JP7238732B2 - 低誘電樹脂組成物 - Google Patents
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Description
(a)1分子中に少なくとも2個のマレイミド基を有するマレイミド化合物、
(b)1分子中に少なくとも2個のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンシロキサン、及び、
(c)ヒドロシリル化触媒
を含む低誘電樹脂組成物。
<2>
(a)成分が下記式(1)又は(1’)で表されるマレイミド化合物である<1>に記載の低誘電樹脂組成物。
<3>
式(1)中のAで示される有機基が下記構造式で示される4価の有機基のいずれかである<2>に記載の低誘電樹脂組成物。
<4>
式(1)中のBが独立してヘテロ原子を含んでもよい炭素数6以上のアルキレン基であり、かつ炭素数5以上の脂肪族環を1個以上有する基である<2>または<3>に記載の低誘電樹脂組成物。
<5>
(b)成分が下記式(2)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサン
(R1 3SiO1/2)r(R1 2SiO2/2)s(R1SiO3/2)t(SiO4/2)u (2)
(式(2)中、R1は互いに独立に、水素原子、炭素数1~12の一価飽和炭化水素基、及び、炭素数6~12の芳香族炭化水素基から選ばれる基であり、R1のうち少なくとも2個は水素原子である。rは0~100の数、sは0~300の数、tは0~200の数、uは0~200の数であり、2≦r+s+t+u≦800である。)
である<1>~<4>のいずれか1つに記載の低誘電樹脂組成物。
<6>
式(2)中のR1のうち少なくとも1個は炭素数6~12の芳香族炭化水素基である<5>に記載の低誘電樹脂組成物。
<7>
(a)成分中のマレイミド基の合計個数に対して(b)成分中のヒドロシリル基の合計個数が0.4~4.0である<1>~<6>のいずれか1つに記載の低誘電樹脂組成物。
(a)成分のマレイミド化合物は、本発明の低誘電樹脂組成物の主成分となるものであり、1分子中に少なくとも2個のマレイミド基を有するマレイミド化合物である。該マレイミド化合物としては特に制限はないが、下記式(1)又は(1’)で表されるマレイミド化合物が好ましい。
[GPC測定条件]
展開溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.6mL/min
カラム:TSK Guardcolumn SuperH-L
TSKgel SuperH4000(6.0mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperH3000(6.0mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperH2000(6.0mmI.D.×15cm×2)
(いずれも東ソー社製)
カラム温度:40℃
試料注入量:20μL(試料濃度:0.5質量%-テトラヒドロフラン溶液)
検出器:示差屈折率計(RI)
(b)成分は、1分子中に少なくとも2個のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンシロキサンであり、(a)成分のマレイミドと反応することによって、本発明の組成物の硬化物を低弾性化することができる。
オルガノハイドロジェンシロキサンとしては特に制限はないが、JIS Z 8803:2011に記載の方法に準拠してキャノン-フェンスケ粘度計で測定した25℃における動粘度が1~10,000mm2/sであることが好ましく、5~5,000mm2/sであることが更に好ましい。この範囲であれば樹脂組成物の粘度を十分に下げることができる。
更に、オルガノハイドロジェンシロキサンとしては、下記式(2)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサンが好ましい。
(R1 3SiO1/2)r(R1 2SiO2/2)s(R1SiO3/2)t(SiO4/2)u (2)
(式(2)中、R1は互いに独立に、水素原子、炭素数1~12の一価飽和炭化水素基、及び、炭素数6~12の芳香族炭化水素基から選ばれる基であり、R1のうち少なくとも2個は水素原子である。rは0~100の数、sは0~300の数、tは0~200の数、uは0~200の数であり、2≦r+s+t+u≦800である。)
脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基等のアルキル基;シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等のシクロアルキル基、などが挙げられる。これらの中でも、メチル基、及びシクロヘキシル基等が好ましく、メチル基が特に好ましい。
芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基、及びビフェニル基等のアリール基や、ベンジル基、フェニルエチル基、及びフェニルプロピル基等のアラルキル基などが挙げられる。これらの中でも、フェニル基が好ましい。
rは0~100の数であり、好ましくは0~75の数であり、さらに好ましくは0~50の数であり、さらにより好ましくはrが2~50の数である。
sは0~300の数であり、好ましくは0~200の数であり、さらに好ましくは0~100の数である。
tは0~200の数であり、好ましくは0~100の数であり、さらに好ましくは0~50の数である。
uは0~200の数であり、好ましくは0~100の数であり、さらに好ましくは0~50の数である。
ただし、r、s、t及びuは2≦r+s+t+u≦800であり、好ましくは2≦r+s+t+u≦600であり、さらに好ましくは2≦r+s+t+u≦400である。この範囲であれば、(b)成分は(a)成分のマレイミド化合物と相溶性が良く、(b)成分を(a)成分のマレイミド基と良好に反応させることができる。
(c)成分はヒドロシリル化触媒である。該触媒は、ヒドロシリル化反応を進行させ得る能力を有するものであればよく、特に限定されるものではない。中でも、白金族金属単体及び白金族金属化合物から選ばれる触媒が好ましい。例えば、白金(白金黒を含む)、塩化白金、塩化白金酸、塩化白金酸-ジビニルシロキサン錯体等の塩化白金酸-オレフィン錯体、白金-ジビニルシロキサン錯体等の白金-オレフィン錯体、白金-カルボニル錯体等の白金触媒、パラジウム触媒、ロジウム触媒などが挙げられる。これらの触媒は、1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも特に好ましくは、塩化白金酸、白金-ジビニルシロキサン錯体等の白金-オレフィン錯体である。
無機粒子
無機粒子としては特に制限はないが、例えば導電性粒子、熱伝導性粒子、蛍光体、磁性粒子、白色粒子、中空粒子、電磁波吸収粒子などが挙げられる。これらはそれぞれ1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで粒子表面を被覆する金属の例としては、金、銀、銅、鉄、ニッケル、アルミニウムなどが挙げられる。
また、前記蛍光体において、Euに代えて、又はEuに加えて、Tb、Cu、Ag、Au、Cr、Nd、Dy、Co、Ni、及びTiから選択される1種以上を含むものも使用することができる
本発明の樹脂組成物は、反応性を制御して貯蔵安定性を高めるために、硬化抑制剤を含んでもよい。硬化抑制剤としては、トリアリルイソシアヌレート、アルキルマレエート、アセチレン系アルコール、そのシラン変性物及びシロキサン変性物、ハイドロパーオキサイド、テトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾール、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる化合物が挙げられる。硬化抑制剤を配合する場合の配合量は、(c)成分のヒドロシリル化触媒中の触媒有効量に対して、モル比で5~100倍の量が好ましく、より好ましくは5~50倍の量である。
本発明の樹脂組成物は、接着性あるいは粘着性(感圧接着性)を付与するため、必要に応じて接着性付与剤を含有してよい。接着性付与剤としては、例えばエポキシ樹脂、スチリル樹脂、アクリル樹脂、テルペン樹脂、シランカップリング剤等が挙げられる。中でも接着性を付与するにはエポキシ樹脂、シランカップリング剤が好ましく、粘着性(感圧接着性)を付与するにはテルペン樹脂が好ましい。
酸化防止剤としては、特に制限はないが、例えばn-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、n-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)アセテート、ネオドデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ドデシル-β-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、エチル-α-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシル-α-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシル-α-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2-(n-オクチルチオ)エチル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニルアセテート、2-(n-オクタデシルチオ)エチル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニルアセテート、2-(n-オクタデシルチオ)エチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2-(2-ステアロイルオキシエチルチオ)エチル-7-(3-メチル-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ヘプタノエート、2-ヒドロキシエチル-7-(3-メチル-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のフェノール系酸化防止剤、ジラウリル-3,3’-チオジプロピオネート、ジミリスチル-3,3’-チオジプロピオネート、ジステアリル-3,3’-チオジプロピオネート、ジトリデシル-3,3’-チオジプロピオネート、ペンタエリスリチルテトラキス(3-ラウリルチオプロピオネート)等の硫黄系酸化防止剤、トリデシルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト、2-エチルヘキシルジフェニルホスファイト、ジフェニルトリデシルホスファイト、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2-[[2,4,8,10-テトラキス(1,1-ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-6-イル]オキシ]-N,N-ビス[2-[[2,4,8,10-テトラキス(1,1-ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-6-イル]オキシ]-エチル]エタナミン等のリン系酸化防止剤が挙げられる。
難燃剤としては、特に制限はなく、例えばリン系難燃剤、金属水和物、ハロゲン系難燃剤、グアニジン系難燃剤等が挙げられる。例えば、赤リン、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等のリン酸アンモニウム、リン酸アミド等の無機系含窒素リン化合物、リン酸、ホスフィンオキシド、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジルジ-2,6-キシレニルホスフェート、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、1,3-フェニレンビス(ジ-2,6-キシレニルホスフェート)、ビスフェノールA-ビス(ジフェニルホスフェート)、1,3-フェニレンビス(ジフェニルホスフェート)、フェニルホスホン酸ジビニル、フェニルホスホン酸ジアリル、フェニルホスホン酸ビス(1-ブテニル)、ジフェニルホスフィン酸フェニル、ジフェニルホスフィン酸メチル、ビス(2-アリルフェノキシ)ホスファゼン、ジクレジルホスファゼン等のホスファゼン化合物;リン酸メラミン;ピロリン酸メラミン;ポリリン酸メラミン;ポリリン酸メラム、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド等のリン系難燃剤、水酸化アルミニウム水和物、水酸化マグネシウム水和物等の金属水和物、ヘキサブロモベンゼン、ペンタブロモトルエン、エチレンビス(ペンタブロモフェニル)、エチレンビステトラブロモフタルイミド、1,2-ジブロモ-4-(1,2-ジブロモエチル)シクロヘキサン、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン、ビス(トリブロモフェノキシ)エタン、臭素化ポリフェニレンエーテル、臭素化ポリスチレン、2,4,6-トリス(トリブロモフェノキシ)-1,3,5-トリアジン等のハロゲン系難燃剤が挙げられる。
本発明の樹脂組成物の製造方法については、(a)、(b)、(c)成分及び各種の任意成分の配合順序、調製方法等は特に限定されず、各成分は予め所定量を常法に準じて混合すればよい。なお、各成分の混合中に脱泡操作を行ってもかまわない。
硬化物の硬度は、常法により調整することができる。硬化物の硬度はJIS K 6253-3:2012に記載の方法に準拠して測定した硬度がデュロメータタイプA80以下であることが好ましく、タイプE20~タイプA70の範囲であることがより好ましい。硬化物の硬度が前記範囲内であると、接着剤等の用途に好適である。
[GPC測定条件]
展開溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.6mL/min
カラム:TSK Guardcolumn SuperH-L
TSKgel SuperH4000(6.0mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperH3000(6.0mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperH2000(6.0mmI.D.×15cm×2)
(いずれも東ソー社製)
カラム温度:40℃
試料注入量:20μL (試料濃度:0.5質量%-テトラヒドロフラン溶液)
検出器:示差屈折率計(RI)
表1に示した配合(質量部又は濃度)で調製した組成物について、JIS Z 8803:2011に準じ、B型粘度計を用いて23℃での樹脂組成物の粘度を測定した。結果を表1に記載した。なお、(c)成分の配合量は、白金族金属原子に換算した質量基準で、下記(a)及び(b)成分の合計質量に対する値(ppm)である。
50mm径×10mm厚のアルミシャーレに、調製した組成物を流し込み、60℃で1時間、100℃で1時間、150℃で4時間の順でステップキュアし、該組成物の硬化物を作製した。得られた硬化物の硬さをJIS K 6253-3:2012に記載の方法に準拠して測定した。測定はまずデュロメータタイプAの硬度計を用いて行い、測定値が90を超える値であれば、デュロメータタイプD硬度計を用いて測定し、その測定値を併記した。また、デュロメータタイプA硬度計での測定値が20以下であれば、デュロメータタイプE硬度計を用いて測定し、その測定値を併記した。結果を表1に記載した。
150mm×200mm×2mm厚のPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)でコーティングされた凹型の金型に調製した組成物を流し込み、60℃で1時間、100℃で1時間、150℃で4時間の順でステップキュアし、試験サンプルを作製した。JIS K 6251:2010に準拠して、EZ TEST(EZ-L、株式会社島津製作所製)を用いて、試験速度500mm/min、つかみ具間距離80mm、標点間距離40mmの条件で前記試験サンプルの引張強さと切断時伸びを測定した。結果を表1に記載した。
60mm×60mm×0.1mm厚の金型枠を使用し、調製した組成物を挟み、180℃で2時間熱プレスし、試験サンプルを作製した。作製した硬化物をネットワークアナライザ(キーサイト社製 E5063-2D5)とストリップライン(キーコム株式会社製)を接続して、周波数10GHzにおける比誘電率、誘電正接を測定した。結果を表1に記載した。
[マレイミド化合物(a-1)]
N-メチルピロリドン196gに1,12-ジアミノドデカン200g(1.0mol)、ピロメリット酸無水物207g(0.95mol)を添加し、25℃で3時間撹拌し、150℃で3時間撹拌した。得られた溶液に無水マレイン酸196g(2.0mol)、酢酸ナトリウム82g(1.0mol)、無水酢酸204g(2.0mol)を加え、80℃で1時間撹拌した。その後、トルエン500g加え、更に水洗、脱水後、溶剤を減圧留去し、下記式で示されるビスマレイミド化合物(a-1)を得た。(Ma価=0.057mol/100g)(分子量3,500)
N-メチルピロリドン350gにカヤハードAA(日本化薬(株)社製)252g(1.0mol)、ピロメリット酸無水物207g(0.9mol)を添加し、室温で3時間撹拌し、120℃で3時間撹拌した。得られた溶液に無水マレイン酸196g(2.0mol)、酢酸ナトリウム82g(1.0mol)、無水酢酸204g(2.0mol)を加え、80℃で1時間撹拌した。その後、トルエン500gを加え、更に水洗、脱水後、溶剤を減圧留去し、下記式で示されるビスマレイミド化合物(a-5)を得た。(Ma価=0.11mol/100g)(分子量1,800)
フェニルトリクロロシラン1142.1g(87.1mol)、ClMe2SiO(Me2SiO)33SiMe2Cl 529g(3.2mol)、及びジメチルビニルクロロシラン72.4g(9.7mol)をトルエン溶剤に溶解後、水中に滴下し、共加水分解し、更に水洗、アルカリ洗浄にて中和、脱水後、溶剤を減圧留去し、下記式で示されるビニル基含有オルガノポリシロキサン(a’-1)を得た。(Vi価=0.016mol/100g)(分子量63,000)
(式中、ジメチルシロキシ単位は連続したブロック構造を有することを示す)
[ヒドロシリル化触媒(c-1)]
塩化白金酸-ジビニルシロキサン錯体
ジクミルパーオキサイド「パークミルD」(日油(株)社製)
YSレジンPX800(ヤスハラケミカル(株)社製)
[シリカ(e-1)]
SFP-30M(デンカ(株)社製、平均粒径0.6μm)
XGP(デンカ(株)社製、平均粒径30μm)
[アセチレン系アルコール(f-1)]
1-エチニル-1-シクロヘキサノール(東京化成工業(株)社製)
[フェノール系酸化防止剤(g-1)]
アデカスタブAO-60(アデカ(株)社製)
[フェノール系酸化防止剤(g-2)]
アデカスタブAO-20(アデカ(株)社製)
[グアニジン系難燃剤(h-1)]
アピノン-303(三和ケミカル(株)社製)
Claims (4)
- (a)1分子中に少なくとも2個のマレイミド基を有するマレイミド化合物、
(b)1分子中に少なくとも2個のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンシロキサン、及び、
(c)ヒドロシリル化触媒
を含み、
(a)成分が下記式(1)又は(1’)で表されるマレイミド化合物
(式(1)中、Aは独立して環状構造を含む4価の有機基を示す。Bは独立してヘテロ原子を含んでもよい炭素数6以上のアルキレン基である。Qは独立してヘテロ原子を含んでもよい炭素数6以上のアリーレン基である。WはBまたはQで示される基を示す。nは0~100の数を、mは0~100の数を表す。)
であり、
(b)成分が下記式(2)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサン
(R1 3SiO1/2)r(R1 2SiO2/2)s(R1SiO3/2)t(SiO4/2)u (2)
(式(2)中、R 1 は互いに独立に、水素原子、炭素数1~12の一価飽和炭化水素基、及び、炭素数6~12の芳香族炭化水素基から選ばれる基であり、R 1 のうち少なくとも2個は水素原子である。rは0~100の数、sは0~300の数、tは0~200の数、uは0~200の数であり、2≦r+s+t+u≦800である。)
であり、
式(2)中のR 1 のうち少なくとも1個は炭素数6~12の芳香族炭化水素基である
低誘電樹脂組成物。 - 式(1)中のBが独立してヘテロ原子を含んでもよい炭素数6以上のアルキレン基であり、かつ炭素数5以上の脂肪族環を1個以上有する基である請求項1または2に記載の低誘電樹脂組成物。
- (a)成分中のマレイミド基の合計個数に対して(b)成分中のヒドロシリル基の合計個数が0.4~4.0である請求項1~3のいずれか1項に記載の低誘電樹脂組成物。
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