JP2012046467A - オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物およびその製造方法 - Google Patents

オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】樹脂成形体の機械的特性を損なわずにその難燃性を効果的に高めることができ、しかも樹脂成形体の高温信頼性および誘電特性を損ないにくい環状ホスフィネート化合物を提供する。
【解決手段】下記の式で表されるオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物。
Figure 2012046467

(式(1)中、X〜Xは、各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれる基であり、Zは例えば、1−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)フェニル―3―イル基、1−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)ナフチル−2−イル基等のオリゴフェニレンオキシ基、あるいは、置換していても良いフェニルアルキル基である。)
【選択図】なし

Description

本発明は、環状ホスフィネート化合物およびその製造方法、特に、オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物およびその製造方法に関する。
合成樹脂は、その加工性、耐薬品性、耐候性、電気的特性および機械的強度等の点で他の材料に比べて優れていることから、産業用および民生用の機器並びに電気製品などの分野において多用され、その使用量が増加している。合成樹脂の中には、燃焼し易い性質を有するもの、すなわち易燃性合成樹脂があり、これについては難燃剤の添加により難燃性の付与が試みられている。この目的で使用される難燃剤として、一般に、ハロゲン含有化合物やハロゲン含有化合物と酸化アンチモンなどのアンチモン化合物との混合物が知られている。ところが、このような難燃剤を配合した樹脂組成物は、燃焼時や成形時等において、環境汚染のおそれがあるハロゲン系ガスを発生する可能性がある。また、ハロゲン系ガスは、電子部品の電気的特性や機械的特性を低下させる可能性がある。そこで、最近では、易燃性合成樹脂用の難燃剤として、燃焼時や成形時等においてハロゲン系ガスが発生しにくい非ハロゲン系のもの、例えば、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムなどの金属水和物系難燃剤並びにリン酸エステル系、縮合リン酸エステル系、リン酸アミド系、ポリリン酸アンモニウム系およびホスファゼン系などのリン系難燃剤が多用されるようになっている。
このうち、金属水和物系難燃剤は、脱水熱分解の吸熱反応とそれに伴う水の放出とが合成樹脂の熱分解や燃焼開始温度と重複した温度領域で起こることで難燃化効果を発揮するが、その効果を高めるためには樹脂組成物に対して多量に配合する必要がある。このため、この種の難燃剤を含む樹脂組成物の成形品は、機械的強度が損なわれるという欠点がある。
一方、リン系難燃剤のうち、リン酸エステル系および縮合リン酸エステル系の難燃剤は、可塑効果を有するため、難燃性を高めるために樹脂組成物に対して多量に添加すると、樹脂成形品の機械的強度が低下するなどの欠点が生じる。また、リン酸エステル系、リン酸アミド系およびポリリン酸アンモニウム系の難燃剤は、容易に加水分解することから、機械的および電気的な長期信頼性が要求される樹脂成形品の製造用材料においては実質的に使用が困難である。
これらに対し、環状ホスフィネート化合物、特にホスファフェナンスレン環を有する化合物が、リン酸エステル系やリン酸アミド系のリン系難燃剤に比べて加水分解性が小さく、樹脂組成物に対する添加量を大きくすることができるため、特許文献1〜6に記載のように、合成樹脂用の有効な難燃剤として多用されつつある。
特開平4−11662号公報 特開平11−166035号公報 特開2000−297138号公報 特開2000−309623号公報 特開2001−261791号公報 国際公開WO2004/111121号公報
また、コンピュータや情報機器端末などでは、大量のデータを高速で処理するために、その信号の高周波化が進んでいるが、周波数が高くなる程電気信号の伝送損失が大きくなるという問題があり、
特許文献7〜12に記載のように、高周波化に対応した印刷配線板の開発が強く求められている。高周波回路での伝送損失は、配線周りの絶縁層(誘電体)の誘電特性で決まる誘電体損の影響が大きく、印刷配線板用基板(特に絶縁樹脂)の低誘電率化および低誘電正接(tanδ)化が必要となる。例えば移動体通信関連の機器では、信号の高周波化に伴いマイクロ波帯(1〜24GHz)での伝送損失を少なくするため誘電正接の低い基板が強く望まれるようになっている。
特開2005−272575号公報 特開2006−16589号公報 特開2009−73996号公報 特開2009−73996号公報 特開2009−73996号公報 特開2009−108144号公報
さらに、コンピュータなどの電子情報機器では、動作周波数が3GHzを超える高速マイクロプロセッサが搭載されるようになり、印刷配線板での高速パルス信号の遅延が問題になっている。信号の遅延時間は、印刷配線板では配線周辺の絶縁物の比誘電率εrの平方根に比例して長くなるため、高速コンピュータなどでは誘電率の低い配線板用基板が求められている。
合成樹脂にホスファフェナンスレン環を有する化合物を添加または反応することによって、その合成樹脂に難燃性を付与することはできるが、高いガラス転移温度と同時に、低い誘電率や誘電正接を達成できていない。このため、ホスファフェナンスレン環を有する化合物からなる難燃剤は、樹脂成形品の誘電特性を損ないにくくする必要、すなわち、樹脂成形品の低誘電率化および低誘電正接化を達成する必要もある。
本発明の目的は、樹脂成形体の機械的特性を損なわずにその難燃性を効果的に高めることができ、しかも樹脂成形体の高温信頼性および誘電特性を損ないにくい環状ホスフィネート化合物を実現することにある。
本発明者らは、上述の課題を解決すべく研究を重ねた結果、オリゴ(フェニレンオキシ)基を有する新規な環状ホスフィネート化合物、特にホスファフェナンスレン環を有する化合物を含む樹脂組成物からなる成形体が優れた機械的特性および難燃性を示し、同時に高温下での信頼性が高く、誘電特性に優れていることを見出した。
本発明の環状ホスフィネート化合物は、下記の式(1)で表されるオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物である。
Figure 2012046467
式(1)中、X〜Xは、各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれる基であって、Zは下記のZ1基およびZ2基から選ばれる基である。
下記の式(2)で表されるZ1基:
Figure 2012046467
式(2)中、aは0〜4の整数を示し、X〜X13は各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれる基であって、かつ少なくとも一つが下記のY基から選ばれる基である。
下記の式(3)で表されるZ2基:
Figure 2012046467
式(3)中、bは0〜4の整数を示し、X14〜X16は各々独立の置換基であって、水素原子およびアルキル基から選ばれる基であって、かつ少なくとも一つが下記のY基から選ばれる基である。
下記の式(4)で表されるY基:
Figure 2012046467
式(4)中、cは1〜50の整数を示し、X17〜X20は、各々独立の置換基であって、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基およびアルケニル基、並びに炭素数1〜6のアルキル基、アルケニル基およびアリール基から選ばれる少なくとも一種の基が置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基から選ばれる基である。
このオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、例えば、式(1)において、X〜Xが水素原子であり、Zが式(2)で表されるZ1基であり、aが0であり、XとX12がY基であり、残りのX10、X11およびX11が水素原子である。
また、このオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、例えば、式(1)において、X〜Xが水素原子であり、Zが式(3)で表されるZ2基であり、bが0であり、X14とX15がY基であり、残りのX16が水素原子である。
さらに、この本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、例えば、式(1)において、式(4)で表されるY基が、オリゴ(メチルフェニレンオキシ)基およびオリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)基からなる群から選ばれる少なくとも一つである。
本発明に係るオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の製造方法は、次の工程を含んでいる。
[工程]
下記の式(5)で表されるヒドロキシ基を有する環状ホスフィネート化合物と、下記の式(8)で表されるポリフェニレンエーテル類とを、ラジカル開始剤の存在下で再分配反応する工程。
Figure 2012046467
式(5)中、X〜Xは、各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれる基であって、Qは下記のQ1基およびQ2基から選ばれる基である。
下記の式(6)で表されるQ1基:
Figure 2012046467
式(6)中、aは0〜4の整数を示し、X〜X13は各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれる基であって、かつ少なくとも一つがヒドロキシ基である。
下記の式(7)で表されるQ2基:
Figure 2012046467
式(7)中、bは0〜4の整数を示し、X14〜X16は各々独立の置換基であって、水素原子およびアルキル基から選ばれる基であって、かつ少なくとも一つがヒドロキシ基である。
下記の式(8)で表されるポリフェニレンエーテル類:
Figure 2012046467
式(8)中、dは30〜1,000の整数を示し、X17〜X20は、各々独立の置換基であって、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基およびアルケニル基、並びに炭素数1〜6のアルキル基、アルケニル基およびアリール基から選ばれる少なくとも一種の基が置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基から選ばれる基である。
本発明の樹脂組成物は、樹脂成分と、本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物とを含んでいる。樹脂成分は、例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、フェノキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂およびビスマレイミド−シアン酸エステル樹脂からなる群から選ばれるものである。
本発明の樹脂成形体は、本発明の樹脂組成物からなるものである。
本発明の電子部品は、本発明の樹脂組成物からなるものである。
本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、上述のような特定の構造を有するものであるため、樹脂成形体の難燃性を効果的に高めることができ、樹脂成形体の低誘電率(ε)及び低誘電正接(tanδ)等の電気特性が良く、しかも高温信頼性が高い。
本発明に係るオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の製造方法は、上述のような工程を含むものであるため、本発明に係る上述のような特定の構造を有するオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物を製造することができる。
本発明の樹脂組成物は、本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物を難燃剤として含むため、樹脂成形体の難燃性を効果的に高めることができ、樹脂成形体の低誘電率(ε)及び低誘電正接(tanδ)等の電気特性が良く、しかも高温信頼性が高い樹脂成形体を得ることができる。
本発明の樹脂成形体は、本発明の樹脂組成物からなるため、難燃性を効果的に高めることができ、樹脂成形体の低誘電率(ε)及び低誘電正接(tanδ)等の電気特性が良く、しかも高温信頼性が高い。
本発明の電子部品は、本発明の樹脂組成物からなるため、難燃性を効果的に高めることができ、樹脂成形体の低誘電率(ε)及び低誘電正接(tanδ)等の電気特性が良く、しかも高温信頼性が高い。
実施例1におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィーの分析結果を示す図。
オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物
本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、下記の式(1)で示されるものである。
Figure 2012046467
式(1)において、X〜Xは、各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはアラルキル基を示している。
このX〜Xとしては、例えば、X〜Xのすべてが水素原子である場合、X、X、X、XおよびXが水素原子であり、X、XおよびXがメチル基である場合、X、X、X、X、X、XおよびXが水素原子であり、Xがtert−ブチル基である場合、X、X、X、X、X、XおよびXが水素原子であり、Xがα,α−ジメチルベンジル基である場合、X、X、X、X、X、XおよびXが水素原子であり、Xがシクロヘキシル基である場合、X、X、X、X、X、XおよびXが水素原子であり、Xがフェニル基である場合等を挙げることができる。このうち、X〜Xのすべてが水素原子である場合、およびX、X、X、XおよびXが水素原子であり、X、XおよびXがメチル基である場合が好ましく、X〜Xのすべてが水素原子である場合が特に好ましい。
式(1)において、Zは下記のZ1基およびZ2基から選ばれる基である。
Z1基としては、下記の式(2)で示され、aは0〜4の整数を示し、X〜X13は各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれる基であり、かつ少なくとも一つが下記のY基から選ばれる基である。
Figure 2012046467
また、Z2基としては、下記の式(3)で示され、bは0〜4の整数を示し、X14〜X16は各々独立の置換基であって、水素原子およびアルキル基から選ばれる基であり、かつ少なくとも一つが下記のY基から選ばれる基である。
Figure 2012046467
また、 式(2)および式(3)におけるY基としては、下記の式(4)で示され、cは1〜50の整数を示し、X17〜X20は、各々独立の置換基であって、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基およびアルケニル基、並びに炭素数1〜6のアルキル基、アルケニル基およびアリール基から選ばれる少なくとも一種の基が置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基から選ばれる基である。
Figure 2012046467
このZ1基としては、例えば、1−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)フェニル―3―イル基、1−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)フェニル―4―イル基、1,4−ビス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]フェニル―2―イル基、1,4−ビス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]―5―tert−ブチルフェニル―2―イル基、1,4−ビス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]―5―シクロヘキシルフェニル―2―イル基、1,4−ビス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]―5―フェニルフェニル―2―イル基、1,4,5−トリス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]フェニル―2―イル基、1,4,5,6−テトラキス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]フェニル―2―イル基、3−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)ベンジル基、4−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)ベンジル基、4−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)−3,5−ジメチルベンジル基、4−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)−3,5−ジ―tert―ブチルベンジル基、1−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)フェニル―3―イル基、1−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)フェニル―4―イル基、1,4−ビス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]フェニル―2―イル基、1,4−ビス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]―5―tert−ブチルフェニル―2―イル基、1,4−ビス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]―5―シクロヘキシルフェニル―2―イル基、1,4−ビス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]―5―フェニルフェニル―2―イル基、1,4,5−トリス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]フェニル―2―イル基、1,4,5,6−テトラキス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]フェニル―2―イル基、3−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)ベンジル基、4−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)ベンジル基、4−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)−3,5−ジメチルベンジル基および4−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)−3,5−ジ―tert―ブチルベンジル基等を挙げることができる。
このうち、1−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)フェニル―4―イル基、1,4−ビス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]フェニル―2―イル基、4−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)ベンジル基、4−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)−3,5−ジ―tert―ブチルベンジル基、1−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)フェニル―4―イル基、1,4−ビス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]フェニル―2―イル基、4−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)ベンジル基および4−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)−3,5−ジ―tert―ブチルベンジル基が好ましく、1,4−ビス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]フェニル―2―イル基および1,4−ビス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]フェニル―2―イル基が特に好ましい。
このZ2基としては、例えば、1−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)ナフチル−2−イル基、4−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)ナフチル−2−イル基、1,4−ビス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]ナフチル−2−イル基、1,3,4−トリス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]ナフチル−2−イル基、1−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)ナフチル−2−イル基、4−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)ナフチル−2−イル基、1,4−ビス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]ナフチル−2−イル基および1,3,4−トリス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]ナフチル−2−イル基等を挙げることができる。
このうち、4−オリゴ(メチルフェニレンオキシ)ナフチル−2−イル基、1,4−ビス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]ナフチル−2−イル基、4−オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)ナフチル−2−イル基および1,4−ビス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]ナフチル−2−イル基が好ましく、1,4−ビス[オリゴ(メチルフェニレンオキシ)]ナフチル−2−イル基および1,4−ビス[オリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)]ナフチル−2−イル基が特に好ましい。
オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の製造方法
本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、幾つかの方法により製造することができる。以下、代表的な製造方法を説明する。
<製造方法1>
この製造方法は、特定のヒドロキシ基を有する環状ホスフィネート化合物と特定のポリフェニレンエーテル類とを原料として本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物を製造する方法である。
(特定のヒドロキシ基を有する環状ホスフィネート化合物)
この製造方法で用いられる特定のヒドロキシ基を有する環状ホスフィネート化合物は、下記の式(5)で示されるものである。
Figure 2012046467
式(5)において、X〜Xは、各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれる基である。
このX〜Xとしては、例えば、X〜Xのすべてが水素原子である場合、X、X、X、XおよびXが水素原子であり、X、XおよびXがメチル基である場合、X、X、X、X、X、XおよびXが水素原子であり、Xがtert−ブチル基である場合、X、X、X、X、X、XおよびXが水素原子であり、Xがα,α−ジメチルベンジル基である場合、X、X、X、X、X、XおよびXが水素原子であり、Xがシクロヘキシル基である場合、X、X、X、X、X、XおよびXが水素原子であり、Xがフェニル基である場合等を挙げることができる。このうち、X〜Xのすべてが水素原子である場合、およびX、X、X、XおよびXが水素原子であり、X、XおよびXがメチル基である場合が好ましく、X〜Xのすべてが水素原子である場合が特に好ましい。
また、式(5)において、Qは下記のQ1基およびQ2基から選ばれる基である。
Q1基としては、下記の式(6)で示され、aは0〜4の整数を示し、X〜X13は各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれる基であり、かつ少なくとも一つがヒドロキシ基である。
Figure 2012046467
このQ1基としては、例えば、1−ヒドロキシフェニル―3―イル基、1−ヒドロキシフェニル―4―イル基、1,4−ジヒドロキシフェニル―2―イル基、1,4−ジヒドロキシ−5―tert−ブチルフェニル―2―イル基、1,4−ジヒドロキシ−5―シクロヘキシルフェニル―2―イル基、1,4−ジヒドロキシ−5―フェニルフェニル―2―イル基、1,4,5−トリヒドロキシフェニル―2―イル基、1,4,5,6−テトラヒドロキシフェニル―2―イル基、3−ヒドロキシベンジル基、4−ヒドロキシベンジル基、4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルベンジル基および4−ヒドロキシ−3,5−ジ―tert―ブチルベンジル基等を挙げることができる。このうち、1−ヒドロキシフェニル―4―イル基、1,4−ジヒドロキシフェニル―2―イル基、4−ヒドロキシベンジル基および4−ヒドロキシ−3,5−ジ―tert―ブチルベンジル基が好ましく、1,4−ジヒドロキシフェニル―2―イル基が特に好ましい。
Q2基としては、下記の式(7)で示され、bは0〜4の整数を示し、X14〜X16は各々独立の置換基であって、水素原子およびアルキル基から選ばれる基であり、かつ少なくとも一つがヒドロキシ基である。
Figure 2012046467
このQ2基としては、例えば、1−ヒドロキシナフチル−2−イル基、4−ヒドロキシナフチル−2−イル基、1,4−ジヒドロキシナフチル−2−イル基および1,3,4−トリヒドロキシナフチル−2−イル基等を挙げることができる。このうち、4−ヒドロキシナフチル−2−イル基および1,4−ジヒドロキシナフチル−2−イル基が好ましく、1,4−ジヒドロキシナフチル−2−イル基が特に好ましい。
このようなヒドロキシ基を有する環状ホスフィネート化合物は、市販のものや、各種の文献、例えば、下記の特許文献13および非特許文献1に記載されている方法に従って製造したものを使用することができる。
特開昭60−126293号公報 Guey−Sheng Liou,Sheng−Huei Hsiao,High Perform.Polym.,13,S137,2001
(特定のポリフェニレンエーテル類)
この製造方法で用いられる特定のポリフェニレンエーテル類は、下記の式(8)で示されるものである。
Figure 2012046467
式(8)において、dは30〜1,000の整数を示す。また、X17〜X20は、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルケニル基および炭素数6〜20のアリール基から選ばれる基である。炭素数6〜20のアリール基は、炭素数1〜6のアルキル基、アルケニル基およびアリール基から選ばれる少なくとも一種の基が置換されていてもよい。
式(8)で示されるポリフェニレンエーテル類の具体例としては、その単独重合体として、ポリ(2−メチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(メチルフェニレン)エーテル類、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(ジメチルフェニレン)エーテル類、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(メチルエチルフェニレン)エーテル類、ポリ(2,6−ジエチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(ジエチルフェニレン)エーテル類、ポリ(2−エチル−6−n−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(エチルプロピルフェニレン)エーテル類、、ポリ(2,6−ジ−n−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(ジプロピルフェニレン)エーテル類、ポリ(2−メチル−6−n−ブチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(メチルブチルフェニレン)エーテル類、ポリ(2−エチル−6−イソプロピル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(エチルイソプロピルフェニレン)エーテル類およびポリ(2−メチル−6−ヒドロキシエチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(メチルヒドロキシエチルフェニレン)エーテル類などのホモポリマーが挙げられる。また、フェニレンエーテル構造を主単量体単位とする共重合体として、2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体、2,6−ジメチルフェノールとo−クレゾールとの共重合体並びに2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールおよびo−クレゾールとの共重合体等が挙げられる。
この中で、ポリ(2−メチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(メチルフェニレン)エーテル類、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(ジメチルフェニレン)エーテル類、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(メチルエチルフェニレン)エーテル類、ポリ(2,6−ジエチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(ジエチルフェニレン)エーテル類および2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体が好ましく、ポリ(2−メチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(メチルフェニレン)エーテル類およびポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル等のポリ(ジメチルフェニレン)エーテル類が特に好ましい。
また、特定のポリフェニレンエーテル類としては、2−(ジアルキルアミノメチル)−6−メチルフェニレンエーテルユニットや2−(N−アルキル−N−フェニルアミノメチル)−6−メチルフェニレンエーテルユニット等の官能基を有するフェニレンエーテルユニットを部分構造として含んでいるポリフェニレンエーテル類を用いることもできる。このポリフェニレンエーテル類は、式(6)で示されるポリフェニレンエーテル類と併用されてもよい。
さらに、特定のポリフェニレンエーテル類としては、ラジカル開始剤の存在下での再分配反応を阻害しないものであれば、ポリフェニレンエーテル類の一部または全部が、エポキシ基、アミノ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、カルボキシル基またはシリル基等で官能化された変性ポリフェニレンエーテル類も用いることができる。これらは2種以上のものが併用されてもよい。官能化された変性ポリフェニレンエーテル類の製造方法は、本発明の効果が得られるものであれば特に規定はない。例えば、カルボキシル基で官能基化された変性ポリフェニレンエーテル類は、例えばラジカル開始剤の存在下または非存在下において、ポリフェニレンエーテル類に不飽和カルボン酸やその官能的誘導体を溶融混練して反応させることによって製造することができる。また、ポリフェニレンエーテル類と不飽和カルボン酸やその官能的誘導体とをラジカル開始剤存在下または非存在下で有機溶剤に溶かし、溶液下で反応させることによって製造することもできる。
(オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の製造)
本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、上述の特定のヒドロキシ基を有する環状ホスフィネート化合物と、上述の特定のポリフェニレンエーテル類とをラジカル開始剤の存在下において反応させることで製造することができる。
この反応では、ポリフェニレンエーテル類がラジカル開始剤によりラジカル化され、また、そのラジカル化されたポリマー鎖が再分配反応によって切断されて活性化されたオリゴフェニレンエーテルが生成する。このオリゴフェニレンエーテルは、ヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物のヒドロキシ基と反応する。これにより、目的のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物が得られる。
ここで用いられるラジカル開始剤は、種類が特に限定されるものではないが、例えば、各種の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリルやアゾビスイソバレロニトリル等のアゾ系化合物および2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(例えば、日本油脂株式会社の商品名「ビスクミル」)などを挙げることができる。このうち、有機過酸化物を用いるのが好ましい。
好ましい有機過酸化物としては、例えば、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシケタールおよびシリルパーオキサイド等を挙げることができる。
パーオキシエステルとしては、例えば、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシノエデカノエート、tert−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、L−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、L−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、tert−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノネート、tert−ブチルパーオキシラウレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、tert−ヘキシルパーオキシベンゾエートおよびtert−ブチルパーオキシアセテート等を挙げることができる。
ジアルキルパーオキサイドとしては、例えば、α,α´−ビス(tert−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン(これは1,4(又は1,3)−ビス(tert−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンともいわれる)、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3,2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサンおよびtert−ブチルクミルパーオキサイド等を挙げることができる。
ハイドロパーオキサイドとしては、例えば、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイドおよびクメンハイドロパーオキサイド等を挙げることができる。
ジアシルパーオキサイドとしては、例えば、イソブチルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシニックパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシトルエンおよびベンゾイルパーオキサイド等を挙げることができる。
パーオキシジカーボネートとしては、例えば、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−tert−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシルパーオキシ)ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネートおよびジ(3−メチル−3−メトジシブチルパーオキシ)ジカーボネート等を挙げることができる。
パーオキシケタールとしては、例えば、1,1−ビス(tert−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(tert−ヘキスルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1、1−(tert−ブチルパーオキシ)シクロドデカンおよび2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)デカン等を挙げることができる。
シリルパーオキサイドとしては、例えば、tert−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、ビス(tert−ブチル)ジメチルシリルパーオキサイド、tert−ブチルトリビニルシリルパーオキサイド、ビス(tert−ブチル)ジビニルシリルパーオキサイド、トリス(tert−ブチル)ビニルシリルパーオキサイド、tert−ブチルトリアリルシリルパーオキサイド、ビス(tert−ブチル)ジアリルシリルパーオキサイドおよびトリス(tert−ブチル)アリルシリルパーオキサイド等を挙げることができる。
これらのうち、特に好ましいものは、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3,2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサンおよびα,α´−ビス(tert−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼンである。
なお、有機過酸化物は、それぞれ単独で用いることができるが、2種以上のものを併用することもできる。
この反応において、ヒドロキシ基含環状ホスフィネート化合物の使用量は、ポリフェニレンエーテル類100重量部に対して1〜300重量部に設定するのが好ましい。ヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物の使用量が300重量部を超える場合は、再分配反応が進行し過ぎることから生成するオリゴフェニレンエーテルの数平均分子量が低下し、目的のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物、すなわち、所定のZ基を備えたオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物が得られない可能性がある。逆に、ヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物の使用量が1重量部未満の場合は、再分配反応が十分に進行しにくくなることから生成するオリゴフェニレンエーテルの数平均分子量が大きくなり、目的のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物、すなわち、所定のZ基を備えたオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物が得られない可能性がある。
また、ラジカル開始剤の使用量は、ポリフェニレンエーテル類100重量部に対して1〜30重量部に設定するのが好ましい。ラジカル開始剤の使用量が30重量部を超える場合は、再分配反応が進行し過ぎることから生成するオリゴフェニレンエーテルの数平均分子量が低下し、目的のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物、すなわち、所定のZ基を備えたオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物が得られない可能性がある。逆に、ラジカル開始剤の使用量が1重量部未満の場合は、再分配反応が十分に進行しにくくなることから生成するオリゴフェニレンエーテルの数平均分子量が大きくなり、目的のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物、すなわち、所定のZ基を備えたオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物が得られない可能性がある。
この反応は、通常、溶媒中で行うことができ、反応温度を80〜120℃に、また、反応時間を10〜180分間に設定するのが好ましい。溶媒としては、例えば、トルエン、ベンゼンおよびキシレン等の芳香族炭化水素系溶媒やクロロホルム等を用いることができる。
この製造方法においては、上述の再分配反応のためにポリフェニレンエーテル類(ホモポリマー)が生成し、その微量が目的物であるオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物に混入する可能性がある。本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、このようなポリフェニレンエーテル類が混入していても、後述する樹脂組成物において支障なく用いることができるが、当該樹脂組成物においてポリフェニレンエーテル類が混入することによる支障があれば、ポリフェニレンエーテル類を取除いてから用いるのが好ましい。オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物に混入しているポリフェニレンエーテル類を除去するための方法としては、例えば、分子量の差による限外濾過、溶解性の差による分別沈殿および蒸気圧の差による分子蒸留等が挙げられる。
<製造方法2>
本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、一般的なポリフェニレンエーテル樹脂の製造方法に基づいて製造することができる。この方法では、芳香族炭化水素溶媒または芳香族炭化水素とアルコールとの混合溶媒中において、製造方法1において用いられるものと同様のヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物と一価のフェノール化合物とを、銅、マンガンまたはコバルトを含有する錯体触媒の存在下で酸化重合することで、目的のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物を製造することができる。この製造方法では、酸化重合のときにアミン類が併用されてもよい。
ここで用いられる一価のフェノール化合物は、ヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物のヒドロキシ基との反応および酸化重合により所定のZ基を形成可能なものであり、例えば、o−クレゾール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェノール、2−エチルフェノール、2−メチル−6−エチルフェノール、2,6−ジエチルフェノール、2−n−プロピルフェノール、2−エチル−6−n−プロピルフェノール、2−メチル−6−クロルフェノール、2−メチル−6−ブロモフェノール、2−メチル−6−イソプロピルフェノール、2−メチル−6−n−プロピルフェノール、2−エチル−6−ブロモフェノール、2−メチル−6−n−ブチルフェノール、2,6−ジ−n−プロピルフェノール、2−エチル−6−クロルフェノール、2−メチル−6−フェニルフェノール、2−フェニルフェノール、2,6−ジフェニルフェノール、2,6−ビス−(4−フルオロフェニル)フェノール、2−メチル−6−トリルフェノール、2,6−ジトリルフェノール等が挙げられる。これらのフェノール化合物は2種以上のものを併用することもできる。
また、酸化重合のときに用いられるアミン類としては、例えば、ジイソプロピルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジ−tert−ブチルアミン、ジ−tert−アミルアミン、ジシクロペンチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジフェニルアミン、p,p’−ジトリルアミン、m,m’−ジトリルアミン、エチル−tert−ブチルアミン、N,N’−ジ−tert−ブチルエチレンジアミン、メチルシクロヘキシルアミン、メチルフェニルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、n−ブチルジメチルアミン、ベンジルジメチルアミン、フェニルジメチルアミン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、トリフェニルアミン、N,N’−ジメチルピペラジン、ピリジン、メチルピリジンおよび2,6−ジメチルピリジン等を挙げることができる。これらのアミン類は、2種以上のものを併用することもできる。
この製造方法は、目的物であるオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物にポリフェニレンエーテル類などが混入する可能性が低いため、製造方法1に比べて純度の高いオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物を製造することができる。
<製造方法3>
本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、芳香族炭化水素溶媒中において、水酸化ナトリウム水溶液、テトラブチルアンモニウム水素サルフェート等の相間移動触媒および空気の存在下で製造方法1において用いられるものと同様のヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物とハロフェノール化合物とを反応することで製造することもできる。
ここで用いられるハロフェノール化合物は、ヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物のヒドロキシ基との反応および酸化重合により所定のZ基を形成可能なものであり、例えば、4−ブロモ−2−メチルフェノールや4−ブロモ−2,6−ジメチルフェノールを挙げることができる。ハロフェノール化合物は、2種以上のものを併用することもできる。
この製造方法は、目的物であるオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物にポリフェニレンエーテル類などが混入する可能性が低いため、製造方法1に比べて純度の高いオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物を製造することができる。
樹脂組成物
本発明の樹脂組成物は、本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物と樹脂成分とを含むものである。
ここで用いられる本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、一種類のものであってもよいし、二種以上のものの混合物であってもよい。また、樹脂成分としては、各種の熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂を使用することができる。これらの樹脂成分は、天然のものであってもよいし、合成のものであってもよい。
ここで利用可能な熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリエチレン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、スチレン樹脂、耐衝撃性ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン樹脂(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS樹脂)、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン樹脂(MBS樹脂)、メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(MABS樹脂)、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン樹脂(AAS樹脂)、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、脂肪族系ポリアミド、芳香族系ポリアミド、ポリ乳酸、(ポリ乳酸/ポリブチレンサクシネート系)ブロックコポリマー、ポリカプロラクトン、ポリ(カプロラクトン/ブチレンサクシネート)、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリ(ブチレンサクシネート/アジペート)、ポリ(ブチレンサクシネート/カーボネート)、ポリ(エチレンテレフタレート/サクシネート)、ポリ(ブチレンアジペート/テレフタレート)、ポリ(テトラメチレンアジペート/テレフタレート)、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリチオエーテルスルホン、ポリエーテルスルホン並びに液晶ポリマー等を挙げることができる。変性ポリフェニレンエーテルとしては、ポリフェニレンエーテルの一部または全部に、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、ヒドロキシ基および無水ジカルボキシル基などの反応性官能基を、グラフト反応や共重合などの何らかの方法により導入したものが用いられる。なお、本発明の樹脂組成物を電子機器用途、特に、OA機器、AV機器、通信機器および家電製品用の筐体や部品用の材料として用いる場合は、熱可塑性樹脂としてポリエステル樹脂、ABS樹脂、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル若しくはポリアミド等を用いるのが好ましい。
一方、ここで利用可能な熱硬化性樹脂の具体例としては、ポリウレタン、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、マレイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、マレイミド−シアン酸エステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビスマレイミド−シアン酸エステル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミドおよびポリカルボジイミド等のポリイミド系樹脂並びにエポキシ樹脂等を挙げることができる。また、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミドおよびポリカルボジイミドなどのポリイミド系樹脂、マレイミド樹脂およびマレイミド−シアン酸エステル樹脂等のマレイミド系樹脂は、その取り扱い加工性および接着性を向上するために、熱可塑性や溶媒可溶性が付与されたものであってもよい。なお、本発明の樹脂組成物を電子部品用途、特に、各種IC素子の封止材、配線板の基板材料、層間絶縁材料や絶縁性接着材料等の絶縁材料、Si基板またはSiC基板等の絶縁材料、導電材料および表面保護材料として用いる場合は、熱硬化性樹脂として、ポリウレタン、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、ビスマレイミドーシアン酸エステル樹脂、ポリイミド系樹脂若しくはエポキシ樹脂等を用いるのが好ましい。
上述の各種樹脂成分は、各々単独で用いられてもよいし、必要に応じて二種以上のものが併用されてもよい。
本発明の樹脂組成物において、オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の使用量は、樹脂成分の種類、樹脂組成物の用途等の各種条件に応じて適宜設定することができるが、通常、固形分換算での樹脂成分100重量部に対して0.1〜200重量部に設定するのが好ましく、0.5〜100重量部に設定するのがより好ましく、1〜50重量部に設定するのがさらに好ましい。オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の使用量が0.1重量部未満の場合は、当該樹脂組成物からなる樹脂成形体が十分な難燃性を示さないおそれがある。逆に、200重量部を超えると、樹脂成分本来の特性を損なう可能性があることから、当該特性による樹脂成形体が得られなくなるおそれがある。
また、本発明の樹脂組成物は、樹脂成分の種類や樹脂組成物の用途等に応じ、その目的とする物性を損なわない範囲で、各種の添加剤を配合することができる。利用可能な添加剤としては、例えば、天然シリカ、焼成シリカ、合成シリカ、アモルファスシリカ、ホワイトカーボン、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、ホウ酸亜鉛、錫酸亜鉛、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化モリブデン、モリブデン酸亜鉛、天然マイカ、合成マイカ、アエロジル、カオリン、クレー、タルク、焼成カオリン、焼成クレー、焼成タルク、ウオラストナイト、ガラス短繊維、ガラス微粉末、中空ガラスおよびチタン酸カリウム繊維等の無機充填剤、アラミド繊維またはポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維等の有機繊維、シランカップリング剤などの充填材の表面処理剤、ワックス類、脂肪酸およびその金属塩、酸アミド類およびパラフィン等の離型剤、リン酸エステル、縮合リン酸エステル、リン酸アミド、リン酸アミドエステル、ホスフィネート系難燃剤、リン酸アンモニウム、赤リン、塩素化パラフィン、メラミン、メラミンシアヌレート、メラム、メレム、メロンおよびサクシノグアナミン等の窒素系難燃剤、シリコーン系難燃剤並びに臭素系難燃剤等の難燃剤、三酸化アンチモン等の難燃助剤、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のドリッピング防止剤、ベンゾトリアゾールなどの紫外線吸収剤、ヒンダートフェノール、スチレン化フェノールなどの酸化防止剤、チオキサントン系などの光重合開始剤、スチルベン誘導体などの蛍光増白剤、硬化剤、染料、顔料、着色剤、光安定剤、光増感剤、増粘剤、滑剤、消泡剤、レベリング剤、光沢剤、重合禁止剤、チクソ性付与剤、可塑剤並びに帯電防止剤等を挙げることができる。
さらに、本発明の樹脂組成物は、必要に応じて、熱硬化性樹脂の硬化剤や硬化促進剤を配合することができる。ここで用いられる硬化剤や硬化促進剤は、一般に使用されるものであれば、特に限定されるものではないが、通常、アミン化合物、フェノール化合物、酸無水物、イミダゾール類および有機金属塩などである。これらは、二種以上を併用することもできる。
本発明の樹脂組成物を電気・電子分野用の材料、具体的には、LSI等の電子部品の封止剤や基板等に用いる場合、樹脂成分としては、ポリフェニレンエーテル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、フェノキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂およびビスマレイミド−シアン酸エステル樹脂を選択するのが好ましい。
この場合において利用可能なエポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物であれば、特に限定されるものではない。その具体例としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Aノボラック型エポキシ樹脂およびナフトールノボラック型エポキシ樹脂等のフェノール類とアルデヒド類との反応により得られるノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール−A型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール−A型エポキシ樹脂、ビスフェノール−F型エポキシ樹脂、ビスフェノール−AD型エポキシ樹脂、ビスフェノール−S型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、シクロペンタジェン型エポキシ樹脂、アルキル置換ビフェノール型エポキシ樹脂、多官能フェノール型エポキシ樹脂、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン等のフェノール類とエピクロルヒドリンとの反応により得られるフェノール型エポキシ樹脂、トリメチロールプロパン、オリゴプロピレングリコールおよび水添ビスフェノール−A等のアルコール類とエピクロルヒドリンとの反応により得られる脂肪族エポキシ樹脂、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸若しくはフタル酸とエピクロルヒドリン若しくは2−メチルエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルエステル系エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタンやアミノフェノール等のアミンとエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルアミン系エポキシ樹脂、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンとの反応により得られる複素環式エポキシ樹脂、グリシジル基を有するホスファゼン化合物、エポキシ変性ホスファゼン樹脂、イソシアネート変性エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂並びにウレタン変性エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール−A型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、多官能フェノール型エポキシ樹脂およびトリス(ヒドロキシフェニル)メタンとエピクロルヒドリンとの反応により得られるフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。これらのエポキシ樹脂は、各々単独で使用してもよいし、二種以上のものが併用されてもよい。
また、エポキシ樹脂としては、本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物とエピクロルヒドリン等のエポキシ化合物とを反応させることによって得られるエポキシ変性オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物を使用することもできる。このエポキシ変性オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物を生成するための反応条件は従来公知の方法を適宜選択すればよい。例えば、オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物のフェノール性ヒドロキシ基に対して、エピクロルヒドリン等のエポキシ化合物を、そのエポキシ基に対して1当量以上、好ましくは2当量以上添加する。この際、反応温度は80〜120℃に設定するのが好ましく、また、反応時間は通常1〜10時間に設定するのが好ましく、5〜8時間に設定するのがより好ましい。
また、エポキシ変性オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物を生成するための反応時には、オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物のフェノール性ヒドロキシ基と同当量の塩基性触媒、例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の水溶液が添加されてもよい。この場合、塩基性触媒の添加量は、エポキシ化合物のエポキシ基に対して1当量以上、好ましくは1.2当量以上、より好ましくは1.5当量以上に設定する。さらに、上記反応時には、必要に応じ、本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物を製造するための再分配反応において使用可能な溶媒と同一の溶媒または他の溶媒を加えることができる。
樹脂成分としてエポキシ樹脂を用いる場合(以下、このような樹脂組成物を「エポキシ樹脂組成物」という場合がある)、本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、エポキシ基との反応によって、エポキシ樹脂の硬化剤として機能し得る。また、エポキシ樹脂組成物は、本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物と共に、他の硬化剤を併せて含んでいてもよい。エポキシ樹脂組成物が、硬化剤として本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物と他の硬化剤とを併用している場合、硬化剤の合計量(すなわち、本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物と他の硬化剤との合計量)に占める本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の割合は、0.1〜99重量%が好ましく、0.5〜90重量%がより好ましい。オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の割合が0.1重量%未満の場合は、当該樹脂組成物からなる樹脂成形体が十分な難燃性を示さないおそれがある。
エポキシ樹脂組成物において、オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物と併用され得る他の硬化剤は、特に限定されるものではないが、例えば、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミンおよびポリアミドポリアミン等のポリアミン系硬化剤、無水ヘキサヒドロフタル酸および無水メチルテトラヒドロフタル酸等の酸無水物系硬化剤、フェノールノボラックおよびクレゾールノボラック等のフェノール系硬化剤、ヒドロキシ基またはグリシジル基を有するホスファゼン化合物、三フッ化ホウ素等のルイス酸およびそれらの塩類並びにジシアンジアミド類等を挙げることができる。これらは、各々単独で用いてもよく、二種以上のものを併用してもよい。
エポキシ樹脂組成物において、硬化剤(すなわち、本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物または本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物と上述の他の硬化剤との併用物)の使用量は、エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して0.5〜1.5当量になるよう設定するのが好ましく、0.6〜1.2当量になるよう設定するのがより好ましい。
エポキシ樹脂組成物は、硬化促進剤を含んでいてもよい。利用可能な硬化促進剤は、公知の種々のものであり、特に限定されるものではないが、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エ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等のイミダゾール系化合物、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール等の第三級アミン系化合物、トリフェニルホスフィン化合物等を挙げることができる。硬化促進剤を用いる場合、その使用量は、エポキシ樹脂100重量部に対して0.01〜15重量部に設定するのが好ましく、0.1〜10重量部に設定するのがより好ましい。
エポキシ樹脂組成物は、必要に応じて公知の反応性希釈剤や添加剤が配合されていてもよい。利用可能な反応性希釈剤は、特に限定されるものではないが、例えば、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテルおよびアリルグリシジルエーテル等の脂肪族アルキルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレートおよび3級カルボン酸グリシジルエステル等のアルキルグリシジルエステル、スチレンオキサイドおよびフェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、p−s−ブチルフェニルグリシジルエーテルおよびノニルフェニルグリシジルエーテル等の芳香族アルキルグリシジルエーテル等を挙げることができる。これらの反応性希釈剤は、各々単独で用いられてもよいし、二種以上が併用されてもよい。一方、添加剤としては、既述のようなものを用いることができる。
本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、その製造時に用いたヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物を末端または中心として、オリゴフェニレンエーテルが結合した構造を有している。エポキシ樹脂組成物において、このようなオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、オリゴ(フェニレンオキシ)基に由来するフェノール性ヒドロキシ基がエポキシ樹脂のエポキシ基と反応し、強固な架橋構造を形成することができる。したがって、エポキシ樹脂組成物を電気・電子部品分野において用いられる金属張り積層板などの積層板の製造用材料として用いた場合、強固な架橋構造のために金属面や隣接板との接着強度を高めることができることから、層間剥離を抑制することができ、また、耐熱性を高めることもできる。さらに、エポキシ樹脂組成物がエポキシ樹脂および本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物に加えて上述の他の硬化剤を含む場合は、硬化によって誘電率や誘電正接をより効果的に低下させることができ、優れた高周波特性を達成することができる。
上述のエポキシ樹脂組成物等の本発明の樹脂組成物は、各成分を均一に混合することにより得られる。この樹脂組成物は、樹脂成分に応じて100〜250℃程度の温度範囲で1〜36時間放置すると、充分な硬化反応が進行し、硬化物を形成する。例えば、エポキシ樹脂組成物は、通常、150〜250℃の温度で2〜15時間放置すると、充分な硬化反応が進行し、硬化物を形成する。したがって、本発明の樹脂組成物は、各種の樹脂成形体の製造用材料、塗料用材料、接着剤用材料およびその他の用途用材料として、広く用いることができる。
本発明の樹脂組成物に含まれる本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、上述の硬化過程において、そのヒドロキシ基が樹脂成分と反応し、硬化物中において安定に保持される。このため、この硬化物からなる樹脂成形体等は、高温下においてもオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物がブリードアウトしにくく、高温信頼性が損なわれにくい。また、本発明のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物は、上記硬化物の機械的特性(特に、ガラス転移温度)を損なわずに、その難燃性を高め、さらに誘電率や誘電正接を低下させることができることから誘電特性を高めることができる。
本発明の樹脂組成物は、誘電特性に優れた樹脂成形体を形成することができるため、半導体封止用材料や回路基板(特に、金属張り積層板、プリント配線板用基板、プリント配線板用接着剤、プリント配線板用接着剤シート、プリント配線板用絶縁性回路保護膜、プリント配線板用導電ペースト、多層プリント配線板用封止剤、回路保護剤、カバーレイフィルム、カバーインク)形成用材料等の電気・電子部品の製造用材料として特に好適である。そして、本発明の樹脂組成物からなる樹脂成形体を用いた回路基板等の電気・電子部品は、誘電特性に優れている。
以下に実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、以下においては、特に断りがない限り、「%」および「部」とあるのは、それぞれ「重量%」および「重量部」を意味する。
実施例等で得られたホスフィネート化合物は、H−NMRスペクトルおよび31P−NMRスペクトルの測定、CHN元素分析の測定の結果に基づいて同定した。また、ヒドロキシ基当量は、JIS K 0070−1992「化学製品の酸価、けん化価、エステル価、よう素価、水酸基価および不けん化物の試験方法」において規定された水酸基価測定方法の中和滴定法に従い測定し、水酸基価mgKOH/gの値をヒドロキシ基当量g/eq.に変換した。分子量は、JIS K7252−2008「プラスチック−サイズ排除クロマトグラフィーによる高分子の平均分子量及び分子量分布の求め方」に従い、Waters社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー「2695」、カラム(東ソー株式会社社製 TSKgel Super HZM−M(2本)、およびWaters社製示差屈折計「2414」を使用して、40℃にてテトラヒドロフラン0.25mL/minの条件で測定した。サンプルの分子量は、標準ポリスチレン(分子量:1,069,000、392,500、98,600、17,050、5,800および940)を用いて作成した較正曲線から算出した。
実施例1(オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の製造)
撹拌機、温度計、還流冷却管および窒素導入管を備えた5Lの四つ口フラスコ中に10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキシド(三光株式会社製、商品名HCA−HQ)54.1g(0.17mol)、数平均分子量18,000のポリフェニレンエーテル(旭化成ケミカルズ株式会社製)900g、キシレン4,000mLを仕込み、110℃で加熱、溶解させ、その中に過酸化ベンゾイル11.0g(0.08mol)を加え、90℃で120分反応し、反応混合物をメタノール12,000mLに投入して得られた沈殿物を濾別した。その沈殿をメタノール600mLで洗浄後、減圧乾燥することでオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物902g(収率94.5%)を得た。なお、収率はポリフェニレンエーテルが全てヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物に再分配した場合を100%として算出した。
得られた化合物の分析結果は以下の通りであった。
H−NMRスペクトル(重クロロホルム中、δ、ppm):
1.8〜2.6(258H),6.3〜6.6(86H),6.9〜7.8(11H)
31P−NMRスペクトル(重クロロホルム中、δ、ppm):
33〜34
◎CHNP元素分析:
理論値 C:79.2%,H:6.5%,P:0.6%
実測値 C:79.1%,H:6.6%,P:0.6%
◎ゲルパーミエーションクロマトグラフィー:
数平均分子量 5,400
図1に示すゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)分析において、反応開始前はポリフェニレンエーテルのピークが保持時間22.2分に、ヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物のピークが保持時間28.8分に検出されたが、反応開始1時間後のGPC分析では、保持時間22.2分、28.8分にピークは検出されず、保持時間25.1分に単一のピークとして検出された。また、ろ過、回収後の沈殿物のGPC分析では、同様に25.1分に単一のピークとして検出された。
◎ヒドロキシ基当量:
2,800g/eq.(理論値2,745g/eq.)
以上の分析結果から、この工程で得られた生成物はオリゴ(フェニレンオキシ)基が(C(CHO)43.0で表されるオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物であることを確認した。
実施例2(オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の製造)
撹拌機、温度計、還流冷却管および窒素導入管を備えた5Lの四つ口フラスコ中に10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキシド(三光株式会社製、商品名HCA−HQ)54.1g(0.17mol)、数平均分子量18,000のポリフェニレンエーテル(旭化成ケミカルズ株式会社製)600g、キシレン2,500mLを仕込み、110℃で加熱、溶解させ、その中に過酸化ベンゾイル11.0g(0.08mol)を加え、90℃で120分反応し、反応混合物をメタノール7,500mLに投入して得られた沈殿物を濾別した。その沈殿をメタノール600mLで洗浄後、減圧乾燥することでオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物616g(収率94.2%)を得た。なお、収率はポリフェニレンエーテルが全てヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物に再分配した場合を100%として算出した。
得られた化合物の分析結果は以下の通りであった。
H−NMRスペクトル(重クロロホルム中、δ、ppm):
1.8〜2.6(173H),6.3〜6.6(58H),6.9〜7.8(11H)
31P−NMRスペクトル(重クロロホルム中、δ、ppm):
33〜34
◎CHNP元素分析:
理論値 C:78.9%,H:6.5%,P:0.8%
実測値 C:78.8%,H:6.7%,P:0.8%
◎ゲルパーミエーションクロマトグラフィー:
数平均分子量 3,600
◎ヒドロキシ基当量:
1,800g/eq.(理論値1,892g/eq.)
以上の分析結果から、この工程で得られた生成物はオリゴ(フェニレンオキシ)基が(C(CHO)28.8で表されるオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物であることを確認した。
実施例3(オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の製造)
撹拌機、温度計、還流冷却管および窒素導入管を備えた5Lの四つ口フラスコ中に10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキシド(三光株式会社製、商品名HCA−HQ)54.1g(0.17mol)、数平均分子量18,000のポリフェニレンエーテル(旭化成ケミカルズ株式会社製)300g、キシレン1,500mLを仕込み、110℃で加熱、溶解させ、その中に過酸化ベンゾイル11.0g(0.08mol)を加え、90℃で120分反応し、反応混合物をメタノール4,500mLに投入して得られた沈殿物を濾別した。その沈殿をメタノール600mLで洗浄後、減圧乾燥することでオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物288g(収率92.1%)を得た。なお、収率はポリフェニレンエーテルが全てヒドロキシ基含有環状ホスフィネート化合物に再分配した場合を100%として算出した。
得られた化合物の分析結果は以下の通りであった。
H−NMRスペクトル(重クロロホルム中、δ、ppm):
1.8〜2.6(85H),6.3〜6.6(28H),6.9〜7.8(11H)
31P−NMRスペクトル(重クロロホルム中、δ、ppm):
33〜34
◎CHNP元素分析:
理論値 C:77.9%,H:6.2%,P:1.5%
実測値 C:77.7%,H:6.3%,P:1.5%
◎ゲルパーミエーションクロマトグラフィー:
数平均分子量 2,000
◎ヒドロキシ基当量:
1,000g/eq.(理論値1,015g/eq.)
以上の分析結果から、この工程で得られた生成物はオリゴ(フェニレンオキシ)基が(C(CHO)14.2で表されるオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物であることを確認した。
実施例4(オリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の製造)
撹拌機、温度計、還流冷却管および窒素導入管を備えた5Lの四つ口フラスコ中に9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキシド(三光株式会社製、商品名HCA)432.4g(2.0mol)、キシレン2,400mLを仕込み、70℃まで撹拌加熱しHCAの溶解を確認した後、1,4−ナフトキノン288.3g(1.8mol)を70〜80℃で2時間かけて少量ずつ投入し、70〜90℃で2時間撹拌し反応を行った。反応終了後、反応液を20℃まで冷却し、析出した結晶をろ過し、その結晶をエトキシエタノール400mLで、次いでメタノール400mLで洗浄した後、減圧乾燥して黄紅色固体601.7g(粗収率:89.3%)を得た。更に、得られた結晶をエトキシエタノール4,600mLで再結晶して淡黄色粉末性結晶483.8g(収率:71.8%)を得た。この生成物の融点(融解ピーク温度)は296℃であった。
得られた化合物の分析結果は以下の通りであった。
H−NMRスペクトル(重アセトン中、δ、ppm):
フェニルC−H 11.6(1H),7.1〜8.6(11H),6.2〜6.3(1H)
◎CHNP元素分析:
理論値 C:70.6%,H:4.0%,P:8.3%
実測値 C:70.3%,H:4.2%,P:8.2%
上記の結果から、また、得られた化合物の融点が、
記載の融点と一致することから、10−(1,4−ジヒドロキシ−2−ナフチル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキシドであることを確認した。
次に、撹拌機、温度計、還流冷却管および窒素導入管を備えた5Lの四つ口フラスコ中に上記生成物10−(1,4−ジヒドロキシ−2−ナフチル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキシド61.8g(0.17mol)、数平均分子量18,000のポリフェニレンエーテル(旭化成ケミカルズ株式会社製)600g、キシレン2,500mLを仕込み、110℃で加熱、溶解させ、その中に過酸化ベンゾイル11.0g(0.08mol)を加え、90℃で120分反応し、反応混合物をメタノール9,000mLに投入して得られた沈殿物を濾別した。その沈殿をメタノール500mLで洗浄後、減圧乾燥することでオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物603g(収率92.3%)を得た。
得られた化合物の分析結果は以下の通りであった。
H−NMRスペクトル(重クロロホルム中、δ、ppm):
1.8〜2.5(172H),6.3〜6.7(57H),6.8〜8.3(13H)
31P−NMRスペクトル(重クロロホルム中、δ、ppm):
34〜35
◎CHNP元素分析:
理論値 C:80.3%,H:5.8%,P:0.8%
実測値 C:80.2%,H:6.0%,P:0.8%
◎ゲルパーミエーションクロマトグラフィー:
数平均分子量 3,800
◎ヒドロキシ基当量:
2,000g/eq.(理論値1,905g/eq.)
以上の分析結果から、この工程で得られた生成物はオリゴ(フェニレンオキシ)基が(C(CHO)29.4で表されるオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物であることを確認した。
実施例5〜9および比較例1〜2(樹脂組成物の調製)
スチレン−ブタジエン共重合体樹脂(PSジャパン株式会社製のゴム強化スチレン系樹脂:商品名「433」)、数平均分子量(Mn)が約16,000のポリフェニレンエーテル樹脂(旭化成ケミカルズ株式会社製)、フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン(PTFE/三井・デュポンフロロケミカル株式会社の商品名「テフロン6−J」)および表1に示すオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物または三光株式会社製、商品名HCA−HQを表1に示す割合でドライブレンドし、これを二軸押出機(シリンダー温度260℃)を用いてペレット化することで樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を射出成型機(シリンダー温度250℃)を用いて板状に成形し、試験片を得た。得られた試験片について、成形品外観、熱変形温度、難燃性、高温信頼性および誘電特性を評価した結果を表1に示す。評価方法は次の通りである。なお、試験片は、評価項目に応じて大きさの異なるものを製造した。
(成形品外観)
長さ160mm、幅75mmおよび厚み1.3mmの試験片を目視観察し、試験片表面に0.1mm以上の凝集物による点状または筋状の外観不良(以下「ピット等」という)を調べた。評価の基準は次のとおりである。
○:ピット等の発生なし。
×:少なくとも1個のピット等が発生。
(熱変形温度)
長さ127mm、幅12.7mmおよび厚み3mmの試験片について、ASTM D648「Standard Test Method for Deflection Temperature of Plastics Under Flexural Load in the Edgewise Position」に従い、荷重1.80MPaおよびアニーリング無しの条件で測定した。
(難燃性)
アンダーライターズラボラトリーズ(Underwriter’s Laboratories Inc.)のUL−94規格垂直燃焼試験に基づき、長さ125mm、幅12.5mmおよび厚み1.5mmの試験片を用いて実施し、10回接炎時の合計燃焼時間と燃焼時の滴下物による綿着火の有無により、V−0、V−1、V−2および規格外の四段階の難燃性クラスに分類判定した。V−0が最高評価であり、V−1、V−2、規格外の順に評価が下がる。
(高温信頼性:温度85℃、湿度85%)
長さ127mm、幅12.7mmおよび厚み3mmの試験片を温度85℃、湿度85%の恒温槽で100時間放置した後、試験片の外観変化を観察した。評価の基準は次のとおりである。
○:環状ホスフィネート化合物のブリードアウトによる外観変化がなく、高温信頼性が有る
×:環状ホスフィネート化合物のブリードアウトによる外観変化があり、高温信頼性が無い
(誘電特性)
長さ50mm、幅50mmおよび厚み2.0mmの試験片について、JIS C2138「比誘電率及び誘電正接の測定方法」に従って周波数100MHzの比誘電率と誘電正接を測定した。

Figure 2012046467


表1によると、実施例5〜9の樹脂組成物からなる成形体(試験片)は、良好な外観や機械的強度(高い熱変形温度)を維持しながら、同時に優れた難燃性と高温信頼性を示し、しかも比誘電率および誘電正接が低いことから誘電特性においても優れている。
実施例10〜14および比較例3,4(樹脂組成物の調製)
ビスフェノール−A型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社の商品名「エピクロン850S」:エポキシ当量180)、数平均分子量(Mn)が約19,000のポリフェニレンエーテル樹脂(旭化成ケミカルズ株式会社製)および表2に示す環状ホスフィネート化合物または三光株式会社製、商品名HCA−HQを表2に示す割合でトルエンに配合し、70℃に加熱したオイルバス中で30分撹拌して均一に溶解した。さらに140℃のオイルバス中で2時間加熱してトルエンを除去し、次いで減圧乾燥機を用いて140℃、1mmHg以下の環境で3時間減圧乾燥することでトルエンを完全に除去した。
得られた混合物を110℃に保ち、硬化剤としてジアミノジフェニルメタン1部と、硬化促進剤として2−エチル−4−メチルイミダゾール0.1部とを添加した。この混合物を加熱しながら1分間充分に撹拌した後、型に流し込んだ。そして、100℃、0MPaで3分間、130℃、1MPaで3分間および180℃、3MPaで10分間の順に熱プレス機で硬化させた後、型から取り出し、最後に180℃で3時間後硬化させることにより、試験片を作製した。得られた試験片について、難燃性、誘電特性、高温信頼性および折り曲げ強度を評価した結果を表1に示す。評価方法は次の通りである。なお、試験片は、評価項目に応じて大きさの異なるものを製造した。
(難燃性)
実施例5〜9および比較例1〜2と同様の方法で評価した。
(誘電特性)
長さ50mm、幅50mmおよび厚み2.0mmの試験片について、JIS C2138「比誘電率及び誘電正接の測定方法」に従って周波数1GHzの比誘電率および誘電正接を測定した。
(高温信頼性:プレッシャークッカー試験、温度121℃、圧力0.2MPa)
長さ15mm、幅15mmおよび厚み1.5mmの試験片を蒸留水5mLとともに容量15mLのポリテトラフルオロエチレン製容器に入れ、更にこの容器を鋼鉄製の容器に入れて完全に密封した。鋼鉄製の容器を温度121℃で100時間放置した後、試験片を取り出し、外観変化を観察した。評価の基準は次のとおりである。
○:環状ホスフィネート化合物のブリードアウトによる外観変化がなく、高温信頼性が有る。
×:環状ホスフィネート化合物のブリードアウトによる外観変化があり、高温信頼性が無い。
(折り曲げ強度)
長さ100mm、幅20mmおよび厚み0.5mmの試験片について、その両端を手で持ち、180度の折り曲げを20回繰り返すことで折り曲げ強度(機械的強度)を次の基準で評価した。
○:割れの発生無し。
×:割れの発生有り。

Figure 2012046467



表2によると、実施例10〜14の樹脂組成物は、優れた難燃性、高温信頼性および折り曲げ強度を示し、しかも比誘電率および誘電正接が低いことから誘電特性においても優れている。


































Claims (9)

  1. 下記の式(1)で表されるオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物。
    Figure 2012046467
    (式(1)中、X〜Xは、各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Zは下記のZ1基およびZ2基から選ばれる基を示す。
    下記の式(2)で表されるZ1基:
    Figure 2012046467
    式(2)中、aは0〜4の整数を示し、X〜X13は各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはアラルキル基を示し、かつ少なくとも一つが下記のY基から選ばれる基を示す。
    下記の式(3)で表されるZ2基:
    Figure 2012046467
    式(3)中、bは0〜4の整数を示し、X14〜X16は各々独立の置換基であって、水素原子またはアルキル基を示し、かつ少なくとも一つが下記のY基から選ばれる基を示す。
    下記の式(4)で表されるY基:
    Figure 2012046467
    式(4)中、cは1〜50の整数を示し、X17〜X20は、各々独立の置換基であって、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基およびアルケニル基、並びに炭素数1〜6のアルキル基、アルケニル基およびアリール基から選ばれる少なくとも一種の基が置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基から選ばれる基である。)
  2. 式(1)において、X〜Xが水素原子であり、Zが式(2)で表されるZ1基であり、aが0であり、XとX12がY基であり、残りのX10、X11およびX11が水素原子である、請求項1に記載のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物。
  3. 式(1)において、X〜Xが水素原子であり、Zが式(3)で表されるZ2基であり、bが0であり、X14とX15がY基であり、残りのX16が水素原子である、請求項1に記載のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物。
  4. 式(1)において、式(4)で表されるY基が、オリゴ(メチルフェニレンオキシ)基およびオリゴ(ジメチルフェニレンオキシ)基からなる群から選ばれる少なくとも一つである、請求項1から3のいずれかに記載のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物。
  5. 下記の式(5)で表されるヒドロキシ基を有する環状ホスフィネート化合物と
    Figure 2012046467
    (式(5)中、X〜Xは、各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Qは下記のQ1基およびQ2基から選ばれる基を示す。
    下記の式(6)で表されるQ1基:
    Figure 2012046467
    式(6)中、aは0〜4の整数を示し、X〜X13は各々独立の置換基であって、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはアラルキル基を示し、かつ少なくとも一つがヒドロキシ基を示す。
    下記の式(7)で表されるQ2基:
    Figure 2012046467
    式(7)中、bは0〜4の整数を示し、X14〜X16は各々独立の置換基であって、水素原子またはアルキル基を示し、かつ少なくとも一つがヒドロキシ基を示す。)
    下記の式(8)で表されるポリフェニレンエーテル類とを、
    Figure 2012046467
    (式(8)中、dは30〜1,000の整数を示し、X17〜X20は、各々独立の置換基であって、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基およびアルケニル基、並びに炭素数1〜6のアルキル基、アルケニル基およびアリール基から選ばれる少なくとも一種の基が置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基から選ばれる基を示す。)
    ラジカル開始剤の存在下で再分配反応する工程からなるオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物の製造方法。
  6. 樹脂成分と、請求項1から4のいずれかに記載のオリゴ(フェニレンオキシ)基含有環状ホスフィネート化合物と、を含む樹脂組成物。
  7. 前記樹脂成分が、ポリフェニレンエーテル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、フェノキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂およびビスマレイミド−シアン酸エステル樹脂からなる群から選ばれるものである、請求項6に記載の樹脂組成物。
  8. 請求項6または7に記載の樹脂組成物からなる樹脂成形体。
  9. 請求項6または7に記載の樹脂組成物からなる電子部品。






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