化、 高耐熱化が望まれている。 低粘度 エポキシ樹脂としてはビスフエノール A型エポキシ樹脂、 ビスフエ ノール F型エポキシ樹脂等が一般に広く知られているが、 低粘度性 の点で充分ではない。 低粘度性に優れたエポキシ樹脂として、 特許 文献 1 には、 ォキシメチレン鎖を有するエポキシ樹脂が提案されて いるが、 耐熱性、 耐湿性に改良の余地があった。 特許文献 2 には、 ビシクロへキシル環を有するエポキシ樹脂が提案されているが、 伸 び性に改良の余地があった。 可とう性の優れた樹脂として、 特許文 献 3 には、 炭素数 2〜 1 2の 2価アルコールのエポキシ樹脂と 2価 フエノールの高可とう性樹脂が提案されているが、 低粘度化に改良 の余地があった。 特許文献 4には、 水素化ダイマージオールのグリ シジルエーテルからなるエポキシ樹脂の可とう性付与剤が提案され ているカ^ 水素化されたダイマージオールを使用しているため伸び 性に改良の余地があった。 発明の開示
従って、 本発明の目的は低粘度性に優れ、 かつ耐湿性及び可とう 性、 高伸び性に優れた硬化物を与える新規エポキシ樹脂、 更にそれ を用いたエポキシ樹脂組成物ならびにその硬化物を提供することに
ある。
すな 一般式 ( 1 )
(但し、 R 1〜R8は、 炭素数 4〜 1 2のアルキル基を表し、 そのうち の少なく とも 1つは不飽和 2重結合を有しており、 R 1〜R8の 2個以 上が同一であってもく、 nは 0から 3の整数を表し、 そして Gはグ リシジル基を示す)
で表される、 加水分解性ハロゲン量が 0. 2重量%以下であるェポ キシ樹脂に関する。
また、 本発明は、 エポキシ樹脂及び硬化剤よりなるエポキシ樹脂 組成物において、 前記のエポキシ樹脂を必須成分として配合してな るエポキシ樹脂組成物に関する。
更に、 本発明は、 前記エポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化物 に関する。 図面の簡単な説明
図 1は、 エポキシ樹脂 Aの I Rスペク トルを示す。 図における縦軸 は透過率を、 横軸は波長を示す。
図 2.は、 エポキシ樹脂 Aの GPCチャー トを示す。 図における縦軸 は標準ポリスチレン換算分子量を、 横軸は溶出時間を示す。
発明を実施するための最良の形
本発明のエポキシ樹脂は、 般式 ( 2 )
(但し、 R 1〜R4は、 炭素数 4〜 1 2のアルキル基を表し、 そのうち の少なく とも 1つは不飽和二重結合を有しており、 R 1〜R4の 2個以 上が同一であっても良い)
で表されるダイマージオール化合物とェピハロヒ ドリ ンを反応さ せることにより製造することができる。
上記ダイマージオール化合物は、 重合脂肪酸 (ダイマー酸) の力 ルポキシル基を水酸基にまで還元したものが挙げられる。 ここに、 重合脂肪酸は不飽和脂肪酸 (リ ノール酸、 ォレイ ン酸等) の 2個な いしそれ以上の分子間反応により得られるは化合物であり、 その主 成分は、 炭素数 36個の二塩基酸であり、 公知のものである。
上記ダイマージオール化合物をェピハロヒ ドリ ンと反応させる反 応は、 通常のエポキシ化反応と同様に行う ことができる。 例えば、 上記ダイマージオール化合物を過剰のェピハロヒ ドリ ンに溶解した 後、 水酸化ナト リ ウム、 水酸化カ リウム等のアルカリ金属水酸化物 の存在下に、 40〜 1 20 の範囲で 1 〜 1 0時間反応させる方法が挙げ られる。 この場合、 加水分解性ハロゲン低減の観点からは、 5 0〜70 でで反応を行う ことが好ましい。
使用するアルカ リ金属水酸化物としては、 水酸化ナ ト リウム、 水 酸化カ リウム、 水酸化リチウムまたはこれらの混合物等が挙げられ 、 水溶液または固体状態で用いるのが好ましく、 通常市販されてい る水酸化ナトリ ウム水溶液がより好ましい。
アルカ リ金属水酸化物の使用量は、 ダイマージオール化合物中の 水酸基 1 モルに対して、 0. 8〜1 5. 0モル、 好ましく は 0. 9〜2. 0モル の範囲である。 これより少ないと残存加水分解性ハロゲンの量が多 くなり、 これより多いとエポキシ樹脂合成の際のゲルの生成量が多 くなり、 水洗時のェマルジヨ ンの生成を引き起こすとともに、 収率 の低下を招くため好ましくない。
また、 反応を促進させる目的で、 相間移動触媒を併用しても良い 。 相間移動触媒の具体例としては、 塩化テ トラメチルアンモニゥム 、 臭化テ トラプチルアンモニゥム、 塩化べンジルト リェチルアンモ 二ゥム、 塩化メチルトリオクチルアンモニゥム等の第四級アンモニ ゥム塩等が挙げられる。 それら 2種以上混合して使用することもで きる。 これら相間移動触媒の使用量は、 ダイマージオール化合物 1 0 0重量部に対して、 20重量部以下であり、 好ましくは 0. 5〜1 0重量部 の範囲であり、 より好ましく は 1〜 5重量部の範囲である。
また、 ェピハロヒ ドリ ンはダイマージオール化合物中の水酸基の 合計量に対して過剰に用いられるが、 通常、 ダイマージオール化合 物中の水酸基の合計量 1 モルに対して、 1. 5〜30モル、 好ましく は 2〜 1 5モル、 より好ましくは 2. 5〜 1 0モルの範囲である。 これより 少ないと、 エポキシ樹脂の分子量が大きくなり、 粘度が高くなる。 これより多いと生産性が著しく低下する。 ェピハロヒ ド リ ンとして は、 ェピクロロヒ ドリ ン、 ェピョ一 ドヒ ドリ ン、 ェピブロモヒ ドリ ン、 メチルェピクロロヒ ドリ ン、 メチルェピプロモヒ ドロン、 メチ ルェピョードヒ ド リ ン等が挙げられるが、 好ましく はェピクロロヒ ドリ ンである。
また、 反応に際しては、 エポキシ基とは反応しない溶媒中で行う 事ができ、 具体的にはトルエン、 キシレン、 ベンゼン等の芳香族炭 化水素類、 メチルイソプチルケ トン、 メチルェチルケ トン、 シクロ
へキサノ ン、 アセ トン等のケ トン類、 プロパノール、 ブ夕ノール等 のアルコール類、 ジエチレングリコールメチルエーテル、 プロピレ ングリコールメチルエーテル、 ジプロピレングリ コールメチルエー テル等のグリコールエーテル類、 ジェチルエーテル、 ジブチルエー テル、 ェチルプロピルエーテル等の脂肪族エーテル類、 ジォキサン 、 テトラヒ ドロフラン等の脂環式エーテル類、 ジメチルスルホキシ ド等が挙げられ、 それら 2種以上混合して使用することもできる。 これら溶媒の使用量は、 ェピハロヒ ドリ ン 100重量部に対して、 200 重量部以下であり、 好ましく は 5 〜 150重量部の範囲であり、 より 好ましく は 10〜 100重量部の範囲である。
反応終了後、 過剰のェピハ口.ヒ ドリ ンを留去し、 溶剤に溶解し、 濾過し、 水洗して無機塩を除去し、 次いで溶剤を留去することによ り本発明のエポキシ樹脂を得ることができる。
加水分解性ハロゲン量が多すぎる場合は、 加水分解性ハロゲン量 低減の観点から、 得られたエポキシ樹脂を更に、 残存する加水分解 性ハロゲン量に対して、 1 〜30倍量のアル力 リ金属水酸化物を加え 、 60〜90 の温度で 10分〜 2時間精製反応を行なった後、 中和、 水 洗等の方法で過剰のアルカリ金属水酸化物や副生塩を除去し、 さ ら に溶媒を減圧留去すると、 精製された本発明のエポキシ樹脂を得る ことができる。
本発明のエポキシ樹脂は、 一般式 .( 1 ) において、 nが 0から 3 の整数で表されるものであるが、 低粘度性の観点から、 n = 0のも の ( n = 0体) の含有率が 50 %以上であることが好ましく、 より好 ましくは 70 %以上である。
また、 加水分解性ハロゲン含有量は、 0. 2重量%以下であること が好ましい。 加水分解性ハロゲン含有量が 0. 2重量%以上では、 塩 基性の硬化促進剤を用いた組成物の場合、 硬化反応が阻害され、 そ
の結果硬化物の物性が低下する。 特に絶縁信頼性の低下が起こ り、 電気 * 電子分野での用途に好ましくない。 好ましく は 0. 1重量%以 下であり、 より好ましく は 0.05重量%以下である。
本発明のエポキシ樹脂は、 硬化剤と共に組成物とされて、 各種用 途に使用できる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、 エポキシ樹脂及び硬化剤よりな るエポキシ樹脂組成物であって、 エポキシ樹脂成分として上記一般 式 ( 1 ) で表されるエポキシ樹脂を必須成分として配合したもので ある。
上記一般式 ( 1 ) で表されるエポキシ樹脂を必須成分とする場合 の硬化剤としては、 一般にエポキシ樹脂の硬化剤として知られてい るものはすべて使用できる。 例えば、 ジシアンジアミ ド、 多価フエ ノール類、 酸無水物類、 芳香族及び脂肪族ァミ ン類等がある。
具体的に例示すれば、 多価フエノール類としては、 例えば、 ビス フエノール A、 ビスフエノール F、 ビスフエノール S、 フルオレン ビスフエノール、 4, 4' ービフエノール、 2, 2' —ビフエノール、 ハ イ ドロキノン、 レゾルシン、 ナフ夕レンジオール等の 2価のフエノ —ル類、 あるいは、 トリス一 ( 4 —ヒ ドロキジフエニル) メタン、 1, 1, 2, 2—テ トラキス ( 4 —ヒ ドロキジフエニル) ェタン、 フエノ ールノポラック、 o —ク レゾールノポラック、 ナフ トールノボラッ ク、 ポリ ビニルフエノール等に代表される 3価以上のフエノール類 がある。 更には、 フエノール類、 ナフ トール類または、 ビスフエノ 一ル八、 ビスフエノール F、 ビスフエノール S、 フルオレンビスフ ェノール、 4, 4' —ビフエノール、 2, 2' —ビフエノール、 ハイ ド口 キノ ン、 レゾルシン、 ナフ夕レンジオール等の 2価のフエノール類 と、 ホルムアルデヒ ド、 ァセ トアルデヒ ド、 ベンズアルデヒ ド、 p ーヒ ドロキシベンズアルデヒ ド、 p _キシリ レングリ コール等の縮
合剤とから合成される多価フエノール性化合物等がある。
酸無水物としては、 無水フタル酸、 テ 卜ラヒ ドロ無水フ夕ル酸、 メチルテ トラヒ ドロ無水フ夕ル酸、 へキサヒ ドロ無水フ夕ル酸、 メ チルへキサヒ ドロ無水フ夕ル酸、 メチル無水ハイミ ック酸、 無水ナ ジック酸、 無水 トリ メ リ ッ ト酸等がある。
アミ ン類としては、 4, 4 ' ージアミ ノジフエニルメタン、 4, 4 ' 一 ジアミ ノジフエ二ルプロパン、 4, 4 ' ージアミ ノジフエニルスルホ ン、 m—フエ二レンジァミ ン、 p —キシリ レンジァミ ン等の芳香族 アミ ン類、 エチレンジァミ ン、 へキサメチレンジァミ ン、 ジェチレ ン ト リアミ ン、 ト リエチレンテ トラミ ン等の脂肪族ァミ ン類がある 本発明の樹脂組成物には、 これら硬化剤の 1種または 2種以上を 混合して用いることができる。
また、 本発明のエポキシ樹脂組成物中には、 エポキシ樹脂成分と して、 一般式 ( 1 ) で表される本発明のエポキシ樹脂以外に別種の エポキシ樹脂を配合してもよい。 この場合のエポキシ樹脂としては 、 分子中にエポキシ基を 2個以上有する通常のエポキシ樹脂はすべ て使用できる。 例を挙げれば、 ビスフエノール A、 ビスフエノール S、 フルオレンビスフエノール、 4, 4 ' —ビフエノール、 2, 2 ' —ビ フエノール、 ハイ ドロキノ ン、 レゾルシン等の 2価のフエノール類 、 あるいは、 卜 リス一 ( 4 —ヒ ドロキジフエニル) メタン、 1 , 1 , 2, 2—テトラキス ( 4 ーヒ ドロキジフエニル) ェタン、 フエノールノ ポラック、 o —ク レゾールノポラック等の 3価以上のフエノール類 、 またはテ トラブロモビスフエノール A等のハロゲン化ビスフエノ ール類から誘導されるグリ シジルェ一テル化物等、 ポリエチレング リコールやポリプロピレングリ コール等アルコール類のポリ グリ シ ジルエーテル類等、 ジアミ ノジフエニルメタン等のポリグリシジル
アミ ン類等、 脂環式エポキシ樹脂等がある。 これらのエポキシ樹脂 は、 1種または 2種以上を混合して用いることができる。 そして、 本発明のエポキシ樹脂を必須成分とする組成物の場合、 本発明に関 わる一般式 ( 1 ) で表されるエポキシ樹脂の配合量はエポキシ樹脂 全体中、 5〜100 %、 好ましくは 60〜 1 00 %の範囲であることがよい また、 本発明のエポキシ樹脂組成物中には、 ポリエステル、 ポリ アミ ド、 ポリイ ミ ド、 ポリエーテル、 ポリ ウレタン、 石油樹脂、 ィ ンデンクマロン樹脂、 フエノキシ樹脂等のオリ ゴマーまたは高分子 化合物を適宜配合してもよいし、 無機充填剤、 顔料、 難燃剤、 'チク ソ性付与剤、 カップリ ング剤、 流動性向上剤等の添加剤を配合して もよい。 無機充填剤としては、 例えば、 球状あるいは、 破砕状の溶 融シリカ、 結晶シリカ等のシリカ粉末、 アルミナ粉末、 ガラス粉末 、 マイ力、 タルク、 炭酸カルシウム、 アルミナまたは水和アルミナ 等が挙げられる。 顔料としては、 有機系または無機系の体質顔料、 鱗片状顔料等がある。 チクソ性付与剤としては、 シリコン系、 ヒマ シ油系、 脂肪族アマイ ドワックス、 酸化ポリエチレンワックス、 有 機ベン トナイ ト系等を挙げることができる。 また更に必要に応じて 、 本発明の樹脂組成物には、 カルナバワックス、 0Pワックス等の離 型剤、 ァ ーグリ シドキシプロビルト リ メ トキシシラン等のカツプリ ング剤、 カーボンブラック等の着色剤、 ミ酸化アンチモン等の難燃 剤、 シリ コンオイル等の低応力化剤、 ステアリ ン酸カルシウム等の 滑剤等を使用できる。
更に、 必要に応じて本発明の樹脂組成物には、 公知の硬化促進剤 を用いることができる。 例を挙げれば、 ジエチレン ト リアミ ン、 卜 リエチレンテ トラミ ン、 イソホロンジァミ ン、 メタキシレンジアミ ン、 ジアミ ノジフエ二ルメタン等のアミ ン類、 2 —メチルイミダゾ
ール、 2 —ェチル— 4 ーメチルイ ミダゾール等のィ ミダゾール類、 2 —メチルイミダゾリ ン、 2 —ェチルー 4 メチルイミダゾリ ン等 のイミダゾリ ン類、 イミダゾール化合物の トリアジン塩、 シァノエ チル塩、 シァノエチルト リ メ リ ッ ト酸塩などの各種塩類、 酢酸亜鉛 、 酢酸ナト リウムなどの金属系化合物類、 テトラエチルアンモニゥ ムクロリ ドなどの第 4級アンモニゥム塩類、 アミ ド化合物類、 ト リ フエニルホスフィ ン等の有機リ ン化合物類などを挙げることができ る。 これら硬化促進剤の配合割合は、 本発明のエポキシ樹脂 1 00質 量部に対し、 0. 0 1〜 5重量部、 より好ましくは 0. 1〜 2重量部であ る。
本発明のエポキシ樹脂硬化物は、 上記のエポキシ樹脂組成物を加 熱することにより得ることができる。 硬化物を得るための方法とし ては注型、 注入、 ポッティ ング、 デイ ツビング、 ドリ ップコ一ティ ング、 トランスファー成形、 圧縮成形等が好適に用いられ、 その際 の温度としては通常、 1 00 :〜 300 の範囲である。 発明の効果
本発明のエポキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂組成物は、 優れた低 粘度性を有するとともに、 これを硬化して得られる硬化物は、 耐湿 性、 可とう性、 高伸び性に優れた性能を有するため、 重防食塗料、 粉体塗料、 P CM塗料、 缶塗料等の塗料用途や土木 , 建設用途、 接着 用途、 電気絶縁用、 半導体チップ仮止剤等の電気 · 電子部品用途及 びプリ ン ト配線板や炭素繊維強化プラスチック (CFRP ) を始めとす る各種複合材料用途等に適し、 特に、 プリ ント配線板、 半導体封止 等の電気 · 電子分野の絶縁材料等に好適に使用することができる。 実施例
以下、 実施例及び比較例に基づき、 本発明を具体的に説明するが 、 本発明の技術的範囲は実施例のみに制限されるものではない。 な お、 実施例及び比較例における各成分の配合部数は、 特に断らない 限り重量部を示すものである。
また、 性状値分析は次の方法で行った。
( 1 ) エポキシ当量は、 JIS K- 7236により測定した。
( 2 ) 加水分解性塩素量は、 サンプル約 2 gを三角フラスコに抨 取り、 ジォキサンで溶解後、 0. 1N— K0Hメタノール溶液 25 mlを加え 、 70 の温水中で 30分反応させた後、 200 mlビーカーに移し取り、 アセ トン、 イオン交換水、 及び酢酸 3 mlを加えて、 0.01N— AgN03水 溶液による電位差滴定で測定した。
( 3 ) 粘度は、 JIS K-7233, 単一円筒回転粘度計法により測定し た。
実施例 1.
攪拌機、 温度計、 窒素吹き込み管、 及び冷却管を備えた反応装置 に、 PRIP0L2033 (ダイマー酸のカルボキシル基を水酸基まで還元し たダイマージオール化合物、 水酸基当量 270g/ed、 ュニケマジャパ ン社製) 300部、 ェピクロロヒ ドリ ン 256.9部及びトルエン 120部を 加え混合溶解した。 50 にて撹拌しながら, 塩化べンジルトリェチ ルアンモニゥム 6部を加えた後、 96%水酸化カリウム 97.4部を 30分 毎 5回に分けて加えた。 更に、 50でにて 2.5時間反応後、 トルエン 3 00部を加え、 濾過により生成した塩を除き、 イオン交換水 270部で 水洗分液した後、 ェピクロロヒ ドリ ンを留去し、 メチルイソブチル ケ トン 5 0 0部に溶解した。
80 にて撹拌しながら、 12.5%水酸化ナ ト リ ウム水溶液 9 6部を 加え 1.5時間精製反応を行った。 イオン交換水を 200部で水洗分液し て水層を除去した。 次に燐酸で中和、 水洗して水層を除去した。 さ
らに水洗を行い濾過した後、 メチルイソプチルケ 卜ンを留去して本 発明のエポキシ樹脂 A325部を得た。 得られたエポキシ樹脂 Aは、 25 ででの粘度が 200 mPa * s、 エポキシ当量が 378g/eQ、 加水分解性塩 素 0.02%であった。 GPC測定結果から、 n = 0体が 84%、 n = l体 及びその他の成分等が 16%であった。 エポキシ樹脂 Aについて、 赤 外吸収スペク トルを図 1、 GPCチャー トを図 2に示す。
実施例 2並びに比較例 1及び 2
エポキシ樹脂成分として、 実施例 1で得られたエポキシ樹脂 A、 YD-171 (ダイマー酸ポリ グリ シジルエステル樹脂、 エポキシ当量 43 5g/eQ、 25ででの粘度は 740 mPa · s、 加水分解性塩素 0.51 %、 東都 化成社製) 、 PG-207S (ポリプロピレングリコールジグリ シジルェ 一テル樹脂、 エポキシ当量 313g/eQ、 25 での粘度.は 44 mPa · s、 加 水分解性塩素 0.05%、 東都化成社製) を用い、 硬化剤として、 リカ シッ ド MH-700 (無水メチルへキサヒ ドロフ夕ル酸、 酸無水物当量 16 8g/ed、 新日本理化製) 、 硬化促進剤として、 ヒシコ一リ ン PX-4ET (有機ホスホニゥム塩化合物、 日本化学製) を用い、 表 1 に示す配 合でエポキシ樹脂組成物を得た。 なお、 表中の数値は配合における 重量部を示す。
このエポキシ樹脂組成物を用いて 100でで 2時間かけて成形し、 更に 140 にて 12時間ポス トキュアを行い、 硬化物試験片を得た後 、 各種物性測定に供した。 結果を表 2に示す。
なお、 硬化物性の試験方法及び評価方法は以下の通りである。
( 1 ) 線熱膨張係数は、 熱機械測定装置を用いて 10でノ分の昇温 速度で測定した、 50でから 100 での変位として求めた。
( 2 ) 吸水率は、 直径 50 mm, 厚さ 5 匪の円形の試験片を用いて
、 23で、 100% RHの条件で 50時間吸湿させた後の重量増加変化率と した。
( 3 ) イオン性不純物量は、 105 、 20時間のプレッシャークッ カーテス トを行った後の抽出イオン分をイオンクロマ トグラフィー にて、 塩素イオン、 ナ ト リウムイオン、 カ リウムイオンを測定し、 固形分に換算して求めた。
( 4 ) 伸びは、 JIS K-6251により、 ダンベル状 6号形試験片で測 定した。
( 5 ) タック性は、 硬化物を指触し、 タックの有無を確認した。
表 1
表 2
比較例 1 においては、 使用されたエポキシ樹脂は加水分解性塩素 が 0.51%と 0.2%より多いため、 硬化物の塩素イオンが 600 ppmあり 、 実施例に比較して 60倍と多くなつている。 これは電気的絶縁信頼 性が悪いことを示している。 また、 伸びも 48%と実施例の約半分し かない。 比較例 2においては、 使用されたエポキシ樹脂は不飽和結 合を持たない脂肪族アルコールであり、 伸びが 38%と小さく、 実施 例の約 1/3しかなく、 実施例に比較して伸び性が充分ではない。 さ らに、 吸水率が 3.1%と多く、 実施例に比較して吸水性が悪いこと
を示している。 産業上の利用可能性
本発明によるエポキシ樹脂を用いると、 低粘度性に優れるととも に、 低弾性で高伸び性を有した耐湿性優れた硬化物が得られる。 こ れは、 通常の使用範囲において必要十分な耐熱性でありながら低弾 性で湿性優れた硬化物が製造可能になり、 半導体素子に代表される 電気 , 電子部品等の封止、 コーティ ング材料、 積層材料、 複合材料 等に有用な樹脂組成物が得られ、 その技術上の意味に大きなものが ある。
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