JP5366263B2 - Phenol aralkyl resin, epoxy resin composition and cured product thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は高信頼性半導体封止用を始めとする電気・電子部品絶縁材料用、及び積層板(プリント配線板)やCFRP(炭素繊維強化プラスチック)を始めとする各種複合材料用、接着剤、塗料等に有用なフェノールアラルキル樹脂、これを含むエポキシ樹脂組成物及びその硬化物に関するものである。 The present invention is used for insulating materials for electrical and electronic parts including those for highly reliable semiconductor sealing, and for various composite materials including laminated boards (printed wiring boards) and CFRP (carbon fiber reinforced plastics), adhesives, The present invention relates to a phenol aralkyl resin useful for paints and the like, an epoxy resin composition containing the same, and a cured product thereof.
フェノールアラルキル樹脂は、半導体封止剤エポキシ樹脂の硬化剤やエポキシ樹脂の原料、接着剤、成形材料、塗料として有用な化合物であり、その硬化物の優れた電気特性、耐熱性、接着性、耐湿性(耐水性)等により電気・電子部品、構造用材料、接着剤、塗料等の分野で幅広く用いられている。 Phenol aralkyl resin is a compound useful as a semiconductor encapsulant epoxy resin curing agent and epoxy resin raw materials, adhesives, molding materials and paints, and has excellent electrical properties, heat resistance, adhesion and moisture resistance of the cured product. It is widely used in the fields of electrical and electronic parts, structural materials, adhesives, paints, etc. due to its properties (water resistance).
しかし、近年特に電気・電子分野においてはその発展に伴い、高純度化を始め耐熱性、耐湿性、密着性、フィラー高充填のための低粘度性、低誘電性、速硬化性、難燃性等の諸特性の一層の向上が求められている。また、構造材としては航空宇宙材料、レジャー・スポーツ器具用途等において軽量で機械特性の優れた材料が求められている。これらの要求に対しフェノール樹脂(エポキシ樹脂硬化剤)、及びそれを含有する熱硬化性樹脂組成物について多くの提案がなされている。具体的に、特許文献1には、ビスメトキシメチルビフェニルとフェノールの反応によって得られるフェノールアラルキル樹脂が記載され、該フェノールアラルキル樹脂をエポキシ樹脂の硬化剤として用いた場合、その硬化物において可とう性等の良好な機械特性が期待できる旨の記載がある。しかし、該フェノールアラルキル樹脂は水酸基当量が大きいために架橋密度が比較的低く期待される高ガラス転移点の硬化物が得られるには至っていない。また、特許文献2には芳香族ビスハロゲノメチル化合物とフェノール化合物を無触媒で反応させる方法が記載され、該芳香族ビスハロゲノメチル化合物として、4,4’−ビス(ハロゲノメチル)ビフェニルも例示されているが、本願発明の効果を具体的に開示あるいは示唆する記載はない。 However, in recent years, especially in the electric and electronic fields, with its development, heat resistance, moisture resistance, adhesion, low viscosity, low dielectric properties, fast curing, flame retardancy for high filler filling, etc. Further improvement of various characteristics such as these is demanded. Further, as a structural material, there is a demand for a material that is lightweight and excellent in mechanical properties for use in aerospace materials, leisure / sports equipment, and the like. In response to these requirements, many proposals have been made for phenolic resins (epoxy resin curing agents) and thermosetting resin compositions containing them. Specifically, Patent Document 1 describes a phenol aralkyl resin obtained by the reaction of bismethoxymethylbiphenyl and phenol, and when the phenol aralkyl resin is used as a curing agent for an epoxy resin, the cured product is flexible. There is a description that good mechanical properties such as can be expected. However, since the phenol aralkyl resin has a large hydroxyl equivalent, a cured product having a high glass transition point, which is expected to have a relatively low crosslinking density, has not been obtained. Patent Document 2 describes a method of reacting an aromatic bishalogenomethyl compound and a phenol compound without a catalyst, and 4,4′-bis (halogenomethyl) biphenyl is exemplified as the aromatic bishalogenomethyl compound. However, there is no description that specifically discloses or suggests the effects of the present invention.
本発明は、その硬化物において優れた耐熱性を示す、電気・電子部品用絶縁材料(高信頼性半導体封止材料など)及び積層板(プリント配線板など)やCFRPを始めとする各種複合材料用、接着剤、塗料等に有用なフェノールアラルキル樹脂、これを含むエポキシ樹脂組成物及びその硬化物を提供することを目的とする。 The present invention has excellent heat resistance in the cured product, insulating materials for electrical and electronic parts (such as highly reliable semiconductor encapsulating materials), laminates (such as printed wiring boards), and various composite materials including CFRP. It is an object of the present invention to provide a phenol aralkyl resin useful for coatings, adhesives, paints and the like, an epoxy resin composition containing the same, and a cured product thereof.
即ち、本発明は、
(1)一般式(1)
That is, the present invention
(1) General formula (1)
で表される4,4’−ビス(ハロゲノメチル)ビフェニルとフェノールとを酸触媒を使用し、無溶媒で反応させることで得られる残留ハロゲン量が50ppm以下であるフェノールアラルキル樹脂、
(2) 一般式(1)
A phenol aralkyl resin having a residual halogen content of 50 ppm or less obtained by reacting 4,4′-bis (halogenomethyl) biphenyl represented by the formula (I) and phenol without using a solvent;
(2) General formula (1)
で表される4,4’−ビス(ハロゲノメチル)ビフェニルとフェノールとを酸触媒を使用し、無溶媒で反応させることを特徴とする残留ハロゲン量が50ppm以下であるフェノールアラルキル樹脂の製造方法、
に関する。
A process for producing a phenol aralkyl resin having a residual halogen content of 50 ppm or less, characterized by reacting 4,4′-bis (halogenomethyl) biphenyl represented by the formula:
About.
本発明のフェノールアラルキル樹脂及び本発明のフェノールアラルキル樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物はその硬化物において優れた耐熱性を有するため、電気・電子部品用絶縁材料(高信頼性半導体封止材料など)及び積層板(プリント配線板など)やCFRPを始めとする各種複合材料、接着剤、塗料等に使用する場合に極めて有用である。 Since the epoxy aralkyl resin of the present invention and the epoxy resin composition containing the phenol aralkyl resin of the present invention have excellent heat resistance in the cured product, insulating materials for electrical and electronic parts (highly reliable semiconductor encapsulating materials, etc.) And it is extremely useful when used for various composite materials such as laminated boards (printed wiring boards, etc.), CFRP, adhesives, paints and the like.
本発明のフェノールアラルキル樹脂は一般式(1)で表される4,4’−ビス(ハロゲノメチル)ビフェニルとフェノール化合物を反応させることによって得られる。 The phenol aralkyl resin of the present invention can be obtained by reacting 4,4'-bis (halogenomethyl) biphenyl represented by the general formula (1) with a phenol compound.
一般式(1)で表される4,4’−ビス(ハロゲノメチル)ビフェニルの具体例としては、4,4’−ビス(クロロメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(ブロモメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(フルオロメチル)−1,1’−ビフェニル等が挙げられる。これらのうち、工業的にはXが塩素原子である化合物が好ましい。 Specific examples of 4,4′-bis (halogenomethyl) biphenyl represented by the general formula (1) include 4,4′-bis (chloromethyl) -1,1′-biphenyl, 4,4′-bis. (Bromomethyl) -1,1′-biphenyl, 4,4′-bis (fluoromethyl) -1,1′-biphenyl and the like. Of these, industrially preferred are compounds in which X is a chlorine atom.
本発明に用いるフェノール化合物とは、芳香環に少なくとも1個のフェノール性水酸基を有する化合物である。具体例としては、フェノール、レゾルシノール、ハイドロキノン等の無置換フェノール類、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、エチルフェノール、n−プロピルフェノール、イソプロピルフェノール、t−ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、フェニルフェノール、シクロヘキシルフェノール、キシレノール、メチルプロピルフェノール、メチルブチルフェノール、アリルフェノール、アミノフェノール等の置換フェノール類、臭素化フェノール等のハロゲン原子を有する置換フェノール類、ナフトール、メチルナフトール等のナフトール類、ビフェノール、ビスフェノール−A、ビスフェノール−F、ビスフェノール−S、チオジフェノール等のビスフェノール類が挙げられるがフェノール性水酸基を有する限りこれらに限定されるものではない。本発明においては、これらのうちフェノール、o−クレゾール、m−クレゾールまたはp−クレゾールが好ましい。また、これらフェノール化合物は単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。 The phenol compound used in the present invention is a compound having at least one phenolic hydroxyl group in an aromatic ring. Specific examples include unsubstituted phenols such as phenol, resorcinol, hydroquinone, o-cresol, m-cresol, p-cresol, ethylphenol, n-propylphenol, isopropylphenol, t-butylphenol, octylphenol, nonylphenol, phenylphenol. , Substituted phenols such as cyclohexylphenol, xylenol, methylpropylphenol, methylbutylphenol, allylphenol and aminophenol, substituted phenols having a halogen atom such as brominated phenol, naphthols such as naphthol and methylnaphthol, biphenol, bisphenol- A, bisphenols such as bisphenol-F, bisphenol-S, thiodiphenol, etc. It is not limited to these as long as they have. In the present invention, among these, phenol, o-cresol, m-cresol or p-cresol is preferable. Moreover, these phenol compounds can be used individually or in mixture of 2 or more types.
式(1)の化合物に対するフェノール化合物の使用量は式(1)の化合物1モルに対して通常1.1〜10モル、好ましくは1.5〜7.0モルである。 The usage-amount of the phenol compound with respect to the compound of Formula (1) is 1.1-10 mol normally with respect to 1 mol of compounds of Formula (1), Preferably it is 1.5-7.0 mol.
本発明においては、酸触媒を用いる。酸触媒としては種々のものが使用できるが硫酸、p−トルエンスルホン酸、シュウ酸等の有機あるいは無機酸、塩化第二錫、塩化亜鉛、塩化第二鉄等のフリーデルクラフツ型触媒等が挙げられる。なかでも塩化第二錫、硫酸、p−トルエンスルホン酸が好ましい。これら酸触媒の使用量は触媒の種類により異なるが、式(1)の化合物に対して0.0005〜1重量%の範囲内で適正量を添加すれば良い。 In the present invention, an acid catalyst is used. Various acid catalysts can be used, but organic or inorganic acids such as sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid and oxalic acid, Friedel-Crafts type catalysts such as stannic chloride, zinc chloride and ferric chloride are listed. It is done. Of these, stannic chloride, sulfuric acid, and p-toluenesulfonic acid are preferable. The amount of the acid catalyst used varies depending on the type of the catalyst, but an appropriate amount may be added within a range of 0.0005 to 1% by weight with respect to the compound of the formula (1).
反応温度は通常40〜200℃、好ましくは50〜150℃である。反応時間は0.5〜20時間、好ましくは1〜15時間である。反応は、全原料を一括投入して昇温しながら行っても、フェノール化合物を予め一定の温度に保った状態で4,4’−ビス(ハロゲノメチル)ビフェニルを逐次添加して行っても良い。また、反応は無溶媒で実施する。 The reaction temperature is usually 40 to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C. The reaction time is 0.5 to 20 hours, preferably 1 to 15 hours. The reaction may be performed while charging all raw materials at once, or may be performed by sequentially adding 4,4′-bis (halogenomethyl) biphenyl in a state where the phenol compound is kept at a constant temperature in advance. . The reaction is carried out without solvent.
反応中生成する塩酸ガスは窒素ガス等の不活性ガスを流すことによって系外へ除去するか、減圧状態にして除去しても構わない。 The hydrochloric acid gas generated during the reaction may be removed from the system by flowing an inert gas such as nitrogen gas, or may be removed under reduced pressure.
反応終了後、反応中生成した塩化水素や酸触媒等の不純物を中和、水洗を行うことによって取り除く。その後、未反応フェノール化合物や溶媒を回収することにより目的とするフェノールアラルキル樹脂を得ることができる。未反応フェノール化合物や溶媒の回収は常圧下または減圧下で留去するのが好ましい。水蒸気を吹き込んで、水蒸気蒸留で留去することも可能である。フェノール化合物の蒸留回収の温度は100〜180℃であり、減圧度は0.1〜25kPa程度とするのがよい。 After completion of the reaction, impurities such as hydrogen chloride and acid catalyst generated during the reaction are neutralized and removed by washing with water. Then, the target phenol aralkyl resin can be obtained by recovering the unreacted phenol compound and the solvent. The unreacted phenol compound and the solvent are preferably distilled off under normal pressure or reduced pressure. It is also possible to blow off water vapor and distill it off with water vapor distillation. The temperature for phenol compound distillation recovery is 100 to 180 ° C., and the degree of vacuum is preferably about 0.1 to 25 kPa.
こうして得られる本発明のフェノールアラルキル樹脂に残留しているハロゲン量は50ppm以下である。残留ハロゲン量は、未反応のハロゲノメチル化合物に由来し、残留ハロゲンが少ないほど、従来から知られているように電気・電子部品の信頼性に有利であるという事に加え耐熱性の向上に有利である。 The amount of halogen remaining in the phenol aralkyl resin of the present invention thus obtained is 50 ppm or less. The amount of residual halogen is derived from the unreacted halogenomethyl compound, and the smaller the residual halogen, the better the reliability of electrical and electronic parts as is known in the art, and the better the heat resistance. It is.
以下、本発明のエポキシ樹脂組成物について説明する。本発明のエポキシ樹脂組成物におけるエポキシ樹脂の具体例は、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、テルペンジフェノール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、トリス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシアセトフェノン、o−ヒドロキシアセトフェノン、ジシクロペンタジエン、フルフラール、4,4’−ビス(クロロメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル、1,4’−ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4’−ビス(メトキシメチル)ベンゼン等との重縮合物及びこれらの変性物、テトラブロモビスフェノールA等のハロゲン化ビスフェノール類、アルコール類から誘導されるグリシジルエーテル化物、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂等の固形または液状エポキシ樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。 Hereinafter, the epoxy resin composition of the present invention will be described. Specific examples of the epoxy resin in the epoxy resin composition of the present invention include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, terpene diphenol, 4,4′-biphenol, 2,2′-biphenol, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diol, hydroquinone, resorcin, naphthalenediol, tris- (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, phenols (phenol, alkyl-substituted phenol, naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene, dihydroxynaphthalene, etc.) and formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, OH Roxybenzaldehyde, p-hydroxyacetophenone, o-hydroxyacetophenone, dicyclopentadiene, furfural, 4,4′-bis (chloromethyl) -1,1′-biphenyl, 4,4′-bis (methoxymethyl) -1, Polycondensates with 1′-biphenyl, 1,4′-bis (chloromethyl) benzene, 1,4′-bis (methoxymethyl) benzene, and their modified products, and halogenated bisphenols such as tetrabromobisphenol A Examples thereof include, but are not limited to, solid or liquid epoxy resins such as glycidyl etherified products derived from alcohols, alicyclic epoxy resins, glycidylamine epoxy resins, glycidyl ester epoxy resins, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明の硬化剤は、本発明のフェノールアラルキル樹脂と必要により他の硬化剤とからなる。他の硬化剤を併用する場合、本発明のフェノールアラルキル樹脂の全硬化剤中に占める割合は30重量%以上が好ましく、特に40重量%以上が好ましい。 The curing agent of the present invention comprises the phenol aralkyl resin of the present invention and, if necessary, another curing agent. When other curing agents are used in combination, the proportion of the phenol aralkyl resin of the present invention in the total curing agent is preferably 30% by weight or more, particularly preferably 40% by weight or more.
本発明の硬化剤において、本発明のフェノールアラルキル樹脂と併用しうる他の硬化剤としては、例えばアミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物、フェノール系化合物などが挙げられる。用いうる硬化剤の具体例としては、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンより合成されるポリアミド樹脂、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、テルペンジフェノール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、トリス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシアセトフェノン、o−ヒドロキシアセトフェノン、ジシクロペンタジエン、フルフラール、4,4’−ビス(クロロメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル、1,4’−ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4’−ビス(メトキシメチル)ベンゼン等との重縮合物及びこれらの変性物、テトラブロモビスフェノールA等のハロゲン化ビスフェノール類、イミダゾール、BF3-アミン錯体、グアニジン誘導体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。 In the curing agent of the present invention, examples of other curing agents that can be used in combination with the phenol aralkyl resin of the present invention include amine compounds, acid anhydride compounds, amide compounds, and phenol compounds. Specific examples of the curing agent that can be used include diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, dicyandiamide, polyamide resin synthesized from linolenic acid and ethylenediamine, phthalic anhydride, trimellitic anhydride Acid, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol Terpene diphenol, 4,4′-biphenol, 2,2′-biphenol, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diol, Idroquinone, resorcin, naphthalenediol, tris- (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, phenols (phenol, alkyl-substituted phenol, naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxy Benzene, dihydroxynaphthalene, etc.) and formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxyacetophenone, o-hydroxyacetophenone, dicyclopentadiene, furfural, 4,4'-bis (chloromethyl)- 1,1′-biphenyl, 4,4′-bis (methoxymethyl) -1,1′-biphenyl, 1,4′-bis (chloromethyl) benzene, 1,4′-bis (methoxy) Chill) polycondensates and their modified products of benzene, halogenated bisphenols such as tetrabromobisphenol A, imidazole, BF 3 - amine complex, but such guanidine derivatives, but the invention is not limited to . These may be used alone or in combination of two or more.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と本発明の硬化剤を含有する。本発明のエポキシ樹脂組成物において硬化剤の使用量は、エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して0.5〜1.5当量が好ましく、0.6〜1.2当量が特に好ましい。エポキシ基1当量に対して、0.5当量に満たない場合、あるいは1.5当量を超える場合、いずれも硬化が不完全になり良好な硬化物性が得られない恐れがある。 The epoxy resin composition of the present invention contains an epoxy resin and the curing agent of the present invention. In the epoxy resin composition of the present invention, the amount of the curing agent used is preferably 0.5 to 1.5 equivalents, particularly preferably 0.6 to 1.2 equivalents, based on 1 equivalent of the epoxy group of the epoxy resin. When less than 0.5 equivalent or more than 1.5 equivalent with respect to 1 equivalent of an epoxy group, curing may be incomplete and good cured properties may not be obtained.
また上記硬化剤を用いる際に硬化促進剤を併用しても差し支えない。用いうる硬化促進剤としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン、トリエタノールアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等の第3級アミン類、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等の有機ホスフィン類、オクチル酸スズなどの金属化合物、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・エチルトリフェニルボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート、2−エチル−4−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N−メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩などが挙げられる。硬化促進剤は、エポキシ樹脂100重量部に対して0.01〜15重量部が必要に応じ用いられる。 Moreover, when using the said hardening | curing agent, a hardening accelerator may be used together. Examples of the curing accelerator that can be used include imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, triethylenediamine, Triethanolamine, tertiary amines such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, organic phosphines such as triphenylphosphine, diphenylphosphine and tributylphosphine, metal compounds such as tin octylate, Tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate, tetrasubstituted phosphonium / tetrasubstituted borate such as tetraphenylphosphonium / ethyltriphenylborate, 2-ethyl-4-methylimidazole / tetraphenylborate, N-methylmol Such as tetraphenyl boron salts such as phosphorus-tetraphenylborate and the like. 0.01-15 weight part is used for a hardening accelerator as needed with respect to 100 weight part of epoxy resins.
更に、本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて無機充填剤やシランカップリング材、離型剤、顔料等の種々の配合剤、各種熱硬化性樹脂を添加することができる。無機充填剤としては、結晶シリカ、溶融シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ジルコニア、フォステライト、ステアタイト、スピネル、チタニア、タルク等の粉体またはこれらを球形化したビーズ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。これら充填剤は、エポキシ樹脂組成物の硬化物の耐熱性、耐湿性、力学的性質などの面から、エポキシ樹脂組成物中で50〜90重量%を占める割合で使用するのが好ましい。 Furthermore, an inorganic filler, a silane coupling material, a release agent, various compounding agents such as a pigment, and various thermosetting resins can be added to the epoxy resin composition of the present invention as necessary. Examples of inorganic fillers include crystalline silica, fused silica, alumina, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, zirconia, fosterite, steatite, spinel, titania, talc, and the like. However, the present invention is not limited to these. These may be used alone or in combination of two or more. These fillers are preferably used in a proportion of 50 to 90% by weight in the epoxy resin composition from the viewpoint of heat resistance, moisture resistance, mechanical properties, etc. of the cured product of the epoxy resin composition.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記各成分を均一に混合することにより得られる。そして、本発明のエポキシ樹脂組成物は従来知られている方法と同様の方法で容易にその硬化物とすることができる。例えば、エポキシ樹脂と本発明の硬化剤、並びに必要により硬化促進剤及び無機充填剤、配合剤、各種熱硬化性樹脂とを必要に応じて押出機、ニーダ、ロール等を用いて均一になるまで充分に混合することより本発明のエポキシ樹脂組成物を得て、そのエポキシ樹脂組成物を溶融注型法あるいはトランスファー成型法やインジェクション成型法、圧縮成型法などによって成型し、更に80〜200℃で2〜10時間に加熱することにより本発明の硬化物を得ることができる。 The epoxy resin composition of the present invention can be obtained by uniformly mixing the above components. And the epoxy resin composition of this invention can be easily made into the hardened | cured material by the method similar to the method known conventionally. For example, an epoxy resin, the curing agent of the present invention, and if necessary, a curing accelerator and an inorganic filler, a compounding agent, various thermosetting resins until uniform using an extruder, kneader, roll, etc. as necessary The epoxy resin composition of the present invention is obtained by thoroughly mixing, and the epoxy resin composition is molded by a melt casting method, a transfer molding method, an injection molding method, a compression molding method, or the like, and further at 80 to 200 ° C. The cured product of the present invention can be obtained by heating for 2 to 10 hours.
また、本発明のエポキシ樹脂組成物の各成分をトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジメチルホルムアミド、エチレングリコールモノメチルエーテル、N−メチル−2−ピロリドン等の溶剤に溶解または分散させることにより混合することもできる。この場合、エポキシ樹脂組成物をガラス繊維、カーボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アルミナ繊維、紙などの基材に含浸させ加熱乾燥して得たプリプレグを熱プレス成形して硬化物を得ることもできる。 Further, by dissolving or dispersing each component of the epoxy resin composition of the present invention in a solvent such as toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, dimethylformamide, ethylene glycol monomethyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, etc. It can also be mixed. In this case, a cured product may be obtained by hot press molding a prepreg obtained by impregnating a base material such as glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, alumina fiber, paper, etc. and drying by heating. it can.
この際用いる溶剤の使用量は本発明のエポキシ樹脂組成物と該溶剤の合計重量に対し通常10〜70重量%、好ましくは15〜65重量%である。 The amount of the solvent used in this case is usually 10 to 70% by weight, preferably 15 to 65% by weight, based on the total weight of the epoxy resin composition of the present invention and the solvent.
以下、本発明を実施例で更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、合成例、実施例、比較例において部は重量部を意味する。なお、軟化点、溶融粘度、残留ハロゲン量は以下の条件で測定した。
・軟化点
JIS K−7234に準じた方法で測定した。
・溶融粘度
150℃におけるコーンプレート法における溶融粘度
測定器械:コーンプレート(ICI)高温粘度計
(RESEACH EQUIPMENT(LONDON)LTD.製)
コーンNo.:3(測定範囲0〜2.00Pa・s)
試料量:0.15±0.01g
・残留ハロゲン量:試料燃焼装置で燃焼分解後、生成ガスを吸収液(0.01% H2O2)に吸収させ、吸収液をイオンクロマト法により定量した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples. Moreover, a part means a weight part in a synthesis example, an Example, and a comparative example. The softening point, melt viscosity, and residual halogen content were measured under the following conditions.
-Softening point It measured by the method according to JIS K-7234.
Melt viscosity Melt viscosity in cone plate method at 150 ° C Measuring instrument: Corn plate (ICI) high temperature viscometer
(Made by RESEACH EQUIPMENT (LONDON) LTD.)
Corn No. : 3 (measurement range 0 to 2.00 Pa · s)
Sample amount: 0.15 ± 0.01 g
-Residual halogen content: After combustion decomposition in the sample combustion device, the product gas was absorbed into the absorption liquid (0.01% H2O2), and the absorption liquid was quantified by ion chromatography.
実施例1
撹拌機、温度計、コンデンサーを備えたを備えた四つ口フラスコにフェノール180.8部、p−トルエンスルホン酸一水和物0.05部を仕込み、80℃で撹拌しながら4,4’−ビス(クロロメチル)−1,1’−ビフェニル141.9部を2時間かけて加えた。その後、さらに80℃にて、95〜105kPaの減圧下で2時間の反応を行った。その後、メチルイソブチルケトン(MIBK)500部を添加し洗浄水が中性になるまで水洗を繰り返した。ついで油層から加熱減圧下、未反応フェノール及びMIBKを留去した。この結果、186.7部の本発明のフェノールアラルキル樹脂(P1)を得た。得られたフェノールアラルキル樹脂(P1)の溶融粘度は0.12Pa・s、軟化点は71℃、残留ハロゲンは6ppm、水酸基当量は207g/eq.であった。
Example 1
A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and condenser was charged with 180.8 parts of phenol and 0.05 part of p-toluenesulfonic acid monohydrate and stirred at 80 ° C. for 4,4 ′. -141.9 parts of -bis (chloromethyl) -1,1'-biphenyl was added over 2 hours. Thereafter, the reaction was further carried out at 80 ° C. under reduced pressure of 95 to 105 kPa for 2 hours. Thereafter, 500 parts of methyl isobutyl ketone (MIBK) was added, and washing with water was repeated until the washing water became neutral. Subsequently, unreacted phenol and MIBK were distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure. As a result, 186.7 parts of the phenol aralkyl resin (P1) of the present invention was obtained. The obtained phenol aralkyl resin (P1) had a melt viscosity of 0.12 Pa · s, a softening point of 71 ° C., a residual halogen of 6 ppm, and a hydroxyl group equivalent of 207 g / eq.
比較例1
攪拌機、温度計、コンデンサーを備えた四つ口フラスコにフェノール611部、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル485部、パラトルエンスルホン酸一水和物8部を仕込み、反応温度を125℃に保ちながら4時間反応させた。その間、生成するメタノールを反応系外に留去した。反応終了後、MIBK1500部を添加し洗浄水が中性になるまで水洗を繰り返した。ついで油層から加熱減圧下、未反応フェノール及びMIBKを留去した。この結果、615部のフェノールアラルキル樹脂(P2)を得た。得られたフェノールアラルキル樹脂(P2)の軟化点は71℃、溶融粘度は0.12Pa・s、水酸基当量は207g/eq.であった。
Comparative Example 1
A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, and condenser is charged with 611 parts of phenol, 485 parts of 4,4′-bis (methoxymethyl) -1,1′-biphenyl, and 8 parts of paratoluenesulfonic acid monohydrate. The reaction was continued for 4 hours while maintaining the reaction temperature at 125 ° C. During that time, the methanol produced was distilled out of the reaction system. After completion of the reaction, 1500 parts of MIBK was added, and washing with water was repeated until the washing water became neutral. Subsequently, unreacted phenol and MIBK were distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure. As a result, 615 parts of phenol aralkyl resin (P2) was obtained. The obtained phenol aralkyl resin (P2) had a softening point of 71 ° C., a melt viscosity of 0.12 Pa · s, and a hydroxyl group equivalent of 207 g / eq.
実施例2、比較例2
エポキシ樹脂としてフェノールアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製、NC−3000P、日本化薬(株)製、エポキシ当量274g/eq.)を使用し、エポキシ樹脂1エポキシ当量に対して実施例1及び比較例1で得られたフェノールアラルキル樹脂(P1)及び(P2)を硬化剤として1水酸基当量配合し、更に硬化促進剤(トリフェニルホスフィン)をエポキシ樹脂100重量部あたり1重量部配合し、トランスファー成型により樹脂成形体を調製し、160℃で2時間、更に180℃で8時間で硬化させた。
Example 2 and Comparative Example 2
Example of using epoxy aralkyl type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd., NC-3000P, Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 274 g / eq.) As epoxy resin, with respect to 1 epoxy equivalent of epoxy resin 1 and the phenol aralkyl resins (P1) and (P2) obtained in Comparative Example 1 were blended with 1 equivalent of a hydroxyl group as a curing agent, and further 1 part by weight of a curing accelerator (triphenylphosphine) was blended per 100 parts by weight of epoxy resin. A resin molded body was prepared by transfer molding and cured at 160 ° C. for 2 hours and further at 180 ° C. for 8 hours.
このようして得られた硬化物の物性を測定した結果を表1に示す。なお、物性値の測定は以下の方法で行った。
・ガラス転移温度(TMA):真空理工(株)製 TM−7000
昇温速度 2℃/min.
The results of measuring the physical properties of the cured product thus obtained are shown in Table 1. The physical property values were measured by the following methods.
Glass transition temperature (TMA): TM-7000 manufactured by Vacuum Riko Co., Ltd.
Temperature rising rate 2 ° C./min.
表1より本発明の硬化物はガラス転移温度が高く耐熱性に優れる。 From Table 1, the cured product of the present invention has a high glass transition temperature and excellent heat resistance.
Claims (2)
で表される4,4’−ビス(ハロゲノメチル)ビフェニルとフェノールとを酸触媒を使用し、無溶媒で反応させることで得られる残留ハロゲン量が6ppm以下であるフェノールアラルキル樹脂。 General formula (1)
A phenol aralkyl resin having a residual halogen content of 6 ppm or less obtained by reacting 4,4′-bis (halogenomethyl) biphenyl represented by the formula (I) and phenol without using a solvent.
で表される4,4’−ビス(ハロゲノメチル)ビフェニルとフェノールとを酸触媒を使用し、塩酸ガスを減圧状態にして除去しながら無溶媒で反応させることを特徴とする残留ハロゲン量が50ppm以下であるフェノールアラルキル樹脂の製造方法。 General formula (1)
The residual halogen content is 50 ppm, characterized by reacting 4,4′-bis (halogenomethyl) biphenyl represented by the formula (II) and phenol with an acid catalyst and removing the hydrochloric acid gas in a reduced pressure state without solvent. The manufacturing method of the phenol aralkyl resin which is the following.
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