JP2000264953A - エポキシ樹脂硬化性組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂硬化性組成物

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JP2000264953A JP11065706A JP6570699A JP2000264953A JP 2000264953 A JP2000264953 A JP 2000264953A JP 11065706 A JP11065706 A JP 11065706A JP 6570699 A JP6570699 A JP 6570699A JP 2000264953 A JP2000264953 A JP 2000264953A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エポキシ樹脂硬化物について、機械的強度、
耐熱性等の性能を大きく向上させる。 【解決手段】 架橋剤としてカリックスアレン類を含有
させたエポキシ樹脂硬化性組成物とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、エポキシ
樹脂硬化性組成物に関するものである。さらに詳しく
は、この出願の発明は、機械的強度とともに耐熱性に優
れ、さらには難燃性、疎水性、電気的絶縁性にも優れ
た、高性能なエポキシ樹脂硬化物を提供することのでき
る新しい硬化性組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来よりエポキシ樹脂は、機
械、電気・電子、医療、建設等の各種の作業領域におい
て広く使用されてきているものである。このエポキシ樹
脂は、架橋剤や触媒の存在下で架橋反応させることによ
り良好な機械的強度や耐熱性を有するものとなることが
知られている。
【0003】しかしながら一方で、エポキシ樹脂の硬化
物としての性能についてはさらに高度なものとすること
が強く求められてもいた。特に、プリント回路基板やL
SI封止剤等の電子産業への利用等においては、硬化密
度が高く、機械的強度とともに耐熱性に優れ、さらには
難燃性や疎水性、電気絶縁性も良好な高性能エポキシ樹
脂硬化物を得るための方策が求められていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
のとおりの課題を解決するものとして、第1には、エポ
キシ樹脂の硬化性組成物であって、架橋剤としてカリッ
クスアレン類を含有することを特徴とするエポキシ樹脂
硬化性組成物を提供する。また、この出願の発明は、第
2には、触媒を含有する前記組成物を、第3には、カレ
ックスアレン類は、カリックスアレン、カリックスレゾ
ルシンアレンおよびその水酸基のエステル化もしくはシ
リルエーテル化されたもののうちの少くとも1種である
前記組成物を提供する。
【0005】そして、この出願の発明は、第3には、以
上の組成物により硬化されたエポキシ樹脂硬化物をも提
供する。カリックスアレン類は基本的には、フェノール
類とホルムアルデヒド等のアルデヒド類との縮合反応に
より合成された大環状分子である。この分子は、分子内
に数多くの親水性の水酸基と疎水性のベンゼン骨格を有
する環状化合物であることから、クラウンエーテルやシ
クロデキストリンに次ぐ、第3の包接機能を有する化合
物として注目されている。そのために、これまでのカリ
ックスアレン類およびその誘導体の合成や応用に関する
研究は包接機能に関する研究が中心であった。
【0006】しかし、その分子構造から明らかなよう
に、カリックスアレン類は大環状のフェノール樹脂とし
ても考えることができる。その場合には、カリックスア
レン類は、従来の鎖状のフェノール樹脂が有している様
々な、反応性や物性を保持しているばかりでなく、さら
にその大環状構造に起因した優れた特性が発現できるこ
とが期待できる。その特徴を列記すると、1)鎖状のフ
ェノール樹脂と比較すると、同じ分子量の場合には分子
サイズが小さい。2)この構造からフェノール樹脂以上
の優れた耐熱性が期待できる。3)カリックスアレン中
の水酸基を反応点として用いると、小さな分子構造中に
数多くの官能基や機能性基を導入が可能である。そのた
めに、カリックスアレンの機能性基を導入した機能性化
合物は従来に無い優れた特性の発現が期待できる。
【0007】この様な観点から、この出願の発明者ら
は、様々なカリックスアレン類の水酸基を化学修飾し、
その分子内にアクリロイル基、ビニルエーテル基、プロ
パルギル基、エポキシ基、オキセタン基、tert−ブ
トキシカルボニル基、トリアルキルシリルエーテル基等
の光反応に有用な官能基を導入した、種々の光機能性の
カリックスアレン誘導体を合成し、その光反応性や反応
生成物の物性の評価を行ってきた。その結果、光架橋性
基を有するカリックスアレン誘導体の架橋・硬化物は架
橋密度が高くなり、かつ優れた耐熱性を示すことを見出
した。このことは、カリックスアレン類およびその誘導
体を熱架橋反応の架橋剤に用いると、その架橋・硬化物
が優れた諸物性を示すことを示唆している。
【0008】この様な観点からこの出願の発明は、エポ
キシ樹脂の高性能化のために、架橋剤とし種々のカリッ
クスアレンとそのエステル誘導体、シリルエーテル誘導
体、リン酸エステル誘導体、あるいはカリックスアレン
とこれらの誘導体の混合物を用いたエポキシ樹脂の架橋
反応により優れた性能の硬化物を得ることを可能とし、
これに基づいて完成されている。この出願の発明により
得られるエポキシ樹脂硬化物の特徴は使用する架橋剤の
種類により異なる場合もあるが、共通的な特徴はいずれ
も高い架橋密度を有することである。
【0009】 〔発明の詳細な説明〕この出願の発明は以上のとおりの
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。まず、この発明のエポキシ樹脂硬化性組成
物に架橋剤として用いられるカリックスアレン類として
はカリックスアレンとその類縁体ないしは誘導体の各種
のものであってよいが、より具体的に例示すれば、カリ
ックスアレン、カリックスレゾルシンアレン、あるいは
それらの水酸基のエステル化誘導体、もしくはシリルエ
ーテル誘導体等が適当なものとして挙げられる。これら
のカリックスアレン類の骨格を構成する芳香環には、所
望により各種の置換基を有していてもよい。たとえばア
ルキル基、アルケニル基、アリール基等の炭化水素基
や、ニトロ基、シアノ基、アルコキシ基、アルコキシカ
ルボニル基等の各種の置換基の1種または2種以上であ
る。
【0010】たとえばこの発明のカリックスアレン類と
してはp−メチルカリックス〔6〕アレン、p−メチル
カリックス〔8〕アレン、p−メチルカリックス〔8〕
アレン、p−tert−ブチルカリックス〔6〕アレ
ン、p−tert−ブチルカリックス〔6〕アレン、p
−tert−ブチルカリックス〔4〕アレン、カリック
ス〔4〕レゾルシンアレン、それらのカルボン酸やリン
酸のエステル類、シリルエーテル類などが例示される。
もちろんこれらに限定されることはない。そして、カリ
ックスアレン類は1種もしくは2種以上のものを用いる
ことができる。
【0011】また、この発明の硬化性組成物にはエポキ
シ樹脂が含まれるが、このエポキシ樹脂の種類は各種の
ものであってよい。たとえばこの発明で使用されるエポ
キシ樹脂としては、ビスフェノール型のエポキシ樹脂、
ノボラック型のエポキシ樹脂、トリグリシジルイソシア
ヌレート、N,N−ジグリシジルアニリン、4,4′−
(N,N,N′,N′−テトラグリシジル)ジアミノジ
フェニルメタン、ジグリシジルイソフタレート、脂環式
エポキシ樹脂、1,4−ブタンジオールジグリシジルエ
ーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテルなど
の様々なエポキシ樹脂が例示される。もちろん、これら
例示のものに制限されることはない。
【0012】エポキシ樹脂に対する架橋剤としてのカリ
ックスアレン類の配合割合については、硬化物の性能や
硬化反応性等を考慮して適宜に定めることができるが、
一般的には両者のモル比として、エポキシ樹脂カリック
スアレン類が、10:0.1〜100とすることが考慮
される。より適当には、10:1〜50である。また、
この発明のエポキシ樹脂硬化性組成物には、触媒あるい
は反応促進剤を含有することができる。これらの触媒あ
るいは反応促進剤としては、第四オニウム塩、クラウン
エーテル錯体、第三級アミン、第三級ホスフィンなどが
考慮される。たとえばより具体的に例示するとテトラプ
ロピルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウ
ムクロリド、テトラヘキシルアンモニウムクロリド、テ
トラブチルアンモニウムアセテート、ベンジルトリメチ
ルアンモニウムクロリド、トリエチルヘキシルアンモニ
ウムクロリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テ
トラブチルアンモニウムヨウジド、テトラブチルホスホ
ニウムクロリド、テトラブチルホスホニウムブロミド、
テトラブチルホスホニウムアセテート、テトラブチルホ
スホニウムベンゾエート、テトラフェニルホスホニウム
クロリド、テトラフェニルホスホニウムプロミド、トリ
ブチルベンゾイルアンモニウムフェノキシド、トリブチ
ルアセチルホスホニウムフェノキシドなどの第四オニウ
ム塩類、18−クラウン−6、ジベンゾー18ークラウ
ンー6、ジシクロヘキシル−18−クラウン−6、15
−クラウン−5−等のクラウンエーテル類とKCl、K
Br、NaCl、NaBr、CsCl、CsBr、Cs
F、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸カリウ
ム、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム等
の無機あるいは有機塩の錯体、N,N−ジグリシジルア
ニリン、4(N,N′−ジメチルアミノ)ピリジン、N
−メチルイミダゾール、1,8−ジアザビシクロ−
(5,4,0)−7−ウンデセン(DBU)、トリブチ
ルアミン等の第三アミン類、トリブチルホスフィン、ト
リヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第
3ホスフィン類、第三アミン類あるいは第3ホスフィン
類の様々な錯体等が使用できる。これら触媒の適切な添
加量としては組成物のエポキシ樹脂に対してのモル%と
して0.1〜20%であるが、好ましくは1〜15%で
ある。より好ましくは2〜10%程度である。
【0013】また、必要に応じて、この発明の硬化系に
は様々な有機、無機あるいは高分子の、可塑剤、充填
剤、着色剤、カップリング剤、溶媒等を添加して架橋・
硬化させてもよい。組成物を架橋反応させて硬化物を得
るには、架橋剤のカリックスアレン類の種類によっても
相違するが、架橋反応温度としては70℃〜270℃の
範囲が考慮される。好ましくは100℃〜250℃であ
り、より好ましくは150〜230℃である。
【0014】添付した図面の図1〜図6は、いずれもこ
の発明の架橋剤とビスフェノール型エポキシ樹脂との架
橋硬化反応を模式的に示したものである。架橋剤は、次
のものを示している。 図1:p−メチルカリックス〔6〕アレン 図2:p−tert−ブチルカリックス〔8〕アレン 図3:カリックス〔4〕レゾルシンアレン 図4:p−メチルカリックス〔6〕アレン誘導体 図5:p−tert−ブチルカリックス〔8〕アレン誘
導体 図6:カリックス〔4〕レゾルシンアレン誘導体。
【0015】図4〜図6の誘導体については、符号X
は、次のものを示している。
【0016】
【化1】
【0017】なお、架橋剤としてのカリックスアレン類
については市販品として利用でき、あるいは従来公知の
方法等を採用することにより合成することができる。た
とえば以上のとおりのこの発明のようにカリックスアレ
ン類を架橋剤に用いた場合には、その架橋構造と硬化物
内に生成する水酸基に起因して、いずれも高いガラス転
移温度(Tg)を有するエポキシ樹脂硬化物を得ること
ができる。
【0018】また、カリックスアレン等の水酸基のカル
ボンエステル類を架橋剤に用いた場合には、その架橋構
造と硬化物内に生成するエステル基に起因して、疎水性
の良好なエポキシ樹脂リン酸エステル類を架橋剤に用い
た場合には、その架橋構造と硬化物内に生成するリン酸
エステル基に起因して難燃性と疎水性の優れたエポキシ
樹脂硬化物を得ることができることである。
【0019】シリルエーテル類を架橋剤に用いた場合に
は、その架橋構造と硬化物内に生成するシリルエーテル
基に起因して、難燃性と疎水性の優れたエポキシ樹脂硬
化物を得ることができることである。カリックスアレン
等とその誘導体としてのカルボン酸エステル、シリルエ
ーテル、リン酸エステル等の混合物を架橋剤に用いた場
合には、その混合比に応じて架橋硬化物のガラス転移温
度(Tg)と疎水特性を容易に調整できることである。
すなわち、架橋剤として使用するカリックスアレン等の
混合比が多くなるにつれて硬化物のガラス転移温度は上
昇するが、逆に疎水性は低下する。一方、架橋剤として
使用するカリックスアレン等の誘導体の混合比が多くな
るにつれて硬化物の疎水性は上昇するが、逆にガラス転
移温度は低下する。
【0020】さらに、架橋硬化物のガラス転移温度と疎
水性の調整は、架橋剤に使用するカリックスアレン類の
エステル化率、シリルエーテル化率、あるいはリン酸エ
ステル化率の調整によっても同様に調整が可能である。
そこで以下にこの発明についての実施例を示し、さらに
詳しく実施の形態を説明する。
【0021】
【実施例】参考例1 カリックス〔4〕レゾルシンアレ
ン(CRA)の合成 レゾルシノール(33.0g;0.3mol)を500
mlの三つ口フラスコに取り、これに水135ml、エ
タノール135ml、および塩酸10mlを加えて85
℃で攪拌しながら、パラアルデヒド(13.2g;0.
1mol)を約1時間かけて滴下し、さらに85℃で6
時間攪拌を行った。反応後、反応容器を冷却して結晶を
析出させ、これを濾過し、水、冷メタノールーで洗浄を
行い乾燥させた。回収した固体はメタノールで2回再結
晶を行い精製した。収率:8.2g(20%)同定物性
値は次の表1のとおりであった。
【0022】
【表1】
【0023】参考例2 p−メチルカリックス〔6〕ア
レンの酢酸エステル(MCA−Ac)の合成 市販のp−メチルカリックス〔6〕アレン(MCA)
(48g;0.4mol)をピリジン250mlに溶解
させ、滴下ロートを用いて無水酢酸(5.6ml;0.
6mol)を室温下で滴下し、さらに室温で6時間反応
させた。反応混合物を大量の氷水中に注いで、反応生成
物を沈殿させ、これを吸引濾過し、水洗、メタノール洗
浄を行い、減圧乾燥させた。反応生成物MCA−Acの
収量:53g(収率:78%)。反応率:100%( 1
H−NMRより確認した)。
【0024】同定物性値は次の表2のとおりであった。
【0025】
【表2】
【0026】参考例3 p−メチルカリックス〔6〕ア
レンの安息香酸エステル(MCA−Bz)の合成 市販の(MCA)(48g;0.4mol)をピリジン
250mlに溶解させ、滴下ロートを用いて安息香酸ク
ロリド(84g;0.6mol)を室温下で滴下し、0
℃で3時間、さらに室温で6時間反応させた。反応混合
物を大量の氷水中に注いで、反応生成物を沈殿させ、こ
れを吸引濾過し、水洗、メタノール洗浄を行い減圧乾燥
させた。回収した固体は良溶媒にクロロホルム、貧溶媒
にメタノールを用いて3回再沈・精製を行った。反応生
成物MCA−Bzの収量:68g(収率:72%)。反
応率:100%( 1H−NMRより確認した)。
【0027】同定物性値は次の表3のとおりであった。
【0028】
【表3】
【0029】参考例4 p−tert−ブチルカリック
ス〔8〕アレンの酢酸エステル(BCA−Ac)の合成 市販のp−tert−ブチルカリックス〔8〕アレン
(BCA)(48g;0.3mol)をピリジン250
mlに溶解させ、滴下ロートを用いて無水酢酸(5.6
ml;0.6mol)を室温下で滴下し、さらに室温で
6時間反応させた。反応混合物を大量の氷水中に注い
で、反応生成物を沈殿させ、これを吸引濾過し、水洗、
メタノール洗浄を行い、減圧乾燥させた。反応生成物B
CA−Acの収量:50g(収率:82%)。反応率:
100%( 1H−NMRより確認した)。
【0030】同定物性値は次の表4のとおりであった。
【0031】
【表4】
【0032】参考例5 p−tert−ブチルカリック
ス〔8〕アレンの安息香酸エステル(BCA−Bz)の
合成 市販のBCA(15g;0.092mol)をピリジン
100mlに溶解させ、滴下ロートを用いて安息香酸ク
ロリド(20g;0.14mol)を室温下で滴下し、
0℃で3時間、さらに室温で5時間反応させた。反応混
合物を大量の氷水中に注いで、反応生成物を沈殿させ、
これを吸引濾過し、水洗、メタノール洗浄を行い、減圧
乾燥させた。回収した固体は良溶媒にクロロホルム、貧
溶媒にメタノールを用いて3回再沈・精製を行った。反
応生成物BCA−Bzの収量:21g(収率:82
%)。反応率:100%( 1H−NMRより確認し
た)。
【0033】同定物性値は次の表5のとおりであった。
【0034】
【表5】
【0035】参考例6 p−メチルカリックス〔6〕ア
レンのトリメチルシリルエーテル(MCA−TMS)の
合成 市販のMCA(8.7g;0.07mol)をテトラヒ
ドロフラン(THF)250mlに溶解させ、これにヘ
キサメチルジシラザン(25.2g;0.07mol)
と、反応促進剤としてトリメチルシリルクロリド(0.
43g;4mmol)を加え、その後48時間還流を行
った。反応混合物を大量のn−ヘキサン中に注いで、反
応生成物を沈殿させ、これを吸収濾過し、n−ヘキサン
洗浄を行い減圧乾燥させた。反応生成物MCA−TMS
の収量:5.4g(収率:39%)。反応率:100%
1H−NMRより確認した)。
【0036】同定物性値は次の表6のとおりであった。
【0037】
【表6】
【0038】参考例7 p−tert−ブチルカリック
ス〔8〕アレントリメチルシリルエーテル(BCA−T
MS)の合成 市販のBCA(22g;137mmol)をテトラヒド
ロフラン(THF)300mlに溶解させ、これにヘキ
サメチルジシラザン(44g;275mmol)と、反
応促進剤としてトリメチルシリルクロリド(0.82
g;7mmol)を加え、その後48時間還流を行っ
た。反応混合物を大量のn−ヘキサン中に注いで、反応
生成物を沈殿させ、これを吸収濾過し、n−ヘキサン洗
浄を行い減圧乾燥させた。反応生成物BCA−TMSの
収量:24.4g(収率:75%)。反応率:100%
1H−NMRより確認した)。
【0039】同定物性値は次の表7のとおりであった。
【0040】
【表7】
【0041】参考例8 p−メチルカリックス〔6〕ア
レンのジフェニルリン酸エステル(MCA−DPP)の
合成 市販のMCA(0.3g;2.5mmol)をNMP
(3ml)に溶解させ、これにトリエチルアミン(5.
0mmol)を加えた。この溶液に、室温下でジフェニ
ルホスフィン酸クロリド(DPPC)(1.18g;
5.0mmol)を加え、50℃で24時間反応させ
た。反応混合物を大量氷水中に注いで、反応生成物を沈
殿させ、これを吸収濾過し、蒸留水で水洗を行い、減圧
乾燥させた。生成した固体をクロロホルムに溶解させ、
この溶液を水で3回洗浄した。クロロホルム溶液を濃縮
してから大量のメタノールに注ぎ、生成物を沈殿させ、
濾過、減圧乾燥を行った。収量:0.48g(収率:5
3%)。反応生成物MCA−DPPの反応率:100%
1H−NMRより確認した)。
【0042】同定物性値は次の表8のとおりであった。
【0043】
【表8】
【0044】参考例9 p−メチルカリックス〔6〕ア
レンのジフェニルリン酸エステル(MCA−DPP56
の合成 市販のMCA(0.3g;2.5mmol)をNMP
(3ml)に溶解させ、これにピリジン(2.5mmo
l)を加えた。この溶液に、室温下でジフェニルホスフ
ィン酸クロリド(DPPC)(0.59g;2.5mm
ol)を加え、50℃で24時間反応させた。反応混合
物を大量の氷水中に注いで、反応生成物を沈殿させ、こ
れを吸収濾過し、蒸留水で水洗を行い、減圧乾燥させ
た。生成した固体をクロロホルムに溶解させ、この溶液
を水で3回洗浄した。クロロホルム溶液を濃縮してから
大量のメタノールに注ぎ、生成物を沈殿させ、濾過、減
圧乾燥を行った。収量:0.36。反応生成物MCA−
DPPの反応率:56%( 1H−NMRより確認し
た)。参考例10 p−tert−ブチルカリックス〔8〕ア
レンのジフェニルリン酸エステル(BCA−DPP)の
合成 市販のBCA(0.41g;2.5mmol)をNMP
(3ml)に溶解させ、これにトリエチルアミン(5.
0mmol)を加えた。この溶液に、室温下でジフェニ
ルホスフィン酸クロリド(DPPC)(1.18g;
5.0mmol)を加え、50℃で24時間反応させ
た。反応混合物を大量の氷水中に注いで、反応生成物を
沈殿させ、これを吸収濾過し、蒸留水で水洗を行い、減
圧乾燥させた。生成した固体をクロロホルムに溶解さ
せ、この溶液を水で3回洗浄した。クロロホルム溶液を
濃縮してから大量のメタノールに注ぎ、生成物を沈殿さ
せ、濾過、減圧乾燥を行った。収量:0.83g(収
率:91%)。反応生成物BCA−DPPの反応率:1
00%( 1H−NMRより確認した)。
【0045】同定物性値は次の表9のとおりであった。
【0046】
【表9】
【0047】実施例1 p−メチルカリックス〔6〕ア
レン(MCA)を用いたビスフェノール型エポキシ樹脂
の組成物とその架橋反応 市販のビスフェノール型エポキシ樹脂エピコート828
(0.19g;1.0mmol)、架橋剤として市販の
p−メチルカリックス〔6〕アレン(MCA)(0.1
2g;1.0mmol)、および触媒テトラブチルホス
ホニウムブロミド(TBPB)(0.0136g;4m
ol%)を約30mlのTHFに溶かして硬化性組成物
を調製した。この組成物溶液をKBrにキャストしてフ
ィルムを作成し、それぞれ180、190、200、2
10および220℃で4時間加熱を行い、IRスペクト
ルにより、エポキシ基のそれぞれの反応率を求めると、
91、94、95、95および96%であった。また、
加熱処理後のフィルムはいずれの溶媒にも不溶となった
ことから、エポキシ樹脂とMCAとの架橋反応が効果的
に進行したことが確認された。さらに、180、19
0、200、210および220℃で4時間の加熱処理
を行った後の架橋フィルムのガラス転移温度(Tg)
を、示差熱分析装置(DSC)を用いて測定した結果、
それぞれ183、196、210および212℃であっ
た。実施例2 MCAを用いたフェノールノボラック型エポ
キシ樹脂の組成物とその架橋反応 市販のフェノールノボラック型エポキシ樹脂DEN43
1(0.176g;1.0mmol)、架橋剤MCA
(0.12g;1.0mmol)、および触媒TBPB
(0.0136g;4mol%)を約30mlのTHF
に溶かして硬化性組成物を調製した。この組成物溶液を
KBrにキャストしてフィルムを作成し、200℃で4
時間加熱を行い、IRスペクトルにより、エポキシ基の
反応率を求めると95%であった。また、加熱処理後の
フィルムはいずれの溶媒にも不溶となったことから、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂とMCAとの架橋反
応が効果的に進行したことが確認された。実施例3 MCAを用いたクレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂の組成物とその架橋反応 市販のo−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(0.
21g;1.0mmol)、架橋剤MCA(0.12
g;1.0mmol)、および触媒TBPB(0.01
36g;4mol%)を約30mlのTHFに溶かして
硬化性組成物を調製した。この組成物溶液をKBrにキ
ャストしてフィルムを作成し、200℃で4時間加熱を
行い、IRスペクトルにより、エポキシ基の反応率を求
めると86%であった。また、加熱処理後のフィルムは
いずれの溶媒にも不溶となったことから、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂とMCAとの架橋反応が効果的
に進行したことが確認された。実施例4 p−tert−ブチルカリックス〔8〕アレ
ン(BCA)を用いたビスフェノール型エポキシ樹脂の
組成物とその架橋反応 市販のエポキシ樹脂エピコート828(0.19g;
1.0mmol)、架橋剤として市販のp−tert−
ブチルカリックス〔8〕アレン(BCA)(0.16
g;1.0mmol)、および触媒TBPB(0.01
36g;4mol%)を約30mlのクロロホルムに溶
かして硬化性組成物を調製した。この組成物溶液をKB
rにキャストしてフィルムを作成し、それぞれ180、
190、200、210および220℃で4時間加熱を
行い、IRスペクトルにより、エポキシ基のそれぞれの
反応率を求めると、86、87、90、91および91
%であった。また、加熱処理後のフィルムはいずれの溶
媒にも不溶となったことから、エポキシ樹脂とBCAと
の架橋反応が効果的に進行したことが確認された。さら
に180、190、200、210および220℃で4
時間加熱を行った後の架橋フィルムのガラス転移温度
(Tg)を、示差熱分析装置を用いて測定した結果、そ
れぞれ192、201、204、205および205℃
であった。実施例5 カリックス〔4〕レゾルシンアレン(CR
A)を用いたビスフェノール型エポキシ樹脂の組成物と
その架橋反応 市販のビスフェノール型エポキシ樹脂エピコート828
(0.19g;1.0mmol)、架橋剤として参考例
1で合成した、カリックス〔4〕レゾルシンアレン(C
RA)(0.681g;1.0mmol)、および触媒
TBPB(0.0136g;4mol%)を約10ml
のアセトンに溶かして硬化性組成物を調製した。この組
成物溶液をKBrにキャストしてフィルムを作成し、そ
れぞれ130、150、170および190℃で4時間
加熱を行い、IRスペクトルにより、エポキシ基のそれ
ぞれの反応率を求めると、75、81、81および85
%であった。また、加熱処理後のフィルムはいずれの溶
媒にも不溶となったことから、ビスフェノール型エポキ
シ樹脂とCRAとの架橋反応が硬化的に進行したことが
確認された。実施例6 種々の触媒を用いたMCAとビスフェノール
型エポキシ樹脂との組成物と架橋反応 市販のビスフェノール型エポキシ樹脂エピコート828
(0.19g;1.0mmol)、架橋剤とMCA
(0.12g;1.0mmol)を約30mlのクロロ
ホルムに溶かした。これに触媒としてそれぞれ、4mo
l%のTPPBあるいはテトラフェニルホスホニウムク
ロリド(TPPC)を加えて溶液を調整した。この溶液
をそれぞれ、KBrにキャストしてフィルムを作成し、
200℃で4時間加熱を行い、IRスペクトルにより、
エポキシ基のそれぞれの反応率を求めると97および9
7%であった。また、加熱処理後のフィルムはいずれの
溶媒にも不溶となったことから、この触媒系を用いたビ
スフェノール型エポキシ樹脂とMCAとの架橋反応が効
果的に進行したことが確認された。
【0048】同様にして種々の触媒を用いて架橋反応さ
せた結果を表10に示した。
【0049】
【表10】
【0050】実施例7 MCA−Acを用いたエポキシ
樹脂の組成物とその架橋反応 市販のエポキシ樹脂エピコート828(0.57g;
1.0mmol)、架橋剤MCA−Ac(0.16g;
1.0mmol)、および触媒テトラフェニルホスホウ
ニムブロミド(TPPB)(0.017g;4mol
%)を約3mlのクロロホルムに溶かして硬化性組成物
とした。この溶液をKBrにキャストしてフィルムを作
成し、それぞれ190、200、210および220℃
で5時間の加熱処理を行った。IRスペクトルでこの組
成物のエポキシ基(910cm-1)の反応率を求める
と、反応率はそれぞれ69、70、74および83%で
あった。また、それぞれの加熱処理後のフィルムはいず
れの溶媒にも不溶となったことから、エポキシ樹脂とM
CA−Acとの架橋反応が効果的に進行したことが確認
された。さらに190、200、210および220℃
で5時間の加熱処理を行った後の架橋フィルムのガラス
転移温度(Tg)を、示差熱分析装置を用いて測定した
結果、それぞれ107、114、129および135℃
であった。実施例8 BCA−Acを用いたエポキシ樹脂の組成物
とその架橋反応 市販のエポキシ樹脂エピコート828(0.57g;
3.0mmol)、架橋剤BCA−Ac(0.613
g;3.0mmol)、および触媒TPPB(0.05
03g;4mol%)を約3mlのクロロホルムに溶か
して硬化性組成物とした。この溶液をKBrにキャスト
してフィルムを作成し、それぞれ190、200、21
0および220℃で6時間の加熱処理を行った。IRス
ペクトルでこの組成物のエポキシ基の反応率を求める
と、反応率はそれぞれ50、56、70および70%で
あった。また、加熱処理後のフィルムはいずれの溶媒に
も不溶となったことから、エポキシ樹脂とBCA−Ac
との架橋反応が効果的に進行したことが確認された。さ
らに190、200、210および220℃で6時間の
加熱処理を行った後の架橋フィルムのガラス転移温度
(Tg)を、示差熱分析装置を用いて測定した結果、そ
れぞれ91、94、103および116℃であった。 実施例9 BCA−Bzを用いたエポキシ樹脂の組成物
とその架橋反応 市販のエポキシ樹脂エピコート828(0.57g;
3.0mmol)、架橋剤BCA−Bz(0.799
g;3.0mmol)、および触媒TPPB(0.05
03g;4mol%)を約3mlのクロロホルムに溶か
した。この溶液をKBrにキャストしてフィルムを作成
し、それぞれ190、200、210および220℃で
6時間加熱処理を行い、IRスペクトルにより、エポキ
シ基のそれぞれの反応率を求めると、62、65、76
および76%であった。また、加熱処理後のフィルムは
いずれの溶媒にも不溶となったことから、エポキシ樹脂
とBCA−Bzとの架橋反応が効果的に進行したことが
確認された。実施例10 BCA−AcおよびBCAの混合物を用い
たエポキシ樹脂の組成物とその架橋反応 市販のエポキシ樹脂エピコート828(0.19g;
1.0mmol)、架橋剤としてBCA−AcおよびB
CA(エステル基および水酸基がエポキシ基と等モルに
調整)、および触媒テトラブチルホスホニウムブロミド
(TBPB)(0.014g;4mol%)を約30m
lのクロロホルムに溶かし、この溶液をKBrにキャス
トしてフィルムを作成し、200℃で4時間の加熱処理
を行った。BCA−Ac/BCAの混合比がそれぞれ0
/100、30/70、50/50、70/30、10
0/0の場合反応率をIRスペクトルより求めると、反
応率はそれぞれ93、99、66、55および35%で
あった。また、それぞれの加熱処理後のフィルムはいず
れの溶媒にも不溶となったことから、エポキシ樹脂とB
CA−Ac/BCAの混合物との架橋・硬化反応が効果
的に進行したことが確認された。さらにBCA−Ac/
BCAの混合比がそれぞれ0/100、30/70、5
0/50、70/30および100/0の架橋フィルム
のガラス転移温度(Tg)測定した結果、それぞれ19
5、167、149、140および128℃であった。実施例11 MCA−Acを用いたノボラック型エポキ
シ樹脂の組成物とその架橋反応 市販のエポキシ樹脂DEM431(0.176g;1.
0mmol)、架橋剤MCA−Ac(0.162g;
1.0mmol)および触媒テトラフェニルホスホニウ
ムブロミド(TPPB)(0.017g;4mmol
%)を約3mlのクロロホルムに溶かした。この溶液を
KBrにキャストしてフィルムを作成し、それぞれ19
0、200、210および220℃で6時間の加熱処理
を行った。IRスペクトルでこの組成物のエポキシ基
(910cm-1)の反応率を求めると、反応率はそれぞ
れ61、74、75および76%であった。また、それ
ぞれの加熱処理後のフィルムはいずれの溶媒にも不溶と
なったことから、エポキシ樹脂とMCA−Acとの架橋
反応が効果的に進行したことが確認された。さらに19
0、200、210および220℃で6時間の加熱処理
を行った後の架橋フィルムのガラス転移温度(Tg)を
測定した結果、それぞれ119、123、125および
126℃であった。実施例12 MCA−TMSを用いたエポキシ樹脂の組
成物とその架橋反応 市販のエポキシ樹脂エピコート828(0.042g;
2.5mmol)、架橋剤MCA−TMS(0.48
g;2.5mmol)、および触媒TPPB(0.04
2g;5mol%)を約3mlのクロロホルムに溶かし
た。この組成物溶液をKBrにキャストしてフィルムを
作成し、それぞれ190および210℃で4時間の加熱
処理を行い、IRスペクトルにより、エポキシ基のそれ
ぞれの反応率を求めると、87および90%であった。
また、硬化物のガラス転移温度(Tg)はそれぞれ12
3および127℃であった。さらにまた、加熱処理後の
フィルムはいずれの溶媒にも不溶となったことから、エ
ポキシ樹脂とMCA−TMSとの架橋反応が効果的に進
行したことが確認された。実施例13 MCA−DPPを用いたエポキシ樹脂の組
成物とその架橋反応 市販のエポキシ樹脂エピコート828(0.186g;
1.0mmol)、架橋剤MCA−DPP(0.321
g;1.0mmol)、および触媒TPPC(0.01
5g;4mol%)を約50mlのクロロホルムに溶か
した。この組成物溶液をKBrにキャストしてフィルム
を作成し210℃で7時間の加熱処理を行った。加熱処
理後のフィルムは溶媒にも不溶となったことから、エポ
キシ樹脂とMCA−DPPとの架橋反応が効果的に進行
したことが確認された。実施例14 MCA−DPP56を用いたエポキシ樹脂の
組成物とその架橋反応 市販のエポキシ樹脂エピコート828(0.186g;
1.0mmol)、架橋剤MCA−DPP56(0.23
3g;1.0mmol)、および触媒TPPC(0.0
15g;4mol%)を約50mlのクロロホルムに溶
かした。この組成物溶液をKBrにキャストしてフィル
ムを作成し210℃で7時間の加熱を行った。加熱処理
後のフィルムは溶媒にも不溶となったことから、エポキ
シ樹脂とMCA−DPPとの架橋反応が効果的に進行し
たことが確認された。
【0051】
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この出願の
発明によって、高いガラス転移温度(Tg)を有し、機
械的強度と耐熱性に優れたエポキシ樹脂硬化物が提供さ
れることになる。また、架橋剤としてカリックスアレン
誘導体を用いることにより、さらには難燃性、疎水性等
の性能にも優れたエポキシ樹脂硬化物が提供された。
【0052】これらの硬化物は、プリント回路板、LS
I封止剤等をはじめとする各種の産業分野において高性
能、高機能硬化樹脂として有用なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】p−メチルカリックス〔6〕アレンの架橋反応
を模式的に示した図である。
【図2】p−tert−ブチルカリックス〔8〕アレン
の架橋反応を模式的に示した図である。
【図3】カリックス〔4〕レゾルシンアレンの架橋反応
を模式的に示した図である。
【図4】p−メチルカリックス〔6〕アレン誘導体の架
橋反応を模式的に示した図である。
【図5】p−tert−ブチルカリックス〔8〕アレン
誘導体の架橋反応を模式的に示した図である。
【図6】カリックス〔4〕レゾルシンアレンの架橋反応
を模式的に示した図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂の硬化性組成物であって、
    架橋剤としてカリックスアレン類を含有することを特徴
    とするエポキシ樹脂硬化性組成物。
  2. 【請求項2】 触媒を含有する請求項1の組成物。
  3. 【請求項3】 カリックスアレン類は、カリックスアレ
    ン、カリックスレゾルシンアレンおよびそれらの水酸基
    のエステル化もしくはシリルエーテル化されたもののう
    ちの少くとも1種である請求項1または2の組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかの組成物が
    硬化されてなるエポキシ樹脂硬化物。
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