JP6022230B2 - 高分子量エポキシ樹脂、それを用いた樹脂組成物および硬化物 - Google Patents
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電子回路基板用組成物に、これまで知られている高分子量エポキシ樹脂やフェノキシ樹脂(ポリヒドロキシポリエーテル樹脂と同義)を添加した場合、成形性、可撓性、耐衝撃性、接着性を良くする事ができるが、電子回路基板とした時の、耐水性や耐熱性や絶縁特性が悪くなる。
(1)下記式(1)で表される重量平均分子量が10,000〜200,000である高分子量エポキシ樹脂。
(3)上記Yの少なくとも1つが下記式(2a)で表される2価の基であることを特徴とする前記(1)項〜(2)項のいずれか1項に記載の高分子量エポキシ樹脂。
(5)上記Xが、それぞれ独立に、下記式(3)であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の高分子量エポキシ樹脂。
(6)2官能エポキシ樹脂(X)と2価フェノ−ル化合物(Y)とを触媒の存在下に重合反応させて得られる重量平均分子量が10,000〜200,000である高分子量エポキシ樹脂であって、2価フェノ−ル化合物(Y)が4,4’−ビスフェノ−ルS1モルに対してインデン及び/又はスチレンの合計で0.5〜3.0モルを反応させて得られるフェノ−ル樹脂及びそれ以外の2価フェノ−ル化合物からなることを特徴とする高分子量エポキシ樹脂。
(8)上記エポキシ樹脂硬化剤の少なくとも1つが多官能フェノ−ル樹脂であることを特徴とする前記(7)項記載のエポキシ樹脂組成物。
(11)前記(7)項〜(8)に記載のエポキシ樹脂組成物をガラスクロスに含浸、必要に応じて乾燥して得られるプリプレグ。
(13)前記(1)に記載の高分子量エポキシ樹脂の製造方法であって、下記式(4)で表される2官能エポキシ樹脂と、下記式(5)で表される置換基含有ビスフェノ−ルS類を含む2価フェノ−ル化合物とを、触媒の存在下で重合反応させることを特徴とする高分子量エポキシ樹脂の製造方法。
(14)上記Eが下記式(3a)、式(3b)及び2,5−ジ−tert−ブチル−1,4−フェニレン基のいずれかから選ばれることを特徴とする前記(13)記載の高分子量エポキシ樹脂の製造方法。
(15)上記置換基含有ビスフェノ−ルS類が、3、3’−ジフェニル−4、4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン又は4,4’−ビスフェノ−ルS 1モルに対してインデン及び/又はスチレンの合計モルで0.5〜3.0モルを反応させて得られるフェノ−ル樹脂であることを特徴とする前記(13)又は(14)に記載の高分子量エポキシ樹脂の製造方法。
A=αジオール濃度(meq/100g)
C=全塩素濃度(重量%)
第4級アンモニウム塩の具体例としては、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムアイオダイド、テトラプロピルアンモニウムブロマイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムアイオダイド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリメチルアンモニウムハイドロオキサイド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、フェニルトリメチルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。
攪拌機、冷却管、温度計、窒素吹きこみ口を備えたセパラブルフラスコに、2官能エポキシ樹脂(X)として、新日鐵化学株式会社製エポトートYD−128(BPA型液状エポキシ樹脂、エポキシ当量187g/eq、αジオール濃度7meq/100g、全塩素濃度0.16重量%)155.3重量部、2価フェノール化合物(Y)として、新日鐵化学株式会社製TX−1127(フェノール性水酸基当量177g/eq.、スチレン付加ビスフェノールS、1置換体66%、2置換体14%、3置換体2%、4,4’−ビスフェノールS18%の混合物)144.7重量部、シクロヘキサノンを100重量部仕込み、145℃まで昇温、溶解して1時間撹拌した。その後反応触媒として2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成株式会社製、以下、2E4MZと略す)を0.12重量部仕込み、165℃まで昇温した。反応の進行とともに反応溶液の粘度が上昇するが、適宜シクロヘキサノンを加えて一定のトルクとなるように撹拌を継続し、触媒添加後10時間重合反応を行った後、シクロヘキサノンで不揮発分が40重量%になるまで希釈、混合した。得られた高分子量エポキシ樹脂のシクロヘキサノンワニスを、真空オーブンを用いて170℃、0.2kPaの条件下で1時間溶剤を除去し高分子量エポキシ樹脂を得た。得られた樹脂をテトラヒドロフランで不揮発分30重量%になるように希釈し、MEKで表面を脱脂したPETフィルム上に塗工、熱風循環式オーブンを用いて空気雰囲気下150℃にて2時間乾燥した後、PETフィルムより剥がして、厚さ50μmの樹脂フィルムを得た。こうして得られた樹脂の性状分析は次の方法で行った。分析結果は表1に示したとおりである。
エポキシ当量:JISK7236に準拠して測定した。
α−ジオール濃度:HIO4とチオ硫酸ナトリウムを使用し、電位差滴定法により測定した。
全塩素濃度:JISK7243−3に準拠して測定した。
ガラス転移温度:示差走査熱量測定の2サイクル目に得られたDSCチャートの補外ガラス転移開始温度(Tig)をTg[DSC]とした。具体的には、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製DSC6200を用いて行った。樹脂フィルムをパンチングし、積層、アルミニウム製カプセルにパッキングしたものを測定試料とした。測定温度範囲は室温から240℃とした。昇温速度は10℃/minとし、測定を2サイクル行った。
吸水率:耐水性の指標として、樹脂フィルムを50mm×50mm角に切り出した試験片5枚を用いて測定を行った。熱風循環式オーブンを用いて空気雰囲気下100℃にて試験片を10分間乾燥させた後直ぐに重量を測定し、その試験片を25℃の水に浸水させ、48時間後の重量増分から吸水率を求めた。
2官能エポキシ樹脂(X)として、新日鐵化学株式会社製エポトートYD−8125(BPA型液状エポキシ樹脂、エポキシ当量172g/eq、αジオール濃度2meq/100g、全塩素濃度0.08重量%、エポキシ基純度99.3%)160.3重量部、2価フェノール化合物(Y)として、新日鐵化学株式会社製TX−1209(フェノール性水酸基当量154g/eq.、インデン付加ビスフェノールS、1置換体50%、4,4’−ビスフェノールS50%の混合物)27.9重量部、と3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン(フェノール性水酸基当量153g/eq.)111.8重量部、触媒としてトリフェニルホスフィン(北興化学工業株式会社製、商品名:TPP)0.6重量部に、変えた他は実施例1と同様な手順で高分子量エポキシ樹脂および樹脂フィルムを得た。また、得られた樹脂フィルムを使用して実施例1と同様の測定を行った。分析結果は、表1に示したとおりである。
2官能エポキシ樹脂(X)として、新日鐵化学株式会社製エポトートYD−8125(前述)138.9重量部、2価フェノール化合物(Y)として、三光株式会社製BIS−OPP−S(フェノール性水酸基当量201g/eq.、3、3’−ジフェニル−4、4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン)161.1重量部、触媒として2E4MZ(前述)0.12重量部に、変えた他は実施例1と同様な手順で高分子量エポキシ樹脂および樹脂フィルムを得た。また、得られた樹脂フィルムを使用して実施例1と同様の測定を行った。分析結果は、表1に示したとおりである。
2官能エポキシ樹脂(X)として、新日鐵化学株式会社製ESF−300(ビスフェノールフルオレン型結晶性エポキシ樹脂、エポキシ当量254g/eq、αジオール濃度3meq/100g、全塩素濃度0.12重量%、エポキシ基純度98.4%)187.5重量部、2価フェノール化合物(Y)として、新日鐵化学株式会社製TX−1127(前述)81.3重量部と日華化学株式会社製BPS−P(T)(フェノール性水酸基当量125g/eq.、4,4’−ビスフェノールS)31.2重量部、触媒として2E4MZ(前述)0.12重量部に、変えた他は実施例1と同様な手順で高分子量エポキシ樹脂および樹脂フィルムを得た。また、得られた樹脂フィルムを使用して実施例1と同様の測定を行った。分析結果は、表1に示したとおりである。
2官能エポキシ樹脂(X)として、新日鐵化学株式会社製TX−0902(テトラメチルビスフェノールS型固形エポキシ樹脂、エポキシ当量212g/eq、αジオール濃度1meq/100g、全塩素濃度0.06重量%、エポキシ基純度99.4%)179.0重量部、2価フェノール化合物(Y)として、TX−1209(前述)78.0重量部と日華化学株式会社製BPS−P(T)(前述)43.0重量部、触媒としてトリフェニルホスフィン(前述)0.6重量部に、変えた他は実施例1と同様な手順で高分子量エポキシ樹脂および樹脂フィルムを得た。また、得られた樹脂フィルムを使用して実施例1と同様の測定を行った。分析結果は、表1に示したとおりである。
2官能エポキシ樹脂(X)として、新日鐵化学株式会社製エポトートYD−128(前述)182.7重量部、2価フェノール化合物(Y)として、日華化学株式会社製BPS−P(T)(前述)117.3重量部と日、触媒としてトリエチルアミン(一般試薬)0.15重量部に、変えた他は実施例1と同様な手順で高分子量エポキシ樹脂および樹脂フィルムを得た。また、得られた樹脂フィルムを使用して実施例1と同様の測定を行った。分析結果は、表1に示したとおりである。
2官能エポキシ樹脂(X)として、新日鐵化学株式会社製エポトートYD−8125(前述)175.8重量部、2価フェノール化合物(Y)として、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン(前述)39.4重量部と新日鐵化学株式会社製ビスフェノールA(フェノール性水酸基当量114g/eq.)84.8重量部、触媒として2E4MZ(前述)0.12重量部に、変えた他は実施例1と同様な手順で高分子量エポキシ樹脂および樹脂フィルムを得た。また、得られた樹脂フィルムを使用して実施例1と同様の測定を行った。分析結果は、表1に示したとおりである。
2官能エポキシ樹脂(X)として、新日鐵化学株式会社製エポトートYD−128(前述)188.1重量部、2価フェノール化合物(Y)として、新日鐵化学株式会社製ビスフェノールA(前述)111.9重量部、触媒としてトリフェニルホスフィン(前述)0.6重量部に、変えた他は実施例1と同様な手順で高分子量エポキシ樹脂および樹脂フィルムを得た。また、得られた樹脂フィルムを使用して実施例1と同様の測定を行った。分析結果は、表1に示したとおりである。
上記の実施例および比較例で得られた高分子量エポキシ樹脂(実施例1、2、3および比較例1、2、3)とエポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤、硬化促進剤、溶剤を表2記載の条件となるように混合し、不揮発分が40重量%のエポキシ樹脂組成物ワニスを得た。この時、ジシアンジアミドは、ジシアンジアミドが4重量部に対し、N,N−ジメチルホルムアミドが15重量部、2−メトキシエタノールが15重量部からなる混合溶媒に溶解、調製したジシアンジアミド溶液を用いた。それ以外は、樹脂100重量部に対し、2−メトキシエタノール50重量部、メチルエチルケトン50重量部を混合溶解して用いた。
ガラス転移温度:樹脂フィルムと同様に、示差走査熱量測定の2サイクル目に得られたDSCチャートの補外ガラス転移開始温度(Tig)をTg[DSC]とした。
銅箔引きはがし強さ:JISC6481に準じて測定した。
PCT後ハンダ耐熱:耐水性の指標として、JISC6481に準じて作製した試験片を121℃、0.2MPaのオートクレーブ中に3時間処理した後、260℃のハンダ浴中につけて、20分以上膨れやはがれが生じなかったものを○とし、10分以内に膨れやはがれが生じたものを×とし、それ以外を△と評価した。
Claims (15)
- 上記Rがインダニル基、α−メチルベンジル基、フェニル基、ナフチル基から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載の高分子量エポキシ樹脂。
- 2官能エポキシ樹脂(X)と2価フェノ−ル化合物(Y)とを触媒の存在下に重合反応させて得られる重量平均分子量が10,000〜200,000である高分子量エポキシ樹脂であって、2価フェノ−ル化合物(Y)が4,4’−ビスフェノ−ルS1モルに対してインデン及び/又はスチレンの合計で0.5〜3.0モルを反応させて得られるフェノ−ル樹脂及びそれ以外の2価フェノ−ル化合物からなることを特徴とする高分子量エポキシ樹脂。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の高分子量エポキシ樹脂、当該高分子量エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物。
- 上記エポキシ樹脂硬化剤の少なくとも1つが多官能フェノ−ル樹脂であることを特徴とする請求項7記載のエポキシ樹脂組成物。
- 請求項7又は8に記載のエポキシ樹脂組成物から得られる硬化性接着フィルム。
- 請求項7又は8に記載のエポキシ樹脂組成物を金属箔に塗工、必要に応じて乾燥して得られる樹脂付き金属箔。
- 請求項7又は8に記載のエポキシ樹脂組成物をガラスクロスに含浸、必要に応じて乾燥して得られるプリプレグ。
- 請求項7又は8に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させて得られることを特徴とする硬化物。
- 上記置換基含有ビスフェノ−ルS類が、3、3’−ジフェニル−4、4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン又は4,4’−ビスフェノ−ルS 1モルに対してインデン及び/又はスチレンの合計モルで0.5〜3.0モルを反応させて得られるフェノ−ル化合物であることを特徴とする請求項13又は14に記載の高分子量エポキシ樹脂の製造方法。
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