JP7480945B2 - Monoglycidyl ether having a mesogenic skeleton and composition thereof - Google Patents
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Description
本件発明は、メソゲン骨格を有するモノグリシジルエーテルと、そのモノグリシジルエーテルが配合された組成物に関する。 The present invention relates to a monoglycidyl ether having a mesogenic skeleton and a composition containing the monoglycidyl ether.
従来、電気電子材料としてエポキシ樹脂組成物を設計する際に、基剤として汎用されるビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂が作業現場で取り扱いにくいほど粘度が高く又は固形であることから、硬化物に組み込まれる反応性の希釈剤として、単官能又は多官能のグリシジルエーテルが配合されることが知られている。また、そのような単官能のグリシジルエーテルのうち、電気電子材料として使用しうる放熱性を付与するために、芳香環を有するものも知られている。 When designing epoxy resin compositions for use as electrical and electronic materials, it has been known that monofunctional or polyfunctional glycidyl ethers are blended as reactive diluents to be incorporated into the cured product, because the bisphenol A epoxy resins, bisphenol F epoxy resins, and biphenyl epoxy resins commonly used as base materials are so viscous or solid that they are difficult to handle at the work site. In addition, among such monofunctional glycidyl ethers, those having aromatic rings are also known to impart heat dissipation properties that allow them to be used as electrical and electronic materials.
例えば、特許文献1には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などの芳香環を有する二官能のグリシジルエーテルに配合する単官能のグリシジルエーテルのうち、芳香環を有するものとして、フェニルグリシジルエーテルなどを配合しうることが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses that, among the monofunctional glycidyl ethers to be blended with bifunctional glycidyl ethers having aromatic rings, such as bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, and biphenyl type epoxy resins, phenyl glycidyl ethers and the like can be blended as those having aromatic rings.
特許文献1に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂など芳香環を有する二官能のグリシジルエーテルに対して配合しうる単官能のグリシジルエーテルである反応性希釈剤として、芳香環を有するフェニルグリシジルエーテルなどが開示されているが、さらに放熱性の優れた単官能のグリシジルエーテルが求められている。 Patent Document 1 discloses phenyl glycidyl ethers having aromatic rings as reactive diluents that are monofunctional glycidyl ethers that can be blended with bifunctional glycidyl ethers having aromatic rings, such as bisphenol A epoxy resins and biphenyl epoxy resins, but there is a demand for monofunctional glycidyl ethers with even better heat dissipation properties.
そこで、本件発明では、主剤として汎用されるビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂など芳香環を有する二官能のグリシジルエーテルに対して作業現場にて作業性を確保することができるとともに、より放熱性の優れた硬化物を与えることができる単官能のグリシジルエーテル及びそれを配合した組成物を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a monofunctional glycidyl ether and a composition containing the same that can ensure workability at the work site compared to bifunctional glycidyl ethers having aromatic rings, such as bisphenol A epoxy resins, bisphenol F epoxy resins, and biphenyl epoxy resins, which are commonly used as base resins, and can give a cured product with better heat dissipation properties.
〔1〕すなわち、本発明は、
(式中、窒素原子は芳香環のオルト位、メタ位又はパラ位のいずれかに結合しており、 Xは、H、CN、F、Cl、Br、I、メトキシ基、エトキシ基から選ばれる1種であ る。)
で表されるメソゲン骨格を有するモノグリシジルエーテルと、
(Xはハロゲン原子またはC1~C5のアルキル基、aおよびbは置換基Xの個数であ って0~4の整数、RはC1からC10のアルキレン基、アルキリデン基、カルボニル 基、スルホニル基、酸素原子又は原子団の存在しない直接結合を示す。)
で表される芳香環を有するジグリシジルエーテルとを有し、前記モノグリシジルエーテ ルの配合割合が30重量%以上であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。
[1] That is, the present invention provides
(In the formula, the nitrogen atom is bonded to the ortho-, meta- or para-position of the aromatic ring, and X is one selected from H, CN, F, Cl, Br, I, a methoxy group and an ethoxy group.)
and a monoglycidyl ether having a mesogenic skeleton represented by the formula:
(X is a halogen atom or a C1-C5 alkyl group, a and b are the number of X substituents and are integers from 0 to 4, and R is a C1 to C10 alkylene group, alkylidene group, carbonyl group, sulfonyl group, or a direct bond that does not contain an oxygen atom or atomic group.)
and a diglycidyl ether having an aromatic ring represented by the following formula :
〔2〕そして、前記〔1〕に記載のエポキシ樹脂組成物と、アミン類、酸無水物、フェ ノール類から選ばれる少なくとも1種の硬化剤とから硬化されたエポキシ樹脂硬化物で ある。
[ 2 ] And, there is provided an epoxy resin cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to the above [ 1 ] with at least one curing agent selected from amines, acid anhydrides, and phenols.
本件発明によれば、主剤として汎用されるビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂など芳香環を有する二官能のグリシジルエーテルに対して作業現場にて作業性を確保することができるとともに、より放熱性の優れた硬化物を与えることができる。 According to the present invention, it is possible to ensure workability at the work site for bifunctional glycidyl ethers having aromatic rings, such as bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, and biphenyl type epoxy resins, which are commonly used as base resins, and to give cured products with superior heat dissipation properties.
以下、本件発明のメソゲン骨格を有するモノグリシジルエーテル及びその組成物に関する実施形態について詳しく説明する。なお、説明中における範囲を示す表記のある場合は、上限と下限を含有するものである。 The following is a detailed description of embodiments of the monoglycidyl ether having a mesogenic skeleton and a composition thereof according to the present invention. Note that when a range is indicated in the description, it includes an upper limit and a lower limit.
本件発明において、液晶性を発現するような剛直な部位であるメソゲン骨格を有するモノグリシジルエーテルは、化1の化学式で表されるモノグリシジルエーテルである。化1の化学式で表されるモノグリシジルエーテルを用いることにより、主剤として汎用されるビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂など芳香環を有する二官能のグリシジルエーテルと配合したときに、主剤のエポキシ樹脂に含まれる芳香環と相互作用して積み重ねたような配置で安定化して放熱性の優れた硬化物を与えることができる。また、主剤のエポキシ樹脂がビフェニル型エポキシ樹脂であるときには、ビフェニル型エポキシ樹脂の融点が156℃程度と高いことから作業性が好ましくないが、化1の化学式で表される化合物がモノグリシジルエーテルであることから対称性の高いビフェニル型エポキシ樹脂に比べて融点がかなり低いことから、化1の化学式で表される化合物を数十重量%となるように配合することにより、エポキシ樹脂組成物としての融点を数十度程度下げることができるために、作業性を向上することができる。
また、化1の化学式で表されるモノグリシジルエーテルにおいて、窒素原子は芳香環のオルト位、メタ位又はパラ位のいずれかに結合していると記載しているとおり、化1の化学式で表されるモノグリシジルエーテルは、窒素原子が芳香環のパラ位に結合している化3の化学式で表されるモノグリシジルエーテル、窒素原子が芳香環のメタ位に結合している化4の化学式で表されるモノグリシジルエーテル、窒素原子が芳香環のオルト位に結合している化5の化学式で表されるモノグリシジルエーテルを含んでいる。なお、化3、化4、化5の化学式で表されるモノグリシジルエーテルにおいて、Xについては化1と同様である。
化3において、具体的には、4-ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、4-4’-シアノベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、4-4’-フッ化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、4-4’-塩化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、4-4’-臭化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、4-4’-ヨウ化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、4-4’-メトキシベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、4-4’-エトキシベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテルが好ましい。 Specific examples of the compound represented by formula 3 include 4-benzylideneaminophenol glycidyl ether, 4-4'-cyanobenzylideneaminophenol glycidyl ether, 4-4'-fluorinated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 4-4'-chlorinated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 4-4'-brominated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 4-4'-iodinated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 4-4'-methoxybenzylideneaminophenol glycidyl ether, and 4-4'-ethoxybenzylideneaminophenol glycidyl ether.
化4において、具体的には、3-ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、3-4’-シアノベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、3-4’-フッ化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、3-4’-塩化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、3-4’-臭化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、3-4’-ヨウ化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、3-4’-メトキシベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、3-4’-エトキシベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテルが好ましい。 In Chemical formula 4, specifically, 3-benzylideneaminophenol glycidyl ether, 3-4'-cyanobenzylideneaminophenol glycidyl ether, 3-4'-fluorinated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 3-4'-chlorinated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 3-4'-brominated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 3-4'-iodinated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 3-4'-methoxybenzylideneaminophenol glycidyl ether, and 3-4'-ethoxybenzylideneaminophenol glycidyl ether are preferred.
化5において、具体的には、2-ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、2-4’-シアノベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、2-4’-フッ化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、2-4’-塩化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、2-4’-臭化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、2-4’-ヨウ化ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、2-4’-メトキシベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル、2-4’-エトキシベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテルが好ましい。 In Chemical formula 5, specifically, 2-benzylideneaminophenol glycidyl ether, 2-4'-cyanobenzylideneaminophenol glycidyl ether, 2-4'-fluorinated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 2-4'-chlorinated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 2-4'-brominated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 2-4'-iodinated benzylideneaminophenol glycidyl ether, 2-4'-methoxybenzylideneaminophenol glycidyl ether, and 2-4'-ethoxybenzylideneaminophenol glycidyl ether are preferred.
化1に含まれる化3、化4、化5のモノグリシジルエーテルは単独又は複数組み合わせて用いることができる。また、化3、化4、化5のモノグリシジルエーテルに含まれる具体的な各化合物も単独又は複数組み合わせて用いることができる。例えば、化3における、4-ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテルと、4-4’-シアノベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテルを組み合わせて用いることもできる。 The monoglycidyl ethers of Chemical 3, Chemical 4, and Chemical 5 contained in Chemical 1 can be used alone or in combination. In addition, the specific compounds contained in the monoglycidyl ethers of Chemical 3, Chemical 4, and Chemical 5 can be used alone or in combination. For example, 4-benzylideneaminophenol glycidyl ether and 4-4'-cyanobenzylideneaminophenol glycidyl ether in Chemical 3 can be used in combination.
化2の化学式で表されるジグリシジルエーテルは、主剤として汎用されるビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂など芳香環を有する二官能のグリシジルエーテルである。 Diglycidyl ether, represented by the chemical formula 2, is a bifunctional glycidyl ether with an aromatic ring, such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and biphenyl type epoxy resin, which are commonly used as base resins.
化2の化学式で表されるジグリシジルエーテルとして、具体的には、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ハロゲン化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ハロゲン化ビスフェノールSジグリシジルエーテル、4,4’-ビフェニルジイルビス(グリシジルエーテル)<以下、4,4’-ビフェニルジグリシジルエーテルという>、3,3’,5,5’-テトラメチルビフェニル-4,4’-ジイルビス(グリシジルエーテル)などが好ましい。これらの中でも、放熱性の優れた硬化物を与えることができるため4,4’-ビフェニルジイルビス(グリシジルエーテル)がより好ましい。 Specific examples of diglycidyl ethers represented by the chemical formula 2 include bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, halogenated bisphenol A type epoxy resins, halogenated bisphenol F diglycidyl ether, halogenated bisphenol S diglycidyl ether, 4,4'-biphenyldiylbis(glycidyl ether) (hereinafter referred to as 4,4'-biphenyl diglycidyl ether), and 3,3',5,5'-tetramethylbiphenyl-4,4'-diylbis(glycidyl ether). Among these, 4,4'-biphenyldiylbis(glycidyl ether) is more preferred because it can give a cured product with excellent heat dissipation properties.
本発明におけるエポキシ樹脂組成物は、化1の化学式で表されるモノグリシジルエーテルと、化2の化学式で表されるジグリシジルエーテルなどが配合された組成物である。化1の化学式で表されるモノグリシジルエーテルは、当該エポキシ樹脂組成物中に、30重量%以上配合されることが好ましく、35~65重量%配合されることがより好ましく、40~60重量%配合されることが最も好ましい。化1の化学式で表されるモノグリシジルエーテルの配合割合がこの範囲であると、作業現場にて作業性を確保させられるとともに、エポキシ樹脂組成物として液晶性を示す温度領域を有することで、より放熱性の優れた硬化物を与えることができる。 The epoxy resin composition of the present invention is a composition containing a monoglycidyl ether represented by the chemical formula of Chemical Formula 1 and a diglycidyl ether represented by the chemical formula of Chemical Formula 2. The monoglycidyl ether represented by the chemical formula of Chemical Formula 1 is preferably contained in the epoxy resin composition at 30% by weight or more, more preferably 35 to 65% by weight, and most preferably 40 to 60% by weight. When the proportion of the monoglycidyl ether represented by the chemical formula of Chemical Formula 1 is within this range, workability can be ensured at the work site, and the epoxy resin composition has a temperature range in which it exhibits liquid crystallinity, thereby providing a cured product with excellent heat dissipation properties.
そして、上述のエポキシ樹脂組成物に対する硬化剤として、アミン類、酸無水物、フェノール類から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。これら硬化剤は、エポキシ樹脂組成物と加熱状況下などにおいて化学反応を起こし、立体的網目構造を有する硬化物を形成する。 At least one selected from amines, acid anhydrides, and phenols can be used as a curing agent for the above-mentioned epoxy resin composition. These curing agents undergo a chemical reaction with the epoxy resin composition under heating conditions, etc., to form a cured product with a three-dimensional network structure.
硬化剤として使用することのできるアミン類として、具体的には、ジエチレントリアミン<DETA>、トリエチレンテトラミン<TETA>、テトラエチレンペンタミン<TEPA>、m- キシレンジアミン<MXDA>、トリメチルヘキサメチレンジアミン<TMD>、2-メチルペンタメチレンジアミン<2-MPMDA>、ジエチルアミノプロピルアミン<DEAPA>、イソフォロンジアミン<IPDA>、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン<1,3-BAC>、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン<PACM>、ノルボルネンジアミン<NBDA>、1,2-ジアミノシクロヘキサン<1,2-DCH>、4,4’-ジアミノジフェニルメタン<DDM>、メタフェニレンジアミン<MPDA>、ジアミノジフェニルスルフォン<DDS>、N-アミノエチルピペラジン<N-AEP>などが好ましい。これらの中でも、放熱性の優れた硬化物を与えることができるため4,4’-ジアミノジフェニルメタン<DDM>がより好ましい。 Specific examples of amines that can be used as curing agents include diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEPA), m-xylenediamine (MXDA), trimethylhexamethylenediamine (TMD), 2-methylpentamethylenediamine (2-MPMDA), diethylaminopropylamine (DEAPA), isophoronediamine (IPDA), 1,3-bisaminomethylcyclohexane (1,3-BAC), bis(4-aminocyclohexyl)methane (PACM), norbornenediamine (NBDA), 1,2-diaminocyclohexane (1,2-DCH), 4,4'-diaminodiphenylmethane (DDM), metaphenylenediamine (MPDA), diaminodiphenylsulfone (DDS), and N-aminoethylpiperazine (N-AEP). Of these, 4,4'-diaminodiphenylmethane (DDM) is more preferred because it can give a cured product with excellent heat dissipation properties.
硬化剤として使用することのできる酸無水物として、具体的には、無水フタル酸<PA>、ヘキサヒドロ無水フタル酸<HHPA>、テトラヒドロ無水フタル酸<THPA>、メチルテトラヒドロ無水フタル酸<Me-THPA>、無水マレイン酸、無水コハク酸<SA>、無水ドデシニルコハク酸<DDSA>、無水メチルナジック酸<NMA>、無水ピロメリット酸<PMDA>、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸<Me-HHPA>、無水トリメリット酸<TMA>などが好ましい。これらの中でも、放熱性の優れた硬化物を与えることができるためが無水フタル酸<PA>がより好ましい。 Specific examples of acid anhydrides that can be used as curing agents include phthalic anhydride (PA), hexahydrophthalic anhydride (HHPA), tetrahydrophthalic anhydride (THPA), methyltetrahydrophthalic anhydride (Me-THPA), maleic anhydride, succinic anhydride (SA), dodecynylsuccinic anhydride (DDSA), methylnadic anhydride (NMA), pyromellitic anhydride (PMDA), methylhexahydrophthalic anhydride (Me-HHPA), and trimellitic anhydride (TMA). Of these, phthalic anhydride (PA) is more preferred because it can give a cured product with excellent heat dissipation properties.
硬化剤として使用することのできるフェノール類として、具体的には、ビスフェノールA<BPA>、ヒドロキノン<HQ>、レゾルシノール<RES>、ビスフェノールF<BPF>、ビフェノール<BIP>、テトラブロモビスフェノールA<TBBA>、ナフタレンジオール、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などが好ましい。 Specific examples of phenols that can be used as hardeners include bisphenol A (BPA), hydroquinone (HQ), resorcinol (RES), bisphenol F (BPF), biphenol (BIP), tetrabromobisphenol A (TBBA), naphthalene diol, phenol novolac resin, and cresol novolac resin.
上述の硬化剤は、1種単独でまたは2種以上のものを組み合わせて用いることができる。硬化物の配合割合は、化1の化学式で表されるモノグリシジルエーテルおよび化2の化学式で表されるジモノグリシジルエーテルを配合したエポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して、0.3~1.2当量配合することが好ましい。さらに好ましくは0.5当量~1.1当量である。これにより、未硬化部分が生じにくく、適切な機械的強度を有する硬化物を得ることができる。 The above-mentioned curing agents can be used alone or in combination of two or more. The blending ratio of the cured product is preferably 0.3 to 1.2 equivalents per equivalent of epoxy group of the epoxy resin blended with the monoglycidyl ether represented by the chemical formula 1 and the dimonoglycidyl ether represented by the chemical formula 2. More preferably, it is 0.5 to 1.1 equivalents. This makes it possible to obtain a cured product with appropriate mechanical strength without causing uncured parts.
本発明のエポキシ樹脂硬化物には、硬化物の物性を損なわない範囲において、上記の成分以外にあらかじめ硬化促進剤を配合しておくことができる。この硬化促進剤を加えることにより、硬化速度を早くすることができ生産性の向上を図ることができる。 In addition to the above components, a curing accelerator can be added to the epoxy resin cured product of the present invention in advance, as long as the physical properties of the cured product are not impaired. By adding this curing accelerator, the curing speed can be increased, thereby improving productivity.
硬化促進剤として使用することのできる化合物としては特に限定されないが、2-エチル-4-メチルイミダゾール<2E4MZ>、2-フェニルイミダゾール、1-(2- シアノエチル)-2-エチル-4-メチルイミダゾール<2E4MZ-CN>、2,4-ジアミノ-6-[2-メチルイミダゾリル-(1)]エチル-s-トリアジン<2MZ-A>、2-フェニルイミダゾリン<2PZL>2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンズイミダゾール<TBZ>等のイミダゾール類、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール<DMP-30>、ベンジルジメチルアミン<BDMA>、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7<DBU>等の3級アミン、トリフェニルホスフィン等の有機ホスフィン化合物、三級アミン塩、四級アンモニウム塩、ホスホニウム塩、オクチル酸スズ等の金属塩等の公知の化合物が挙げられる。これら促進剤は硬化に要する時間やポットライフなど樹脂組成物に対する要求に対して適切に選択される。 Compounds that can be used as hardening accelerators are not particularly limited, but include 2-ethyl-4-methylimidazole (2E4MZ), 2-phenylimidazole, 1-(2- Examples of known compounds include imidazoles such as 2E4MZ-CN, 2,4-diamino-6-[2-methylimidazolyl-(1)]ethyl-s-triazine, 2MZ-A, 2-phenylimidazoline, 2PZL, and 2,3-dihydro-1H-pyrrolo[1,2-a]benzimidazole, tris(dimethylaminomethyl)phenol, benzyldimethylamine, and tertiary amines such as DBU, organic phosphine compounds such as triphenylphosphine, tertiary amine salts, quaternary ammonium salts, phosphonium salts, and metal salts such as tin octylate. These accelerators are appropriately selected based on the requirements for the resin composition, such as the time required for curing and pot life.
硬化促進剤にも必要に応じて、着色剤、酸化防止剤、レベリング剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤、無機充填剤、樹脂粒子、濡れ性改良剤などをあらかじめエポキシ樹脂組成物又は硬化剤に添加しておくことができる。 If necessary, colorants, antioxidants, leveling agents, surfactants, UV absorbers, silane coupling agents, inorganic fillers, resin particles, wettability improvers, etc. can be added to the curing accelerator in advance to the epoxy resin composition or curing agent.
以下、本発明の詳細を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明はその要旨を越
えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist of the present invention is not exceeded.
<実施例1>
モノグリシジルエーテルとして、4-ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル(表1におけるA1成分)を8.90g(32mmol)、4-4’-シアノベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル(表1におけるA2成分)を4.05g(16mmol)用いて、ジグリシジルエーテルとして、4,4’-ビフェニルジグリシジルエーテルを15.51g(52mmol)用いて、それらをメノウ乳鉢で粉砕して均一に分散し、135℃のホットプレート上にて融解及び5分の脱気を行い、エポキシ樹脂組成物を得た。そして、そのエポキシ樹脂組成物に、4,4’-ジアミノジフェニルメタンを7.48g(エポキシ樹脂組成物のエポキシ当量の0.5倍のアミン当量数に相当)混合して、135℃のホットプレート上にて均一に混合した。その後、そのエポキシ樹脂組成物に、4,4’-ジアミノジフェニルメタンを配合した混合物を、加熱装置に入れ、70℃で2時間加熱し、80℃で2時間加熱し、90℃で2時間加熱し、100℃で2時間加熱し、110℃で2時間加熱することで、最終の硬化物を得た。
Example 1
As the monoglycidyl ether, 8.90 g (32 mmol) of 4-benzylideneaminophenol glycidyl ether (component A1 in Table 1) and 4.05 g (16 mmol) of 4-4'-cyanobenzylideneaminophenol glycidyl ether (component A2 in Table 1) were used, and as the diglycidyl ether, 15.51 g (52 mmol) of 4,4'-biphenyl diglycidyl ether was used, which were pulverized in an agate mortar and uniformly dispersed, and melted and degassed for 5 minutes on a hot plate at 135°C to obtain an epoxy resin composition. Then, 7.48 g of 4,4'-diaminodiphenylmethane (corresponding to an amine equivalent number that is 0.5 times the epoxy equivalent of the epoxy resin composition) was mixed with the epoxy resin composition, and the mixture was uniformly mixed on a hot plate at 135°C. Thereafter, the mixture of the epoxy resin composition and 4,4'-diaminodiphenylmethane was placed in a heating device and heated at 70°C for 2 hours, at 80°C for 2 hours, at 90°C for 2 hours, at 100°C for 2 hours, and at 110°C for 2 hours to obtain a final cured product.
<比較例1>
モノグリシジルエーテルとして、m-クレジルグリシジルエーテル及びp-クレジルグリシジルの混合物であるm,p-クレジルグリシジルエーテルを7.87g(48mmol)用いた以外は、実施例1と同様にして最終の硬化物を得た。
<Comparative Example 1>
A final cured product was obtained in the same manner as in Example 1, except that 7.87 g (48 mmol) of m,p-cresyl glycidyl ether, which is a mixture of m-cresyl glycidyl ether and p-cresyl glycidyl, was used as the monoglycidyl ether.
これらの硬化物を用いて、硬化物の放熱性を調べるために、熱伝導率を測定した。熱伝導率は、物質内の熱の流れやすさを示す値であり、対象材料中に定常的な一方向の熱流を作り測定する定常法、または対象材料を非定常的に加熱して温度の時間変化を測定し得られた熱拡散率等の値から算出される非定常法により測定される。このうち、レーザーフラッシュ法などの種々の測定方法がある非定常法が好ましい。非定常法であるレーザーフラッシュ法を用いて、硬化物の熱拡散率、比熱容量、密度から熱伝導率を算出する熱伝導率測定装置(NETZSCH製、品番:LFA447NanoFlash)にて、熱伝導率(W/m・k)をそれぞれ2回測定し、平均の熱伝導率を算出した。この熱伝導率の値が高い方が、熱を伝えやすく放熱性に優れることを意味している。 The thermal conductivity of these cured products was measured to examine their heat dissipation. Thermal conductivity is a value that indicates the ease of heat flow within a substance, and is measured by a steady-state method in which a steady unidirectional heat flow is created in the target material and measured, or a non-steady-state method in which the target material is heated non-steadily, the temperature change over time is measured, and the thermal conductivity is calculated from the obtained values such as thermal diffusivity. Of these, the non-steady-state method, which has various measurement methods such as the laser flash method, is preferred. Using the laser flash method, which is a non-steady-state method, the thermal conductivity (W/m·k) was measured twice each using a thermal conductivity measuring device (manufactured by NETZSCH, product number: LFA447NanoFlash) that calculates thermal conductivity from the thermal diffusivity, specific heat capacity, and density of the cured product, and the average thermal conductivity was calculated. The higher the thermal conductivity value, the easier it is to transfer heat and the better the heat dissipation.
実施例1及び比較例1に関する配合組成及び性能について、表1に示す。 The compounding compositions and performances for Example 1 and Comparative Example 1 are shown in Table 1.
また、実施例1及び比較例1の硬化物について、偏光顕微鏡による写真を図1に示す。縮尺はそれぞれの写真に示されたとおりである。 Figure 1 shows polarizing microscope photographs of the cured products of Example 1 and Comparative Example 1. The scale is as shown in each photograph.
表1に示すように、モノグリシジルエーテルとして、4-ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル(表1におけるA1成分)、4-4’-シアノベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル(表1におけるA2成分)を用いることで、m,p-クレジルグリシジルエーテルを用いる系に比べて、エポキシ樹脂組成物の硬化物の熱伝導率が有意差をもって向上していることを確認し、放熱性により優れることが分かった。これは、モノグリシジルエーテルとして、4-ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル(表1におけるA1成分)、4-4’-シアノベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル(表1におけるA2成分)における芳香環が、モノグリシジルエーテルやアミン類の芳香環との相互作用を生じてそれぞれの芳香環が積み重なるようにしてより安定化しているためと考えられる。また、モノグリシジルエーテルであると熱が加えられている硬化の過程で動きやすくモノグリシジルエーテルやアミン類の芳香環と相互作用しやすくなっていることも大きな要因であると考えられる。これらのことは、図1の偏光顕微鏡による写真に示すように、実施例1の硬化物ではとりわけ部分的に結晶化された構造に起因する異方性が確認されることに対して、比較例1の硬化物では異方性が全く見られないことで支持されている。 As shown in Table 1, it was confirmed that the thermal conductivity of the cured product of the epoxy resin composition was significantly improved by using 4-benzylideneaminophenol glycidyl ether (component A1 in Table 1) and 4-4'-cyanobenzylideneaminophenol glycidyl ether (component A2 in Table 1) as the monoglycidyl ether, compared to the system using m,p-cresyl glycidyl ether, and it was found that the heat dissipation was superior. This is thought to be because the aromatic rings in the monoglycidyl ethers 4-benzylideneaminophenol glycidyl ether (component A1 in Table 1) and 4-4'-cyanobenzylideneaminophenol glycidyl ether (component A2 in Table 1) interact with the aromatic rings of the monoglycidyl ether and amines, stacking each aromatic ring to make it more stable. Another major factor is that the monoglycidyl ether is more mobile during the curing process when heat is applied, and is more likely to interact with the aromatic rings of the monoglycidyl ether and amines. This is supported by the fact that, as shown in the polarizing microscope photograph in Figure 1, anisotropy due to a partially crystallized structure is observed in the cured product of Example 1, whereas no anisotropy is observed at all in the cured product of Comparative Example 1.
このように、4-ベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル(表1におけるA1成分)、4-4’-シアノベンジリデンアミノフェノールグリシジルエーテル(表1におけるA2成分)などの化合物を含む化1の化学式で表されるモノグリシジルエーテルを用いることにより、主剤として汎用されるビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂など芳香環を有する二官能のグリシジルエーテルに対して作業現場にて作業性を確保することができるとともに、より放熱性の優れた硬化物を得られることが分かり、放熱性が求められる電気・電子材料などの分野で有用であることが分かった。 In this way, by using monoglycidyl ethers represented by the chemical formula 1, which include compounds such as 4-benzylideneaminophenol glycidyl ether (component A1 in Table 1) and 4-4'-cyanobenzylideneaminophenol glycidyl ether (component A2 in Table 1), it is possible to ensure workability at the work site for bifunctional glycidyl ethers having aromatic rings, such as bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, and biphenyl type epoxy resins, which are commonly used as base resins, and it has been found that a cured product with excellent heat dissipation properties can be obtained, which has been found to be useful in fields such as electrical and electronic materials, where heat dissipation is required.
Claims (2)
で表されるメソゲン骨格を有するモノグリシジルエーテルと、
で表される芳香環を有するジグリシジルエーテルとを有し、
前記モノグリシジルエーテルの配合割合が30重量%以上であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
and a monoglycidyl ether having a mesogenic skeleton represented by the formula:
and a diglycidyl ether having an aromatic ring represented by the formula:
An epoxy resin composition comprising the monoglycidyl ether in an amount of 30% by weight or more.
アミン類、酸無水物、フェノール類から選ばれる少なくとも1種の硬化剤とから硬化されたエポキシ樹脂硬化物。
The epoxy resin composition according to claim 1 ,
A cured epoxy resin product cured with at least one curing agent selected from amines, acid anhydrides, and phenols.
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