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固化性环氧树脂组合物

阅读:1071发布:2020-11-23

IPRDB可以提供固化性环氧树脂组合物专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明公开至少由(A)结晶性环氧树脂、(B)酚醛树脂和(C)具有平均单元式所示含有环氧基的有机基与苯基的有机硅树脂{相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份为0.1-500重量份}组成的固化性环氧树脂组合物。该组合物成型性好,形成具有良好阻燃性的固化物,由于不含有卤化环氧树脂及锑系氧化物,对人体、环境没有不良影响。,下面是固化性环氧树脂组合物专利的具体信息内容。

1.固化性环氧树脂组合物,其特征在于至少含有下述的(A)、(B) 与(C)成分,(A)结晶性环氧树脂

(B)酚醛树脂

(C)用平均单元式:

(R1SiO3/2)a(R2R3SiO2/2)b(R4R5R6SiO1/2)c(SiO4/2)d(XO1/2)e式中,R1、R2、R3、R4、R5与R6是相同或不同的一价烃基或含有环 氧基的有机基,相对于分子中的R1-R6的合计数,0.1-40摩尔%是前述 含有环氧基的有机基,10摩尔%以上是苯基,X是氢原子或烷基,a是 正数、b是0或正数、c是0或正数、d是0或正数、e是0或正数, 且b/a是0-10的数、c/a是0-0.5的数、d/(a+b+c+d)是0-0.3的数、 e/(a+b+c+d)是0-0.4的数,表示的有机硅树脂,相对于(A)成分和(B)成分的合计100重量份 (C)成分为0.1~500重量份,(B)成分中的酚性羟基与(A)成分中的环 氧基的摩尔比是0.5~2.5。

2.权利要求1所述的固化性环氧树脂组合物,其特征在于(A)成 分是联苯型环氧树脂。

3.权利要求1所述的固化性环氧树脂组合物,其特征在于(B)成 分是苯酚芳烷基型酚醛树脂。

4.权利要求1所述的固化性环氧树脂组合物,其特征在于(C)成 分的软化点是25℃-150℃。

5.权利要求1所述的固化性环氧树脂组合物,其特征在于(C)成 分是在160℃下保持20分钟时的熔体粘度的变化率为10%以下的有机 硅树脂。

6.权利要求1所述的固化性环氧树脂组合物,其特征在于(C)成 分的重均分子量是500-50,000。

7.权利要求1所述的固化性环氧树脂组合物,其特征在于(C)成 分是使用碱性催化剂使(I)成分与(II)成分反应制得的有机硅树脂,(I)成分是具有从(i)式表示的单元、(ii)式表示的单元、 (iii)式表示的单元和(iv)式表示的单元组成群中选出的至少1种 单元的硅烷或硅氧烷的1种或2种以上的混合物,(i)式:R7SiO3/2

式(i)中,R7是一价烃基,

(ii)式:R8R9SiO2/2

式(ii)中,R8与R9是相同或不同的一价烃基,(iii)式:R10R11R12SiO1/2式(iii)中,R10、R11与R12是相同或不同的一价烃基,(iv)式:SiO4/2

(II)成分是通式:

R13R14 fSi(OR15)(3-f)

式(II)中,R13是含有环氧基的有机基、R14是一价烃基、R15是烷基、 f是0、1或2,所表示的含有环氧基的烷氧基硅烷或其部分水解物。

8.权利要求1所述的固化性环氧树脂组合物,其特征在于相对于 (A)成分-(C)成分的合计100重量份还含有(D)无机填充物400-1, 200重量份。

说明书全文

技术领域

本发明涉及固化性环氧树脂组合物,更详细地讲,涉及成型性良 好、形成具有良好阻燃性的固化物,由于不含有卤化环氧树脂或锑系 氧化物而对人体和环境没有不良影响的固化性环氧树脂组合物。

技术背景

含有卤化环氧树脂,或含有三氧化锑等的锑系氧化物的固化性环 氧树脂组合物,虽然其固化物有阻燃性,但由于燃烧时产生有毒气体, 或者由于三氧化锑本身有毒性,因此存在对人体、环境有不良影响的 问题。另外,含有氢氧化铝、氢氧化镁等金属氢氧化物、磷系阻燃剂 等的固化性环氧树脂组合物,存在成型性降低,固化物的耐湿性降低 的问题。

另外,已知由环氧树脂、固化剂与含有含环氧基的有机基和苯基 的有机硅树脂组成的固化性环氧树脂组合物(参照特开平6-298897号 公报,对应美国专利5952439号说明书),由环氧树脂、固化剂与含 有含环氧基的有机基的有机硅树脂组成的固化性环氧树脂组合物(参 照特开平9-208806号公报,对应美国专利5891969号说明书),由环 氧树脂、固化剂、含有苯基与烷氧基的有机硅树脂、无机填充剂组成 的固化性环氧树脂组合物(参照特开平11-323086号公报)。

然而,本发明者们对特开平6-298897号公报提出的固化性环氧树 脂组合物进行研究的结果,发现使用结晶性环氧树脂作为环氧树脂、 使用酚醛树脂作为固化剂时阻燃性特别好。另外,本发明者对特开平 9-208806号公报提出的固化性环氧树脂进行研究的结果,搞清了相对 于有机硅树脂中的全部有机基,苯基的含有量未满10摩尔%时,该有 机硅树脂不充分分散在环氧树脂中,不能对所得的固化物赋予充分的 阻燃性。此外,本发明者们对特开平11-323086号公报提出的固化性 环氧树脂组合物进行研究的结果,明白了成型时有机硅树脂析出会发 生模具污染、或者成型性差、且所得的固化物的阻燃性也不充分。

本发明者们为了解决上述的课题潜心努力的结果完成了本发明。

即,本发明的目的在于提供成型性良好、形成具有良好阻燃性的 固化物,由于不含有卤化环氧树脂或锑系氧化物而是对人体、环境没 有不良影响的固化性环氧树脂组合物。

发明内容

本发明的固化性环氧树脂组合物,其特征是至少由下述(A)、(B) 与(C)成分组成,
(A)结晶性环氧树脂
(B)酚醛树脂
(C)平均单元式:
(R1SiO3/2)a(R2R3SiO2/2)b(R4R5R6SiO1/2)c(SiO4/2)d(XO1/2)e
{式中,R1、R2、R3、R4、R5与R6是相同、或不同的一价烃基或含有 环氧基的有机基,相对于分子中的R1-R6的合计数,0.1-40摩尔%是前 述含有环氧基的有机基,10摩尔%以上是苯基,X是氢原子或烷基,a 是正数、b是0或正数、c是0或正数、d是0或正数、e是0或正数, 且b/a是0-10的数、c/a是0-0.5的数、d/(a+b+c+d)是0-0.3的数、 e/(a+b+c+d)是0-0.4的数。}所表示的有机硅树脂{相对于(A)成分 与(B)成分的合计100重量份为0.1-500重量份}。

具体实施方式

以下,详细地说明本发明的固化性环氧树脂组合物。
(A)成分的结晶性环氧树脂是本组合物的主剂,可列举联苯型环 氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、芪型环氧树脂、联 苯醚型环氧树脂、联苯砜型环氧树脂,具体地可举例示范通式:

表示的联苯型环氧树脂、通式:

表示的联苯型环氧树脂、通式:

表示的双酚A型环氧树脂、通式:

表示的双酚F型环氧树脂、通式:

表示的芪型环氧树脂、通式:

表示的联苯醚型环氧树脂、通式:

表示的联苯砜型环氧树脂。上式中,R是相同或不同的氢原子或者烷 基,作为R的烷基,可列举甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲 丁基、叔丁基。另外,上式中n是正的整数。作为(A)成分的结晶性 环氧树脂,着眼于本组合物的成型性好,且所得固化物的阻燃性良好, 优选联苯型环氧树脂。作为这种联苯型环氧树脂,可列举4,4’-双(2, 3-环氧丙氧基)联苯、4,4’-双(2,3-环氧丙氧基)-3,3’,5,5’- 四甲基联苯、4,4’-双(2,3-环氧丙氧基)-3,3’,5,5’-四乙基联苯、 4,4’-双(2,3-环氧丙氧基)-3,3’,5,5’-四丁基联苯,例如,可以 购油化Shell环氧股份有限公司制的YX4000HK。
(B)成分是起本组合物的固化剂作用的酚醛树脂,可列举苯酚线 型酚醛树脂、甲酚线型酚醛树脂、A阶型酚醛树脂、三苯基链烷型环 氧树脂、双环戊二烯改性酚醛树脂、苯酚芳烷基型酚醛树脂、双酚型 酚醛树脂、萘酚芳烷基型酚醛树脂。作为(B)成分的酚醛树脂,着眼 于本组合物固化后所得固化物的阻燃性好,优选苯酚芳烷基型酚醛树 脂。作为该苯酚芳烷基型酚醛树脂,可列举通式

表示的苯酚芳烷基型酚醛树脂、通式:

表示的苯酚芳烷基型酚醛树脂、通式:

表示的苯酚芳烷基型酚醛树脂、通式:

表示的苯酚芳烷基型酚醛树脂。上式中的n是正的整数。这样的苯酚 芳烷基型酚醛树脂,例如可购入三井化学股份有限公司制的Milex XLC-3L。
本组合物中,(B)成分的含有量没有限定,可以是可固化(A) 成分的量,优选(B)成分中的酚性羟基与(A)成分中的环氧基的摩 尔比是0.5-2.5的量,更优选是0.5-1.5的量。
(C)成分的有机硅树脂,是不降低本组合物的成型性,提高本组 合物固化后所得固化物阻燃性用的成分,用平均单元式:
(R1SiO3/2)a(R2R3SiO2/2)b(R4R5R6SiO1/2)c(SiO4/2)d(XO1/2)e表示。上式 中R1、R2、R3、R4、R5与R6是相同、或不同的一价烃基或含有环氧基的 有机基。作为这种一价烃基,可列举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、 己基、庚基等的烷基;乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基等 的链烯基;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等的芳基;苄基、苯乙基 等的芳烷基;氯甲基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、九氟丁基乙基 等的取代烷基。另外,作为这种含有环氧基的有机基,可列举2,3- 环氧丙基、3,4-环氧丁基、4,5-环氧戊基等的环氧烷基;2-环氧丙 氧基乙基、3-环氧丙氧基丙基、4-环氧丙氧基丁基等的环氧丙氧基烷 基;2-(3,4-环氧环己基)乙基、3-(3,4-环氧环己基)丙基等的 环氧环己基烷基。但相对于分子中的R1-R6的合计数,前述含有环氧基 的有机基必须是0.1-40摩尔%。这是因为含有环氧基的有机基的含有 量未满上述范围的下限时,在所得的固化性环氧树脂组合物成型时析 出,或者有所得固化物的挠性,耐湿性以及耐热冲击性降低的倾向的 缘故,而超过上述范围的上限时,有所得固化物的机械特性降低的倾 向的缘故。另外,从(A)成分与(B)成分的亲和性好,可对这些成 分良好地分散,可对制得的固化性环氧树脂组合物的固化物赋予阻燃 性的观点考虑,相对于R1-R6的合计,10摩尔%以上必须是苯基,将优 选R1的10摩尔%以上是苯基、再优选R1的30摩尔%以上是苯基。另外, 上式中的X是氢原子或烷基,作为这种烷基,可列举甲基、乙基、丙 基、丁基、戊基、己基、庚基。
此外,上式中的a是正数、b是0或正数、c是0或正数、d是0 或正数、e是0或正数,且b/a是0-10的数、c/a是0-0.5的数、 d/(a+b+c+d)是0-0.3的数、e/(a+b+c+d)是0-0.4的数。这是因为b/a 超过10的有机硅树脂,其软化点明显降低,或(A)成分与(B)成分 的亲和性降低的缘故。而d/(a+b+c+d)超过0.3的有机硅树脂有对(A) 成分和(B)成分的分散性降低的倾向的缘故。
这种(C)成分的分子量没有限定,但优选该重均分子量是500-50, 000的范围内,再优选是500-10,000的范围内。另外,(C)成分有 机硅树脂的软化点优选是25°-150℃的范围内,这是因为软化点未满 上述范围下限的有机硅树脂,在固化性环氧树脂组合物成型时析出, 污染模具,或者有使前述组合物固化后所得的固化物的机械特性降低 倾向的缘故,而超过上述范围上限的有机硅树脂,有难以均匀分散在 (A)成分或(B)成分中倾向的缘故。另外,(C)成分的有机硅树脂 在160℃下保持20分钟时的熔体粘度的变化率:
η 1 - η 0 η 0 × 100
η0:达到160℃时的有机硅树脂粘度
η1:在160℃下保持20分钟时的有机硅树脂粘度
优选是10%以下。这是因为将(C)成分混合在(A)成分或(B) 成分中时虽然必须进行加热混合,但此时(C)成分若是在160℃下保 持20分钟时溶融粘度的变化率超过10%的有机硅树脂,则有可能分散 性降低,对固化性环氧树脂组合物固化后所得的固化物有不能充分赋 予阻燃性的可能的缘故。为了使(C)成分的熔体粘度变化率小,可列 举采用水洗等除去(C)成分中的离子性杂质的方法。
制备这种(C)成分有机硅树脂的方法没有限定,但优选例如,采 用碱性催化剂使(I)成分与(II)成分反应的方法。
(I)成分是具有从(i)式表示的单元、(ii)式表示的单元、 (iii)式表示的单元和(iv)式表示的单元组成群中选出的至少1种 单元的硅烷或硅氧烷的1种或2种以上的混合物。
(i)式:R7SiO3/2
(式中,R7是一价烃基。)
(ii)式:R8R9SiO2/2
(式中,R8与R9是相同或不同的一价烃基。)
(iii)式:R10R11R12SiO1/2
(式中,R10、R11与R12是相同或不同的一价烃基。)
(iv)式:SiO4/2
(II)成分是通式:
R13R14 fSi(OR15)(3-f)
(式中,R13是含有环氧基的有机基、R14是一价烃基、R15是烷基、f 是0、1或2)所表示的含有环氧基的烷氧基硅烷或该硅烷的部分水解 物。
上述的制造方法中,(I)成分是主原料,是具有从上述(i)- (iv)所示单元组成群中选出的至少1种单元的硅烷或硅氧烷的1种 或2种以上的混合物。作为这样的(I)成分,可列举只由(i)所示 单元构成的硅烷或硅氧烷。只由(ii)所示单元构成的硅烷或硅氧烷、 只由(iii)所示单元构成的硅烷或硅氧烷、只由(iv)所示单元构成 的硅烷或硅氧烷、由(i)所示单元与(ii)所示单元构成的硅氧烷、 由(i)所示单元与(iii)所示单元构成的硅氧烷、由(i)所示单元 与(iv)所示单元构成的硅氧烷、由(i)所示单元和(ii)所示单元 与(iii)所示单元构成的硅氧烷、由(i)所示单元和(ii)所示单 元与(iv)所示单元构成的硅氧烷、由(i)所示单元和(ii)所示单 元与(iii)所示单元及(iv)所示单元构成的硅氧烷。式中的R7、R8、 R9、R10、R11和R12是相同或不同的一价烃基,可列举甲基、乙基、丙基、 丁基、戊基、己基、庚基等的烷基;乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯 基、己烯基等的链烯基;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等的芳基; 苄基、苯乙基等的芳烷基;氯甲基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、 九氟丁基乙基等的取代烷基。其中,优选R7的10摩尔%以上是苯基、 特别优选R7的30摩尔%以上是苯基。
作为这种(I)成分的硅烷或硅氧烷,可列举甲基三甲氧基硅烷、 甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基 三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、 二甲基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基 硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基苯基二乙氧 基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、二甲氧基二 乙氧基硅烷、这些的水解缩合物。
另外,上述的制造方法中,(II)成分是为了导入含有环氧基的 有机成分用的成分,是通式:
R13R14 fSi(OR15)(3-f)
所示的含有环氧基的烷氧基硅烷或其部分水解物。式中的R13是含有环 氧基的有机基,可列举2,3-环氧丙基、3,4-环氧丁基、4,5-环氧 戊基等的环氧烷基;2-环氧丙氧基乙基、3-环氧丙氧基丙基、4-环氧 丙氧基丁基等的环氧丙氧基烷基;2-(3,4-环氧环己基)乙基、3- (3,4-环氧环己基)丙基等的环氧环己基烷基。另外,式中的R14是 一价烃基,可列举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基等的 烷基;乙烯基、烯丙烯、丁烯基、戊烯基、己烯基等的链烯基;苯基、 甲苯基、二甲苯基、萘基等的芳基;苄基、苯乙基等的芳烷基;氯甲 基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、九氟丁基乙基等的取代烷基。此 外,式中的R15是烷基,可列举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、 庚基。式中的f是0、1或2,优选是0。
作为这样含有环氧基的烷氧基硅烷,可列举3-环氧丙氧基丙基 (甲基)二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基(甲基)二乙氧基硅烷、 3-环氧丙氧基丙基(甲基)二丁氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙 基(甲基)二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基(苯基)二乙 氧基硅烷、2,3-环氧基丙基(甲基)二甲氧基硅烷、2,3-环氧基丙 基(苯基)二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧 丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三丁氧基硅烷、2-(3, 4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙 氧基硅烷、2,3-环氧丙基三甲氧基硅烷、2,3-环氧丙基三乙氧基硅 烷。
上述的制造方法使用碱性催化剂使(I)成分与(II)成分反应。 这种碱性催化剂是为了将(I)成分与(II)成分共同进行水解,或进 行缩合反应,再进行平衡反应用的催化剂,例如,可列举氢氧化钠、 氢氧化钾、氢氧化铯等碱金属的氢氧化物;叔丁氧基钠、叔丁氧基钾、 叔丁氧基铯等碱金属的烷氧化物;硅醇钠化合物,硅醇钾化合物、硅 醇铯化合物等碱金属的硅醇化合物,优选是钾系或铯系的碱性催化剂。 为了使(I)成分与(II)成分一起进行水解、缩合反应,也可以根据 需要添加水。此外,还可以使(I)成分与(II)成分反应后,根据需 要用有机溶剂调节反应体系中的固体分浓度,再进行反应。
上述的制造方法,通过平衡化反应,无规则地引起硅氧烷键的切 断与再结合,结果制得的含有环氧基的有机硅树脂成为平衡状态。当 反应温度低时平衡化反应进行不充分,而反应温度过高时由于结合硅 原子的有机基产生热分解,因此该反应温度优选是80℃-200℃,特别 优选是100℃-150℃。另外,通过选择具有80-200℃沸点的有机溶剂, 可在回流温度容易地进行平衡化反应。再者,可以采用中和碱性催化 剂的方法终止平衡化反应。为了进行该中和优选添加二氧化碳气,羧 酸等的弱酸,中和所生成的盐可通过过滤或水洗简单地除去。
本组合物中,(C)成分的含有量相对于(A)成分与(B)成分的 合计100重量份是0.1-500重量份,优选是0.5-100重量份。这是因 为(C)成分的含有量未满上述范围的下限时,所制得的固化物有阻燃 性降低倾向的缘故,而超过上述范围的上限时所制得的固化物有机械 特性降低倾向的缘故。
本组合物中只要是不破坏本发明的目的,作为其他任意的成分也 可以含有(D)无机填充剂。作为这种(D)成分,可列举玻璃纤维、 石棉、氧化铝纤维、三氧化二铝与二氧化硅为成分的陶瓷纤维、硼纤 维、氧化锆纤维、碳化硅纤维、金属纤维等纤维状填充剂;熔融二氧 化硅、结晶二氧化硅、沉淀二氧化硅、热解二氧化硅、烧结二氧化硅、 氧化锌、烧粘粘土、碳黑、玻璃珠、三氧化二铝、滑石、碳酸钙、粘 土、氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸钡、二氧化钛、氮化铝、氮化硼、碳 化硅、三氧化二铝、氧化镁、氧化钛、氧化铍、高岭土、云母、氧化 锆等的粉粒体状填充剂,及这些的2种以上的混合物。另外,(D)成 分的平均粒径或形状没有限定,着眼于成型好,作为(D)成分优选平 均粒径5-40μm的球状熔融二氧化硅。
本组合物中,(D)成分的含有量没有限定,但优选相对于(A) 成分-(C)成分的合计100重量份为400-1,200重量份。这是因为(D) 成分的含有量未满上述范围的下限时,所制得固化物的热膨胀系数增 大、或受应力而容易发生龟裂,或存在阻燃性降低的倾向。超过上述 范围的上限时,所制得的组合物存在成型性下降的倾向。
本组合物中,为了提高(A)成分与(D)成分的分散性或粘接性, 可以使用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等的偶联剂。作为这样的硅烷偶 联剂,可列举3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲 基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等含有环 氧基的烷氧基硅烷;N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3- 氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等含有氨基 的烷氧基硅烷;3-巯基丙基三甲氧基硅烷等含有巯基的烷氧基硅烷。 另外,作为钛酸酯偶联剂,可列举异丙氧基钛三(异硬脂酸)酯。
另外,本组合物中优选含有为促进(A)成分与(B)成分固化反 应用的固化促进剂。作为这种固化促进剂,例如,可列举三苯基膦、 三丁基膦、三(对一甲基苯基)膦、三(壬基苯基)膦、三苯基膦·三 苯基硼酸酯、四苯基膦·四苯基硼酸酯等的膦系化合物;三乙胺,苄基 二甲胺、α-甲基苄基二甲胺、1,8-二氮双环[5.4.0]十-碳-7-烯等的 叔胺化合物;2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑等的咪唑 化合物。
本组合物中也可以根据需要含有热塑性树脂、热塑性弹性体、有 机合成橡胶、有机硅系低应力化剂;巴西棕榈蜡、高级脂肪酸,合成 蜡等的蜡类;炭黑等的着色剂;捕捉卤素剂等。
制备本组合物的方法没有限定,但可以采用将(A)成分-(C)成 分,与其他任意成分均匀混合的方法制备。另外,可列举在配合作为 任意成分的(D)成分时,把(D)成分混合到(A)成分中后,再均匀 地混合(B)成分、(C)成分,其他任意成分的方法,此时可列举在 (A)成分与(D)成分中添加偶联剂进行整体混合的方法,预先用偶 联剂对(D)成分进行表面处理后,再与(A)成分进行混合的方法。 另外,作为制备本组合物用的装置,可列举单螺杆或双螺杆连续混合 机、双联辊、罗兰氏混合机、捏和混炼机。
                         实施例
以下,通过实施例详细地说明本发明的固化性环氧树脂组合物。
式中,Me表示甲基、Ph表示苯基、Ep表示3-环氧丙氧基丙基、 Pr表示异丙基。另外,实施例中的粘度是在25℃的粘度。采用以下的 方法测定固化性环氧树脂组合物以及其固化物的特性。再者,固化性 环氧树脂组合物在175℃,2分钟,70kgf/cm2的条件下传递模塑 (transfer press)成型后,在180℃后固化5小时使之固化。
[成型性]
·螺旋流动:在175℃,70kgf/cm2的条件下,采用EMMI标准规定 的方法进行测定。
·模具污染评价:连续5次注射成型直径50mm,厚2mm的圆盘后, 观察模具镀铬表面的晕,模具没有污染评价为○、模具表面有薄晕的 情况评价为△,模具表面有污染的情况评价为×。
·溢料评价:观察在溢料测定模具(20μm深的沟)成型时的溢 料长度。溢料为2mm以下时评价为○,溢料超过2mm,为10mm以下时 评价为△,溢料超过10mm时评价为×。
[阻燃性]
·LOI:制作厚1/16英寸(约1.6mm)的试片,使用氧指数测定 机测定燃烧所需的最低氧浓度。求出5个试验片最低氧浓度的平均值。
·燃烧时间:按照Underwriters Laboratories Inc.规定的标准 UL94(装置配件用塑料材料的可燃性试验标准与应用),制作厚1/16 英寸(约1.6mm)的试验片,测定该试片的燃烧时间(秒),求出5 个试验片燃烧时间的平均值。
另外,按照下述测定有机硅树脂的特性。
·软化点:用熔点测定仪(柳本制作所制的微型熔点仪,按1℃/ 分升温,有机硅树脂熔融变成液滴的时刻的温度为软化点。
·熔体粘度变化率:使用Brokfield公司制模型DV-III可编程序 电流计,按升温速度2℃/1分从室温将有机硅树脂加热,在100℃保 持20分钟后,加热到120℃,在120℃保持20分钟后,加热到140℃, 在140℃保持20分钟后,升温到160℃。相对于到达160℃时的有机 硅树脂的粘度,在160℃保持20分钟后有机硅树脂熔体粘度的变化率 按下式求出。
η 1 - η 0 η 0 × 100
η0:达到160℃时的有机硅树脂粘度
η1:在160℃下保持20分钟时的有机硅树脂粘度。
[参考例1]
向安装有温度计和回流冷却管的2000ml的烧瓶中,加入水250g 和甲苯400g,在调节到10℃的状态下滴加苯基三氯硅烷300g与甲苯 200g的混合液。滴加结束后,加热回流6小时,然后分离甲苯溶液。 用300g的水将该甲苯溶液反复进行水洗直到洗液变成中性。然后通 过在减压下加热该甲苯溶液蒸馏除去甲苯,制得白色固体177.7g。
向安装有温度计、Dean-Stark管与回流冷却管的500ml的烧瓶中, 加入上述白色固体116.0g和3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷 20.2g、二甲苯二甲氧基硅烷12.3g、二苯基硅烷二醇12.2g、甲苯150g 及氢氧化铯0.15g。再加入水10.0g。然后对该体系边加热边蒸馏除去 生成的甲醇和水。没有水的馏出后,冷却该体系,在该体系中再加入 水10.0g。然后,对该体系边加热边蒸馏除去生成的甲醇和水,再加 热回流6小时。冷却后,向该体系中加入醋酸0.08g进行中和处理。 然后,过滤生成盐,通过在减压下加热滤液蒸馏除去甲苯获得无色透 明固体145g。该无色透明固体是重均分子量=2280、软化点=79℃,环 氧当量=1690。采用29Si-核磁共振光谱分析,确认是下述结构式表示 的含有3-环氧丙氧基丙基的有机硅树脂(相对于硅原子结合的全部有 机基、3-环氧丙氧基丙基的含有量是7摩尔%,苯基的含有量是72摩 尔%)。
(PhSiO3/2)0.78(Me2SiO2/2)0.09(Ph2SiO2/2)0.05(EpMeSiO2/2)0.08
[参考例2]
使参考例1制得的有机硅树脂30g溶解在甲苯70g中。用50ml的 水将该溶液水洗3次。把甲苯溶液加到安装有Dean-Stark管的200ml 的烧瓶中,进行共沸脱水。冷却后,过滤不纯物,通过在减压下加热 滤液蒸馏除去甲苯获得无色透明固体19g。该无色透明固体的结构与 参考例1所表示的含有3-环氧丙氧基丙基的有机硅树脂相同,另外, 其重均分子量、软化点以及环氧当量也相同。
[参考例3]
向安装有温度计和回流冷却管的2000ml的烧瓶中加入水250g和 甲苯400g,在调节到10℃的状态下滴加苯基三氯硅烷300g和甲苯200g 的混合液。滴加结束后,加热回流6小时,然后,分离甲苯溶液。用 300g的水将该甲苯溶液反复进行水洗直到洗液变成中性。然后通过在 减压下加热该甲苯溶液蒸馏除去甲苯,制得白色固体177.7g。
向安装有温度计和Dean-Stark管与回流冷却管的500ml的烧瓶 中,加入上述白色固体116.0g和3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅 烷20.2g、二甲基二甲氧基硅烷19.1g、甲苯150g及氢氧化铯0.15g。 该体系再加入水10.0g。然后,对该体系边加热边蒸馏除去生成的甲 醇和水。没有水馏出后,冷却该体系,向该体系中再加入水10.0g。 然后,对该体系边加热边蒸馏除去生成的甲醇和水,再加热回流6小 时。冷却后向该体系加入醋酸0.08g进行中和处理。然后,用80ml的 水把该溶液水洗3次。把甲苯溶液加到安装有Dean-Stark管的500ml 的烧瓶中,进行共沸脱水。过滤不纯物,通过在减压下加热滤液蒸馏 除去甲苯,获得无色透明固体140g。该无色透明固体是重均分子量 =2600、软化点=73℃。环氧当量=1620。采用29Si-核磁共振光谱分析, 确认是下述结构式表示的含有3-环氧丙氧基丙基的有机硅树脂(相对 于硅原子结合的全部有机基,3-环氧丙氧基丙基的含有量是7摩尔%、 苯基的含有量是64摩尔%。)
(PhSiO3/2)0.78(Me2SiO2/2)0.14(EpMeSiO2/2)0.08
                              表1

[参考例4]
向安装有搅拌装置,冷却装置,滴液漏斗,温度计的2000ml的四 口烧瓶中加入甲苯180g、异丙醇60g和水250g,在冰浴中边冷却边滴 加苯基三氯硅烷147g,异丙基三氯硅烷52.8g的混合溶液。滴加结束 后在室温下搅拌30分钟后,回流3小时使之完全进行水解。静置除去 水层。接着反复进行加水、搅拌、静置、除去水层的水洗操作直到洗 涤液变成中性。将所得的甲苯溶液进行共沸脱水。冷却后,过滤除去 不溶物,在减压下加热滤液蒸馏除去甲苯,获得无色透明固体115.2g。 该无色透明固体是重均分子量=1600、软化点=80℃,采用29Si-核磁共 振光谱分析确认是下述结构式表示的有机硅树脂。
(PhSiO3/2)0.70(PrSiO3/2)0.30(HO1/2)0.43
[实施例1]
将结晶性的联苯型环氧树脂(油化Shell环氧股份有限公司制的 Epicote YX4000H;环氧当量=190、熔点105℃)46.9重量份,苯酚芳 烷基型酚醛树脂(三井化学有限公司制的Milex XLC-3L;酚性羟基当 量=168)43.1重量份(该酚醛树脂中的酚性羟基与前述环氧树脂中的 环氧基的摩尔比为1.0的量),参考例1制备的有机硅树脂9重量份, 平均粒径14μm非晶性球形二氧化硅(电气化学工业股份有限公司制 的FB-48X)510重量份,炭黑0.4重量份,3-环氧丙氧基丙基三甲氧 基硅烷1重量份,巴西棕榈蜡0.9重量份,三苯基膦0.66重量份,使 用热双联辊均匀地熔融混合,配制固化性环氧树脂组合物。对该固化 性环氧树脂组合物及其固化物进行评价,将这些的结果示于表2。
[实施例2]
将结晶性的联苯型环氧树脂(油化Shell环氧股份有限公司制的 Epicote YX4000H;环氧当量=190、熔点105℃)46.9重量份、苯酚芳 烷基型酚醛树脂(三井化学有限公司制的Milex XLC-3L;酚性羟基当 量=168)43.1重量份(该酚醛树脂中的酚性羟基与前述环氧树脂中环 氧基的摩尔比为1.0的量),参考例1制备的有机硅树脂18重量份, 平均粒径14μm的非晶性球形二氧化硅(电气化学工业有限公司制的 FB-48X)510重量份,炭黑0.4重量份,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基 硅烷1重量份,巴西棕榈蜡0.9重量份,三苯基膦0.66重量份,使用 加热双联辊均匀熔融混合制备固化性环氧树脂组合物。对该固化性环 氧树脂组合物及其固化物进行评价,将这些的结果示于表2。
[实施例3]
将结晶性的联苯型环氧树脂(油化Shell环氧股份有限公司制的 Epicote YX4000H;环氧当量=190、熔点105℃)41.7重量份、苯酚芳 烷基型酚醛树脂(三井化学有限公司制的Milex XLC-3L;酚性羟基当 量=168)39.4重量份(该酚醛树脂中的酚性羟基与前述环氧树脂中环 氧基的摩尔比为1.1的量),参考例2制备的有机硅树脂9重量份, 平均粒径14μm的非晶性球形二氧化硅(电气化学工业有限公司制的 FB-48X)510重量份,炭黑0.4重量份,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基 硅烷1重量份,巴西棕榈蜡0.9重量份,三苯基膦0.66重量份,使用 热双联辊均匀熔融混合制备固化性环氧树脂组合物。对该固化性环氧 树脂组合物及其固化物进行评价,将这些的结果示于表2。
[实施例4]
将结晶性的联苯型环氧树脂(油化Shell环氧股份有限公司制的 Epicote YX4000H;环氧当量=190、熔点105℃)36.5重量份、苯酚芳 烷基型酚醛树脂(三井化学有限公司制的Milex XLC-3L;酚性羟基当 量=168)35.6重量份(该酚醛树脂中的酚性羟基与前述环氧树脂中环 氧基的摩尔比为1.1的量),参考例3制备的有机硅树脂18重量份, 平均粒径14μm的非晶性球形二氧化硅(电气化学工业有限公司制的 FB-48X)510重量份,炭黑0.4重量份,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基 硅烷1重量份,巴西棕榈蜡0.9重量份,三苯基膦0.66重量份,使用 热双联辊均匀熔融混合制备固化性环氧树脂组合物。对该固化性环氧 树脂组合物及其固化物进行评价,将这些的结果示于表2。
[比较例1]
将结晶性的联苯型环氧树脂(油化Shell环氧股份有限公司制的 Epicote YX4000H;环氧当量=190、熔点105℃)46.9重量份,苯酚芳 烷基型酚醛树脂(三井化学有限公司制的Milex XLC-3L;酚性羟基当 量=168)43.1重量份(该酚醛树脂中的酚性羟基与前述环氧树脂中环 氧基的摩尔比为1.0的量),平均粒径14μm的非晶性球形二氧化硅 (电气化学工业有限公司制的FB-48X)510重量份,炭黑0.4重量份, 3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷1重量份,巴西棕榈蜡0.9重量份, 三苯基膦0.66重量份,使用热双联辊均匀熔融混合制备固化性环氧树 脂组合物。对该固化性环氧树脂组合物及其固化物进行评价,将这些 结果示于表2。
[比较例2]
将结晶性的联苯型环氧树脂(油化Shell环氧股份有限公司制的 Epicote YX4000H;环氧当量=190、熔点105℃)46.9重量份,苯酚芳 烷基型酚醛树脂(三井化学有限公司制的Milex XLC-3L;酚性羟基当 量=168)43.1重量份(该酚醛树脂中的酚性羟基与前述环氧树脂中环 氧基的摩尔比为1.0的量),参考例4制备的有机硅树脂9重量份, 平均粒径14μm的非晶性球形二氧化硅(电气化学工业有限公司制的 FB-48X)510重量份,炭黑0.4重量份,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基 硅烷1重量份,巴西棕榈蜡0.9重量份,三苯基膦0.66重量份,使用 热双联辊均匀熔融混合制备固化性环氧树脂组合物。对该固化性环氧 树脂组合物及其固化物进行评价,把这些的结果示于表2。
[比较例3]
将结晶性的邻甲酚线型环氧树脂(日本化药股份有限公司制的 EOCN1020;环氧当量=195、软化点=70℃)60重量份,苯酚线型酚醛 树脂(昭和高分子有限公司制的BTRG558;酚性羟基当量=100)30重 量份(该酚醛树脂中的酚性羟基与前述环氧树脂中环氧基的摩尔比为 1.0的量),参考例1制备的有机硅树脂9重量份,平均粒径14μm 的非晶性球形二氧化硅(电气化学工业有限公司制的FB-48X)510重 量份,炭黑0.4重量份,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷1重量份, 巴西棕榈蜡0.9重量份、三苯基膦0.66重量份,使用热双联辊均匀熔 融混合制备固化性环氧树脂组合物。对该固化性环氧树脂组合物及其 固化物进行评价,把这些结果示于表2。
                          表2

本发明的固化性环氧树脂组合物具有成型性良好,形成具有良好 阻燃性的固化物,由于不含有卤化环氧树脂或锑系氧化物而对具有人 体、环境没有不良影响的特征。本组合物可以采用传递模塑或注射模 塑进行成型,作为电、电子元件封装用固化性环氧树脂组合物有用。
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