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JP2019052258A - Polyvalent hydroxy resin, production method thereof, curing agent for epoxy resin, epoxy resin, epoxy resin composition, cured product thereof, semiconductor encapsulant, and laminate - Google Patents

Polyvalent hydroxy resin, production method thereof, curing agent for epoxy resin, epoxy resin, epoxy resin composition, cured product thereof, semiconductor encapsulant, and laminate Download PDF

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JP2019052258A
JP2019052258A JP2017177966A JP2017177966A JP2019052258A JP 2019052258 A JP2019052258 A JP 2019052258A JP 2017177966 A JP2017177966 A JP 2017177966A JP 2017177966 A JP2017177966 A JP 2017177966A JP 2019052258 A JP2019052258 A JP 2019052258A
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Japan
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polyvalent hydroxy
formula
epoxy resin
resin
compound
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Application number
JP2017177966A
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Japanese (ja)
Inventor
健児 生山
Kenji Ikuyama
健児 生山
祐介 上井
Yusuke Uei
祐介 上井
幸雄 阿部
Yukio Abe
幸雄 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gun Ei Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Gun Ei Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

【課題】エポキシ樹脂用硬化剤として用いたときに、低弾性率で耐熱性および密着性に優れた硬化物が得られる多価ヒドロキシ樹脂の提供。【解決手段】式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位とを有し、式(m2)で表される化合物を含みまたは含まず、式(2)で表される構成単位と式(m2)で表される化合物との合計の含有量が20〜50質量%であり、式(m2)で表される化合物の含有量が10質量%以下であり、軟化点が50〜100℃である多価ヒドロキシ樹脂。R1は水素原子、メチル基、水酸基またはアリル基を示し、q、r、s、tおよびuはそれぞれ独立に0または1を示し、nは1〜15の整数を示し、R4は炭素数10〜25の直鎖または分岐状の炭化水素基を示し、mおよびnはそれぞれ独立に0または1を示し、Xは水素原子または水酸基を示し、Yは水素原子またはメチル基を示す。[化1]【選択図】なしProvided is a polyvalent hydroxy resin capable of obtaining a cured product having a low elastic modulus and excellent heat resistance and adhesion when used as a curing agent for an epoxy resin. A structural unit represented by the formula (1) and a structural unit represented by the formula (2) are included, and the compound represented by the formula (m2) is included or not included. The total content of the structural unit represented by the compound represented by the formula (m2) is 20 to 50% by mass, the content of the compound represented by the formula (m2) is 10% by mass or less, A polyvalent hydroxy resin having a softening point of 50 to 100 ° C. R1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxyl group or an allyl group, q, r, s, t and u each independently represents 0 or 1, n represents an integer of 1 to 15, and R4 represents a carbon number of 10 to 10. 25 represents a linear or branched hydrocarbon group, m and n each independently represents 0 or 1, X represents a hydrogen atom or a hydroxyl group, and Y represents a hydrogen atom or a methyl group. [Chemical 1] [Selected figure] None

Description

本発明は、多価ヒドロキシ樹脂、その製造方法、エポキシ樹脂用硬化剤、エポキシ樹脂組成物、その硬化物、エポキシ樹脂、半導体封止材および積層板に関する。   The present invention relates to a polyvalent hydroxy resin, a production method thereof, a curing agent for epoxy resin, an epoxy resin composition, a cured product thereof, an epoxy resin, a semiconductor sealing material, and a laminate.

近年スマートフォン、パソコン、タブレット等に代表されるように、電子機器の小型化・薄型化が進み、それに伴い、電子部品の高密度化、高集積化、高密度実装化が加速している。また、その中で使用される半導体装置は、配線ピッチの狭小化による高密度化の傾向が著しく、環境側面より鉛フリーの高融点はんだが増加してきている。また、半導体装置の実装方法も、回路基板上に半導体素子を直接搭載するBGA等の表面実装方式が主流になってきている。その中でフェノール樹脂は、エポキシ樹脂の優れた硬化剤として強度、耐熱性を有し、電子材料用途に広く使用されている。   In recent years, as represented by smartphones, personal computers, tablets, and the like, electronic devices have become smaller and thinner, and accordingly, the density, integration, and mounting of electronic components are accelerating. In addition, semiconductor devices used therein tend to have a high density due to the narrowing of the wiring pitch, and lead-free high melting point solder is increasing from the environmental aspect. As a method for mounting a semiconductor device, a surface mounting method such as BGA in which a semiconductor element is directly mounted on a circuit board has become mainstream. Among them, phenol resin has strength and heat resistance as an excellent curing agent for epoxy resin, and is widely used for electronic materials.

電子機器に使用される高密度実装対応のプリント配線板や封止材は、従来にも増して、薄型化、小型化かつ高密度化の傾向にあり、薄型化や片面封止等に伴う反りが課題となっている。この課題に対して、エポキシ樹脂に特定のフェノール樹脂系硬化剤を組合わせたエポキシ樹脂組成物が提案されている(特許文献1)。
しかし、特許文献1に記載のエポキシ樹脂の硬化物は高弾性率であり、柔軟性に乏しく脆いため、高温高湿といった過酷な条件下でクラックが生じ易い。また、金属等の他材への密着性が弱く、硬化物表面に配線が設けられたときに配線剥離が生じ易い。
Printed wiring boards and sealants that are compatible with high-density mounting used in electronic devices tend to be thinner, smaller, and higher in density than before. Has become an issue. In response to this problem, an epoxy resin composition in which a specific phenol resin curing agent is combined with an epoxy resin has been proposed (Patent Document 1).
However, the cured product of the epoxy resin described in Patent Document 1 has a high elastic modulus, is poor in flexibility, and is brittle, so that cracks are likely to occur under severe conditions such as high temperature and high humidity. In addition, the adhesion to other materials such as metals is weak, and wiring peeling is likely to occur when wiring is provided on the surface of the cured product.

樹脂材料を低弾性率化する手法としては一般的にゴム成分の配合が効果的である(たとえば特許文献2)。
しかし、ゴム成分は極性が低く、他樹脂成分と相溶しにくい。そのため、相溶しない樹脂組成物の硬化系では、均一硬化しにくく、海島構造となり、硬化物性に局所的に差が生じる懸念がある。
In general, a rubber component is effective as a technique for reducing the elastic modulus of a resin material (for example, Patent Document 2).
However, the rubber component has low polarity and is hardly compatible with other resin components. Therefore, in the curing system of the resin composition that is not compatible, there is a concern that uniform curing is difficult and a sea-island structure is formed, and there is a local difference in cured physical properties.

長鎖炭化水素基を有するフェノール樹脂が提案されている(たとえば特許文献3〜5)。特許文献3〜5では、このフェノール樹脂は、硬化剤により硬化物とされている。硬化剤としてはヘキサメチレンテトラミン等が推奨されている。
しかし、ヘキサメチレンテトラミンを用いてフェノール樹脂を硬化させる際にはガスが発生する。封止材用途や基板材料用途においては、硬化時にガスが発生する材料は使用が困難である。
A phenol resin having a long-chain hydrocarbon group has been proposed (for example, Patent Documents 3 to 5). In patent documents 3-5, this phenol resin is made into hardened | cured material with the hardening | curing agent. Hexamethylenetetramine or the like is recommended as the curing agent.
However, gas is generated when the phenol resin is cured using hexamethylenetetramine. In sealing material applications and substrate material applications, it is difficult to use materials that generate gas during curing.

長鎖炭化水素基を有するフェノール樹脂をエポキシ樹脂用硬化剤として用いることが提案されている(特許文献6)。
しかし、特許文献6のフェノール樹脂を用いてエポキシ樹脂を硬化させた硬化物の耐熱性、低弾性率、密着性のバランスは十分ではない。たとえば樹脂構造中の長鎖炭化水素基の含有量が高い場合には、得られる硬化物は低弾性率であるものの耐熱性が低い。
It has been proposed to use a phenol resin having a long-chain hydrocarbon group as a curing agent for an epoxy resin (Patent Document 6).
However, the balance of heat resistance, low elastic modulus, and adhesion of a cured product obtained by curing an epoxy resin using the phenol resin of Patent Document 6 is not sufficient. For example, when the content of long-chain hydrocarbon groups in the resin structure is high, the resulting cured product has a low elastic modulus but low heat resistance.

特開2013−209442号公報JP2013-209442A 特開2013−256615号公報JP2013-256615A 特開2007−2032号公報JP 2007-2032 A 特開2007−269843号公報JP 2007-269843 A 特開2013−209439号公報JP 2013-209439 A 特開2015−89940号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-89940

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、エポキシ樹脂用硬化剤として用いたときに、低弾性率で耐熱性および密着性に優れた硬化物が得られる多価ヒドロキシ樹脂およびその製造方法、ならびに上記多価ヒドロキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂用硬化剤、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、その硬化物、半導体封止材および積層板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and when used as a curing agent for an epoxy resin, a polyvalent hydroxy resin from which a cured product having a low elastic modulus and excellent heat resistance and adhesion can be obtained, and its An object of the present invention is to provide a production method, and a curing agent for epoxy resins, an epoxy resin, an epoxy resin composition, a cured product thereof, a semiconductor encapsulant, and a laminate using the polyvalent hydroxy resin.

本発明は、以下の態様を有する。
〔1〕下記式(1)で表される構成単位と下記式(2)で表される構成単位とを有し、下記式(m2)で表される化合物を含みまたは含まず、
前記式(2)で表される構成単位と前記式(m2)で表される化合物との合計の含有量が20〜50質量%であり、前記式(m2)で表される化合物の含有量が10質量%以下であり、軟化点が50〜100℃である多価ヒドロキシ樹脂。
The present invention has the following aspects.
[1] having a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2), including or not including a compound represented by the following formula (m2),
The total content of the structural unit represented by the formula (2) and the compound represented by the formula (m2) is 20 to 50% by mass, and the content of the compound represented by the formula (m2) Is a polyvalent hydroxy resin having a softening point of 50 to 100 ° C.

Figure 2019052258
Figure 2019052258

[式中、Arはベンゼン環またはナフタレン環を示し、Rは下記式(r1)、(r2)、(r3)、(r4)、(r5)または(r6)で表される基を示し、Rは水素原子、メチル基、水酸基またはアリル基を示し、q、r、s、tおよびuはそれぞれ独立に0または1を示し、q、r、s、tおよびuのうち少なくとも1つは1であり、nは1〜15の整数を示し、
は炭素数10〜25の直鎖または分岐状の炭化水素基を示し、mおよびnはそれぞれ独立に0または1を示し、Xは水素原子または水酸基を示し、Yは水素原子またはメチル基を示す。]
[In the formula, Ar represents a benzene ring or a naphthalene ring, R represents a group represented by the following formula (r1), (r2), (r3), (r4), (r5) or (r6); 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxyl group or an allyl group, q, r, s, t and u each independently represents 0 or 1, and at least one of q, r, s, t and u is 1 N represents an integer of 1 to 15,
R 4 represents a linear or branched hydrocarbon group having 10 to 25 carbon atoms, m and n each independently represents 0 or 1, X represents a hydrogen atom or a hydroxyl group, and Y represents a hydrogen atom or a methyl group. Indicates. ]

Figure 2019052258
Figure 2019052258

〔2〕質量平均分子量が1000〜5000である〔1〕の多価ヒドロキシ樹脂。
〔3〕150℃における溶融粘度が0.1P〜6Pである〔1〕または〔2〕の多価ヒドロキシ樹脂。
〔4〕〔1〕〜〔3〕のいずれかの多価ヒドロキシ樹脂の製造方法であって、
少なくとも2種のフェノール成分の一部と、ホルムアルデヒドとを塩基性触媒の存在下で反応させて第1の反応生成物を得る第1工程と、
前記少なくとも2種のフェノール成分の残部と、前記第1の反応生成物とを酸性触媒の存在下で反応させて多価ヒドロキシ樹脂を得る第2工程と、を有し、
前記少なくとも2種のフェノール成分は、下記式(m1)で表される化合物と前記式(m2)で表される化合物とを含み、
前記式(m2)で表される化合物の全量は、前記第1工程で反応させ、
前記式(m1)で表される化合物の少なくとも一部は、前記第2工程で反応させる、多価ヒドロキシ樹脂の製造方法。
[2] The polyvalent hydroxy resin according to [1], having a mass average molecular weight of 1000 to 5000.
[3] The polyvalent hydroxy resin according to [1] or [2], which has a melt viscosity at 150 ° C. of 0.1 P to 6 P.
[4] A method for producing a polyvalent hydroxy resin according to any one of [1] to [3],
A first step in which a part of at least two phenol components and formaldehyde are reacted in the presence of a basic catalyst to obtain a first reaction product;
A second step of obtaining a polyvalent hydroxy resin by reacting the remainder of the at least two kinds of phenol components and the first reaction product in the presence of an acidic catalyst,
The at least two phenol components include a compound represented by the following formula (m1) and a compound represented by the formula (m2),
The total amount of the compound represented by the formula (m2) is reacted in the first step,
A method for producing a polyvalent hydroxy resin, wherein at least a part of the compound represented by the formula (m1) is reacted in the second step.

Figure 2019052258
Figure 2019052258

[式中、Ar、R、Rおよびnはそれぞれ前記と同義であり、
およびRはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を示す。]
〔5〕前記式(m1)で表される化合物の全量のうち、2核体の含有量が3質量%以下である〔4〕の多価ヒドロキシ樹脂の製造方法。
〔6〕前記第1工程で反応させるホルムアルデヒドの量が、前記式(m2)で表される化合物に対して10〜80質量%であり、
前記少なくとも2種のフェノール成分における前記式(m1)で表される化合物:前記式(m2)で表される化合物の質量比が50:50〜80:20である〔4〕または〔5〕の多価ヒドロキシ樹脂の製造方法。
〔7〕〔1〕〜〔3〕のいずれかの多価ヒドロキシ樹脂からなるエポキシ樹脂用硬化剤。
〔8〕〔1〕〜〔3〕のいずれかの多価ヒドロキシ樹脂の水酸基の少なくとも一部がエポキシ化されたエポキシ樹脂。
〔9〕エポキシ樹脂と、〔7〕のエポキシ樹脂用硬化剤とを含有するエポキシ樹脂組成物。
〔10〕〔9〕のエポキシ樹脂組成物を硬化した硬化物。
〔11〕〔10〕の硬化物を含む半導体封止材。
〔12〕繊維質基材と〔10〕の硬化物とを含む積層板。
[Wherein, Ar, R, R 1 and n are as defined above,
R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. ]
[5] The method for producing a polyvalent hydroxy resin according to [4], wherein the content of the binuclear body is 3% by mass or less in the total amount of the compound represented by the formula (m1).
[6] The amount of formaldehyde to be reacted in the first step is 10 to 80% by mass with respect to the compound represented by the formula (m2).
The mass ratio of the compound represented by the formula (m1) to the compound represented by the formula (m2) in the at least two kinds of phenol components is 50:50 to 80:20 [4] or [5] A method for producing a polyvalent hydroxy resin.
[7] A curing agent for epoxy resins, comprising the polyvalent hydroxy resin according to any one of [1] to [3].
[8] An epoxy resin in which at least part of the hydroxyl groups of the polyvalent hydroxy resin according to any one of [1] to [3] is epoxidized.
[9] An epoxy resin composition comprising an epoxy resin and a curing agent for epoxy resin according to [7].
[10] A cured product obtained by curing the epoxy resin composition of [9].
[11] A semiconductor encapsulant comprising the cured product of [10].
[12] A laminate comprising a fibrous base material and a cured product of [10].

本発明によれば、エポキシ樹脂用硬化剤として用いたときに、低弾性率で耐熱性および密着性に優れた硬化物が得られる多価ヒドロキシ樹脂およびその製造方法、ならびに上記多価ヒドロキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂用硬化剤、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、その硬化物、半導体封止材および積層板を提供できる。   According to the present invention, when used as a curing agent for an epoxy resin, a polyvalent hydroxy resin capable of obtaining a cured product having a low elastic modulus and excellent heat resistance and adhesion, a method for producing the same, and the polyvalent hydroxy resin The used curing agent for epoxy resin, epoxy resin, epoxy resin composition, cured product thereof, semiconductor encapsulant, and laminate can be provided.

<多価ヒドロキシ樹脂>
本発明の多価ヒドロキシ樹脂は、下記式(1)で表される構成単位(以下、構成単位(1)ともいう。)と、下記式(2)で表される構成単位(以下、構成単位(2)ともいう。)とを有する。本発明の多価ヒドロキシ樹脂は、構成単位(1)および構成単位(2)以外の他の構成単位をさらに有していてもよい。「構成単位」は、重合体を構成する単位を示す。
<Polyvalent hydroxy resin>
The polyvalent hydroxy resin of the present invention includes a structural unit represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as structural unit (1)) and a structural unit represented by the following formula (2) (hereinafter referred to as structural unit). (Also referred to as (2)). The polyvalent hydroxy resin of the present invention may further have other structural units other than the structural unit (1) and the structural unit (2). “Structural unit” indicates a unit constituting the polymer.

Figure 2019052258
[式中、Arはベンゼン環またはナフタレン環を示し、Rは下記式(r1)、(r2)、(r3)、(r4)、(r5)または(r6)で表される基を示し、Rは水素原子、メチル基、水酸基またはアリル基を示し、q、r、s、tおよびuはそれぞれ独立に0または1を示し、q、r、s、tおよびuのうち少なくとも1つは1であり、nは1〜15の整数を示し、
は炭素数10〜25の直鎖または分岐状の炭化水素基を示し、mおよびnはそれぞれ独立に0または1を示し、Xは水素原子または水酸基を示し、Yは水素原子またはメチル基を示す。]
Figure 2019052258
[In the formula, Ar represents a benzene ring or a naphthalene ring, R represents a group represented by the following formula (r1), (r2), (r3), (r4), (r5) or (r6); 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxyl group or an allyl group, q, r, s, t and u each independently represents 0 or 1, and at least one of q, r, s, t and u is 1 N represents an integer of 1 to 15,
R 4 represents a linear or branched hydrocarbon group having 10 to 25 carbon atoms, m and n each independently represents 0 or 1, X represents a hydrogen atom or a hydroxyl group, and Y represents a hydrogen atom or a methyl group. Indicates. ]

Figure 2019052258
Figure 2019052258

上記各式中、「−*」は結合手を示す。
式(1)中の6つの結合手のうち少なくとも1つは他の構成単位(別の構成単位(1)、構成単位(2)等)に結合し、式(2)中の3つの結合手のうち少なくとも1つは他の構成単位(別の構成単位(2)、構成単位(1)等)に結合する。各式中の結合手のうち、他の構成単位に結合しない結合手は、水素原子に結合する。
In the above formulas, “-*” represents a bond.
At least one of the six bonds in formula (1) binds to another structural unit (another structural unit (1), structural unit (2), etc.), and three bonds in formula (2). At least one of them binds to another structural unit (another structural unit (2), structural unit (1), etc.). Of the bonds in each formula, bonds not bonded to other structural units are bonded to a hydrogen atom.

ただし、構成単位(1)中のArと構成単位(2)中のベンゼン環とはメチレン基を介して結合し、直接結合しない。また、同一分子中に2以上の構成単位(1)を有し、構成単位(1)同士が直接結合している場合、各構成単位(1)中のArはメチレン基を介して結合し、直接結合しない。同様に、同一分子中に2以上の構成単位(2)を有し、構成単位(2)同士が直接結合している場合、各構成単位(2)中のベンゼン環はメチレン基を介して結合し、直接結合しない。   However, Ar in the structural unit (1) and the benzene ring in the structural unit (2) are bonded via a methylene group and are not directly bonded. Further, when two or more structural units (1) are present in the same molecule and the structural units (1) are directly bonded to each other, Ar in each structural unit (1) is bonded through a methylene group, Do not join directly. Similarly, when there are two or more structural units (2) in the same molecule and the structural units (2) are directly bonded to each other, the benzene ring in each structural unit (2) is bonded via a methylene group. And do not join directly.

つまり、式(1)中のArから伸びる結合手は、他の構成単位(別の構成単位(1)、mおよびnの少なくとも一方が1である構成単位(2)等)のメチレン基に結合するか、または水素原子に結合する。式(1)中のメチレン基から伸びる結合手は、他の構成単位の芳香環(構成単位(2)のベンゼン環、別の構成単位(1)のAr等)に結合するか、または水素原子に結合する。
式(2)中のベンゼン環から伸びる結合手は、他の構成単位(構成単位(1)、mおよびnの少なくとも一方が1である別の構成単位(2)等)のメチレン基に結合するか、または水素原子に結合する。
That is, the bond extending from Ar in Formula (1) is bonded to the methylene group of another structural unit (another structural unit (1), a structural unit (2) in which at least one of m and n is 1), or the like). Or bonded to a hydrogen atom. The bond extending from the methylene group in the formula (1) is bonded to an aromatic ring of another structural unit (a benzene ring of the structural unit (2), Ar of another structural unit (1), or the like) or a hydrogen atom. To join.
The bond extending from the benzene ring in formula (2) is bonded to the methylene group of another structural unit (such as structural unit (1), another structural unit (2) in which at least one of m and n is 1). Or bonded to a hydrogen atom.

式(1)中のq(またはr、またはs、またはt、またはu)が0である場合、−(CH−*(または−(CH−*、または−(CH−*、または−(CH−*、または−(CH−*)は、Arから伸びる結合手と同様の結合手(−*)を示す。すなわち、他の構成単位のメチレン基に結合するか、または水素原子に結合する。
式(1)中のq(またはr、またはs、またはt、またはu)が0である場合、−(CH−*(または−(CH−*、または−(CH−*、または−(CH−*、または−(CH−*)は、メチレン基から伸びる結合手と同様の結合手(−*)を示す。すなわち、他の構成単位の芳香環に結合するか、または水素原子に結合する。
q、r、s、tおよびuのうち少なくとも1つは1である。つまりメチレン基から延びる結合手は少なくとも1つ存在する。また、メチレン基から延びる結合手の少なくとも1つは他の構成単位に結合し、−(CH−*、−(CH−*、−(CH−*、−(CH−*、および−(CH−*が全て水素原子に結合することはない。
When q (or r, s, or t, or u) in the formula (1) is 0, — (CH 2 ) q — * (or — (CH 2 ) r — *, or — (CH 2) ) S- * or-(CH 2 ) t- * or-(CH 2 ) u- *) represents a bond (-*) similar to the bond extending from Ar. That is, it is bonded to a methylene group of another structural unit or bonded to a hydrogen atom.
When q (or r, s, or t, or u) in the formula (1) is 0, — (CH 2 ) q — * (or — (CH 2 ) r — *, or — (CH 2) ) S- *, or-(CH 2 ) t- *, or-(CH 2 ) u- *) represents a bond (-*) similar to the bond extending from the methylene group. That is, it is bonded to an aromatic ring of another structural unit or bonded to a hydrogen atom.
At least one of q, r, s, t and u is 1. That is, at least one bond extending from the methylene group exists. In addition, at least one bond extending from the methylene group is bonded to another structural unit, and — (CH 2 ) q — *, — (CH 2 ) r — *, — (CH 2 ) s — *, — ( CH 2 ) t — * and — (CH 2 ) u — * are not all bonded to a hydrogen atom.

式(2)中のm(またはn)が0である場合、−(CH−*(または−(CH−*)は、ベンゼン環から伸びる結合手と同様の結合手(−*)を示す。すなわち、他の構成単位のメチレン基に結合するか、または水素原子に結合する。
式(2)中のm(またはn)が1である場合、−(CH−*(または−(CH−*)はメチレン基であり、その結合手は、他の構成単位の芳香環に結合するか、または水素原子に結合してメチル基を形成する。ただし、mおよびnの両方が1である場合、−(CH−*および−(CH−*の少なくとも一方は他の構成単位のベンゼン環に結合する。つまり式(2)中のベンゼン環にメチル基が2個結合することはない。
When m (or n) in Formula (2) is 0, — (CH 2 ) m — * (or — (CH 2 ) n — *) is a bond similar to the bond extending from the benzene ring ( -*). That is, it is bonded to a methylene group of another structural unit or bonded to a hydrogen atom.
When m (or n) in the formula (2) is 1, — (CH 2 ) m — * (or — (CH 2 ) n — *) is a methylene group, and the bond is other constituent. Bonded to the aromatic ring of the unit or bonded to a hydrogen atom to form a methyl group. However, when both m and n are 1, at least one of — (CH 2 ) m — * and — (CH 2 ) n — * is bonded to the benzene ring of another structural unit. That is, two methyl groups are not bonded to the benzene ring in formula (2).

本発明の多価ヒドロキシ樹脂には、非重合体が含まれていてもよい。たとえば、多価ヒドロキシ樹脂の製造に用いた原料(フェノール類等)が残存していてもよい。
本発明の多価ヒドロキシ樹脂は、典型的には、下記式(m1)で表される化合物(以下、化合物(m1)ともいう。)と下記式(m2)で表される化合物(以下、化合物(m2)ともいう。)とを含む少なくとも2種のフェノール成分と、ホルムアルデヒドとの反応生成物である。つまり、上記少なくとも2種のフェノール成分をホルムアルデヒドで重縮合させた重縮合体である。
フェノール成分は、化合物(m1)および化合物(m2)以外の他のフェノール成分をさらに含んでいてもよい。
The polyvalent hydroxy resin of the present invention may contain a non-polymer. For example, the raw materials (phenols etc.) used for the production of the polyvalent hydroxy resin may remain.
The polyvalent hydroxy resin of the present invention typically has a compound represented by the following formula (m1) (hereinafter also referred to as compound (m1)) and a compound represented by the following formula (m2) (hereinafter referred to as compound). (M2)) is a reaction product of at least two phenol components including formaldehyde and formaldehyde. That is, it is a polycondensate obtained by polycondensing the at least two phenol components with formaldehyde.
The phenol component may further contain other phenol components other than the compound (m1) and the compound (m2).

Figure 2019052258
[式中、Ar、R、R、n、R、およびXはそれぞれ前記と同義であり、
、R、およびYはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を示す。]
Figure 2019052258
[Wherein, Ar, R, R 1 , n, R 4 , and X are as defined above;
R 2 , R 3 , and Y each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. ]

本発明の多価ヒドロキシ樹脂は、化合物(m2)を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。多価ヒドロキシ樹脂が化合物(m2)を含む場合、この化合物(m2)は、典型的には、多価ヒドロキシ樹脂の製造時に反応せずに残存したものである。フェノール成分とホルムアルデヒドとの反応(重縮合)の際には、未反応の化合物(m2)が残ることがある。化合物(m2)は沸点が高く、蒸留では除去できずに多価ヒドロキシ樹脂中に残存しやすい。   The polyvalent hydroxy resin of the present invention may or may not contain the compound (m2). When the polyvalent hydroxy resin contains the compound (m2), the compound (m2) typically remains without reacting during the production of the polyvalent hydroxy resin. In the reaction (polycondensation) of the phenol component with formaldehyde, an unreacted compound (m2) may remain. The compound (m2) has a high boiling point and cannot be removed by distillation, and tends to remain in the polyvalent hydroxy resin.

(構成単位(1))
構成単位(1)は、硬化物の耐熱性の向上に寄与する。
上記式(1)中、(n+1)個のRはそれぞれ同じであってもよく異なっていてもよい。q、r、s、tも同様である。nが2以上である場合、n個のRはそれぞれ同じであってもよく異なっていてもよい
nの平均値は1〜20が好ましく、1〜15がより好ましい。
Rとしては、原料の入手のしやすさ、コストの点で、上記式(r1)で表される基が好ましい。
(Structural unit (1))
The structural unit (1) contributes to the improvement of the heat resistance of the cured product.
In the above formula (1), (n + 1) R 1 s may be the same or different. The same applies to q, r, s, and t. When n is 2 or more, n pieces of R may be the same or different from each other. The average value of n is preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 15.
R is preferably a group represented by the above formula (r1) from the viewpoint of availability of raw materials and cost.

構成単位(1)は化合物(m1)に由来する。
化合物(m1)としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、下記式(i)で表される1価または2価のフェノール成分と架橋剤との反応生成物(以下、フェノール樹脂(I)ともいう。)等が挙げられる。フェノール樹脂(I)である場合、式(m1)中のRは架橋剤に由来する架橋基である。
The structural unit (1) is derived from the compound (m1).
As the compound (m1), bisphenol A, bisphenol F, a reaction product of a monovalent or divalent phenol component represented by the following formula (i) and a crosslinking agent (hereinafter also referred to as a phenol resin (I)). Etc. In the case of the phenol resin (I), R in the formula (m1) is a crosslinking group derived from a crosslinking agent.

Figure 2019052258
[式中、R〜Rはそれぞれ前記と同義である。]
Figure 2019052258
[Wherein, R 1 to R 3 are as defined above. ]

1価のフェノール成分(式(i)中のRが水素原子、メチル基、またはアリル基である化合物)としては、フェノール、オルソクレゾール、パラクレゾール、メタクレゾール、アリルフェノール、エチルフェノール、プロピルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、1−ナフトール、2−ナフトール等が挙げられる。
2価のフェノール成分(式(i)中のRが水酸基である化合物)としては、ハイドロキノン、レゾルシン、カテコール、ナフタレンジオール類等が挙げられる。
架橋剤としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、パラヒドロキシベンズアルデヒド、パラキシリレングリコール、パラキシリレングリコールジメチルエーテル、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン、ジメトキシメチルビフェニル類、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル類、ビスクロロメチルビフェニル、パラキシリレンジクロライド等が挙げられる。
Monovalent phenol components (compounds in which R 1 in formula (i) is a hydrogen atom, a methyl group, or an allyl group) include phenol, orthocresol, paracresol, metacresol, allylphenol, ethylphenol, propylphenol Octylphenol, nonylphenol, 1-naphthol, 2-naphthol and the like.
Examples of the divalent phenol component (a compound in which R 1 in formula (i) is a hydroxyl group) include hydroquinone, resorcin, catechol, naphthalenediols, and the like.
Cross-linking agents include formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, parahydroxybenzaldehyde, paraxylylene glycol, paraxylylene glycol dimethyl ether, divinylbenzene, diisopropenylbenzene, dimethoxymethylbiphenyls, divinylbiphenyl, diisopropenylbiphenyls, bischloro Examples include methyl biphenyl and paraxylylene dichloride.

フェノール樹脂(I)の具体例としては、フェノールノボラック、オルソクレゾールノボラック、アリルフェノールノボラック、ナフトールノボラック、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェニルメタン型フェノールノボラック等が挙げられる。
フェノール樹脂(I)は市販のものを用いてもよく公知の製造方法により製造したものを用いてもよい。フェノール樹脂(I)は、1価または2価のフェノール成分と架橋剤とを反応させることよにより製造できる。上記反応は、常法により実施できる。
Specific examples of the phenol resin (I) include phenol novolak, orthocresol novolak, allylphenol novolak, naphthol novolak, dicyclopentadiene type phenol resin, phenol aralkyl resin, biphenyl aralkyl type phenol resin, naphthol aralkyl resin, triphenylmethane type. Phenol novolac and the like can be mentioned.
As the phenol resin (I), a commercially available product may be used, or a product produced by a known production method may be used. The phenol resin (I) can be produced by reacting a monovalent or divalent phenol component with a crosslinking agent. The said reaction can be implemented by a conventional method.

フェノール樹脂(I)の質量平均分子量(Mw)は、200〜5000が好ましく、300〜4000がより好ましい。Mwが上記下限値以上であると、得られる樹脂が低粘度となり、得られる硬化物が低弾性率に優れ、上記上限値以下であると、得られる硬化物が耐熱性に優れる。
Mwは、標準物質をポリスチレンとしたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される値である。
200-5000 are preferable and, as for the mass mean molecular weight (Mw) of phenol resin (I), 300-4000 are more preferable. When Mw is not less than the above lower limit, the resulting resin has a low viscosity, and the resulting cured product is excellent in low elastic modulus, and when it is not more than the above upper limit, the resulting cured product is excellent in heat resistance.
Mw is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance.

多価ヒドロキシ樹脂の製造に用いられる化合物(m1)の全量のうち、2核体の含有量は、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。下限は特に限定されず、0質量%であってもよい。2核体の含有量が上記上限値以下であれば、多価ヒドロキシ樹脂中の4核体以上の多核体の含有量が十分に多くなり、硬化物の耐熱性がより優れる。
2核体とは、芳香環を2つ有する化合物である。2核体としては、たとえば上記式(m1)中のnが1であり、Rが式(r1)、(r2)または(r6)で表される基である化合物が挙げられる。
Of the total amount of the compound (m1) used in the production of the polyvalent hydroxy resin, the content of the binuclear body is preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. The lower limit is not particularly limited, and may be 0% by mass. If the content of the binuclear body is less than or equal to the above upper limit, the content of the polynuclear body having 4 or more nuclei in the polyvalent hydroxy resin is sufficiently increased, and the heat resistance of the cured product is further improved.
A binuclear body is a compound having two aromatic rings. Examples of the binuclear compound include compounds in which n in the formula (m1) is 1, and R is a group represented by the formula (r1), (r2), or (r6).

(構成単位(2))
構成単位(2)は、化合物(m2)に由来する構成単位であり、硬化物の低弾性率化および密着性の向上に寄与する。
式(2)中、Rは炭素数10〜25の直鎖または分岐状の炭化水素基である。炭素数が10以上であれば、多価ヒドロキシ樹脂の溶融粘度を低くしやすく、また低弾性率および高密着性の硬化物を得やすい。炭素数が25以下であれば、硬化物の耐熱性が優れる。
上記炭化水素基の炭素数は10〜25が好ましく、15〜20がより好ましい。
上記炭化水素基は、飽和炭化水素基でもよく、不飽和結合(炭素−炭素二重結合、炭素−炭素三重結合等)を有する不飽和炭化水素基でもよい。不飽和炭化水素基に含まれる不飽和結合の数は1つでも2つ以上でもよい。
上記炭化水素基の具体例としては、−(CH14CH、−(CHCH=CH(CHCH、−(CHCH=CHCHCH=CH(CHCH、−(CHCH=CHCHCH=CHCH=CHCH、−(CHCH=CHCHCH=CHCHCH=CH等が挙げられる。
式(2)中、Xは、硬化物の吸水性が低い点で、水素原子であることが好ましい。
(Structural unit (2))
The structural unit (2) is a structural unit derived from the compound (m2), and contributes to lowering the elastic modulus and improving the adhesion of the cured product.
In formula (2), R 4 is a linear or branched hydrocarbon group having 10 to 25 carbon atoms. When the number of carbon atoms is 10 or more, it is easy to lower the melt viscosity of the polyvalent hydroxy resin, and it is easy to obtain a cured product having a low elastic modulus and high adhesion. When the number of carbon atoms is 25 or less, the heat resistance of the cured product is excellent.
10-25 are preferable and, as for carbon number of the said hydrocarbon group, 15-20 are more preferable.
The hydrocarbon group may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group having an unsaturated bond (carbon-carbon double bond, carbon-carbon triple bond, etc.). The number of unsaturated bonds contained in the unsaturated hydrocarbon group may be one or two or more.
Specific examples of the hydrocarbon group include — (CH 2 ) 14 CH 3 , — (CH 2 ) 7 CH═CH (CH 2 ) 5 CH 3 , — (CH 2 ) 7 CH═CHCH 2 CH═CH ( CH 2) 2 CH 3, - (CH 2) 7 CH = CHCH 2 CH = CHCH = CHCH 3, - (CH 2) 7 CH = CHCH 2 CH = CHCH 2 CH = CH 2 and the like.
In formula (2), X is preferably a hydrogen atom in terms of low water absorption of the cured product.

式(2)中、ベンゼン環におけるRの結合位置は、ホルムアルデヒドとの反応性の点で、水酸基の結合した位置(1位)に対してメタ位(3位または5位)が好ましい。なお、Xが水酸基である場合、1位は、Xの結合位置ではなく、式中に「OH」として示される水酸基の結合位置を示すものとする。
ベンゼン環におけるXの結合位置は特に限定されない。Xが水酸基である場合、ホルムアルデヒドとの反応性の点で、式中に「OH」として示される水酸基の結合した位置(1位)に対してメタ位が好ましい。
構成単位(2)において、ベンゼン環におけるメチレン基の結合位置は特に限定されない。典型的には、水酸基の結合した位置(1位)に対してオルソ位(2位または6位)およびパラ位(4位)のいずれかである。
In the formula (2), the bonding position of R 4 in the benzene ring is preferably the meta position (the 3rd position or the 5th position) with respect to the position where the hydroxyl group is bonded (the 1st position) in terms of reactivity with formaldehyde. When X is a hydroxyl group, the 1-position indicates not the X bonding position but the hydroxyl bonding position shown as “OH” in the formula.
The bonding position of X in the benzene ring is not particularly limited. When X is a hydroxyl group, from the viewpoint of reactivity with formaldehyde, the meta position is preferred with respect to the position (the 1st position) where the hydroxyl group is represented as “OH” in the formula.
In the structural unit (2), the bonding position of the methylene group in the benzene ring is not particularly limited. Typically, it is either the ortho position (2nd or 6th position) or the para position (4th position) with respect to the position where the hydroxyl group is bonded (1st position).

構成単位(2)は、化合物(m2)に由来する。
化合物(m2)において、ベンゼン環におけるYの結合位置は特に限定されない。Yがメチル基である場合、水酸基の結合した位置(1位)に対してオルソ位が好ましい。
多価ヒドロキシ樹脂の製造に用いられる化合物(m2)は、単一の化合物からなるものでもよく2種以上の混合物でもよく、たとえばカシューナットシェルリキッドおよびその精製物、カルダノール、カルドール(カードルともいう。)、2−メチルカルドール、アナカルド酸、ウルシオール等が挙げられる。
The structural unit (2) is derived from the compound (m2).
In the compound (m2), the bonding position of Y in the benzene ring is not particularly limited. When Y is a methyl group, the ortho position is preferred with respect to the position to which the hydroxyl group is bonded (position 1).
The compound (m2) used in the production of the polyvalent hydroxy resin may consist of a single compound or a mixture of two or more thereof. For example, cashew nut shell liquid and purified product thereof, cardanol, cardol (also called curdle). ), 2-methylcardol, anacardic acid, urushiol and the like.

化合物(m2)としては、比較的安価であり、反応性の制御が容易であり、得られる多価ヒドロキシ樹脂が低粘度特性を示しやすく、低弾性率の硬化物を得やすいことから、カシューナットシェルリキッドまたはその精製物が好ましい。カシューナットシェルリキッドおよびその精製物には、カルダノールを含む複数の化合物(m2)が含まれることが多い。
カシューナットシェルリキッドまたはその精製物としては、カシューナットシェルリキッドまたはその精製物の全質量に対し、カルダノールの含有量が70〜100質量%、カルドールの含有量が0〜25質量%、メチルカルダノールの含有量が0〜5%であり、カルダノールとカルドールとメチルカルダノールとの合計量(有効成分量)が70質量%以上であるものが好ましい。
As the compound (m2), cashew nuts are relatively inexpensive, easy to control the reactivity, and the obtained polyvalent hydroxy resin tends to exhibit low viscosity characteristics and easily obtain a cured product having a low elastic modulus. Shell liquid or a purified product thereof is preferred. Cashew nut shell liquid and purified products thereof often contain a plurality of compounds (m2) containing cardanol.
The cashew nut shell liquid or a purified product thereof has a cardanol content of 70 to 100% by mass, a cardol content of 0 to 25% by mass, and a methyl cardanol with respect to the total mass of the cashew nut shell liquid or the purified product thereof. Is preferably 0 to 5%, and the total amount of cardanol, cardol, and methylcardanol (active ingredient amount) is 70% by mass or more.

(他のフェノール成分)
他の構成単位としては、化合物(m1)および化合物(m2)以外の他のフェノール成分由来の構成単位が挙げられる。
他のフェノール成分としては、たとえばフェノール、オルソクレゾール、パラクレゾール、メタクレゾール、アリルフェノール、エチルフェノール、プロピルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール等が挙げられる。反応に用いられる他のフェノール成分は、単一の化合物からなるものでもよく2種以上の混合物でもよい。
上記の中では、安価であり、反応性に優れ、低沸点であるため容易に除去でき、大量に使用しても容易にリサイクル可能であることから、フェノール、オルソクレゾール、パラクレゾール、アリルフェノールが好ましい。
(Other phenol components)
Examples of the other structural unit include structural units derived from other phenol components other than the compound (m1) and the compound (m2).
Examples of other phenol components include phenol, orthocresol, paracresol, metacresol, allylphenol, ethylphenol, propylphenol, octylphenol, nonylphenol, and the like. The other phenol component used in the reaction may be a single compound or a mixture of two or more.
Among the above, since it is inexpensive, excellent in reactivity, and has a low boiling point, it can be easily removed, and can be easily recycled even when used in large quantities. Therefore, phenol, orthocresol, paracresol, and allylphenol are preferable.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂中、構成単位(2)と化合物(m2)との合計の含有量は、多価ヒドロキシ樹脂の総質量に対し、20〜50質量%であり、30〜40質量%が好ましい。構成単位(2)および化合物(m2)はいずれも、Rを有する。構成単位(2)および化合物(m2)の合計の含有量が上記下限値以上であれば、充分な量のRが存在し、硬化物を低弾性率および高密着性にできる。構成単位(2)と化合物(m2)との合計の含有量が上記上限値以下であれば、エポキシ樹脂を硬化させる際の硬化性、および硬化物の耐熱性が優れる。 In the polyvalent hydroxy resin of the present invention, the total content of the structural unit (2) and the compound (m2) is 20 to 50% by mass and 30 to 40% by mass with respect to the total mass of the polyvalent hydroxy resin. Is preferred. The structural unit (2) and the compound (m2) both have R 4 . If the total content of the structural unit (2) and the compound (m2) is not less than the above lower limit value, a sufficient amount of R 4 is present, and the cured product can have a low elastic modulus and high adhesion. If total content of a structural unit (2) and a compound (m2) is below the said upper limit, the curability at the time of hardening an epoxy resin and the heat resistance of hardened | cured material will be excellent.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂中、化合物(m2)の含有量は、多価ヒドロキシ樹脂の総質量に対し、10質量%以下であり、5質量%以下が好ましい。下限は特に限定されず、0質量%であってもよい。化合物(m2)の含有量が上記上限値以下であれば、硬化物の耐熱性が優れる。   In the polyvalent hydroxy resin of the present invention, the content of the compound (m2) is 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, based on the total mass of the polyvalent hydroxy resin. The lower limit is not particularly limited, and may be 0% by mass. If content of a compound (m2) is below the said upper limit, the heat resistance of cured | curing material will be excellent.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂中、構成単位(1)の含有量は、多価ヒドロキシ樹脂の総質量に対し、50〜80質量%が好ましく、60〜70質量%がより好ましい。構成単位(1)の含有量が上記下限値以上であれば、硬化物の耐熱性がより優れる。構成単位(1)の含有量が上記上限値以下であれば、硬化物をより低弾性率および高密着性にできる。   In the polyvalent hydroxy resin of the present invention, the content of the structural unit (1) is preferably 50 to 80% by mass and more preferably 60 to 70% by mass with respect to the total mass of the polyvalent hydroxy resin. If content of a structural unit (1) is more than the said lower limit, the heat resistance of cured | curing material will be more excellent. If content of a structural unit (1) is below the said upper limit, hardened | cured material can be made into a low elasticity modulus and high adhesiveness more.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂中、他の構成単位の含有量は、多価ヒドロキシ樹脂の総質量に対し、0〜30質量%が好ましく、0〜20質量%がより好ましい。   In the polyvalent hydroxy resin of the present invention, the content of other structural units is preferably 0 to 30% by mass and more preferably 0 to 20% by mass with respect to the total mass of the polyvalent hydroxy resin.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂は、環境面およびエポキシ樹脂との硬化速度の点から、化合物(m2)以外の未反応のフェノール成分およびホルムアルデヒドを含まないことが好ましい。   The polyvalent hydroxy resin of the present invention preferably contains no unreacted phenol component and formaldehyde other than the compound (m2) from the viewpoints of the environment and the curing rate with the epoxy resin.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂の軟化点は、50〜100℃であり、60〜90℃が好ましい。軟化点が上記下限値以上であれば、多価ヒドロキシ樹脂の溶融時の流動性が優れ、無機フィラーの高配合が可能となる。また、得られる硬化物の耐熱性および低弾性率に優れる。軟化点が上記上限値以下であれば、成形性および硬化物の耐熱性に優れる。
多価ヒドロキシ樹脂の軟化点は、JIS K 6910に従って測定される。
多価ヒドロキシ樹脂の軟化点は、化合物(m1)と化合物(m2)との質量比および反応条件等により調整できる。
The softening point of the polyvalent hydroxy resin of the present invention is 50 to 100 ° C, preferably 60 to 90 ° C. When the softening point is equal to or higher than the lower limit, the fluidity when the polyvalent hydroxy resin is melted is excellent, and the inorganic filler can be highly blended. Moreover, it is excellent in the heat resistance and low elastic modulus of the hardened | cured material obtained. If a softening point is below the said upper limit, it is excellent in a moldability and the heat resistance of hardened | cured material.
The softening point of the polyvalent hydroxy resin is measured according to JIS K 6910.
The softening point of the polyvalent hydroxy resin can be adjusted by the mass ratio between the compound (m1) and the compound (m2), the reaction conditions, and the like.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂の150℃における溶融粘度は、0.1P〜6Pが好ましく、0.2P〜4Pがより好ましい。溶融粘度が上記下限値以上であると、多価ヒドロキシ樹脂の溶融時の流動性が優れ、無機フィラーの高配合が可能となる。溶融粘度が上記上限値以下であると、流動性に優れる。
多価ヒドロキシ樹脂の溶融粘度は、JIS K 7117−2に準拠した方法により測定される。
多価ヒドロキシ樹脂の溶融粘度は、多価ヒドロキシ樹脂の質量平均分子量(Mw)、構成単位(2)および化合物(m2)の合計の含有量等により調整できる。
The melt viscosity at 150 ° C. of the polyvalent hydroxy resin of the present invention is preferably 0.1P to 6P, and more preferably 0.2P to 4P. When the melt viscosity is at least the above lower limit, the fluidity at the time of melting of the polyvalent hydroxy resin is excellent, and high blending of the inorganic filler becomes possible. When the melt viscosity is not more than the above upper limit, the fluidity is excellent.
The melt viscosity of the polyvalent hydroxy resin is measured by a method based on JIS K 7117-2.
The melt viscosity of the polyvalent hydroxy resin can be adjusted by the mass average molecular weight (Mw) of the polyvalent hydroxy resin, the total content of the structural unit (2) and the compound (m2).

本発明の多価ヒドロキシ樹脂の質量平均分子量(Mw)は、1000〜5000が好ましく、1500〜4500がより好ましい。Mwが上記下限値以上であると、エポキシ樹脂との反応性に優れ、硬化物の耐熱性がより優れる。Mwが上記上限値以下であると、多価ヒドロキシ樹脂の溶融時の流動性がより優れる。
多価ヒドロキシ樹脂の分散度(Mw/数平均分子量(Mn))は、1.5〜4.5が好ましく、2.0〜4.0がより好ましい。
MwおよびMnは、標準物質をポリスチレンとしたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される値である。
1000-5000 are preferable and, as for the mass mean molecular weight (Mw) of the polyvalent hydroxy resin of this invention, 1500-4500 are more preferable. When the Mw is not less than the above lower limit, the reactivity with the epoxy resin is excellent, and the heat resistance of the cured product is more excellent. When Mw is not more than the above upper limit, the fluidity at the time of melting of the polyvalent hydroxy resin is more excellent.
The dispersity (Mw / number average molecular weight (Mn)) of the polyvalent hydroxy resin is preferably 1.5 to 4.5, more preferably 2.0 to 4.0.
Mw and Mn are values measured by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂の水酸基当量は、110〜160g/eqが好ましく、115〜150g/eqがより好ましい。水酸基当量が上記下限値以上であると、硬化物の耐熱性がより優れる。水酸基当量が上記上限値以下であると、硬化物がより低弾性率になる。
多価ヒドロキシ樹脂の水酸基当量は、無水酢酸によるアセチル化法により測定される。
The hydroxyl equivalent of the polyvalent hydroxy resin of the present invention is preferably 110 to 160 g / eq, more preferably 115 to 150 g / eq. When the hydroxyl equivalent is not less than the above lower limit, the heat resistance of the cured product is more excellent. When the hydroxyl group equivalent is not more than the above upper limit, the cured product has a lower elastic modulus.
The hydroxyl group equivalent of the polyvalent hydroxy resin is measured by an acetylation method using acetic anhydride.

<多価ヒドロキシ樹脂の製造方法>
本発明の多価ヒドロキシ樹脂は、化合物(m1)および化合物(m2)を含む少なくとも2種のフェノール成分と、ホルムアルデヒドとを反応させることにより製造できる。
上記フェノール成分とホルムアルデヒドとを反応させると、フェノール成分に対するホルムアルデヒドの付加反応(メチロール化反応)と、生成したメチロール体とフェノール成分との縮合反応が進行する。これにより、多価ヒドロキシ樹脂が生成する。
<Method for producing polyvalent hydroxy resin>
The polyvalent hydroxy resin of the present invention can be produced by reacting at least two phenol components including the compound (m1) and the compound (m2) with formaldehyde.
When the phenol component and formaldehyde are reacted, an addition reaction (methylolation reaction) of formaldehyde with respect to the phenol component and a condensation reaction between the produced methylol body and the phenol component proceed. Thereby, a polyvalent hydroxy resin is produced.

上記少なくとも2種のフェノール化合物において、化合物(m1):化合物(m2)の質量比は、50:50〜80:20が好ましい。化合物(m1):化合物(m2)の質量比が上記範囲内であれば、多価ヒドロキシ樹脂中の構成単位(2)と化合物(m2)との合計の含有量が20〜50質量%の範囲内となりやすい。   In the at least two phenol compounds, the mass ratio of the compound (m1): the compound (m2) is preferably 50:50 to 80:20. When the mass ratio of the compound (m1): the compound (m2) is within the above range, the total content of the structural unit (2) and the compound (m2) in the polyvalent hydroxy resin is in the range of 20 to 50% by mass. It is easy to be inside.

上記少なくとも2種のフェノール化合物において、他のフェノール成分:化合物(m1)と化合物(m2)との合計質量の質量比は、0:100〜60:40が好ましく、0:100〜50:50がより好ましい。   In the above-mentioned at least two kinds of phenol compounds, the mass ratio of the total mass of other phenol components: compound (m1) and compound (m2) is preferably 0: 100 to 60:40, and 0: 100 to 50:50. More preferred.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂の製造方法としては、以下の製造方法が好ましい。
上記少なくとも2種のフェノール成分の一部と、ホルムアルデヒドとを塩基性触媒の存在下で反応させて第1の反応生成物を得る第1工程と、
上記少なくとも2種のフェノール成分の残部と、上記第1の反応生成物とを酸性触媒の存在下で反応させて多価ヒドロキシ樹脂を得る第2工程と、を有し、
化合物(m2)の全量は第1工程で反応させ、
化合物(m1)の少なくとも一部は第2工程で反応させる、多価ヒドロキシ樹脂の製造方法。
As a manufacturing method of the polyvalent hydroxy resin of this invention, the following manufacturing methods are preferable.
A first step in which a part of the at least two phenol components and formaldehyde are reacted in the presence of a basic catalyst to obtain a first reaction product;
A second step of obtaining a polyvalent hydroxy resin by reacting the remainder of the at least two kinds of phenol components and the first reaction product in the presence of an acidic catalyst,
The total amount of compound (m2) is reacted in the first step,
A method for producing a polyvalent hydroxy resin, wherein at least a part of the compound (m1) is reacted in the second step.

化合物(m1)と化合物(m2)とでは、化合物(m2)の方がホルムアルデヒドとの反応性が低い。そのため、これらを一括してホルムアルデヒドと反応させると、反応生成物中に未反応の化合物(m2)が残留しやすい。化合物(m2)が多価ヒドロキシ樹脂中に残留すると、硬化物性の低下を招く。また、化合物(m2)は高沸点であるため、残留した化合物(m2)は容易に除去できない。
そこで、まず、化合物(m2)の全量をホルムアルデヒドと反応させ、その後に化合物(m1)の少なくとも一部を反応させる。なお、化合物(m1)の一部は化合物(m2)と共に第1工程で反応させてもよい。
化合物(m2)とホルムアルデヒドとを塩基性触媒の存在下で反応させると、化合物(m2)に1〜3分子のホルムアルデヒドが付加して下記式(3)で表されるメチロール体が生成する。このようにして生成したメチロール体に化合物(m1)を付加することで、多価ヒドロキシ樹脂中に化合物(m2)が残留することを抑制できる。
Of the compound (m1) and the compound (m2), the compound (m2) is less reactive with formaldehyde. Therefore, when these are reacted with formaldehyde all at once, the unreacted compound (m2) tends to remain in the reaction product. When the compound (m2) remains in the polyvalent hydroxy resin, the cured physical properties are deteriorated. Further, since the compound (m2) has a high boiling point, the remaining compound (m2) cannot be easily removed.
Therefore, first, the whole amount of the compound (m2) is reacted with formaldehyde, and then at least a part of the compound (m1) is reacted. A part of the compound (m1) may be reacted with the compound (m2) in the first step.
When the compound (m2) and formaldehyde are reacted in the presence of a basic catalyst, 1 to 3 molecules of formaldehyde are added to the compound (m2) to form a methylol compound represented by the following formula (3). By adding the compound (m1) to the methylol body thus produced, it is possible to suppress the compound (m2) from remaining in the polyvalent hydroxy resin.

Figure 2019052258
[式中、R、XおよびYはそれぞれ前記と同義であり、kは1〜3の整数を示す。]
Figure 2019052258
[Wherein, R 4 , X and Y are as defined above, and k represents an integer of 1 to 3. ]

メチロール体と化合物(m1)との反応は、塩基性触媒の存在下でも進行するが、塩基性触媒の存在下では、メチロール体同士が反応し、構成単位(1)を含まない重合体が生成する反応や、メチロール体が反応することで生成されるホルムアルデヒドにより、さらにメチロール体が生成される反応等の副反応が生じやすい。
対して酸性触媒の存在下では、1段目の反応で生成したメチロール体と、過剰にある化合物(m1)との反応が優先的に進行しやすく、メチロール体の反応により生成されるホルムアルデヒドが過剰にある化合物(m1)と優先的に反応し、上記のような副反応が生じにくい。
The reaction between the methylol body and the compound (m1) proceeds even in the presence of the basic catalyst, but in the presence of the basic catalyst, the methylol bodies react with each other to form a polymer that does not contain the structural unit (1). The side reaction such as the reaction of generating a methylol body is more likely to occur due to the reaction to form and the formaldehyde generated by the reaction of the methylol body.
On the other hand, in the presence of an acidic catalyst, the reaction between the methylol produced in the first stage reaction and the compound (m1) in excess tends to preferentially proceed, and the formaldehyde produced by the reaction of the methylol is excessive. It reacts preferentially with the compound (m1) in the above, and the side reaction as described above hardly occurs.

上記製造方法において、フェノール成分として他のフェノール成分を反応させる場合、他のフェノール成分は、第1工程で反応させてもよく、第2工程で反応させてもよく、両方の工程で反応させてもよい。他のフェノール成分を反応させるタイミングは、ホルムアルデヒドとの反応性に応じて適宜設定できる。たとえばアリルフェノールは、化合物(m1)と同様、化合物(m2)よりもホルムアルデヒドとの反応性が高いため、第2工程で反応させることが好ましい。   In the above production method, when another phenol component is reacted as a phenol component, the other phenol component may be reacted in the first step, may be reacted in the second step, or reacted in both steps. Also good. The timing for reacting the other phenol components can be appropriately set according to the reactivity with formaldehyde. For example, allylphenol, like compound (m1), is more reactive with formaldehyde than compound (m2), so it is preferable to react in the second step.

以下、第1工程および第2工程について詳しく説明する。   Hereinafter, the first step and the second step will be described in detail.

(第1工程)
第1工程では、上述の少なくとも2種のフェノール成分の一部と、ホルムアルデヒドとを塩基性触媒の存在下で反応させて第1の反応生成物を得る。
第1工程で反応させるフェノール成分には、化合物(m2)の全量が含まれる。必要に応じて、化合物(m1)の一部、他のフェノール成分の一部または全部が含まれていてもよい。
第1工程で反応させるフェノール成分中の化合物(m1)や他のフェノール成分の割合が多くなると、構成単位(2)を有しない重合体が増えたり、未反応のまま残存する化合物(m2)の量が増えたりして、硬化物性が低下するおそれがある。そのため、より優れた硬化物性を得る観点からは、第1工程で反応させる化合物(m1)は、化合物(m2)に対し、20質量%以下が好ましい。また、第1工程で反応させる他のフェノール成分は、化合物(m2)に対し、20質量%以下が好ましい。化合物(m2)に対する化合物(m1)および他のフェノール成分それぞれの割合の下限は特に限定されず、0質量%であってもよい。
(First step)
In the first step, a part of the above-mentioned at least two phenol components and formaldehyde are reacted in the presence of a basic catalyst to obtain a first reaction product.
The phenol component to be reacted in the first step includes the total amount of the compound (m2). As needed, a part of compound (m1) and a part or all of other phenol components may be contained.
When the proportion of the compound (m1) in the phenol component to be reacted in the first step and other phenol components increases, the amount of the polymer not having the structural unit (2) increases, or the compound (m2) remaining unreacted. If the amount increases, the cured physical properties may decrease. Therefore, from the viewpoint of obtaining more excellent cured properties, the compound (m1) to be reacted in the first step is preferably 20% by mass or less with respect to the compound (m2). Moreover, 20 mass% or less of the other phenol component made to react at a 1st process is preferable with respect to a compound (m2). The lower limit of the ratio of the compound (m1) and the other phenol component to the compound (m2) is not particularly limited, and may be 0% by mass.

ホルムアルデヒドは、固形のものを用いても水溶液を用いてもよい。安価であり、反応の制御が容易である点から、水溶液を用いることが好ましい。   Formaldehyde may be a solid or an aqueous solution. It is preferable to use an aqueous solution because it is inexpensive and the reaction can be easily controlled.

第1工程で反応させるホルムアルデヒドの量は、化合物(m2)に対して10〜80質量%が好ましく、20〜60質量%がより好ましい。
ホルムアルデヒドと化合物(m2)とのモル比(ホルムアルデヒド/化合物(m2))は、0.5〜4.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましい。
ホルムアルデヒドの量が上記範囲内で少ないほど、多価ヒドロキシ樹脂中の構成単位(2)および化合物(m2)の合計の含有量が多くなる傾向がある。ホルムアルデヒドの量が上記範囲内で多いほど、上記合計の含有量に対する化合物(m2)の割合が少なくなる傾向がある。
ホルムアルデヒドの量が少なすぎると、生成した多価ヒドロキシ樹脂中に未反応の化合物(m2)が多く残留し、ガラス転移温度や、硬化速度等の硬化物性が低下するおそれがある。ホルムアルデヒドの量が多すぎると、生成した多価ヒドロキシ樹脂中に余剰のホルムアルデヒドが残留し、その除去が必要であり、コストアップに繋がり好ましくない。
なお、カシューナットシェルリキッドには化合物(m2)以外の成分が含まれることがある。カシューナットシェルリキッドを用いる場合、カシューナットシェルリキッドの有効成分の量(カルダノールとカルドールとメチルカルダノールとの合計量)が化合物(m2)の量である。
10-80 mass% is preferable with respect to a compound (m2), and, as for the quantity of the formaldehyde made to react at a 1st process, 20-60 mass% is more preferable.
0.5-4.0 are preferable and, as for the molar ratio (formaldehyde / compound (m2)) of formaldehyde and a compound (m2), 1.0-3.0 are more preferable.
As the amount of formaldehyde is smaller within the above range, the total content of the structural unit (2) and the compound (m2) in the polyvalent hydroxy resin tends to increase. As the amount of formaldehyde is larger within the above range, the ratio of the compound (m2) to the total content tends to decrease.
If the amount of formaldehyde is too small, a large amount of unreacted compound (m2) remains in the produced polyvalent hydroxy resin, and the cured physical properties such as glass transition temperature and curing rate may be lowered. If the amount of formaldehyde is too large, excess formaldehyde remains in the produced polyvalent hydroxy resin, and it is necessary to remove the formaldehyde.
The cashew nut shell liquid may contain components other than the compound (m2). When cashew nut shell liquid is used, the amount of the active ingredient (total amount of cardanol, cardol, and methyl cardanol) of cashew nut shell liquid is the amount of compound (m2).

塩基性触媒としては、反応が進行すれば特に制限はない。たとえばアルカリ金属の水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)、アンモニア水、3級アミン(トリエチルアミン等)、カルシウム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ土類金属の酸化物及び水酸化物、炭酸ナトリウム等のアルカリ性物質が挙げられる。塩基性触媒は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。   The basic catalyst is not particularly limited as long as the reaction proceeds. For example, alkali metal hydroxides (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.), ammonia water, tertiary amines (triethylamine, etc.), alkaline earth metal oxides and hydroxides such as calcium, magnesium, barium, sodium carbonate, sodium carbonate And alkaline substances such as A basic catalyst may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

第1工程において、塩基性触媒の使用量は、化合物(m2)に対して1.3〜40質量%が好ましく、6.7〜20質量%がより好ましい。
塩基性触媒と化合物(m2)とのモル比(塩基性触媒/化合物(m2))は、0.1〜3.0が好ましく、0.5〜1.5がより好ましい。
塩基性触媒の使用量が少なすぎると反応速度が遅く、使用量が多すぎると反応が急激に進み反応をコントロールすることが難しくなる。
In the first step, the amount of the basic catalyst used is preferably 1.3 to 40% by mass and more preferably 6.7 to 20% by mass with respect to the compound (m2).
0.1-3.0 are preferable and, as for the molar ratio (basic catalyst / compound (m2)) of a basic catalyst and a compound (m2), 0.5-1.5 are more preferable.
If the amount of the basic catalyst used is too small, the reaction rate is slow, and if the amount used is too large, the reaction proceeds rapidly and it becomes difficult to control the reaction.

第1工程は、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の炭素数1〜4のアルコールの存在下で行うことが好ましい。これにより、反応中に化合物(m2)や反応生成物が凝集することを防止できる。
炭素数1〜4のアルコールは1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。炭素数1〜4のアルコールとしては、メタノールが特に好ましい。
炭素数1〜4のアルコールの使用量は、化合物(m2)に対して10〜100質量%が好ましい。
この後の酸性触媒下での化合物(m1)との反応(第2工程)において、反応系に残存する炭素数1〜4のアルコールはアルキル化剤としても機能する。第1工程でメチロール化された化合物(m2)(上記式(3)のメチロール体)のメチロール基(−CHOH)が炭素数1〜4のアルコールのアルキル基(以下、Rと略記する。)でキャップされ、−CHO−Rとなる(キャップ化メチロール体)。これにより、メチロール基がそのままの状態で存在している場合に比べて、第2工程の反応の際に化合物(m2)のメチロール体同士が反応するような副反応が生じにくい。
一方、上記メチロール体及びキャップ化メチロール体は、過剰に存在する化合物(m1)とは容易に反応するため、目的の樹脂が得られやすい。
The first step is preferably performed in the presence of an alcohol having 1 to 4 carbon atoms such as methanol, ethanol, propanol, butanol and the like. Thereby, it can prevent that a compound (m2) and a reaction product aggregate during reaction.
C1-C4 alcohol may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. As the alcohol having 1 to 4 carbon atoms, methanol is particularly preferable.
As for the usage-amount of C1-C4 alcohol, 10-100 mass% is preferable with respect to a compound (m2).
In the subsequent reaction with the compound (m1) under an acidic catalyst (second step), the alcohol having 1 to 4 carbon atoms remaining in the reaction system also functions as an alkylating agent. The methylol group (—CH 2 OH) of the compound (m2) methylolated in the first step (methylol form of the above formula (3)) is an alkyl group of an alcohol having 1 to 4 carbon atoms (hereinafter abbreviated as R 5 ). .) To be —CH 2 O—R 5 (capped methylol body). Thereby, compared with the case where a methylol group exists as it is, the side reaction which a methylol body of a compound (m2) reacts in the case of reaction of a 2nd process does not arise easily.
On the other hand, since the methylol body and the capped methylol body easily react with the compound (m1) present in excess, the desired resin is easily obtained.

第1工程での反応温度は、0〜100℃が好ましく、30〜60℃がより好ましい。反応温度があまりに低いと反応は進まず、あまりに高すぎると反応をコントロールすることが難しくなり、目的の多価ヒドロキシ樹脂を安定的に得ることが難しくなる。
第1工程での反応の終了時、反応系に酸を添加して塩基性触媒を中和してもよい。
0-100 degreeC is preferable and, as for the reaction temperature in a 1st process, 30-60 degreeC is more preferable. If the reaction temperature is too low, the reaction does not proceed. If the reaction temperature is too high, it becomes difficult to control the reaction, and it becomes difficult to stably obtain the target polyvalent hydroxy resin.
At the end of the reaction in the first step, an acid may be added to the reaction system to neutralize the basic catalyst.

(第2工程)
第2工程では、上述の少なくとも2種のフェノール成分の残部(第1工程で反応させなかったフェノール成分)と、第1工程で得られた第1の反応生成物とを酸性触媒の存在下で反応させる。
第2工程で反応させるフェノール成分には、化合物(m1)の一部または全部が含まれる。必要に応じて、他のフェノール成分の一部または全部が含まれていてもよい。
(Second step)
In the second step, the remainder of the above-described at least two phenol components (the phenol component not reacted in the first step) and the first reaction product obtained in the first step are present in the presence of an acidic catalyst. React.
The phenol component to be reacted in the second step includes a part or all of the compound (m1). If necessary, some or all of the other phenol components may be contained.

酸性触媒としては、反応が進行すれば特に制限はない。たとえば塩酸、硫酸、リン酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、3フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化亜鉛等が挙げられる。酸性触媒は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
上記の内、リン酸、シュウ酸が好ましい。これらの酸性触媒は、比較的安価に入手できる。また、Rが不飽和結合を含む場合等、原料や反応生成物が不飽和結合を含む場合に、不飽和結合の重合反応が生じにくい。
The acidic catalyst is not particularly limited as long as the reaction proceeds. Examples include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid, trifluoroacetic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, boron trifluoride, aluminum chloride, iron chloride, zinc chloride and the like. An acidic catalyst may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
Of the above, phosphoric acid and oxalic acid are preferred. These acidic catalysts are available at a relatively low cost. Further, when R 4 contains an unsaturated bond, the polymerization reaction of the unsaturated bond hardly occurs when the raw material or the reaction product contains an unsaturated bond.

第2工程において、酸性触媒の使用量は、第1工程で使用した化合物(m2)に対して0.04〜12.6質量%が好ましく、0.4〜4.2質量%がより好ましい。
酸性触媒と化合物(m2)とのモル比(酸性触媒/化合物(m2))は、0.001〜0.3が好ましく、0.01〜0.1がより好ましい。
酸性触媒の使用量が少なすぎると反応速度が遅く、使用量が多すぎると反応が急激に進み反応をコントロールすることが難しくなる。
In the second step, the amount of the acidic catalyst used is preferably 0.04 to 12.6% by mass, more preferably 0.4 to 4.2% by mass, based on the compound (m2) used in the first step.
The molar ratio of the acidic catalyst to the compound (m2) (acidic catalyst / compound (m2)) is preferably 0.001 to 0.3, and more preferably 0.01 to 0.1.
If the amount of the acidic catalyst used is too small, the reaction rate is slow, and if the amount used is too large, the reaction proceeds rapidly and it becomes difficult to control the reaction.

第2工程での反応温度は、30〜150℃が好ましく、80〜120℃がより好ましい。反応温度があまりに低いと反応は進まず、あまりに高すぎると反応をコントロールすることが難しくなり、目的の多価ヒドロキシ樹脂を安定的に得ることが難しくなる。   30-150 degreeC is preferable and, as for the reaction temperature in a 2nd process, 80-120 degreeC is more preferable. If the reaction temperature is too low, the reaction does not proceed. If the reaction temperature is too high, it becomes difficult to control the reaction, and it becomes difficult to stably obtain the target polyvalent hydroxy resin.

第2工程で得られる反応生成物は、そのまま本発明の多価ヒドロキシ樹脂とすることができる。
第2工程での反応の後、必要に応じて、反応生成物に対し、蒸留等による未反応の原料の除去、濃縮、精製(洗浄、カラムクロマトグラフィー、等)等の処理を行ってもよい。未反応のホルムアルデヒドは洗浄や蒸留等により除去することが好ましい。他のフェノール成分を用いた場合は他のフェノール成分も除去することが好ましい。
The reaction product obtained in the second step can be directly used as the polyvalent hydroxy resin of the present invention.
After the reaction in the second step, if necessary, the reaction product may be subjected to treatment such as removal of unreacted raw materials by distillation or the like, concentration, purification (washing, column chromatography, etc.), etc. . Unreacted formaldehyde is preferably removed by washing or distillation. When other phenol components are used, it is preferable to remove other phenol components.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂にあっては、構成単位(1)と構成単位(2)とを有し、構成単位(2)と化合物(m2)との合計の含有量が20〜50質量%であり、化合物(m2)の含有量が10質量%以下であり、軟化点が50〜100℃であるため、エポキシ樹脂用硬化剤として用いたときに、低弾性率で耐熱性および密着性に優れた硬化物が得られる。また、エポキシ樹脂との硬化速度が速い、硬化時に未硬化の部分が生じにくい、硬化物の靱性が優れる等の効果を得ることも可能である。   The polyvalent hydroxy resin of the present invention has the structural unit (1) and the structural unit (2), and the total content of the structural unit (2) and the compound (m2) is 20 to 50% by mass. Since the content of the compound (m2) is 10% by mass or less and the softening point is 50 to 100 ° C., when used as a curing agent for epoxy resins, it has low elasticity and heat resistance and adhesion. An excellent cured product can be obtained. In addition, it is possible to obtain effects such as a high curing speed with the epoxy resin, an uncured portion hardly generated at the time of curing, and excellent toughness of the cured product.

従来、長鎖炭化水素基を有する多価ヒドロキシ樹脂の一般的な合成方法としては、化合物(m2)、他のフェノール類、アルデヒド類等を触媒の存在下で一括反応させる方法が挙げられる。かかる製造方法で得られる多価ヒドロキシ樹脂は、モノマー成分である化合物(m2)が残存しやすい。また、化合物(m2)は沸点が高いため除去が困難である。
多価ヒドロキシ樹脂を用いてエポキシ樹脂を硬化させる場合、多価ヒドロキシ樹脂をヘキサメチレンテトラミンで硬化させる場合とは異なり、フェノール性水酸基(芳香環に結合した水酸基)が反応する。多価ヒドロキシ樹脂中に化合物(m2)が残存していると、硬化時に化合物(m2)のフェノール性水酸基も反応し、分子量成長が阻害される。化合物(m2)の残存は、環境面で悪影響を及ぼすだけでなく、エポキシ樹脂の硬化速度低下及び未硬化を引き起こし、硬化物の物性および信頼性の著しい低下が懸念される。残存する化合物(m2)をより反応、消費させると、分子量が大きくなるため、流動性が低下する。また、硬化物が低弾性、高密着性になるが、Tgが低くなり耐熱性が低下する。
本発明の多価ヒドロキシ樹脂にあっては、化合物(m2)の含有量が10質量%以下であるため、硬化時に分子量成長が阻害されにくく、エポキシ樹脂の硬化速度低下、未硬化、硬化物の物性の低下等が生じにくい。構成単位(2)と化合物(m2)との合計の含有量が20質量%以上であるため、構成単位(2)または化合物(m2)由来の長鎖炭化水素基(R)によって硬化物が低弾性、高密着性になる。高密着性は、長鎖炭化水素基の他材に対するアンカー効果によると考えられる。一方で、長鎖炭化水素基が過剰に存在すると、Tgが低くなり、耐熱性が低下する。該合計の含有量が50質量%以下であるため、硬化物が高耐熱性になる。
Conventionally, a general method for synthesizing a polyvalent hydroxy resin having a long-chain hydrocarbon group includes a method in which the compound (m2), other phenols, aldehydes and the like are collectively reacted in the presence of a catalyst. In the polyvalent hydroxy resin obtained by such a production method, the compound (m2) as the monomer component tends to remain. Moreover, since the compound (m2) has a high boiling point, it is difficult to remove.
When the epoxy resin is cured using a polyvalent hydroxy resin, a phenolic hydroxyl group (hydroxyl group bonded to an aromatic ring) reacts unlike the case where the polyvalent hydroxy resin is cured with hexamethylenetetramine. When the compound (m2) remains in the polyvalent hydroxy resin, the phenolic hydroxyl group of the compound (m2) also reacts at the time of curing, thereby inhibiting the molecular weight growth. The remaining of the compound (m2) not only adversely affects the environment, but also causes a decrease in the curing rate and uncuring of the epoxy resin, and there is a concern that the physical properties and reliability of the cured product will be significantly decreased. When the remaining compound (m2) is further reacted and consumed, the molecular weight increases, and the fluidity decreases. Moreover, although hardened | cured material becomes low elasticity and high adhesiveness, Tg becomes low and heat resistance falls.
In the polyvalent hydroxy resin of the present invention, since the content of the compound (m2) is 10% by mass or less, the molecular weight growth is difficult to be inhibited at the time of curing, and the curing rate of the epoxy resin is reduced, uncured, Deterioration of physical properties is difficult to occur. Since the total content of the structural unit (2) and the compound (m2) is 20% by mass or more, the cured product is formed by the long-chain hydrocarbon group (R 4 ) derived from the structural unit (2) or the compound (m2). Low elasticity and high adhesion. The high adhesion is considered to be due to the anchor effect of the long-chain hydrocarbon group on the other material. On the other hand, if the long-chain hydrocarbon group is present in excess, Tg is lowered and heat resistance is lowered. Since the total content is 50% by mass or less, the cured product has high heat resistance.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂の用途は、特に限定されず、フェノール樹脂等の多価ヒドロキシ樹脂の用途として公知の各種の用途に用いることができる。
たとえば、本発明の多価ヒドロキシ樹脂は、複数の水酸基を有することから、水酸基と反応する官能基(エポキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基、ハロゲン化物等)を有する化合物の硬化剤(架橋剤)として用いることができる。上記効果を奏することから、本発明の多価ヒドロキシ樹脂は、エポキシ樹脂用硬化剤として好適である。
また、本発明の多価ヒドロキシ樹脂は、エポキシ樹脂を製造するための材料として用いることができる。たとえば多価ヒドロキシ樹脂の水酸基をエポキシ化することでエポキシ樹脂を得ることができる。
The use of the polyvalent hydroxy resin of the present invention is not particularly limited, and can be used for various known uses as the use of a polyvalent hydroxy resin such as a phenol resin.
For example, since the polyvalent hydroxy resin of the present invention has a plurality of hydroxyl groups, it serves as a curing agent (crosslinking agent) for compounds having functional groups (epoxy groups, carboxyl groups, isocyanate groups, halides, etc.) that react with hydroxyl groups. Can be used. Since the said effect is show | played, the polyvalent hydroxy resin of this invention is suitable as a hardening | curing agent for epoxy resins.
The polyvalent hydroxy resin of the present invention can be used as a material for producing an epoxy resin. For example, an epoxy resin can be obtained by epoxidizing the hydroxyl group of a polyvalent hydroxy resin.

<エポキシ樹脂用硬化剤>
本発明のエポキシ樹脂用硬化剤は、前述の本発明の多価ヒドロキシ樹脂からなる。すなわち、本発明のエポキシ樹脂用硬化剤の好ましい態様は、本発明の多価ヒドロキシ樹脂の好ましい態様と同様である。
<Curing agent for epoxy resin>
The epoxy resin curing agent of the present invention comprises the above-described polyvalent hydroxy resin of the present invention. That is, the preferable aspect of the curing agent for epoxy resins of the present invention is the same as the preferable aspect of the polyvalent hydroxy resin of the present invention.

<エポキシ樹脂>
本発明のエポキシ樹脂は、本発明の多価ヒドロキシ樹脂の水酸基の少なくとも一部がエポキシ化されたものである。
水酸基のエポキシ化は、公知の方法により実施できる。たとえば多価ヒドロキシ樹脂とエピクロロヒドリンとを反応させることで、多価ヒドロキシ樹脂の水酸基(構成単位(1)、構成単位(2)等におけるフェノール性水酸基等)の一部又は全部が−OZ(ここで、Zはグリシジル基である。)となった構造のエポキシ樹脂を得ることができる。
<Epoxy resin>
The epoxy resin of the present invention is obtained by epoxidizing at least part of the hydroxyl groups of the polyvalent hydroxy resin of the present invention.
Epoxidation of the hydroxyl group can be carried out by a known method. For example, by reacting a polyvalent hydroxy resin with epichlorohydrin, part or all of the hydroxyl groups (phenolic hydroxyl groups in the structural unit (1), structural unit (2), etc.) of the polyvalent hydroxy resin are —OZ. (Here, Z is a glycidyl group.) An epoxy resin having a structure can be obtained.

<エポキシ樹脂組成物>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、前述の本発明のエポキシ樹脂用硬化剤とを含む。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、必要に応じて、エポキシ樹脂及び本発明のエポキシ樹脂用硬化剤以外の他の成分をさらに含んでもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、必要に応じて、溶剤を含んでもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物に溶剤を配合し、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂用硬化剤等を溶剤に溶解させることで樹脂ワニスとすることができる。かかる樹脂ワニスは、積層板の製造に用いられる積層材料として有用である。
本発明のエポキシ樹脂組成物を封止材料(半導体封止材料等)として用いる場合、本発明のエポキシ樹脂組成物は溶剤を含まないことが好ましい。
<Epoxy resin composition>
The epoxy resin composition of the present invention includes an epoxy resin and the aforementioned curing agent for epoxy resin of the present invention.
The epoxy resin composition of this invention may further contain other components other than the epoxy resin and the hardening | curing agent for epoxy resins of this invention as needed.
The epoxy resin composition of the present invention may contain a solvent, if necessary.
A solvent can be blended in the epoxy resin composition of the present invention, and a resin varnish can be obtained by dissolving an epoxy resin, an epoxy resin curing agent, and the like in the solvent. Such a resin varnish is useful as a laminate material used in the production of laminates.
When using the epoxy resin composition of the present invention as a sealing material (semiconductor sealing material or the like), the epoxy resin composition of the present invention preferably does not contain a solvent.

エポキシ樹脂としては、特に限定されず、公知のエポキシ樹脂であってよく、たとえばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソ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型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、リン原子含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂はいずれか1種を単独で用いてもよく2種以上を組合わせて用いてもよい。
エポキシ樹脂として、本発明のエポキシ樹脂(本発明の多価ヒドロキシ樹脂の水酸基の少なくとも一部がエポキシ化されたエポキシ樹脂)を用いてもよい。
The epoxy resin is not particularly limited, and may be a known epoxy resin, such as a phenol novolac type epoxy resin, an orthocresol novolac type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, a biphenol type epoxy resin, Naphthalene type epoxy resin, anthracene type epoxy resin, naphthol type epoxy resin, xylylene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, sulfur atom-containing epoxy resin, A phosphorus atom containing epoxy resin etc. are mentioned. Any one of these epoxy resins may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
As the epoxy resin, the epoxy resin of the present invention (an epoxy resin in which at least a part of the hydroxyl groups of the polyvalent hydroxy resin of the present invention is epoxidized) may be used.

エポキシ樹脂組成物中、本発明のエポキシ樹脂用硬化剤の含有量は、硬化物特性が良好であることから、エポキシ樹脂のエポキシ当量/本発明のエポキシ樹脂用硬化剤の水酸基当量が0.7〜1.5となる量であることが好ましく、硬化物の耐熱性、低弾性率、密着性がより優れることから、0.9〜1.1となる量であることがより好ましい。   In the epoxy resin composition, since the content of the curing agent for epoxy resin of the present invention has good cured product properties, the epoxy equivalent of epoxy resin / the hydroxyl equivalent of the curing agent for epoxy resin of the present invention is 0.7. The amount is preferably 1.5, and more preferably 0.9 to 1.1 because the cured product is more excellent in heat resistance, low elastic modulus, and adhesion.

他の成分としては、本発明のエポキシ樹脂用硬化剤以外の硬化剤(以下、他の硬化剤ともいう。)、硬化促進剤、充填材(フィラー)、離型剤、表面処理剤、着色剤、可撓性付与剤等が挙げられる。
他の硬化剤としては、エポキシ樹脂に用いられる硬化剤として従来公知のものを用いることができ、たとえばフェノールノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、酸無水物、アミン樹脂等が挙げられる。
As other components, a curing agent other than the epoxy resin curing agent of the present invention (hereinafter also referred to as other curing agent), a curing accelerator, a filler (filler), a release agent, a surface treatment agent, a colorant. And a flexibility imparting agent.
As other curing agents, those conventionally known as curing agents used for epoxy resins can be used, such as phenol resins such as phenol novolac resins and triphenylmethane type phenol resins, acid anhydrides, amine resins and the like. It is done.

硬化促進剤としては、特に限定されず、公知の硬化促進剤であってよい。たとえばリン系化合物、第3級アミン、イミダゾール化合物、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯塩等が挙げられる。リン系化合物としては、トリフェニルホスフィン、トリス−2,6−ジメトキシフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、亜リン酸トリフェニル等が挙げられる。第3級アミンとしては、2−ジメチルアミノメチルフェノール、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等が挙げられる。イミダゾール化合物としては、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等が挙げられる。これらの硬化促進剤はいずれか1種を単独で用いてもよく2種以上を組合わせて用いてもよい。
硬化促進剤としては、硬化性、耐熱性、電気特性がより優れる点、耐湿信頼性が低下しにくい点で、リン系化合物(特にトリフェニルホスフィン)、イミダゾール化合物が好ましい。
硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂に対し、0.1〜5質量%が好ましい。
It does not specifically limit as a hardening accelerator, A well-known hardening accelerator may be sufficient. Examples thereof include phosphorus compounds, tertiary amines, imidazole compounds, organic acid metal salts, Lewis acids, amine complex salts, and the like. Examples of the phosphorus compound include triphenylphosphine, tris-2,6-dimethoxyphenylphosphine, tri-p-tolylphosphine, and triphenyl phosphite. Examples of the tertiary amine include 2-dimethylaminomethylphenol, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, and the like. Examples of the imidazole compound include 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and the like. Any one of these curing accelerators may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
As the curing accelerator, a phosphorus compound (particularly triphenylphosphine) and an imidazole compound are preferable in that they are more excellent in curability, heat resistance, and electrical properties, and are difficult to reduce moisture reliability.
As for content of a hardening accelerator, 0.1-5 mass% is preferable with respect to an epoxy resin.

充填材(フィラー)としては、結晶性シリカ粉、溶融性シリカ粉、石英ガラス粉、タルク、ケイ酸カルシウム粉、ケイ酸ジルコニウム粉、アルミナ粉、炭酸カルシウム粉等が挙げられ、結晶性シリカ粉、溶融性シリカ粉が好ましい。
離型剤としては、たとえばカルナバワックス等の各種ワックス類等が挙げられる。
表面処理剤としては、公知のシランカップリング剤等が挙げられる。
着色剤としては、カーボンブラック等が挙げられる。
可撓性付与剤としては、シリコーン樹脂、ブタジエン−アクリロニトリルゴム等が挙げられる。
Examples of the filler (filler) include crystalline silica powder, fusible silica powder, quartz glass powder, talc, calcium silicate powder, zirconium silicate powder, alumina powder, calcium carbonate powder, and the like. A fusible silica powder is preferred.
Examples of the release agent include various waxes such as carnauba wax.
Examples of the surface treatment agent include known silane coupling agents.
Examples of the colorant include carbon black.
Examples of the flexibility imparting agent include silicone resin and butadiene-acrylonitrile rubber.

溶剤としては、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤等を溶解するものであれば特に制限はなく、典型的には、極性溶剤が用いられる。極性溶剤としては、たとえばアセトン、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、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、メタノール、エタノール、ブタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブ、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、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン等が挙げられる。   The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and the like, and a polar solvent is typically used. Examples of polar solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, methanol, ethanol, butanol, ethyl acetate, butyl acetate, methyl cellosolve, ethyl diglycol acetate , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, tetrahydrofuran and the like.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、本発明のエポキシ樹脂用硬化剤と、必要に応じて他の成分と、を混合することにより調製できる。混合は、常法により行うことができる。   The epoxy resin composition of this invention can be prepared by mixing an epoxy resin, the hardening | curing agent for epoxy resins of this invention, and another component as needed. Mixing can be performed by a conventional method.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、熱硬化性を有し、熱硬化性成形材料として使用できる。
本発明のエポキシ樹脂組成物の用途としては、特に制限はなく、公知の熱硬化性成形材料の用途と同様であってよい。たとえば封止材料、フィルム材料、積層材料等が挙げられる。
The epoxy resin composition of the present invention has thermosetting properties and can be used as a thermosetting molding material.
There is no restriction | limiting in particular as an application of the epoxy resin composition of this invention, It may be the same as that of the use of a well-known thermosetting molding material. For example, a sealing material, a film material, a laminated material, etc. are mentioned.

<硬化物>
本発明の硬化物は、本発明のエポキシ樹脂組成物を硬化してなるものである。
エポキシ樹脂組成物の硬化は、温度を100〜200℃に制御して行うことが好ましい。
硬化操作の一例としては、一旦、上記の好適な温度で30秒間以上1時間以下の硬化を行った後、さらに、上記の好適な温度で1〜20時間の後硬化を行う方法が挙げられる。
<Hardened product>
The cured product of the present invention is obtained by curing the epoxy resin composition of the present invention.
Curing of the epoxy resin composition is preferably performed by controlling the temperature at 100 to 200 ° C.
As an example of the curing operation, there may be mentioned a method of once performing curing at the above-mentioned suitable temperature for 30 seconds to 1 hour and further performing post-curing at the above-mentioned suitable temperature for 1 to 20 hours.

<半導体封止材>
本発明の半導体封止材は、本発明の硬化物を含む。
封止材の形状は、特に限定されず、公知の半導体等で採用される封止材の形状と同様の形状を採用できる。
本発明の封止材を形成する方法としては、特に限定されず、トランスファー成成法、圧縮成成法等の公知の成形方法を採用できる。
<Semiconductor encapsulant>
The semiconductor sealing material of the present invention includes the cured product of the present invention.
The shape of the sealing material is not particularly limited, and a shape similar to the shape of the sealing material employed in a known semiconductor or the like can be employed.
The method for forming the sealing material of the present invention is not particularly limited, and a known molding method such as a transfer forming method or a compression forming method can be employed.

<積層板>
本発明の積層板は、繊維質基材と本発明の硬化物とを含む。
<Laminated plate>
The laminated board of this invention contains a fibrous base material and the hardened | cured material of this invention.

繊維質基材を構成する繊維としては、たとえば、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ステンレス繊維等の無機繊維;綿、麻、紙等の天然繊維;ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等の合成有機繊維が挙げられる。これらの繊維は、いずれか1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
繊維質基材の形状は、特に限定されず、たとえば、短繊維、ヤーン、マット、シート等が挙げられる。
Examples of fibers constituting the fibrous base material include inorganic fibers such as glass fibers, carbon fibers, ceramic fibers, and stainless fibers; natural fibers such as cotton, hemp, and paper; synthetic organic fibers such as polyester resins and polyamide resins. Can be mentioned. Any one of these fibers may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
The shape of the fibrous base material is not particularly limited, and examples thereof include short fibers, yarns, mats, and sheets.

本発明の積層板は、エポキシ樹脂と本発明のエポキシ樹脂用硬化剤と溶剤とを含む樹脂ワニスを用いて製造できる。たとえば、繊維質基材に樹脂ワニスを含浸させたプリプレグを含む積層物を加熱加圧し、硬化させることで積層板が得られる。   The laminated board of this invention can be manufactured using the resin varnish containing an epoxy resin, the hardening | curing agent for epoxy resins of this invention, and a solvent. For example, a laminate comprising a prepreg in which a fibrous base material is impregnated with a resin varnish is heated and pressurized and cured to obtain a laminate.

樹脂ワニスは、溶剤を必須成分とする以外は、上述の本発明のエポキシ樹脂組成物と同様である。
樹脂ワニス中の溶剤の含有量は、樹脂ワニスの固形分濃度に応じて適宜設定される。樹脂ワニスの固形分濃度は、用途によっても異なるが、30〜80質量%が好ましく、50〜70質量%がより好ましい。
なお、樹脂ワニスの固形分濃度は、樹脂ワニスの総質量に対する、樹脂ワニスから溶剤を除いた質量の割合である。
The resin varnish is the same as the above-described epoxy resin composition of the present invention except that a solvent is an essential component.
The content of the solvent in the resin varnish is appropriately set according to the solid content concentration of the resin varnish. The solid content concentration of the resin varnish varies depending on the use, but is preferably 30 to 80% by mass, and more preferably 50 to 70% by mass.
The solid content concentration of the resin varnish is the ratio of the mass of the resin varnish excluding the solvent to the total mass of the resin varnish.

プリプレグは、樹脂ワニスを繊維質基材に含浸させ、乾燥し、溶剤を除去することにより得られる。
繊維質基材に含浸させる樹脂ワニスの量としては、特に限定されず、たとえば、含浸される樹脂ワニスの固形分量が、繊維質基材(100質量%)に対して30〜50質量%程度となるようにする。
The prepreg is obtained by impregnating a fibrous base material with a resin varnish, drying, and removing the solvent.
The amount of the resin varnish to be impregnated into the fibrous base material is not particularly limited. For example, the solid content of the resin varnish to be impregnated is about 30 to 50% by mass with respect to the fibrous base material (100% by mass). To be.

積層物におけるプリプレグの積層数は、1層であってもよく2層以上であってもよい。
積層物においては、プリプレグ以外の他の基材を積層してもよい。他の基材としては、たとえば、銅箔等の金属箔が挙げられる。
積層物を加熱加圧する際の加熱温度は、前述の硬化温度が好ましい。加圧条件としては、2〜20kN/mが好ましい。
The number of prepregs laminated in the laminate may be one layer or two or more layers.
In the laminate, a substrate other than the prepreg may be laminated. As another base material, metal foil, such as copper foil, is mentioned, for example.
The heating temperature for heating and pressurizing the laminate is preferably the aforementioned curing temperature. As a pressurizing condition, 2 to 20 kN / m 2 is preferable.

上記のようにして製造される積層板は、繊維質基材と樹脂ワニスの硬化物とを含む繊維強化樹脂層を備える。積層板が備える繊維強化樹脂層の数は1層でもよく2層以上でもよい。積層板は、銅箔等の金属箔層を有していてもよい。   The laminated board manufactured as mentioned above is provided with the fiber reinforced resin layer containing a fibrous base material and the hardened | cured material of a resin varnish. The number of fiber reinforced resin layers provided in the laminate may be one or two or more. The laminated board may have metal foil layers, such as copper foil.

以下に、本発明を実施例によってさらに詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
以下において「%」は、特に限定のない場合は「質量%」を示す。
多価ヒドロキシ樹脂の特性の測定方法、多価ヒドロキシ樹脂の製造に用いた原料を以下に示す。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to the examples.
In the following, “%” indicates “mass%” unless otherwise specified.
The measuring method of the characteristic of polyvalent hydroxy resin and the raw material used for manufacture of polyvalent hydroxy resin are shown below.

<測定方法>
[質量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)]
多価ヒドロキシ樹脂の質量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)は、下記のGPC装置及びカラムを使用し、標準物質をポリスチレンとして測定した。
GPC装置:東ソー社製、HLC8120GPC。
カラム:TSKgel G3000H+G2000H+G2000H。
<Measurement method>
[Mass average molecular weight (Mw), dispersity (Mw / Mn)]
The mass average molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) of the polyvalent hydroxy resin were measured using the following GPC apparatus and column as a standard substance as polystyrene.
GPC apparatus: HLC8120GPC manufactured by Tosoh Corporation.
Column: TSKgel G3000H + G2000H + G2000H.

[水酸基当量]
多価ヒドロキシ樹脂の水酸基当量は、自動滴定装置(平沼産業製COM−1700S)を用い、無水酢酸によるアセチル化法で測定した。
[Hydroxyl equivalent]
The hydroxyl group equivalent of the polyvalent hydroxy resin was measured by an acetylation method with acetic anhydride using an automatic titrator (COM-1700S manufactured by Hiranuma Sangyo).

[溶融粘度]
多価ヒドロキシ樹脂の溶融粘度は、150℃に設定した粘度計(ブルックフィールド社製CAP2000 VISCOMETER)により測定した。
[Melt viscosity]
The melt viscosity of the polyvalent hydroxy resin was measured by a viscometer (CAP2000 VISCOMETER manufactured by Brookfield) set at 150 ° C.

[軟化点]
多価ヒドロキシ樹脂の軟化点は、JIS K 6910に従って測定した。
[Softening point]
The softening point of the polyvalent hydroxy resin was measured according to JIS K 6910.

<使用原料>
カシューナットシェルリキッド(CNSL):GOLDEN CASHEW PRODUCTS PVT社製、商品名:CARDANOL、成分:カルダノール含有量90.44%、カルドール含有量4.02%、メチルカルドール1.04%で、それらの合計(有効成分量)95.5%。
LVR8210DL:フェノールノボラック、群栄化学工業株式会社製、商品名:LVR8210DL、軟化点69℃、150℃溶融粘度0.5P、質量平均分子量(Mw)508、2核体の含有量0.8%。
PS−4271:フェノールノボラック、群栄化学工業株式会社製、商品名:PS−4271、軟化点70℃、150℃溶融粘度0.7P、質量平均分子量(Mw)800、2核体の含有量27%。
これらのフェノールノボラックの軟化点、溶融粘度、Mwは上記と同様の測定方法により測定した。2核体の含有量はGPC面積%により測定した。
なお、フェノールノボラックは、上記式(m1)中のR〜Rが水素原子、Rが式(r1)で表される化合物の1種以上からなる。GPCによれば、LVR8210DLの主成分は、nが2である化合物(約80面積%)であり、PS−4271の主成分は、nが1である化合物(約27面積%)であった。主成分はGPC分布中の最も構造の割合が高い構造を意味する。
<Raw materials>
Cashew nut shell liquid (CNSL): GOLDEN CASHEW PRODUCTS PVT Co., Ltd., trade name: CARDANOL, component: cardanol content 90.44%, cardol content 4.02%, methyl cardol 1.04%, total of them (Amount of active ingredient) 95.5%.
LVR8210DL: phenol novolak, manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., trade name: LVR8210DL, softening point 69 ° C., 150 ° C. melt viscosity 0.5 P, mass average molecular weight (Mw) 508, binuclear content 0.8%.
PS-4271: phenol novolak, manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., trade name: PS-4271, softening point 70 ° C., 150 ° C. melt viscosity 0.7 P, mass average molecular weight (Mw) 800, binuclear content 27 %.
The softening point, melt viscosity, and Mw of these phenol novolacs were measured by the same measurement method as described above. The binuclear content was measured by GPC area%.
Incidentally, the phenol novolaks, R 1 to R 3 in the formula (m1) is a hydrogen atom, R consists of one or more of the compounds represented by formula (r1). According to GPC, the main component of LVR8210DL was a compound having n = 2 (about 80 area%), and the main component of PS-4271 was a compound having n = 1 (about 27 area%). The main component means a structure having the highest structure ratio in the GPC distribution.

<実施例1>
温度計、攪拌機、冷却管を備えた内容量3Lのガラス製フラスコに、CNSL300g、メタノール150g、50%ホルムアルデヒド水溶液180g(3.0モル、CNSLに対し60%)を仕込み、その混合液に30%水酸化ナトリウム水溶液133gを35℃で1.5時間かけて滴下した。その後、60℃にてCNSLのメチロール化反応を4時間行った。次いで、メチルイソブチルケトンを1200gを添加し、30%酢酸220gを用いて中和した後、水洗を行い、中和塩を除去後、LVR8210DLを1200g(CNSL:LVR8210DL=20:80)及び、シュウ酸6gを添加して系内を酸性にし、100℃で4時間の付加反応を行った。次いで、水洗を行い、その後、メチルイソブチルケトンを留去し、多価ヒドロキシ樹脂Aを得た。
多価ヒドロキシ樹脂Aの軟化点は78℃、150℃における溶融粘度は1.5P、ゲル浸透クロマトグラフ分析(GPC)における質量平均分子量(Mw)は2260、分散度(Mw/Mn)は2.980、水酸基当量は116g/eqであった。また、多価ヒドロキシ樹脂Aの全質量に対し、構成単位(2)および化合物(m2)の合計の含有量は20.0%(残部が80.0%)で、化合物(m2)の含有量は0.13%であった。これらの含有量は、多価ヒドロキシ樹脂Aの質量、使用したCNSL量及びガスクロマトグラフィーにより求めた。
<Example 1>
A 3 L glass flask equipped with a thermometer, stirrer, and condenser is charged with 300 g of CNSL, 150 g of methanol, and 180 g of a 50% formaldehyde aqueous solution (3.0 mol, 60% with respect to CNSL). 133 g of an aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at 35 ° C. over 1.5 hours. Thereafter, methylolation reaction of CNSL was performed at 60 ° C. for 4 hours. Next, 1200 g of methyl isobutyl ketone was added, neutralized with 220 g of 30% acetic acid, washed with water, neutralized salts were removed, 1200 g of LVR8210DL (CNSL: LVR8210DL = 20: 80), and oxalic acid 6 g was added to acidify the system, and an addition reaction was performed at 100 ° C. for 4 hours. Subsequently, washing with water was performed, and then methyl isobutyl ketone was distilled off to obtain a polyvalent hydroxy resin A.
The softening point of the polyvalent hydroxy resin A is 78 ° C., the melt viscosity at 150 ° C. is 1.5 P, the mass average molecular weight (Mw) in gel permeation chromatography (GPC) is 2260, and the dispersity (Mw / Mn) is 2. 980, the hydroxyl group equivalent was 116 g / eq. The total content of the structural unit (2) and the compound (m2) is 20.0% (the balance is 80.0%) with respect to the total mass of the polyvalent hydroxy resin A, and the content of the compound (m2) Was 0.13%. These contents were determined by the mass of the polyvalent hydroxy resin A, the amount of CNSL used, and gas chromatography.

<実施例2>
温度計、攪拌機、冷却管を備えた内容量3Lのガラス製フラスコに、CNSL300g、メタノール150g、50%ホルムアルデヒド水溶液135g(2.25モル、CNSLに対し45%)を仕込み、その混合液に30%水酸化ナトリウム水溶液133gを35℃で1.5時間かけて滴下した。その後、60℃にてCNSLのメチロール化反応を4時間行った。次いで、メチルイソブチルケトンを450gを添加し、30%酢酸220gを用いて中和した後、水洗を行い、中和塩を除去後、LVR8210DLを700g(CNSL:LVR8210DL=30:70)及び、シュウ酸7.5gを添加して系内を酸性にし、100℃で4時間の付加反応を行った。次いで、水洗を行い、その後、メチルイソブチルケトンを留去し、多価ヒドロキシ樹脂Bを得た。
多価ヒドロキシ樹脂Bの軟化点は78℃、150℃における溶融粘度は3.2P、ゲル浸透クロマトグラフ分析(GPC)における質量平均分子量(Mw)は2941、分散度(Mw/Mn)は2.977、水酸基当量は125g/eqであった。また、多価ヒドロキシ樹脂Bの全質量に対し、構成単位(2)および化合物(m2)の合計の含有量は30.0%(残部が70.0%)で、化合物(m2)の含有量は0.05%であった。これらの含有量は、多価ヒドロキシ樹脂Bの質量、使用したCNSL量及びガスクロマトグラフィーにより求めた。
<Example 2>
A 3 L glass flask equipped with a thermometer, stirrer, and condenser is charged with 300 g of CNSL, 150 g of methanol, and 135 g of a 50% aqueous formaldehyde solution (2.25 mol, 45% relative to CNSL), and 30% of the mixture 133 g of an aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at 35 ° C. over 1.5 hours. Thereafter, methylolation reaction of CNSL was performed at 60 ° C. for 4 hours. Next, 450 g of methyl isobutyl ketone was added, neutralized with 220 g of 30% acetic acid, washed with water, neutralized salts were removed, 700 g of LVR8210DL (CNSL: LVR8210DL = 30: 70), and oxalic acid 7.5 g was added to acidify the system, and an addition reaction was performed at 100 ° C. for 4 hours. Next, washing with water was performed, and then methyl isobutyl ketone was distilled off to obtain a polyvalent hydroxy resin B.
The softening point of the polyvalent hydroxy resin B is 78 ° C., the melt viscosity at 150 ° C. is 3.2 P, the mass average molecular weight (Mw) in gel permeation chromatography (GPC) is 2941, and the degree of dispersion (Mw / Mn) is 2. 977, and the hydroxyl equivalent weight was 125 g / eq. The total content of the structural unit (2) and the compound (m2) is 30.0% (the balance is 70.0%) with respect to the total mass of the polyvalent hydroxy resin B, and the content of the compound (m2) Was 0.05%. These contents were determined by the mass of the polyvalent hydroxy resin B, the amount of CNSL used, and gas chromatography.

<実施例3>
温度計、攪拌機、冷却管を備えた内容量3Lのガラス製フラスコに、CNSL300g、メタノール150g、50%ホルムアルデヒド水溶液135g(2.25モル、CNSLに対し45%)を仕込み、その混合液に30%水酸化ナトリウム水溶液133gを35℃で1.5時間かけて滴下した。その後、60℃にてCNSLのメチロール化反応を4時間行った。次いで、メチルイソブチルケトンを450gを添加し、30%酢酸220gを用いて中和した後、水洗を行い、中和塩を除去後、PS−4271を700g(CNSL:PS−4271=30:70)及び、シュウ酸7.5gを添加して系内を酸性にし、100℃で4時間の付加反応を行った。次いで、水洗を行い、その後、メチルイソブチルケトンを留去し、多価ヒドロキシ樹脂Cを得た。
多価ヒドロキシ樹脂Cの軟化点は83℃、150℃における溶融粘度は4.1P、ゲル浸透クロマトグラフ分析(GPC)における質量平均分子量(Mw)は3819、分散度(Mw/Mn)は3.566、水酸基当量は125g/eqであった。また、多価ヒドロキシ樹脂Cの全質量に対し、構成単位(2)および化合物(m2)の合計の含有量は30.0%(残部が70.0%)で、化合物(m2)の含有量は0.16%であった。これらの含有量は、多価ヒドロキシ樹脂Cの質量、使用したCNSL量及びガスクロマトグラフィーにより求めた。
<Example 3>
A 3 L glass flask equipped with a thermometer, stirrer, and condenser is charged with 300 g of CNSL, 150 g of methanol, and 135 g of a 50% aqueous formaldehyde solution (2.25 mol, 45% relative to CNSL), and 30% of the mixture 133 g of an aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at 35 ° C. over 1.5 hours. Thereafter, methylolation reaction of CNSL was performed at 60 ° C. for 4 hours. Next, 450 g of methyl isobutyl ketone was added, neutralized with 220 g of 30% acetic acid, washed with water, neutralized salts were removed, and 700 g of PS-4271 (CNSL: PS-4271 = 30: 70) Then, 7.5 g of oxalic acid was added to acidify the system, and an addition reaction was performed at 100 ° C. for 4 hours. Next, washing with water was performed, and then methyl isobutyl ketone was distilled off to obtain a polyvalent hydroxy resin C.
The softening point of the polyvalent hydroxy resin C is 83 ° C., the melt viscosity at 150 ° C. is 4.1 P, the mass average molecular weight (Mw) in gel permeation chromatography (GPC) is 3819, and the dispersity (Mw / Mn) is 3. 566 and the hydroxyl equivalent weight was 125 g / eq. The total content of the structural unit (2) and the compound (m2) is 30.0% (the balance is 70.0%) with respect to the total mass of the polyvalent hydroxy resin C, and the content of the compound (m2) Was 0.16%. These contents were determined by the mass of the polyvalent hydroxy resin C, the amount of CNSL used, and gas chromatography.

<実施例4>
温度計、攪拌機、冷却管を備えた内容量3Lのガラス製フラスコに、CNSL300g、メタノール150g、50%ホルムアルデヒド水溶液120g(2.0モル、CNSLに対し40%)を仕込み、その混合液に30%水酸化ナトリウム水溶液133gを35℃で1.5時間かけて滴下した。その後、35℃にてCNSLのメチロール化反応を6時間行った。次いで、メチルイソブチルケトンを450gを添加し、30%酢酸220gを用いて中和した後、水洗を行い、中和塩を除去後、LVR8210DLを450g(CNSL:LVR8210DL=40:60)及び、シュウ酸7.5gを添加して系内を酸性にし、100℃で4時間の付加反応を行った。次いで、水洗を行い、その後、メチルイソブチルケトンを留去し、多価ヒドロキシ樹脂Dを得た。
多価ヒドロキシ樹脂Dの軟化点は60℃、125℃における溶融粘度は3.0P、150℃における溶融粘度は0.2P、ゲル浸透クロマトグラフ分析(GPC)における質量平均分子量(Mw)は1880、分散度(Mw/Mn)は2.148、水酸基当量は140g/eqであった。また、多価ヒドロキシ樹脂Dの全質量に対し、構成単位(2)および化合物(m2)の合計の含有量は40.0%(残部が60.0%)で、化合物(m2)の含有量は3.6%であった。これらの含有量は、多価ヒドロキシ樹脂Dの質量、使用したCNSL量及びガスクロマトグラフィーにより求めた。
<Example 4>
A 3 L glass flask equipped with a thermometer, stirrer, and condenser is charged with 300 g of CNSL, 150 g of methanol, and 120 g of 50% formaldehyde aqueous solution (2.0 mol, 40% based on CNSL), and 30% of the mixture 133 g of an aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at 35 ° C. over 1.5 hours. Thereafter, CNSL methylolation reaction was carried out at 35 ° C. for 6 hours. Next, 450 g of methyl isobutyl ketone was added, neutralized with 220 g of 30% acetic acid, washed with water, the neutralized salt was removed, 450 g of LVR8210DL (CNSL: LVR8210DL = 40: 60), and oxalic acid 7.5 g was added to acidify the system, and an addition reaction was performed at 100 ° C. for 4 hours. Next, washing with water was performed, and then methyl isobutyl ketone was distilled off to obtain a polyvalent hydroxy resin D.
The softening point of the polyvalent hydroxy resin D is 60 ° C., the melt viscosity at 125 ° C. is 3.0 P, the melt viscosity at 150 ° C. is 0.2 P, and the mass average molecular weight (Mw) in gel permeation chromatography (GPC) is 1880, The dispersity (Mw / Mn) was 2.148, and the hydroxyl equivalent was 140 g / eq. The total content of the structural unit (2) and the compound (m2) is 40.0% (the balance is 60.0%) with respect to the total mass of the polyvalent hydroxy resin D, and the content of the compound (m2) Was 3.6%. These contents were determined by the mass of the polyvalent hydroxy resin D, the amount of CNSL used, and gas chromatography.

<実施例5>
温度計、攪拌機、冷却管を備えた内容量3Lのガラス製フラスコに、CNSL300g、メタノール150g、50%ホルムアルデヒド水溶液120g(2.0モル、CNSLに対し40%)を仕込み、その混合液に30%水酸化ナトリウム水溶液133gを35℃で1.5時間かけて滴下した。その後、60℃にてCNSLのメチロール化反応を4時間行った。次いで、メチルイソブチルケトンを450gを添加し、30%酢酸220gを用いて中和した後、水洗を行い、中和塩を除去後、LVR8210DLを450g(CNSL:LVR8210DL=40:60)及び、シュウ酸7.5gを添加して系内を酸性にし、100℃で4時間の付加反応を行った。次いで、水洗を行い、その後、メチルイソブチルケトンを留去し、多価ヒドロキシ樹脂Eを得た。
多価ヒドロキシ樹脂Eの軟化点は79℃、150℃における溶融粘度は3.7P、ゲル浸透クロマトグラフ分析(GPC)における質量平均分子量(Mw)は4293、分散度(Mw/Mn)は3.522、水酸基当量は148g/eqであった。また、多価ヒドロキシ樹脂Eの全質量に対し、構成単位(2)および化合物(m2)の合計の含有量は40.0%(残部が60.0%)で、化合物(m2)の含有量は0.23%であった。これらの含有量は、多価ヒドロキシ樹脂Eの質量、使用したCNSL量及びガスクロマトグラフィーにより求めた。
<Example 5>
A 3 L glass flask equipped with a thermometer, stirrer, and condenser is charged with 300 g of CNSL, 150 g of methanol, and 120 g of 50% formaldehyde aqueous solution (2.0 mol, 40% based on CNSL), and 30% of the mixture 133 g of an aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at 35 ° C. over 1.5 hours. Thereafter, methylolation reaction of CNSL was performed at 60 ° C. for 4 hours. Next, 450 g of methyl isobutyl ketone was added, neutralized with 220 g of 30% acetic acid, washed with water, the neutralized salt was removed, 450 g of LVR8210DL (CNSL: LVR8210DL = 40: 60), and oxalic acid 7.5 g was added to acidify the system, and an addition reaction was performed at 100 ° C. for 4 hours. Next, washing with water was performed, and then methyl isobutyl ketone was distilled off to obtain a polyvalent hydroxy resin E.
The softening point of the polyvalent hydroxy resin E is 79 ° C., the melt viscosity at 150 ° C. is 3.7 P, the mass average molecular weight (Mw) in gel permeation chromatography (GPC) is 4293, and the dispersity (Mw / Mn) is 3. 522, hydroxyl equivalent was 148 g / eq. The total content of the structural unit (2) and the compound (m2) is 40.0% (the balance is 60.0%) with respect to the total mass of the polyvalent hydroxy resin E, and the content of the compound (m2) Was 0.23%. These contents were determined by the mass of the polyvalent hydroxy resin E, the amount of CNSL used, and gas chromatography.

<比較例1>
フェノールノボラック樹脂(群栄化学工業株式会社製、商品名:PS−4261、軟化点82℃、150℃溶融粘度2.2P、水酸基当量104g/eq)を多価ヒドロキシ樹脂Fとした。
<Comparative Example 1>
Phenol novolac resin (manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., trade name: PS-4261, softening point 82 ° C., 150 ° C. melt viscosity 2.2 P, hydroxyl group equivalent 104 g / eq) was designated as polyvalent hydroxy resin F.

<比較例2>
フェノールノボラック樹脂(群栄化学工業株式会社製、商品名:PS−4271、軟化点70℃、150℃溶融粘度0.7P、水酸基当量104g/eq)を多価ヒドロキシ樹脂Gとした。
<Comparative example 2>
Phenol novolac resin (manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., trade name: PS-4271, softening point 70 ° C., 150 ° C. melt viscosity 0.7 P, hydroxyl group equivalent 104 g / eq) was designated as polyvalent hydroxy resin G.

表1に、多価ヒドロキシ樹脂A〜Gの特性をまとめて示した。   Table 1 summarizes the characteristics of the polyvalent hydroxy resins A to G.

Figure 2019052258
Figure 2019052258

<評価>
表2に示す組成にて硬化剤、エポキシ樹脂および硬化促進剤を混合してエポキシ樹脂組成物を得た。エポキシ樹脂および硬化剤は、エポキシ樹脂中のエポキシ基当量と、硬化剤中の水酸基当量との当量比が1となるように配合量を設定した。
表2中、硬化剤A〜Gはそれぞれ、上記の多価ヒドロキシ樹脂A〜Gである。
エポキシ樹脂は、オルソクレゾール型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、製品名:EOCN1020)である。
硬化促進剤は、トリフェニルホスフィン(試薬:和光純薬工業株式会社製)である。
得られたエポキシ樹脂組成物について、以下の評価を行った。結果を表2に示した。
<Evaluation>
A curing agent, an epoxy resin and a curing accelerator were mixed in the composition shown in Table 2 to obtain an epoxy resin composition. The compounding amounts of the epoxy resin and the curing agent were set so that the equivalent ratio of the epoxy group equivalent in the epoxy resin and the hydroxyl group equivalent in the curing agent was 1.
In Table 2, the curing agents A to G are the polyvalent hydroxy resins A to G, respectively.
The epoxy resin is an ortho-cresol type epoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., product name: EOCN1020).
The curing accelerator is triphenylphosphine (reagent: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
The following evaluation was performed about the obtained epoxy resin composition. The results are shown in Table 2.

[成形物(硬化物)の作製]
得られたエポキシ樹脂組成物を110℃で溶融させ、幅100mm×長さ100mm×厚さ1mmの金型に流し込み、180℃でプレス成型後、180℃5時間アフターベークを行い、幅100mm×長さ100mm×厚さ1mmの成形物(硬化物)を得た。
[Production of molded product (cured product)]
The obtained epoxy resin composition was melted at 110 ° C., poured into a mold of width 100 mm × length 100 mm × thickness 1 mm, press-molded at 180 ° C., and afterbaked at 180 ° C. for 5 hours, width 100 mm × length A molded product (cured product) having a thickness of 100 mm and a thickness of 1 mm was obtained.

[硬化物のガラス転移温度、貯蔵弾性率]
作製した成形物を幅10.0mm×長さ5.5mm×厚さ1.0mmに加工して試験片とした。上記試験片について、粘弾性測定装置(日立ハイテクサイエンス製、DMA7100)を用いて、2℃/分の昇温速度で30℃〜300℃の範囲で粘弾性測定を行い、ガラス転移温度(Tg)および120℃における貯蔵弾性率を求めた。
[Glass transition temperature and storage modulus of cured product]
The produced molded product was processed into a width of 10.0 mm, a length of 5.5 mm, and a thickness of 1.0 mm to obtain a test piece. About the said test piece, viscoelasticity measurement is carried out in the range of 30 degreeC-300 degreeC with the temperature increase rate of 2 degree-C / min using a viscoelasticity measuring apparatus (Hitachi High-Tech Science make, DMA7100), and glass transition temperature (Tg). And the storage modulus at 120 ° C. was determined.

[硬化物の5%熱減少温度]
作製した成形物を微粉砕し、示差熱熱重量同時測定装置(セイコーインスツルメンツ社製TG/DTA6300)により、エアー雰囲気下、10℃/分の昇温速度で30℃〜600℃の範囲での熱重量減量を測定し、5%熱減少温度を求めた。
[5% heat reduction temperature of cured product]
The produced molded product is finely pulverized and heated in a range of 30 ° C. to 600 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min in an air atmosphere by a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus (TG / DTA6300 manufactured by Seiko Instruments Inc.). The weight loss was measured and the 5% heat reduction temperature was determined.

[曲げ強度、曲げ弾性率]
作製した成形物を幅25.0mm×長さ30.0mm×厚さ1.0mmに加工して試験片とした。上記試験片について、株式会社東洋精機製引張圧縮試験機(ストログラフV10−C)を使用し、JIS K 6911:1955に従って、25℃における曲げ強度および曲げ弾性率を測定した。
[Bending strength, flexural modulus]
The produced molded product was processed into a test piece by processing the width 25.0 mm × length 30.0 mm × thickness 1.0 mm. About the said test piece, the bending strength and bending elastic modulus in 25 degreeC were measured according to JISK6911: 1955 using the Toyo Seiki Co., Ltd. tension compression testing machine (Strograph V10-C).

[せん断強度]
無酸素銅版C1020P(幅10mm×長さ50mm×厚さ1mm)を2枚用意した。
得られたエポキシ樹脂組成物を110℃で溶融させ、一方の無酸素銅版C1020Pの片面上に塗布し、その上に他方の無酸素銅版C1020Pを重ね、エポキシ樹脂組成物による接着面がおおよそ10mm×10mmとなる様に接着した。その後、180℃、5時間にてエポキシ樹脂組成物の硬化処理を実施し、一対の無酸素銅版C1020Pがエポキシ樹脂組成物の硬化物からなる層を介して積層した試験片を得た。
上記試験片について、株式会社東洋精機製引張圧縮試験機(ストログラフV10−C)を使用し、室温、チャック間距離70mm、せん断速度5mm/minの条件にて引っ張り試験を行い、試験片破断時の荷重(N)と試験片接着面積(mm)より、せん断強度(N/mm)を算出した。
[Shear strength]
Two oxygen-free copper plates C1020P (width 10 mm × length 50 mm × thickness 1 mm) were prepared.
The obtained epoxy resin composition was melted at 110 ° C., applied on one side of one oxygen-free copper plate C1020P, and the other oxygen-free copper plate C1020P was stacked thereon, so that the adhesion surface by the epoxy resin composition was approximately 10 mm × Adhesion was made to be 10 mm. Thereafter, the epoxy resin composition was cured at 180 ° C. for 5 hours to obtain a test piece in which a pair of oxygen-free copper plates C1020P were laminated via a layer made of a cured product of the epoxy resin composition.
The above test piece was subjected to a tensile test using a tensile compression tester (Strograph V10-C) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. at room temperature, a distance between chucks of 70 mm, and a shear rate of 5 mm / min. The shear strength (N / mm 2 ) was calculated from the load (N) and the test piece adhesion area (mm 2 ).

Figure 2019052258
Figure 2019052258

実施例1〜5の多価ヒドロキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は、ガラス転移温度および5%熱分解温度が十分に高く、耐熱性に優れていた。また、120℃貯蔵弾性率、25℃曲げ弾性率が低く、低弾性率であった。また、せん断強度が高く、密着性に優れていた。また、25℃曲げ強度が十分に高く、靱性にも優れていた。
比較例1〜2の多価ヒドロキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は、高弾性率で、密着性に劣っていた。
The cured product of the epoxy resin composition using the polyvalent hydroxy resin of Examples 1 to 5 had a sufficiently high glass transition temperature and 5% thermal decomposition temperature, and was excellent in heat resistance. Further, the storage elastic modulus at 120 ° C. and the bending elastic modulus at 25 ° C. were low and the elastic modulus was low. Moreover, the shear strength was high and the adhesiveness was excellent. Further, the bending strength at 25 ° C. was sufficiently high and the toughness was excellent.
The hardened | cured material of the epoxy resin composition using the polyvalent hydroxy resin of Comparative Examples 1-2 was high in elasticity, and was inferior to adhesiveness.

本発明の多価ヒドロキシ樹脂をエポキシ樹脂用硬化剤として用いることで、硬化物に低弾性率、高耐熱性および高密着性を付与する事が可能である。したがって、本発明の多価ヒドロキシ樹脂およびこれを用いたエポキシ樹脂組成物は、高機能性高分子材料として極めて有用であり、物理的、電気的に優れた材料として半導体封止材、アンダーフィル材、電気絶縁材料、銅張り積層板用樹脂、導電ペースト用樹脂、電子部品の封止用樹脂、塗料、各種コーティング剤、接着剤、ビルドアップ積層板材料等の幅広い用途に使用することができる。   By using the polyvalent hydroxy resin of the present invention as a curing agent for epoxy resins, it is possible to impart a low elastic modulus, high heat resistance and high adhesion to the cured product. Therefore, the polyvalent hydroxy resin of the present invention and the epoxy resin composition using the same are extremely useful as a high-functional polymer material. It can be used for a wide range of applications such as electrical insulating materials, resins for copper-clad laminates, resins for conductive pastes, resins for sealing electronic parts, paints, various coating agents, adhesives, and build-up laminate materials.

Claims (12)

下記式(1)で表される構成単位と下記式(2)で表される構成単位とを有し、下記式(m2)で表される化合物を含みまたは含まず、
前記式(2)で表される構成単位と前記式(m2)で表される化合物との合計の含有量が20〜50質量%であり、前記式(m2)で表される化合物の含有量が10質量%以下であり、軟化点が50〜100℃である多価ヒドロキシ樹脂。
Figure 2019052258
[式中、Arはベンゼン環またはナフタレン環を示し、Rは下記式(r1)、(r2)、(r3)、(r4)、(r5)または(r6)で表される基を示し、Rは水素原子、メチル基、水酸基またはアリル基を示し、q、r、s、tおよびuはそれぞれ独立に0または1を示し、q、r、s、tおよびuのうち少なくとも1つは1であり、nは1〜15の整数を示し、
は炭素数10〜25の直鎖または分岐状の炭化水素基を示し、mおよびnはそれぞれ独立に0または1を示し、Xは水素原子または水酸基を示し、Yは水素原子またはメチル基を示す。]
Figure 2019052258
Having a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2), including or not including a compound represented by the following formula (m2),
The total content of the structural unit represented by the formula (2) and the compound represented by the formula (m2) is 20 to 50% by mass, and the content of the compound represented by the formula (m2) Is a polyvalent hydroxy resin having a softening point of 50 to 100 ° C.
Figure 2019052258
[In the formula, Ar represents a benzene ring or a naphthalene ring, R represents a group represented by the following formula (r1), (r2), (r3), (r4), (r5) or (r6); 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxyl group or an allyl group, q, r, s, t and u each independently represents 0 or 1, and at least one of q, r, s, t and u is 1 N represents an integer of 1 to 15,
R 4 represents a linear or branched hydrocarbon group having 10 to 25 carbon atoms, m and n each independently represents 0 or 1, X represents a hydrogen atom or a hydroxyl group, and Y represents a hydrogen atom or a methyl group. Indicates. ]
Figure 2019052258
質量平均分子量が1000〜5000である請求項1に記載の多価ヒドロキシ樹脂。   The polyvalent hydroxy resin according to claim 1, which has a mass average molecular weight of 1,000 to 5,000. 150℃における溶融粘度が0.1P〜6Pである請求項1または2に記載の多価ヒドロキシ樹脂。   The polyvalent hydroxy resin according to claim 1 or 2, wherein the melt viscosity at 150 ° C is 0.1P to 6P. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の多価ヒドロキシ樹脂の製造方法であって、
少なくとも2種のフェノール成分の一部と、ホルムアルデヒドとを塩基性触媒の存在下で反応させて第1の反応生成物を得る第1工程と、
前記少なくとも2種のフェノール成分の残部と、前記第1の反応生成物とを酸性触媒の存在下で反応させて多価ヒドロキシ樹脂を得る第2工程と、を有し、
前記少なくとも2種のフェノール成分は、下記式(m1)で表される化合物と前記式(m2)で表される化合物とを含み、
前記式(m2)で表される化合物の全量は、前記第1工程で反応させ、
前記式(m1)で表される化合物の少なくとも一部は、前記第2工程で反応させる、多価ヒドロキシ樹脂の製造方法。
Figure 2019052258
[式中、Ar、R、Rおよびnはそれぞれ前記と同義であり、
およびRはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を示す。]
A method for producing a polyvalent hydroxy resin according to any one of claims 1 to 3,
A first step in which a part of at least two phenol components and formaldehyde are reacted in the presence of a basic catalyst to obtain a first reaction product;
A second step of obtaining a polyvalent hydroxy resin by reacting the remainder of the at least two kinds of phenol components and the first reaction product in the presence of an acidic catalyst,
The at least two phenol components include a compound represented by the following formula (m1) and a compound represented by the formula (m2),
The total amount of the compound represented by the formula (m2) is reacted in the first step,
A method for producing a polyvalent hydroxy resin, wherein at least a part of the compound represented by the formula (m1) is reacted in the second step.
Figure 2019052258
[Wherein, Ar, R, R 1 and n are as defined above,
R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. ]
前記式(m1)で表される化合物の全量のうち、2核体の含有量が3質量%以下である請求項4に記載の多価ヒドロキシ樹脂の製造方法。   The method for producing a polyvalent hydroxy resin according to claim 4, wherein the content of the binuclear body is 3% by mass or less in the total amount of the compound represented by the formula (m1). 前記第1工程で反応させるホルムアルデヒドの量が、前記式(m2)で表される化合物に対して10〜80質量%であり、
前記少なくとも2種のフェノール成分における前記式(m1)で表される化合物:前記式(m2)で表される化合物の質量比が50:50〜80:20である請求項4または5に記載の多価ヒドロキシ樹脂の製造方法。
The amount of formaldehyde reacted in the first step is 10 to 80% by mass with respect to the compound represented by the formula (m2),
The mass ratio of the compound represented by the formula (m1) to the compound represented by the formula (m2) in the at least two kinds of phenol components is 50:50 to 80:20. A method for producing a polyvalent hydroxy resin.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の多価ヒドロキシ樹脂からなるエポキシ樹脂用硬化剤。   The hardening | curing agent for epoxy resins which consists of a polyhydric hydroxy resin as described in any one of Claims 1-3. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の多価ヒドロキシ樹脂の水酸基の少なくとも一部がエポキシ化されたエポキシ樹脂。   The epoxy resin in which at least one part of the hydroxyl group of the polyhydric hydroxy resin as described in any one of Claims 1-3 was epoxidized. エポキシ樹脂と、請求項7に記載のエポキシ樹脂用硬化剤とを含有するエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition containing an epoxy resin and the hardening | curing agent for epoxy resins of Claim 7. 請求項9に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化した硬化物。   A cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to claim 9. 請求項10に記載の硬化物を含む半導体封止材。   The semiconductor sealing material containing the hardened | cured material of Claim 10. 繊維質基材と請求項10に記載の硬化物とを含む積層板。   A laminate comprising a fibrous base material and the cured product according to claim 10.
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