JP2024043528A - フレキシブル金属張積層板及びその調製方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】FMCLで使用するための、改善されたポリマー、例えば低比誘電率、低散逸率、及び良好なフィルム形成特性、高い耐熱性、様々な基材に対する良好な接着、及び低い吸湿性を有する熱硬化性物質を提供すること。【解決手段】本開示は、フレキシブル金属張積層板で使用されるフィルム層に関する。フィルム層は:(a)ジイソアルケニルアレン(DIAEA)と、(b)m-ジビニルアレン及びp-ジビニルアレンの混合物を含有するジビニルアレン(DVA)との、(a)の(b)に対するモル比が15:1~1:15の、コポリマー;第2のポリマー;充填剤並びに任意選択の添加剤を含む、熱硬化性組成物を含む。フィルムで作製されたフレキシブル金属張積層板はさらに、フィルムの表面に結合された金属箔を含む。DIAEA-DVAコポリマーを含有する熱硬化性組成物は、高温で改善された熱安定性、優れた加工性、及び電気的性質、例えばDk及びDfを提供する。【選択図】なし

Description

本開示は、ジイソアルケニルアレン(DIAEA)コポリマーをベースにした熱硬化性組成物を含有する層を含むフレキシブル金属張積層板(FMCL)及びその調製方法に関する。
無線通信及びブロードバンド技術の分野は、携帯電話やタブレットなどの可搬性電子デバイスの成長と共に、劇的に進歩してきた。伝送データの量及び速度の要件を満たすため、回路の伝送周波数は必要に迫られて増大している。これらの高電力電子デバイスに使用されるポリマー材料は、マイクロエレクトロニクスの適用例に必要とされる性能基準を満たすため、いくつかの極めて重要な熱及び電気的要件を満足させなければならない。同時に、回路基板で使用されるフレキシブル金属張積層板での材料の改善された曲げ耐性も求められている。良好な絶縁特性及び低比誘電率(dielectric constant)を有する多くの種々のポリマー、例えばポリイミド及び液晶ポリマー(LCP)などが、FMCLに使用されてきた。
FMCLで使用するための、改善されたポリマー、例えば低比誘電率、低散逸率、及び良好なフィルム形成特性、高い耐熱性、様々な基材に対する良好な接着、及び低い吸湿性を有する熱硬化性物質が、依然として求められている。
(発明の要旨)
一態様では、本開示は、熱硬化性組成物を含むフィルムに関し、この熱硬化性組成物は、熱硬化性組成物の全重量に対して:a)(i)ジイソアルケニルアレンと(ii)m-ジビニルアレン及びp-ジビニルアレンを含有するジビニルアレンとの、(i)の(ii)に対するモル比が15:1~1:15の、コポリマーであり、30~85重量%の量で存在する、コポリマー、b)2~10重量%の量の第2のポリマー、c)13~50重量%の量の充填剤並びにd)最大10重量%の量の任意選択的な添加剤を含み、又はこれらから本質的になり又はこれらからなる。フィルムは、10~300μmの厚さ、ASTM D2520に従い10GHzで測定された3.5未満の比誘電率(Dk)、ASTM D2520に従い10GHzで測定された0.005未満の散逸率(Df)、ASTM E 228に従い-50~300℃の範囲にわたりTMAを使用して測定された、30ppm/℃の熱膨張係数、IPC 650 2.4.19に従い行われた0.6N/m超の金属の90°剥離強度、フィルムの全重量に対して0.5%未満の吸水容量;及びIPC-TM 650 2.4.19による10%超の引張り伸びを有する。
第2の態様では、態様1のフィルムにおいて、コポリマーが90%超のゲル含量を有する。
第3の態様では、態様1のフィルムにおいて、m-ジビニルアレンがm-ジビニルベンゼンであり、p-ジビニルアレンがp-ジビニルベンゼンであり、m-ジビニルベンゼン及びp-ジビニルベンゼンの量は、ジビニルアレンの全重量に対して最大99重量%である。
第4の態様では、態様1のフィルムにおいて、ジビニルアレンがさらに、m-エチルビニルベンゼン及びp-エチルビニルベンゼンを、ジビニルアレンの全重量に対して35重量%未満の量で含む。
第5の態様では、フレキシブル金属張積層板は、態様1の熱硬化性組成物を含有する少なくとも1つのフィルム及びフィルムの少なくとも1つの表面に結合された銅箔を含む。
下記の用語は、本明細書の全体を通して使用されることになる:
「[A、B及びCなどの群]の少なくとも1つ」又は「[A、B及びCなどの群]のいずれか」又は「[A、B及びC]及びこれらの組合せから選択される」は、その群からの単一要素、その群からの1つよりも多くの要素、又はその群からの要素の組合せを意味する。例えば、A、B及びCの少なくとも1つは、例えばAのみ、Bのみ、又はCのみ、並びにA及びB、A及びC、B及びC;又はA、B及びC、又はA、B及びCの任意のその他全ての組合せを含む。
「硬化された」又は「架橋された」は、同義で使用され、1つのポリマー鎖を別のものに連結し、又は1つの重合された反復単位を同じポリマー鎖の別のものに連結し、それによって材料の性質が変化する、共有結合の形成を指す。
「分子量」又はMは、ポリマーブロック又はブロックコポリマーのg/molを単位とするポリスチレン換算分子量を指す。Mは、ASTM 5296に従い行われるようなポリスチレン較正標準を使用するゲル透過クロマトグラグラフィー(GPC)で測定することができる。GPC検出器は、紫外線若しくは屈折率検出器又はこれらの組合せとすることができる。クロマトグラフは、市販のポリスチレン分子量標準を使用して較正される。そのように較正されたGPCを使用して測定されたポリマーのMは、ポリスチレン換算分子量又は見掛けの分子量である。本明細書で表されるMは、GPCトレースのピークで測定され、Mと示されるポリスチレン換算「ピーク分子量」と一般に言われる。
「実質的にゲルフリー」は、炭化水素溶媒中、例えばトルエン、シクロヘキサン、メチル-エチルケトン(MEK)、キシレンなど、又は炭化水素溶媒の混合物中の固体物質(即ち、不溶性ポリマー)が10重量%未満、又は8重量%未満、又は5重量%未満、又は3重量%未満、又は2重量%未満、又は1重量%未満であるポリマーを指す。
「ゲル含量」は、硬化したポリマー組成物のパーセンテージとしての(炭化水素溶媒に浸漬する前)、トルエン中の硬化したポリマー組成物の不溶性含量を指す。例えばゲル含量が90重量%超である場合、抽出可能なトルエンは10重量%未満であり);ゲル含量が95重量%超である場合、抽出可能なトルエンは5重量%未満であり、ゲル含量が98重量%超は、抽出可能なトルエンが2重量%未満であることを指す。
「ゲル含量試験」は、重量G1を有する硬化したポリマー組成物の試料を、20倍体積のトルエン中に、室温で4時間にわたり置くことによる、ゲル含量の測定を指す。次いでトルエン中の含量を濾過して、硬化したポリマー組成物の固体部分を回収し、次いで乾燥して溶媒を十分除去し、計量し、不溶性含量G2を得る。ゲル含量は、(G2/G1)として計算される。実施形態では、ゲル含量は、硬化したポリマー組成物の試料を90℃で9時間浸漬し、その後、固体部分を濾過し、乾燥し、重量を記録することによって、測定することもできる。
「溶解度試験」は、ポリマー/コポリマー試料を約10倍体積の炭化水素溶媒、例えばトルエン中に置き、十分振盪させ、室温で最長4時間放置することによる、溶解度の測定を指す。その後、溶媒中のポリマー/コポリマーを目視観察により検査して、完全に溶解したのか部分的に溶解したのかを見る。内容物をデカンテーション又は濾過して、残りのポリマー/コポリマーの重量を測定し、乾燥後、溶解したポリマー/コポリマーの重量を計算する。
「膨潤含量」は、硬化したポリマー組成物をトルエンに浸漬した後の、完全に飽和するまでの重量(W2)、即ち試料の重量がある期間の後に同じままであり、それ以上のトルエンに浸漬されない状態での、重量と、浸漬前の硬化したポリマー組成物の重量(W1)との重量差(W%)を指し:W%=(W2-W1)/W1×100である。
「スコーチ防止剤」は、ポリマー/組成物において、フリーラジカルとの反応により、加工、輸送又は貯蔵中などに早期に発生したラジカルを不活性化/終端させる添加剤を指す。
Dfは、「散逸率」又は「損失正接」(Df)を示し、散逸系における電気エネルギーの損失率の尺度である。
Dkは、比誘電率又は誘電率(permittivity)を示す。
「伝導性層」又は「伝導性箔」は、金属層又は金属箔を指す(高級銅の導電率の少なくとも50%を有する薄い組成物)。
「DIAEA」は、1,3-ジイソアルケニルアレン、1,4-ジイソアルケニルアレン、並びに1,3-及び1,4-異性体の組合せのいずれかを指す。
「DVB」は、ジビニルベンゼンを指す。
「DVA」は、ジビニルアレンを指す。
「DIPEB」は、ジイソプロペニルベンゼンを指す。例えば1,3-DIPEBは、1,3-ジイソプロペニルベンゼンを指す。
「DIAEA-DVAコポリマー」又は「DIAEA-DVAポリマー」又は「DIAEAコポリマー」は、DIAEA及びジビニルアレン(DVA)モノマーのコポリマーと、任意選択的に、DIAEA及びDVAとは異なるその他の重合性モノマー(複数可)とを指す。
フィルムは、層又はフィルム層と同義で使用されてもよい。
本開示は:a)(i)ジイソアルケニルアレン(DIAEA)と(ii)m-ジビニルアレン及びp-ジビニルアレン含有するジビニルアレン(DVA)との、(i)の(ii)に対するモル比が15:1~1:15の、コポリマー;b)第2のポリマー;c)充填剤並びに任意選択の添加剤を含む、熱硬化性組成物を含有するフィルム層を含む、フレキシブル金属張積層板に関する。フレキシブル金属張積層板はさらに、フィルム層の表面に結合された金属箔を含む。DIAEA-DVAコポリマーを含有する熱硬化性組成物は、高温で改善された熱安定性、優れた加工性及び電気的性質、例えばDk及びDfを提供する。
(DIAEA-DVAコポリマー)
DIAEA-DVAコポリマーは、DIAEA、DVA及び任意選択のその他の重合性モノマーから、ルイス酸又はブレンステッド酸触媒の存在下でのカチオン重合によって得ることができる。実施形態では、コポリマーは、コポリマーの全重量に対して、:重合性DIAEAを30~95、又は35~90、又は40~80、又は20~60又は30~70重量%の量で;重合されたDVAを5~70、又は10~65、又は20~60、又は40~80又は30~70重量%の量で;及び任意選択でその他の重合性モノマーを、0~15、又は1~12、又は2~10、又は5~15重量%の量で含む。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマーは、15:1~1:15、又は12:1~1:12、又は10:1~1:10、又は8:1~1:8、又は5:1~1:5、又は4:1~1:4、又は3:1~1:3、又は2:1~1:2又は1:1のDIAEAのDVAに対するモル比を有する。
(DIAEAモノマー)。
実施形態では、共重合されたDIAEAモノマーは、その構造が以下に示されるようである反復単位(A)、(B)、(C)及び(D)の少なくとも1つを含み、式中、RはH又はC~Cアルキル基である。DIAEA-DVAコポリマーは、共重合されたDIAEA及びDVAモノマーの、任意の順序の反復単位を有することができる。
Figure 2024043528000001
コポリマーを生成するDIAEAモノマーの非限定的な例には、構造(I)1,3-ジイソアルケニルアレン、(II)1,4-ジイソアルケニルアレン又はこれらの混合物を有する化合物が含まれ、式中、Rは、メチル、エチル、イソプロピル、又はn-ブチルである。
Figure 2024043528000002
実施形態では、DIAEAは、ジイソプロペニルベンゼン(DIPEB)と、コポリマーを生成するためのそれらの置換変種とから選択される。DIPEBの例には、限定するものではないが:1,3-ジイソプロペニルベンゼン;1,2-ジイソプロペニルベンゼン;1,4-ジイソプロペニルベンゼン;3,4-ジシクロヘキシル-1,2-ジイソプロペニル-ベンゼン;5-(3-メチルシクロペンチル)-1,3-ジイソプロペニルベンゼン;3-シクロペンチル-メチル-6-n-プロピル-1,4-ジイソプロペニルベンゼン;4-(2-シクロ-ブチル-1-エチル)-1,2-ジイソプロペニルベンゼン;3-(2-n-プロピルシクロプロピル)-1,4-ジイソプロペニルベンゼン;2-メチル-5-n-ヘキシル-1,3-ジイソプロペニルベンゼン;4-メチル-1,2-ジイソプロペニル-ベンゼン;5-エチル-1,3-ジイソプロペニルベンゼン;3-メチル-1,4-ジイソプロペニルベンゼン;及びこれらの混合物が含まれる。
実施形態では、DIAEAは、o-DIPEB、m-DIPEB及びp-DIPEBを含有するDIPEBを含む。実施形態では、DIPEBは、DIPEBの全重量に対してm-DIPEBを75重量%超、又は80重量%超、又は85重量%超、又は90重量%超、又は95重量%超、又は98重量%超又は最大100重量%含有する。
実施形態では、DIAEAは、DIPEBの全重量に対して150ppm未満、又は120ppm未満、又は100ppm未満又は80ppm未満の水分含量を有するDIPEBを含む。
実施形態では、DIAEAは、DIPEBの全重量に対して120ppm未満、又は100ppm未満、又は90ppm未満又は80ppm未満の4-tert-ブチルカテコール(p-TBC)含量を有するDIPEBを含む。
実施形態では、DIAEAは、ASTM D1209に従い測定された10%の濃度を有する溶媒中、50未満、又は45未満、又は40未満、又は35未満、又は30未満又は20未満のハーゼン(APHA)色を有するDIPEBを含む。
(DVAモノマー)。
DVAは、ジビニルベンゼン(DVB)、エチルビニルベンゼン(EVB)、1,3-ジビニルナフタレン、1,8-ジビニルナフタレン、1,4-ジビニルナフタレン、1,5-ジビニルナフタレン、2,3-ジビニルナフタレン、2,7-ジビニルナフタレン、2,6-ジビニルナフタレン、4,4’-ジビニルビフェニル、4,3’-ジビニルビフェニル、4,2’-ジビニルビフェニル、3,2’-ジビニルビフェニル、3,3’-ジビニルビフェニル、2,2’-ジビニルビフェニル、2,4-ジビニルビフェニル、1,2-ジビニル-3,4-ジメチルベンゼン、1,3-ジビニル-4,5,8-トリブチルナフタレン、2,2’-ジビニル4-エチル-4’-プロピルビフェニル及びこれらの混合物からなる群から選択される。実施形態では、DVAは、m-DVA及びp-DVAの混合物を含む。
DVBの例には、o-ジビニルベンゼン(1,2-ジビニルベンゼン)、p-ジビニルベンゼン(1,3-ジビニルベンゼン)、m-ジビニルベンゼン(1,4-ジビニルベンゼン)、トリビニルベンゼン又はこれらの混合物が含まれる。実施形態では、DVBは1,2-ジビニルベンゼン(o-DVB)、1,3-ジビニルベンゼン(m-DVB)、1,4-ジビニルベンゼン(p-DVB)、ビニルベンゼン、ジエチルベンゼン及びEVBの2種以上を含む。実施形態では、DVBは、DVBの全重量に対して50~99重量%、又は55~95重量%、又は60~90重量%、又は65~85重量%、又は50~80重量%、又は55重量%超、又は60重量%超、又は65重量%超、又は70重量%超、又は80重量%重量%超のm-DVBを含有する。
実施形態では、DVAは、m-DVBのp-DVBに対する重量比、5:1~1:1、又は4:1~1:1、又は3:1~1:1又は2:1~1:1を有するDVBを含む。
実施形態では、DVAは、DVBの全重量に対して90%超、又は80%超、又は70%超、又は60%超又は50%超の純度を有するDVBを含む。DVBの「純度」は、全ての異性体、例えばo-DVB、m-DVB、p-DVB、ビニルベンゼン又はEVBの混合物中のある特定のパーセンテージよりも多い単一異性体の存在と定義される。
実施形態では、DVBは、DVBの全重量に対して40~50重量%のm-DVB、15~25重量%のp-DVB、20~35重量%のm-EVB及び5~15重量%のp-EVBを含む。
実施形態では、DVAは、DVBの全重量に対して1200ppm未満、又は1100ppm未満、又は1000ppm未満又は800ppm未満の4-tert-ブチルカテコール(p-TBC)含量を有するDVBを含む。
実施形態では、DVAは、DVBの全重量に対して130ppm未満、又は120ppm未満、又は100ppm未満又は80ppm未満の水分含量を有するDVBを含む。
実施形態では、DVAは、DVAの全重量に対して合計で80重量%超、又は85重量%超、又は90重量%超、又は92重量%超又は95重量%超のm-DVB、p-DVB、m-EVB及びp-EVBを有する。
実施形態では、DVAは、DVBの全重量に対して最大99重量%、又は55~90重量%、又は55~85重量%又は55~80重量%の量でm-DVB及びp-DVBを含有するDVBを含む。
実施形態では、DVAは、DVBの全重量に対して35重量%未満、又は30重量%未満、又は20重量%未満、又は10重量%未満、又は5重量%未満、又は1~25重量%未満、又は1重量%未満、又は0.5重量%未満又は0.1重量%未満の量でm-EVB及びp-EVBの組合せを有するDVBである。
実施形態では、DVAは、DVBの全重量に対して1000ppm未満、又は800ppm未満、又は700ppm未満又は500ppm未満のナフタレン含量を有するDVBを含む。
実施形態では、DVAは、m-EVBのp-EVBに対する重量比、1:3~3:1、又は1:2.5~2.5:1又は1:2~2:1を有するEVBを含む。
実施形態では、DVAは、EVBの全重量に対して90%超、又は80%超、又は70%超、又は60%超又は50%超の純度を有するEVBを含む。EVBの「純度」は、全ての異性体の混合物中、例えばo-EVB、又はm-EVB又はp-EVB中、ある特定のパーセンテージよりも多い単一異性体の存在として定義される。
市販のDVBモノマーの例には、DVB 80、DVB 55、DVB 63(Deltech Corp.製);DVB 55、DVB 63及びDVB HP(DuPont製)が含まれる。
DVBなどのDVAモノマーは、擬似移動床(SMB)を介して又は移動床クロマトグラフィー法を介して異性体を選択するため、精製及び/又は分別することができる。適用されるクロマトグラフィー分別プロセスは、いくつかのSMBクロマトグラフィー分離ステップを含むことができる。
(任意選択的なその他の重合性モノマー)。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマーは、スチレン、2-ビニルビフェニル、3-ビニルビフェニル、4-ビニルビフェニル、1-ビニルナフタレン、2-ビニルナフタレン、α-アルキル化スチレン、アルコキシル化スチレン及びこれらの混合物からなる群から選択されるその他の重合性モノマーを含む。
α-アルキル化スチレンの非限定的な例には、α-メチルスチレン、α-エチルスチレン、α-プロピルスチレン、α-n-ブチルスチレン、α-イソブチルスチレン、α-t-ブチルスチレン、α-n-ペンチルスチレン、α-2-メチルブチルスチレン、α-3-メチルブチル-2-スチレン、α-t-ペンチルスチレン、α-n-ヘキシルスチレン、α-2-メチルペンチルスチレン、α-3-メチルペンチルスチレン、α-1-メチルペンチルスチレン、α-2,2-ジメチルブチルスチレン、α-2,3-ジメチルブチルスチレン、α-2,4-ジメチルブチルスチレン、α-3,3-ジメチルブチルスチレン、α-3,4-ジメチルブチルスチレン、α-4,4-ジメチルブチルスチレン、α-2-エチルブチルスチレン、α-1-エチルブチルスチレン、α-シクロヘキシルスチレン及びこれらの混合物が含まれる。実施形態では、その他のアルキル化スチレン化合物には、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-プロピルスチレン、p-プロピルスチレン、m-n-ブチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、m-t-ブチルスチレン、p-t-ブチルスチレン、m-n-ヘキシルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、m-シクロヘキシルスチレン、p-シクロヘキシルスチレン及びこれらの混合物が含まれる。アルコキシル化スチレンの例には、o-エトキシスチレン、m-エトキシスチレン、p-エトキシスチレン、o-プロポキシスチレン、m-プロポキシスチレン、p-プロポキシスチレン、o-n-ブトキシスチレン、m-n-ブトキシスチレン、p-n-ブトキシスチレン、o-イソブトキシスチレン、m-イソブトキシスチレン、p-イソブトキシスチレン、o-t-ブトキシスチレン、m-t-ブトキシスチレン、p-t-ブトキシスチレン、o-n-ペントキシスチレン、m-n-ペントキシスチレン、p-n-ペントキシスチレン、α-メチル-o-ブトキシスチレン、α-メチル-m-ブトキシスチレン、α-メチル-p-ブトキシスチレン、o-t-ペントキシスチレン、m-t-ペントキシスチレン、p-t-ペントキシスチレン、o-n-ヘキソキシスチレン、m-n-ヘキソキシスチレン、p-n-ヘキソキシスチレン、α-メチル-o-ペントキシスチレン、α-メチル-m-ペントキシスチレン、α-メチル-p-ペントキシスチレン、o-シクロヘキソキシスチレン、m-シクロヘキソキシスチレン、p-シクロヘキソキシスチレン、o-フェノキシスチレン、m-フェノキシスチレン、p-フェノキシスチレン及びこれらの混合物が含まれる。
実施形態では、他の重合性モノマーの例には、ブタジエン、イソプレン、ピペリレン、ジビニルトルエン、ジビニルピリジン、ジビニルキシレン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、メトキシトリビニルシラン、テトラビニルシラン、ジエトキシジビニルシラン、o-エチルビニルベンゼン、m-エチルビニルベンゼン、p-エチルビニルベンゼン、2-ビニル-2’-エチルビフェニル、2-ビニル-3’-エチルビフェニル、2-ビニル-4’-エチルビフェニル、3-ビニル-2’-エチルビフェニル、3-ビニル-3’-エチルビフェニル、3-ビニル-4’-エチルビフェニル、4-ビニル-2’-エチルビフェニル、4-ビニル-3’-エチルビフェニル、4-ビニル-4’-エチルビフェニル、1-ビニル-2-エチルナフタレン、1-ビニル-3-エチルナフタレン、1-ビニル-4-エチルナフタレン、1-ビニル-5-エチルナフタレン、1-ビニル-6-エチルナフタレン、1-ビニル-7-エチルナフタレン、1-ビニル-8-エチルナフタレン、2-ビニル-1-エチルナフタレン、2-ビニル-3-エチルナフタレン、2-ビニル-4-エチルナフタレン、2-ビニル-5-エチルナフタレン、2-ビニル-6-エチルナフタレン、2-ビニル-7-エチルナフタレン、2-ビニル-8-エチルナフタレン、2-ビニル-2’-プロピルビフェニル、2-ビニル-3’-プロピルビフェニル、2-ビニル-4’-プロピルビフェニル、3-ビニル-2’-プロピルビフェニル、3-ビニル-3’-プロピルビフェニル、3-ビニル-4’-プロピルビフェニル、4-ビニル-2’-プロピルビフェニル、4-ビニル-3’-プロピルビフェニル、4-ビニル-4’-プロピルビフェニル、1-ビニル-2-プロピルナフタレン、1-ビニル-3-プロピルナフタレン、1-ビニル-4-プロピルナフタレン、1-ビニル-5-プロピルナフタレン、1-ビニル-6-プロピルナフタレン、1-ビニル-7-プロピルナフタレン、1-ビニル-8-プロピルナフタレン、2-ビニル-1-プロピルナフタレン、2-ビニル-3-プロピルナフタレン、2-ビニル-4-プロピルナフタレン、2-ビニル-5-プロピルナフタレン、2-ビニル-6-プロピルナフタレン、2-ビニル-7-プロピルナフタレン、2-ビニル-8-プロピルナフタレン、1,2,4-トリビニルベンゼン、1,3,5-トリビニルベンゼン、1,2,4-トリイソプロペニルベンゼン、1,3,5-トリイソプロペニルベンゼン、1,3,5-トリビニルナフタレン、3,5,4’-トリビニルビフェニル、インデン、アルキル化インデン、例えばメチルインデン、エチルインデン、プロピルインデン、ブチルインデン、t-ブチルインデン、sec-ブチルインデン、n-ペンチルインデン、2-メチル-ブチルインデン、3-メチル-ブチルインデン、n-ヘキシルインデン、2-メチル-ペンチルインデン、3-メチル-ペンチルインデン、4-メチル-ペンチルインデン、アルキコキシインデン、例えばメトキシインデン、エトキシインデン、プロポキシインデン、ブトキシインデン、t-ブトキシインデン、sec-ブトキシインデン、n-ペントキシインデン、2-メチル-ブトキシインデン、3-メチル-ブトキシインデン、n-ヘキシトシインデン、2-メチル-ペントキシインデン、3-メチル-ペントキシインデン、4-メチル-ペントキシインデン、アセナフチレン、例えばアルキルアセナフチレン、ハロゲン化アセナフチレン、フェニルアセナフチレン及びこれらの混合物から選択される、一、二又は多官能性化合物が含まれる。アルキルアセナフチレンの例には、1-メチルアセナフチレン、3-メチルアセナフチレン、4-メチルアセナフチレン、5-メチルアセナフチレン、1-エチルアセナフチレン、3-エチルアセナフチレン、4-エチルアセナフチレン、5-エチルアセナフチレン及びこれらの混合物が含まれる。ハロゲン化アセナフチレンの例には、1-クロロアセナフチレン、3-クロロアセナフチレン、4-クロロアセナフチレン、5-クロロアセナフチレン、1-ブロモアセナフチレン、3-ブロモアセナフチレン、4-ブロモアセナフチレン、及び5-ブロモアセナフチレン及びこれらの混合物が含まれる。フェニルアセナフチレンの例には、1-フェニルアセナフチレン、3-フェニルアセナフチレン、4-フェニルアセナフチレン、5-フェニルアセナフチレン及びこれらの混合物が含まれる。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマーはさらに、(i)シクロジエン又はそのダイマー;(ii)シクロジエン及び非環式ジエンの付加物;(iii)2個以上のアリル基を有するアリル化合物;及びこれらの任意の組合せ又は下位組合せを含むモノマーから誘導された反復単位を含む。環状重合性モノマーの例には、1,3-シクロヘキサジエン、1,4-シクロヘキサジエン、1,3-シクロペンタジエン、アルキルシクロペンタジエン、トリビニルシクロヘキサン、2,4,6,8-テトラビニル-2,4,6,8-テトラメチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10-ペンタメチル-2,4,6,8,10-ペンタビニルシクロペンタシロキサン又はこれらの混合物が含まれる。
(DIAEA-DVAコポリマー構造)。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマーは、ランダム又はブロックコポリマーのいずれかである。あるいはコポリマーは、DVAエンドキャップポリDIAEAを得るため、DVAコモノマーでエンドキャップされたDIAEAモノマーのホモポリマーを含有することができる。
DIAEA-DVAコポリマーは、以下に示される構造を有する、(E)、(F)、G)及び(H)から選択される少なくとも1個の末端基を有することができる。
Figure 2024043528000003
コポリマーは、当技術分野で公知の方法を使用して、イソシアネート、無水物、カルボン酸、カルボン酸エステル、ヒドロキシル、ビニル、ウレタン、アミノ、ホスフィノ、シラン、アクリレート、メタクリレート又はエポキシ基などの様々な官能基で適切に官能化することができる。
(DIAEA-DVAコポリマーの調製方法)。
コポリマーは、米国特許公開2022/0195109A1に開示されるような、当技術分野で公知のプロセスによって調製することができる。実施形態では、コポリマーは、触媒、例えばブレンステッド酸又はルイス酸の存在下、適切な溶媒中のカチオン性条件下で、DIAEA、DVA及び任意選択でその他の重合性モノマーを重合することによって調製される。モノマーの付加は、適切な温度で実施することができ、重合は、全てのモノマーが本質的に消失するまで、あるいは十分な分子量のコポリマーが形成されたことを反応混合物の分析が示すまで、継続した。反応の終わりに、水で反応混合物をクエンチ処理し、その後、有機溶媒層を分離し、溶媒を除去することによって、コポリマーを単離することができる。微量の有機物を、高真空下で生成物から除去することができる。実施形態では、触媒は、重合されることになるモノマーの全重量に対して0.01~5、又は0.1~3、又は0.5~2又は0.01~2重量%の量で使用される。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマーは、当技術分野で公知の光開始剤の存在下、DIAEA、DVA及び任意選択でその他の重合性モノマーの光重合によって得られる。実施形態では、光重合は、放射線源、例えばUV放射線、ガンマ放射線、電子線(E線)又はマイクロ波を10秒~60分、又は20秒~30分、又は30秒~10分又は10秒~60秒間使用することによって実現される。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマーは、熱硬化性組成物の全重量に対して25~90重量%、又は30~85重量%、又は35~80重量%、又は40~75重量%、又は45~70重量%、又は25重量%超又は90重量未満の量で存在する。
(第2のポリマー)。
熱硬化性組成物はさらに、DIAEA-DVAコポリマー以外の第2のポリマーを含む。実施形態では、第2のポリマーは架橋剤としても機能し、架橋剤の必要性が回避される。
第2のポリマーは、1,2-ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリブタジエン-ポリイソプレンコポリマー、ポリブタジエン-ポリスチレン-ポリジビニル-ベンゼンターポリマー、ポリフェニレンエーテル、硬化性環状オレフィン又はそのコポリマー、ポリアクリレート、ポリジシクロペンタジエン、スチレン-イソプレン-スチレンコポリマー、ブタジエン-アクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリル-スチレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂、ポリエステル、スチレン系ブロックコポリマー(SBC)、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエーテルイミド(PEI)、マレイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリエステルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリアリーレート、ポリエーテル、ポリアミドイミド、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルスルホン、ポリブタジエンジオール、ポリイソプレンジオール、ポリイソブチレンジオール、水素化ポリブタジエンジオール、ポリエチレンジオール、ポリプロピレンジオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シラノール末端ポリジメチルシロキサン、アミノ末端ポリエチレングリコール、アミノ末端ポリプロピレングリコール、アミノ末端ポリブタジエン、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)、ポリ(4-ヒドロキシブチレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシバレレート)、ポリ(ε-カプロラクトン)及びこれらの混合物から選択される。
実施形態では、第2のポリマーは、グリシジル基、脂環式エポキシ基、オキシラン基、エトキシリン基、及び同様のもののいずれかを含むエポキシ樹脂である。例には、ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール-ノボラックエポキシ樹脂、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ナフタレン環を含有するエポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、スチルベン型エポキシ樹脂、トリメチロール-プロパン型エポキシ樹脂、テルペン変性エポキシ樹脂、過酢酸又は類似の過酸によるオレフィン結合の酸化によって得られた直鎖状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、硫黄含有エポキシ樹脂、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラグリシジルメチレンジアニリン、アントラセン系エポキシ樹脂、ピレン系エポキシ樹脂、ナフタレン系エポキシ樹脂及びこれらの混合物が含まれる。実施形態では、ナフタレン系エポキシ樹脂は、ジナフタレン系エポキシ樹脂、テトラナフタレン系エポキシ樹脂、オキサゾリドン含有ジナフタレン系エポキシ樹脂及び同様のものを含む。
実施形態では、第2のポリマーが、-O-CNの少なくとも1つの単位を含む、アシアネートエステル樹脂である。シアネートエステルは、Ar-O-CNの単位を含有することができ、式中、Arは置換又は非置換ベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、フェノールノボラック、ビスフェノールA、ビスフェノールAノボラック、ビスフェノールF、ビスフェノールFノボラック又はフェノールフタレインである。Arは、置換又は非置換ジシクロペンタジエニルと結合することができる。シアネートエステル樹脂は、多官能性脂肪族イソシアネート化合物、多官能性脂環式イソシアネート化合物、多官能性芳香族イソシアネート化合物、例えばトリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート及び同様のもの、1,3-シクロペンテンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、水素化テトラメチルキシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-トルイジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、ベンゼンメチレンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートのカルボジイミド変性生成物、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化キシレンジイソシアネート、ノルボナンジイソシアネート、ビウレット変性ヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート及び同様のものから選択されるがこれらに限定されない化合物から得ることができる。
ベンゾオキサジン樹脂の例には、ビスフェノールAベンゾオキサジン、ビスフェノールFベンゾオキサジン、フェノールフタレインベンゾオキサジン及び同様のもの並びにこれらの混合物が含まれる。
ポリフェニレンエーテルの例には、ポリフェニレンオキシド(PPO)、ポリフェニレンエーテルオリゴマー又はポリマーが含まれる。ポリフェニレンエーテルは、ヒドロキシル、ビニル、イソシアネート、無水物、カルボン酸、カルボン酸エステル、ウレタン、アミノ、ホスフィノ、エポキシ、シラン、アクリレート、メタクリレート及びこれらの混合物で官能化することができる。実施形態では、ポリフェニレンエーテルは、分子当たり1.2~2.8個のフェノールヒドロキシ基と、多分散指数1.2~3、グラム当たり0.03~0.2デシリットルの固有粘度とを有する。
ポリウレタンは、熱又は光開始剤の存在下、イソシアネート及びポリオールを反応させることによって得ることができる。イソシアネートの例は、シアネートエステル樹脂の下で上述のように記述されたイソシアネートを含むことができる。ポリオールの例には、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアルキレンポリオール及び同様のものが含まれる。ポリウレタンの調製に使用されるヒドロキシル基含有化合物のその他のタイプには、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシ-n-ブチル(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、2-ヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート及びこれらの混合物が含まれる。イソシアネート化合物のイソシアネート基(NCO)の、ポリオールのヒドロキシル基(OH)に対するモル比は、0.7~1.5、又は0.8~1.3又は0.8~1.0である。
ゴム状ポリマーの例には、天然ゴム(NR)、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、及びEPDM(エチレンプロピレンジエンモノマーゴム)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム、合成ポリイソプレンゴム、エポキシル化天然ゴム、ポリブタジエンゴム、高-cisポリブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム、エチレンプロピレンゴム、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム、イソブチレン芳香族ビニル又はジエンモノマーコポリマー、臭素化NR、塩素化NR、臭素化イソブチレンp-メチルスチレンコポリマー、クロロプレンゴム、エピクロロヒドリンホモポリマーゴム、エピクロロヒドリン-エチレンオキシド又はアリルグリシジルエーテルコポリマーゴム、エピクロロヒドリン-エチレンオキシド-アリルグリシジルエーテルターポリマーゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、マレイン酸変性塩素化ポリエチレン、メチルビニルシリコーンゴム、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルビニルシリコーンゴム、ポリスルフィドゴム、フッ化ビニリデンゴム、テトラフルオロエチレン-プロピレンゴム、フッ素化シリコーンゴム、フッ素化ホスファゲンゴム、スチレンエラストマー、熱可塑性オレフィンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ウレタンエラストマー、ポリアミドエラストマー及びこれらの混合物が含まれる。
熱硬化性組成物に組み込まれる第2のポリマーの量は、目標とする最終使用の適用例に基づく。実施形態では、第2のポリマーは、熱硬化性組成物の全重量に対して1~20重量%、又は2~15重量%、又は2~10重量%、又は1重量%超、又は2重量%超、又は5重量%超、又は7重量%超、又は20重量%未満又は15重量%未満の量で添加される。
(充填剤):
熱硬化性組成物はさらに、熱硬化性組成物を含有するフィルムと金属物質、例えば銅箔層との間での熱膨張係数(CTE)の差を低減させるのを助けることができる充填剤を含み、反り特性を効果的に改善する。充填剤は、当技術分野で公知の無機充填剤である。例には、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、クレイ、タルク、ケイ酸カルシム、酸化チタン、酸化アンチモン、ガラス繊維、ホウ酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、タルク、マイカ及び同様のものが含まれる。
実施形態では、充填剤は、シリカの全重量に対して表面処理剤が0.1~10、又は0.5~5、又は0.1~3又は0.2~2.5重量%の量の、フィルム組成物中でのシリカの分散性を高めるように少なくとも1種の表面処理剤で表面処理されたシリカである。表面処理剤の例には、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、オルガノシラザン化合物などが含まれる。その他の例には、メタクリルシラン、アクリルシラン、アミノシラン、イミダゾールシラン、ビニルシラン、エポキシシラン、フッ素含有シラン、メルカプトシラン、アルコキシシラン及びこれらの混合物が含まれる。シランの例には、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、フェニルトリメトキシシラン、3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン(VTMOS)、ビニルトリエトキシシラン(VTEOS)、ビニルトリブトキシシラン、ビニルジメトキシシラン、ビニルジメトキシブトキシシラン、ビニルジエトキシブトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、p-スチリルトリエトキシシラン及びこれらの混合物が含まれる。
実施形態では、無機充填剤は、10nm以上、又は20nm以上、又は50nm以上、又は100nm以上、又は150nm以上、又は10nm~1ミクロン、20nm~500nm、20nm~200nm、又は10nm~100nm、50nm~300nm、又は5μm未満、又は2μm未満、又は1μm未満、又は0.8μm未満又は0.6μm未満の平均粒度を有する。
実施形態では、充填剤は、エアロゲルシリカ、シリカキセロゲル、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、非晶質シリカ、結晶質シリカ、中空シリカ及びこれらの混合物からなる群から選択されるシリカである。シリカは、アルカリ金属シリケート又はケイ酸アンモニウムなどのシリケートから誘導することができる。
実施形態では、充填剤は、アスペクト比が2以下、又は1.5以下又は1以下である球形を有するシリカである。実施形態では、充填剤は、アスペクト比が2.0以上、又は1.5以上又は1.0以上である細長い粒子を有するシリカである。
実施形態では、シリカは、1m/g以上、又は2m/g以上、又は5m/g以上、又は1~60m/g、又は5~30m/g、又は10~50m/g又は1~15m/gの表面積を有する。
熱硬化性組成物で使用される充填剤の量は、フィルム組成物の全重量に対して2~70重量%、又は5~60重量%、又は10~55重量%、又は12.9~50重量%、又は15~40重量%、又は5重量%超、又は10重量%超、又は20重量%超、又は30重量%超又は70重量%未満である。
(任意選択的添加剤)
実施系対では、熱硬化性組成物はさらに、開始剤、活性化剤、安定化剤、中和剤、増粘剤、融合助剤、スリップ剤、剥離剤、酸化防止剤、抗オゾン剤、変色pH指示薬、可塑剤、粘着性付与剤、フィルム形成添加剤、染料、顔料、UV安定化剤、難燃剤、粘度調整剤、湿潤剤、脱気剤、強化剤、接着促進剤、熱安定化剤、潤滑剤、流動調整剤、防滴剤、帯電防止剤、加工助剤、応力緩和添加剤、加速剤、耐水化剤、防水剤、伝熱性付与剤、電磁波遮蔽特性付与剤、ラジカルスカベンジャー、スコーチ防止剤及びこれらの混合物から選択される添加剤を少なくとも含む。
添加剤は、含まれる場合、熱硬化性組成物の全重量に対して0.05~20、又は0.1~10、又は0.5~5又は0.1~5重量%の量で存在する。
(任意選択的スコーチ防止剤)
DIAEA-DVAコポリマーを含有する熱硬化性組成物は、開始剤、例えば過酸化物などを、必要とすることなく又はごく僅かしか必要とせずに、架橋することができる。一部の実施形態では、DIAEAのDVAに対する比及び貯蔵条件に応じて、スコーチ防止剤を添加してもよい。スコーチ防止剤は、目標の硬化ステップの前の、コポリマー中のビニル基の早期の架橋を防止する。スコーチ防止剤は、所望のより高い温度で硬化を引き起こすことが可能である。スコーチ防止剤の有効性は、スコーチ遅延の持続時間、架橋が開始される温度、及びコポリマーの硬化の程度に及ぼす影響によって明らかにすることができる。
実施形態では、スコーチ防止剤は、スチレン、アルファ-メチルスチレンモノマー(AMSM)、アルファ-メチルスチレンダイマー(AMSD)、アルファ-メチルスチレンオリゴマー(AMSO)、少なくとも1つのフェノールOH基に対してオルト基で、アルキル基、フェニル基又は同様のものによって置換されたヒンダードフェノール化合物、非ヒンダードフェノール化合物、アミン化合物、チオ尿素化合物、ベンズイミダゾール、これらの混合物及び誘導体からなる群から選択される。アルファ-メチルスチレン誘導体は、各環上に位置付けられた1個以上の官能基を有することができ、全て同じに又は異ならせることができる。
実施形態では、アルファ-メチルスチレンダイマーは、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン、2,4-ジフェニル-4-メチル-2-ペンテン、1,2-トリメチル-3-フェニルインダン、cis-1,3-ジメチル-1,3-ジフェニルシクロブテン、trans-1,3-ジメチル-1,3-ジフェニルシクロブテン及びこれらの混合物からなる群から選択される。
実施形態では、熱硬化性組成物は、単一スコーチ防止剤又は2種以上のスコーチ防止剤の混合物を含有する。スコーチ防止剤の混合物は、アルファ-メチルスチレンダイマーをベースにした、及び/又はいかなるヘテロ原子若しくは極性基も持たない炭化水素をベースにした、少なくとも1種のスコーチ防止剤を有することができる。
実施形態では、スコーチ防止剤は、溶液中のDIAEA-DVAコポリマーに又は熱硬化性組成物に、DIAEA-DVAコポリマーの全重量に対して0.001~10、又は0.005~10、又は0.010~10、又は0.050~10、又は0.001~5、又は0.005~5、又は0.010~5又は0.050~5重量%の量で添加される。
(任意選択の架橋剤)
示されるように、DIAEA-DVAコポリマーを含有する熱硬化性組成物は、開始剤を必要とすることなく架橋することができる。一部の実施形態では、配合物に応じて、少なくとも硬化又は架橋剤が添加される。
実施形態では、架橋剤は、1個以上の官能基、例えばビニル、アリル、アクリロイル、メタクリロイル、マレイミド、イソシアヌレートなどを有する。例には、トリアリルイソシアヌレート、トリグリシジルイソシアヌレート、グリシジルメタクリレート、4-(グリシジルオキシ)-スチレン、ビニルベンジルアルコール、2-(4-エテニルフェノキシメチル)オキシラン、ビニル官能化ホスホネートオリゴマー、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-l0-オキシド(DOPO)、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート、o-キシリレンジイソシアネート、m-キシリレンジイソシアネート、24-トリレンダイマー、ビシクロヘプタントリイソシアネート、4,4-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネート、テトラメチルグアニジン、2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、アジピン酸ヒドラジド、ナフタレンカルボン酸ヒドラジド、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジメチルベンジルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、m-フェニレンジアミン、m-キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミン、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ポリエチレンイミンのダイマー酸エステル、無水マレイン酸(MA)、無水フタル酸(PA)、ヘキサヒドロ-o-フタル酸無水物(HEPA)、テトラヒドロフタル酸無水物(THPA)、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、トリメリット酸無水物(TMA)、ジアリルビスフェノール化合物、ジアリルフタレート(DAP)、脂環式カルボン酸無水物(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸無水物など)、α,α’-ビス(t-ブチルペルオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン及びこれらの混合物が含まれる。
実施形態では、架橋剤が、脂肪族又は芳香族カルボン酸の銅(II)又はアルミニウム(III)塩である。その他の例には、アセテート、ステアレート、グルコネート、シトレート、ベンゾエート及び同様のものの銅(II)又はアルミニウム(III)塩が含まれる。
実施形態では、架橋剤は、熱硬化性組成物の全重量に対して最大15、又は0.5~12、又は1~10、又は2~8、又は0.1~5又は0.5~5重量%の量で使用される。
(熱硬化性組成物を調製する方法)
DIAEA-DVAコポリマーは、乾燥形態、例えばペレット、粉末、若しくはフレークで、又は溶媒中に混合し(スコーチ防止剤を添加して又は添加せずに)、次いで溶媒中その他の成分と混合することによる溶液形態で提供され、熱硬化性組成物を形成する。熱硬化性組成物は、フレキシブル金属張積層板のフィルムとして使用される。
組成物は、当技術分野で公知の任意のプロセスによって、例えばDIAEA-DVAコポリマー、充填剤、架橋剤、第2のポリマー及びその他の任意選択的成分を配合し又はブレンドすることによって調製される。配合は、従来の配合操作によって、例えばBanburyミキサー、Brabenderミキサー、Farrel連続ミキサー及び同様のものによって実現することができる。混合温度は、早期の架橋なしに成分を緊密にブレンドするために選択される。
実施形態では、成分を溶媒又は溶媒の混合物に混合して、分散体又は溶液を得る。溶媒は、プロトン性、非プロトン性、極性、非極性溶媒及びこれらの混合物から選択される。例には、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、デカン、パラフィン油、メチル-tert-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、トルエン、キシレン、p-キシレン、メチルエチルケトン(MEK)、リモネン、α-ピネン、β-ピネン及びこれらの混合物が含まれる。溶媒(複数可)中の熱硬化性組成物の濃度は、溶液/分散体の全重量に対して2~60%、又は5~50%、又は10~40%、又は30~60%、又は40~60%又は20~50%の範囲にすることができる。
実施形態では、スコーチ防止剤は、熱硬化性組成物の全重量に対して0~15重量%、又は15重量%未満、又は12重量%未満、又は10重量%未満、又は5重量%未満、又は2重量%未満又は1重量%未満の量で溶液に添加される。
(熱硬化性組成物を含有するフィルム層)
熱硬化性組成物は、フレキシブル金属張積層板で使用されるフィルムに作製するのに有用である。フィルムは、流延、エレクトロスピニング、コーティング、例えば流動コーティング、ロールコーティング、バーコーティング、噴霧コーティング、スピンコーティング、スロット-ダイコーティング、又は超音波噴霧コーティング及び溶液でポリマーをコーティングするための当技術分野におけるその他のプロセスを含むがこれらに限定されない方法によって形成することができる。
実施形態では、フィルム層は、溶媒流延によって形成される。溶媒は除去され、フィルムは室温で、真空中又は真空なしで乾燥される。
実施形態では、フィルム層は、10μm~1mm、又は15μm~500μm、又は10~300μm、又は20μm~200μm、又は30μm~150μm又は50μm~125μmの厚さを有するものが形成される。
(フレキシブル金属張積層板-FMCL)
FMCLは、少なくとも上述のフィルムを含むものが形成される。実施形態では、金属張積層板は、熱硬化性組成物を含むフィルムを金属箔、例えば銅箔に積層することによって得られる。銅箔は、0.5~5mm、又は5mm未満、又は4mm未満、又は3mm超、又は2mm超、又は1mm超、又は0.8mm超、又は0.5mm超又は同様の表面粗さを有する電解銅箔又は圧延銅箔である。
実施形態では、金属張積層板は、金属箔上に直接フィルムを流延し、次いでフィルムを所望の温度で硬化して、硬化されたフィルムを金属箔上に得ることによって得られ、次いでこれを種々の最終使用適用例に使用する。
実施形態では、フィルムは、金属張積層板の2枚の金属箔の間に存在する。金属張積層板は、硬化したフィルムと金属箔との間に少なくとも1つの接着剤層を有することができる。接着剤層は、金属張積層板の製造で用いられる従来技術の任意の公知の接着剤層から選択することができる。実施形態では、銅箔の片面は、エポキシシランカップリング剤、ビニルシランカップリング剤、アクリレート系シランカップリング剤又はこれらの混合物からなる群から選択されるシランカップリング剤で化学的に処理される。
(DIAEA-DVAコポリマーの性質)
DIAEA-DVAコポリマーは、分子量範囲と比較的広範な分子量分布(多分散指数)との良好な組合せを有し、無極性溶媒にさらに可溶になり、加工性を高める。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマーは、4時間未満の期間にわたり25℃での炭化水素溶媒中で、溶媒の全重量に対して少なくとも10重量%、又は20重量%超、又は30重量%超、又は50重量%超、又は70重量%超、又は99重量%未満、又は10~75重量%、又は20~65重量%又は10~60重量%の溶解度を有する。溶媒の例には、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロヘキサン、ワニスメーカー及びペインターのナフサ(varnish maker and painter’s naphtha)(VM&Pナフサ)、石油エーテル、トルエン、キシレン及びこれらの混合物が含まれる。
実施形態では、炭化水素溶媒に溶解したときの固体としてのDIAEA-DVAコポリマーは、実質的にゲルを含まない溶液を形成し、固体の2重量%未満、又は5重量%未満、又は10重量%未満又は15重量%未満が溶媒に不溶のままである。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマー溶液は、炭化水素溶媒中で、コポリマーの全重量に対して0.05~5重量%、又は0.1~4.5重量%、又は1~4重量%、又は5重量%未満、又は2重量%未満又は1重量%未満のゲル含量を有する。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマーは、200~450℃、又は220~420℃、又は240~400℃、又は600℃未満、又は500℃未満又は300C超の分解開始温度を有する。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマーは、ASTM D3418による示差走査熱量測定(DSC)又は動的機械分析器(DMA)を使用して測定された、50~300℃、又は60~250℃、又は70~220℃、又は80~200℃、又は100~250℃、又は120~220℃、又は150℃超、又は200℃超又は280℃超のガラス転移温度(T)を有する。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマーは、ASTM D570により25℃で測定された、0.1未満、又は0.08未満又は0.05未満の水分吸収係数を有する。
実施形態では、DIAEA-DVAコポリマーは、0.9g/cc超、又は1.0g/cc超、又は1.0~2.0g/cc又は1.0~1.50g/ccの密度を有する。
(DIAEA-DVAコポリマーを含有するフィルム層の性質):
実施形態では、フィルム層は、DIAEA-DVAコポリマー及び第2のポリマーの全重量に対して:(i)DIAEA-DVAコポリマーを30~85重量%、(ii)第2のポリマーを2~10重量%、(iii)充填剤を12.9~50重量%、及び(iv)少なくとも添加剤を0.1~10重量%含む熱硬化性組成物から形成される。フィルムは、優れた架橋特性、靭性、柔軟性、良好な化学的及び酸化的安定性、並びに電子用途に有用な高い難燃性を有すると特徴付けられる。
実施形態では、フィルムは、ASTM D2520に従い10GHzで測定された、2.3未満、又は2.4未満、又は2.55未満、又は2.50未満、又は2.45未満、3.5未満のDk(誘電率)を有する。
実施形態では、フィルムは、ASTM D2520に従い10GHzで測定された、0.002未満、又は0.0018未満、又は0.0015未満、又は0.002~0.0001、又は0.0015~0.0001又は0.0005~0.0008のDf(損失正接)を有する。
実施形態では、フィルムは、ASTM法F-1249に従い測定された、0.5~25gmil/m日、又は0.5g mil/m日超、又は1g mil/m日超、又は1.5g mil/m日超、又は2g mil/m日超、又は3g mil/m日超、又は5g mil/m日超、又は7g mil/m日超、又は10g mil/m日超、又は12g mil/m日超又は25g mil/m日未満の水蒸気透過率(WVTR)を有する。
実施形態では、フィルムは吸水性を有し、フィルムは、フィルムの全重量に対して0.5%未満の吸水容量を有する。
実施形態では、フィルムは、ASTM E 228に従い-50~300℃の範囲にわたりTMAを使用して測定された、30ppm/℃未満、又は28ppm/℃未満、又は25ppm/℃未満又は22ppm/℃未満の膨張係数(CTE)を有する。
実施形態では、フィルムは、金属、例えばアルミニウム、銅などに対して良好な接着性を示す。実施形態では、フィルムは、IPC 650 2.4.19に従い行われた、0.1~1.0、又は0.2~0.9又は0.3~0.7N/mの、金属に対する90°の剥離強度を有する。
実施形態では、フィルムは、ASTM E 1530に従い、0.1W/m・K超、又は0.15W/m・K超、又は0.2W/m・K超又は0.25W/m・K超の熱伝導度を有する。
実施形態では、フィルムは、IPC-TM 650 2.4.19に従い、10%超の引張り伸びを有する。
(フレキシブル金属張積層板の性質)
銅箔による接着強度:実施形態では、フィルムは、IPC 650 2.4.19に従い行われた、0.1N/m超、又は0.2N/m超、又は0.1~1.0N/m、又は0.2~0.9N/m又は0.3~0.7N/mの、金属に対する90°剥離強度を有する。
(熱硬化性組成物の適用)
熱硬化性組成物は、自動車用のコーティングの適用例、例えば再仕上げ、プライマー、ベースコート、アンダーコート、オーバーコート、クリアコートなどで使用することができる。電力ケーブル、特に高電圧用途でのケーブルは、熱硬化性組成物から得ることができ、交流(AC)及び直流(DC)の両方の用途で有用である。
実施形態では、熱硬化性組成物は、プリント回路基板(PCB)の調製で使用される。実施形態では、熱硬化性組成物は、フレキシブル金属張積層板の製造で使用される。そのような積層体は、電子デバイス、例えばテレビ、コンピューター、ラップトップコンピューター、タブレットコンピューター、プリンター、携帯電話、ビデオゲーム、DVDプレーヤー、ステレオ、電子封入材などに使用される、回路基板などの構成要素を製作するのに使用することができる。
下記の例示的な実施例は、非限定的であることが意図される。下記の試験方法を使用することができる。
ガラス転移温度(T)は、ASTM 4065に従い、動的機械分析(DMA)によって測定される。
比誘電率Dk及び誘電損率Df: ASTM D2520に従い試験した。
熱線形膨張係数(CTE)は、熱機械分析器(TMA)を使用することによって、400℃に至るまで分当たり10℃ごとに温度が上昇する間、熱膨張の値を測定し、次いで100℃~200℃の温度範囲で測定された値の平均を得ることによって得られる。
引張り係数は、IPC-TM-650、2.4.19に基づき、Instron Co.のユニバーサル試験機を使用することによって測定される。
寸法変化は、IPCTM-650、2.2.4方法Bに従い測定される。275×255mmの機械方向(MD)及び横方向20(TD)を有する四角形の試料の4つの頂点に、位置を認識するための穴を形成した。
熱硬化性組成物フィルムの水蒸気透過率(WVTR)を、ASTM法F-1249に従い測定する。WVTRに関する測定の単位は、1日当たりの水のグラム数に、フィルムの平方メートル当たり、フィルムの厚さを乗じたものである。これはフィルムの厚さ及び水蒸気透過率に基づいて計算された数値である。フィルムを、37.8℃、100%相対湿度(RH)で流した。
吸水性は、TA-3000熱分析器(Mettler Toledo、Columbus、Ohio)を使用して測定する。熱硬化性組成物フィルムの水の吸収は、フィルムの細片を24時間、室温で、蒸留水中に入れることによって決定される。フィルムの試料を流し、室温と400℃との間で、10℃/分の速度で、RTから160℃、及び160℃から400℃での熱重量分析により、含水量に関して分析する。
[実施例1]
1,3-DIPEB及びジビニルベンゼンであって37.26gのm-DVB、36.91gのp-DVB、10.36gのm-EVB、及び14.59gのp-EVBを含有する、コポリマーの調製。921gのシクロヘキサンを投入しかつ65℃まで加熱した3リットルの三つ口フラスコに、0.0125gのトリフル酸を、連続的に撹拌しながら添加した。64.5gの1,3-DIPEB、185.7gのジビニルベンゼン及び250gのシクロヘキサンの混合物を、30分にわたり添加した。混合物を添加した後、反応の内容物を750mLの水及び2gのNaHCOでクエンチ処理し、その後、反応の内容物を65℃に、さらに15分間加熱した。水性層を底部から除去した。残りの有機層を、水で数回洗浄した。コポリマー生成物を、溶媒を除去することによって回収した。
[実施例2]
この実施例では、シリカ充填剤の表面を、ビニルトリメトキシシラン(VTMOS)で表面処理した。球状シリカ200gを、500RPMで、窒素下で脱水トルエン200g中に十分懸濁させた。混合物を、窒素下で加熱還流(110℃)し、少なくとも10gのトルエンを留出した。5gのVTMOSを混合物に添加し、還流を3時間継続した。システムを窒素下で周囲まで冷却した後、トルエンを濾過し、シリカを脱水トルエンで洗浄して、取着されていないいかなる微量のVTMOSも除去した。処理されたシリカをトルエン中に、室温で、500RPMで再分散させ、次いで真空下で乾燥した。
[実施例3]
いくつかのフィルムを、実施例1の1,3-DIPEB及び1,3-ジビニルベンゼン(トルエン溶液中)で、第2のポリマーと共に、及び第2のポリマーなしで、並びに実施例2の処理済みシリカを添加して、及び添加せずに、調製した。
フィルム配合物中の成分は、下記の通りである:
D1192は、比較的高いビニル含量及び30%のポリスチレン含量を有する、Kraton Corporation製の逐次スチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマーである。
TEMPOL又は4-ヒドロキシ-TEMPOを、阻害剤/スコーチ防止剤として使用する。
PTZ又はフェノチアジンは、スコーチ防止剤として使用される芳香族アミンである。
実施例では、樹脂試料は、実施例2の処理済みシリカ(トルエン中)、トルエン中の実施例1のコポリマー(樹脂1)、トルエン中の第2のポリマーD1192(樹脂2として)、及び添加剤で形成された。100ミクロンの厚さのフィルムを、厚さ38ミクロンのPETフィルム上での溶液流延によって形成した。フィルムを室温で60分間乾燥し、その後、Mylar PET剥離ライナーに転写し、次いで120~280℃に5~15分間加熱した。フィルム配合物及び試験結果を表1に示す。
[実施例4]
実施例1の組成を持つフィルムを、PETフィルム上に溶液流延によって作製した。フィルムを、PET剥離ライナーに転写することにより、室温で乾燥し、次いで120~180℃の間の温度に加熱して、試料を硬化した。ゲル含量試験を実施した。コポリマーを含有するフィルム試料は、90%超のゲル含量を有することが示された。
[実施例5]
次いで実施例3のフレキシブルフィルム試料6及び7を、120℃で熱処理(硬化)し、性質を測定した。フィルムを、誘電特性に関して測定した。フィルムは、3.5未満のDk及び0.005未満のDf(共に、ASTM D2520に従い、10GHzで測定した。)、-50~300℃の範囲にわたるTMA当たり、30ppm/℃未満の熱膨張係数;IPC 650 2.4.19に従い行われた、0.6N/m超の、金属に対する90°剥離強度;フィルムの全重量に対して0.5%未満の吸水容量;IPC-TM 650 2.4.19に従い、10%超の引張り伸びを有することが予測される。
[実施例6]
実施例3に示される組成を持つフィルム6は、PETフィルム上での溶液流延によって作製される。フィルムを、PET剥離ライナーに転写することにより、室温で60分間乾燥する。トルエン溶媒を除去した後の乾燥フィルムを、上面及び下面の両方に約35μmの厚さ又は1.4ミルの厚さを有する銅箔上に積層する。次のステップで、コーティングされた銅箔を真空積層し、120分間、プレス機で、硬化圧力50kg/cm及び硬化温度200℃で硬化する。0.76mm~1.52mmの厚さのフレキシブル銅積層板が得られ、これを機械的性質に関して試験することができる。
「含む(comprising)」及び「含む(including)」という用語は、本明細書では様々な態様を記述するのに使用してきたが、「~から本質的になる」及び「~からなる」という用語は、本開示のより特定の態様を提供するために、「含む(comprising)」及び「含む(including)」の代わりに使用することができ、開示もされる。
Figure 2024043528000004

Claims (15)

  1. 熱硬化性組成物を含むフィルムであって、前記熱硬化性組成物が、前記熱硬化性組成物の全重量に対して、
    a) (i)ジイソアルケニルアレンと(ii)m-ジビニルアレン及びp-ジビニルアレンを含有するジビニルアレンとの、(i)の(ii)対するモル比が15:1~1:15の、コポリマーであり、30~85重量%の量で存在する、コポリマー、
    b) 2~10重量%の量の第2のポリマー、
    c) 13~50重量%の量の充填剤、並びに
    d) 最大10重量%の量の任意選択の添加剤
    を含み、前記フィルムが、
    10~300μmの厚さ、
    ASTM D2520に従い10GHzで測定された、3.5未満の比誘電率(Dk)、
    ASTM D2520に従い10GHzで測定された、0.005未満の散逸率(Df)、及び
    ASTM E 228に従い、-50~300℃の範囲にわたりTMAを使用して測定された、30ppm/℃未満の熱膨張係数、
    IPC 650 2.4.19に従い行われた、0.6N/m超の、金属に対する90°剥離強度、
    前記フィルムの全重量に対して、0.5%未満の吸水容量、及び
    IPC-TM 650 2.4.19に従い、10%超の引張り伸び
    を有する、フィルム。
  2. コポリマーが、90%超のゲル含量、200~450℃の分解開始温度、及び50~300℃のガラス転移温度(T)の少なくとも1つを有する、請求項1に記載のフィルム。
  3. m-ジビニルアレンがm-ジビニルベンゼンであり、p-ジビニルアレンがp-ジビニルベンゼンであり、m-ジビニルベンゼン及びp-ジビニルベンゼンの量が、ジビニルアレンの全重量に対して最大99重量%であり、m-ジビニルベンゼンのp-ジビニルベンゼンに対する重量比が、5:1~1:5である、請求項1又は2に記載のフィルム。
  4. ジビニルアレンが、m-エチルビニルベンゼン及びp-エチルビニルベンゼンを、前記ジビニルアレンの全重量に対して35重量%未満の量でさらに含む、請求項1又は2に記載のフィルム。
  5. コポリマーが、(a)重合したジイソアルケニルアレンを30~95重量%、(b)重合したジビニルアレンを5~70重量%、及び(c)少なくとも別の重合性モノマーを0~15重量%含む、請求項1又は2に記載のフィルム。
  6. 少なくとも別の重合性モノマーが、スチレン、2-ビニルビフェニル、3-ビニルビフェニル、4-ビニルビフェニル、1-ビニルナフタレン、2-ビニルナフタレン、α-アルキル化スチレン、アルコキシル化スチレン及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項5に記載のフィルム。
  7. ジイソアルケニルアレンがジイソプロペニルベンゼンであり、前記ジイソプロペニルベンゼンが、前記ジイソプロペニルベンゼンの全重量に対して75重量%のm-ジイソプロピルベンゼンを含み、前記ジイソプロペニルベンゼンが、ASTM D1209に従い測定された、10%の濃度を有する溶媒中で、150ppm未満の水分含量、120ppm未満の4-tert-ブチルカテコール含量、及び50未満のハーゼン(APHA)色の少なくとも1つを有する、請求項1又は2に記載のフィルム。
  8. 第2のポリマーが、ポリフェニレンエーテル、硬化性環状オレフィン又はそのコポリマー、ポリジシクロペンタジエン、ポリエステル、スチレン系ブロックコポリマー(SBC)、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエーテルイミド(PEI)、マレイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエステルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルスルホン、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)、ポリ(4-ヒドロキシブチレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシバレレート)、ポリ(ε-カプロラクトン)及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1又は2に記載のフィルム。
  9. 充填剤が、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、タルク、クレイ、マイカ粉末、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、ホウ酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1又は2に記載のフィルム。
  10. 充填剤が、10nm~1μmの平均粒度を有する、請求項1又は2に記載のフィルム。
  11. 充填剤が、エアロゲルシリカ、シリカキセロゲル、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、非晶質シリカ、結晶質シリカ、中空シリカ及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1又は2に記載のフィルム。
  12. 任意選択の添加剤が、開始剤、活性化剤、安定化剤、増粘剤、融合助剤、スリップ剤、剥離剤、酸化防止剤、抗オゾン剤、変色pH指示薬、可塑剤、粘着性付与剤、フィルム形成添加剤、UV安定化剤、充填剤、難燃剤、粘度調整剤、湿潤剤、強化剤、接着促進剤、熱安定化剤、流動調整剤、帯電防止剤、加工助剤、応力緩和添加剤、耐水化剤、伝熱性付与剤、ラジカルスカベンジャー、スコーチ防止剤及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1又は2に記載のフィルム。
  13. フレキシブル金属張積層板であって、
    請求項1~12のいずれかに記載の熱硬化性組成物を含有する少なくとも1つのフィルム及び
    前記フィルムの少なくとも1つの表面に結合された金属箔
    を含む、フレキシブル金属張積層板。
  14. フィルムが、熱圧縮によって、又は前記フィルムと金属箔との間の接着剤層によって、銅箔に結合される、請求項13に記載のフレキシブル金属張積層板。
  15. 金属箔が銅であり、前記金属箔が、5.0μm以下の10点平均粗さ(Rz)を有する、請求項14に記載のフレキシブル金属張積層板。
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