JPH1180178A - リン含有フェノール末端オリゴマー及びその製造法 - Google Patents

リン含有フェノール末端オリゴマー及びその製造法

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JPH1180178A
JPH1180178A JP24921197A JP24921197A JPH1180178A JP H1180178 A JPH1180178 A JP H1180178A JP 24921197 A JP24921197 A JP 24921197A JP 24921197 A JP24921197 A JP 24921197A JP H1180178 A JPH1180178 A JP H1180178A
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Toru Takahashi
亨 高橋
Takeshi Uchida
剛 内田
Atsushi Fujioka
厚 藤岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的リン含有率が高く、作業性の良いリ
ン含有フェノール末端オリゴマー及びその好適な製造法
を提供する。 【解決手段】 一般式(I) 【化1】 (式中、R1は炭素数6〜14のアリール基を示し、A
rはベンゼン、ビフェニル、炭素数1〜6のアルキル基
で置換されたアルキル置換ベンゼン、炭素数1〜6のア
ルキル基で置換されたアルキル置換ビフェニル、ジフェ
ニルメタン、ジフェニル−2,2′−プロパン又はクミ
ルベンゼンの芳香環の2つの水素を置換した2価の芳香
族残基を示し、nは0.1〜50であり、生成するオリ
ゴマーは混合物である。)で表わされるリン含有フェノ
ール末端オリゴマー及び(A)アリールホスホン酸ジハ
ライド及び(B)芳香族ジヒドロキシ化合物を酸受容剤
の存在下あるいは非存在下で反応させるリン含有フェノ
ール末端オリゴマーの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂の硬
化剤及びエポキシ樹脂やポリエステル樹脂等の各種樹脂
の原材料等に用いられる難燃性に優れたリン含有フェノ
ール末端オリゴマー及びその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂の用途は元来、その硬化物
の特性を生かして接着剤としての使用がほとんどであっ
た。その後、硬化物の機械的強度や電気絶縁特性が優れ
ていることから塗料、ガラス繊維強化プラスチックスと
いった新たな用途が増え、最近では電気・電子材料とし
ての用途、例えば、積層板、成形材料、封止材材料等の
用途が目立つようになった。そして、家電品の発火火災
事故が相次いだことを契機に、絶縁材料の難燃化が要求
されるようになり、難燃化されたエポキシ樹脂は絶縁材
料を始め、車両、船舶、航空機、建材、ハウジング類等
の難燃化にも用いられている。
【0003】従来、エポキシ樹脂を難燃化する方法とし
ては、例えば『プラスチックスエージ』(出版元:株式
会社プラスチックスエージ)1991年6月号の第14
6〜153頁に記載されているように、テトラブロモビ
スフェノールΑのジグリシジルエーテル、ブロム化フェ
ノールノボラックのポリグリシジルエーテル等のハロゲ
ン含有エポキシ化合物、もしくはデカブロモビフェニル
エーテル等のハロゲン含有有機化合物を用いる方法が知
られている。しかしながら、これらの難燃剤は、耐熱
性、電気絶縁性等を低下させ、しかも火災燃焼時有毒ガ
スを生じる恐れがあった。また、原子力発電所・電話局
等での火災により通信網がマヒしたことをきっかけにハ
ロゲン化水素の低減化及び低発煙化が望まれるようにな
ってきた。
【0004】一方、リン系難燃剤としては、従来から、
ポリリン酸塩、赤リン等の無機系のものと、リン酸エス
テル、特にトリフェニルホスフェート(TPP)を中心
とする有機系のものが広く用いられている。しかし、こ
れらのリン系添加型難燃剤は、エポキシ樹脂の耐湿性、
耐熱性等を低下させる問題点を持っていた。
【0005】リン系反応型難燃剤としてはリン含有エポ
キシ化合物が検討されており、リン原子を骨格鎖に組み
込んだ芳香族化合物(特開昭61−134395号公
報、特開平2−272014号公報)、脂肪族エーテル
化合物(特開昭62−223215号公報)、側鎖にリ
ン原子を持つ芳香族化合物(特開平5−39345号公
報、特開昭61−148219号公報)等が知られてい
る。しかし、リン原子に芳香環が直接結合していない化
合物(特開昭62−223215号公報、特開昭61−
148219号公報)は耐熱性が低く、トリフェニルホ
スフィンオキシド類の様にリン原子に芳香環が2個以上
結合した芳香族化合物(特開昭61−134395号公
報、特開平5−39345号公報)は高価で合成品の精
製も容易でない。リン原子に芳香環が1個だけ結合して
いる芳香族化合物(特開平2−272014号公報)
は、低粘度の液体であり、例えば注型用樹脂に用いた場
合その粘度調整ができない、あるいは積層板材料とした
場合にプリプレグにべた付きがあるため作業性に問題が
ある。また特開平5−39345号公報の芳香族化合物
はリン含有量が低いという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、比較
的リン含有率が高く、作業性の良いリン含有フェノール
末端オリゴマーを提供するものである。
【0007】本発明の他の目的は、上記リン含有フェノ
ール末端オリゴマーの好適な製造法を提供するものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、一
般式(I)
【0009】
【化2】 (式中、R1は炭素数6〜14のアリール基を示し、A
rはベンゼン、ビフェニル、炭素数1〜6のアルキル基
で置換されたアルキル置換ベンゼン、炭素数1〜6のア
ルキル基で置換されたアルキル置換ビフェニル、ジフェ
ニルメタン、ジフェニル−2,2′−プロパン又はクミ
ルベンゼンの芳香環の2つの水素を置換した2価の芳香
族残基を示し、nは0.1〜50であり、生成するオリ
ゴマーは混合物である。)で表わされるリン含有フェノ
ール末端オリゴマーを提供するものである。
【0010】また、本発明は、(A)アリールホスホン
酸ジハライド及び(B)芳香族ジヒドロキシ化合物を酸
受容剤の存在下あるいは非存在下で反応させることを特
徴とする上記リン含有フェノール末端オリゴマーの製造
法を提供するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明のリン含有フェノール末端
オリゴマーは、上記一般式(I)で表されるものであ
り、一般式(I)中のR1であるアリール基としては、
炭素数6〜14のものであり、例えばフェニル基、ナフ
チル基等が挙げられる。その中でも、フェニル基が好ま
しい。これらのフェニル基、ナフチル基等の芳香核には
アルキル基、水酸基、アミノ基等の置換基がついていて
も構わない。
【0012】一般式(I)中のnは0.1〜50であ
り、生成するオリゴマーはモノマーを含む混合物であ
る。nの値が50を超えると本発明のオリゴマーを用い
て得られる樹脂の硬化物特性が低下する。nは0.1〜
10が好ましく、0.1〜5がより好ましい。
【0013】本発明のリン含有フェノール末端オリゴマ
ーは難燃性の点からリン含有率が6〜12重量%である
ことが好ましい。また、水酸基当量は100〜519g
/eq、GPCによる重量平均分子量が250〜140
0、数平均分子量が110〜600であることが好まし
い。
【0014】本発明のリン含有フェノール末端オリゴマ
ーは、(A)アリールホスホン酸ジハライド及び(B)
芳香族ジヒドロキシ化合物を酸受容剤の存在下あるいは
非存在下で反応させることにより得られる。
【0015】この(A)アリールホスホン酸ジハライド
としては、フェニルスルホン酸ジクロリド、フェニルス
ルホン酸ジブロミド、ナフチルホスホン酸ジクロリド等
の無置換アリールホスホン酸ジハライド、アルキル置換
フェニルホスホン酸ジクロリド、ヒドロキシフェニルホ
スホン酸ジクロリド、アミノフェニルホスホン酸ジクロ
リド、アルキル置換フェニルホスホン酸ジクロリド、ヒ
ドロキシナフチルホスホン酸ジクロリド、アミノナフチ
ルホスホン酸ジクロリド等の置換アリールホスホン酸ジ
ハライド類などが用いられ、その中でもフェニルホスホ
ン酸ジクロリドが好ましいまた、(B)芳香族ジヒドロ
キシ化合物としては、ハイドロキノン、レゾルシノー
ル、4,4′−ジヒドロキシビフェニル、3,4′−ジ
ヒドロキシビフェニル、3,3′−ジヒドロキシビフェ
ニル等の無置換芳香族ジヒドロキシ化合物類、3,3′
−ジメチル−4,4′−ジヒドロキシビフェニル、3,
3′,5,5′−テトラメチル−4,4′−ジヒドロキ
シビフェニル、4,4′−ジヒドロキシジフェニルメタ
ン、3,4′−ジヒドロキシジフェニルメタン、3,
3′−ジヒドロキシジフェニルメタン、4,4′−ジヒ
ドロキシジフェニル−2,2′−プロパン、1,3−ビ
ス(4−ヒドロキシクミル)ベンゼン、1,4−ビス
(4−ヒドロキシクミル)ベンゼン等の無置換芳香族ジ
ヒドロキシ化合物類などが用いられ、そのなかでもハイ
ドロキノン、レゾルシノール、4,4′−ジヒドロキシ
ビフェニル、4,4′−ジヒドロキシジフェニル−2,
2′−プロパン、3,3′,5,5′−テトラメチル−
4,4′−ジヒドロキシビフェニルが好ましく、ハイド
ロキノン、レゾルシノールが特に好ましい。
【0016】また、酸受容剤としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ
類、ジメチルアミノピリジン、ピリジン、トリエチルア
ミン等のアミン類などが挙げられ、その中でもジメチル
アミノピリジン、ピリジン、トリエチルアミン等が好ま
しく、トリエチルアミンがより好ましい。
【0017】また、溶剤としてはテトラヒドロフラン等
のエーテル類、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸
エチル等のエステル類などの不活性溶剤を用いることが
好ましく、濃度は50重量%以下とすることが好まし
い。
【0018】本発明における各成分の配合量としては、
(A)成分100重量部に対して、(B)成分70〜3
00重量部とすることが好ましく、(B)成分70〜2
00重量部とすることがより好ましく、(B)成分70
〜170重量部とすることが特に好ましい。(B)成分
の配合量が70重量部未満では副反応により水酸基が非
常に少なくなる傾向があり、300重量部を超えると、
積層材料に用いた場合に難燃性が低下する傾向がある。
【0019】本発明における反応温度は、−70〜50
℃とすることが好ましく、−70〜30℃とすることが
より好ましく、−70〜0℃とすることが特に好まし
い。反応温度が−70℃未満では反応速度が著しく下が
る傾向があり、50℃を超えると、副反応が生じやすく
なる傾向がある。
【0020】本発明における反応時間は、0.1〜24
時間とすることが好ましく、0.5〜12時間とするこ
とがより好ましく、2〜5時間とすることが特に好まし
い。反応時間が0.1時間未満では反応が不十分となる
傾向があり、24時間を超えると、加水分解等の副反応
が生じやすくなる傾向がある。
【0021】本発明における反応系の圧力には、特に制
限はない。従って、通常は常圧で反応を行っても差しつ
かえない。
【0022】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。但
し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0023】実施例1 ドラフト内の撹拌装置、温度計、滴下漏斗を備えた反応
容器中に、レゾルシノール(和光純薬(株)製)85重
量部、トリエチルアミン(和光純薬(株)製)104重
量部及びテトラヒドロフラン(和光純薬(株)製)53
4重量部を順次加え、反応容器内を0〜5℃に保ち、撹
拌しながらフェニルホスホン酸二塩化物(和光純薬
(株)製)100重量部のテトラヒドロフラン89重量
部溶液を90分かけて滴下した。滴下終了後冷却を止
め、さらに2時間撹拌を続けた。反応終了後、濾過して
トリエチルアミン塩酸塩を除き、さらに蒸留水で洗浄す
ることにより残存のトリエチルアミン塩酸塩及び未反応
レゾルシノールを除去した。その後室温、真空度13P
aの条件下で、テトラヒドロフランを留去し、うすい褐
色の固体を得た。収率は87%であり、IR、NMRに
より一般式(I)で表される構造であることを確認し
た。このフェノール末端オリゴマーのリン含有率は1
0.8重量%、GPCによる重量平均分子量は1,16
4、数平均分子量は582であった。また、一般式
(I)におけるnは1.70であった。
【0024】実施例2 実施例1においてレゾルシノールの量を113重量部に
変える以外は実施例1と同様にしてリン含有フェノール
末端オリゴマーを得た。このフェノール末端オリゴマー
のリン含有率は9.1重量%、GPCによる重量平均分
子量は758、数平均分子量は386であった。また、
一般式(I)におけるnは1.13であった。
【0025】実施例3 実施例1のリン含有フェノール末端オリゴマー100重
量部、ノボラック型エポキシ70重量部、触媒としてト
リフェニルフォスフィンを5.1重量部加え、100℃
で加熱混融し均一とした後、2MPaの圧力で170
℃、1.5時間プレスすることによりリン含有率が6.
2重量%の樹脂板を作製し、UL94V法に準拠した燃
焼試験を行った。その結果、燃焼時間の合計が17秒、
最大燃焼時間が6秒であり、V−0の燃焼性を示した。
また、上記の樹脂組成物をメチルエチルケトン溶液と
し、ガラスクロスに含浸させた後、120℃で5分間、
縦型熱風乾燥機を用いて溶媒を除去し、プリプレグを作
製した。得られたプリプレグはべた付きがなく、ハンド
リング性等の作業性が良好であった。また、一般式
(I)におけるnは1.70であった。
【0026】比較例1 実施例3の樹脂をノボラックエポキシ100重量部、フ
ェノールノボラック53重量部に変える以外は実施例3
と同様にして樹脂板を作製し、燃焼試験を行った。その
結果、樹脂板は完全に燃焼した。
【0027】参考例 実施例1においてレゾルシノールの量を311重量部に
変える以外は実施例1と同様にしてリン含有フェノール
末端オリゴマーを得た。このフェノール末端オリゴマー
のリン含有率は4.3重量%、GPCによる重量平均分
子量は385、数平均分子量は186であった。次にこ
のリン含有フェノール末端オリゴマー100重量部、ノ
ボラックエポキシ247重量部に変える以外は実施例3
と同様にして樹脂板を作製し、燃焼試験を行った。その
結果、樹脂板は完全に燃焼した。また、一般式(I)に
おけるnは0.54であった。
【0028】
【発明の効果】本発明のリン含有フェノール末端オリゴ
マーは、リン含有率が高く作業性が良好な点が優れてい
る。このオリゴマーの分子量を変えることにより、液体
の場合は粘度を調整でき、また半固体あるいは固体の場
合は溶融粘度を調節できる。注型用樹脂に用いる場合は
その粘度調節が必要であり、本発明のリン含有フェノー
ル末端オリゴマーを用いることにより、適切な粘度に調
整することができ注型作業性を良好にすることができ
る。さらに積層板材料として使用する場合に半固体ある
いは固体になるように分子量を増大させ、プリプレグの
べた付きをなくし、作業性を改善することができる。こ
れらの効果により本発明のリン含有フェノール末端オリ
ゴマーは、注型品、積層板、成形品、封止材、繊維、車
両、船舶、航空機、建材、ハウジング類等の難燃化に好
適である。
【0029】本発明のリン含有フェノール末端オリゴマ
ーの製造法は、上記リン含有フェノール末端オリゴマー
を収率良く製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08G 59/62 C08G 59/62

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、R1は炭素数6〜14のアリール基を示し、A
    rはベンゼン、ビフェニル、炭素数1〜6のアルキル基
    で置換されたアルキル置換ベンゼン、炭素数1〜6のア
    ルキル基で置換されたアルキル置換ビフェニル、ジフェ
    ニルメタン、ジフェニル−2,2′−プロパン又はクミ
    ルベンゼンの芳香環の2つの水素を置換した2価の芳香
    族残基を示し、nは0.1〜50であり、生成するオリ
    ゴマーは混合物である。)で表わされるリン含有フェノ
    ール末端オリゴマー。
  2. 【請求項2】 R1がフェニル基であり、Arが1,3
    −フェニレン基である請求項1記載のリン含有フェノー
    ル末端オリゴマー。
  3. 【請求項3】 リン含有率が6〜12重量%である請求
    項1又は2記載のリン含有フェノール末端オリゴマー。
  4. 【請求項4】 (A)アリールホスホン酸ジハライド及
    び(B)芳香族ジヒドロキシ化合物を酸受容剤の存在下
    あるいは非存在下で反応させることを特徴とする請求項
    1記載のリン含有フェノール末端オリゴマーの製造法。
JP24921197A 1997-09-12 1997-09-12 リン含有フェノール末端オリゴマー及びその製造法 Pending JPH1180178A (ja)

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