JP2013185144A - 樹脂硬化物、並びにこれを用いた樹脂シート、積層板 - Google Patents
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Abstract
Description
(一般式(1)において、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12は、それぞれ水素原子又はアルキル基及びハロゲンの中から選ばれ、1つの分子内がすべて同一でも異なっていてもよい。)
さらに、これらのエポキシ樹脂硬化物を使用して得られた積層板及び複合基板は、熱伝導率が1.20W/(m・K)以上であることが好ましい。1.20W/(m・K)以下であるとLED用基板などの放熱用途において十分な放熱性が得られない。
3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビス(グリシジルオキシ)−1,1’−ビフェニル((エポキシ当量192、以下エポキシBと略す)50質量%と、4,4’−ビフェニルジイルビス(グリシジルエーテル)50質量%のエポキシ化合物として平均エポキシ当量175の混合物A(以下混合物Aとする)を用意した。
さらに、エポキシ化合物のエポキシ基100に対して、ジアミン化合物のアミン基の活性水素の数の比が130となるように、エポキシ化合物の混合物Aを100質量部と、ジアミン化合物としての4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニル(東京化成工業株式会社製、分子量260)48質量部とを攪拌混合し、混合物として調整した。
そして、この混合物に対して、硬化触媒(2−エチル−4−メチルイミダゾール、略号:2E4MZ、四国化成株式会社製)0.5質量%をさらに混ぜ合わせ、すり鉢にて攪拌粉砕し、200℃にて1時間硬化し、実施例1の樹脂硬化物を得た。
表1には、樹脂組成物の組成比及び樹脂硬化物としての物性を示す。
エポキシ化合物のエポキシ基100に対して、ジアミン化合物のアミン基の活性水素の数の比を表1に示す120となるように、エポキシ化合物の混合物Aを100質量部と、ジアミン化合物としての4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニルの質量部を表1に示す44に調整して、攪拌混合した以外は、実施例1と同様にして実施例2の樹脂硬化物を得た。
エポキシ化合物のエポキシ基100に対して、ジアミン化合物のアミン基の活性水素の数の比を表1に示す110、100、90、80となるように、エポキシ化合物の混合物Aを100質量部と、ジアミン化合物としての4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニルの質量部を表1に示す41、37、34、30に調整して、攪拌混合した以外は、実施例1と同様にして混合物を得た。さらに、この混合物に対して、表1に示すように硬化触媒1質量%とした以外は、実施例1と同様にして実施例3〜6の樹脂硬化物を得た。
エポキシ化合物として1−(3−メチル−4−オキシラニルメトキシフェニル)−4−(4−オキシラニルメトキシフェニル)ベンゼン(エポキシ当量194、以下エポキシAと略す)100質量部を用い、エポキシ化合物のエポキシ基100に対して、ジアミン化合物のアミン基の活性水素の数の比を表1に示す100となるように、エポキシ化合物のエポキシAを100質量部と、ジアミン化合物としての4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニルの質量部を表1に示す34に調整して攪拌混合した以外は、実施例1と同様にして実施例7の樹脂硬化物を得た。
エポキシ化合物のエポキシ基100に対して、ジアミン化合物のアミン基の活性水素の数の比を表1に示す100となるように、表1に示すようにジアミン化合物としての4,4’’−ジアミノ−3−メチル−p−ターフェニルの83質量部に調整して攪拌混合した以外は、実施例4と同様にして実施例8の樹脂硬化物を得た。
エポキシ化合物としてエポキシB75質量%と4,4’−ビフェニルジイルビス(グリシジルエーテル)25質量%の混合物B(エポキシ当量184、以下混合物Bと略す)100質量部を用い、エポキシ化合物のエポキシ基100に対して、ジアミン化合物のアミン基の活性水素の数の比を表1に示す100となるように、エポキシ化合物の混合物Bを100質量部と、ジアミン化合物としての4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニルの質量部を表1に示す36に調整して攪拌混合した以外は、実施例4と同様にして実施例9の樹脂硬化物を得た。
エポキシ化合物としてエポキシB100質量部を用い、エポキシ化合物のエポキシ基100に対して、ジアミン化合物のアミン基の活性水素の数の比を表1に示す100となるように、エポキシ化合物のエポキシBを100質量部と、ジアミン化合物としての4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニルの質量部を表1に示す34に調整して攪拌混合した以外は、実施例4と同様にして実施例10の樹脂硬化物を得た。
表1に示したように、ジアミン化合物の代わりの化合物として4,4’’−ジヒドロキシ−3−メチル−p−ターフェニル79質量部を攪拌混合し混合物を作成した以外は、実施例1と同様にして比較例1の樹脂硬化物を得た。
表1に示したように、エポキシ化合物のエポキシ基100に対して、ジアミン化合物のアミン基の活性水素の数の比を表1に示す100となるように、エポキシ化合物の混合物Aを100質量部と、ジアミン化合物として4,4’−ジアミノジフェニルメタン(式(1)の代わりの化合物)28質量部を攪拌混合し混合物を作成した以外は、実施例4と同様にして比較例2の樹脂硬化物を得た。
混合物A100質量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル(当量93)28質量部を仕込み、165℃にて10時間加熱して融解させ撹拌しながら反応させた後、室温に冷却しプレポリマーAを作成した。表1に示したように、このプレポリマーA100質量部を用い、エポキシ化合物のエポキシ基100に対して、ジアミン化合物のアミン基の活性水素の数の比を表1に示す100となるように、エポキシ化合物としてプレポリマーAを100質量部と、ジアミン化合物の化合物として硬化剤の1,5−ジアミノナフタレン(当量79、融点=187℃、式(1)の代わりの化合物)8質量部を攪拌混合し混合物を作成した以外は、実施例1と同様にして比較例4の樹脂硬化物を得た。
エポキシ化合物のエポキシ基100に対して、ジアミン化合物のアミン基の活性水素の数の比を表1に示す60、40となるように、エポキシ化合物の混合物Aを100質量部と、ジアミン化合物としての4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニルの質量部を表1に示す22、15に調整して、攪拌混合した以外は、実施例3と同様にして比較例4と5の樹脂硬化物を得た。
エポキシ化合物のエポキシ基100に対して、ジアミン化合物のアミン基の活性水素の数の比を表1に示す140となるように、エポキシ化合物の混合物Aを100質量部と、ジアミン化合物としての4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニルの質量部を表1に示す52に調整して、攪拌混合した以外は、実施例1と同様にして比較例6の樹脂硬化物を得た。
樹脂組成物が20wt%となるように、実施例4の硬化前の樹脂組成物とジメチルホルムアミドと混合し混合液を作成した。この混合液の樹脂組成物を100体積%としたときにアルミナビーズ(粒径10um)が40体積%になるように調整し、よく撹拌分散させ、樹脂−フィラー溶液を作成した。さらに、厚さ0.1mmのガラス繊維織布を、この樹脂−フィラー溶液に含浸し、その後、100℃にて加熱乾燥して樹脂シートを得た。さらにこの樹脂シート6枚を重ねて加熱加圧(温度170℃、1MPaにて20分後)を行い、加えてさらに2回目の加熱加圧(200℃、4MPaにて1時間)を行い、厚さ0.6mmの積層板を実施例11として得た。
比較例2の硬化前の樹脂組成物を実施例11と同様に積層板を作成し、比較例7の積層板を得た。
比較例3の硬化前の樹脂組成物を実施例11と同様に積層板を作成し、比較例8の積層板を得た。
樹脂組成物の硬化物及び積層板の熱伝導率測定を、熱伝導性の評価として実施した。実施例1〜11及び比較例1〜8の樹脂組成物の硬化物及び積層板を直径10mm、厚さ1mmの円盤状に加工し、測定用サンプルをそれぞれ作成した。
得られた測定用サンプルを、熱伝導率測定装置(商品名:TCシリーズ、アルバック理工株式会社製)を用いて、熱拡散係数α(m2/s)の測定を行った。さらに、比熱Cp[J/(kg・K)]は、サファイアを標準サンプルとして示差熱分析(DSC)にて測定を行った。密度r(kg/m3)は、アルキメデス法を用いて測定した。これらを下記の式(2)により、熱伝導率λ[W/(m・K)]を算出した。その結果を表1と2に合わせ示す。
λ=α×Cp×r …(2)
α:熱拡散率(m2/s)
Cp:比熱[J/(kg・K)]
r:密度(kg/m3)
ここで、樹脂組成物の硬化物では熱伝導率λが0.30W/(m・K)以上を、積層板のでは熱伝導率λが1.20W/(m・K)以上が、十分な高熱伝導性が得られたと判断した。
樹脂組成物の硬化物及び積層板の耐熱特性の評価には、ガラス転移点の評価を行い判断した。このとき、DSC法とDMA法を用いて測定した。
特に、積層板については、DMA法を用い、樹脂組成物の硬化物については、DSC法を用い測定した。
ここで、ガラス転移点が150℃以上を示したサンプルは、十分な耐熱特性が得られると判断した。
硬化物を20mgになるように加工し、熱分析用アルミパン容器へ入れ、DSC(SSC5220 セイコー株式会社製)にて、昇温速度10℃/minで25℃から300℃までこのサンプルの示差走査熱量測定を行い、比熱変化の変曲点をガラス転移点(℃)とした。
積層板を3mm×25mmに切りだしサンプルを作製した。そして、レオスペクトラ(DVE−V4型、レオロジー株式会社製)を用いて、昇温速度5℃/minで25℃から300℃の雰囲気で、貯蔵弾性率を測定し、貯蔵弾性率の変曲点をガラス転移点(Tg)と得た。
2 芯材
10 樹脂シート
100 基板
Claims (4)
- 前記エポキシ化合物がメソゲン骨格を有することを特徴とする請求項1に記載の樹脂硬化物。
- 請求項1または2に記載の樹脂硬化物を少なくとも含む樹脂シート。
- 請求項3に記載の樹脂シートを少なくとも1層含む積層板。
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