JP2021042325A - マレイミド樹脂組成物及びマレイミド樹脂フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
(a)下記式(1)で表されるマレイミド
(b)フッ素樹脂粉体、及び、
(c)硬化触媒
を含有するマレイミド樹脂組成物。
<2>
式(1)中のAで示される有機基が下記構造式で示される4価の有機基のいずれかであることを特徴とする<1>に記載のマレイミド樹脂組成物。
<3>
(b)成分のフッ素樹脂粉体が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニル、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体及びエチレン・四フッ化エチレン共重合体から選ばれる少なくとも1種の粉体であることを特徴とする<1>または<2>に記載のマレイミド樹脂組成物。
<4>
更に(d)成分として炭素数10以上の(メタ)アクリレートを含有する<1>〜<3>のいずれか1つに記載のマレイミド樹脂組成物。
<5>
<1>〜<4>のいずれか1つに記載のマレイミド樹脂組成物の硬化物。
<6>
<1>〜<4>のいずれか1つに記載のマレイミド樹脂組成物からなるマレイミド樹脂フィルム。
(a)成分のマレイミド化合物は、本発明のマレイミド樹脂組成物の主成分となるものであり、下記式(1)で表されるマレイミド化合物である。
[測定条件]
展開溶媒:テトラヒドロフラン
流量:0.35mL/min
検出器:RI
カラム:TSK−GEL SuperHZタイプ(東ソー株式会社製)
SuperHZ4000(4.6mmI.D.×15cm×1)
SuperHZ3000(4.6mmI.D.×15cm×1)
SuperHZ2000(4.6mmI.D.×15cm×1)
カラム温度:40℃
試料注入量:5μL(濃度0.1重量%のTHF溶液)
(b)成分のフッ素樹脂粉体は、本発明のマレイミド樹脂組成物の硬化物(例えば、樹脂フィルム等)の比誘電率、誘電正接を好適に下げるための成分である。
フッ素樹脂粉体としては、特に制限はないが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニル、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、エチレン・四フッ化エチレン共重合体から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体及び四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体から選ばれる少なくとも1種の粉体であることが更に好ましい。これらはそれぞれ1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記界面活性剤としては、特に制限はないが、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤等の界面活性剤等が挙げられ、中でもパーフルオロアルキル基やパーフルオロポリエーテル基のようなフッ素変性有機基を含有するのにノニオン性界面活性剤が好ましい。
(c)成分の硬化触媒は、マレイミド樹脂組成物を硬化させるための触媒である。硬化触媒としては、特に制限はないが、熱ラジカル重合開始剤、熱カチオン重合開始剤、熱アニオン重合開始剤、光重合開始剤等が挙げられる。
特にUV−LEDから発生する放射線は単一波長であるので、UV−LEDを光源として用いる場合、340〜400nmの領域に吸収スペクトルのピークを有するα−アルキルアミノフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物の光重合開始剤を使用するのが有効である。
(d)成分は(a)成分のマレイミド化合物と同様に(b)フッ素樹脂粉体と相性がよく、更に本発明のマレイミド樹脂組成物の硬化物の接着力を向上させることができる。
接着助剤としては、特に制限はないが、例えばn−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、2−[メトキシ(ポリエチレンオキシ)プロピル]−トリメトキシシラン、メトキシトリ(エチレンオキシ)プロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、トリアリルイソシアヌレート、トリグリシジルイソシアヌレート等のイソシアヌレート化合物等が挙げられる。
酸化防止剤としては、特に制限はないが、例えばn−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、n−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)アセテート、ネオドデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ドデシル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、エチル−α−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシル−α−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシル−α−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2−(n−オクチルチオ)エチル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート、2−(n−オクタデシルチオ)エチル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート、2−(n−オクタデシルチオ)エチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2−(2−ステアロイルオキシエチルチオ)エチル−7−(3−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘプタノエート、2−ヒドロキシエチル−7−(3−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のフェノール系酸化防止剤、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)等の硫黄系酸化防止剤、トリデシルホスファイト、トリフェニルフォスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト2−エチルヘキシルジフェニルホスファイト、ジフェニルトリデシルホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2−[[2,4,8,10−テトラキス(1,1−ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン−6−イル]オキシ]−N,N−ビス[2−[[2,4,8,10−テトラキス(1,1−ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン−6−イル]オキシ]−エチル]エタナミン等のリン系酸化防止剤が挙げられる。
難燃剤としては、特に制限はなく、例えばリン系難燃剤、金属水和物、ハロゲン系難燃剤等が挙げられる。例えば、赤リン、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等のリン酸アンモニウム、リン酸アミド等の無機系含窒素リン化合物、リン酸、ホスフィンオキシド、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジルジ−2,6−キシレニルホスフェート、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、1,3−フェニレンビス(ジ−2,6−キシレニルホスフェート)、ビスフェノールA−ビス(ジフェニルホスフェート)、1,3−フェニレンビス(ジフェニルホスフェート)、フェニルホスホン酸ジビニル、フェニルホスホン酸ジアリル、フェニルホスホン酸ビス(1−ブテニル)、ジフェニルホスフィン酸フェニル、ジフェニルホスフィン酸メチル、ビス(2−アリルフェノキシ)ホスファゼン、ジクレジルホスファゼン等のホスファゼン化合物;リン酸メラミン;ピロリン酸メラミン;ポリリン酸メラミン;ポリリン酸メラム、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド等のリン系難燃剤、水酸化アルミニウム水和物、水酸化マグネシウム水和物等の金属水和物、ヘキサブロモベンゼン、ペンタブロモトルエン、エチレンビス(ペンタブロモフェニル)、エチレンビステトラブロモフタルイミド、1,2−ジブロモ−4−(1,2−ジブロモエチル)シクロヘキサン、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン、ビス(トリブロモフェノキシ)エタン、臭素化ポリフェニレンエーテル、臭素化ポリスチレン、2,4,6−トリス(トリブロモフェノキシ)−1,3,5−トリアジン等のハロゲン系難燃剤が挙げられる。
本発明のマレイミド樹脂組成物の製造方法については、(a)、(b)、(c)成分及び各種の任意成分の配合順序、調製方法等は特に限定されず、各成分は予め所定量を常法に準じて20〜100℃、好ましくは25〜80℃で混合すればよい。(b)成分のフッ素樹脂粉体の分散性が悪ければ必要に応じて3本ロール、ボールミル等を用いて分散性を高めてもよい。
本発明のマレイミド樹脂組成物はフィルム状に塗工してもよい。フィルム状に塗工する方法としては特に制限はなく、前記樹脂組成物を、該組成物に対して離型性を有する樹脂フィルム等の上に流してスキージを用いて塗工する方法などが挙げられる。
その際、前記マレイミド樹脂組成物は、加熱あるいは溶剤希釈などの方法によって低粘度化したものを用いるのが好ましい。有機溶剤で希釈した場合は、希釈後の組成物のチキソ比が1.0〜3.0の範囲内であれば、加工性が良好となるため好ましく、1.0〜2.5の範囲内が更に好ましく、1.0〜2.0の範囲内が更により好ましい。なお、前記チキソ比はJIS K 7117−1:1999記載の回転粘度計による25℃での粘度を、スピンドルの回転数を変えて測定し、以下の式によって求めた。
チキソ比=(1rpmでの粘度[Pa・s]/10rpmでの粘度[Pa・s])
(a−1)ビスマレイミド化合物
N−メチルピロリドン196gに1,12−ジアミノドデカン200g(1.0mol)及びピロメリット酸無水物207g(0.95mol)を添加し、25℃で3時間撹拌し、更に150℃で3時間撹拌した。得られた溶液に無水マレイン酸196g(2.0mol)、酢酸ナトリウム82g(1.0mol)及び無水酢酸204g(2.0mol)を加え、80℃で1時間撹拌した。その後、トルエン500g加え、更に水洗、脱水後、溶剤を減圧留去し、下記式で示される(a−1)ビスマレイミド化合物(重量平均分子量3,500)を得た。
N−メチルピロリドン350gに3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(商品名:カヤハードAA(日本化薬(株)社製))252g(1.0mol)及びピロメリット酸無水物207g(0.9mol)を添加し、室温で3時間撹拌し、更に120℃で3時間撹拌した。得られた溶液に無水マレイン酸196g(2.0mol)、酢酸ナトリウム82g(1.0mol)及び無水酢酸204g(2.0mol)を加え、80℃で1時間撹拌した。その後、トルエン500g加え、更に水洗、脱水後、溶剤を減圧留去し、下記式で示される(a−4)ビスマレイミド(重量平均分子量1,800)を得た。
jER−828EL(商品名)(三菱化学(株)社製)
Avatrel(商品名)(Promerus社製、1,3,5−トリメチルベンゼン溶液、樹脂20質量%)
(b−1)鱗片状ポリテトラフルオロエチレン充填材(商品名:「TFW−3000F」(セイシン企業(株)社製、平均粒径3μm))
(b−2)球状ポリテトラフルオロエチレン充填材(商品名:「KTL−500F」(喜多村(株)社製、平均粒径600nm))
(b−3)破砕状ポリテトラフルオロエチレン充填材(商品名:「TF−9205」(スリーエムジャパン(株)社製、平均粒径8μm))
(b−4)破砕状ポリテトラフルオロエチレン充填材(商品名:「ルブロンL−5」(ダイキン(株)社製、平均粒径5μm))
(c−1)ジクミルパーオキサイド(商品名:「パークミルD」(日油(株)社製))
(c−2)トリフェニルホスフィン(キシダ化学(株)社製)
実施例1〜5、比較例1〜4では、表1に示した配合(質量部)で、熱2本ロールを使用して80℃で混練し、マレイミド樹脂組成物を調製した。
実施例6〜9、比較例5〜12では、表2に示した配合(質量部)で、各成分をシクロヘキサノンに溶解、分散させ、不揮発成分が60〜77質量%、JIS K 7117−1:1999記載の回転粘度計による25℃、10rpmでの粘度が1.5〜2.0Pa・sになるように、攪拌機THINKY CONDITIONING MIXER(シンキー(株)社製)に入れて3分撹拌脱泡し、マレイミド樹脂組成物を作製した。自動塗工装置PI−1210(テスター産業社製)を用いて、ETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン)フィルムの上に前記マレイミド樹脂組成物を塗布し、縦150mm×横150mm×厚さ50μmを有する膜状に成形した。その後、100℃×30分間加熱することでシクロヘキサノンを揮発させ、縦150mm×横150mm×厚さ30μmの25℃で固体状の樹脂フィルムを作製した。
PTFEで表面をコーティングした100mm×100mm×2mm厚の凹型の金型に、調製したマレイミド樹脂組成物をのせ、180℃で2時間熱プレスし、試験サンプルを作製した。JIS K 6251:2017に準拠して、卓上小型試験機(EZ−L、株式会社島津製作所製)を用いて、試験速度500mm/min.、つかみ具間距離80mm、標点間距離40mmの条件で試験サンプルの引張強さと切断時伸びを測定した。結果を表1に記載した。
60mm×60mm×0.1mm厚の金型枠に、調製したマレイミド樹脂組成物を挟み、180℃で2時間熱プレスし、試験サンプルを作製した。作製した試験サンプルにネットワークアナライザ(キーサイト社製 E5063−2D5)とストリップライン(キーコム株式会社製)を接続して、周波数10GHzにおける比誘電率、誘電正接を測定した。結果を表1に記載した。
また、作製したマレイミド樹脂フィルムを180℃で2時間本硬化させ、上記と同様の方法で周波数10GHzにおける比誘電率、誘電正接を測定した。結果を表2に記載した。
20mm角シリコンウエハの上に100μmのスペーサーを設け、調製したマレイミド樹脂組成物を厚み100μmになるように塗布し、その上から2mm角に切ったシリコンチップを押し当てて、それらを加熱硬化(180℃で2時間)し、その後、接着力測定装置(ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製万能型ボンドテスター シリーズ4000(DS−100))を用いて、チップの横からはじいた際の接着力を測定した(ダイシェアテスト)。結果を表1に記載した。
表2に示した配合(質量部)で調製したマレイミド樹脂組成物について、JIS K 7117−1:1999記載の回転粘度計による25℃での粘度を、スピンドルの回転数を変えて測定し、フィルム状に塗工する前のチキソ比を以下の式によって求めた。結果を表2に記載した。
チキソ比=(1rpmでの粘度[Pa・s]/10rpmでの粘度[Pa・s])
レーザー顕微鏡(VKX−110、キーエンス(株)社製)を用いて、作製したマレイミド樹脂フィルムの表面の算術表面粗さ(Ra)を下記の測定条件で測定した。結果を表2に記載した。
(測定条件)
対物レンズ:50倍
測定モード:表面形状
測定品質:高精度(ピッチ0.02μm)
比較例1〜4では、エポキシ樹脂とフッ素樹脂粉体の相溶性が悪く、フッ素樹脂粉体が均一に分散していないため、硬化物の強度、切断時伸び、接着力が低かった。
比較例5では(a−7)のマレイミド樹脂とフッ素樹脂粉体の相溶性が悪く、チキソ比が高く、フィルム状に塗工できなかった。
比較例6ではチキソ比は比較的高く、フィルム状に塗工することができた。しかし、フッ素樹脂粉体が均一に分散していないため、塗工後の樹脂フィルムの算術平均表面粗さが高い値であった。
比較例7では環状オレフィン樹脂とフッ素樹脂粉体の相溶性が悪く、チキソ比が高く、フィルム状に塗工できなかった。
比較例8ではチキソ比は比較的高く、フィルム状に塗工することができた。しかし、フッ素樹脂粉体が均一に分散していないため、塗工後の樹脂フィルムの算術平均表面粗さが高い値であった。
比較例9〜12ではチキソ比は比較的高く、フィルム状に塗工することができた。しかし、フッ素樹脂粉体が均一に分散していないため、塗工後の樹脂フィルムの算術平均表面粗さが高い値であった。
Claims (6)
- (b)成分のフッ素樹脂粉体が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニル、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体及びエチレン・四フッ化エチレン共重合体から選ばれる少なくとも1種の粉体であることを特徴とする請求項1または2に記載のマレイミド樹脂組成物。
- 更に(d)成分として炭素数10以上の(メタ)アクリレートを含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のマレイミド樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のマレイミド樹脂組成物の硬化物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のマレイミド樹脂組成物からなるマレイミド樹脂フィルム。
Priority Applications (2)
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