JP2002128987A - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents
熱硬化性樹脂組成物Info
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Abstract
つ硬化速度も速い、ジヒドロベンゾオキサジン化合物を
用いた熱硬化性樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 ジヒドロベンゾオキサジン化合物
(A)、ノボラック型フェノール樹脂(B)、及びカチ
オン重合開始剤(C)を必須成分とし、好ましくは、
(A)33〜55重量%、(B)45〜67重量%、及
び(C)0.05〜5重量%の配合割合とする。
Description
業、機械工業、電子工業などに広い利用分野を持ち、特
に、半導体封止用材料、高機能成形材料、プリント基板
材料に用いられる、熱硬化性樹脂組成物に関するもので
ある。
樹脂やフェノール樹脂等が、耐熱性、機械特性、電気特
性に優れていることから広く普及している。これに対し
て、特開昭49−47387号公報に示されている様
な、ジヒドロベンゾオキサジン化合物の硬化物は、エポ
キシ樹脂やフェノール樹脂の様な熱硬化性樹脂と比べ
て、耐熱性、難燃性、機械特性、電気特性等により優れ
ている反面、硬化速度に関して言えば極めて遅く、生産
性が悪いという問題点を有している。
ると、ジヒドロベンゾオキサジン化合物の合成時に、一
部のフェノール性水酸基を未反応のまま残した場合、得
られるジヒドロベンゾオキサジン化合物の硬化性が改善
されるが、そのようなジヒドロベンゾオキサジン化合物
の合成は困難であるという問題を有している。
は、ジヒドロベンゾオキサジン化合物にノボラック型フ
ェノール樹脂を硬化剤として配合することによって、硬
化性がいくらか改善される、とされているが十分ではな
い。また、特開2000−34339号公報では、ジヒ
ドロベンゾオキサジン化合物にカチオン重合触媒を反応
させる重合方法が開示されているが、硬化性は不十分で
ある。
電気特性、及び難燃性に優れ、且つ硬化速度も速い、ジ
ヒドロベンゾオキサジン化合物を用いた熱硬化性樹脂組
成物を提供することを目的とする。
うな問題点に鑑み鋭意検討を重ねた結果、ジヒドロベン
ゾオキサジン化合物に、ノボッラック型フェノール樹脂
とカチオン重合開始剤とを同時に配合することにより、
フェノール樹脂あるいはカチオン重合開始剤をそれぞれ
単独で加えた物よりも、硬化速度が速くなることを見い
出し、本発明を完成するに至った。
化合物(A)、ノボラック型フェノール樹脂(B)、及
びカチオン重合開始剤(C)を必須成分とすることを特
徴とする熱硬化性樹脂組成物である。
ゾオキサジン化合物(A)は、式1(a)に示すような
ジヒドロベンゾオキサジン環構造を有し、ジヒドロベン
ゾオキサジン環の開環により重合する化合物であれば、
特に限定されるものではなく、例えば式1のように、フ
ェノール性水酸基を有する化合物と、1級アミンおよび
ホルマリンの反応により合成される。
の炭素数1〜3のアルキル基若しくはアルコキシル基で
置換されたフェニル基である。
有する化合物は、芳香環のフェノール性水酸基に対し
て、オルソ位のどちらか一方に水素が結合している必要
があり、また、一分子中にフェノール性水酸基が複数個
ある、いわゆる多官能フェノール類が好ましい。そのよ
うな化合物の例としては、カテコール、レゾルシノー
ル、ハイドロキノン、1,5−ジヒドロキシナフタレ
ン、2,6−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシ
ナフタレン類、4,4'−ジヒドロキシスチルベン等のジ
ヒドロキシスチルベン類、ビスフェノール−A、ビスフ
ェノール−F等のビスフェノール類、ノボラック型及び
レゾール型フェノール樹脂、メラミンフェノール樹脂、
アルキルフェノール樹脂等の、フェノール樹脂類が挙げ
られる。
ン、トルイジン等の芳香族アミンと、メチルアミン、エ
チルアミン等の脂肪族アミンとが挙げられるが、芳香族
アミンの方が、熱硬化性樹脂組成物とした際の硬化速度
が遅い傾向にあるが、逆に耐熱性が高くなる傾向にあ
る。
ヒド水溶液であるホルマリン、あるいはその重合物であ
るパラホルムアルデヒドのいずれも使用することができ
る。
-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、1,
4-ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノブチルエーテルなどの、単独もしくは混
合溶媒を使用することができる。
め、フェノール性水酸基1モルに対して、一級アミン1
モル、およびホルムアルデヒド2モル以上を用いるのが
望ましい。反応温度は、100℃以上130℃以下で行
なうのが望ましい。反応温度が100℃より低い場合は
反応が進行せず、130℃より高温では、一旦生成した
ベンゾオキサジン環が開環し、別のフェノール性水酸基
近辺との間で結合反応を生じて、副反応のオリゴマー化
が促進されるので好ましくない。また、反応時間は反応
温度にもよるが、2時間から6時間で完結する。
じてアルカリ洗浄操作を行ない、減圧乾燥操作を行な
い、未反応のフェノール類、一級アミン類、ホルムアル
デヒド、溶媒を除去することにより、ジヒドロベンゾオ
キサジン化合物が得られる。
ェノール樹脂(B)としては、フェノールノボラック樹
脂を初め、ビスフェノールノボラック樹脂、フェノール
変性キシレン樹脂、アルキルフェノール樹脂が挙げられ
る。これらの中では、フェノール性水酸基当量が150
以下であるノボラック型フェノール樹脂が、熱硬化性樹
脂組成物の硬化速度が速く、好ましい。また、ノボラッ
ク型フェノール樹脂の中では、メチレン橋架け結合のo
−o'結合が50%以上であるハイオルソノボッラック
が、熱硬化性樹脂組成物の硬化速度が速く、好ましい。
(C)の例としては、硫酸、パラトルエンスルホン酸、
トリフルオロ酢酸等のプロトン酸、パラトルエンスルホ
ン酸メチル、トリフルオロメタンスルホン酸メチル等の
スルホン酸エステル、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル
錯体、三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体等の三フッ
化ホウ素化合物、塩化アルミニウム(III)、塩化スズ
(IV)等の金属ハロゲン化物、チタニウムテトラブト
キシド、アルミニウムトリイソプロポキシド等の金属ア
ルコキシド化合物、トリフルオロメタンスルホン酸スカ
ンジウム、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン等の
希土類トリフラート化合物等のルイス酸が挙げられる。
これらの中でも、パラトルエンスルホン酸メチル及び希
土類トリフラート錯体は、効果が大きい。
求特性に依るが、ジヒドロベンゾオキサジン化合物
(A)33〜55重量%、ノボラック型フェノール樹脂
(B)45〜67重量%、及びカチオン重合開始剤
(C)0.05〜5重量%の割合で配合するのがより望
ましい。
割合が33%未満であった場合は、ノボラック型フェノ
ール樹脂の、ジヒドロベンゾオキサジン化合物による架
橋の密度が高くならないため、機械特性が低下する。一
方、55%を超過する場合は、硬化速度が低下する。ま
た、カチオン重合開始剤(C)の割合が0.05%未満
であった場合は、硬化速度の向上が小さく、5%を超過
する場合は、熱硬化性樹脂組成物の電気特性を低下させ
る。
成分を、粉砕して粉体のまま混合する方法、溶融して混
合する方法、溶剤を用いて溶解して混合する方法などに
より得られる。
を、半導体封止用材料や回路基板等の電子材料などに用
いるには、必要に応じて、無機フィラー、有機フィラ
ー、色素、離型剤など、当業者に公知の各種充填剤や添
加剤を使用してもかまわない。
するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制約され
るものではない。予め合成したジヒドロベンゾオキサジ
ン化合物を用いて調製した、実施例および比較例の各組
成物について、特性評価のため、ゲルタイム、機械特性
として曲げ強さ及びシャルピー衝撃強さ、電気特性とし
て絶縁破壊電圧、および難燃性を測定した。各特性の測
定方法は次の通りとした。
調製された粉状の熱硬化性樹脂組成物を、175℃の熱
板上に乗せ、薬さじにより練り、樹脂組成物が糸を引か
なくなるまでの時間を測定した。
製された粉状の熱硬化性樹脂組成物15gに付き、85
gのシリカフィラー(電気化学工業(株)製 商品名FB
−10S)を加え、95℃のロールにて混練を行い、得
られたシートを粉砕して粉体とした。この粉体を、試験
片成形用金型を用いて、温度175℃、圧力350N/
cm2で90秒間成形を行った後、185℃で90分間
後硬化させて試験片を作成し、JIS−K−6911に
準拠して、曲げ強さとシャルピー衝撃強さを測定した。
たのと同じ、熱硬化性樹脂組成物の成形用粉体を用い
て、同じ成形・処理条件により試験片を作成し、JIS
−K−6911に準拠して、絶縁破壊電圧を測定した。
のと同じ、熱硬化性樹脂組成物の成形用粉体を用いて、
同じ成形・処理条件により試験片を作成し、UL−94
に準拠して、難燃性を測定した。
ル300重量部と、37%ホルマリン324重量部を入
れ、液温を5℃に保ち、撹拌しながら、1−プロパノー
ル200重量部とアニリン186重量部との混合液を、
滴下して加えた。さらに、ビスフェノールF(本州化学
工業(株)製 商品名ビスフェノールFD)200重量部
を、1−プロパノール1000重量部に溶解した溶液
を、同様に滴下して加え、滴下終了後、還流温度まで昇
温し、そのまま2時間反応を続けた。その後溶媒を留去
し、目的のジヒドロベンゾオキサジン化合物Iを得た。
パノール200重量部とアニリン186重量部との混合
液の代わりに、1−プロパノール100重量部とメチル
アミン62重量部との混合液を用いた以外は、すべて合
成例1と同様にして、目的のジヒドロベンゾオキサジン
化合物IIを得た。
表1及び表2に示した実施例の配合組成、および、表3
に示した比較例の配合組成により、それぞれ調製した熱
硬化性樹脂組成物、及びそれを用いて調製した成形用粉
体により、特性の評価を行なった。評価結果は、表4及
び表5にまとめて示した。
6、o−o'メチレン橋架け結合=27%、重量平均分
子量=5200
ボラック、フェノール性水酸基当量=174、重量平均
分子量=3200 ハイオルソノボラック:フェノール性水酸基当量=10
6、o−o'メチレン橋架け結合=59%、重量平均分
子量=4400
ように、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、硬化速度、難
燃性、機械特性、電気特性の各項目の全般に亙って優
れ、バランスの取れた特性を示している。
化性樹脂組成物は、ジヒドロベンゾオキサジン化合物3
3〜55重量%、ノボラック型フェノール樹脂45〜6
7重量%、及びカチオン重合開始剤0.05〜5重量%
からなる場合に該当し、その効果がひときわ高くなるこ
とが分かる。
化性樹脂組成物は、ノボラック型フェノール樹脂のフェ
ノール性水酸基当量が150以下である場合で、実施例
9は、ノボラック型フェノール樹脂のメチレン橋架け結
合のo−o'結合が50%以上である場合、実施例1〜9
は、カチオン重合開始剤がパラトルエンスルホン酸メチ
ルである場合、実施例10は、カチオン重合開始剤が希
土類トリフラート化合物である場合に該当し、いずれも
効果がひときわ高くなることが分かる。
が速く、且つ機械特性、電気特性、及び難燃性に優れた
硬化物を与え、半導体封止用材料、高機能成形材料、プ
リント基板材料等として有用である。
Claims (6)
- 【請求項1】 ジヒドロベンゾオキサジン化合物
(A)、ノボラック型フェノール樹脂(B)、及びカチ
オン重合開始剤(C)を必須成分とすることを特徴とす
る熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項2】 ジヒドロベンゾオキサジン化合物33〜
55重量%、ノボラック型フェノール樹脂45〜67重
量%、及びカチオン重合開始剤0.05〜5重量%から
なることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項3】 ノボラック型フェノール樹脂のフェノー
ル性水酸基当量が150以下であることを特徴とする、
請求項1または請求項2記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項4】 ノボラック型フェノール樹脂のメチレン
橋架け結合のo−o'結合が50%以上であることを特
徴とする、請求項1または請求項2記載の熱硬化性樹脂
組成物。 - 【請求項5】 カチオン重合開始剤が、パラトルエンス
ルホン酸メチルであることを特徴とする、請求項1乃至
請求項4のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項6】 カチオン重合開始剤が、希土類トリフラ
ート化合物であることを特徴とする、請求項1乃至請求
項4のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組。
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---|---|---|---|
JP2000331232A JP2002128987A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 熱硬化性樹脂組成物 |
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JP2002128987A true JP2002128987A (ja) | 2002-05-09 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2002128987A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008056795A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Toray Ind Inc | プリプレグおよび繊維強化複合材料 |
JP2009173807A (ja) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 摩擦材用バインダー樹脂組成物、それを含む熱硬化性樹脂複合材料および摩擦材 |
JP2010504386A (ja) * | 2006-09-21 | 2010-02-12 | ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン | 低温重合性/硬化性ベンゾオキサジン含有処方物 |
JP2018527425A (ja) * | 2015-06-29 | 2018-09-20 | テーザ・ソシエタス・ヨーロピア | 特に電子的装置のカプセル化のための接着剤 |
-
2000
- 2000-10-30 JP JP2000331232A patent/JP2002128987A/ja active Pending
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