JP2007507588A - 熱安定性の増大した難燃性エポキシプレプレグ、積層物、およびプリント配線板 - Google Patents
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Abstract
Description
とを含んでなる。
A)ロール掛け、浸し塗り、吹き付け、他の既知の方法および/またはこれらの組み合わせによりエポキシ含有配合物を基材に塗布あるいは含浸する。この基材は、繊維、フリース、織物、またはテキスタイル材料の形の無機あるいは有機の補強剤、通常、例えばガラス繊維または紙を含む織られた繊維マットまたは不織繊維マットである。
B)このエポキシ配合物中の溶剤を取り除き、そして場合によってはこのエポキシ配合物を部分硬化させ、この含浸基材が指触可能なように乾燥し、容易に取り扱い可能であるの
に充分な温度で加熱することにより、この含浸基材を「B−段階」とせしめる。この「B−段階」工程を通常90℃〜210℃の温度および1分〜15分の時間で行う。B−段階化から得られる含浸基材は「プレプレグ」と呼ばれる。この温度は、最も普通には複合物に対しては100℃であり、そして電気的積層物に対しては130℃〜200℃である。C)電気的積層物が所望される場合には、電導性材料、例えば銅箔の1つ以上のシートと交互する層でプレプレグの1つ以上のシートを積層またはレイアップする。
D)高い温度および圧力でこの樹脂を硬化し、積層物を形成するのに充分な時間このレイアップシートをプレスする。この積層段階の温度は、通常、100℃と230℃の間であり、そして最もしばしば165℃と190℃の間である。この積層段階は、また、2つ以上の段階、例えば100℃と150℃の間の第1段階および165℃と190℃の間の第2段階においても行われ得る。この圧力は、通常、50N/cm2と500N/cm2の間である。この積層段階は、通常、1分〜200分の時間で、最もしばしば45分〜90分間で行われる。この積層段階は、高い温度で短時間(連続積層法におけるなど)あるいは低い温度で長時間(低エネルギープレス法におけるなど)任意に行われ得る。
E)場合によっては、この生成積層物、例えば銅クラッド積層物は、高い温度および外周圧力である時間加熱することにより後処理され得る。後処理の温度は、通常、120℃と250℃の間である。この後処理は、通常、30分と12時間の間である。
F)しばしば、電気電導性印刷回路がこの銅クラッド積層物に施される。
用量レベルを用い、そしてこの硬化された組成物の熱分解温度を記録して何度かの予備的な実験室の実験を行うことにより、容易に決定可能である。通常、この量は5〜100phrの範囲に入る(いかなる他の成分も除いて)。更に望ましくは、重量基準の量は、通常、エポキシ樹脂100部当り10〜50部(phr)の範囲にある(いかなる他の成分も除いて)。好ましくは、この量は30〜50phrの範囲にある。
全Na2O ≦0.10
CaO ≦0.03
Fe2O3 ≦0.03
SiO2 ≦0.06
灼熱減量(%) 17±2
比表面積(BET)、m2/g 15±5
嵩密度(kg/m3) 700±100
粒子サイズd50(μm) 1±0.2
粒子サイズd100(μm) 10±2
積層物、特にプリント配線板用の積層物および複合材料を製造するためのプレプレグの形成において使用するのに好適なリンと反応されたいかなるエポキシ樹脂もこの配合物中で使用可能である。このようエポキシ樹脂は好ましくは予め形成されるが、非リン含有エポキシ樹脂とこれと共反応性のリン含有化合物を使用することにより系内で形成可能である。予め形成されたリンと反応されたエポキシ樹脂、非リン含有エポキシ樹脂、およびこの非リン含有エポキシ樹脂と共反応性のリン含有化合物の混合物を使用することも可能である。上記に引用され、そしてこの明細書に組み込まれている文献は、本発明の実施で使用可能なリンと反応された多数の異なるエポキシ樹脂を述べている。
53,080号におけるように形成される樹脂である。このタイプは、特定量の(i)エポキシ樹脂、(ii)ホスホン酸エステル、例えばメタンホスホン酸のグリコールまたはポリオールとのエステル、(iii)少なくとも2のアミン官能基を有する窒素含有架橋剤、および(iv)ホウ酸などのルイス酸から形成される。この系と共に使用するのに好ましい触媒は、ベンジルジメチルアミン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、または2−フェニルイミダゾールである。
phr硬化剤=(硬化剤分子量/硬化剤官能基)×100/樹脂のEEW
この配合物の製造で使用可能な促進剤は、例えば2−フェニルイミダゾール、ベンジルジメチルアミン、N−メチルイミダゾール、および2−エチル−4−メチルイミダゾールを含む。一般に、促進剤1部当たり4〜15部の硬化剤の範囲の重量比が使用可能であり、好ましい比は15:1である。
アンモニウムホスフェート、メラミン、メラミンシアヌレート、メラミンピロホスフェート、メラミンポリホスフェートを含む。
リンと反応されたエポキシ樹脂とベーマイト(50phr)からの4−プライおよび8−プライの積層物の製造
72gのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)中の8gのジシアンジアミド(DICY)と0.52gの2−メチルイミダゾール(2−MI)の溶液を製造する。この溶液をリンと反応されたエポキシ樹脂(260g樹脂;EEW=330)の320gの溶液および2.6gのLPW20037分散剤(BYKChemie)と1Lの使い捨てビーカー中で合体する。この混合物に130g(50phr)のベーマイト(BN−2;Martinswerk GmbH)と50gのアセトンを添加し、そして生成する混合物をSilverson L4RT実験室ミキサーにより6000rpmで30分間攪拌する。このよく分散させた混合物をペイントブラシにより13片の12”×12”ガラス繊維織布(BGF Industriesにより7628と表示されている)に塗布する。各片をよく通気されたオーブン中に170℃で3.5分間懸垂し、冷却し、そして10”×10”にトリミングする。各片を50%の樹脂混合物を含有するように定めた。4枚の10”×10”片を一方の上面の上に他方を積み重ね、そして一緒にホチキスで止めた。8枚の10”×10”片を一方の上面の上に他方を積み重ね、そして一緒にホチキスで止めた。この4−プライの積み重ねをDu Pont Tedlar(登録商標)の剥離フィルムの二重シート上に置き、同一フィルムの二重シートにより被覆した。次に、この積み重ねを2枚の金属板の間に置いた。この8−プライの積み重ねをDu Pont Tedlarの剥離フィルムの二重シート上に置き、同一フィルムの二重シートにより被覆した。次に、この積み重ねをこの4−プライの積み重ねを被覆する金属シート上に置いた。次に、第3の金属シートを使用して、この8−プライの積み重ねの上面を被覆した。次に、この全体の「本状の積み重ね」をCarverプレス中21,000psiにおいて170℃で60分間加熱した。この積層物をプレスから取り出し、そして濡れたのこぎりを用いてUL−94バーを切り出した。両方の積層物についてV−0のUL−94等級を得た。表1にこれらの試験からのデータを要約する。数値は第1および第2の点火後の燃焼継続時間である
リンと反応されたエポキシ樹脂とベーマイト(30phr)からの積層物の製造
この配合物がリンと反応されたエポキシ樹脂の320gの溶液、8gのDICY、0.
52gの2−MI、79.4gのDMF、2.6gのLPW 20037分散剤、78gのベーマイトおよび14gのアセトンを含有することを除いて、実施例1の方法を繰り返した。両方の積層物についてV−0のUL−94等級を得た。これらの試験からのデータを表2に要約する。上記のように、表示した数値は第1および第2の点火後の秒での燃焼継続時間である。
リンと反応されたエポキシ樹脂とベーマイト(10phr)からの積層物の製造
この配合物がリンと反応されたエポキシ樹脂の320gの溶液、8gのDICY、0.52gの2−MI、79.4gのDMF、2.6gのLPW 20037分散剤、26gのベーマイトおよび19gのアセトンを含有することを除いて、実施例1の方法を繰り返した。4−プライ積層物についてV−0のUL−94等級を、そして8−プライ積層物についてV−1等級を得た。これらのUL−94試験の結果を表3に要約する。
リンと反応されたエポキシ樹脂からの積層物の製造
この配合物がリンと反応されたエポキシ樹脂の350gの溶液、8.75gのDICY、0.57gの2−MI、および78.8gのDMFのみを含有することを除いて、実施例1の方法を繰り返した。8−プライおよび4−プライの積層物の両方についてV−0のUL−94等級を得た。これらのUL−94試験の結果を表4に要約する。
リンと反応されたエポキシ樹脂とアルミナ三水和物(50phr)からの4−プライおよび8−プライの積層物の製造
1Lの使い捨てビーカーにリンと反応されたエポキシ樹脂の320gの溶液、8gのジシアンジアミド(「DICY」)、0.52gの2−メチルイミダゾール(「2−MI」)および72gのN,N−ジメチルホルムアミド(「DMF」)を含有する溶液を装填する。この溶液に2.6gのLPW 20037分散剤(BYK Chemie)、130gのアルミナ三水和物(TS−601;Martinswerk GmbH.)および50gのアセトンを添加する。この混合物をSilverson L4RT実験室ミキサーにより5500−6000rpmで30分間攪拌する。このよく分散させた混合物をペイントブラシにより12片のBGF Industries 7628の12”×12”ガラス繊維織布に塗布する。各片をよく通気されたオーブン中に170℃で3.5分間懸垂し、冷却し、10”×10”にトリミングする。各片を50%の樹脂混合物を含有するよう定めた。4枚の10”×10”片を一方の上面の上に他方を積み重ね、そして一緒にホチキスで止めた。8枚の10”×10”片を一方の上面の上に他方を積み重ね、そして一緒にホチキスで止めた。この4−プライの積み重ねをDu Pont Tedlarの剥離フィルムの二重シート上に置き、同一フィルムの二重シートにより被覆した。次に、この積み重ねを2枚の金属板の間に置いた。この8−プライの積み重ねをDu Pont Tedlarの剥離フィルムの二重シート上に置き、同一フィルムの二重シートにより被覆した。次に、この積み重ねをこの4−プライの積み重ねを被覆する金属シート上に置いた。次に、第3の金属シートを使用して、この8−プライの積み重ねの上面を被覆した。次に、この全体の「本状の積み重ね」をCarverプレス中21,000psiにおいて170℃で60分間加熱した。この積層物をプレスから取り出し、そして濡れたのこぎりを用いてUL−94バーを切り出した。両方の積層物についてV−0のUL−94等級を得た。これらのUL−94試験の結果を表5に要約する。
いくつかの異なる積層物の熱安定性を確認するために、比較実験を行った。これらの実験においては、(i)比較例Aの添加物を含まないベース樹脂、(ii)50phrのアルミナ三水和物(TS−601)をブレンドした同一の添加物を含まないベース樹脂、および(iii)50phrのベーマイト(Martoxal BN−2)をブレンドした同一の添加物を含まないベース樹脂から製造された積層物の間の比較を行う。これらの熱安定性の測定結果を表6に要約する。
Claims (18)
- 基材の被覆または含浸に好適なリン配合物と反応された実質的にハロゲンを含まないエポキシ樹脂であって、熱安定性を増大させる量の微粉砕されたベーマイトが前記配合物に添加され、そしてこの固体が前記配合物中に分散された樹脂。
- 前記量がこの配合物中の他の成分を除いて10〜50phrの範囲にある請求項1に記載の配合物。
- 前記量がこの配合物中の他の成分を除いて30〜50phrの範囲にある請求項1に記載の配合物。
- プレプレグを形成するのに好適な組成物であって、請求項1−3のいずれかに記載の配合物により含浸および/または被覆された繊維、フリース、織物、またはテキスタイル材料の形で無機あるいは有機の補強剤を含んでなる組成物。
- 前記補強剤が織物またはテキスタイル材料の形のものである請求項4に記載の組成物。
- 前記組成物がガラス繊維を含む織られた繊維マットまたは不織繊維マットの形のものである請求項4に記載の組成物。
- 請求項4に記載の組成物から形成されるプレプレグ。
- 請求項5に記載の組成物から形成されるプレプレグ。
- 請求項6に記載の組成物から形成されるプレプレグ。
- 請求項5に記載の組成物から形成される複合材料。
- 請求項6に記載の組成物から形成されるプリント配線板。
- 請求項4に記載の組成物から形成される積層物。
- 増大した熱安定性を有するプレプレグを形成する方法であって、
A)溶剤を含み、そしてこの配合物の形成の前、間および/または後に熱安定性を増大させる量のベーマイトを添加してあり、そしてこの固体を分散および/または懸濁させた反応されたエポキシ含有配合物により繊維、フリース、織物、またはテキスタイル材料の形の無機あるいは有機の補強剤を塗布および/または含浸して、それにより被覆あるいは含浸されたシート状基材を形成し;そして
B)A)において形成される基材を、この配合物から溶剤を取り除き、そして場合によってはこのエポキシ配合物を部分的に硬化させるのに充分な温度で加熱して、容易に取り扱い可能なプレプレグがこのような含浸基材から形成される
ことを含んでなる方法。 - 増大された熱安定性を有する積層物を形成する方法であって、
A)溶剤を含み、そしてこの配合物の形成の前、間および/または後に熱安定性を増大させる量のベーマイトを添加して、そしてこの固体を分散および/または懸濁させた反応済のエポキシ含有配合物により繊維、フリース、織物、またはテキスタイル材料の形の無機あるいは有機の補強剤を塗布および/または含浸して、それにより被覆あるいは含浸されたシート様基材を形成し;
B)A)において形成される基材をこの配合物から溶剤を取り除き、そして場合によってはこのエポキシ配合物を部分的に硬化させるのに充分な温度で加熱して、容易に取り扱い可能なシート状プレプレグがこのような含浸基材から形成され;
C)B)において形成される複数のシート状プレプレグを含む積み重ねを形成し;そしてD)高い温度および圧力でこの樹脂を硬化させ、積層物を形成するのに充分な時間C)において形成される積み重ねをプレスする
ことを含んでなる方法。 - 前記積み重ねが電導性材料の1つ以上のシートを更に含み、電気的積層物を形成する請求項14に記載の方法。
- 電導性印刷回路が前記積層物に施される請求項14に記載の方法。
- 前記熱安定性を増大させる量がこの配合物中の他の成分を除いて10〜50phrの範囲にある請求項13−16のいずれかに記載の方法。
- 前記熱安定性を増大させる量がこの配合物中の他の成分を除いて30〜50phrの範囲にある請求項13−16のいずれかに記載の方法。
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