JP3476027B2 - Manufacturing method of epoxy resin - Google Patents
Manufacturing method of epoxy resinInfo
- Publication number
- JP3476027B2 JP3476027B2 JP11176894A JP11176894A JP3476027B2 JP 3476027 B2 JP3476027 B2 JP 3476027B2 JP 11176894 A JP11176894 A JP 11176894A JP 11176894 A JP11176894 A JP 11176894A JP 3476027 B2 JP3476027 B2 JP 3476027B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- formula
- group
- reaction
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Epoxy Resins (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐熱性、耐水性、機械的
強度に優れる硬化物を与えるエポキシ樹脂およびエポキ
シ樹脂組成物およびその硬化物に関するものであり、本
発明のエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂組成物は成形材
料,注型材料,積層材料,複合材料,塗料,接着剤,レ
ジストなどの広範囲の用途に極めて有用である。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂は種々の硬化剤で硬化させ
ることにより、一般的に機械的性質、耐水性,耐薬品
性,耐熱性,電気的性質などの優れた硬化物となり、接
着剤,塗料,積層板,成形材料,注型材料などの幅広い
分野に利用されている。従来、工業的に最も使用されて
いるエポキシ樹脂としてビスフェノ−ルAにエピクロル
ヒドリンを反応させて得られる液状および固形のビスフ
ェノ−ルA型エポキシ樹脂がある。その他液状のビスフ
ェノ−ルA型エポキシ樹脂にテトラブロムビスフェノ−
ルAを反応させて得られる難燃性固形エポキシ樹脂など
が汎用エポキシ樹脂として工業的に使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たような汎用エポキシ樹脂は分子量が大きくなるにつれ
て、それを硬化して得られる硬化物の強靭性は増加する
ものの耐熱性が低下するという欠点がある。また、耐熱
性の低下を補うためにクレゾールノボラックエポキシ樹
脂などの多官能エポキシ樹脂を混合した場合に得られる
硬化物は耐熱性は高くなるものの、靭性は低下し吸水率
は高くなるという欠点がある。一方、最近の電子産業な
どの目ざましい発達に伴い、これらに使用される電気絶
縁材料などに要求される耐熱性、耐水性及び機械強度は
益々厳しくなっており、これらの特性に優れたエポキシ
樹脂の出現が待ち望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこうした実
状に鑑み、耐熱性、耐水性及び機械強度に優れる硬化物
を与えるエポキシ樹脂を求めて鋭意研究した結果、特定
の分子構造を有するエポキシ樹脂が、その硬化物におい
て優れた耐熱性、耐水性及び機械強度を付与するもので
あることを見い出して本発明を完成させるに到った。
【0005】すなわち本発明は
(1)式(1)
【0006】
【化2】
【0007】(式中、nは平均値を示し0〜10の値を
取る。R,Qは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8
のアルキル基、アリール基のいずれかを表し個々のR,
Qはお互いに同一であっても異なっていてもよい。Gは
グリシジル基を表す。)で表されるエポキシ樹脂、
【0008】(2)上記(1)記載のエポキシ樹脂およ
び硬化剤、必要により硬化促進剤を含有するエポキシ樹
脂組成物、
(3)上記(2)記載のエポキシ樹脂組成物を硬化して
なる硬化物、を提供するものである。
【0009】式(1)で表される化合物は例えば、式
(2)
【0010】
【化3】
【0011】(式中、n,R,Qは式(1)におけるの
と同じ意味を表す。)
【0012】で表される化合物とエピハロヒドリンとの
反応をアルカリ金属水酸化物の存在下で行うことにより
得ることができる。
【0013】式(2)で表される化合物は例えば式
(3)
【0014】
【化4】
【0015】(式中、Xはハロゲン原子、水酸基、低級
アルコキシ基を表す。Qは式(1)におけるのと同じ意
味を表す。)で表される化合物とジヒドロキシベンゼン
類とを酸触媒の存在下で縮合反応させることにより得る
ことができる。
【0016】式(3)においてハロゲン原子としては塩
素原子、臭素原子などが、低級アルキル基としてはメチ
ル基、エチル基、t−ブチル基などが、低級アルコキシ
基としてはメトキシ基、エトキシ基などがそれぞれ好ま
しい基として挙げられる。
【0017】ここでジヒドキシベンゼン類とはフェノー
ル性水酸基を1分子中に2個有する化合物が該当し、例
示するとハイドロキノン、レゾルシン、カテコール、メ
チルハイドロキノンなどが挙げられる。これらのジヒド
ロキシベンゼン類は1種類のみを用いてもよく、2種類
以上を組み合わせて用いてもよい。
【0018】上記縮合反応を行う場合ジヒドロキシベン
ゼン類の使用量は式(3)で表される化合物1モルに対
して好ましくは0.5〜20モル、特に好ましくは2〜
10モルの範囲である。
【0019】上記縮合反応においては酸触媒を用いるの
が好ましく、酸触媒としては種々のものが使用できるが
塩酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸、シュウ酸、三弗
化ホウ素、無水塩化アルミニウム、塩化亜鉛などが好ま
しく、特にp−トルエンスルホン酸、硫酸、塩酸が好ま
しい。これら酸触媒の使用量は特に限定されるものでは
ないが、式(3)で表される化合物の0.1〜30重量
%用いるのが好ましい。
【0020】上記縮合反応は無溶剤下で、あるいは有機
溶剤の存在下で行うことができる。有機溶剤を使用する
場合の具体例としてはトルエン、キシレン、メチルイソ
ブチルケトンなどが挙げられる。有機溶剤の使用量は仕
込んだ原料の総重量に対して50〜300重量%が好ま
しく、特に100〜250重量%が好ましい。反応温度
は40〜180℃の範囲が好ましく、反応時間は1〜8
時間が好ましい。
【0021】反応終了後、中和処理或は水洗処理を行っ
てそのpH値を3〜7好ましくは5〜7に調節してお
く。水洗処理を行う場合は水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムなどのアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウ
ム、水酸化マグネシウムなどのアルカリ土類金属水酸化
物、アンモニア、リン酸二水素ナトリウムさらにはジエ
チレントリアミン、トリエチレンテトラミン、アニリ
ン、フェニレンジアミンなどの有機アミンなど様々な塩
基性物質等を中和剤として用いて処理してもよい。また
水洗処理の場合は常法にしたがって行えばよい。例えば
反応混合物中に上記中和剤を溶解した水を加え分液抽出
操作をくり返す。
【0022】中和処理を行った後、減圧加熱下で未反応
のジヒドロキシベンゼン類及び溶剤を留去し生成物の濃
縮を行い、式(2)で表される化合物を得ることが出来
る。
【0023】式(2)で表される化合物から本発明のエ
ポキシ樹脂を得る方法としては公知の方法が採用でき
る。例えば前記で得られた式(2)で表される化合物と
過剰のエピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン等のエ
ピハロヒドリンの溶解混合物に水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を添加し、または
添加しながら20〜120℃の温度で1〜10時間反応
させることにより本発明のエポキシ樹脂を得ることが出
来る。
【0024】本発明のエポキシ樹脂を得る反応におい
て、アルカリ金属水酸化物はその水溶液を使用してもよ
く、その場合は該アルカリ金属水酸化物の水溶液を連続
的に反応系内に添加すると共に減圧下、または常圧下連
続的に水及びエピハロヒドリンを留出させ、更に分液し
水は除去しエピハロヒドリンは反応系内に連続的に戻す
方法でもよい。
【0025】また、式(2)で表される化合物とエピハ
ロヒドリンの溶解混合物にテトラメチルアンモニウムク
ロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、トリ
メチルベンジルアンモニウムクロライド、等の4級アン
モニウム塩を触媒として添加し50〜150℃で1〜5
時間反応させて得られる式(2)の化合物のハロヒドリ
ンエーテル化物にアルカリ金属水酸化物の固体または水
溶液を加え、再び20〜120℃の温度で1〜10時間
反応させ脱ハロゲン化水素(閉環)させる方法でもよ
い。
【0026】通常これらの反応において使用されるエピ
ハロヒドリンの量は式(2)で表される化合物の水酸基
1当量に対し通常1〜20モル、好ましくは2〜10モ
ルである。アルカリ金属水酸化物の使用量は式(2)で
表される化合物の水酸基1当量に対し0.8〜15モ
ル、好ましくは0.9〜11モルである。更に、反応を
円滑に進行させるためにメタノール、エタノールなどの
アルコール類の他、ジメチルスルホン、ジメチルスルホ
キシド等の非プロトン性極性溶媒などを添加して反応を
行うことが好ましい。
【0027】アルコール類を使用する場合、その使用量
はエピハロヒドリンの量に対し2〜20重量%、より好
ましくは4〜15重量%である。また非プロトン性極性
溶媒を用いる場合はエピハロヒドリンの量に対し5〜1
00重量%、より好ましくは10〜90重量%である。
【0028】これらのエポキシ化反応の反応物を水洗
後、または水洗無しに加熱減圧下、110〜250℃、
圧力10mmHg以下でエピハロヒドリンや他の添加溶
媒などを除去する。また更に加水分解性ハロゲンの少な
いエポキシ樹脂とするために、得られたエポキシ樹脂を
再びトルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤に溶
解し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカ
リ金属水酸化物の水溶液を加えて更に反応を行い閉環を
確実なものにすることもできる。この場合アルカリ金属
水酸化物の使用量はエポキシ化に使用した式(2)で表
される化合物の水酸基1当量に対して好ましくは0.0
1〜0.3モル、特に好ましくは0.05〜0.2モル
である。反応温度は50〜120℃、反応時間は通常
0.5〜2時間である。
【0029】反応終了後、生成した塩を濾過、水洗など
により除去し、更に、加熱減圧下トルエン、メチルイソ
ブチルケトンなどの溶剤を留去することにより本発明の
エポキシ樹脂が得られる。
【0030】本発明のエポキシ樹脂組成物は本発明のエ
ポキシ樹脂、硬化剤、必要により硬化促進剤等を均一に
混合することにより得ることができる。本発明のエポキ
シ樹脂組成物において、エポキシ樹脂として本発明のエ
ポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂を併用することも可能で
ある。本発明のエポキシ樹脂組成物において、硬化剤と
してはアミン系化合物,酸無水物系化合物,アミド系化
合物,フェノ−ル系化合物などが使用できる。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と
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,フェノ−ルノ
ボラック,及びこれらの変性物,イミダゾ−ル,BF3
−アミン錯体,グアニジン誘導体などが挙げられる。ま
た本発明のエポキシ樹脂の原料として用いた式(2)で
表される化合物も硬化剤として用いることが出来る。こ
れらの硬化剤はそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以
上組み合わせて用いてもよい。
【0031】これらの硬化剤の使用量は、エポキシ樹脂
のエポキシ基1当量に対して0.7〜1.2当量が好ま
しい。エポキシ基1当量に対して、0.7当量に満たな
い場合、あるいは1.2当量を超える場合、いずれも硬
化が不完全となり良好な硬化物性は得られない恐れがあ
る。
【0032】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。硬化促進剤としては例えばイ
ミダゾ−ル類,第3級アミン類,フェノ−ル類,金属化
合物等が挙げられる。硬化促進剤を使用する場合の使用
量はエポキシ樹脂100重量部に対して0.1〜5.0
重量部が好ましい。さらに、本発明のエポキシ樹脂組成
物には、必要に応じてシリカ、アルミナ、タルク等の充
填材やシランカップリング剤、離型剤、顔料等の種々の
配合剤を添加することができる。
【0033】本発明のエポキシ樹脂組成物は、各成分を
均一に混合することにより得られる。本発明のエポキシ
樹脂、硬化剤更に必要により硬化促進剤の配合された本
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
様の方法で容易に硬化物とすることができる。例えば本
発明のエポキシ樹脂と硬化剤,充填剤及びその他の添加
剤とを必要に応じて押出機,ニ−ダ,ロ−ル等を用いて
均一になるまで充分に混合してエポキシ樹脂組成物を
得、そのエポキシ樹脂組成物を溶融後注型あるいはトラ
ンスファ−成形機などを用いて成形し、さらに80〜2
00℃で2〜10時間に加熱することにより硬化物を得
ることができる。
【0034】また本発明のエポキシ樹脂組成物をトルエ
ン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン等の溶剤に溶解させ、ガラス繊維,カ
−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などもで
きる。
【0035】この際用いうる希釈溶剤の具体例としては
メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケト
ンなどが好ましく、その使用量は本発明のエポキシ樹脂
組成物と該希釈溶剤の混合物中で通常10〜70重量
%、好ましくは15〜65重量%である。
【0036】こうして得られる硬化物は耐熱性、耐水性
及び機械強度に優れているため、耐熱性、耐水性、高機
械強度の要求される広範な分野で用いることができる。
具体的には封止材料、積層板、絶縁材料などのあらゆる
電気・電子材料として有用である。また、成型材料、接
着剤、複合材料、塗料などの分野にも用いることができ
る。
【0037】
【実施例】次に本発明を実施例、比較例により更に具体
的に説明するが、以下において部は特に断わりのない限
りすべて重量部であるものとする。
【0038】実施例1
温度計、滴下ロート、冷却管、撹拌器を取り付けたフラ
スコに、4,4’−ビス(クロロメチル)ビフェニル2
51部、レゾルシン660部及びメチルイソブチルケト
ン500mlを仕込み、室温下、窒素を吹き込みながら
撹拌した。p−トルエンスルホン酸(1水和物)2.8
部を発熱に注意しながら液温が50℃を超えないように
ゆっくり添加した。その後油浴中で110℃まで加熱
し、2時間反応させた。反応終了後、更にメチルイソブ
チルケトン500mlを加え、分液ロートに移し水洗し
た。洗浄水が中性を示すまで水洗後有機層から溶媒及び
未反応物を加熱減圧下に除去し、下記式(4)
【0039】
【化5】
【0040】で表される化合物367部を得た。生成物
の軟化点は85.2℃で水酸基当量は104g/eqで
あった。溶媒にテトラヒドロフランを用いてGPC分析
装置により分析したところ、式(4)におけるnの値は
0.2であった。
【0041】ついで、温度計、冷却管、撹拌器を取り付
けたフラスコに窒素ガスパージを施しながら上記反応で
得られた化合物208部、エピクロルヒドリン740
部、ジメチルスルホキシド185部を仕込み溶解させ
た。更に50℃に加熱しフレーク状水酸化ナトリウム
(純分99%)80.8部を90分かけて分割添加し、
その後更に60℃で2時間、70℃で1時間反応させ
た。反応終了後、130℃で加熱減圧下ジメチルスルホ
キシド及びエピクロルヒドリンを留去し、残留物に64
0部のメチルイソブチルケトンを加え溶解した。
【0042】更にこのメチルイソブチルケトンの溶液を
70℃に加熱し30重量%の水酸化ナトリウム水溶液2
0部を添加し1時間反応させた後、水洗を3回繰り返し
pHを中性とした。更に水層は分離除去し、ロータリエ
バポレーターを使用して油層から加熱減圧下メチルイソ
ブチルケトンを留去し、下記式(5)
【0043】
【化6】
【0044】で表される本発明のエポキシ樹脂(A)3
04部を得た。得られたエポキシ樹脂の軟化点は62.
4℃、エポキシ当量は181g/eqであった。
【0045】実施例2
レゾルシンの代わりにハイドロキノン330部を用いた
以外は実施例1と同様に反応を行い下記式(6)
【0046】
【化7】
【0047】で表される化合物334部を得た。生成物
の軟化点は93.5℃で、水酸基当量は113g/eq
であった。またGPC分析より式(6)におけるnの値
は0.9であった。更に得られた式(6)で表される化
合物226部を用いた以外は実施例1と同様にエポキシ
化反応を行い下記式(7)
【0048】
【化8】【0049】で表される本発明のエポキシ樹脂(B)3
21部を得た。得られたエポキシ樹脂の軟化点は70.
3℃,エポキシ当量は192g/eqであった。
【0050】実施例3〜4,比較例1
得られたエポキシ樹脂(A)、(B)、比較としてo−
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(EOCN102
0、日本化薬(株)製、軟化点65.1℃、エポキシ当
量200g/eq)、硬化剤としてフェノールノボラッ
ク(水酸基当量106g/eq、軟化点80.2℃)、
硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(TPP)を
用い、表1に示す組成で配合して、70℃で15分ロー
ルで混練し、150℃、成形圧力50kg/cm2 で1
80秒間トランスファー成形して、その後160℃で2
時間、更に180℃で8時間硬化せしめて試験片を作成
し、ガラス転移点、吸水率及び機械強度を測定した。結
果を表1に示す。尚、ガラス転移点、吸水率及び曲げ強
度の測定条件は次の通りである。また、表中、配合物の
欄の数値は重量部を示す。
【0051】ガラス転移点
熱機械測定装置(TMA):真空理工(株)製 TM−
7000
昇温速度:2℃/min
吸水率
試験片(硬化物):直径50mm
厚さ3mm 円盤
100℃の水中で24時間煮沸した後の重量増加量(重
量%)
曲げ強度
JIS K−6911に準拠した値
【0052】
【表1】
表1
実施例3 実施例4 比較例1
エポキシ樹脂(A) 100
エポキシ樹脂(B) 100
EOCN1020 100
エポキシ当量(g/eq) 181 192 202
フェノールノボラック 58.6 55.2 52.5
TPP 1 1 1
ガラス転移点(℃) 172 176 154
吸水率(%) 0.89 0.93 1.28
曲げ強度(Kg/mm2 ) 11.8 12.3 9.1
【0053】以上、表1より本発明のエポキシ樹脂の硬
化物は、公知のエポキシ樹脂の硬化物に較べ、高いガラ
ス転移点、低い吸水率でかつ高い機械強度を示した。
【0054】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂は耐熱性、耐水性
及び機械的強度に優れた特性を兼ね備えた硬化物を与え
ることができ、成形材料,注型材料,積層材料,塗料,
接着剤,レジストなど広範囲の用途にきわめて有用であ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin and an epoxy resin composition which give a cured product having excellent heat resistance, water resistance and mechanical strength, and a cured product thereof. The epoxy resin and epoxy resin composition of the present invention are extremely useful for a wide range of applications such as molding materials, casting materials, laminated materials, composite materials, paints, adhesives, and resists. 2. Description of the Related Art Epoxy resins are generally cured with various curing agents to give cured products having excellent mechanical properties, water resistance, chemical resistance, heat resistance and electrical properties. It is used in a wide range of fields such as agents, paints, laminates, molding materials, and casting materials. Conventionally, there is a liquid and solid bisphenol A type epoxy resin obtained by reacting bisphenol A with epichlorohydrin as the epoxy resin most used industrially. Other liquid bisphenol A type epoxy resin is added to tetrabromobisphenol
A flame-retardant solid epoxy resin obtained by reacting the resin A is used industrially as a general-purpose epoxy resin. However, as the molecular weight of the above-mentioned general-purpose epoxy resin increases, the toughness of a cured product obtained by curing the resin increases, but the heat resistance decreases. There are drawbacks. In addition, although a cured product obtained when a polyfunctional epoxy resin such as cresol novolak epoxy resin is mixed to compensate for a decrease in heat resistance, heat resistance is increased, but there is a disadvantage that toughness is reduced and water absorption is increased. . On the other hand, with recent remarkable developments in the electronics industry, etc., the heat resistance, water resistance and mechanical strength required for electrical insulating materials used in these materials have become increasingly strict, and epoxy resins excellent in these properties have been developed. It is expected to appear. [0004] In view of these circumstances, the present inventors have conducted intensive studies for an epoxy resin which gives a cured product having excellent heat resistance, water resistance and mechanical strength. It has been found that an epoxy resin having the following formula (1) imparts excellent heat resistance, water resistance and mechanical strength to a cured product thereof, thereby completing the present invention. That is, the present invention provides (1) Formula (1) (Wherein, n represents an average value and takes a value of 0 to 10. R and Q represent a hydrogen atom, a halogen atom, and a carbon number of 1 to 8).
Represents either an alkyl group or an aryl group,
Q may be the same or different from each other. G represents a glycidyl group. (2) an epoxy resin composition containing the epoxy resin and the curing agent according to the above (1) and, if necessary, a curing accelerator; and (3) the epoxy resin according to the above (2). A cured product obtained by curing the composition. The compound represented by the formula (1) is, for example, a compound represented by the formula (2): (Wherein n, R, and Q have the same meanings as in formula (1)). The reaction of the compound represented by the formula with epihalohydrin is carried out in the presence of an alkali metal hydroxide. Can be obtained. The compound represented by the formula (2) is, for example, a compound represented by the formula (3): (Wherein X represents a halogen atom, a hydroxyl group or a lower alkoxy group; Q has the same meaning as in formula (1)) and a dihydroxybenzene compound in the presence of an acid catalyst It can be obtained by performing a condensation reaction below. In the formula (3), a chlorine atom, a bromine atom or the like is used as a halogen atom, a methyl group, an ethyl group or a t-butyl group is used as a lower alkyl group, and a methoxy group or an ethoxy group is used as a lower alkoxy group. Each is mentioned as a preferable group. Here, the dihydroxybenzenes correspond to compounds having two phenolic hydroxyl groups in one molecule, and include, for example, hydroquinone, resorcin, catechol, methylhydroquinone and the like. These dihydroxybenzenes may be used alone or in combination of two or more. When the above condensation reaction is carried out, the amount of the dihydroxybenzene used is preferably 0.5 to 20 mol, particularly preferably 2 to 2 mol per mol of the compound represented by the formula (3).
It is in the range of 10 moles. In the above condensation reaction, it is preferable to use an acid catalyst. Various acid catalysts can be used, but hydrochloric acid, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, oxalic acid, boron trifluoride, anhydrous aluminum chloride, chloride Zinc and the like are preferred, and p-toluenesulfonic acid, sulfuric acid and hydrochloric acid are particularly preferred. The use amount of these acid catalysts is not particularly limited, but it is preferable to use 0.1 to 30% by weight of the compound represented by the formula (3). The above condensation reaction can be carried out without a solvent or in the presence of an organic solvent. Specific examples of using an organic solvent include toluene, xylene, methyl isobutyl ketone, and the like. The amount of the organic solvent used is preferably 50 to 300% by weight, more preferably 100 to 250% by weight, based on the total weight of the charged raw materials. The reaction temperature is preferably in the range of 40 to 180 ° C, and the reaction time is 1 to 8
Time is preferred. After completion of the reaction, the pH value is adjusted to 3 to 7, preferably 5 to 7, by performing a neutralization treatment or a water washing treatment. When performing a water washing treatment, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide, ammonia, sodium dihydrogen phosphate, diethylene triamine, triethylene The treatment may be performed using various basic substances such as organic amines such as ethylenetetramine, aniline, and phenylenediamine as neutralizing agents. In the case of a water washing treatment, it may be performed according to a conventional method. For example, water in which the neutralizing agent is dissolved is added to the reaction mixture, and the separation and extraction operation is repeated. After the neutralization treatment, the unreacted dihydroxybenzenes and the solvent are distilled off under reduced pressure and the product is concentrated to obtain the compound represented by the formula (2). As a method for obtaining the epoxy resin of the present invention from the compound represented by the formula (2), a known method can be adopted. For example, an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like is added to a dissolved mixture of the compound represented by the formula (2) obtained above and an epihalohydrin such as an excess epichlorohydrin or epibromohydrin, or The epoxy resin of the present invention can be obtained by reacting at a temperature of 20 to 120 ° C. for 1 to 10 hours while adding. In the reaction for obtaining the epoxy resin of the present invention, an aqueous solution of the alkali metal hydroxide may be used. In this case, the aqueous solution of the alkali metal hydroxide is continuously added to the reaction system. A method may be employed in which water and epihalohydrin are continuously distilled off under reduced pressure or normal pressure, liquids are separated, water is removed, and epihalohydrin is continuously returned into the reaction system. A quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide or trimethylbenzylammonium chloride is added as a catalyst to a dissolved mixture of the compound represented by the formula (2) and epihalohydrin at 50 to 150 ° C. 1-5
A solid or aqueous solution of an alkali metal hydroxide is added to the halohydrin etherified compound of the compound of the formula (2) obtained by reacting for 2 hours, and the mixture is reacted again at a temperature of 20 to 120 ° C. for 1 to 10 hours to remove hydrogen halide ( (Ring closure). The amount of epihalohydrin used in these reactions is usually 1 to 20 mol, preferably 2 to 10 mol, per equivalent of the hydroxyl group of the compound represented by the formula (2). The amount of the alkali metal hydroxide to be used is 0.8 to 15 mol, preferably 0.9 to 11 mol, per 1 equivalent of the hydroxyl group of the compound represented by the formula (2). Further, in order to make the reaction proceed smoothly, it is preferable to carry out the reaction by adding an aprotic polar solvent such as dimethyl sulfone or dimethyl sulfoxide in addition to alcohols such as methanol and ethanol. When alcohols are used, they are used in an amount of 2 to 20% by weight, more preferably 4 to 15% by weight, based on the amount of epihalohydrin. When an aprotic polar solvent is used, the amount is 5 to 1 with respect to the amount of epihalohydrin.
00% by weight, more preferably 10 to 90% by weight. After washing the reaction product of these epoxidation reactions with or without washing with water, at 110 to 250 ° C.
Epihalohydrin and other additional solvents are removed at a pressure of 10 mmHg or less. In order to further reduce the amount of hydrolyzable halogenated epoxy resin, the obtained epoxy resin is dissolved again in a solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone, and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is used. May be further reacted to ensure ring closure. In this case, the amount of the alkali metal hydroxide to be used is preferably 0.0 to 1 equivalent of the hydroxyl group of the compound represented by the formula (2) used for the epoxidation.
It is 1 to 0.3 mol, particularly preferably 0.05 to 0.2 mol. The reaction temperature is 50 to 120 ° C, and the reaction time is usually 0.5 to 2 hours. After completion of the reaction, the formed salt is removed by filtration, washing with water, and the like, and the solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone is distilled off under reduced pressure under heating to obtain the epoxy resin of the present invention. The epoxy resin composition of the present invention can be obtained by uniformly mixing the epoxy resin of the present invention, a curing agent, and if necessary, a curing accelerator. In the epoxy resin composition of the present invention, an epoxy resin other than the epoxy resin of the present invention can be used in combination as the epoxy resin. In the epoxy resin composition of the present invention, as a curing agent, an amine compound, an acid anhydride compound, an amide compound, a phenol compound, or the like can be used. Specific examples of the curing agent that can be used include diaminodiphenylmethane,
Polyamide resin synthesized from diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, dicyandiamide, linolenic acid dimer and ethylenediamine, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride,
Tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, phenol novolak, and modified products thereof, imidazole, BF 3
-Amine complexes, guanidine derivatives and the like. Further, the compound represented by the formula (2) used as a raw material of the epoxy resin of the present invention can also be used as a curing agent. These curing agents may be used alone or in combination of two or more. The amount of the curing agent used is preferably 0.7 to 1.2 equivalents per equivalent of the epoxy group of the epoxy resin. If the amount is less than 0.7 equivalents or more than 1.2 equivalents with respect to 1 equivalent of epoxy group, curing may be incomplete and good cured physical properties may not be obtained. When the above curing agent is used, a curing accelerator may be used in combination. Examples of the curing accelerator include imidazoles, tertiary amines, phenols, and metal compounds. When the curing accelerator is used, the amount used is 0.1 to 5.0 with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin.
Parts by weight are preferred. Further, the epoxy resin composition of the present invention may contain various additives such as fillers such as silica, alumina and talc, silane coupling agents, release agents and pigments, if necessary. The epoxy resin composition of the present invention can be obtained by uniformly mixing the components. The epoxy resin composition of the present invention containing the epoxy resin of the present invention, the curing agent and, if necessary, a curing accelerator can be easily formed into a cured product by a method similar to a conventionally known method. For example, the epoxy resin composition of the present invention is thoroughly mixed with an epoxy resin of the present invention and a curing agent, a filler and other additives, if necessary, using an extruder, a kneader, a roll, or the like until uniform. The epoxy resin composition is melted and then molded using a casting or transfer molding machine.
A cured product can be obtained by heating at 00 ° C. for 2 to 10 hours. Further, the epoxy resin composition of the present invention is dissolved in a solvent such as toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like, and is used to prepare glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, alumina fiber, paper and the like. A prepreg obtained by impregnating a substrate and drying by heating may be subjected to hot press molding to obtain a cured product. As specific examples of the diluting solvent which can be used in this case, methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone and the like are preferable, and the amount of the diluting solvent is usually 10 to 70% by weight in the mixture of the epoxy resin composition of the present invention and the diluting solvent. , Preferably 15 to 65% by weight. Since the cured product thus obtained is excellent in heat resistance, water resistance and mechanical strength, it can be used in a wide range of fields requiring heat resistance, water resistance and high mechanical strength.
Specifically, it is useful as any electric or electronic material such as a sealing material, a laminate, or an insulating material. Further, it can be used in the fields of molding materials, adhesives, composite materials, paints, and the like. EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. Hereinafter, all parts are by weight unless otherwise specified. Example 1 A flask equipped with a thermometer, a dropping funnel, a condenser and a stirrer was charged with 4,4'-bis (chloromethyl) biphenyl 2
51 parts, 660 parts of resorcinol and 500 ml of methyl isobutyl ketone were charged and stirred at room temperature while blowing nitrogen. 2.8 p-toluenesulfonic acid (monohydrate)
The mixture was slowly added while keeping the liquid temperature from exceeding 50 ° C. while paying attention to heat generation. Thereafter, the mixture was heated to 110 ° C. in an oil bath and reacted for 2 hours. After completion of the reaction, 500 ml of methyl isobutyl ketone was further added, and the mixture was transferred to a separating funnel and washed with water. After washing with water until the washing water shows neutrality, the solvent and unreacted substances are removed from the organic layer by heating under reduced pressure, and the following formula (4) is obtained. 367 parts of the compound represented by the formula were obtained. The softening point of the product was 85.2 ° C. and the hydroxyl equivalent was 104 g / eq. When analyzed by a GPC analyzer using tetrahydrofuran as a solvent, the value of n in the formula (4) was 0.2. Then, 208 parts of the compound obtained by the above reaction and epichlorohydrin 740 were added to the flask equipped with a thermometer, a condenser and a stirrer while purging with nitrogen gas.
Parts and 185 parts of dimethyl sulfoxide were charged and dissolved. Further, the mixture was heated to 50 ° C., and 80.8 parts of flaky sodium hydroxide (99% pure) was added in portions over 90 minutes.
Thereafter, the reaction was further performed at 60 ° C. for 2 hours and at 70 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, dimethyl sulfoxide and epichlorohydrin were distilled off under heating and reduced pressure at 130 ° C., and 64
0 parts of methyl isobutyl ketone was added and dissolved. Further, the solution of methyl isobutyl ketone was heated to 70.degree.
After adding 0 parts and reacting for 1 hour, washing with water was repeated three times to make the pH neutral. Further, the aqueous layer was separated and removed, and methyl isobutyl ketone was distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure by using a rotary evaporator to obtain the following formula (5). The epoxy resin (A) 3 of the present invention represented by the formula:
04 parts were obtained. The softening point of the obtained epoxy resin is 62.
At 4 ° C., the epoxy equivalent was 181 g / eq. Example 2 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 330 parts of hydroquinone was used in place of resorcin, and the following formula (6) was used. 334 parts of the compound represented by the formula were obtained. The product has a softening point of 93.5 ° C. and a hydroxyl equivalent of 113 g / eq.
Met. GPC analysis revealed that the value of n in equation (6) was 0.9. Further, an epoxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 226 parts of the obtained compound represented by the formula (6) was used, and the following formula (7) was used. The epoxy resin (B) 3 of the present invention represented by the formula:
21 parts were obtained. The softening point of the obtained epoxy resin is 70.
At 3 ° C., the epoxy equivalent was 192 g / eq. Examples 3 to 4, Comparative Example 1 The obtained epoxy resins (A) and (B) were compared with o-
Cresol novolak epoxy resin (EOCN102
0, Nippon Kayaku Co., Ltd., softening point 65.1 ° C., epoxy equivalent 200 g / eq), phenol novolak as a curing agent (hydroxyl equivalent 106 g / eq, softening point 80.2 ° C.),
Triphenylphosphine (TPP) was used as a curing accelerator, blended with the composition shown in Table 1, kneaded with a roll at 70 ° C. for 15 minutes, and heated at 150 ° C. under a molding pressure of 50 kg / cm 2 .
Transfer molding for 80 seconds, then 2 hours at 160 ° C
After curing at 180 ° C. for 8 hours, a test piece was prepared, and the glass transition point, water absorption and mechanical strength were measured. Table 1 shows the results. The measurement conditions of the glass transition point, the water absorption and the bending strength are as follows. In the table, the numerical value in the column of the formulation indicates parts by weight. Glass transition point thermomechanical analyzer (TMA): TM- manufactured by Vacuum Riko Co., Ltd.
7000 Temperature rise rate: 2 ° C./min Water absorption test piece (cured product): diameter 50 mm thickness 3 mm Weight increase after boiling in disc at 100 ° C. for 24 hours (% by weight) Flexural strength Complies with JIS K-6911 Table 1 Example 3 Example 4 Comparative Example 1 Epoxy resin (A) 100 Epoxy resin (B) 100 EOCN1020 100 Epoxy equivalent (g / eq) 181 192 202 Phenol novolak 58.6 55.2 52.5 TPP 1 1 1 Glass transition temperature (° C) 172 176 154 Water absorption (%) 0.89 0.93 1.28 Flexural strength (Kg / mm 2 ) 11.8 12.3 9.1 From the above Table 1, the cured product of the epoxy resin of the present invention is known. As compared with the cured product of the epoxy resin of the above, it showed a high glass transition point, a low water absorption and a high mechanical strength. The epoxy resin of the present invention can give a cured product having properties excellent in heat resistance, water resistance and mechanical strength, and can be used as a molding material, a casting material, a laminate material, a paint,
It is extremely useful for a wide range of applications such as adhesives and resists.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−25370(JP,A) 特開 平6−65472(JP,A) 特開 平4−342719(JP,A) 特開 平7−238147(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/06 - 59/08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-25370 (JP, A) JP-A-6-65472 (JP, A) JP-A-4-342719 (JP, A) JP-A-7- 238147 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 59/06-59/08
Claims (1)
キシ基を表す。Qは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1
〜8のアルキル基、アリール基のいずれかを表す。)で
表される化合物とジヒドロキシベンゼン類とを酸触媒の
存在下で縮合反応させることにより得られた化合物をエ
ピハロヒドリンとアルカリ金属水酸化物の存在下に反応
させることを特徴とする下記式(1) 【化2】 (式(1)中Qは式(3)におけるのと同じ意味を表
す。nは平均値を示し0〜10の値を取る。Rは水素原
子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、アリー
ル基のいずれかを表し、個々のRはお互いに同一であっ
ても異なっていてもよい。Gはグリシジル基を表す。)
で表されるエポキシ樹脂の製造方法。(57) [Claims] [Claim 1] The following formula (3) (In Formula (3), X represents a halogen atom, a hydroxyl group, or a lower alkoxy group. Q represents a hydrogen atom, a halogen atom,
Represents any one of an alkyl group and an aryl group. ) And a dihydroxybenzene compound in the presence of an acid catalyst to react the resulting compound in the presence of epihalohydrin and an alkali metal hydroxide. ) (In the formula (1), Q represents the same meaning as in the formula (3). N is an average value and takes a value of 0 to 10. R is a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.) , An aryl group, each R may be the same or different from each other, and G represents a glycidyl group.)
A method for producing an epoxy resin represented by
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11176894A JP3476027B2 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Manufacturing method of epoxy resin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11176894A JP3476027B2 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Manufacturing method of epoxy resin |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07292066A JPH07292066A (en) | 1995-11-07 |
JP3476027B2 true JP3476027B2 (en) | 2003-12-10 |
Family
ID=14569691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11176894A Expired - Fee Related JP3476027B2 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Manufacturing method of epoxy resin |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3476027B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014185485A1 (en) | 2013-05-15 | 2014-11-20 | Dic株式会社 | Method for producing biphenyl-skeleton-containing epoxy resin |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3441020B2 (en) * | 1994-11-10 | 2003-08-25 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof |
JP3476584B2 (en) * | 1995-03-03 | 2003-12-10 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof |
JP3575776B2 (en) * | 1995-12-28 | 2004-10-13 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof |
JP3657049B2 (en) * | 1996-02-06 | 2005-06-08 | 日本化薬株式会社 | Resin composition, resist ink resin composition and cured products thereof |
JP3659842B2 (en) * | 1999-08-09 | 2005-06-15 | 住友ベークライト株式会社 | Flame-retardant resin composition for laminates, prepreg and laminate |
TWI415911B (en) * | 2005-07-13 | 2013-11-21 | Ube Industries | Biphenylene cross-linked phenol novolac resin and the use thereof |
TW200842135A (en) * | 2007-04-23 | 2008-11-01 | Chang Chun Plastics Co Ltd | Flame retardant resin composition |
CN103168061B (en) * | 2010-10-19 | 2016-08-31 | 住友电木株式会社 | Resin composition for encapsulating and electronic part apparatus |
US9136194B2 (en) * | 2012-03-16 | 2015-09-15 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | Resin composition for encapsulation and electronic device using the same |
JP2015174874A (en) * | 2014-03-13 | 2015-10-05 | 信越化学工業株式会社 | Resin composition for encapsulating semiconductor and semiconductor device |
JP6335562B2 (en) * | 2014-03-18 | 2018-05-30 | 新日鉄住金化学株式会社 | Method for producing epoxy resin, and composition and cured product containing epoxy resin obtained by the method |
JP2016035038A (en) * | 2014-08-01 | 2016-03-17 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin composition for carbon-fiber-reinforced composite material, prepreg, carbon-fiber-reinforced composite material |
JP6636665B2 (en) * | 2014-08-01 | 2020-01-29 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin composition for carbon fiber reinforced composite material, prepreg, carbon fiber reinforced composite material |
JP6366136B2 (en) * | 2014-08-01 | 2018-08-01 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin composition, resin sheet, prepreg, metal-clad laminate, printed wiring board |
JP6932116B2 (en) * | 2014-08-01 | 2021-09-08 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin-containing varnish, epoxy resin composition-containing varnish, prepreg, resin sheet, printed wiring board, semiconductor device |
JP6472073B2 (en) * | 2014-08-01 | 2019-02-20 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin-containing varnish, epoxy resin composition-containing varnish, prepreg, resin sheet, printed wiring board, semiconductor device |
JP2016034996A (en) * | 2014-08-01 | 2016-03-17 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin composition, prepreg, metal-clad laminate and printed wiring board |
JP6275620B2 (en) * | 2014-10-17 | 2018-02-07 | 日本化薬株式会社 | Photosensitive resin composition and cured product thereof |
JP6428153B2 (en) * | 2014-10-27 | 2018-11-28 | 味の素株式会社 | Resin composition |
KR102411958B1 (en) * | 2014-10-22 | 2022-06-22 | 아지노모토 가부시키가이샤 | Resin composition |
JP6439612B2 (en) * | 2015-07-09 | 2018-12-19 | 三菱ケミカル株式会社 | Epoxy resins, compositions, cured products, and electrical / electronic components |
JP6588346B2 (en) * | 2016-01-14 | 2019-10-09 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin, reactive carboxylate compound, curable resin composition using the same, and use thereof |
JP6972943B2 (en) * | 2016-11-21 | 2021-11-24 | 三菱ケミカル株式会社 | Epoxy resin, epoxy resin composition, cured product and electrical / electronic parts |
JP6848950B2 (en) * | 2018-10-30 | 2021-03-24 | 味の素株式会社 | Resin composition |
JP7195372B2 (en) * | 2018-11-01 | 2022-12-23 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin-containing varnish, epoxy resin composition-containing varnish, prepreg, resin sheet, printed wiring board, semiconductor device |
JP6636599B2 (en) * | 2018-11-30 | 2020-01-29 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin composition, prepreg and metal-clad laminate, printed wiring board |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP11176894A patent/JP3476027B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014185485A1 (en) | 2013-05-15 | 2014-11-20 | Dic株式会社 | Method for producing biphenyl-skeleton-containing epoxy resin |
KR20160008529A (en) | 2013-05-15 | 2016-01-22 | 디아이씨 가부시끼가이샤 | Method for producing biphenyl-skeleton-containing epoxy resin |
US9765179B2 (en) | 2013-05-15 | 2017-09-19 | Dic Corporation | Method for producing biphenyl-skeleton-containing epoxy resin |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07292066A (en) | 1995-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3476027B2 (en) | Manufacturing method of epoxy resin | |
JP3659533B2 (en) | Epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JP3575776B2 (en) | Epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JP3573530B2 (en) | Epoxy resin mixture, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JPH08239454A (en) | Novolac resin, epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JPH09268219A (en) | Novolak type resin, epoxy resin, epoxy resin composition and its cured material | |
JP3939000B2 (en) | Novolac resin, epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JP3852789B2 (en) | Epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JPH10251362A (en) | Novolak type resin, epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JPH08193110A (en) | Novolak resin, epoxy resin, epoxy resin composition, and cured article obtained therefrom | |
JP3441020B2 (en) | Epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JP3377241B2 (en) | Method for producing epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JP3540018B2 (en) | Epoxy resin composition and cured product thereof | |
JPH09268218A (en) | Production of epoxy resin, epoxy resin composition and irs cured material | |
JP3989458B2 (en) | Method for producing phenolic compound and epoxy resin | |
JPH09169834A (en) | Novolak resin, epoxy resin, epoxy resin composition, and cured item thereof | |
JP3938592B2 (en) | Phenolic compounds | |
JP3476584B2 (en) | Epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JP4899257B2 (en) | Phenol resin, epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof. | |
JP4605420B2 (en) | Epoxy resin composition and cured product thereof | |
JPH115824A (en) | Phenol resin, epoxy resin composition and its cured material | |
JPH09132623A (en) | Novolac resin, epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JP3736700B2 (en) | Polyphenols, epoxy resins, epoxy resin compositions and cured products thereof | |
JP3646942B2 (en) | Epoxy resin, epoxy resin composition and cured product thereof | |
JPH1160665A (en) | Movolac resin, epoxy resin, epoxy resin composition and its cured product |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090926 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120926 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130926 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |