JP2017031239A - アリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂、アリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂、その製造方法、及びそれを用いた組成物 - Google Patents

アリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂、アリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂、その製造方法、及びそれを用いた組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】ハロゲンフリーでありながらマレイミド化合物等と反応させることで高いガラス転移温度と高い難燃性とを兼ね備えた硬化物をもたらすことができるフェノール樹脂を提供すること。
【解決手段】本発明は、下記一般式(1)で表されるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂である。

(式中、Aはアリル基を示し、RはH、C1〜10の飽和若しくは不飽和脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基又はアラルキル基を示し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、j、k及びlは、それぞれ独立に1〜2の整数を示し、但し、j、k及びlの少なくとも一つは2であり、p、q及びrは、それぞれ独立に0〜3の整数を示し、k+q≦4であり、nは0〜20の値を示す。但し、複数あるAで示されるアリル基のうち一部のアリル基が水素原子に置換されていても良い。)
【選択図】なし

Description

本発明は、アリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂、アリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂、その製造方法、及びそれを用いた組成物に関する。
フェノール類を原料モノマーとするフェノール樹脂、特にフェノール類をアルキレンやアラルキレンで架橋して得られる架橋型フェノール樹脂(ノボラック樹脂ともいう)は、これを使用したエポキシ樹脂組成物が、一般に作業性が良好であり、その硬化物が電気特性、耐熱性、耐湿性、接着性等が優れているので、電気・電子部品、構造用材料、接着剤、塗料等の分野で幅広く用いられている。
近年、電気・電子部品等の用途では、このようなエポキシ樹脂組成物の諸特性に対してより一層の向上が求められている。例えば、より厳しい環境下で使用される、車載用半導体に係る電子部品、高電圧を用いる表示装置に用いられる電子部品、大型電池等に用いられる場合には、高いガラス転移温度と高い難燃性とを兼ね備えた硬化物をもたらし得るエポキシ樹脂組成物が求められている。その一方で、環境負荷の軽減の面から、高い難燃性は、ハロゲンフリーでありつつ、発揮されることが望まれている。しかしフェノール樹脂とエポキシ樹脂よりなるエポキシ樹脂組成物ではその構造上、得られる耐熱性に限界があり、要求を満たすに至っていない。
エポキシ樹脂組成物を凌ぐ耐熱性を発現する組成物としてアリル変性フェノール化合物とマレイミド化合物を用いた組成物が知られている。例えば特許文献1ではジアリルビスフェノールAとビスマレイミドとを配合することにより耐熱性に優れる組成物が得られることが記載されている。また、特許文献2ではシクロヘキサンノルボルナン結合を有するフェノール樹脂をアリルエーテル化して得られるアリルエーテル樹脂と、ビスマレイミドとを配合することにより耐熱性に優れた組成物が得られることが記載されている。
特開昭53−134099号公報 特開平8−59533号公報
しかしながら、特許文献1及び2には、難燃性について何らの検討もなされておらず、耐熱性だけでなく難燃性も高いマレイミド組成物が得られるフェノール樹脂の提案はなされていない。
従って、本発明の目的は、ハロゲンフリーでありながらマレイミド化合物等と反応させることで高いガラス転移温度と高い難燃性とを兼ね備えた硬化物をもたらすことができるフェノール樹脂を提供することである。また、本発明の目的は、上記フェノール樹脂の製造方法、上記フェノール樹脂を用いたマレイミド化合物含有組成物(以下単にマレイミド組成物ともいう)、該樹脂組成物の硬化物を提供することである。
上記の課題を解決すべく本発明者らは鋭意検討した結果、特定のアラルキルノボラック樹脂をアリル化することで得られるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂及び/又はアリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂を用いることにより、従来のエポキシ樹脂硬化物の耐熱性を凌駕する高耐熱性を有し、且つ難燃性も併せ持つマレイミド組成物及び硬化物が得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち本発明は、下記一般式(1)で表されるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂に関する。
(式中、
Aはアリル基を示し、
Rは水素原子、炭素数1〜10の飽和若しくは不飽和脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基又はアラルキル基を示し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
j、k及びlは、それぞれ独立に1〜2の整数を示し、
但し、j、k及びlの少なくとも一つは2であり、
p、q及びrは、それぞれ独立に0〜3の整数を示し、
k+q≦4であり、
nは0〜20の値を示す。
但し、複数あるAで示されるアリル基のうち一部のアリル基が水素原子に置換されていても良い。)
また、本発明は、下記一般式(2)で表されるアリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂に関する。
(式中、
Aはアリル基を示し、
Rは水素原子、炭素数1〜10の飽和若しくは不飽和脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基又はアラルキル基を示し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
j、k及びlは、それぞれ独立に1〜2の整数を示し、
但し、j、k及びlの少なくとも一つは2であり、
p、q及びrは、それぞれ独立に0〜3の整数を示し、
s、t及びuは、それぞれ独立に1〜2の整数を示し、
j+p+s≦5、k+q+t≦4、且つl+r+u≦5であり、
nは0〜20の値を示す。
但し、複数あるAで示されるアリル基のうち一部のアリル基が水素原子に置換されていても良い。)
また、本発明は、下記一般式(I)で表されるアラルキルノボラック樹脂を塩基性触媒存在下でハロゲン化アリルと反応させる、上記一般式(1)で表されるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂の製造方法を提供するものである。
(式中、R、j、k、l、p、q及びr及びnは一般式(1)と同じである。)
また、本発明は、上記一般式(1)で表されるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂をクライゼン転移反応させる、上記一般式(2)で表されるアリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、上記アリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂及び/又は上記アリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂と1分子中にマレイミド基を2つ以上有する化合物を含有する組成物及びその硬化物を提供するものである。また、本発明は、上記樹脂又は上記組成物を含有する半導体素子の封止材料、半導体装置及びプリント配線基板材料を提供するものである。
本発明によって、ハロゲンフリーでありながらマレイミド化合物等と反応させることで高いガラス転移温度と高い難燃性とを兼ね備えた硬化物をもたらすことができるフェノール樹脂が提供される。また、上記フェノール樹脂の製造方法、上記フェノール樹脂を含むマレイミド組成物、上記マレイミド樹脂組成物からなる半導体封止材、上記マレイミド組成物の硬化物、及び上記硬化物を含む半導体装置も提供される。本発明のフェノール樹脂によれば、非常に良好な耐熱性や難燃性を有する硬化物を提供することができ、従来のエポキシ樹脂、フェノール樹脂よりなるエポキシ樹脂組成物及び硬化物では対応できなかった極めて厳しい環境下でも好適に用いることが可能であるため、車載用半導体に係る電子部品、高電圧を用いる表示装置に用いられる電子部品、大型電池等に好適であり、産業上の利用可能性が高い。
図1は、実施例で用いた一般式(I)で示される樹脂のIRスペクトルである。 図2は、一般式(1)で示される実施例1の樹脂のIRスペクトルである。 図3は、一般式(2)で示される実施例2の樹脂のIRスペクトルである。
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明する。
本発明は、上記一般式(1)で表されるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂(以下、一般式(1)の樹脂ともいう)及び上記一般式(2)で表されるアリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂(以下、一般式(2)の樹脂ともいう)に係るものである。以下、これらの樹脂を併せて本発明の樹脂ともいう。
本発明の樹脂は、フェノール類をビフェニリレン類によって架橋して得られるビフェニルアラルキルノボラック樹脂に、アリル基を付加させた化学構造を有する。アリル基の置換位置は前述のビフェニルアラルキル樹脂中のフェノール性水酸基にエーテル結合でアリルエーテル基として付加させても、ビフェニルアラルキル樹脂のフェノールモノマー部のベンゼン環に付加させていてもよい。
上記一般式(1)及び一般式(2)における複数のAで表されるアリル基のうち一部のアリル基は水素原子に置換されていても良い。従って、本発明の一般式(1)に複数存在するAのうち、何れか1以上のAが水素原子Hであってよい。一般式(1)中に(j+n×k+l)個存在するAのうち、水素原子で非置換であるもの、つまりアリル基であるものの割合は、50%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることが特に好ましい。一般式(1)の樹脂におけるAに対するアリル基の割合は、樹脂のアリル基当量を測定することにより求めることができる。
同様に本発明の一般式(2)における複数のAのうち、何れか1以上のAが水素原子Hであってよい。一般式(2)において、アリル基であるAの数は、当該式(2)が有するフェノール性水酸基(OH基)の数に対して、50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることが特に好ましい。一般式(2)の樹脂におけるフェノール性水酸基(OH基)に対するアリル基の割合は、樹脂のアリル基当量を測定することより求めることができる。
一般式(1)及び(2)の何れの樹脂においても、アリル基当量は、好ましくは100g/eq以上400g/eq以下であり、より好ましくは100g/eq以上350g/eq以下であり、特に好ましくは100g/eq以上300g/eq以下である。アリル基当量は、後述する実施例記載の方法で測定される。
一般式(1)及び(2)において、nが2以上である場合、複数あるk及びqはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。また一般式(2)において、nが2以上である場合、複数あるtは同一であっても異なっていてもよい。
一般式(1)の注釈における「k+q≦4」及び一般式(2)の注釈における「k+q+t≦4」とは、ビフェニリレン架橋基間に位置する一つのフェノールモノマー部(原料フェノール類に由来する部分)において成立していればよい。
また、一般式(2)におけるjとsとは異なる数であってもよいが、同じ数であることが好ましい。同様に、一般式(2)におけるlとuとは異なる数であってもよいが同じ数であることが好ましい。また一般式(2)においてn個存在する各フェノールモノマー部において、kとtとは異なる数であってもよいが、同じ数であることが好ましい。
前記一般式(1)において、j、k及びlの少なくとも一つが2であるとは、前記一般式(1)において樹脂の末端又はビフェニリレン架橋基間に位置する各ベンゼン環のうち、OA基が2つ結合しているベンゼン環が少なくとも1つ存在することを意味する。同様に、前記一般式(2)において、j、k及びlの少なくとも一つが2であるとは、前記一般式(2)において樹脂の末端又はビフェニリレン架橋基間に位置する各ベンゼン環のうち、OH基が2つ結合しているベンゼン環が少なくとも1つ存在することを意味する。一般式(1)において樹脂の末端又はビフェニリレン架橋基間に位置する各ベンゼン環のうち、OA基が2つ結合しているベンゼン環の割合は、式(1)中のj、k及びlのうち、2の整数であるj、k及びlの割合として表される。同様に、一般式(2)において樹脂の末端又はビフェニリレン架橋基間に位置する各ベンゼン環のうち、OH基が2つ結合しているベンゼン環の割合は、式(2)中のj、k及びlのうち、2の整数であるj、k及びlの割合として表される。一般式(1)及び(2)の何れにおいても、j、k及びlのうちの、2の整数であるj、k及びlの割合は、5%以上95%以下であることが樹脂の低粘性、硬化物としたときの耐熱性の観点から好ましい。この観点から前記一般式(1)及び(2)の何れにおいても、j、k及びlのうち、2の整数であるj、k及びlの割合は5%以上90%以下であることがより好ましく、5%以上80%以下であることが特に好ましい。
一般式(1)及び(2)において、Rで表される炭素数1〜10の飽和脂肪族炭化水素基は、直鎖状であっても、分岐状であっても、環状であってもよい。飽和脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、iso−プロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ブチル基、アミル基、iso−アミル基、tert−アミル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、ヘプチル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、1−オクチル基、iso−オクチル基、tert−オクチル基、アダマンチル基等が挙げられる。また、Rで表される炭素数1〜10の不飽和脂肪族炭化水素基としては、二重結合又は三重結合を少なくとも一つ有する直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基が挙げられる。この不飽和脂肪族炭化水素基の例としては、前述で挙げた各飽和脂肪族炭化水素基における炭素−炭素間一重結合の1以上を二重結合又は三重結合で置き換えた基を挙げることができ、具体的には、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、2−ブテニル基、2−メチルアリル基、1,1−ジメチルアリル基、3−メチル−2−ブテニル基、3−メチル−3−ブテニル基、4−ペンテニル基、ヘキセニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基;エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基等のアルキニル基;シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、4−メチルシクロヘキセニル基、4−エチルシクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基;アセチレンやブタジエン、イソプロピレンの重合物或いはそれらの共重合物より成る基等が挙げられる。なお、不飽和脂肪族炭化水素基がアルケニル基である場合、トランス体及びシス体の両者を包含する。
Rで表されるアリール基としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等が挙げられる。アリール基の炭素原子数は、6以上12以下が好ましい。Rで表されるアラルキル基としては、ベンジル基、メチルベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。アラルキル基の炭素原子数は、7以上14以下が好ましい。Rで表されるアルコキシ基としては、炭素数1〜10のものが好ましく、上記で挙げた各飽和脂肪族炭化水素基に対応する基が挙げられる。
一般式(1)及び(2)において、同一環上で隣接して存在するR同士は、互いに結合して縮合環を形成していてもよい。この場合に形成される縮合環としては、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等が挙げられる。
本発明の樹脂は、無機充填材等との混練によって得られる半導体封止材料を首尾よく製造し得る観点から、150℃におけるICI粘度が5Pa・s以下であることが好ましく、3Pa・s以下であることがより好ましく、1Pa・s以下であることが特に好ましい。この粘度は、後述する実施例に記載の方法により測定できる。
上記一般式(1)及び一般式(2)中、nは、0以上20以下の値を示し、0超20以下の値を示すことが好ましい。nの上限値は、本発明のフェノールノボラック樹脂の150℃における溶融粘度(ICI粘度)が、好ましくは5Pa・s以下、より好ましくは3Pa・s以下、さらに好ましくは1Pa・s以下となるような値であることが好ましい。本発明のフェノールノボラック樹脂は、様々な分子量を有する高分子の集合体なので、nの値は、該集合体における平均値で表される。
また本発明の樹脂の数平均分子量Mnは500以上5000以下であることが好ましく、500以上3000以下であることがより好ましい。数平均分子量はGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)測定装置によって、標準ポリスチレンによる検量線を用いて以下の装置及び条件で測定される。
GPC測定装置
型式:Waters e2695
カラム:LF−804
測定条件
カラム圧力:2.7MPa
溶離液:THF フローレート1mL/min
温度:40℃
検出器:スペクトロフォトメーター(Waters 2489)
WAVE LENGTH:254nmとRI
インジェクション量:50μL
試料濃度:5mg/mL
本発明の樹脂は、マレイミド化合物等と反応させることでガラス転移温度が高く耐熱性に優れ且つ難燃性にも優れた硬化物をもたらすことができ、従来のフェノール樹脂により得難い効果を奏するものである。
本発明の樹脂は、ビフェニリレン架橋基を有する上記一般式(I)で示されるビフェニルアラルキルノボラック樹脂を、ハロゲン化アリル類を用いてアリルエーテル化することによって好適に得ることができる。また、一般式(2)で示すアリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂は一般式(1)のアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂を加熱してクライゼン転移反応させることで好適に得ることが出来る。しかしながら、本発明の樹脂はこれらの製法によるものに限定されない。
一般式(I)で示されるアラルキルノボラック樹脂も、その製造方法に限定されるものではないが、この樹脂の製法の一例を以下説明する。
[アラルキルノボラック樹脂の製造方法]
一般式(I)で示されるアラルキルノボラック樹脂は、下記一般式(4)で示される化合物(例えば、4,4’−ビフェニリレン基、2,4’−ビフェニリレン基、2,2’−ビフェニリレン基等を有する化合物)と、通常は過剰量のフェノール類を、酸触媒存在下又は触媒の非存在下で、縮合反応させることによって1段反応で好適に製造することができる。
(式中、Xは、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は水酸基を表す)
フェノール類としては、ベンゼン環に1個の水酸基を有する化合物である1価フェノール及び、ベンゼン環に2個の水酸基を有する化合物である2価フェノールを併用して用いる。1価フェノールの例としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、n−プロピルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、フェニルフェノール、キシレノール、メチルプロピルフェノール、ジプロピルフェノール、ジブチルフェノール、グアヤコール、グエトール、トリメチルフェノール、ナフトール、メチルナフトール、ビスフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、アリルフェノール等が挙げられる。これらは1種を単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。1価フェノールのうち好ましいものはフェノール、クレゾールであり、より好ましいものはフェノールである。
2価フェノールとしては、レゾルシン、ハイドロキノン、カテコールを挙げることができ、好ましくは、レゾルシンである。これらは1種を単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。
これらのフェノール類はそのベンゼン環が置換基を有していてもよく、例えば炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐状アルキル基、置換又は非置換のアリール基を1個以上有していてもよい。
1価のフェノール及び2価のフェノールの好ましい混合比率としては、1価のフェノール及び2価のフェノールの混合物の合計モル数を100%としたときに、2価のフェノールのモル数が5%以上95%以下であることが好ましく、5%以上90%以下であることがより好ましく、5%以上80%以下であることが特に好ましい。
一般式(4)で示される化合物(ビフェニル型架橋剤)としては、4,4’−ジ(ハロゲノメチル)ビフェニル、2,4’−ジ(ハロゲノメチル)ビフェニル、2,2’−ジ(ハロゲノメチル)ビフェニル、4,4’−ジ(アルコキシメチル)ビフェニル、2,4’−ジ(アルコキシメチル)ビフェニル、2,2’−ジ(アルコキシメチル)ビフェニル、4,4’−ジ(ヒドロキシメチル)ビフェニル、2,4’−ジ(ヒドロキシメチル)ビフェニル、2,2’−ジ(ヒドロキシメチル)ビフェニル等が挙げられる。これらは1種を単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。
ここで、一般式(4)におけるXで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、特に塩素原子が好ましい。炭素原子数1〜6のアルコキシ基としては、特に限定されないが、炭素原子数1〜4のものが好ましく、メトキシ基又はエトキシ基がより好ましい。
一般式(4)で示される好ましい化合物としては、4,4’−ジ(クロロメチル)ビフェニル、4,4’−ジ(メトキシメチル)ビフェニル、4,4’−ジ(エトキシメチル)ビフェニルが挙げられる。
一般式(4)で示される化合物と、フェノール類を反応させる際には、酸触媒を用いることが好ましい。酸触媒としては、シュウ酸、ギ酸、酢酸等の有機酸、及び硫酸、p−トルエンスルホン酸、硫酸ジエチル等のフリーデルクラフト型触媒を好適に用いることができる。なお、一般式(4)で示される化合物としてハロゲノメチル基を有するビフェニル型架橋剤を用いた場合、酸触媒の非存在下でも好適に反応を行うことができる。
一般式(4)で示される化合物と、1価のフェノール及び2価のフェノールとを、酸触媒の存在下、又は非存在下で反応させることにより、一般式(I)のアラルキルノボラック樹脂(アラルキレン架橋フェノールノボラック樹脂ともいう)を得ることができる。1価のフェノール及び2価のフェノールはそれぞれ2種以上の混合物として反応させてもよい。反応終了後、未反応のフェノール類は、減圧下又は不活性ガスを吹き込みながら加熱して、系外へ留去することができる。また、酸触媒は、水洗等の洗浄により除去することができる。
[変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂の製造方法]
本発明の一般式(1)で示されるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂は、一般式(I)で示されるアラルキルノボラック樹脂に対し公知の方法でアリル化反応を行うことで好適に得ることができる。そのような方法としては例えば、一般式(I)で表されるアラルキルノボラック樹脂を塩基性触媒存在下でハロゲン化アリルと反応させる方法が挙げられる。具体的な手順の例としては、原料となる一般式(I)で示されるアラルキルノボラック樹脂に、有機溶媒、塩基性触媒及び塩化アリル等のハロゲン化アリルを添加し、アラルキルノボラック樹脂の水酸基をアリル化(アリルエーテル化)する。
有機溶媒、塩基性触媒及びハロゲン化アリルは、樹脂に同時及び異なるタイミングの何れで添加してもよく、異なるタイミングで添加する場合は、まず有機溶媒を先に添加した後に、ハロゲン化アリル及び塩基性触媒を同時又は何れかを先に添加することが好ましい。
アリルエーテル化反の好適な手段の例としては、原料となる一般式(I)で示されるア
ラルキルノボラック樹脂を有機溶媒等に溶解して樹脂溶液を得、次いでこの樹脂溶液に塩基性触媒を添加し、次いで塩化アリル等のハロゲン化アリルを添加し、アラルキルノボラック樹脂の水酸基をアリル化(アリルエーテル化)する。しかしながら、後述するように「未溶解の水酸化ナトリウムの存在下に」反応を行おうとする場合は、原料樹脂、有機溶媒及びハロゲン化アリルを混合した後に、この混合物に対して塩基性触媒として水酸化ナトリウムを添加することも好ましい。
ここで使用する有機溶媒としてはアルコール類、ケトン類、含窒素非プロトン性極性溶媒、含硫黄非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。アルコール類としては、メタノール、n−プロパノール、n−ブタノール等が挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。含窒素非プロトン性極性溶媒としては、分子内に窒素原子は有するがプロトン性を有さない極性溶媒が挙げられ、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、及び1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。含硫黄非プロトン性極性溶媒としては、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。この中でも、高収率且つ安定的に一般式(1)の樹脂を得る観点から、含窒素非プロトン性極性溶媒が好ましい。中でも、N,N−ジメチルアセトアミド又はN,N−ジメチルホルムアミドを用いることが好ましい。
有機溶媒の量は限定されないが、一般式(I)の樹脂100質量部に対して好ましくは50質量部以上5000質量部以下、より好ましくは100質量部以上3000質量部以下の量が挙げられる。本反応において、水は実質的に使用しないことが好ましい。具体的には、水の使用量は、原料となる一般式(I)で示されるアラルキルノボラック樹脂の量に対し、2質量%未満であることが好ましく、1質量%以下であることが好ましい。
塩基性触媒としては水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物が挙げられる。塩基性触媒の添加量は、一般式(I)で示されるアラルキルノボラック樹脂の水酸基に対して1.0当量以上2.0当量以下であることが好ましく、1.0当量以上1.5当量以下であることがより好ましく、1.0当量以上1.2当量以下であることが特に好ましい。塩基性触媒の添加量が1.0当量以上であると一般式(I)で示されるアラルキルノボラック樹脂の水酸基が十分にアリル化されるため好ましく、2.0当量以下であると未反応の水酸化ナトリウムの残存量が抑制され、除去工程を容易になるため好ましい。
一般式(I)で示されるアラルキルノボラック樹脂の好ましい態様の一つは、Rが水素原子であり、水酸基以外の置換基を有さないアラルキルノボラック樹脂である。
上記好ましい態様であるアラルキルノボラック樹脂の縮合度nの平均値は、好ましくは0.5以上20.0以下であり、より好ましくは2.0以上10.0以下である。また一般式(I)で表されるアラルキルノボラック樹脂の縮合度nは、150℃における溶融粘度(ICI粘度)は、好ましくは5Pa・s以下、より好ましくは3Pa・s以下、さらに好ましくは1Pa・s以下となるような値であることが好ましい。
また一般式(I)で表されるアラルキルノボラック樹脂の水酸基当量は、本発明の樹脂を首尾よく得る観点等から好ましくは100g/eq以上400g/eq以下であり、より好ましくは100g/eq以上350g/eq以下であり、特に好ましくは100g/eq以上300g/eq以下である。
ハロゲン化アリルとしては、塩化アリル、臭化アリル、ヨウ化アリル等を使用することができる。ハロゲン化アリルの添加量は塩基性触媒に対して1.0当量以上2.0当量以下であることが好ましく、1.0当量以上1.5当量以下であることがより好ましい。ハロゲン化アリルの添加量が1.0当量以上であるとアリル化反応の進行速度を一定程度以上とできるため好ましく、2.0当量以下であると、原料除去工程が容易になるため好ましい。
アリル化反応の温度は特に限定は無いが、室温(25℃)以上100℃以下で行うことが好ましい。室温以上とすることで、反応の進行を一定以上と出来、100℃以下とすることで、副反応の併発を防止して目的のアリル化樹脂を容易に得ることができるため好ましい。この観点からより好ましいアリル化反応の温度は、50以上90℃以下である。アリル化反応の時間は、例えば上記室温(25℃)以上100℃以下で行う場合、1時間以上10時間以下であることが好ましい。反応は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
以上の工程により、一般式(1)で示されるアリルエーテル変性ビフェニルノボラック樹脂を容易に得ることができる。
アリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂の製造方法において、好ましい態様の一つは、ビフェニルアラルキルノボラック樹脂の水酸基と塩化アリルの反応(アリルエーテル化反応)を、窒素雰囲気下、含窒素非プロトン性極性溶媒中に未溶解の水酸化ナトリウムが存在している状態で行う製造方法である。
「未溶解の水酸化ナトリウムの存在下に」反応を行うことによって、未溶解の水酸化ナトリウムが新たに溶媒中に溶解する工程が、反応溶媒中の水酸化ナトリウムの濃度を制御することになり、アリルエーテル化反応を通じて一定濃度の水酸化ナトリウムが反応に関与するような好適な反応条件となって、極めて温和且つ安定的に反応を行うことができる。
このような、好ましい態様において使用される水酸化ナトリウムは、100質量%中少なくとも80質量%(好ましくは90質量%、より好ましくは90〜95質量%)が0.5mm以上の粒径をもつ粒子上又はフレーク状の水酸化ナトリウムであることが好ましい。(ここで、「粒径」とは、形状が粒子状やフレーク状のものであっても、同一の体積の球としたときの直径を意味している)。なお、水酸化ナトリウムにおける少なくとも80質量%における粒径は、次のようにして求める。まず、乾燥窒素雰囲気下のドライボックス中で、水酸化ナトリウム20gから、篩を用いて粒径が比較的小さなものを篩い落として除き、粒径が比較的大きなもののみからなり、試料全体に対して80質量%以上の試料を分離する。この分離した試料から、目視で比較的小さい粒径のものを複数個選び出し、各質量を測定してその中から最も軽いものを粒径が最も小さいものとする。この粒径が最も小さいものの質量と水酸化ナトリウムの密度(2.13g/cm3)とを用いて、この水酸化ナトリウムを球と仮定した場合の直径を算出する。そして、水酸化ナトリウムは、少なくとも80質量%における粒径がこの算出した直径以上であるとする。
その他、溶媒量や反応温度等の反応条件については、上記の反応条件を適用することができる。
更に、得られた一般式(1)で示されるアリルエーテル変性ビフェニルノボラック樹脂を加熱してクライゼン転移反応させることにより、アリルエーテル基がフェノール核に転位し、一般式(2)で示されるアリル変性ビフェニルノボラック樹脂を得ることが出来る。この転移反応の温度は好ましくは150℃〜250℃、より好ましくは180℃〜230℃、更に好ましくは180℃〜200℃である。反応温度を150℃以上とすることにより、クライゼン転移反応の進行を速めることができ、反応温度を250℃以下とすることで原料や目的物等の分解をより確実に防止でき、目的のアリル変性ビフェニルノボラック樹脂を容易に得ることができるため好ましい。クライゼン転移反応は、窒素などの非活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
上記で得られた本発明の一般式(1)で表される樹脂及び/又は本発明の一般式(2)で表される樹脂は、後述するように、マレイミド化合物を含有する硬化用組成物として用いることができるほか、本発明の一般式(2)で表される樹脂は、エポキシ樹脂の硬化剤としての用途に用いることができる。
続いて、本発明の組成物について説明する。本発明の組成物は、本発明の一般式(1)で表される樹脂及び/又は本発明の一般式(2)で表される樹脂と、1分子中にマレイミド基を2つ以上有する化合物(以下単に「マレイミド化合物」ともいう)とを含有するものである。
マレイミド化合物の例としては、以下の一般式(5)又は一般式(6)で表されるものが挙げられる。
(式中、Yは1個の炭素−炭素二重結合を主鎖とする二価の基であり、Zは2〜40個の炭素原子を有する二価の基である)
(式中、Yは1個の炭素−炭素二重結合を主鎖とする二価の基であり、sは0もしくはそれ以上の値である)
上記一般式(5)及び(6)において、Yは−CR1=CR2−(R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1以上5以下の炭化水素基)であることが好ましい。また、Zは環状、直鎖状、分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基若しくは複素環基、又はこれらの2種以上を組み合わせた基とすることができる。
sは好ましくは0以上4以下、より好ましくは0以上2以下の値である。
具体的なマレイミド化合物としては、1,6−ビスマレイミド−(2,2,4−トリメチル)ヘキサン、1,6−ビスマミド−(2,4,4−トリメチル)ヘキサン、N,N’−デカメチレンビスマレイミド、N,N’−オクタメチレンビスマレイミド、N,N’−ヘキサメチレンビスマレイミド、N,N’−トリメチレンビスマレイミド、N,N’−エチレンビスマレイミドのような脂肪族(非環状)構造を有するものでもよいが、ビス[(2,5−ジオキソ−2,5−ジヒドロピロール−1−イル)メチル]ビシクロ[2,2、1]ヘプタン、N, N'−p−フェニレンビスマレイミド、N, N'−m−フェニレンビスマレイミド、N, N'−2,4−トルイレンビスマレイミド、N, N'−2,6−トルイ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'−3,3−ジフェニルメタンビスマレイミド、N, N'−4,4ジフェニルエーテルビスマレイミド、N,N'−3,3−ジフェニルエ−テルビスマレイミド、N, N'−4,4−ジフェニルスルフィドビスマレイミド、N, N'−3,3−ジフェニルスルフィドビスマレイミド、N, N'−4,4−ジフェニルスルホンビスマレイミド、N, N'−3,3−ジフェニルスルホンビスマレイミド、N, N'−4,4−ジフェニルケトンビスマレイミド、N, N'−3,3−ジフェニルケトンビスマレイミド、N,N'−4,4−ビフェニルビスマレイミド、N, N'−3,3−ビフェニルビスマレイミド、N, N'−4,4−ジフェニル−1,1−プロパンビスマレイミド、N, N'−3,3−ジフェニル−1,1−プロパンビスマレイミド、3,3'−ジメチル−N,N'−4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド、3,3'−ジメチル−N, N'−4,4'−ビフェニルビスマレイミド、1,3−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕メタン、1,1−ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕エタン、1,2−ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕エタン、2,2−ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕ブタン、2,2−ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4'−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ビフェニル、ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕スルホキシド、ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕エ−テル等のような、化合物の骨格が脂肪族環状構造や芳香族環状構造を有するものでも良い。これらのビスマレイミド化合物は単独でもしくは2種類以上混合して用いられる。
本発明の組成物におけるマレイミド化合物の含有量は、本発明の一般式(1)で示されるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂及び/又は一般式(2)で示されるアリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂のアリル基当量数とマレイミド化合物のマレイミド基当量数との割合[マレイミド基当量数/アリル基当量数]が、好ましくは0.80〜2.00、より好ましくは0.80〜1.60の範囲となる量である。
この割合が0.80以上であることで、その硬化物の耐熱性(ガラス転移温度)や膨張性(線膨張率)が十分となりやすく好ましい。また、この割合が2.00以下であることで、従来知られているビスマレイミド化合物が有する問題である、流動性が悪くて取り扱いが難しくなり、低温での硬化が容易ではなくなり、また得られる硬化物の靭性などが低下して脆くなるなどの不具合が生じにくくなるため好ましい。
なお、マレイミド基当量数やアリル基当量数などの官能基当量数は、当該化合物の官能基当量をA(g/eq)、仕込み量をB(g)としたときに、B/A(当該化合物の純度がC%の場合には[B×C/100]/A)によって求めることができる。すなわち、マレイミド基当量やアリル基当量などの官能基当量とは、官能基1個当たりの化合物の分子量を表し、官能基当量数とは、化合物質量(仕込み量)当たりの官能基の個数(当量数)を表す。
本発明の組成物は、硬化促進剤を含有することができる。硬化促進剤は、マレイミド化合物及びアリル基含有樹脂を含む組成物の硬化を促進するものであればよく、一般にラジカル開始剤として用いるものも含む。そのような硬化促進剤としては、アシル過酸化物、ハイドロパーオキサイド、ケトン過酸化物、t−ブチル基を有する過酸化物、クミル基を有する過酸化物などの有機過酸化物などを挙げることができる。例えばベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、カプリルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ビス(1−ヒドロキシシクロヘキシルパーオキサイド)、ヒドロキシヘプチルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、p−メタンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド(DCPOと略記することもある)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキサイド)ヘキサン、2,5−ジメチルヘキシル−2,5−ジ(パーオキシベンゾエート)、t−ブチルパーベンゾエート、t−ブチルパーアセテート、t−ブチルパーオクトエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、ジ−t−ブチル−ジ−パーフタレート等の有機過酸化物を挙げることができ、これらの1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。硬化促進剤を用いる場合、その添加量は、本発明の組成物中、本発明の樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下が好ましく、1質量部以上8質量部以下がより好ましい。
また、本発明の組成物は、その他の任意成分を含有していてもよい。そのような任意成分としては、本発明の組成物の用途によるが、例えば、充填剤、硬化促進用のイミダゾール化合物、カップリング剤、顔料、染料などの添加剤を好適に用いることができる。また、有機溶剤等の溶剤を用いることもできる。
充填剤としては、有機充填剤又は無機充填剤の何れも使用できる。無機充填剤としては例えば非晶性シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、硫酸バリウムなどが使用できる。特に非晶性シリカ及び結晶性シリカを用いることが好ましい。無機充填剤の粒径に特に制限はないが、充填率を考慮すると0.01μm以上150μm以下であることが望ましい。無機充填剤の配合割合に特に制限はないが、マレイミド組成物に占める無機充填剤の割合が70質量%以上95質量%以下であることが好ましく、70質量%以上90質量%以下であることが更に好ましい。無機充填剤の配合割合をこの範囲に設定することで、組成物の硬化物の吸水率が増加しにくくなるので好ましい。
本発明の組成物における、本発明の樹脂の量は、本発明の組成物の用途によって異なるが、例えば本発明の組成物が充填剤を含有しない場合は、本発明の組成物中10質量%以上90質量%以下であることが好ましく、30質量%以上60質量%以下であることがより好ましい。また例えば本発明の組成物が充填剤を含有する場合は本発明の樹脂の量は、本発明の組成物中5質量%以上25質量%以下であることが好ましく5質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
本発明の組成物における、本発明の樹脂、マレイミド化合物、硬化促進剤及び充填剤以外の成分の量は、本発明の組成物の用途によって異なるが、一般に、
本発明の樹脂に対して15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが特に好ましい。
本発明の組成物を調製するには、例えば本発明の樹脂、マレイミド化合物、更に必要に応じて加える硬化促進剤、無機充填剤、他の添加剤等を、ミキサー等を使用して均一に混合し、加熱ロール、ニーダー又は押出機等の混練機を用いて溶融状態で混練し、混練物を冷却し、必要に応じて粉砕すればよい。
本発明の組成物は、常法の加熱処理によって好適に硬化物を得ることができる。例えば、加熱処理は、ラジカル開始剤や硬化促進剤の有無によって影響を受けるが、好ましくは150〜280℃、より好ましくは150〜250℃で、好ましくは1〜24時間、より好ましくは1〜12時間、常圧下或いはオートクレーブなどを用いて加圧下で行うのがよい。
上記一般式(1)又は(2)で示される本発明の樹脂、及びこれを用いたマレイミド組成物は、特に限定するものではないが、半導体素子を封止する封止材料として好適に用いることができる。例えば、該半導体素子を搭載したリードフレーム等を金属キャビティ内に設置した後に、マレイミド組成物をトランスファーモールド、コンプレッションモールド又はインジェクションモールド等の成形方法で成形し、120℃から300℃程度の温度で加熱処理等をすることにより組成物を硬化させることで、半導体装置を好適に得ることができる。
また、本発明の組成物は、好ましくはメチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジメチルホルムアミドなどの公知の溶媒に均一に溶解してワニス溶液を製造することができる。そのワニス溶液を、ガラス等の多孔質ガラス基材やガラス繊維、紙、アラミド繊維等に塗布或いは含浸し、次いで加熱処理(半硬化)することでプリント基板用プリプレグを製造することができる。更に、得られたプリント基板用プリプレグの複数枚を積層し、必要に応じて加圧しながら加熱処理を行って硬化させることによって、本発明の組成物を用いてマトリックス樹脂を形成した積層板を好適に製造することができる。
また、積層板或いはプリプレグは、片面または両面に金属箔を重ね合わせて、必要に応じて加圧しながら加熱処理を行って金属張積層板を得ることができる。この金属張積層板は、エッチング処理によって回路パターンを形成し、プリント配線板として好適に用いることができる。
上記一般式(1)又は(2)で示される本発明の樹脂、及びこれを用いたマレイミド組成物は、半導体素子の封止材料やプリント配線基板材料等の電気・電子部品用途のほか、構造用材料、接着剤、塗料等として用いることができる。特に本発明の樹脂及び本発明の組成物は、優れた難燃性及び耐熱性を両立させた特性を生かし、高温下や燃焼しやすい状態で使用される部品、例えば、車載用半導体に係る電子部品、高電圧を用いる表示装置に用いられる電子部品、大型電池等に好適に用いることができる。
なお言うまでもないが、本発明は、本発明の樹脂及び組成物等に加え、上記一般式(1)又は(2)で示される本発明の樹脂を含有するマレイミド樹脂用硬化剤も提供するものである。該硬化剤は本発明の樹脂のみからなるものであってもよく、本発明の樹脂に加えて各種の添加剤を含有するものであってもよい。この添加剤としては、上記の本発明の組成物に用いられるマレイミド化合物以外の成分として上記で挙げた各種の成分が挙げられる。また本発明は、本発明の樹脂を用いてマレイミド化合物を硬化する方法も提供するものである。
以下に実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。しかしながら、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。特に断らない限り「部」は「質量部」を示す。また「%」は「質量%」を示す。
本実施例で用いた評価方法を以下に示す。
(1)アリル基当量(eq/g):JIS K0070に準拠したヨウ素価滴定法で測定した。
(2)水酸基当量(eq/g、以下「OH当量」ともいう):JIS K0070に準じた水酸基当量測定で測定した。
(3)ICI粘度(Pa・s):ICIコーンプレート粘度計としてTOA工業株式会社製MODEL CV−1Sを使用した。ICI粘度計のプレート温度を150℃に設定し、試料を所定量秤量した。プレート部に秤量した樹脂を置き、上部よりコーンで押えつけ、90sec放置した。コーンを回転させて、そのトルク値をICI粘度として読み取った。
(4)赤外吸収スペクトル(IR)分析
樹脂のIR分析は、パーキンエルマー社製のフーリエ変換赤外分光計 FT−IR分析装置 Spectrum を用いて行った。
(5)ガラス転移温度(Tg、℃):熱機械分析装置(日立製作所製 TMA−7100)を用い、昇温速度5℃/minの条件で測定した。
(6)5%質量減少温度(Td5)及び加熱質量減少率:TG/DTA(株式会社日立ハイテクサイエンス社製 TG/DTA7200)を用い、昇温速度10℃/minの条件で、5%質量減少温度(Td5)及び550℃における質量減少率を測定した。
(7)難燃性:UL−94に準拠して評価した。5本の試験片の各燃焼時間を合計し、燃焼時間とした。
[1]アリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂の調製
<合成例1>
撹拌装置、コンデンサー、及び窒素ガス導入管を備えたガラス製反応釜に、フェノール315g(3.4モル)、レゾルシン158.4g(1.4モル)、4,4’−ジ(クロロメチル)ビフェニル(以下、4,4’−BCMBと略記する。)200.8g(0.8モル)を仕込み、100℃で3時間反応させた。
その後、160℃に昇温し、4,4’−BCMBを全て反応させた。その間、生成するHClを留去した。反応終了後、減圧蒸留により未反応フェノール及び未反応レゾルシンを留去することにより、フェノールノボラック樹脂を得た。
得られたフェノールノボラック樹脂は一般式(I)において、p、q及びrが0であり、j、k及びlがそれぞれ独立に1又は2であり、ICI粘度(150℃)が0.70Pa・sであり、水酸基当量が136(g/eq)であるビフェニルアラルキルノボラック樹脂(以下、原料樹脂aという)であった。
また、反応終了時のGPC分析により得られる、留去した未反応フェノール量及び未反応レゾルシン量から、樹脂中の2価フェノール導入割合を算出すると、2価フェノール(レゾルシン)の導入割合、つまり一般式(I)におけるj、k及びlのうちの2の整数であるj、k及びlの割合は64%であった。
<実施例1>
温度計、冷却器、撹拌装置を備えた4つ口フラスコに、合成例1で得られた原料樹脂a 54.4g(水酸基0.40モル)、ジメチルホルムアミド 163.2g、塩化アリル 33.7g(0.44モル)を投入し、均一に溶解させた。この混合溶液に塩基性触媒として水酸化ナトリウム 16.8g(0.42モル、(少なくとも80質量%の粒径(水酸化ナトリウムを球と仮定した場合の直径)が4.3mm以上)を投入し、窒素雰囲気下60℃で4時間反応させることでアリルエーテル化反応を行った。得られた反応混合液を、130℃に昇温し減圧下にて未反応の塩化アリル及び溶媒を除去した。95℃に降温後、メチルイソブチルケトン150gを加え均一に溶解後、純水で10回洗浄し、副生成物の塩を除去した。洗浄後、130℃に昇温し、減圧下にて水分及びメチルイソブチルケトンを除去することによって、生成物である樹脂Aを得た。樹脂AのICI粘度を測定した。また、樹脂Aのアリル基当量を測定した。これらの結果を下記表1に示す。同表には、原料樹脂aのOH当量及びICI粘度も併せて示す。更に上述の方法で原料樹脂a及び樹脂AのIR分析を行った。得られた原料樹脂aのIR分析チャートを図1に、樹脂AのIR分析チャートを図2に示す。
図2から明らかな通り、樹脂Aのチャートでは、1200cm-1付近にアリルエーテルの吸収がみられた。また、900cm-1付近にアリル基に由来する炭素−炭素の二重結合の吸収がみられた。一方、原料樹脂aのチャート(図1)でみられる3400cm-1付近のフェノール性水酸基の吸収は、樹脂Aではほとんどみられなかった。
以上の結果から、得られた樹脂Aは、原料樹脂aのフェノール性水酸基がアリルエーテル化してなる一般式(1)で表されるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂であることが確認された。また樹脂Aのアリル基当量から一般式(1)中のAのうちほぼすべて(90モル%以上)が水素原子非置換であるつまりアリル基であることが確認された。一般式(1)中に存在するAのうちのアリル基の割合を算出する際、一般式(1)中のAの数は、原料樹脂aのOH基の数と同数とみなした。
[2]アリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂の調製
<実施例2>
温度計、冷却器、撹拌装置を備えた4つ口フラスコに、実施例1で得られたアリルエーテル化ビフェニルアラルキル樹脂Aを加え、窒素雰囲気下にて190℃で6時間クライゼン転移反応を行うことによって、生成物である樹脂Bを得た。樹脂BのICI粘度を測定した。また、樹脂Bのアリル基当量を測定した。これらの結果を下記表1に示す。更に上述の方法で、樹脂BのIR分析を行った。得られたIR分析チャートを図3に示す。
同様に図3から明らかな通り、図2で示される一般式(1)で表される樹脂AのIRチャートと比較して、図3で表される樹脂BのIRチャートでは、1200cm-1付近に観察されるアリルエーテルの吸収がなくなり、その代わりに3400cm-1付近に観察されるフェノール性水酸基の吸収の増加が顕著であった。このため一般式(1)で表されるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂である樹脂Aが、クライゼン転移反応により、一般式(2)で表されるアリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂となったこ
と、つまり得られた樹脂Bが一般式(2)で表される樹脂であることが確認された。また樹脂Bのアリル基当量から一般式(2)中のOH基の数に対するアリル基の数の割合が90モル%以上であることが確認された。この割合の算出の際に、一般式(2)中のOH基の数は、原料樹脂aのOH基の数と同数とみなした。
実施例1〜2で得られた変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂を用いてマレイミド組成物を調製し、該マレイミド組成物から得られた硬化物について硬化物特性を測定した。それらの結果を表2にまとめて示した。
[3]マレイミド組成物またはエポキシ樹脂組成物及び硬化物の調製及び評価
<実施例3>
フェノール樹脂として実施例1で得られたアリルエーテル化ビフェニルアラルキルノボラック樹脂A、マレイミド化合物として大和化成工業株式会社製BMI−1000のビスマレイミド(N, N'−4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド)(マレイミド当量:179g/eq)、硬化促進剤としてジクミルパーオキサイド(DCPO)、及び充填剤として龍森社製シリカ(MSR−2212)を使用してマレイミド組成物を調製した。具体的には、これら各成分を下記表2に示す配合で混合し、80℃の温度条件下、2本ロールで混練後粉砕しマレイミド組成物粉体を調製した。
得られたマレイミド組成物粉体を用いて作成した40φタブレットから、トランスファー成形機にて試験片を作成し、これに180℃、8時間、常圧下でポストキュアを行った。得られた硬化物について、上記の方法で、ガラス転移温度、5%質量減少温度(Td5)及び加熱質量減少率を測定し、難燃性を評価した。
<実施例4>
フェノール樹脂として実施例2で得られたアリル化ビフェニルアラルキル樹脂Bを用い、下記表2の配合でマレイミド組成物を調製した以外は実施例3と同様にして硬化物を得、5%質量減少温度(Td5)及び加熱質量減少率を測定し、難燃性を評価した。
<比較例1>
フェノール樹脂として、下記一般式(7)で示されるアリルフェノールノボラック樹脂であって、常温(25℃)で液状であり(E型粘度(25℃):
1770mPa・s)、数平均分子量Mn:400、水酸基当量144g/eq、アリル基当量144g/eq、のもの。(以下樹脂Xともいう)を用い、下記表2の配合でマレイミド組成物を調製した以外は実施例3と同様にして硬化物を得、5%質量減少温度(Td5)及び加熱質量減少率を測定し、難燃性を評価した。

<比較例2>
フェノール樹脂として、下記一般式(8)で示されるトリフェニルメタン型フェノール樹脂(ICI粘度(150℃):0.9Pa・s)、数平均分子量Mn:530(以下樹脂Yともいう)を用い、エポキシ樹脂としてトリフェニルメタン型エポキシ樹脂EPPN−502H(日本化薬株式会社製)、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(TPPと略記することもある)、及び充填剤として龍森社製シリカ(MSR−2212)を使用して高耐熱性EMC組成物を調製した。具体的には、これら各成分を表2に示す配合で混合し、80℃の温度条件下2本ロールで混練後粉砕しEMC粉体を調製した。
得られたEMC粉体を用いて作成した40φタブレットを、トランスファー成形機にて試験片を作成し、これに180℃、8時間、常圧下でポストキュアを行った。得られた硬化物について、上記の方法で、ガラス転移温度、5%質量減少温度(Td5)及び加熱質量減少率を測定し、難燃性を評価した。
表2に示すように、本発明の変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂A及びBを用いた実施例3及び4のマレイミド組成物は、高い耐熱性を有し、且つ優れた難燃性を有することが判る。これに対し、本発明の樹脂とは異なるアリル変性フェノール樹脂である樹脂Xを用いた比較例1のマレイミド組成物は、難燃性の点で実施例3及び4に比べて大きく劣り、耐熱性の点でもTd5及び加熱質量減少率の項目で劣ることが判る。また、本発明の樹脂とは異なるフェノール樹脂である樹脂Yを用いた比較例2のエポキシ樹脂組成物は、難燃性の点で実施例3及び4に比べて大きく劣り、更に、耐熱性においてもTg、Td5及び加熱質量減少率の全ての項目において、実施例3及び4に比べて大きく劣ることが判る。

Claims (12)

  1. 下記一般式(1)で表されるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂。
    (式中、
    Aはアリル基を示し、
    Rは水素原子、炭素数1〜10の飽和若しくは不飽和脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基又はアラルキル基を示し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
    j、k及びlは、それぞれ独立に1〜2の整数を示し、
    但し、j、k及びlの少なくとも一つは2であり、
    p、q及びrは、それぞれ独立に0〜3の整数を示し、
    k+q≦4であり、
    nは0〜20の値を示す。
    但し、複数あるAで示されるアリル基のうち一部のアリル基が水素原子に置換されていても良い。)
  2. 下記一般式(2)で表されるアリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂。
    (式中、
    Aはアリル基を示し、
    Rは水素原子、炭素数1〜10の飽和若しくは不飽和脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基又はアラルキル基を示し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
    j、k及びlは、それぞれ独立に1〜2の整数を示し、
    但し、j、k及びlの少なくとも一つは2であり、
    p、q及びrは、それぞれ独立に0〜3の整数を示し、
    s、t及びuは、それぞれ独立に1〜2の整数を示し、
    j+p+s≦5、k+q+t≦4、且つl+r+u≦5であり、
    nは0〜20の値を示す。
    但し、複数あるAで示されるアリル基のうち一部のアリル基が水素原子に置換されていても良い。)
  3. 下記一般式(I)で表されるアラルキルノボラック樹脂を塩基性触媒存在下でハロゲン
    化アリルと反応させる、請求項1に記載のアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂の製造方法。
    (式中、
    Rは水素原子、炭素数1〜10の飽和若しくは不飽和脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アリール基又はアラルキル基を示し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
    j、k及びlは、それぞれ独立に1〜2の整数を示し、
    但し、j、k及びlの少なくとも一つは2であり、
    p、q及びrは、それぞれ独立に0〜3の整数を示し、
    k+q≦4であり、
    nは0〜20の値を示す。)
  4. 含窒素非プロトン性極性溶媒を使用することを特徴とする請求項3に記載のアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂の製造方法。
  5. 請求項3または4に記載の方法で得られるアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂をクライゼン転移反応させる、請求項2に記載のアリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂の製造方法。
  6. 請求項1に記載のアリルエーテル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂及び/又は請求項2に記載のアリル変性ビフェニルアラルキルノボラック樹脂と、1分子中にマレイミド基を2つ以上有する化合物とを含有する組成物。
  7. 硬化促進剤を含む請求項6に記載の組成物。
  8. 充填材を含む請求項6又は請求項7に記載の組成物。
  9. 請求項6〜8の何れか一項に記載の組成物からなる硬化物。
  10. 請求項6〜8の何れか一項に記載の組成物からなる半導体素子の封止材。
  11. 請求項10に記載の封止材を用いて封止された半導体装置。
  12. 請求項6〜8の何れか一項に記載の組成物をマトリックス樹脂とする積層板。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018203883A (ja) * 2017-06-05 2018-12-27 住友ベークライト株式会社 封止用樹脂組成物および構造体
WO2021200414A1 (ja) * 2020-03-30 2021-10-07 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 多官能ビニル樹脂及びその製造方法
WO2022201979A1 (ja) * 2021-03-23 2022-09-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 樹脂組成物、プリプレグ、樹脂付きフィルム、樹脂付き金属箔、金属張積層板、及びプリント配線板

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06192361A (ja) * 1992-10-30 1994-07-12 Mitsui Toatsu Chem Inc フェノール系樹脂およびこれを含有するエポキシ樹脂組成物ならびにマレイミド樹脂組成物
JPH07228546A (ja) * 1994-02-16 1995-08-29 Nippon Oil Co Ltd アリル化ポリフェノール類、その製造方法、エポキシ樹脂用硬化剤及びマレイミド樹脂用硬化剤
JPH0859533A (ja) * 1994-08-22 1996-03-05 Shell Internatl Res Maatschappij Bv フェノール性アリルエーテル架橋剤
JPH0867746A (ja) * 1994-06-24 1996-03-12 Mitsui Toatsu Chem Inc フェノールアラルキル樹脂、その製造方法およびエポキシ樹脂組成物
JP2003104923A (ja) * 2002-08-29 2003-04-09 Nippon Kayaku Co Ltd アリル化多価フェノール化合物の製造法
JP2004137200A (ja) * 2002-10-17 2004-05-13 Jfe Chemical Corp フルオレニリデンジアリルフェノールの製造方法
WO2007007827A1 (ja) * 2005-07-13 2007-01-18 Ube Industries, Ltd. ビフェニレン架橋フェノールノボラック樹脂ならびにその用途
JP2009242658A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Nippon Steel Chem Co Ltd 多価ヒドロキシ化合物、エポキシ樹脂、それらの製造方法、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物
JP2012017423A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Nitto Denko Corp 熱硬化性樹脂組成物硬化体の製法およびそれにより得られた硬化物
JP2013043958A (ja) * 2011-08-25 2013-03-04 Meiwa Kasei Kk エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の製造方法、及びその使用
JP2014169428A (ja) * 2013-02-05 2014-09-18 Nippon Kayaku Co Ltd アリルエーテル樹脂およびその製造方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06192361A (ja) * 1992-10-30 1994-07-12 Mitsui Toatsu Chem Inc フェノール系樹脂およびこれを含有するエポキシ樹脂組成物ならびにマレイミド樹脂組成物
JPH07228546A (ja) * 1994-02-16 1995-08-29 Nippon Oil Co Ltd アリル化ポリフェノール類、その製造方法、エポキシ樹脂用硬化剤及びマレイミド樹脂用硬化剤
JPH0867746A (ja) * 1994-06-24 1996-03-12 Mitsui Toatsu Chem Inc フェノールアラルキル樹脂、その製造方法およびエポキシ樹脂組成物
JPH0859533A (ja) * 1994-08-22 1996-03-05 Shell Internatl Res Maatschappij Bv フェノール性アリルエーテル架橋剤
JP2003104923A (ja) * 2002-08-29 2003-04-09 Nippon Kayaku Co Ltd アリル化多価フェノール化合物の製造法
JP2004137200A (ja) * 2002-10-17 2004-05-13 Jfe Chemical Corp フルオレニリデンジアリルフェノールの製造方法
WO2007007827A1 (ja) * 2005-07-13 2007-01-18 Ube Industries, Ltd. ビフェニレン架橋フェノールノボラック樹脂ならびにその用途
JP2009242658A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Nippon Steel Chem Co Ltd 多価ヒドロキシ化合物、エポキシ樹脂、それらの製造方法、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物
JP2012017423A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Nitto Denko Corp 熱硬化性樹脂組成物硬化体の製法およびそれにより得られた硬化物
JP2013043958A (ja) * 2011-08-25 2013-03-04 Meiwa Kasei Kk エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の製造方法、及びその使用
JP2014169428A (ja) * 2013-02-05 2014-09-18 Nippon Kayaku Co Ltd アリルエーテル樹脂およびその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018203883A (ja) * 2017-06-05 2018-12-27 住友ベークライト株式会社 封止用樹脂組成物および構造体
JP7127251B2 (ja) 2017-06-05 2022-08-30 住友ベークライト株式会社 封止用樹脂組成物および構造体
WO2021200414A1 (ja) * 2020-03-30 2021-10-07 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 多官能ビニル樹脂及びその製造方法
WO2022201979A1 (ja) * 2021-03-23 2022-09-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 樹脂組成物、プリプレグ、樹脂付きフィルム、樹脂付き金属箔、金属張積層板、及びプリント配線板

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