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JPH0514724B2 - - Google Patents
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JPH0514724B2 - - Google Patents

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JPH0514724B2
JPH0514724B2 JP13186484A JP13186484A JPH0514724B2 JP H0514724 B2 JPH0514724 B2 JP H0514724B2 JP 13186484 A JP13186484 A JP 13186484A JP 13186484 A JP13186484 A JP 13186484A JP H0514724 B2 JPH0514724 B2 JP H0514724B2
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JP
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cresol
resin
reaction
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novolak
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JP13186484A
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Yoshitomo Nakano
Masumi Kada
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明の目的は、ゲルを含まず溶剤等に可溶性
であり、軟化点145℃以上の線状の高分子量ノボ
ラツク樹脂、詳しくはp−クレゾールとo−クレ
ゾールのランダム共重合ノボラツク樹脂を容易に
製造する方法を提供せんとするものである。 (産業上の利用分野) 本発明の製法によつて得られるノボラツク樹脂
は、軟化点が著しく高く、しかも各種の溶剤に対
する溶解性及びフエノールノボラツク型エポキシ
樹脂等のエポキシ樹脂との相溶性に優れている。
したがつて、この樹脂は、ノボラツク樹脂として
の各種の用途に使用することができ、特にフエノ
ールノボラツク型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂
の硬化剤として有利に使用することができる。 (従来技術) ノボラツク型フエノール樹脂は一般に、フエノ
ール類をアルデヒドと共に酸性触媒の存在下で重
縮合して製造される。そして、ノボラツク型フエ
ノール樹脂は熱硬化性樹脂として広く使用されて
いるが、その数平均分子量が250〜1000程度であ
り、これよりも高分子量のノボラツク型フエノー
ル樹脂を得ることはゲル化を起こす等のために実
質上不可能か、又は著しく困難であつた。 ノボラツク型フエノール樹脂生成反応において
フエノールが高分子量化しないのは、アルデヒド
との縮合反応がOH基に対し二つのオルト位及び
一つのパラ位の合計3点において起こりうるの
で、ゲル化を起こしやすいのが一因である。その
ために従来、OH基のオルト位又はパラ位に置換
基を入れたモノ置換フエノールを原料に用い、反
応点を二つに制限することでゲル化を防止し、高
分子量樹脂を製造せんとする試みがなされた。 たとえば、ジヤーナル・オブ・ポリマー。サイ
エンス 20巻75頁〜88頁(1956)には、p−クロ
フエノールとホルムアルデヒドとを重縮合させて
数平均分子量(以下、これを「Mn」という。)
が1600〜3300以上の高分子量ノボラツク型パラク
ロロフエノール樹脂が得られたことが報告されて
いるし、同文献32巻第221頁〜228頁(1958)に
は、p−クロロフエノールとホルムアルデヒドと
を同様に重縮合させ、さらにアセチル化すること
により、Mnが1610以上、若しくは3640以上の高
分子量ノボラツク型クロロフエノール樹脂が得ら
れたと報告されている。しかしその後に、この結
果は否定され、上記アセチル化物のMnが1250以
下であることが報告された(ブレチン・ケミカ
ル・ソサエテイ・オブ・ジヤパン36巻第580頁〜
585頁)。 また、工業化学雑誌66巻第95頁〜99頁(1963)
には、ノニルフエノールとパラホルムアルデヒド
とをベンゼン又はトルエン中でp−トルエンスル
ホン酸触媒を用いて重縮合させることによりMn
が1555、2735又は4560のノボラツク樹脂が得られ
たこと、しかしそのMn4560の樹脂中には同時に
溶剤難溶性成分(ゲル)が含まれていたこと、さ
らにp−クレゾールとノニルフエノールをモル比
2対1で混合して重縮合させた場合には、Mnが
1355の樹脂しか得られなかつたこと等が報告され
ている。これらの報告は、原料の置換フエノール
として分子量の高いノニルフエノールを用いた場
合には、高分子量の樹脂が得られるが、分子量の
低いクレゾールからは同じ重合度でも比較的低分
子量の樹脂しか得られないこと、さらに高分子量
の樹脂を得ようとすれば、溶剤不溶分(ゲル)の
生成が避けられないことを示している。 また、高分子量オルト・パラクレゾール共重合
ノボラツク樹脂の製造法については、特開昭56−
92908号公報に記載がある。すなわち、Mnが550
のオルトクレゾールノボラツク樹脂を2,6−ジ
メチロール−p−クレゾールと共に、硝酸の存在
下でo−ジクロールベンゼン溶媒中で反応させる
ことにより、Mnが1930のジメチルアセトアミド
に可溶な線状高分子量オルト・パラクレゾール共
重合樹脂が得られ、その軟化点が134℃であつた
と記載されている。しかし、この方法で得られる
樹脂はオルト・パラクレゾールブロツク共重合体
であるし、その最も高いMn値(Mn=1930)の
樹脂であるオルト/パラクレゾール比80/20の樹
脂の軟化点が134℃であり、比較的に軟化点が低
い。 (発明が解決せんとする問題点) 要するに従来、フエノールノボラツク樹脂の製
造法には種々の方法が知られていたが、軟化点が
著しく高く、溶剤に対する溶解性に優れた線状高
分子量のゲルを含まないノボラツク樹脂を簡単に
容易に製造する方法が見当らなかつた。本発明
は、入手の容易な低分子量のフエノール類から直
接に、145℃以上の著しく高い軟化点を有し、し
かも種々の溶剤やノボラツク型エポキシ樹脂等の
エポキシ樹脂に対する溶解性や相溶性に著しく優
れたゲルを含まない線状高分子量のノボラツク樹
脂を簡単に、かつ容易に製造する方法を提供せん
とするものである。 (問題の解決手段) 本発明のかかる目的は、原料フエノールとして
p−クレゾールとo−クレゾールとを特定割合で
含む混合クレゾールを用い、これを特定の極性有
機溶媒中で酸性触媒の存在下でホルムアルデヒド
類と重縮合反応させることにより達成することが
できる。 すなわち、本発明の軟化点145℃以上の線状高
分子量クレゾールノボラツク樹脂の製造法は、p
−クレゾール92〜45モ%及びo−クレゾール8〜
55モル%の混合クレゾールとホルムアルデヒド類
とを、炭素数3〜12のアルキルアルコール類、炭
素数3〜12のアルキルアルコールのグリコールエ
ーチル類、ベンジルアルコール、及び炭素数1〜
6のアルキルカルボン酸類よりなる群から選ばれ
た極性溶媒中で酸性触媒の存在下に反応させるこ
ことを特徴とする方法である。 本発明においては原料フエノールとして、特に
p−クレゾール92〜45モル%、好ましくは90〜50
モル%と、o−クレゾール8〜55モル%、好まし
くは10〜50モル%との混合クレゾールが使用され
る。p−クレゾールの割合が高くなると(すなわ
ちo−クレゾールの割合が低くなると)、得られ
るノボラツク樹脂は軟化点が高くなるが、溶剤に
対する溶解性やノボラツク型エポキシ樹脂に対す
る相溶性が悪くなる。 本発明における混合クレゾールと反応させるホ
ルムアルデヒド類とは、ホルムアルデヒド及び反
応系においてホルムアルデヒドを容易に生成せし
めることのできる物質、たとえばホルムアルデヒ
ドの溶媒溶液(ホルマリン等)、パラホルムアル
デヒド及びトリオキサン等を総称するものであ
る。特に好ましいホルムアルデヒド類はパラホル
ムアルデヒド及びトリオキサンである。ホルマリ
ン等のホルムアルデヒド水溶液は勿論、使用する
ことができるが、反応系の水分含有量を増加させ
るので好ましくない。本発明におけるホルムアル
デヒド類の使用割合は、クレゾール1モルに対し
てホルムアルデヒドとして0.57〜1.5モル、好ま
しくは0.9〜1.3モルである。ホルムアルデヒド類
の使用割合が少なすぎると生成樹脂が高分子量に
ならず、低融点の樹脂しか得られなくなる。ま
た、ホルムアルデヒド類の使用割合が多すぎると
生成樹脂のゲル化、ひいては溶剤に対する溶解性
の低下、又はエポキシ樹脂に対する相溶性低下の
原因になる。 本発明における反応溶媒としては、炭素数3〜
12のアルキルアルコール類、炭素数3〜12のアル
キルアルコールのグリコールエーテル類、ベンジ
ルアルコール及び炭素数1〜6のアルキルカルボ
ン酸類よりなる群から選ばれた極性溶媒が使用さ
れる。その具体例としては、たとえばプロパノー
ル、ブタノール、アミルアルコール、ヘキサノー
ル等のアルキルアルコール類;メトキシエタノー
ル、エトキシエタノール、ブトキシエタノール等
のアルキルアルコールのグリコールエーテル類;
ベンジルアルコール;ギ酸、酢酸、プロピオン
酸、酪酸等があげられる。 本発明において上記した特定の極性溶媒を用い
て反応させるのは、分子内に水素結合可能な水酸
基又はカルボキシル基を持たない、たとえば芳香
族炭化水素やエーテル類等の溶媒中でクレゾール
とアルデヒドとを反応させても、高分子量化しな
いのに対し、本発明における特定の溶媒を使用す
れば容易に高分子量化するからである。これは本
発明における極性溶剤はクレゾールノボラツク樹
脂のフエノール性水酸基と水素結合により溶媒和
し、そのために樹脂が高分子化し易くなると考え
られる。 本発明における反応触媒としては、酸触媒、好
ましくはプロトンを含有する酸が使用される。た
とえば塩酸、硝酸、リン酸、過塩素酸等の無機酸
類;p−トルエンスルホン酸、シユウ酸等の有機
酸類があげられる。しかし、ルイス酸は好ましく
ない。酸触媒の使用割合は、原料クレゾール100
重量部に対して0.01〜20重量部、好ましくは1〜
15重量部である。 本発明における反応温度としては、通常、95℃
以上、好ましくは105〜150℃の温度が用いられ
る。反応温度が低すぎると反応速度がおそくなる
し、高温にすぎると生成樹脂のゲル化の危険があ
る。 本発明の製造反応の態様等についてさらに詳述
すると、反応成分の仕込は、原料のp−クレゾー
ルとo−クレゾールとを予めよく混合しておき、
たとえば原料クレゾール混合物、ホルムアルデ
ヒド類、反応溶媒及び酸触媒を所定の割合で仕込
み、撹拌しながらゆつくりと加熱して反応温度ま
で昇温させて、一定時間反応させるか、原料の
クレゾール混合物、反応溶媒及び酸触媒を仕込
み、加熱して反応温度に達してから、ホルムアル
デヒド類及び酸触媒を溶媒に溶解したものを添加
して、一定時間反応させるか、クレゾール混合
物、ホルムアルデヒド類及び反応溶媒を仕込み、
撹拌しながら加熱して反応温度附近まで昇温させ
たのち、酸触媒又はその溶媒溶液を滴下して反応
させる等の方法が用いられる。 本発明の製造反応系の水分量が多すぎると、ホ
ルムアルデヒド類が副反応により消費されてロス
となるばかりでなく、生成樹脂の高分子量化のさ
またげとなる。また、高分子量ノボラツク樹脂は
水分含有量が多い溶媒には不溶となつて析出する
ので、不均一反応になりやすいとともに、樹脂の
高分子量化の支障となる。したがつて、反応系の
水分含有量は15重量%以下、好ましくは10重量%
以下に保つのが望ましい。そのためには、反応系
に水と共沸する、いわゆる共沸溶媒(たとえばn
−ブタノール等)を添加し、還流下で反応させ
て、余分の水分を溶媒と共沸させて系外に排出さ
せる等の方法が用いられる。 反応終了後に生成ノボラツク樹脂を分離・回収
するには、たとえば反応溶媒として水に可溶性の
溶媒(たとえばメトキシエタノール、エトキシエ
タノール、ぎ酸、酢酸等)を用いた場合には、反
応生成物を10〜20倍量の水中に投入し、生成樹脂
を水に不溶な樹脂として分離・回収する。また、
反応溶媒として水に不溶な溶媒(たとえばn−ブ
タノール、n−ヘキサノール、ベンジルアルコー
ル等)を用いた場合には、反応生成物を水洗や中
和して酸触媒を除いてから、反応溶媒を留去して
除き、生成樹脂を溶融樹脂として分離・回収す
る。 (作用効果) 本発明においては、原料フエノールとしてp−
クレゾールとo−クレゾールとを特定割合で混合
した混合フエノールを使用し、特定の反応溶媒中
で酸触媒の存在下で反応させるから、145℃以上
の高い軟化点を有し、しかも溶剤やノボラツク型
エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂に対する溶解性や
相溶性に著しく優れた、ゲルを含まない線状高分
子量のオルト・パラクレゾールランダム共重合ノ
ボラツク樹脂が得られる。そして、混合クレゾー
ル中のp−クレゾールの割合が多くなると、生成
ノボラツク樹脂は軟化点が高くなるが、溶剤に対
する溶解性やノボラツク型エポキシ樹脂等との相
溶性が低下してくる。そして、p−クレゾールの
割合が少なくなると生成ノボラツク樹脂の軟化点
が低下してくる。 また、反応溶媒として上記した特定の極性溶媒
を使用するから、クレゾールノボラツク樹脂に強
く溶媒和し、そのために樹脂が高分子化し易くな
る。すなわち、上記した極性溶媒は分子中に水素
結合をする水酸基又はカルボキシル基を有し、ク
レゾールノボラツク樹脂のフエノール性水酸基と
水素結合することにより、強く溶媒和し、その結
果として生成樹脂は高分子化される。 このように、本発明の製法により得られるノボ
ラツク樹脂は、145℃以上の著しく高い軟化点を
有し、しかもゲルを含まず各種の溶剤に対する溶
解性に優れ、ノボラツク型エポキシ樹脂等のエポ
キシ樹脂との相溶性に優れた、線状高分子量のパ
ラ・オルトクレゾールランダム共重合ノボラツク
樹脂である。そして、一般にノボラツク樹脂は軟
化点が高いほど高温での安定性に優れていて熱分
解を起こしにくいと同時に、エポキシ樹脂硬化剤
としてエポキシ樹脂に混合して硬化させた場合に
は、得られる硬化物の耐熱性が高くなるので、本
発明の製法によつて得られるノボラツク樹脂は、
ノボラツク型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂の硬
化剤として特に優れている。 すなわち、本発明の製法で得られたノボラツク
樹脂は、2価以上のフエノールとエピクロルヒド
リンとから製造されるエポキシ樹脂、たとえばビ
スフエノールA、ビスフエノールF、臭素化ビス
フエノールA、フエノールノボラツク樹脂、o−
クレゾールノボラツク樹脂、テトラフエノールエ
タン、テトラプロモビスフエノールA等とエピク
ロルヒドリンとから製造されるエポキシ樹脂等の
エポキシ樹脂に対して優れた相溶性を示すので、
本発明の製法で得られるノボラツク樹脂をこれら
のエポキシ樹脂に硬化剤として配合して硬化させ
れば、耐熱性及び機械的諸特性に著しく優れた硬
化物が得られる。 また、本発明の製法によつて得られるノボラツ
ク樹脂は、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の
エーテル類;ジメチルアセトアミド、ジメチルホ
ルムアミド等の極性溶剤類に可溶であり、不溶な
ゲル成分を含まないことからして、線状高分子量
のパラ・オルトクレゾールランダム共重合樹脂と
考えられるが、その溶剤に対する溶解性は、p−
クレゾール/o−クレゾールモル比及び分子量に
より変化する。p−クレゾールのモル比が高くな
るほど、また分子量が高くなるほど、溶剤に難溶
性になる。 たとえば、p−クレゾール/o−クレゾールモ
ル比が5/5で軟化点が145℃以上の樹脂につい
ていえば、上記の各溶剤に可溶性であるほか、ア
セトン、メチルエチルケトン等のケトン類;メト
キシエタノール、エトキシエタノール等のグリコ
ールエーテル類;酢酸エステル等のエステル類;
及びエピクロルヒドリンに対しても可溶である
が、メタノール、エタノール、ブタノール等のア
ルコール類には難溶である。そして、p−クレゾ
ール/o−クレゾールモル比が5/5よりも高く
なると、次第に難溶性になる溶剤の種類が多くな
る。たとえば、p−クレゾール/o−クレゾール
モル比が9/1の割合で共重合させて得られる分
子量が2000で、軟化点が300℃以上の樹脂につい
ていえば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ア
セトン、メチルエチルケトン、メトキシエタノー
ル、エトキシエタノール、及びベンジルアルコー
ル等の溶剤に対しては可溶であるが、メタノー
ル、エタノール、ブタノール等のアルコール類;
ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、クロロ
ホルム、及びトリクロロエチレン等には不溶又は
難溶である。 なお、フエノールとしてp−クレゾールを単独
使用し、そのほかは本発明の方法と同様にして反
応させて得られた、300℃以上の軟化点を有する
樹脂は、溶剤に対する溶解性に劣り、テトラヒド
ロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、
ジメチルアセトアミドには可溶であるが、それ以
外の上記の各溶剤に難溶又は不溶であり、かつノ
ボラツク型エポキシ樹脂との相溶性が悪く150℃
以上の温度でノボラツク型エポキシ樹脂と混錬し
ても均一に相溶しない。 本発明の製法得られるノボラツク樹脂は、メチ
ルエチルケトン又はジメチルアセトアミドを溶剤
とする蒸気圧法(VPO)によるMn値が1500〜
5000の範囲内にあり、テトラヒドロフランを溶剤
とするゲルパーミユエーシヨン・クロマトグラフ
で測定した重量平均分子量と上記のMn値の比(Q)
が1.5〜12の範囲内にあり、さらに顕微鏡により
樹脂粉末が軟化。流動して透明となる温度を測定
する軟化点測定法による軟化点が145〜300℃以上
の範囲内にある。 既述の特開昭56−92908号公報に記載の方法で
得られるノボラツク樹脂は溶剤に対する溶解性の
低いオルト・パラクレゾールブロツク共重合体で
あり、しかもその製造法からしてo−クレゾー
ル/p−クレゾールモル比を任意に変えるのが困
難であると考えられる。事実、同公報には原料の
低分子量ノボラツク樹脂の末端と、ジメチロール
−p−クレゾールの−CH2OH基とのモル比が1.0
の場合に得られる樹脂が最も高分子量になるこ
と、低分子量のノボラツク樹脂の代りにクレゾー
ルモノマーを用いてジメチロール−p−クレゾー
ルと反応させても高分子量の樹脂が得られなかつ
たこと等が記載されている。そして、同公報の実
施例では、最も高い分子量の樹脂と考えられる樹
脂としてo−クレゾール/p−クレゾールモル比
80/20、分子量1930、及び軟化点134℃の樹脂を
製造している。これに対し、本発明の製法による
ときはp−クレゾール/o−クレゾールモル比を
92/8から45/55の範囲内で任意に変更させるこ
とができ、得られる樹脂は軟化点が著しく高く、
しかも軟化点及びp−クレゾール含有量の高いわ
りには溶解性にも優れ、またノボラツク型エポキ
シ樹脂との相溶性にも優れたオルト・パラランダ
ム共重合体である。このように、本発明の製法と
同公報に記載の製法とは製法自体が全く異るばか
りでなく、得られるノボラツク樹脂は、軟化点の
点においても、共重合比率の点においても、さら
にはブロツク共重合体かランダム共重合体かの点
においても全く異なるものである。 次に、本発明の製法で得られたノボラツク樹脂
をエポキシ樹脂の硬化剤として使用することに関
して詳述すれば、本発明で得られるノボラツク樹
脂を配合するエポキシ樹脂は分子中に2個以上の
エポキシ基を有する化合物であり、その配合割合
はノボラツク樹脂のフエノール性OH基1モルに
対して、エポキシ樹脂のエポキシ基が0.3〜2.0モ
ル、好ましくは0.5〜1.5モルである。 そして、そのエポキシ樹脂としては、たとえば
ビスフエノールA、ビスフエノールF、ビスフエ
ノールS、フエノールノボラツク、オルトクレゾ
ールノボラツク、1,1,2,2−テトラキス
(4−ヒドロキシフエニル)エタンなどのポリフ
エノール類とエピハロヒドリンとから製造される
エポキシ樹脂;カテコール、レゾルシン、ヒドロ
キノンなどの多価フエノールとエピハロヒドリン
とから製造されるエポキシ樹脂;エチレングリコ
ール、ブタンジオール、ペンタエリスリトール、
ポリエチレングリコール等の多価アルコールのグ
リシジルエーテル型エポキシ樹脂;ジシクロペン
タジエンジオキシド、3,4−エポキシシクロヘ
キシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサン
カルボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキ
シド等の脂環式エポキシ樹脂;フタル酸、ヘキサ
ヒドロフタル酸等のポリカルボン酸のポリグリシ
ジルエステル型エポキシ樹脂;ジアミノジフエニ
ルメタンのグリシジル化物等のポリグリシジルア
ミン;アミノフエノールのグリシジル化物などの
エポキシ樹脂があげられる。 そして、かかるノボラツク樹脂を配合したエポ
キシ樹脂には、ベンジルジメチルアミン、イミダ
ゾール類、トリスジメチルアミノメチルフエノー
ル、BF3−ピペリジン塩などの硬化促進剤、さら
に必要に応じて充填剤、離型剤及び難燃化剤を含
有させることができる。 たとえば、本発明の製法で得られたノボラツク
樹脂、エポキシ樹脂及び硬化促進剤に、アセト
ン、メチルエチルケトン等の溶剤を加えて溶解し
たものをガラス布に含浸せしめて乾燥してプリプ
レグとし、得られた枚数のプリプレグを鋼箔と重
ねて加熱プレスし、プリント配線基板用銅張り積
層板を得ることができる。 また、本発明の製法で得られたノボラツク樹脂
に、エポキシ樹脂、硬化促進剤、シリカ等の充填
剤剤及び滑剤を加え、加熱したロールで混練すれ
ば成形用コンパウンドが得られる。このコンパウ
ンドはトランスフアー成形機等を用いて成形して
半導体封止や機械部品等に使用される。 本発明の製法で得られたノボラツク樹脂に、エ
ポキシ樹脂、硬化促進剤、及びナイロン、、ポリ
エステル、ポリビニルブチラール、カルボン酸含
有ブタジエンニトリルゴム等の樹脂を配合し、さ
らに必要に応じて充填剤を加えて接着剤とするこ
とができる。 さらに、本発明の製法で得られるノボラツク樹
脂に、エポキシ樹脂、硬化促進剤、及び充填剤を
加え、加熱ロールで混練し、冷却後粉砕機で粉砕
し篩別して、粉体塗料とすることができる。 次に、本発明の製法で得られるノボラツク樹脂
はアルカリ水溶液に可溶である。したがつて、た
とえばこのノボラツク樹脂に1,2−ナフトキノ
ンジアジドを混合し、適当な溶剤に溶解したもの
を適当な基材に塗布・乾燥して得られる塗膜に紫
外線照射をすると、露光部分のみ弱アルカリ水で
溶解できるから、本発明の製法で得られる樹脂は
フオトレジスト剤用の樹脂として使用することが
できる。 以下に、実施例、比較例及び実験例をあげてさ
らに詳述する。 実施例 1 p−クレゾール54g、o−クレゾール54g、パ
ラホルムアルデヒド32g、及びエチルセロソルブ
240gを硫酸10gと共に反応器に入れ、撹拌しな
がら115℃で4時間反応させた。反応終了後17g
のNaHCO3と水300gを加えて中和した後、高速
に撹拌中の水2中に反応液を投入し、沈殿した
樹脂を別し、乾燥して115gのノボラツク樹脂
を得た。 この樹脂の蒸気圧法(メチルエチルケトン、40
℃)によるMnは2800、テトラヒドロフラン溶液
のゲルパーミユエーシヨンクロマトグラフ分析に
よるQ値は2.4、顕微鏡法による軟化点は200℃以
上であつた。 また、この樹脂はアセトン、メチルエチルケト
ン、メトキシエタノール、エトキシエタノール、
テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、酢酸エチル、
エピクロルヒドリンに可溶であつたが、メタノー
ル、エタノールには難溶であつた。 実施例 2 p−クレゾール81g、o−クレゾール27g、パ
ラホルムアルデヒド32g及びエチルセロソルブ
240gを硫酸10gと共に反応器に入れ、撹拌しな
がら115℃で4時間反応させた。この反応におけ
るp−クレゾール/o−クレゾールモル比は75/
25であつた。反応終了後に17gのNaHCO3と水
30gを加えて中和したのち、高速撹拌中の水2
中に反応液を投入し、沈殿樹脂を別して乾燥し
114gの樹脂を得た。 蒸気圧法で測定した樹脂のMnは2000であり、
顕微鏡法により求めた樹脂の軟化点は300℃以上
であり、GPC法による樹脂のQ値は2.2であつた。 この樹脂は、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、アセトン、メチルエチルケトン、メトキシエ
タノールエトキシエタノール、ブトキシエタノー
ル、ベンジルアルコール、酢酸メチル、エピクロ
ルヒドリン等の溶剤に可溶であるが、メタノー
ル、エタノール、ブタノール等のアルコール、ベ
ンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、クロロホ
ルム、トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水
素には不溶又は難溶である。 実施例 3 p−クレゾール97.2g、o−クレゾール10.8
g、パラホルムアルデヒド35.2g及びエチルセロ
ソルブ240gを硫酸10gと共に反応器に入れ、撹
拌しながら115℃で6時間反応させた。この反応
におけるp−クレゾール/o−クレゾールの反応
モル比は90/10であつた。 反応生成物を実施例2と同様にして処理して、
樹脂116gを得た。ジメチルアセトアミドを用い
る蒸気圧法で測定したこの樹脂のMnは1900であ
り、顕微鏡法により求めた樹脂の軟化点は300℃
以上であつた。 実施例 4 p−クレゾール54g及びo−クレゾール54gを
酢酸400gに溶解し、硫酸4gを加えて反応器に
入れ、110℃に加熱した。また別に、酢酸200gに
パラホルムアルデヒド32gを加え、さらに硫酸6
gを加えて撹拌しながら80℃に加温してパラホル
ムアルデヒドを溶解させた。このパラホルムアル
デヒド溶液を滴下ロートに移し、上記クレゾール
混合溶液に1時間かけてゆつくりと滴下して反応
させた。滴下終了後に、さらに110℃の温度で2
時間撹拌して反応させた後、反応液を高速に撹拌
中の6の水中に投入し、析出樹脂を別、水洗
して乾燥し、115gの樹脂を得た。 この樹脂の蒸気圧法によるMnは2700であり、
顕微鏡法による軟化点は200℃であつた。 実施例 5 p−クレゾール59.4g、o−クレゾール48.6
g、トリオキサン30g、p−トルエンスルホン酸
15g、及びn−ブタノール240gをフラスコ内に
入れ、110〜115℃で4時間、水を共沸で除きなが
ら反応を行なわせた。水洗後、4のヘキサン中
に反応生成物を投じて沈殿する樹脂を別した。
この樹脂は、Mnが2900であり、軟化点が200℃
以上であつた。 実施例 6 p−クレゾール81g、o−クレゾール27g、ト
リオキサン30g、ベンジルアルコール360g及び
p−トルエンスルホン酸15gを反応器に入れ、
140℃で4時間反応を行なわせた。反応生成物を
水洗後、8のメタノール中に投じて沈殿する樹
脂を別した。 この樹脂のMnは2200であり、軟化点は300℃
以上であつた。 比較例 1 p−クレゾール1080gに、37%ホルマリン3400
g、25%NaOH水溶液2000gを混合し、35℃で
4時間反応させ、生成する沈殿を別し、塩酸で
中和して2,6−ジメチロール−p−クレゾール
800gを得た。 この2,6−ジメチロール−p−クレゾール
168gにo−クレゾール108gを加え、o−ジクロ
ルベンゼン540g及び60%硝酸1.6mlとともに反応
器に入れ、撹拌しながら175℃で4時間反応させ
た。反応終了後に10mmHgの減圧下で溶剤を留去
し、温度を徐々に上げて180℃に昇温してから溶
融樹脂を抜出して冷却した。 この樹脂の蒸気圧法によるMnは950であり、
顕微鏡法による軟化点は130℃であつた。また、
この樹脂のp−クレゾール/o−クレゾールモル
比は50/50であつた。 この樹脂は、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、ピリジンに可溶であつたが、ベンゼン、トル
エン、キシレン等の芳香族炭化水素には難溶であ
つた。 比較例 2 p−クレゾール108g、パラホルムアルデヒド
32g、エチルセロソルブ800gを硫酸10gと共に
反応器に入れ、撹拌しながら115℃で6時間反応
させた。反応終了後に17gのNaHCO3と水30g
を加えて中和したのち、高速撹拌中の水4中に
この反応液を投入し、沈殿樹脂を別、乾燥して
117gの樹脂を得た。 この樹脂は、ジメチルアセトアミドによる蒸気
圧法で求めたMnが1800であり、顕微鏡法による
軟化点が300℃以上であつた。 また、この樹脂は、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミドには溶解するが、メタノール、エタノー
ル、ブタノール等のアルコール類;アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の
ケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳
香族炭化水素類には不溶であり、さらにメトキシ
エタノール、エトキシエタノール等のグリコール
エーテル類には溶解するが白濁を生じた。 比較例 3 p−クレゾール21.6g、o−クレゾール86.4
g、パラホルムアルデヒド32g及びエチルセロソ
ルブ240gを硫酸10gと共に反応器に入れ、以下
実施例2と同様にして反応させ、同様の後処理を
して樹脂114gを得た。 この樹脂は、蒸気圧法で測定したMnが2600で
あり、顕微鏡法による軟化点が165℃であり、
GPCによるQ値が3.2であつた。 この樹脂は、エチルアルコール、ブタノール等
のアルコール、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、ジメチルホルムアミド、アセトン等に溶解す
るが、ベンゼン、トルエン、クロロホルム、トリ
クロロエチレンには溶解しなかつた。 実験例 1 以上の実施例及び比較例で得られた各樹脂を用
い、これにフエノールノボラツク型エポキシ樹脂
(シエル化学社商品名 エピコート154)、2−エ
チル−4−メチルイミダゾール、及びシリカ粉
を、表1にそれぞれ示す割合で混合して、100℃
の熱ロールで5分間溶融混練し、冷却後粉砕し
た。 得られた各樹脂組成物を金型に入れ、熱プレス
で170℃、及び50Kg/cm2の成形条件下で10分間硬
化させ、脱型後にさらに230℃で6時間後硬化さ
せた。得られた硬化樹脂物性は表1に示すとおり
であつた。
The object of the present invention is to easily produce a linear high molecular weight novolac resin that does not contain gel and is soluble in solvents and has a softening point of 145°C or higher, specifically, a random copolymerized novolac resin of p-cresol and o-cresol. The aim is to provide a method for doing so. (Industrial Application Field) The novolak resin obtained by the production method of the present invention has an extremely high softening point, and has excellent solubility in various solvents and compatibility with epoxy resins such as phenol novolac type epoxy resin. ing.
Therefore, this resin can be used for various purposes as a novolak resin, and can be particularly advantageously used as a curing agent for epoxy resins such as phenol novolak type epoxy resins. (Prior Art) Novolak-type phenolic resins are generally produced by polycondensing phenols with aldehydes in the presence of an acidic catalyst. Novolak-type phenolic resins are widely used as thermosetting resins, but their number average molecular weight is approximately 250 to 1000, and obtaining novolak-type phenolic resins with higher molecular weights may cause gelation. This made it virtually impossible or extremely difficult. The reason why phenol does not have a high molecular weight in the novolac type phenol resin production reaction is that the condensation reaction with aldehyde can occur at a total of three positions, two ortho positions and one para position with respect to the OH group, which is likely to cause gelation. is one of the reasons. To this end, conventional methods have used monosubstituted phenols with substituents at the ortho or para position of the OH group as raw materials, and by limiting the number of reaction points to two, gelation has been prevented and high molecular weight resins have been produced. An attempt was made. For example, Journal of Polymer. Science Vol. 20, pp. 75-88 (1956) describes the number average molecular weight (hereinafter referred to as "Mn") obtained by polycondensing p-chlorophenol and formaldehyde.
It has been reported that a high molecular weight novolac-type parachlorophenol resin having a molecular weight of 1,600 to 3,300 or more was obtained, and in the same document, Vol. 32, pp. 221-228 (1958), p-chlorophenol and formaldehyde were It has been reported that a high molecular weight novolac type chlorophenol resin with Mn of 1610 or more or 3640 or more was obtained by polycondensation in the same manner and further acetylation. However, this result was subsequently denied, and it was reported that the Mn of the acetylated product was less than 1250 (Brechin Chemical Society of Japan Vol. 36, p. 580-
585 pages). Also, Industrial Chemistry Journal, Vol. 66, pp. 95-99 (1963)
In this method, Mn is obtained by polycondensing nonylphenol and paraformaldehyde in benzene or toluene using a p-toluenesulfonic acid catalyst.
Novolac resins with Mn of 1555, 2735, or 4560 were obtained; however, the resin with Mn4560 also contained a poorly solvent-soluble component (gel), and the molar ratio of p-cresol and nonylphenol was 2:2. When mixed and polycondensed in step 1, Mn
It has been reported that only 1355 resin could be obtained. These reports indicate that when high-molecular-weight nonylphenol is used as the raw material substituted phenol, a high-molecular-weight resin can be obtained, but from low-molecular-weight cresol, only a relatively low-molecular-weight resin can be obtained at the same degree of polymerization. This shows that the formation of solvent-insoluble matter (gel) is unavoidable if one attempts to obtain a high-molecular-weight resin. In addition, regarding the manufacturing method of high molecular weight ortho-para-cresol copolymerized novolak resin,
It is described in Publication No. 92908. That is, Mn is 550
By reacting the orthocresol novolac resin with 2,6-dimethylol-p-cresol in o-dichlorobenzene solvent in the presence of nitric acid, a linear high molecular weight soluble in dimethylacetamide with Mn of 1930 was obtained. It is stated that an ortho-para-cresol copolymer resin was obtained and that its softening point was 134°C. However, the resin obtained by this method is an ortho/para-cresol block copolymer, and the resin with the highest Mn value (Mn = 1930), the resin with an ortho/para-cresol ratio of 80/20, has a softening point of 134. ℃, and has a relatively low softening point. (Problems to be Solved by the Invention) In short, various methods have been known for producing phenol novolac resins. A simple and easy method for producing gel-free novolak resin has not been found. The present invention is made directly from easily available low molecular weight phenols, which have a significantly high softening point of 145°C or higher, and which have remarkable solubility and compatibility with various solvents and epoxy resins such as novolac type epoxy resins. The object of the present invention is to provide a simple and easy method for producing an excellent gel-free linear high molecular weight novolak resin. (Means for Solving the Problem) The object of the present invention is to use a mixed cresol containing p-cresol and o-cresol in a specific ratio as a raw material phenol, and to prepare the mixed cresol with formaldehyde in a specific polar organic solvent in the presence of an acidic catalyst. This can be achieved by polycondensation reaction with That is, the method for producing a linear high molecular weight cresol novolak resin having a softening point of 145°C or higher according to the present invention is based on p
- 92 to 45 mo% of cresol and 8 to o-cresol
55 mol% of mixed cresol and formaldehyde are combined with alkyl alcohols having 3 to 12 carbon atoms, glycol ethyls of alkyl alcohols having 3 to 12 carbon atoms, benzyl alcohol, and 1 to 1 carbon atoms.
This method is characterized in that the reaction is carried out in a polar solvent selected from the group consisting of 6 alkylcarboxylic acids in the presence of an acidic catalyst. In the present invention, as the raw material phenol, p-cresol is used in an amount of 92 to 45 mol%, preferably 90 to 50 mol%.
A mixed cresol of 8 to 55 mol %, preferably 10 to 50 mol % of o-cresol is used. As the proportion of p-cresol increases (that is, as the proportion of o-cresol decreases), the resulting novolak resin has a higher softening point, but its solubility in solvents and its compatibility with novolak-type epoxy resins deteriorate. In the present invention, the formaldehydes to be reacted with mixed cresol are a general term for formaldehyde and substances that can easily generate formaldehyde in the reaction system, such as formaldehyde solvent solutions (formalin, etc.), paraformaldehyde, trioxane, etc. . Particularly preferred formaldehydes are paraformaldehyde and trioxane. Of course, an aqueous formaldehyde solution such as formalin can be used, but it is not preferred because it increases the water content of the reaction system. The proportion of formaldehyde used in the present invention is 0.57 to 1.5 mol, preferably 0.9 to 1.3 mol, per 1 mol of cresol. If the proportion of formaldehyde used is too small, the resulting resin will not have a high molecular weight and only a low melting point resin will be obtained. Furthermore, if the proportion of formaldehyde used is too high, it may cause gelation of the resulting resin, resulting in a decrease in solubility in solvents or a decrease in compatibility with epoxy resins. The reaction solvent in the present invention has 3 to 3 carbon atoms.
A polar solvent selected from the group consisting of C12 alkyl alcohols, glycol ethers of alkyl alcohols having 3 to 12 carbon atoms, benzyl alcohol, and alkyl carboxylic acids having 1 to 6 carbon atoms is used. Specific examples include alkyl alcohols such as propanol, butanol, amyl alcohol, and hexanol; glycol ethers of alkyl alcohols such as methoxyethanol, ethoxyethanol, and butoxyethanol;
Benzyl alcohol; examples include formic acid, acetic acid, propionic acid, and butyric acid. In the present invention, the specific polar solvent described above is used to react cresol and aldehyde in a solvent that does not have a hydroxyl group or carboxyl group capable of hydrogen bonding in the molecule, such as an aromatic hydrocarbon or an ether. This is because the molecular weight does not increase even when reacted, whereas the molecular weight easily increases when the specific solvent used in the present invention is used. This is thought to be because the polar solvent in the present invention solvates with the phenolic hydroxyl group of the cresol novolak resin through hydrogen bonding, which makes the resin more likely to polymerize. As the reaction catalyst in the present invention, an acid catalyst, preferably an acid containing protons, is used. Examples include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, and perchloric acid; and organic acids such as p-toluenesulfonic acid and oxalic acid. However, Lewis acids are not preferred. The ratio of acid catalyst used is 100% cresol as raw material.
0.01 to 20 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight
15 parts by weight. The reaction temperature in the present invention is usually 95°C.
Above, preferably a temperature of 105 to 150°C is used. If the reaction temperature is too low, the reaction rate will be slow; if the reaction temperature is too high, there is a risk of gelation of the resulting resin. To explain in more detail the aspects of the production reaction of the present invention, the reaction components are prepared by thoroughly mixing the raw materials p-cresol and o-cresol in advance,
For example, a raw material cresol mixture, formaldehyde, a reaction solvent, and an acid catalyst are charged in a predetermined ratio, and the mixture is heated slowly while stirring to reach the reaction temperature, and then reacted for a certain period of time, or the raw material cresol mixture, the reaction solvent, and the and an acid catalyst, heated to reach the reaction temperature, then add formaldehydes and an acid catalyst dissolved in a solvent and react for a certain period of time, or prepare a cresol mixture, formaldehydes and a reaction solvent,
A method is used, such as heating with stirring to raise the temperature to around the reaction temperature, and then dropping an acid catalyst or its solvent solution to cause a reaction. If the amount of water in the production reaction system of the present invention is too large, not only will formaldehydes be consumed by side reactions resulting in loss, but it will also hinder the increase in the molecular weight of the produced resin. Further, since high molecular weight novolak resins become insoluble and precipitate in solvents with a high water content, they tend to cause heterogeneous reactions and become a hindrance to increasing the molecular weight of the resin. Therefore, the water content of the reaction system is 15% by weight or less, preferably 10% by weight.
It is desirable to keep it below. For this purpose, a so-called azeotropic solvent (e.g. n
-butanol, etc.), react under reflux, and azeotrope excess water with the solvent to be discharged from the system. In order to separate and recover the produced novolak resin after the completion of the reaction, for example, when a water-soluble solvent (for example, methoxyethanol, ethoxyethanol, formic acid, acetic acid, etc.) is used as the reaction solvent, the reaction product can be Pour into 20 times the volume of water and separate and collect the resin produced as a water-insoluble resin. Also,
When a water-insoluble solvent (for example, n-butanol, n-hexanol, benzyl alcohol, etc.) is used as the reaction solvent, the reaction product is washed with water or neutralized to remove the acid catalyst, and then the reaction solvent is distilled off. The resulting resin is separated and recovered as a molten resin. (Effect) In the present invention, p-
Mixed phenol, which is a mixture of cresol and o-cresol in a specific ratio, is used and the reaction is carried out in a specific reaction solvent in the presence of an acid catalyst, so it has a high softening point of 145°C or higher, and is also suitable for solvents and novolac types. A gel-free, linear, high molecular weight, ortho-para-cresol random copolymerized novolac resin is obtained which has excellent solubility and compatibility with epoxy resins such as epoxy resins. As the proportion of p-cresol in the mixed cresol increases, the resulting novolak resin will have a higher softening point, but its solubility in solvents and compatibility with novolak-type epoxy resins will decrease. As the proportion of p-cresol decreases, the softening point of the produced novolak resin decreases. Furthermore, since the above-mentioned specific polar solvent is used as a reaction solvent, it strongly solvates the cresol novolak resin, making it easy for the resin to polymerize. That is, the above polar solvent has a hydroxyl group or carboxyl group that forms a hydrogen bond in its molecule, and by hydrogen bonding with the phenolic hydroxyl group of the cresol novolak resin, it is strongly solvated, and as a result, the resulting resin becomes a polymer. be converted into As described above, the novolak resin obtained by the production method of the present invention has a significantly high softening point of 145°C or higher, does not contain gel, has excellent solubility in various solvents, and is compatible with epoxy resins such as novolak type epoxy resin. It is a linear high molecular weight para-orthocresol random copolymerized novolak resin with excellent compatibility. In general, the higher the softening point of a novolac resin, the better its stability at high temperatures and the less likely it is to cause thermal decomposition. The novolak resin obtained by the production method of the present invention has a high heat resistance.
It is particularly excellent as a curing agent for epoxy resins such as novolak type epoxy resins. That is, the novolak resin obtained by the production method of the present invention is an epoxy resin manufactured from a dihydric or higher phenol and epichlorohydrin, such as bisphenol A, bisphenol F, brominated bisphenol A, phenol novolak resin, o −
It exhibits excellent compatibility with epoxy resins such as cresol novolak resin, tetraphenolethane, tetrapromobisphenol A, etc., and epoxy resins produced from epichlorohydrin.
If the novolak resin obtained by the production method of the present invention is blended with these epoxy resins as a curing agent and cured, a cured product with extremely excellent heat resistance and mechanical properties can be obtained. Furthermore, the novolac resin obtained by the production method of the present invention is soluble in ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; and polar solvents such as dimethylacetamide and dimethylformamide, and does not contain insoluble gel components. , is considered to be a linear high molecular weight para-orthocresol random copolymer resin, but its solubility in solvents is p-
It varies depending on the cresol/o-cresol molar ratio and molecular weight. The higher the molar ratio of p-cresol and the higher the molecular weight, the less soluble it becomes in a solvent. For example, resins with a p-cresol/o-cresol molar ratio of 5/5 and a softening point of 145°C or higher are soluble in the above-mentioned solvents, as well as ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; methoxyethanol, ethoxy Glycol ethers such as ethanol; Esters such as acetate;
Although it is soluble in epichlorohydrin and epichlorohydrin, it is sparingly soluble in alcohols such as methanol, ethanol, and butanol. When the p-cresol/o-cresol molar ratio becomes higher than 5/5, the number of types of solvents gradually becoming poorly soluble increases. For example, resins with a molecular weight of 2000 and a softening point of 300°C or higher obtained by copolymerizing at a p-cresol/o-cresol molar ratio of 9/1 include tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, and dimethylacetamide. , soluble in solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methoxyethanol, ethoxyethanol, and benzyl alcohol, but alcohols such as methanol, ethanol, butanol;
It is insoluble or sparingly soluble in aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene, chloroform, and trichloroethylene. Note that a resin with a softening point of 300°C or higher obtained by using p-cresol alone as the phenol and reacting in the same manner as the method of the present invention has poor solubility in solvents, and is not easily dissolved in tetrahydrofuran or dioxane. , dimethylformamide,
Although it is soluble in dimethylacetamide, it is sparingly soluble or insoluble in the other solvents listed above, and has poor compatibility with novolac type epoxy resins, even at temperatures above 150°C.
Even if it is kneaded with novolak type epoxy resin at a temperature above, it will not be uniformly compatible. The novolak resin obtained by the manufacturing method of the present invention has an Mn value of 1500 to 1,500 by vapor pressure method (VPO) using methyl ethyl ketone or dimethyl acetamide as a solvent.
5000 and the ratio of the weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography using tetrahydrofuran as a solvent and the above Mn value (Q)
is within the range of 1.5 to 12, and the resin powder is further softened under a microscope. The softening point measured by the softening point measurement method, which measures the temperature at which the material becomes fluid and transparent, is within the range of 145 to 300°C or higher. The novolac resin obtained by the method described in JP-A No. 56-92908 is an ortho-para-cresol block copolymer with low solubility in solvents, and furthermore, due to its manufacturing method, it is an o-cresol/p-cresol block copolymer. - It is considered difficult to arbitrarily change the cresol molar ratio. In fact, the publication states that the molar ratio between the terminal end of the low molecular weight novolac resin used as the raw material and the -CH 2 OH group of dimethylol-p-cresol is 1.0.
It is stated that the resin obtained in this case has the highest molecular weight, and that even if a cresol monomer was used instead of a low molecular weight novolak resin and reacted with dimethylol-p-cresol, a high molecular weight resin could not be obtained. has been done. In the examples of the same publication, the o-cresol/p-cresol molar ratio is
We manufacture resins with a molecular weight of 80/20, a molecular weight of 1930, and a softening point of 134°C. On the other hand, when using the production method of the present invention, the p-cresol/o-cresol molar ratio is
It can be changed arbitrarily within the range of 92/8 to 45/55, and the resulting resin has a significantly high softening point.
Moreover, it is an ortho-pararandom copolymer that has excellent solubility despite its high softening point and high p-cresol content, and is also excellent in compatibility with novolak type epoxy resins. In this way, the manufacturing method of the present invention is not only completely different from the manufacturing method described in the publication, but also the resulting novolak resin has a different softening point and copolymerization ratio. They are also completely different in terms of whether they are block copolymers or random copolymers. Next, to explain in detail the use of the novolak resin obtained by the production method of the present invention as a curing agent for epoxy resin, the epoxy resin blended with the novolak resin obtained by the present invention has two or more epoxy resins in the molecule. It is a compound having a group, and the blending ratio is 0.3 to 2.0 mol, preferably 0.5 to 1.5 mol, of the epoxy group of the epoxy resin per 1 mol of the phenolic OH group of the novolac resin. Examples of the epoxy resin include polyphenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, phenol novolak, orthocresol novolak, and 1,1,2,2-tetrakis(4-hydroxyphenyl)ethane. Epoxy resins manufactured from phenols and epihalohydrin; Epoxy resins manufactured from polyhydric phenols such as catechol, resorcinol, and hydroquinone and epihalohydrin; ethylene glycol, butanediol, pentaerythritol,
Glycidyl ether type epoxy resin of polyhydric alcohol such as polyethylene glycol; alicyclic epoxy resin such as dicyclopentadiene dioxide, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexane carboxylate, vinylcyclohexene dioxide; phthal Epoxy resins include polyglycidyl ester type epoxy resins of acids, polycarboxylic acids such as hexahydrophthalic acid; polyglycidyl amines such as glycidylated products of diaminodiphenylmethane; and epoxy resins such as glycidylated products of aminophenol. Epoxy resins containing such novolac resins contain curing accelerators such as benzyldimethylamine, imidazoles, trisdimethylaminomethylphenol, and BF 3 -piperidine salts, as well as fillers, mold release agents, and hardening agents as necessary. A combustion agent may be included. For example, a glass cloth is impregnated with a solution obtained by adding a solvent such as acetone or methyl ethyl ketone to the novolak resin, epoxy resin, and curing accelerator obtained by the manufacturing method of the present invention, and dried to produce a prepreg, and the number of sheets obtained is A copper-clad laminate for printed wiring boards can be obtained by stacking the prepreg with steel foil and hot pressing. Furthermore, a molding compound can be obtained by adding an epoxy resin, a hardening accelerator, a filler such as silica, and a lubricant to the novolak resin obtained by the production method of the present invention, and kneading the mixture with heated rolls. This compound is molded using a transfer molding machine or the like and used for semiconductor encapsulation, mechanical parts, etc. Epoxy resin, curing accelerator, and resins such as nylon, polyester, polyvinyl butyral, and carboxylic acid-containing butadiene nitrile rubber are blended into the novolak resin obtained by the manufacturing method of the present invention, and fillers are added as necessary. It can be used as an adhesive. Furthermore, an epoxy resin, a curing accelerator, and a filler are added to the novolak resin obtained by the production method of the present invention, and the mixture is kneaded with heated rolls, cooled, and then crushed with a crusher and sieved to obtain a powder coating. . Next, the novolac resin obtained by the production method of the present invention is soluble in an aqueous alkaline solution. Therefore, for example, if you mix this novolak resin with 1,2-naphthoquinonediazide, dissolve it in a suitable solvent, apply it to a suitable base material and dry it, and then irradiate the resulting coating with ultraviolet rays, only the exposed areas will disappear. Since it can be dissolved in weakly alkaline water, the resin obtained by the production method of the present invention can be used as a resin for photoresist agents. The following is a more detailed description of Examples, Comparative Examples, and Experimental Examples. Example 1 54 g of p-cresol, 54 g of o-cresol, 32 g of paraformaldehyde, and ethyl cellosolve
240g of the solution was placed in a reactor together with 10g of sulfuric acid, and the mixture was reacted at 115°C for 4 hours with stirring. 17g after completion of reaction
After neutralizing by adding NaHCO 3 and 300 g of water, the reaction solution was poured into water 2 while stirring at high speed, and the precipitated resin was separated and dried to obtain 115 g of novolak resin. Vapor pressure method of this resin (methyl ethyl ketone, 40
The Mn value was 2800 by gel permeation chromatographic analysis of a tetrahydrofuran solution, the Q value was 2.4 by gel permeation chromatography, and the softening point by microscopy was 200°C or higher. In addition, this resin can be used for acetone, methyl ethyl ketone, methoxyethanol, ethoxyethanol,
Tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, dimethylacetamide, ethyl acetate,
It was soluble in epichlorohydrin, but sparingly soluble in methanol and ethanol. Example 2 81 g of p-cresol, 27 g of o-cresol, 32 g of paraformaldehyde and ethyl cellosolve
240g of the solution was placed in a reactor together with 10g of sulfuric acid, and the mixture was reacted at 115°C for 4 hours with stirring. The p-cresol/o-cresol molar ratio in this reaction is 75/
It was 25. After the reaction is complete, 17g of NaHCO3 and water
After neutralizing by adding 30g, add water 2 while stirring at high speed.
Pour the reaction solution into the container, separate the precipitated resin, and dry it.
114 g of resin was obtained. The Mn of the resin measured by vapor pressure method is 2000,
The softening point of the resin determined by microscopy was 300°C or higher, and the Q value of the resin was 2.2 by GPC. This resin is soluble in solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, dimethylacetamide, acetone, methyl ethyl ketone, methoxyethanol ethoxyethanol, butoxyethanol, benzyl alcohol, methyl acetate, epichlorohydrin, etc., but it is soluble in solvents such as methanol, ethanol, butanol, etc. It is insoluble or sparingly soluble in alcohol, aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene, and halogenated hydrocarbons such as chloroform and trichloroethylene. Example 3 p-cresol 97.2g, o-cresol 10.8g
35.2 g of paraformaldehyde and 240 g of ethyl cellosolve were placed in a reactor together with 10 g of sulfuric acid, and the mixture was reacted at 115° C. for 6 hours with stirring. The reaction molar ratio of p-cresol/o-cresol in this reaction was 90/10. The reaction product was treated as in Example 2,
116 g of resin was obtained. The Mn of this resin measured by vapor pressure method using dimethylacetamide is 1900, and the softening point of the resin determined by microscopy is 300°C.
That's all. Example 4 54 g of p-cresol and 54 g of o-cresol were dissolved in 400 g of acetic acid, 4 g of sulfuric acid was added, the mixture was placed in a reactor, and the mixture was heated to 110°C. Separately, add 32 g of paraformaldehyde to 200 g of acetic acid, and add 6 g of sulfuric acid.
g was added and heated to 80° C. with stirring to dissolve paraformaldehyde. This paraformaldehyde solution was transferred to a dropping funnel and slowly added dropwise to the above cresol mixed solution over 1 hour to cause a reaction. After the dropping is completed, the temperature is 110°C for 2 more times.
After stirring for a period of time to react, the reaction solution was poured into the water in Step 6 that was being stirred at high speed, and the precipitated resin was separated, washed with water, and dried to obtain 115 g of resin. The Mn of this resin is 2700 by vapor pressure method.
The softening point determined by microscopy was 200°C. Example 5 p-cresol 59.4g, o-cresol 48.6
g, trioxane 30g, p-toluenesulfonic acid
15 g and 240 g of n-butanol were placed in a flask, and the reaction was carried out at 110 to 115° C. for 4 hours while water was removed azeotropically. After washing with water, the reaction product was poured into hexane in step 4 to separate the precipitated resin.
This resin has a Mn of 2900 and a softening point of 200℃
That's all. Example 6 81 g of p-cresol, 27 g of o-cresol, 30 g of trioxane, 360 g of benzyl alcohol, and 15 g of p-toluenesulfonic acid were placed in a reactor.
The reaction was carried out at 140°C for 4 hours. After washing the reaction product with water, it was poured into methanol (Step 8) to separate the precipitated resin. The Mn of this resin is 2200 and the softening point is 300℃
That's all. Comparative example 1 1080g of p-cresol, 37% formalin 3400g
g, 2000 g of 25% NaOH aqueous solution were mixed, reacted at 35°C for 4 hours, separated the formed precipitate, and neutralized with hydrochloric acid to form 2,6-dimethylol-p-cresol.
Obtained 800g. This 2,6-dimethylol-p-cresol
108 g of o-cresol was added to 168 g, placed in a reactor together with 540 g of o-dichlorobenzene and 1.6 ml of 60% nitric acid, and reacted at 175° C. for 4 hours with stirring. After the reaction was completed, the solvent was distilled off under reduced pressure of 10 mmHg, and the temperature was gradually raised to 180° C., and then the molten resin was taken out and cooled. The Mn of this resin is 950 by vapor pressure method.
The softening point determined by microscopy was 130°C. Also,
The p-cresol/o-cresol molar ratio of this resin was 50/50. This resin was soluble in tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, dimethylacetamide, and pyridine, but poorly soluble in aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene. Comparative example 2 p-cresol 108g, paraformaldehyde
32g of ethyl cellosolve and 800g of ethyl cellosolve were placed in a reactor together with 10g of sulfuric acid, and the mixture was reacted at 115°C for 6 hours with stirring. After the reaction is complete, add 17g of NaHCO3 and 30g of water.
After neutralizing with
117 g of resin was obtained. This resin had an Mn of 1800 determined by vapor pressure method using dimethylacetamide, and a softening point of 300° C. or higher by microscopy. Although this resin is soluble in tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, and dimethylacetamide, it is also soluble in alcohols such as methanol, ethanol, and butanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; and benzene, toluene, and xylene. It is insoluble in aromatic hydrocarbons, and is soluble in glycol ethers such as methoxyethanol and ethoxyethanol, but it becomes cloudy. Comparative example 3 p-cresol 21.6g, o-cresol 86.4g
g, paraformaldehyde, 32 g, and ethyl cellosolve, 240 g, were placed in a reactor together with 10 g of sulfuric acid, and the reaction was carried out in the same manner as in Example 2. After the same post-treatment, 114 g of resin was obtained. This resin has an Mn of 2600 measured by vapor pressure method and a softening point of 165°C by microscopy.
The Q value determined by GPC was 3.2. This resin was soluble in alcohols such as ethyl alcohol and butanol, tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, and acetone, but not in benzene, toluene, chloroform, and trichloroethylene. Experimental Example 1 Using each resin obtained in the above Examples and Comparative Examples, phenol novolac type epoxy resin (Ciel Chemical Co., Ltd. trade name Epicote 154), 2-ethyl-4-methylimidazole, and silica powder were added. , mixed in the proportions shown in Table 1, and heated to 100℃.
The mixture was melt-kneaded for 5 minutes using a hot roll, cooled, and then pulverized. Each of the obtained resin compositions was placed in a mold and cured using a hot press under molding conditions of 170°C and 50 kg/cm 2 for 10 minutes, and after demolding, was further post-cured at 230°C for 6 hours. The physical properties of the obtained cured resin were as shown in Table 1.

【表】【table】

【表】 実験例 2 実施例2で得られたノボラツク樹脂65g、フエ
ノールノボラツク型エポキシ樹脂(エピコート
154、シエル化学社商品名)100g、BF3・2−メ
チルイミダゾール1gをアセトン150gに溶解し、
ワニスとした。このワニスは均一に溶解した溶液
であつた。 このワニスを0.18mm厚さのガラス布に含浸し、
160℃で7分間乾燥し、B状態のプリプレグとし
た。このプリプレグを8枚重ね、180℃の熱プレ
スで40Kg/cm2の圧力下で加圧し、10分間加熱して
1.6mm厚さの積層板を得た。この積層板を180℃で
2時間、引続き230℃で4時間加熱して硬化させ
た。 得られた積層板の曲げ強度は20℃で55Kg/mm2
150℃で49Kg/mm2、200℃で40Kg/mm2であつた。 実験例 3 実施例1で得られたノボラツク樹脂25g、エポ
キシ化o−クレゾールノボラツク樹脂(シエル化
学社商品名 エピコート181、エポキシ当量220)
40g、ブロム化ビスフエノールA型エポキシ樹脂
(シエル化学社商品名エピコート1050、エポキシ
当量395、Br含有量50%)10g、2−メチルイミ
ダゾール0.5g、r−グリシドオキシプロピルト
リメトキシシラン0.5g、カルナパワツクス1g
及びシリカ150gを混合して、100℃で10分間熱ロ
ールで混練し、冷却後粉砕してエポキシ樹脂成形
材料を得た。 この成形材料を温度170℃、圧力80Kg/cm2でト
ランスフアー成形をした。成形樹脂をさらに180
℃で2時間、230℃で4時間後硬化させた。得ら
れた硬化樹脂の曲げ強度は14.0Kg/mm2であつた。 実験例 4 実施例1で得られたノボラツク樹脂63g、ビス
フエノールA型エポキシ樹脂(シエル化学社商品
名 エピコート828、エポキシ当量190)100g、
BF3−2−メチルイミダゾール1g及びカルボキ
シル基含有ニトリロゴム(宇部興産社商品名 ハ
イカーCTBN1300×8)20gを混合し、100℃の
熱ロールで10分間混練し、冷却後粉砕して接着剤
を得た。 この接着剤粉末をサンドプラスト処理した軟鋼
板にのせ、140℃で加熱溶融したのち、別の軟鋼
板を重ね合わせて接着した。その剪断接着強度は
20℃で155Kg/cm2、150℃で12Kg/cm2であつた。
[Table] Experimental Example 2 65g of novolac resin obtained in Example 2, phenol novolac type epoxy resin (Epicoat)
154, Ciel Chemical Co., Ltd. (trade name) 100g, BF 3,2 -methylimidazole 1g dissolved in 150g of acetone,
Made with varnish. This varnish was a homogeneously dissolved solution. Impregnate a glass cloth with a thickness of 0.18 mm with this varnish.
It was dried at 160°C for 7 minutes to obtain a B-state prepreg. 8 sheets of this prepreg were stacked, pressed under a pressure of 40Kg/ cm2 using a heat press at 180℃, and heated for 10 minutes.
A laminate with a thickness of 1.6 mm was obtained. The laminate was cured by heating at 180°C for 2 hours and then at 230°C for 4 hours. The bending strength of the obtained laminate is 55Kg/mm 2 at 20℃,
It was 49Kg/mm 2 at 150°C and 40Kg/mm 2 at 200°C. Experimental Example 3 25 g of novolac resin obtained in Example 1, epoxidized o-cresol novolac resin (Ciel Chemical Co., Ltd. trade name: Epicote 181, epoxy equivalent: 220)
40g, brominated bisphenol A type epoxy resin (Ciel Chemical Co., Ltd. trade name Epicote 1050, epoxy equivalent 395, Br content 50%) 10g, 2-methylimidazole 0.5g, r-glycidoxypropyltrimethoxysilane 0.5g, Karuna Powerx 1g
and 150 g of silica were mixed and kneaded at 100° C. for 10 minutes using hot rolls, cooled, and then crushed to obtain an epoxy resin molding material. This molding material was subjected to transfer molding at a temperature of 170°C and a pressure of 80 kg/cm 2 . 180 more molding resin
It was post-cured at 230°C for 2 hours and 4 hours at 230°C. The bending strength of the cured resin obtained was 14.0 Kg/mm 2 . Experimental Example 4 63 g of novolac resin obtained in Example 1, 100 g of bisphenol A type epoxy resin (Ciel Chemical Co., Ltd. trade name Epicote 828, epoxy equivalent 190),
1 g of BF 3 -2-methylimidazole and 20 g of carboxyl group-containing nitrilogom (product name: Hiker CTBN1300 x 8, manufactured by Ube Industries, Ltd.) were mixed, kneaded for 10 minutes with a hot roll at 100°C, and crushed after cooling to obtain an adhesive. . This adhesive powder was placed on a sandblasted mild steel plate, heated and melted at 140°C, and then another mild steel plate was stacked and bonded. Its shear adhesive strength is
It was 155Kg/cm 2 at 20°C and 12Kg/cm 2 at 150°C.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 p−クレゾール92〜45モル%及びo−クレゾ
ール8〜55モル%の混合クレゾールとホルムアル
デヒド類とを、炭素数3〜12のアルキルアルコー
ル類、炭素数3〜12のアルキルアルコールのグリ
コールエーテル類、ベンジルアルコール及び炭素
数1〜6のアルキルカルボン酸類よりなる群から
選ばれた極性溶媒中で酸性触媒の存在下に反応さ
せることを特徴とする軟化点145℃以上の線状高
分子量クレゾールノボラツク樹脂の製造法。 2 混合クレゾールがp−クレゾール90〜50モル
%及びo−クレゾール10〜50モル%の混合物であ
る特許請求の範囲第1項記載のクレゾールノボラ
ツク樹脂の製造法。
[Scope of Claims] 1. Mixed cresol containing 92 to 45 mol% of p-cresol and 8 to 55 mol% of o-cresol and formaldehyde, an alkyl alcohol having 3 to 12 carbon atoms, an alkyl alcohol having 3 to 12 carbon atoms, A linear product with a softening point of 145°C or higher, characterized by reacting in the presence of an acidic catalyst in a polar solvent selected from the group consisting of glycol ethers of alcohols, benzyl alcohol, and alkyl carboxylic acids having 1 to 6 carbon atoms. Process for producing high molecular weight cresol novolak resin. 2. The method for producing a cresol novolac resin according to claim 1, wherein the mixed cresol is a mixture of 90 to 50 mol% of p-cresol and 10 to 50 mol% of o-cresol.
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