CN101909748A - 环氧化催化剂、环氧化催化剂的制造方法、环氧化合物的制造方法、固化性树脂组合物及其固化物 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供高活性而且目标物的选择性优良的环氧化催化剂。本发明提供用于将多烯烃氧化制造环氧化合物的环氧化催化剂。所述本发明的环氧化催化剂为由钨酸类衍生的过氧化物,并且在红外线吸收光谱中在815~825凯塞处具有特征吸收。
Description
技术领域
本发明涉及反应性优良的环氧化催化剂及其制造方法。另外,本发明涉及使用该环氧化催化剂制造环氧化合物的方法。另外,本发明涉及使用该环氧化合物的固化性树脂组合物及其固化物。
背景技术
一般而言,通过烯烃类与过氧化氢的反应进行环氧化的反应中,烯烃的转化率及其选择性低。近年来,对于该问题,杂多酸的过氧化物引起关注。其中的一例为将非专利文献1、专利文献1、专利文献2等中列举的杂多酸与过氧化氢的反应产物与季铵盐反应而得到的过氧化物。这些专利文献或非专利文献中研究的烯烃类,均为低分子烯烃类,并且几乎为单官能物质,并不太需要选择性。另外,该方法尽管解决了转化率、反应性问题,但是催化剂的活性低,需要进一步研究。
非专利文献1:J.O.C第53卷,第7期,1988
专利文献1:日本特开昭62-234550号公报
专利文献2:日本特开平4-316566号公报
发明内容
本发明的目的在于提供高活性且目的物的选择性优良的环氧化催化剂及其制造方法。另外,本发明的目的在于提供使用该环氧化催化剂制造环氧化合物的方法。进一步地,本发明的目的在于提供使用该环氧化合物的固化性树脂组合物及其固化物。
本发明人鉴于上述的现状进行了广泛深入的研究,结果完成了本发明。
即,本发明如下所述。
(1)一种环氧化催化剂,所述环氧化催化剂用于将多烯烃氧化制造环氧化合物,其特征在于,
其为由钨酸类(タングステン酸類)衍生的过氧化物,并且在红外线吸收光谱中在815~825凯塞(カイザ一)处具有特征吸收。
(2)上述(1)所述的环氧化催化剂,其特征在于,钨酸类为基于钨的酸(タングステン系の酸)或其盐。
(3)一种环氧化催化剂的制造方法,所述环氧化催化剂用于将多烯烃氧化制造环氧化合物,该方法的特征在于包括如下步骤:
A)使钨酸类与相对于该钨酸类的量为10~50倍摩尔当量的过氧化氢在水层中进行反应的步骤;和
B)使所述A)的反应液与季铵盐在水-有机层的双层体系中反应的步骤。
(4)上述(3)所述的环氧化催化剂的制造方法,其特征在于,所述B)步骤是使所述A)的反应液、磷酸和季铵盐在水-有机层的双层体系中反应的步骤。
(5)一种环氧化合物的制造方法,其特征在于,在上述(1)或(2)所述的环氧化催化剂的存在下,用过氧化氢将多烯烃氧化。
(6)一种固化性树脂组合物,其特征在于,含有通过上述(5)所述的制造方法得到的环氧化合物。
(7)一种固化物,其通过将上述(6)所述的固化性树脂组合物固化而得到。
发明效果
本发明的环氧化催化剂,反应性非常好,可以高收率地由多烯烃选择性得到多环氧化合物。另外,包含这样得到的环氧化合物的本发明固化性树脂组合物,在电气电子材料、成型材料、注模材料、层压材料、涂料、胶粘剂、抗蚀剂等广泛范围的用途中有用。
具体实施方式
以下,对本发明的环氧化催化剂进行说明。
本发明的环氧化催化剂,是季铵盐离子与钨酸类的盐,具有通过钨酸类与过氧化氢的反应而得到的过氧化物结构,具有强活性。
本发明的环氧化催化剂,在该红外线吸收光谱中显示出特异的吸收。
以往,报道过的钨酸类的过氧化物的特征吸收可以列举540凯塞和570凯塞(专利文献1)。另一方面,本发明的环氧化催化剂在540和570凯塞处无显著吸收,在815~825凯塞处具有吸收,并且在优选条件下得到的环氧化催化剂在818-823凯塞处具有吸收。另外,除了该特征吸收以外,还优选在950-960凯塞和/或970-980凯塞处具有特征吸收。
本发明的环氧化催化剂在815-825凯塞处具有特征吸收,因此具有高活性(高反应性),并且可以高收率地进行多烯烃的选择环氧化。
作为过氧化的环氧化催化剂的制造方法,在非专利文献1中记载的方法是基本方法,在专利文献1、2中也使用通过非专利文献1中记载的方法制造的催化剂。即使使用由该方法合成的催化剂,环氧化反应也进行,并且选择率也良好,但是从原料烯烃的转化率低,这些制品不能直接使用,在纯化工序中有时需要分离等,因此制造方法的负荷大。另外,这些方法均是作为制造单官能环氧化合物的方法使用,因此,对于具有二元以上的烯烃的多烯烃,存在从原料多烯烃转化为相应的多环氧化合物的转化率大幅下降的问题。
通过该非专利文献1中所述的方法得到的环氧化催化剂在815-825凯塞处不具有吸收峰,是与本发明的环氧化催化剂不同的结构。本发明环氧化催化剂的该峰是何种来源的峰尚不清楚,可能是来源于氧-氧键的峰发生漂移得到的峰。
以下,对用于得到上述本发明环氧化催化剂的本发明环氧化催化剂制造方法进行说明。
本发明的环氧化催化剂,是通过用过氧化氢将基于钨的酸(或其盐)与季铵盐的盐进行过氧化而得到。本发明的环氧化催化剂中,构成本发明的环氧化催化剂的原料与非专利文献1中所述的物质一样,但是,通过调节其制法及构成量而改变其催化剂结构,可以提高其特性。
现有方法中,例如根据在非专利文献1中记载的方法,相对于10mmol的钨酸,使7ml的30重量%的过氧化氢水溶液(约62mmol)与其进行反应,然后添加2.5mmol的磷酸,并使季铵盐于此进行反应来得到催化剂。在日本特公平7-47128号公报、日本特开平5-177143号公报、日本特开昭59-18793号公报中也以同样的制法、比例进行反应。在季铵盐为三辛基甲基氯化铵的情况下,通过所述制法得到的催化剂据报道在1088、1058、1035凯塞处观察到P-O吸收,在975凯塞处观察到W=O吸收,在856、846凯塞处观察到O-O吸收,在591、523凯塞处观察到W-O-O吸收。双十八烷基与双十六烷基的混合季铵盐的情况下,也在基本同样的位置观察到吸收,因此,这些峰与季铵盐的盐种类无关,属于该催化剂骨架特有的吸收。
本发明的环氧化催化剂的特征在于,相对于10mmol的钨酸类,使100~500mmol过氧化氢(相对于钨酸类为10~50倍摩尔当量)与其进行反应。优选使用100~300mmol(相对于钨酸类为10~30倍摩尔当量)、更优选100~250mmol(相对于钨酸类为10~25倍摩尔当量)的过氧化氢。
考虑操作的简便,过氧化氢优选为过氧化氢浓度为10~40重量%的水溶液。该浓度超过40重量%时,操作变得困难,并且生成的环氧化合物容易发生分解反应,因此是不优选的。
作为本发明中的钨酸类,可以列举基于钨的酸及其盐,例如可以列举钨酸、12-磷钨酸、12-硼钨酸、18-磷钨酸、12-硅钨酸等基于钨的酸以及它们的盐。
过氧化氢与钨酸类的反应通过在30~100℃、优选40~80℃下搅拌来进行。反应时间为1~10小时,优选1~5小时。
反应结束后,添加磷酸或磷酸盐。在以水溶液形式使用磷酸或磷酸盐时,可使用浓度为10~90重量%的水溶液。另外,相对于10mmol钨酸类,磷酸或磷酸盐的使用量为1~10mmol(相对于钨酸类为1~10倍摩尔当量)、更优选2~5mmol(相对于钨酸类为0.2~0.5倍摩尔当量)。
作为能够使用的磷酸盐的具体例,可以列举磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钙等。
滴加磷酸后再添加季铵盐。此时,使用的季铵盐的HLB值优选2~6,更优选2.5~5.5,特别优选2.5~4.5。
在此,HLB是表示表面活性剂的亲水基和疏水基的平衡的数值,一般以Griffin提出的下式表示。
HLB值=20×MH/M(MH:亲水基部分的分子量,M:分子量)
本发明中,特别优选链烷基胺的季盐。
具体地可以列举:三癸基甲基铵盐(HLB约3.2)、二月桂基二甲基铵盐(HLB约3.8)、三辛基甲基铵盐(HLB约4.0)、三烷基甲基(辛基与癸基的混合型)铵盐(HLB约3.7)、三(十六烷基)甲基铵盐(HLB约5.1)、三甲基硬脂基铵盐(HLB约4.7)、四戊基铵盐(HLB约4.9)、十六烷基三甲基铵盐(HLB约5.1)、苄基三丁基铵盐(HLB约5.1)、三辛基甲基铵盐、二(十六烷基)二甲基铵盐、二烷基(C16和C18的混合型)二甲基铵盐(HLB约2.65~2.98)(具体地可以列举二氢化牛脂基二甲基铵盐、二植物硬脂基二甲基铵盐等),但是不限于这些。特别优选二月桂基二甲基铵盐、三辛基甲基铵盐、三烷基甲基(辛基与癸基的混合型)铵盐、二氢化牛脂基二甲基铵盐。另外,它们的阴离子种类没有特别限制,具体地可以列举卤离子、硝酸根离子、硫酸根离子、硫酸氢根离子、乙酸根离子、碳酸根离子等,但是不限于这些。相对于钨酸类10mmol,季铵盐的使用量为2~200mmol(相对于钨酸类为0.2~20倍摩尔当量)、优选2~50mmol(相对于钨酸类为0.2~5倍摩尔当量)、更优选2~10mmol(相对于钨酸类为0.2~1倍摩尔当量)。
本发明中,如上所述,季铵盐优选有机化(有机化是指形成为溶于有机溶剂的形式),优选在添加季铵盐时添加有机溶剂,在水-有机层的双层体系中进行反应。
作为本发明的催化剂制造中使用的有机溶剂,具体地可以列举甲苯、二甲苯等芳烃类,氯仿、二氯甲烷等含卤素溶剂,环己烷、戊烷、辛烷等脂族烃等。本发明中特别优选芳烃、脂族烃。另外,其使用量相对于10mmol钨酸类为50~300g、优选50~200g。另外,反应温度为20~100℃,优选20~70℃,更优选25~50℃。
将所得到的反应溶液静置,将有机层与水层分离。根据需要将所得到的有机层过滤,并蒸馏除去有机溶剂,由此可以得到目标环氧化催化剂。
通过上述本发明的制造方法得到的环氧化催化剂与非专利文献1记载的催化剂相比,可以看出其结构发生显著变化。具体地,例如在使用红外线吸收光谱进行分析时,在优选条件下制造的本发明环氧化催化剂在590凯塞附近、520凯塞附近、840-860凯塞处不具有吸收峰,而在815~825凯塞处具有在非专利文献1中观察不到的特异的吸收峰。例如,在三辛基甲基铵盐的情况下,在822凯塞处具有吸收。另外,通过上述本发明的制造方法得到的环氧化催化剂与非专利文献1相比,所生成的环氧化催化剂的色泽不同,通过本发明的制造方法得到的环氧化催化剂为淡黄色~黄色。该颜色由于其结构引起,这从本发明的环氧化催化剂在长期保存时颜色消失变成无色以及其催化能力的下降也可以看出。
以下,对本发明的环氧化合物的制造方法进行说明。
本发明的环氧化合物的制造方法的特征在于,在本发明的环氧化催化剂的存在下利用过氧化氢将多烯烃氧化(环氧化)。
作为本发明中的多烯烃,使用分子内具有两个以上双键的多烯烃。分子中具有两个以上双键的化合物没有特别限制,本发明中特别优选双键存在于环中,特别优选分子内具有环己烯结构的化合物,进一步优选具有环己烯羧基酯结构的化合物或具有环己烯甲基酯结构的化合物。作为具体的化合物,可以通过环己烯羧酸与二元以上的多元醇的酯化反应或者环己烯甲醇与二元以上的多元羧酸的酯化反应(Tetrahedron,第36卷,第2409页(1980);Tetrahedron Letter第4475页(1980))、或者通过环己烯醛的蒂森科(Tishenko)反应(日本特开2003-170059、特开2004-262871)、也可以通过环己烯羧酸酯的酯交换反应(日本特开2006-052187)来制造。
作为二元以上的多元醇,只要是具有两个以上醇羟基的化合物则没有特别限制,可以列举乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、环己烷二甲醇等二醇类,甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、2-羟甲基-1,4-丁二醇等三醇类,季戊四醇等四醇类等。
另外,作为二元以上的多元羧酸,可以列举草酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸等。
作为本发明中的多烯烃,特别优选下式(1)或式(2)表示的结构的化合物。
具体地,将作为原料的多烯烃与本发明的环氧化催化剂在包含过氧化氢水溶液和有机溶剂的水-有机层双层体系中进行搅拌、分液、并且根据需要进行纯化。另外,此时,可以将不使用有机溶剂的仅反应基质构成的层作为所述有机层。
本发明中,根据需要可以添加杂多酸类作为助催化剂。作为杂多酸,可以列举基于钨、基于钼、基于钒等基于金属中心的杂多酸,特别在本发明中优选基于钨的杂多酸,特别优选使用钨酸盐类。
作为具体的化合物,可以列举钨酸、12-磷钨酸、12-硼钨酸、18-磷钨酸、12-硅钨酸等基于钨的酸,钼酸、磷钼酸等基于钼的酸(モリブデン系の酸),或者其盐。
作为这些盐的抗衡阳离子,可以列举季铵离子,碱土金属离子,碱金属离子等。
具体地可以列举四甲基铵离子、苄基三乙基铵离子、三癸基甲基铵离子、二月桂基二甲基铵离子、三辛基甲基铵离子、三烷基甲基(辛基与癸基的混合型)铵离子、三(十六烷基)甲基铵离子、三甲基硬脂基铵离子、四戊基铵离子、十六烷基三甲基铵离子、苄基三丁基铵离子、三辛基甲基铵离子、二(十六烷基)二甲基铵离子等季铵离子,钙离子、镁离子等碱土金属离子,钠、钾、铯等碱金属离子等,但是不限于这些。
添加这些杂多酸类时其可以单独添加,也可以溶解在缓冲液中、或溶解在过氧化氢水溶液中、或者溶解到两者的混合物中使用。特别是本反应中反应体系中的pH很重要,因此,优选预先在缓冲液中调节pH后加入。
其使用量相对于本发明的环氧化催化剂10重量份为0.1~15重量份,更优选1~10重量份。
本发明中优选使用缓冲溶液。本反应特别优选在pH 3~6下进行,更优选pH 4~5。使用的缓冲溶液没有特别限制,从使用简便的观点考虑优选使用磷酸钠系缓冲溶液。
本发明中使用的过氧化氢水溶液浓度优选为5~40重量%,特别优选30重量%以下。为了降低过氧化氢水溶液的浓度,优选预先用上述的缓冲溶液稀释后加入反应体系中。另外,根据情况从工序简化的观点考虑也优选与助催化剂同时溶解后使用。
相对于多烯烃的烯烃1摩尔,过氧化氢的使用量为1.0~1.5摩尔,优选1.01~1.4摩尔,更优选1.01~1.3摩尔。当过量地含有过氧化氢时,容易进行环氧基的水解,因此是不优选的。
本反应可以使用有机溶剂。以重量比计,相对于反应基质多烯烃1,有机溶剂的使用量为0.3~10,优选0.3~5,更优选0.5~2.5。重量比超过10时,反应的进行极其缓慢,因此是不优选的。作为能够使用的有机溶剂的具体例子,可以列举己烷、环己烷、庚烷等烷烃类,甲苯、二甲苯等芳烃化合物,甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、己醇、环己醇等醇类等。另外,根据情况也可以使用甲乙酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮等酮类,***、四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚类,乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲酸甲酯等酯化合物,乙腈等腈化合物等。
作为具体的反应操作方法,例如在间歇式的反应釜中进行反应时,添加多烯烃化合物、过氧化氢、本发明的环氧化催化剂、缓冲液、根据需要的助催化剂和有机溶剂,成为两层。搅拌速度没有特别限制,需要两层乳化程度的搅拌速度,在两层分离的状态下反应的进行显著减慢。
反应时,相对于作为原料的多烯烃1摩尔,本发明的环氧化催化剂的使用量通常为0.5~10重量份,优选1.0~5重量份。
反应温度没有特别限制,优选0~90℃、更优选0~75℃、特别优选15~75℃。在水溶液中的酸度高的情形下,特别是pH为4.0以下的情形下,反应温度优选为60℃以下。
另外,反应时间取决于反应温度、催化剂量等,从工业生产的观点考虑,长时间的反应消耗大量的能量,因此是不优选的。优选的范围是1~100小时,优选3~72小时,进一步优选5~48小时。
反应结束后,进行过量过氧化氢的淬灭处理。过氧化氢的淬灭方法除了可以使用还原剂以外也可以通过碱性化合物进行淬灭。本发明中,优选通过碱性化合物进行淬灭。通过碱性化合物进行淬灭可以显著减少作为催化剂的杂多酸盐类的残留量。另外,也优选将还原剂与碱性化合物组合使用。
作为还原剂可以列举亚硫酸钠、硫代硫酸钠、肼、草酸等。相对于过量部分的过氧化氢的摩尔数,还原剂的使用量通常为0.01~20倍摩尔,更优选0.05~10倍摩尔,进一步优选0.05~3倍摩尔。
作为碱性化合物,可以列举氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡等金属氢氧化物,碳酸钠、碳酸钾等金属碳酸盐,磷酸钠、磷酸氢钠等磷酸盐,协和化学工业株式会社制造的シヨ一ワ一ド500等复合金属盐,离子交换树脂,氧化铝等碱性固体。
其使用量只要溶解于水、或者有机溶剂(例如,甲苯、二甲苯等芳烃,甲基异丁基酮、甲乙酮等酮类,环己烷、庚烷、辛烷等烃,甲醇、乙醇、异丙醇等醇类等各种溶剂)中即可,相对于过量部分的过氧化氢的摩尔数,其使用量通常为0.01~20倍摩尔,更优选0.05~10倍摩尔,进一步优选0.05~3倍摩尔。它们可以以水或前述有机溶剂的溶液形式添加也可以添加其本身。
使用不溶于水或有机溶剂的固体碱时,相对于体系中残留的过氧化氢量,以重量比计其使用量优选为1~1000倍。更优选10~500倍,进一步优选10~300倍。使用不溶于水或有机溶剂的固体碱时,可以在后述的水层与有机层分离后进行处理。
过氧化氢的淬灭后(或者进行淬灭前),将有机层与水层分离。此时,在有机层与水层不分离、或者未使用有机溶剂的情形下,添加前述的有机溶剂进行操作,将反应生成物从水层萃取出。相对于作为原料的多烯烃化合物,此时使用的有机溶剂以重量比计为0.5~10倍,优选0.5~5倍。根据需要可以将该操作重复几次后,将分离的有机层根据需要通过水洗进行纯化。
得到的有机层根据需要用离子交换树脂或金属氧化物进行处理。本发明中,特别优选使用金属氧化物,其具体例可以列举MgO、CaO、SrO、BaO、BeO、ZnO、CeO2、Ce2O3、Al2O3、TiO、Ti2O3、TiO2、TiO3、Ti3O5、SiO2、ZrO2、FeO、Fe2O3、Fe3O4、ZrO2、NiO、CoO、Co3O4、CuO、Cu2O、AgO、Ag2O、TiO2-Al2O3、TiO2-SiO2、TiO2-ZrO2、TiO2-MgO、TiO2-Al2O3、TiO2-WO3、TiO2-MoO3、ZnO-SiO2、Al2O3-SiO2、Al2O3-ZrO2、SiO2-MgO、SiO2-WO3、SiO2-ZrO2、菱沸石、毛沸石、钾沸石、丝光沸石、镁碱沸石、斜发沸石、方沸石、钙霞石、斜方钙沸石、钠菱沸石、浊沸石、白榴石、钙沸石、方钠石、杆沸石、钙十字沸石、交沸石、麦钾沸石、斜碱沸石、十字沸石、方碱沸石、汤河原沸石、插晶菱沸石、针沸石、八面沸石、钠沸石、中沸石、杆沸石、纤沸石、钡沸石、环晶沸石(ダツキヤルダイト)、柱沸石、ピキタイト、片沸石、斜发沸石、辉沸石、红辉沸石、钠红沸石、锶沸石(バリユ一ステライト)、刃沸石(カウレサイト)、斜钙沸石、铯榴石、アシユクロフイン、分子筛、蒙脱石、ハロイサルト、アタパルジエイド、海泡石、水铝英石、酸性粘土、活性粘土、硅藻土等的一种或者两种以上的混合物。这些金属氧化物可以是天然物或者合成物。本发明中优选中孔体或其活性体(例如活性SiO2等)。利用金属氧化物进行处理具有减少有机溶剂中残留的催化剂量的效果。通过将所得有机层中的溶剂蒸馏除去可以得到目标环氧化合物。根据情况可以进一步通过蒸馏来纯化。蒸馏方法可以列举薄膜蒸馏、旋转式分子蒸馏等。
通过这样的方法得到的环氧化合物在反应结束的阶段转化率为90%以上、特别是95%以上,在特别优选的条件下进行时为98%以上。另外,环氧选择率为90%以上、特别是93%以上,在特别优选的条件下进行时为97%以上(本发明中,转化率和选择率利用气相色谱由原料和目标环氧化合物的峰面积比来计算)。
所得到的环氧化合物例如可以作为环氧丙烯酸酯及其衍生物、噁唑烷酮化合物、环状碳酸酯化合物等的各种树脂原料使用。
以下,对包含以上得到的环氧化合物(称为本发明的环氧化合物)的本发明固化性树脂组合物进行说明。
本发明的固化性树脂组合物含有本发明的环氧化合物。关于本发明的固化性树脂组合物,可以适应于利用固化剂的热固化(固化性树脂组合物A)和使用酸作为固化催化剂的阳离子固化(固化性树脂组合物B)两种方法。
在固化性树脂组合物A和固化性树脂组合物B中,本发明的环氧化合物可以单独使用或者可以与其它环氧树脂组合使用。组合使用的情况下,本发明的环氧化合物在全部环氧树脂(本发明的环氧化合物与其它环氧树脂;下同)中所占的比例优选为30重量%以上,特别优选40重量%以上。但是,在将本发明的环氧化合物作为固化性树脂组合物的改性剂使用时,则以1~30重量%的比例添加。
作为能够与本发明的环氧化合物组合使用的其它环氧树脂,可以列举酚醛清漆型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂等。具体而言,可以列举:双酚A、双酚S、硫二苯酚、芴双酚、萜烯双酚、4,4’-联苯酚、2,2’-联苯酚、3,3’,5,5’-四甲基-[1,1’-联苯]-4,4’-二酚、对苯二酚、间苯二酚、萘二酚、三(4-羟基苯基)甲烷、1,1,2,2-四(4-羟基苯基)乙烷,酚类(苯酚、烷基取代的苯酚、萘酚、烷基取代的萘酚、二羟基苯、二羟基萘等)与甲醛、乙醛、苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻羟基苯甲醛、对羟基苯乙酮、邻羟基苯乙酮、双环戊二烯、糠醛、4,4’-双(氯甲基)-1,1’-联苯、4,4’-双(甲氧基甲基)-1,1’-联苯、1,4-双(氯甲基)苯、1,4-双(甲氧基甲基)苯等的缩聚物或它们的改性物,四溴双酚A等卤代双酚类或者由醇类衍生的其缩水甘油基醚化物,脂环式环氧树脂、缩水甘油基胺类环氧树脂、缩水甘油基酯类环氧树脂等固形或液状环氧树脂,但是,不限于这些。这些物质可以单独使用也可以两种以上组合使用。
以下,对各固化性树脂组合物进行说明。
利用固化剂的热固化(固化性树脂组合物A)
作为本发明的固化性树脂组合物A含有的固化剂,可以列举例如:胺类化合物、酸酐类化合物、酰胺类化合物、酚类化合物、羧酸类化合物等。作为能够使用的固化剂的具体例子,可以列举二氨基二苯基甲烷、二亚乙三胺、三亚乙四胺、二氨基二苯砜、异佛尔酮二胺、双氰胺、由亚麻酸二聚物与乙二胺合成的聚酰胺树脂、邻苯二甲酸酐、苯偏三酸酐、苯均四酸酐、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐(無水メチルナジツク酸)、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、酚醛树脂、双酚A、双酚F、双酚S、芴双酚、萜烯双酚、4,4’-联苯酚、2,2’-联苯酚、3,3’,5,5’-四甲基-[1,1’-联苯]-4,4’-二酚、对苯二酚、间苯二酚、萘二酚、三(4-羟基苯基)甲烷、1,1,2,2-四(4-羟基苯基)乙烷,酚类(苯酚、烷基取代的苯酚、萘酚、烷基取代的萘酚、二羟基苯、二羟基萘等)与甲醛、乙醛、苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻羟基苯甲醛、对羟基苯乙酮、邻羟基苯乙酮、双环戊二烯、糠醛、4,4’-双(氯甲基)-1,1’-联苯、4,4’-双(甲氧基甲基)-1,1’-联苯、1,4-双(氯甲基)苯、1,4-双(甲氧基甲基)苯等的缩聚物或它们的改性物,四溴双酚A等卤代双酚类、咪唑、三氟化硼-胺络合物、胍衍生物、萜烯与酚类的缩合物等,但是,不限于这些。这些物质可以单独使用,也可以使用两种以上。
相对于全部环氧树脂的环氧基1当量,本发明的固化性树脂组合物A中固化剂的使用量优选为0.7~1.2当量。在相对于环氧基1当量低于0.7当量、或者超过1.2当量时,均有可能固化不完全从而得不到良好的固化物。环氧当量可根据JIS K-7236测定。
本发明的固化性树脂组合物A中,可以将固化促进剂与固化剂一起使用。作为可以使用的固化促进剂的具体例子,可以列举2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类,2-(二甲氨基甲基)苯酚,1,8-二氮杂双环(5.4.0)十一碳-7-烯等叔胺类,三苯膦等膦类,辛酸锡等金属化合物等。使用固化促进剂的情况下,根据需要相对于全部环氧树脂100重量份使用0.1~5.0重量份。
本发明的固化性树脂组合物A中,也可以含有含磷化合物作为赋予阻燃性的成分。含磷化合物可以是反应型的也可以是添加型的。作为含磷化合物的具体例子,可以列举:磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯酯)、磷酸甲苯酯二苯酯、磷酸甲苯酯二(2,6-二甲苯)酯、1,3-亚苯基双(磷酸二(二甲苯酯))、1,4-亚苯基双(磷酸二(二甲苯酯))、4,4’-联苯(磷酸二(二甲苯酯))等磷酸酯类;9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10(2,5-二羟基苯基)-10H-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物等膦类;环氧树脂与所述膦类的活性氢反应而得到的含磷环氧化合物;红磷等。优选磷酸酯类,膦类或含磷环氧化合物,特别优选1,3-亚苯基双(磷酸二(二甲苯酯))、1,4-亚苯基双(磷酸二(二甲苯酯))、4,4’-联苯(磷酸二(二甲苯酯))或含磷环氧化合物。含磷化合物的含量优选为含磷化合物/全部环氧树脂=0.1~0.6(重量比)。如果低于0.1则阻燃性不充分,如果超过0.6则有可能影响固化物的吸湿性、介电特性等。
另外,本发明的固化性树脂组合物A中根据需要可以混配有粘合剂树脂。作为粘合剂树脂,可列举丁缩醛类树脂、乙缩醛类树脂、丙烯酸类树脂、环氧-尼龙类树脂、NBR-酚类树脂、环氧-NBR类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚硅氧烷类树脂等,但是不限于这些。粘合剂树脂的混配量优选在不损害固化物的阻燃性、耐热性的范围内,根据需要相对于树脂成分100重量份通常以0.05~50重量份、优选0.05~20重量份的量使用。
本发明的固化性树脂组合物A中,根据需要可以添加无机填充剂。作为无机填充剂,可以列举结晶二氧化硅、熔融二氧化硅、氧化铝、锆石、硅酸钙、碳酸钙、碳化硅、氮化硅、氮化硼、氧化锆、镁橄榄石、块滑石、尖晶石、二氧化钛、滑石等粉体或将其球形化后的微球等,但是不限于这些。这些填充材料可以单独使用或者两种以上组合使用。这些无机填充剂的含量以在本发明的固化性树脂组合物A中占0~95重量%的量使用。另外,本发明的固化性树脂组合物A中,可以添加硅烷偶联剂、硬脂酸、棕榈酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙等脱模剂、颜料等各种混配剂、各种热固性树脂。
本发明的固化性树脂组合物A可以通过将各成分混合均匀来得到。本发明的固化性树脂组合物A可以通过与现有公知的同样的方法容易地制成固化物。例如,可以列举将本发明的环氧化合物与固化剂以及根据需要的固化促进剂、含磷化合物、粘合剂树脂、无机填充材料及混配剂根据需要使用挤出机、捏合机、滚筒等充分地混合直至均匀而得到固化性树脂组合物,在将该固化性树脂组合物熔融后浇注或者使用传递成型机进行成型,进一步在80~200℃加热2~10小时,由此可以得到本发明的固化物。
另外,可以将本发明的固化性树脂组合物A溶解于甲苯、二甲苯、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等溶剂中得到固化性树脂组合物清漆,然后浸渍到玻璃纤维、碳纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、氧化铝纤维、纸等基材中并加热干燥,将得到的预浸渍体热压成形可以得到本发明的固化性树脂组合物A的固化物。此时的溶剂在本发明的固化性树脂组合物A与该溶剂的混合物中通常占10~70重量%、优选15~70重量%的量。另外,液状组合物可以直接通过RTM方式得到含有碳纤维的环氧树脂固化物。
另外,可以将本发明的固化性树脂组合物A作为膜型组合物的改性剂使用。具体地,可以在B-阶中使挠性等提高的情形下使用。可以通过将本发明的固化性树脂组合物A制成所述固化性树脂组合物清漆并涂布到剥离膜上,加热除去溶剂后进行B-阶化,从而以片状胶粘剂的形式得到上述膜型树脂组合物。该片状胶粘剂可以用作多层衬底等中的层间绝缘层。
另外,本发明的固化性树脂组合物A可以用于使用环氧树脂等热固性树脂的一般用途。可以列举例如:胶粘剂、涂料、涂布剂、成形材料(包括片、膜、FRP等)、绝缘材料(包括印刷衬底、电线包覆等)、密封材料以及密封材料、衬底用氰酸酯树脂组合物、作为抗蚀剂用固化剂的丙烯酸酯类树脂等、其它树脂等中的添加剂等。
作为胶粘剂,可以列举土木用、建筑用、汽车用、一般事务用、医疗用胶粘剂、以及电子材料用胶粘剂。其中,作为电子材料用胶粘剂,可以列举积层衬底等多层衬底的层间胶粘剂、芯片接合剂、底部填充胶等半导体用胶粘剂、BGA增强用底部填充胶、各向异性导电膜(ACF)、各向异性导电糊(ACP)等安装用胶粘剂等。
作为密封剂,可以列举电容器、晶体管、二极管、发光二极管、IC、LSI等用的灌注、浸渍、传递模具密封,IC、LSI类的COB、COF、TAB等用的灌注密封,倒装晶片等用的底部填充胶,QFP、BGA、CSP等IC封装类安装时的密封(包括增强用底部填充胶)等。
(2)利用酸性固化催化剂的阳离子固化(固化性树脂组合物B)
用酸性固化催化剂使本发明的固化性树脂组合物固化时,本发明的固化性树脂组合物B中含有光聚合引发剂或热聚合引发剂。另外,固化性树脂组合物B根据需要可以含有稀释剂、可聚合单体、可聚合低聚物、聚合引发助剂、光敏剂、无机填充剂、颜料、紫外线吸收剂、抗氧化剂、稳定剂、硅烷偶联材料、脱模剂、各种热固性树脂等各种公知的化合物、材料等。
另外,本发明的固化性树脂组合物B根据需要含有的无机填充剂和脱模剂的具体例子可以列举与固化性树脂组合物A中列举的同样的物质。
固化性树脂组合物B优选阳离子聚合,特别优选阳离子光聚合。作为阳离子催化剂(以下仅称为“阳离子光聚合引发剂”),可以列举碘鎓盐、锍盐、重氮盐等鎓盐,这些物质可以单独使用或者使用两种以上。相对于全部环氧树脂100重量份,该阳离子光聚合引发剂的使用量优选为0.01~50重量份,更优选0.1~10重量份。
另外,可以将这些阳离子光聚合引发剂与公知的聚合引发助剂及光敏剂中的一种或两种以上同时使用。作为聚合引发助剂的例子,可以列举例如:苯偶姻、苯偶酰、苯偶姻甲醚、苯偶姻异丙醚、苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1,1-二氯苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉醇丙-1-酮、N,N-二甲氨基苯乙酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2-戊基蒽醌、2-异丙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、苯乙酮二甲基缩酮、二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、4,4’-双二乙氨基二苯甲酮、米氏酮等自由基光聚合引发剂。相对于可自由基光聚合的成分100重量份,自由基光聚合引发剂等聚合引发助剂的使用量为0.01~30重量份,优选0.1~10重量份。
作为光敏剂的具体例,可以列举蒽、2-异丙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、吖啶橙、吖啶黄、膦R、苯并黄素、硫磺素T、苝、N,N-二甲氨基苯甲酸乙酯、N,N-二甲氨基苯甲酸异戊酯、三乙醇胺、三乙胺等。相对于全部环氧树脂100重量份,光敏剂的使用量为0.01~30重量份,优选0.1~10重量份。
本发明的固化性树脂组合物B可以通过将各成分混合均匀来得到。另外,也可以使其溶解于聚乙二醇单***、环己酮或γ-丁内酯等有机溶剂中并均匀化,然后通过干燥除去溶剂后使用。此时使用的溶剂在本发明的固化性树脂组合物B与该溶剂的混合物中通常占10~70重量%,优选15~70重量%。本发明的固化性树脂组合物B可以通过照射紫外线进行固化,关于该紫外线照射量,根据固化性树脂组合物的组成等而不同,因此由各自的固化条件来确定。只要是光固化型固化性树脂组合物固化的照射量即可,满足固化物的胶粘强度良好的固化条件即可。该固化时,需要光透彻和精细地透过,因此优选本发明的环氧化合物、以及固化性树脂组合物B具有高透明性。另外,这些环氧树脂体系的光固化中,仅通过光照射难以完全固化,在要求耐热性的用途中需要在光照射后通过加热使其完全固化。
上述光照射后的加热优选在通常的固化性树脂组合物B的固化温度区域下进行。例如,优选在常温~150℃下30分钟~7天的范围。随固化性树脂组合物B的混配而变化,特别是在越高温度区域则光照射后的固化促进效果越好,通过短时间的热处理就有效。通过这样的热后固化,也具有熟化处理的效果。
另外,使这些固化性树脂组合物B固化而得到的固化物的形状根据用途可以是各种形状,没有特别限制,例如可以是膜状、片状、块状等的形状。成形方法随应用的部位、部件而不同,例如可以列举:流延法、浇注法、丝网印刷法、旋涂法、喷涂法、转印法、分送器(dispenser)方式等成形方法,但是不限于这些。成形模具可以应用抛光玻璃、硬质不锈钢抛光板、聚碳酸酯板、聚对苯二甲酸乙二醇酯板、聚甲基丙烯酸甲酯板等。另外,为了提高与成形模具的脱模性,可以应用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、聚丙烯膜、聚酰亚胺膜等。
例如,在用于阳离子固化性的抗蚀剂时,首先,将溶解于聚乙二醇单***、环己酮或γ-丁内酯等有机溶剂中的阳离子光聚合性的本发明固化性树脂组合物B利用丝网印刷、旋涂法等方法以5~160μm的膜厚度涂布到覆铜层压板、陶瓷衬底或玻璃衬底等衬底上,从而形成涂膜。然后,将该涂膜在60~110℃预干燥后,通过画有所需图案的负片照射紫外线(例如,低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、氙灯、激光等),然后在70~120℃曝光后进行烘焙处理。之后,利用聚乙二醇单***等溶剂溶解除去未曝光部分(显影),然后根据需要再进行紫外线照射和/或加热(例如,100~200℃下0.5~3小时)进行充分的固化,得到固化物。这样也可以得到印刷布线板。
将本发明的固化性树脂组合物A和固化性树脂组合物B固化而得到的固化物可以用于以光学部件材料为代表的各种用途。光学用材料一般表示用于使可见光、红外线、紫外线、X射线、激光等光通过该材料中的用途中使用的材料。更具体地,可以列举灯型、SMD型等LED用密封材料以及以下材料。液晶显示器领域的衬底材料、导光板、棱镜片、偏振板、相位差板、视角补偿膜、胶粘剂、偏振器保护膜等液晶用膜等液晶显示装置周围材料。另外,作为下一代平板显示器被期待的彩色PDP(等离子显示器)的密封材料、防反射膜、光学补偿膜、外壳材料、前玻璃保护膜、前玻璃替代材料、胶粘剂,以及LED显示装置中使用的LED成型材料、LED密封材料、前玻璃保护膜、前玻璃替代材料、胶粘剂,以及等离子寻址液晶(PALC)显示器中的衬底材料、导光板、棱镜片、偏振板、相位差板、视角补偿膜、胶粘剂、偏振器保护膜,以及有机EL(电致发光)显示器中的前玻璃保护膜、前玻璃替代材料、胶粘剂,以及场致发射显示器(FED)中的各种膜衬底、前玻璃保护膜、前玻璃替代材料、胶粘剂。在光记录领域中,有VD(视频盘)、CD/CD-ROM、CD-R/RW、DVD-R/DVD-RAM、MO/MD、PD(相变盘)、光卡用盘衬底材料、拾取透镜、保护膜、密封材料、胶粘剂等。
在光学设备领域,有照相机的透镜用材料、取景器棱镜、目标棱镜、取景器盖、受光传感器部。另外,有摄影机的摄影透镜、取景器。另外,有投影电视的投影透镜、保护膜、密封材料、胶粘剂等。有光敏设备的透镜用材料、密封材料、胶粘剂、膜等。光部件领域中,有光通信***中的光学开关周围的纤维材料、透镜、波导、元件的密封材料、胶粘剂等。在光连接器周围的光纤材料、金属套圈、密封材料、胶粘剂等。在无源光部件、光电路部件中,有透镜、波导、LED的密封材料、CCD的密封材料、胶粘剂等。有光电子集成电路(OEIC)周围的衬底材料、纤维材料、元件的密封材料、胶粘剂等。在光纤领域,有装饰显示器用照明和光导等、工业用途的传感器类、显示和标识类等、以及通信基础结构用和家庭内数字设备连接用光纤。在半导体集成电路周围材料中,有LSI、超LSI材料用的微刻用抗蚀剂材料。在汽车、运输机领域,有汽车用的灯反射罩、轴承档圈、齿轮部分、耐蚀涂层、开关部分、前灯、发动机内部部件、电装部件、各种内外部件、驱动发动机、制动油箱、汽车用防锈钢板、内部面板、内饰材料、保护和捆结用线束、燃料管、汽车灯、玻璃替代品。另外,有铁路车辆用的多层玻璃。另外,有航空器的结构材料的增韧剂、发动机周围部件、保护和捆结用线束、耐蚀涂层。在建筑领域,有内饰和加工用材料、电气设备罩、片材、玻璃中间膜、玻璃替代品、太阳能电池周围材料。在农业领域,有外壳包覆用膜。作为下一代光电子功能有机材料,有有机EL元件周围材料、有机光折射元件、作为光-光变换器件的光放大元件、光运算元件、有机太阳能电池周围衬底材料、纤维材料、元件的密封材料、胶粘剂等。
作为光学用材料的其它用途,可以列举使用固化性树脂组合物A的一般用途,例如可以列举胶粘剂、涂料、涂布剂、成形材料(包含片、膜、FRP等)、绝缘材料(包含印刷衬底、电线包覆等)、密封材料、以及在其它树脂中的添加剂等。
作为胶粘剂,可以列举土木用、建筑用、汽车用、一般事务用、医疗用胶粘剂、以及电子材料用胶粘剂。其中,作为电子材料用胶粘剂,可以列举积层衬底等多层衬底的层间胶粘剂、芯片接合剂、底部填充胶等半导体用胶粘剂、BGA增强用底部填充胶、各向异性导电膜(ACF)、各向异性导电糊(ACP)等安装用胶粘剂等。
作为密封剂,可以列举电容器、晶体管、二极管、发光二极管、IC、LSI等用的灌注(ポツテリング)、浸渍、传递模具密封,IC、LSI类的COB、COF、TAB等用的灌注密封,倒装晶片等用的底部填充胶,BGA、CSP等IC封装类安装时的密封(增强用底部填充胶)等。
本发明的固化性树脂组合物A和固化性树脂组合物B也可以应用于光半导体装置中。所述光半导体装置可以通过用本发明的固化性树脂组合物密封光半导体元件(光半导体芯片)来制造。作为该密封方法,可以采用通过流延(キヤステイング)或灌注或者印刷等方法将用于密封光半导体元件的密封树脂成形(浇注和固化)的方法。成形条件可以原样采用以往进行的利用固化性树脂组合物进行半导体元件密封成形的成形条件,根据光半导体密封用固化性树脂组合物的组成等进行适当设定即可。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行更具体的说明,以下如果没有特别说明“份”为重量份,份的标记后面紧跟的“mmol”或“mmol当量”是在将“份”作为“g(克)”时的换算值。
另外,本发明不限于这些实施例。另外,实施例中,各物性值如下进行测定。
1)红外线吸收光谱
测定装置:SHIMADZU 8400S(株式会社岛津制作所制)
测定方法:KBr法
2)气相色谱法
柱:HP-5MS(株式会社岛津制作所制)15m-0.25mm-0.25μm
载气:氦气1.0mL/分钟(恒流模式)
柱温箱设置:100℃-15℃/分钟-300℃(保持15分钟)
注射:1μL,分流比50∶1,300℃
离子化方法:EI(EI离子源)
测定样品:从有机层取样0.2mL,并用5mL的甲苯稀释。
3)元素分析:EDS法(能散型X射线分光法),CHN元素分析及ICP发光分光分析联用
4)环氧当量:JIS K-7236
实施例1
在具有搅拌器、回流冷凝管和搅拌装置的烧瓶中,加入30重量%过氧化氢水溶液31.6份(279mmol当量)、钨酸5份(20mmol当量)并在65℃搅拌1小时后,冷却到35℃。冷却后,加入40重量%的磷酸1.23份(5mmol)、水30份和二氯甲烷50份,并在35℃搅拌1小时,然后滴加三辛基甲基氯化铵4.1份(10mmol),原样再搅拌2小时。搅拌结束后,将分离成两层后得到的有机层取出,并将溶剂类蒸馏除去,由此得到目标催化剂(C1)。所得催化剂的形状为淡黄色固体。
测定IR,确认在非专利文献1中观察到的840-860凯塞处无吸收峰,在822凯塞处具有特异的吸收峰。
另外,对所得催化剂(C1)的元素比进行评价,为W22.9P1.0C33.0H6.0N1.4。
实施例2
除了将实施例1中的三辛基甲基氯化铵变为二月桂基二甲基溴化铵以外,以同样的操作、同样的量比进行。所得催化剂(C2)为橙色的树脂状固体,测定IR,确认与C1同样在840-860凯塞处无吸收峰,在822凯塞处具有特异的吸收峰。
比较例1
使用非专利文献1所述的方法制造钨酸、三辛基甲基氯化铵的环氧化催化剂。所得催化剂(C3)为无色半固形物,测定IR,在822凯塞处未观察到吸收峰。
实施例3、4、比较例2
根据下述的制造例,使用C1~C3的催化剂进行环氧化。结果如表1所示。
<制造例>
在具有搅拌器、回流冷凝管和搅拌装置的烧瓶中,加入30重量%过氧化氢水溶液20.4份、水19.7份、钨酸钠二水合物0.6份、85重量%磷酸0.88份并均匀溶解后,用氢氧化钠调节pH到约4.5,得到含有过氧化氢的缓冲液。从所得到的含有过氧化氢的缓冲液中取出28份,并放入滴液漏斗中。
在具有搅拌器、回流冷凝管、搅拌装置和所述滴液漏斗的烧瓶中,加入甲苯20份、环氧化催化剂(C1~C3的任意一种)0.45份、上述式(1)的化合物11份,并升温到60℃。使用滴液漏斗用约60分钟向其中滴加上述含有过氧化氢的缓冲液,并原样在60℃搅拌4小时。通过气相色谱分析所得到的反应液,并计算其转化率和选择率。
反应结束后,分别用1重量%的氢氧化钠水溶液进行中和,然后加入20重量%的硫代硫酸钠水溶液10份将残留的过量过氧化氢淬灭,并将水层废弃。用水10份将所得有机层洗涤三次,并用旋转蒸发器蒸馏除去甲苯等,从而得到目标环氧化合物。所得环氧化合物的特性值如下表1所示。
表1
催化剂 | IR吸收 | 式(1) | 式(3) | 式(4) | 式(5) | 转化率 | 环氧选择率 | EEW(g/eq.) | 粘度(mP·s) | 收率 | 环氧树脂编号 | |
实施例3 | C1 | ○ | 0.2 | 0.7 | 99.1 | <0.1 | 99.8 | 99.4 | 130 | 238 | 87% | EP1 |
实施例4 | C2 | ○ | 0.4 | 0.5 | 98.4 | 0.7 | 99.6 | 98.9 | 130 | 235 | 85% | EP2 |
比较例2 | C3 | × | 1.5 | 21.8 | 76.7 | <0.1 | 98.5 | 87.6 | 162 | 202 | 89% | EP3 |
*IR吸收:815~825凯塞处具有特异峰的记为○、无特异峰的记为×。单位(%)
式(3)(4)(5)
式(3):结构(A)的一侧为(B),另一侧为(C)
式(4):结构(A)的两侧均为(C)
式(5):结构(A)的一侧为(C),另一侧为(D)
实施例5、6
对于所得到的环氧树脂分别制成固化物。即,对于实施例3、实施例4得到的本发明的环氧树脂(EP1)、(EP2)和比较例2得到的环氧树脂(EP3),使用甲基六氢邻苯二甲酸(新日本理化株式会社制,MH-700G)作为固化剂,使用三甲基辛基氢氧化铵作为催化剂,以下表2所示的配比(重量份)混配并在热板上进行熔融、浇注,再将其于120℃固化1小时、再于150℃固化3小时。
表2
实施例5 | 实施例6 | 比较例3 | |
EP1 | 13 | ||
EP2 | 13 | ||
EP3 | 16 | ||
固化剂(MH-700G) | 17 | 17 | 17 |
对这样得到的固化物的物性进行测定,结果如表3所示。
另外,物性值的测定根据以下标准进行。
·玻璃化转变温度(DMA):JIS K-7244
·肖氏D硬度:JIS-K7215
表3
玻璃化转变温度 | 肖氏D硬度 | |
实施例5 | 264℃ | 83 |
实施例6 | 263℃ | 84 |
比较例3 | 254℃ | 78 |
合成例1
在具有搅拌器、回流冷凝管、搅拌装置、迪安-斯塔克分水器(デイ一ンスタ一ク管)的烧瓶中,在进行氮气吹扫的同时添加甲苯100份、环己-3-烯甲酸126份、1,4-环己烷二甲醇72份、甲磺酸3份,在650~750托(Torr)的减压条件下在100℃进行15小时反应。反应结束后,加入三聚磷酸钠5份,并在100℃搅拌1小时。冷却到室温后,加入甲基异丁酮300份,并用水300份进行三次洗涤,在所得有机层中加入硅胶100份和活性炭1份,在室温下搅拌2小时后进行过滤。从所得滤液中除去溶剂,得到式(2)的化合物146份。
实施例7
除了将前述的制造例中式(1)化合物11份变为合成例1得到的式(2)化合物18份、并且反应时间变为6小时以外,以与前述制造例相同的方式进行反应。另外,使用的催化剂为C1。对于所得到的反应液,通过气相色谱进行分析,求出其转化率和选择率,并列在表4中。可以看出,反应的结果是以良好的效率得到环氧树脂。
表4
式(2) | 式(6) | 式(7) | 式(8) | 转化率 | 环氧选择率 | |
实施例7 | 0.1 | 0.5 | 99.2 | 0.2 | 99.9 | 99.5 |
单位(%)
式(6)(7)(8)
式(6):结构(A)的一侧为(B),另一侧为(C)
式(7):结构(A)的两侧均为(C)
式(8):结构(A)的一侧为(C),另一侧为(D)
反应结束后,分别用1重量%的氢氧化钠水溶液进行中和,然后加入20重量%的硫代硫酸钠水溶液10份将残留的过量过氧化氢淬灭,并将水层废弃。用水10份将所得有机层洗涤三次,并用旋转蒸发器蒸馏除去甲苯等,从而得到目标环氧化合物,收率为89%。所得环氧化合物的环氧当量为206g/eq.,25℃的粘度为4200mP·s。
通过以上结果,可以看出如果使用本发明的环氧化催化剂,可以高转化率、高选择率地进行环氧化。
另外,本发明的环氧化催化剂的另一例如下所述。
实施例8
在具有搅拌器、回流冷凝管和搅拌装置的烧瓶中,加入30重量%过氧化氢水溶液42份(370mmol当量)、钨酸5份(20mmol当量)并在65℃搅拌1小时后,冷却到35℃。冷却后,加入40重量%的磷酸1.23份(5mmol)、水30份和甲苯50份,并在35℃搅拌1小时,然后滴加氢化牛脂基二甲基氯化铵5.6份(约10mmol,纯度90%,狮王制アカ一ド2HT薄片),原样再搅拌2小时。搅拌结束后,将分离为两层后得到的有机层取出,并将溶剂类蒸馏除去,由此得到目标催化剂(C4)。所得催化剂的形状为黄褐色的树脂状固体。测定IR,确认在825凯塞处具有特异的吸收峰。另外,对所得催化剂(C4)的元素比进行评价,为W23.2P1.1C45.0H7.9N1.5。
以上参考特定方式对本发明进行了详细说明,但是,对于本领域技术人员显而易见的是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变更和修正。
另外,本申请基于2008年1月10日提出的日本专利申请(特愿2008-3625)和2008年9月22日提出的日本专利申请(特愿2008-242421),这些专利申请整体通过引用并入本申请。另外,在此引用的全部参考作为整体加入本申请中。
Claims (7)
1.一种环氧化催化剂,所述环氧化催化剂用于将多烯烃氧化制造环氧化合物,其特征在于,
其为由钨酸类衍生的过氧化物,并且在红外线吸收光谱中在815~825凯塞处具有特征吸收。
2.如权利要求1所述的环氧化催化剂,其特征在于,钨酸类为基于钨的酸或其盐。
3.一种环氧化催化剂的制造方法,所述环氧化催化剂用于将多烯烃氧化制造环氧化合物,该方法的特征在于包括如下步骤:
A)使钨酸类与相对于该钨酸类的量为10~50倍摩尔当量的过氧化氢在水层中进行反应的步骤;和
B)使所述A)的反应液与季铵盐在水-有机层的双层体系中反应的步骤。
4.如权利要求3所述的环氧化催化剂的制造方法,其特征在于,所述B)步骤是使所述A)的反应液、磷酸和季铵盐在水-有机层的双层体系中反应的步骤。
5.一种环氧化合物的制造方法,其特征在于,在权利要求1或2所述的环氧化催化剂的存在下,用过氧化氢将多烯烃氧化。
6.一种固化性树脂组合物,其特征在于,含有通过权利要求5所述的制造方法得到的环氧化合物。
7.一种固化物,其通过将权利要求6所述的固化性树脂组合物固化而得到。
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