JPH1045871A - エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents
エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物Info
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Abstract
与えるエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂組成物を提供する
こと。 【解決手段】ビスフェノールフルオレンの水酸基にエチ
レンオキサイドを付加した構造の化合物のアルコール性
水酸基をグリシジルエーテル化することにより得られる
エポキシ樹脂、該エポキシ樹脂を含む樹脂組成物及びそ
の硬化物。
Description
優れる硬化物を与えるエポキシ樹脂、およびエポキシ樹
脂組成物に関する。
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、電気的性質などに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。
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、それを使用して得られる硬化物の靭性は向上するも
のの耐熱性が低下するという欠点がある。また、汎用エ
ポキシ樹脂にo−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添加した場合、その硬化物の
耐熱性は向上するものの、耐水性及び靭性が低下すると
いう問題がある。
状に鑑み、耐熱性、耐水性及び靭性に優れた硬化物を与
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、耐水性及び靭性を発現するものであること
を見いだし本発明を完成させるに到った。
のアルキル基を表し、Gはグリシジル基を表す。)
(1)記載のエポキシ樹脂、硬化剤を含有してなるエポ
キシ樹脂組成物、(3)硬化促進剤を含有する上記
(2)記載のエポキシ樹脂組成物、(4)無機充填材を
含有する上記(2)または(3)記載のエポキシ樹脂組
成物、(5)上記(2)、(3)及び(4)のいずれか
1項に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。
明のエポキシ樹脂は例えば、式(2)
味を表す。)
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。式(2)におけるRとしては、水素
原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が
好ましい基として挙げられ、水素原子またはメチル基が
特に好ましい。
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。例えば式(2)の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
金属水酸化物を一括で添加し、または添加しながら20
〜120℃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。
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流出させ、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。
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、更にアルカリ金属水酸化
物の固体または水溶液を加え、20〜120℃で0.5
〜8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。
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
表される化合物中の水酸基1当量に対し通常0.8〜
2.0モル、好ましくは0.9〜1.8モルである。ま
た、反応を円滑に進行させるためにジメチルスルホン、
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。
ピハロヒドリンの量に対し通常5〜150重量%、好ま
しくは10〜140重量%である。
後、または水洗無しに加熱減圧下、100〜150℃、
圧力10mmHg以下でエピハロヒドリンや溶媒などを
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トルエ
ン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンなど
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)の化合物の水酸基1当量に対して通常0.01〜
0.3モル、好ましくは0.05〜0.2モルである。
反応温度は通常50〜120℃、反応時間は通常0.5
〜2時間である。
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、メチルエチルケトンなどの溶剤を留去す
ることにより加水分解性ハロゲンの少ない本発明のエポ
キシ樹脂が得られる。
て説明する。本発明のエポキシ樹脂組成物において本発
明のエポキシ樹脂は単独でまた他のエポキシ樹脂と併用
して使用することが出来る。併用する場合、本発明のエ
ポキシ樹脂の全エポキシ樹脂中に占める割合は30重量
%以上が好ましく、特に40重量%以上が好ましい。
ポキシ樹脂の具体例としてはノボラック型エポキシ樹
脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノール
F型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などが挙
げられるがこれらは単独で用いてもよく、2種以上併用
してもよい。
有する。本発明のエポキシ樹脂組成物において使用され
る硬化剤としては、例えばアミン系化合物、酸無水物系
化合物、アミド系化合物、フェノ−ル系化合物などが挙
げられる。用い得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
などが挙げられるが、エポキシ樹脂の硬化剤として通常
使用されるものであればこれらに限定されるものではな
い。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用しても
よい。
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
化物性が得られない恐れがある。
併用しても差し支えない。用いうる硬化促進剤の具体例
としては2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾ
ール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダ
ゾ−ル類、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、
1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−
7等の第3級アミン類、トリフェニルホスフィン等のホ
スフィン類、オクチル酸スズ等の金属化合物等が挙げら
れる。硬化促進剤はエポキシ樹脂100重量部に対して
0.1〜5.0重量部が必要に応じ用いられる。
填材を含有する。用いうる無機充填材の具体例としては
シリカ、アルミナ、タルク等が挙げられる。無機充填材
は本発明のエポキシ樹脂組成物中において0〜90重量
%を占める量が用いられる。更に本発明のエポキシ樹脂
組成物には、シランカップリング剤、ステアリン酸、パ
ルミチン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウ
ム等の離型剤、顔料等の種々の配合剤を添加することが
できる。
所定の割合で均一に混合することにより得られる。本発
明のエポキシ樹脂組成物は従来知られている方法と同様
の方法で容易にその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、必要により硬化促進
剤、無機充填材並びに配合材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80〜200℃で2〜10時間加熱する
ことにより本発明の硬化物を得ることができる。
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もでき
る。この際の溶剤は、本発明のエポキシ樹脂組成物と該
溶剤の混合物中で通常10から70重量%、好ましくは
15〜70重量%、このましくは15〜65重量%を占
める量を用いる。
に優れており、硬化前のエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂
組成物は低粘度で作業性が良好であるため、耐熱性、低
粘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。
説明するが、以下において部は特に断わりのない限り重
量部である。
スコに窒素ガスパージを施しながら下記式(3)
ドリン370部に溶解させ、テトラメチルアンモニウム
クロライド5部を添加した。更に45℃に加熱しフレー
ク状水酸化ナトリウム60部を100分かけて分割添加
し、その後、更に45℃で3時間反応させた。反応終了
後水洗を2回行い生成塩などを除去した後、ロータリー
エバポレーターを使用し、130℃に加熱し減圧下で過
剰のエピクロルヒドリン等を留去し、残留物に552部
のメチルイソブチルケトンを加え溶解した。
℃に加熱し30重量%の水酸化ナトリウム水溶液10部
を添加し1時間反応させた後、洗浄液のpHが中性とな
るまで水洗を繰り返した。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(4)
53部を得た。得られたエポキシ樹脂は固形でありエポ
キシ当量は294g/eqであった。
下記式(5)
実施例1と同様にエポキシ化反応を行い、下記式(6)
得た。得られたエポキシ樹脂は固形でありエポキシ当量
は307g/eqであった。
に対し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83℃、日本化薬(株)製)
を、また硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(T
PP)を用いて表1の配合物の組成の欄に示す割合で配
合して、70℃で15分ロールで混練し150℃、成型
圧力50kg/cm2 で180秒間トランスファー成型
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、ガラス転移点及び吸水率
を測定した。結果を表1に示す。尚、表中配合物の組成
の欄の数値は部を表す。
は、高いガラス転移点及び低い吸水率を示すことが明ら
かである。
使用されてきたエポキシ樹脂と比較して、耐熱性及び耐
水性に優れ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、レジストなどの広範
囲の用途にきわめて有用である。
Claims (5)
- 【請求項1】式(1) 【化1】 (式中、Rはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1
〜4のアルキル基を表し、Gはグリシジル基を表す。)
で表されるエポキシ樹脂。 - 【請求項2】請求項1記載のエポキシ樹脂、硬化剤を含
有してなるエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項3】硬化促進剤を含有する請求項2記載のエポ
キシ樹脂組成物。 - 【請求項4】無機充填材を含有する請求項2または3記
載のエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項5】請求項2、3及び4のいずれか1項に記載
のエポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
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1996
- 1996-07-30 JP JP21596496A patent/JP3659533B2/ja not_active Expired - Lifetime
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