JPS6138930B2 - - Google Patents
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- JPS6138930B2 JPS6138930B2 JP11638781A JP11638781A JPS6138930B2 JP S6138930 B2 JPS6138930 B2 JP S6138930B2 JP 11638781 A JP11638781 A JP 11638781A JP 11638781 A JP11638781 A JP 11638781A JP S6138930 B2 JPS6138930 B2 JP S6138930B2
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Description
本発明は新規にして有用なる多官能エポキシ樹
脂の製造方法に関するもので、多価フエノール類
とエピクロルヒドリンとから得られるエポキシ樹
脂に多価フエノール類を予備縮合せしめる予備縮
合工程(第一工程)と、しかるのちここに得られ
た予備縮合物に、フエノールおよび/または置換
フエノール類とホルムアデヒド供給物質とから得
られるフエノール係樹脂とエピクロルヒドリンと
から得られるノボラツク型エポキシ樹脂を共縮合
せしめる共縮合工程(第二工程)とから成ること
に特徴を有する。
一般に、エポキシ樹脂はその特異な構造の故
に、耐食性、接着性、耐熱性、電気特性、硬化特
性その他の諸性質にすぐれており、そのために
種々の硬化剤と組み合わせることによつて被覆
材、接着剤、電気部品、土木建築物その他広汎な
用途を持つのみならず、いわゆる変性剤として使
用することにより各種樹脂の改質材ともなし得る
など工業的に極めて重要なものであるが、それだ
けに当該樹脂に対しては、それぞれの使用分野に
おいて一層高度の性能が要求されているというの
が実状である。
たとえば被覆材の分野においては、液状で、か
つ、抵分子量体のビスフエノールA型エポキシ樹
脂から固形の高分子量体のビスフエノールA型エ
ポキシ樹脂に至るまで、アミン系硬化剤、酸無水
物系硬化剤、フエノール樹脂、メラミン樹脂およ
びアクリル樹脂系硬化剤、潜在性硬化剤その他の
硬化剤との組み合わせになる常温硬化ないしは加
熱硬化により缶塗料、プレコートメタル用塗料、
タールエポキシ樹脂塗料、ピユアエポキシ塗料そ
の他に利用されている。
しかしながら、長期の防食性および耐熱性が不
十分であるばかりでなく、有機および無機の酸な
いしはアルカリ、さらには各種溶剤に対する抵抗
性も不十分であつて、とくに常温硬化系被覆材に
あつては、上記した諸性能が不十分であるため、
それらの諸性能の改善策が講じられるように強く
求められているという現状である。
また、電気絶縁などのいわゆる電気分野におい
ても、注型、積層、埋め込み、封止そ他の用途
に、前述したと同様、各種の硬化剤と組み合わさ
れてビスフエノールA型エポキシ樹脂をはじめと
して、難燃性を付与した臭素化エポキシ樹脂の使
用は勿論のこと、さらには耐熱性を高めるために
前記フエノールおよび/または置換フエノール類
とホルムアデヒド供給物質とから得られるノボラ
ツク樹脂とエピクロルヒドリンとの組み合わせに
よつて得られる、いわゆるノボラツク型エポキシ
樹脂なども多用されてはいるけれども、それらは
いずれもポリアミド系硬化剤とは相溶しないため
に用途が著しく制限されるのみならず、相溶可能
な硬化剤との組み合わせによつて確かに硬化密度
が高められ、耐熱性の度合も上昇するものの、他
面においてはそれらの硬化樹脂が総じて脆くな
り、後加工時あるいは冷熱の繰り返しによつて
“われ”や“ひび”が発生するなどの点で使用分
野が制限され、しかも不良品の多発に整つている
というのが現状である。
しかるに、本発明者らは上述した如き現状に鑑
みて永年に亘り脱意研究した結果、現在において
最も多く使用されているビスフエノールA型エポ
キシ樹脂の長所をそのままに保持する一方で、新
たに耐熱性および耐化学薬品性をも向上させ、か
つ、ノボラツク型エポキシ樹脂の耐熱性をも併用
せしめると同時に、さらに柔軟性に富み、しかも
各種硬化剤との相溶性も大幅に改善された新規に
して有用なる多官能ノボラツク型エポキシ樹脂を
見出して、本発明を完成させるに到つた。
すなわち、本発明は多価フエノール類とエピク
ロルヒドリンとから得られるエポキシ樹脂Aに予
め、過剰の多価フエノール類を予備縮合せしめる
工程(つまり、予備縮合工程)と、次いでここに
得られた予備縮合物に、さらにフエノールおよ
び/または置換フエノール類とホルムアデヒド供
給物質とから得られるノボラツク型フエノール系
樹脂とエピクロルヒドリンとから得られるノボラ
ツク型エポキシ樹脂Bを共縮合せしめる工程(つ
まり、共縮合工程)との二工程を経ることから成
る多官能ノボラツク型フエノール樹脂の製造方法
を提供するものである。
ここにおいて、前記エポキシ樹脂Aを得るのに
用いられる多価フエノール類、あるいはさらに前
記予備縮合用の縮合成分として用いられる多価フ
エノール類とは共に、2,2′―ビス(p―ヒドロ
キシフエニル)プロパン(通称「ビスフエノール
A」)またはビス(p―ヒドロキシフエニル)メ
タン(同「ビスフエノールF」)などの如きビス
(p―ヒドロキシフエニル)アルカン類およびこ
れらの核ハロゲン置換物;1,3―ジヒドロキシ
ベンゼンなどの(通称「レゾール」)如きジヒド
ロキシベンゼン類およびこれらのアルキル化物な
いしは核ハロゲン置換物;さらにはビスフエノー
ルスルホンなどの如きジフエノール類をも含めた
すべての多価フエノールを指称するものであり、
これらのうち上記したビスフエノールAまたはビ
スフエノールFが最も一般的なものである。な
お、フエノール、クレゾールまたはオクチルフエ
ノールなどの如きモノフエノール類;およびこれ
らのモノフエノール類と後記する如きホルムアル
デヒド供給物質とから得られる二核体以上のフエ
ノール系樹脂などをも併用すれば一層有用な場合
もあるので、本発明においていう前記「多価フエ
ノール類」とはこのような意味に理解されたい。
そして、かかる多価フエノール類とエピクロル
ヒドリンとから前記のエポキシ樹脂Aを得るに
は、たとえば高分子化学刊行会編「エポキシ樹脂
の製造と応用」(昭和38年11月10日発行)に記載
されたような方法に従えばよい。
本発明方法の第一工程である前記予備縮合工程
を実施するに当り、「予め縮合せしめる」なる意
味はかかる工程を経て得られる予備縮合物のエポ
キシ当量が少なくとも3000グラム/当量(以下、
3000g/eqと略記する。)となるまで縮合せしめ
ることをいい、この予備縮合工程においては前記
エポキシ樹脂Aに対して化学量論的に過剰量の多
価フエノール類を存在させて縮合せしめることが
必要である。つまり、該エポキシ樹脂A中に存在
するエポキシ基の1個に対して該多価フエノール
類中に存在するフエノール性水酸基を1個以上存
在せしめる必要があるわけであり、より好ましく
はエポキシ基の1個に対して1.2〜4.0個の水酸基
となる範囲が適当である。
かくして、第一工程において予備縮合物を得る
には前記したそれぞれエポキシ樹脂Aと前記多価
フエノール類とを単に加熱せしめることにより得
られが、適当な触媒を用い、かつ、適当な温度を
選択することによつて容易に予備縮合物が得られ
るから、むしろ後者の如き方法が推奨される。
こうした反応を促進せしめ触媒として代表的な
ものには水酸化リチウムもしくは水酸ナトリウム
などの如き無機のアルカリ性水酸化物またはハロ
ゲン化物;トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、ベンジルメチルアミン、N―メチルピペラジ
ンもしくはN―メチルモルホリンなどの如き第三
級アミン類またはそれらの塩酸塩類;塩化テトラ
メチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニ
ウムもしくは塩化フエニルトリメチルアンモニウ
ムなどの如き第四級アンモニウム塩類;イミダゾ
ールもしくは2―エチルイミダゾールなどのイミ
ダゾール系化合物;トリフエニルホスホンなどの
如き酸性燐系化合物;酢酸カルシウムなどの如き
有機カルボン酸の無機アルカリ塩類;あるいは第
四アンモニウム塩型イオン交換樹脂などがあり、
これらを適量添加することにより有効に反応を促
進させることができ、他方、反応温度は通常50〜
260℃、好ましくは100〜200℃なる範囲が適当で
ある。またこのさい、公知慣用の適当な溶剤で希
釈さて反応を行なうこともでき、有用な手段であ
る。
他方、本発明方法の第二工程である前記の共縮
合工程は、先の予備縮合工程において得られた予
備縮合物に、さらにノボラツク型エポキシ樹脂を
反応せしめる工程であるが、ここにおいて言うノ
ボラツク型エポキシ樹脂Bとはフエノールおよ
び/または置換フエノール類とホルムアルデヒド
供給物質とから得られるフエノール系樹脂に、さ
らにエピクロルヒドリンを反応させて得られる樹
脂を指称するものであり、置換フエノール類とし
て代表的なものにはクレゾールまたはオクチルフ
エノールなどがあり、他方、ホルムアルデヒド供
給物質として代表的なものにはホルマリン、パラ
ホルムアルデヒドまたはヘキサメチレンジアミン
などがある。
このようにして、予備縮合物にノボラツク型エ
ポキシ樹脂Bを共縮合せしめる第二工程は、これ
またフエノール性水酸基とエポキシ基との間の反
応であるから、前記第一工程において予備縮合物
を得る場合と同様により行なうことができる。す
なわち、前記予備縮合物に対する当該エポキシ樹
脂Bの割合はこの樹脂Bのエポキシ基1化学当量
(つまりエポキシ基1個)に対して前記予備縮合
物のフエノール性水酸基が0.01〜0.5化学当量
(つまり0.01〜0.5個)、好ましくは0.02〜0.4化学
当量(つまり0.02〜0.4個)となる範囲内で選ば
れるのがよい。そのほかの反応触媒や反応温度な
どは第一工程と同様であつてよい。
フエノール性水酸基が0.01個未満となる場合に
は、アミン系硬化剤に対する相溶性や硬化物の可
撓性が十分ではなく、逆に、0.5個を超える場合
は硬化物の耐熱性が低下するばかりでなく、反応
中にゲル化を起こし易くなるので、いずれも好ま
しくない。
かくして得られた多官能変性ノボラツク型エポ
キシ樹脂は従来のビスフエノールA型エポキシ樹
脂の場合と同様に、脂肪族ポリアミン、芳香族ポ
リアミン、シアノエチル化ポリアミン、グルシシ
ジルエーテル×ポリアミン・アダクト、ポリアミ
ド、ポリアミド・アダクト、ジシアンジアミドま
たは酸ヒドラジドなどの如きアミノ基含有化合
物;カルボン酸類もしくはそれらの酸無水物また
は酸過剰ポリエステルなどの如き(無水)カルボ
キシ基含有化合物;ルイス酸金属ハロゲン化物
類;フエノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂お
よびアクリル樹脂などの如き公知慣用の硬化剤と
組み合わせて硬化せしめることにより被覆、土
木、接着、電気用などの如き各種の用途に好まし
く利用され得るが、とりわけ耐水性、耐海水性を
はじめ、酸、アルカリ、溶剤およびガスなどに対
して高度の耐久性が要求される被覆ないしは接着
分野、あるいは耐熱性、可撓性および電気絶縁性
などが要求される電気関連分野において有用であ
る。
次に、本発明を参考例、実施例および比較例に
より具体的に説明することにするが、以下におい
て特に断わりのない限り、部および%はすべて重
量基準であるものとし、水酸基および水酸基当量
はそれぞれフエノール性水酸基およびフエノール
性水酸基当量を意味するものとする。また、エポ
キシ当量およびフエノール性水酸基当量の単位は
グラム/当量であるが、以下においては、いずれ
もこの単位の表示を省略するものとする。
参考例 1
(予備縮合物の調製例)
撹拌機、窒素ガス導入装置および温度計を具備
した四ツ口フラスコに、「エピクロン850」(大日
本インキ化学工業(株)製エピクロヒドリン・ビスフ
エノールA型エポキシ樹脂;エポキシ当量=
190)の190部(つまり、エポキシ基1個相当
分)、ビスフエノールAの228部(つまり、水酸基
2個相当分)および1%苛性ソーダ水溶液0.2部
を加え、窒素ガスをパージしながら180℃の温度
で5時間反応せしめることにより、エポキシ当量
が35000で水酸基当量が414なる予備縮合物を得
た。以下、これをPC―1と略記する。
参考例 2
(同上)
参考例1と同様にして「エピクロン850」の190
部、ビスフエノールAの171部(水酸基1.5個相当
分)および10%テトラメチルアンモニウムクロラ
イド水溶液0.2部を用い、160℃で4時間、さらに
190℃で2時間反応せしめることによりエポキシ
当量が11000で水酸基当量が722なる予備縮合物を
得た。以下、これをPC―2と略記する。
参考例 3
(同上)
ビスフエノールAの使用量を149部(水酸基1.3
個分)に変更した以外は、参考例2と同様にして
エポキシ当量が9500で水酸基当量が1257でかつ、
融点(環球法)が115℃なる予備縮合物を得た。
以下、これをPC―3と略記する。
参考例 4
(同上)
ビスフエノールAに替えるに、200部(水酸基
2個分)のビスフエノールFを使用した以外は、
参考例1と同様にしてエポキシ当量が27000で水
酸基当量が390なる予備縮合物を得た。以下、こ
れをPC―4と略記する。
参考例 5
(同上)
180部(エポキシ基1個分)の「エピクロン
830」(大日本インキ化学工業(株)製エピクロルヒド
リン・ビスフエノールF型エポキシ樹脂;エポキ
シ当量=180)と150部(水酸基1.5個分)のビス
フエノールFと変更して行なう以外は、参考例2
と同様にしてエポキシ当量が8900で水酸基当量が
660なる予備縮合物を得た。以下、これをPC―5
と略記する。
実施例 1
参考例1と同様のフラスコに、参考例1で得ら
れたPC―1の60部(水酸基0.145個分)、「エピク
ロンN―740」(同上社製エピクロルヒドリン―フ
エノール・ホルマリンノボラツク樹脂型多官能半
固形エポキシ樹脂;エポキシ当量=180)の180部
(エポキシ基1個分)、1%テトラメチルアンモニ
アクロライド水溶液の0.24部およびキシロール80
部を加え、140℃で4時間反応せしめたのち、メ
チルイソブチルケトン80部を加えて溶解させた
処、エポキシ当量(固形分)が285で不揮発分
59.7%なる多官能エポキシ樹脂ワニスが得られ
た。以下、これをE―1と略記する。
実施例 2
参考例2で得られたPC―2の50部(水酸基
0.07個分)を用い、かつ、1%テトラメチルアン
モニウムクロライド水溶液の使用量を0.23部に変
更させ、また溶剤類の使用を一切欠き、さらに反
応条件を145℃で6時間とした以外は、実施例1
と同様にしてエポキシ当量が255なる多官能エポ
キシ樹脂を得た。以下、これをE―2と略記す
る。
実施例 3
PC―2の使用量を100部(水酸基0.14個分)に
し、1%テトラメチルアンモニアクロライド水溶
液の使用量を0.28部に変更させた以外は、実施例
2と同様の操作を繰り返してエポキシ当量が325
なる多官能エポキシ樹脂を得た。以下、これをE
―3と略記する。
実施例 4
PC―2の使用量を180部(水酸基0.25個分)と
し、1%テトラメチルアンモニウムクロライド水
溶液の使用量を0.36部に変更させた以外は、実施
例2と同様にしてエポキシ当量470なる多官能エ
ポキシ樹脂を得た。以下、これをE―4という。
実施例 5
参考例3で得られたPC―3の220部(水酸基
0.18個分)を用い、1%テトラメチルアンモニア
クロライド水溶液の使用量を0.40部とし、キシロ
ールおよびメチルイソブチルケトンの使用量をそ
れぞれ133部および134部と変更させた以外は、実
施例1と同様にしてエポキシ当量(固形分)が
480で、粘度(25℃におけるガードナー法;以下
同様)がZ5で、不揮発分60.1%なる多官能エポキ
シ樹脂ワニスを得た。以下、これをE―5と略記
する。
実施例 6
「エピクロンN―740」に替える「エピクロン
N―673」(大日本インキ化学工業(株)製クレゾー
ル・ノボラツク型エポキシ樹脂;エポキシ当量=
220)の220部(エポキシ基1個相当分)を用いか
つ、PC―1に替えるに、参考例4で得られたPC
―4の55部(水酸基0.14個相当分)を用い、さら
に1%テトラメチルアンモニウムクロライド水溶
液の使用量を0.28部に、キシロールおよびメチル
イソブチルケトンの使用量を共に92部ずつとした
以外は、実施例1と同様にしてエポキシ当量(固
形分)が312で、粘度がYで不揮発分60.0%なる
多官能エポキシ樹脂ワニスを得た。以下、これを
E―6と略記する。
実施例 7
PC―4に替えるに、参考例5で得られたPC―
5の90部(水酸基0.14個分)を用い、かつ、触媒
も0.3部の1%テトラメチルアンモニアクロライ
ド水溶液に変更し、さらにキシロールを103部
に、メチルイソブチルケトンを104部に変更させ
た以外は、実施例6と同様にしてエポキシ当量
(固形分)が350で、粘度がZ2で、不揮発分60.0%
なる多官能エポキシ樹脂ワニスを得た。以下、こ
れをE―7と略記する。
実施例1〜7で得られた各多官能エポキシ樹脂
ないしは樹脂ワニスを用いる一方、比較対照品と
して市販エポキシ樹脂を使用し、さらに市販の変
性ポリアミン系硬化剤「トーマイド213―A」を
も使用して、樹脂と硬化剤との相溶性ならびに硬
化物の性能を評価した。それらの結果を第1表に
まとめた。
なお、ここに用いた「トーマイド213―A」な
る硬化剤は富士化成(株)製の変性ポリアミン系硬化
剤であつて、アミン価が85℃で、粘度がWで、不
揮発分が50℃である。
そして、相溶性はエポキシ樹脂と硬化剤とを同
表に記載された割合で配合し、次いでこれをシク
ロヘキサン/キシレン/n―ブタノール=1/
1/1(重量比)なるシンナーを用いて不揮発分
50%なるワニスとして、溶液状態で相溶状態を観
察し、判定した。
また、硬化塗膜の可撓性は上記の相溶性試験を
行なうに当つて得られたエポキシ樹脂・硬化剤・
シンナーワニスを研磨鉄板に塗装せしめ、室温で
10日間硬化乾燥させたのちの35μ厚の硬化塗膜に
ついて、デユポン式衝撃試験器を用い、0.5Kg×
30cmなる条件で行なつて評価判定した。
さらに、上記の可撓性試験に用いたと同様の硬
化塗膜を同表に記載されたそれぞれの溶剤に室温
で15日間浸漬させたのちの塗膜について膨潤の度
合を観察して評価判定した。
The present invention relates to a novel and useful method for producing a polyfunctional epoxy resin, including a precondensation step (first step) in which polyvalent phenols are precondensed with an epoxy resin obtained from polyvalent phenols and epichlorohydrin; Thereafter, the precondensate obtained here is co-condensed with a phenolic resin obtained from phenol and/or substituted phenols and a formadehyde supply material, and a novolak type epoxy resin obtained from epichlorohydrin (second co-condensation step). It is characterized by consisting of In general, epoxy resins have excellent corrosion resistance, adhesive properties, heat resistance, electrical properties, curing properties, and other properties due to their unique structure. Not only does it have a wide range of uses, including agents, electrical parts, and civil engineering buildings, but it is also extremely important industrially, as it can be used as a modifying agent for various resins. The reality is that even higher performance is required in each field of use. For example, in the field of coating materials, from liquid low molecular weight bisphenol A type epoxy resins to solid high molecular weight bisphenol A type epoxy resins, amine curing agents, acid anhydride curing agents, acid anhydride curing agents, etc. Can paints, pre-coated metal paints, etc. can be cured at room temperature or by heating in combination with curing agents, phenolic resins, melamine resins, acrylic resin curing agents, latent curing agents, and other curing agents.
Used in tar epoxy resin paints, pure epoxy paints, and others. However, not only are long-term corrosion protection and heat resistance insufficient, but also resistance to organic and inorganic acids and alkalis, as well as various solvents, is particularly inadequate for cold-curing coating materials. , because the above-mentioned performances are insufficient,
The current situation is that there is a strong demand for measures to improve these various performances. In addition, in the so-called electrical field such as electrical insulation, difficult-to-use bisphenol A-type epoxy resins are used in combination with various curing agents for casting, laminating, embedding, sealing, and other applications, as mentioned above. Not only can a brominated epoxy resin with flame resistance be used, but also a combination of a novolak resin obtained from the above-mentioned phenol and/or substituted phenols and a formadehyde supply substance and epichlorohydrin can be used to improve heat resistance. Although the resulting so-called novolak type epoxy resins are widely used, their applications are severely limited because they are not compatible with polyamide hardeners, and they are also difficult to use with compatible hardeners. Although the combination certainly increases the cured density and the degree of heat resistance, on the other hand, these cured resins generally become brittle, and are susceptible to "warps" and "cracks" during post-processing or repeated heating and cooling. The current situation is that the field of use is restricted due to the occurrence of "", and moreover, there is a high incidence of defective products. However, in view of the current situation as described above, the present inventors have conducted extensive research over many years, and as a result, while retaining the advantages of bisphenol A type epoxy resin, which is currently most commonly used, we have developed a new heat-resistant epoxy resin. This is a new product that has improved hardness and chemical resistance, and also has the heat resistance of novolak type epoxy resin, and is even more flexible and has significantly improved compatibility with various hardening agents. We have discovered a useful polyfunctional novolac type epoxy resin and have completed the present invention. That is, the present invention involves a step of precondensing an excess of polyhydric phenols onto epoxy resin A obtained from polyhydric phenols and epichlorohydrin (that is, a precondensation step), and then a precondensation product obtained here. and a step of co-condensing a novolak-type phenolic resin obtained from phenol and/or substituted phenols and a formadehyde supplying substance with a novolak-type epoxy resin B obtained from epichlorohydrin (that is, a co-condensation step). The present invention provides a method for producing a polyfunctional novolac type phenolic resin, which comprises the following steps. Here, the polyhydric phenols used to obtain the epoxy resin A, or the polyhydric phenols further used as a condensation component for the precondensation, are 2,2'-bis(p-hydroxyphenyl). ) Bis(p-hydroxyphenyl) alkanes such as propane (commonly known as "bisphenol A") or bis(p-hydroxyphenyl)methane (commonly known as "bisphenol F") and their nuclear halogen substituted products; 1 , 3-dihydroxybenzene (commonly known as "resol"), and their alkylated products or nuclear halogen-substituted products; and all polyhydric phenols, including diphenols such as bisphenolsulfone. It is a thing,
Among these, the above-mentioned bisphenol A or bisphenol F is the most common. In addition, it may be more useful to use monophenols such as phenol, cresol, or octylphenol; and a dinuclear or higher phenolic resin obtained from these monophenols and a formaldehyde supplying substance as described below. Therefore, the term "polyhydric phenols" as used in the present invention should be understood in this way. In order to obtain the above-mentioned epoxy resin A from such polyhydric phenols and epichlorohydrin, for example, the method described in "Production and Application of Epoxy Resins" edited by Kobunshi Kagaku Kankai (published on November 10, 1960) You can follow this method. In carrying out the precondensation step, which is the first step of the method of the present invention, the term "precondensed" means that the epoxy equivalent of the precondensate obtained through such step is at least 3000 g/equivalent (hereinafter referred to as
It is abbreviated as 3000g/eq. ), and in this precondensation step, it is necessary to make a stoichiometrically excessive amount of polyhydric phenols present in the presence of the epoxy resin A in order to carry out the condensation. In other words, it is necessary to have one or more phenolic hydroxyl groups present in the polyhydric phenols for each epoxy group present in the epoxy resin A, and more preferably, one or more phenolic hydroxyl groups present in the polyhydric phenols. A suitable range is 1.2 to 4.0 hydroxyl groups for each hydroxyl group. Thus, in the first step, the precondensate can be obtained by simply heating the above-mentioned epoxy resin A and the above-mentioned polyhydric phenols, but by using an appropriate catalyst and selecting an appropriate temperature. The latter method is rather recommended since a precondensate can be easily obtained by this method. Typical catalysts that promote these reactions include inorganic alkaline hydroxides or halides such as lithium hydroxide or sodium hydroxide; trimethylamine, triethylamine, benzylmethylamine, N-methylpiperazine or N-methylmorpholine. Tertiary amines or their hydrochlorides such as; quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide or phenyltrimethylammonium chloride; imidazole compounds such as imidazole or 2-ethylimidazole; ; acidic phosphorus compounds such as triphenylphosphone; inorganic alkali salts of organic carboxylic acids such as calcium acetate; or quaternary ammonium salt type ion exchange resins.
By adding appropriate amounts of these, the reaction can be effectively promoted, and on the other hand, the reaction temperature is usually 50 to 50℃.
A temperature of 260°C, preferably 100-200°C is suitable. In addition, at this time, the reaction can be carried out by diluting with a known and commonly used appropriate solvent, which is a useful method. On the other hand, the above-mentioned cocondensation step, which is the second step of the method of the present invention, is a step in which the precondensate obtained in the previous precondensation step is further reacted with a novolak type epoxy resin. Epoxy resin B refers to a resin obtained by further reacting epichlorohydrin with a phenolic resin obtained from phenol and/or substituted phenols and a formaldehyde supply substance, and is a typical substituted phenol. Examples include cresol or octylphenol, while typical formaldehyde supply materials include formalin, paraformaldehyde, or hexamethylene diamine. In this way, the second step of co-condensing the novolak type epoxy resin B with the precondensate is also a reaction between the phenolic hydroxyl group and the epoxy group, so that the precondensate is obtained in the first step. This can be done in the same way as in the case. That is, the ratio of the epoxy resin B to the precondensate is such that the phenolic hydroxyl group of the precondensate is 0.01 to 0.5 chemical equivalent (that is, 0.01) to one chemical equivalent of epoxy group (that is, one epoxy group) of the resin B. ~0.5 pieces), preferably within the range of 0.02 to 0.4 chemical equivalents (that is, 0.02 to 0.4 pieces). Other reaction catalysts, reaction temperatures, etc. may be the same as in the first step. If the number of phenolic hydroxyl groups is less than 0.01, the compatibility with amine curing agents and the flexibility of the cured product will not be sufficient, whereas if it exceeds 0.5, the heat resistance of the cured product will only decrease. However, both are unfavorable because they tend to cause gelation during the reaction. The thus obtained polyfunctionally modified novolak type epoxy resin, as in the case of conventional bisphenol A type epoxy resin, contains aliphatic polyamine, aromatic polyamine, cyanoethylated polyamine, glycidyl ether x polyamine adduct, polyamide, polyamide.・Amino group-containing compounds such as adducts, dicyandiamide or acid hydrazides; (anhydrous) carboxyl group-containing compounds such as carboxylic acids or their acid anhydrides or acid-rich polyesters; Lewis acid metal halides; phenolic resins, urea resins By curing in combination with known and commonly used curing agents such as melamine resins and acrylic resins, they can be preferably used for various applications such as coatings, civil engineering, adhesives, and electrical applications. First, it is useful in the field of coatings or adhesives that require a high degree of durability against acids, alkalis, solvents, gases, etc., or in the electrical field that requires heat resistance, flexibility, electrical insulation, etc. Next, the present invention will be specifically explained using reference examples, examples, and comparative examples. Unless otherwise specified, all parts and percentages are based on weight, and hydroxyl groups and hydroxyl equivalents are Each term shall mean a phenolic hydroxyl group and a phenolic hydroxyl group equivalent. Further, the units of epoxy equivalent and phenolic hydroxyl group equivalent are grams/equivalent, but in the following, this unit will be omitted in both cases. Reference Example 1 (Example of preparation of precondensate) In a four-necked flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas introduction device, and a thermometer, "Epicron 850" (epichlorohydrin bisphenol type A manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.) was added. Epoxy resin; epoxy equivalent =
190 parts (i.e., equivalent to one epoxy group), 228 parts (i.e., equivalent to two hydroxyl groups) of bisphenol A, and 0.2 parts of a 1% aqueous solution of caustic soda were added, and the mixture was heated to 180°C while purging with nitrogen gas. By reacting at this temperature for 5 hours, a precondensate having an epoxy equivalent of 35,000 and a hydroxyl equivalent of 414 was obtained. Hereinafter, this will be abbreviated as PC-1. Reference example 2 (same as above) 190 of "Epicron 850" in the same way as reference example 1
171 parts of bisphenol A (equivalent to 1.5 hydroxyl groups) and 0.2 parts of a 10% tetramethylammonium chloride aqueous solution at 160°C for 4 hours.
By reacting at 190°C for 2 hours, a precondensate having an epoxy equivalent of 11,000 and a hydroxyl equivalent of 722 was obtained. Hereinafter, this will be abbreviated as PC-2. Reference example 3 (same as above) The amount of bisphenol A used was 149 parts (hydroxyl group 1.3
The epoxy equivalent was 9500, the hydroxyl equivalent was 1257, and
A precondensate with a melting point (ring and ball method) of 115°C was obtained.
Hereinafter, this will be abbreviated as PC-3. Reference example 4 (same as above) except that 200 parts (equivalent to 2 hydroxyl groups) of bisphenol F was used instead of bisphenol A.
A precondensate having an epoxy equivalent of 27,000 and a hydroxyl equivalent of 390 was obtained in the same manner as in Reference Example 1. Hereinafter, this will be abbreviated as PC-4. Reference example 5 (same as above) 180 parts (one epoxy group) of “Epicron”
830'' (Epichlorohydrin Bisphenol F type epoxy resin manufactured by Dainippon Ink & Chemicals Co., Ltd.; epoxy equivalent = 180) and 150 parts (1.5 hydroxyl groups) of Bisphenol F were used.
Similarly, the epoxy equivalent is 8900 and the hydroxyl equivalent is
A precondensate named 660 was obtained. Below, this is PC-5
It is abbreviated as Example 1 In a flask similar to Reference Example 1, 60 parts of PC-1 obtained in Reference Example 1 (0.145 hydroxyl groups) and "Epiclon N-740" (epichlorohydrin-phenol formalin novolak resin manufactured by the same company) were added. 180 parts (for one epoxy group) of type polyfunctional semisolid epoxy resin; epoxy equivalent = 180), 0.24 part of 1% aqueous solution of tetramethylammonia chloride, and xylol 80
After reacting at 140℃ for 4 hours, 80 parts of methyl isobutyl ketone was added and dissolved, resulting in an epoxy equivalent (solid content) of 285 and a non-volatile content.
A polyfunctional epoxy resin varnish of 59.7% was obtained. Hereinafter, this will be abbreviated as E-1. Example 2 50 parts of PC-2 obtained in Reference Example 2 (hydroxyl group
0.07 parts), the amount of 1% tetramethylammonium chloride aqueous solution was changed to 0.23 parts, no solvent was used at all, and the reaction conditions were changed to 145°C for 6 hours. Example 1
A polyfunctional epoxy resin having an epoxy equivalent of 255 was obtained in the same manner as above. Hereinafter, this will be abbreviated as E-2. Example 3 The same operation as in Example 2 was repeated, except that the amount of PC-2 used was changed to 100 parts (for 0.14 hydroxyl groups) and the amount of 1% tetramethylammonia chloride aqueous solution used was changed to 0.28 parts. Epoxy equivalent is 325
A polyfunctional epoxy resin was obtained. Below, this is E
-Abbreviated as 3. Example 4 An epoxy equivalent of 470 was prepared in the same manner as in Example 2, except that the amount of PC-2 used was 180 parts (for 0.25 hydroxyl groups) and the amount of 1% tetramethylammonium chloride aqueous solution was changed to 0.36 parts. A polyfunctional epoxy resin was obtained. Hereinafter, this will be referred to as E-4. Example 5 220 parts of PC-3 obtained in Reference Example 3 (hydroxyl group
The procedure was the same as in Example 1, except that the amount of 1% tetramethylammonia chloride aqueous solution was changed to 0.40 parts, and the amounts of xylene and methyl isobutyl ketone were changed to 133 parts and 134 parts, respectively. The epoxy equivalent (solid content) is
480, a viscosity (Gardner method at 25°C; the same applies hereinafter) of Z5 , and a non-volatile content of 60.1%, a polyfunctional epoxy resin varnish was obtained. Hereinafter, this will be abbreviated as E-5. Example 6 "Epiclon N-673" (cresol novolak type epoxy resin manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.; epoxy equivalent =
220) (equivalent to one epoxy group) and in place of PC-1, PC obtained in Reference Example 4 was used.
- 55 parts of 4 (corresponding to 0.14 hydroxyl groups) were used, the amount of 1% tetramethylammonium chloride aqueous solution was 0.28 parts, and the amounts of xylene and methyl isobutyl ketone were each 92 parts. A polyfunctional epoxy resin varnish having an epoxy equivalent weight (solid content) of 312, a viscosity of Y, and a non-volatile content of 60.0% was obtained in the same manner as in Example 1. Hereinafter, this will be abbreviated as E-6. Example 7 Instead of PC-4, PC- obtained in Reference Example 5 was used.
5 (0.14 hydroxyl groups), the catalyst was also changed to 0.3 parts of 1% tetramethylammonia chloride aqueous solution, xylol was changed to 103 parts, and methyl isobutyl ketone was changed to 104 parts. , the epoxy equivalent (solid content) was 350, the viscosity was Z 2 , and the nonvolatile content was 60.0% in the same manner as in Example 6.
A polyfunctional epoxy resin varnish was obtained. Hereinafter, this will be abbreviated as E-7. While each of the polyfunctional epoxy resins or resin varnishes obtained in Examples 1 to 7 was used, a commercially available epoxy resin was used as a comparative product, and a commercially available modified polyamine curing agent "Tomide 213-A" was also used. The compatibility between the resin and the curing agent and the performance of the cured product were evaluated. The results are summarized in Table 1. The curing agent "Tomide 213-A" used here is a modified polyamine curing agent manufactured by Fuji Kasei Co., Ltd., and has an amine value of 85°C, a viscosity of W, and a nonvolatile content of 50°C. be. Compatibility is determined by blending the epoxy resin and curing agent in the proportions listed in the same table, and then mixing this with cyclohexane/xylene/n-butanol = 1/
Non-volatile content is removed using thinner with a ratio of 1/1 (weight ratio).
The compatibility was determined by observing the compatibility state in a solution state as a 50% varnish. In addition, the flexibility of the cured coating film was determined by the epoxy resin, curing agent, and
Apply thinner varnish to a polished iron plate and leave at room temperature.
After curing and drying for 10 days, a 35μ thick cured film was tested using a Dupont impact tester at 0.5Kg
Evaluations were made under the condition of 30 cm. Furthermore, cured coatings similar to those used in the above flexibility test were immersed in each of the solvents listed in the same table at room temperature for 15 days, and the coatings were evaluated and evaluated by observing the degree of swelling.
【表】【table】
Claims (1)
ら得られるエポキシ樹脂Aに予め、過剰の多価フ
エノール類を縮合せしめる予備縮合工程と、しか
るのちフエノールおよび/または置換フエノール
類とホルムアデヒド供給物質とから得られるフエ
ノール係樹脂とエピクロルヒドリンとから得られ
るノボラツク型エポキシ樹脂Bを、前記工程にお
いて得られた予備縮合物に共縮合せしめる共縮合
工程との二工程から成ることを特徴とする新規多
官能エポキシ樹脂の製造方法。1. A precondensation step in which an excess of polyhydric phenols is preliminarily condensed onto epoxy resin A obtained from polyhydric phenols and epichlorohydrin, and then a phenol compound obtained from phenol and/or substituted phenols and a formadehyde supply substance is added. A method for producing a novel polyfunctional epoxy resin, comprising two steps: a co-condensation step in which a novolac type epoxy resin B obtained from a resin and epichlorohydrin is co-condensed with the precondensate obtained in the above step.
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP11638781A JPS5819322A (en) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | Production of novel multifunctional epoxy resin |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS5819322A JPS5819322A (en) | 1983-02-04 |
| JPS6138930B2 true JPS6138930B2 (en) | 1986-09-01 |
Family
ID=14685756
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11638781A Granted JPS5819322A (en) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | Production of novel multifunctional epoxy resin |
Country Status (1)
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-
1981
- 1981-07-27 JP JP11638781A patent/JPS5819322A/en active Granted
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| JPS5819322A (en) | 1983-02-04 |
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