JP5546128B2 - 新規樹脂、その製造方法、新規組成物、及び該組成物を硬化してなる硬化物 - Google Patents
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Description
前記樹脂が、水酸基、カルボキシル基、酸無水物基、イソシアネート基及び1級又は2級のアミノ基の群より選ばれる少なくとも1種の官能基であり、かつ前記硬化剤との反応性を有する官能基を1分子中にm個有する分子からなる樹脂であり、
前記硬化剤が、前記樹脂と反応することのできる官能基を1分子中にn個有し、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有する分子からなる硬化剤である
ことを特徴とする組成物(m及びnの平均値は、それぞれ2以上であり、mの平均値とnの平均値の和は5以上である。)。
該化合物と反応することのできる官能基を1分子中に2個以上有し、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有する少なくとも1種の硬化剤を必須成分とする
ことを特徴とする組成物。
(1)本発明の樹脂は、ハロゲン含有難燃剤、リン系難燃剤を使用しない場合であっても、UL−94 VTM−0レベルの難燃性を発現することができる。この樹脂によれば、UL−94 VTM−0レベルの難燃性を有する硬化物が容易に得られる。
(2)本発明の組成物によれば、UL−94 VTM−0レベルの難燃性を有する硬化物が容易に得られる。UL−94 VTM−0レベルの難燃性を有する硬化物を得るために、多くの成分の添加を必要とせず、比較的簡単な組成である。
(3)本発明の硬化物は、UL−94 VTM−0レベルの難燃性を発現するとともに、電気絶縁性に優れている。
本発明に用いられる化合物としては、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリオール、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリカルボン酸、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリカルボン酸の低級エステル、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリ酸無水物、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリイソシアネート、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリアミンが挙げられる。
本発明の新規な樹脂(A)は、下記式(I)で表される繰り返し単位を有し、UL94 VTM法による難燃性試験でVTM−0の難燃性を発現する。
反応(a)は、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリオールと、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリカルボン酸またはポリカルボン酸の低級アルコールのエステルとの重縮合反応(エステル化もしくはエステル交換反応)である。
反応(b)は、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリアミンと炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリカルボン酸との重縮合反応(アミド化反応)である。
反応(c)は、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリイソシアネートと炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリカルボン酸との脱炭酸反応を伴う重付加反応である。
反応(d)は、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリオールと炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリイソシアネートとの重付加反応である。
反応(e)は、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリアミンと炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリイソシアネートとの重付加反応である。
反応(f)は、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリオールと、ジアルキルカーボネートまたはジアリールカーボネートとの反応、あるいは、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリオールとホスゲンとの反応によるポリカーボネート生成反応である。
反応(g)は、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリアミンと、ホスゲンとの反応によるポリ尿素生成反応である。
反応(h)は、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリアミンと炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリカルボン酸無水物とのポリアミド化反応である。
反応(i)は、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリイソシアネートと炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリカルボン酸無水物との脱炭酸反応を伴う重付加反応である。
反応(j)は、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリアミンと炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリカルボン酸エステルとのエステル−アミド交換反応である。
本発明の組成物(B)は、上述した樹脂と、該樹脂と反応することのできる官能基を有する硬化剤を必須成分とする組成物であって、
前記樹脂が、水酸基、カルボキシル基、酸無水物基、イソシアネート基及び1級又は2級のアミノ基の群より選ばれる少なくとも1種以上の官能基であり、かつ前記硬化剤との反応性を有する官能基を1分子中にm個有する分子からなる樹脂であり、
前記硬化剤が、前記樹脂と反応することのできる官能基を1分子中にn個有し、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有する分子からなる硬化剤である
ことを特徴とする組成物(m及びnの平均値は、それぞれ2以上であり、mの平均値とnの平均値の和は5以上である。)。
本発明の組成物(C)は、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有し、1分子中に3個以上の水酸基を有するポリオール、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有し、1分子中に3個以上のカルボキシル基を有するポリカルボン酸、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリ酸無水物、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有し、1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート及び炭素数30〜50の炭化水素鎖を有し、1分子中に3個以上の1級又は2級のアミノ基を有するポリアミンの群より選ばれる化合物であって、かつ官能基が後記硬化剤と反応することのできる化合物の少なくとも1種と、
該化合物と反応することのできる官能基を1分子中に2個以上有し、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有する少なくとも1種の硬化剤を必須成分とする
ことを特徴とする。
また、例えば、下記のリン含有のエポキシ基含有化合物や下記のリン含有のアルコ−ル等の反応性リン含有有機化合物を使用することもできる。
本発明の硬化物(D)は、本発明の組成物(B)および(C)のいずれかを硬化してなる。このように、硬化物(D)は、多くの成分の添加を必要とせず、比較的簡単な組成を有する組成物によって容易に得られる。
以下実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ制限されるものではない。
GPCの測定条件は以下のとおりである。
カラム:ShodexカラムLF−804
移動相:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/min
検出器:日本分光(株)製 RI−2031Plus
温度:40.0℃
試料量:サンプルループ 100μリットル
試料濃度:0.1質量%前後に調製
前記の測定条件で、ポリスチレンの標準物質を使用して作成した検量線を用いて重量平均分子量を算出した。
攪拌装置、温度計、コンデンサーを備えた反応容器に、ポリマーポリオールとして水素化ダイマージオール(商品名:SOVERMOL908 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)53.71gと、ジイソシアネート化合物としてダイマージイソシアネート化合物(商品名:DDI1410 COGNIS製)60.11gと、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(ダイセル化学株式会社製)115.4gとを仕込み、100℃で3時間、110℃で3時間、120℃で3時間反応を行い、ほぼイソシアネートが消失したことを確認した後、イソブタノール(和光純薬株式会社製)2.08gを滴下し、更に120℃で2時間反応を行った。これにより樹脂(A)を含む溶液(L1)が得られた。生成したポリマーの分子量は、GPCによる測定でMn=21600、Mw=89100であった。
攪拌装置、温度計、コンデンサーを備えた反応容器に、ポリマーポリオールとして水素化ダイマージオール(商品名:SOVERMOL908 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)214.8gと、ジイソシアネート化合物としてダイマージイソシアネート化合物(商品名:DDI1410 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)240gと、溶媒としてジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(ダイセル化学株式会社製)462gとを仕込み、100℃で3時間、110℃で3時間、120℃で3時間反応を行い、ほぼイソシアネートが消失したことを確認した後、イソブタノール(和光純薬株式会社製)2.08gを滴下し、更に120℃で2時間反応を行った。これにより樹脂(A)を含む溶液(L2)が得られた。生成したポリマーの分子量は、GPCによる測定でMn=19300、Mw=74600であった。
攪拌装置、温度計、コンデンサーを備えた反応容器に、ポリマーポリオールとして水素化ダイマージオール(商品名:SOVERMOL908 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)53.71gと、ジイソシアネート化合物としてダイマージイソシアネート化合物(商品名:DDI1410 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)60.11gと、触媒としてジブチル錫オキサイド(エーピアイコーポレション製)0.1gと、溶媒としてジメトキシエタン(和光純薬株式会社製)80.6gとを仕込み、70℃で5時間反応を行い、ほぼイソシアネートが消失したことを確認した後、イソブタノール(和光純薬株式会社製)2.08gを滴下し、更に70℃で1時間反応を行った。これにより樹脂(A)を含む溶液(L3)が得られた。生成したポリマーの分子量は、GPCによる測定でMn=10700、Mw=36700であった。
攪拌装置、温度計、塔頂部に分溜管を付けたビグリュー精溜管を備えた反応容器に、ポリマーポリオールとして水素化ダイマージオール(商品名:SOVERMOL908 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)510g、ジメチルカーボネート(宇部興産製)725g及びテトラエトキシチタン0.1gを仕込み、加熱し、エステル交換により生成するメタノール、及びメタノールと共沸するジメチルカーボネートを還流しながら、浴温130℃で3時間反応させた。次いで生成したメタノールと共沸するジメチルカーボネートを溜出させながら、5時間かけて190℃まで徐々に昇温した。その後、ドライアイス−メタノールトラップを付けて、溜出液を凝縮出来るようにし、真空ポンプを用いて5時間かけて徐々に減圧度を高め、最終的に533.1Paの圧力まで減圧にし、そこで2時間更に反応させた。この後、110℃まで浴温を下げ、リン酸ジブチル(和光純薬製)0.1gを入れ、2時間攪拌した。得られたポリカーボネートジオールの水酸基価は56.5mg−KOH/gであった。
攪拌装置、温度計、分溜管を備えた反応容器に、水添高純度ダイマー酸EMPOL1008(COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)418g、水素化ダイマージオールSOVERMOL908(COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)584.7gを仕込み、発生する水を溜去しながら180℃のオイルバスで3時間、210℃で2時間、230℃で2時間加熱して反応させた。得られたポリエステルポリオールの水酸基価は112.1mg−KOH/gであった。
攪拌装置、温度計、コンデンサーを備えた反応容器に、ポリマーポリオールとして水素化ダイマージオール(商品名:SOVERMOL908 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)40.61g、ジアミンとしてダイマージアミン(商品名:バーサミン551 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)12.9g、ジイソシアネート化合物としてダイマージイソシアネート化合物(商品名:DDI1410 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)60.11g、触媒としてジブチル錫オキサイド(エーピアイコーポレション製)0.05gと、溶媒としてジメトキシエタン(和光純薬株式会社製)80.6gとを仕込み、70℃で5時間反応を行い、ほぼイソシアネートが消失したことを確認した後、イソブタノール(和光純薬株式会社製)2.08gを滴下し、更に70℃で1時間反応を行った。これにより樹脂(A)を含む溶液(L6)が得られた。
攪拌装置、温度計、分溜管を備えた反応容器に、水添高純度ダイマー酸EMPOL1008(COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)とアリルアルコールより合成した水添高純度ダイマー酸ジアリル298.4g、ダイマージアミン(商品名:バーサミン551 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)267.5gを仕込み、発生するアリルアルコールを溜去しながら180℃のオイルバスで3時間、210℃で2時間、230℃で2時間加熱して反応させた。得られた末端アミノ基を有するポリアミドを230℃でステンレスのバットに注入して固化させた。その後、N−メチルピロリドン512gを加えて溶解した。これにより樹脂(A)を含む溶液(L7)が得られた。
攪拌装置、温度計、コンデンサーを備えた反応容器に、ポリマーポリオールとして水素化ダイマージオール(商品名:SOVERMOL908 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)136.9g、ジイソシアネート化合物としてダイマージイソシアネート化合物(商品名:DDI1410 COGNIS製 炭化水素鎖の炭素数36個)112.7gと、触媒としてジブチル錫オキサイド(エーピアイコーポレション製)0.25g、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(ダイセル化学株式会社製)249.6gとを仕込み、70℃で5時間反応を行った。これにより樹脂(A)を含む溶液(L8)が得られた。生成したポリマーの分子量は、GPCによる測定でMn=3380、Mw=10800であった。なお、このポリマーはジイソシアネート過剰で反応させたので、両末端に0.501mmol/gのイソシアネート基が含有されている。mの平均値は2であった。
攪拌装置、温度計、コンデンサーを備えた反応容器に、下記構造式20及び下記構造式21の9:1(質量比)の混合物53.33g、Nafion−NR50 10.0g、30%過酸化水素水23.7gを仕込み、70℃で30時間攪拌を行った。その後、トルエンを200ml添加して、濾過後、濾液の溶媒を減圧留去した。残渣の1H−NMRを測定したところ、二重結合の約80%が、ジヒドロキシル化されていることが確認された。
構造式20
攪拌装置、温度計、コンデンサーを備えた反応容器に、ポリマーポリオールとしてクラレポリオール(商品名:C−1015N クラレ製ポリカーボネートジオール 炭化水素鎖の炭素数9個のジオールを原料としたポリカーボネートジオール)130.3g、ジイソシアネート化合物としてディスモジュール−W(住化バイエルウレタン製 炭化水素鎖の炭素数13個)262.4gと、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(ダイセル化学株式会社製)165.8gとを仕込み、100℃で3時間、110℃で3時間、120℃で3時間反応を行い、ほぼイソシアネートが消失したことを確認した後、イソブタノール(和光純薬株式会社製)2.00gを滴下し、更に120℃で2時間反応を行った。これにより樹脂(A’)を含む溶液(L1’)が得られた。
実施例1で製造した樹脂溶液(L1)50質量部に、消泡剤として、SNデフォーマー470(サンノプコ(株)製)0.34質量部を添加し、スパチュラを用いて均一に混合して、樹脂溶液1Aを調製した。
実施例1で製造した樹脂溶液(L1)50質量部に、リン含有有機化合物して、クラリアントジャパン(株)製OP935(商品名)15質量部を加え、この配合物を3本ロールミル(商品名:230型変速式ベンチロール BR−230V,アイメックス(株)製)を用いて混練した。さらに、この混練された配合物に、SNデフォーマー470(サンノプコ(株)製)0.34質量部を加え、スパチュラを用いて均一に混合して、組成物1Bを調製した。
合成例1で製造した化合物57.5質量部、ダイマージイソシアネート化合物(商品名:DDI1410 COGNIS製)120質量部、ジブチル錫ジラウレート1.6質量部、シリカ(商品名:アエロジル380PE,日本アエロジル(株)製)6.8質量部及びジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート30質量部を加え、この配合物を3本ロールミル(商品名:230型変速式ベンチロール BR−230V,アイメックス(株)製)を用いて混練した。さらに、この混練された配合物に、消泡剤として、SNデフォーマー470(サンノプコ(株)製)2.05質量部を添加し、スパチュラを用いて均一に混合して、組成物1Cを調製した。
表2に示すような組成物を前記と同様の方法で調製して、組成物2C〜組成物5Cを調製した。
表2に示すような組成物を前記と同様の方法で調製して、組成物6Cを調製した。なお、実施例8で合成した樹脂が樹脂(A’)に相当し、mの平均値は2であり、合成例1で製造した化合物は硬化剤(E)に相当し、nの平均値は3.6であった。
樹脂溶液1A〜7A,樹脂溶液1a,組成物1B〜6B,組成物1bを、それぞれスクリーン印刷法により、200メッシュのステンレス製スクリーンを用いて、片面20μmの厚さ(乾燥後)になるようにポリイミドフィルム(商品名:カプトン100H、東レ・デュポン(株)製)に塗布し、80℃で30分間、熱風循環式乾燥機を用いて乾燥させた。次に、同様の方法でポリイミドフィルム(商品名:カプトン100H、東レ・デュポン(株)製)の反対側の面に塗布し、80℃で30分間、熱風循環式乾燥機を用いて乾燥させ、ポリイミドフィルムの両面に塗布された試験片を得た。この試験片を用いて、UL94 VTM法に準じて評価した。その結果を表1に示す。
組成物1C〜6Cをスクリーン印刷法により、200メッシュのステンレス製スクリーン版を用いて、15μmの厚さ(乾燥後)になるように、フレキシブル銅張り積層板(商品名:UPISEL−N BE1310(グレード名)、宇部興産(株)製)をエッチングして製造した櫛形基板(銅配線幅/銅配線間幅=50μm/50μm)に塗布(配線接続部は除く)し、80℃で30分間、熱風循環式乾燥機を用いて乾燥させた。引き続き、120℃で2時間加熱し試験片を作成した。
Claims (7)
- 下記式(I)で表される有機基が複数結合した分子鎖を有し、重量平均分子量が10,000〜300,000である樹脂と、
該樹脂と反応することのできる官能基を有する硬化剤と、
リン含有有機化合物と、を必須成分とする組成物であって、
前記樹脂が、水酸基、カルボキシル基、酸無水物基、イソシアネート基及び1級又は2級のアミノ基の群より選ばれる少なくとも1種の官能基であり、かつ前記硬化剤との反応性を有する官能基を1分子中にm個有する分子からなる樹脂であり、
前記硬化剤が、前記樹脂と反応することのできる官能基を1分子中にn個有し、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有する分子からなる硬化剤(但し、下記式(6)の化合物を除く。)であることを特徴とする組成物(m及びnの平均値は、それぞれ2以上であり、mの平均値とnの平均値の和は5以上である。)。
- 前記Cが、シクロヘキサン環および/またはシクロヘキセン環を有する有機基であることを特徴とする請求項1にまたは2に記載の組成物。
- 炭素数30〜50の炭化水素鎖を有し、1分子中に3個以上の水酸基を有するポリオール、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有し、1分子中に3個以上のカルボキシル基を有するポリカルボン酸、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有するポリ酸無水物、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有し、1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート及び炭素数30〜50の炭化水素鎖を有し、1分子中に3個以上の1級又は2級のアミノ基を有するポリアミンの群より選ばれる化合物であって、かつ官能基が後記硬化剤と反応することのできる化合物の少なくとも1種と、
該化合物と反応することのできる官能基を1分子中に2個以上有し、炭素数30〜50の炭化水素鎖を有する少なくとも1種の硬化剤(但し、下記式(6)の化合物を除く。)と、
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物を硬化してなる硬化物。
- UL94 VTM法による難燃性試験でVTM−0の難燃性を発現することを特徴とする請求項6に記載の硬化物。
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