JP2015183131A - 新規包接化合物、それを含有するエポキシ樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents

新規包接化合物、それを含有するエポキシ樹脂組成物及びその硬化物 Download PDF

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Abstract

【課題】イミダゾール化合物をゲスト化合物とする新規な包接化合物を提供する。【解決手段】式(I)で表される化合物と2−エチル−4−メチルイミダゾールを含有する包接化合物。(Rはヒドロキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子、C1〜10アルキル基、ヒドロキシ基で置換されたC1〜10アルキル基、C6〜10アリール基、C6〜10アリールC1〜10アルキル基、C1〜10アシル基、C1〜10アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、シアノ基、又はカルバモイル基;mは、0又は1〜3の整数;aは1又は2)【選択図】なし

Description

本発明は、新規包接化合物に関し、特にエポキシ樹脂等の硬化剤又は硬化促進剤として有用な新規包接化合物に関し、さらに新規包接化合物を含有するエポキシ樹脂組成物及びその硬化物に関する。
包接化合物は、ホスト化合物によりゲスト化合物が包接された化合物であり、水分等に不安定な化合物を安定化すると共に、溶液中へのゲスト化合物の溶出を制御することができる。ホスト化合物としては、ビスフェノール系化合物、テトラキスフェノール系化合物、フェニルスルホン系化合物、芳香族カルボン酸系化合物(特許文献1〜5など)などが知られている。
他方、エポキシ樹脂は、優れた機械特性、熱特性を有するため様々な分野で広く用いられている。かかるエポキシ樹脂を硬化させるための硬化剤として、イミダゾールが用いられているが、エポキシ樹脂−イミダゾールの混合液は、硬化の開始が早く、長期貯蔵において増粘、ゲル化したりするので1液型としては使用することができないといった問題点がある。
そこで硬化剤として、イミダゾールにヒドロキシ安息香酸を付加したイミダゾール酸付加塩を用いること(特許文献6)や、テトラキスフェノール系化合物(例えば、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(以下、TEPという))とイミダゾールとの包接化合物を用いること(特許文献7、8)が提案されている。また、本発明者らはイソフタル酸系化合物とイミダゾールとの包接化合物を用いる硬化樹脂組成物を提案している(特許文献9)。しかし、これらは一定の効果を奏するものであるが、いまだ満足のいくものではない。
なお、後述するように本発明の包接化合物のホスト化合物と類似するノボラックフェノール系化合物と2−エチル−4−メチルイミダゾールを含有する硬化剤が知られているが、いずれも包接化合物を形成していないことが確認されている(特許文献10〜13)。また、非特許文献1及び2には、本発明の式(I)に包含される化合物の包接化合物が記載されているが、ゲスト化合物はトルエン、シクロヘキサン、エタノールなどの溶媒系化合物が例示されているのみであり、イミダゾール化合物やそれに類似する化合物は例示されていない。
特開平6−166646号公報 特開平1−190602号公報 特開昭62−22701号公報 特開昭61−53201号公報 特開2001−172225号公報 特公平4−2638号公報 特開平11−71449号公報 特開平10−324826号公報 国際特許公開WO2008/075427号パンフレット 特開昭56−59841号公報 特開昭60−40125号公報 特開2002−20683号公報 米国特許第3,493,630号 Bull. Chem. Soc. Jpn., 62, 1111-1116(1989) Bull. Chem. Soc. Jpn., 66, 828-835(1993)
本発明の課題は、上記技術背景に鑑み、イミダゾール化合物をゲスト化合物とする新規な包接化合物を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、クレゾール化合物の3又は4量体が2−エチル−4−メチルイミダゾールと包接化合物を形成することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)式(I)
(式中、Rは、ヒドロキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子、C1〜C10アルキル基、ヒドロキシ基で置換されたC1〜C10アルキル基、C6〜C10アリール基、C6〜C10アリールC1〜C10アルキル基、C1〜C10アシル基、C1〜C10アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、シアノ基、またはカルバモイル基を表し、mは、0または1〜3のいずれかの整数を表し、aは1又は2を表す。)で表される化合物と2−エチル−4−メチルイミダゾールを含有する包接化合物に関する。
また、本発明は、
(2)下記成分(A)及び(B)を含有するエポキシ樹脂組成物に関する。
(A)エポキシ樹脂
(B)式(I)

(式中、Rは、ヒドロキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子、C1〜C10アルキル基、ヒドロキシ基で置換されたC1〜C10アルキル基、C6〜C10アリール基、C6〜C10アリールC1〜C10アルキル基、C1〜C10アシル基、C1〜C10アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、シアノ基、またはカルバモイル基を表し、mは、0または1〜3のいずれかの整数を表し、aは1又は2を表す。)で表される化合物と2−エチル−4−メチルイミダゾールを含有する包接化合物
さらに、本発明は、
(3)上記(2)に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物に関する。
本発明の包接化合物は、エポキシ樹脂の硬化剤あるいは硬化促進剤として有用である。
合成例1で得た包接化合物AのH−NMRの測定結果を示す図である。 合成例1で得た包接化合物Aの粉末X線回折(XRD)の測定結果を示す図である。 合成例1で得た包接化合物Aの熱重量測定(TG)−示差走査熱量測定(DSC)の測定結果を示す図である。 合成例3で得た包接化合物BのH−NMRの測定結果を示す図である。 合成例3で得た包接化合物BのXRDの測定結果を示す図である。 合成例3で得た包接化合物BのTG−DSCの測定結果を示す図である。 エポキシ樹脂組成物AのDSCの測定結果を示す図である。 エポキシ樹脂組成物BのDSCの測定結果を示す図である。 エポキシ樹脂組成物CのDSCの測定結果を示す図である。 エポキシ樹脂組成物DのDSCの測定結果を示す図である。 エポキシ樹脂組成物AのDSCの測定結果を示す図である。 エポキシ樹脂組成物BのDSCの測定結果を示す図である。 エポキシ樹脂組成物CのDSCの測定結果を示す図である。 エポキシ樹脂組成物DのDSCの測定結果を示す図である。 参考例で得られた混合物のTG−DSCの測定結果を示す図である。
(新規包接化合物)
本発明の包接化合物は、式(I)
(式中、Rは、ヒドロキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子、C1〜C10アルキル基、ヒドロキシ基で置換されたC1〜C10アルキル基、C6〜C10アリール基、C6〜C10アリールC1〜C10アルキル基、C1〜C10アシル基、C1〜C10アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、シアノ基、又はカルバモイル基を表し、mは、0又は1〜3のいずれかの整数を表し、aは1又は2を表す。)で表される化合物をホスト化合物とし、2−エチル−4−メチルイミダゾールをゲスト化合物とする。
ここで「包接化合物」とは、2種又は3種以上の分子が共有結合以外の弱い結合により結合した化合物をいい、より好ましくは、2種又は3種以上の分子が共有結合以外の弱い結合により結合した結晶性化合物をいう。包接する化合物をホスト化合物といい、包接される化合物をゲスト化合物という。
ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
C1〜C10アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、1−エチルプロピル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、4−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、3,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
C3〜C10シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロプロピルメチル基等が挙げられる。
ヒドロキシ基で置換されたC1〜C10アルキル基は、ヒドロキシを1又は2以上有するC1〜C10アルキル基を例示することができ、具体的には、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシ−n−プロピル基、2−ヒドロキシ−n−プロピル基、1−ヒドロキシ−n−プロピル基、2,3−ジヒドロキシ−n−プロピル基、2−ヒドロキシ−2−プロピル基、4−ヒドロキシ−n−ブチル基、2−ヒドロキシ−1,1−ジメチル−エチル基等を例示することができる。
C6〜C10アリール基は、単環又は多環のアリール基を意味する。ここで、多環アリール基の場合は、完全不飽和に加え、部分飽和の基も包含する。例えばフェニル基、ナフチル基、アズレニル基、インデニル基、インダニル基、テトラリニル基等が挙げられる。
C6〜C10アリールC1〜C10アルキル基は、上記C6〜C10アリール基とC1〜C10アルキル基が結合した基であり、 ベンジル基、フェネチル基、3−フェニル−n−プロピル基、1−フェニル−n−へキシル基、ナフタレン−1−イルメチル基、ナフタレン−2−イルエチル基、1−ナフタレン−2−イル−n−プロピル基、インデン−1−イルメチル基等が挙げられる。
C1〜C10アシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ラウロイル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル基等が挙げられる。
C1〜C10アルコキシカルボニル基として、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基等をあげることができる。
(包接化合物の製造方法)
本発明の包接化合物は、前記ホスト化合物と、溶媒中で混合することにより得ることができる。
前記ホスト化合物及びゲスト化合物を溶媒に添加後、必要に応じて攪拌しながら、室温以上、用いた溶媒の沸点以下の温度範囲で加熱処理を行った後、析出させ、溶媒留去、または濾取することにより目的とする包接化合物を得ることができる。得られた包接化合物は、結晶化合物であることが好ましい。また、得られた包接化合物は、溶媒等の第3成分を含んでもよく、該第3成分は40モル%以下であることが好ましく、10モル%以下であることがさらに好ましいが、第3成分を含まないことが最も好ましい。
前記ホスト化合物及び/又はゲスト化合物は溶媒にその全量又は一部が溶解又は懸濁して反応させるが、両方とも溶媒に全量又は一部が溶解することが好ましい。溶媒に溶解する場合、その全量が溶媒に溶解する必要はなく、少なくともごく一部が溶媒に溶解すればいい。溶媒としては、水、メタノール、エタノール、酢酸エチル、酢酸メチル、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、アセトニトリル等を用いることができる。特に、ホスト化合物とゲスト化合物をそれぞれ溶媒に溶解後、溶解液同士を混合することが好ましい。
加熱処理は特に制限されないが、例えば40〜120℃の範囲内に加熱することができ、加熱還流するのが好ましい。
前記ホスト化合物と、ゲスト化合物との添加割合は、包接化合物を形成しうる限り特に制限はないが、前記ホスト化合物1モルに対して、ゲスト化合物が、0.1〜5.0モルであることが好ましく、0.5〜3.0モルであることがより好ましい。
前記ホスト化合物とゲスト化合物とを溶媒に溶解又は懸濁して加熱した後の工程は、ホスト化合物とゲスト化合物とを構成要素として含む固体化合物が得られうる限り特に限定されず、例えば加熱後、単に加熱を止めることにより固体化合物を析出させてもよいし、加熱を停止した後、室温〜5℃以下の温度で30分〜24時間の範囲で放置することが好ましい。固体化合物を析出させた後、例えば濾過して乾燥することにより、目的とする包接化合物が得られる。また種類によっては結晶性の化合物が得られる。
得られる包接化合物の構造は、熱分析(TG−DSC等)、赤外吸収スペクトル(IR)、X線回折パターン(XRD)、固体NMRスペクトル等により確認できる。また、包接化合物の組成は、熱分析、H−NMRスペクトル、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、元素分析等により確認することができる。
(エポキシ樹脂組成物)
本発明の包接化合物は、例えば、エポキシ樹脂組成物の硬化剤又は硬化促進剤として使用することができる。また、包接化合物が硬化剤である場合には硬化促進剤をさらに含んでもよく、包接触媒が硬化促進剤である場合には硬化剤をさらに含んでもよい。
エポキシ樹脂としては、従来公知の各種ポリエポキシ化合物が使用でき、例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジグリシジルエーテル、2,2−ビス(ヒドロキシフェニル)プロパンジグリシジルエーテル、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパンジグリシジルエーテル、2,2−ビス(4−ヒドロキシパーハイドロフェニル)プロパンジグリシジルエーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホンジグリシジルエーテル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンジグリシジルエーテル、3,5−ジメチル−4−ヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、1,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタンジグリシジルエーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、1,6−ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンジグリシジルエーテル、フルオログリシノールトリグリシジルエーテル、トリヒドロキシビフェニルトリグリシジルエーテル、3,4,3’,4’−テトラグリシジルオキシベンゾフェノン、ビスレゾルシノールテトラグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールCジグリシジルエーテル、1,3−ビス〔1−(2,3−エポキシプロポキシ)−1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエチル〕ベンゼン、1,4−ビス〔1−(2,3−エポキシプロポキシ)−1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロメチル〕ベンゼン、4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)オクタフルオロビフェニル、フェノールノボラック型ビスエポキシ化合物等の芳香族系グリシジルエーテル化合物、
下記式で表されるアリサイクリックジエポキシアセタール、
下記式で表されるアリサイクリックジエポキシアジペート、
下記式で表されるアリサイクリックジエポキシカルボキシレート、
下記式で表されるジシクロペンタジエンジオキシド、
下記式で表されるビニルシクロヘキセンジオキシド、
下記式で表されるシクロヘキセンオキシドグリシジルエーテル
下記式で表されるシクロヘキセンオキシドグリシジルエステル
等の脂環式ポリエポキシ化合物、ジグリシジルフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジメチルグリシジルフタレート、ジメチルグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジグリシジル−p−オキシベンゾエート、ジグリシジルシクロペンタン−1,3−ジカルボキシレート、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステル化合物、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、トリグリシジルアミノフェノール、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、ジグリシジルトリブロモアニリン等のグリシジルアミン化合物、ジグリシジルヒダントイン、グリシジルグリシドオキシアルキルヒダントイン、トリグリシジルイソシアヌレート等の複素環式エポキシ化合物等を挙げることができる。
使用する包接化合物の量は、通常の硬化剤、硬化促進剤と同様な使用量でよく、硬化方法による。エポキシ基と反応することによって、硬化した樹脂中に必ず硬化剤分子が組み込まれる付加型硬化剤の場合には、求められる樹脂の性質にもよるが、通常エポキシ基1モルに対して包接されている硬化剤及び/又は硬化促進剤(ゲスト化合物)が0.1〜1.0モル程度になるよう包接化合物を使用する。また、硬化剤分子が樹脂中に組み込まれることなく触媒的にエポキシ基の開環を誘発し、オリゴマー間の重合付加反応を起こす重合型硬化剤や光開始型硬化剤の場合、また硬化促進剤として使用する場合などでは、エポキシ基1モルに対して包接化合物中のゲスト化合物は、0.01〜3.0モル含有することが好ましく、0.3〜1.0モル含有することがさらに好ましい。
エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂及び本発明の包接化合物を混合することにより製造することができるが、十分な混合状態が形成されるよう、通常、60〜100℃程度に加熱して混合する。エポキシ樹脂の製造においては、このときの温度での1液安定性が重要となる。エポキシ硬化樹脂の製造方法としては、上記エポキシ樹脂組成物を加熱処理して硬化させる方法であれば特に制限されるものではなく、通常、加熱処理の加熱温度としては、60〜250℃であり、好ましくは100〜200℃であり、かかる温度において短時間で硬化することが好ましい。
エポキシ樹脂組成物には前述のもののほか、必要に応じて可塑剤、有機溶剤、反応性希釈剤、増量剤、充填剤、補強剤、顔料、難燃化剤、増粘剤及び離型剤など種々の添加剤を配合できる。その他の添加剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤;重炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、天然シリカ、合成シリカ、溶融シリカ、カオリン、クレー、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、マイカ、ウォラスナイト、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、セピオライト、ゾノトライト等の充填剤;NBR、ポリブタジエン、クロロプレンゴム、シリコーン、架橋NBR、架橋BR、アクリル系、コアシェルアクリル、ウレタンゴム、ポリエステルエラストマー、官能基含有液状NBR、液状ポリブタジエン、液状ポリエステル、液状ポリサルファイド、変性シリコーン、ウレタンプレポリマー等のエラストマー変性剤;
ヘキサブロモシクロデカン、ビス(ジブロモプロピル)テトラブロモビスフェノールA、トリス(ジブロモプロピル)イソシアヌレート、トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート、デカブロモジフェニルオキサイド、ビス(ペンタブロモ)フェニルエタン、トリス(トリブロモフェノキシ)トリアジン、エチレンビステトラブロモフタルイミド、ポリブロモフェニルインダン、臭素化ポリスチレン、テトラブロモビスフェノールAポリカーボネート、臭素化フェニレンエチレンオキシド、ポリペンタブロモベンジルアクリレート、トリフェニルホスフェート、トリグレジルホスフェート、トリキシニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシリルジフェニルホスフェート、クレジルビス(ジ−2,6−キシレニル)ホスフェート、2−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、レゾルシノールビス(ジフェニル)ホスフェート、ビスフェノールAビス(ジフェニル)ホスフェート、ビスフェノールAビス(ジクレシジル)ホスフェート、レゾルシノールビス(ジ−2,6−キシレニル)ホスフェート、トリス(クロロエチル)ホスフェート、トリス(クロロプロピル)ホスフェート、トリス(ジクロプロピル)ホスフェート、トリス(トリブロモプロピル)ホスフェート、ジエチル−N,N−ビス(2−ヒドロオキシエチル)アミノメチルホスホネート、陰イオン蓚酸処理水酸化アルミニウム、硝酸塩処理水酸化アルミニウム、高温熱水処理水酸化アルミニウム、錫酸表面処理水和金属化合物、ニッケル化合物表面処理水酸化マグネシウム、シリコーンポリマー表面処理水酸化マグネシウム、プロコバイト、多層表面処理水和金属化合物、カチオンポリマー処理水酸化マグネシウム等の難燃剤;高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタアクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ナイロン6,6、ポリアセタール、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリスルホン等のエンジニアリングプラスチック;可塑剤;n−ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、スチレンオキサイド、t−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンジエポキシド、フェノール、クレゾール、t−ブチルフェノール等の希釈剤;増量剤;補強剤;着色剤;増粘剤;高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸カルシウム等、例えば、カルナバワックスやポリエチレン系ワックス等の離型剤;等が挙げられる。これらの添加剤の配合量は、特に限定されず、本発明の効果が得られる限度において、配合量を適宜決定することができる。
さらに、エポキシ樹脂組成物においては、エポキシ樹脂の他に、他の樹脂を含有していてもよい。他の樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、シリコン系樹脂、ポリウレタン系樹脂等が挙げられる。
エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂を硬化させる用途、例えば、エポキシ樹脂系接着剤、半導体封止材、プリント配線板用積層板、ワニス、粉体塗料、注型材料、インク等の用途に好適に使用することができる。
以下に実施例を示すが、本発明の技術的範囲はこれらの実施例により限定されるものではない。
[包接化合物の合成]
(合成例1)
2,6−ビス(p−クレゾール−2−イルメチル]−p−クレゾール3.16g(9mmol)と2−エチル−4−メチルイミダゾール(2E4MZ)1g(9mmol)を酢酸エチルに溶解し、室温静置して晶析させ、濾過、減圧乾燥して生成物を得た。得られた生成物はH−NMR、TG−DSC及びXRDにて、2,6−ビス(p−クレゾール−2−イルメチル)−p−クレゾールと2−エチル−4−メチルイミダゾールの1:1(モル比)包接化合物(包接化合物A)であることを確認した。図1〜3にその測定結果を示す。
各スペクトルの測定条件は以下の通りである。
[XRD]
装置:Ultima IV(リガク社製)
X線源:Cu 40kV/40mA
測定方法:集中法
フィルター:Kβフィルター
スキャン速度:5°/min.
[TG−DSC]
装置:TGA−DSC1(メトラー・トレド社製)
AL PAN シール
測定温度範囲:室温〜500℃
昇温速度:20℃/min.
流速:50mL/min
サンプル量:3mg
2,6−ビス(p−クレゾール−2−イルメチル]−p−クレゾールと2−エチル−4−メチルイミダゾールの吸熱ピークトップがそれぞれ215℃、57℃と202℃であるのに対して、包接化合物は、142℃であった。また、2,6−ビス(p−クレゾール−2−イルメチル]−p−クレゾールと2−エチル−4−メチルイミダゾールの重量減少開始温度は、それぞれ176℃、100℃であるのに対して、包接化合物は、128℃であった。
(合成例2)
2,6−ビス(p−クレゾール−2−イルメチル]−p−クレゾール3.16g(9mmol)と2−エチル−4−メチルイミダゾール1g(9mmol)と酢酸エチル15mlを3時間還流攪拌し、冷却後、濾過、減圧乾燥して生成物を得た。得られた生成物はH−NMR、TG−DSC及びXRDにて、2,6−ビス(p−クレゾール−2−イルメチル]−p−クレゾールと2−エチル−4−メチルイミダゾールの1:1(モル比)包接化合物(包接化合物A)であることを確認した。
(合成例3)
2,2’−メチレンビス[6−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−p−クレゾール4g(8.5mmol)と2−エチル−4−メチルイミダゾール0.94g(8.5mmol)を酢酸エチルに溶解し、室温静置して晶析させ、濾過、減圧乾燥して生成物を得た。得られた生成物はH−NMR、TG−DSC及びXRDにて、2,2’−メチレンビス[6−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−p−クレゾール4g(8.5mmol)と2−エチル−4−メチルイミダゾールの1:1(モル比)包接化合物(包接化合物B)であることを確認した。図4〜6にその測定結果を示す。
2,2’−メチレンビス[6−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−p−クレゾールと2E4MZの吸熱ピークトップがそれぞれ179℃、57℃と202℃であるのに対して、包接化合物は、162℃であった。また、2,2’−メチレンビス[6−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−p−クレゾール、2E4MZの重量開始減少温度は、それぞれ169℃、100℃であるのに対して、包接化合物は、138℃であった。
(合成例4)
2,2’−メチレンビス[6−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−p−クレゾール12g(25.6mmol)と2E4MZ2.82g(25.6mmol)と酢酸エチル30mlを3時間還流攪拌し、冷却後、濾過、減圧乾燥して生成物を得た。得られた生成物はH−NMR、TG−DSC及びXRDにて、2,2’−メチレンビス[6−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−p−クレゾール4g(8.5mmol)と2E4MZの1:1(モル比)包接化合物(包接化合物B)であることを確認した。
[エポキシ樹脂の製造]
(処方例1)
エポキシ樹脂(商品名:エポトート(登録商標)YD−128、東邦化成(株)製)5g、2−エチル−4−メチルイミダゾール換算で0.2gの合成例1で得た包接化合物Aを添加した。25℃で10分間混練することにより、エポキシ樹脂組成物Aを得た。
(処方例2)
エポキシ樹脂(商品名:エポトートYD−128、東邦化成(株)製)5g、2−エチル−4−メチルイミダゾール換算で0.2gの包接化合物Bを添加した。25℃で10分間混練することにより、エポキシ樹脂組成物Bを得た。
(比較処方例1)
包接化合物Aの代わりに、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタンと、2−エチル−4−メチルイミダゾールとの組成比率1:2(モル比)から成る包接化合物を用いた以外は、処方例1と同様にしてエポキシ樹脂組成物Cを得た。
(比較処方例2)
包接化合物Aの代わりに、2−エチル−4−メチルイミダゾールを用いた以外は、処方例1と同様にしてエポキシ樹脂組成物Dを得た。
(エポキシ樹脂組成物A〜DのDSC測定1)
処方例1、2、及び比較処方例1、2で得られたエポキシ樹脂組成物A〜Dの一部をそれぞれ採取し、示差走査熱量計でエポキシ樹脂組成物の硬化反応に基づく発熱を測定した。
エポキシ樹脂組成物A〜DのそれぞれのDSCチャートを図7〜図10に示す。図中、横軸は測定温度(℃)、縦軸は発熱量(Heat Flow/mW)をそれぞれ示す。
測定条件は以下の通りである。
装置:DSC Q2000(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製)
AL pan シール
測定温度範囲:室温〜250℃
昇温速度10℃/min.
流速:50mL/min
サンプル量:3mg
(エポキシ樹脂組成物A〜DのDSC測定2)
得られたエポキシ樹脂組成物A〜Dを80℃に温度を固定して、時間軸を横軸にとり、DSCを測定した。その結果を図11〜14に示す。
(参考例)
特許文献10(特開昭56−59841号公報)には、1分子あたり少なくとも3個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール系化合物と各種イミダゾール類のテトラ置換ボレート化合物とを温度80〜180℃において溶融混合してなる硬化剤が記載されており、該硬化剤が、包接化合物であるかないかを検証した。
本出願の実施例に準じて、2,2’−メチレンビス[6−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−p−クレゾールと2E4MZをモル比1:1で混合し、180℃で30分間加熱溶融混合した。得られた混合物のTG−DSCを測定した。その結果を図15に示す。
吸熱ピークが見られないことから、上記混合物には、包接化合物は含まれていないことがわかった。

Claims (3)

  1. 式(I)

    (式中、Rは、ヒドロキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子、C1〜C10アルキル基、ヒドロキシ基で置換されたC1〜C10アルキル基、C6〜C10アリール基、C6〜C10アリールC1〜C10アルキル基、C1〜C10アシル基、C1〜C10アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、シアノ基、またはカルバモイル基を表し、mは、0または1〜3のいずれかの整数を表し、aは1又は2を表す。)で表される化合物と2−エチル−4−メチルイミダゾールを含有する包接化合物。
  2. 下記成分(A)及び(B)を含有するエポキシ樹脂組成物。
    (A)エポキシ樹脂
    (B)式(I)

    (式中、Rは、ヒドロキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子、C1〜C10アルキル基、ヒドロキシ基で置換されたC1〜C10アルキル基、C6〜C10アリール基、C6〜C10アリールC1〜C10アルキル基、C1〜C10アシル基、C1〜C10アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、シアノ基、またはカルバモイル基を表し、mは、0または1〜3のいずれかの整数を表し、aは1又は2を表す。)で表される化合物と2−エチル−4−メチルイミダゾールを含有する包接化合物
  3. 請求項2に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物。





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