CN117957264A - 树脂组合物、固化物、树脂片、绝缘层、电气・电子部件、印刷布线板及环氧树脂用固化剂 - Google Patents
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Abstract
一种树脂组合物,是包含碳酸苯酚酯树脂(A)和环氧树脂(B)的树脂组合物,上述环氧树脂(B)的环氧基相对于上述碳酸苯酚酯树脂(A)的末端羟基的摩尔比(环氧基/末端羟基)为3.0~100000。
Description
技术领域
本发明涉及一种包含碳酸苯酚酯树脂和环氧树脂的树脂组合物。进而,涉及一种该树脂组合物的固化物、使用该树脂组合物而得到的树脂片和绝缘层、具备该绝缘层的电气·电子部件和印刷布线板、以及包含碳酸苯酚酯树脂的环氧树脂用固化剂。
背景技术
近年来,用于电气·电子设备的多层电路基板进行设备的小型化、轻量化和高功能化,要求进一步的多层化、高密度化、轻薄化、轻量化等成型加工性的提高和车载等严苛的环境下的可靠性。并且,进行各种电子设备的信号的高速化、高频率化,要求传输损耗小的基板。因此,要求对基板中使用的树脂组合物也平衡良好地提高耐热性、粘接性、耐水性、低介电常数、低介电损耗角正切、机械强度、制膜性、低线膨胀、阻燃性等各种特性的技术。
作为用于多层电路基板的树脂组合物,已知有包含环氧树脂的树脂组合物,在该情况下,环氧树脂一般而言与固化剂组合而使用,因此为了实现各种要求特性,重要的是选择适当的固化体系。特别是在将环氧树脂用于多层电路基板的层叠材料的情况下,需要能够实现低介电常数和低介电损耗角正切。作为固化剂中以往公知的有代表性的固化剂,有活性酯类。在环氧树脂和活性酯类的固化反应中,能够不产生仲羟基等极性官能团而进行交联。
另一方面,非专利文献1中公开了由二官能环氧树脂的环氧基与碳酸二苯酯的碳酸酯基的反应而进行的聚碳酸酯的合成法,如果使用该方法,则能够与活性酯类同样地,通过反应不产生仲羟基等极性官能团而制作固化物。
专利文献1中记载了如下的例子:作为能够用作环氧树脂固化剂且可得到低介电常数和低介电损耗角正切的固化物的碳酸苯酚酯树脂,将使用了碳酸二苯基酯、三环癸二甲醇和双酚F的碳酸酯树脂合成的例子。另外,也记载了制备含有该碳酸酯树脂和环氧树脂的树脂清漆,且将该树脂清漆浸入纤维质基材而固化,由此得到层叠板。
另外,专利文献2中公开了包含环氧树脂、固化剂、聚碳酸酯树脂和无机填充材料的树脂组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-89965号公报
专利文献2:日本特开2019-35056号公报
非专利文献
非专利文献1:Takao Yashiro,Katsutomo Matsushima,Atsushi Kameyama,Tadatomi Nishikubo,Macromolecules,2001,34,3205.
发明内容
近年来,进行电气·电子电路用层叠板的复杂化、小规模化,以伴随着长时间使用该电气·电子电路用层叠板,也可耐受在高温状态下连续使用的方式,对于使用的材料、即包含环氧树脂、固化剂的树脂组合物以及由其构成的固化物,要求比以往高的耐热性。
在固化剂为活性酯类的情况下,是相对于酯基1当量为环氧基1当量的反应,但为碳酸酯化合物的情况下,相对于碳酸酯基1当量,能够进行环氧基2当量的反应,因此交联密度变高,理论上能够得到高Tg的固化物。
专利文献1所述的碳酸苯酚酯树脂和专利文献2所述的聚碳酸酯树脂是两末端为羟基的单体的聚合物,且羟基末端高。因此,通过对环氧树脂用碳酸苯酚酯树脂或者聚碳酸酯树脂进行交联,由此可得到介电常数和介电损耗角正切较低的固化物。然而,由于在环氧基与羟基的反应中会产生仲羟基,因此有时得到的固化物的介电常数和介电损耗角正切不会变低。
另外,由这些专利文献所记载的技术得到的固化物由于吸水率高,因此耐湿性存在问题。并且,作为固化剂的碳酸苯酚酯树脂、聚碳酸酯树脂的溶剂溶解性可以说并不充分高,环氧树脂组合物的成型加工性也不充分。
本发明的课题提供一种给予低介电常数、低介电损耗角正切和高耐热性的固化物的、包含碳酸苯酚酯树脂以及环氧树脂的树脂组合物。另外,本发明的其它课题在于提供一种使用该树脂组合物的固化物以及使用了该树脂组合物的电气·电子部件以及印刷布线板。本发明的另一课题在于提供一种包含碳酸苯酚酯树脂的环氧树脂用固化剂。
本发明人等为了解决上述课题反复进行了深入的研究,其结果发现:在包含环氧树脂的树脂组合物中,对作为固化剂的包含粘均分子量处于特定范围内且具有特定结构的重复单元的碳酸苯酚酯树脂进行配合,使环氧树脂的环氧基相对于碳酸苯酚酯树脂的末端羟基的摩尔比(环氧基/末端羟基)在特定的范围内,由此能够解决上述课题。即,本发明的主旨如下。
〔1〕一种树脂组合物,是包含碳酸苯酚酯树脂(A)和环氧树脂(B)的树脂组合物,
上述环氧树脂(B)的环氧基相对于上述碳酸苯酚酯树脂(A)的末端羟基的摩尔比(环氧基/末端羟基)为3.0~100000。
〔2〕根据〔1〕所述的树脂组合物,其中,上述碳酸苯酚酯树脂(A)包含由下述式(1)所示的重复单元。
[化1]
(式(1)中,A1和A2分别独立地为由下述式(2)或(3)所示的基团;X为直接键合、可以具有取代基的碳原子数1~15的2价的烃基、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、-OCO-或者-COO-;n1和n2分别独立地为1~50的整数。)
(式(2)和(3)中,R分别独立地为碳原子数1~12的烷基、碳原子数7~12的芳烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数7~12的芳烷氧基、碳原子数6~12的芳基、碳原子数2~12的烯基、碳原子数8~12的芳烯基、碳原子数2~12的炔基、碳原子数8~12的芳炔基、卤素原子、羟基、羧基、磺基、氨基、氰基或者硝基;p为0~4的整数;q为0~6的整数;*为键合位点。)
〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的树脂组合物,其中,上述碳酸苯酚酯树脂(A)的粘均分子量(Mv)为500~100000。
〔4〕根据〔2〕所述的树脂组合物,其中,上述碳酸苯酚酯树脂(A)进一步包含由下述式(4)所示的重复单元。
[化4]
(式(4)中,A3和A4分别独立地与上述式(1)中的A1含义相同;Y为直接键合、可以具有取代基的碳原子数6~15的2价的芳香族烃基、或者可以具有取代基的碳原子数6~15的2价的杂芳香族烃基;n3和n4分别独立地为1~50的整数。)
〔5〕根据〔1〕~〔4〕中任一项所述的树脂组合物,其中,上述碳酸苯酚酯树脂(A)的碳酸酯当量为100~10000g/eq。
〔6〕根据〔1〕~〔5〕中任一项所述的树脂组合物,其中,上述碳酸苯酚酯树脂(A)相对于上述环氧树脂(B)的重量比为0.01~100。
〔7〕根据〔1〕~〔6〕中任一项所述的树脂组合物,其中,进一步包含固化促进剂(C),相对于上述碳酸苯酚酯树脂(A)和上述环氧树脂(B)的合计100重量份,上述固化促进剂(C)的含量为0.001~5重量份。
〔8〕根据〔7〕所述的树脂组合物,其中,上述固化促进剂(C)为选自磷系固化促进剂、胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂以及金属系固化促进剂中的1种以上。
〔9〕一种树脂片,其具有由〔1〕~〔8〕中任一项所述的树脂组合物形成的树脂组合物层。
〔10〕一种固化物,其将〔1〕~〔8〕中任一项所述的树脂组合物固化而成。
〔11〕一种绝缘层,其将〔1〕~〔8〕中任一项所述的树脂组合物固化而成。
〔12〕一种电气·电子部件,其具有〔11〕所述的绝缘层。
〔13〕一种印刷布线板,其具有〔11〕所述的绝缘层。
〔14〕一种环氧树脂用固化剂,是包含碳酸苯酚酯树脂(A)’的环氧树脂用固化剂,上述碳酸苯酚酯树脂(A)’的粘均分子量(Mv)为500~20000,末端芳香族烃基量为95质量%以上。
根据本发明,可以提供一种给予低介电常数、低介电损耗角正切和高耐热性的固化物的、包含碳酸苯酚酯树脂和环氧树脂的树脂组合物。另外,使用该树脂组合物,能够提供固化物、电气·电子部件和印刷布线板。并且,能够提供一种包含碳酸苯酚酯树脂的环氧树脂用固化剂。
具体实施方式
以下详细说明本发明的实施方式,但以下的说明是本发明的实施方式的一个例子,本发明只要不超出该主旨,并不限定于以下的记载内容。
应予说明,在本说明书中使用“~”这样的表现的情况下,作为包含该前后的数值或者物性值的表述使用。
应予说明,在本发明的技术领域中,作为“环氧树脂”,有包含重复结构的聚合物和单分子结构的环氧化合物(即非聚合化合物),均表达为“环氧树脂”,且有市售。另外,也有时将2种以上的环氧树脂的混合物简称为“环氧树脂”。在本说明书中,“环氧树脂”也指包含重复结构的聚合物、单分子结构的环氧化合物和2种以上的环氧树脂的混合物中的任一者。
[树脂组合物]
本发明的第一实施方式的树脂组合物的特征在于,是包含碳酸苯酚酯树脂(A)和环氧树脂(B)的树脂组合物,该环氧树脂(B)的环氧基相对于该碳酸苯酚酯树脂(A)的末端羟基的摩尔比(环氧基/末端羟基)为3.0~100000。
推断本实施方式的树脂组合物给予低介电常数、低介电损耗角正切和高耐热性的固化物的理由并不充分明确,推断是由如下的机理所导致的。
即认为本实施方式的树脂组合物通过使环氧树脂的环氧基相对于碳酸苯酚酯树脂的末端羟基的摩尔比(环氧基/末端羟基)处于某一定的范围,热固化时以示于下述图解1的方式,相对于碳酸苯酚酯树脂的碳酸酯基1当量,使环氧树脂的环氧基2当量反应,不产生仲羟基而形成高密度的交联结构。并且,通过能够使固化物中形成更多的该交联结构,可得到低介电常数、低介电损耗角正切和高耐热性的固化物。
[化5]
<碳酸苯酚酯树脂(A)>
在本实施方式的树脂组合物中,环氧树脂(B)的环氧基相对于碳酸苯酚酯树脂(A)的末端羟基的摩尔比(环氧基/末端羟基)为3.0~100000。该摩尔比的下限从环氧基与碳酸酯基的反应性的观点来看,优选为15以上,更优选为30以上,进一步优选为60以上,进一步更优选为100以上,特别优选为130以上,更进一步优选为140以上,最优选为150以上。另外,该摩尔比的上限从固化物的耐热性的观点考虑,优选为2500以下,更优选为1500以下,进一步优选为1000以下。
本实施方式的树脂组合物中的碳酸苯酚酯树脂(A)优选粘均分子量(Mv)为500~100000。Mv的下限更优选为1000以上,进一步优选为1500以上,特别优选为2000以上。通过将碳酸苯酚酯树脂(A)的Mv设在上述下限以上,由此树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度(Tg)变高,另外固化反应时有碳酸苯酚酯树脂(A)不易发生副反应的趋势。另一方面,碳酸苯酚酯树脂(A)的Mv的上限更优选为50000以下,进一步优选为20000以下,特别优选为10000以下,最优选为8000以下。通过碳酸苯酚酯树脂(A)的Mv为上述上限以下,由此有溶剂溶解性变高的趋势。
应予说明,碳酸苯酚酯树脂(A)的粘均分子量(Mv)是将碳酸苯酚酯树脂(A)溶解于二氯甲烷而利用乌氏粘度计测定20℃下的特征粘度[η](单位:dL/g),基于所求出的特征粘度和Schnell的粘度式(下述式)进行计算。
[η]=1.23×10-4Mv0.83
碳酸苯酚酯树脂(A)的结构单元没有特别限定,但优选包含由下述式(1)所示的重复单元。
[化6]
式(1)中,A1和A2分别独立地为由式(2)或(3)所示的基团,X为直接键合、可以具有取代基的碳原子数1~15的2价的烃基、由-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、-OCO-或者-COO-表示的基团,n1和n2分别独立地为1~50的整数。
[化7]
[化8]
作为式(1)中的A1和A2,从提高溶剂溶解性的观点考虑,至少一方为由式(2)所示的基团,双方均进一步优选为由式(2)所示的基团。式(2)中的苯环和式(3)中的萘环的键合的位置没有特别限制,在为式(2)的情况下,可举出1,2位、1,3位、1,4位等,从具有Tg提高的趋势的观点考虑,优选为1,4位。另外,在为式(3)的情况下,可举出1,2位、1,3位、1,4位、1,5位、1,6位、1,7位、1,8位、2,3位、2,6位、2,7位等,从具有Tg提高的趋势的观点考虑,优选为1,2位、1,4位、1,5位、2,6位、2,7位。
式(1)中的X为直接键合、可以具有取代基的碳原子数1~15的2价的烃基、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、-OCO-或者-COO-。
作为碳原子数1~15的2价的烃基的例子,可举出-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-CHPh-、-C(CH3)Ph-、-CPh2-、9,9-亚芴基、1,1-环丙烯基、1,1-环丁烯基、1,1-环戊烯基、1,1-环己烯基,3,3,5-三甲基-1,1-环己烯基、1,1-环十二烯基、1,2-乙烯基、1,2-环丙烯基、1,2-环丁烯基、1,2-环戊烯基、1,2-环己烯基、1,2-亚苯基、1,3-丙烯基、1,3-环丁烯基、1,3-环戊烯基、1,3-环己烯基、1,3-亚苯基、1,4-丁烯基、1,4-环己烯基、1,4-亚苯基等。应予说明,作为可以具有的取代基,具有卤素原子、羟基、羧基、磺基、氨基、氰基、硝基等,优选为氟原子。
作为X,从与X邻接的A1和A2中的芳香环的旋转自由度被减少来提高耐化学品性的观点考虑,优选为直接键合、-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CHPh-、-C(CH3)Ph-、-CPh2-、9,9-亚芴基、1,1-环己烯基、3,3,5-三甲基-1,1-环己烯基、1,1-环十二烯基、-O-、-S-、-SO2-、或者-CO-,更优选为直接键合、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、9.9-亚芴基、3,3,5-三甲基-1,1-环己烯基或者1,1-环十二烯基。
式(1)中的n1和n2分别独立地为1~50的整数,但从具有溶剂溶解性和其它树脂的相溶性良好的趋势的观点考虑,优选为1~30,更优选为1~10。
上述式(2)和(3)中,作为取代基的R分别独立地为碳原子数1~12的烷基、碳原子数7~12的芳烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数7~12的芳烷氧基、碳原子数6~12的芳基、碳原子数2~12的烯基、碳原子数8~12的芳烯基、碳原子数2~12的炔基、碳原子数8~12的芳炔基、卤素原子、羟基、羧基、磺基、氨基、氰基或者硝基;p为0~4的整数;q为0~6的整数。应予说明,烷基、烷氧基和烯基并不受直链状的基团,可以具有分支结构,也可以具有环状结构。另外,烯基的双键和炔基的三键的位置和个数没有特别限定。
作为碳原子数1~12的烷基,可举出如下的基团。例如为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、正己基、异己基、环己基、正庚基、环庚基、甲基环己基、正辛基、环辛基、正壬基、3,3,5-三甲基环己基、正癸基、环癸基、正十一烷基、正十二烷基、环十二烷基等。
作为碳原子数7~12的芳烷基,可举出如下的基团。例如为苄基、甲基苄基、二甲基苄基、三甲基苄基、萘基甲基、苯乙基、2-苯基异丙基等。
作为碳原子数1~12的烷氧基,可举出如下的基团。例如为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、新戊氧基、叔戊氧基、环戊氧基、正己氧基、异己氧基、环己氧基、正庚氧基、环庚氧基、甲基环己氧基、正辛氧基、环辛氧基、正壬氧基、3,3,5-三甲基环己氧基、正癸氧基、环癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基、环十二烷氧基等。
作为碳原子数7~12的芳烷基氧基,可举出如下的基团。例如为苄氧基、甲基苄氧基、二甲基苄氧基、三甲基苄氧基、萘基甲氧基、苯乙氧基、2-苯基异丙氧基等。
作为碳原子数6~12的芳基,可举出如下的基团。例如为苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、乙基苯基、二甲苯基、正丙基苯基、异丙基苯基、基、乙炔基苯基、萘基、乙烯基萘基。
作为碳原子数2~12的烯基、可举出如下的基团。例如为乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基乙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1,3-丁二烯基、环己烯基、环己二烯基、肉桂基、萘基乙烯基等。
作为碳原子数8~12的芳烯基,可举出如下的基团。例如为苯乙烯基、肉桂基、萘基乙烯基等。
作为碳原子数2~12的烷基,可举出如下的基团。例如为乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基等。
作为碳原子数8~12的芳炔基,可举出如下的基团。例如为苯基乙炔基、萘基乙炔基等。
作为取代基R,从由于分子填充性变好因此有耐热性提高的趋势的观点考虑,优选为碳原子数1~12的烷基,更优选为碳原子数1~6的烷基,进一步优选为甲基。
p表示0~4的整数,从能够兼得溶剂溶解性的提高和固化物的玻璃化转变温度(Tg)的上升的观点考虑,优选为0~2。在p为1或2时,有介电损耗角正切降低的趋势,特别优选。
q表示0~6的整数,从能够兼得溶剂溶解性的提高和固化物的玻璃化转变温度(Tg)的上升的观点考虑,优选为0~2。在q为1或2时,有介电损耗角正切降低的趋势,特别优选。
式(2)和式(3)中的相对于芳香环的R的取代位置没有特别限定,如果为由下述式表示的基团,则有介电损耗角正切降低的趋势,特别优选。
[化9]
在碳酸苯酚酯树脂(A)包含由上述式(1)所示的重复单元的情况下,由式(1)所示的重复单元的存在比例没有特别限定,但在构成碳酸苯酚酯树脂(A)的全部的结构单元中,优选为80mol%以上,更优选为90mol%以上,进一步优选为95mol%以上,特别优选为100mol%。
碳酸苯酚酯树脂(A)是该重复单元由单一结构的重复单元构成的树脂,可以是由式(1)所示的结构、或者包含各自不同的多个结构的重复单元的共聚物。在碳酸苯酚酯树脂(A)为共聚物的情况下,碳酸苯酚酯树脂(A)更优选包含由式(1)所示的重复单元和具有与由式(1)所示的重复单元不同结构的由下述式(4)所示的重复单元。
[化10]
式(4)中,A3和A4分别独立地与上述A1含义相同;Y是直接键合、可以具有取代基的碳原子数6~15的2价的芳香族烃基、或者可以具有取代基的碳原子数6~15的2价的杂芳香族烃基;n3和n4分别独立地为1~50的整数(其中,不包括A3、A4、n3和n4的组合与式(1)中的A1、A2、n1和n2的组合完全一致)。
作为可以具有取代基的碳原子数6~15的2价的芳香族烃基、或者可以具有取代基的碳原子数6~15的2价的杂芳香族烃基,可举出亚苯基、亚萘基、亚蒽基、2,7-亚芴基、9,9-亚芴基、亚吡啶基、亚噻吩基、亚呋喃基等。其中,从具有Tg变高且介电损耗角正切降低的趋势的观点考虑,优选为9,9-亚芴基。
n3和n4分别独立地为1~50的整数,从具有溶剂溶解性与其它树脂的相溶性良好的趋势的观点考虑,优选为1~30,更优选为1~10。
碳酸苯酚酯树脂(A)的碳酸酯当量没有特别限定,但优选为100g/eq以上,更优选为110g/eq以上,进一步优选为120g/eq以上,另外优选为10000g/eq以下,更优选为5000g/eq以下,进一步优选为1000g/eq以下,特别优选为500g/eq以下。通过将碳酸苯酚酯树脂(A)的碳酸酯当量设为上述下限以上,由此有固化收缩变小的趋势,另外,有树脂组合物的固化物的耐冲击性和耐候性提高的趋势。另外,通过将碳酸苯酚酯树脂(A)的碳酸酯当量设为上述上限以下,由此有树脂组合物的固化物的交联密度提高,Tg提高的趋势。
作为碳酸苯酚酯树脂(A)的末端羟基量,没有特别限定,优选为10ppm以上,更优选为50ppm以上,进一步优选为100ppm以上,另外,优选为5000ppm以下,更优选为1000ppm以下,进一步优选为300ppm以下。通过使碳酸苯酚酯树脂(A)的末端羟基量为上述下限以上,由此可得到足够的固化速度,通过设为上述上限以下,由此能够降低固化物的介电常数和介电损耗角正切。碳酸苯酚酯树脂(A)的末端羟基量能够通过利用后述的实施例使用的比色定量法进行测定。
作为碳酸苯酚酯树脂(A)的玻璃化转变温度(Tg),没有特别限定,优选为70℃以上,更优选为100℃以上,进一步优选为120℃以上,另外,通常为250℃以下,也可以为200℃以下或者180℃以下。有碳酸苯酚酯树脂(A)的玻璃化转变温度越高,固化物的Tg越提高的趋势。
碳酸苯酚酯树脂(A)可以使用市售的树脂。并且,制造时,能够通过以往公知的聚合方法制造。
作为聚合方法,可以是使用光气的溶液聚合法、使碳酸二酯和羟基化合物反应的熔融聚合法中的任一种方法。
其中,优选:在聚合催化剂的存在下,使具有由上述式(1)所示的结构的二羟基化合物以及根据需要使用的其它的二羟基化合物、例如具有由式(4)所示的结构的二羟基化合物与碳酸二酯反应的熔融聚合法。
作为熔融聚合法中使用的碳酸二酯,可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比率将2种以上混合而使用。作为碳酸二酯,例如可举出芳香族碳酸酯和脂肪族碳酸酯。作为芳香族碳酸酯,可例示碳酸二苯酯;碳酸二甲苯酯等取代碳酸二苯酯等。另外,作为脂肪族碳酸酯,可例示碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二叔丁酯等二烷基碳酸酯等。
这些成分中,优选为芳香族碳酸酯,更优选为碳酸二苯酯或者取代碳酸二苯酯,特别优选为碳酸二苯酯。
在上述的熔融聚合法中,相对于反应中使用的包含由式(1)所示的二羟基化合物的全部二羟基化合物,碳酸二酯优选以0.90~1.10的摩尔比使用,进一步优选以0.96~1.04的摩尔比使用。
在熔融聚合法中使用的碳酸二酯的摩尔比过小时,有被制造的聚碳酸酯树脂的末端羟基增加,聚合物的热稳定性恶化,并且得不到所希望的高分子量体的趋势。另一方面,使用的碳酸二酯的摩尔比过大时,有在相同聚合条件下,酯交换反应的速度降低,所希望的粘均分子量的碳酸苯酚酯树脂(A)的制造困难的趋势。并且有所制造的碳酸苯酚酯树脂(A)中的残存的碳酸二酯量增加的趋势,残存碳酸二酯有成为成型时的臭气、或者成型品的臭气的原因的趋势。
如上所述,在本实施方式中使用的碳酸苯酚酯树脂(A)的制造方法中,优选使用碳酸二苯酯等芳香族碳酸酯作为碳酸二酯。在该情况下,制造的碳酸苯酚酯树脂(A)具有由下述式(5)所示的末端基(以下,有时记为“苯基末端”)中所例示的芳香族烃类末端基(以下,也记为“以下,芳香族烃基末端”)。碳酸苯酚酯树脂(A)的、芳香族烃基末端的个数(T1)相对于全部末端数(T2)的比(T1/T2)优选为0.20以上,更优选为0.25以上,进一步优选为0.30以上,另外,通常为1.00以下。
芳香族烃基末端数(T1)相对于全部末端数(T2)的比(T1/T2)过度小时,则有在聚合反应温度、注射模塑成型温度等成为高温的条件下着色变大的担忧。
[化11]
通过将碳酸苯酚酯树脂的芳香族烃基末端数(T1)相对于全部末端数(T2)的比(T1/T2)调整为上述的范围的方法没有特别限定,例如可举出将碳酸二酯相对于用于反应的全部二羟基化合物的量比在可得到所希望的高分子量体的范围内进行调整的方法;在聚合反应后半段通过脱气将残存单体除去到反应体系外,或者提高在聚合反应后段的反应机的搅拌效率等而提高反应速度的方法等。
碳酸苯酚酯树脂中的芳香族烃基末端数(T1)相对于全末端数(T2)的比(T1/T2)能够利用NMR分光计,使用添加了TMS的氘代氯仿作为测定溶媒,通过1H-NMR光谱的测定,进行计算。
作为熔融聚合的聚合催化剂(酯交换催化剂),可使用碱金属化合物和/或碱土类金属化合物。虽然还能够与碱金属化合物和/或碱土类金属化合物一起辅助地同时采用碱性硼化合物、碱性磷化合物、碱性铵化合物、胺系化合物等碱性化合物,但特别优选仅使用碱金属化合物和/或碱土类金属化合物。
作为用作聚合催化剂的碱金属化合物,例如可举出氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铯、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢锂、碳酸氢铯、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、碳酸铯、乙酸钠、乙酸钾、乙酸锂、乙酸铯、硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸锂、硬脂酸铯、硼氢化钠、硼氢化钾、硼氢化锂、硼氢化铯、苯基硼化钠、苯基硼化钾、苯基硼化锂、苯基硼化铯、苯甲酸钠、苯甲酸钾、苯甲酸锂、苯甲酸铯、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二锂、磷酸氢二铯、苯基磷酸二钠、苯基磷酸二钾、苯基磷酸二锂、苯基磷酸二铯,钠、钾、锂、铯的醇化物、酚化物,双酚A的二钠盐、二钾盐、二锂盐、二铯盐等。
作为碱土类金属化合物,例如可举出氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镁、氢氧化锶、碳酸氢钙、碳酸氢钡、碳酸氢镁、碳酸氢锶、碳酸钙、碳酸钡、碳酸镁、碳酸锶、乙酸钙、乙酸钡、乙酸镁、乙酸锶、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸锶等。这些碱金属化合物和/或碱土类金属化合物可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比率同时采用2种以上。
作为与碱金属化合物和/或碱土类金属化合物同时采用的碱性硼化合物的具体例,可举出四甲基硼、四乙基硼、四丙基硼、四丁基硼、三甲基乙基硼、三甲基苄基硼、三甲基苯基硼、三乙基甲基硼、三乙基苄基硼、三乙基苯基硼、三丁基苄基硼、三丁基苯基硼、四苯基硼、苄基三苯基硼、甲基三苯基硼、丁基三苯基硼等钠盐、钾盐、锂盐、钙盐、钡盐、镁盐、锶盐等。
作为碱性磷化合物,例如可举出三乙基膦、三正丙基膦、三异丙基膦、三正丁基膦、三苯基膦、三丁基膦、季盐等。
作为碱性铵化合物,例如可举出四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基乙基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、三甲基苯基氢氧化铵、三乙基甲基氢氧化铵、三乙基苄基氢氧化铵、三乙基苯基氢氧化铵、三丁基苄基氢氧化铵、三丁基苯基氢氧化铵、四苯基氢氧化铵、苄基三苯基氢氧化铵、甲基三苯基氢氧化铵、丁基三苯基氢氧化铵等。
作为胺系化合物,例如可举出4-氨基吡啶、2-氨基吡啶、N,N-二甲基-4-氨基吡啶、4-二乙基氨基吡啶、2-羟基吡啶、2-甲氧基吡啶、4-甲氧基吡啶、2-二甲基氨基咪唑、2-甲氧基咪唑、咪唑、2-巯基咪唑、2-甲基咪唑、氨基喹啉等。
碱性硼化合物、碱性磷化合物、碱性铵化合物、胺系化合物等碱性化合物也可以使用单独1种,也可以以任意的组合和比率同时采用2种以上。
在使用碱金属化合物和/或碱土类金属化合物的情况下,上述聚合催化剂的使用量相对于用于反应的全部二羟基化合物1摩尔,作为金属换算量,通常在0.1~100μ摩尔的范围内使用,优选在0.5~50μ摩尔的范围内,进一步优选在1~25μ摩尔的范围内。聚合催化剂的使用量过少时,有无法得到制造所希望的分子量的聚碳酸酯树脂所需要的聚合活性的趋势。另一方面,聚合催化剂的使用量过度多时,得到的碳酸苯酚酯树脂的色相恶化,产生副产物,而导致流动性的降低、凝胶的产生变多,有目标品质的碳酸苯酚酯树脂的制造困难的趋势。
在制造本实施方式中使用的碳酸苯酚酯树脂时,具有由上述结构式(1)所示的结构的二羟基化合物可以作为固体供给,也可以进行加热而在熔融状态下供给,还可以作为水溶液供给。
在本实施方式中,使具有由式(1)所示的结构的二羟基化合物、脂环式二羟基化合物和根据需要使用的其它的二羟基化合物在聚合催化剂的存在下与碳酸二酯反应的方法通常在2个阶段以上的多段工序中实施。
具体而言,第一段的反应为140~220℃、优选为150~200℃的温度下实施0.1~10小时,优选为实施0.5~3小时。第二段以后,一边使反应体系的压力从第一段的压力逐渐下降,一边提高反应温度,并同时使产生的苯酚等芳香族单羟基化合物除去到反应体系外,并且最终反应体系的压力为200Pa以下、210~280℃的温度范围的基础上进行缩聚反应。
在缩聚反应的减压中,重要的是平衡温度和反应体系内的压力的平衡。特别是如果温度、压力中的任一方快速且过度地变化,则未反应的单体可能会蒸馏出来,碳酸二酯与二羟基化合物的摩尔比可能会变化,并且聚合度可能会降低。
反应的形式可以是批处理式、连续式或批处理式和连续式的组合中的任一种方法。
[环氧树脂(B)]
环氧树脂(B)没有特别限定,可举出联二甲酚型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚C型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、三苯酚型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、叔丁基-儿茶酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、线型脂肪族环氧树脂、具有丁二烯结构的环氧树脂、脂环式环氧树脂、杂环式环氧树脂、含螺环的环氧树脂、环己烷型环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、亚萘醚型环氧树脂、三羟甲基型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂等。这些树脂中,环氧树脂(B)优选为芳香族系的环氧树脂,更优选为在20℃下为液态的芳香族系的环氧树脂。环氧树脂可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比率同时采用2种以上。
碳酸苯酚酯树脂(A)相对于环氧树脂(B)的重量比没有特别限定,通常为0.01以上,优选为0.1以上,从反应性的观点考虑,更优选为0.2以上,进一步优选为0.4以上。另外,该重量比优选为100以下,从保存稳定性的观点考虑,更优选为20以下,进一步优选为10以下,特别优选为5以下。
[固化促进剂(C)]
本实施方式的树脂组合物可以包含固化促进剂(C)。作为固化促进剂(C),没有特别限定,可举出磷系固化促进剂、胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、胍系固化促进剂、金属系固化促进剂等。这些树脂组合物中,固化促进剂(C)优选为磷系固化促进剂、胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂或者金属系固化促进剂,更优选为胺系固化促进剂。固化促进剂(C)可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比率同时采用2种以上。
作为磷系固化促进剂,例如可举出三苯基膦、硼酸化合物、四苯基/>四苯基硼酸酯、正丁基/>四苯基硼酸酯、四丁基/>癸酸盐、(4-甲基苯基)三苯基/>硫氰酸酯、四苯基/>硫氰酸酯、丁基三苯基/>硫氰酸酯等,优选为三苯基膦、四丁基/>癸酸盐。
作为胺系固化促进剂,例如可举出三乙基胺、三丁基胺等三烷基胺、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)、苄基二甲基胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一碳烯等,优选为4-二甲基氨基吡啶、1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一碳烯,更优选为4-二甲基氨基吡啶。
作为咪唑系固化促进剂,例如可举出2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑偏苯三酸酯、1-氰基乙基-2-苯基咪唑/>偏苯三酸酯、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪异氰尿酸加成物、2-苯基咪唑异氰尿酸加成物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2,3-二氢-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑/>氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉等咪唑化合物以及咪唑化合物与环氧树脂的加合物,优选为2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑。
作为胍系固化促进剂,例如可举出双氰胺、1-甲基胍、1-乙基胍、1-环己基胍、1-苯基胍、1-(邻甲苯基)胍、二甲基胍、二苯基胍、三甲基胍、四甲基胍、五甲基胍、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、1-甲基双胍、1-乙基双胍、1-正丁基双胍,1-正十八烷基双胍、1,1-二甲基双胍、1,1-二乙基双胍、1-环己基双胍、1-烯丙基双胍、1-苯基双胍、1-(邻甲苯基)双胍等,优选为双氰胺、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯。
作为金属系固化促进剂,例如可举出钴、铜、锌、铁、镍、锰、锡等金属的有机金属络合物或者有机金属盐。作为有机金属络合物的具体例,可举出:钴(II)乙酰丙酮化物、钴(III)乙酰丙酮化物等有机钴络合物、铜(II)乙酰丙酮化物等有机铜络合物;锌(II)乙酰丙酮化物等有机锌络合物;铁(III)乙酰丙酮化物等有机铁络合物;镍(II)乙酰丙酮化物等有机镍络合物;锰(II)乙酰丙酮化物等有机锰络合物;等。作为有机金属盐,例如可举出辛酸锌、辛酸锡、环烷酸锌、环烷酸钴、硬脂酸锡、硬脂酸锌等。
固化促进剂(C)的含量没有特别限定,相对于上述碳酸苯酚酯树脂(A)和上述环氧树脂(B)的合计100重量份,优选为0.001重量份以上,从反应性的观点考虑,更优选为0.01重量份以上,进一步优选为0.1重量份以上。另外,优选为5重量份以下,从树脂组合物的保存稳定性的观点考虑,更优选为3重量份以下,进一步优选为1重量份以下。
[固化剂]
本实施方式的树脂组合物在不阻碍本发明的效果的范围内,可以包含碳酸苯酚酯树脂(A)以外的固化剂(以下称为“其它的固化剂”)。作为其它的固化剂,没有特别限定,可举出苯酚系固化剂、萘酚系固化剂、酰胺系固化剂,活性酯系固化剂,苯并嗪系固化剂,氰酸酯系固化剂、碳二酰亚胺系固化剂以及碳酸苯酚酯树脂(A)以外的碳酸苯酚酯树脂等。这些化合物中,优选为活性酯系固化剂、苯酚系固化剂、苯并/>嗪系固化剂、氰酸酯系固化剂和碳二酰亚胺系固化剂,更优选为活性酯系固化剂、苯酚系固化剂和碳二酰亚胺系固化剂。其它的固化剂可以单独使用1种,或者可以以任意的组合和比率同时采用2种以上。
[溶剂]
在涂膜形成时的操作时,为了适度地调整树脂组合物的粘度,本实施方式的树脂组合物可以配合溶剂进行稀释。在本实施方式的树脂组合物中,溶剂用于确保树脂组合物的成型的操作性、作业性而使用,该使用量没有特别限制。应予说明,在本说明书中,通过该使用形态将“溶剂”这样的术语和上述的“溶媒”这样的术语区别而使用,可以分别独立使用相同或不同的。
作为可含有本实施方式的树脂组合物的溶剂,例如可举出丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮、环己酮等酮类;乙酸乙酯等酯类;乙二醇单甲基醚等二醇醚类;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类;甲醇、乙醇等醇类;己烷、环己烷等烷烃类;甲苯、二甲苯等芳香族类;等。以上举出的溶剂可以仅使用1种,也可以以任意的组合和比率将2种以上混合而使用。
[其它的成分]
本实施方式的树脂组合物中,以其功能性的进一步提高作为目的,可以包含以上举出的物质以外的成分(在本说明书中有时称为“其它的成分”)。作为这样的其它的成分,可举出不包括环氧树脂的热固化性树脂、光固化性树脂、固化促进剂(其中,包含于“固化剂”中的除外)、防紫外线剂、抗氧化剂、偶联剂、增塑剂、助熔剂、阻燃剂、着色剂、分散剂、乳化剂、低弹性化剂、稀释剂、消泡剂、离子捕获剂、无机填料、有机填料等。
[树脂组合物的固化物]
使本实施方式的树脂组合物固化而形成固化物时的树脂组合物的固化方法根据树脂组合物中的配合成分、配合量而不同,通常可举出在80~280℃下加热60~360分钟的条件。该加热优选在80~160℃下进行10~90分钟的一次加热和在120~200℃下进行60~150分钟的二次加热的二段处理,另外,优选在玻璃化转变温度(Tg)超过二次加热的温度的配合体系中进一步在150~280℃下进行60~120分钟的三次加热。如此进行二次加热、三次加热从减少固化不良、溶剂的残留的观点考虑是优选的。
[树脂组合物的用途]
本实施方式的树脂组合物可以形成低介电常数、低介电损耗角正切和高耐热性的固化物。因此,本实施方式的树脂组合物可以适宜地用于电气·电子部件、印刷布线板等绝缘层;半导体密封材料等。
[树脂片]
本发明的第二实施方式是具有由本发明的第一实施方式的树脂组合物形成的树脂组合物层的树脂片。
本实施方式的树脂片能够通过对树脂组合物层进行固化,从而形成由树脂组合物的固化物构成的绝缘层。因此,本实施方式的树脂片能够适宜地作为用于形成电子·电子部件、印刷布线板等绝缘层的树脂片。
树脂组合物层的厚度没有特别限定,通常为50μm以下,从印刷布线板的轻薄化观点考虑,优选为25μm以下,更优选为15μm以下,进一步优选为13μm以下,特别优选为10μm以下,最优选为8μm以下,另外,通常为1.0μm以上,也可以为1.5μm以上或者2.0μm以上。
本实施方式的树脂片可以是仅由树脂组合物层构成的片,也可以是在支承体上形成有树脂组合物层的片。在使用本实施方式的树脂片而形成电子·电子部件、印刷布线板等绝缘层的情况下,支承体可以在绝缘层形成后通过剥离从绝缘层取下,可以用作电子·电子部件、印刷布线板等的一部分。
作为支承体,可举出塑料薄膜、金属箔、脱模纸等,优选为塑料薄膜或者金属箔。
作为构成塑料薄膜的材料,例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯;聚碳酸酯;聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸树脂;环状聚烯烃;三乙酰纤维素(TAC);聚醚硫醚;聚醚酮;聚酰亚胺等,优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚萘二甲酸乙二醇酯。
作为金属箔,例如可举出铜箔、铝箔、铜合金箔、铝合金箔等,优选为铜箔。
支承体可以对与树脂组合物层接合的面实施消光处理、电晕处理、防带电处理。另外,可以对支承体的与树脂组合物层接合的面形成脱模层。作为脱模剂,可以从公知的脱模剂、例如醇酸树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂等中适当地选择而使用。
作为支承体的厚度,没有特别限定,优选为5~75μm,更优选为10~60μm。应予说明,在支承体设置脱模层的情况下,优选包含脱模层的支承体整体的厚度在上述范围内。
本实施方式的树脂片根据需要可以包含其它的层。作为其它的层,例如可举出保护膜等。保护膜通常设置于树脂组合物层的不与支承体接触的面。保护膜的厚度没有特别限定,例如为1~40μm。
树脂片的制造方法没有特别限定,例如可举出对在有机溶剂中溶解了树脂组合物而成的树脂清漆使用模涂机等涂布于支承体上,通过进行干燥而形成树脂组合物层的方法。
作为有机溶剂,例如可举出丙酮、甲基乙基酮(MEK)、环己酮等酮类;乙酸乙基酯、乙酸丁基酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯等酯类;溶纤剂、丁基卡必醇等卡必醇类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等酰胺系溶剂;等。有机溶剂可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比率将2种以上混合而使用。
干燥可以根据加热、热风吹等公知的方法来实施。干燥条件没有特别限定,以树脂组合物层中的有机溶剂的含量为10质量%以下、优选为5质量%以下进行干燥。虽然根据树脂清漆中的有机溶剂的沸点而不同,但例如在使用包含30~60质量%的有机溶剂的树脂清漆的情况下,能够在50~150℃下干燥3~10分钟,由此形成树脂组合物层。
[环氧树脂用固化剂]
本发明的第三实施方式的环氧树脂用固化剂包含碳酸苯酚酯树脂(A)’。本实施方式的环氧树脂用固化剂能够用作用于将本发明的第一实施方式中的环氧树脂(B)固化的固化剂,除此之外,还能够用作用于将环氧树脂(B)以外的各种环氧树脂固化的固化剂。通过使用本实施方式的环氧树脂用固化剂,由此能够得到低介电常数、低介电损耗角正切以及高耐热性的环氧树脂固化物。
应予说明,本实施方式的环氧树脂固化剂在不阻碍本发明的效果的范围内,可以含有其它成分、例如本发明的第一实施方式的树脂组合物的任意成分即固化促进剂、溶剂等。
<碳酸苯酚酯树脂(A)’>
碳酸苯酚酯树脂(A)’是将本发明的第一实施方式的碳酸苯酚酯树脂(A)的粘均分子量(Mv)和末端芳香族烃基量变更为特定范围的树脂。即碳酸苯酚酯树脂(A)’的Mv的范围和末端芳香族烃基量的范围以外的要素(例如Mv的测定方法、构成单元、碳酸酯当量、末端羟基量、玻璃化转变温度以及制造方法等)还包含该优选方式等,与碳酸苯酚酯树脂(A)是同样的。因此,对于碳酸苯酚酯树脂(A)’的Mv的范围和末端芳香族烃基量的范围以外的要素,如上述项目<碳酸苯酚酯树脂(A)>中说明的那样,援引该项目的记载。
碳酸苯酚酯树脂(A)’的粘均分子量(Mv)为500~20000。Mv的下限优选为1000以上,更优选为1500以上,进一步优选为2000以上。通过将碳酸苯酚酯树脂(A)’的Mv设在上述下限以上,由此有树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度(Tg)变高,并且在固化反应时碳酸苯酚酯树脂(A)’不易发生副反应的趋势。另一方面,碳酸苯酚酯树脂(A)’的Mv的上限优选为10000以下,更优选为8000以下。通过碳酸苯酚酯树脂(A)’的Mv为上述上限以下,由此有溶剂溶解性变高的趋势。
碳酸苯酚酯树脂(A)’的末端芳香族烃基量、即分子链末端的芳香族烃基的量的下限没有特别限定,为95.0质量%,优选为96.0质量%以上,更优选为97.0质量%以上,进一步优选为98.0质量%以上,特别优选为99.0质量%以上,最优选为99.5质量%以上。通过将碳酸苯酚酯树脂(A)’的末端芳香族烃基量设在上述下限以上,由此有树脂组合物的固化物的介电损耗角正切变低的趋势。碳酸苯酚酯树脂(A)’的末端芳香族烃基量的上限没有特别限定,通常为100质量%以下。
碳酸苯酚酯树脂(A)’的末端芳香族烃基量通过从碳酸苯酚酯树脂(A)’的全部末端基量减去末端羟基量而计算。
实施例
以下,根据实施例,具体地说明本发明,本发明并不受以下的实施例任何限定。应予说明,以下的实施例的各种制造条件、评价结果的值是指作为本发明的实施方式中的上限或者下限的优选值,优选范围可以是由上述的上限或者下限的值与下述实施例的值或者实施例彼此的值的组合规定的范围。
〔物性·特性的评价方法〕
在以下的实施例中,物性、特性的评价按照以下的1)~8)所述的方法进行。
1)碳酸苯酚酯树脂的粘均分子量(Mv)
碳酸苯酚酯树脂的粘均分子量(Mv)使用作为溶媒的二氯甲烷,使用乌氏粘度管(森友理化工业社制),求出20℃下的特征粘度(极限粘度)[η](单位dL/g),根据Schnell的粘度式(下述式)算出。
[η]=1.23×10-4Mv 0.83
2)碳酸苯酚酯树脂的末端羟基量
碳酸苯酚酯树脂的末端羟基量根据使用了四氯化钛/乙酸的比色定量法进行了测定。具体而言,根据以下所记载的方法进行了测定。由此能够测定根据实施例中的使用了四氯化钛/乙酸的比色定量法进行测定的末端羟基量。
(a)5v/v%乙酸溶液的制备
通过在1000mL容量瓶中加入乙酸50mL,用二氯甲烷定容并混合,从而制备5v/v%乙酸溶液。
(b)四氯化钛溶液的制备
用量筒向300mL的烧瓶中加入90mL二氯甲烷,由量筒添加10mL5v/v%乙酸溶液,加入搅拌子并利用磁力搅拌器进行搅拌,由5mL的吸管缓慢地添加四氯化钛溶液2.5mL、甲醇2.0mL,从而制备四氯化钛溶液。
(c)标准曲线试样的制备
以原料二羟基化合物的末端羟基量成为10重量ppm的方式制备二氯甲烷溶液,向25mL的容量瓶中分别加入0、3、5mL。随后,添加5mL5v/v%乙酸、四氯化钛溶液10mL。分别用二氯甲烷定容并进行充分混合。
(d)标准曲线的制作
分别用检测波长546nm测定制成的标准试样的吸光度。将得到的吸光度相对于标准曲线试样的浓度制成曲线。将该斜率的倒数视为因子。
(e)测定试样的制备和吸光度测定
将聚碳酸酯树脂组合物0.2g和5mL的二氯甲烷加入到25mL容量瓶进行溶解。接着,加入5v/v%乙酸溶液5mL、四氯化钛溶液10mL,用二氯甲烷定容,进行良好地混合。在检测波长546nm下测定如此制备的溶液的吸光度。
(f)末端羟基量的计算
用测定的吸光度和因子的积除以测定试样的浓度,从而算出聚碳酸酯树脂组合物中的末端羟基量。
应予说明,在原料二羟基化合物由多个结构构成的聚碳酸酯树脂组合物中,以最低3个水准的浓度准备按照共聚比率将对应的原料二羟基化合物混合而成的样品,根据该3点以上的数据绘制标准曲线,测定末端羟基量。另外,检测波长设为546nm。
3)碳酸苯酚酯树脂的末端芳香族烃基量
碳酸苯酚酯树脂的末端芳香族烃基量如下述式所示,从碳酸苯酚酯树脂的全部末端基量减去根据上述的方法测定的末端羟基量,由此来进行计算。
碳酸苯酚酯树脂的末端芳香族烃基量(质量%)=100-{碳酸苯酚酯树脂的末端羟基量(质量%)}
4)环氧树脂的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)
使用东曹株式会社制“HLC-8320GPC装置”,按照以下的测定条件,使用TSKStandard Polystyrene F-128(Mw:1090000,Mn:1030000)、F-10(Mw:106000,Mn:103000)、F-4(Mw:43000,Mn:42700)、F-2(Mw:17200,Mn:16900)、A-5000(Mw:6400,Mn:6100)、A-2500(Mw:2800,Mn:2700)、A-300(Mw:453,Mn:387)作为标准聚苯乙烯而制成标准曲线,作为聚苯乙烯换算值测定重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)。
柱:东曹株式会社制「TSKGEL SuperHM-H+H5000+H4000+H3000+H2000」
洗脱液:四氢呋喃
流速:0.5mL/分钟
检测:UV(波长254nm)
温度:40℃
试样浓度:0.1重量%
进样量:10μL
5)环氧当量
基于JIS K 7236进行测定,记为固体成分换算值。
6)环氧树脂的环氧基相对于碳酸苯酚酯树脂的末端羟基的摩尔比(环氧基/末端羟基)
基于下述式进行计算。
环氧基/末端羟基=(环氧树脂的重量/环氧当量)/(碳酸苯酚酯树脂的重量×碳酸苯酚酯树脂的末端羟基量/17.0)
7)固化物的耐热性:玻璃化转变温度(Tg)
对于由实施例1~7得到的环氧树脂固化物的膜(厚度:约50μm),使用SII纳米科技株式会社制“DSC7020”,以10℃/分钟升温至30~250℃,测定玻璃化转变温度。应予说明,这里的玻璃化转变温度根据JIS K7121“塑料的转移温度测定法”中所记载的内容基于“中点玻璃化转变温度:Tmg”进行了测定。
8)介电特性
将实施例1~7中得到的环氧树脂固化物的膜切断成宽度2mm、长度80mm的试验片,对于该试验片,使用网络分析仪,利用空腔谐振法在测定频率1GHz和10GHz、测定温度23℃下测定相对介电常数(εr)和介电损耗角正切(tanδ)。
〔树脂组合物的成分〕
用于以下的实施例的树脂组合物的各种成分如下所述。
[低分子环氧树脂]
(B-1):三菱化学株式会社制商品名“jER 828US”(双酚A型环氧树脂,环氧当量185g/当量)
[高分子环氧树脂]
(B-2):三菱化学株式会社制,商品名“YL7891T30”,Mn:10000,Mw:30000,环氧当量:6000g/当量,高分子环氧树脂的30wt%甲苯溶液
[碳酸苯酚酯树脂(A)]
(A-1):2,2-双(4-羟基苯基)丙烷型的碳酸苯酚酯树脂(n=7)
(A-2):2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷型的碳酸苯酚酯树脂(n=5)
(A-3):9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴型的碳酸苯酚酯树脂(n=4)
(A-4):9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴和2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷的共聚型的碳酸苯酚酯树脂(n=9)
(A-5):1,1-联-2-萘酚和4,4-(3,3,5-三甲基-1,1-环己烷二基)双酚的共聚型的碳酸苯酚酯树脂(n=2)
(A-6):1,1-联-2-萘酚和4,4-(3,3,5-三甲基-1,1-环己烷二基)双酚的共聚型的碳酸苯酚酯树脂(n=2)
(A-7):2,2-双(4-羟基苯基)丙烷型的碳酸苯酚酯树脂(n=7)
上述(A-1)~(A-7)分别在以下的合成例1~7中合成,具有以下的重复单元。
[化12]
[固化促进剂]
(C-1):N,N’-二甲基氨基吡啶(DMAP),5wt%甲苯溶液
[流平剂]
S-651:AGC精美化学株式会社制氟系表面活性剂(非离子型)
〔碳酸苯酚酯树脂(A)的合成〕
[合成例1:碳酸苯酚酯树脂(A-1)的合成]
在带有反应器搅拌机、反应器加热装置以及反应器压力调整装置的内容量150mL的玻璃制反应器中,添加2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(BPA)116.71g(约0.5112mol)、碳酸二苯酯(DPC)137.99g(约0.6442mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.04质量%水溶液,以使碳酸铯以每1mol的二羟基化合物成为1μmol的方式,制成原料混合物。
接下来,将玻璃制反应器内约减压到100Pa(0.75Torr),接着,将在氮气下负压成大气压的操作重复3次,对反应器的内部进行氮置换。氮置换后,将反应器外部温度设为220℃,使反应器的内温逐渐升温,使原料混合物溶解。然后,在100rpm下使搅拌机旋转。并且,通过将反应器的内部中进行的二羟基化合物和DPC的低聚物化反应副生成的苯酚蒸馏除去,并且持续40分钟将反应器内的压力以绝对压计从101.3kPa(760Torr)减压至13.3kPa(100Torr)。
接着,将反应器内的压力保持在13.3kPa,一边进一步将苯酚蒸馏,一边进行酯交换反应80分钟。然后,对反应器内压力以绝对压计从13.3kPa(100Torr)减压到399Pa(3Torr)持续40分钟,将蒸馏出的苯酚除去至体系外。并且,将反应器内的绝对压减压至70Pa(约0.5Torr),进行了缩聚反应。反应器的搅拌机达到预定的规定的搅拌动力时,结束缩聚反应。
接着,用氮以绝对压在反应器内负压为101.3kPa的基础上,从反应器中向铝容器抽出碳酸苯酚酯树脂(A-1),将固化的(A-1)粉碎。表1中示出了碳酸苯酚酯树脂(A-1)的Mv、末端羟基量、末端芳香族烃基量、碳酸酯当量以及Tg。
[合成例2:碳酸苯酚酯树脂(A-2)的合成]
向带有反应器搅拌机、反应器加热装置以及反应器压力调整装置的内容量150mL的玻璃制反应器中,添加2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷(BPC)116.71g(约0.4553mol)、碳酸二苯酯(DPC)146.30g(约0.6829mol)以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液,以使碳酸铯以每1mol的二羟基化合物成为3μmol的方式制备原料混合物。
接下来,在玻璃制反应器内约减压至100Pa(0.75Torr),接着,重复3次在氮气下负压成大气压的操作,将反应器的内部氮置换。氮置换后,将反应器外部温度设为220℃,使反应器的内温逐渐地升温,溶解原料混合物。然后,在100rpm下使搅拌机旋转。并且,一边将反应器的内部进行的二羟基化合物和根据DPC的低聚物化反应副产出的苯酚蒸馏,一边以绝对压计将反应器内的压力从101.3kPa(760Torr)减压至13.3kPa(100Torr)40分钟。
接着,将反应器内的压力保持在13.3kPa,一边进一步使苯酚蒸馏,一边进行酯交换反应80分钟。然后,将反应器外部温度升温至260℃,以绝对压计将反应器内压力从13.3kPa(100Torr)减压至399Pa(3Torr)40分钟,将蒸馏出的苯酚向体系外除去。并且,将反应器内的绝对压减压至70Pa(约0.5Torr),进行缩聚反应。在反应器的搅拌机成为预先规定的特定搅拌动力时,结束缩聚反应。
接着,在反应器内由氮气以绝对压计恢复压力成101.3kPa的基础上,从反应器将碳酸苯酚酯树脂(A-2)取出至铝容器,将固化的(A-2)粉碎。表1示出了碳酸苯酚酯树脂(A-2)的Mv、末端羟基量、末端芳香族烃基量、碳酸酯当量以及Tg。
[合成例3:碳酸苯酚酯树脂(A-3)的合成]
在带有反应器搅拌机、反应器加热装置和反应器压力调整装置的内容量150mL的玻璃制反应器中,添加9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴(BCF)116.71g(约0.3083mol)、DPC 99.08g(约0.4625mol)以及作为催化剂的碳酸铯4质量%水溶液。以使碳酸铯以每1mol的二羟基化合物成为100μmol的方式制备原料混合物,除此以外,利用合成例2所记载的方法进行了实施。
表1中示出了得到的碳酸苯酚酯树脂(A-3)的Mv、末端羟基量、末端芳香族烃基量、碳酸酯当量以及Tg。
[合成例4:碳酸苯酚酯树脂(A-4)的合成]
在带有反应器搅拌机、反应器加热装置以及反应器压力调整装置的内容量150mL的玻璃制反应器中,添加9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴(BCF)80.41g(约0.2124mol)、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷(BPC)36.30g(约0.1416mol)、DPC 113.77g(约0.5311mol)以及作为催化剂的碳酸铯4质量%水溶液,以使碳酸铯以每1mol的二羟基化合物成为60μmol的方式制备原料混合物,除此以外,利用实施例2所记载的方法进行了实施。
表1示出了得到的碳酸苯酚酯树脂(A-4)的Mv、末端羟基量、末端芳香族烃基量、碳酸酯当量以及Tg。
[合成例5:碳酸苯酚酯树脂(A-5)的合成]
在带有反应器搅拌机、反应器加热装置以及反应器压力调整装置的内容量150mL的玻璃制反应器中,添加4,4’-(3,3,5-三甲基亚环己基)双酚(BP-TMC)60.71g(约0.196mol)、1,1’-联-2-萘酚(BN)56.00g(约0.196mol)、DPC 108.93g(约0.5085mol)以及作为催化剂的碳酸铯4质量%水溶液,以使碳酸铯以每1mol的二羟基化合物成为64μmol的方式制备原料混合物,除此以外,利用实施例2所记载的方法来实施。
表1中示出了得到的碳酸苯酚酯树脂(A-5)的Mv、末端羟基量、末端芳香族烃基量、碳酸酯当量和Tg。
[合成例6:碳酸苯酚酯树脂(A-6)的合成]
向带有反应器搅拌机、反应器加热装置以及反应器压力调整装置的内容量150mL的玻璃制反应器中,添加4,4’-(3,3,5-三甲基亚环己基)双酚(BP-TMC)60.71g(约0.196mol)、1,1’-联-2-萘酚(BN)56.00g(约0.196mol)、DPC 108.93g(约0.5085mol)以及作为催化剂的碳酸铯4质量%水溶液,以使碳酸铯以每1mol的二羟基化合物成为64μmol的方式制备原料混合物,除此以外,利用实施例2所述的方法来实施。
表1中示出了得到的碳酸苯酚酯树脂(A-6)的Mv、末端羟基量、末端芳香族烃基量、碳酸酯当量以及Tg。
[合成例7:碳酸苯酚酯树脂(A-7)的合成]
在带有反应器搅拌机、反应器加热装置和反应器压力调整装置的内容量150mL的玻璃制反应器中,添加2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(BPA)116.71g(约0.5112mol)、碳酸二苯酯(DPC)102.95g(约0.4806mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.04质量%水溶液,以使碳酸铯以每1mol的二羟基化合物成为0.5μmol的方式制备原料混合物。
接下来,将玻璃制反应器内减压至约100Pa(0.75Torr),接着,将利用氮恢复压力成大气压的操作重复3次,在反应器的内部氮置换。在氮置换后,将反应器外部温度设为220℃,使反应器的内温逐渐升温,使原料混合物溶解。然后,在100rpm下使搅拌机旋转。另外,一边将在反应器的内部进行的二羟基化合物和根据DPC的低聚物化反应副生成的苯酚蒸馏,一边以绝对压计将反应器内的压力从101.3kPa(760Torr)减压到13.3kPa(100Torr)持续40分钟。
接着,一边将反应器内的压力保持在13.3kPa一边进一步使苯酚蒸馏,进行酯交换反应80分钟。然后,将反应器外部温度升温至280℃,将反应器内压力以绝对压计从13.3kPa(100Torr)减压至399Pa(3Torr)持续40分钟,将蒸馏出的苯酚除去至体系外。并且,将反应器内的绝对压减压至70Pa(约0.5Torr),进行了缩聚反应。在反应器的搅拌机成为预先规定的特定的搅拌动力时,结束缩聚反应。
接着,在反应器内,利用氮气以绝对压计恢复压力成101.3kPa的基础上,从反应器将碳酸苯酚酯树脂(A-7)抽出至铝容器,将固化的(A-7)粉碎。
表1示出了得到的碳酸苯酚酯树脂(A-7)的Mv、末端羟基量、末端芳香族烃基量、碳酸酯当量以及Tg。
[表1]
〔树脂组合物/固化物的制造和评价〕
<实施例1~7>
按照表2所示的配合,将环氧树脂(B-1)、碳酸苯酚酯树脂(A-1)~(A-7)的环己酮溶液(实施例1,实施例7为20wt%,实施例2~6为30wt%)、固化促进剂(C-1)、成为膜化剂的作为其它环氧树脂的高分子环氧树脂(B-2)、流平剂混合而得到树脂组合物。将得到的树脂组合物的溶液利用涂抹器涂布于隔离件(进行了有机硅处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜),在160℃下干燥1.5小时,然后在200℃下干燥1.5小时,得到环氧树脂固化物的膜。对于得到的膜,基于上述的方法,评价耐热性、介电特性。将结果示于表2。
根据表2的结果可知,使用实施例1~7的树脂组合物得到的固化物的耐热性和介电特性平衡良好地优异。
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Claims (14)
1.一种树脂组合物,是包含碳酸苯酚酯树脂(A)和环氧树脂(B)的树脂组合物,
所述环氧树脂(B)的环氧基相对于所述碳酸苯酚酯树脂(A)的末端羟基的摩尔比(环氧基/末端羟基)为3.0~100000。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述碳酸苯酚酯树脂(A)包含由下述式(1)所示的重复单元,
式(1)中,A1和A2分别独立地为由下述式(2)或(3)所示的基团;X为直接键合、可以具有取代基的碳原子数1~15的2价的烃基、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、-OCO-或者-COO-;n1和n2分别独立地为1~50的整数;
在式(2)和(3)中,R分别独立地为碳原子数1~12的烷基、碳原子数7~12的芳烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数7~12的芳烷氧基、碳原子数6~12的芳基、碳原子数2~12的烯基、碳原子数8~12的芳烯基、碳原子数2~12的炔基、碳原子数8~12的芳炔基、卤素原子、羟基、羧基、磺基、氨基、氰基或者硝基;p是0~4的整数;q是0~6的整数;*是键合位点。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述碳酸苯酚酯树脂(A)的粘均分子量(Mv)为500~100000。
4.根据权利要求2所述的树脂组合物,其中,所述碳酸苯酚酯树脂(A)进一步包含由下述式(4)所示的重复单元,
式(4)中,A3和A4分别独立地与所述式(1)中的A1含义相同;Y为直接键合、可以具有取代基的碳原子数6~15的2价的芳香族烃基、或者可以具有取代基的碳原子数6~15的2价的杂芳香族烃基;n3和n4分别独立地为1~50的整数。
5.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其中,所述碳酸苯酚酯树脂(A)的碳酸酯当量为100~10000g/eq。
6.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其中,所述碳酸苯酚酯树脂(A)相对于所述环氧树脂(B)的重量比为0.01~100。
7.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其中,进一步包含固化促进剂(C),相对于所述碳酸苯酚酯树脂(A)和所述环氧树脂(B)的合计100重量份,所述固化促进剂(C)的含量为0.001~5重量份。
8.根据权利要求7所述的树脂组合物,其中,所述固化促进剂(C)为选自磷系固化促进剂、胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂以及金属系固化促进剂中的1种以上。
9.一种树脂片,具有由权利要求1或2所述的树脂组合物形成的树脂组合物层。
10.一种固化物,将权利要求1或2所述的树脂组合物固化而成。
11.一种绝缘层,将权利要求1或2所述的树脂组合物固化而成。
12.一种电气·电子部件,具有权利要求11所述的绝缘层。
13.一种印刷布线板,具有权利要求11所述的绝缘层。
14.一种环氧树脂用固化剂,是包含碳酸苯酚酯树脂(A)’的环氧树脂用固化剂,
所述碳酸苯酚酯树脂(A)’的粘均分子量(Mv)为500~20000,末端芳香族烃基量为95质量%以上。
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