JP2019189765A - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
200℃以下で硬化させるために、フェノール樹脂を触媒として用いる組成物が開示されている(特許文献4)。この組成物の硬化物は、低温硬化性に優れる一方、耐水性が不十分であり、かつ吸水率も高いといった欠点を有している。
耐湿信頼性を向上させる目的で、シアン酸エステル化合物とエポキシ樹脂を組み合わせる配合が開示されている(特許文献5)。この組成物の硬化物は、耐湿信頼性が向上する一方、高温での耐熱分解性に劣るといった欠点を有している。
下記の(A)、(B)及び(C)成分を含む熱硬化性樹脂組成物。
(A) 1分子中に2個以上のシアナト基を有し、シアネートエステル基当量が50〜140であるシアネートエステル化合物:(A)及び(B)成分の合計100質量%に対し、20〜85質量%
(B) 1分子中に2個以上のシアナト基を有し、シアネートエステル基当量が150〜500であるシアネートエステル化合物:(A)及び(B)成分の合計100質量%に対し、15〜80質量%
(C) 硬化促進剤
[2]
さらに(D)無機充填材を含む[1]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[3]
前記(C)硬化促進剤がフェノール樹脂を含むものである[1]又は[2]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[4]
前記(B)成分が1分子中に1個以上のアリル基を有するシアネートエステル化合物である[1]〜[3]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
(A)成分は、2個以上、好ましくは2〜12個のシアナト基を有し、シアネートエステル基当量50〜140、好ましくは70〜135、さらに好ましくは100〜135であるシアネートエステル化合物である。
(B)成分は、2個以上、好ましくは2〜12個のシアナト基を有し、シアネートエステル基当量150〜500、好ましくは150〜450、さらに好ましくは150〜400であるシアネートエステル化合物である。
(C)成分の硬化促進剤は、前記(A)及び(B)成分であるシアネートエステル化合物の硬化性を促進するものであればよく、一般に公知のものが使用できる。(C)成分の硬化促進剤としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレート等のリン系化合物;トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等の第3級アミン化合物;1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等の第3級アミン化合物との塩;2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物;レゾルシノール型フェノール樹脂、ジアリルビスフェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、アリルフェノールノボラック樹脂等のフェノール樹脂等が挙げられる。
(C)成分は、1種単独で使用されてもよく、若しくは2種以上を組み合わせて使用されてもよい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、上記成分(A)〜(C)の所定量を配合することによって得られるが、任意成分として(D)無機充填材を配合してもよい。(D)無機充填材は、熱硬化性樹脂組成物の樹脂強度向上や低熱膨張化を目的に配合される。無機充填材としては、例えば、シリカ類(例えば、溶融シリカ、結晶性シリカ、クリストバライト等)、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化チタン、ガラス繊維、酸化マグネシウム等が挙げられる。これら無機充填材の平均粒径や形状は、用途に応じて選択することができる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、上記成分(A)〜(D)に加え、その他の添加剤を必要に応じて本発明の目的、効果を損なわない範囲で添加することができる。かかる添加剤としては、離型剤、難燃剤、イオントラップ剤、酸化防止剤、接着付与剤、低応力剤、着色剤などが挙げられる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、次に示されるような方法で製造することができる。
例えば(A)シアネートエステル基当量50〜140であるシアネートエステル化合物と(B)シアネートエステル基当量150〜500であるシアネートエステル化合物と(C)硬化促進剤とを、同時に又は別々に必要により加熱処理を行いながら混合し、撹拌、溶解及び/又は分散させることにより、(A)〜(C)成分の混合物を得る。好ましくは、(A)及び(B)成分の混合物に(C)硬化促進剤を添加し、撹拌、溶解及び/又は分散させることにより(A)〜(C)成分の混合物を得てもよい。また、使用用途によって、(A)及び(B)成分の混合物、又は(A)〜(C)成分の混合物に、(D)無機充填材、離型剤、難燃剤及びイオントラップ剤のうち少なくとも1種類を添加して混合してもよい。各成分は単一種類で使用しても2種以上を併用してもよい。
組成物の製造方法では、混合、撹拌及び分散を行う装置について、特に限定されない。具体的には、例えば、撹拌及び加熱装置を備えたライカイ機、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、プラネタリーミキサー、又はマスコロイダーを用いることができ、これらの装置を適宜組み合わせて使用してもよい。
(A1)下記式(1)で表されるBis−E型シアネートエステル化合物(LECy:ロンザジャパン社製)[融点:29℃、粘度:室温で40mPa・s、シアネートエステル基当量133]
(B1)下記式(4)で表されるジアリルビスフェノールA型シアネートエステル化合物(A211:三菱ガス化学社製)[シアネートエステル基当量179]
(C1)レゾルシノール型フェノール樹脂(MEH−8400:明和化成社製)
(C2)アリルフェノールノボラック樹脂(MEH−8000H:明和化成社製)
(C3)1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7誘導体のテトラフェニルボレート塩(U−CAT 5002:サンアプロ社製)
(C4)テトラフェニルホスホニウム テトラ−p−トリルボレート(TPP−MK:北興化学社製)
RS−8225H(平均粒径15μm、龍森社製)
表1に示す配合(質量%)で熱硬化性樹脂組成物を得た。これらの組成につき、以下の諸特性を測定した。結果を表1に示す。
表1に示す配合(質量%)で調製した各熱硬化性樹脂組成物を1mm厚の金型に流し込み150℃のオーブンに1時間放置した後、オーブンから取出し室温の状態まで冷却して硬化性の評価を行った。硬化性の評価では、表面にタックが無いものを「○」、表面上にタックがある又は未硬化のものを「×」とし、各硬化物の硬化性評価結果を表1に記載した。
表1に示す配合(質量%)で調製した各熱硬化性樹脂組成物を型に流し込み、上面の直径2mm、下面の直径5mm、高さ3mmの円錐台形状の試験片としてシリコンチップ上に載せ、該試験片を150℃で2時間、さらに200℃で4時間加熱して硬化させた。硬化後、得られた試験片を室温の状態まで冷却して剪断接着力を測定し、その測定結果を初期値とした。各試験片の初期値を表1に記載した。
初期値の測定方法と同様にして、実施例及び比較例において調製した各熱硬化性樹脂組成物を型に流し込み、上面の直径2mm、下面の直径5mm、高さ3mmの円錐台形状の試験片としてシリコンチップ上に載せ、該試験片を150℃で2時間、さらに200℃で4時間加熱して硬化させた。硬化後、得られた試験片を200℃のオーブンにて1,000時間保管後、室温の状態まで冷却して剪断接着力を測定した。高温保管後の接着力保持率は、(200℃で1,000時間保管後の剪断接着力)/初期値×100(%)で求めた。各試験片の高温保管後の接着力保持率を表1に記載した。
初期値の測定方法と同様にして、実施例及び比較例において調製した各熱硬化性樹脂組成物を型に流し込み、上面の直径2mm、下面の直径5mm、高さ3mmの円錐台形状の試験片としてシリコンチップ上に載せ、該試験片を150℃で2時間、さらに200℃で4時間加熱して硬化させた。硬化後、得られた試験片を85℃/85%RHで1,000時間保管後、室温の状態まで冷却して剪断接着力を測定した。高温・高湿保管後の接着力保持率は、(85℃/85%RHで1,000時間保管後の剪断接着力)/初期値×100(%)で求めた。各試験片の高温・高湿保管後の接着力保持率を表1に記載した。
表1に示す配合(質量%)で調製した各熱硬化性樹脂組成物から製造した10×100×4mmの試験片を150℃で2時間、さらに200℃で4時間加熱して硬化させた。得られた試験片の初期重量を分析天秤(製品名:METTLER AT201(メトラー・トレド株式会社))を用いてひょう量した後、試験片を200℃オーブン中に500時間保管した。その後、試験片の200℃加熱後重量を分析天秤(製品名:METTLER AT201(メトラー・トレド株式会社))を用いてひょう量した。下記式から200℃加熱重量減少率(%)を算出した。
表1に示す配合(質量%)で調製した各熱硬化性樹脂組成物から製造した直径50mm×厚さ3mmの円盤を150℃で2時間、さらに200℃で4時間加熱して硬化させた。作製した円盤の初期重量を分析天秤(製品名:METTLER AT201(メトラー・トレド株式会社))を用いてひょう量した後、プレッシャークッカーにて121℃、2.03×105Paの飽和水蒸気下で168時間曝露した。その後、円盤の吸湿後重量を分析天秤(製品名:METTLER AT201(メトラー・トレド株式会社))を用いてひょう量した。下記式から吸水率(%)を算出した。
実施例及び比較例において150℃で2時間、さらに200℃で4時間加熱して作製した硬化物を、5×5×15mmの試験片にそれぞれを加工した後、それらの試験片を熱膨張計TMA8140C(株式会社リガク社製)にセットした。そして、昇温プログラムを昇温速度5℃/分に設定し、19.6mNの一定荷重が加わるように設定した後、25℃から300℃までの間で試験片の寸法変化を測定した。この寸法変化と温度との関係をグラフにプロットした。このようにして得られた寸法変化と温度とのグラフから、下記に説明するガラス転移温度の決定方法により、実施例及び比較例におけるガラス転移温度を求め、その結果を表1に示した。
Claims (4)
- 下記の(A)、(B)及び(C)成分を含む熱硬化性樹脂組成物。
(A) 1分子中に2個以上のシアナト基を有し、シアネートエステル基当量が50〜140であるシアネートエステル化合物:(A)及び(B)成分の合計100質量%に対し、20〜85質量%
(B) 1分子中に2個以上のシアナト基を有し、シアネートエステル基当量が150〜500であるシアネートエステル化合物:(A)及び(B)成分の合計100質量%に対し、15〜80質量%
(C) 硬化促進剤 - さらに(D)無機充填材を含む請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記(C)硬化促進剤がフェノール樹脂を含むものである請求項1又は2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記(B)成分が1分子中に1個以上のアリル基を有するシアネートエステル化合物である請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
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