JP2000128912A - アニオン潜伏性触媒およびそれを用いた樹脂組成物 - Google Patents

アニオン潜伏性触媒およびそれを用いた樹脂組成物

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JP2000128912A
JP2000128912A JP10307964A JP30796498A JP2000128912A JP 2000128912 A JP2000128912 A JP 2000128912A JP 10307964 A JP10307964 A JP 10307964A JP 30796498 A JP30796498 A JP 30796498A JP 2000128912 A JP2000128912 A JP 2000128912A
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resin composition
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JP10307964A
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Minoru Kobayashi
稔 小林
Sumiya Miyake
澄也 三宅
Takeshi Endo
剛 遠藤
Fumio Mita
文雄 三田
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた硬化性と保存性を実現するアニオン潜
伏性触媒、およびそれを用いた電気・電子材料分野に有
用な樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 一般式(1)または(2)で表される構
造を有するアニオン潜伏性触媒であり、さらには、1分
子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)と1分
子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物
(B)、あるいは、1分子内にマレイミド基2個を有す
る化合物(D)、および、前記アニオン潜伏性触媒
(C)を必須成分とする樹脂組成物である。 【化1】 【化2】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた硬化性と保
存性を実現するアニオン潜伏性触媒、およびそれを用い
た電気・電子材料分野に有用な樹脂組成物に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】電気・電子材料、特にエポキシ樹脂IC
封止材料に、これまで用いられてきたアニオン硬化触
媒、すなわちイミダゾール類、DBU(ジアザビシクロ
ウンデセン)などの双環式アミジン類、トリ置換ホスフ
ィンなどでは保存性が悪く、エポキシ樹脂封止材料にこ
れらの触媒を用いた場合、常温では反応が進み、流動性
の低下により成形不良を起こす可能性があるため、低温
で保管、輸送することが必須となっている。また近年、
エポキシ樹脂としてビフェニル型エポキシ樹脂などの低
分子結晶性エポキシ樹脂が用いられるようになり、さら
に自動成形の普及でより速硬化性が求められるようにな
って、触媒を多く添加する事例が増加し、ますますその
保存性の問題が重要になってきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような状況に鑑
み、本発明者らは新規の構造と機能を有するアニオン潜
伏性触媒を提案するべく鋭意検討した結果、これまでに
ない新しいアニオン潜伏性触媒を見出し、本発明を完成
するに至った。本発明は、優れた硬化性と保存性を実現
するアニオン潜伏性触媒、およびそれを用いた電気・電
子材料分野に有用な樹脂組成物を提供することを目的と
するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、一般式
(1)または(2)で表される構造を有することを特徴
とするアニオン潜伏性触媒であり、さらには、1分子内
にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)、1分子内
にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)、
および前記アニオン潜伏性触媒(C)を必須成分とし、
あるいは、1分子内にマレイミド基2個を有する化合物
(D)、および前記アニオン潜伏性触媒(C)を必須成
分とすることを特徴とする樹脂組成物である。
【0005】
【化1】
【0006】
【化2】
【0007】式中、R1〜R3、R6〜R8、およびR13
15は、アルキル基、置換または無置換(以下、置換・
無置換と記す)アリール基、および置換・無置換アラル
キル基からなる群から選ばれた少なくとも1種を表し、
それらは互いに同一であっても異なっていても良い。R
4〜R5、およびR9〜R12は、水素、ハロゲン、置換・
無置換アルキル基、置換・無置換アリール基、置換・無
置換アラルキル基、置換・無置換アシル基、置換・無置
換アリーロイル基、およびシアノ基からなる群から選ば
れた少なくとも1種を表し、それらは互いに同一であっ
ても異なっていても良い。Xは3族および13族、Yは
4族および12族のルイス酸性を有する元素であり、L
は水素、置換・無置換アルキル基、置換・無置換アリー
ル基、置換・無置換アラルキル基、置換・無置換アルコ
キシ基、置換・無置換アリーロキシ基、置換・無置換ア
シロキシ基、および置換・無置換アリーロイロキシ基か
らなる群から選ばれた少なくとも1種を表し、それらは
互いに同一であっても異なっていても良い。nはYの取
り得る配位数により変化する2または4の整数である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明におけるアニオン潜伏性触
媒の置換基R1〜R3、R6〜R8、およびR13〜R15は、
アルキル、置換・無置換アリール、および置換・無置換
アラルキルからなる群から選ばれた少なくとも1種であ
り、具体的には、メチル、エチル、ブチルなどのアルキ
ル基、フェニル、ナフチル、トリル、アニシルなどのア
リール基、ベンジルなどのアラルキル基が例示される。
【0009】また、置換基R4〜R5、およびR9〜R12
は、水素、ハロゲン、置換・無置換アルキル基、置換・
無置換アリール基、置換・無置換アラルキル基、置換・
無置換アシル基、置換・無置換アリーロイル基、および
シアノ基からなる群から選ばれた少なくとも1種であ
り、具体的には、水素、シアノ基の他、フッ素、塩素、
臭素、ヨウ素などのハロゲン、メチル、エチル、ブチ
ル、などのアルキル基、あるいは対応するパーフルオロ
アルキル基、フェニル、ナフチル、トリル、アニシル、
ニトロフェニル、シアノフェニルなどの置換・無置換ア
リール基、ペンタフルオロフェニルなどの対応するパー
フルオロアリール基、ベンジルなどのアラルキル基、ホ
ルミル、アセチル、プロピオニル、ベンゾイル、ナフト
イル、トルオイル、アニソイル、シアノベンゾイル、ニ
トロベンゾイルなどのアシル基、アリーロイル基などが
例示される。
【0010】Xは3族および13族、Yは4族および1
2族でルイス酸性を示す元素であり、具体的には、Xと
してはスカンジウム、イットリウム、ランタノイド、ホ
ウ素、アルミ、Yとしてはチタン、ジルコニウム、ハフ
ニウム、亜鉛等が例示される。つまり元素の安定に取り
得る配位数により、通常3個の配位子を持つルイス酸か
ら形成され、一般式(1)で表されるものと、2または
4個の配位子を持つルイス酸から形成され、一般式
(2)で表されるものとがある。
【0011】Lは水素、置換・無置換アルキル基、置換
・無置換アリール基、置換・無置換アラルキル基、置換
・無置換アルコキシ基、置換・無置換アリーロキシ基、
置換・無置換アシロキシ基、および置換・無置換アリー
ロイロキシ基からなる群から選ばれた少なくとも1種で
あり、具体的には、水素の他、メチル、エチル、ブチ
ル、フェニル、ペンタフルオロフェニル、ベンジル、メ
トキシ、エトキシ、フェノキシ、アセトキシ、ベンゾイ
ロキシ、ナフトイロキシなどの基が例示される。元素Y
の配位子Lの配位数nは、Yの取り得る配位数により変
化する、2または4の整数である。
【0012】本発明のアニオン潜伏性触媒は、通常のア
ニオン硬化可能な樹脂系で、その優れた触媒活性を示
す。具体的には、エポキシ樹脂を初め、マレイミド樹
脂、シアネート樹脂、イソシアネート樹脂、アクリレー
ト樹脂などであるが、3級アミン、3級ホスフィン及び
その4級塩などで硬化反応するものはすべて含まれる。
【0013】次に、第2の発明である樹脂組成物に用い
られる、1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物
(A)は、1分子内にエポキシ基を2個以上有するもの
であれば何ら制限はなく、例えば、ビフェニル型エポキ
シ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポ
キシ樹脂など、ビフェノールなどのフェノール類や、フ
ェノール樹脂、ナフトール類などの水酸基に、エピクロ
ロヒドリンを反応させて製造するエポキシ樹脂の他、脂
環式エポキシ樹脂のようにオレフィンを過酸を用いて酸
化させエポキシ化したエポキシ樹脂、ハイドロキノン等
のジヒドロキシベンゼン類をエピクロロヒドリンでエポ
キシ化したものも含まれる。
【0014】1分子内にフェノール性水酸基を2個以上
有する化合物(B)は、フェノールノボラック樹脂、ク
レゾールノボラック樹脂、アルキル変性ノボラック樹
脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトール類とフェノ
ール類をカルボニル基含有化合物と共縮合した樹脂など
が例示されるが、1分子内で芳香族性の環に結合する水
素原子が水酸基で2個以上置換された化合物であれば良
い。
【0015】また、1分子内にマレイミド基2個を有す
る化合物(D)は、1分子内にマレイミド基を2個有す
るものであれば何ら制限はなく、例えば、N,N'-m-フ
ェニレンビスマレイミド,N,N'-p-フェニレンビスマ
レイミド,N,N'-m-トルイレンビスマレイミド,N,
N'-4,4'-ビフェニレンビスマレイミド,N,N'-4,
4'-ジフェニルメタンビスマレイミド,N,N'-4,4'-
[3,3'-ジメチルビフェニレン]ビスマレイミド,N,
N'-4,4'-[3,3'-ジメチルジフェニルメタン]ビスマ
レイミド,4,4'-ジアミノジフェニルメタンビスマレ
イミドなど、各種のビスマレイミドを挙げることが出来
る。これらは、2種以上を混合して用いても何ら差し支
えない。また、必要に応じて、ジアリルビスフェノール
Aなどの不飽和化合物を併用することが出来る。
【0016】本発明の、エポキシ基を2個以上有する化
合物(A)とフェノール性水酸基を2個以上有する化合
物(B)、あるいは、1分子内にマレイミド基2個を有
する化合物(D)、および一般式(1)または(2)で
表されるアニオン潜伏性触媒(C)を必須成分とする樹
脂組成物は、硬化性と保存性が極めて良好であり、電気
・電子用途の封止材料として優れた性能を実現できる。
また、この樹脂組成物には、必要に応じて、無機充填材
や離型剤、カップリング剤等、当業者にて公知の添加
剤、副資材を組み合わせることは何らさしつかえない。
【0017】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれによって何ら限定されるもので
はない。
【0018】(アニオン潜伏性触媒の合成)本発明にお
けるアニオン潜伏性触媒の合成は、通常先ず、有機ホス
ホランを合成し、その後、ルイス酸と接触させて、アニ
オン性を帯びたリンの隣接炭素をルイス酸に配位させる
方法をとる。以下に、典型的な合成例を示す。
【0019】(合成例)塩化カルシウム管つき冷却管を
付設した100mlのナス型フラスコに、メチルトリフェ
ニルホスホニウムブロマイド5.22gと、ジエチルエ
ーテル50mlを入れ、マグネットスターラで攪拌しなが
ら0℃に冷却し、メチルトリフェニルホスホニウムブロ
マイドに対して1.1倍モルになるように、フェニルリ
チウム溶液を滴下する。その後、室温に戻して生成した
沈殿を濾過し、得られた濾液を塩化カルシウム管つき冷
却管を付設した100mlのナス型フラスコに入れ、さら
にジエチルエーテル50mlを加え、0℃に冷却攪拌し、
生成したホスホランに対して等モルとなるように、トリ
フェニルボランTHF溶液をゆっくりと滴下した。その
後、室温に戻して1時間攪拌を継続した後、生成した沈
殿を濾過し乾燥した。得られた化合物をEとする。
【0020】さらに、上記合成方法に準じて、化合物F
〜Kを合成した。化合物E〜Kの化学構造は次に示した
通りである。
【0021】
【化3】
【0022】
【化4】
【0023】
【化5】
【0024】
【化6】
【0025】
【化7】
【0026】
【化8】
【0027】
【化9】
【0028】(エポキシ樹脂系の実施例−実施例1〜
7、および比較例1〜2)表1に示した配合により、エ
ポキシ基を2個以上有する化合物(A)、フェノール性
水酸基を2個以上有する化合物(B)、および前記合成
例で作製したアニオン潜伏性触媒(C)(化合物E〜
K)を粉砕混合し、100℃の熱板上で5分間溶融混練
した後、冷却粉砕して樹脂組成物のサンプルを調製し
た。各サンプルについて特性評価のため、硬化トルク
(硬化性)、および硬化発熱量残存率(保存性)の測定
を行なった。それぞれの評価方法は、下記の通りとし
た。
【0029】1.硬化トルク(硬化性評価) 前記の方法により調製した樹脂組成物を用いて、キュラ
ストメーター(オリエンテック社製、JSRキュラスト
メーターPS型)にて、175℃、45秒加熱後のトル
クを求める。キュラストメーターにおけるトルクは硬化
性のパラメータであり、値の大きい方が硬化性が高いこ
とを示す。
【0030】2.硬化発熱量残存率(保存性評価) 前記の方法により調製した樹脂組成物について、初期硬
化発熱量(mj/mg)、および40℃3日間保存処理
後の硬化発熱量(mj/mg)を、昇温速度10℃/m
inにて示差熱分析により測定し、初期硬化発熱量に対
する保存処理後の硬化発熱量の100分率(硬化発熱量
残存率)を求めた。この値が大きいほど保存性が良好で
あることを示す。
【0031】評価結果は表1に示した通りで、実施例で
は硬化性、保存性とも良好で、特に、硬化発熱量残存率
はいずれも95%以上を保っているのに対して、比較例
ではいずれも硬化トルクが0で硬化性が低く、硬化発熱
量残存率は60%あまりと低い値であった。
【0032】
【表1】
【0033】(マレイミド樹脂系の実施例−実施例1〜
5、および比較例1〜2)4,4'-ジアミノジフェニル
メタンビスマレイミド69gと、ジアリルビスフェノー
ルA 31gを、300mlのセパラブルフラスコに入
れ、130℃、30分加熱攪拌した後、温度を150℃
に上げ全体が均一になったところで、100℃に冷却
し、マレイミド樹脂を調製した。これに、表2に示した
配合により、前記合成例で作製したアニオン潜伏性触媒
(化合物E〜I)、および比較例となるトリフェニルホ
スフィン、DBUを各々加えて混合した後、すばやく冷
却した。
【0034】この混合組成物の特性評価のため、190
℃におけるゲルタイム、およびエポキシ樹脂系と同様の
保存性評価を実施した。評価結果は表2に示した通り
で、実施例では硬化性、保存性とも良好で、特に、硬化
発熱量残存率はいずれも90%以上を保っているのに対
して、比較例では硬化が遅く、硬化発熱量残存率は60
%前後と低い値であった。
【0035】
【表2】
【0036】
【発明の効果】本発明のアニオン潜伏性触媒およびそれ
を用いた樹脂組成物を、電気・電子材料に用いれば、硬
化性、保存性の良好な製品が得られ、常温で保管、輸送
することができ、また、成形時には硬化不良を起こすこ
とがないなど、電気・電子産業分野へのメリットは大き
く有用である。
フロントページの続き Fターム(参考) 4J015 EA08 4J036 AC01 AC05 AD07 AF05 AF06 AJ08 DA10 FB07 FB08 GA23 4J100 AM55P BC43P BC44P BC45P CA01 FA12 JA43

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1)または(2)で表される構
    造を有することを特徴とするアニオン潜伏性触媒。 【化1】 【化2】 式中、R1〜R3、R6〜R8、およびR13〜R15は、アル
    キル基、置換または無置換(以下、置換・無置換と記
    す)アリール基、および置換・無置換アラルキル基から
    なる群から選ばれた少なくとも1種を表し、それらは互
    いに同一であっても異なっていても良い。R4〜R5、お
    よびR9〜R12は、水素、ハロゲン、置換・無置換アル
    キル基、置換・無置換アリール基、置換・無置換アラル
    キル基、置換・無置換アシル基、置換・無置換アリーロ
    イル基、およびシアノ基からなる群から選ばれた少なく
    とも1種を表し、それらは互いに同一であっても異なっ
    ていても良い。Xは3族および13族、Yは4族および
    12族のルイス酸性を有する元素であり、Lは水素、置
    換・無置換アルキル基、置換・無置換アリール基、置換
    ・無置換アラルキル基、置換・無置換アルコキシ基、置
    換・無置換アリーロキシ基、置換・無置換アシロキシ
    基、および置換・無置換アリーロイロキシ基からなる群
    から選ばれた少なくとも1種を表し、それらは互いに同
    一であっても異なっていても良い。nはYの取り得る配
    位数により変化する2または4の整数である。
  2. 【請求項2】 1分子内にエポキシ基を2個以上有する
    化合物(A)、1分子内にフェノール性水酸基を2個以
    上有する化合物(B)、および、請求項1に記載された
    アニオン潜伏性触媒(C)を必須成分とすることを特徴
    とする樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 1分子内にマレイミド基2個を有する化
    合物(D)、および、請求項1に記載されたアニオン潜
    伏性触媒(C)を必須成分とすることを特徴とする樹脂
    組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100425650C (zh) * 2003-08-29 2008-10-15 住友电木株式会社 用于环氧树脂的潜伏性催化剂、环氧树脂组合物及半导体装置

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CN100425650C (zh) * 2003-08-29 2008-10-15 住友电木株式会社 用于环氧树脂的潜伏性催化剂、环氧树脂组合物及半导体装置

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