JPS636016A - 積層板用難燃性樹脂組成物の製造法 - Google Patents

積層板用難燃性樹脂組成物の製造法

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JPS636016A
JPS636016A JP15002186A JP15002186A JPS636016A JP S636016 A JPS636016 A JP S636016A JP 15002186 A JP15002186 A JP 15002186A JP 15002186 A JP15002186 A JP 15002186A JP S636016 A JPS636016 A JP S636016A
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満利 鎌田
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Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、難燃性、可撓性、低温打抜性、貯蔵安定性に
優れた積層板用難燃性樹脂組成物の製造法に関する。
従来の技術 近年、家庭用電気機器の安全性の面から、それに使用さ
れるプリント回路基板の難燃化の要求が高まって来た。
同時に、多岐にわたる要求特性項目、特に寸法精度の要
求から低温打抜性ないし無加熱打抜性の要求、ざるに価
格面での要求も年々厳しくなっている。従って、低価格
でかつ特性低下が少なく、低温打抜性、無加熱打抜性に
優れた積層板用難燃性樹脂を必要とするが、従来の難燃
性樹脂あるいは難燃剤では完全に前記の目的を満足する
ことは困難であった。
即ち、従来の難燃性樹脂及び難燃剤として、反応性を持
たない低分子量の添加型難燃剤と、反応性を持つ反応型
難燃剤が知られている。添加型難燃剤を使用した場合、
耐熱性、耐薬品性、電気特性が低下し、さらに樹脂の架
橋密度の低下により積層板の層間密着性が著しく低下す
る。
特に打抜性1こついCは、打抜時の層間はく離、粉落ち
、ダイスの穴詰りか発生する。−方、反応型難燃剤を使
用した場合、前記の欠点は少ないものの、積層板とした
時の架橋密度の増加により、積層板の軟化点を高温側に
移動させ、低温あるいは無加熱での打抜きに適さな(な
り、またその反応性が大きいため、配合樹脂、塗工基材
の貯蔵安定性が悪くなる。前者の代表例と(、−で、ブ
ロム化ビスフェノールA、ブロム化ジフェニルエーテル
、トリフェニルホスフェート及びそのアルキル誘導体が
実用化されている。
また、後者の代表例としC、ブロム化エポキシ樹脂があ
る。
実際には、多岐にわたる特性面の要求つ・ら、両者それ
ぞれの長所、短所を考慮しつつ併用されCいる。また、
両者の併用、特にハロゲン(実用上Brが多用され′C
いる)とPの併用は別の側面からも利点がある。即ら、
難燃効果を持−つ元素(ハロゲン、P、N、B等)を単
独で使用する場合より、それらを複数併用した場合の方
が、それらの相剰効果により、難燃効果が増大し、結果
的に難燃性樹脂及び難燃剤の総使用量を減少することが
できる。さらに、添加型難燃剤は優れた可塑効果を持−
っため、その併用により、可撓性の向上、打抜性の向上
を行うことができる、 しかし、例を最も使用頻度の高いBrとPの複合系につ
いて横挙げると、従来のSr系のものは前述のように添
加型、反応型の両方の難燃剤が実用化されCいるが、P
系のものについCは添加型難燃剤しか実用化されていな
い。従つC,BrとPの複合系におい°C1最適難燃効
果を示す配合比を探し得たとしても、添加型難燃剤の持
つ欠点のために簡単に使用量を増加できない。
発明が解決しようとする問題点 従来の難燃性樹脂及び難燃剤は、特性面での様々な制約
から、ハロゲン、P、N等の比率を変化させ、最適な離
燃効果を得るための自由度が非常に狭く、必ずしも最も
難燃効果の高い配合系が選択されているとは言えなかっ
た。また、可撓性、低温打抜き性の面からは、添加型の
使用量か制限され、従来の難燃性樹脂は反応型が多い系
となるため、可撓性は低下し、低温打抜き用としては適
当ではなかった。その結果、難燃性を確保するための使
用量が増加し、それに伴って低温打抜き性、その他の特
性低下及び原価高となる問題があった。
本発明は、従来の難燃性樹脂及び難燃剤が持つ以上の様
な問題点を解決し、少量の使用により難燃効果を発揮す
る様、また、難燃性に優れ他の特性を低下させることな
く、可撓性、低温あるいは無加熱打抜き性、貯蔵安定性
て優れた積層板用難燃性樹脂組成物を提供することを目
的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は、上記の目的を達成するためになされたもので
、その第一の発明は、ブロム化ビスフェノールAジグリ
シジルエーテルと一般式CI)(R1、几、は、−OH
,−1−0,1(、−1−0H−OH,よOH。
り選ばれ、m、n−1〜6の整数)で示されるブロム化
ビスフェノールAアルキルオキシド付加物ジグリシジル
エーテルを第三級アミンを触媒として反応させた後、−
数式〔■〕 ■ 〜3の整数、Xは0石あるいはBr)、示されるリン酸
エステルを添加して反応させる。
このとき、添加するリン酸エステルの量は、含有する水
酸基のモル数が前二者の反応後に残存するエポキシ基の
モル数より少くする。そして、さらに、−数式(I[I
) R1 R6 (FL、は、H1炭素数1〜3のアルキル基より選ばれ
る)で示される芳香族アミンを添加して反応させるもの
である。該芳香族アミンの添加量は含有する一NH基の
モル数が、前記ブロム化ビスフェノールAジグリシジル
エーテル、−数式CI)および(II)の三者の反応後
に残存するエポキシ基のモル数と等しくする。
また、第二の発明は、上記第一の発明において一般式(
III)で示される芳香族アミンに代えて、式[IV) で示される芳香族アミンを使用した場合であり、第三の
発明は、第一の発明において一般式〔■〕で示される芳
香族アミンに代えC1式(V)で示される芳香族アミン
を使用した場合である。
作用 ブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテルと、−
数式CI)で示されるブロム化ビスフェノールAアルキ
ルオキシド付加物ジグリシジルエーテルを併用すること
により、後者のアルキルオキシド構造により可撓性を与
え、従来ブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテ
ルにおいては充分でなかった可撓性を発揮させ、なおか
つ、反応分子末端には反応基であるエポキシ基を残すこ
とにより、可撓性に優れた反応型難燃性樹脂を得ること
ができる。同時に、アルキルオキシド基を分子骨格に入
れることは、ブロム置換されたビスフェノール入構造の
間隔を可撓性を持つアルキルオキシド基によって広げる
ことになり、結晶化を抑制するため貯蔵安定性が向上す
る。
ブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテルと一般
式CI)で示されるブロム化ビスフェノールAアルキル
オキシド付加物ジグリシジルエーテルの混合比についC
は、特に制限するものではないが、可撓性、貯蔵安定性
に対して効果を発揮するためには、前者100重量邪に
対し後者が5重量部以上であることが望ましい。
後者が増加して来ると、可撓性、貯蔵安定性は向上する
ため、単独で使用しても良い。しかし、前者に比較する
と若干Br含有率が小さくなるため、所定の難燃効果を
得るために適用系に応じて三者の混合比率を調整する方
が良い。
−数式(I)において、R,、R,が炭素数4以上にな
ると、耐熱性が若干低下し、またメタノールリッチなフ
ェノール樹脂との相溶性が低下する。使用できる触媒は
、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノー
ルアミン、ベンジルジメチルアミン等の第三級アミンで
ある。第一、第二級アミンを使用すると、三次元の架橋
構造が生成しやすくなり、フェノール樹脂との相溶性が
失われる。触媒添加量としては、ブロム化ビスフェノー
ルAジグリシジルエーテルと一般式CI)で示される化
合物の固形重量に対し、0.05〜5憾の範囲が望まし
い。
−数式(n)で示されるリン酸エステルの水酸基は、エ
ポキシ基との反応性が非常に高く、無触媒でも40〜5
0’C以上に加温すれば短時間で反応する。この反応性
により、リン酸エステルはある程度高分子化したブロム
化エポキシ樹脂に結合して行くため、前述の添加型リン
酸エステル類の持つ諸欠点を顕在化させることなく、比
較的自由にリン酸エステルの使用量を増加させて行くこ
とが可能である。この様にして、BrとPの相剰効果が
効果的に発揮できるところまで増加する事ができる。
一般式〔■〕で示されるリン酸エステルの使用量につい
ては、ブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテル
と一般式(1)で示されるブロム化ビスフェノールAア
ルキルオキシド付加物ジグリシジルエーテルの反応後に
残存するエポキシ基のモル数より、リン酸エステルの水
酸基モル数が少(なるようにする必要がある。
即ら、後者の水酸基の数が、前者のエポキシ基の数より
多い場合、後で添加される芳香族アミンと反応し、系中
に低分子のリン酸エステルアミン塩が残存することにな
り、添加型難燃剤の欠点をそのまま内在させることとな
るため好ましくない。
リン酸エステルは、上記範囲内で特に使用量につい〔制
限するものではないが、前段の反応物の含有するBri
に対して、リン酸エステルの含有するPiが2壬未満と
なると難燃性に対する効果は低下する。上記範囲内にお
いてリン酸エステルの使用量が増加して行くと、エポキ
シ基とリン酸エステル間で反応が終了する末端が増加し
、さらにリン酸エステルの持っ可撓性効果も加わって可
撓性が向上する。
以上より、リン酸エステルの使用量につぃCは、適用系
の所望の難燃効果、可撓性効果により適時選択すること
ができる。
一般式〔■〕で示されるリン酸エステルの水酸基の個数
1−1あるいは2)については、特に制限するものでは
’z<、i=tあるいは2の単独構造物あるいはそれら
の混合物を使用できる。−数式(n)において、m=t
で示されるリン酸エステルの使用量が増加すると1反応
系の平均分子量は高分子化し可撓性は若干低下するが、
層間密着性は向上する。
また、使用できるリン酸エステルとしては、几、が炭素
数1〜6のアルキルリン酸エステル、また、R,がフェ
ニル基、1〜3置換のアルキル(炭素数1〜3)フェニ
ル基、t〜3置換のブロモ或はクロロフェニル基である
リン酸エステルがある。それらも、単独構造物でも、ま
た以上の構造の複合物、また、それらの混合物を使用で
きる。アルキルリン酸エステルにおいで、アルキル基の
炭素数が6を越えると、可撓性は向上するが、耐熱性が
低下して行く傾向があり、また、メタノールの存在量が
多いフェノール樹脂溶液への溶解性が低下するため、積
層板用難燃樹脂としCは不適当である。フェニルリン酸
エステルにおいて、フェニル基に置換されるアルキル基
の炭素数についても、上述と同じ理由で3ヶ以内が望ま
しい。また、フェニル基にBr或はC形が置換された場
合、難燃性に対しCさらに顕著な効果を発揮する。
以上の特性的な傾向から、ブロム化ビスフェノールAジ
グリシジルエーテルに対しC,−数式CI)で示される
ブロム化ビスフェノールAアル−セルオキシド付加物ジ
グリシジルエーテル及び−数式(II)で示されるリン
酸エステルの総使用量、及び置換基の構造、数、混合比
率を選択することにより、所定の特性を持つ難燃性樹脂
を得ることができる。
さらに、上述の王者の反応後、−数式[[)若しくは式
〔■〕、〔v〕で示される芳香族アミンを、反応系に残
存するエポキシ基に対して同等のアミン当量となる様添
加反応させる事によって残存エポキシ基と結合させる。
−数式([1]若しくは式(M)、(V)で示される芳
香族アミンは、−NH,基1こ対してオルト位がホルム
アルデヒドによってメチロール化される能力を残してお
り、フェノール樹脂に配合しで、硬化する際にフェノー
ル樹脂との結合を容易に進める事がで篭る。この様にし
〔1本発明の反応組成物全体を、主剤であるフェノール
樹脂と結合させる事により添加型難燃性樹脂及び難燃剤
に類似する欠点を完全に克服することかできる。
一般式〔■〕若しくは(IV)、(V)で示される芳香
族アミンの添加量が前段のブロム化ビスフェノールAジ
グリシジルエーテルと一般式CI)、(II)で示され
る化合物の反応後に残存するエポキシ基のモル数よりも
、−NH基のモル数が多く、’xる様な場合、残存する
一N)(基の作用により、フェノール樹脂との配合溶液
の保存安定性が悪くなり、極端な場合、配合後直ちに白
濁する場合もある。また、芳香族アミンフェノール樹脂
との配合溶液及び塗工基材の保存安定性が悪くなる。従
って、−数式(It)若しくは式CIV)、(V)で示
される芳香族アミンの添加量は、含有するーNH基のモ
ル数と。
前段のブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテル
と一般式CI)との反応、さらには−数式(n)で示さ
れるリン酸エステルとの反応後に残存するエポキシ基の
モル数が等しくなる様にし、エポキシ基及び−NH基を
完全に反応させておいた方が望ましい。
本発明の難燃性樹脂は、単独で使用しでも、あるいは比
較的少量のトリフェニルホスフェートブロム化ジフェニ
ルエーテル等の餡加型難燃剤を併用することも可能であ
るが、いずれの場合も難燃性樹脂及び難燃剤の総使用量
を減少することができる。
実施例 次に本発明の詳細な説明する。
実施例1 ブロム含有率484、エポキシ当11400のブロム化
ビスフェノールAジグリシジルエーテルの604トルエ
ン溶液920?と式(a)で示されるジグリシジルエー
テルの60’l)ルエン溶液6135Lとジメチルベン
ジルアミン276?を三ツロフラスコに投入し、90″
Cで3時間反応させた(反応A)。さら1ζ式〔b〕O
H。
OH。
で示されるリン酸エステル(重量比b / c = 1
/1)73%を投入し80″Cで2時間反応させた(反
応B)。
反応B終了後、反応溶液を5?採取し全量が50%とな
る様蒸留水を加え、磯拌後相分離した水層のpHを測定
すると7.0であった。また、テトラメチルアンモニウ
ムブロマイド−過塩素酸法によりエポキシ当量を測定す
ると溶液全体れる芳香族アミンを57?添加し〔さらに
80°Cで1時間反応させた(反応C)(反応物(1)
)。
また、別途桐油変性フェノール樹脂を次の様にして得た
。三ツロフラスコに桐油720?、m−クレゾール58
0%、パラトルエンスルホン酸0.7454を投入し、
80″Cで1時間反応後、フェノール500?、86壬
パラホルム450?、25優アンモニア水35?を投入
し、80°Cで反応を進めて160°C熱盤上での硬化
時間が6分になった時点で脱水濃縮し、後にメタノール
を加え、樹脂分50優に調整した。
この桐油変性フェノール樹脂と前記反応物(1)を固形
分比率で、桐油変性フェノール樹脂/反応物fll−8
0/20の割合で混合溶解し、このワニスを11ミルス
のクラフト紙に樹脂付着量504となるよう塗工乾燥し
た。
接着剤付き35μ厚銅箔1枚と前記塗工乾燥紙基材8枚
を組合せ、加熱加圧して厚さ1.6朧の片面銅張り紙基
材フェノール樹脂積層板を得た。
実施例2 実m例tと同様のブロム化ビスフェノール人ジグリシジ
ルエーテルトルエン溶1L3805Lと式(d) OH。
で示されるジグリシジルエーテルの604トルエン溶1
1535Lとトリエチルアミン1.84Fを三ツロフラ
スコに投入し90’Cで3時間反応させた。さらに式〔
e〕 で示されるリン酸エステル(重量比e / f −L/
L)97?を投入し、80″Cで2時間反応させた。
実施例1と同様の方法でpH及びエポキシ当る芳香族ア
ミンを70?添加し、80’Cで1時間反応させた(反
応物(2))。
反応物(1)を実施例と同様の比率で用い、厚さ1.6
fiの片面銅張り紙基材フェノール樹脂積層板を得た。
実施例3 実施例1と同様のブロム化ビスフェノールAジグリシジ
ルエーテルトルエン溶[613?と式(g) す で示されるジグリシジルエーテル9209−とトリエタ
ノールアミン4.8051−を三ツロフラスコ1こ投入
し、90’Cで3時間反応させた。さら1ζ式(h) で示されるリン酸エステル(重量比h/l−1/1)を
107%投入し、80°Cで2時間反応させた。
実施例1と同様の方法でpH及びエポキシ当る芳香族ア
ミンを50?投入し、80’Cで1時間反応させた(反
応物(3))。
反応物(3)を用い、以下実施例1と同様にし°〔厚さ
1.6簡の片面銅張り紙基材フェノール樹脂積層板を得
た。
実施例4 実m例tと同様のブロム化ビスフェノールAジグリシジ
ルエーテルトルエン溶液153?と式(j) a七 で示されるジグリシジルエーテルの60憾トルエン溶液
13797とジメチルベンジルアミン9、2054を三
ツロフラスコに投入し、90’Cで3時間反応させた。
さらに式(k) 及び式〔2〕 で示されるリン酸エステル(重量比に/l−1/1)5
34Pを投入し、80′Gで2時間反応させた。
実施例1と同様の方法で、pH,エポキシ当量を確認後
、式     CH。
Cル る芳香族アミン25?を添加して80°Cで1時間反応
させた(反応物(4))。
反応物(4)を用い、以下、実施例1と同様の方法で厚
さ1.6 mの片面銅張り紙基材フェノール樹脂積層板
を得た。
比較例1 実施例1で使用した桐油変性フェノール樹脂とブロム含
有率48壬、エポキン当ff1400のブロム化ビスフ
ェノールAジグリシジルエーテルの60係トルエン溶液
を固形分比率で、桐油変性フェノール樹脂/ブロム化ビ
スフェノールAジグリシジルエーテル−80/20の割
合で混合溶解し、このワニスを用いて以下実施例1と同
様の方法で厚さ1.6囚の片面銅張り紙基材フェノール
樹脂積層板を得た。
比較例2 実施例1で使用した桐油変性フェノール樹脂と比較例1
で使用したブロム化ビスフェノールAジグリシジルエー
テルと、トリフェニルホスフェートを固形分比率で、桐
油変性フェノール樹脂/ブロム化ビスフェノールAジグ
リシジルエーテル/トリフェニルホスフェート=60/
3 o/l Oの割合で混合溶解し、このワニスを用い
て以下実施例1と同様の方法で厚さ1.6 rrmの片
面銅張り紙基材フェノール樹脂積層板を得た。
実施例、比較例で得た積層板の試験結果を第[表に示t
0 ノエ冷白 第1表 騨 発明の効果 以上の試験結果から1本発明により、難燃剤貯蔵安定性
が向上する点、その工業的価値は極めて大である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテルと
    一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
    ・・・・・・〔 I 〕(R_1、R_2は−CH_2、
    −C_2H_4^−、▲数式、化学式、表等があります
    ▼−CH_2−より選ばれ、m、n=1〜6の整数)で
    示されるブロム化ビスフェノールAアルキルオキシド付
    加物ジグリシジルエーテルを第三級アミンを触媒として
    反応させた後、一般式〔II〕 ▲数式、化学式、表等があります▼(l=1あるいは2
    )・・・〔II〕 (R_3は炭素数1〜6のアルキル基、▲数式、化学式
    、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります
    ▼(p=炭素数1〜3のアルキル基)、▲数式、化学式
    、表等があります▼(r=1〜3の整数、XはClある
    いはBr)、▲数式、化学式、表等があります▼(p+
    r≦5)より選ばれる)で示されるリン酸エステルを、
    該リン酸エステルが含有する水酸基のモル数が前二者の
    反応後に残存するエポキシ基のモル数より少くなる様に
    添加して反応させた後、さらに一般式〔III〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
    ・・・・・・〔III〕(R_5は、H、炭素数1〜3の
    アルキル基より選ばれる)で示される芳香族アミンを、
    該芳香族アミンが含有する−NH基のモル数が前記ブロ
    ム化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、一般式〔
    I 〕および〔II〕の三者の反応後に残存するエポキシ
    基のモル数と等しくなる様に添加して反応させることを
    特徴とする積層板用難燃性樹脂組成物の製造法。 2、ブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテルと
    一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
    ・・・〔 I 〕 (R_1、R_2は、−CH_2、−C_2H_4−、
    ▲数式、化学式、表等があります▼より選ばれ、m、n
    =1〜6の整数)で示されるブロム化ビスフェノールA
    アルキルオキシド付加物ジグリシジルエーテルを第三級
    アミンを触媒として反応させた後、一般式〔II〕▲数式
    、化学式、表等があります▼(l=1あるいは2)・・
    ・〔II〕 (R_3は、炭素数1〜6のアルキル基、▲数式、化学
    式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等がありま
    す▼(p=1〜3の整数、R_4は炭素数1〜3のアル
    キル基)、▲数式、化学式、表等があります▼、(r=
    1〜3の整数、XはClあるいはBr)、▲数式、化学
    式、表等があります▼(p+r≦5)より選ばれる)で
    示されるリン酸エステルを、該リン酸エステルが含有す
    る水酸基のモル数が前二者の反応後に残存するエポキシ
    基のモル数より少くなる様に添加して反応させた後、さ
    らに式〔IV〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
    ・・・〔IV〕 で示される芳香族アミンを、該芳香族アミンが含有する
    −NH基のモル数が前記ブロム化ビスフェノールAジグ
    リシジルエーテル、一般式〔 I 〕および〔II〕の三者
    の反応後に残存するエポキシ基のモル数と等しくなる様
    に添加して反応させることを特徴とする積層板用難燃性
    樹脂組成物の製造法。 3、ブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテルと
    一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
    ・・・〔 I 〕 (R_1、R_2は、−CH_2−、−C_2H_4−
    、▲数式、化学式、表等があります▼より選ばれ、m、
    n=1〜6の整数)で示されるブロム化ビスフェノール
    Aアルキルオキシド付加物ジグリシジルエーテルを第三
    級アミンを触媒として反応させた後、一般式〔II〕▲数
    式、化学式、表等があります▼(l=1あるいは2)・
    ・・・・・・〔II〕(R_3は、炭素数1〜6のアルキ
    ル基▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
    式、表等があります▼(p=1〜3の整数、R_4は 炭素数1〜3のアルキル基)、▲数式、化学式、表等が
    あります▼(r=1〜3の整数、XはClあるいはBr
    )、▲数式、化学式、表等があります▼(p+r≦5)
    より選ばれる) で示されるリン酸エステルを、該リン酸エステルが含有
    する水酸基のモル数が前二者の反応後に残存するエポキ
    シ基のモル数より少くなる様に添加して反応させた後、
    さらに式〔V〕▲数式、化学式、表等があります▼・・
    ・・・・・・・〔V〕 で示される芳香族アミンを、該芳香族アミンが含有する
    −NH基のモル数が前記ブロム化ビスフェノールAジグ
    リシジルエーテル、一般式〔 I 〕および〔II〕の三者
    の反応後に残存するエポキシ基のモル数と等しくなる様
    に添加して反応させることを特徴とする積層板用難燃性
    樹脂組成物の製造法。
JP15002186A 1986-06-26 1986-06-26 積層板用難燃性樹脂組成物の製造法 Granted JPS636016A (ja)

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