JPH10218971A - 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
物を与える液状或は低粘度の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】主鎖にフェニレン基を有するビスフェノー
ル類をジ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、及び該エポキシ樹脂を含有するエポキシ
樹脂組成物、及びその硬化物。
Description
ち、しかも耐水性、機械強度に優れたエポキシ樹脂およ
びエポキシ樹脂組成物並びにその硬化物に関する。
軽量で取扱が簡単であることから、近年は各種材料とし
て汎用されている。このような有機光学材料用樹脂とし
て、従来から、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリ
レート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ジエチレングリコ
ールジアリルカーボネート樹脂などが広く用いらてい
る。
材料用樹脂は、低い屈折率、大きな複屈折、高い吸水性
などの欠点を有し、耐熱性や耐衝撃性に劣るため必ずし
も満足できるものではなかった。特にレンズ用材料とし
て用いられているジエチレングリコールアリルカーボネ
ート樹脂などは、屈折率が1.50と低いため、レンズ
用として使用した場合にはコバ厚や中心厚が厚くなり、
レンズの外観が悪くなり、また重量の増大を招くという
欠点があった。
屈折率を向上させる方法が種々検討されてきた。例え
ば、特開平5−4404号公報には、芳香環にハロゲン
を導入した樹脂が開示されている。しかしながらこの技
術により得られた樹脂は屈折率が1.60と大きくなる
ものの、比重が1.37と高く、プラスチックレンズの
特徴であるレンズの軽量性の点で満足できるものではな
かった。
屈折率、比重、耐水性、機械強度などの点でいずれかの
問題を有しており、これらの諸問題を同時に解決する樹
脂の出現が待ち望まれている。
状に鑑み、下記式(1)で表される分子構造を有するエ
ポキシ樹脂が低粘度或は液状で取扱が容易であり、同時
に高い屈折率を持ち、しかもその組成物の硬化物におい
て優れた耐水性、機械強度を示すことを見いだし本発明
を完成させるに到った。
表し、Gはグリシジル基を表す。)で表されるエポキシ
樹脂、(2)上記(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)上
記(2)または(3)記載のエポキシ樹脂組成物を硬化
してなる硬化物に関する。
ば、式(2)
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。
(3)
表される化合物を加熱減圧下で処理を行い、m=0の化
合物のみを蒸留する方法等により得ることが出来る。
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)で表される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添加し、または添加しながら2
0〜120℃で0.5〜10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、50〜150℃で0.5〜5時間
反応させて得られる式(2)の化合物のハロヒドリンエ
ーテル化物にアルカリ金属水酸化物の固体または水溶液
を加え、再び20〜120℃で0.5〜10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。
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0.8〜1.5
モル、好ましくは0.9〜1.1モルである。更に反応
を円滑に進行させるためにメタノール、エタノール、イ
ソプロパノール等のアルコール類の他ジメチルスルホ
ン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒等
を添加して反応を行うことが好ましい。
はエピハロヒドリンの量に対し通常2〜50重量%、好
ましくは4〜40重量%である。また非プロトン性極性
溶媒を用いる場合はエピハロヒドリンの量に対し通常5
〜150重量%、より好ましくは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非プロトン
性極性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化合物とするために、回収したエポ
キシ樹脂を再びトルエン、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
ることにより本発明のエポキシ樹脂が得られる。
て説明する。前項(2)、(3)記載のエポキシ樹脂組
成物において本発明のエ樹脂は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。
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
が使用できる。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
としては例えば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
対して通常0.1〜5.0重量部が必要に応じ用いられ
る。
酸化防止剤、着色防止剤、離型剤、消泡剤、ブルーイン
グ剤、蛍光染料等の添加剤を適宜加えてもよい。
均一に混合することにより得られる。本発明のエポキシ
化合物、エポキシ樹脂、硬化剤更に必要により硬化促進
剤の配合された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及びその他の添加剤とを必要に応じ
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、さらに例えば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。
耐水性、機械強度に優れているため、高屈折率、耐水性
の要求される広範な分野で用いることができる。具体的
には眼鏡用プラスチックレンズ、フレネルレンズ、レン
チキュラーレンズ、光ディスク基板、プラスチック光フ
ァイバー、LCD用プリズムシート、導光板などの光学
材料、塗料、接着剤、封止材として、特に光学材料とし
て極めて有用である。
的に説明するが、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(4)
ドリン370部に溶解させた。更に70℃に加熱し、テ
トラメチルアンモニウムクロライド5部を添加し1時間
撹拌下でクロルヒドリン化反応を行った。その後70℃
でフレーク状水酸化ナトリウム40部を100分かけて
分割添加し、その後、更に70℃で2時間反応させた。
反応終了後、水を150部加え水洗の後、油層をロータ
リーエバポレーターを使用して130℃、加熱減圧下で
過剰のエピクロルヒドリンを留去し、残留物に402部
のメチルイソブチルケトンを加え溶解した。
70℃に加熱し30重量%の水酸化ナトリウム水溶液1
0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3回繰り返した。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(5)
0.06(平均値))で表される本発明のエポキシ樹脂
(A)193部を得た。得られたエポキシ樹脂は25℃
における粘度が21000cpsの液状でありエポキシ
当量は212g/eqであった。
(A)、比較例として液状のビスフェノールA型エポキ
シ樹脂(エピコート828、油化シェルエポキシ(株)
製、エポキシ当量186g/eq、25℃における粘度
13000cps)に対し硬化剤としてヘキサヒドロ無
水フタル酸(リカシッドHH、新日本理化(株)製)を
用い、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(TP
P)を表1の配合物の組成の欄に示した割合で配合し、
樹脂組成物を得た。次いでこれを加熱混合した後注型し
樹脂成形体を調製し、160℃で2時間、更に180℃
で8時間硬化させた。
び曲げ強度を下記のようにして測定した結果を表1の硬
化物の物性の欄に示す。なお、表1の配合物の組成の欄
の数値は重量部を表す。
しめガラス板上に塗布し、同様に加熱硬化し厚さ200
ミクロンの薄膜を形成し下記のようにして屈折率を測定
した。結果を表1にあわせて示す。 屈折率 アッベ屈折率計(アタゴ社製、4T型)を用いて25℃
における屈折率を測定した。 吸水率 JIS K−6911に従って測定した。 曲げ強度 JIS K−6911に従って測定した。
屈折率が高く、耐水性、機械強度に優れているのが明ら
かである。
使用されてきたエポキシ樹脂と比較して、屈折率が高
く、耐水性、機械強度に優れた硬化物を与えことがで
き、眼鏡用プラスチックレンズ、フレネルレンズ、レン
チキュラーレンズ、光ディスク基板、LCD用プリズム
シート、導光板などの光学材料、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 (4)
- 【請求項1】式(1) 【化1】 (式中、nは平均値であり0〜5の正数を表し、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】請求項2または3記載のエポキシ樹脂組成
物を硬化してなる硬化物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03260497A JP3714503B2 (ja) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | 光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03260497A JP3714503B2 (ja) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | 光学材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10218971A true JPH10218971A (ja) | 1998-08-18 |
| JP3714503B2 JP3714503B2 (ja) | 2005-11-09 |
Family
ID=12363474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03260497A Expired - Fee Related JP3714503B2 (ja) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | 光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3714503B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173766A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-06-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 表示装置 |
| JP2000256537A (ja) * | 1999-03-10 | 2000-09-19 | Matsushita Electric Works Ltd | エポキシ樹脂組成物、その製造方法、および樹脂付き金属箔、ならびにそれを用いた多層プリント配線板 |
-
1997
- 1997-02-03 JP JP03260497A patent/JP3714503B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2000173766A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-06-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 表示装置 |
| JP2000256537A (ja) * | 1999-03-10 | 2000-09-19 | Matsushita Electric Works Ltd | エポキシ樹脂組成物、その製造方法、および樹脂付き金属箔、ならびにそれを用いた多層プリント配線板 |
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