JPH07268049A - 新規フェノール樹脂 - Google Patents

新規フェノール樹脂

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JPH07268049A
JPH07268049A JP5903394A JP5903394A JPH07268049A JP H07268049 A JPH07268049 A JP H07268049A JP 5903394 A JP5903394 A JP 5903394A JP 5903394 A JP5903394 A JP 5903394A JP H07268049 A JPH07268049 A JP H07268049A
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JP
Japan
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resin
phenol
product
vanillin
epoxy resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP5903394A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Okazaki
勝彦 岡崎
Tsunetomo Nakano
常朝 中野
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Meiwa Plastic Industries Ltd
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
Meiwa Kasei KK
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Publication date
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  • Epoxy Resins (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 バニリンを製造する際に得られるアルデヒド
基を含有する副生物とフェノール類とを酸性触媒の存在
下50℃以上の温度で処理し、低沸点成分を除去して得
られる新規なフェノール樹脂。 【効果】 本発明はバニリンを製造する際に得られるア
ルデヒドを含有する副生物をフェノール系樹脂とするこ
とで有効に利用できる。副生物とフェノール類とからな
る新規なフェノール樹脂はエポキシ樹脂の硬化剤として
も有用であり、これを使用したエポキシ樹脂硬化物は優
れた硬化特性を発揮し、低吸水性、耐熱性と破断エネル
ギーの大きい樹脂硬化物を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバニリンを製造する際に
得られるアルデヒド基を含有する副生物の利用に係わ
る。さらに詳しくは副生物中のバニリン誘導体とフェノ
ール類とよりなるバニリン誘導体フェノール樹脂に関す
るものであり、これらは注型用、成形用、積層用などの
エポキシ樹脂の硬化剤として好適に用いられる。
【0002】
【従来の技術および問題点】バニリンを製造する際に得
られるアルデヒド基を含有する副生物は多量に発生する
にもかかわらず、これまでにその用途が見出せず燃料と
して使用されていた。本発明はこの副生物とフェノール
類との反応物をエポキシ樹脂の硬化剤として有効に利用
するものである。エポキシ樹脂は、接着性、加工性、耐
溶剤性などに優れた特徴を有しており、幅広い用途に使
用されている。しかし、近年の著しい技術進展に伴って
それぞれの用途分野において、より高性能特に耐熱性が
要求されている。エポキシ樹脂組成物の耐熱性を改良す
る方法としては、エポキシ樹脂自身を改良する以外に、
硬化剤を変更する方法がある。エポキシ樹脂の硬化剤と
しては、アミン化合物、酸無水物、フェノール化合物な
どがある。一般に、アミン化合物を用いると、耐水性が
悪く、また、毒性の問題がある。また、酸無水物は硬化
が遅く、しかも硬化物の耐水性、接着性などが劣るとい
う欠点がある。これらに代るものとして、特に成型材料
分野では、耐熱性、耐水性のバランスのとれたフェノー
ルノボラックが用いられている。しかし、最近IC電子
部品の封止材ではフェノールノボラック樹脂よりもさら
に高い耐熱性が要求されている。高耐熱性を指向したエ
ポキシ樹脂用硬化剤に関して、例えば、特開昭63−2
2824号公報には、フェノール類とサリチルアルデヒ
ドの縮合物が開示されている。しかし、この縮合物にお
いても耐熱性、耐湿性の向上が望まれている。
【0003】
【問題を解決するための手段】本発明者等はバニリンを
製造する際に得られるアルデヒド基を有する副生物の有
効利用について鋭意研究し、これとフェノール類とから
なる新規なフェノール樹脂が耐熱性、耐湿性の両者同時
に満足させる優れたエポキシ樹脂硬化剤であることを見
出し、本発明を完成した。本発明はバニリンを製造する
際に得られるアルデヒド基を含有する副生物とフェノー
ル類とを酸性触媒の存在下50℃以上の温度で処理し、
低沸点成分を除去して得られる新規なフェノール樹脂お
よびフェノール樹脂とエポキシ樹脂とからなる組成物を
提供することで上記問題を解決した。本発明のフェノー
ル樹脂はバニリン製造の際に得られる副生物中のフェノ
ール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとフェノール類
とから得られる多価フェノールである。
【0004】本発明におけるバニリンを製造する際に得
られるアルデヒド基を含有する副生物とは、
【0005】
【化1】
【0006】
【化2】
【0007】グアヤコール、グエトール類を含むカテコ
ール誘導体とグリオキシル酸との付加反応(I)および
生成マンデル酸の酸化反応工程(II)によりバニリンを
製造した後に、バニリンを分離した残りの釜残で、バニ
リンの付加、縮合などの遂次反応物である。
【0008】この副生物の各成分すべての構造は明確で
はないが、フェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒ
ドとアルコキシ基などを有する化合物である。成分とし
て構造的に確認しているものとしては、イソフタルアル
デヒド(A)、バニリンの縮合体(B)およびバニリン
とo−アルコキシフェノールの縮合体(C)である。こ
れらはNMR、MSスペクトル、IRスペクトルにより
確認した。(A)に該当するヒドロキシメトキシイソフ
タルアルデヒドのNMRスペクトルを図1に示す。ま
た、(B)に該当するバニリンの3核縮合体のNMRス
ペクトルを図2に、IRスペクトルを図3に、MS(E
I)スペクトルを図4に示す。また同様に(C)に該当
するグアヤコールとバニリンによる3核縮合体はMS
(EI)スペクトルより分子イオンピーク410を確認
した。(D)についてはIR吸収スペクトルより推測さ
れる。
【0009】
【化3】
【0010】
【化4】
【0011】
【化5】
【0012】
【化6】
【0013】(A)はバニリンにグリオキシル酸がさら
に遂次反応することにより生成した副生物であり、
(B)は主生成物であるバニリンの縮合によって生成す
る化合物であり、(C)はバニリンと原料のo−アルコ
キシフェノールとの縮合物である。この他、副生物とし
ては(D)なども当然考えられる。
【0014】副生物中の(B)、(C)、(D)成分な
どの縮合物の割合が増大すると、これより製造した新規
なフェノール樹脂をエポキシ硬化剤として使用した際、
エポキシ樹脂硬化物の耐熱性を上げることができるが、
硬化剤の溶融温度が上がりその粘度が高くなるため取扱
いにくい欠点がある。従って、使途により副生物を選択
するなり、副生物に代る他の硬化剤成分を混合する必要
も生じる。
【0015】この際、混合できるものとして低分子フェ
ノールノボラック類があげられる。これらはフェノール
類とホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、グリコール
類、エーテル化合物より合成される。その配合割合は副
生物から合成したフェノール樹脂を少なくとも10%以
上含むものが好ましい。
【0016】本発明に用いるフェノール類とは、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。具体的に例示すると、フェノール、レゾルシノ
ール、ヒドロキノンなど、無置換のフェノール類;クレ
ゾール、エチルフェノール、n−プロピルフェノール、
iso−プロピルフェノール、t−プチルフェノール、
オクチルフェノール。ノニルフェノール、フェニルフェ
ノールなど、一置換フェノール類;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、メチ
ルヘキシルフェノール、ジプロピルフェノール、ジブチ
ルフェノール、グアヤコール、グエトールなど、二置換
フェノール類;トリメチルフェノールに代表される三置
換フェノール類;ナフトール、メチルナフトールなど、
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などのビスフェノール類などが挙げら
れる。本発明において、副生物とフェノール類との反応
は副生物1モルに対しフェノール類を0.5モル以上配
合し、有機酸または無機酸触媒存在下で50℃以上の温
度で数時間反応させることにより得られる。
【0017】本発明の多価フェノール類を硬化剤として
用いるエポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂が用
いられる。例えば、ビスフェノールA、ビスフェノール
F、ビスフェノールAD、臭素化ビスフェノールA、レ
ゾルシン、ハイドロキノンなどのジフェノール類のグリ
シジルエーテル;フェノールノボラック、クレゾールノ
ボラック、レゾルシンノボラック、トリヒドロキシフェ
ニルメタン、トリヒドロキシフェニルプロパン、テトラ
ヒドロキシフェニルエタン、ポリビニルフェノール、ポ
リイソプロベニルフェノールなどのグリシジルエーテ
ル:フェノール類と芳香族カルボニル化合物との縮合反
応により得られる多価フェノール類のグリシジルエーテ
ル;ジアミノジフェニルメタン、アミノフェノールなど
のグリシジルアミン類;ビニルシクロヘキセンジオキサ
イド、アリシリックジエポキシアセタール、アリシリッ
クジエポキシカルボキシレートなどの脂環式エポキシ樹
脂;ヒダントイン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソ
シアヌレートなどの複素環式エポキシ樹脂などである。
本発明の新規なフェノール類のエポキシ樹脂硬化剤とし
ての使用量は、グリシジル基に対し、フェノール性水酸
基が0.2〜1.5当量となる量が好ましい。
【0018】また、本発明の硬化剤とエポキシ樹脂との
組成物には、必要により他の硬化剤、充填剤、硬化促進
剤、離型剤、難燃剤、表面処理剤など、公知の添加剤を
添加することができる。
【0019】本発明の硬化剤とエポキシ樹脂とによる組
成物を用いて半導体など、電子部品を樹脂封止するに
は、トランスファーモールド、コンプレッションモール
ド、インジェクションモールドなどが、また特に該樹脂
組成物が液状の場合には注型法、ディッピング法、ドロ
ッピング法など、従来から公知の成型法が適用される。
また、該樹脂組成物を積層板用に用いるには、樹脂組成
物をメチルエチルケトンやトルエン、エチレングリコー
ルモノメチルエーテルなどの溶剤を用いて均一に溶解
し、これをガラス繊維や有機繊維に含浸させ、加熱乾燥
し、プリプレグとし、これをプレス成型すればよい。
【0020】本発明の新規フェノール樹脂は従来エポキ
シ樹脂用硬化剤として広く用いられてきたフェノールノ
ボラック樹脂より高い耐熱性で、耐湿性、成型性などに
バランスのとれた硬化成型物を得ることができる。な
お、本発明の多価フェノール類を周知の技術でグリシジ
ルエーテル化すれば、耐熱性、耐湿性の高いエポキシ樹
脂とすることもできる。
【0021】
【発明の効果】本発明はバニリンを製造する際に得られ
るアルデヒドを含有する副生物をフェノール系樹脂とす
ることで有効に利用できる。副生物とフェノール類とか
らなる新規なフェノール樹脂はエポキシ樹脂の硬化剤と
しても有用であり、これを使用したエポキシ樹脂硬化物
は優れた硬化特性を発揮し、低吸水性、耐熱性と破断エ
ネルギーの大きい樹脂硬化物を提供する。得られた樹脂
はIC封止材としての耐熱衝撃性および表面実装の作業
時のソルダリング耐熱性の要求特性を十分に満足するも
のとなる。従って本発明の半導体封止材用硬化物によれ
ば、高特性IC封止材が提供される。
【0022】
【実施例および比較例】以下、実施例でもって、本発明
を説明する。ここで、用いる硬化成型物の評価項目及び
その方法は下記の通りである。 吸水率:試験片を100℃の煮沸水に入れ24時間後の
重量増加を測定し算出した。 ガラス転移温度(Tg):理学電機製(TMA814
0)を用い、線膨張変化より求めた。 曲げ強さ、曲げ弾性率、曲げ破壊エネルギー:オートグ
ラフ(島津製作所AG−5000D)を使用しクロスヘ
ッドスピード10mm/分で測定した。 実施例中の副生物1は副生成成分A+B+C+D 副生物2は副生物1をクロロホルム抽出し不溶分のDを
除いたA+B+Cである。副生物3はAを主体とした成
分である。
【0023】実施例1 フェノール1128g(12モル)副生物1、152g
を3リットル3つ口フラスコに仕込み触媒としてPTS
(パラトルエンスルホン酸)を5g加え100℃3時間
反応させた。その後反応液を160℃まで昇温脱水し減
圧度50torrで未反応フェノールを除去した。この
樹脂の軟化点は120℃であった。(樹脂A)
【0024】実施例2 実施例1の副生物1を副生物2、152gに変えた以外
は合成法は実施例1に同じ。この樹脂の軟化点は115
℃であった。(樹脂B)
【0025】実施例3 実施例1の副生物1を副生物3、152gに変えた以外
は合成法は実施例に同じ。この樹脂の軟化点は110℃
であった。(樹脂C)
【0026】実施例4 実施例1の樹脂Aを合成後、樹脂A100部に対しフェ
ノールノボラック樹脂(例.明和化成(株)H−1 軟
化点は85℃)を30部を混合した。この樹脂の軟化点
は110℃であった。(樹脂D)
【0027】比較例1 フェノール1128g(12モル)、37%ホルマリン
567.6g(7モル)を3リットル3つ口フラスコに
仕込み触媒として100%シュウ酸10gを加え100
℃3時間反応させた。その後反応液を160℃まで昇温
脱水し減圧度50torrで未反応フェノールを除去し
た。この樹脂の軟化点は115℃であった。(樹脂E)
【0028】比較例2 フェノール1128g(12モル)、サリチルアルデヒ
ド122g(1モル)を3リットル3つ口フラスコに仕
込み触媒としてPTS(パラトルエンスルホン酸)を5
g加え100℃3時間反応させた。その後反応液を10
0℃まで昇温脱水し後減圧度50torrで未反応フェ
ノールを除去した。このものの樹脂の軟化点は115℃
であった。(樹脂F) 硬化物評価 硬化物評価としては、半導体用エポキシ樹脂の代表例と
してエポキシ化クレゾールノボラック樹脂(日本化薬
(株)EOCN−1020 軟化点65℃)を使用し、
本発明の実施例樹脂(A〜D)および比較例樹脂(E〜
F)を配合し(表1)硬化触媒としてトリフェニルホス
フィン(TPP)を添加硬化させ物性評価を行った。
【0029】試験片作成 配合
【表1】
【0030】配合比はエポキシ当量/OH当量=1 注型 エポキシ樹脂、硬化剤、硬化触媒を150℃に加熱溶
融。 硬化 1次硬化150℃4h+2次硬化180℃4h 試験片寸法 a.吸水率 4mm×25mm×70mm b.Tg TMA試験寸法 c.曲げ試験片 4mm×6mm×75mm 試験方法 吸水率 試験片を100℃の煮沸水に入れ24h後の重量増加を
測定。 Tg 理学電機製(TMA8140)を使用。線膨張変化より
Tgを求めた。 曲げ強さ、曲げ弾性率、曲げ破壊エネルギー 島津製作所(AG−5000D)オートグラフを使用し
測定 クロスヘッドスピード 10mm/分
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の詳細な説明中に記載した(A)に該当
するヒドロキシメトキシイソフタルアルデヒドのNMR
スペクトル。
【図2】本発明の詳細な説明中に記載した(B)に該当
するバニリンの3核縮合体のNMRスペクトル。
【図3】本発明の詳細な説明中に記載した(B)に該当
するバニリンの3核縮合体のIRスペクトル。
【図4】本発明の詳細な説明中に記載した(B)に該当
するバニリンの3核縮合体のMS(EI)スペクトル。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バニリンを製造する際に得られるアルデ
    ヒド基を含有する副生物とフェノール類とを酸性触媒の
    存在下50℃以上の温度で処理し、低沸点成分を除去し
    て得られる新規なフェノール樹脂。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のフェノール樹脂を10
    重量%以上含有するフェノール樹脂混合物。
  3. 【請求項3】 請求項1、2に記載のフェノール樹脂と
    エポキシ樹脂とからなる組成物。
JP5903394A 1994-03-29 1994-03-29 新規フェノール樹脂 Pending JPH07268049A (ja)

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