JP2018154735A - Thermosetting resin composition and bending strength improver - Google Patents
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Abstract
【課題】機械強度及び耐熱性に優れた硬化物を得ることができる熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的とする。【解決手段】(A)平均エポキシ基数が2個以上のエポキシ樹脂、(B)(R1SiO3/2)m(R2R3SiO)nを繰り返し構成単位とし、m、nはそれぞれ(R1SiO3/2)、(R2R3SiO)単位のモル比率であって、m:nは99.2:0.8〜95.0:5.0であり、置換基R1、R2、及びR3は、それぞれエポキシ基を含む有機基、アリール基、及び炭素数1〜12のアルキル基からなる群より選択される1の基であり、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基が90モル%以上100モル%以下であって、重量平均分子量Mw2,000以上10,000以下のシルセスキオキサン誘導体、及び(C)アミン系化合物を含み、前記(A)エポキシ樹脂100重量部に対して前記(B)シルセスキオキサン誘導体が5重量部以上30重量部以下である、熱硬化性樹脂組成物。【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoplastic resin composition capable of obtaining a cured product having excellent mechanical strength and heat resistance. SOLUTION: (A) an epoxy resin having an average number of epoxy groups of 2 or more, (B) (R1SiO3 / 2) m (R2R3SiO) n are repeated constituent units, and m and n are (R1SiO3 / 2) and (R2R3SiO), respectively. ) Unit molar ratio, m: n is 99.2: 0.8 to 95.0: 5.0, and the substituents R1, R2, and R3 are organic groups containing epoxy groups and aryl, respectively. It is one group selected from the group consisting of a group and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and is an organic group containing an epoxy group among the total number of moles of the substituents R1, R2 and R3 contained in one molecule. Contains 90 mol% or more and 100 mol% or less, a silsesquioxane derivative having a weight average molecular weight of Mw 2,000 or more and 10,000 or less, and (C) an amine-based compound, and 100 parts by weight of the (A) epoxy resin. On the other hand, the heat-curable resin composition in which the (B) silsesquioxane derivative is 5 parts by weight or more and 30 parts by weight or less. [Selection diagram] None
Description
本発明は、熱硬化性樹脂組成物及び曲げ強度向上剤に関する。 The present invention relates to a thermosetting resin composition and a bending strength improver.
一般的にエポキシ樹脂は種々の硬化剤で硬化させることにより、機械的性質、耐水性、耐薬品性、耐熱性、電気的性質等に優れた硬化物を形成する。そのため、電気・電子材料、構造用材料、塗料等の幅広い分野で利用されている。特に、半導体用封止剤、積層板、FRP(複合材料)、層間絶縁材、接着剤等の自動車・航空機及び電気・電子材料用分野では、耐熱性及び機械強度のバランスの良さから、ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の芳香族系エポキシ樹脂が多用されている。 Generally, an epoxy resin is cured with various curing agents to form a cured product having excellent mechanical properties, water resistance, chemical resistance, heat resistance, electrical properties, and the like. Therefore, it is used in a wide range of fields such as electrical / electronic materials, structural materials, and paints. In particular, in the fields of automotive / aircraft and electrical / electronic materials such as semiconductor sealants, laminates, FRP (composite materials), interlayer insulating materials, adhesives, etc., bisphenol A has a good balance of heat resistance and mechanical strength. Aromatic epoxy resins such as type epoxy resins are widely used.
特許文献1には、低粘度、低応力性、密着性に優れた硬化物を与え、半導体封止材、アンダーフィル材等の電気・電子デバイス材料に適するエポキシ化合物として、また特許文献2には、耐熱性に優れた硬化物を与える熱硬化性樹脂組成物の一成分となりうるエポキシ基含有ケイ素化合物として、それぞれエポキシ基含有アルコキシケイ素化合物を、塩基性触媒の存在下に縮合させて得られるエポキシ化合物が開示されている。 Patent Document 1 gives a cured product excellent in low viscosity, low stress, and adhesiveness, and is suitable as an epoxy compound suitable for electrical / electronic device materials such as semiconductor sealing materials and underfill materials. Epoxy obtained by condensing an epoxy group-containing alkoxysilicon compound in the presence of a basic catalyst as an epoxy group-containing silicon compound that can be a component of a thermosetting resin composition that gives a cured product with excellent heat resistance Compounds are disclosed.
近年、エポキシ樹脂の長期信頼性の要求が高度化しており、機械強度及び耐熱性をさらに向上させることが強く求められる。しかしながら、従来のエポキシ化合物では、機械強度及び耐熱性の両立という点で不十分であった。本発明は、機械強度及び耐熱性に優れた硬化物を得ることができる熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的とする。 In recent years, demands for long-term reliability of epoxy resins have been advanced, and there is a strong demand for further improving mechanical strength and heat resistance. However, conventional epoxy compounds are insufficient in terms of both mechanical strength and heat resistance. An object of this invention is to provide the thermoplastic resin composition which can obtain the hardened | cured material excellent in mechanical strength and heat resistance.
本発明の第一は、(A)平均エポキシ基数が2個以上のエポキシ樹脂、(B)(R1SiO3/2)m(R2R3SiO)nを繰り返し構成単位とし、m、nはそれぞれ(R1SiO3/2)、(R2R3SiO)単位のモル比率であって、m:nは99.2:0.8〜95.0:5.0であり、置換基R1、R2、及びR3は、それぞれエポキシ基を含む有機基、アリール基、及び炭素数1〜12のアルキル基からなる群より選択される1の基であり、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基が90モル%以上100モル%以下であって、重量平均分子量Mw2,000以上10,000以下のシルセスキオキサン誘導体、及び(C)アミン系化合物を含み、前記(A)エポキシ樹脂100重量部に対して前記(B)シルセスキオキサン誘導体が5重量部以上30重量部以下である、熱硬化性樹脂組成物に関する。 In the first aspect of the present invention, (A) an epoxy resin having an average number of epoxy groups of 2 or more, (B) (R 1 SiO 3/2 ) m (R 2 R 3 SiO) n is used as a repeating structural unit, and m, n Are molar ratios of (R 1 SiO 3/2 ) and (R 2 R 3 SiO) units, respectively, and m: n is 99.2: 0.8 to 95.0: 5.0, R 1 , R 2 , and R 3 are each one group selected from the group consisting of an organic group containing an epoxy group, an aryl group, and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and are included in one molecule. Of the total number of moles of the substituents R 1 , R 2 and R 3 , the silsesquialkyl having an epoxy group-containing organic group of 90 mol% to 100 mol% and a weight average molecular weight Mw of 2,000 to 10,000. An oxane derivative and (C) an amine compound, A) It is related with the thermosetting resin composition whose said (B) silsesquioxane derivative is 5 to 30 weight part with respect to 100 weight part of epoxy resins.
前記熱硬化性樹脂組成物において、前記(B)シルセスキオキサン誘導体が、R1としてエポキシ基を含む有機基を有するシルセスキオキサン誘導体であることが好ましい。 In the thermosetting resin composition, the (B) silsesquioxane derivative is preferably a silsesquioxane derivative having an organic group containing an epoxy group as R 1 .
前記熱硬化性樹脂組成物において、前記(B)シルセスキオキサン誘導体が、R2としてエポキシ基を含む有機基を、R3としてアリール基及び/又は炭素数1〜12のアルキル基を有するシルセスキオキサン誘導体であることが好ましい。 In the thermosetting resin composition, the (B) silsesquioxane derivative is a sil having an organic group containing an epoxy group as R 2 and an aryl group and / or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms as R 3. A sesquioxane derivative is preferred.
前記熱硬化性樹脂組成物において、前記(A)エポキシ樹脂が芳香族系エポキシ樹脂であることが好ましい。 In the thermosetting resin composition, the (A) epoxy resin is preferably an aromatic epoxy resin.
本発明の第二は、前記熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物に関する。 The second of the present invention relates to a cured product obtained by curing the thermosetting resin composition.
本発明の第三は、エポキシ樹脂の曲げ強度を向上させるための添加剤であって、(R1SiO3/2)m(R2R3SiO)nを繰り返し構成単位とし、m、nはそれぞれ(R1SiO3/2)、(R2R3SiO)単位のモル比率であって、m:nは99.2:0.8〜95.0:5.0であり、置換基R1、R2、及びR3は、それぞれエポキシ基を含む有機基、アリール基、及び炭素数1〜12のアルキル基からなる群より選択される1の基であり、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基が90モル%以上100モル%であって、重量平均分子量Mw2,000以上10,000以下のシルセスキオキサン誘導体を含む、曲げ強度向上剤に関する。 A third aspect of the present invention is an additive for improving the bending strength of an epoxy resin, wherein (R 1 SiO 3/2 ) m (R 2 R 3 SiO) n is a repeating structural unit, and m and n are The molar ratio of (R 1 SiO 3/2 ) and (R 2 R 3 SiO) units, respectively, m: n is 99.2: 0.8 to 95.0: 5.0, and the substituent R 1 , R 2 , and R 3 are each a group selected from the group consisting of an organic group containing an epoxy group, an aryl group, and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the substitution contained in one molecule Silsesquioxane whose organic group containing an epoxy group is 90 mol% or more and 100 mol% in the total number of moles of the groups R 1 , R 2 and R 3 and whose weight average molecular weight Mw is 2,000 or more and 10,000 or less. The present invention relates to a bending strength improver containing a derivative.
本発明によれば、機械強度及び耐熱性に優れた硬化物を得ることができる熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermoplastic resin composition which can obtain the hardened | cured material excellent in mechanical strength and heat resistance can be obtained.
以下、本発明の好ましい実施の形態の一例を具体的に説明する。 Hereinafter, an example of a preferred embodiment of the present invention will be specifically described.
[熱硬化性樹脂組成物]
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)シルセスキオキサン誘導体、及び(C)アミン系化合物を含み、(A)エポキシ樹脂100重量部に対して(B)シルセスキオキサン誘導体が5重量部以上30重量部以下である。
[Thermosetting resin composition]
The thermosetting resin composition of the present invention comprises (A) an epoxy resin, (B) a silsesquioxane derivative, and (C) an amine-based compound, and (B) with respect to 100 parts by weight of (A) the epoxy resin. The silsesquioxane derivative is 5 parts by weight or more and 30 parts by weight or less.
[(A)エポキシ樹脂]
(A)エポキシ樹脂は、平均エポキシ基数が2個以上である。(A)エポキシ樹脂は、2個以上の平均エポキシ基を持つエポキシ樹脂であれば特に限定されず、芳香族系エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、及び脂環式エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂を用いることができる。これらの中でも芳香族系エポキシ樹脂が耐熱性に優れるため好ましい。
[(A) Epoxy resin]
(A) The epoxy resin has an average number of epoxy groups of 2 or more. (A) The epoxy resin is not particularly limited as long as it is an epoxy resin having two or more average epoxy groups, and various epoxy resins such as an aromatic epoxy resin, an aliphatic epoxy resin, and an alicyclic epoxy resin are used. be able to. Of these, aromatic epoxy resins are preferred because of their excellent heat resistance.
(A)エポキシ樹脂は、平均エポキシ基数が2個以上であれば特に限定されないが、平均エポキシ基数は2個以上4個以下が好ましい。この範囲とすることにより、(A)エポキシ樹脂は架橋構造を取れるため、耐熱性に優れる。一方、平均エポキシ基数が2個未満であると十分な架橋構造をとることができないため、(A)エポキシ樹脂は十分な硬化物特性を得られず、電気・電子材料、構造用材料、塗料等として使用することができない。 The (A) epoxy resin is not particularly limited as long as the average number of epoxy groups is 2 or more, but the average number of epoxy groups is preferably 2 or more and 4 or less. By setting it as this range, since (A) epoxy resin can take a crosslinked structure, it is excellent in heat resistance. On the other hand, if the average number of epoxy groups is less than 2, a sufficient cross-linked structure cannot be obtained, so that (A) epoxy resin cannot obtain sufficient cured product properties, and electrical / electronic materials, structural materials, paints, etc. Can not be used as.
平均エポキシ基数は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求めた重量平均分子量を、JIS K7236に準じて求めたエポキシ当量で割ることにより求めることができる。 The average number of epoxy groups can be determined by dividing the weight average molecular weight determined by gel permeation chromatography (GPC) by the epoxy equivalent determined in accordance with JIS K7236.
芳香族系エポキシ樹脂としては、1分子中に芳香族環を有し、平均エポキシ基数が2個以上のものであれば、特に限定されない。例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物又はこれらの誘導体;4,4'−ビフェノール、3,3',5,5'−テトラメチルビフェニル−4,4'−ジオール等のビフェニル化合物又はこれらの誘導体;トリヒドロキシフェニルメタン骨格、アミノフェノール骨格を有する3官能のフェノール樹脂;フェノールノボラック樹脂;クレゾールノボラック樹脂;フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂;ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂;ナフトールアラルキル樹脂;ジアミノジフェニルメタン骨格の誘導体等をエポキシ化したエポキシ樹脂等が挙げられる。 The aromatic epoxy resin is not particularly limited as long as it has an aromatic ring in one molecule and has an average number of epoxy groups of 2 or more. For example, bisphenol compounds such as bisphenol A and bisphenol F or derivatives thereof; biphenyl compounds such as 4,4′-biphenol, 3,3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl-4,4′-diol or the like Derivatives; Trifunctional phenyl resin having trihydroxyphenylmethane skeleton and aminophenol skeleton; Phenol novolak resin; Cresol novolak resin; Phenol aralkyl resin having phenylene skeleton; Phenol aralkyl resin having biphenylene skeleton; Naphthol aralkyl resin; An epoxy resin obtained by epoxidizing a derivative of
これらの芳香族系エポキシ樹脂の中でも、得られる硬化物の耐熱性と機械強度が良好なためビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物又はこれらの誘導体、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、及びジアミノジフェニルメタン骨格の誘導体をエポキシ化したエポキシ樹脂が好ましい。得られる硬化物が、耐熱性及び機械強度のバランスに優れることからビスフェノールAが好ましい。 Among these aromatic epoxy resins, bisphenol compounds such as bisphenol A and bisphenol F or their derivatives, phenol novolac resins, cresol novolac resins, and diaminodiphenylmethane skeletons because the cured products obtained have good heat resistance and mechanical strength. Epoxy resins obtained by epoxidizing these derivatives are preferred. Bisphenol A is preferred because the resulting cured product has an excellent balance between heat resistance and mechanical strength.
脂肪族エポキシ樹脂としては、1分子中に脂肪族骨格を有し、平均エポキシ基数が2個以上のものであれば、特に限定されない。例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール等の脂肪族ジオール、若しくはペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコール、又はこれらの誘導体等をエポキシ化したエポキシ樹脂等が挙げられる。 The aliphatic epoxy resin is not particularly limited as long as it has an aliphatic skeleton in one molecule and has an average number of epoxy groups of 2 or more. For example, epoxy resins obtained by epoxidizing aliphatic diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, octanediol, nonanediol, decanediol, polyhydric alcohols such as pentaerythritol, sorbitol, or derivatives thereof Etc.
これらの脂肪族エポキシ樹脂の中でも、(B)シルセスキオキサン誘導体との相溶性が優れるため、ヘキサンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタエリスリトール、又はこれらの誘導体をエポキシ化したエポキシ樹脂が好ましい。 Among these aliphatic epoxy resins, hexanediol, ethylene glycol, propylene glycol, pentaerythritol, or an epoxy resin obtained by epoxidizing these derivatives is preferred because of its excellent compatibility with the (B) silsesquioxane derivative.
脂環式エポキシ樹脂としては、1分子中に脂環式骨格を有し、平均エポキシ基数が2個以上のものであれば、特に限定されない。例えば、3′,4′−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート;3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3′,4′−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート;2,3−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;及び水素添加ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールF、水素添加ビフェノール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、シジロヘキサンジエタノール等の脂環構造を有するジオール又はこれらの誘導体等を挙げることができる。 The alicyclic epoxy resin is not particularly limited as long as it has an alicyclic skeleton in one molecule and has an average number of epoxy groups of 2 or more. For example, 3 ', 4'-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate; 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3', 4'-epoxycyclohexene carboxylate; 2,3-bis (hydroxymethyl) 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 1-butanol; dicyclopentadiene type epoxy resin; and hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, hydrogenated biphenol, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol And diols having an alicyclic structure such as sirolohexanediethanol or derivatives thereof.
これらの脂環式エポキシ樹脂の中でも、得られる硬化物の耐熱性、機械強度が特に優れるため、3′,4′−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートを用いることが好ましい。 Among these alicyclic epoxy resins, 3 ′, 4′-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate is preferably used because the resulting cured product has particularly excellent heat resistance and mechanical strength.
上記芳香族系エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Various epoxy resins such as the aromatic epoxy resin, aliphatic epoxy resin, and alicyclic epoxy resin may be used alone or in combination of two or more.
[(B)シルセスキオキサン誘導体]
(B)シルセスキオキサン誘導体は、(R1SiO3/2)m(R2R3SiO)nを繰り返し構成単位とし、m、nはそれぞれ(R1SiO3/2)、(R2R3SiO)単位のモル比率であって、m:nは99.2:0.8〜95.0:5.0であり、置換基R1、R2、及びR3は、それぞれエポキシ基を含む有機基、アリール基、及び炭素数1〜12のアルキル基からなる群より選択される1の基であり、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基が90モル%以上100モル%以下であって、重量平均分子量Mw2,000以上10,000以下である。
[(B) Silsesquioxane derivative]
(B) The silsesquioxane derivative has (R 1 SiO 3/2 ) m (R 2 R 3 SiO) n as a repeating structural unit, and m and n are (R 1 SiO 3/2 ) and (R 2 , respectively). R 3 SiO) units, wherein m: n is 99.2: 0.8 to 95.0: 5.0, and the substituents R 1 , R 2 , and R 3 are each an epoxy group. The total number of moles of substituents R 1 , R 2 and R 3 included in one molecule, which is one group selected from the group consisting of an organic group containing an aryl group, an aryl group, and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms Among them, the organic group containing an epoxy group is 90 mol% or more and 100 mol% or less, and the weight average molecular weight Mw is 2,000 or more and 10,000 or less.
(R1SiO3/2)単位と(R2R3SiO)単位とのモル比率、(R1SiO3/2)単位m:(R2R3SiO)単位nは、99.2:0.8〜95.0:5.0であるところ、99.1:0.9〜95.0:5.0であってもよく、99.0:1.0〜95.0:5.0であってもよく、99.0:1.0〜97.0:3.0であってもよい。得られる硬化物が、より優れた機械強度及び耐熱性を奏するためである。モル比率m:nは99.2:0.8〜95.0:5.0の範囲外であると、特に機械強度が低下するため好ましくない。 Molar ratio of (R 1 SiO 3/2 ) unit to (R 2 R 3 SiO) unit, (R 1 SiO 3/2 ) unit m: (R 2 R 3 SiO) unit n is 99.2: 0. 8-95.0: 5.0, it may be 99.1: 0.9-95.0: 5.0, 99.0: 1.0-95.0: 5.0 It may be 99.0: 1.0-97.0: 3.0. This is because the resulting cured product has more excellent mechanical strength and heat resistance. If the molar ratio m: n is outside the range of 99.2: 0.8 to 95.0: 5.0, the mechanical strength is particularly lowered, which is not preferable.
置換基R1、R2、及びR3は、それぞれエポキシ基を含む有機基、アリール基、及び炭素数1〜12のアルキル基からなる群より選択される1の基である。置換基R1、R2、及びR3のうち2以上の置換基が同一の基であってもよく、置換基R1、R2、及びR3がそれぞれ異なった基であってもよい。 The substituents R 1 , R 2 , and R 3 are each one group selected from the group consisting of an organic group containing an epoxy group, an aryl group, and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Of the substituents R 1 , R 2 , and R 3 , two or more substituents may be the same group, and the substituents R 1 , R 2 , and R 3 may be different groups.
置換基R1としては、エポキシ基を含む有機基を有することが好ましい。得られる硬化物の耐熱性と機械強度が特に良好なためである。 The substituent R 1 preferably has an organic group containing an epoxy group. This is because the resulting cured product has particularly good heat resistance and mechanical strength.
置換基R2としてエポキシ基を含む有機基を、R3としてアリール基及び/又は炭素数1〜12のアルキル基を有することが好ましい。得られる硬化物の耐熱性と機械強度が特に良好なためである。 It is preferable to have an organic group containing an epoxy group as the substituent R 2 and an aryl group and / or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms as R 3 . This is because the resulting cured product has particularly good heat resistance and mechanical strength.
(B)シルセスキオキサン誘導体1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基が90モル%以上100モル%以下の割合で含まれるところ、当該割合は、95.0モル%以上100モル%以下が好ましく、98.0モル%以上100モル%以下であってよく、99.0モル%以上100モル%以下であってよい。得られる硬化物が、より優れた機械強度及び耐熱性を奏するためである。90モル%未満であると、機械強度及び耐熱性のいずれも低下するため好ましくない。 (B) Of the total moles of substituents R 1 , R 2 and R 3 contained in one molecule of the silsesquioxane derivative, the organic group containing an epoxy group is contained in a proportion of 90 mol% or more and 100 mol% or less. Therefore, the ratio is preferably 95.0 mol% or more and 100 mol% or less, may be 98.0 mol% or more and 100 mol% or less, and may be 99.0 mol% or more and 100 mol% or less. This is because the resulting cured product has more excellent mechanical strength and heat resistance. If it is less than 90 mol%, both the mechanical strength and the heat resistance are lowered, which is not preferable.
エポキシ基を含む有機基としては、例えば、β−グリシドキシエチル、γ−グリシドキシプロピル、γ−グリシドキシブチル等の炭素数4以下のオキシグリシジル基が結合したグリシドキシアルキル基;グリシジル基;β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、γ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピル基、β−(3,4−エポキシシクロヘプチル)エチル基、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)プロピル基、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチル基、及びβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ペンチル基等のオキシラン基を持った炭素数5〜8のシクロアルキル基で置換されたアルキル基等が挙げられる。 Examples of the organic group containing an epoxy group include a glycidoxyalkyl group to which an oxyglycidyl group having 4 or less carbon atoms such as β-glycidoxyethyl, γ-glycidoxypropyl, and γ-glycidoxybutyl is bonded; Glycidyl group: β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, γ- (3,4-epoxycyclohexyl) propyl group, β- (3,4-epoxycycloheptyl) ethyl group, β- (3,4 epoxy) Substituted with a cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms having an oxirane group such as (cyclohexyl) propyl group, β- (3,4-epoxycyclohexyl) butyl group, and β- (3,4-epoxycyclohexyl) pentyl group. And alkyl groups.
これらのエポキシ基を含む有機基の中でも、(C)アミン系化合物との反応性に優れるため、グリシドキシアルキル基が好ましい。アミン系化合物との反応性が優れることで、十分な硬化物特性(耐熱性及び機械強度)を得ることが出来る。 Among these organic groups containing an epoxy group, a glycidoxyalkyl group is preferred because of its excellent reactivity with the (C) amine compound. Sufficient cured product characteristics (heat resistance and mechanical strength) can be obtained due to excellent reactivity with amine compounds.
アリール基としては、例えば、フェニル基;メチルフェニル基及びジメチルフェニル基等のアルキルアリール基が挙げられる。また、炭素数1以上12以下のアルキル基としては、直鎖状でも分岐状でもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、4−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、3,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、及びウンデシル基等が挙げられる。 Examples of the aryl group include a phenyl group; alkylaryl groups such as a methylphenyl group and a dimethylphenyl group. The alkyl group having 1 to 12 carbon atoms may be linear or branched. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl Group, tert-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, isopentyl group, 2-methylbutyl group, 1-ethylpropyl group, hexyl group, isohexyl group, 4-methylpentyl group, 3-methylpentyl group Group, 2-methylpentyl group, 1-methylpentyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 1,3- Dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, heptyl group, n-octyl group, isooctyl group Nonyl group, decyl group, and undecyl group.
アリール基又は炭素数1以上12以下のアルキル基の中でも、得られる熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物の耐熱性に優れ、(A)エポキシ樹脂と問題無く相溶するため、メチル基、フェニル基、イソブチル基、イソオクチル基等が好ましい。 Among aryl groups or alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, the cured product obtained by curing the resulting thermosetting resin composition is excellent in heat resistance and is compatible with (A) an epoxy resin without any problem. Group, phenyl group, isobutyl group, isooctyl group and the like are preferable.
(B)シルセスキオキサン誘導体における、R1SiO3/2の組成;R2R3SiOの組成;(R1SiO3/2)単位、(R2R3SiO)単位のモル比率;及びエポキシ基を含む有機基の割合は、1H−NMRまたはFTIRによって、分析することができる。装置としては、1H−NMRはJNM−ECZR(日本電子株式会社製、400MHz)、FTIRは、Frontier Optica(パーキンエルマー社製、KBr法)を用いることができる。 (B) composition of R 1 SiO 3/2 in the silsesquioxane derivative; composition of R 2 R 3 SiO; molar ratio of (R 1 SiO 3/2 ) units, (R 2 R 3 SiO) units; and The ratio of the organic group containing an epoxy group can be analyzed by 1 H-NMR or FTIR. As an apparatus, JNM-ECZR (manufactured by JEOL Ltd., 400 MHz) can be used for 1 H-NMR, and Frontier Optica (manufactured by Perkin Elmer, KBr method) can be used for FTIR.
一般に、シルセスキオキサン誘導体は、加水分解、縮合の条件によりラダー型、ランダム型又は他の構造のもの(かご型構造など)が得られることが知られている。(B)シルセスキオキサン誘導体は、ラダー型構造もしくはランダム型構造を有していること、またはラダー型構造及びランダム型構造の両方の構造を有していることが好ましい。特に、(B)シルセスキオキサン誘導体は、得られる硬化物が優れた機械強度を有するため、その(B)シルセスキオキサン誘導体のうちラダー型構造及び/又はランダム型構造を80重量%以上含有することが好ましく、85重量%以上含有することが好ましく、90重量%以上含有することがさらに好ましい。さらにその中でも、得られる硬化物の機械強度が優れるため、ラダー型構造の含有比率がより高い方が好ましい。 In general, it is known that a silsesquioxane derivative can be obtained in a ladder type, a random type, or other structures (such as a cage type structure) depending on hydrolysis and condensation conditions. (B) It is preferable that the silsesquioxane derivative has a ladder structure or a random structure, or has both a ladder structure and a random structure. In particular, since the (B) silsesquioxane derivative has excellent mechanical strength, the resulting cured product has a ladder structure and / or a random structure of 80% by weight or more of the (B) silsesquioxane derivative. It is preferably contained, more preferably 85% by weight or more, and even more preferably 90% by weight or more. Furthermore, among these, since the mechanical strength of the hardened | cured material obtained is excellent, the one where the content rate of a ladder type structure is higher is preferable.
また、(B)シルセスキオキサン誘導体は、ラダー型、ランダム型以外の他の構造のものを含んでいてもよい。(B)シルセスキオキサン誘導体の製造に際して他の構造のものが副産物として不可避的に生成し、これが不純物として少量併存することがある。ラダー型、ランダム型以外の他の構造としては、通常、かご型構造体と称されるものが挙げられる。なお、このかご型構造体には、かご型構造体の一部が開環した不完全なかご型構造体も含まれる。 The (B) silsesquioxane derivative may contain a structure other than the ladder type and random type. (B) In the production of the silsesquioxane derivative, other structures are inevitably produced as by-products, and this may coexist in small amounts as impurities. Examples of the structure other than the ladder type and the random type include what is usually called a cage structure. The cage structure includes an incomplete cage structure in which a part of the cage structure is opened.
(B)シルセスキオキサン誘導体中のラダー型構造及び/又はランダム型構造の含有量は以下のとおり求めることができる。液体クロマトグラフ質量分析(LC−MS)により、(B)シルセスキオキサン誘導体のかご型構造体に由来するm/zピーク面積からかご型構造体(かご型構造体の一部が開環した不完全なかご型構造体を含む)の含有量を求め、(B)シルセスキオキサン誘導体の重量から求めたかご型構造体の重量を差し引くことにより、ラダー型構造及び/又はランダム型構造の含有量を求めることができる。 (B) The content of the ladder structure and / or the random structure in the silsesquioxane derivative can be determined as follows. A cage structure (a part of the cage structure was opened from the m / z peak area derived from the cage structure of the silsesquioxane derivative (B) by liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS). The content of the ladder structure and / or the random structure is obtained by subtracting the weight of the cage structure obtained from the weight of the silsesquioxane derivative (B). The content can be determined.
(B)シルセスキオキサン誘導体は、(R1SiO3/2)を導くトリアルコキシシランと、(R2R3SiO)nを導くジアルコキシシランとを合わせて、加水分解・縮合反応を行うことにより得ることができる。 (B) The silsesquioxane derivative performs a hydrolysis / condensation reaction by combining trialkoxysilane leading (R 1 SiO 3/2 ) and dialkoxysilane leading (R 2 R 3 SiO) n. Can be obtained.
(R1SiO3/2)を導くトリアルコキシシランとしては、例えば、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of trialkoxysilane for deriving (R 1 SiO 3/2 ) include β-glycidoxyethyltrimethoxysilane, β-glycidoxyethyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ- Examples thereof include glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
また、(R2R3SiO)nを導くジアルコキシシランとしては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the dialkoxysilane for deriving (R 2 R 3 SiO) n include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, Examples thereof include diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, and methylphenyldiethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more.
加水分解・縮合反応(hydrolytic condensation)の条件としては、30〜120℃、1〜24時間が好ましく、より好ましくは、40〜90℃、2〜12時間であり、さらに好ましくは50〜70℃、3〜8時間である。 The conditions for the hydrolysis / condensation reaction are preferably 30 to 120 ° C. and 1 to 24 hours, more preferably 40 to 90 ° C. and 2 to 12 hours, still more preferably 50 to 70 ° C., 3-8 hours.
当該加水分解・縮合反応には触媒を使用してもよく、その触媒としては、例えば、塩基性触媒、酸性触媒を挙げることができる。塩基性触媒としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウム等を挙げることができる。これらのなかでも、触媒活性が高いことからテトラメチルアンモニウムヒドロキシド、又は水酸化ナトリウムが好ましく用いられる。酸性触媒としては、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、リン酸、ホウ酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルフォン酸、及びp−トルエンスルホン酸等を挙げることが出来る。これらの中でも、触媒活性が高いことから、塩酸、硝酸、又は酢酸が好ましく用いられる。 A catalyst may be used for the hydrolysis / condensation reaction, and examples of the catalyst include a basic catalyst and an acidic catalyst. Examples of the basic catalyst include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide, benzyltriethylammonium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. Among these, tetramethylammonium hydroxide or sodium hydroxide is preferably used because of its high catalytic activity. Examples of the acidic catalyst include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, phosphoric acid, boric acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid. Among these, hydrochloric acid, nitric acid, or acetic acid is preferably used because of its high catalytic activity.
また、当該加水分解・縮合反応には必要に応じて溶媒を使用することができる。このような溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル類;メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチル−1−アセテート等のアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類を挙げることができる。これらの溶媒は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。 Moreover, a solvent can be used for the hydrolysis / condensation reaction as necessary. Examples of such solvents include alcohols such as methanol and ethanol; ethers such as tetrahydrofuran; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, and diethylene glycol monoethyl. Glycol ethers such as ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and diethylene glycol monobutyl ether; Alkyl ether acetates; toluene, aromatic hydrocarbons such as xylene; methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), may be mentioned ketones such as methyl amyl ketone, cyclohexanone. These solvents may be used alone or in a combination of two or more.
なお、ラダー型又はランダム型の構造体を得ることができる製造方法のうち、主にラダー型の構造体については、特開平6−306173号公報に記載の方法等を挙げることができる。 Of the manufacturing methods capable of obtaining a ladder-type or random-type structure, the method described in JP-A-6-306173 can be exemplified mainly for the ladder-type structure.
(B)シルセスキオキサン誘導体は、得られる熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物の機械強度及び耐熱性の両立のため、重量平均分子量Mwは2,000以上10,000以下である。その重量平均分子量Mwの下限値は、2,500以上が好ましく、3,000以上がより好ましい。また、その重量平均分子量Mwの上限値は、8,000以下が好ましく、7,000以下がさらに好ましい。重量平均分子量Mwが2,000未満であると、機械強度が著しく低下し、重量平均分子量Mwが10,000を超えると、粘度が高くなりすぎ、(A)エポキシ樹脂に配合する場合に作業性が低下する、また(A)エポキシ樹脂との相溶性が低下し、得られる熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物の光学特性(透明性)が悪化するため好ましくない。重量平均分子量Mwはポリスチレン換算ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)にて測定した値である。測定にはウォーターズ社製Shodex KF−803Lカラムを使用することができる。 (B) The silsesquioxane derivative has a weight average molecular weight Mw of 2,000 or more and 10,000 or less in order to achieve both mechanical strength and heat resistance of a cured product obtained by curing the thermosetting resin composition obtained. is there. The lower limit of the weight average molecular weight Mw is preferably 2,500 or more, and more preferably 3,000 or more. Further, the upper limit value of the weight average molecular weight Mw is preferably 8,000 or less, and more preferably 7,000 or less. When the weight average molecular weight Mw is less than 2,000, the mechanical strength is remarkably lowered, and when the weight average molecular weight Mw exceeds 10,000, the viscosity becomes too high and (A) workability when blended with an epoxy resin. And (A) the compatibility with the epoxy resin is lowered, and the optical properties (transparency) of a cured product obtained by curing the resulting thermosetting resin composition is deteriorated. The weight average molecular weight Mw is a value measured by polystyrene permeation gel permeation chromatography (GPC). For measurement, a Shodex KF-803L column manufactured by Waters can be used.
(B)シルセスキオキサン誘導体の粘度は、25℃下にて1,000mPa・s以上50,000mPa・s以下が好ましく、3,000mPa・s以上30,000mPa・s以下がより好ましい。この範囲であることで、作業性、相溶性に優れるためである。 (B) The viscosity of the silsesquioxane derivative is preferably 1,000 mPa · s or more and 50,000 mPa · s or less, and more preferably 3,000 mPa · s or more and 30,000 mPa · s or less at 25 ° C. It is because it is excellent in workability | operativity and compatibility because it is this range.
本発明の熱硬化性樹脂組成物における(B)シルセスキオキサン誘導体の含有量は、(A)エポキシ樹脂100重量部に対して5重量部以上30重量部以下である。(B)シルセスキオキサン誘導体の含有量の下限値は、10重量部以上、または15重量部以上であってよく、上限値は、25重量部以下、または20重量部以下であってもよい。(B)シルセスキオキサン誘導体が5重量部以上30重量部以下であることにより、得られる熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物は、優れた機械強度及び耐熱性を両立することができ、特に優れた機械強度を有する。一方、5重量部未満であると、機械強度及び耐熱性のいずれも不十分となり、30重量部を超えると、機械強度及び耐熱性の何れも低下し、特に機械強度が悪化する。 Content of (B) silsesquioxane derivative in the thermosetting resin composition of this invention is 5 to 30 weight part with respect to 100 weight part of (A) epoxy resin. (B) The lower limit of the content of the silsesquioxane derivative may be 10 parts by weight or more, or 15 parts by weight or more, and the upper limit may be 25 parts by weight or less, or 20 parts by weight or less. . (B) When the silsesquioxane derivative is 5 parts by weight or more and 30 parts by weight or less, the cured product obtained by curing the obtained thermosetting resin composition has both excellent mechanical strength and heat resistance. And has particularly excellent mechanical strength. On the other hand, if the amount is less than 5 parts by weight, both the mechanical strength and the heat resistance are insufficient, and if it exceeds 30 parts by weight, both the mechanical strength and the heat resistance are lowered, and the mechanical strength is particularly deteriorated.
(B)シルセスキオキサン誘導体は、平均エポキシ基数が2個以上であるエポキシ樹脂(A)を含む各種エポキシ樹脂に添加することにより、エポキシ樹脂の曲げ強度を向上する、曲げ強度向上剤として用いることができる。 (B) The silsesquioxane derivative is used as a bending strength improver that improves the bending strength of an epoxy resin by adding it to various epoxy resins including an epoxy resin (A) having an average number of epoxy groups of 2 or more. be able to.
[(C)アミン系化合物]
(C)アミン系化合物は、(A)エポキシ樹脂が有するエポキシ基と反応可能なアミノ基を2個以上有するアミン系化合物であれば特に限定されず、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、ケチミン化合物、グアニジン誘導体等の各種アミン系化合物を用いることができる。
[(C) amine compound]
The (C) amine compound is not particularly limited as long as it is an amine compound having two or more amino groups capable of reacting with the epoxy group of the (A) epoxy resin, and is not limited to aliphatic amine, alicyclic amine, aromatic. Various amine compounds such as amines, ketimine compounds, and guanidine derivatives can be used.
脂肪族アミンとしては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、及びペンタエチレンヘキサミン等の脂肪族ポリアミン類が挙げられる。 Examples of the aliphatic amine include aliphatic polyamines such as ethylenediamine, propylenediamine, butylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, and pentaethylenehexamine.
脂環式アミンとしては、例えば、イソホロンジアミン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1、3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、4,4'−メチレンビス(2−メチルシクロヘキサンアミン)、1−(2−アミノエチル)ピペラジン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、及びノルボルナンジアミン等の脂環族ポリアミン類が挙げられる。 Examples of the alicyclic amine include isophorone diamine, 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 4,4′-methylenebis (2-methylcyclohexaneamine), 1- (2-amino And alicyclic polyamines such as ethyl) piperazine, bis (4-aminocyclohexyl) methane, and norbornanediamine.
芳香族アミンとしては、例えば、フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジメチルベンジルアミン、ジエチルトルエンジアミン、及びm−キシリレンジアミン等の芳香族ポリアミン類が挙げられる。 Examples of the aromatic amine include aromatic polyamines such as phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, dimethylbenzylamine, diethyltoluenediamine, and m-xylylenediamine.
上記各種の(C)アミン系化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記(C)アミン系化合物の中でも、(A)エポキシ樹脂及び(B)シルセスキオキサン誘導体との反応性に優れるため、4,4'−メチレンビス(2−メチルシクロヘキサンアミン)を用いることが好ましい。 The various (C) amine compounds may be used alone or in combination of two or more. Among the (C) amine compounds, it is preferable to use 4,4′-methylenebis (2-methylcyclohexaneamine) because of excellent reactivity with (A) epoxy resin and (B) silsesquioxane derivative. .
本開示の熱硬化性樹脂組成物における(C)アミン系化合物の含有量は、当該熱硬化性樹脂組成物中のエポキシ基1当量に対し0.5当量以上1.1当量以下となるようにすることが好ましく、0.7当量以上1.0当量以下となるようにすることがより好ましい。また、重量比で述べると、(A)エポキシ樹脂と(B)シルセスキオキサン誘導体の合計100重量部に対し(C)アミン系化合物の下限値は10重量部以上または20重量部以上であってよく、上限値は50重量部以下または40重量部以下であってもよい。(A)エポキシ樹脂と(B)シルセスキオキサン誘導体の合計100重量部に対し(C)アミン系化合物は20重量部以上50重量部以下が好ましい。(A)エポキシ樹脂と(B)シルセスキオキサン誘導体の合計100重量部に対し(C)アミン系化合物が、10重量部以上50重量部以下であることにより、得られる熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物は、優れた機械強度及び優れた耐熱性を両立することができる。一方、その含有量が10重量部未満であると、硬化が遅くなり、50重量部を超えると、機械強度が低下し、得られる硬化物の着色が強くなる。なお、ラダー型、ランダム型以外の他の構造のシルセスキオキサン誘導体を不純物として含む場合、適宜その含有量を考慮して(C)アミン系化合物の配合量を適宜に減量増量すればよい。 The content of the (C) amine compound in the thermosetting resin composition of the present disclosure is 0.5 equivalent or more and 1.1 equivalent or less with respect to 1 equivalent of the epoxy group in the thermosetting resin composition. It is preferable to set it to 0.7 equivalent or more and 1.0 equivalent or less. In terms of weight ratio, the lower limit of (C) amine compound is 10 parts by weight or more or 20 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the total of (A) epoxy resin and (B) silsesquioxane derivative. The upper limit may be 50 parts by weight or less or 40 parts by weight or less. The amount of the (C) amine compound is preferably 20 parts by weight or more and 50 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total of (A) the epoxy resin and (B) the silsesquioxane derivative. (A) Thermosetting resin composition obtained when (C) amine compound is 10 parts by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total of (A) epoxy resin and (B) silsesquioxane derivative The cured product obtained by curing can have both excellent mechanical strength and excellent heat resistance. On the other hand, when the content is less than 10 parts by weight, curing is delayed, and when it exceeds 50 parts by weight, the mechanical strength is lowered and the resulting cured product is strongly colored. When a silsesquioxane derivative having a structure other than a ladder type or random type is included as an impurity, the content of the (C) amine compound may be appropriately reduced and increased in consideration of the content.
[硬化物]
本発明の熱硬化性樹脂組成物の硬化を進めることにより、硬化物を製造することができる。その製造は、本開示の熱硬化性樹脂組成物を加熱した後、例えば、金型により成形する等して冷却し、硬化する。
[Cured product]
A cured product can be produced by advancing curing of the thermosetting resin composition of the present invention. In the production, the thermosetting resin composition of the present disclosure is heated, and then cooled and cured, for example, by molding with a mold.
本発明の熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物は、優れた機械強度及び耐熱性を両立することができる。 A cured product obtained by curing the thermosetting resin composition of the present invention can achieve both excellent mechanical strength and heat resistance.
本開示の熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物の曲げ強度は、80MPa以上、85MPa以上、88MPa以上、95MPa以上、100MPa以上、110MPa以上の順により好ましい。曲げ強度はより高い方が好ましく、上限値は特に限定されないが、例えば,実用上の使用の観点から115MPa以下であってもよい。そして、たわみ量は、11mm以上が好ましく、13mm以上がより好ましい。実用上の使用の観点からは、18mm以下であってもよい。 The bending strength of a cured product obtained by curing the thermosetting resin composition of the present disclosure is more preferable in the order of 80 MPa or more, 85 MPa or more, 88 MPa or more, 95 MPa or more, 100 MPa or more, 110 MPa or more. The bending strength is preferably higher, and the upper limit value is not particularly limited. For example, it may be 115 MPa or less from the viewpoint of practical use. The deflection amount is preferably 11 mm or more, and more preferably 13 mm or more. From the viewpoint of practical use, it may be 18 mm or less.
曲げ強度及びたわみ量は、いずれもJIS K7171に準じて、ストログラフVG20−E(東洋精機製作所社製)を用いて、測定温度25℃、測定湿度50%RH、ロードセル1.0kN、ヘッド移動速度5mm/minの条件で測定することができる。 The bending strength and the deflection amount are both in accordance with JIS K7171, using a strograph VG20-E (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho), measuring temperature 25 ° C., measuring humidity 50% RH, load cell 1.0 kN, head moving speed. It can be measured under the condition of 5 mm / min.
本開示の熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物のガラス転移温度Tgは、150℃以上が好ましく、155℃以上がより好ましく、160℃以上がさらに好ましく、165℃以上が最も好ましい。ガラス転移温度Tgはより高い方が好ましく、上限値は特に限定されないが、例えば、200℃以下であれば、実使用できる。 The glass transition temperature Tg of the cured product obtained by curing the thermosetting resin composition of the present disclosure is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 155 ° C. or higher, further preferably 160 ° C. or higher, and most preferably 165 ° C. or higher. The glass transition temperature Tg is preferably higher, and the upper limit value is not particularly limited.
硬化物のガラス転移温度Tgは、示差走査熱量測定(DSC)装置(セイコーインスツル社製)を用いて、温度範囲30〜250℃、昇温速度2℃/分、周波数1MHzの条件で測定することができる。 The glass transition temperature Tg of the cured product is measured using a differential scanning calorimetry (DSC) apparatus (manufactured by Seiko Instruments Inc.) under the conditions of a temperature range of 30 to 250 ° C., a heating rate of 2 ° C./min, and a frequency of 1 MHz. be able to.
上記のとおり、熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物は優れた機械強度及び優れた耐熱性を兼ね備えるため、半導体用封止剤、積層板、FRP(複合材料)、層間絶縁材、接着剤等の自動車・航空機及び電気・電子材料用分野等で用いられる、高温多湿下に晒されやすい環境下にもかかわらず高い機械的・電気的接続信頼性が求められる部品材料として好適に用いることができる。 As described above, a cured product obtained by curing a thermosetting resin composition has excellent mechanical strength and excellent heat resistance. Therefore, a semiconductor sealing agent, a laminate, an FRP (composite material), an interlayer insulating material, Suitable for use in parts and materials that require high mechanical and electrical connection reliability despite being exposed to high temperatures and high humidity, such as in adhesives and other automotive / aircraft and electrical / electronic materials fields be able to.
以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
(合成例1)
シルセスキオキサン(SQ)誘導体1の合成
撹拌機及び温度計を設置した反応容器に、MIBK50.0g、水酸化ナトリウムの20%水溶液0.700g(水酸化ナトリウム3.50mmol)、蒸留水9.50g(528mmol)を仕込んだ後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.7g(210mmol)及びジメチルジメトキシシラン0.260g(2.16mmmol)を50〜55℃で徐々に加え、3時間撹拌放置した。反応終了後、MIBK50.0gを加え、さらに25.0gの蒸留水で水層のpHが中性になるまで水洗した。次に減圧下でMIBKを留去して、目的の化合物SQ誘導体1を得た。Mwは4,330であった。IR分析したところ、ラダーもしくはランダム型構造含むことを支持する、Si−O−Si結合の伸縮振動に基づく1100cm−1と1050cm−1付近のピークを確認した。SQ誘導体1において、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基は98.0モル%であった。なお、液体クロマトグラフ質量分析によるm/zピーク面積を算出した結果、ランダム型構造のもの及び/又はラダー型構造のものの含有量は92重量%であった。
(Synthesis Example 1)
Synthesis of Silsesquioxane (SQ) Derivative 1 In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 50.0 g of MIBK, 0.700 g of a 20% aqueous solution of sodium hydroxide (3.50 mmol of sodium hydroxide), distilled water 9. After charging 50 g (528 mmol), 49.7 g (210 mmol) of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 0.260 g (2.16 mmol) of dimethyldimethoxysilane were gradually added at 50 to 55 ° C. and left to stir for 3 hours. did. After completion of the reaction, 50.0 g of MIBK was added, and further washed with 25.0 g of distilled water until the pH of the aqueous layer became neutral. Next, MIBK was distilled off under reduced pressure to obtain the target compound SQ derivative 1. Mw was 4,330. When IR analysis supports that include ladder or random structure was confirmed a peak around 1100 cm -1 and 1050 cm -1 based on the stretching vibration of Si-O-Si bonds. In the SQ derivative 1, among the total number of moles of the substituents R 1 , R 2 and R 3 contained in one molecule, the organic group containing an epoxy group was 98.0 mol%. In addition, as a result of calculating the m / z peak area by liquid chromatograph mass spectrometry, the content of the random structure and / or the ladder structure was 92% by weight.
(合成例2)
シルセスキオキサン(SQ)誘導体2の合成
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.7g(210mmol)及びジメチルジメトキシシラン0.260g(2.16mmmol)をγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.6g(210mmol)及びγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン0.420g(1.91mmol)に代えた以外は合成例1と同様にして、目的の化合物SQ誘導体2を得た。Mwは4,530であった。IR分析したところ、ラダーもしくはランダム型構造含むことを支持する、Si−O−Si結合の伸縮振動に基づく1100cm−1と1050cm−1付近のピークを確認した。SQ誘導体2において、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基は99.1モル%であった。なお、液体クロマトグラフ質量分析によるm/zピーク面積を算出した結果、ランダム型構造のもの及び/又はラダー型構造のものの含有量は93重量%であった。
(Synthesis Example 2)
Synthesis of Silsesquioxane (SQ) Derivative 2 49.7 g (210 mmol) of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 0.260 g (2.16 mmol) of dimethyldimethoxysilane were added to 49. The target compound SQ derivative 2 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 6 g (210 mmol) and γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane 0.420 g (1.91 mmol) were used. Mw was 4,530. When IR analysis supports that include ladder or random structure was confirmed a peak around 1100 cm -1 and 1050 cm -1 based on the stretching vibration of Si-O-Si bonds. In the SQ derivative 2, out of the total number of moles of the substituents R 1 , R 2 and R 3 contained in one molecule, the organic group containing an epoxy group was 99.1 mol%. In addition, as a result of calculating the m / z peak area by liquid chromatograph mass spectrometry, content of the thing of a random type structure and / or a ladder type structure was 93 weight%.
(合成例3)
シルセスキオキサン(SQ)誘導体3の合成
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.7g(210mmol)及びジメチルジメトキシシラン0.260g(2.16mmmol)をγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.5g(210mmol)及びγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン0.470g(2.13mmol)に代えた以外は合成例1と同様にして、目的の化合物SQ誘導体3を得た。Mwは4,560であった。IR分析したところ、ラダーもしくはランダム型構造含むことを支持する、Si−O−Si結合の伸縮振動に基づく1100cm−1と1050cm−1付近のピークを確認した。SQ誘導体3において、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基は99.0モル%であった。なお、液体クロマトグラフ質量分析によるm/zピーク面積を算出した結果、ランダム型構造のもの及び/又はラダー型構造のものの含有量は93重量%であった。
(Synthesis Example 3)
Synthesis of Silsesquioxane (SQ) Derivative 3 49.7 g (210 mmol) of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 0.260 g (2.16 mmol) of dimethyldimethoxysilane were added to 49. The target compound SQ derivative 3 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 5 g (210 mmol) and γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane 0.470 g (2.13 mmol) were used. Mw was 4,560. When IR analysis supports that include ladder or random structure was confirmed a peak around 1100 cm -1 and 1050 cm -1 based on the stretching vibration of Si-O-Si bonds. In the SQ derivative 3, among the total moles of the substituents R 1 , R 2 and R 3 contained in one molecule, the organic group containing an epoxy group was 99.0 mol%. In addition, as a result of calculating the m / z peak area by liquid chromatograph mass spectrometry, content of the thing of a random type structure and / or a ladder type structure was 93 weight%.
(合成例4)
シルセスキオキサン(SQ)誘導体4の合成
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.6g(210mmol)及びジメチルジメトキシシラン0.260g(2.16mmmol)をγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン47.7g(202mmol)及びγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン2.34g(10.6mmol)に代えた以外は合成例1と同様にして、目的の化合物SQ誘導体4を得た。Mwは4,270であった。IR分析したところ、ラダーもしくはランダム型構造含むことを支持する、Si−O−Si結合の伸縮振動に基づく1100cm−1と1050cm−1付近のピークを確認した。SQ誘導体4において、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基は95.2モル%であった。なお、液体クロマトグラフ質量分析によるm/zピーク面積を算出した結果、ランダム型構造のもの及び/又はラダー型構造のものの含有量は90重量%であった。
(Synthesis Example 4)
Synthesis of Silsesquioxane (SQ) Derivative 4 49.6 g (210 mmol) of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 0.260 g (2.16 mmol) of dimethyldimethoxysilane were added to γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane 47. The target compound SQ derivative 4 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 7 g (202 mmol) and γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane 2.34 g (10.6 mmol) were used. Mw was 4,270. When IR analysis supports that include ladder or random structure was confirmed a peak around 1100 cm -1 and 1050 cm -1 based on the stretching vibration of Si-O-Si bonds. In the SQ derivative 4, among the total number of moles of the substituents R 1 , R 2 and R 3 contained in one molecule, the organic group containing an epoxy group was 95.2 mol%. In addition, as a result of calculating the m / z peak area by liquid chromatograph mass spectrometry, the content of the random type structure and / or the ladder type structure was 90% by weight.
(比較合成例1)
シルセスキオキサン(SQ)誘導体5の合成
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.6g(210mol)及びジメチルジメトキシシラン0.260g(2.16mmmol)をγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.8g(211mmol)及びγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン0.230g(1.04mmol)に代えた以外は合成例1と同様にして、目的の化合物SQ誘導体5を得た。Mwは4,630であった。IR分析したところ、ラダーもしくはランダム型構造含むことを支持する、Si−O−Si結合の伸縮振動に基づく1100cm−1と1050cm−1付近のピークを確認した。SQ誘導体5において、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基は99.5モル%であった。なお、液体クロマトグラフ質量分析によるm/zピーク面積を算出した結果、ランダム型構造のもの及び/又はラダー型構造のものの含有量は91重量%であった。
(Comparative Synthesis Example 1)
Synthesis of Silsesquioxane (SQ) Derivative 5 49.6 g (210 mol) of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 0.260 g (2.16 mmol) of dimethyldimethoxysilane were added to 49. The target compound SQ derivative 5 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 8 g (211 mmol) and γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane 0.230 g (1.04 mmol) were used. Mw was 4,630. When IR analysis supports that include ladder or random structure was confirmed a peak around 1100 cm -1 and 1050 cm -1 based on the stretching vibration of Si-O-Si bonds. In the SQ derivative 5, among the total number of moles of the substituents R 1 , R 2 and R 3 contained in one molecule, the organic group containing an epoxy group was 99.5 mol%. In addition, as a result of calculating the m / z peak area by liquid chromatograph mass spectrometry, the content of the thing of a random type structure and / or the thing of a ladder type structure was 91 weight%.
(比較合成例2)
シルセスキオキサン(SQ)誘導体6の合成
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.6g(210mmol)及びジメチルジメトキシシラン0.260g(2.16mmmol)をγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン47.2g(200mmol)及びγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン2.81g(12.8mmol)に代えた以外は合成例1と同様にして、目的の化合物SQ誘導体6を得た。Mwは4,120であった。IR分析したところ、ラダーもしくはランダム型構造含むことを支持する、Si−O−Si結合の伸縮振動に基づく1100cm−1と1050cm−1付近のピークを確認した。SQ誘導体6において、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基は94.3モル%であった。なお、液体クロマトグラフ質量分析によるm/zピーク面積を算出した結果、ランダム型構造のもの及び/又はラダー型構造のものの含有量は90重量%であった。
(Comparative Synthesis Example 2)
Synthesis of Silsesquioxane (SQ) Derivative 6 49.6 g (210 mmol) of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 0.260 g (2.16 mmol) of dimethyldimethoxysilane were added to 47. The target compound SQ derivative 6 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 2 g (200 mmol) and γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane (2.81 g, 12.8 mmol) were used. Mw was 4,120. When IR analysis supports that include ladder or random structure was confirmed a peak around 1100 cm -1 and 1050 cm -1 based on the stretching vibration of Si-O-Si bonds. In the SQ derivative 6, out of the total number of moles of the substituents R 1 , R 2 and R 3 contained in one molecule, the organic group containing an epoxy group was 94.3 mol%. In addition, as a result of calculating the m / z peak area by liquid chromatograph mass spectrometry, the content of the random type structure and / or the ladder type structure was 90% by weight.
(比較合成例3)
シルセスキオキサン(SQ)誘導体7の合成
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.6g(210mmol)及びジメチルジメトキシシラン0.260g(2.16mmmol)をγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン45.3g(192mmol)及びγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン4.69g(21.3mmol)に代えた以外は合成例1と同様にして、目的の化合物SQ誘導体7を得た。Mwは3,880であった。IR分析したところ、ラダーもしくはランダム型構造含むことを支持する、Si−O−Si結合の伸縮振動に基づく1100cm−1と1050cm−1付近のピークを確認した。SQ誘導体7において、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基は90.9モル%であった。なお、液体クロマトグラフ質量分析によるm/zピーク面積を算出した結果、ランダム型構造のもの及び/又はラダー型構造のものの含有量は93重量%であった。
(Comparative Synthesis Example 3)
Synthesis of Silsesquioxane (SQ) Derivative 7 49.6 g (210 mmol) of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 0.260 g (2.16 mmol) of dimethyldimethoxysilane were added to 45. The target compound SQ derivative 7 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 3 g (192 mmol) and 4.69 g (21.3 mmol) of γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane were used. Mw was 3,880. When IR analysis supports that include ladder or random structure was confirmed a peak around 1100 cm -1 and 1050 cm -1 based on the stretching vibration of Si-O-Si bonds. In the SQ derivative 7, out of the total number of moles of the substituents R 1 , R 2 and R 3 contained in one molecule, the organic group containing an epoxy group was 90.9 mol%. In addition, as a result of calculating the m / z peak area by liquid chromatograph mass spectrometry, content of the thing of a random type structure and / or a ladder type structure was 93 weight%.
(比較合成例4)
シルセスキオキサン(SQ)誘導体8の合成
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.6g(210mmol)及びジメチルジメトキシシラン0.260g(2.16mmmol)をγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン49.7g(210mmol)及びメチルトリメトキシシラン0.290g(2.13mmol)に代えた以外は合成例1と同様にして、目的の化合物SQ誘導体8を得た。Mwは4,560であった。IR分析したところ、ラダーもしくはランダム型構造含むことを支持する、Si−O−Si結合の伸縮振動に基づく1100cm−1と1050cm−1付近のピークを確認した。SQ誘導体8において、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基は99.0モル%であった。なお、液体クロマトグラフ質量分析によるm/zピーク面積を算出した結果、ランダム型構造のもの及び/又はラダー型構造のものの含有量は89重量%であった。
(Comparative Synthesis Example 4)
Synthesis of Silsesquioxane (SQ) Derivative 8 49.6 g (210 mmol) of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 0.260 g (2.16 mmol) of dimethyldimethoxysilane were added to 49. The target compound SQ derivative 8 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 7 g (210 mmol) and 0.290 g (2.13 mmol) of methyltrimethoxysilane were used. Mw was 4,560. When IR analysis supports that include ladder or random structure was confirmed a peak around 1100 cm -1 and 1050 cm -1 based on the stretching vibration of Si-O-Si bonds. In the SQ derivative 8, out of the total number of moles of the substituents R 1 , R 2 and R 3 contained in one molecule, the organic group containing an epoxy group was 99.0 mol%. In addition, as a result of calculating the m / z peak area by liquid chromatograph mass spectrometry, the content of the random structure and / or the ladder structure was 89% by weight.
合成例1〜4及び比較合成例1〜4における、各配合割合及びその他の測定結果を表1に示す。 Table 1 shows each blending ratio and other measurement results in Synthesis Examples 1 to 4 and Comparative Synthesis Examples 1 to 4.
(実施例1乃至6及び比較例1乃至9)
表2に示す配合により各成分を混合し、目的の組成物を得た。得られた各組成物を、5分間脱泡撹拌した後、80℃で1時間、さらに150℃で5時間の条件で硬化させて、厚み2mmの硬化物とし、10mm×50mmの大きさに切り出したもの、及び、厚み6mmの硬化物とし、13mm×140mmの大きさに切り出したものを試験片として作成した。得られた試験片について、下記の方法により、ガラス転移温度Tg(℃)、曲げ強度(MPa)、及びたわみ量(mm)を測定した。結果は、表2に示す。
(Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 9)
Each component was mixed according to the formulation shown in Table 2 to obtain the desired composition. Each composition obtained was defoamed and stirred for 5 minutes and then cured at 80 ° C. for 1 hour and further at 150 ° C. for 5 hours to obtain a cured product having a thickness of 2 mm and cut into a size of 10 mm × 50 mm. And a cured product having a thickness of 6 mm and cut into a size of 13 mm × 140 mm were prepared as test pieces. About the obtained test piece, the glass transition temperature Tg (degreeC), the bending strength (MPa), and the deflection amount (mm) were measured with the following method. The results are shown in Table 2.
なお、表2中の略号の意味は以下のとおりである。
・JER828:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製)
・JER152:フェノールノボラック型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製)
・113:4,4'−メチレンビス(2−メチルシクロヘキサンアミン)(三菱化学株式会社製)
・MH−700G:4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸とヘキサヒドロ無水フタル酸の混合物(新日本理化会社製)
・2E4MZ:2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業会社製)
In addition, the meaning of the symbol in Table 2 is as follows.
・ JER828: Bisphenol A type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation)
・ JER152: Phenol novolac type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation)
113: 4,4′-methylenebis (2-methylcyclohexaneamine) (Mitsubishi Chemical Corporation)
・ MH-700G: Mixture of 4-methylhexahydrophthalic anhydride and hexahydrophthalic anhydride (manufactured by Nippon Nippon Chemical Co., Ltd.)
2E4MZ: 2-ethyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.)
<ガラス転移温度Tg(℃)>
示差走査熱量測定(DSC)装置DMS6100(セイコーインスツル社製)を用いて、温度範囲30〜250℃、昇温速度2℃/分、周波数1MHzの条件で測定した。試験片は、厚み2mm、10mm×50mmのものを使用した。
<Glass transition temperature Tg (° C.)>
Using a differential scanning calorimetry (DSC) apparatus DMS6100 (manufactured by Seiko Instruments Inc.), measurement was performed under the conditions of a temperature range of 30 to 250 ° C., a heating rate of 2 ° C./min, and a frequency of 1 MHz. A test piece having a thickness of 2 mm and 10 mm × 50 mm was used.
<曲げ強度(MPa)及びたわみ量(mm)>
JIS K7171に準じ、ストログラフVG20−E(東洋精機製作所社製)を用いて、測定温度25℃、測定湿度50%RH、ロードセル1.0kN、ヘッド移動速度5mm/minの条件で測定した。試験片は、厚み6mm、13mm×140mmのものを使用した。
<Bending strength (MPa) and deflection (mm)>
In accordance with JIS K7171, the measurement was performed using a strograph VG20-E (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) under the conditions of a measurement temperature of 25 ° C., a measurement humidity of 50% RH, a load cell of 1.0 kN, and a head moving speed of 5 mm / min. A test piece having a thickness of 6 mm and 13 mm × 140 mm was used.
比較例6と実施例3及び4との比較、並びに比較例7と実施例6との比較により示されるように、(B)シルセスキオキサン誘導体の配合により、ガラス転移温度Tgを維持または上昇すると共に、曲げ強度及びたわみ量のいずれも向上した。 As shown by the comparison between Comparative Example 6 and Examples 3 and 4, and the comparison between Comparative Example 7 and Example 6, the glass transition temperature Tg is maintained or increased by blending the (B) silsesquioxane derivative. In addition, both the bending strength and the amount of deflection were improved.
ここで、比較例8から分かるように(B)シルセスキオキサン誘導体の硬化物は、ガラス転移温度Tgは43℃と、比較例6及び7に示される(A)エポキシ樹脂のガラス転移温度Tgと比較して100℃以上低い。このようにガラス転移温度Tgが非常に低い(B)シルセスキオキサン誘導体を(A)エポキシ樹脂に配合してもその(A)エポキシ樹脂のガラス転移温度Tgを維持または高くすることができた(比較例6と実施例1〜5、及び比較例7と実施例6)。 Here, as can be seen from Comparative Example 8, the cured product of (B) silsesquioxane derivative has a glass transition temperature Tg of 43 ° C., and (A) the glass transition temperature Tg of the epoxy resin shown in Comparative Examples 6 and 7 Compared to 100 ° C. or more. Thus, even when the (B) silsesquioxane derivative having a very low glass transition temperature Tg was blended with the (A) epoxy resin, the glass transition temperature Tg of the (A) epoxy resin could be maintained or increased. (Comparative Example 6 and Examples 1 to 5, and Comparative Example 7 and Example 6).
比較例1乃至3と比較例6との比較により示されるように、(R1SiO3/2)、(R2R3SiO)単位のモル比率m:nが、99.2:0.8〜95.0:5.0に含まれない場合には、(B)シルセスキオキサン誘導体を配合しない場合に比べ、曲げ強度が低下した。 As shown by comparison between Comparative Examples 1 to 3 and Comparative Example 6, the molar ratio m: n of (R 1 SiO 3/2 ) and (R 2 R 3 SiO) units is 99.2: 0.8. When not included in ˜95.0: 5.0, the bending strength was reduced as compared with the case where the (B) silsesquioxane derivative was not blended.
また、比較例5と実施例1乃至5との比較により示されるように、(A)エポキシ樹脂100重量部に対し、(B)シルセスキオキサン誘導体の配合割合が30重量部を超える場合には、5重量部以上30重量部以下の範囲内にある場合に比べ、曲げ強度及びたわみ量は共に低い。(B)シルセスキオキサン誘導体を配合しない場合(比較例6)と比べても、曲げ強度及びたわみ量が低下した。 Moreover, as shown by the comparison between Comparative Example 5 and Examples 1 to 5, when the blending ratio of (B) silsesquioxane derivative exceeds 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A) epoxy resin. The bending strength and the amount of deflection are both lower than those in the range of 5 to 30 parts by weight. (B) Bending strength and the amount of deflection decreased even when compared with the case where no silsesquioxane derivative was blended (Comparative Example 6).
以上のとおり、実施例の熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物(実施例1乃至6)は、いずれも優れた機械強度及び優れた耐熱性を兼ね備えることが示された。 As mentioned above, it was shown that the hardened | cured material (Example 1 thru | or 6) formed by hardening | curing the thermosetting resin composition of an Example has the outstanding mechanical strength and the outstanding heat resistance.
Claims (6)
(B)(R1SiO3/2)m(R2R3SiO)nを繰り返し構成単位とし、
m、nはそれぞれ(R1SiO3/2)、(R2R3SiO)単位のモル比率であって、m:nは99.2:0.8〜95.0:5.0であり、
置換基R1、R2、及びR3は、それぞれエポキシ基を含む有機基、アリール基、及び炭素数1〜12のアルキル基からなる群より選択される1の基であり、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基が90モル%以上100モル%以下であって、
重量平均分子量Mw2,000以上10,000以下のシルセスキオキサン誘導体、
及び(C)アミン系化合物を含み、
前記(A)エポキシ樹脂100重量部に対して前記(B)シルセスキオキサン誘導体が5重量部以上30重量部以下である、熱硬化性樹脂組成物。 (A) an epoxy resin having an average number of epoxy groups of 2 or more,
(B) (R 1 SiO 3/2 ) m (R 2 R 3 SiO) n is a repeating structural unit,
m and n are molar ratios of (R 1 SiO 3/2 ) and (R 2 R 3 SiO) units, respectively, and m: n is 99.2: 0.8 to 95.0: 5.0. ,
The substituents R 1 , R 2 , and R 3 are each one group selected from the group consisting of an organic group containing an epoxy group, an aryl group, and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and in one molecule Of the total moles of substituents R 1 , R 2 and R 3 included, the organic group containing an epoxy group is 90 mol% or more and 100 mol% or less,
A silsesquioxane derivative having a weight average molecular weight Mw of 2,000 to 10,000,
And (C) an amine compound,
The thermosetting resin composition whose said (B) silsesquioxane derivative is 5 to 30 weight part with respect to 100 weight part of said (A) epoxy resin.
(R1SiO3/2)m(R2R3SiO)nを繰り返し構成単位とし、
m、nはそれぞれ(R1SiO3/2)、(R2R3SiO)単位のモル比率であって、m:nは99.2:0.8〜95.0:5.0であり、
置換基R1、R2、及びR3は、それぞれエポキシ基を含む有機基、アリール基、及び炭素数1〜12のアルキル基からなる群より選択される1の基であり、1分子中に含まれる置換基R1、R2及びR3の合計モル数のうち、エポキシ基を含む有機基が90モル%以上100モル%であって、重量平均分子量Mw2,000以上10,000以下のシルセスキオキサン誘導体を含む、曲げ強度向上剤。 An additive for improving the bending strength of epoxy resin,
(R 1 SiO 3/2 ) m (R 2 R 3 SiO) n is a repeating structural unit,
m and n are molar ratios of (R 1 SiO 3/2 ) and (R 2 R 3 SiO) units, respectively, and m: n is 99.2: 0.8 to 95.0: 5.0. ,
The substituents R 1 , R 2 , and R 3 are each one group selected from the group consisting of an organic group containing an epoxy group, an aryl group, and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and in one molecule Of the total number of moles of substituents R 1 , R 2 and R 3 contained, the organic group containing an epoxy group is 90 mol% or more and 100 mol%, and the weight average molecular weight Mw is 2,000 or more and 10,000 or less. A bending strength improver containing a sesquioxane derivative.
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