JPWO2018139112A1 - Epoxy resin, epoxy resin composition containing the same, and cured product using the epoxy resin composition - Google Patents
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Abstract
本発明は、得られる硬化物が耐熱性および強靭性に優れるエポキシ樹脂を提供することを目的とする。具体的には、1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとの反応生成物であるエポキシ樹脂であって、前記エポキシ樹脂が、下記化学式(1)および/または化学式(2)で表される3官能エポキシ化合物を含み、前記3官能エポキシ化合物の含有量が、エポキシ樹脂の固形分に対して、5.0質量%以下である、エポキシ樹脂である。An object of the present invention is to provide an epoxy resin in which the obtained cured product is excellent in heat resistance and toughness. Specifically, an epoxy resin which is a reaction product of 1,6-dihydroxynaphthalene and epihalohydrin, wherein the epoxy resin is a trifunctional epoxy represented by the following chemical formula (1) and / or chemical formula (2) It is an epoxy resin which contains a compound and whose content of the said trifunctional epoxy compound is 5.0 mass% or less with respect to solid content of an epoxy resin.
Description
本発明は、エポキシ樹脂およびこれを含むエポキシ樹脂組成物、並びに前記エポキシ樹脂組成物を用いた硬化物に関する。 The present invention relates to an epoxy resin, an epoxy resin composition containing the same, and a cured product using the epoxy resin composition.
エポキシ樹脂は、分子中にエポキシ基を含み、前記エポキシ基で架橋ネットワークを形成することで硬化させることができる硬化性樹脂である。エポキシ樹脂の硬化物は、優れた機械強度、耐熱性、耐水性、絶縁性等を有することから、繊維強化複合材料のマトリックス、放熱部材、接着剤、塗料、半導体、プリント配線基板等の用途に適用されている。 An epoxy resin is a curable resin which contains an epoxy group in the molecule and can be cured by forming a crosslinked network with the epoxy group. A cured product of epoxy resin has excellent mechanical strength, heat resistance, water resistance, insulation properties, etc., and is therefore used for matrix of fiber reinforced composite material, heat dissipation member, adhesive, paint, semiconductor, printed wiring board etc. Has been applied.
近年、エポキシ樹脂は種々の用途に提供されており、例えば、繊維強化複合材料の用途では、軽量でありながら耐熱性や機械強度に優れる等の特徴が注目されるなどその利用が拡大している。これに伴い、エポキシ樹脂の硬化物の要求特性が向上しており、エポキシ樹脂のいっそう高い性能が求められている。 In recent years, epoxy resins have been provided for various uses. For example, in the use of fiber-reinforced composite materials, their use has been expanded, for example, their characteristics such as excellent heat resistance and excellent mechanical strength are attracting attention, though they are lightweight. . Along with this, the required characteristics of the cured product of the epoxy resin are improved, and the higher performance of the epoxy resin is required.
例えば、特許文献1には、ジヒドロキシナフタレン類とエピハロヒドリンとを反応させることにより得られるエポキシ樹脂が記載されている。特許文献1によれば前記特定構造のエポキシ樹脂と、所定の硬化剤および所定の無機充填剤とを含有してなるエポキシ樹脂組成物を用いると、その硬化物が熱伝導に優れることが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes an epoxy resin obtained by reacting dihydroxy naphthalenes with epihalohydrin. According to Patent Document 1, when using an epoxy resin composition comprising an epoxy resin of the specific structure, a predetermined curing agent and a predetermined inorganic filler, it is described that the cured product is excellent in heat conduction. ing.
なお、特許文献1に記載のエポキシ樹脂は、ジヒドロキシナフタレン類とエピハロヒドリンとを反応させ、エポキシ化することにより得られることが記載されている。 In addition, it is described that the epoxy resin of patent document 1 is obtained by making dihydroxy naphthalenes and epihalohydrin react, and epoxidizing.
特許文献1に記載のエポキシ樹脂、すなわち、ジヒドロキシナフタレン類とエピハロヒドリンとを反応させて得られるエポキシ樹脂は、その硬化物が一定の熱伝導性を有するものの、耐熱性および強靭性が十分とはいえない場合があることが判明した。 Although the epoxy resin described in Patent Document 1, that is, the epoxy resin obtained by reacting dihydroxynaphthalenes and epihalohydrin, the cured product has a certain thermal conductivity, it has sufficient heat resistance and toughness. It turned out that there may not be.
そこで、本発明は、得られる硬化物が耐熱性および強靭性に優れるエポキシ樹脂を提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the epoxy resin which the hardened | cured material obtained is excellent in heat resistance and toughness.
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、所定のジヒドロキシナフタレンを用い、かつ、エピハロヒドリンと反応させて得られる組成物の所定成分の含有量を制御することで、上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors diligently conducted research to solve the above-mentioned problems. As a result, it is found that the above problems can be solved by controlling the content of a predetermined component of a composition obtained by using a predetermined dihydroxy naphthalene and reacting with an epihalohydrin, and the present invention is completed. The
すなわち、本発明は、1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとの反応生成物であるエポキシ樹脂に関する。この際、前記エポキシ樹脂が、下記化学式(1)および/または化学式(2)で表される3官能エポキシ化合物を含み、前記3官能エポキシ化合物の含有量が、エポキシ樹脂の固形分に対して、5.0質量%以下であることを特徴とする。 That is, the present invention relates to an epoxy resin which is a reaction product of 1,6-dihydroxynaphthalene and epihalohydrin. At this time, the epoxy resin contains a trifunctional epoxy compound represented by the following chemical formula (1) and / or chemical formula (2), and the content of the trifunctional epoxy compound is relative to the solid content of the epoxy resin: It is characterized by being 5.0 mass% or less.
本発明によれば、得られる硬化物が耐熱性および強靭性に優れるエポキシ樹脂が提供される。 According to the present invention, an epoxy resin is provided in which the resulting cured product is excellent in heat resistance and toughness.
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described in detail.
<エポキシ樹脂>
本形態に係るエポキシ樹脂は、1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとの反応生成物である。<Epoxy resin>
The epoxy resin which concerns on this form is a reaction product of 1, 6- dihydroxy naphthalene and epihalohydrin.
1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとを反応させると、一般に、1,6−ジヒドロキシナフタレンの1位および6位のヒドロキシ基におけるグリシジルエーテル化反応が進行する。しかし、その他にも種々の反応が進行することがあり、その結果、1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとの反応生成物は種々のエポキシ化合物を含みうる。このような反応生成物であるエポキシ樹脂の物性やその硬化物の物性は、1,6−ビス(2,3−エポキシプロパン−1−イルオキシ)ナフタレン等の主成分となりうる2官能エポキシ化合物だけでなく、他のエポキシ化合物の影響を受けることがある。 The reaction of 1,6-dihydroxynaphthalene with epihalohydrin generally proceeds with glycidyl etherification reaction at the 1- and 6-position hydroxy groups of 1,6-dihydroxynaphthalene. However, various other reactions may proceed, and as a result, the reaction product of 1,6-dihydroxynaphthalene and epihalohydrin may contain various epoxy compounds. The physical properties of the epoxy resin which is such a reaction product and the physical properties of its cured product are limited to only the bifunctional epoxy compound which can be the main component such as 1,6-bis (2,3-epoxypropan-1-yloxy) naphthalene. It may not be affected by other epoxy compounds.
本形態に係るエポキシ樹脂は、反応生成物に含まれうる所定の3官能エポキシ化合物に着目し、前記3官能エポキシ化合物の含有量を制御する。これにより、得られる硬化物は耐熱性および強靭性に優れる。 The epoxy resin which concerns on this form controls the content of the said trifunctional epoxy compound paying attention to the predetermined | prescribed trifunctional epoxy compound which may be contained in a reaction product. Thereby, the hardened | cured material obtained is excellent in heat resistance and toughness.
[1,6−ジヒドロキシナフタレン]
1,6−ジヒドロキシナフタレンは、下記化学式で表される。[1,6-dihydroxy naphthalene]
1,6-dihydroxy naphthalene is represented by the following chemical formula.
[エピハロヒドリン]
エピハロヒドリンとしては、特に制限されないが、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン等が挙げられる。これらのエピハロヒドリンは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。[Epihalohydrin]
The epihalohydrin is not particularly limited, and examples thereof include epichlorohydrin, epibromohydrin, epiiodohydrin and the like. These epihalohydrins may be used alone or in combination of two or more.
エピハロヒドリンの添加量は、特に制限されないが、1,6−ジヒドロキシナフタレンのヒドロキシ基1モルに対して、1.5〜10.0モルであることが好ましく、2.0〜7.5モルであることがより好ましい。エピハロヒドリンの添加量が1.5モル以上であると、オリゴマー成分の少ない低粘度のエポキシ樹脂ができることから好ましい。一方、エピハロヒドリンの添加量が10.0モル以下であると、反応後に不要となる過剰エピハドヒドリン量を少なくできることから好ましい。 Although the addition amount of epihalohydrin is not particularly limited, it is preferably 1.5 to 10.0 mol and is 2.0 to 7.5 mol with respect to 1 mol of hydroxy group of 1,6-dihydroxynaphthalene. Is more preferred. It is preferable that the addition amount of epihalohydrin is 1.5 mol or more because a low viscosity epoxy resin having a small amount of oligomer components can be produced. On the other hand, it is preferable that the addition amount of epihalohydrin is 10.0 mol or less, because the amount of excess epihadhydrin which becomes unnecessary after the reaction can be reduced.
[反応]
1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとの反応は、特に制限されず、公知の方法で行うことができる。一実施形態において、前記反応は、1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとを含む混合物を、塩基性化合物の存在下で反応させる工程(1)を含む。この際、必要に応じて、得られた反応物を、塩基性化合物の存在下で反応させる工程(2)をさらに含んでいてもよい。[reaction]
The reaction of 1,6-dihydroxynaphthalene with epihalohydrin is not particularly limited and can be carried out by known methods. In one embodiment, the reaction comprises the step (1) of reacting a mixture containing 1,6-dihydroxynaphthalene and epihalohydrin in the presence of a basic compound. At this time, if necessary, the obtained reactant may further include the step (2) of reacting in the presence of a basic compound.
(工程(1))
工程(1)は、1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとを含む混合物を、塩基性化合物の存在下で反応させる工程である。(Step (1))
Step (1) is a step of reacting a mixture containing 1,6-dihydroxynaphthalene and epihalohydrin in the presence of a basic compound.
混合物は、1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとを含む。その他、必要に応じて、溶媒、塩基性化合物等をさらに含んでいてもよい。 The mixture comprises 1,6-dihydroxynaphthalene and epihalohydrin. In addition, if necessary, a solvent, a basic compound and the like may further be included.
1,6−ジヒドロキシナフタレンおよびエピハロヒドリン
前記1,6−ジヒドロキシナフタレンおよび前記エピハロヒドリンは、上述した通りであるので、ここでは説明を省略する。1,6-Dihydroxynaphthalene and Epihalohydrin The 1,6-dihydroxynaphthalene and the epihalohydrin are as described above, and thus the description thereof is omitted here.
溶媒
前記溶媒としては、特に制限されないが、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;ジオキサン等のエーテル;ジメチルスルホン;ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。Solvent The solvent is not particularly limited, and examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol and butanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as dioxane; dimethyl sulfone and dimethyl sulfoxide. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
なお、溶媒の添加量は、エピハロヒドリンの添加量に対して、5〜100質量%であることが好ましく、5〜60質量%であることがより好ましく、5〜50質量%であることがさらに好ましく、10〜30質量%であることが特に好ましい。 The addition amount of the solvent is preferably 5 to 100% by mass, more preferably 5 to 60% by mass, and still more preferably 5 to 50% by mass with respect to the addition amount of the epihalohydrin. And 10 to 30% by mass is particularly preferable.
塩基性化合物
塩基性化合物は、1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとの求核反応および閉環反応を促進する機能を有する。Basic compound The basic compound has a function of promoting a nucleophilic reaction and a ring closure reaction of 1,6-dihydroxynaphthalene with an epihalohydrin.
前記塩基性化合物としては、特に制限されないが、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム、酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。これらのうち、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムを用いることが好ましい。なお、これらの塩基性化合物は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The basic compound is not particularly limited, and examples thereof include potassium hydroxide, sodium hydroxide, barium hydroxide, magnesium oxide, sodium carbonate, potassium carbonate and the like. Among these, potassium hydroxide and sodium hydroxide are preferably used. These basic compounds may be used alone or in combination of two or more.
反応
前記反応は、典型的には、以下に示すように、1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとの第1の反応(求核反応)と、得られるハロアルコールを閉環する第2の反応(閉環反応)とを含む。Reaction The reaction is typically a first reaction (nucleophilic reaction) of 1,6-dihydroxynaphthalene with epihalohydrin and a second reaction (cyclization of the resulting halo alcohol) as shown below. Reaction).
第1の反応および第2の反応は、同時に進行させるようにしてもよいし、順次進行させるようにしてもよい。効率的に反応を行う観点から、第1の反応および第2の反応は順次進行させるようすることが好ましい。この際、主反応として第1の反応を行った後にエピハロヒドリンを除去して、主反応として第2の反応を行うことが好ましい。 The first reaction and the second reaction may be allowed to proceed simultaneously or sequentially. From the viewpoint of efficiently performing the reaction, the first reaction and the second reaction are preferably allowed to proceed sequentially. At this time, it is preferable to perform the second reaction as the main reaction by removing the epihalohydrin after performing the first reaction as the main reaction.
第1の反応を行う場合の塩基性化合物の添加量は、特に制限されないが、1,6−ジヒドロキシナフタレン1モルに対して、0.05〜0.7モルであることが好ましく、0.1〜0.5モルであることがより好ましい。 Although the addition amount of the basic compound in the case of performing the first reaction is not particularly limited, it is preferably 0.05 to 0.7 mol with respect to 1 mol of 1,6-dihydroxynaphthalene. It is more preferable that it is -0.5 mol.
第1の反応を行う場合の反応温度としては、特に制限されないが、20〜120℃であることが好ましく、30〜80℃であることがより好ましい。 The reaction temperature in the case of carrying out the first reaction is not particularly limited, but is preferably 20 to 120 ° C., and more preferably 30 to 80 ° C.
第1の反応を行う場合の反応時間としては、特に制限されないが、2〜7時間であることが好ましい。 The reaction time for carrying out the first reaction is not particularly limited, but is preferably 2 to 7 hours.
また、第2の反応を行う場合の塩基性化合物の添加量は、特に制限されないが、1,6−ジヒドロキシナフタレン1モルに対して、0.4〜3.0モルであることが好ましく、0.6〜2.0モルであることがより好ましい。 In addition, the addition amount of the basic compound in the case of performing the second reaction is not particularly limited, but is preferably 0.4 to 3.0 mol with respect to 1 mol of 1,6-dihydroxynaphthalene, and 0 More preferably, it is from 6 to 2.0 moles.
第2の反応を行う場合の反応温度としては、特に制限されないが、20〜120℃であることが好ましく、30〜80℃であることがより好ましい。 The reaction temperature in the case of carrying out the second reaction is not particularly limited, but is preferably 20 to 120 ° C., and more preferably 30 to 80 ° C.
第2の反応を行う場合の反応時間としては、特に制限されないが、1〜10時間であることが好ましい。 The reaction time for carrying out the second reaction is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 hours.
(工程(2))
工程(2)は、工程(1)で得られた反応物を、塩基性化合物の存在下で反応させる工程である。工程(1)で得られた反応物は、上述の第2の反応が進行せず、第1の反応により得られる未反応のハロアルコールが残存することがある。工程(2)を行うことで、かような未反応のハロアルコールを閉環させて、エポキシ樹脂中の未反応のハロアルコールを消失または低減することができる。(Step (2))
Step (2) is a step of reacting the reaction product obtained in step (1) in the presence of a basic compound. In the reaction product obtained in the step (1), the second reaction described above may not proceed, and the unreacted haloalcohol obtained by the first reaction may remain. By performing step (2), such unreacted haloalcohols can be ring-closed to eliminate or reduce the unreacted haloalcohols in the epoxy resin.
工程(2)について、塩基性化合物の添加量、反応温度、反応時間は、上述の第2の反応と同様である。 About the process (2), the addition amount of a basic compound, reaction temperature, and reaction time are the same as that of the above-mentioned 2nd reaction.
なお、工程(2)を好適に行う観点から、工程(2)を行う前に、工程(1)で得られる反応物からエピハロヒドリン等を除去することが好ましい。 From the viewpoint of suitably performing step (2), it is preferable to remove epihalohydrin and the like from the reaction product obtained in step (1) before performing step (2).
[反応生成物]
反応生成物は、エポキシ化合物を含む。また、反応生成物は、溶媒、その他の化合物が含まれうる。[Product of reaction]
The reaction product contains an epoxy compound. Also, the reaction product may contain a solvent and other compounds.
なお、前記エポキシ化合物は、主に2官能エポキシ化合物が含まれる。その他、単官能エポキシ化合物、3官能エポキシ化合物、多官能エポキシ化合物、およびエポキシ化合物のオリゴマー等が含まれうる。 In addition, the said epoxy compound mainly contains a bifunctional epoxy compound. In addition, monofunctional epoxy compounds, trifunctional epoxy compounds, polyfunctional epoxy compounds, and oligomers of epoxy compounds may be included.
(2官能エポキシ化合物)
2官能エポキシ化合物は、1,6−ジヒドロキシナフタレンにグリシジルエーテル基が2つ導入されたものである。その具体例としては、特に制限されないが、下記化学式(3)で表される化合物が挙げられる。(Bifunctional epoxy compound)
The bifunctional epoxy compound is one obtained by introducing two glycidyl ether groups into 1,6-dihydroxynaphthalene. Although it does not restrict | limit especially as the specific example, The compound represented by following Chemical formula (3) is mentioned.
(単官能エポキシ化合物)
単官能エポキシ化合物は、1,6−ジヒドロキシナフタレンにグリシジルエーテル基が1つ導入されたものである。その具体例としては、特に制限されないが、下記式で表される化合物が挙げられる。(Monofunctional epoxy compound)
The monofunctional epoxy compound is obtained by introducing one glycidyl ether group into 1,6-dihydroxynaphthalene. Although it does not restrict | limit especially as the specific example, The compound represented by following formula is mentioned.
(3官能エポキシ化合物)
3官能エポキシ化合物は、1,6−ジヒドロキシナフタレンにグリシジルエーテル基が3つ導入されたものである。その具体例としては、特に制限されないが、化学式(1)および(2)で表される化合物が挙げられる。(Trifunctional epoxy compound)
The trifunctional epoxy compound is obtained by introducing three glycidyl ether groups into 1,6-dihydroxynaphthalene. Specific examples thereof include, but are not particularly limited to, compounds represented by chemical formulas (1) and (2).
(多官能エポキシ化合物)
多官能エポキシ化合物は、1,6−ジヒドロキシナフタレンにグリシジルエーテル基が4つ以上導入されたものである。その具体例としては、特に制限されないが、下記式で表される化合物が挙げられる。(Multifunctional epoxy compound)
The polyfunctional epoxy compound is one in which four or more glycidyl ether groups are introduced into 1,6-dihydroxynaphthalene. Although it does not restrict | limit especially as the specific example, The compound represented by following formula is mentioned.
(オリゴマー)
オリゴマーは、単官能エポキシ化合物、2官能エポキシ化合物、3官能エポキシ化合物、および多官能エポキシ化合物の少なくとも1つが、1,6−ジヒドロキシナフタレンとさらに反応して得られるものである。(Oligomer)
The oligomer is obtained by further reacting at least one of a monofunctional epoxy compound, a bifunctional epoxy compound, a trifunctional epoxy compound, and a polyfunctional epoxy compound with 1,6-dihydroxynaphthalene.
オリゴマーとしては、特に制限されないが、上記化学式(3)で表される2官能エポキシ化合物と1,6−ジヒドロキシナフタレンとが反応して得られる、下記式で表されるオリゴマーが挙げられる。 The oligomer is not particularly limited, and examples thereof include an oligomer represented by the following formula, which is obtained by reacting a bifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (3) with 1,6-dihydroxynaphthalene.
上記式中、nは1以上、好ましくは1〜5である。 In the above formula, n is 1 or more, preferably 1 to 5.
(溶媒)
溶媒としては、特に制限されず、上述した反応に使用される溶媒の他、精製工程等において意図的に添加されうる水、溶媒等が挙げられる。(solvent)
The solvent is not particularly limited, and includes, in addition to the solvent used for the above-mentioned reaction, water, a solvent and the like which can be intentionally added in the purification step and the like.
(その他の化合物)
その他の化合物としては、特に制限されず、1,6−ジヒドロキシナフタレンとエピハロヒドリンとの反応で生じるエポキシ化合物以外のものが挙げられる。具体的には、未反応の1,6−ジヒドロキシナフタレン、未反応のエピハロヒドリン、未反応の塩基性化合物、およびこれらに由来する化合物(副生成物等)が挙げられる。(Other compounds)
The other compounds are not particularly limited, and include compounds other than epoxy compounds produced by the reaction of 1,6-dihydroxynaphthalene and epihalohydrin. Specifically, unreacted 1, 6-dihydroxy naphthalene, unreacted epihalohydrin, unreacted basic compound, and compounds derived therefrom (by-products and the like) can be mentioned.
なお、通常、反応の条件の制御や精製を行うため、その他の化合物の含有量は低い傾向がある。 In addition, since the conditions of the reaction are usually controlled or purified, the contents of other compounds tend to be low.
[エポキシ樹脂の構成]
本形態に係るエポキシ樹脂は、上述の反応生成物である。この際、エポキシ樹脂は、上記化学式(1)および/または(2)で表される3官能エポキシ化合物を含む。[Epoxy resin composition]
The epoxy resin which concerns on this form is an above-mentioned reaction product. Under the present circumstances, an epoxy resin contains the trifunctional epoxy compound represented by said Chemical formula (1) and / or (2).
前記3官能エポキシ化合物の含有量は、エポキシ樹脂の固形分に対して、5.0質量%以下であり、好ましくは3.0質量%以下であり、より好ましくは0.01〜3.0質量%であり、さらに好ましくは0.03〜2.0質量%である。この際、エポキシ樹脂が、化学式(1)で表される3官能エポキシ化合物および化学式(2)で表される3官能エポキシ化合物を両方含む場合、これらの含有量の合計値が、上記含有量を満たせばよい。なお、本明細書において、「エポキシ樹脂の固形分」とは、エポキシ樹脂中において、溶媒を除いた成分の総質量を意味する。したがって、エポキシ樹脂が溶媒を含まない場合には、当該エポキシ樹脂の全質量は固形分と一致する。 Content of the said trifunctional epoxy compound is 5.0 mass% or less with respect to solid content of an epoxy resin, Preferably it is 3.0 mass% or less, More preferably, it is 0.01-3.0 mass. %, More preferably 0.03 to 2.0% by mass. At this time, when the epoxy resin contains both the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (1) and the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (2), the total value of these contents is the above content. It should be satisfied. In the present specification, “solid content of epoxy resin” means the total mass of components excluding the solvent in the epoxy resin. Therefore, when the epoxy resin does not contain a solvent, the total mass of the epoxy resin corresponds to the solid content.
上記3官能エポキシ化合物は、官能基を3つ有する。このような3官能エポキシ化合物をエポキシ樹脂が含むことにより、得られる硬化物は高い耐熱性および高い強度を有しうる。また、3官能エポキシ樹脂の含有量を5.0質量%以下とすることで、伸びの低下を抑制または防止することができ、結果として、高い靱性が得られうる。 The trifunctional epoxy compound has three functional groups. By containing such a trifunctional epoxy compound in the epoxy resin, the resulting cured product can have high heat resistance and high strength. In addition, by setting the content of the trifunctional epoxy resin to 5.0% by mass or less, the decrease in elongation can be suppressed or prevented, and as a result, high toughness can be obtained.
エポキシ樹脂中の2官能エポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物の全質量に対して、30〜97質量%であることが好ましく、50〜95質量%であることがより好ましい。2官能エポキシ化合物の含有量が30質量%以上であると、低粘度化できることから好ましい。一方、2官能エポキシ化合物の含有量が97質量%以下であると、耐熱性を高くできることから好ましい。 The content of the bifunctional epoxy compound in the epoxy resin is preferably 30 to 97% by mass, and more preferably 50 to 95% by mass, with respect to the total mass of the epoxy compound. When the content of the bifunctional epoxy compound is 30% by mass or more, it is preferable because the viscosity can be reduced. On the other hand, the content of the bifunctional epoxy compound is preferably 97% by mass or less because heat resistance can be increased.
エポキシ樹脂中の単官能エポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物の全質量に対して、2〜15質量%であることが好ましく、4〜10質量%であることがより好ましい。単官能エポキシ化合物の含有量が2質量%以上であると、粘度を低くできることから好ましい。一方、単官能エポキシ化合物の含有量が15質量%以下であると、耐熱性を高くできることから好ましい。 The content of the monofunctional epoxy compound in the epoxy resin is preferably 2 to 15% by mass, and more preferably 4 to 10% by mass, with respect to the total mass of the epoxy compound. It is preferable from the ability to make viscosity low that content of a monofunctional epoxy compound is 2 mass% or more. On the other hand, the content of the monofunctional epoxy compound is preferably 15% by mass or less because heat resistance can be increased.
エポキシ樹脂中の多官能エポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物の全質量に対して、2〜10質量%であることが好ましく、2〜8質量%であることがより好ましい。多官能エポキシ化合物の含有量が2質量%以上であると、耐熱性を高くできることから好ましい。一方、多官能エポキシ化合物の含有量が10質量%以下であると、粘度を低くできることから好ましい。 The content of the polyfunctional epoxy compound in the epoxy resin is preferably 2 to 10% by mass, and more preferably 2 to 8% by mass, with respect to the total mass of the epoxy compound. It is preferable from the ability to make heat resistance high that content of a polyfunctional epoxy compound is 2 mass% or more. On the other hand, it is preferable from the ability to make viscosity low that content of a polyfunctional epoxy compound is 10 mass% or less.
エポキシ樹脂中のオリゴマーの含有量は、エポキシ化合物の全質量に対して、4〜40質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることがより好ましい。オリゴマーの含有量が4質量%以上であると、靭性に優れることから好ましい。一方、オリゴマーの含有量が40質量%以下であると、粘度を低くできることから好ましい。 It is preferable that it is 4-40 mass% with respect to the total mass of an epoxy compound, and, as for content of the oligomer in an epoxy resin, it is more preferable that it is 5-30 mass%. It is preferable from the point which is excellent in toughness that content of an oligomer is 4 mass% or more. On the other hand, it is preferable from the ability to make viscosity low that content of an oligomer is 40 mass% or less.
エポキシ樹脂中のその他の化合物は、5質量%以下であることが好ましく、0.05〜5質量%であることがより好ましい。 It is preferable that it is 5 mass% or less, and, as for the other compound in an epoxy resin, it is more preferable that it is 0.05-5 mass%.
なお、本明細書において、エポキシ樹脂中の各成分の含有量は、実施例に記載の高速液体クロマトグラフィ(HPLC)の方法により測定された値を採用するものとする。 In addition, in this specification, content of each component in an epoxy resin shall employ | adopt the value measured by the method of the high performance liquid chromatography (HPLC) as described in an Example.
エポキシ樹脂中の成分の含有量の調整は、反応の制御、精製工程の制御により行ってもよいし、別途成分を添加することにより行ってもよい。この際、エポキシ樹脂を効率的に調製できる観点から、反応を制御してエポキシ樹脂の成分の含有量の調整を行うことが好ましい。なお、例えば、エピハロヒドリンの添加量、反応温度、反応時間、エピハロヒドリンの留去等を適宜変更することにより、反応の制御によるエポキシ樹脂の成分の含有量の調整を行うことができる。 Adjustment of the content of the component in the epoxy resin may be performed by control of the reaction and control of the purification step, or may be performed by adding a component separately. Under the present circumstances, it is preferable to control reaction and to adjust content of the component of an epoxy resin from a viewpoint which can prepare an epoxy resin efficiently. The content of the component of the epoxy resin can be adjusted by controlling the reaction, for example, by appropriately changing the addition amount of the epihalohydrin, the reaction temperature, the reaction time, the evaporation of the epihalohydrin, and the like.
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、特に制限されないが、130〜220g/当量(Eq.)であることが好ましく、135〜200g/Eq.であることがより好ましい。エポキシ当量が130g/Eq.以上であると、粘度を低くできることから好ましい。一方、エポキシ当量が220g/Eq.以下であると、耐熱性を高くできることから好ましい。なお、本明細書において「エポキシ当量」の値は、実施例に記載される方法で測定された値を採用するものとする。 The epoxy equivalent of the epoxy resin is not particularly limited, but is preferably 130 to 220 g / equivalent (Eq.), Preferably 135 to 200 g / Eq. It is more preferable that Epoxy equivalent is 130 g / Eq. It is preferable from the ability to make viscosity low as it is more than. On the other hand, epoxy equivalent is 220 g / Eq. It is preferable from the ability to make heat resistance high as it is the following. In addition, the value of "epoxy equivalent" shall employ | adopt the value measured by the method described in the Example in this specification.
エポキシ樹脂の粘度は、特に制限されないが、500〜1700mPa・sであることが好ましく、650〜1500mPa・sであることがより好ましい。エポキシ樹脂の粘度が500mPa・s以上であると、成形時の垂れを抑制できることから好ましい。一方、エポキシ樹脂の粘度が1700mPa・s以下であると、強化繊維への含浸性に優れることから好ましい。なお、本明細書において「エポキシ樹脂の粘度」の値は、実施例に記載される方法で測定された値を採用するものとする。 The viscosity of the epoxy resin is not particularly limited, but is preferably 500 to 1700 mPa · s, and more preferably 650 to 1500 mPa · s. It is preferable from the ability to suppress the sag at the time of shaping | molding that the viscosity of an epoxy resin is 500 mPa * s or more. On the other hand, when the viscosity of the epoxy resin is 1700 mPa · s or less, it is preferable because the impregnating property to the reinforcing fiber is excellent. In addition, the value of the "viscosity of an epoxy resin" shall employ | adopt the value measured by the method described in the Example in this specification.
<エポキシ樹脂組成物>
本発明の一形態によれば、エポキシ樹脂組成物が提供される。前記エポキシ樹脂組成物は、上述のエポキシ樹脂と、硬化剤と、を含む。エポキシ樹脂組成物は、その他、必要に応じて、他のエポキシ樹脂、他の樹脂、硬化促進剤、有機溶媒、無機充填剤、添加物等をさらに含んでいてもよい。<Epoxy resin composition>
According to one aspect of the present invention, an epoxy resin composition is provided. The epoxy resin composition contains the above-described epoxy resin and a curing agent. The epoxy resin composition may further contain other epoxy resins, other resins, curing accelerators, organic solvents, inorganic fillers, additives, etc., as necessary.
[エポキシ樹脂]
エポキシ樹脂は、上述したものが用いられうることからここでは説明を省略する。[Epoxy resin]
As the epoxy resin may be used as described above, the description is omitted here.
エポキシ樹脂の含有量は、樹脂組成物の固形分に対して、30〜99質量%であることが好ましく、40〜97質量%であることがより好ましい。エポキシ樹脂の含有量が30質量%以上であると、エポキシ樹脂の性能を発現しやすいことから好ましい。一方、エポキシ樹脂の含有量が99質量%以下であると、硬化剤の選択肢が広がることから好ましい。なお、本明細書において、「樹脂組成物の固形分」とは、組成物中において、後述する有機溶媒を除いた成分の総質量を意味する。したがって、樹脂組成物が溶媒を含まない場合には、当該組成物の全質量は固形分と一致する。 It is preferable that it is 30-99 mass% with respect to solid content of a resin composition, and, as for content of an epoxy resin, it is more preferable that it is 40-97 mass%. When the content of the epoxy resin is 30% by mass or more, it is preferable because the performance of the epoxy resin is easily expressed. On the other hand, it is preferable from the option of a hardening agent spreading that content of an epoxy resin is 99 mass% or less. In addition, in this specification, "solid content of a resin composition" means the gross mass of the component except the organic solvent mentioned later in a composition. Thus, when the resin composition does not contain a solvent, the total mass of the composition corresponds to the solid content.
[他のエポキシ樹脂]
他のエポキシ樹脂は、上述のエポキシ樹脂に含有されるエポキシ化合物以外のエポキシ化合物を含むエポキシ樹脂である。[Other epoxy resin]
Another epoxy resin is an epoxy resin containing epoxy compounds other than the epoxy compound contained in the above-mentioned epoxy resin.
具体的には、置換の1,6−ジヒドロキシナフタレンと、エピハロヒドリンまたは置換エピハロヒドリンとの反応生成物、置換または未置換の1,4−ジヒドロキシナフタレン、置換基または未置換の1,5−ジヒドロキシナフタレン、置換または未置換の2,6−ジヒドロキシナフタレン、置換または未置換の2,7−ジヒドロキシナフタレンと、エピハロヒドリンまたは置換エピハロヒドリンとの反応生成物等が挙げられる。 Specifically, a reaction product of substituted 1,6-dihydroxynaphthalene with epihalohydrin or substituted epihalohydrin, substituted or unsubstituted 1,4-dihydroxynaphthalene, substituted or unsubstituted 1,5-dihydroxynaphthalene, Examples thereof include reaction products of substituted or unsubstituted 2,6-dihydroxynaphthalene, substituted or unsubstituted 2,7-dihydroxynaphthalene, and epihalohydrin or substituted epihalohydrin.
この際、「置換」とは、ジヒドロキシナフタレンのナフタレンに結合する水素原子の少なくとも1つが置換基に置換されたものを意味する。この際、「置換基」とは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル等の炭素原子数1〜10のアルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、メチルシクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロデシル基等の炭素原子数3〜10のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、オクテニル基等の炭素原子数2〜10のアルケニル基;プロパルギル基、ブチニル基等の炭素原子数2〜10のアルキニル基;メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基等の炭素原子数1〜10のアルキルオキシ基;アセチル基、エチルカルボニル基等の炭素原子数2〜10のアルキルカルボニル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、クロロフェニル基等の炭素原子数6〜10のアリール基;ベンジル基等の炭素原子数7〜10のアラルキル基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子等が挙げられる。これらの置換基は単独で有していても、2種以上を組み合せて有していてもよい。 In this case, “substituted” means that at least one of the hydrogen atoms bonded to naphthalene of dihydroxy naphthalene is substituted by a substituent. At this time, the “substituent” refers to methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl and the like. Alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, methylcyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclodecyl group, etc .; vinyl group, allyl group, butenyl Group, alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms such as octenyl group; alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms such as propargyl group and butynyl group; 1 to 10 carbon atoms such as methoxy group, ethoxy group and propyloxy group Alkyloxy group having 2 to 10 carbon atoms such as acetyl and ethyl carbonyl; Aryl group having 6 to 10 carbon atoms such as nyl group, tolyl group, xylyl group, chlorophenyl group, etc .; aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms such as benzyl group; fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom etc. A halogen atom etc. are mentioned. These substituents may be present singly or in combination of two or more.
また、「置換エピハロヒドリン」としては、特に制限されないが、エピハロヒドリンを構成する水素原子の少なくとも1つが置換基に置換されたものを意味し、具体的には、3−クロロ−2−メチル−1,2−エポキシプロパン、3−クロロ−3−メチル−1,2−エポキシプロパン、3−クロロ−2−エチル−1,2−エポキシプロパン、3−クロロ−3−エチル−1,2−エポキシプロパン、3−クロロ−2−プロピル−1,2−エポキシプロパン、3−クロロ−3−プロピル−1,2−エポキシプロパン等が挙げられる。 Further, “substituted epihalohydrin” is not particularly limited, but means that at least one of the hydrogen atoms constituting the epihalohydrin is substituted by a substituent, and specifically, 3-chloro-2-methyl-1, 2-epoxypropane, 3-chloro-3-methyl-1,2-epoxypropane, 3-chloro-2-ethyl-1,2-epoxypropane, 3-chloro-3-ethyl-1,2-epoxypropane, 3-chloro-2-propyl-1,2-epoxypropane, 3-chloro-3-propyl-1,2-epoxypropane and the like can be mentioned.
また、他のエポキシ樹脂は、ジヒドロキシナフタレン骨格を含むエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂であってもよい。このようなエポキシ樹脂としては、特に制限されないが、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂等のビフェニル型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;トリフェニルメタン型エポキシ樹脂;テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン−フェノール付加反応型エポキシ樹脂;フェノールアラルキル型エポキシ樹脂;ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ジグリシジルオキシナフタレン、リン原子含有エポキシ樹脂等が挙げられる。 In addition, the other epoxy resin may be an epoxy resin other than an epoxy resin containing a dihydroxy naphthalene skeleton. Such an epoxy resin is not particularly limited, but is a bisphenol type epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin; biphenyl type epoxy resin such as biphenyl type epoxy resin and tetramethylbiphenyl type epoxy resin; phenol Novolac epoxy resin, cresol novolac epoxy resin, bisphenol A novolac epoxy resin, epoxidized product of condensation product of phenols and aromatic aldehyde having phenolic hydroxyl group, novolac epoxy resin such as biphenyl novolac epoxy resin; tri Phenylmethane type epoxy resin; tetraphenylethane type epoxy resin; dicyclopentadiene-phenol addition reaction type epoxy resin; phenol aralkyl type epoxy resin; Runoborakku type epoxy resin, naphthol aralkyl type epoxy resin, naphthol - phenol co-condensed novolak type epoxy resin, naphthol - cresol co-condensed novolac type epoxy resin, diglycidyl oxy naphthalene, phosphorus-containing epoxy resin and the like.
上述の他のエポキシ樹脂は、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 other epoxy resins described above may be used alone or in combination of two or more.
[他の樹脂]
他の樹脂は、エポキシ樹脂以外の樹脂を意味する。当該他の樹脂としては、熱硬化性樹脂であっても熱可塑性樹脂であってもよい。他の樹脂の具体例としては、特に制限されないが、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フェノール系樹脂が挙げられる。これらの他の樹脂は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。[Other resin]
Other resins mean resins other than epoxy resin. The other resin may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. Specific examples of other resins are not particularly limited, and polycarbonate resins, polyphenylene ether resins, polyethylene terephthalate resins, polybutylene terephthalate resins, polyethylene resins, polypropylene resins, polyimide resins, polyamideimide resins, polyetherimide resins, polyether Sulfone resin, polyketone resin, polyether ketone resin, polyether ether ketone resin, phenol resin are mentioned. These other resins may be used alone or in combination of two or more.
[硬化剤]
硬化剤としては、特に制限されないが、アミン系化合物、アミド系化合物、酸無水物系化合物、フェノ−ル系化合物等が挙げられる。[Hardener]
The curing agent is not particularly limited, and examples thereof include amine compounds, amide compounds, acid anhydride compounds, and phenol compounds.
前記アミン系化合物としては、エチレンジアミン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、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、フェニレンジアミン、イミダゾ−ル、BF3−アミン錯体、グアニジン誘導体等が挙げられる。Examples of the amine compounds include ethylenediamine, diaminopropane, butane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, 1,4-cyclohexanediamine, isophoronediamine, diaminodicyclohexylmethane, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, phenylenediamine, imidazole and BF. And 3 -amine complexes, guanidine derivatives and the like.
前記アミド系化合物としては、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンとから合成されるポリアミド樹脂等が挙げられる。 Examples of the amide compound include dicyandiamide, and a polyamide resin synthesized from a dimer of linolenic acid and ethylene diamine.
前記酸無水物系化合物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。 Examples of the acid anhydride-based compound include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyl hexameric anhydride. Hydrophthalic anhydride etc. are mentioned.
前記フェノール系化合物としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂、α−ナフトールアラルキル樹脂、β−ナフトールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、トリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック樹脂、およびアミノ基含有トリアジン化合物(メラミン、ベンゾグアナミン等)とフェノール類(フェノール、クレゾール等)と、ホルムアルデヒドと、の共重合体であるアミノトリアジン変性フェノール樹脂等が挙げられる。 As said phenol type compound, phenol novolak resin, cresol novolak resin, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin modified phenol resin, dicyclopentadiene phenol addition type resin, phenol aralkyl resin, α-naphthol aralkyl resin, β-naphthol aralkyl resin, biphenyl Aralkyl resin, trimethylol methane resin, tetraphenylol ethane resin, naphthol novolac resin, naphthol-phenol co-convoluted novolak resin, naphthol-cresol co-convoluted novolac resin, and amino group-containing triazine compounds (melamine, benzoguanamine etc.) and phenols The amino triazine modified | denatured phenol resin etc. which are copolymers of phenol, cresol etc. and formaldehyde are mentioned.
これらのうち、アミン系化合物、フェノール系化合物を用いることが好ましく、ジアミノジフェニルスルホン、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、α−ナフトールアラルキル樹脂、β−ナフトールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、アミノトリアジン変性フェノール樹脂を用いることがより好ましい。 Among them, amine compounds and phenol compounds are preferably used, and diaminodiphenyl sulfone, phenol novolak resin, cresol novolac resin, phenol aralkyl resin, α-naphthol aralkyl resin, β-naphthol aralkyl resin, biphenyl aralkyl resin, amino It is more preferred to use a triazine modified phenolic resin.
なお、上述の硬化物は、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 above-mentioned cured products may be used alone or in combination of two or more.
硬化剤の含有量は、樹脂組成物の固形分に対して、1〜70質量%であることが好ましく、3〜60質量%であることがより好ましい。硬化剤の含有量が1質量%以上であると、硬化剤の選択肢が広がることから好ましい。一方、硬化剤の含有量が70質量%以下であると、エポキシ樹脂の性能が発現しやすいことから好ましい。 The content of the curing agent is preferably 1 to 70% by mass, and more preferably 3 to 60% by mass, with respect to the solid content of the resin composition. It is preferable from the option of a hardening agent spreading that content of a hardening agent is 1 mass% or more. On the other hand, when the content of the curing agent is 70% by mass or less, it is preferable because the performance of the epoxy resin is easily expressed.
[硬化促進剤]
硬化促進剤は、硬化を促進する機能を有する。これにより、反応時間の短縮、未反応のエポキシ化合物の発生の防止または低減等をすることができる。[Hardening accelerator]
The curing accelerator has a function to accelerate curing. Thereby, the reaction time can be shortened, and the generation or the like of the unreacted epoxy compound can be prevented or reduced.
硬化促進剤としては、特に制限されないが、リン系化合物、第3級アミン、イミダゾール、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯体、尿素誘導体等が挙げられる。これらのうち、イミダゾール類を用いることが好ましい。なお、これらの硬化促進剤は、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 curing accelerator is not particularly limited, and examples thereof include phosphorus compounds, tertiary amines, imidazoles, organic acid metal salts, Lewis acids, amine complexes, urea derivatives and the like. Among these, imidazoles are preferably used. These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.
硬化促進剤の含有量は、樹脂組成物の固形分に対して、0.1〜10質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがより好ましい。硬化促進剤の含有量が0.1質量%以上であると、硬化を促進できることから好ましい。一方、硬化促進剤の含有量が10質量%以下であると、ポットライフを長くできることから好ましい。 The content of the curing accelerator is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.5 to 5% by mass, with respect to the solid content of the resin composition. It is preferable from the ability to accelerate | stimulate hardening as content of a hardening accelerator is 0.1 mass% or more. On the other hand, it is preferable from the ability to lengthen pot life that content of a hardening accelerator is 10 mass% or less.
[有機溶媒]
有機溶媒は、エポキシ樹脂組成物の粘度を調整する機能を有する。これにより、基材への含浸性等が改善されうる。[Organic solvent]
The organic solvent has a function of adjusting the viscosity of the epoxy resin composition. Thereby, the impregnating ability to a base material etc. can be improved.
有機溶媒としては、特に制限されないが、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート、エチルジグリコールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類;イソプロピルアルコール、ブタノール、セロソルブ、ブチルカルビトール等のアルコール類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類等が挙げられる。これらのうち、アルコール、ケトン類を用いることが好ましく、ブタノール、メチルエチルケトンを用いることがより好ましい。なお、これらの溶媒は、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 organic solvent is not particularly limited, but ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, carbitol acetate, ethyl diglycol acetate, propylene glycol Acetic esters such as monomethyl ether acetate; Alcohols such as isopropyl alcohol, butanol, cellosolve and butyl carbitol; Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Amides such as dimethylformamide, dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone Can be mentioned. Among these, alcohols and ketones are preferably used, and butanol and methyl ethyl ketone are more preferably used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
有機溶媒の含有量は、エポキシ樹脂の固形分に対して、10〜60質量%であることが好ましく、20〜50質量%であることがより好ましい。有機溶媒の含有量が10質量%以上であると、粘度を低くできることから好ましい。一方、有機溶媒の含有量が60質量%以下であると、不揮発成分を低減できることから好ましい。 The content of the organic solvent is preferably 10 to 60% by mass, and more preferably 20 to 50% by mass with respect to the solid content of the epoxy resin. It is preferable from the ability to make viscosity low that content of an organic solvent is 10 mass% or more. On the other hand, it is preferable from the ability to reduce a non-volatile component that content of an organic solvent is 60 mass% or less.
[無機充填剤]
無機充填剤は、溶融粘度の上昇を防止する機能を有する。[Inorganic filler]
The inorganic filler has a function of preventing an increase in melt viscosity.
無機充填剤としては、特に制限されないが、溶融シリカ、結晶シリカ等のシリカ、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。これらのうち、シリカを用いることが好ましく、溶融シリカを用いることがより好ましい。なお、これらの無機充填剤は、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 inorganic filler is not particularly limited, and examples thereof include fused silica, silica such as crystalline silica, aluminum oxide, silicon nitride, aluminum nitride and the like. Among these, it is preferable to use silica, and it is more preferable to use fused silica. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more.
無機充填剤の含有量は、エポキシ樹脂の固形分に対して、20〜80質量%であることが好ましく、20〜60質量%であることがより好ましい。無機充填剤の含有量が20質量%以上であると、弾性率を高くできることから好ましい。一方、無機充填剤の含有量が80質量%以下であると、粘度を低くできることから好ましい。 The content of the inorganic filler is preferably 20 to 80% by mass, and more preferably 20 to 60% by mass, with respect to the solid content of the epoxy resin. It is preferable from the ability to make an elastic modulus high as content of an inorganic filler is 20 mass% or more. On the other hand, it is preferable from the ability to make viscosity low that content of an inorganic filler is 80 mass% or less.
[添加物]
エポキシ樹脂組成物に含有されうる添加物としては、特に制限されないが、強化繊維、難燃剤、離型剤、顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、導電性付与剤等が挙げられる。これらの添加剤は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。[Additive]
The additives which may be contained in the epoxy resin composition are not particularly limited, but reinforcing fibers, flame retardants, mold release agents, pigments, antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, antistatic agents, conductivity imparting agents Etc. These additives may be used alone or in combination of two or more.
[用途]
一実施形態において、エポキシ樹脂組成物は、繊維強化複合材料、接着剤、塗料等の用途に適用されうる。以下、繊維強化複合材料の用途について詳細に説明する。[Use]
In one embodiment, the epoxy resin composition can be applied to applications such as fiber reinforced composite materials, adhesives, and paints. Hereinafter, the application of the fiber reinforced composite material will be described in detail.
前記繊維強化複合材料とは、エポキシ樹脂組成物が強化繊維に含浸したシート状中間素材である。 The fiber reinforced composite material is a sheet-like intermediate material in which an epoxy resin composition is impregnated into reinforcing fibers.
強化繊維の原料としては、特に制限されないが、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維等の炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維等が挙げられる。これらのうち、炭素繊維を用いることが好ましい。 The raw material of the reinforcing fiber is not particularly limited, but carbon fibers such as polyacrylonitrile carbon fiber, pitch carbon fiber, rayon carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, boron fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber and the like are mentioned. Be Among these, it is preferable to use carbon fiber.
強化繊維の形態としては、有撚糸、解撚糸、無撚糸等が挙げられる。これらのうち、優れた成形性を有することから、解撚糸、無撚糸であることが好ましい。また、強化繊維の形態は、繊維方向を一方向に引き揃えたものであってもよいし、平織り、朱子織り等の織物等であってもよい。 The form of the reinforcing fiber includes twisted yarn, untwisted yarn, non-twisted yarn and the like. Among these, untwisted yarn and non-twisted yarn are preferable because they have excellent formability. In addition, the form of the reinforcing fiber may be one in which the fiber direction is aligned in one direction, or may be a woven fabric such as plain weave or satin weave.
上述の強化繊維は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The above-mentioned reinforcing fibers may be used alone or in combination of two or more.
繊維強化複合材料中の強化繊維の含有率は、繊維強化複合材料の全体積に対して、40〜85体積%であることが好ましく、強度に優れる観点から50〜70体積%であることがより好ましい。強化繊維の含有率が40体積%以上であると、得られる硬化物の難燃性が得られ、比弾性率や比強度等の物性に優れる観点から好ましい。一方、強化繊維の含有率が85体積%以下であると、エポキシ樹脂組成物と強化繊維との接着性が良好となり、例えばプリプレグを積層した際にプリプレグの層間剥離を防止できることから好ましい。 The content of reinforcing fibers in the fiber-reinforced composite material is preferably 40 to 85% by volume with respect to the total volume of the fiber-reinforced composite material, and more preferably 50 to 70% by volume from the viewpoint of excellent strength. preferable. The flame retardance of the hardened | cured material obtained is acquired as the content rate of a reinforced fiber is 40 volume% or more, and it is preferable from a viewpoint which is excellent in physical properties, such as a specific elastic modulus and a specific strength. On the other hand, the adhesiveness of an epoxy resin composition and a reinforced fiber becomes favorable for the content rate of a reinforced fiber to be 85 volume% or less, for example, when laminating a prepreg, it is preferable from the ability to prevent delamination of a prepreg.
繊維強化複合材料におけるエポキシ樹脂組成物の強化繊維の含浸度についても特に制限されず、エポキシ樹脂組成物が強化繊維の繊維束の内部まで含浸されていてもよいし、シート状繊維の表面付近に局在化していてもよい。 The degree of impregnation of the reinforcing fiber of the epoxy resin composition in the fiber-reinforced composite material is not particularly limited, either, and the epoxy resin composition may be impregnated to the inside of the fiber bundle of the reinforcing fiber or near the surface of the sheet-like fiber It may be localized.
繊維強化複合材料の製造方法は、特に制限されず、適宜公知の手法が採用されうる。具体的には、ウェット法、ホットメルト法が挙げられる。 The method for producing the fiber-reinforced composite material is not particularly limited, and any known method may be employed as appropriate. Specifically, a wet method or a hot melt method may be mentioned.
前記ウェット法は、エポキシ樹脂組成物に含まれる各成分を均一に混合したワニスを調製し、次いで、強化繊維からなるシート状繊維に浸漬させながら含浸させ、オーブン等で有機溶媒を蒸発させて繊維強化複合材料を得る方法である。 In the wet method, a varnish is prepared by uniformly mixing the components contained in the epoxy resin composition, and then impregnated while being immersed in a sheet-like fiber made of reinforcing fiber, and the organic solvent is evaporated in an oven or the like to make the fiber It is a method of obtaining a reinforced composite material.
前記ホットメルト法は、エポキシ樹脂組成物を、有機溶媒を使用せずに加熱により低粘度化してロールや離型紙上にフィルムを作成し、次いで、強化繊維からなるシート状繊維の両側または片側からフィルムを重ねて加熱、加圧することで含浸させる方法である。 In the hot melt method, the epoxy resin composition is reduced in viscosity by heating without using an organic solvent to form a film on a roll or release paper, and then from both sides or one side of a sheet-like fiber made of reinforcing fibers It is the method of making it impregnate by overlapping and heating and pressurizing a film.
この際、ホットメルト法において、強化繊維を含浸させる際の樹脂組成物の温度は、50〜250℃であることが好ましく、50〜100℃であることがより好ましい。含浸時の樹脂組成物の温度が50℃以上であると、強化繊維に含浸しやすくなることから好ましい。一方、含浸時の樹脂組成物の温度が250℃以下であると、部分的な硬化反応の進行によるガラス転移温度の上昇を抑えることができ、適正なドレープ性の保持ができることから好ましい。 Under the present circumstances, in the hot melt method, it is preferable that it is 50-250 degreeC, and, as for the temperature of the resin composition at the time of impregnating a reinforced fiber, it is more preferable that it is 50-100 degreeC. It is preferable from the fact that the temperature of the resin composition at the time of impregnation is 50 ° C. or more, since the reinforcing fiber is easily impregnated. On the other hand, when the temperature of the resin composition at the time of impregnation is 250 ° C. or less, it is preferable because an increase in the glass transition temperature due to the progress of a partial curing reaction can be suppressed and appropriate drapability can be maintained.
上述のうち、残留有機溶媒が生じないホットメルト法を用いることが好ましい。 Among the above, it is preferable to use a hot melt method which does not generate a residual organic solvent.
<硬化物>
本発明の一形態によれば、硬化物が提供される。前記硬化物は、上述のエポキシ樹脂組成物が硬化されてなる。当該硬化物は、高い耐熱性および高い靱性を有する。<Cured product>
According to one aspect of the present invention, a cured product is provided. The cured product is obtained by curing the above-mentioned epoxy resin composition. The cured product has high heat resistance and high toughness.
硬化物の形状は、特に制限されず、シート形状であってもよいし、硬化物が他の材料(繊維状補強材料等)に含浸された形状であってもよい。 The shape of the cured product is not particularly limited, and may be a sheet shape, or may be a shape in which the cured product is impregnated with another material (such as a fibrous reinforcing material).
硬化物のガラス転移点(Tg)は、特に制限されないが、200〜270℃であることが好ましく、200〜250℃であることがより好ましい。ガラス転移点(Tg)が200℃以上であると、耐熱性を高くできることから好ましい。一方、ガラス転移点(Tg)が270℃以下であると、靭性に優れることから好ましい。なお、本明細書において「ガラス転移点(Tg)」の値は、実施例に記載される方法で測定された値を採用するものとする。 The glass transition point (Tg) of the cured product is not particularly limited, but is preferably 200 to 270 ° C., and more preferably 200 to 250 ° C. It is preferable from the ability to make heat resistance high that a glass transition point (Tg) is 200 degreeC or more. On the other hand, it is preferable from the point which is excellent in toughness that a glass transition point (Tg) is 270 degrees C or less. In addition, the value of the "glass transition point (Tg)" shall employ | adopt the value measured by the method described in the Example in this specification.
エポキシ樹脂組成物の硬化温度は、50〜250℃であることが好ましく、70〜200℃であることがより好ましい。硬化温度が50℃以上であると、硬化反応が速やかに行われうることから好ましい。一方、硬化温度が250℃以下であれば、硬化時に必要なエネルギー量を抑制できることから好ましい。 The curing temperature of the epoxy resin composition is preferably 50 to 250 ° C, and more preferably 70 to 200 ° C. When the curing temperature is 50 ° C. or higher, the curing reaction can be rapidly performed, which is preferable. On the other hand, if curing temperature is 250 degrees C or less, it is preferable from the ability to suppress the energy amount required at the time of hardening.
一実施形態において、上述の硬化物は、繊維強化樹脂成形品、放熱部材、半導体、プリント配線基板等の用途に適用されうる。以下、繊維強化樹脂成形品に適用する場合について詳細に説明する。 In one embodiment, the above-mentioned cured product can be applied to uses such as a fiber reinforced resin molded product, a heat dissipation member, a semiconductor, a printed wiring board and the like. Hereafter, the case where it applies to a fiber reinforced resin molded product is demonstrated in detail.
繊維強化樹脂成形品は、上述の繊維強化複合材料を硬化したものである。 The fiber-reinforced resin molded product is a cured product of the above-described fiber-reinforced composite material.
強化繊維の含有率は、繊維強化樹脂成形品の全体積に対して、40〜85体積%であることが好ましく、強度の観点から、50〜70体積%であることがより好ましい。 The content of reinforcing fibers is preferably 40 to 85% by volume, and more preferably 50 to 70% by volume from the viewpoint of strength, with respect to the total volume of the fiber-reinforced resin molded product.
繊維強化樹脂成形品の製造方法は、特に制限されないが、繊維強化複合材料を所定の寸法に裁断後、所定枚数を積層した積層物に熱と圧力を加えながら、エポキシ樹脂組成物を硬化させる方法が挙げられる。 The method for producing a fiber-reinforced resin molded article is not particularly limited, but after cutting a fiber-reinforced composite material into a predetermined size, a method of curing an epoxy resin composition while applying heat and pressure to a laminate obtained by laminating a predetermined number of sheets. Can be mentioned.
加熱硬化の方法としては、特に制限されないが、プレス成形法、オートクレーブ成形法、バッギング成形法、ラッピングテープ法、内圧成形法等が挙げられる。 The heat curing method is not particularly limited, and examples thereof include a press molding method, an autoclave molding method, a bagging molding method, a wrapping tape method, an internal pressure molding method and the like.
上記製造方法として、例えば、板状の繊維強化樹脂成形品を製造する場合、まず、シート状の繊維強化複合材料を所定の寸法に裁断後、剛体ツール上に所定枚数、所定の繊維軸方向に積層し、可撓性フィルムでシールする。次いで、前記剛体ツールと前記可撓性フィルムの間を真空ポンプにて吸引して脱気する。そして、オートクレーブに設置後、加熱、加圧することで繊維強化樹脂成形品を製造することができる。 For example, in the case of producing a plate-like fiber-reinforced resin molded product as the above-mentioned production method, first, a sheet-like fiber-reinforced composite material is cut into a predetermined size, and then a predetermined number of sheets on a rigid tool Laminate and seal with flexible film. Next, the space between the rigid tool and the flexible film is evacuated by a vacuum pump. And after installation in an autoclave, a fiber reinforced resin molded article can be manufactured by heating and pressurizing.
なお、前記剛体ツールとしては、特に制限されないが、スチール、アルミニウム等の金属;繊維強化プラスチック(FRP);木材;石膏等が挙げられる。 The rigid tool is not particularly limited, and examples thereof include metals such as steel and aluminum; fiber reinforced plastic (FRP); wood; gypsum and the like.
また、前記可撓性フィルムとしては、特に制限されないが、ナイロン、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。 The flexible film is not particularly limited, and examples thereof include nylon, fluorocarbon resin, and silicone resin.
加熱温度としては、特に制限されないが、50〜250℃であることが好ましく、80〜220℃であることがより好ましい。加熱温度が50℃以上であると、好適な硬化速度が得られることから好ましい。一方、加熱温度が250℃以下であると、熱歪みによる反りの発生が防止または抑制できることから好ましい。なお、加熱は順次行ってもよい。具体的には、50〜100℃で予備硬化させてタックフリー状の硬化物にした後、120〜200℃で加熱する方法等が挙げられる。 The heating temperature is not particularly limited, but is preferably 50 to 250 ° C., and more preferably 80 to 220 ° C. A heating temperature of 50 ° C. or higher is preferable because a suitable curing rate can be obtained. On the other hand, a heating temperature of 250 ° C. or less is preferable because generation of warpage due to thermal distortion can be prevented or suppressed. The heating may be performed sequentially. Specifically, after pre-curing at 50 to 100 ° C. to obtain a tack-free cured product, a method of heating at 120 to 200 ° C., and the like can be mentioned.
圧力としては、プリプレグの厚みや強化繊維の体積含有率によっても異なるが、1〜10kgf/cm2であることが好ましい。圧力が1kgf/cm2以上であると、局所的な未硬化部分の発生の防止または抑制、反りの発生の防止または抑制等ができることから好ましい、一方、圧力が10kgf/cm2以下であると、未含浸部分の発生の防止または抑制、樹脂の漏出が防止または抑制できることから好ましい。The pressure varies depending on the thickness of the prepreg and the volume content of reinforcing fibers, but is preferably 1 to 10 kgf / cm 2 . It is preferable that the pressure is 1 kgf / cm 2 or more because the generation or prevention of local uncured parts can be prevented or the occurrence of warpage can be prevented or the like, while the pressure is 10 kgf / cm 2 or less. It is preferable from the prevention or suppression of generation of the non-impregnated part and the prevention or suppression of resin leakage.
なお、繊維強化成形品は、他の方法で製造してもよい。当該他の方法としては、例えば、金型に繊維骨材を敷き、上記ワニスを多重積層してゆくハンドレイアップ法やスプレーアップ法、オス型・メス型のいずれかを使用し、強化繊維からなる基材にワニスを含浸させながら積み重ねて成形、圧力を成形物に作用させることのできるフレキシブルな型をかぶせ、気密シールしたものを真空(減圧)成型する真空バッグ法、あらかじめ強化繊維を含有するワニスをシート状にしたものを金型で圧縮成型するSMCプレス法、繊維を敷き詰めた合わせ型に上記ワニスを注入するRTM法などにより、強化繊維に上記ワニスを含浸させたプリプレグを製造し、これを大型のオートクレーブで焼き固める方法等が挙げられる。 The fiber reinforced molded article may be manufactured by other methods. As the other method, for example, a fiber aggregate is placed in a mold and a hand lay-up method, a spray-up method, or a male type or a female type in which the above varnishes are laminated are used. The base material is stacked and impregnated while impregnating the varnish and molded, covered with a flexible mold that can apply pressure to the molded product, vacuum-sealed the one that has been hermetically sealed, and containing reinforcing fibers in advance A prepreg is prepared by impregnating the above-mentioned varnish with the above-mentioned varnish by the SMC press method of compression molding a sheet of varnish into a sheet with a mold, the RTM method of injecting the above varnish into a laminated mold in which fibers are spread, And the like, and the like.
以下、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明は実施例の記載に制限されるものではない。なお、実施例において「部」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」を表す。 Hereinafter, the present invention will be described using examples, but the present invention is not limited to the description of the examples. In addition, although the display of "part" is used in an Example, unless otherwise indicated, it represents a "mass part."
[実施例1]
<エポキシ樹脂の製造>
窒素導入管、冷却管、温度計、および撹拌機をセットしたフラスコに、1,6−ジヒドロキシナフタレン160部(1.0mol)、エピクロロヒドリン925部(10.0mol)、n−ブタノール139部、およびテトラエチルベンジルアンモニウムクロリド2部を仕込み、溶解させた。Example 1
<Production of epoxy resin>
160 parts (1.0 mol) of 1,6-dihydroxynaphthalene, 925 parts (10.0 mol) of epichlorohydrin, and 139 parts of n-butanol in a flask equipped with a nitrogen introducing pipe, a cooling pipe, a thermometer and a stirrer And 2 parts of tetraethylbenzylammonium chloride were charged and dissolved.
得られた溶液を、65℃に昇温した後、共沸する圧力まで減圧し、49%水酸化ナトリウム水溶液90部(1.1mol)を5時間かけて滴下した。滴下後、共沸による留出分をディーンスターク装置により分離し、水層を除去して油層のみを反応系中に戻しながら30分間反応を行った。 The temperature of the resulting solution was raised to 65 ° C., and the pressure was reduced to an azeotropic pressure, and 90 parts (1.1 mol) of a 49% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over 5 hours. After the dropwise addition, the azeotropic distillation was separated by a Dean-Stark apparatus, the aqueous layer was removed, and the reaction was carried out for 30 minutes while returning only the oil layer to the reaction system.
未反応のエピクロロヒドリンを減圧蒸留により留出させ、得られた粗生成物にメチルエチルケトン59部およびn−ブタノール177部を加えて溶解した。次いで、10%水酸化ナトリウム水溶液10部を添加して80℃まで昇温し、2時間反応させた。 Unreacted epichlorohydrin was distilled by distillation under reduced pressure, and the obtained crude product was dissolved by adding 59 parts of methyl ethyl ketone and 177 parts of n-butanol. Next, 10 parts of a 10% aqueous sodium hydroxide solution was added, the temperature was raised to 80 ° C., and the reaction was performed for 2 hours.
得られた反応物を水150部で水洗した。これを3回繰り返し、洗浄液のPHが中性となったことを確認した。共沸による脱水操作を行い、精密濾過後、溶媒を減圧条件下で留去して、エポキシ樹脂263.8部を得た。 The reaction product obtained was washed with 150 parts of water. This was repeated three times, and it was confirmed that the pH of the cleaning solution became neutral. Dehydration was carried out by azeotropic distillation, and after precision filtration, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 263.8 parts of an epoxy resin.
得られたエポキシ樹脂中に含まれる上記化学式(1)で表される3官能エポキシ化合物、および上記化学式(2)で表される3官能エポキシ化合物の含有量を高速液体クロマトグラフィ(HPLC)でそれぞれ測定した。なお、HPLCの条件に関し、測定装置は「Prominece」(株式会社島津製作所製)であり、カラムは「ODS−100V」(東ソー株式会社製)であり、検出器はUV254nmである。また、測定条件は、カラム温度が40℃であり、溶媒は水とアセトニトリルの混合溶液およびアセトニトリルを用い(水:アセトニトリル=70:30(体積比)の混合溶媒で2.5分間保持し、次いで、アセトニトリルを用いて15分かけてカラムの展開溶媒を水:アセトニトリル=0:100としてこれを保持する)、流束は0.3mL/分である。そして、標準物質はポリスチレンである。なお、試料としては、0.5質量%(固形分換算)のアセトニトリル溶液を100μmのマイクロフィルタでろ過したものを使用する。その結果、エポキシ樹脂中の化学式(1)で表される3官能エポキシ化合物の含有量は0.4質量%であり、化学式(2)で表される3官能エポキシ化合物の含有量は0.4質量%であった。3官能エポキシ化合物の含有量は0.8質量%であった。 The contents of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (1) and the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (2) contained in the obtained epoxy resin are respectively measured by high performance liquid chromatography (HPLC) did. In addition, regarding the conditions of HPLC, a measuring apparatus is "Prominece" (made by Shimadzu Corp.), a column is "ODS-100V" (made by Tosoh Corp.), and a detector is UV254 nm. The measurement conditions are that the column temperature is 40 ° C., and the solvent is a mixed solution of water and acetonitrile and acetonitrile (held in a mixed solvent of water: acetonitrile = 70: 30 (volume ratio) for 2.5 minutes, and then The developing solvent of the column is maintained as water: acetonitrile = 0: 100 over 15 minutes using acetonitrile), and the flux is 0.3 mL / min. And, the standard substance is polystyrene. In addition, as a sample, what filtered the acetonitrile solution of 0.5 mass% (solid content conversion) with a 100 micrometers micro filter is used. As a result, the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (1) in the epoxy resin is 0.4% by mass, and the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (2) is 0.4 It was mass%. The content of the trifunctional epoxy compound was 0.8% by mass.
<エポキシ樹脂組成物の製造>
上述のエポキシ樹脂70部に対し、硬化剤である4,4’−ジアミノジフェニルスルホン30部を100℃、2時間の条件で溶融混合を行い、エポキシ樹脂組成物を得た。<Production of Epoxy Resin Composition>
With respect to 70 parts of the above-mentioned epoxy resin, 30 parts of 4,4'- diamino diphenyl sulfone which is a hardening agent was melt mixed on the conditions of 100 ° C and 2 hours, and the epoxy resin composition was obtained.
<硬化物の製造>
上述で製造したエポキシ樹脂組成物を、2mmのスペーサーを間に挟んだガラス板の間に流し込み、150℃で1時間、次いで180℃で3時間硬化反応を行い、硬化物を製造した。<Manufacture of cured product>
The epoxy resin composition prepared above was poured between glass plates sandwiching a 2 mm spacer, and cured at 150 ° C. for 1 hour and then at 180 ° C. for 3 hours to produce a cured product.
[実施例2]
<エポキシ樹脂の製造>
エピクロルヒドリンを555部(6.0mol)用いたことを除いては、実施例1と同様の方法でエポキシ樹脂を製造した。Example 2
<Production of epoxy resin>
An epoxy resin was produced in the same manner as in Example 1 except that 555 parts (6.0 mol) of epichlorohydrin was used.
得られたエポキシ樹脂について、実施例1と同様の方法で、化学式(1)で表される3官能エポキシ化合物の含有量、化学式(2)で表される3官能エポキシ化合物の含有量、および3官能エポキシ化合物の含有量を測定した。その結果、化学式(1)で表される3官能エポキシ化合物の含有量は1.0質量%であり、化学式(2)で表される3官能エポキシ化合物の含有量は1.3質量%であり、3官能エポキシ化合物の含有量は2.3質量%であった。 With respect to the obtained epoxy resin, the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (1), the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (2), and 3 in the same manner as in Example 1 The content of the functional epoxy compound was measured. As a result, the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (1) is 1.0% by mass, and the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (2) is 1.3% by mass The content of the trifunctional epoxy compound was 2.3% by mass.
<エポキシ樹脂組成物および硬化物の製造>
実施例1と同様の方法で、エポキシ樹脂組成物および硬化物を製造した。<Production of Epoxy Resin Composition and Cured Product>
In the same manner as in Example 1, an epoxy resin composition and a cured product were produced.
[実施例3]
<エポキシ樹脂の製造>
エピクロルヒドリンを370部(4.0mol)用いたことを除いては、実施例1と同様の方法でエポキシ樹脂を製造した。[Example 3]
<Production of epoxy resin>
An epoxy resin was produced in the same manner as in Example 1 except that 370 parts (4.0 mol) of epichlorohydrin was used.
得られたエポキシ樹脂について、実施例1と同様の方法で、化学式(1)で表される3官能エポキシ化合物の含有量、化学式(2)で表される3官能エポキシ化合物の含有量、および3官能エポキシ化合物の含有量を測定した。その結果、化学式(1)で表される3官能エポキシ化合物の含有量は1.9質量%であり、化学式(2)で表される3官能エポキシ化合物の含有量は2.0質量%であり、3官能エポキシ化合物の含有量は3.9質量%であった。 With respect to the obtained epoxy resin, the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (1), the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (2), and 3 in the same manner as in Example 1 The content of the functional epoxy compound was measured. As a result, the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (1) is 1.9% by mass, and the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (2) is 2.0% by mass The content of the trifunctional epoxy compound was 3.9% by mass.
<エポキシ樹脂組成物および硬化物の製造>
実施例1と同様の方法で、エポキシ樹脂組成物および硬化物を製造した。<Production of Epoxy Resin Composition and Cured Product>
In the same manner as in Example 1, an epoxy resin composition and a cured product were produced.
[比較例1]
<エポキシ樹脂の製造>
エピクロルヒドリンを185部(2.0mol)用いたことを除いては、実施例1と同様の方法でエポキシ樹脂を製造した。Comparative Example 1
<Production of epoxy resin>
An epoxy resin was produced in the same manner as in Example 1 except that 185 parts (2.0 mol) of epichlorohydrin was used.
得られたエポキシ樹脂について、実施例1と同様の方法で、化学式(1)で表される3官能エポキシ化合物の含有量、化学式(2)で表される3官能エポキシ化合物の含有量、および3官能エポキシ化合物の含有量を測定した。その結果、化学式(1)で表される3官能エポキシ化合物の含有量は2.6質量%であり、化学式(2)で表される3官能エポキシ化合物の含有量は3.2質量%であり、3官能エポキシ化合物の含有量は5.8質量%であった。 With respect to the obtained epoxy resin, the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (1), the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (2), and 3 in the same manner as in Example 1 The content of the functional epoxy compound was measured. As a result, the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (1) is 2.6% by mass, and the content of the trifunctional epoxy compound represented by the chemical formula (2) is 3.2% by mass The content of the trifunctional epoxy compound was 5.8% by mass.
<エポキシ樹脂組成物および硬化物の製造>
実施例1と同様の方法で、エポキシ樹脂組成物および硬化物を製造した。<Production of Epoxy Resin Composition and Cured Product>
In the same manner as in Example 1, an epoxy resin composition and a cured product were produced.
実施例1〜3および比較例1で製造したエポキシ樹脂について、下記表1に示す。 The epoxy resins produced in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are shown in Table 1 below.
<評価>
[エポキシ樹脂の評価]
実施例1〜3および比較例1で製造したエポキシ樹脂について、エポキシ当量、粘度、およびガラス転移点(Tg)を測定した。<Evaluation>
[Evaluation of epoxy resin]
The epoxy equivalent weight, viscosity, and glass transition point (Tg) of the epoxy resins produced in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were measured.
(エポキシ当量)
JIS K 7236:2009の方法により、エポキシ樹脂のエポキシ当量を測定した。得られた結果を下記表2に示す。(Epoxy equivalent)
The epoxy equivalent of the epoxy resin was measured by the method of JIS K 7236: 2009. The obtained results are shown in Table 2 below.
(粘度)
B形粘度計(英弘精機株式会社製)を用いて、52℃におけるエポキシ樹脂の粘度を測定した。得られた結果を下記表2に示す。(viscosity)
The viscosity of the epoxy resin at 52 ° C. was measured using a B-type viscometer (manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd.). The obtained results are shown in Table 2 below.
[硬化物の評価]
実施例1〜3および比較例1で製造したエポキシ硬化物について、ガラス転移点、曲げ強度、曲げ弾性率、引張強度、引張弾性率、および伸びを測定した
(ガラス転移点(Tg))
粘弾性測定装置(DMA:レオメトリック社製固体粘弾性測定装置RSAII、レクタンギュラーテンション法;周波数1Hz、昇温速度3℃/min、最高測定温度300℃)を用い、硬化物について弾性率変化が最大となる(tanδ変化率が最も大きい)温度を測定し、これをガラス転移温度(Tg)として評価した。結果を下記表2に示す。[Evaluation of cured product]
The glass transition point, flexural strength, flexural modulus, tensile strength, tensile modulus, and elongation were measured for the cured epoxy products produced in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 (glass transition point (Tg))
Maximum change in elastic modulus of cured product using a visco-elasticity measuring device (DMA: solid visco-elasticity measuring device RSAII manufactured by Rheometrics, rectangular tension method; frequency 1 Hz, heating rate 3 ° C./min, maximum measuring temperature 300 ° C.) The temperature at which the rate of change in tan δ was the largest was measured, and this was evaluated as the glass transition temperature (Tg). The results are shown in Table 2 below.
(曲げ強度・曲げ弾性率)
JIS K6911:2006に従って、島津製作所株式会社製のAUTOGRAPH AG−Iを用いて測定し、硬化物の曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。得られた結果を下記表2に示す。(Bending strength · bending elastic modulus)
According to JIS K6911: 2006, it measured using Shimadzu Corp. make AUTOGRAPH AG-I, and measured the flexural strength and flexural modulus of elasticity of a hardened material. The obtained results are shown in Table 2 below.
(引張強度・引張弾性率・伸び)
JIS K7161:1994に従って、島津製作所株式会社製のAUTOGRAPH AG−Iを用いて測定し、硬化物の引張強度、引張弾性率、伸びを測定した。得られた結果を下記表2に示す。(Tensile strength, tensile modulus, elongation)
According to JIS K7161: 1994, it measured using Shimadzu Corp. make AUTOGRAPH AG-I, and measured the tensile strength of the hardened | cured material, the tensile elasticity modulus, and elongation. The obtained results are shown in Table 2 below.
上記表2からも明らかなように、実施例1〜3で得られるエポキシ樹脂の硬化物はガラス転移点(Tg)が高く、耐熱性に優れることが分かる。 As apparent from Table 2 above, the cured products of the epoxy resins obtained in Examples 1 to 3 have high glass transition points (Tg) and are found to be excellent in heat resistance.
また、実施例1〜3で得られる硬化物は、曲げ強度、曲げ弾性率、引張強度、引張弾性率、および伸びが高く、靱性に優れることが分かる。 Moreover, it is understood that the cured products obtained in Examples 1 to 3 have high flexural strength, flexural modulus, tensile strength, tensile modulus, and elongation, and are excellent in toughness.
Claims (4)
前記エポキシ樹脂が、下記化学式(1)および/または化学式(2):
前記3官能エポキシ化合物の含有量が、エポキシ樹脂の固形分に対して、5.0質量%以下である、エポキシ樹脂。An epoxy resin which is a reaction product of 1,6-dihydroxynaphthalene and epihalohydrin,
The epoxy resin has the following chemical formula (1) and / or chemical formula (2):
The epoxy resin whose content of the said trifunctional epoxy compound is 5.0 mass% or less with respect to the solid content of an epoxy resin.
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