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JP2000086741A - Method for producing epoxy resin, epoxy resin, epoxy resin composition, cured product obtained by molding and curing the resin composition, and laminate - Google Patents

Method for producing epoxy resin, epoxy resin, epoxy resin composition, cured product obtained by molding and curing the resin composition, and laminate

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Publication number
JP2000086741A
JP2000086741A JP10261446A JP26144698A JP2000086741A JP 2000086741 A JP2000086741 A JP 2000086741A JP 10261446 A JP10261446 A JP 10261446A JP 26144698 A JP26144698 A JP 26144698A JP 2000086741 A JP2000086741 A JP 2000086741A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
resin
reaction
modified phenol
phenol resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10261446A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Tsumura
村 雅 洋 津
Masao Tajima
嶋 正 夫 田
Hiromi Miyashita
下 宏 美 宮
Shin Hasegawa
慎 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kashima Oil Co Ltd
Original Assignee
Kashima Oil Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kashima Oil Co Ltd filed Critical Kashima Oil Co Ltd
Priority to JP10261446A priority Critical patent/JP2000086741A/en
Publication of JP2000086741A publication Critical patent/JP2000086741A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】石油系重質油類またはピッチ類、ホルムア
ルデヒド重合物およびフェノール類の重縮合で得た変性
フェノール樹脂を、酸触媒の存在下、フェノール類と反
応させて低分子化して高反応性変性フェノール樹脂を調
製し、得られた高反応性変性フェノール樹脂を、アルカ
リ金属水酸化物の存在下、エピハロヒドリンと反応させ
るエポキシ樹脂の製造方法。 【効果】このエポキシ樹脂の製造方法によれば、溶融粘
度が低く、かつ硬化剤との反応性が高いエポキシ樹脂が
製造できる。このエポキシ樹脂は、耐熱性、耐水性及び
機械的強度に優れ、寸法安定性が向上し、かつ強靱な硬
化物となる。
(57) [Summary] A low-grade phenol resin obtained by the polycondensation of petroleum heavy oils or pitches, a formaldehyde polymer and a phenol with a phenol in the presence of an acid catalyst. A method for producing an epoxy resin in which a highly reactive modified phenol resin is prepared by molecular polymerization and the obtained highly reactive modified phenol resin is reacted with epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide. According to the method for producing an epoxy resin, an epoxy resin having a low melt viscosity and a high reactivity with a curing agent can be produced. This epoxy resin is excellent in heat resistance, water resistance and mechanical strength, has improved dimensional stability, and is a tough cured product.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、耐熱性、耐水性および機
械的強度に優れ、寸法安定性が向上し、かつ強靱な硬化
物を製造することができ、したがって、成形材料、注型
材料、積層材料、複合材料、塗料、接着剤およびレジス
トなどの広範囲の用途に極めて有用なエポキシ樹脂を提
供できるエポキシ樹脂の製造方法、この方法により得ら
れたエポキシ樹脂、これを用いたエポキシ樹脂成形材
料、この成形材料を成形・硬化して得られる硬化物およ
び積層板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is capable of producing a cured product having excellent heat resistance, water resistance and mechanical strength, improved dimensional stability, and toughness. Laminated materials, composite materials, paints, adhesives and adhesives, and a method for producing an epoxy resin that can provide an epoxy resin that is extremely useful for a wide range of applications, an epoxy resin obtained by this method, an epoxy resin molding material using the same, The present invention relates to a cured product and a laminate obtained by molding and curing this molding material.

【0002】[0002]

【発明の技術的背景】エポキシ樹脂は、種々の硬化剤で
硬化させることにより、一般的に機械的性質、耐水性、
耐薬品性、耐熱性および電気的性質などの優れた硬化物
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。このようなエポキシ
樹脂の内、特にビスフェノール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ール
A型エポキシ樹脂は、汎用エポキシ樹脂として工業的に
最も広く用いられている。また、その他の汎用エポキシ
樹脂としては、液状のビスフェノールA型エポキシ樹脂
にテトラブロムビスフェノールAを反応させて得られる
難燃性固形エポキシ樹脂を挙げることができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Epoxy resins are generally hardened with various hardeners to provide mechanical properties, water resistance,
It has excellent cured properties such as chemical resistance, heat resistance and electrical properties, and is used in a wide range of fields such as adhesives, paints, laminates, molding materials and casting materials. Among such epoxy resins, liquid and solid bisphenol A epoxy resins obtained by reacting bisphenol A with epichlorohydrin are most widely used industrially as general-purpose epoxy resins. Examples of other general-purpose epoxy resins include a flame-retardant solid epoxy resin obtained by reacting tetrabromobisphenol A with a liquid bisphenol A-type epoxy resin.

【0003】しかしながら、このような汎用エポキシ樹
脂を使用して得られる硬化物では、エポキシ樹脂の分子
量の増加に伴い、強靱性が増加するものの、耐熱性が低
下するという欠点があった。
[0003] However, cured products obtained using such general-purpose epoxy resins have the drawback that, although the toughness increases as the molecular weight of the epoxy resin increases, the heat resistance decreases.

【0004】このような耐熱性の低下を補うために、汎
用エポキシ樹脂に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混合して得た硬化物は、耐熱
性は高くなるものの、靱性が低下し、かつ吸水率も高く
なるという欠点があった。したがって、このような汎用
エポキシ樹脂組成物は、耐熱性、耐水性及び機械的強度
等に特に厳しい要求がある電気・電子分野の絶縁材料、
例えば半導体封止材や回路基板用の積層板に適用する成
形材料としては改良の余地があった。
In order to compensate for such a decrease in heat resistance, a cured product obtained by mixing a general-purpose epoxy resin with a polyfunctional epoxy resin such as cresol novolak epoxy resin has high heat resistance, but has low toughness. And the water absorption is also high. Therefore, such a general-purpose epoxy resin composition is an insulating material in the electric / electronic field, which has particularly strict requirements for heat resistance, water resistance, mechanical strength, and the like.
For example, there is room for improvement as a molding material applied to a semiconductor sealing material or a laminate for a circuit board.

【0005】このような問題点を解決するために、石油
系重質油またはピッチ類、ホルムアルデヒド重合物およ
びフェノール類を、酸触媒の存在下で重縮合させて得た
変性フェノール樹脂を、アルカリ金属水酸化物の存在
下、エピハロヒドリンと反応させることにより得られる
エポキシ樹脂が提案されている(特開平7−19676
6号公報参照)。
In order to solve such problems, a modified phenol resin obtained by polycondensing a heavy petroleum oil or pitches, a formaldehyde polymer and a phenol in the presence of an acid catalyst is converted into an alkali metal. An epoxy resin obtained by reacting with an epihalohydrin in the presence of a hydroxide has been proposed (JP-A-7-19676).
No. 6).

【0006】このエポキシ樹脂によれば、上述の汎用エ
ポキシ樹脂またはその組成物と比較して、耐熱性、耐水
性および機械的強度に優れた硬化物を提供することがで
きる。しかしながら、このエポキシ樹脂は、樹脂溶融粘
度が高く、かつ硬化剤との反応性に劣るという問題があ
った。
According to this epoxy resin, a cured product having excellent heat resistance, water resistance and mechanical strength can be provided as compared with the above-mentioned general-purpose epoxy resin or its composition. However, this epoxy resin has a problem that the resin melt viscosity is high and the reactivity with the curing agent is poor.

【0007】本発明者等は、このような現状に鑑み種々
研究・検討した結果、重縮合反応で得られた反応生成物
を、そのまま、あるいは精製した後に、ホルムアルデヒ
ド重合物および他の架橋剤の不存在下かつ酸触媒の存在
下で、フェノール類と反応させて低分子化させて得た高
反応性変性フェノール樹脂をエポキシ化することによ
り、樹脂溶融粘度が低く、硬化剤との反応性が著しく向
上したエポキシ樹脂を得られることを見出し、本発明を
完成した。
The present inventors have conducted various studies and studies in view of such a situation. As a result, the reaction product obtained by the polycondensation reaction is used as it is or after purifying the reaction product to formaldehyde polymer and other crosslinking agent. By epoxidizing the highly reactive modified phenol resin obtained by reacting with phenols to reduce the molecular weight in the absence and in the presence of an acid catalyst, the resin melt viscosity is low and the reactivity with the curing agent is low. The inventors have found that a significantly improved epoxy resin can be obtained, and have completed the present invention.

【0008】[0008]

【発明の目的】本発明は、上述したような従来技術の問
題点を解決するために成されたものであり、樹脂溶融粘
度が低く、硬化剤との反応性が著しく向上し、したがっ
て優れた耐熱性、耐水性、機械的強度および寸法安定性
を有し、かつ強靱な硬化物を製造できるエポキシ樹脂の
製造方法、この方法で得られるエポキシ樹脂、これを用
いたエポキシ樹脂組成物、およびこの樹脂組成物を成形
・硬化して得られる硬化物および積層板を提供すること
を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and has a low resin melt viscosity, a remarkably improved reactivity with a curing agent, and therefore an excellent performance. A method for producing an epoxy resin having heat resistance, water resistance, mechanical strength and dimensional stability, and capable of producing a tough cured product, an epoxy resin obtained by this method, an epoxy resin composition using the same, and It is an object of the present invention to provide a cured product and a laminate obtained by molding and curing a resin composition.

【0009】[0009]

【発明の概要】本発明に係るエポキシ樹脂の製造方法
は、石油系重質油類またはピッチ類と、ホルムアルデヒ
ド重合物と、フェノール類とを、酸触媒の存在下に重縮
合させて変性フェノール樹脂を調製し、前記変性フェノ
ール樹脂を、酸触媒の存在下、フェノール類と反応させ
て低分子化して高反応性変性フェノール樹脂を調製し、
前記高反応性変性フェノール樹脂を、アルカリ金属水酸
化物の存在下、エピハロヒドリンと反応させることを特
徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION A method for producing an epoxy resin according to the present invention is a modified phenol resin obtained by polycondensing a heavy petroleum oil or pitch, a formaldehyde polymer, and a phenol in the presence of an acid catalyst. To prepare a highly reactive modified phenolic resin by reacting the modified phenolic resin with phenols to reduce the molecular weight in the presence of an acid catalyst,
The highly reactive modified phenol resin is reacted with epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide.

【0010】本発明に係るエポキシ樹脂の製造方法で
は、前記低分子化工程は、通常反応温度が50℃以上か
つ200℃以下であることが望ましい。また、前記重縮
合工程において、前記石油系重質油類またはピッチ類
と、ホルムアルデヒド換算モル数が、該石油系重質油類
またはピッチ類1モルに対して1〜15の割合となる前
記ホルムアルデヒド重合物とを含む混合物を酸触媒の存
在下に加熱攪拌し、加熱攪拌中の前記混合物に、前記フ
ェノール類を、該フェノール類のモル数が前記石油系重
質油類またはピッチ類1モルに対して0.3〜5の割合
となる量まで逐次添加して、これらを縮重合させて変性
フェノール樹脂を調製することが望ましい。
In the method for producing an epoxy resin according to the present invention, it is preferable that the reaction temperature in the depolymerization step is usually 50 ° C. or more and 200 ° C. or less. Further, in the polycondensation step, the petroleum heavy oils or pitches and the formaldehyde in which the number of moles of formaldehyde is 1 to 15 per 1 mol of the petroleum heavy oils or pitches. The mixture containing the polymer and the mixture is heated and stirred in the presence of an acid catalyst, and the phenols are added to the mixture under heating and stirring, and the number of moles of the phenols is reduced to 1 mole of the petroleum heavy oils or pitches. It is preferable to add the phenol resin in an amount of 0.3 to 5 in order, and to subject them to polycondensation to prepare a modified phenol resin.

【0011】また、本発明では、前記重縮合工程で得ら
れた変性フェノール樹脂を、(i) 炭素数10以下の脂肪
族炭化水素および炭素数10以下の脂環式炭化水素から
なる群から選択される少なくとも一種の化合物を含む溶
媒で処理し、未反応成分を含む溶媒可溶成分を除去して
精製し、および/または(ii)前記重縮合工程に用いた酸
触媒の溶解度が0.1以下であり、かつ変性フェノール
樹脂の大部分を溶解し得る抽出溶媒で処理し、触媒残渣
を抽出除去して精製した後、得られた精製変性フェノー
ル樹脂を、前記低分子化工程で用いることが望ましい。
In the present invention, the modified phenolic resin obtained in the polycondensation step is selected from the group consisting of (i) an aliphatic hydrocarbon having 10 or less carbon atoms and an alicyclic hydrocarbon having 10 or less carbon atoms. Treated with a solvent containing at least one compound to be purified to remove the solvent-soluble components including unreacted components, and / or (ii) the acid catalyst used in the polycondensation step has a solubility of 0.1 It is the following, and after treating with an extraction solvent capable of dissolving most of the modified phenol resin, extracting and removing the catalyst residue and purifying, the obtained purified modified phenol resin may be used in the depolymerization step. desirable.

【0012】本発明に係るエポキシ樹脂は、このような
エポキシ樹脂の製造方法により得られたエポキシ樹脂で
あることを特徴としている。本発明に係るエポキシ樹脂
組成物は、(A)このようなエポキシ樹脂の製造方法に
より得られたエポキシ樹脂および(B)硬化剤と、必要
により(C)硬化促進剤とを含むことを特徴としてい
る。本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、さらに(D)
無機フィラーを含有していてもよい。
The epoxy resin according to the present invention is characterized by being an epoxy resin obtained by such a method for producing an epoxy resin. The epoxy resin composition according to the present invention comprises (A) an epoxy resin obtained by such a method for producing an epoxy resin, (B) a curing agent, and if necessary, (C) a curing accelerator. I have. The epoxy resin composition according to the present invention further comprises (D)
An inorganic filler may be contained.

【0013】本発明に係る硬化物および積層板は、この
ようなエポシ樹脂組成物を成形・硬化して得られる。
The cured product and the laminate according to the present invention are obtained by molding and curing such an epoxy resin composition.

【0014】[0014]

【発明の具体的説明】以下、本発明をさらに具体的に説
明する。本発明に係るエポキシ樹脂の製造方法は、特定
の重縮合工程で得られた変性フェノール樹脂を、特定条
件下の低分子化工程で低分子化して高反応性変性フェノ
ール樹脂とし、これをエポキシ化してエポキシ樹脂を製
造している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described more specifically. The production method of the epoxy resin according to the present invention, the modified phenolic resin obtained in a specific polycondensation step, a low-molecularization step in a low-molecularization step under specific conditions to a highly reactive modified phenolic resin, this is epoxidized Manufactures epoxy resins.

【0015】本発明における重縮合工程では、さらに詳
しくは、石油系重質油類またはピッチ類と、ホルムアル
デヒド重合物と、フェノール類とが、酸触媒の存在下に
重縮合させられる。
In the polycondensation step in the present invention, more specifically, heavy petroleum oils or pitches, a formaldehyde polymer and phenols are polycondensed in the presence of an acid catalyst.

【0016】この重縮合反応で原料として用いられる石
油系重質油類またはピッチ類は、原油の蒸留残油、水添
分解残油、接触分解残油、接触改質油、ナフサまたはL
PGの熱分解残油、およびこれら残油の減圧蒸留物、溶
剤抽出によるエキストラクト或いは熱処理物として得ら
れるものである。これらの中からfa値およびHa値の
適当なものを選んで使用するのが好ましい。
The petroleum heavy oils or pitches used as a raw material in the polycondensation reaction include crude oil distillation residue, hydrogenolysis residue, catalytic cracking residue, catalytic reforming oil, naphtha or L.
It is obtained as a pyrolysis residual oil of PG, a distillate of these residual oil under reduced pressure, an extract by solvent extraction or a heat-treated product. It is preferable to select and use appropriate ones of the fa value and the Ha value from these.

【0017】例えば、石油系重質油類またはピッチ類
は、0.40〜0.95、好ましくは0.5〜0.8の
芳香族炭化水素分率fa値と、20〜80%好ましくは
25〜60%の芳香環水素量Ha値とを有することが望
ましい。
For example, petroleum heavy oils or pitches have an aromatic hydrocarbon fraction fa value of 0.40 to 0.95, preferably 0.5 to 0.8, and a value of 20 to 80%, preferably 20 to 80%. It is desirable to have an aromatic ring hydrogen content Ha value of 25 to 60%.

【0018】なお、芳香族炭化水素分率fa値および芳
香環水素量Ha値は、各々石油系重質油類またはピッチ
類の13C−NMR測定によるデータ、および 1H−NM
Rによるデータから、下記式に基づいて算出される。
The aromatic hydrocarbon fraction fa value and the aromatic ring hydrogen content Ha value are the values obtained by 13 C-NMR measurement of petroleum heavy oils or pitches, and 1 H-NM, respectively.
It is calculated from the data by R based on the following equation.

【0019】[0019]

【数1】 (Equation 1)

【0020】原料の石油系重質油類またはピッチ類のf
a値が0.4より小さくなると、芳香族分が少なくなる
ため、得られる変性フェノール樹脂の性能の改質効果、
特に耐熱性、耐酸化性の改質効果が小さくなる傾向があ
る。
F of raw petroleum heavy oils or pitches
When the a value is less than 0.4, the aromatic component is reduced, and thus the effect of modifying the performance of the obtained modified phenolic resin is improved.
In particular, the effect of improving the heat resistance and oxidation resistance tends to decrease.

【0021】また、fa値が0.95より大きい石油系
重質油類またはピッチ類の場合には、芳香環炭素とホル
ムアルデヒドとの反応性が低くなる傾向がある。原料の
石油系重質油類またはピッチ類のHa値が20%より小
さくなると、ホルムアルデヒドと反応する芳香環水素分
が少なくなり、反応性が低下するため、フェノール樹脂
の性能の改質効果が低下する傾向がある。
In the case of petroleum heavy oils or pitches having a fa value larger than 0.95, the reactivity between aromatic ring carbon and formaldehyde tends to be low. If the Ha value of the petroleum heavy oils or pitches as the raw material is less than 20%, the aromatic ring hydrogen content that reacts with formaldehyde decreases and the reactivity decreases, so the effect of modifying the performance of the phenol resin decreases. Tend to.

【0022】Ha値が80%より大きい石油系重質油類
またはピッチ類を原料とした場合には、変性フェノール
樹脂の強度が低くなる傾向を示す。また、本発明で用い
られる石油系重質油類またはピッチ類は、これを構成す
る芳香族炭化水素の縮合環数は特に限定されないが、2
〜4環の縮合多環芳香族炭化水素で主に構成されること
が好ましい。石油系重質油類またはピッチ類が、5環以
上の縮合多環芳香族炭化水素を多く含む場合、この縮合
多環芳香族炭化水素が一般的に沸点が高く、例えば45
0℃を越える沸点となることもあるため、原料の沸点に
ばらつきが大きくなり、狭い沸点範囲のものを集め難
く、結果的に製品の品質が安定し難くなる。また、石油
系重質油類またはピッチ類が、主に単環芳香族炭化水素
である場合には、ホルムアルデヒドとの反応性が低いた
め、得られたフェノール樹脂の改質効果が小さくなる傾
向がある。
When a petroleum heavy oil or pitch having a Ha value of more than 80% is used as a raw material, the strength of the modified phenol resin tends to decrease. Further, the petroleum heavy oils or pitches used in the present invention are not particularly limited in the number of condensed rings of aromatic hydrocarbons constituting the heavy oils or pitches.
It is preferred to be mainly composed of a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon having 4 to 4 rings. When the petroleum heavy oils or pitches contain a large amount of condensed polycyclic aromatic hydrocarbons having 5 or more rings, the condensed polycyclic aromatic hydrocarbons generally have a high boiling point, for example, 45
Since the boiling point may exceed 0 ° C., the variation in the boiling point of the raw materials is large, and it is difficult to collect those having a narrow boiling point range. As a result, it is difficult to stabilize the quality of the product. In addition, when the petroleum heavy oils or pitches are mainly monocyclic aromatic hydrocarbons, since the reactivity with formaldehyde is low, the effect of modifying the obtained phenolic resin tends to be small. is there.

【0023】本発明で石油系重質油類またはピッチ類と
ともに原料として用いられるホルムアルデヒド重合物
は、架橋剤として作用する。このようなホルムアルデヒ
ド重合物としては、具体的には、パラホルムアルデヒ
ド、ポリオキシメチレン(特に、オリゴマー)などの線
状重合物、トリオキサンなどの環状重合物を挙げること
ができる。
The formaldehyde polymer used as a raw material together with petroleum heavy oils or pitches in the present invention acts as a crosslinking agent. Specific examples of such a formaldehyde polymer include a linear polymer such as paraformaldehyde and polyoxymethylene (particularly an oligomer) and a cyclic polymer such as trioxane.

【0024】本発明の重縮合工程において、このような
石油系重質油類またはピッチ類とホルムアルデヒド重合
物とは、ホルムアルデヒド重合物のホルムアルデヒド換
算モル数が、該石油系重質油類またはピッチ類の平均分
子量から算出した値1モルに対して1〜15、好ましく
は2〜12、さらに好ましくは3〜11の割合となるよ
うに混合される。
In the polycondensation step of the present invention, such petroleum heavy oils or pitches and the formaldehyde polymer are such that the number of moles of formaldehyde polymer in terms of formaldehyde is less than that of the petroleum heavy oil or pitch. Are mixed at a ratio of 1 to 15, preferably 2 to 12, and more preferably 3 to 11, with respect to 1 mol of the value calculated from the average molecular weight of the above.

【0025】石油系重質油類またはピッチ類に対するホ
ルムアルデヒド重合物の混合割合が1未満の場合には、
得られる変性フェノール樹脂の硬化体の強度が低いので
好ましくない。一方、15より大きい場合には、得られ
る硬化体の性能、収量ともに殆ど変わらなくなるので、
ホルムアルデヒド重合物をこれ以上多く使用することは
無駄と考えられる。また、過剰のホルムアルデヒド重合
物は、後述する低分子化工程において、変性フェノール
樹脂の低分子化を阻害する恐れがある。
When the mixing ratio of the formaldehyde polymer to the petroleum heavy oils or pitches is less than 1,
It is not preferable because the strength of the cured product of the modified phenol resin obtained is low. On the other hand, when it is larger than 15, both the performance and yield of the obtained cured product hardly change.
It is considered wasteful to use more formaldehyde polymer. Further, the excess formaldehyde polymer may hinder the lowering of the molecular weight of the modified phenol resin in the lowering step of the molecular weight described below.

【0026】さらに、重縮合工程で原料として用いられ
るフェノール類としては、具体的には、フェノール、ク
レゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ヒ
ドロキノン、α-ナフトール、β-ナフトール、ビスフェ
ノールA、ビスフェノールFなどのフェノール系化合物
を挙げることができる。これらは、単独で用いても、2
種以上を組み合わせて用いてもよい。
The phenols used as a raw material in the polycondensation step include, specifically, phenol, cresol, xylenol, resorcin, catechol, hydroquinone, α-naphthol, β-naphthol, bisphenol A, bisphenol F and the like. Phenolic compounds can be mentioned. These may be used alone or 2
A combination of more than one species may be used.

【0027】このようなフェノール類は、フェノール類
のモル数が、前記石油系重質油類またはピッチ類の平均
分子量から算出された値1モルに対して0.3〜5、好
ましくは0.5〜3の割合となる量まで、上記原料混合
物に添加される。
Such phenols have a mole number of phenols of 0.3 to 5, preferably 0.1 to 5 per mole of a value calculated from the average molecular weight of the petroleum heavy oils or pitches. A quantity of 5 to 3 is added to the raw material mixture.

【0028】この添加量が0.3未満の場合には、石油
系重質油類またはピッチ類とホルムアルデヒドとの反応
性が、フェノール類とホルムアルデヒドとの反応性より
劣ることから、充分な架橋密度に至らず、硬化体の強度
が一般のフェノール樹脂に比べて低くなることがある。
特に、耐衝撃性が低く脆い欠点を示す傾向がある。一
方、フェノール類の添加量が5を越える場合には、フェ
ノール樹脂の変性による改質効果が小さくなる傾向があ
る。
If the amount is less than 0.3, the reactivity between petroleum heavy oils or pitches and formaldehyde is inferior to the reactivity between phenols and formaldehyde. And the strength of the cured product may be lower than that of a general phenol resin.
In particular, it has a low impact resistance and tends to exhibit a brittle defect. On the other hand, when the addition amount of phenols exceeds 5, the modifying effect due to the modification of the phenol resin tends to decrease.

【0029】本発明における重縮合工程では、石油重質
油類またはピッチ類、ホルムアルデヒド重合物およびフ
ェノール類を重縮合させるために酸触媒が用いられてい
る。このような酸触媒としては、ブレンステッド酸もし
くはルイス酸が使用できるが、好ましくはブレンステッ
ド酸が用いられる。ブレンステッド酸としては、トルエ
ンスルホン酸、キシレンスルホン酸、塩酸、硫酸、ギ酸
等が使用できるが、p-トルエンスルホン酸、塩酸が特に
好ましい。
In the polycondensation step of the present invention, an acid catalyst is used for polycondensing heavy petroleum oils or pitches, formaldehyde polymer and phenols. As such an acid catalyst, a Bronsted acid or a Lewis acid can be used, but a Bronsted acid is preferably used. As the Bronsted acid, toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, formic acid and the like can be used, and p-toluenesulfonic acid and hydrochloric acid are particularly preferable.

【0030】酸触媒は、石油系重質油類またはピッチ類
とホルムアルデヒド重合物及びフェノール類の合計重量
に対して、0.1〜30重量%、好ましくは1〜20重
量%の量で用いられることが好ましい。
The acid catalyst is used in an amount of 0.1 to 30% by weight, preferably 1 to 20% by weight, based on the total weight of petroleum heavy oils or pitches, formaldehyde polymer and phenols. Is preferred.

【0031】酸触媒の使用量が少ない場合には反応時間
が長くなる傾向があり、また、反応温度を高くしないと
反応が不充分になる傾向がある。一方、酸触媒の使用量
が多くなってもその割には反応速度が速くならず、コス
ト的に不利になることがある。
When the amount of the acid catalyst used is small, the reaction time tends to be prolonged, and the reaction tends to be insufficient unless the reaction temperature is raised. On the other hand, even if the amount of the acid catalyst used is large, the reaction speed is not so high, which may be disadvantageous in cost.

【0032】以上説明した原料および酸触媒を用いた重
縮合工程は、例えば、石油系重質油類またはピッチ類と
ホルムアルデヒド重合物とを上述の割合となるように含
む混合物を酸触媒の存在下に加熱攪拌し、加熱攪拌中の
この混合物に、フェノール類を、上記割合となる量まで
逐次添加して、これら原料を縮重合させることが好まし
い。
In the polycondensation step using the raw material and the acid catalyst described above, for example, a mixture containing petroleum heavy oils or pitches and a formaldehyde polymer in the above-described ratio in the presence of an acid catalyst is used. It is preferred that phenols are sequentially added to the mixture under heating and stirring to the above-mentioned ratio to cause the amount to become the above-mentioned ratio, and then these materials are subjected to polycondensation.

【0033】フェノール類は、滴下等の方法によって、
反応混合物の全量に対して0.05〜5重量%/分、好
ましくは0.1〜2重量%/分の速度で逐次添加するこ
とが望ましい。
The phenols are prepared by a method such as dropping.
It is desirable to add sequentially at a rate of 0.05 to 5% by weight / minute, preferably 0.1 to 2% by weight / minute based on the total amount of the reaction mixture.

【0034】添加する速度が0.05重量%/分未満の
場合には、添加に要する時間が長すぎ、コストが上昇す
る。一方、添加する速度が5重量%/分を越える場合に
は、添加したフェノール類が遊離ホルムアルデヒドと急
速に反応するため、均一な混合物ないしは共縮合物を生
成し難くなる。
If the rate of addition is less than 0.05% by weight / minute, the time required for the addition is too long and the cost increases. On the other hand, if the rate of addition exceeds 5% by weight / minute, the added phenol rapidly reacts with free formaldehyde, making it difficult to form a uniform mixture or co-condensate.

【0035】このような不均一性が生じる原因は、ホル
ムアルデヒドに対する反応性が、石油系重質油類または
ピッチ類に比べフェノール類の方が著しく大きいためで
あり、初期のフェノール類の濃度を低く保たないと、ホ
ルムアルデヒドがフェノール類もしくは反応により生成
したフェノール類とホルムアルデヒドとの縮合物と選択
的に反応し、難溶化するためではないかと推定される。
The reason why such non-uniformity occurs is that the reactivity of phenols with formaldehyde is significantly higher than that of petroleum heavy oils or pitches. If not maintained, it is presumed that formaldehyde may selectively react with phenols or a condensate of phenols formed by the reaction with formaldehyde and become insoluble.

【0036】本発明における重縮合工程では、石油系重
質油類またはピッチ類、およびホルムアルデヒド重合物
の混合物へのフェノール類の添加時期は特に限定されな
いが、残存する遊離ホルムアルデヒド量から推定したホ
ルムアルデヒド反応率が実質的に0%である状態から、
70%以下、好ましくは50%以下である時点で、フェ
ノール類の逐次添加を開始することが望ましい。
In the polycondensation step of the present invention, the timing of addition of the phenol to the mixture of the petroleum heavy oils or pitches and the formaldehyde polymer is not particularly limited. From the state where the rate is substantially 0%,
It is desirable to start the sequential addition of phenols at the time of 70% or less, preferably 50% or less.

【0037】ホルムアルデヒド反応率が70%を越える
と、添加したフェノール類と反応するホルムアルデヒド
の量が少なくなり、得られる変性フェノール樹脂の性能
が低下する傾向がある。
If the formaldehyde conversion exceeds 70%, the amount of formaldehyde which reacts with the added phenols decreases, and the performance of the resulting modified phenol resin tends to decrease.

【0038】石油系重質油類またはピッチ類とホルムア
ルデヒド重合物との混合物の酸触媒の存在下での加熱攪
拌においては、原料組成、フェノール類の添加速度、得
られる樹脂の性状等に合わせてその反応温度および反応
時間が選択される。なお、反応温度および反応時間も、
互いに影響しあう条件であることは言うまでもない。こ
のような原料混合物の酸触媒の存在下での加熱攪拌は、
例えば、50〜160℃、好ましくは60〜120℃の
温度で、0.5〜10時間、好ましくは1〜5時間行わ
れることが望ましい。
In the heating and stirring of a mixture of petroleum heavy oils or pitches and a formaldehyde polymer in the presence of an acid catalyst, the mixture depends on the raw material composition, the addition rate of the phenols, the properties of the obtained resin, and the like. The reaction temperature and reaction time are selected. In addition, the reaction temperature and the reaction time also
It goes without saying that the conditions affect each other. Heating and stirring of such a raw material mixture in the presence of an acid catalyst,
For example, it is desirable to carry out at a temperature of 50 to 160 ° C., preferably 60 to 120 ° C. for 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 5 hours.

【0039】本発明の変性フェノール樹脂の製造に当た
り、反応を回分式で行う場合に一段階で行うことが可能
であり、一段階の実施が好ましい。また連続式で行う場
合には、従来の変性フェノール樹脂に用いられている、
2種以上の反応生成物を一定量ずつ連続混合するような
制御の難しい装置を使用する必要がなく、中間部に完全
混合型の反応容器を置き、その中に添加するフェノール
類を一定量ずつ送り込むようにすればよい。このような
装置は比較的安価であり、操作性は良好である。
In the production of the modified phenolic resin of the present invention, when the reaction is carried out batchwise, it can be carried out in one step, and it is preferable to carry out the reaction in one step. In the case of performing a continuous method, the conventional modified phenol resin is used,
It is not necessary to use a device that is difficult to control, such as continuously mixing two or more reaction products by a fixed amount at a time. You only have to send it. Such devices are relatively inexpensive and have good operability.

【0040】本発明では、このような石油系重質油類ま
たはピッチ類、ホルムアルデヒド重合物、およびフェノ
ール類の重縮合反応は、溶媒を用いなくても行なうこと
ができるが、適当な溶媒を用いて反応混合物(反応系)
の粘度を低下させ、均一な反応が起こるようにしてもよ
い。
In the present invention, such polycondensation reaction of petroleum heavy oils or pitches, formaldehyde polymer, and phenols can be carried out without using a solvent. Reaction mixture (reaction system)
May be reduced so that a uniform reaction occurs.

【0041】このような溶媒としては、例えば、ベンゼ
ン、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素;クロ
ルベンゼンのようなハロゲン化芳香族炭化水素;ニトロ
ベンゼンのようなニトロ化芳香族炭化水素;ニトロエタ
ン、ニトロプロパンのようなニトロ化脂肪族炭化水素;
パークレン、トリクレン、四塩化炭素のようなハロゲン
化脂肪族炭化水素を挙げることができる。
Examples of such a solvent include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene; nitrated aromatic hydrocarbons such as nitrobenzene; nitroethane; Nitrated aliphatic hydrocarbons such as nitropropane;
Halogenated aliphatic hydrocarbons such as perchrene, trichlene and carbon tetrachloride can be mentioned.

【0042】本発明では、以上説明した重縮合反応で得
られた変性フェノール樹脂を、後述する低分子化工程で
用いている。低分子化工程では、この変性フェノール樹
脂を、ホルムアルデヒド重合物および他の架橋剤の不存
在下かつ酸触媒の存在下、特定の温度条件下にてフェノ
ール類と反応して低分子化する。このような低分子化工
程では、他の反応条件や、原料および触媒の量は、変性
フェノール樹脂とフェノール類との反応によってこの変
性フェノール樹脂が所望の性状を有するように設定すれ
ばよい。
In the present invention, the modified phenol resin obtained by the above-described polycondensation reaction is used in the below-mentioned molecular weight reduction step. In the molecular weight reduction step, the modified phenolic resin is reacted with a phenol under a specific temperature condition in the absence of a formaldehyde polymer and other crosslinking agents and in the presence of an acid catalyst to reduce the molecular weight. In such a depolymerization step, other reaction conditions, amounts of raw materials and catalysts may be set so that the modified phenol resin has desired properties by the reaction between the modified phenol resin and phenols.

【0043】ところで、上述した重縮合反応の反応混合
物は、変性フェノール樹脂に加えて、酸触媒、未反応
物、低分子成分および反応溶媒等が残存する可能性があ
り、これらは、低分子化反応時の反応条件、および反応
に関与する原料、触媒等の量に影響を及ぼす。例えば、
低分子化工程で用いられる変性フェノール樹脂が酸触媒
を含む場合には、該工程で添加される酸触媒の量に影響
を及ぼす。また特に、変性フェノール樹脂が、未反応成
分として、架橋剤であるホルムアルデヒド重合物を多量
に含む場合には、変性フェノール樹脂とホルムアルデヒ
ド重合物とフェノール類との重縮合反応が起こり低分子
化が阻害される恐れがある。
Incidentally, in the reaction mixture of the above-mentioned polycondensation reaction, in addition to the modified phenol resin, there is a possibility that an acid catalyst, unreacted substances, low molecular components, a reaction solvent and the like may remain. It affects the reaction conditions during the reaction and the amounts of raw materials, catalysts, etc. involved in the reaction. For example,
When the modified phenol resin used in the depolymerization step contains an acid catalyst, it affects the amount of the acid catalyst added in the step. In particular, when the modified phenolic resin contains a large amount of a formaldehyde polymer as a cross-linking agent as an unreacted component, a polycondensation reaction between the modified phenolic resin, the formaldehyde polymer, and phenols occurs, and lower molecular weight is inhibited. May be done.

【0044】したがって、変性フェノール樹脂とフェノ
ール類との反応によって変性フェノール樹脂が効率的に
低分子化するように低分子化工程での反応条件を好適に
設定するには、低分子化工程で用いられる変性フェノー
ル樹脂が、低分子化反応を阻害するような量の酸触媒、
未反応物、あるいは反応溶媒等を含まないようにするこ
と、特に、酸触媒、ホルムアルデヒド重合物を含まない
ようにすることが好ましい。
Therefore, in order to suitably set the reaction conditions in the molecular weight reduction step so that the molecular weight of the modified phenolic resin is efficiently reduced by the reaction between the modified phenolic resin and phenols, it is necessary to use The modified phenolic resin is an amount of an acid catalyst that inhibits the lowering reaction,
It is preferable not to contain an unreacted substance or a reaction solvent or the like, and it is particularly preferable not to contain an acid catalyst or a formaldehyde polymer.

【0045】このような変性フェノール樹脂は、上記重
縮合反応での原料、酸触媒および反応溶媒の使用量、あ
るいは重縮合反応条件を適宜選択して反応混合物中に過
剰な未反応成分、酸触媒および反応溶媒等が残存しない
ようにするか、あるいは重縮合反応で得られた反応混合
物を適宜精製することによって、未反応成分、低分子成
分、酸触媒および反応溶媒等を除去して調製することが
できる。
Such a modified phenolic resin can be prepared by adding an unreacted component, acid catalyst And by removing the unreacted components, low-molecular components, acid catalysts, reaction solvents, and the like by preventing the reaction solvent and the like from remaining or by appropriately purifying the reaction mixture obtained by the polycondensation reaction. Can be.

【0046】反応混合物、即ち酸触媒、未反応物、低分
子成分および反応溶媒を含む粗製の変性フェノール樹脂
の精製方法としては、例えば、(i)反応混合物を特定
の溶媒で処理し、変性フェノール樹脂を析出させて、未
反応成分を含む溶媒可溶成分を除去する精製処理、(i
i)前記反応混合物を特定の溶媒で処理して触媒残渣を
抽出除去する精製処理とを挙げることができる。
As a method for purifying a reaction mixture, that is, a crude modified phenol resin containing an acid catalyst, unreacted substances, low molecular components and a reaction solvent, for example, (i) treating the reaction mixture with a specific solvent, A purification treatment for precipitating the resin and removing solvent-soluble components including unreacted components, (i
i) A purification treatment in which the reaction mixture is treated with a specific solvent to extract and remove catalyst residues.

【0047】上記の精製処理(i)では、原料として用
いられる石油系重質油類またはピッチ類に含まれる成分
の内、反応性が低く、反応生成物中に未反応の状態、あ
るいは反応が不充分な状態で残存する成分、また反応時
に適宜用いられた反応溶媒とが除去される。
In the refining treatment (i), among the components contained in the petroleum heavy oils or pitches used as the raw material, the reactivity is low and the reaction product is in an unreacted state or in the reaction product. The components remaining in an insufficient state and the reaction solvent appropriately used during the reaction are removed.

【0048】このような精製処理(i)は、重縮合工程
で得られた反応混合物を、任意の時期に、炭素数10以
下の脂肪族炭化水素および炭素数10以下の脂環式炭化
水素からなる群から選択される少なくとも一種の化合物
を含む溶媒に投入し、樹脂主成分を析出させ、該溶媒に
可溶な成分、即ち未反応および低反応で残存する成分、
および重縮合反応時の反応溶媒などを除去することによ
って行なわれる。
In such a purification treatment (i), the reaction mixture obtained in the polycondensation step is prepared at any time from an aliphatic hydrocarbon having 10 or less carbon atoms and an alicyclic hydrocarbon having 10 or less carbon atoms. Poured into a solvent containing at least one compound selected from the group consisting of, to precipitate the resin main component, components soluble in the solvent, that is, components that remain unreacted and low reaction,
And by removing the reaction solvent and the like during the polycondensation reaction.

【0049】このような炭化水素溶媒としては、例え
ば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンな
どの脂肪族又は脂環式炭化水素が挙げられ、特にn-ヘキ
サンが好ましい。
Examples of such a hydrocarbon solvent include aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane and cyclohexane, and n-hexane is particularly preferred.

【0050】また、上記の精製処理(ii)では、反応混
合物中に残存する酸等の触媒残渣及び架橋剤としてのホ
ルムアルデヒド重合物が除去され、実質的に酸及び架橋
剤を含まない変性フェノール樹脂が得られる。このよう
な触媒が変性フェノール樹脂中に残存すると、この酸触
媒残渣を考慮して低分子化工程で用いる酸触媒の量を設
定する必要があり、反応条件の制御が困難となる。
In the above purification treatment (ii), a catalyst residue such as an acid remaining in the reaction mixture and a formaldehyde polymer as a cross-linking agent are removed, and the modified phenol resin substantially containing no acid and the cross-linking agent is removed. Is obtained. If such a catalyst remains in the modified phenol resin, it is necessary to set the amount of the acid catalyst used in the depolymerization step in consideration of the acid catalyst residue, which makes it difficult to control the reaction conditions.

【0051】このような精製処理(ii)は、反応混合物
を、前記重縮合工程で用いた酸触媒の溶解度が0.1以
下であり、かつ変性フェノール樹脂の大部分を溶解し得
る抽出溶媒で処理し、触媒残渣を抽出除去することによ
って行なわれる。
In the purification treatment (ii), the reaction mixture is prepared by using an extraction solvent in which the solubility of the acid catalyst used in the polycondensation step is 0.1 or less and which can dissolve most of the modified phenol resin. It is carried out by treating and extracting the catalyst residue.

【0052】このような溶媒は、上記特性を有する限り
特に限定されないが、例えばベンゼン、トルエン、キシ
レンなどの芳香族炭化水素類を好ましい例として挙げる
ことができ、この内、特にトルエンが好ましい。
The solvent is not particularly limited as long as it has the above-mentioned properties, but preferred examples thereof include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene. Of these, toluene is particularly preferred.

【0053】また、本発明では、精製処理(ii)は、そ
の温度等の条件を特に限定されず、溶媒の上記特性が充
分に発揮される条件で行なえばよい。また、精製処理
(ii)は、反応混合物を溶媒に投入しても、反応混合物
に溶媒を加えてもよく、容易かつ簡便に行なうことがで
きる。
In the present invention, the purification treatment (ii) is not particularly limited in terms of the temperature and the like, and may be carried out under conditions where the above-mentioned properties of the solvent are sufficiently exhibited. Further, the purification treatment (ii) may be carried out easily and simply, by adding the reaction mixture to a solvent or adding a solvent to the reaction mixture.

【0054】このような精製処理(ii)後の実質的に酸
を含まない変性フェノール樹脂は、通常溶媒に溶解した
ワニス状である。ワニス状変性フェノール樹脂は、これ
が最終精製品である場合には、次段の低分子化工程の原
料としてそのまま用いてもよく、再度変性フェノール樹
脂が不溶の溶媒、例えばn−ヘキサン等に投入し、析出
させて粉末状の変性フェノール樹脂として用いてもよ
い。
The modified phenol resin substantially free of acid after such purification treatment (ii) is usually in the form of a varnish dissolved in a solvent. If this is a final purified product, the varnish-like modified phenol resin may be used as it is as a raw material in the next stage of the low-molecular-weight reduction step. Alternatively, it may be precipitated and used as a powdery modified phenol resin.

【0055】また、精製処理(ii)により、反応生成物
中に残存する触媒残渣のほとんどが除去されるが、所望
により、精製処理(ii)後の変性フェノール樹脂に、中
和処理および/または水洗処理を施して、樹脂中の酸等
の触媒残渣を更に除去してもよい。
Although the purification treatment (ii) removes most of the catalyst residue remaining in the reaction product, if necessary, the modified phenol resin after the purification treatment (ii) may be neutralized and / or treated. The catalyst residue such as acid in the resin may be further removed by washing with water.

【0056】中和処理としては、精製処理(ii)後の変
性フェノール樹脂への塩基性物質の添加を挙げることが
でき、このような塩基性物質としては、例えば水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化
マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の水
酸化物;アンモニア、ジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミン、アニリンおよびフェニレンジアミンな
どを挙げることができる。
Examples of the neutralization treatment include addition of a basic substance to the modified phenol resin after the purification treatment (ii). Examples of such a basic substance include sodium hydroxide, potassium hydroxide, Hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide; and ammonia, diethylenetriamine, triethylenetetramine, aniline and phenylenediamine.

【0057】本発明で適用し得る精製工程において、こ
のような精製処理(i)および(ii)は、任意の順序で
行なうことができる。しかしながら、精製処理(ii)後
の変性フェノール樹脂は、ワニス状であるため、変性フ
ェノール樹脂が不溶の溶媒、例えばn-ヘキサン中に投入
して再析出させ、粉末状の変性フェノール樹脂を採取す
ることが、低分子化工程で用いる場合の操作性の観点か
ら望ましい。
In the purification step applicable in the present invention, such purification treatments (i) and (ii) can be performed in any order. However, since the modified phenol resin after the purification treatment (ii) is in a varnish form, the modified phenol resin is poured into a solvent in which the modified phenol resin is insoluble, for example, n-hexane to cause re-precipitation, and the powdered modified phenol resin is collected. This is desirable from the viewpoint of operability when used in the low molecular weight process.

【0058】また、精製処理(i)を行った後に、精製
処理(ii)を行った場合には、得られるワニス状変性フ
ェノール樹脂をそのまま次段の低分子化工程の原料とし
て用いることができ、この方法は製造コストの観点から
好ましい。
In the case where the purification treatment (ii) is performed after the purification treatment (i), the resulting varnish-like modified phenol resin can be used as it is as a raw material in the next step of depolymerization. This method is preferable from the viewpoint of manufacturing cost.

【0059】本発明では、このような変性フェノール樹
脂、すなわち重縮合工程で得られた反応生成物を、その
まま、あるいは精製した後に、ホルムアルデヒド重合物
および他の架橋剤の不存在下で酸触媒の存在下、フェノ
ール類と反応させて低分子化させている。
In the present invention, such a modified phenol resin, that is, the reaction product obtained in the polycondensation step, is used as it is or after purification, in the absence of a formaldehyde polymer and other crosslinking agents. In the presence, it is reacted with phenols to reduce the molecular weight.

【0060】なお、このような低分子化工程での反応温
度等の反応条件、あるいは用いられる原料および酸触媒
の量、種類および組合せ等は、上記変性フェノール樹脂
を低粘度化でき、かつこれを用いて得られるエポキシ樹
脂の成形性の向上を実現できる範囲内であれば、特に限
定されない。
The reaction conditions such as the reaction temperature in the depolymerization step, or the amounts, types and combinations of the raw materials and the acid catalyst used can reduce the viscosity of the modified phenolic resin. There is no particular limitation as long as the moldability of the epoxy resin obtained by use can be improved.

【0061】本発明の低分子化工程で用いられる酸触媒
およびフェノール類としては、例えば上記重縮合工程で
例示された化合物を挙げることができる。具体的には、
低分子化工程で用られるフェノール類としては、フェノ
ール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコ
ール、ヒドロキノン、α−ナフトール、β−ナフトー
ル、ビスフェノールAおよびビスフェノールF等を例示
することができる。
Examples of the acid catalyst and phenol used in the depolymerization step of the present invention include the compounds exemplified in the above-mentioned polycondensation step. In particular,
Examples of phenols used in the depolymerization step include phenol, cresol, xylenol, resorcin, catechol, hydroquinone, α-naphthol, β-naphthol, bisphenol A, bisphenol F and the like.

【0062】本発明の低分子化工程では、酸触媒は、変
性フェノール樹脂の重量100重量部に対し、0.1〜
15重量部、好ましくは0.2〜10重量部の量で用い
られることが望ましい。
In the depolymerization step of the present invention, the acid catalyst is used in an amount of 0.1 to 100 parts by weight of the modified phenol resin.
It is desirable to use 15 parts by weight, preferably 0.2 to 10 parts by weight.

【0063】また、フェノール類は、変性フェノール樹
脂100重量部に対し、100重量部以上、好ましくは
100〜250重量部、更に好ましくは100〜200
重量部の量で用いることが望ましい。低分子化反応は、
フェノール類が100重量部以上あれば、所望の効果を
得るのに充分な程度進行する。しかし、過剰なフェノー
ル類を用いると、多量の未反応のフェノール類が残るた
め、後処理に必要なコストを増加させてしまう。
The phenol is used in an amount of 100 parts by weight or more, preferably 100 to 250 parts by weight, more preferably 100 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the modified phenol resin.
It is desirable to use parts by weight. The depolymerization reaction is
When the amount of phenols is 100 parts by weight or more, the reaction proceeds to an extent sufficient to obtain the desired effect. However, if an excessive amount of phenol is used, a large amount of unreacted phenol remains, which increases the cost required for the post-treatment.

【0064】このような酸触媒とフェノール類を用いる
低分子化工程では、変性フェノール樹脂は、酸触媒の存
在下、フェノール類と、50℃〜200℃の温度範囲
で、15分間〜2.0時間、好ましくは30分間〜2.
0時間反応させることが望ましい。
In the depolymerization step using an acid catalyst and a phenol, the modified phenol resin is mixed with the phenol in the presence of the acid catalyst in a temperature range of 50 ° C. to 200 ° C. for 15 minutes to 2.0 hours. Time, preferably 30 minutes to 2.
It is desirable to react for 0 hours.

【0065】上記温度範囲での低分子化反応の内、比較
的低温域、具体的には50℃以上120℃以下では、変
性フェノール樹脂分子中に存在するアセタール結合及び
/又はメチレンエーテル結合の切断・解離が生じ、かつ
この解離末端部にフェノール類が結合すると考えられ
る。このような低温域での低分子化反応は、さらに好ま
しくは80℃以上120℃以下で行なわれる。
In the reaction for lowering the molecular weight in the above temperature range, in a relatively low temperature range, specifically, at 50 ° C. or more and 120 ° C. or less, cleavage of acetal bond and / or methylene ether bond present in the modified phenol resin molecule is performed. -It is considered that dissociation occurs and phenols bind to the dissociation terminal. Such a low-molecular-weight reduction reaction in a low temperature range is more preferably performed at a temperature of 80 ° C or more and 120 ° C or less.

【0066】また、比較的高温域、具体的には120℃
を越えて200℃以下の低分子化反応では、変性フェノ
ール樹脂分子中に存在する上記アセタール結合及び/又
はメチレンエーテル結合に加えてメチレン結合の切断・
解離が生じると考えられる。このような高温域での低分
子化工程は、さらに好ましくは140℃以上180℃以
下で行なわれる。
Further, a relatively high temperature range, specifically, 120 ° C.
Above 200 ° C. or lower, the cleavage of the methylene bond in addition to the acetal bond and / or methylene ether bond present in the modified phenol resin molecule.
It is believed that dissociation occurs. The depolymerization step in such a high temperature range is more preferably performed at 140 ° C. or more and 180 ° C. or less.

【0067】本発明の低分子化工程において、反応溶媒
は、使用しても、使用しなくとも良い。使用される反応
溶媒は、上記低分子化反応を阻害しない限り特に限定さ
れないが、例えば、重縮合反応時に用いられた溶媒、お
よびアルコール類、具体的にはブチルアルコール、エチ
ルアルコール、メチルアルコール、ヘキシルアルコー
ル、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニル
アルコール、デシルアルコールなどを挙げることができ
る。このような溶媒は、変性フェノール樹脂100重量
部に対し、好ましくは0〜300重量部の量で用いられ
る。
In the depolymerization step of the present invention, a reaction solvent may or may not be used. The reaction solvent used is not particularly limited as long as it does not inhibit the above-mentioned low-molecular-weight reduction reaction.For example, the solvent used during the polycondensation reaction, and alcohols, specifically, butyl alcohol, ethyl alcohol, methyl alcohol, hexyl Alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol and the like can be mentioned. Such a solvent is preferably used in an amount of 0 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the modified phenol resin.

【0068】以上説明した工程で得られた高反応性変性
フェノール樹脂は、これをそのままエポキシ化工程に供
することもできるが、該樹脂中に未反応成分や酸触媒な
どが残存する可能性がある。したがって、変性フェノー
ル樹脂の上記精製処理(i)および(ii)で挙げられ
た溶媒を使用して同様の方法で、あるいは他の溶媒を用
いて精製処理して、未反応成分や酸触媒などを除去する
ことが望ましい。このような高反応性変性フェノール樹
脂の精製に好ましく用いられる溶媒としては、例えばメ
チルイソブチルケトン;トルエン;トルエンとエチルア
ルコール、メチルアルコール等のアルコール類との混合
溶媒;トルエンとテトラヒドロフラン等のエーテル類と
の混合溶媒;およびトルエンとアセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類との混合
溶媒等を挙げることができる。
The highly reactive modified phenolic resin obtained in the above-described process can be subjected to the epoxidation process as it is, but there is a possibility that unreacted components, acid catalysts and the like remain in the resin. . Therefore, the modified phenol resin is purified by the same method using the solvents mentioned in the above purification treatments (i) and (ii) or by using another solvent to remove unreacted components and acid catalysts. It is desirable to remove it. Solvents preferably used for the purification of such highly reactive modified phenolic resins include, for example, methyl isobutyl ketone; toluene; a mixed solvent of toluene and alcohols such as ethyl alcohol and methyl alcohol; and ethers such as toluene and tetrahydrofuran. And a mixed solvent of toluene and ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone.

【0069】また、高反応性変性フェノール樹脂は、こ
のような溶媒を使用して未反応成分や酸触媒などを抽出
した後、必要に応じて蒸留水及び/又は蒸留水とイソプ
ロピルアルコールの混合液で水洗処理することが望まし
い。
The highly reactive modified phenol resin is obtained by extracting unreacted components, acid catalysts and the like using such a solvent, and then, if necessary, using distilled water and / or a mixed solution of distilled water and isopropyl alcohol. It is desirable to wash with water.

【0070】更に未反応物が残留する場合は、必要に応
じて水蒸気蒸留することにより、より純度の高い高反応
性変性フェノール樹脂を製造することができる。また、
水蒸気蒸留のかわりに加熱下窒素を吹き込むことでも未
反応物を除去することができる。またこれらの方法を組
み合わせても良い。
If unreacted substances remain, steam-distillation is carried out, if necessary, to produce a highly reactive modified phenol resin having higher purity. Also,
Unreacted substances can also be removed by blowing nitrogen under heating instead of steam distillation. Further, these methods may be combined.

【0071】さらに、高反応性変性フェノール樹脂は、
未反応成分や酸触媒などを除去した後、抽出溶媒を脱溶
媒するか、又は炭素数10以下の脂肪族若しくは脂環式
炭化水素或いはこれらの混合溶媒で処理して樹脂を析出
することが好ましい。このような炭化水素溶媒としては
変性フェノール樹脂の精製処理(i)に記載の溶媒を挙
げることができ、特にn-ヘキサンが好ましい。
Further, the highly reactive modified phenolic resin is
After removing unreacted components, acid catalysts, etc., it is preferable to remove the solvent of the extraction solvent or to treat with an aliphatic or alicyclic hydrocarbon having 10 or less carbon atoms or a mixed solvent thereof to precipitate the resin. . Examples of such a hydrocarbon solvent include the solvents described in the purification treatment (i) of the modified phenol resin, and n-hexane is particularly preferred.

【0072】このような精製処理を施して、樹脂中に残
存し得る酸触媒、未反応物および反応溶媒等を除去する
ことにより、上記特性に加えて、実質的に酸を含まない
高反応性変性フェノール樹脂とすることができる。以上
説明した工程で得られた高反応性変性フェノール樹脂は
そのままでも、数平均分子量が300〜800に低下
し、エポキシ樹脂との反応性が向上し、樹脂溶融粘度が
低下している。なお、本明細書において「実質的に酸を
含まない」とは、酸等が全く残存しないか、あるいは極
少量が残存したとしても金属に対する腐食性を有意に示
さないことを意味する。
By carrying out such a purification treatment to remove the acid catalyst, unreacted substances, reaction solvent and the like which may remain in the resin, in addition to the above-mentioned characteristics, a high reactivity containing substantially no acid is obtained. It can be a modified phenolic resin. Even if the highly reactive modified phenolic resin obtained in the above-described process remains as it is, the number average molecular weight is reduced to 300 to 800, the reactivity with the epoxy resin is improved, and the resin melt viscosity is reduced. In the present specification, “substantially contains no acid” means that no acid or the like remains at all, or even if a very small amount remains, it does not show significant corrosiveness to metals.

【0073】本発明に係るエポキシ樹脂の製造方法で
は、このようにして得られた高反応性変性フェノール樹
脂を、アルカリ金属水酸化物の存在下、エピハロヒドリ
ンと反応させてエポキシ化してエポキシ樹脂を製造す
る。
In the method for producing an epoxy resin according to the present invention, the highly reactive modified phenolic resin thus obtained is reacted with epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide to epoxidize it, thereby producing an epoxy resin. I do.

【0074】このようなエピハロヒドリンとしては、エ
ピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン,エピヨードヒ
ドリンおよびβ−メチルエピクロルヒドリン等を例示す
ることができる。
Examples of such an epihalohydrin include epichlorohydrin, epibromhydrin, epiiodohydrin and β-methylepichlorohydrin.

【0075】また、アルカリ金属水酸化物としては、水
酸化ナトリウムおよび水酸化カリウム等を例示すること
ができる。例えば、エポキシ樹脂は、上述の高反応性変
性フェノール樹脂と、好ましくは過剰のエピハロヒドリ
ンとを含む混合物に、アルカリ金属水酸化物を添加し、
または添加しながら、通常20〜120℃、好ましくは
50〜80℃の温度で反応させることによって製造する
ことができる。
Further, examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide and potassium hydroxide. For example, an epoxy resin is obtained by adding an alkali metal hydroxide to a mixture containing the above-mentioned highly reactive modified phenol resin and preferably an excess of epihalohydrin,
Alternatively, it can be produced by reacting at a temperature of usually 20 to 120 ° C., preferably 50 to 80 ° C. while adding.

【0076】このようなエポキシ化工程において、アル
カリ金属水酸化物は水溶液として反応系に添加してもよ
い。この場合、アルカリ金属水酸化物水溶液を連続的に
反応系内に添加するとともに、減圧下または常圧下にて
連続的に水及びエピハロヒドリンを混合流出物として流
出させ、更に流出物を水とエピハロヒドリンとに分液
し、水は除去し、かつエピハロヒドリンは反応系内に連
続的に戻すようにしてもよい。
In such an epoxidation step, the alkali metal hydroxide may be added to the reaction system as an aqueous solution. In this case, the aqueous alkali metal hydroxide solution is continuously added to the reaction system, and water and epihalohydrin are continuously flown out under reduced pressure or normal pressure as a mixed effluent, and the effluent is further combined with water and epihalohydrin. , Water may be removed, and epihalohydrin may be continuously returned to the reaction system.

【0077】また、エポキシ樹脂は、高反応性変性フェ
ノール樹脂とエピハロヒドリンの溶解混合物に、下記の
ような触媒を添加し、50〜150℃の温度で反応させ
てハロヒドリンエーテル化物を調製し、このハロヒドリ
ンエーテル化物を、アルカリ金属水酸化物(固体または
水溶液)の存在下、20〜120℃、好ましくは50〜
80℃の温度で反応させ脱ハロゲン化水素(閉環)させ
て製造することも可能である。
The epoxy resin is prepared by adding the following catalyst to a dissolved mixture of a highly reactive modified phenol resin and epihalohydrin and reacting at a temperature of 50 to 150 ° C. to prepare a halohydrin ether. This halohydrin etherified product is subjected to a reaction at 20 to 120 ° C., preferably 50 to 120 ° C. in the presence of an alkali metal hydroxide (solid or aqueous solution).
It can also be produced by reacting at a temperature of 80 ° C. and dehydrohalogenating (ring closed).

【0078】このような触媒としては、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
ド等の第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)フェノール等
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等のイミダゾール類;エチルトリ
フェニルホスホニウムイオダイド等のホスホニウム塩;
およびトリフェニルホスフィン等のホスフィン類などを
例示できる。
Examples of such a catalyst include quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium chloride and tetraethylammonium bromide; tertiary amines such as benzyldimethylamine and 2,4,6- (trisdimethylaminomethyl) phenol; 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-
Imidazoles such as phenylimidazole; phosphonium salts such as ethyltriphenylphosphonium iodide;
And phosphines such as triphenylphosphine.

【0079】これらの高反応性変性フェノール樹脂のエ
ポキシ化反応では、エピハロヒドリンは、フェノール樹
脂の水酸基1当量に対し、通常1〜20モル、好ましく
は2〜15モルの量で用いられることが望ましい。アル
カリ金属水酸化物は、フェノール樹脂の水酸基1当量に
対し、0.8〜3モル、好ましくは1〜2モルの量で用
いられることが望ましい。
In the epoxidation reaction of these highly reactive modified phenol resins, it is desirable that epihalohydrin is used in an amount of usually 1 to 20 mol, preferably 2 to 15 mol, per 1 equivalent of the hydroxyl group of the phenol resin. It is desirable that the alkali metal hydroxide is used in an amount of 0.8 to 3 mol, preferably 1 to 2 mol, per equivalent of the hydroxyl group of the phenol resin.

【0080】また、上記エポキシ化反応において、反応
溶媒は、必ずしも使用する必要はないが、反応を円滑に
行なうためには使用することが望ましい。このような反
応溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール等の
アルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケト
ン類、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテ
ル等のエーテル類、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例示することが
できる。
In the above-mentioned epoxidation reaction, the reaction solvent is not necessarily used, but is desirably used in order to carry out the reaction smoothly. Examples of such a reaction solvent include alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethers such as dioxane and ethylene glycol dimethyl ether, aprotic polar solvents such as dimethyl sulfone and dimethyl sulfoxide, and the like. Examples can be given.

【0081】反応溶媒は、エピハロヒドリン100重量
部に対し、2〜100重量部、より好ましくは10〜9
0重量部の量で用いられることが望ましい。このような
エポキシ化反応による反応生成物は、水洗後、または未
水洗のまま、加熱減圧下、例えば150〜250℃の温
度にて、圧力10mmHg以下でエピハロヒドリンや他の
添加溶媒などを除去する。
The reaction solvent is used in an amount of 2 to 100 parts by weight, preferably 10 to 9 parts by weight, per 100 parts by weight of epihalohydrin.
Preferably, it is used in an amount of 0 parts by weight. The reaction product of such an epoxidation reaction is removed after washing with water or without washing with water, while removing epihalohydrin and other additional solvents under reduced pressure under heating, for example, at a temperature of 150 to 250 ° C. and a pressure of 10 mmHg or less.

【0082】また、このようにして得られた精製品は、
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、再び上記で用いた溶媒に溶解し、アルカリ金属水
酸化物の水溶液を加えて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高反応性変性フェノール
樹脂の水酸基1当量に対して、好ましくは0.0 1〜
0.2モル、特に好ましくは0.05〜0.1モルであ
る。この反応は、例えば反応温度50〜120℃、反応
時間0.5〜2時間で行なうことができる。
Further, the purified product thus obtained is
Furthermore, in order to obtain an epoxy resin having a small amount of hydrolyzable halogen, it can be dissolved again in the solvent used above, and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide can be added to carry out a reaction to ensure ring closure. In this case, the amount of the alkali metal hydroxide used is preferably from 0.01 to 1 equivalent to 1 equivalent of the hydroxyl group of the highly reactive modified phenol resin used for the epoxidation.
The amount is 0.2 mol, particularly preferably 0.05 to 0.1 mol. This reaction can be performed, for example, at a reaction temperature of 50 to 120 ° C and a reaction time of 0.5 to 2 hours.

【0083】反応終了後、生成した塩を濾過、水洗など
により除去し、更に、加熱減圧下、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エポキシ樹脂が得ら
れる。
After completion of the reaction, the formed salt is removed by filtration, washing with water, and the like, and the solvent is distilled off under reduced pressure under heating to obtain an epoxy resin having a small hydrolyzable halogen.

【0084】以上説明した本発明のエポキシ樹脂の製造
方法で得られたエポキシ樹脂、即ち本発明に係るエポキ
シ樹脂は、樹脂溶融粘度が低く、かつ硬化剤との反応性
が高いため、様々な分野で用いられる樹脂硬化物の材料
として好適である。
The epoxy resin obtained by the above-described method for producing an epoxy resin of the present invention, that is, the epoxy resin of the present invention has a low resin melt viscosity and a high reactivity with a curing agent, so that it can be used in various fields. It is suitable as a material of a cured resin used in the above.

【0085】本発明のエポキシ樹脂組成物は、このよう
な樹脂硬化物を得るための組成物であって、本発明のエ
ポキシ樹脂(A)および硬化剤(B)と、さらに必要に
より硬化促進剤(C)を含んでいる。
The epoxy resin composition of the present invention is a composition for obtaining such a cured resin, and comprises the epoxy resin (A) and the curing agent (B) of the present invention and, if necessary, a curing accelerator. (C).

【0086】本発明のエポキシ樹脂組成物に適用される
硬化剤(B)としては、アミン系化合物、酸無水物系化
合物、アミド系化合物およびフェノール系化合物などを
挙げることができる。更に具体的には、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およびイソホロン
ジアミン等のアミン系化合物;ジシアンジアミドおよび
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
るポリアミド樹脂等のアミド系化合物;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
水フタル酸およびメチルヘキサヒドロ無水フタル酸等の
酸無水物系化合物;及びフェノールノボラックおよびこ
れらの変性物等のフェノール系化合物を例示できる他、
イミダゾール;BF3−アミン錯体およびグアニジン誘
導体なども用いることが可能である。また本発明のエポ
キシ樹脂の原料として用いた変性フェノール樹脂または
高反応性変性フェノール樹脂も硬化剤として用いること
ができる。これらの硬化剤はそれぞれ単独で用いてもよ
いし、2種以上組み合わせて用いてもよい。
The curing agent (B) applied to the epoxy resin composition of the present invention includes amine compounds, acid anhydride compounds, amide compounds and phenol compounds. More specifically, amine compounds such as diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, and isophoronediamine; amide compounds such as polyamide resins synthesized from dimer of dicyandiamide and linolenic acid and ethylenediamine; Phthalic anhydride,
Acid anhydride compounds such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic anhydride; and In addition to phenolic compounds such as phenol novolak and modified products thereof,
It is also possible to use imidazole; BF 3 -amine complexes and guanidine derivatives. Further, a modified phenol resin or a highly reactive modified phenol resin used as a raw material of the epoxy resin of the present invention can also be used as a curing agent. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.

【0087】これらの硬化剤(B)は、エポキシ樹脂の
エポキシ基1当量に対して、0.7〜1.2当量の量で用
いることが望ましい。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
合には、いずれも硬化が不完全となる傾向があり、良好
な硬化物性は得られないことがある。
These curing agents (B) are desirably used in an amount of 0.7 to 1.2 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of the epoxy resin. 0.1 equivalent of epoxy group.
When the amount is less than 7 equivalents or when the amount exceeds 1.2 equivalents, the curing tends to be incomplete, and good cured physical properties may not be obtained.

【0088】また本発明で適用できる硬化促進剤(C)
としては、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7な
どのジアザビシクロアルケンおよびその誘導体、トリエ
チレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノ
ールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメ
チルアミノメチル)フェノール等の三級アミン類、2-メ
チルイミダゾール、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、2-フェニル-4-メチルイミダゾ
ール、2-ヘプタデシルイミダゾールなどのイミダゾール
類、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィ
ン、トリフェニルホスフィンなどの有機ホスフィン類、
テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート
などのテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート、
2-エチル-4-メチルイミダゾール・テトラフェニルボレ
ート、N-メチルモルホリン・テトラフェニルボレートな
どのテトラフェニルボロン塩、三フッ化ホウ素−アミン
錯体等のルイス酸、ジシアンジアミド、アジピン酸ジヒ
ドラジドなどのルイス塩基、その他ポリメルカプタン、
ポリサルファイドなどを例示することができる。これら
硬化剤および硬化促進剤は、単独で用いても、2種以上
を組合せて用いてもよい。
The curing accelerator (C) applicable in the present invention
Examples include diazabicycloalkenes such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 and derivatives thereof, triethylenediamine, benzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, tris (dimethylaminomethyl) phenol Tertiary amines such as 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2
Imidazoles such as -phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, and 2-heptadecylimidazole; organic phosphines such as tributylphosphine, methyldiphenylphosphine and triphenylphosphine;
Tetra-substituted phosphonium / tetra-substituted borate such as tetraphenyl phosphonium / tetraphenyl borate,
2-ethyl-4-methylimidazole / tetraphenylborate, tetraphenylboron salts such as N-methylmorpholine / tetraphenylborate, Lewis acids such as boron trifluoride-amine complex, dicyandiamide, Lewis bases such as adipic dihydrazide, Other polymer captans,
Polysulfide and the like can be exemplified. These curing agents and curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.

【0089】このような硬化促進剤(C)は、エポキシ
樹脂100重量部に対して、0.1〜5.0重量部の量で
用いることが望ましい。さらに、本発明のエポキシ樹脂
組成物には、さらに(D)無機フィラーを加えることに
より、得られた成形体の強度、寸法安定性等をさらに向
上させることができる。
The curing accelerator (C) is preferably used in an amount of 0.1 to 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin. Further, by adding an inorganic filler (D) to the epoxy resin composition of the present invention, the strength, dimensional stability and the like of the obtained molded article can be further improved.

【0090】このような(D)無機フィラーとしては、
プラスチック材料に無機充填材あるいは補強材として使
用し得る種々の無機フィラーを用いることができ、例え
ば、ガラス繊維、炭素繊維、ホスファー繊維、ホウ素繊
維などの補強性繊維;水酸化アルミニウム、水酸化マグ
ネシウム等の水和金属酸化物;炭酸マグネシウム、炭酸
カルシウム等の金属炭酸塩;硼酸マグネシウム等の金属
硼酸塩;シリカ、アルミナ、タルク、雲母、熔融シリ
カ、結晶性シリカなどの無機充填剤などを挙げることが
できる。
As the inorganic filler (D),
Various inorganic fillers that can be used as an inorganic filler or a reinforcing material in a plastic material can be used, for example, reinforcing fibers such as glass fiber, carbon fiber, phosphor fiber, and boron fiber; aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and the like. Hydrated metal oxides; metal carbonates such as magnesium carbonate and calcium carbonate; metal borates such as magnesium borate; and inorganic fillers such as silica, alumina, talc, mica, fused silica and crystalline silica. it can.

【0091】なお、本発明のエポキシ樹脂組成物を半導
体封止材として使用する場合には、上述した無機充填材
の内、破砕型または粒状の形状を有する熔融シリカ、結
晶性シリカが好ましい。このような(D)無機フィラー
の配合量は、特に限定されないが、例えば、組成物全体
の30〜95重量%、好ましくは70〜93重量%の量
で用いられることが望ましい。
In the case where the epoxy resin composition of the present invention is used as a semiconductor encapsulant, among the above-mentioned inorganic fillers, crushed or granular fused silica or crystalline silica is preferred. The blending amount of the inorganic filler (D) is not particularly limited, but is preferably, for example, 30 to 95% by weight, preferably 70 to 93% by weight of the whole composition.

【0092】また、本発明に係るエポキシ樹脂組成物
は、必要に応じて、さらに添加剤を含んでいてもよく、
このような添加剤としては、例えば、シリコーン、ワッ
クス類などの内部離型剤、シランカップリング剤、難燃
剤、光安定剤、酸化防止剤、カーボンブラック等の顔
料、増量剤などを挙げることができる。
Further, the epoxy resin composition according to the present invention may further contain an additive, if necessary.
Examples of such additives include silicone, internal release agents such as waxes, silane coupling agents, flame retardants, light stabilizers, antioxidants, pigments such as carbon black, and extenders. it can.

【0093】さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物で
は、本発明のエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂を併用す
ることも可能である。このようなエポキシ樹脂として
は、例えば、フェノール系化合物、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、ハイド
ロキノン、メチルハイドロキノン、ジメチルハイドロキ
ノン、ジブチルハイドロキノン、レゾルシン、メチルレ
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、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、ジシクロペ
ンタジエンフェノール樹脂、フェノールアラルキル樹
脂、ナフトールノボラック樹脂、テルペンフェノール樹
脂等のフェノール類、およびこのようなフェノール類
を、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロトンアルデヒ
ド、グルオキザール等のアルデヒド類と縮合反応させて
得られる多価フェノール樹脂などと、エピハロヒドリン
とから製造されるエポキシ樹脂;アミン化合物、例え
ば、ジアミノジフェニルメタン、アミノフェノール、キ
シレンジアミン等と、エピハロヒドリンとから製造され
るエポキシ樹脂;およびカルボン酸類、例えば、メチル
ヘキサヒドロフタル酸、ダイマー酸等と、エピハロヒド
リンとから製造されるエポキシ樹脂などが例示できる。
Furthermore, in the epoxy resin composition of the present invention, an epoxy resin other than the epoxy resin of the present invention can be used in combination. Such epoxy resins include, for example, phenolic compounds such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, hydroquinone, methylhydroquinone, dimethylhydroquinone, dibutylhydroquinone, resorcinol, methylresorcinol, biphenol, tetramethylbiphenol,
Phenols such as dihydroxynaphthalene, dihydroxydiphenyl ether, phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol A novolak resin, dicyclopentadiene phenol resin, phenol aralkyl resin, naphthol novolak resin, and terpene phenol resin; An epoxy resin produced from a polyhydric phenol resin obtained by a condensation reaction with aldehydes such as benzaldehyde, crotonaldehyde, gluoxal and the like and epihalohydrin; an amine compound such as diaminodiphenylmethane, aminophenol, xylene diamine and the like; epihalohydrin And carboxylic acids such as methyl hexahydrophthalic acid, And the like mer acid, and epoxy resins produced from an epihalohydrin it can be exemplified.

【0094】また、硬化物を難燃化するために使用する
エポキシ樹脂の一部を臭素化エポキシ樹脂としてもよ
い。このような臭素化エポキシ樹脂としては、例えば、
臭素化ビスフェノールAまたは臭素化フェノールノボラ
ック樹脂と、エピハロヒドリンとから製造されるエポキ
シ樹脂、低分子エポキシ樹脂と臭素化ビスフェノールA
との反応により製造されるエポキシ樹脂などを挙げられ
る。
A part of the epoxy resin used for making the cured product flame-retardant may be a brominated epoxy resin. As such a brominated epoxy resin, for example,
Epoxy resin produced from brominated bisphenol A or brominated phenol novolak resin and epihalohydrin, low molecular weight epoxy resin and brominated bisphenol A
And an epoxy resin produced by the reaction with

【0095】このような他のエポキシ樹脂は、エポキシ
樹脂成分全量中、50重量%以下であることが好まし
い。他のエポキシ樹脂の使用割合がこの範囲を越える
と、本発明の効果が充分に発揮できないことがある。本
発明のエポキシ樹脂(A)および硬化剤(B)と、必要
により硬化促進剤(C)および充填剤(D)などとが配
合された本発明のエポキシ樹脂組成物は、各成分を均一
に混合することにより得られる。このような本発明のエ
ポキシ樹脂組成物は、従来知られている方法と同様の方
法で容易に硬化物、即ち本発明に係る硬化物とすること
ができる。
It is preferable that such other epoxy resin accounts for 50% by weight or less based on the total amount of the epoxy resin component. If the use ratio of the other epoxy resin exceeds this range, the effect of the present invention may not be sufficiently exhibited. The epoxy resin composition of the present invention in which the epoxy resin (A) and the curing agent (B) of the present invention and, if necessary, the curing accelerator (C) and the filler (D) are blended, the components are uniformly mixed. Obtained by mixing. Such an epoxy resin composition of the present invention can be easily made into a cured product, that is, a cured product according to the present invention, by a method similar to a conventionally known method.

【0096】例えば、本発明に係る硬化物は、本発明の
エポキシ樹脂(A)および硬化剤(B)と、任意成分で
ある硬化促進剤(C)、充填剤(D)及びその他の添加
剤とを、例えば押出機、ニーダおよびロール等の混練装
置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
いはトランスファー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製造
することができる。
For example, the cured product according to the present invention comprises an epoxy resin (A) and a curing agent (B) according to the present invention, an optional curing accelerator (C), a filler (D) and other additives. And, for example, an extruder, a kneader and a kneading device such as a roll, and sufficiently mixed until uniform to obtain an epoxy resin composition, and then melt the epoxy resin composition, and then use a casting or transfer molding machine or the like. And heating at 80 to 200 ° C. for 2 to 10 hours.

【0097】本発明に係る積層板は、例えば、本発明の
樹脂組成物を、トルエン、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
させてワニスを調製し、このワニスをガラス繊維、カー
ボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アルミ
ナ繊維または天然繊維からなる織布、不織布または紙な
どの基材に含浸させ、加熱乾燥してプリプレグを製造
し、得られたプリプレグを複数積層して熱プレス成形す
ることにより製造することができる。
The laminate according to the present invention is prepared, for example, by dissolving the resin composition of the present invention in a solvent such as toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, or methyl isobutyl ketone to prepare a varnish. A base material such as woven fabric, nonwoven fabric or paper made of carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, alumina fiber or natural fiber is impregnated, dried by heating to produce a prepreg, and a plurality of obtained prepregs are laminated and hot-pressed. It can be manufactured by molding.

【0098】[0098]

【発明の効果】本発明に係るエポキシ樹脂の製造方法に
よれば、上述した重縮合工程および低分子化工程によっ
て得られた高反応性変性フェノール樹脂をエポキシ化し
てエポキシ樹脂を製造しているため、溶融粘度が低く成
形が容易であり、硬化剤との反応性が高く、したがって
耐熱性、耐水性および機械的強度に優れ、寸法安定性が
向上し、かつ強靱な硬化物が製造可能なエポキシ樹脂お
よびエポキシ樹脂組成物を提供することが可能である。
According to the method for producing an epoxy resin of the present invention, the epoxy resin is produced by epoxidizing the highly reactive modified phenol resin obtained by the above-mentioned polycondensation step and low-molecular-weight step. An epoxy that has low melt viscosity, is easy to mold, has high reactivity with the curing agent, and therefore has excellent heat resistance, water resistance and mechanical strength, has improved dimensional stability, and can produce a tough cured product. It is possible to provide resin and epoxy resin compositions.

【0099】また、本発明に係る硬化物は、耐熱性、耐
水性及び機械的強度に優れ、寸法安定性が向上し、かつ
強靱であるため、汎用エポキシ樹脂の用途として従来公
知の分野、例えば、注型成形などの成形品、積層板、封
止材、接着剤、複合材または塗料等に好適に使用するこ
とができる。
The cured product according to the present invention is excellent in heat resistance, water resistance and mechanical strength, is improved in dimensional stability and is tough, so that it can be used in general fields known as general-purpose epoxy resins. It can be suitably used for molded articles such as cast molding, laminated boards, sealing materials, adhesives, composite materials or paints.

【0100】[0100]

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0101】また、以下の実施例において、部は特に断
りのない限り全て重量基準であるものとする。なお、反
応原料として使用する原料油の性状を表1に示す。これ
らの原料油は、減圧軽油の流動接触分解(FCC)で得
た塔底油を蒸留して得たものである。
In the following examples, all parts are by weight unless otherwise specified. Table 1 shows the properties of the feedstock oil used as the reaction feedstock. These feedstocks are obtained by distilling the bottom oil obtained by fluid catalytic cracking (FCC) of vacuum gas oil.

【0102】[0102]

【表1】 [Table 1]

【0103】また、以下の実施例において測定された水
酸基当量、軟化点、数平均分子量、溶融粘度、エポキシ
当量、ゲル化時間、成型脱型時硬度、ガラス転移温度、
吸湿率、接着力及び耐ハンダクラック性は、以下の装置
または測定方法で測定した。
Further, the hydroxyl equivalent, the softening point, the number average molecular weight, the melt viscosity, the epoxy equivalent, the gel time, the hardness at the time of molding and demolding, the glass transition temperature,
The moisture absorption, adhesive strength, and solder crack resistance were measured by the following apparatus or measuring method.

【0104】<水酸基当量>塩化アセチル法に準拠して
測定。 <軟化点>JIS K 2207、環球式に準拠して測
定。 <数平均分子量>測定装置;東ソー(株)製GPC装置
HLC−8020(カラム:TSKゲル3000HX
L+TSKゲル2500HXL*3、標準物質:ポリス
チレン)得られたデータから、ポリスチレンを標準物質
として分子量を換算した。 <溶融粘度>ICI社製 ICIコーンプレート粘度計
を用いて測定した。 <エポキシ当量>塩酸−ジオキ酸法に準拠して測定し
た。 <ゲル化時間>175℃でのエポキシ樹脂、エポキシ樹脂
硬化剤、硬化促進剤混合時の硬化時間。この時間が短い
ほど反応性が高い。 <成型脱型時硬度>離型時のShoreD硬度 <ガラス転移温度>TMAを用いて熱膨張曲線の転移点よ
り求めた。 <吸湿率>85℃85%RHで168時間保持し、吸湿させた際
の吸湿率。 <接着力>幅4mmのアルミピール試験。 <耐ハンダクラック性>80ヒ゜ンQFP:試験片16個を、85℃
85%RHで168時間保持して吸湿させた後、260℃ハンダ浴
に30秒間浸漬し、クラックが発生した個数を求めた。
<Hydroxy group equivalent> Measured according to the acetyl chloride method. <Softening point> Measured according to JIS K 2207, ring and ball method. <Number average molecular weight> Measuring device: GPC device HLC-8020 manufactured by Tosoh Corporation (column: TSK gel 3000HX)
L + TSK gel 2500HXL * 3, standard substance: polystyrene) From the obtained data, the molecular weight was converted using polystyrene as a standard substance. <Melt viscosity> Measured using an ICI cone plate viscometer manufactured by ICI. <Epoxy equivalent> Measured according to the hydrochloric acid-dioxo acid method. <Gelling time> Curing time when mixing epoxy resin, epoxy resin curing agent and curing accelerator at 175 ° C. The shorter the time, the higher the reactivity. <Hardness at the time of mold release> ShoreD hardness at the time of mold release <Glass transition temperature> Determined from the transition point of the thermal expansion curve using TMA. <Hygroscopic rate> Moisture absorption when the sample is held at 85 ° C and 85% RH for 168 hours to absorb moisture. <Adhesive force> 4mm width aluminum peel test. <Solder crack resistance> 80-pin QFP: 16 test pieces at 85 ° C
After being kept at 85% RH for 168 hours to absorb moisture, it was immersed in a 260 ° C. solder bath for 30 seconds to determine the number of cracks.

【0105】[0105]

【製造例1】高反応性変性フェノール樹脂の製造 (重縮合工程)原料油334g、パラホルムアルデヒド
370g、p−トルエンスルホン酸1水和物137g及
びp−キシレン678.5gをガラス製反応器に仕込
み、撹拌しながら95℃まで昇温し、この温度で1時間
保持した。反応混合物に、フェノール209gを1.3
g/分の滴下速度で滴下した後、更に15分撹拌した。
Production Example 1 Production of highly reactive modified phenol resin (polycondensation step) 334 g of raw oil, 370 g of paraformaldehyde, 137 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate and 678.5 g of p-xylene were charged into a glass reactor. The temperature was raised to 95 ° C. while stirring, and maintained at this temperature for 1 hour. To the reaction mixture was added 209 g of phenol (1.3 g).
After dropping at a dropping rate of g / min, the mixture was further stirred for 15 minutes.

【0106】反応混合物を3,300gのn-ヘキサンに
注ぎ込んで反応生成物を析出させ、次いで濾過して未反
応成分及び反応溶媒を除去した。析出物を1,600g
のn-ヘキサンで洗浄した後、真空乾燥し、酸含みの粗変
性フェノール樹脂を得た。この樹脂を10倍重量のトル
エンに溶解し、p−トルエンスルホン酸1水和物を主成
分とする不溶分を濾過にて除去した。得られた樹脂トル
エン溶液を、樹脂濃度が50重量%になるまで濃縮し、
ワニス状の変性フェノール樹脂を得た。
The reaction mixture was poured into 3,300 g of n-hexane to precipitate a reaction product, and then filtered to remove unreacted components and reaction solvent. 1,600 g of precipitate
After washing with n-hexane, vacuum drying was performed to obtain a crude modified phenol resin containing acid. This resin was dissolved in 10 times the weight of toluene, and the insolubles mainly composed of p-toluenesulfonic acid monohydrate were removed by filtration. The obtained resin toluene solution is concentrated until the resin concentration becomes 50% by weight,
A varnish-like modified phenolic resin was obtained.

【0107】得られた変性フェノール樹脂ワニスに微量
のトリエチレンテトラミンを加えて中和し、3.3倍重
量のn-ヘキサンに注ぎ込みんで樹脂を析出させ、濾過し
た。その後、真空乾燥して粉末状の変性フェノール樹脂
580gを得た。 (低分子化工程)得られた変性フェノール樹脂100
g、フェノール200g及びpートルエンスルホン酸1
水和物5gを1リットルガラス製反応器に仕込み、25
0〜350rpmの速度で撹拌しながら30分かけて9
5℃まで昇温し、この温度で90分間保持した。
The resulting modified phenolic resin varnish was neutralized by adding a small amount of triethylenetetramine, poured into 3.3 times the weight of n-hexane to precipitate the resin, and filtered. Then, it was vacuum dried to obtain 580 g of a powdery modified phenol resin. (Low-molecularization step) Obtained modified phenolic resin 100
g, phenol 200 g and p-toluenesulfonic acid 1
5 g of hydrate was charged into a 1-liter glass reactor,
While stirring at a speed of 0 to 350 rpm, 9
The temperature was raised to 5 ° C. and kept at this temperature for 90 minutes.

【0108】得られた反応混合物を400mlのトルエ
ン/メチルイソブチルケトン混合溶媒(7/3)に溶解
して樹脂混合溶液とし、これを蒸留水で水洗処理して酸
及び未反応のフェノールを抽出除去した。抽出後の樹脂
溶液から、エバポレーターで溶媒を除去して粗高反応性
変性フェノール樹脂てを得た。この粗高反応性変性フェ
ノール樹脂に160〜170℃で窒素を吹き込むことで
未反応フェノールを除去して、最終的に粉末状の高反応
性変性フェノール樹脂を得た。
The obtained reaction mixture was dissolved in 400 ml of a mixed solvent of toluene / methyl isobutyl ketone (7/3) to prepare a resin mixed solution, which was washed with distilled water to remove acid and unreacted phenol by extraction. did. The solvent was removed from the resin solution after the extraction with an evaporator to obtain a crude highly reactive modified phenol resin. Unreacted phenol was removed by blowing nitrogen into the crude highly reactive modified phenol resin at 160 to 170 ° C. to finally obtain a powdery highly reactive modified phenol resin.

【0109】得られた高反応性変性フェノール樹脂の水
酸基当量と軟化点を表2に示した。尚、この高反応性変
性フェノール樹脂の数平均分子量は810、150℃で
の溶融粘度は6psであった。
Table 2 shows the hydroxyl equivalents and softening points of the resulting highly reactive modified phenolic resin. The number average molecular weight of this highly reactive modified phenol resin was 810, and the melt viscosity at 150 ° C. was 6 ps.

【0110】[0110]

【製造例2〜3】高反応性変性フェノール樹脂の製造 低分子化工程における反応温度を表2に示す値に変更
(製造例2)するか、またはフェノールの代わりにオル
ソクレゾールを使用(製造例3)した以外は実施例と同
様にして高反応性変性フェノール樹脂を製造した。
Production Examples 2-3 Preparation of highly reactive modified phenolic resin The reaction temperature in the depolymerization step was changed to the value shown in Table 2 (Production Example 2), or orthocresol was used instead of phenol (Production Example) A highly reactive modified phenolic resin was produced in the same manner as in Example except for 3).

【0111】得られた高反応性変性フェノール樹脂の水
酸基当量と軟化点を表2に示した。尚、この高反応性変
性フェノール樹脂の数平均分子量および150℃での溶
融粘度は、製造例2で各々650および1psであり、製
造例3で各々780および4psであった。
The hydroxyl equivalent and the softening point of the resulting highly reactive modified phenolic resin are shown in Table 2. The number average molecular weight and the melt viscosity at 150 ° C. of this highly reactive modified phenol resin were 650 and 1 ps in Production Example 2, and 780 and 4 ps in Production Example 3, respectively.

【0112】[0112]

【実施例1】エポキシ樹脂の製造 温度計、撹拌装置、冷却管を備えた内容量3Lの三つ口
フラスコに、製造例1で得られた高反応性変性フェノー
ル樹脂290g、エピクロルヒドリン1295g及びイ
ソプロピルアルコール585gを仕込み、35℃に昇温
して均一に溶解させた後、48.5重量%の水酸化ナト
リウム水溶液190gを1時間かけて滴下した。その間
に徐々に昇温し、滴下終了時には系内が65℃になるよ
うにした。その後、反応混合物を65℃で30分間保持
して反応させた。
Example 1 Production of Epoxy Resin 290 g of the highly reactive modified phenolic resin obtained in Production Example 1, 1295 g of epichlorohydrin and isopropyl alcohol were placed in a 3 L three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a condenser. After charging 585 g, the mixture was heated to 35 ° C. and uniformly dissolved, and 190 g of a 48.5% by weight aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over 1 hour. During this period, the temperature was gradually raised so that the temperature in the system reached 65 ° C. at the end of the dropping. Thereafter, the reaction mixture was reacted at 65 ° C. for 30 minutes.

【0113】次いで、反応混合物を水洗して副生塩及び
過剰の水酸化ナトリウムを除去し、さらに減圧下で過剰
のエピクロルヒドリン及びイソプロピルアルコールを留
去して、粗製エポキシ樹脂を得た。この粗製エポキシ樹
脂をメチルイソブチルケトン580〜1040gに溶解
させ、48.5重量%の水酸化ナトリウム水溶液6〜1
0gを加え、65℃の温度で1時間反応させた。その反
応終了後に、第一リン酸ナトリウム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、中和後のエポキシ樹脂から、減圧下メチルイソブ
チルケトンを完全に除去して、精製エポキシ樹脂を得
た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量、及び軟化点
を表3に示した。
Next, the reaction mixture was washed with water to remove by-product salts and excess sodium hydroxide, and further, excess epichlorohydrin and isopropyl alcohol were distilled off under reduced pressure to obtain a crude epoxy resin. This crude epoxy resin was dissolved in 580 to 1040 g of methyl isobutyl ketone, and a 48.5% by weight aqueous solution of sodium hydroxide 6-1 was dissolved.
0 g was added and reacted at a temperature of 65 ° C. for 1 hour. After the completion of the reaction, sodium phosphate monobasic was added to neutralize the excess sodium hydroxide, and washed with water to remove by-product salts. Next, methyl isobutyl ketone was completely removed from the neutralized epoxy resin under reduced pressure to obtain a purified epoxy resin. Table 3 shows the epoxy equivalent and the softening point of the obtained epoxy resin.

【0114】[0114]

【実施例2〜3】エポキシ樹脂の製造 使用する高反応性変性フェノール樹脂およびその使用量
を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様に
してエポキシ樹脂を製造した。得られたエポキシ樹脂の
エポキシ当量、及び軟化点を表3に示した。
Examples 2-3 Production of an epoxy resin An epoxy resin was produced in the same manner as in Example 1 except that the highly reactive modified phenol resin used and the amount used were changed as shown in Table 3. Table 3 shows the epoxy equivalent and the softening point of the obtained epoxy resin.

【0115】[0115]

【実施例4】半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造 表4に示される量にて、実施例1で製造したエポキシ樹
脂と、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シ
ェルエポキシ社商品名エピコート 5050、エポキシ
当量:385、臭素含有量:49%)、エポキシ樹脂硬
化剤としてのフェノールノボラック樹脂(群栄化学社
製、水酸基当量:103、軟化点:85℃、表中「C」で示
す)、無機充填剤としての溶融シリカ粉末(龍森社商品
名 RD-8)および硬化促進剤としてのトリフェニルホス
フィンとを用い、さらに難燃助剤として三酸化アンチモ
ン、充填剤表面処理剤としてエポキシシラン(信越化学
工業社商品名 KBM403)、離型剤としてカルナバワック
スを添加して、半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造
した。
Example 4 Production of Epoxy Resin Composition for Semiconductor Encapsulation In the amounts shown in Table 4, the epoxy resin produced in Example 1 and a brominated bisphenol A type epoxy resin (Epicoat, trade name of Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) 5050, epoxy equivalent: 385, bromine content: 49%), phenol novolak resin as an epoxy resin curing agent (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., hydroxyl equivalent: 103, softening point: 85 ° C, indicated by “C” in the table) , Fused silica powder (Tatsumori Co., Ltd. RD-8) as an inorganic filler and triphenylphosphine as a curing accelerator, antimony trioxide as a flame retardant aid, and epoxysilane as a filler surface treatment agent (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. product name KBM403), carnauba wax was added as a release agent to produce an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.

【0116】次いで、得られた組成物をミキシングロー
ルを用いて70〜130℃の温度で5分間溶融混合し
た。得られた各溶融混合物はシート状に取り出し、粉砕
して成形材料とした。この成形材料を用いトランスファ
ー成形機で金型温度180℃、成形時間 180秒で成
形して、各試験片を得、180℃で8時間ポストキュア
ーさせた。試験片のポストキュアー後のガラス転移温
度、吸湿率、及び耐ハンダクラック性を試験した結果を
表4に示す。
Then, the obtained composition was melt-mixed at a temperature of 70 to 130 ° C. for 5 minutes using a mixing roll. Each of the obtained molten mixtures was taken out in a sheet shape and pulverized to obtain a molding material. Using this molding material, each test piece was molded by a transfer molding machine at a mold temperature of 180 ° C. and a molding time of 180 seconds, and was post-cured at 180 ° C. for 8 hours. Table 4 shows the results of testing the glass transition temperature, moisture absorption, and solder crack resistance of the test pieces after post-curing.

【0117】[0117]

【実施例5〜7】半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製
使用するエポキシ樹脂およびエポキシ樹脂硬化剤のいず
れかを表4に示すように変更し、かつエポキシ樹脂硬化
剤および無機充填剤の配合量を表4に示す量とした以外
は、実施例4と同様にしてエポキシ樹脂組成物および試
験片を製造した。各試験片のポストキュアー後のガラス
転移温度、吸湿率、及び耐ハンダクラック性を試験した
結果を表4に示す。
Examples 5 to 7 Production of Epoxy Resin Composition for Semiconductor Encapsulation
One of the epoxy resins and epoxy resin curing agent granulated using modified as shown in Table 4, and except that the amount of the epoxy resin curing agent and an inorganic filler and the amount shown in Table 4, Example 4 Similarly, an epoxy resin composition and a test piece were produced. Table 4 shows the results of testing the glass transition temperature, moisture absorption, and solder crack resistance of each test piece after post cure.

【0118】[0118]

【比較例1〜3】半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製
使用するエポキシ樹脂をテトラメチルビフェノール型エ
ポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社商品名エピコート
YX4000H、エポキシ当量:193、表中「A」で示す)また
はオルソグレゾール型エポキシ樹脂(油化シェルエポキ
シ社商品名エピコート 180S65、エポキシ当量:213、
表中「B」で示す)に変更し、エポキシ樹脂硬化剤およ
び無機充填剤の種類及び配合量を表4に示すように変更
した以外は、実施例4と同様にしてエポキシ樹脂組成物
および試験片を製造した。
Comparative Examples 1-3 Preparation of Epoxy Resin Composition for Semiconductor Encapsulation
The epoxy resin to be used is a tetramethyl biphenol type epoxy resin (Yuika Shell Epoxy Co., Ltd. Epicoat
YX4000H, epoxy equivalent: 193, indicated by "A" in the table) or orthogresol type epoxy resin (Yuka Kasper Epoxy Co., Ltd., Epicoat 180S65, epoxy equivalent: 213,
In the same manner as in Example 4, except that the composition was changed to "B" in the table) and the types and amounts of the epoxy resin curing agent and the inorganic filler were changed as shown in Table 4, the epoxy resin composition and the test were performed in the same manner as in Example 4. Pieces were produced.

【0119】各試験片のポストキュアー後のガラス転移
温度、吸湿率、及び耐ハンダクラック性を試験した結果
を表4に示す。表4に示す通り、実施例4〜7の組成物
では、比較例1〜3の組成物と比較して、反応性および
成型性に優れた成形材料を提供でき、さらに試験片は、
吸湿率及び密着性のバランスに優れ、その結果耐ハンダ
クラック性に優れていた。
Table 4 shows the results of testing the glass transition temperature, moisture absorption, and solder crack resistance of each test piece after post-curing. As shown in Table 4, the compositions of Examples 4 to 7 can provide molding materials excellent in reactivity and moldability as compared with the compositions of Comparative Examples 1 to 3, and further, the test pieces are
The balance between the moisture absorption and the adhesion was excellent, and as a result, the solder crack resistance was excellent.

【0120】[0120]

【表2】 [Table 2]

【0121】[0121]

【表3】 [Table 3]

【0122】[0122]

【表4】 [Table 4]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C08J 5/24 CFC C08J 5/24 CFC (72)発明者 宮 下 宏 美 茨城県鹿島郡神栖町東和田4番地 鹿島石 油株式会社鹿島製油所内 (72)発明者 長谷川 慎 茨城県鹿島郡神栖町東和田4番地 鹿島石 油株式会社鹿島製油所内 Fターム(参考) 4F072 AA04 AA05 AA07 AB08 AB09 AB10 AD18 AD53 AE02 AE03 AE04 AE06 AE07 AE09 AE10 AE11 AF02 AF03 AF04 AF06 AG03 AG16 AH02 AH21 AJ04 AL09 AL12 4J002 CC042 CD041 CD061 CL032 DA018 DE078 DE148 DE238 DJ018 DJ048 DJ058 DK008 DL008 EL136 EN037 EN046 EN076 EN077 EN107 EQ027 ET006 ET007 EU116 EU117 EU207 EU237 EV216 EW147 EW177 FA048 FD018 FD142 FD146 FD157 GQ00 4J033 CA01 CA02 CA03 CA11 CA12 CA14 CA19 CA22 CA34 CA37 CB01 CB12 CB18 CC03 CC08 CD03 FA01 FA08 HB01 HB03 HB08 HB09 4J036 AF06 BA01 BA06 DB21 DB22 DC03 DC06 DC10 DC31 DC41 DC46 DD07 FA05 FB07 FB13 GA04 GA20 JA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) // C08J 5/24 CFC C08J 5/24 CFC (72) Inventor Hiromi Miyashita Higashi Kamisu-cho, Kashima-gun, Ibaraki Pref. No. 4 Wada Kashima Refinery Co., Ltd. Kashima Refinery (72) Inventor Shin Hasegawa No. 4 Higashiwada, Kamisu-cho, Kashima-gun, Ibaraki Pref. Kashima Refinery Co., Ltd. Kashima Refinery F-term (reference) AE03 AE04 AE06 AE07 AE09 AE10 AE11 AF02 AF03 AF04 AF06 AG03 AG16 AH02 AH21 AJ04 AL09 AL12 4J002 CC042 CD041 CD061 CL032 DA018 DE078 DE148 DE238 DJ018 DJ048 DJ058 DK008 DL008 EL136 EN037 EN046 EU076 EU0727 EU117 007 EU076 EU0727 FD142 FD146 FD157 GQ00 4J033 CA01 CA02 CA03 CA11 CA12 CA14 CA19 CA22 CA34 CA37 CB01 CB12 CB 18 CC03 CC08 CD03 FA01 FA08 HB01 HB03 HB08 HB09 4J036 AF06 BA01 BA06 DB21 DB22 DC03 DC06 DC10 DC31 DC41 DC46 DD07 FA05 FB07 FB13 GA04 GA20 JA08

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 石油系重質油類またはピッチ類と、ホル
ムアルデヒド重合物と、フェノール類とを、酸触媒の存
在下に重縮合させて変性フェノール樹脂を調製し、 上記変性フェノール樹脂を、酸触媒の存在下、フェノー
ル類と反応させて低分子化して高反応性変性フェノール
樹脂を調製し、 上記高反応性変性フェノール樹脂を、アルカリ金属水酸
化物の存在下、エピハロヒドリンと反応させることを特
徴とするエポキシ樹脂の製造方法。
1. A modified phenol resin is prepared by polycondensing a petroleum heavy oil or pitches, a formaldehyde polymer, and a phenol in the presence of an acid catalyst. A high-reactivity modified phenol resin is prepared by reacting with phenols to reduce the molecular weight in the presence of a catalyst, and the high-reactivity modified phenol resin is reacted with epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide. A method for producing an epoxy resin.
【請求項2】 前記低分子化工程において、反応温度が
50℃以上かつ200℃以下の温度であることを特徴と
する請求項1記載のエポキシ樹脂の製造方法。
2. The method for producing an epoxy resin according to claim 1, wherein the reaction temperature in the depolymerization step is a temperature of 50 ° C. or more and 200 ° C. or less.
【請求項3】 前記重縮合工程において、前記石油系重
質油類またはピッチ類と、ホルムアルデヒド換算モル数
が、該石油系重質油類またはピッチ類1モルに対して1
〜15の割合となる前記ホルムアルデヒド重合物とを含
む混合物を酸触媒の存在下に加熱攪拌し、 加熱攪拌中の前記混合物に、前記フェノール類を、該フ
ェノール類のモル数が前記石油系重質油類またはピッチ
類1モルに対して0.3〜5の割合となる量まで逐次添
加して、これらを縮重合させて変性フェノール樹脂を調
製することを特徴とする請求項1または2記載のエポキ
シ樹脂の製造方法。
3. In the polycondensation step, the number of moles of the petroleum heavy oil or pitch and the formaldehyde equivalent is 1 to 1 mol of the petroleum heavy oil or pitch.
And a mixture containing the above-mentioned formaldehyde polymer in a ratio of 15 to 15 is heated and stirred in the presence of an acid catalyst, and the mixture is heated and stirred, and the phenols are added to the mixture. 3. The modified phenolic resin according to claim 1 or 2, wherein the modified phenolic resin is prepared by sequentially adding an amount of 0.3 to 5 with respect to 1 mol of oils or pitches and subjecting them to polycondensation. Production method of epoxy resin.
【請求項4】 前記重縮合工程で得られた変性フェノー
ル樹脂を、(i) 炭素数10以下の脂肪族炭化水素および
炭素数10以下の脂環式炭化水素からなる群から選択さ
れる少なくとも一種の化合物を含む溶媒で処理し、未反
応成分を含む溶媒可溶成分を除去して精製し、および/
または(ii)前記重縮合工程に用いた酸触媒の溶解度が
0.1以下であり、かつ変性フェノール樹脂を溶解し得
る抽出溶媒で処理し、触媒残渣を抽出除去して精製した
後、 得られた精製変性フェノール樹脂を、前記低分子化工程
で用いることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載
のエポキシ樹脂の製造方法。
4. The modified phenolic resin obtained in the polycondensation step is at least one selected from the group consisting of (i) an aliphatic hydrocarbon having 10 or less carbon atoms and an alicyclic hydrocarbon having 10 or less carbon atoms. And purifying by removing the solvent-soluble components including unreacted components, and / or
Or (ii) the acid catalyst used in the polycondensation step has a solubility of 0.1 or less, and is treated with an extraction solvent capable of dissolving the modified phenolic resin, and the catalyst residue is extracted and purified, and then obtained. The method for producing an epoxy resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the purified modified phenol resin is used in the low-molecularization step.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかに記載の方法によ
り得られたエポキシ樹脂。
5. An epoxy resin obtained by the method according to claim 1.
【請求項6】 (A)請求項1〜4の何れかに記載の方
法により得られたエポキシ樹脂および(B)硬化剤と、
必要により(C)硬化促進剤とを含むことを特徴とする
エポキシ樹脂組成物。
6. An epoxy resin obtained by the method according to any one of claims 1 to 4, and (B) a curing agent,
An epoxy resin composition comprising, if necessary, (C) a curing accelerator.
【請求項7】 さらに(D)無機フィラーを含有するこ
とを特徴とする請求項6記載のエポキシ樹脂組成物。
7. The epoxy resin composition according to claim 6, further comprising (D) an inorganic filler.
【請求項8】 請求項6又は7に記載のエポキシ樹脂組
成物を成形・硬化して得られることを特徴とする硬化
物。
8. A cured product obtained by molding and curing the epoxy resin composition according to claim 6 or 7.
【請求項9】 請求項6又は7に記載のエポキシ樹脂組
成物を成形・硬化して得られる積層板。
9. A laminate obtained by molding and curing the epoxy resin composition according to claim 6 or 7.
JP10261446A 1998-09-16 1998-09-16 Method for producing epoxy resin, epoxy resin, epoxy resin composition, cured product obtained by molding and curing the resin composition, and laminate Pending JP2000086741A (en)

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