JP2021066759A - Thermosetting resin composition and cured product thereof - Google Patents

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Abstract

To provide a new thermosetting resin composition containing a cyanate ester compound and an epoxy resin, wherein it is possible to maintain the heat resistance of a cured product of the thermosetting resin composition while achieving increased toughness.SOLUTION: A thermosetting resin composition contains (A) a cyanate ester compound, (B) an epoxy resin, (C) a curing accelerator, (D) radical-polymerizable monomers and (E) a radical initiator. As (D) the radical-polymerizable monomers, in the total mass of (A) (B) (C) (D) and (E), 0.5-40 mass% of a monofunctional radical-polymerizable monomer and 10 mass% or less of a polyfunctional radical-polymerizable monomer are contained.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、シアネートエステル化合物およびエポキシ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物及びその硬化物に関する。 The present invention relates to a thermosetting resin composition containing a cyanate ester compound and an epoxy resin, and a cured product thereof.

近年、多層回路基板、高集積回路基板等の電気・電子機器材料については、機器の小型化、軽量化及び高機能化が進み、更なる多層化、高密度化、薄型化、軽量化、信頼性及び成形加工性等の向上が求められている。熱や活性エネルギー線によって硬化し得る硬化性樹脂組成物は、各種用途への適用が種々検討され、各用途で要求される特性に優れた硬化性樹脂組成物の開発がなされている。 In recent years, with regard to electrical and electronic equipment materials such as multi-layer circuit boards and highly integrated circuit boards, equipment has become smaller, lighter, and more sophisticated, and further multi-layer, high-density, thin, lightweight, and reliable. Improvements in properties and moldability are required. Various applications of curable resin compositions that can be cured by heat or active energy rays have been studied, and curable resin compositions having excellent properties required for each application have been developed.

代表的な熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を挙げることができる。エポキシ樹脂は、従来から各種用途へ適用されており、より耐熱性、成型性、加工性、保存安定性等の向上の点から現在も改良が継続して実施されている。
また、電気・電子機器材料向けの代表的な樹脂としてシアネート樹脂を挙げることができる。シアネート樹脂は、熱硬化樹脂としての良好な耐熱性に加え、誘電率・誘電正接といった誘電特性が優れているため、近年要求が高まっている高周波領域での絶縁層として開発がなされている。
Epoxy resin can be mentioned as a typical thermosetting resin. Epoxy resins have been applied to various applications, and are still being improved from the viewpoint of improving heat resistance, moldability, processability, storage stability, and the like.
Further, a cyanate resin can be mentioned as a typical resin for electric / electronic device materials. Cyanate resin has been developed as an insulating layer in a high frequency region, which has been increasing in demand in recent years because it has excellent dielectric properties such as dielectric constant and dielectric loss tangent in addition to good heat resistance as a heat-curable resin.

近年、これらシアネート樹脂とエポキシ樹脂を併用することで、硬化物の特性を向上させる検討がなされている。
例えば特許文献1は、1分子中に2つ以上のシアネートエステル基を有するシアネートエステル化合物と、1分子中に2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、1分子中に2つ以上の不飽和二重結合を有し、かつ、分子中に炭素と水素とのみから形成される環構造を有すると共に分子中に水酸基を有しないラジカル重合性化合物と、ラジカル重合開始剤とを組み合わせることで、ラジカル重合性化合物の環構造が、硬化物の剛直化に寄与し、硬化物の機械的特性、特に曲げ弾性率及び曲げ強さの向上に寄与するばかりか、ラジカル重合性化合物が水酸基を有していないので、ラジカル重合禁止剤として作用することなく効率的に重合を進行させることができる。
In recent years, studies have been made to improve the characteristics of cured products by using these cyanate resins and epoxy resins in combination.
For example, Patent Document 1 describes a cyanate ester compound having two or more cyanate ester groups in one molecule, an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, and two or more unsaturateds in one molecule. A radical by combining a radically polymerizable compound having a double bond and having a ring structure formed only of carbon and hydrogen in the molecule and having no hydroxyl group in the molecule, and a radical polymerization initiator. The ring structure of the polymerizable compound contributes to the rigidity of the cured product, and not only contributes to the improvement of the mechanical properties of the cured product, particularly the bending elasticity and bending strength, but also the radically polymerizable compound has a hydroxyl group. Therefore, the polymerization can be efficiently promoted without acting as a radical polymerization prohibiting agent.

また、特許文献2は、特定の骨格を有する、エポキシ樹脂、シアネートエステル化合物及び硬化促進剤を含有する硬化性樹脂組成物が、成型性、加工性及び保存安全性に優れ、かつ、低温で硬化しうると共に、硬化物が耐熱性に優れることを開示している。 Further, in Patent Document 2, a curable resin composition having a specific skeleton and containing an epoxy resin, a cyanate ester compound and a curing accelerator is excellent in moldability, processability and storage safety, and is cured at a low temperature. It is disclosed that the cured product has excellent heat resistance.

特開2011−46815号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-46815 特開2017−149878号公報JP-A-2017-149878

シアネートエステル化合物やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、三次元架橋構造を有する不溶不融の硬化として使用されるため、本質的に脆く、靭性に劣るという課題を抱えている。特に近年、エポキシ樹脂をはじめとする熱硬化性樹脂の用途が、航空機の構造材料として使用される炭素繊維などの高性能複合材料や、半導体集積回路の封止材など、先端技術分野へ拡大しているため、熱硬化性樹脂組成物の硬化物に対して、より靭性を高めることが要求されている。
特許文献1においては、靱性や耐熱性について何ら検討がなされていない。また、特許文献2においては、耐熱性に改善が見られるが、熱硬化性樹脂特有の脆さについては改善がなされていない。
A cured product of a thermosetting resin composition such as a cyanate ester compound or an epoxy resin has a problem that it is inherently brittle and inferior in toughness because it is used as an insoluble and infusible curing having a three-dimensional crosslinked structure. .. Particularly in recent years, the use of thermosetting resins such as epoxy resins has expanded to advanced technology fields such as high-performance composite materials such as carbon fiber used as structural materials for aircraft and encapsulants for semiconductor integrated circuits. Therefore, it is required to further enhance the toughness of the cured product of the thermosetting resin composition.
In Patent Document 1, no study has been made on toughness and heat resistance. Further, in Patent Document 2, although the heat resistance is improved, the brittleness peculiar to the thermosetting resin is not improved.

本発明の目的は、シアネートエステル化合物およびエポキシ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物に関し、前記特許文献2記載の発明をさらに発展させることで、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の耐熱性を維持しつつ、具体的には、少なくとも当該硬化物のガラス転移温度(Tg)を220℃以上としつつ、靱性を高めることができる、新たな熱硬化性樹脂組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to further develop the invention described in Patent Document 2 with respect to a thermosetting resin composition containing a cyanate ester compound and an epoxy resin to improve the heat resistance of the cured product of the thermosetting resin composition. Specifically, it is an object of the present invention to provide a new thermosetting resin composition capable of increasing toughness while maintaining at least the glass transition temperature (Tg) of the cured product at 220 ° C. or higher.

本発明は、(A)シアネートエステル化合物、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化促進剤、(D)ラジカル重合性モノマー及び(E)ラジカル開始剤を含有し、
(D)ラジカル重合性モノマーとして、(A)(B)(C)(D)及び(E)の合計質量中、単官能のラジカル重合性モノマーを0.5〜40質量%含み、且つ、多官能のラジカル重合性モノマーを10質量%以下含むことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物を提案する。
The present invention contains (A) a cyanate ester compound, (B) an epoxy resin, (C) a curing accelerator, (D) a radically polymerizable monomer and (E) a radical initiator.
(D) As the radically polymerizable monomer, 0.5 to 40% by mass of the monofunctional radically polymerizable monomer is contained in the total mass of (A), (B), (C), (D) and (E), and the amount is large. We propose a thermosetting resin composition containing 10% by mass or less of a functional radically polymerizable monomer.

本発明が提案する熱硬化性樹脂組成物によれば、少なくとも硬化物のガラス転移温度(Tg)220℃以上を維持しつつ、靱性を効果的に高めることができる。特に、(A)シアネートエステル化合物と(B)エポキシ樹脂との硬化と、(D)ラジカル重合性モノマーのラジカル重合を同時に行う方法(「in situ反応・重合法」とも称する)により、(A)シアネートエステル化合物及び(B)エポキシ樹脂に由来する相と、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する相とを有する相分離構造を備えた硬化物を作製することができ、硬化物の強靭化を図ることができる。 According to the thermosetting resin composition proposed by the present invention, toughness can be effectively increased while maintaining at least a glass transition temperature (Tg) of 220 ° C. or higher of the cured product. In particular, (A) can be obtained by a method of simultaneously curing (A) a cyanate ester compound and (B) an epoxy resin and (D) radical polymerization of a radically polymerizable monomer (also referred to as "in situ reaction / polymerization method"). A cured product having a phase-separated structure having a phase derived from a cyanate ester compound and (B) epoxy resin and a phase derived from (D) a radically polymerizable monomer can be produced, and the cured product can be toughened. Can be planned.

次に、発明の実施形態例に基づいて本発明を説明する。但し、本発明が次に説明する実施形態に限定されるものではない。 Next, the present invention will be described based on examples of embodiments of the invention. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.

<<本熱硬化性樹脂組成物>>
本発明の実施形態の一例に係る熱硬化性樹脂組成物(「本熱硬化性樹脂組成物」と称する)は、(A)シアネートエステル化合物、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化促進剤、(D)ラジカル重合性モノマー及び(E)ラジカル開始剤、さらに必要に応じて(F)その他の成分を含有する熱硬化性樹脂組成物である。
<< This thermosetting resin composition >>
The thermosetting resin composition (referred to as “the thermosetting resin composition”) according to an example of the embodiment of the present invention includes (A) a cyanate ester compound, (B) an epoxy resin, and (C) a curing accelerator. A thermosetting resin composition containing (D) a radically polymerizable monomer, (E) a radical initiator, and, if necessary, (F) other components.

<(A)シアネートエステル化合物>
(A)シアネートエステル化合物は、1分子中に2つ以上のシアネートエステル基(−OCN)を有する化合物を含有する樹脂であり、中でも芳香族環を有するものが好ましい。芳香族環はその剛直性の高さから硬化物の耐熱性を向上させる効果がある。
<(A) Cyanate ester compound>
The cyanate ester compound (A) is a resin containing a compound having two or more cyanate ester groups (-OCN) in one molecule, and among them, those having an aromatic ring are preferable. The aromatic ring has the effect of improving the heat resistance of the cured product due to its high rigidity.

前記芳香族環としては、ベンゼン等の単環芳香族炭化水素;ナフタレン、アズレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、クリセン、トリフェニレン、テトラセン、テトラフェン等の多環芳香族炭化水素を挙げることができる。 Examples of the aromatic ring include monocyclic aromatic hydrocarbons such as benzene; and polycyclic aromatic hydrocarbons such as naphthalene, azulene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, triphenylene, tetracene, and tetraphen.

また、シアネートエステル化合物は、部分構造として、上述の単環芳香族炭化水素および多環芳香族炭化水素に加えて、ビフェニル、トリフェニルメタン、各種ビフェノール類、フルオレン、キサンテンなどを有するものが好ましい。 Further, the cyanate ester compound preferably has biphenyl, triphenylmethane, various biphenols, fluorene, xanthene and the like as a partial structure in addition to the above-mentioned monocyclic aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons.

本熱硬化性樹脂組成物中に含まれるシアネートエステル化合物のシアネート当量(シアネートエステル化合物に含まれるシアネート基1モルあたりの質量(g))は、特に制限はない。加工性、耐熱性、電気特性等の各種バランスの観点から、50〜500g/eq.であることが好ましく、中でも80g/eq.以上或いは300g/eq.以下であることがより好ましく、その中でも100g/eq.以上或いは200g/eq.以下であることが特に好ましい。 The cyanate equivalent of the cyanate ester compound contained in the thermosetting resin composition (mass (g) per mol of cyanate group contained in the cyanate ester compound) is not particularly limited. From the viewpoint of various balances such as workability, heat resistance, and electrical characteristics, 50 to 500 g / eq. Of particular, 80 g / eq. Above or 300 g / eq. The following is more preferable, and among them, 100 g / eq. Above or 200 g / eq. The following is particularly preferable.

また、(A)シアネートエステル化合物の分子量は、組成物の粘度を低くして加工性を向上させる観点から、1000以下であることが好ましく、600以下であることがより好ましく、400以下であることが特に好ましい。 The molecular weight of the (A) cyanate ester compound is preferably 1000 or less, more preferably 600 or less, and more preferably 400 or less, from the viewpoint of lowering the viscosity of the composition and improving processability. Is particularly preferable.

かかる観点から、例えば、好ましいシアネートエステル化合物として、以下の構造のものを挙げることができる。 From this point of view, for example, preferable cyanate ester compounds have the following structures.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

本熱硬化性樹脂組成物に含まれるシアネートエステル化合物は、1分子中に少なくとも2個以上のシアネート基を有するものである。但し、シアネート基の一部が付加反応又は環化して、直線状の付加体やトリアジン環を形成する等の多量体(プレポリマーと称することがある)となっていてもよい。 The cyanate ester compound contained in the present thermosetting resin composition has at least two or more cyanate groups in one molecule. However, a part of the cyanate group may be added or cyclized to form a multimer (sometimes referred to as a prepolymer) such as a linear adduct or a triazine ring.

本熱硬化性樹脂組成物中に含まれるシアネートエステル化合物は、1種類のみ使用してもよく、2種類以上の組み合わせであってもよい。またそれらの組み合わせに用いるシアネートエステル化合物はプレポリマーであってもよい。 Only one type of cyanate ester compound contained in the present thermosetting resin composition may be used, or a combination of two or more types may be used. Further, the cyanate ester compound used in the combination thereof may be a prepolymer.

<(B)エポキシ樹脂 >
(B)エポキシ樹脂は、組成物や硬化物に必要な物性に応じて適宜選択可能である。中でも、1分子内にエポキシ基を3つ以上有する多官能エポキシ樹脂を使用することがより好ましい。(B)エポキシ樹脂が、1分子内にエポキシ基を3個以上有していれば、高いガラス転移温度(Tg)を維持することができる。かかる観点から、1分子内にエポキシ基を4個以上有しているのがさらに好ましい。他方、8個以上有するものは未反応のエポキシ基が残存し、かえってTgや機械的特性の低下につながる可能性があるため、7個以下有しているのが好ましく、6個以下有しているのがさらに好ましい。
<(B) Epoxy resin>
The epoxy resin (B) can be appropriately selected depending on the physical characteristics required for the composition and the cured product. Above all, it is more preferable to use a polyfunctional epoxy resin having three or more epoxy groups in one molecule. If the epoxy resin (B) has three or more epoxy groups in one molecule, a high glass transition temperature (Tg) can be maintained. From this point of view, it is more preferable to have four or more epoxy groups in one molecule. On the other hand, if it has 8 or more, unreacted epoxy groups remain, which may lead to deterioration of Tg and mechanical properties. Therefore, it is preferable to have 7 or less, and 6 or less. It is more preferable to have.

本熱硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ化合物のエポキシ当量(エポキシ化合物に含まれるエポキシ基1モルあたりの質量(g))は、特に制限はない。加工性、耐熱性、電気特性等の各種バランスの観点から、50〜500g/eq.であることが好ましく、中でも70g/eq.以上或いは300g/eq.以下であることがより好ましく、その中でも90g/eq.以上或いは250g/eq.以下であることが特に好ましい。 The epoxy equivalent of the epoxy compound contained in the thermosetting resin composition (mass (g) per mole of epoxy group contained in the epoxy compound) is not particularly limited. From the viewpoint of various balances such as workability, heat resistance, and electrical characteristics, 50 to 500 g / eq. It is preferably 70 g / eq. Above or 300 g / eq. More preferably, it is 90 g / eq. Above or 250 g / eq. The following is particularly preferable.

また、エポキシ樹脂は、芳香族環を1つ以上有するものが好ましい。芳香族環はその剛直性の高さから硬化物の耐熱性を向上させる効果がある。
前記芳香族環としては、ベンゼン等の単環芳香族炭化水素;ナフタレン、アズレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、クリセン、トリフェニレン、テトラセン、テトラフェン等の多環芳香族炭化水素を挙げることができる。
Further, the epoxy resin preferably has one or more aromatic rings. The aromatic ring has the effect of improving the heat resistance of the cured product due to its high rigidity.
Examples of the aromatic ring include monocyclic aromatic hydrocarbons such as benzene; and polycyclic aromatic hydrocarbons such as naphthalene, azulene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, triphenylene, tetracene, and tetraphen.

エポキシ樹脂は、部分構造として、上述の単環芳香族炭化水素および多環芳香族炭化水素に加えて、ビフェニル、トリフェニルメタン、各種ビフェノール類、フルオレン、キサンテンなどを有するものが好ましい。 The epoxy resin preferably has a partial structure such as biphenyl, triphenylmethane, various biphenols, fluorene, xanthene, etc., in addition to the above-mentioned monocyclic aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons.

かかる観点から、エポキシ樹脂の好ましい例として、以下の一般式(1)〜(11)で表されるエポキシ樹脂を挙げることができる。 From this point of view, preferred examples of the epoxy resin include epoxy resins represented by the following general formulas (1) to (11).

一般式(1)で表されるエポキシ樹脂の構造は、以下の通りである。 The structure of the epoxy resin represented by the general formula (1) is as follows.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

一般式(1)において、Aは単結合、−O−、−S−、−SO−、−SO−、又は置換もしくは無置換の2価の有機基を表す。置換もしくは無置換の2価の有機基としては、例えば、メチレン基、1,1−エチレン基、2,2−プロピレン基、1,1,1,3,3,3,−ヘキサフルオロ−2−2−プロピレン基等の2価の脂肪族鎖状炭化水素基;例えば、シクロプロピリデン基、シクロブチリデン基、シクロペンチリデン基、シクロヘキシリデン基、3,3,5−トリメチルシクロヘキシリデン基、シクロオクチリデン基、シクロドデシリデン基、アダマンタニレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,3−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキシレン基、5−メチル−1,3−シクロヘキシレン基、5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキシレン基、ジシクロペンタジエニレン基等の2価の脂肪族環状炭化水素基;ベンジルメチレン基、フリルメチレン基、フルオレニリデン基等の2価の芳香族環含有炭化水素基を挙げることができる。 In the general formula (1), A represents a single bond, -O-, -S-, -SO-, -SO 2- , or a substituted or unsubstituted divalent organic group. Examples of the substituted or unsubstituted divalent organic group include a methylene group, a 1,1-ethylene group, a 2,2-propylene group, and a 1,1,1,1,3,3,3, -hexafluoro-2-. Divalent aliphatic chain hydrocarbon group such as 2-propylene group; for example, cyclopropylidene group, cyclobutylidene group, cyclopentylidene group, cyclohexylidene group, 3,3,5-trimethylcyclohexylidene group. , Cyclooctylidene group, cyclododecylidene group, adamantanylene group, 1,3-cyclopentylene group, 1,3-cyclohexylene group, 1,4-cyclohexylene group, 5-methyl-1,3- Divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group such as cyclohexylene group, 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexylene group, dicyclopentadienylene group; divalent such as benzylmethylene group, furylmethylene group and fluorenylidene group. Aromatic ring-containing hydrocarbon groups can be mentioned.

10及びR11はそれぞれ独立して、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、炭素数1〜12の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数1〜12の置換もしくは無置換のアルコキシ基、炭素数6〜12の置換もしくは無置換のアリール基、又は炭素数6〜12の置換もしくは無置換のアリールオキシ基を表す。中でも、R10及びR11は置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜4の置換もしくは無置換のアルキル基が特に好ましい。また、R10及びR11は互いに連結していてもよい。具体的には下記のような構造を挙げることができる。
また、n及びpは、それぞれ独立して0〜3の整数を表す。
R 10 and R 11 are independently hydrogen atom, hydroxyl group, halogen atom, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, and carbon number. It represents a substituted or unsubstituted aryl group of 6 to 12, or a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms. Among them, R 10 and R 11 are preferably substituted or unsubstituted alkyl groups, and particularly preferably substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. Further, R 10 and R 11 may be connected to each other. Specifically, the following structure can be mentioned.
Further, n and p each independently represent an integer of 0 to 3.

一般式(1)で表されるエポキシ樹脂の具体例としては、特に限定されないが、以下 挙げることができる。 Specific examples of the epoxy resin represented by the general formula (1) are not particularly limited, but the following can be mentioned.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

中でも、特に以下の化合物が耐熱性と合成の容易さの観点から好ましい。 Among them, the following compounds are particularly preferable from the viewpoint of heat resistance and ease of synthesis.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

なお、R10及びR11が互いに連結している例として、以下を挙げることができる。 The following can be given as an example in which R 10 and R 11 are connected to each other.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

一般式(2)〜(11)で表されるエポキシ樹脂の構造は、以下の通りである。 The structures of the epoxy resins represented by the general formulas (2) to (11) are as follows.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

一般式(2)〜(11)において、上記式中Rは、水酸基または炭素数1〜10の有機基である。具体的には、メチル基、エチル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基などを挙げることができる。uは0〜4である。各芳香環に含まれるu個のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。また、tは、2以上99以下であり、好ましくは2以上19以下である。 In the general formula (2) to (11), the formula R 5 is a hydroxyl group or an organic group having 1 to 10 carbon atoms. Specific examples thereof include an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group, an alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group, and the like. u is 0 to 4. U number of R 5 contained in each aromatic ring may be the same or different. Further, t is 2 or more and 99 or less, preferably 2 or more and 19 or less.

本熱硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂は、上述の通り1分子内にエポキシ基を3つ以上有していることが好ましい。また、硬化物の物性に応じて、1分子内にエポキシ基を3つ以上有しているエポキシ樹脂2種類以上の組み合わせであってもよく、1種類以上の1分子内にエポキシ基を2つのみ有しているエポキシ樹脂との組み合わせであってもよい。 The epoxy resin contained in the present thermosetting resin composition preferably has three or more epoxy groups in one molecule as described above. Further, depending on the physical properties of the cured product, a combination of two or more types of epoxy resins having three or more epoxy groups in one molecule may be used, and two epoxy groups are contained in one or more types of one molecule. It may be a combination with an epoxy resin having only.

上述のエポキシ化合物の性状は、室温(25℃)でパウダー、フレーク、ペレット、シートなどの固形状;または液状のいずれでもよい。他の成分との相溶性や取り扱い性の点から、室温(25℃)で固形状であることが好ましい。 The properties of the above-mentioned epoxy compound may be solid at room temperature (25 ° C.) such as powder, flakes, pellets, and sheets; or liquid. From the viewpoint of compatibility with other components and handleability, it is preferably solid at room temperature (25 ° C.).

また、上述のエポキシ樹脂を事前にフェノキシ樹脂へ誘導してから用いることもできる。フェノキシ樹脂とは、例えば特許公報第5348740号公報に記載されているような製法でエポキシ樹脂から誘導される直鎖状のエポキシオリゴマーである。
エポキシ樹脂をフェノキシ樹脂へ変換してから用いる場合、エポキシ樹脂の分子量は、特に制限はない。組成物としたときの加工性を良好に保つために、エポキシ樹脂の質量平均分子量は200〜5000であるのが好ましく、中でも300以上或いは2000以下がより好ましい。ここで質量平均分子量は、例えばポリスチレンを標準物質とする一般的なGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定により求めることができる。
It is also possible to use the above-mentioned epoxy resin after inducing it into a phenoxy resin in advance. The phenoxy resin is a linear epoxy oligomer derived from the epoxy resin by a production method as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5348740.
When the epoxy resin is converted into a phenoxy resin before use, the molecular weight of the epoxy resin is not particularly limited. In order to maintain good processability when the composition is prepared, the mass average molecular weight of the epoxy resin is preferably 200 to 5000, and more preferably 300 or more or 2000 or less. Here, the mass average molecular weight can be determined by, for example, general GPC (gel permeation chromatography) measurement using polystyrene as a standard substance.

<(C)硬化促進剤 >
(C)硬化促進剤は、(A)シアネートエステル化合物及び(B)エポキシ樹脂の硬化反応に寄与する物質であればよく、一般的にシアネートエステル化合物やエポキシ樹脂の硬化促進剤として知られているもの等を挙げることができる。
<(C) Curing accelerator>
The (C) curing accelerator may be any substance that contributes to the curing reaction of the (A) cyanate ester compound and (B) epoxy resin, and is generally known as a curing accelerator for the cyanate ester compound and the epoxy resin. Things can be mentioned.

本熱硬化性樹脂組成物においては、これらの硬化促進剤を単独で又は任意の組み合わせで使用することができる。さらにこれらの硬化促進剤を単独で又は任意の組み合わせで含むことにより、本熱硬化性樹脂組成物は、優れた強度、耐熱性を得ることができる。 In this thermosetting resin composition, these curing accelerators can be used alone or in any combination. Further, by containing these curing accelerators alone or in any combination, the present thermosetting resin composition can obtain excellent strength and heat resistance.

硬化促進剤の例としては、特に限定されないが、イミダゾール類、第3級アミン、有機ホスフィン類、ホスホニウム塩、テトラフェニルボロン塩、金属系硬化促進剤、有機酸ジヒドラジド、ハロゲン化ホウ素アミン錯体等を挙げることができる。 Examples of the curing accelerator are not particularly limited, but include imidazoles, tertiary amines, organic phosphines, phosphonium salts, tetraphenylboron salts, metal-based curing accelerators, organic acid dihydrazides, boron halide amine complexes and the like. Can be mentioned.

中でも好ましい(C)硬化促進剤として、下記一般式(12)で表される4級ホスホニウムボレートを挙げることができる。
一般式(12)で表される4級ホスホニウムボレートは、活性種であるホスホニウムカチオン及びボレートアニオンが、互いにイオン対を形成して保護されているために、常温では触媒活性が抑制されるが、硬化時の温度ではイオン対がアニオンとカチオンに解離して、急激に触媒活性を発現するため、シアネートエステル化合物及びエポキシ樹脂の常温保存性と硬化性の両立が可能となるまた、銅や亜鉛からなる従来の金属触媒と比較して、低温、短時間で硬化が可能となる。
以上の理由から、本熱硬化性樹脂組成物の(C)硬化促進剤としては、一般式(12)で表される4級ホスホニウムボレートが好ましい。
Among them, as the preferred (C) curing accelerator, quaternary phosphonium borate represented by the following general formula (12) can be mentioned.
In the quaternary phosphonium borate represented by the general formula (12), the catalytic activity is suppressed at room temperature because the active species phosphonium cation and borate anion are protected by forming an ion pair with each other. At the curing temperature, the ion pair dissociates into anions and cations and rapidly develops catalytic activity, making it possible to achieve both room temperature storage and curability of cyanate ester compounds and epoxy resins. Compared with the conventional metal catalyst, it can be cured at a low temperature and in a short time.
For the above reasons, the quaternary phosphonium borate represented by the general formula (12) is preferable as the (C) curing accelerator of the present thermosetting resin composition.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

一般式(12)において、Pはリン原子を表す。R13〜R16はそれぞれ独立して、置換もしくは無置換の芳香族基、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表し、且つR13〜R16はリン原子と各置換基がP−C結合を形成するものである。また、R13〜R16は同一であっても異なってもよい。このような基としては、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、t−ブチル基、アリル基、フェニル基、トリル基、ベンジル基、エチルフェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。好ましくはフェニル基である。 In the general formula (12), P represents a phosphorus atom. R 13 to R 16 independently represent a substituted or unsubstituted aromatic group or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 13 to R 16 have a phosphorus atom and each substituent having a PC bond. It is what forms. Further, R 13 to R 16 may be the same or different. Examples of such a group include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a t-butyl group, an allyl group, a phenyl group, a tolyl group, a benzyl group, an ethylphenyl group, a naphthyl group and the like. It is preferably a phenyl group.

また、一般式(12)を構成するホスホニウム基としては、例えば、テトラフェニルホスホニウム基、テトラトリルホスホニウム基、テトラエチルホスホニウム基、テトラメチルホスホニウム基、テトラナフチルホスホニウム基、テトラベンジルホスホニウム基、エチルトリフェニルホスホニウム基、n−ブチルトリフェニルホスホニウム基、2−ヒドロキシエチルトリフェニルホスホニウム基、トリメチルフェニルホスホニウム基、メチルジエチルフェニルホスホニウム基、メチルジアリルフェニルホスホニウム基、テトラ-n-ブチルホスホニウム基等を挙げることができる。好ましくは、テトラフェニルホスホニウム基である。 Examples of the phosphonium group constituting the general formula (12) include a tetraphenylphosphonium group, a tetratolylphosphonium group, a tetraethylphosphonium group, a tetramethylphosphonium group, a tetranaphthylphosphonium group, a tetrabenzylphosphonium group and an ethyltriphenylphosphonium. Examples thereof include a group, an n-butyltriphenylphosphonium group, a 2-hydroxyethyltriphenylphosphonium group, a trimethylphenylphosphonium group, a methyldiethylphenylphosphonium group, a methyldiallylphenylphosphonium group, a tetra-n-butylphosphonium group and the like. It is preferably a tetraphenylphosphonium group.

一般式(12)において、Bはホウ素原子を表す。ボレート側のR17〜R20はそれぞれ独立して、置換もしくは無置換の芳香族基、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表し、且つR17〜R20はホウ素原子と各置換基がB−C結合を形成するものである。R17〜R20は同一であっても異なってもよい。このような基としては、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、t−ブチル基、アリル基、フェニル基、トリル基、ベンジル基、エチルフェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。好ましくはトリル基である。 In the general formula (12), B represents a boron atom. R 17 to R 20 on the volate side independently represent a substituted or unsubstituted aromatic group or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 17 to R 20 have a boron atom and each substituent is B-. It forms a C bond. R 17 to R 20 may be the same or different. Examples of such a group include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a t-butyl group, an allyl group, a phenyl group, a tolyl group, a benzyl group, an ethylphenyl group, a naphthyl group and the like. It is preferably a tolyl group.

また、前記一般式(12)を構成するボレート基としては、例えば、テトラフェニルボレート基、テトラトリルボレート基、テトラエチルボレート基、テトラナフチルボレート基、テトラベンジルボレート基等を挙げることができる。好ましくは、テトラトリルボレート基である。 Examples of the borate group constituting the general formula (12) include a tetraphenyl borate group, a tetratolyl borate group, a tetraethyl borate group, a tetranaphthyl borate group, and a tetrabenzyl borate group. Preferably, it is a tetratolyl borate group.

さらに、シアネートエステル化合物とエポキシ樹脂等とを効率的に硬化させる好適な硬化促進剤として、金属系硬化促進剤を挙げることができる。これらは1種又は2種以上組み合わせて使用してもよい。 Further, as a suitable curing accelerator for efficiently curing the cyanate ester compound and the epoxy resin or the like, a metal-based curing accelerator can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

金属系硬化促進剤としては、特に限定されない。例えばコバルト 、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、スズ等の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩を挙げることができる。
有機金属錯体の具体例としては、特に限定されないが、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート等の有機コバルト錯体、銅(II)アセチルアセトナート等の有機銅錯体、亜鉛(II)アセチルアセトナート等の有機亜鉛錯体、鉄(III)アセチルアセトナート等の有機鉄錯体、ニッケル(II)アセチルアセトナート等の有機ニッケル錯体、マンガン(II)アセチルアセトナート等の有機マンガン錯体等を挙げることができる。
有機金属塩としては、特に限定されない。例えばオクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛等を挙げることができる。
金属系硬化促進剤としては、硬化性、溶剤溶解性の観点から、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート、亜鉛(II)アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛、鉄(III)アセチルアセトナートが好ましく、特にコバルト(III)アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛が好ましい。金属系硬化促進剤は1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The metal-based curing accelerator is not particularly limited. Examples thereof include organometallic complexes or organometallic salts of metals such as cobalt, copper, zinc, iron, nickel, manganese and tin.
Specific examples of the organic metal complex are not particularly limited, but are organic cobalt complexes such as cobalt (II) acetylacetonate and cobalt (III) acetylacetonate, organic copper complexes such as copper (II) acetylacetonate, and zinc ( II) Organic zinc complexes such as acetylacetonate, organic iron complexes such as iron (III) acetylacetonate, organic nickel complexes such as nickel (II) acetylacetonate, organic manganese complexes such as manganese (II) acetylacetonate, etc. Can be mentioned.
The organometallic salt is not particularly limited. For example, zinc octylate, tin octylate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin stearate, zinc stearate and the like can be mentioned.
Metallic curing accelerators include cobalt (II) acetylacetonate, cobalt (III) acetylacetonate, zinc (II) acetylacetonate, zinc naphthenate, and iron (III) from the viewpoint of curability and solvent solubility. Acetylacetonate is preferable, and cobalt (III) acetylacetonate and zinc naphthenate are particularly preferable. The metal-based curing accelerator may be used alone or in combination of two or more.

金属系硬化促進剤の添加量の上限値は、樹脂組成物の保存安定性、絶縁性の低下を防止するという観点から、シアネートエステル化合物及びエポキシ樹脂との総量100質量%に対する、金属系硬化促進剤に含まれる金属元素換算の含有量が、500ppm以下が好ましく、200ppm以下がより好ましい。一方、樹脂組成物中の金属系硬化促進剤の添加量の下限値は、低粗度の絶縁層表面へのピール強度に優れる導体層の形成が困難となるのを防止するという観点から、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、金属系硬化促進剤に含まれる金属元素換算の含有量が、20ppm以上が好ましく、30ppm以上がより好ましい。 The upper limit of the amount of the metal-based curing accelerator added is the metal-based curing promotion with respect to 100% by mass of the total amount of the cyanate ester compound and the epoxy resin from the viewpoint of preventing deterioration of storage stability and insulating property of the resin composition. The metal element-equivalent content contained in the agent is preferably 500 ppm or less, more preferably 200 ppm or less. On the other hand, the lower limit of the amount of the metal-based curing accelerator added to the resin composition is a resin from the viewpoint of preventing difficulty in forming a conductor layer having excellent peel strength on the surface of a low-roughness insulating layer. The metal element-equivalent content contained in the metal-based curing accelerator is preferably 20 ppm or more, more preferably 30 ppm or more, based on 100% by mass of the non-volatile content in the composition.

硬化促進剤の種類の選択は、硬化条件、硬化物の形状、硬化物の接着性や曲げ強度等の物性等のバランスに応じて行えばよい。またこれらの硬化促進剤は1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The type of curing accelerator may be selected according to the balance between the curing conditions, the shape of the cured product, and the physical properties such as the adhesiveness and bending strength of the cured product. Further, these curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.

一般式(12)で表される4級ホスホニウムボレートを含め、金属系硬化促進剤以外の上記硬化促進剤の添加量は、特に限定されない。シアネートエステル化合物及びエポキシ樹脂との総量100質量部に対して0.001質量以上20質量部以下の範囲で用いることが好ましい。より好ましくは0.005質量部以上、さらに好ましくは0.01質量部以上であり、一方、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下である。 The amount of the above-mentioned curing accelerator other than the metal-based curing accelerator, including the quaternary phosphonium borate represented by the general formula (12), is not particularly limited. It is preferable to use it in the range of 0.001 mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the cyanate ester compound and the epoxy resin. It is more preferably 0.005 parts by mass or more, further preferably 0.01 parts by mass or more, and more preferably 10 parts by mass or less, still more preferably 5 parts by mass or less.

<(D)ラジカル重合性モノマー >
(D)ラジカル重合性モノマーは、ラジカル重合条件下において、ラジカル重合することができるモノマーであればよく、通常、ラジカル重合可能な官能基、例えば炭素‐炭素二重結合を、分子内に有するモノマーが好ましい。
このようなラジカル重合性モノマーとして、例えばスチレン系モノマー、マレイミド系モノマー、(メタ)アクリレート、ビニルエーテル及びビニルアミドなどを挙げることができ、構造によって単官能のラジカル重合性モノマーと多官能のラジカル重合性モノマーに分類される。
<(D) Radical Polymerizable Monomer>
The radically polymerizable monomer (D) may be a monomer capable of radical polymerization under radical polymerization conditions, and usually has a radically polymerizable functional group, for example, a carbon-carbon double bond in the molecule. Is preferable.
Examples of such radically polymerizable monomers include styrene-based monomers, maleimide-based monomers, (meth) acrylates, vinyl ethers and vinylamides, and depending on the structure, monofunctional radical-polymerizable monomers and polyfunctional radical-polymerizable monomers. are categorized.

(D)ラジカル重合性モノマーは、硬化物全体に改質剤としての効果を発現させる観点から、(A)(B)(C)(D)及び(E)の合計質量中、(D)ラジカル重合性モノマーを0.5質量%以上含むのが好ましく、中でも3質量%以上、その中でも10質量%以上含むのがさらに好ましい。他方、(A)(B)を由来とする硬化物の耐熱性や機械的特性の高さを維持する観点から、(A)(B)(C)(D)及び(E)の合計質量中、(D)ラジカル重合性モノマーを40質量%以下の割合で含むのが好ましく、中でも35質量%以下、その中でも30質量%以下の割合で含むのがさらに好ましい。 The (D) radical-polymerizable monomer has the (D) radical in the total mass of (A), (B), (C), (D) and (E) from the viewpoint of exhibiting the effect as a modifier in the entire cured product. The polymerizable monomer is preferably contained in an amount of 0.5% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more. On the other hand, in the total mass of (A), (B), (C), (D) and (E) from the viewpoint of maintaining the heat resistance and high mechanical properties of the cured product derived from (A) and (B). , (D) The radically polymerizable monomer is preferably contained in a proportion of 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less.

(D)ラジカル重合性モノマーのうちの単官能のラジカル重合性モノマーは、ラジカル重合条件下において、ラジカル連鎖重合を行う官能基(ここで、官能基には原子団も含まれる)を1つのみ有するものであればよい。より詳細には、ラジカル重合条件下において、架橋構造を生成しないか、または、ほとんど生成しないモノマーであるのが好ましい。 (D) Of the radically polymerizable monomers, the monofunctional radically polymerizable monomer has only one functional group (here, the functional group also includes an atomic group) that performs radical chain polymerization under radical polymerization conditions. Anything that has it is sufficient. More specifically, it is preferable that the monomer does not form or hardly forms a crosslinked structure under radical polymerization conditions.

他方、多官能のラジカル重合性モノマーは、ラジカル重合条件下において、ラジカル連鎖重合を行う官能基(ここで、官能基には原子団も含まれる)を2つ以上、好ましくは2つのみ有するものであればよい。より詳細には、ラジカル重合条件下において、架橋構造を生成するものが好ましい。 On the other hand, the polyfunctional radically polymerizable monomer has two or more, preferably only two functional groups (here, the functional group also includes an atomic group) that performs radical chain polymerization under radical polymerization conditions. Anything is fine. More specifically, those that form a crosslinked structure under radical polymerization conditions are preferable.

(D)ラジカル重合性モノマーは、硬化物の作製中にラジカル重合を起こす。そうして生成したポリマーは、(A)シアネートエステル化合物及び(B)エポキシ樹脂からなる硬化物に対し、靱性を付与するための改質剤として働く。この時、硬化物中で、(A)シアネートエステル化合物及び(B)エポキシ樹脂に由来する相と、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する改質剤から成る相とを有する相分離構造を形成することにより、機械的物性を低下させることなく、靱性を付与することが可能となる。 (D) The radically polymerizable monomer undergoes radical polymerization during the preparation of the cured product. The polymer thus produced acts as a modifier for imparting toughness to a cured product composed of (A) cyanate ester compound and (B) epoxy resin. At this time, a phase-separated structure having a phase derived from (A) cyanate ester compound and (B) epoxy resin and a phase composed of a modifier (D) derived from a radically polymerizable monomer is formed in the cured product. By doing so, it becomes possible to impart toughness without deteriorating the mechanical properties.

さらに靱性を効果的に向上させるには、(A)シアネートエステル化合物、(B)エポキシ樹脂及び(C)硬化促進剤からなる組成物に対し、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する改質剤を、事前に重合したポリマーの状態ではなく、(E)ラジカル開始剤と共にモノマーの状態で加え、本熱硬化性樹脂組成物の硬化の過程で改質剤の重合を同時に行う“in situ反応・重合法”を用いるのが好ましい。これにより、改質剤をポリマーの状態で加えるよりも、改質剤成分が硬化物中に均一に分散し、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する相を硬化物の靭性を高めるのに適したサイズに調整することが可能となることから、より効果的に硬化物の靭性を高めることができる。
但し、“in situ反応・重合法”を用いると、(D)ラジカル重合性モノマーの種類によっては相分離構造の無い、均一な硬化物となり、靱性の向上が見込めないばかりか、Tgおよび機械的特性の低下を招く可能性がある。この観点から、(D)ラジカル重合性モノマーとして、単官能のラジカル重合性モノマーを主成分とするものについて“in situ反応・重合法”を用いること好ましい。該主成分とは、ラジカル重合性モノマーを構成するモノマーの中で、最も質量割合の多いモノマーの意味である。
In order to further effectively improve the toughness, a modifier derived from (D) a radically polymerizable monomer is used with respect to the composition consisting of (A) cyanate ester compound, (B) epoxy resin and (C) curing accelerator. Is added in the form of a monomer together with the (E) radical initiator, not in the state of a pre-polymerized polymer, and the modifier is polymerized at the same time in the process of curing the thermosetting resin composition. It is preferable to use the "polymerization method". As a result, the modifier component is uniformly dispersed in the cured product rather than adding the modifier in the polymer state, and the phase derived from the (D) radically polymerizable monomer is more suitable for increasing the toughness of the cured product. Since it is possible to adjust the size to a different size, the toughness of the cured product can be increased more effectively.
However, when the "in situ reaction / polymerization method" is used, (D) depending on the type of radically polymerizable monomer, a uniform cured product having no phase-separated structure is obtained, and not only the toughness cannot be expected to be improved, but also Tg and mechanical It may lead to deterioration of characteristics. From this point of view, it is preferable to use the "in situ reaction / polymerization method" as the (D) radically polymerizable monomer containing a monofunctional radically polymerizable monomer as a main component. The main component means a monomer having the largest mass ratio among the monomers constituting the radically polymerizable monomer.

その中でも、(D)ラジカル重合性モノマーは、単官能のラジカル重合性モノマーのみからなるか、若しくは、単官能のラジカル重合性モノマーと、それよりも少ない多官能のラジカル重合性モノマーとの組み合わせからなるものが好ましい。
その中でも、単官能のラジカル重合性モノマーと、微量の多官能のラジカル重合性モノマーとの組み合わせからなるものがさらに好ましい。
単官能のラジカル重合性モノマーに、微量の多官能のラジカル重合性モノマーを加えることにより、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する相が硬化の過程で適当なサイズ以上に大きく成長する前に、ラジカル重合性モノマー同士が架橋反応を起こして、それ以上の相分離構造の変化を抑えることができるため、シアネートエステル化合物及びエポキシ樹脂に由来する相の中に、ラジカル重合性モノマーに由来する適度な大きさの相を形成することができ硬化物の靱性をさらに高めることができる。
Among them, the (D) radical-polymerizable monomer consists of only a monofunctional radical-polymerizable monomer, or is composed of a combination of a monofunctional radical-polymerizable monomer and a lesser polyfunctional radical-polymerizable monomer. Is preferable.
Among them, those composed of a combination of a monofunctional radically polymerizable monomer and a trace amount of a polyfunctional radically polymerizable monomer are more preferable.
By adding a trace amount of polyfunctional radical-polymerizable monomer to the monofunctional radical-polymerizable monomer, (D) before the phase derived from the radical-polymerizable monomer grows larger than an appropriate size in the curing process, Since the radically polymerizable monomers can undergo a cross-linking reaction to suppress further changes in the phase-separated structure, an appropriate amount derived from the radically polymerizable monomers is included in the phases derived from the cyanate ester compound and the epoxy resin. A sized phase can be formed and the toughness of the cured product can be further increased.

かかる観点から、単官能のラジカル重合性モノマーは、(A)(B)(C)(D)及び(E)の合計質量中0.5〜40質量%の割合で含まれ、且つ、多官能のラジカル重合性モノマーは、10質量%以下の割合で含まれるのが好ましい。
中でも、単官能のラジカル重合性モノマーは、硬化物全体に改質剤としての効果を発現させるためには(A)(B)(C)(D)及び(E)の合計質量中1質量%以上の割合で含まれるのがさらに好ましく、中でも2質量%以上、その中でも5質量%以上の割合で含まれるのが特に好ましい。他方、(A)(B)を由来とする硬化物の耐熱性や機械的特性の高さを維持するためには、35質量%以下の割合で含まれるのがさらに好ましく、中でも30質量%以下、その中でも25質量%以下の割合で含まれるのが特に好ましい。さらに、上述の通り、微量の多官能のラジカル重合性モノマーを加えることで、硬化物中にラジカル重合性モノマーに由来する適度な大きさの相を形成し、硬化物の靱性をさらに高められることから、多官能のラジカル重合性モノマーは、(A)(B)(C)(D)及び(E)の合計質量中0.01質量%以上の割合で含まれるのが好ましく、0.05質量%以上の割合で含まれるのがさらに好ましく、0.1質量%以上の割合で含まれるのが特に好ましい。他方、相分離構造を形成する前に硬化が進行することを避けるためには、5質量%以下の割合で含まれるのがさらに好ましく、中でも3質量%以下、その中でも2質量%以下の割合で含まれるのが特に好ましい。
From this point of view, the monofunctional radically polymerizable monomer is contained in a proportion of 0.5 to 40% by mass in the total mass of (A), (B), (C), (D) and (E), and is polyfunctional. The radically polymerizable monomer of No. 1 is preferably contained in a proportion of 10% by mass or less.
Among them, the monofunctional radical polymerizable monomer is 1% by mass in the total mass of (A), (B), (C), (D) and (E) in order to exert the effect as a modifier on the entire cured product. It is more preferably contained in the above ratio, and particularly preferably 2% by mass or more, and particularly preferably 5% by mass or more. On the other hand, in order to maintain the high heat resistance and mechanical properties of the cured product derived from (A) and (B), it is more preferably contained in a proportion of 35% by mass or less, particularly 30% by mass or less. Among them, it is particularly preferable that it is contained in a proportion of 25% by mass or less. Further, as described above, by adding a trace amount of a radically polymerizable monomer, a phase having an appropriate size derived from the radically polymerizable monomer is formed in the cured product, and the toughness of the cured product can be further enhanced. Therefore, the polyfunctional radically polymerizable monomer is preferably contained in a proportion of 0.01% by mass or more in the total mass of (A), (B), (C), (D) and (E), preferably 0.05 mass. It is more preferably contained in a proportion of% or more, and particularly preferably contained in a proportion of 0.1% by mass or more. On the other hand, in order to prevent the curing from progressing before forming the phase-separated structure, it is more preferably contained in a proportion of 5% by mass or less, particularly 3% by mass or less, and particularly 2% by mass or less. It is particularly preferred to be included.

また、同様の観点から、(D)ラジカル重合性モノマーのうち、単官能のラジカル重合性モノマーと多官能のラジカル重合性モノマーとの含有質量比は、単官能のラジカル重合性モノマー:多官能のラジカル重合性モノマーの含有質量比が200:1〜1:1であるのが好ましく、中でも180:1〜2:1、その中でも150:1〜3:1、その中でも100:1〜5:1、その中でも50:1〜8:1であるのが特に好ましい。 From the same viewpoint, the content mass ratio of the monofunctional radical polymerizable monomer and the polyfunctional radical polymerizable monomer among the (D) radical polymerizable monomers is the monofunctional radical polymerizable monomer: polyfunctional. The content-mass ratio of the radically polymerizable monomer is preferably 200: 1 to 1: 1, among which 180: 1 to 2: 1, among which 150: 1-3: 1, and among which 100: 1 to 5: 1. Among them, 50: 1 to 8: 1 is particularly preferable.

(D)ラジカル重合性モノマーの好ましい例として、スチレン系モノマー、マレイミド系モノマー、(メタ)アクリレート、ビニルエーテル及びビニルアミドのうちの1種又は2種以上の組合せを挙げることができ、これらの単官能のラジカル重合性モノマー乃至多官能のラジカル重合性モノマーを好ましく用いることができる。 Preferred examples of the (D) radically polymerizable monomer include one or a combination of one or more of a styrene-based monomer, a maleimide-based monomer, (meth) acrylate, vinyl ether and vinyl amide, and these monofunctional ones. A radically polymerizable monomer or a polyfunctional radically polymerizable monomer can be preferably used.

(スチレン系モノマー)
単官能のラジカル重合性モノマーである単官能スチレン系モノマーとしては、ラジカル反応に関与しない基で置換されたスチレン誘導体等などを挙げることができる。例えばスチレン;α−メチルスチレン等のα−アルキルスチレン(アルキルの炭素数は、好ましくは1〜4である);p−クロロスチレン、p−ブロモスチレン等のハロゲン置換スチレン;4−メチルスチレン、4−エチルスチレン等のアルキル置換スチレン;p−メトキシスチレン等のアルコキシ置換スチレン(アルキル、アルコキシの炭素数は、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜4である);ビニルベンジル−ω−メチルポリオキシエチレンオキサイド等のスチレン−ポリオキシアルキレン付加体;ヒドロキシスチレン等のヒドロキシル基置換スチレンを挙げることができる。
(Styrene-based monomer)
Examples of the monofunctional styrene-based monomer which is a monofunctional radically polymerizable monomer include a styrene derivative substituted with a group not involved in the radical reaction. For example, styrene; α-alkylstyrene such as α-methylstyrene (the number of carbon atoms of alkyl is preferably 1 to 4); halogen-substituted styrene such as p-chlorostyrene and p-bromostyrene; 4-methylstyrene, 4 Alkyl-substituted styrenes such as-ethylstyrene; alkoxy-substituted styrenes such as p-methoxystyrene (alkyls and alkoxys preferably have 1-12 carbon atoms, more preferably 1-4); vinylbenzyl-ω-methylpoly Styrene-polyoxyalkylene adducts such as oxyethylene oxide; hydroxyl group substituted styrenes such as hydroxystyrene can be mentioned.

多官能のラジカル重合性モノマーである多官能スチレン系モノマーとしては、1,3−ジビニルベンゼンや1,4−ジビニルベンゼン等のビニル基置換スチレンを挙げることができる。 Examples of the polyfunctional styrene-based monomer which is a polyfunctional radically polymerizable monomer include vinyl group-substituted styrenes such as 1,3-divinylbenzene and 1,4-divinylbenzene.

(マレイミド系モノマー)
単官能のラジカル重合性モノマーである単官能マレイミド系モノマーとしては、マレイミド基を1つ有するマレイミド類を挙げることができ、例えばマレイミド;メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等の脂肪族炭化水素基含有マレイミド、フェニルマレイミド等の芳香環含有マレイミドを挙げることができる。
(Maleimide-based monomer)
Examples of the monofunctional maleimide-based monomer which is a monofunctional radically polymerizable monomer include maleimides having one maleimide group. For example, maleimide; methylmaleimide, ethylmaleimide, propylmaleimide, butylmaleimide, hexylmaleimide, octyl. Examples thereof include aliphatic hydrocarbon group-containing maleimides such as maleimide, dodecyl maleimide, stearyl maleimide, and cyclohexyl maleimide, and aromatic ring-containing maleimides such as phenyl maleimide.

多官能のラジカル重合性モノマーである多官能マレイミド系モノマーとしては、マレイミド基を2つ有するビスマレイミド類を挙げることができ、1,2−ビス(マレイミド)エタン、1,4−ビス(マレイミド)ブタン、2,2’−(エチレンジオキシ)ビス(エチルマレイミド) 等の脂肪族炭化水素基含有マレイミド、N,N’−m−フェニレンビスマレイミド、N,N’−p−フェニレンビスマレイミド、1,1’−(メチレンジ−4,4’−フェニレン)ビスマレイミド等の芳香環含有マレイミドを挙げることができる。 Examples of the polyfunctional maleimide-based monomer which is a polyfunctional radically polymerizable monomer include bismaleimides having two maleimide groups, 1,2-bis (maleimide) ethane and 1,4-bis (maleimide). Butane, maleimide containing aliphatic hydrocarbon groups such as 2,2'-(ethylenedioxy) bis (ethylmaleimide), N, N'-m-phenylene bismaleimide, N, N'-p-phenylene bismaleimide, 1 , 1'-(methylenedi-4,4'-phenylene) bismaleimide and other aromatic ring-containing maleimides can be mentioned.

((メタ)アクリルモノマー)
単官能のラジカル重合性モノマーである単官能(メタ)アクリルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル基を1つ有する(メタ)アクリルモノマーを挙げることができる。(メタ)アクリル基を1つ有する(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば(メタ)アクリレート、例えば(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート等の無置換の鎖状アルキル(メタ)アクリレート;2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2−アミノエチル(メタ)アクリレート、γ−(メタアクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、ペルフルオロイソプロピル(メタ)アクリレート、2−ペルフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、ペルフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、等の置換基を有する鎖状アルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート等の置換または無置換の脂肪族環状アルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,4,5−トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル(メタ)アクリレート、トリル(メタ)アクリレート等の置換または無置換の芳香環含有(メタ)アクリレート;(メタ)アクリル酸−エチレンオキシド付加体等を挙げることができる。
((Meta) acrylic monomer)
Examples of the monofunctional (meth) acrylic monomer which is a monofunctional radically polymerizable monomer include (meth) acrylic acid and a (meth) acrylic monomer having one (meth) acrylic group. Examples of the (meth) acrylic monomer having one (meth) acrylic group include (meth) acrylate, for example, (meth) acrylic acid; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, and the like. Unsubstituted chain alkyl (meth) acrylates such as isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate; 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 3 -Methoxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 2-aminoethyl (meth) acrylate, γ-( Chains with substituents such as metaacryloyloxypropyl) trimethoxysilane, perfluoroisopropyl (meth) acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth) acrylate, perfluorooctylethyl (meth) acrylate, trifluoromethylmethyl (meth) acrylate, etc. Alkyl (meth) acrylate; Substituent or unsubstituted aliphatic cyclic alkyl (meth) acrylate such as cyclohexyl (meth) acrylate and adamantyl (meth) acrylate; benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, 2,4 Substituted or unsubstituted aromatic ring-containing (meth) acrylates such as 5-tribromophenyl (meth) acrylate, 2,3,4,5,6-pentafluorophenyl (meth) acrylate and trill (meth) acrylate; (meth). ) Acrylate-ethylene oxide adducts and the like can be mentioned.

多官能のラジカル重合性モノマーである多官能(メタ)アクリルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸無水物や(メタ)アクリル基を2つ以上有する(メタ)アクリルモノマーを挙げることができ、(メタ)アクリル基を2つ以上有する(メタ)アクリルモノマーとしては、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート等のジアクリレート、2−エチル−2(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオールトリ(メタ)アクリレート等のトリアクリレートを挙げることができる。 Examples of the polyfunctional (meth) acrylic monomer which is a polyfunctional radically polymerizable monomer include (meth) acrylic acid anhydride and (meth) acrylic monomer having two or more (meth) acrylic groups, and include (meth) acrylic monomer. ) Examples of the (meth) acrylic monomer having two or more acrylic groups include ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 2,2,3,3,4,5 , 5-Octafluoro-1,6-hexanediol di (meth) acrylate, diacrylate such as 2,2-dimethyl-1,3-propanediol diacrylate, 2-ethyl-2 (hydroxymethyl) -1,3 -Triacrylates such as propanediol tri (meth) acrylate can be mentioned.

(ビニルエーテル)
単官能のラジカル重合性モノマーである単官能のビニルエーテルとしては、例えばメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、トリフルオロエチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、2−メトキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールエチルビニルエーテル等の鎖状ビニルエーテル;シクロヘキシルビニルエーテル、2−(ビニルオキシ)テトラヒドロピラン等の脂肪族環含有ビニルエーテル;フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、4−メトキシベンジルビニルエーテル等の芳香族環含有ビニルエーテルを挙げることができる。
(Vinyl ether)
Examples of the monofunctional vinyl ether which is a monofunctional radically polymerizable monomer include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, trifluoroethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, and 2 -Chain vinyl ethers such as methoxyethyl vinyl ether and diethylene glycol ethyl vinyl ether; aliphatic ring-containing vinyl ethers such as cyclohexyl vinyl ether and 2- (vinyloxy) tetrahydropyran; aromatic ring-containing vinyl ethers such as phenyl vinyl ether, benzyl vinyl ether and 4-methoxybenzyl vinyl ether. Can be mentioned.

多官能のラジカル重合性モノマーである多官能のビニルエーテルとしては、例えばジエチレングリコールジビニルエーテル、ジビニルエーテル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ビス(ビニルオキシブチル)スクシネート等の鎖状ビニルエーテル;1,4−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル等の脂肪族環含有ビニルエーテル;ビス[4−(ビニロキシ)ブチル]テレフタレート等の芳香族環含有ビニルエーテルを挙げることができる。 Examples of the polyfunctional vinyl ether which is a polyfunctional radically polymerizable monomer include diethylene glycol divinyl ether, divinyl ether, 1,4-butanediol divinyl ether, 1,6-hexanediol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, and bis (). Chain vinyl ethers such as vinyloxybutyl) succinate; aliphatic ring-containing vinyl ethers such as 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether; aromatic ring-containing vinyl ethers such as bis [4- (vinyloxy) butyl] terephthalate can be mentioned. ..

(ビニルアミド)
単官能のラジカル重合性モノマーである単官能のビニルアミドとしては、例えばN−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−メチル−N−ビニルホルムアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド等の鎖状ビニルアミド;N−ビニルピロリドン、N−ビニル−ε−カプロラクタム、5−メチル−3−ビニルオキサゾリジン−2−オン等の脂肪族環含有ビニルアミドを挙げることができる。
(Vinylamide)
Examples of the monofunctional vinylamide which is a monofunctional radically polymerizable monomer include chain vinylamides such as N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-methyl-N-vinylacetamide, and N-methyl-N-vinylacetamide; Examples thereof include aliphatic ring-containing vinylamides such as N-vinylpyrrolidone, N-vinyl-ε-caprolactam, and 5-methyl-3-vinyloxazolidine-2-one.

(その他)
その他、ラジカル重合性モノマーとして、例えばペルフルオロエチレン、ペルフルオロプロピレン、ビニリデンフルオリド等のフッ素含有ビニルモノマー;
例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のケイ素含有ビニルモノマー;
例えば 無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステルおよびジアルキルエステルなどのモノアルキルエステルおよびジアルキルエステル;
フマル酸、ならびにフマル酸のモノアルキルエステルおよびジアルキルエステル;
ニトリル含有ビニルモノマー、例えばアクリロニトリル、メタアクリロニトリル等;
アミド含有ビニルモノマー、例えばアクリルアミド、メタアクリルアミド等;
ビニルエステル、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバル酸ビニル、安息香酸ビニル、ケイ皮酸ビニル等;
アルケン、例えばエチレン、プロピレン等;
塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリルおよびアリルアルコール等を挙げることができる。
(Other)
Other radically polymerizable monomers include fluorine-containing vinyl monomers such as perfluoroethylene, perfluoropropylene, and vinylidene fluoride;
For example, silicon-containing vinyl monomers such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane;
Monoalkyl and dialkyl esters such as maleic anhydride, maleic acid, monoalkyl and dialkyl esters of maleic acid;
Fumaric acid, and monoalkyl and dialkyl esters of fumaric acid;
Nitrile-containing vinyl monomers such as acrylonitrile, meta-acrylonitrile, etc .;
Amide-containing vinyl monomers such as acrylamide, metaacrylamide, etc .;
Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl benzoate, vinyl cinnamic acid, etc .;
Alkenes such as ethylene and propylene;
Examples thereof include vinyl chloride, vinylidene chloride, allyl chloride and allyl alcohol.

これらのモノマーは、上述の通り相分離構造を形成するものである組み合わせとなれば、単独で用いても、複数のモノマーを使用してもよい。相分離構造を形成するか否かは、(A)シアネートエステル化合物と(B)エポキシ樹脂との相溶性に影響を受けることから、使用する(A)シアネートエステル化合物及び(B)エポキシ樹脂の組み合わせや比率に合わせて適切な(D)ラジカル重合性モノマーを選択するのが好ましい。 As described above, these monomers may be used alone or in combination of two, as long as they form a phase-separated structure. Whether or not a phase-separated structure is formed is affected by the compatibility between the (A) cyanate ester compound and the (B) epoxy resin. Therefore, the combination of the (A) cyanate ester compound and the (B) epoxy resin to be used is affected. It is preferable to select an appropriate (D) radically polymerizable monomer according to the ratio.

本熱硬化性樹脂組成物において、ラジカル重合した成分が、ラジカル重合性モノマーを共硬化性樹脂成分との混合物中で、ラジカル重合して得られるならば、どのような形態のポリマーが生成されてもよく、ホモポリマー、ブロックコポリマーでないコポリマー、またはブロックポリマーを含むことができる。好ましくはホモポリマーまたは、ブロックコポリマーでないコポリマーである。ここで、「ブロックコポリマーでないコポリマー」とは、ランダムコポリマー、交互共重合体、その他複数の種類のモノマーを同時に重合した場合に得られる全てのコポリマーを含む。 In this thermosetting resin composition, if the radically polymerized component is obtained by radical polymerization of a radically polymerizable monomer in a mixture with a cocurable resin component, any form of polymer is produced. Also well, homopolymers, non-block copolymer copolymers, or block polymers can be included. It is preferably a homopolymer or a copolymer that is not a block copolymer. Here, the "non-block copolymer" includes a random copolymer, an alternating copolymer, and all other copolymers obtained by simultaneously polymerizing a plurality of types of monomers.

なお、上記および下記において、「(メタ)アクリル」および「(メタ)アクリレート」等の記載は、慣用されるように「メタクリルまたはアクリル」および「メタクリレートまたはアクリレート」等を意味する。 In addition, in the above and the following, the description of "(meth) acrylic" and "(meth) acrylate" and the like means "methacrylic or acrylic" and "methacrylate or acrylate" as is commonly used.

これらの中でも、単官能のラジカル重合性モノマーとしては、特に耐熱性に優れるポリマーを与えるモノマーが好ましい。例えばスチレン系モノマー、マレイミド系モノマー、(メタ)アクリルモノマー、ニトリル含有ビニルモノマー、アミド含有ビニルモノマー等およびこれらの混合物が好ましく、特にはスチレン系モノマー、芳香環含有マレイミド、置換または無置換の芳香環含有(メタ)アクリレート、芳香族環含有ビニルエーテル等の芳香族環を分子内に有するモノマーおよびそれを含む混合物が好ましい。好ましい具体的な化合物として、スチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、α−メチルスチレン、フェニルマレイミド、ベンジルメタクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルメタクリレート、フェニルアクリレートおよびこれらの混合物が好ましい。 Among these, as the monofunctional radically polymerizable monomer, a monomer that gives a polymer having excellent heat resistance is particularly preferable. For example, styrene-based monomers, maleimide-based monomers, (meth) acrylic monomers, nitrile-containing vinyl monomers, amide-containing vinyl monomers and the like and mixtures thereof are preferable, and in particular, styrene-based monomers, aromatic ring-containing maleimides, substituted or unsubstituted aromatic rings. Monomers having an aromatic ring in the molecule, such as a containing (meth) acrylate and an aromatic ring-containing vinyl ether, and a mixture containing the same are preferable. Preferred specific compounds are styrene, 4-methylstyrene, 4-ethylstyrene, α-methylstyrene, phenylmaleimide, benzylmethacrylate, benzylacrylate, phenylmethacrylate, phenylacrylate and mixtures thereof.

また、これらの中でも、多官能のラジカル重合性モノマーとしては、特に反応性に優れるビニル基を有するモノマーが好ましい。例えばスチレン系モノマー、マレイミド系モノマー、(メタ)アクリルモノマーが好ましい。 Among these, as the polyfunctional radically polymerizable monomer, a monomer having a vinyl group having particularly excellent reactivity is preferable. For example, styrene-based monomers, maleimide-based monomers, and (meth) acrylic monomers are preferable.

多官能のラジカル重合性モノマーは、組成物の粘度を下げて成型性を向上させる観点から、その質量平均分子量が1000以下であることが好ましく、中でも500以下であることがより好ましく、その中でも350以下であることがさらに好ましい。なお、質量平均分子量の下限値としては、通常100以上である。 From the viewpoint of lowering the viscosity of the composition and improving the moldability, the polyfunctional radically polymerizable monomer preferably has a mass average molecular weight of 1000 or less, more preferably 500 or less, and 350 of these. The following is more preferable. The lower limit of the mass average molecular weight is usually 100 or more.

<(E)ラジカル開始剤>
(E)ラジカル開始剤としては、例えば熱ラジカル発生剤、光開始剤、レドックス型開始剤等の種々のラジカル開始剤を使用することができる。中でも、簡便性の観点から、熱ラジカル発生剤が好ましい。例えば、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキシド、ジクミルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキシドのような有機過酸化物、および2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビスメチルブチロニトリル、2,2’−アゾビスジメチルバレロニトリルのようなアゾ化合物を挙げることができる。
<(E) Radical initiator>
As the radical initiator (E), various radical initiators such as a thermal radical initiator, a photoinitiator, and a redox-type initiator can be used. Of these, a thermal radical generator is preferable from the viewpoint of convenience. For example, organic peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, dicumyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, and 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis. Azo compounds such as methylbutyronitrile and 2,2'-azobisdimethylvaleronitrile can be mentioned.

本熱硬化性樹脂組成物は、(A)から(E)およびその他の成分を混合し、必要に応じで加熱を行い均一にすることが好ましく、さらに、加熱による(D)ラジカル重合性モノマーの重合を抑制し、粘度上昇による成型性の悪化を防ぐ必要がある。この観点から、(E)ラジカル開始剤の一時間半減期温度は80℃ 以上が好ましく、100℃以上がさらに好ましく、130℃以上が特に好ましい。具体的にはジクミルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキシドが好ましい。 In this thermosetting resin composition, it is preferable to mix (A) to (E) and other components and heat them as necessary to make them uniform, and further, the radically polymerizable monomer (D) by heating. It is necessary to suppress polymerization and prevent deterioration of moldability due to an increase in viscosity. From this viewpoint, the one-hour half-life temperature of the (E) radical initiator is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and particularly preferably 130 ° C. or higher. Specifically, dicumyl peroxide and di-tert-butyl peroxide are preferable.

<(F)その他の成分 >
本熱硬化性樹脂組成物は、その効果を妨げることのない範囲において、必要に応じてその他の成分として、例えば通常エポキシ樹脂やシアネートエステル化合物の硬化に用いられる硬化剤を含有することができる。
<(F) Other ingredients>
The thermosetting resin composition can contain, if necessary, a curing agent usually used for curing an epoxy resin or a cyanate ester compound, as other components, as long as the effect is not impaired.

用いてもよい硬化剤の例としては、特に限定されないが、フェノール系硬化剤、エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、メルカプタン系硬化剤、有機ホスフィン系硬化剤等を挙げることができる。またフェノキシ樹脂を硬化剤として用いることも可能である。
これらの硬化剤は1種のみで用いてもよく、また、それ以外の1種以上の硬化剤を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。
Examples of the curing agent that may be used are not particularly limited, but are phenol-based curing agent, ester-based curing agent, benzoxazine-based curing agent, acid anhydride-based curing agent, amine-based curing agent, mercaptan-based curing agent, and organic. A phosphine-based curing agent and the like can be mentioned. It is also possible to use a phenoxy resin as a curing agent.
These curing agents may be used alone, or one or more other curing agents may be mixed and used in any combination and ratio.

本熱硬化性樹脂組成物に用いることができる硬化剤の含有量は、組成物に含まれるエポキシ基が未反応のまま残留させない点では多いことが好ましいが、本熱硬化性樹脂組成物の硬化を妨げることを防ぐため、及び硬化剤のエポキシ基と反応する部位が未反応のまま残留させない点では少ないことが好ましい。硬化剤を用いる場合には、これらの観点から適宜調整することが望ましい。例えば、本熱硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ基と、硬化剤における反応部位(フェノール系硬化剤の水酸基、エステル系硬化剤のエステル基、ベンゾオキサジン系硬化剤のNO基、酸無水物系硬化剤の酸無水物基、アミン系硬化剤のアミノ基等)との当量比で、0.05以上となるように用いることが好ましく、0.1以上となるように用いることがさらに好ましく、また、一方で、1.5以下となるように用いることが好ましく、1.2以下となるように用いることがさらに好ましい。 The content of the curing agent that can be used in the thermosetting resin composition is preferably large in that the epoxy groups contained in the composition do not remain unreacted, but the curing of the thermosetting resin composition It is preferable that there are few sites that react with the epoxy group of the curing agent so as not to remain unreacted. When a curing agent is used, it is desirable to make appropriate adjustments from these viewpoints. For example, the epoxy group contained in this thermosetting resin composition and the reaction site in the curing agent (hydroxyl of phenol-based curing agent, ester group of ester-based curing agent, NO group of benzoxazine-based curing agent, acid anhydride-based The equivalent ratio with the acid anhydride group of the curing agent, the amino group of the amine-based curing agent, etc.) is preferably 0.05 or more, and more preferably 0.1 or more. On the other hand, it is preferable to use it so that it is 1.5 or less, and it is more preferable to use it so that it is 1.2 or less.

硬化剤は、1種のみで用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。2種以上の硬化剤を用いた場合におけるその含有量は、合計量が上記の好ましい範囲であることが好ましい。 Only one type of curing agent may be used, or two or more types may be used in any combination and ratio. When two or more kinds of curing agents are used, the total amount thereof is preferably in the above-mentioned preferable range.

その他、本熱硬化性樹脂組成物に含まれていてもよいものとしては、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、タルク、クレイ等の無機充填剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤、表面処理剤等の公知の添加剤を挙げることができ、使用用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、半導体封止材用途であれば、シリカを含んでいることが好ましい。 Other components that may be contained in this thermosetting resin composition include inorganic fillers such as silica, alumina, calcium carbonate, boron nitride, aluminum nitride, talc, and clay, colorants, antioxidants, and difficulties. Known additives such as flame retardants and surface treatment agents can be mentioned, and may be appropriately selected depending on the intended use. For example, for semiconductor encapsulant applications, it preferably contains silica.

さらに本熱硬化性樹脂組成物は加工時の粘度調整及び硬化させるときの取り扱い性等のための希釈剤、溶媒を含有していてもよい。
希釈剤としては、エポキシ基を1つのみ有する反応性希釈剤や溶媒が使用できる。反応性希釈剤としては例えばブチルグリシジルエーテル等のアルキルモノグリシジルエーテル類;フェニルグリシジルエーテル等のアルキルフェニルグリシジルエーテル類を挙げることができる。
溶媒としては、特に限定されないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;エチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;ヘキサン、シクロヘキサン等のアルカン類;トルエン、キシレン等の芳香族類等を挙げることができる。
これらの希釈剤及び溶媒は、1種のみで用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
なお、溶媒を用いる場合、溶媒の含有量は、溶媒残留により硬化物中にボイドが形成され難い点では用いない又は少ないことが好ましい。一方、組成物の高粘度化に伴うクラックが発生し難い点では多いことが好ましい。溶媒を用いる場合には、これらの観点からその使用量を適宜調整することが望ましい。
Further, the present thermosetting resin composition may contain a diluent and a solvent for adjusting the viscosity during processing and handling during curing.
As the diluent, a reactive diluent or solvent having only one epoxy group can be used. Examples of the reactive diluent include alkyl monoglycidyl ethers such as butyl glycidyl ether; and alkyl phenyl glycidyl ethers such as phenyl glycidyl ether.
The solvent is not particularly limited, but for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; ethers such as ethylene glycol monomethyl ether; N, N. -Amids such as dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide; alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; alkanes such as hexane and cyclohexane; aromatics such as toluene and xylene can be mentioned.
These diluents and solvents may be used alone or in any combination and ratio of two or more.
When a solvent is used, the content of the solvent is preferably not used or small because voids are unlikely to be formed in the cured product due to residual solvent. On the other hand, it is preferable that there are many cracks that are unlikely to occur due to the high viscosity of the composition. When a solvent is used, it is desirable to appropriately adjust the amount used from these viewpoints.

<本熱硬化性樹脂組成物>
本熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性、すなわち加熱されることにより硬化反応する性質を備えた樹脂組成物であればよく、その形態は、液状であっても、固体状であっても、ゲル状であっても、その他の形態であってもよい。
<This thermosetting resin composition>
The present thermosetting resin composition may be any thermosetting resin composition having a property of being thermosetting, that is, having a property of curing reaction when heated, and its form may be liquid or solid. , It may be in the form of a gel or in other forms.

本熱硬化性樹脂組成物において、(A)シアネートエステル化合物の含有量は、耐熱性の高さや誘電特性に優れている点など、シアネート樹脂の利点を活かす観点では、本熱硬化性樹脂組成物の総量に対して30〜99質量%であるのが好ましく、中でも40質量%以上或いは95質量%以下、その中でも50質量%以上或いは80質量%以下であるのがさらに好ましい。
なお、本発明において、本熱硬化性樹脂組成物の総量に対する含有成分の含有量とは、上述した(A)〜(E)5成分の合計量を100質量%とするものとする。
In the present thermosetting resin composition, the content of the (A) cyanate ester compound is excellent in heat resistance and dielectric properties, and from the viewpoint of utilizing the advantages of the cyanate resin, the present thermosetting resin composition. It is preferably 30 to 99% by mass, and more preferably 40% by mass or more or 95% by mass or less, and more preferably 50% by mass or more or 80% by mass or less.
In the present invention, the content of the contained components with respect to the total amount of the present thermosetting resin composition is defined as 100% by mass of the total amount of the above-mentioned five components (A) to (E).

本熱硬化性樹脂組成物において、(A)シアネートエステル化合物と(B)エポキシ樹脂との含有割合は、シアネート樹脂の有する高いガラス転移温度を維持しつつ、シアネート樹脂単独の場合と比較して良好な加工性と低い温度での硬化が可能となるという観点から、シアネート基1モルに対してエポキシ基0.01モル以上1.0モル以下であることが好ましく、中でもエポキシ基0.03モル以上或いは0.7モル以下であることがさらに好ましい。 In this thermosetting resin composition, the content ratio of the (A) cyanate ester compound and the (B) epoxy resin is better than that of the cyanate resin alone while maintaining the high glass transition temperature of the cyanate resin. From the viewpoint of excellent workability and enabling curing at a low temperature, the epoxy group is preferably 0.01 mol or more and 1.0 mol or less with respect to 1 mol of cyanate group, and more than 0.03 mol or more of the epoxy group. Alternatively, it is more preferably 0.7 mol or less.

本熱硬化性樹脂組成物は、(C)硬化促進剤を、硬化開始温度を下げ、よりエネルギーコストを下げる目的で、(A)シアネートエステル化合物及び(B)エポキシ樹脂の合計含有量100質量部に対して0.01質量部以上の割合で含有するのが好ましく、中でも0.1質量部以上、その中でも0.5質量部以上の割合で含有するのがさらに好ましい。他方、硬化に関わる各反応の暴走を抑制し、適度な硬化度の硬化物を安全に取得するためには、10質量部以下の割合で含有するのが好ましく、中でも5質量部以下、その中でも2質量部以下の割合で含有するのがさらに好ましい。 In this thermosetting resin composition, the total content of (A) cyanate ester compound and (B) epoxy resin is 100 parts by mass for the purpose of lowering the curing start temperature and further lowering the energy cost of (C) curing accelerator. It is preferably contained in a proportion of 0.01 parts by mass or more, and more preferably 0.1 parts by mass or more, and more preferably 0.5 parts by mass or more. On the other hand, in order to suppress the runaway of each reaction related to curing and safely obtain a cured product having an appropriate degree of curing, it is preferably contained in a proportion of 10 parts by mass or less, particularly 5 parts by mass or less, among them. It is more preferably contained in a ratio of 2 parts by mass or less.

本熱硬化性樹脂組成物は、(D)ラジカル重合性モノマーを、硬化物全体に改質剤としての効果を発現させる観点から、(A)(B)(C)(D)及び(E)の合計質量中、(D)ラジカル重合性モノマーを0.5質量%以上含むのが好ましく、中でも3質量%以上、その中でも10質量%以上含むのがさらに好ましい。他方、(A)(B)を由来とする硬化物の耐熱性や機械的特性の高さを維持する観点から、(A)(B)(C)(D)及び(E)の合計質量中、(D)ラジカル重合性モノマーを40質量%以下の割合で含むのが好ましく、中でも35質量%以下、その中でも30質量%以下の割合で含むのがさらに好ましい。 This thermosetting resin composition has (A), (B), (C), (D), and (E) from the viewpoint of causing the (D) radically polymerizable monomer to exert an effect as a modifier on the entire cured product. It is preferable that the radical polymerizable monomer (D) is contained in an amount of 0.5% by mass or more, particularly preferably 3% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more. On the other hand, in the total mass of (A), (B), (C), (D) and (E) from the viewpoint of maintaining the heat resistance and high mechanical properties of the cured product derived from (A) and (B). , (D) The radically polymerizable monomer is preferably contained in a proportion of 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less.

本熱硬化性樹脂組成物は、(E)ラジカル開始剤を、(D)ラジカル重合性モノマーの重合を十分に進行させる観点から、(D)ラジカル重合性モノマー100質量部に対して0.001質量部以上の割合で含有するのが好ましく、中でも0.01質量部以上、その中でも0.05質量部以上の割合で含有するのがさらに好ましい。他方、本熱硬化性樹脂組成物の保存安定性を高め、かつ硬化時の急激な反応による熱暴走を防ぐ観点から、10質量部以下の割合で含有するのが好ましく、中でも5質量部以下、その中でも1質量部以下の割合で含有するのがさらに好ましい。 In this thermosetting resin composition, 0.001 with respect to 100 parts by mass of (D) radical-polymerizable monomer (D) from the viewpoint of sufficiently advancing the polymerization of (D) radical-polymerizable monomer with (E) radical initiator. It is preferably contained in a proportion of parts by mass or more, and more preferably 0.01 parts by mass or more, and more preferably 0.05 parts by mass or more. On the other hand, from the viewpoint of improving the storage stability of the thermosetting resin composition and preventing thermal runaway due to a rapid reaction during curing, it is preferably contained in a proportion of 10 parts by mass or less, particularly 5 parts by mass or less. Among them, it is more preferably contained in a ratio of 1 part by mass or less.

<本熱硬化性樹脂組成物の作製方法>
本熱硬化性樹脂組成物は、(A)シアネートエステル化合物、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化促進剤、(D)ラジカル重合性モノマー、(E)ラジカル開始剤及び(F)その他の成分を混合し、必要に応じて攪拌、分散、加熱などを行うことにより得ることができる。
この際、混合は、全て同時に混合して作製してもよいし、順次混合するようにしてもよい。例えば、(A)シアネートエステル化合物と(B)エポキシ樹脂を混合した後、(C)硬化促進剤を加え、次に、(D)ラジカル重合性モノマー及び(E)ラジカル開始剤を加えるようにしてもよい。この際、(A)シアネートエステル化合物と(B)エポキシ樹脂を混合して50〜200℃に加熱することで一部のシアネートエステル化合物及びエポキシ樹脂を反応させるプレポリマー化を行ってもよい。他方でプレポリマー化が進行し過ぎると次に加える(D)ラジカル重合性モノマー及び(E)ラジカル開始剤が均一に分散し難くなることから150℃以下で加熱するのが好ましいまた、(D)ラジカル重合性モノマー及び(E)ラジカル開始剤を加えた後、組成物が均一になるよう、50〜200℃に加熱するようにしてもよい。他方で、ラジカル開始剤の分解温度以上で加熱すると、ラジカル重合が始まることで組成物の粘度が上昇し、成型性の低下に繋がる恐れがあるため、使用するラジカル開始剤の分解温度以下で加熱を行うのが好ましく、具体的には150℃以下で加熱を行うのが好ましい。なお、(F)その他の成分は適宜タイミングで加えればよい。
<Method for producing this thermosetting resin composition>
The thermosetting resin composition comprises (A) a cyanate ester compound, (B) an epoxy resin, (C) a curing accelerator, (D) a radically polymerizable monomer, (E) a radical initiator, and (F) other components. Can be obtained by mixing and stirring, dispersing, heating and the like as necessary.
At this time, the mixing may be produced by mixing all at the same time, or may be mixed sequentially. For example, after mixing (A) a cyanate ester compound and (B) an epoxy resin, (C) a curing accelerator is added, and then (D) a radically polymerizable monomer and (E) a radical initiator are added. May be good. At this time, the (A) cyanate ester compound and (B) epoxy resin may be mixed and heated to 50 to 200 ° C. to prepolymerize a part of the cyanate ester compound and the epoxy resin to react with each other. On the other hand, if the prepolymerization progresses too much, it becomes difficult to uniformly disperse the (D) radical-polymerizable monomer and (E) radical initiator to be added next, so it is preferable to heat at 150 ° C. or lower (D). After adding the radically polymerizable monomer and the (E) radical initiator, the composition may be heated to 50 to 200 ° C. so that the composition becomes uniform. On the other hand, when heated above the decomposition temperature of the radical initiator, the viscosity of the composition increases due to the start of radical polymerization, which may lead to a decrease in moldability. Therefore, heating is performed below the decomposition temperature of the radical initiator used. It is preferable to carry out the above, and specifically, it is preferable to carry out heating at 150 ° C. or lower. In addition, (F) other components may be added at an appropriate timing.

<<本硬化物>>
本発明の実施形態の一例に係る硬化物(「本硬化物」と称する)は、本熱硬化性樹脂組成物を加熱して硬化させることにより得ることができる。
<< This cured product >>
The cured product (referred to as "the present cured product") according to an example of the embodiment of the present invention can be obtained by heating and curing the thermosetting resin composition.

本硬化物は、(A)シアネート樹脂及び(B)エポキシ樹脂に由来する相と、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する相と、を有する相分離構造を備えた硬化物であるのが好ましい。
本硬化物がこのような相分離構造を備えていれば、マトリックス樹脂すなわち(A)シアネート樹脂及び(B)エポキシ樹脂の優れた性質、例えば高Tgや高強度を維持しつつ、靭性を高めることができる。
本硬化物がこのような相分離構造を備えるためには、後述するようなin situ反応・重合法を採用し、(A)シアネート樹脂と(B)エポキシ樹脂との反応、さらにはこれらの硬化反応と同時に、(D)ラジカル重合性モノマーのラジカル重合を行うようにすればよい。但し、この方法に限定するものではない。
The cured product is preferably a cured product having a phase-separated structure having a phase derived from (A) cyanate resin and (B) epoxy resin and a phase derived from (D) radically polymerizable monomer. ..
If the cured product has such a phase-separated structure, the toughness can be enhanced while maintaining the excellent properties of the matrix resin, that is, the (A) cyanate resin and the (B) epoxy resin, for example, high Tg and high strength. Can be done.
In order for this cured product to have such a phase-separated structure, an in situ reaction / polymerization method as described later is adopted, and (A) a reaction between a cyanate resin and (B) an epoxy resin, and further curing of these. At the same time as the reaction, the radical polymerization of the (D) radically polymerizable monomer may be carried out. However, the method is not limited to this method.

前記相分離構造において、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する相のサイズが小さければ、改質剤としての(D)ラジカル重合性モノマーが重合したポリマーの分散性が良くなり、改質効果を高めることができる。但し、当該相の大きさが小さくなり過ぎ均一状態に近づくと改質効果を得られない可能性がある。よって(D)ラジカル重合性モノマーに由来する相の大きさは、0.01μm以上であるのが好ましく、中でも0.05μm以上であるのが好ましい。また、5μm以下であるのが好ましく、中でも3μm以下、その中でも1μm以下であるのがさらに好ましい。
前記相分離構造において(D)ラジカル重合性モノマーに由来する相の大きさを前記範囲に調整するには、(D)ラジカル重合性モノマーをモノマー状態で加えるin situ反応・重合法を採用し、さらに(A)シアネート樹脂及び(B)エポキシ樹脂の種類や比率に対して適切な(D)ラジカル重合性モノマーを選択することで、硬化速度を適度な速さに調整することができ、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する相の大きさを前記範囲に調整することができる。
In the phase-separated structure, if the size of the phase derived from the (D) radically polymerizable monomer is small, the dispersibility of the polymer polymerized by the (D) radically polymerizable monomer as a modifier is improved, and the modifying effect is enhanced. Can be enhanced. However, if the size of the phase becomes too small and approaches a uniform state, the reforming effect may not be obtained. Therefore, the size of the phase derived from the radically polymerizable monomer (D) is preferably 0.01 μm or more, and more preferably 0.05 μm or more. Further, it is preferably 5 μm or less, more preferably 3 μm or less, and further preferably 1 μm or less.
In order to adjust the size of the phase derived from (D) radically polymerizable monomer in the phase separation structure within the above range, an in situ reaction / polymerization method in which (D) radically polymerizable monomer is added in a monomer state is adopted. Furthermore, by selecting an appropriate (D) radically polymerizable monomer for the type and ratio of (A) cyanate resin and (B) epoxy resin, the curing rate can be adjusted to an appropriate rate, and (D) ) The size of the phase derived from the radically polymerizable monomer can be adjusted within the above range.

本硬化物は、耐熱性の観点から、そのガラス転移温度(Tg)が220℃以上であるのが好ましく、中でも230℃以上、その中でも240℃以上であるのがさらに好ましい。
本硬化物濃度のガラス転移温度(Tg)を前記範囲に調整するには、例えば(A)シアネートエステル化合物のうち芳香族環を有するものを用いたり、(B)エポキシ樹脂として多官能のエポキシ樹脂を用いたり、組成物中の(A)シアネートエステル化合物の比率を高めたり、適当なシアネート当量やエポキシ当量の樹脂を選択することで架橋密度を調整すればよい。
From the viewpoint of heat resistance, the cured product preferably has a glass transition temperature (Tg) of 220 ° C. or higher, more preferably 230 ° C. or higher, and more preferably 240 ° C. or higher.
In order to adjust the glass transition temperature (Tg) of the cured product concentration within the above range, for example, (A) a cyanate ester compound having an aromatic ring can be used, or (B) a polyfunctional epoxy resin as an epoxy resin. , The ratio of the (A) cyanate ester compound in the composition may be increased, or the crosslink density may be adjusted by selecting an appropriate cyanate equivalent or epoxy equivalent resin.

本硬化物の破壊靱性値(KIC)は、(A)シアネート樹脂と(B)エポキシ樹脂の種類や混合比率にもよるが、0.5MN/m3/2以上であるのが好ましく、中でも0.6MN/m3/2以上、その中でも0.7MN/m3/2以上であるのがさらに好ましく、0.8MN/m3/2以上が特に好ましい。 Fracture toughness value of the cured product (K IC) is, (A) the cyanate resin and (B) depending on the epoxy resin of the kind and mixing ratio is preferably at 0.5 mN / m 3/2 or more and preferably 0.6MN / m 3/2 or more, more preferably at 0.7MN / m 3/2 or more. among them, 0.8Mn / m 3/2 or more are particularly preferred.

本硬化物の破壊靱性値(KIC)は、改質剤として(D)を加えない場合の硬化物K1Cと比較して、0.1MN/m3/2以上向上するのが好ましく、中でも0.2MN/m3/2以上、その中でも0.3MN/m3/2以上向上するのがさらに好ましい。 Fracture toughness value of the cured product (K IC), compared with the cured product K1C when no added as modifier (D), it is preferable to increase 0.1 mN / m 3/2 or more and preferably 0 .2MN / m 3/2 or more, more preferably to improved 0.3 mN / m 3/2 or more therein.

<本硬化物の作製方法>
本硬化物は、本熱硬化性樹脂組成物を用途に応じて加熱成型することにより得ることができる。
この際、硬化温度は、組成物中の各成分の反応性に応じて適宜選択すればよいが、硬化度の低下に起因する耐熱性や機械的特性の低下を抑制するためには150℃以上が好ましく、160℃以上がさらに好ましく、190℃以上が特に好ましい。他方で、プロセス合理性の観点からは、300℃以下が好ましく、250℃以下がさらに好ましく、220℃以下が特に好ましい。
また、硬化のための加熱は多段階で実施してもよい。
<Method of producing this cured product>
The cured product can be obtained by heat-molding the thermosetting resin composition according to the intended use.
At this time, the curing temperature may be appropriately selected according to the reactivity of each component in the composition, but is 150 ° C. or higher in order to suppress the deterioration of heat resistance and mechanical properties due to the decrease in the degree of curing. Is preferable, 160 ° C. or higher is more preferable, and 190 ° C. or higher is particularly preferable. On the other hand, from the viewpoint of process rationality, 300 ° C. or lower is preferable, 250 ° C. or lower is further preferable, and 220 ° C. or lower is particularly preferable.
Further, heating for curing may be carried out in multiple stages.

本硬化物の好ましい作製方法として、例えば、(A)シアネートエステル化合物と(B)エポキシ樹脂とを反応させ、(C)硬化促進剤を添加し溶解させると共に、さらに、ラジカル重合可能な改質剤としての(D)ラジカル重合性モノマーと(E)ラジカル開始剤を添加して溶解させ、さらに加熱硬化させることで、(A)シアネートエステル化合物と(B)エポキシ樹脂との反応、さらにはこれらの硬化反応と同時に、(D)ラジカル重合性モノマーのラジカル重合を行う方法(「in situ反応・重合法」とも称する)を挙げることができる。
このようにin situ反応・重合法により本硬化物を作製すれば、(A)シアネートエステル化合物及び(B)エポキシ樹脂に由来する相と、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する相とを有する相分離構造を備えた硬化物とすることができ、硬化物の強靭化を図ることができる。従来法、すなわち、ポリマー状態の改質剤を未硬化樹脂に添加して硬化させる方法と比べ、改質剤相のドメインサイズをより小さい状態で相分離構造を形成することができ、より優れた改質効果を得ることができる。また、モノマー状態で添加して溶解させるため、金型への注入時さらには成形時の樹脂粘度が低く、ハンドリング性が容易である。
さらに、適切な(D)ラジカル重合性モノマーを選択して使用することで、すなわち、単官能のラジカル重合性モノマー乃至若干の多官能のラジカル重合性モノマーを主成分とする改質剤を選択することで、硬化速度を適度な早さに調整することができ、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する相の大きさを適度な大きさに調整できるから、靱性をさらに向上させることができる。
As a preferable method for producing the cured product, for example, (A) a cyanate ester compound and (B) an epoxy resin are reacted, (C) a curing accelerator is added and dissolved, and a modifier capable of radical polymerization is further added. (D) Radical polymerizable monomer and (E) Radical initiator are added and dissolved, and further heat-cured to react the (A) cyanate ester compound with (B) epoxy resin, and further, these Examples thereof include a method (also referred to as “in situ reaction / polymerization method”) in which (D) radical polymerization of a radically polymerizable monomer is carried out at the same time as the curing reaction.
When this cured product is prepared by the in situ reaction / polymerization method in this way, it has a phase derived from (A) a cyanate ester compound and (B) an epoxy resin, and a phase derived from (D) a radically polymerizable monomer. A cured product having a phase-separated structure can be obtained, and the cured product can be toughened. Compared with the conventional method, that is, a method in which a modifier in a polymer state is added to an uncured resin and cured, a phase-separated structure can be formed with a smaller domain size of the modifier phase, which is more excellent. A reforming effect can be obtained. Further, since it is added and dissolved in a monomer state, the resin viscosity at the time of injection into the mold and at the time of molding is low, and the handleability is easy.
Further, by selecting and using an appropriate (D) radically polymerizable monomer, that is, a modifier containing a monofunctional radically polymerizable monomer or a slightly polyfunctional radically polymerizable monomer as a main component is selected. As a result, the curing rate can be adjusted to an appropriate speed, and the size of the phase derived from the (D) radically polymerizable monomer can be adjusted to an appropriate size, so that the toughness can be further improved.

<本熱硬化性樹脂組成物及び本硬化物の特徴及び用途>
シアネートエステル化合物は、含有するシアネート基が付加反応により自己三量化してトリアジン環を形成しながらネットワーク化していくことで、高い強度や熱安定性と良好な誘電特性を示すことが知られている。他方、エポキシ樹脂は架橋密度が高いことが知られている。
このようなシアネートエステル化合物とエポキシ樹脂とを併用して互いに反応させることで、(1)オキサゾリンやオキサゾリジノン誘導体、及び(2)イソシアヌレート誘導体等の相互反応生成物を形成させることができる。よって、シアネートエステル化合物及びエポキシ樹脂を混合して硬化させることにより、前記複数の相互反応生成物等を含む架橋ネットワーク形成がより密に進行するため、本硬化性成形材料には、高い熱安定性が付与されて、優れた耐熱性を示すと考えられる。
<Characteristics and applications of the thermosetting resin composition and the cured product>
Cyanate ester compounds are known to exhibit high strength, thermal stability, and good dielectric properties by self-triquantizing the cyanate groups contained in the cyanate group by an addition reaction and forming a network while forming a triazine ring. .. On the other hand, epoxy resins are known to have a high crosslink density.
By reacting such a cyanate ester compound and an epoxy resin in combination with each other, mutual reaction products such as (1) oxazoline and oxazolidinone derivatives, and (2) isocyanurate derivatives can be formed. Therefore, by mixing and curing the cyanate ester compound and the epoxy resin, the formation of the crosslinked network containing the plurality of interaction products and the like proceeds more densely, so that the present curable molding material has high thermal stability. Is given, and it is considered that it exhibits excellent heat resistance.

さらに本熱硬化性樹脂組成物及び本硬化物では、相分離構造を備えた硬化物を形成することができ、耐熱性を維持しつつ、靱性を特に優れたものとすることができる。よって、本熱硬化性樹脂組成物乃至本硬化物は、電気・電子材料、例えば、半導体デバイスなどの封止材として好適に用いることができる。
また、本硬化物は、特に靱性に優れているから、炭素繊維などの複合材におけるマトリックス樹脂、或いは、接着剤として、本熱硬化性樹脂組成物乃至本硬化物を好適に使用することができる。
Further, in the present thermosetting resin composition and the present cured product, a cured product having a phase-separated structure can be formed, and the toughness can be made particularly excellent while maintaining heat resistance. Therefore, the thermosetting resin composition or the cured product can be suitably used as a sealing material for electrical / electronic materials, for example, semiconductor devices.
Further, since the cured product is particularly excellent in toughness, the thermosetting resin composition or the cured product can be preferably used as a matrix resin in a composite material such as carbon fiber or as an adhesive. ..

<語句の説明>
本明細書において「X〜Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)或いは「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」或いは「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
<Explanation of words>
When expressed as "X to Y" (X and Y are arbitrary numbers) in the present specification, unless otherwise specified, they mean "X or more and Y or less" and "preferably larger than X" or "preferably Y". It also includes the meaning of "smaller".
Further, when expressed as "X or more" (X is an arbitrary number) or "Y or less" (Y is an arbitrary number), it means "preferably larger than X" or "preferably less than Y". Including intention.

次に、本発明について、以下の実施例により更に説明する。但し、以下の実施例は本発明を限定するものではない。 Next, the present invention will be further described with reference to the following examples. However, the following examples do not limit the present invention.

実施例及び比較例における各種分析方法は以下の通りである。 Various analysis methods in Examples and Comparative Examples are as follows.

(エポキシ当量)
JIS K7236:2001に準じて測定した。
(Epoxy equivalent)
Measured according to JIS K7236: 2001.

(ガラス転移温度(Tg))
実施例・比較例で得た硬化物(サンプル)から、長さ41.5mm、幅10mm、厚さ2mmの短冊状に切り出し、測定用サンプルとした。
ガラス転移温度は、動的粘弾性測定におけるTanδピークの極大点の温度とした。ただし、Tanδピークが複数存在する場合には、それらの極大点のうち最も大きな極大値をとるときの温度をガラス転移温度とした。
装置:SIIナノテクノロジー社製 DMS−6100
昇温速度:5℃/min
周波数:1Hz
(Glass transition temperature (Tg))
From the cured product (sample) obtained in Examples and Comparative Examples, strips having a length of 41.5 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm were cut out to prepare a sample for measurement.
The glass transition temperature was defined as the temperature at the maximum point of the Tanδ peak in the dynamic viscoelasticity measurement. However, when there are a plurality of Tanδ peaks, the temperature at which the largest maximum value among those maximum points is taken is defined as the glass transition temperature.
Equipment: DMS-6100 manufactured by SII Nanotechnology Inc.
Heating rate: 5 ° C / min
Frequency: 1Hz

(相分離構造の有無)
実施例・比較例で得た硬化物(サンプル)の破断面を、走査型電子顕微鏡(JSM−6390LV、日本電子(株)製)で観察し、相分離構造の有無を判定した。また、相分離構造が微細で走査型電子顕微鏡で観察できない場合にも、動的粘弾性測定において、ラジカル重合性モノマーに由来する相に対応するTanδピークが観察された場合には相分離構造が有るものとして判定した。
(Presence or absence of phase separation structure)
The fracture surface of the cured product (sample) obtained in Examples and Comparative Examples was observed with a scanning electron microscope (JSM-6390LV, manufactured by JEOL Ltd.) to determine the presence or absence of a phase-separated structure. Further, even when the phase-separated structure is fine and cannot be observed with a scanning electron microscope, the phase-separated structure is formed when a Tanδ peak corresponding to the phase derived from the radically polymerizable monomer is observed in the dynamic viscoelasticity measurement. It was judged to be present.

(破壊靱性値)
実施例・比較例で得た硬化物(サンプル)について、ASTM D5045に基づき3点曲げ試験により破壊靭性値KIC[MN/m3/2]を求めた。
試験片の大きさは長さ:61.6[mm](=4.4W)、幅(W):14.0[mm]、厚さ(B):7.0[mm](=W/2)とした。ダイヤモンドカッターを用いて試験片に5.3〜5.6[mm]のノッチを入れたのちに60℃のオーブンで3時間乾燥させた。その後、カッターの刃をノッチの先端に当てて木槌で数回たたくことにより約1.5[mm]クラックを挿入した。このとき、「ノッチ+クラックの長さ」(a)が0.45<a/W<0.55となるようにした。また、3点曲げ試験の際のスパン長(S)はS=4W、クロスヘッドスピードは10mm/minとした。3点曲げ試験は、島津製作所製:精密万能試験機AGX−10kNを用いて行った。
(Fracture toughness value)
The fracture toughness value K IC [MN / m 3/2 ] was determined by a three-point bending test based on ASTM D5045 for the cured product (sample) obtained in Examples and Comparative Examples.
The size of the test piece is length: 61.6 [mm] (= 4.4W), width (W): 14.0 [mm], thickness (B): 7.0 [mm] (= W / 2). The test piece was notched at 5.3 to 5.6 [mm] using a diamond cutter, and then dried in an oven at 60 ° C. for 3 hours. Then, the blade of the cutter was applied to the tip of the notch and tapped with a mallet several times to insert a crack of about 1.5 [mm]. At this time, the "notch + crack length" (a) was set to 0.45 <a / W <0.55. The span length (S) in the three-point bending test was S = 4W, and the crosshead speed was 10 mm / min. The 3-point bending test was performed using a precision universal testing machine AGX-10kN manufactured by Shimadzu Corporation.

実施例及び比較例で用いた製造原料は以下の通りである。 The manufacturing raw materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.

(シアネートエステル化合物(BAD))
BADは、ビスフェノールA型シアネートエステルであり、下記式(1)で表される2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパン(三菱ガス化学社製)であり、理論分子量と理論官能基数から計算されるシアネート当量は139g/eq.である。
(Cyanate Ester Compound (BAD))
BAD is a bisphenol A type cyanate ester, which is 2,2-bis (4-cyanatephenyl) propane (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) represented by the following formula (1), and is calculated from the theoretical molecular weight and the theoretical number of functional groups. The cyanate equivalent to be produced is 139 g / eq. Is.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

(エポキシ樹脂EP−1)
EP−1は、下記式(2)で表されるjER1032H60(三菱ケミカル社製)であり、エポキシ当量は167g/eq.である。
(Epoxy resin EP-1)
EP-1 is jER1032H60 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) represented by the following formula (2), and has an epoxy equivalent of 167 g / eq. Is.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

(エポキシ樹脂EP−2)
EP−2は、下記式(3)で表される3,3’−ジグリシジルビフェニル−4,4’−ジグリシジルエーテルであり、エポキシ当量は104g/eq.である。
(Epoxy resin EP-2)
EP-2 is a 3,3'-diglycidyl biphenyl-4,4'-diglycidyl ether represented by the following formula (3), and has an epoxy equivalent of 104 g / eq. Is.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

EP−2は、次のようにして製造することができる。
10LのオートクレーブにN,N−ジメチルホルムアミド840mL、アリルクロライド575g(7.51mol)、炭酸カリウム1245g(9.01mol)、ビフェノール280g(1.50mol)を加えて密閉し、40℃まで加熱した後、1時間かけて65℃まで昇温した。65℃で5時間熟成した後、室温まで冷却してオートクレーブを開放した。ここに、水1678gとメチルイソブチルケトン1600gを加えて無機塩と結晶を溶解させ、分液操作にて水相を除去した。残ったメチルイソブチルケトン相に水1678gを加えて60℃で水洗する操作を3回繰り返した後、メチルイソブチルケトンを留去し、4,4−ジアリロキシビフェニルを得た。
次に上述の方法で得られた4,4−ジアリロキシビフェニル165g(620mmol)とN,N−ジエチルアニリン825mLを2Lの四つ口フラスコに入れ、200℃で6時間加熱した後、室温まで冷却した。続いて2Lのセパラブルフラスコに水495mlと50質量%水酸化ナトリウム水溶液149mL(1.86mol)を入れ10℃に冷却したところに、先のN,N−ジエチルアニリン溶液を15分かけて滴下し、30分撹拌した後静置し、上相と下相をそれぞれ抜出した。次に2Lのセパラブルフラスコに水495mLと濃硫酸93.1g(1.86mol)を入れ10℃に冷却した後、前の操作で抜き出した下相を滴下し、1時間撹拌した。析出した固体をろ過によって回収し、水洗した後減圧乾燥したところ、灰色固体として3,3−ジアリル−4,4−ビフェノールを148g(1.19mol、2段階収率80.4%)得た。
EP-2 can be produced as follows.
To a 10 L autoclave, 840 mL of N, N-dimethylformamide, 575 g (7.51 mol) of allyl chloride, 1245 g (9.01 mol) of potassium carbonate, and 280 g (1.50 mol) of biphenol were added, sealed, and heated to 40 ° C. The temperature was raised to 65 ° C. over 1 hour. After aging at 65 ° C. for 5 hours, the mixture was cooled to room temperature and the autoclave was opened. To this, 1678 g of water and 1600 g of methyl isobutyl ketone were added to dissolve the inorganic salt and crystals, and the aqueous phase was removed by a liquid separation operation. After repeating the operation of adding 1678 g of water to the remaining methyl isobutyl ketone phase and washing with water at 60 ° C. three times, methyl isobutyl ketone was distilled off to obtain 4,4-dialyloxybiphenyl.
Next, 165 g (620 mmol) of 4,4-dialyloxybiphenyl and 825 mL of N, N-diethylaniline obtained by the above method were placed in a 2 L four-necked flask, heated at 200 ° C. for 6 hours, and then brought to room temperature. Cooled. Subsequently, 495 ml of water and 149 mL (1.86 mol) of a 50 mass% sodium hydroxide aqueous solution were placed in a 2 L separable flask and cooled to 10 ° C., and the above N, N-diethylaniline solution was added dropwise over 15 minutes. After stirring for 30 minutes, the mixture was allowed to stand, and the upper phase and the lower phase were extracted, respectively. Next, 495 mL of water and 93.1 g (1.86 mol) of concentrated sulfuric acid were placed in a 2 L separable flask and cooled to 10 ° C., and then the lower phase extracted in the previous operation was added dropwise and stirred for 1 hour. The precipitated solid was collected by filtration, washed with water, and dried under reduced pressure to obtain 148 g (1.19 mol, 2-step yield 80.4%) of 3,3-diallyl-4,4-biphenol as a gray solid.

次に、3Lの四口フラスコに、前記の通り合成した3,3−ジアリル−4,4−ビフェノール105g(394mmol)、エピクロルヒドリン1028g(11.1mol)、イソプロパノール400g及び水143gを仕込み、40℃に昇温して均一に溶解した後、濃度48質量%の水酸化ナトリウム水溶液76g(912mmol)を90分かけて滴下しながら65℃まで昇温した。滴下終了後、65℃で30分間熟成した後、66gの水を加えて水洗し、無機塩を除去した。次いで、減圧下でエピクロルヒドリンとイソプロパノールを留去し、茶色油状物質を得た。ここにメチルイソブチルケトン191gを加えて均一にした後、濃度48質量%の水酸化ナトリウム水溶液5.8g(69.6mmol)を加え、75℃で2時間反応させた。得られた反応液にメチルイソブチルケトン223gを加えた後、水525gを用いて70℃で4回水洗した。続いてメチルイソブチルケトンを留去して、黄色油状物として3,3−ジアリル−4,4−ジグリシジルオキシビフェニルを142g得た。 得られた3,3−ジアリル−4,4−ジグリシジルオキシビフェニルのうち56.1gを1Lのナスフラスコに入れ、メタノール224mLと2−メトキシエタノール101mLを加えて50℃に加熱した。この溶液を徐々に冷却し、4℃で1時間撹拌したところで析出した白色結晶をろ過にて回収した。白色結晶をメタノールで洗浄した後、50℃で減圧乾燥し、3,3−ジアリル−4,4−ジグリシジルオキシビフェニルの精製品を29.8g(収率57%)得た。 Next, 105 g (394 mmol) of 3,3-diallyl-4,4-biphenol, 1028 g (11.1 mol) of epichlorohydrin, 400 g of isopropanol and 143 g of water synthesized as described above were placed in a 3 L four-necked flask and heated to 40 ° C. After the temperature was raised to uniformly dissolve the mixture, 76 g (912 mmol) of an aqueous sodium hydroxide solution having a concentration of 48% by mass was added dropwise over 90 minutes to raise the temperature to 65 ° C. After completion of the dropping, the mixture was aged at 65 ° C. for 30 minutes, and then 66 g of water was added and washed with water to remove inorganic salts. Then, epichlorohydrin and isopropanol were distilled off under reduced pressure to obtain a brown oily substance. After adding 191 g of methyl isobutyl ketone to homogenize it, 5.8 g (69.6 mmol) of an aqueous sodium hydroxide solution having a concentration of 48% by mass was added, and the mixture was reacted at 75 ° C. for 2 hours. After adding 223 g of methyl isobutyl ketone to the obtained reaction solution, the mixture was washed with 525 g of water at 70 ° C. four times. Subsequently, methyl isobutyl ketone was distilled off to obtain 142 g of 3,3-diallyl-4,4-diglycidyloxybiphenyl as a yellow oil. 56.1 g of the obtained 3,3-diallyl-4,4-diglycidyloxybiphenyl was placed in a 1 L eggplant flask, 224 mL of methanol and 101 mL of 2-methoxyethanol were added, and the mixture was heated to 50 ° C. The solution was gradually cooled, and after stirring at 4 ° C. for 1 hour, the precipitated white crystals were collected by filtration. The white crystals were washed with methanol and dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain 29.8 g (yield 57%) of a purified product of 3,3-diallyl-4,4-diglycidyloxybiphenyl.

続いて、前記と同様の方法で合成した3,3−ジアリル−4,4−ジグリシジルオキシビフェニルの精製品40.0g(106mmol)、タングステン酸ナトリウム二水和物1.74g(5.30mmol)、20%(質量/体積)リン酸水溶液3.63mL(7.42mmol)、N−ブチル−N,N−ジ[2−(4−t−ブチルベンゾイルオキシ)エチル]−N−メチルアンモニウムモノメチル硫酸塩 1.69g (2.65mmol)、トルエン80mL、及び水1.10mLの混合溶液を調製した。この混合溶液を、窒素気流下、60℃に加熱した後、35質量%過酸化水素水26.8mL(318mmol)を5時間かけて滴下した後、2時間熟成した。反応終了後、トルエン34mLを加えて、分離した水相を抜出した。残った有機相を水、5質量%チオ硫酸ナトリウム水溶液各40Lで洗浄した後、有機相にメタノール40mL、炭酸カリウム7.30g(530mmol)を加え、40℃で1時間撹拌した。ここに水40mLを加えて無機塩を溶解し、水相を排出した後、有機相を1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液40mLで1回、55℃の温水200mLで3回洗浄した。得られた有機相を濃縮したところ、トルエンを10質量%含む、3,3−ジグリシジル−4,4−ジグリシジルオキシビフェニルが得られた。 Subsequently, 40.0 g (106 mmol) of a refined product of 3,3-diallyl-4,4-diglycidyloxybiphenyl synthesized by the same method as described above, and 1.74 g (5.30 mmol) of sodium tungstate dihydrate. , 20% (mass / volume) aqueous phosphoric acid solution 3.63 mL (7.42 mmol), N-butyl-N, N-di [2- (4-t-butylbenzoyloxy) ethyl] -N-methylammonium monomethylsulfate A mixed solution of 1.69 g (2.65 mmol) of salt, 80 mL of toluene, and 1.10 mL of water was prepared. This mixed solution was heated to 60 ° C. under a nitrogen stream, and then 26.8 mL (318 mmol) of 35% by mass hydrogen peroxide solution was added dropwise over 5 hours, followed by aging for 2 hours. After completion of the reaction, 34 mL of toluene was added and the separated aqueous phase was extracted. The remaining organic phase was washed with water and 40 L each of a 5 mass% sodium thiosulfate aqueous solution, 40 mL of methanol and 7.30 g (530 mmol) of potassium carbonate were added to the organic phase, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 1 hour. After adding 40 mL of water to dissolve the inorganic salt and discharging the aqueous phase, the organic phase was washed once with 40 mL of a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution and three times with 200 mL of warm water at 55 ° C. When the obtained organic phase was concentrated, 3,3-diglycidyl-4,4-diglycidyloxybiphenyl containing 10% by mass of toluene was obtained.

次に、前記のようにして得たトルエンを10質量%含む3,3−ジグリシジル−4,4−ジグリシジルオキシビフェニルに、メチルイソブチルケトン24mLとメタノール12mLを加え、50℃で加熱して均一な溶液にした後、徐々に冷却すると17℃で析出が始まった。ここにメタノールを24mL加えて氷冷し、析出した薄黄色結晶をろ過にて回収した。この結晶をメタノール20mLで洗浄して50℃で減圧乾燥したところ、3,3−ジグリシジル−4,4−ジグリシジルオキシビフェニルを含有するエポキシ樹脂が薄黄色結晶として41.6g(収率78%)得られた。この薄黄色結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、EP−2を得た。 Next, 24 mL of methyl isobutyl ketone and 12 mL of methanol were added to 3,3-diglycidyl-4,4-diglycidyloxybiphenyl containing 10% by mass of the toluene obtained as described above, and the mixture was heated at 50 ° C. to make it uniform. After making the solution, it was gradually cooled and precipitation started at 17 ° C. 24 mL of methanol was added thereto, and the mixture was ice-cooled, and the precipitated pale yellow crystals were collected by filtration. When the crystals were washed with 20 mL of methanol and dried under reduced pressure at 50 ° C., 41.6 g (78% yield) of epoxy resin containing 3,3-diglycidyl-4,4-diglycidyloxybiphenyl was obtained as pale yellow crystals. Obtained. The pale yellow crystals were purified by silica gel column chromatography to obtain EP-2.

(硬化促進剤(TPP−MK))
TPP−MKは、下記式(4)で表される北興化学工業社製(化学名:テトラフェニルホスホニウムテトラ−p−トリルボレート)である。
(Curing accelerator (TPP-MK))
TPP-MK is manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd. (chemical name: tetraphenylphosphonium tetra-p-tolylborate) represented by the following formula (4).

Figure 2021066759
Figure 2021066759

(単官能のラジカル重合性モノマー(PMI))
PMIは、下記式(5)で表されるN−フェニルマレイミド(富士フイルム和光純薬(株)製)である。
(Monofunctional radically polymerizable monomer (PMI))
PMI is N-phenylmaleimide (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) represented by the following formula (5).

Figure 2021066759
Figure 2021066759

(単官能のラジカル重合性モノマー(St))
Stは、下記式(6)で表されるスチレンモノマー(富士フイルム和光純薬(株)製)である。
(Monofunctional radically polymerizable monomer (St))
St is a styrene monomer (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) represented by the following formula (6).

Figure 2021066759
Figure 2021066759

(単官能のラジカル重合性モノマー(EVB)、多官能のラジカル重合性モノマー(DVB))
EVBは下記式(7)で表されるエチルビニルベンゼン、DVBは下記一般式(8)で表されるジビニルベンゼンである。エチルビニルベンゼンを45%、ジビニルベンゼンを55%含む富士フイルム和光純薬(株)製ジビニルベンゼンを、混合物のまま使用した。
(Monofunctional radically polymerizable monomer (EVB), polyfunctional radically polymerizable monomer (DVB))
EVB is ethylvinylbenzene represented by the following formula (7), and DVB is divinylbenzene represented by the following general formula (8). Divinylbenzene manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. containing 45% ethylvinylbenzene and 55% divinylbenzene was used as a mixture.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

Figure 2021066759
Figure 2021066759

(単官能のラジカル重合性モノマー(BzMA))
BzMAは、下記式(9)で表されるベンジルメタクリレート(富士フイルム和光純薬(株)製)である。
(Monofunctional radically polymerizable monomer (BzMA))
BzMA is a benzyl methacrylate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) represented by the following formula (9).

Figure 2021066759
Figure 2021066759

(単官能のラジカル重合性モノマー(EGDMA))
EGDMAは、下記式(10)で表されるエチレングリコールジメタクリレート(シグマアルドリッチジャパン社製)である。
(Monofunctional radically polymerizable monomer (EGDMA))
EGDMA is ethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd.) represented by the following formula (10).

Figure 2021066759
Figure 2021066759

(ラジカル開始剤(DCP))
DCPは、下記式(11)で表されるジクミルパーオキサイド(シグマアルドリッチジャパン社製)である。
(Radical Initiator (DCP))
The DCP is a dicumyl peroxide (manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd.) represented by the following formula (11).

Figure 2021066759
Figure 2021066759

<実施例1>
シアネートエステル化合物(BAD)56.3質量部にエポキシ樹脂(EP−1)20.3質量部(官能基当量比でBAD:EP−1=1.0:0.3)を加えて、120℃で5時間撹拌して、さらに硬化促進剤(TPP−MK)0.8質量部(前記BAD及びEP−1の合計質量100質量部に対して1.0質量部相当)を加えて120℃で20分撹拌し、さらに単官能のラジカル重合性モノマー(PMI)13.9質量部及び単官能のラジカル重合性モノマー(St)8.4質量部と、ラジカル開始剤(DCP)0.4質量部(前記ラジカル重合性モノマー総量の1mol%)を加えて、120℃でさらに20分間撹拌することにより熱硬化性樹脂組成物(サンプル)を得た。
<Example 1>
20.3 parts by mass of epoxy resin (EP-1) (BAD: EP-1 = 1.0: 0.3 in functional group equivalent ratio) was added to 56.3 parts by mass of the cyanate ester compound (BAD), and the temperature was 120 ° C. Further, 0.8 parts by mass of the curing accelerator (TPP-MK) (corresponding to 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of the total mass of the BAD and EP-1) was added at 120 ° C. After stirring for 20 minutes, 13.9 parts by mass of a monofunctional radically polymerizable monomer (PMI), 8.4 parts by mass of a monofunctional radically polymerizable monomer (St), and 0.4 parts by mass of a radical initiator (DCP). (1 mol% of the total amount of the radically polymerizable monomer) was added, and the mixture was further stirred at 120 ° C. for 20 minutes to obtain a thermosetting resin composition (sample).

上記のようにして得た熱硬化性樹脂組成物(サンプル)を型枠へ流し込み、120℃で20分間真空脱気を行った後、120℃1時間、160℃2時間、180℃2時間、200℃2時間の加熱硬化を行い、厚み約8mmの硬化物(サンプル)を得た。 The thermosetting resin composition (sample) obtained as described above was poured into a mold, vacuum degassed at 120 ° C. for 20 minutes, and then 120 ° C. for 1 hour, 160 ° C. for 2 hours, 180 ° C. for 2 hours. Heat curing was performed at 200 ° C. for 2 hours to obtain a cured product (sample) having a thickness of about 8 mm.

<実施例2〜7>
実施例1において、ラジカル重合性モノマーの種類と量を、表1に示すように変更した以外、実施例1に準じて熱硬化性樹脂組成物(サンプル)及び硬化物(サンプル)を得た。なお、各成分の正確な量は表1に示した。
<Examples 2 to 7>
In Example 1, a thermosetting resin composition (sample) and a cured product (sample) were obtained according to Example 1, except that the type and amount of the radically polymerizable monomer were changed as shown in Table 1. The exact amount of each component is shown in Table 1.

<比較例1>
実施例1において、ラジカル重合性モノマー及びラジカル開始剤を加えなかった以外、実施例1に準じて熱硬化性樹脂組成物(サンプル)及び硬化物(サンプル)を得た。なお、各成分の正確な量は表1に示した。
<Comparative example 1>
A thermosetting resin composition (sample) and a cured product (sample) were obtained in accordance with Example 1 except that the radically polymerizable monomer and the radical initiator were not added in Example 1. The exact amount of each component is shown in Table 1.

<実施例8、比較例2>
実施例1において、エポキシ樹脂の種類をEP−2に変更した以外、実施例1に準じて熱硬化性樹脂組成物(サンプル)及び硬化物(サンプル)を得た。なお、各成分の正確な量は表2に示した。
<Example 8, Comparative Example 2>
A thermosetting resin composition (sample) and a cured product (sample) were obtained in accordance with Example 1 except that the type of epoxy resin was changed to EP-2 in Example 1. The exact amount of each component is shown in Table 2.

Figure 2021066759
Figure 2021066759

Figure 2021066759
Figure 2021066759

(考察)
上記実施例及びこれまで本発明が行ってきた試験結果から、(A)シアネートエステル化合物、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化促進剤、(D)ラジカル重合性モノマー及び(E)ラジカル開始剤を含有し、(D)ラジカル重合性モノマーとして、(A)(B)(C)(D)及び(E)の合計質量中、単官能のラジカル重合性モノマーを0.5〜40質量%含み、且つ、多官能のラジカル重合性モノマーを10質量%以下含む熱硬化性樹脂組成物によれば、硬化物のガラス転移温度(Tg)220℃以上を維持しつつ、靱性を効果的に高めることができることが分かった。
(Discussion)
Based on the above examples and the test results obtained by the present invention, (A) cyanate ester compound, (B) epoxy resin, (C) curing accelerator, (D) radically polymerizable monomer and (E) radical initiator. As (D) radically polymerizable monomer, 0.5 to 40% by mass of monofunctional radically polymerizable monomer is contained in the total mass of (A), (B), (C), (D) and (E). Moreover, according to the thermosetting resin composition containing 10% by mass or less of a polyfunctional radically polymerizable monomer, the toughness of the cured product can be effectively increased while maintaining the glass transition temperature (Tg) of 220 ° C. or higher. I found that I could do it.

また、前記熱硬化性樹脂組成物乃至硬化物を作製する際は、(A)シアネートエステル化合物と(B)エポキシ樹脂との反応、さらにはこれらの硬化反応、さらには(D)ラジカル重合性モノマーのラジカル重合を同時に行う方法(「in situ反応・重合法」)を採用することにより、(A)シアネートエステル化合物及び(B)エポキシ樹脂に由来する相と、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する適切なサイズの相とを有する相分離構造を備えた硬化物を作製することができ、硬化物の靭性をより一層高めることができることも分かった。 Further, when producing the thermosetting resin composition or the cured product, the reaction between the (A) cyanate ester compound and the (B) epoxy resin, the curing reaction thereof, and the (D) radically polymerizable monomer By adopting the method of simultaneously performing radical polymerization (“in situ reaction / polymerization method”), (A) a phase derived from a cyanate ester compound and (B) an epoxy resin, and (D) a radically polymerizable monomer. It was also found that a cured product having a phase-separated structure having a phase of an appropriate size can be produced, and the toughness of the cured product can be further enhanced.

Claims (13)

(A)シアネートエステル化合物、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化促進剤、(D)ラジカル重合性モノマー及び(E)ラジカル開始剤を含有し、
(D)ラジカル重合性モノマーとして、(A)(B)(C)(D)及び(E)の合計質量中、単官能のラジカル重合性モノマーを0.5〜40質量%含み、且つ、多官能のラジカル重合性モノマーを10質量%以下含むことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
It contains (A) cyanate ester compound, (B) epoxy resin, (C) curing accelerator, (D) radically polymerizable monomer and (E) radical initiator.
(D) As the radically polymerizable monomer, 0.5 to 40% by mass of the monofunctional radically polymerizable monomer is contained in the total mass of (A), (B), (C), (D) and (E), and the amount is large. A thermosetting resin composition containing 10% by mass or less of a functional radically polymerizable monomer.
(D)ラジカル重合性モノマーのうち、単官能のラジカル重合性モノマー:多官能のラジカル重合性モノマーの含有質量比が200:1〜1:1であることを特徴とする、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。 (D) The invention according to claim 1, wherein the content-mass ratio of the monofunctional radical-polymerizable monomer: the polyfunctional radical-polymerizable monomer among the radical-polymerizable monomers is 200: 1 to 1: 1. Thermosetting resin composition. (A)(B)(C)(D)及び(E)の合計質量中、(D)ラジカル重合性モノマーを0.5〜40質量%含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の熱硬化性樹脂組成物。 (A) (B) (C) (D) and (E) according to claim 1 or 2, wherein the radically polymerizable monomer (D) is contained in an amount of 0.5 to 40% by mass in the total mass. Thermosetting resin composition. (B)エポキシ樹脂が、1分子内にエポキシ基を3つ以上有する多官能エポキシ樹脂であることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the epoxy resin (B) is a polyfunctional epoxy resin having three or more epoxy groups in one molecule. (A)シアネートエステル化合物が1つ以上の芳香族環を有することを特徴とする、請求項1〜4の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物。 (A) The thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the cyanate ester compound has one or more aromatic rings. (C)硬化促進剤として、下記一般式(12)で表される4級ホスホニウムボレートを含有する、請求項1〜5の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
Figure 2021066759
(一般式(12)において、R13〜R16はそれぞれ独立して、置換もしくは無置換の芳香族基、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表し、且つこれらは式中のリン原子とP−C結合を形成する。また、R17〜R20はそれぞれ独立して、置換もしくは無置換の芳香族基、又は置換もしくは無置換のアルキル基を表し、且つこれらは式中のホウ素原子とB−C結合を形成する。)
(C) The thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 5, which contains a quaternary phosphonium borate represented by the following general formula (12) as a curing accelerator.
Figure 2021066759
(In the general formula (12), R 13 to R 16 each independently represent a substituted or unsubstituted aromatic group or a substituted or unsubstituted alkyl group, and these represent a phosphorus atom and a P- in the formula. Forming a C bond. R 17 to R 20 each independently represent a substituted or unsubstituted aromatic group or a substituted or unsubstituted alkyl group, and these represent a boron atom and B- in the formula. Form a C bond.)
(D)ラジカル重合性モノマーとして、スチレン系モノマー、マレイミド系モノマー、(メタ)アクリレート系モノマー、ビニルエーテル系モノマー及びビニルアミド系モノマーのうちの1種又は2種以上の組合せを含有する、請求項1〜6の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物。 (D) Claims 1 to 1, wherein the radically polymerizable monomer contains one or a combination of one or more of a styrene-based monomer, a maleimide-based monomer, a (meth) acrylate-based monomer, a vinyl ether-based monomer, and a vinylamide-based monomer. The thermosetting resin composition according to any one of 6. (E)ラジカル開始剤として、有機過酸化物を含有する、請求項1〜7の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物。 (E) The thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 7, which contains an organic peroxide as a radical initiator. 請求項1〜8の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物からなる硬化物。 A cured product comprising the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 8. 前記硬化物は、(A)シアネートエステル化合物及び(B)エポキシ樹脂に由来する相と、(D)ラジカル重合性モノマーに由来する相とを有する相分離構造を備えたものであることを特徴とする請求項9に記載の硬化物。 The cured product is characterized by having a phase-separated structure having a phase derived from (A) a cyanate ester compound and (B) an epoxy resin and a phase derived from (D) a radically polymerizable monomer. The cured product according to claim 9. 請求項1〜8の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物又は請求項9若しくは10記載の硬化物からなる半導体封止材。 A semiconductor encapsulant comprising the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 8 or the cured product according to claim 9 or 10. 請求項1〜8の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物又は請求項9若しくは10記載の硬化物からなる、複合材におけるマトリックス樹脂。 A matrix resin in a composite material comprising the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 8 or the cured product according to claim 9 or 10. 請求項1〜8の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物又は請求項9若しくは10記載の硬化物からなる接着剤。
An adhesive comprising the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 8 or the cured product according to claim 9 or 10.
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