JP4354242B2 - Novel crystalline epoxy resin, curable epoxy resin composition and cured product thereof - Google Patents

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Description

本発明は、常温で固体であり取り扱い性に優れ、かつ溶融状態において極めて低溶融粘度を有し、硬化性に優れており、機械的強度、耐熱性及び耐湿性に優れた硬化物を与える新規エポキシ樹脂およびその製造方法に関し、さらに、電気・電子部品の封止材料、成形材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等の用途に有用である、本発明の新規エポキシ樹脂を含有してなる硬化性エポキシ樹脂組成物およびその硬化体に関する。 The present invention is a novel material that is solid at room temperature, has excellent handleability, has a very low melt viscosity in the molten state, has excellent curability, and provides a cured product having excellent mechanical strength, heat resistance, and moisture resistance. The present invention relates to an epoxy resin and a method for producing the same, and further useful for applications such as sealing materials, molding materials, casting materials, laminated materials, composite materials, adhesives, and powder coatings for electrical and electronic parts. The present invention relates to a curable epoxy resin composition containing an epoxy resin and a cured product thereof.

エポキシ化合物は種々の硬化剤で硬化させることにより、機械的性質、耐湿性、電気的性質などに優れた硬化物を与えるので電気・電子部品の封止材料、成形材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等などの幅広い分野に利用されている。しかしながら、技術の進歩に伴い、エポキシ化合物の高性能化に対する要求が高まってきており従来のエポキシ化合物ではその要求に対応できなくなってきた。例えば、電気・電子用途の分野においては電子部品の小型化、薄型化技術の進展に伴い、低粘度のエポキシ樹脂が望まれているが、これは小型化した部品内部の狭い空隙にも十分に樹脂を送り込ませる必要があるためである。低粘度のエポキシ樹脂としてはビスフェノールAのジグリシジルエーテルやビスフェノールFのジグリシジルエーテル等が広く用いられているがこれらのエポキシ樹脂は常温で液状または粘稠であり、用途によっては取り扱いが困難であり作業が劣る。さらにこれらのエポキシ樹脂を用いた硬化体は機械的強度や耐熱性および耐湿性が十分でない。
これらの問題点を解決するために常温以上で結晶性を有するエポキシ樹脂を用いる技術が提案されている。例えば、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂(特許文献1)、スチルベン型エポキシ樹脂(特許文献2)などである。しかし、これらのエポキシ樹脂はエポキシ基の近くに嵩高い置換基がついているので溶融粘度が高く、さらに硬化性の点で十分とはいえない。またこれらのエポキシ樹脂を用いた硬化体は耐熱性や耐湿性につき、前述のビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いた硬化体に比べ、幾分向上するが、用途によっては不十分である。
特公平7-53791号公報 特開平9-12674号公報
Epoxy compounds are cured with various curing agents to give cured products with excellent mechanical properties, moisture resistance, electrical properties, etc., so sealing materials for electrical and electronic parts, molding materials, casting materials, laminate materials It is used in a wide range of fields such as composite materials, adhesives and powder coatings. However, with the advancement of technology, there is an increasing demand for higher performance of epoxy compounds, and conventional epoxy compounds cannot meet the demand. For example, in the field of electrical and electronic applications, low-viscosity epoxy resins are desired as electronic parts become smaller and thinner, and this is sufficient for narrow gaps inside smaller parts. This is because it is necessary to feed resin. As low-viscosity epoxy resins , diglycidyl ethers of bisphenol A and diglycidyl ethers of bisphenol F are widely used, but these epoxy resins are liquid or viscous at room temperature and are difficult to handle depending on the application. Work is inferior. Further, cured bodies using these epoxy resins are not sufficient in mechanical strength, heat resistance and moisture resistance.
In order to solve these problems, a technique using an epoxy resin having crystallinity at room temperature or higher has been proposed. For example, tetramethylbiphenyl type epoxy resin (Patent Document 1), stilbene type epoxy resin (Patent Document 2), and the like. However, these epoxy resins have a bulky substituent in the vicinity of the epoxy group and thus have a high melt viscosity and are not sufficient in terms of curability. Moreover, although the hardened | cured material using these epoxy resins improves somewhat compared with the hardened | cured material using the above-mentioned bisphenol A type epoxy resin about heat resistance and moisture resistance, it is inadequate depending on a use.
Japanese Patent Publication No. 7-53791 Japanese Patent Laid-Open No. 9-12474

本発明は、常温で固体であり取り扱い性に優れ、かつ溶融状態において極めて低溶融粘度を有し、硬化性に優れており、機械的強度、耐熱性及び耐湿性に優れた硬化物を与える新規エポキシ樹脂およびその製造方法に関し、さらに、電気・電子部品の封止材料、成形材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等の用途に有用である、本発明の新規エポキシ樹脂を主成分として含有してなる硬化性エポキシ樹脂組成物およびその硬化体を提供しようとするものである。 The present invention is a novel material that is solid at room temperature, has excellent handleability, has a very low melt viscosity in the molten state, has excellent curability, and provides a cured product having excellent mechanical strength, heat resistance, and moisture resistance. The present invention relates to an epoxy resin and a method for producing the same, and further useful for applications such as sealing materials, molding materials, casting materials, laminated materials, composite materials, adhesives, and powder coatings for electrical and electronic parts. An object of the present invention is to provide a curable epoxy resin composition containing an epoxy resin as a main component and a cured product thereof.

本発明者等は、前記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の化学構造を持つエポキシ樹脂が常温で結晶であるので固体状を維持でき、融点以上では極めて低い粘度を有すること、およびその新規エポキシ樹脂を用いた硬化性エポキシ樹脂組成物は硬化性に優れ、機械的強度、耐熱性及び耐湿性に優れた硬化体を与えることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、以下の各発明のうち、一般式(I)で表される新規な結晶性エポキシ樹脂、該結晶性エポキシ樹脂をエポキシ樹脂成分として含有する硬化性エポキシ樹脂組成物、および該硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化体の発明に関する
「一般式(I)で表される結晶性エポキシ樹脂
一般式(I)
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors can maintain a solid state because an epoxy resin having a specific chemical structure is crystalline at room temperature, and has a very low viscosity above the melting point. And the curable epoxy resin composition using the novel epoxy resin was found to be excellent in curability and give a cured product excellent in mechanical strength, heat resistance and moisture resistance, and completed the present invention. .
That is, the present invention includes, among the following inventions , a novel crystalline epoxy resin represented by the general formula (I), a curable epoxy resin composition containing the crystalline epoxy resin as an epoxy resin component, and the The present invention relates to an invention of a cured product obtained by curing a curable epoxy resin composition .
“A crystalline epoxy resin represented by the general formula (I).
Formula (I)

Figure 0004354242
(I)

(ただし、R〜R10は水素原子または炭素数1〜6までのアルキル基を示す。nは0以上の整数を示す。)
(2)(1)項に記載されたエポキシ化合物であって、一般式(I)の、R〜R10が水素原子、またはR、Rがメチル基かつ他のRが水素原子である、結晶性エポキシ樹脂
(3)一般式(II)で表されるジヒドロアントラハイドロキノン化合物をエピハロヒドリンと反応させることを特徴とする(1)項に記載された結晶性エポキシ樹脂の製造方法。
一般式(II)
Figure 0004354242
(I)

(However, R < 1 > -R < 10 > shows a hydrogen atom or a C1-C6 alkyl group. N shows an integer greater than or equal to 0.)
(2) The epoxy compound described in the item (1) , wherein R 1 to R 10 in the general formula (I) are a hydrogen atom, or R 3 and R 4 are a methyl group and the other R is a hydrogen atom. There is a crystalline epoxy resin .
(3) The method for producing a crystalline epoxy resin according to item (1), wherein the dihydroanthrahydroquinone compound represented by the general formula (II) is reacted with epihalohydrin.
Formula (II)

Figure 0004354242

(ただし、R〜R10は水素原子または炭素数1〜6までのアルキル基を示す。)
(4)(3)項に記載された結晶性エポキシ樹脂の製造方法であって、一般式(II)の、R〜R10が水素原子、またはR、Rがメチル基かつ他のRが水素原子である、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物をエピハロヒドリンと反応させることを特徴とする、結晶性エポキシ樹脂の製造方法。
(5)一般式(III)で表される、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩物をエピハロヒドリンと反応させることを特徴とする、(1)項に記載された結晶性エポキシ樹脂の製造方法。
一般式(III)
Figure 0004354242

(However, R < 1 > -R < 10 > shows a hydrogen atom or a C1-C6 alkyl group.)
(4) A method for producing a crystalline epoxy resin according to item (3) , wherein R 1 to R 10 in formula (II) are hydrogen atoms, or R 3 and R 4 are methyl groups and other A method for producing a crystalline epoxy resin , comprising reacting a dihydroanthrahydroquinone compound in which R is a hydrogen atom with an epihalohydrin.
(5) The method for producing a crystalline epoxy resin according to (1) , wherein an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound represented by the general formula (III) is reacted with epihalohydrin.
Formula (III)

Figure 0004354242
(III)

(ただし、Aはカリウム原子またはナトリウム原子を示し、R〜R10は水素原子または炭素数1から6までのアルキル基を示す。)
(6)(5)項に記載された結晶性エポキシ樹脂の製造方法であって、一般式(III)において、R〜R10が水素原子である、またはR、Rがメチル基かつ他のRが水素原子である、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩物をエピハロヒドリンと反応させることを特徴とする、結晶性エポキシ樹脂の製造方法。
(7)一般式(III)で表される、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩物をエピハロヒドリンと反応させてエポキシ化合物を製造するにあたり、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩物を水溶液として反応系内に供給する、(5)項に記載された結晶性エポキシ樹脂の製造方法。
(8)エピハロヒドリンと反応させるジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩水溶液濃度5〜50重量%である、(7)項に記載された結晶性エポキシ樹脂の製造方法。
(9)ジヒドロアントラハイドロキノン化合物1モルに対し、エピハロヒドリンを4〜40モル使用して均一な溶液とし、これにジヒドロアントラハイドロキノン化合物1モル当たり1.8〜5モルのアルカリ金属水酸化物を加えて反応させる、(3)項〜(8)項のいずれか1項に記載された結晶性エポキシ樹脂の製造方法。
(10)(a)分子中2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、(b)硬化剤、及び(c)硬化促進剤を必須成分とする硬化性エポキシ樹脂組成物であり、(a)のエポキシ樹脂中に、(1)項又は(2)項に記載されたエポキシ化合物を5〜100質量%含む、硬化性エポキシ樹脂組成物。
(11)(10)項に記載された硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させた硬化体。
Figure 0004354242
(III)

(Where, A is indicated potassium atom or sodium atom, R 1 to R 10 represents an alkyl group having a hydrogen atom or 1 to 6 carbon atoms.)
(6) A method for producing a crystalline epoxy resin according to item (5) , wherein in general formula (III), R 1 to R 10 are hydrogen atoms, or R 3 and R 4 are methyl groups and A method for producing a crystalline epoxy resin , comprising reacting an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound, wherein R is a hydrogen atom, with an epihalohydrin.
(7) In producing an epoxy compound by reacting an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound represented by the general formula (III) with an epihalohydrin, the alkali metal salt of the dihydroanthrahydroquinone compound is used as an aqueous solution in the reaction system. The method for producing a crystalline epoxy resin according to item (5) .
(8) The method for producing a crystalline epoxy resin according to (7) , wherein the concentration of the dihydroanthrahydroquinone compound to be reacted with the epihalohydrin is an aqueous alkali metal salt concentration of 5 to 50% by weight.
(9) To 1 mol of dihydroanthrahydroquinone compound, 4 to 40 mol of epihalohydrin is used to obtain a uniform solution, and 1.8 to 5 mol of alkali metal hydroxide is added to 1 mol of dihydroanthrahydroquinone compound. The method for producing a crystalline epoxy resin according to any one of (3) to (8) .
(10) A curable epoxy resin composition comprising (a) an epoxy resin having two or more epoxy groups in the molecule, (b) a curing agent, and (c) a curing accelerator; A curable epoxy resin composition containing 5 to 100% by mass of the epoxy compound described in the item (1) or (2) in the epoxy resin.
(11) A cured product obtained by curing the curable epoxy resin composition described in (10) . "

本発明のエポキシ樹脂は結晶性であり、常温で固形であるので取り扱い性に優れ、かっ溶融状態において極めて低溶融粘度を有する。またそのエポキシ樹脂を用いた硬化性エポキシ樹脂組成物は硬化性に優れ、また機械的強度、耐熱性及び耐湿性に優れた硬化体を与えるので、電気・電子部品の封止材料、成形材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等の用途に有用である。 The epoxy resin of the present invention is crystalline and is excellent in handleability because it is solid at room temperature, and has an extremely low melt viscosity in a melted state. Since the curable epoxy resin composition using the epoxy resin is excellent in curability, also provide mechanical strength, heat resistance and moisture resistance excellent cured body, a sealing material for electric and electronic parts, molding materials, Useful in applications such as casting materials, laminate materials, composite materials, adhesives and powder coatings.

前記一般式(I)で表される本発明のエポキシ樹脂は、一般式(II)で表されるジヒドロアントラハイドロキノン化合物とエピハロヒドリンとをアルカリ金属水酸化物の存在下に反応させて得ることができる。例えば、不活性ガス気流下、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物1モル当たり4〜40モルに相当する量のエピハロヒドリンに溶解させて均一な溶液とする。ついで、その溶液を攪拌しながらこれにジヒドロアントラハイドロキノン化合物1モル当たり1.8〜5モル量のアルカリ金属水酸化物を固体または水溶液で加えて反応させる。この反応は、常圧下または減圧下で行わせることができ、反応温度は通常、常圧下の反応の場合は30〜120℃であり、減圧下の反応の場合は30〜80℃である。反応は必要に応じて所定の温度を保持しながら反応液を共沸させ、揮発する蒸気を冷却して得られた凝縮液を油/水分離し、水分を除いた油分を反応系へ戻す方法により脱水することができる。アルカリ金属水酸化物の添加は、急激な反応を抑えるために、1〜8時間かけて少量ずつを断続的もしくは連続的に添加する。その全反応時間は通常、1〜10時間である。なお、反応が終了するまで系内は不活性ガス雰囲気であることが望ましい。ここでいう不活性ガスとは、例えば、窒素、アルゴンなどをいう。 The epoxy resin of the present invention represented by the general formula (I) can be obtained by reacting a dihydroanthrahydroquinone compound represented by the general formula (II) with an epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide. . For example, it is dissolved in an amount of epihalohydrin corresponding to 4 to 40 moles per mole of dihydroanthrahydroquinone compound under an inert gas stream to obtain a uniform solution. Next, while stirring the solution, an alkali metal hydroxide in an amount of 1.8 to 5 moles per mole of the dihydroanthrahydroquinone compound is added as a solid or an aqueous solution to react. This reaction can be carried out under normal pressure or reduced pressure, and the reaction temperature is usually 30 to 120 ° C. in the case of reaction under normal pressure, and 30 to 80 ° C. in the case of reaction under reduced pressure. In the reaction, the reaction liquid is azeotroped while maintaining a predetermined temperature as required, the condensed liquid obtained by cooling the vaporized vapor is separated into oil / water, and the oil component excluding moisture is returned to the reaction system. Can be dehydrated. Addition of the alkali metal hydroxide is intermittently or continuously added little by little over 1 to 8 hours in order to suppress a rapid reaction. The total reaction time is usually 1 to 10 hours. In addition, it is desirable that the inside of the system is an inert gas atmosphere until the reaction is completed. The inert gas here refers to, for example, nitrogen, argon or the like.

本発明の新規エポキシ樹脂の製造において、本発明の特長である結晶性と低粘度性を両立させるためには、例えば、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物に対するエピハロヒドリンのモル比で制御することができる。ジヒドロアントラハイドロキノン化合物1モルに対するエピハロヒドリンのモル比は好ましくは4〜40モル、より好ましくは8〜20モルである。このモル比が4より低いとエポキシ化合物の溶融粘度が高くなり、40より高くてもエポキシ化合物の粘度はそれ以上低くならないばかりか、未反応のエピハロヒドリンの留去に手間がかかり非効率的である。
反応終了後、不溶性の副生塩を濾別して除くか、水洗により除去した後、未反応のエピハロヒドリンを減圧留去して除くと、目的のエポキシ樹が得られる。
この反応におけるエピハロヒドリンとしては通常、エピクロルヒドリンまたはエピブロモヒドリンが用いられる。アルカリ金属水酸化物としては通常、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムが用いられる。
In the production of the novel epoxy resin of the present invention, in order to achieve both crystallinity and low viscosity, which are the features of the present invention, the molar ratio of epihalohydrin to dihydroanthrahydroquinone compound can be controlled, for example. The molar ratio of epihalohydrin to 1 mol of dihydroanthrahydroquinone compound is preferably 4 to 40 mol, more preferably 8 to 20 mol. If this molar ratio is lower than 4, the melt viscosity of the epoxy compound increases, and if it is higher than 40, the viscosity of the epoxy compound does not decrease any more, and it takes time to distill off the unreacted epihalohydrin, which is inefficient. .
After completion of the reaction, or excluded was filtered off by-product salt insoluble is removed by washing with water, excluding epihalohydrin unreacted was distilled off under reduced pressure, the epoxy resins of interest are obtained.
Epichlorohydrin or epibromohydrin is usually used as the epihalohydrin in this reaction. As the alkali metal hydroxide, sodium hydroxide or potassium hydroxide is usually used.

また、この反応においては、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミドなどの第4級アンモニウム塩;ベンジルジメチルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどの第3級アミン;2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類;エチルトリフェニルホスホニウムアイオダイドなどのホスホニウム塩;トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類等の触媒を用いても良い。
さらにこの反応においては、エタノール、2−プロパノールなどのアルコール類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類;メトキシプロパノールなどのグリコールエーテル類;ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶媒等の不活性な有機溶媒を単独または2種以上組み合わせて使用しても良い。
さらに上記のようにして得られたエポキシ化合物の可鹸化ハロゲン量が多すぎる場合は、再処理して十分に可鹸化ハロゲン量が低下した精製エポキシ樹脂を得ることができる。つまり、その粗製エポキシ樹脂を、2−プロパノール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、ジオキサン、メトキシプロパノール、ジメチルスルホキシドなどの不活性な有機溶媒に再溶解しアルカリ金属水酸化物を固体または水溶液で加えて約30〜120℃の温度で0.5〜8時間再閉環反応を行った後、水洗等の方法で過剰のアルカリ金属水酸化物や副生塩を除去し、さらに有機溶媒を減圧留去して除くと、精製されたエポキシ樹脂が得られる。
In this reaction, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium chloride and tetraethylammonium bromide; tertiary amines such as benzyldimethylamine and 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol; 2-ethyl Catalysts such as imidazoles such as -4-methylimidazole and 2-phenylimidazole; phosphonium salts such as ethyltriphenylphosphonium iodide; phosphines such as triphenylphosphine may be used.
Further, in this reaction, alcohols such as ethanol and 2-propanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as dioxane and ethylene glycol dimethyl ether; glycol ethers such as methoxypropanol; non-dimethyls such as dimethyl sulfoxide and dimethylformamide An inert organic solvent such as a protic polar solvent may be used alone or in combination of two or more.
Further, when the saponifiable halogen content of the epoxy compound obtained as described above is too large, a purified epoxy resin having a sufficiently reduced saponifiable halogen content can be obtained by reprocessing. That is, the crude epoxy resin is redissolved in an inert organic solvent such as 2-propanol, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene, dioxane, methoxypropanol, dimethyl sulfoxide, and the alkali metal hydroxide is dissolved in a solid or aqueous solution. In addition, after re-ringing reaction at a temperature of about 30 to 120 ° C. for 0.5 to 8 hours, excess alkali metal hydroxide or by-product salt is removed by a method such as washing with water, and the organic solvent is distilled under reduced pressure. When removed, a purified epoxy resin is obtained.

また、本発明のエポキシ樹脂はあらかじめ調製したジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩をエピハロヒドリンと反応させて製造することもできる。この場合、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩はそのままあるいは、水溶液でエピハロヒドリン中に添加するが、急激な反応を防ぐために、少量づつ分割して系内へ添加することが望ましい。
また、水溶液として供給した場合は、閉環反応を十分に進行させるために、途中で系内の水を除去した後、アルカリ金属水酸化物を固形または水溶液で添加してエポキシ化率をあげることが望ましい。
また、そのジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩水溶液の濃度は5〜50質量%、望ましくは15〜30質量%である。5質量%より低濃度では、系内に持ち込む水の量が増え、エポキシ化反応の進行を阻害することがある。50質量%より多いと、水溶液の流動性が低下し、装置の配管を閉塞するなどのおそれがあるのでよくない。
また、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩水溶液は、安定化のために、塩を形成させるに必要な当量以上のアルカリ金属水酸化物を含むことができる。また、この水溶液にはその安定性を損なわないのであれば、他の有機溶媒、例えばアルコール類を添加しても差し支えない。
ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩あるいはその水溶液を出発物質とする場合も、前記ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のエポキシ化反応と同様な各種条件、各種反応触媒、各種有機溶剤および操作を用いてエポキシ樹脂を得ることができる。また、粗エポキシ樹脂を精製エポキシ樹脂にする場合も、前述の方法が利用できる。
The epoxy resin of the present invention can also be produced by reacting a preliminarily prepared alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound with epihalohydrin. In this case, the alkali metal salt of the dihydroanthrahydroquinone compound is added to the epihalohydrin as it is or in an aqueous solution, but in order to prevent a rapid reaction, it is desirable to add it into the system in small portions.
In addition, when supplied as an aqueous solution, in order to sufficiently advance the ring-closing reaction, after removing water in the system on the way, an alkali metal hydroxide may be added in solid or aqueous solution to increase the epoxidation rate. desirable.
Moreover, the density | concentration of the alkali metal salt aqueous solution of the dihydroanthrahydroquinone compound is 5-50 mass%, Preferably it is 15-30 mass%. When the concentration is lower than 5% by mass, the amount of water brought into the system increases, which may inhibit the progress of the epoxidation reaction. If it is more than 50% by mass, the fluidity of the aqueous solution is lowered, and there is a possibility that the piping of the apparatus may be clogged.
Moreover, the alkali metal salt aqueous solution of a dihydroanthrahydroquinone compound can contain an alkali metal hydroxide in an equivalent amount or more necessary for forming a salt for stabilization. In addition, other organic solvents such as alcohols may be added to the aqueous solution as long as the stability is not impaired.
Even when an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound or an aqueous solution thereof is used as a starting material, an epoxy resin is obtained using various conditions, various reaction catalysts, various organic solvents and operations similar to the epoxidation reaction of the dihydroanthrahydroquinone compound. be able to. The above-described method can also be used when a crude epoxy resin is used as a purified epoxy resin .

通常、反応溶剤の留去はエポキシ樹脂の融点近傍かそれ以上の温度で実施されるため、溶剤留去直後のエポキシ樹脂は溶融状態である。この溶融状態のエポキシ樹脂を結晶させ固形物とする方法としては特に指定がなく公知の方法を用いることができる。例えば、高温で溶融状態のエポキシ樹脂をバット等に抜き出し自然冷却により結晶固形化する方法、抜き出した後、あらかじめ用意したそのエポキシ樹脂の結晶固形物を結晶核として少量添加し結晶化を促進する方法、溶融状態のエポキシ樹脂を攪拌したり、振動を与えるなどにより結晶化を促進する方法、ニーダーなどで強い外力を加えながら抜き出す方法、過冷却にならないように温度を管理しながら結晶化を促進させる方法などが上げられ、これらの方法を単独あるいは複数組み合わせて行うことができる。本発明の新規エポキシ樹脂についても上記のような操作を行い、結晶化を促進することが、生産性の観点から望ましい。
また、エポキシ樹脂の更なる低粘度化や高純度化のために、反応で得られた粗エポキシ樹脂ないし精製エポキシ樹脂を適当な溶剤を用いて再結晶してもよい。
Usually, the reaction solvent is distilled off at a temperature close to or above the melting point of the epoxy resin , so that the epoxy resin immediately after the solvent is distilled off is in a molten state. A method for crystallizing the molten epoxy resin to form a solid is not particularly specified, and a known method can be used. For example, a method of extracting a molten epoxy resin at a high temperature into a vat or the like, and solidifying the crystal by natural cooling, and a method of adding a small amount of the crystalline solid of the epoxy resin prepared in advance as a crystal nucleus to promote crystallization , A method of promoting crystallization by stirring molten epoxy resin or applying vibration, a method of extracting while applying a strong external force with a kneader, etc., promoting crystallization while controlling the temperature so as not to overcool The method etc. are raised, These methods can be performed individually or in combination of two or more. It is desirable from the viewpoint of productivity that the novel epoxy resin of the present invention is also operated as described above to promote crystallization.
Moreover, for further low viscosity and high purity of the epoxy resin, it may be recrystallized from an appropriate solvent the crude epoxy resin or purified epoxy resin obtained by the reaction.

上記反応に用いるジヒドロアントラハイドロキノン化合物は一般式(II)において、置換基R〜R10は水素原子または炭素数1〜6までのアルキル基である。このうち、R〜R10が水素原子またはメチル基が好ましく、特に好ましくはR〜R10すべて水素原子の場合である(1,4一ジヒドロアントラハイドロキノン)。これより得られるエポキシ樹脂は80〜120℃を示す結晶性であり、融点以上の温度において速やかに溶融するとともに極めて低い粘度となるので、取扱性に優れる。
また、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩を反応に用いる場合も上記と同様に、一般式(III)において置換基R〜R10は水素原子または炭素数1から6までのアルキル基であり、このうち、R〜R10が水素原子またはメチル基が好ましく、特に好ましくはR〜R10すべて水素原子の場合である(1,4−ジヒドロアントラハイドロキノンのアルカリ金属塩)。
ここで塩を形成するアルカリ金属としては、カリウムないしナトリウムがあげられ、一般的には水酸化物(水酸化カリウムないし水酸化ナトリウム)として、そのままあるいは水ないしアルコールなどの溶剤に溶解させた形態で供給される。
In the dihydroanthrahydroquinone compound used in the above reaction, in the general formula (II), the substituents R 1 to R 10 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Of these, R 1 to R 10 are preferably hydrogen atoms or methyl groups, and particularly preferably R 1 to R 10 are all hydrogen atoms (1,4 dihydroanthrahydroquinone). The epoxy resin obtained from this is crystalline having a temperature of 80 to 120 ° C., and melts rapidly at a temperature equal to or higher than the melting point and has an extremely low viscosity.
Further, when an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound is used for the reaction, in the same manner as described above, in the general formula (III), the substituents R 1 to R 10 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, Among them, R 1 to R 10 are preferably hydrogen atoms or methyl groups, and particularly preferably R 1 to R 10 are all hydrogen atoms (alkali metal salt of 1,4-dihydroanthrahydroquinone).
Examples of the alkali metal that forms a salt include potassium and sodium, and in general, as a hydroxide (potassium hydroxide or sodium hydroxide), as it is or in a form dissolved in a solvent such as water or alcohol. Supplied.

本発明の新規エポキシ樹脂の原料である、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物の製造方法としては公知の方法が使用できる。例えば、1,4−ナフトキノンとブタジエンとのディールスアルダー反応により得られた1,4,4a,9a−テトラヒドロアントラキノンを、溶媒としてベンゼンやキシレンなどの芳香族炭化水素、触媒としてパラトルエンスルホン酸を用い、80〜100℃、30分〜3時間かけて異性化反応させた後、冷却して結晶として得る方法(特開昭54-122263号公報)などがある。
同様に、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩物の製造方法としては公知の方法が使用できる。例えば、上記の方法により得られたジヒドロアントラハイドロキノン化合物を少なくとも当量(ジヒドロアントラハイドロキノン化合物の2倍モル)のアルカリ金属水酸化物が溶解した水溶液に溶解して得る方法や1,4−ナフトキノンとブタジエンとのディールスアルダー反応により得られた1,4,4a,9a−テトラヒドロアントラキノンを少なくとも当量(1,4,4a,9a−テトラヒドロアントラキノンの2モル倍)のアルカリ金属水酸化物を溶解した水溶液と接触させることにより、1,4,4a,9a−テトラヒドロアントラキノンが異性化し、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩物の水溶液として得ることができる。また、前述の一般式(III)においてR〜R10が水素原子である、1,4−ジヒドロアントラハイドロキノンのジナトリウム塩の水溶液は、すでにパルプ蒸解助剤などの用途に世界で広く使用されているので、これをそのまま使用することもできる。
A known method can be used as a method for producing a dihydroanthrahydroquinone compound, which is a raw material for the novel epoxy resin of the present invention. For example, 1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone obtained by Diels-Alder reaction between 1,4-naphthoquinone and butadiene is used as an aromatic hydrocarbon such as benzene or xylene as a solvent, and paratoluenesulfonic acid as a catalyst. And a method of obtaining crystals by cooling after isomerization reaction at 80 to 100 ° C. for 30 minutes to 3 hours (Japanese Patent Laid-Open No. 54-122263).
Similarly, a known method can be used as a method for producing an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound. For example, a method obtained by dissolving the dihydroanthrahydroquinone compound obtained by the above method in an aqueous solution in which at least an equivalent amount (2 mol of the dihydroanthrahydroquinone compound) of an alkali metal hydroxide is dissolved, or 1,4-naphthoquinone and butadiene Contact with an aqueous solution in which at least an equivalent amount of 1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone obtained by Diels-Alder reaction with Alkali metal hydroxide is dissolved (2 mol times that of 1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone) By doing so, 1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone isomerizes and can be obtained as an aqueous solution of an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound. In addition, an aqueous solution of disodium salt of 1,4-dihydroanthrahydroquinone in which R 1 to R 10 are hydrogen atoms in the above general formula (III) has already been widely used in the world for applications such as pulp cooking aids. This can be used as it is.

本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、(a)1分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂、(b)硬化剤、及び(c)硬化促進剤を必須成分としてなり、(a)のエポキシ樹脂中に、本発明の新規エポキシ樹脂を含むことが特徴である。また(a)エポキシ樹脂中には、本発明の新規エポキシ樹脂以外に1分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂を併用することができ、そのエポキシ樹脂としては公知のエポキシ樹脂を用いることができる。例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビフェニル型、テトラメチルビフェニル型、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、ビスフェノールAノボラック型、ジシクロペンタジエンフェノール縮合型、フェノールアラルキル縮合型などのエポキシ樹脂や脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂が上げられる。これらエポキシ樹脂1種或いは2種以上を混合して用いることができるが、本発明のエポキシ樹脂の配合量はエポキシ樹脂全体中5〜100質量%である。配合量が5質量%より低いと本発明の効果が十分に発揮されない。 The curable epoxy resin composition of the present invention comprises (a) an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, (b) a curing agent, and (c) a curing accelerator as essential components. This epoxy resin is characterized by including the novel epoxy resin of the present invention. In addition, (a) In addition to the novel epoxy resin of the present invention, an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule can be used in combination, and a known epoxy resin can be used as the epoxy resin. Can do. For example, bisphenol A type, bisphenol F type, biphenyl type, tetramethylbiphenyl type, cresol novolak type, phenol novolak type, bisphenol A novolak type, dicyclopentadiene phenol condensation type, phenol aralkyl condensation type, etc. Epoxy resins and aliphatic epoxy resins can be raised. These epoxy resins can be used alone or in combination of two or more, but the amount of the epoxy resin of the present invention is 5 to 100% by mass in the whole epoxy resin. When the blending amount is lower than 5% by mass, the effect of the present invention is not sufficiently exhibited.

(b)硬化剤としては、特に指定はなく、公知のエポキシ樹脂硬化剤を用いることができる。それらのエポキシ樹脂硬化剤としては、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S、チオジフェノール、ハイドロキノン、レゾルシン、ビフェノール、テトラメチルビフェノール、ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシジフェニルエーテルなどの多価フェノール類、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、種々のフェノール類とベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、グリオキザールなどの種々のアルデヒド類との縮合反応で得られるフェノール樹脂等、フェノールアラルキル樹脂、フェノール変性キシレン樹脂、フェノールテルペン樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂などの各種フェノール樹脂類、各種フェノール(樹脂)類のフェノール性水酸基の全部もしくは一部をベンゾエート化あるいはアセテート化などのエステル化により得られた活性エステル化合物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、メチルナジック酸などの酸無水物類、ジエチレントリアミン、イソホロジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド等のアミン類があげられる。硬化剤は、1種単独でも、2種以上併用しても良い。使用される硬化剤の使用量は、(a)エポキシ樹脂全成分中のエポキシ基1モルに対して、全硬化剤中のエポキシ基と反応する基が0.5〜2.0モルになる量が好ましく、より好ましくは0.7〜1.2モルである。 (B) The curing agent is not particularly specified, and a known epoxy resin curing agent can be used. Examples of these epoxy resin curing agents include polyphenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, thiodiphenol, hydroquinone, resorcin, biphenol, tetramethylbiphenol, dihydroxynaphthalene, dihydroxydiphenyl ether, phenol novolac resins, Cresol novolak resin, bisphenol A novolak resin, naphthol novolak resin, phenol resin obtained by condensation reaction of various phenols with various aldehydes such as benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, crotonaldehyde, glyoxal, etc., phenol aralkyl resin, phenol modification Various phenols such as xylene resin, phenol terpene resin, dicyclopentadiene phenol resin Active ester compounds obtained by esterification such as benzoate or acetate conversion of all or part of phenolic hydroxyl groups of resins and various phenols (resins), methyltetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride Examples thereof include acid anhydrides such as acid and methyl nadic acid, and amines such as diethylenetriamine, isophorodiamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, and dicyandiamide. The curing agent may be used alone or in combination of two or more. The amount of the curing agent used is such that (a) 1 mol of the epoxy group in all components of the epoxy resin is 0.5 to 2.0 mol of a group that reacts with the epoxy group in the entire curing agent. Is preferable, and more preferably 0.7 to 1.2 mol.

(c)硬化促進剤としては、特に指定はなく、公知の硬化促進剤を用いることができる。その硬化促進剤としては例えば、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(ジメトキシフェニル)ホスフィン、トリス(ヒドロキシプロピル)ホスフィン、トリス(シアノエチル)ホスフィンなどのホスフィン化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリシアノエチルホスホニウムテトラフェニルボレートなどのホスホニウム塩、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、2,4−ジシアノ−6−[2−メチルイミダゾリル−(1)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジシアノ−6−[2−ウンデシルイミダゾリル−(1)]−エチル−s−トリアジンなどのイミダゾール類、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、2−メチルイミダゾリウムイソシアヌレート、2−エチル−4−メチルイミダゾリウムテトラフェニルボレート、2−エチル−1,4−ジメチルイミダゾリウムテトラフェニルボレートなどのイミダゾリウム塩、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ベンジルジメチルアミン、テトラメチルブチルグアニジン、N−メチルピペラジン、2−ジメチルアミノ−1−ピロリンなどのアミン類、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレートなどのアンモニウム塩、11,5−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ〔4,3,0〕−5−ノネン、1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕−オクタンなどのジアザビシクロ化合物、それらジアザビシクロ化合物のテトラフェニルボレート、フェノール塩、フェノールノボラック塩、2−エチルヘキサン酸塩などがあげられる.それらの硬化促進剤となる化合物の中では、ホスフィン化合物、イミダゾール化合物、ジアザビシクロ化合物、及びそれらの塩が好ましい。それらの硬化促進剤は、単独でまたは、2種以上混合して用いられ、その使用量は、全エポキシ化合物に対して、0.1〜7質量%である. (C) There is no designation | designated as a hardening accelerator in particular, A well-known hardening accelerator can be used. Examples of the curing accelerator include phosphine compounds such as tributylphosphine, triphenylphosphine, tris (dimethoxyphenyl) phosphine, tris (hydroxypropyl) phosphine, tris (cyanoethyl) phosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, methyltributylphosphonium tetra. Phosphonium salts such as phenylborate, methyltricyanoethylphosphonium tetraphenylborate, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 2 , 4-Dicyano-6- [2-methylimidazolyl- (1)]-ethyl-s-triazine, 2,4-dicyano-6- [2-undeci Imidazoles such as imidazolyl- (1)]-ethyl-s-triazine, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, 2-methylimidazolium isocyanurate, 2-ethyl-4-methylimidazolium tetraphenyl Borate, imidazolium salts such as 2-ethyl-1,4-dimethylimidazolium tetraphenylborate, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, benzyldimethylamine, tetramethylbutylguanidine, N-methylpiperazine, Amines such as 2-dimethylamino-1-pyrroline, ammonium salts such as triethylammonium tetraphenylborate, 11,5-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4,3, 0] -5-no Emissions, 1,4-diazabicyclo [2,2,2] - diazabicyclo compounds such as octane, tetraphenylborate thereof diazabicyclo compounds, phenol salts, phenol novolak salts and 2-ethyl hexanoate and the like. Among these compounds serving as curing accelerators, phosphine compounds, imidazole compounds, diazabicyclo compounds, and salts thereof are preferable. These curing accelerators are used alone or in combination of two or more, and the amount used is 0.1 to 7% by mass relative to the total epoxy compound.

また、本発明のエポキシ樹脂の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて充填材、カップリング剤、難燃剤、難燃助剤、可塑剤、溶剤、反応性希釈剤、顔料等を適宜に配合することができる。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤など、全配合成分が均一に混合されていれば良く、従来より知られている方法と同様の方法を用いて組成物とすることができる。その方法としては例えば、ニーダー、ロールやエクストルーダーを用いた溶融混練や粉体状の成分を混合するドライブレンドがあげられる。このようにして得られた組成物は必要に応じて粉砕、分級などを行っても良い。
また、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物をアセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド、トルエン、キシレンなどの溶剤に溶解させ、ワニス状組成物とすることもできる。ガラス繊維、カーボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、紙などの基材に含浸させ加熱乾燥してできたプリプレグを熱プレス成形して硬化体を得ることができる。
本発明の硬化体は本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物を熱硬化させることで得ることができ、成型物、積層物、注型物、接着剤、塗膜、フィルムなどの形態になる。例えば、形態が成型物の場合はその組成物を注型あるいはトランスファー成形機、射出成形機などを用い30〜250℃で30秒〜10時間加熱することにより硬化体を得ることができ、形態がワニス状の場合は、ガラス繊維、カーボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、紙などの基材に含浸させ加熱乾燥してできたプリプレグを熱プレス成形して硬化体を得ることができる。
以上述べたように、本発明の新規エポキシ樹脂は、常温で固体であり取り扱い性に優れ、かつ溶融状態において極めて低溶融粘度を有し、硬化性に優れており、この樹脂を用いた硬化性エポキシ樹脂組成物は機械的強度、耐熱性及び耐湿性に優れた硬化体を与えることができるので、電気・電子部品の封止材料、成形材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等の用途に有用である。
In addition, the epoxy resin curable resin composition of the present invention appropriately includes a filler, a coupling agent, a flame retardant, a flame retardant aid, a plasticizer, a solvent, a reactive diluent, a pigment, and the like. Can be blended.
The curable epoxy resin composition of the present invention may be prepared by using a method similar to a conventionally known method, as long as all compounding components such as an epoxy resin, a curing agent, and a curing accelerator are uniformly mixed. It can be a thing. Examples of the method include melt kneading using a kneader, roll or extruder, and dry blending in which powdery components are mixed. The composition thus obtained may be pulverized or classified as necessary.
Also, the curable epoxy resin composition of the present invention can be dissolved in a solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, dimethylformamide, toluene, xylene, etc. to obtain a varnish-like composition. A cured product can be obtained by hot press-molding a prepreg obtained by impregnating a base material such as glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, paper, and the like, followed by heating and drying.
The cured product of the present invention can be obtained by thermally curing the curable epoxy resin composition of the present invention, and is in the form of a molded product, a laminate, a cast product, an adhesive, a coating film, a film and the like. For example, when the form is a molded product, the cured product can be obtained by heating the composition at 30 to 250 ° C. for 30 seconds to 10 hours using a casting, transfer molding machine, injection molding machine or the like. In the case of a varnish, a cured product can be obtained by hot press-molding a prepreg formed by impregnating a base material such as glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, paper, and the like, followed by heat drying.
As described above, the novel epoxy resin of the present invention is solid at room temperature, has excellent handleability, has an extremely low melt viscosity in a molten state, and has excellent curability. Curability using this resin Epoxy resin composition can give a cured product with excellent mechanical strength, heat resistance and moisture resistance, so it can be used as a sealing material, molding material, casting material, laminate material, composite material, adhesive for electrical and electronic parts. And useful for applications such as powder coatings.

以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
攪拌装置、環流冷却管および温度計を備えた容量3Lの4つ口フラスコにエピクロルヒドリン1050g、2−プロパノール410gを仕込み、系内を減圧窒素置換した。これに、窒素雰囲気下、1,4−ジヒドロアントラハイドロキノン200gを加え40℃に昇温して均一に溶解させた後、48.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液180gを90分かけて滴下した。その間に徐々に昇温し、滴下終了後には系内が65℃になるようにした。
その後、65℃で30分保持し反応を完了させ、水洗により副生塩および過剰の水酸化ナトリウムを除去した。ついで、生成物から減圧下で過剰のエピクロルヒドリンと2−プロパノールを留去して、粗製エポキシ樹脂混合物を得た。
この粗製エポキシ樹脂混合物をメチルイソブチルケトン460gに溶解させ、48.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液7gを加え、65℃の温度で1時間反応させた。その後、反応液に第一リン酸水素ナトリウム水溶液を加えて、過剰の水酸化ナトリウムを中和し、水洗して副生塩を除去した。なお、水洗時は液温が65〜90℃になるように温度制御した。次いで、加温減圧下でメチルイソブチルケトンを完全に除去したのち、溶融状態の樹脂状物をバットに抜き出し、ガラス棒で十数回攪拌したのち、室温下にて自然冷却させた。約2時間後には全体が結晶固化しており、これをとりだし、黄色結晶状エポキシ樹脂285gを得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量176g/eq、加水分解性塩素450ppm、150℃における溶融粘度は16mPa・s、DSC測定による融点は104℃であった。室温において固形であり取扱性は良好であった。得られたエポキシ樹脂のH-NMRスペクトルを図1−1に示し、各ピークの帰属を表1に示した。また得られたエポキシ樹脂のIRスペクトルを図2に示した。以上より化学式(IV)で表され、n=0.1(GPCより)であるエポキシ樹脂が得られたことを確認した。
化学式(IV)
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.
(Example 1)
Epichlorohydrin (1050 g) and 2-propanol (410 g) were charged into a 3 L four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, and the system was purged with nitrogen under reduced pressure. To this, 200 g of 1,4-dihydroanthrahydroquinone was added in a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated to 40 ° C. and dissolved uniformly. Then, 180 g of a 48.5 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise over 90 minutes. During this time, the temperature was gradually raised, and the temperature inside the system was adjusted to 65 ° C. after the dropping was completed.
Thereafter, the reaction was completed by maintaining at 65 ° C. for 30 minutes, and by-product salt and excess sodium hydroxide were removed by washing with water. Subsequently, excess epichlorohydrin and 2-propanol were distilled off from the product under reduced pressure to obtain a crude epoxy resin mixture.
This crude epoxy resin mixture was dissolved in 460 g of methyl isobutyl ketone, 7 g of a 48.5 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added, and the mixture was reacted at a temperature of 65 ° C. for 1 hour. Thereafter, an aqueous sodium hydrogen phosphate solution was added to the reaction solution to neutralize excess sodium hydroxide, followed by washing with water to remove by-product salts. The temperature was controlled so that the liquid temperature was 65 to 90 ° C. during washing with water. Subsequently, after methyl isobutyl ketone was completely removed under heating and reduced pressure, the resinous material in a molten state was taken out into a vat, stirred for 10 times with a glass rod, and then naturally cooled at room temperature. About 2 hours later, the whole crystallized and was taken out to obtain 285 g of a yellow crystalline epoxy resin . The obtained epoxy resin had an epoxy equivalent of 176 g / eq, hydrolyzable chlorine of 450 ppm, a melt viscosity at 150 ° C. of 16 mPa · s, and a melting point of 104 ° C. by DSC measurement. It was solid at room temperature and the handleability was good. H-NMR spectrum of the obtained epoxy resin is shown in FIG. 1-1, and attribution of each peak is shown in Table 1. The IR spectrum of the obtained epoxy resin is shown in FIG. From the above, it was confirmed that an epoxy resin represented by the chemical formula (IV) and having n = 0.1 (from GPC) was obtained.
Chemical formula (IV)

Figure 0004354242
(IV)

図1は、実施例1で得られた樹脂のH−NMRスペクトルを示す。
Figure 0004354242
(IV)

FIG. 1 shows the H-NMR spectrum of the resin obtained in Example 1.

Figure 0004354242
式V
Figure 0004354242
Formula V

Figure 0004354242
(V)

図2に、実施例1で得られた樹脂のIRスペクトルを示す。
Figure 0004354242
(V)

FIG. 2 shows the IR spectrum of the resin obtained in Example 1.

(実施例2)
実施例1において1,4−ジヒドロアントラハイドロキノン200gのかわりに1,4−ジヒドロ−2,3−ジメチルアントラハイドロキノン225gを用い、実施例1と同様の操作を行い、化学式(V)で表されるエポキシ樹脂306gを得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量194g/eq、加水分解性塩素435ppm、150℃における溶融粘度は17mPa・s、DSC測定による融点は94℃であった。GPCより化学式(VI)中、n=0.1であった。室温において黄色結晶性の固形であり取扱性は良好であった。
化学式(VI)
(Example 2)
In Example 1, instead of 200 g of 1,4-dihydroanthrahydroquinone, 225 g of 1,4-dihydro-2,3-dimethylanthrahydroquinone was used, and the same operation as in Example 1 was performed, which is represented by the chemical formula (V). An epoxy resin 306 g was obtained. The obtained epoxy resin had an epoxy equivalent of 194 g / eq, hydrolyzable chlorine of 435 ppm, a melt viscosity at 150 ° C. of 17 mPa · s, and a melting point of 94 ° C. by DSC measurement. From GPC, n = 0.1 in the chemical formula (VI). At room temperature, it was a yellow crystalline solid and handleability was good.
Chemical formula (VI)

Figure 0004354242
(VI)
Figure 0004354242
(VI)

(実施例3)
攪拌装置、環流冷却管および温度計を備えた容量3Lの4つ口フラスコにエピクロルヒドリン1050g、2−プロパノール410gを仕込み、系内を減圧窒素置換し、温度を40℃に維持した。これに、窒素雰囲気下、1,4−ジヒドロアントラハイドロキノンナトリウム塩の28質量%水溶液900gを90分かけて滴下した。その間に徐々に昇温し、滴下終了後には系内が65℃になるよう温度制御した。その後、65℃で30分保持した後、液液分離により副性塩を含む水を排出した。次に、系内を65℃に保持したまま、48.5質量%水酸化ナトリウム水溶液32gを15分かけて滴下し、続いて30分かけて反応を完了させた。この後水洗により副性塩を除去し、さらに生成物から減圧下で過剰のエピクロルヒドリンと2−プロパノールを留去して、粗製エポキシ樹脂混合物を得た。
この粗製エポキシ樹脂混合物をメチルイソブチルケトン460gに溶解させ、48.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液7gを加え、65℃の温度で1時間反応させた。その後、反応液に第一リン酸水素ナトリウム水溶液を加えて、過剰の水酸化ナトリウムを中和し、水洗して副生塩を除去した。次いで、加温減圧下でメチルイソブチルケトンを完全に除去したのち、溶融状態の樹脂状物をバットに抜き出し、ガラス棒で十数回撹搾したのち、室温下にて自然冷却させた。約2時間後には全体が結晶固化しており、これをとりだし、黄色結晶状エポキシ樹脂290gを得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量174g/eq、加水分解性塩素390ppm、150℃における溶融粘度は15mPa・s、DSC測定による融点は106℃であり、室温において固形であり取扱性は良好であった。得られたエポキシ樹脂のH-NMRおよびIRスペクトルは実施例1で得られたエポキシ化合物とほぼ同一であり、これらより化学式(IV)で表され、n=0.08(GPCより)であるエポキシ樹脂が得られたことを確認した。
(Example 3)
Epichlorohydrin (1050 g) and 2-propanol (410 g) were charged into a 3 L four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, and the system was purged with nitrogen under reduced pressure to maintain the temperature at 40 ° C. Under a nitrogen atmosphere, 900 g of a 28% by mass aqueous solution of 1,4-dihydroanthrahydroquinone sodium salt was added dropwise thereto over 90 minutes. During this period, the temperature was gradually raised, and the temperature was controlled so that the temperature inside the system was 65 ° C. after the completion of the dropping. Thereafter, after holding at 65 ° C. for 30 minutes, water containing secondary salts was discharged by liquid-liquid separation. Next, while maintaining the system at 65 ° C., 32 g of a 48.5 mass% sodium hydroxide aqueous solution was dropped over 15 minutes, and then the reaction was completed over 30 minutes. Thereafter, secondary salts were removed by washing with water, and excess epichlorohydrin and 2-propanol were distilled off from the product under reduced pressure to obtain a crude epoxy resin mixture.
This crude epoxy resin mixture was dissolved in 460 g of methyl isobutyl ketone, 7 g of 48.5 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added, and the mixture was reacted at a temperature of 65 ° C. for 1 hour. Thereafter, an aqueous sodium hydrogen phosphate solution was added to the reaction solution to neutralize excess sodium hydroxide, followed by washing with water to remove by-product salts. Subsequently, after methyl isobutyl ketone was completely removed under heating and reduced pressure, the resinous material in a molten state was taken out into a vat, stirred with a glass rod ten times, and then naturally cooled at room temperature. About 2 hours later, the whole crystallized and was taken out to obtain 290 g of a yellow crystalline epoxy resin . The epoxy resin thus obtained had an epoxy equivalent of 174 g / eq, hydrolyzable chlorine of 390 ppm, a melt viscosity at 150 ° C. of 15 mPa · s, a melting point by DSC measurement of 106 ° C., a solid at room temperature and good handleability. . The obtained epoxy resin has almost the same H-NMR and IR spectra as the epoxy compound obtained in Example 1, and is represented by the chemical formula (IV), and n = 0.08 (from GPC). It was confirmed that a resin was obtained.

実施例4〜6
実施例1〜3で得られたエポキシ樹脂と、硬化剤としてフェノールノボラック樹脂(軟化点84℃、水酸基当量103g/eq)及びフェノールアラルキル樹脂(軟化点83℃、水酸基当量175g/eq)を用い所定量をガラスビーカー内で120℃にて溶融混合し、さらに硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンを所定量添加してよく混合して得られた組成物を、注型し、175℃、7時間アフターキュアさせ硬化物を得た。得られた硬化物の諸物性を表2に示した。
Examples 4-6
Using the epoxy resins obtained in Examples 1 to 3, phenol novolak resin (softening point 84 ° C., hydroxyl group equivalent 103 g / eq) and phenol aralkyl resin (softening point 83 ° C., hydroxyl group equivalent 175 g / eq) as a curing agent A fixed amount was melt-mixed at 120 ° C. in a glass beaker, and a composition obtained by adding and mixing a predetermined amount of triphenylphosphine as a curing accelerator was cast, and aftercured at 175 ° C. for 7 hours. Cured product was obtained. Various physical properties of the obtained cured product are shown in Table 2.

比較例1及び2
実施例4において実施例1で得られたエポキシ樹脂の代わりに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(常温で液状、150℃における粘度は10mPa・s)、テトラメチルビフェノール型エポキシ樹脂(融点105℃、150℃における粘度は15mPa・s)をそれぞれ用い、実施例4と同様に硬化体を得、硬化物性を測定した結果を表2に示す。
以上より本発明のエポキシ樹脂は結晶性樹脂であり、常温で固形であるので取り扱い性に優れ、溶融状態で極めて低粘度であった.またそのエポキシ樹脂を用いた硬化性エポキシ樹脂組成物は硬化性、機械的強度、耐熱性および耐湿性に優れた硬化体を与えるという結果が得られた。
Comparative Examples 1 and 2
In Example 4, in place of the epoxy resin obtained in Example 1, bisphenol A type epoxy resin (liquid at normal temperature, viscosity at 150 ° C. is 10 mPa · s), tetramethyl biphenol type epoxy resin (melting point 105 ° C., 150 ° C. Table 2 shows the results of measuring the cured properties by obtaining a cured product in the same manner as in Example 4 using a viscosity of 15 mPa · s).
As described above, the epoxy resin of the present invention was a crystalline resin, and was excellent in handleability because it was solid at room temperature, and had a very low viscosity in the molten state. Moreover, the result that the curable epoxy resin composition using the epoxy resin gave the hardened | cured material excellent in sclerosis | hardenability, mechanical strength, heat resistance, and moisture resistance was obtained.

Figure 0004354242
(*1)熱板法,175℃
(*2)TMAを用いて測定した。
(*3)JIS K6911に従ってテストを行った。
(*4)85℃、85%RH72hr後の吸湿率。
Figure 0004354242
(* 1) Hot plate method, 175 ° C
(* 2) Measured using TMA.
(* 3) A test was performed according to JIS K6911.
(* 4) Moisture absorption after 85 ° C. and 85% RH 72 hours.

本発明のエポキシ樹脂は、結晶性を有し、常温で固体であるので取り扱い性に優れ、低溶融粘度を有し、これを用いた組成物は硬化性に優れ、機械強度と耐熱性、耐湿性に優れた硬化体を与えるので、封止材料、成形材料、接着剤、塗料等に有用である。 The epoxy resin of the present invention has crystallinity and is easy to handle because it is solid at room temperature, and has a low melt viscosity. A composition using this has excellent curability, mechanical strength, heat resistance, and moisture resistance. Since it provides a cured product having excellent properties, it is useful for sealing materials, molding materials, adhesives, paints, and the like.

実施例1で得られたエポキシ樹脂のH−NMRスペクトルを示すチャートである。2 is a chart showing an H-NMR spectrum of the epoxy resin obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られたエポキシ化合物のIRスペクトルを示すチャートである。2 is a chart showing an IR spectrum of the epoxy compound obtained in Example 1. FIG.

Claims (4)

一般式(I)で表される結晶性エポキシ樹脂
一般式(I)
Figure 0004354242
(I)

(ただし、R〜R10は水素原子または炭素数1から6までのアルキル基を示す。nは0以上の整数を示す。)
A crystalline epoxy resin represented by the general formula (I).
Formula (I)
Figure 0004354242
(I)

(However, R 1 to R 10 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. N represents an integer of 0 or more.)
請求項1に記載された結晶性エポキシ樹脂であって、一般式(I)の、R〜R10が水素原子、またはR、Rがメチル基かつ他のRが水素原子である、結晶性エポキシ樹脂2. The crystalline epoxy resin according to claim 1, wherein R 1 to R 10 of the general formula (I) are a hydrogen atom, or R 3 and R 4 are a methyl group and the other R is a hydrogen atom. Crystalline epoxy resin . (a)1分子中2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、(b)硬化剤、及び(c)硬化促進剤を必須成分とする硬化性エポキシ樹脂組成物であり、(a)のエポキシ樹脂中に請求項1又は2に記載の結晶性エポキシ樹脂を5〜100質量%含む硬化性エポキシ樹脂組成物。(A) An epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, (b) a curing agent, and (c) a curable epoxy resin composition containing a curing accelerator as essential components, and the epoxy resin of (a) A curable epoxy resin composition containing 5 to 100% by mass of the crystalline epoxy resin according to claim 1 or 2. 請求項3に記載された硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させた硬化体。  A cured product obtained by curing the curable epoxy resin composition according to claim 3.
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