JP3200124B2 - 難燃性エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

難燃性エポキシ樹脂組成物

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JP3200124B2
JP3200124B2 JP31649691A JP31649691A JP3200124B2 JP 3200124 B2 JP3200124 B2 JP 3200124B2 JP 31649691 A JP31649691 A JP 31649691A JP 31649691 A JP31649691 A JP 31649691A JP 3200124 B2 JP3200124 B2 JP 3200124B2
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亜里砂 米元
陽一 上田
修一 金川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に積層板材料として
有用な難燃性エポキシ樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、産業用のプリント配線基板の材料
としては、主としてビスフェノール型エポキシ樹脂と必
要に応じてノボラック型エポキシ樹脂等の耐熱付与成分
と、硬化剤としてジシアンジアミドの組み合わせが用い
られている。近年、表面実装化、高密度実装化やプリン
ト配線基板の多層化に伴い、基板の耐熱性の向上が要求
されてきている。従来このような要求に対してビスフェ
ノール型のエポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂等
の耐熱付与成分と、テトラブロモビスフェノールAを予
め反応させて用いる方法(この予備反応をプレリアクト
と称することがある)が行われてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】耐熱性の向上を目的と
して、ノボラック型エポキシ樹脂等の耐熱性付与成分を
加えてプレリアクトした場合、耐熱性は改善されるもの
の樹脂の粘度が高くなり、特に耐熱性付与成分の量を増
していくと、ガラス繊維等への含浸性が低下し、成形
性、生産性の悪化等の弊害が出てくる。本発明の目的
は、耐熱性という特徴を保持したまま、低粘度で成形性
に優れた積層板用難燃性エポキシ樹脂組成物を得ること
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)少なく
とも1種の二官能エポキシ樹脂、(B)多官能エポキシ
樹脂、(C)テトラブロモビスフェノールA及び(D)
テトラブロモビスフェノールAのジグリシジルエーテル
化物を予め反応させて得た付加物とエポキシ硬化剤とを
必須成分とする難燃性エポキシ樹脂組成物に関する。
【0005】本発明にて用いられる二官能エポキシ樹脂
は、1分子中にエポキシ基を2個有する樹脂である。例
えば、カテコール、レゾルシン、ハンドロキノン等の二
価フェノール類のジグリシジルエーテル化物、または、
一般式化2
【0006】
【化2】 (式中Zは、化3
【化3】 −S−、−SS−、−SO2 −または−CO−を表し、
6 〜R11はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6の
アルキル基、またはアリール基を示す。)で表されるビ
スフェノール類のジグリシジルエーテル化物である。置
換基R6 〜R11を具体的に例示すると、水素原子、メチ
ル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基、ヘ
キシル基、フェニル基、ナフチル基等(異性体を有する
ものは各異性体を含む)が挙げられる。
【0007】上記の二価フェノール類及び化2で表され
るビスフェノール類をグリシジルエーテル化するには、
フェノール類とエピハロヒドリンとを、苛性ソーダ等の
アルカリの存在下で反応させる従来公知の方法が使用で
きる。特に高純度品を得る場合には、特開昭60−31
517号公報記載のように、非プロトン性溶媒下の反応
が好適である。
【0008】また、本発明にて用いられる多官能エポキ
シ樹脂を例示すると、フェノールノボラックのグリシジ
ルエーテル、クレゾールノボラックのグリシジルエーテ
ル、ビスフェノールAノボラックのグリシジルエーテル
等のノボラック型エポキシ樹脂、フェノール類とアクロ
レイン、クロトンアルデヒド、グリオキザール、ヒドロ
キシベンズアルデヒド、ヒドロキシアセトフェノン、イ
ソプロペニルアセトフェノン等との重縮合物のグリシジ
ルエーテル化物または一般式化4
【0009】
【化4】 (式中、R1 〜R5 は、それぞれ独立に水素原子、炭素
数1〜6のアルキル基またはアルコキシ基であり、Xは
それぞれ独立に水素原子、塩素原子または臭素原子を表
し、nは平均繰り返し単位数であり、1〜6の数であ
る。)で表される多官能エポキシ基である。上記化4に
おいて、R1 〜R5 を具体的に例示すると、水素原子、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル
基、ヘキシル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基またはブトキシ基等(異性体を有するものは各異性体
を含む)が挙げられる。また上記化4において繰り返し
構造化5
【0010】
【化5】 (式中、R1 〜R5 、X及びnは前記化4と同じものを
表す。)とは、次の化6
【0011】
【化6】 (式中、R1 〜R5 及びXは前記化4と同じものを表
す。)で表される構造単位及び次の化7
【0012】
【化7】 (式中、R1 〜R5 及びXは前記化4と同じものを表
す。)で表される構造単位とが混在または単独で存在し
ている構造であり、なおかつ1分子中のこれらの構造単
位の数に分布の存在するいわゆる多分散型のオリゴマー
の構造を表す。そして前記繰り返し単位数nはこれらの
平均値としての数を表すものである。nが6を越えると
組成物の溶融粘度が高くなり過ぎ、例えばガラスクロス
への含浸性が悪くなる等塗工性、成形性に悪影響が生じ
る。
【0013】前記した多官能エポキシ樹脂のうち本発明
に好ましいものは上記化4で表される多官能エポキシ樹
脂である。
【0014】上記化4で表される多官能エポキシ樹脂
は、例えばフェノール類と、フェノール性水酸基を含有
するアルデヒド類またはケトン類を酸性触媒下縮合し、
エピクロルヒドリン等でグリシジルエーテル化すること
により得られる。
【0015】フェノール類を例示すると、フェノール、
クレゾール、エチルフェノール、プロピルフェノール、
ブチルフェノール、アミルフェノール、ヘキシルフェノ
ール、キシレノール、メチルブチルフェノール等(異性
体を有するものは各異性体を含む)である。これらのフ
ェノール類は、単独あるいは混合して用いることができ
る。
【0016】フェノール性水酸基を含有するアルデヒド
類またはケトン類を例示すると、ヒドロキシベンズアル
デヒド、メチルヒドロキシベンズアルデヒド、ジメチル
ヒドロキシベンズアルデヒド、ヒドロキシアセトフェノ
ン、メチルヒドロキシアセトフェノン、ジメチルヒドロ
キシアセトフェノン、ヒドロキシフェニルエチルケト
ン、ヒドロキシフェニルブチルケトン、ヒドロキシフェ
ニルヘキシルケトン等である。
【0017】フェノール類とフェノール性水酸基を含有
するアルデヒド類またはケトン類との反応は、塩化水
素、硫酸等の無機酸、酢酸、p−トルエンスルホン酸、
チオグリコール酸等の有機酸、ルイス酸等の酸性触媒下
にて縮合させ、水洗、未反応フェノール類の留去等の後
処理を行う方法により得られる。また、多官能エポキシ
樹脂には難燃性を付与する目的で、塩素化または臭素化
したものも含まれる。
【0018】また、上記のフェノール類とフェノール性
水酸基を含有するアルデヒド類またはケトン類の縮合物
をグリシジルエーテル化するには、フェノール類とエピ
ハロヒドリンとを、苛性ソーダ等のアルカリの存在下で
反応させる従来公知の方法が使用できる。特に、高純度
品を得る場合には、特開昭60−31517号公報記載
のように、非プロトン性溶媒下の反応が好適である。
【0019】本発明にて用いるテトラブロモビスフェノ
ールAのジグリシジルエーテル化物とは、テトラブロモ
ビスフェノールAをエピクロルヒドリンによりグリシジ
ルエーテル化したものであり、エポキシ当量が340〜
600のものである。
【0020】本発明においてテトラブロモビスフェノー
ルAとテトラブロモビスフェノールAのジグリシジルエ
ーテルの使用量は、樹脂分の臭素含量が15重量%〜2
5重量%となる量が望ましい。臭素含量が少なすぎると
難燃性が不充分であり、また多すぎると耐熱性等の物性
が低下し好ましくない。
【0021】多官能エポキシ樹脂、二官能エポキシ樹
脂、テトラブロモビスフェノールA及びテトラブロモビ
スフェノールAのジグリシジルエーテル化物との反応は
公知の方法で行う。例えば、上記各成分をトリフェニル
フォスフィンまたはイミダゾール等の塩基性触媒の存在
下、無溶媒または溶媒存在下、反応させる。各成分は一
括に反応させても良いし、また、テトラブロモビスフェ
ノールAとテトラブロモビスフェノールAのジグリシジ
ルエーテル化物とを先に反応させ、さらに他のエポキシ
樹脂を反応させるというように、段階的に反応させても
良い。
【0022】本発明にて用いるエポキシ硬化剤として
は、公知のものが使用可能であり、例えば、フェノール
ノボラック、クレゾールノボラック、1,1,1−トリ
スヒドロキシフェニルエタン等の多価フェノール類、芳
香族アミン、脂肪族アミン等のアミン系硬化剤、酸無水
物、ジシアンジアミド、ヒドラジド化合物等が挙げられ
る。好ましくは、ジシアンジアミドあるいは多価フェノ
ール類である。またその配合量についてはエポキシ基に
対して0.3〜1.2当量が好ましい。
【0023】本発明では、使途により組成物中に硬化促
進剤、難燃剤、離型剤、表面処理剤、充填剤等の公知の
添加剤を加えても良い。硬化促進剤としてはイミダゾー
ル類、三級アミン類を、難燃剤としては三酸化アンチモ
ン、赤リン等を、離型剤としてはワックス類、ステアリ
ン酸亜鉛等を、さらに表面処理剤としてはシランカップ
リング剤を挙げることができる。充填剤としてはシリ
カ、アルミナ、タルク、クレー、ガラス繊維等を挙げる
ことができる。
【0024】本発明のエポキシ樹脂組成物を積層板に用
いる場合には、該エポキシ樹脂組成物をメチルエチルケ
トン、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメチ
ルホルムアミド等の溶剤に均一に溶解させ、ガラス繊
維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アルミナ繊維
等の有機、無機繊維からなる織布、マット、紙あるいは
これらの組み合わせからなる基材に含浸させ、加熱乾燥
して得たプリプレグを熱プレス成形することができる。
【0025】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、耐熱性
に優れ、かつ低粘度で含浸性に優れた硬化成形物を与え
るものである。
【0026】
【実施例】樹脂粘度は、樹脂75重量部をメチルエチル
ケトン25重量部に溶解しB型粘度計(25℃)で測定
した。硬化成形物のガラス転移温度は、動的粘弾性測定
装置(レオログラフソリッド、東洋精機(株)製)を用
いて測定した。
【0027】参考例1 p−ヒドロキシベンズアルデヒド183.2g、2−ブ
チル−5−メチルフェノール341.8g、m−クレゾ
ール75.0g、p−トルエンスルホン酸0.50g、
トルエン420gを温度計と分離管付きコンデンサーの
付いた反応容器に仕込み、溶解昇温し、115℃で10
時間撹拌した。この間、共沸するトルエンと水を冷却液
化し、有機層を反応系内に戻しながら反応させた。反応
終了後、10%苛性ソーダ水溶液で中和した後、減圧濃
縮により赤褐色の樹脂を得た。
【0028】このようにして得られた樹脂92.4g
(フェノール性水酸基0.7モル)を、温度計、撹拌
機、滴下漏斗、分離管付きコンデンサーの付いた反応容
器に仕込み、エピクロルヒドリン453.3g、ジメチ
ル226.7gに溶解した。反応系内を41torrに
保ちながら、温度48℃で、48.6%苛性ソーダ水溶
液57.6gを5時間で連続的に滴下した。
【0029】この間、温度は、48℃に保ちながら、共
沸するエピクロルヒドリンと水を冷却液化し、有機層を
反応系内に戻しながら反応させた。反応終了後は、未反
応エピクロルヒドリンを減圧濃縮により除去し、副生塩
とジメチルスルホキシドを含むジグリシジルエーテルを
メチルイソブチルケトンに溶解させ、副生塩とジメチル
スルホキシドを水洗により除去した。このようにして得
られたジグリシジルエーテル化物のエポキシ当量は、2
05g/当量であった。
【0030】参考例2〜8 温度計、撹拌機、コンデンサーの付いた反応容器に、多
官能エポキシ樹脂として参考例1の樹脂を、二官能エポ
キシ樹脂としてビスフェノールAのグリシジルエーテル
化物(住友化学工業(株)製、商品名:スミエポキシE
LA−128、エポキシ当量188g/当量)を、さら
にテトラブロモビスフェノールA及びテトラブロモビス
フェノールAのジグリシジルエーテル化物(住友化学工
業(株)製、商品名:スミエポキシESB−400、エ
ポキシ当量400g/当量)をそれぞれ表1及び表2記
載の量(臭素含量は19重量%に調製した)を仕込み、
さらにメチルエチルケトン9gを仕込み、110℃に加
熱し完全に溶解した後、トリフェニルフォスフィン0.
02gを添加し、110℃で5時間反応させた。その
後、減圧濃縮により溶媒を除去し樹脂を得た。分析値を
表1及び表2に示した。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】実施例1〜5及び比較例1、2 参考例2〜8で得られたエポキシ樹脂とジシアンジアミ
ド及び2−エチル−4−メチルイミダゾールを表3及び
表4で示す割合で配合し、樹脂固形分70重量部に対し
てメチルエチルケトン30重量部を加えて溶解させ樹脂
ワニスとした。該ワニスをガラスクロス(鐘紡(株)
製、商品名:KS−1600、エポキシシラン処理物)
に含浸させ、180℃熱風乾燥機中で8分〜15分乾燥
させプリプレグを得た。ただし、参考例8の樹脂につい
ては、含浸時に上付きが認められ、乾燥中に発泡した。
したがって、樹脂固形分60重量部に対してメチルエチ
ルケトン40重量部を加えて溶解させ樹脂ワニスとし、
ガラスクロスに含浸させ、160℃で15分さらに18
0℃で15分乾燥させプリプレグを得た。
【0034】プリプレグ6枚と銅箔(古河サーキットホ
イル(株)製、TTAI処理、85μ厚)を重ね合わ
せ、160℃で50kg/cm2 の圧力下で、90分プ
レス成形し、1mmの銅張積層板を得た。積層板物性を
測定した結果を表3及び表4に示す。
【0035】比較例3 ブロム化ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:ス
ミエポキシESB−500、エポキシ当量472g/当
量、住友化学工業(株)製)90g、o−クレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂(商品名:スミエポキシESC
N−220F、エポキシ当量215g/当量、住友化学
工業(株)製)10g、ジシアンジアミド、2−エチル
−4−メチルイミダゾールを配合し、実施例5と同様な
方法で積層板を得た。評価結果を表3に示す。なお、樹
脂粘度は480cpsであった。
【0036】
【表3】
【0037】
【表4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 陽一 茨城県つくば市北原6 住友化学工業株 式会社内 (72)発明者 金川 修一 茨城県つくば市北原6 住友化学工業株 式会社内 (56)参考文献 特開 平3−166218(JP,A) 特開 平2−182719(JP,A) 特開 平3−64332(JP,A) 特開 平2−283717(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/14 C08G 59/20 - 59/38 C08J 5/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)少なくとも1種の二官能エポキシ樹
    脂、(B)多官能エポキシ樹脂、(C)テトラブロモビ
    スフェノールA及び(D)テトラブロモビスフェノール
    Aのジグリシジルエーテル化物を予め反応させて得た付
    加物とエポキシ硬化剤とを必須成分とする難燃性エポキ
    シ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】多官能エポキシ樹脂が下記化1 【化1】 (式中、R1 〜R5 は、それぞれ独立に水素原子、炭素
    数1〜6のアルキル基またはアルコキシ基であり、Xは
    それぞれ独立に水素原子、塩素原子または臭素原子を表
    し、nは平均繰り返し単位数であり、1〜6の数であ
    る。)で表されるエポキシ樹脂である請求項1の難燃性
    エポキシ樹脂組成物。
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DE69332098T2 (de) * 1992-09-22 2003-03-13 Sumitomo Chemical Co., Ltd. Halogen enthaltende Epoxidharzzusammensetzung und kupferkaschiertes Laminat
CN113789002B (zh) * 2021-10-26 2023-02-21 北京普利宏斌化工材料有限责任公司 一种高阻燃三氧化二锑母粒

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