JPH06287198A - Silane coupling agent - Google Patents

Silane coupling agent

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Publication number
JPH06287198A
JPH06287198A JP9862293A JP9862293A JPH06287198A JP H06287198 A JPH06287198 A JP H06287198A JP 9862293 A JP9862293 A JP 9862293A JP 9862293 A JP9862293 A JP 9862293A JP H06287198 A JPH06287198 A JP H06287198A
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JP
Japan
Prior art keywords
group
formula
hydrogen atom
silane coupling
integer
Prior art date
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Pending
Application number
JP9862293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenya Watanabe
謙哉 渡辺
Isao Noda
功 野田
Eiji Ando
英治 安藤
Mikiya Motoyama
幹也 元山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NUC Corp
Original Assignee
Nippon Unicar Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Unicar Co Ltd filed Critical Nippon Unicar Co Ltd
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Publication of JPH06287198A publication Critical patent/JPH06287198A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal

Abstract

PURPOSE:To obtain a silane coupling agent composed of an onium salt of an halogenated alkylalkoxysilane with an imidazole, an imidazoline, a triazine, a triazole, etc., good in solubility in water and heat resistance and useful as an adhesion improver, a surface treating agent, etc. CONSTITUTION:A halogenated alkylalkoxysilane expressed by formula I [R is H or monovalent hydrocarbon; X is halogen; R' is H or 1-6C hydrocarbon; (a) is an integer of 0-2; (n) is an integer of 2-5] (e.g. y- chloropropyltrimethoxysilane) or its derivative is made to react with a compound such as an imidazole expressec by formula II (R<1> to R<3> are H, monovalent hydrocarbon, amino, etc.; R<4> is H, amino, etc.), an imidazoline expressed by formula III (R<5> to R<9> are the same species as that of R<1>; R<10> is the same species as that of R<4>), a triazine expressed by formula IV [R<11> to R<17> are the same species as that of R<1>; (m) is 1-5] or a triazole ring-containing compound expressed by formula V [R<18> to R<21> are the same species as that of R<1>; (p) is 0-5] to produce an onium salt. Thereby, the objective silane coupling agent having both high water solubility and heat resistance is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規なシランカップリン
グ剤に関し、さらには該シランカップリング剤を用いて
製造される複合材料に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel silane coupling agent, and further to a composite material produced by using the silane coupling agent.

【0002】[0002]

【従来の技術】シランカップリング剤は、無機物に対し
て反応性を有する部分と、有機物に対し反応性・溶解性
に富む部分とを1分子内に併せ持つ化合物であり、無機
物と有機物との界面の接着助剤として作用するため、多
くの複合材料の製造に広く使われている。この性質を利
用してシランカップリング剤はガラスクロス強化エポキ
シ樹脂複合材料にも広く使用されているが、従来この用
途に供せられているγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランな
どは耐熱性が不十分であり、最近とみに耐熱性が要求さ
れる電子部品材料であるガラスクロス強化エポキシ樹脂
積層板などの用途には供することができなかった。これ
に対して最近では、N−β−(N−ビニルベンジルアミ
ノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩
酸塩等のカチオニック系シランカップリング剤が多く使
われている。通常、シランカップリング剤によるガラス
クロス処理は、シランカップリング剤の水溶液で処理す
る方法が一般的であり、該シランカップリング剤の水溶
性が重要であるが、これら従来のカチオニック系シラン
は一般に水溶性が低く、安定した水溶液あるいは乳化分
散液を調製するためには、一定濃度以下のシランカップ
リング剤しか用いることができなかった。さらに、上記
カチオニック系シランの水溶液あるいは乳化分散液の安
定性向上のためには種々の添加剤を用いなければならな
いが、この添加剤がガラスクロス強化エポキシ樹脂複合
材料に悪影響を及ぼすという問題があり、水溶性の高い
シランカップリング剤が強く求められていた。
2. Description of the Related Art A silane coupling agent is a compound having a portion having reactivity with an inorganic substance and a portion having high reactivity / solubility with respect to an organic substance in one molecule, and is an interface between the inorganic substance and the organic substance. It is widely used in the manufacture of many composite materials because it acts as an adhesion aid for Utilizing this property, silane coupling agents are widely used in glass cloth reinforced epoxy resin composite materials, but γ-aminopropyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyl which have been conventionally used for this application are used. Trimethoxysilane and the like have insufficient heat resistance and cannot be used for applications such as glass cloth reinforced epoxy resin laminates, which are electronic component materials required to have heat resistance. On the other hand, recently, a cationic silane coupling agent such as N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride has been widely used. Usually, the glass cloth treatment with a silane coupling agent is generally a method of treating with an aqueous solution of a silane coupling agent, and the water solubility of the silane coupling agent is important. However, these conventional cationic silanes are generally used. In order to prepare a stable aqueous solution or emulsion dispersion having low water solubility, only a silane coupling agent having a certain concentration or less could be used. Furthermore, in order to improve the stability of the aqueous solution or emulsion dispersion of the above-mentioned cationic silane, various additives must be used, but there is a problem that these additives adversely affect the glass cloth reinforced epoxy resin composite material. However, a silane coupling agent having high water solubility has been strongly demanded.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来のシ
ランカップリング剤の欠点を解決することを目的とし、
種々の添加剤を加えることなく安定した水溶液を形成さ
せることができ、かつ、エポキシ樹脂積層板等のガラス
クロス強化複合材料に高耐熱性を付与し得る新規なシラ
ンカップリング剤の提供を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above-mentioned drawbacks of conventional silane coupling agents,
To provide a novel silane coupling agent capable of forming a stable aqueous solution without adding various additives, and capable of imparting high heat resistance to a glass cloth reinforced composite material such as an epoxy resin laminated plate To do.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】エポキシ化合物の重合触
媒として、イミダゾール、イミダゾリン、トリアジン、
トリアゾール環含有化合物がよく知られているが、これ
は上記化合物中の炭素−窒素不飽和二重結合がエポキシ
開環反応を起こすためと考えられている。また、上記化
合物中、特に窒素−水素結合を有するものは、ハロゲン
化アルキル化合物とオニウム塩を形成する。そこで本発
明者等は鋭意研究の結果、これらの化合物とハロゲン化
アルキルアルコキシシランまたはその誘導体とのオニウ
ム塩がシランカップリング剤として有用であり、とりわ
けガラスクロス強化エポキシ樹脂複合材料におけるガラ
スクロスの表面処理剤として用いた場合に、非常に優れ
た耐熱性と水溶性を示すことを見出し、さらに検討を重
ね、本発明を完成させた。
Means for Solving the Problems As polymerization catalysts for epoxy compounds, imidazole, imidazoline, triazine,
Triazole ring-containing compounds are well known, but it is considered that this is because the carbon-nitrogen unsaturated double bond in the above compound causes an epoxy ring opening reaction. Among the above compounds, those having a nitrogen-hydrogen bond form an onium salt with a halogenated alkyl compound. Therefore, the inventors of the present invention have earnestly studied and found that onium salts of these compounds and a halogenated alkylalkoxysilane or a derivative thereof are useful as a silane coupling agent, and in particular, the surface of glass cloth in a glass cloth-reinforced epoxy resin composite material. It was found that when it was used as a treatment agent, it exhibited extremely excellent heat resistance and water solubility, and further studies were conducted to complete the present invention.

【0005】すなわち、本発明は、ハロゲン化アルキル
アルコキシシランまたはその誘導体と、イミダゾール、
イミダゾリン、トリアジン、トリアゾール環含有化合物
から選択される化合物とのオニウム塩からなるシランカ
ップリング剤に関し、さらには次式I:
That is, the present invention relates to a halogenated alkylalkoxysilane or a derivative thereof, an imidazole,
The present invention relates to a silane coupling agent comprising an onium salt with a compound selected from imidazoline, triazine, and a compound containing a triazole ring.

【化9】 (式中、Rは水素原子または1価の炭化水素基を表し、
Xはハロゲン原子を表し、R’は水素原子または炭素原
子数1ないし6の炭化水素基を表し、aは0ないし2の
整数を表し、そしてnは2ないし5の整数を表す)で表
される有機ケイ素化合物と、次式II:
[Chemical 9] (In the formula, R represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group,
X represents a halogen atom, R ′ represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a represents an integer of 0 to 2, and n represents an integer of 2 to 5). An organosilicon compound having the formula II:

【化10】 (式中、R1 、R2 およびR3 は互いに独立して水素原
子、1価の炭化水素基、アミノ基、ヒドロキシアルキル
基、ウレイドアルキル基、シアノアルキルアミノアルキ
ル基、ニトロ基、フォルマル基またはフェニル基を表
し、そしてR4 は水素原子、アミノ基、アミノアルキル
基またはシアノアルキルアミノアルキル基を表す)で表
される化合物とのオニウム塩からなるシランカップリン
グ剤、上記式Iで表される有機ケイ素化合物と、次式I
II:
[Chemical 10] (In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are independently of each other a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group, an amino group, a hydroxyalkyl group, a ureidoalkyl group, a cyanoalkylaminoalkyl group, a nitro group, a formal group or A phenyl group, and R 4 represents a hydrogen atom, an amino group, an aminoalkyl group or a cyanoalkylaminoalkyl group), and a silane coupling agent consisting of an onium salt with a compound represented by the above formula I An organosilicon compound and the following formula I
II:

【化11】 (式中、R5 、R6 、R7 、R8 およびR9 は互いに独
立して水素原子、1価の炭化水素基、アミノ基、アミノ
アルキル基、ヒドロキシアルキル基、ウレイドアルキル
基、シアノアルキルアミノアルキル基、ニトロ基、フォ
ルマル基またはフェニル基を表し、そしてR10は水素原
子、アミノ基、アミノアルキル基またはシアノアルキル
アミノアルキル基を表す)で表される化合物とのオニウ
ム塩からなるシランカップリング剤、上記式Iで表され
る有機ケイ素化合物と、次式IV:
[Chemical 11] (In the formula, R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are independently of each other a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group, an amino group, an aminoalkyl group, a hydroxyalkyl group, a ureidoalkyl group, a cyanoalkyl group. A silane cup comprising an onium salt with a compound represented by an aminoalkyl group, a nitro group, a formal group or a phenyl group, and R 10 represents a hydrogen atom, an amino group, an aminoalkyl group or a cyanoalkylaminoalkyl group. A ring agent, an organosilicon compound represented by the above formula I, and the following formula IV:

【化12】 (式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16およびR
17は互いに独立して水素原子、1価の炭化水素基、アミ
ノ基、アミノアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ウレ
イドアルキル基、シアノアルキルアミノアルキル基、ニ
トロ基、フォルマル基またはフェニル基を表すが、ただ
しR14、R15、R16およびR17のうち少なくとも1つは
水素原子、アミノ基、アミノアルキル基またはシアノア
ルキルアミノアルキル基を表し、そしてmは1ないし5
の整数を表す)で表される化合物とのオニウム塩からな
るシランカップリング剤、および上記式Iで表される有
機ケイ素化合物と、次式V:
[Chemical 12] (In the formula, R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 , R 16 and R
17 independently represent a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group, an amino group, an aminoalkyl group, a hydroxyalkyl group, a ureidoalkyl group, a cyanoalkylaminoalkyl group, a nitro group, a formal group or a phenyl group, At least one of R 14 , R 15 , R 16 and R 17 represents a hydrogen atom, an amino group, an aminoalkyl group or a cyanoalkylaminoalkyl group, and m is 1 to 5
A silane coupling agent consisting of an onium salt with a compound represented by the formula:

【化13】 (式中、R18、R19、R20およびR21は互いに独立して
水素原子、1価の炭化水素基、アミノ基、アミノアルキ
ル基、ヒドロキシアルキル基、ウレイドアルキル基、シ
アノアルキルアミノアルキル基、ニトロ基、フォルマル
基またはフェニル基を表すが、ただしR19、R20および
21のうち少なくとも1つは水素原子、アミノ基、アミ
ノアルキル基またはシアノアルキルアミノアルキル基を
表し、そしてpは0ないし5の整数を表す)で表される
化合物とのオニウム塩からなるシランカップリング剤に
関する。さらに本発明は、上記シランカップリング剤を
少なくとも1種用いて製造される熱硬化性樹脂複合材
料、特にエポキシ樹脂複合材料に関する。
[Chemical 13] (In the formula, R 18 , R 19 , R 20 and R 21 are independently of each other a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group, an amino group, an aminoalkyl group, a hydroxyalkyl group, a ureidoalkyl group, a cyanoalkylaminoalkyl group. , Nitro group, formal group or phenyl group, provided that at least one of R 19 , R 20 and R 21 represents a hydrogen atom, an amino group, an aminoalkyl group or a cyanoalkylaminoalkyl group, and p is 0. To an integer of 5) and a silane coupling agent comprising an onium salt with a compound represented by the formula: Further, the present invention relates to a thermosetting resin composite material, particularly an epoxy resin composite material, produced by using at least one of the above silane coupling agents.

【0006】本発明のシランカップリング剤は、例え
ば、式Iで表される有機ケイ素化合物に対して式II、
III、IVおよびVで表される化合物を1種または2
種以上用いて、窒素気流中150℃以下の温度で直接混
合加熱することにより製造される。また、式II、II
I、IVおよびVで表される化合物を用いる場合、これ
らの化合物のイソシアヌール酸付加物、ベンゾトリアゾ
ール付加物、トリメリット酸付加物、塩酸塩、水和物等
の付加物または酸塩を用いることもできる。さらに、こ
の混合物が相溶化する各種溶媒、例えば水、メタノー
ル、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、トルエン、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセチルアミド、ジメチルスルホキシ
ド、N−メチル−2−ピロリドン等を用いて一旦溶解し
た後に混合加熱する方法でも製造することができる。
The silane coupling agent of the present invention is, for example, an organosilicon compound represented by the formula I with respect to the formula II,
One or two compounds represented by III, IV and V
It is produced by directly mixing and heating at least a temperature of 150 ° C. or lower in a nitrogen stream by using one or more kinds. In addition, formulas II and II
When the compounds represented by I, IV and V are used, an isocyanuric acid adduct, a benzotriazole adduct, a trimellitic acid adduct, a hydrochloride, a hydrate or the like of these compounds or an acid salt is used. You can also Further, using various solvents in which this mixture is compatible, for example, water, methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, toluene, dimethylformamide, dimethylacetylamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, etc. It can also be produced by a method of mixing and heating after melting.

【0007】本発明のシランカップリング剤を合成する
のに用いられる上記式Iで表される有機ケイ素化合物の
具体例として以下のものを挙げることができるが、もち
ろんこれらに限定されるものではない:
Specific examples of the organosilicon compound represented by the above formula I used for synthesizing the silane coupling agent of the present invention include, but are not limited to, the following. :

【化14】 [Chemical 14]

【0008】本発明のシランカップリング剤を合成の際
に上記式Iで表される有機ケイ素化合物と反応させる上
記式II、III、IVまたはVで表される化合物の具
体例として以下のものを挙げることができるが、もちろ
んこれらに限定されるものではない。式IIで表される
化合物の具体例:
The following are specific examples of the compound represented by the above formula II, III, IV or V which is reacted with the organosilicon compound represented by the above formula I in the synthesis of the silane coupling agent of the present invention. Examples thereof include, but are not limited to, of course. Specific examples of the compound represented by the formula II:

【化15】 式IIIで表される化合物の具体例:[Chemical 15] Specific examples of compounds of formula III:

【化16】 式IVで表される化合物の具体例:[Chemical 16] Specific examples of compounds of formula IV:

【化17】 式Vで表される化合物の具体例:[Chemical 17] Specific examples of the compound represented by the formula V:

【化18】 [Chemical 18]

【0009】本発明のシランカップリング剤は単独で、
または2種以上の混合物として用いることができるし、
他の化合物、例えば従来の各種シランカップリング剤、
非イオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオ
ン性界面活性剤、両性界面活性剤、帯電防止剤、アルコ
ール類、芳香族炭化水素類、その他の溶剤等と組み合わ
せて用いることができる。
The silane coupling agent of the present invention alone
Alternatively, it can be used as a mixture of two or more kinds,
Other compounds such as various conventional silane coupling agents,
It can be used in combination with a nonionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, an antistatic agent, alcohols, aromatic hydrocarbons, other solvents and the like.

【0010】本発明のシランカップリング剤が優れた効
果を発揮する熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等が挙
げられるが、特にエポキシ樹脂が好ましい。また、本発
明の複合材料に用いられる無機材料としては、ガラス、
シリカ、ケイ酸カルシウム類、金属、金属酸化物および
金属水酸化物等を例示できる。また、これら複合材料
は、例えばガラスクロスに熱硬化性樹脂、とりわけエポ
キシ樹脂を含浸、硬化させた積層板を調製した場合、優
れたハンダ耐熱性、耐水性を示すため、プリント配線基
板としてその有用性が顕著である。
Examples of the thermosetting resin with which the silane coupling agent of the present invention exhibits excellent effects include epoxy resin, phenol resin, polyamide resin, polyimide resin, etc., among which epoxy resin is particularly preferable. Further, as the inorganic material used for the composite material of the present invention, glass,
Examples thereof include silica, calcium silicates, metals, metal oxides and metal hydroxides. In addition, these composite materials show excellent solder heat resistance and water resistance when a laminated plate is prepared by impregnating a glass cloth with a thermosetting resin, especially an epoxy resin, and curing it, so that it is useful as a printed wiring board. The sex is remarkable.

【0011】本発明のシランカップリング剤は上記の用
途の他、素材間(特に有機材と無機フィラー等の無機材
との間)の接着性改良剤、表面処理剤、樹脂改質剤、塗
料改質剤、繊維の表面改質剤、その他添加剤、接着剤等
として幅広く使用できる。
The silane coupling agent of the present invention is used in addition to the above-mentioned applications, and is also an adhesiveness improver between materials (especially between an organic material and an inorganic material such as an inorganic filler), a surface treatment agent, a resin modifier, and a paint. It can be widely used as a modifier, a fiber surface modifier, other additives, adhesives, etc.

【0012】次に本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、
以下の記載において「部」は全て「重量部」を意味す
る。 実施例1 予め内部を乾燥窒素で置換し、攪拌装置、窒素導入管、
温度計、コンデンサーを取りつけた1000mlの4つ
口フラスコに、イミダゾール154.06部(2.26
モル)とγ−クロロプロピルトリメトキシシラン34
5.94部(1.74モル)を添加し、窒素雰囲気下に
内容物を90℃で8時間加熱した後、冷却する。内容物
は高速GPCで反応物と未反応物を分離した後、遊離塩
化物イオンの測定から、下記構造式のオニウム塩を形成
していることが確認された。
Next, the present invention will be explained based on examples, but the present invention is not limited to these. In addition,
In the following description, all "parts" mean "parts by weight". Example 1 The inside was replaced with dry nitrogen in advance, and a stirring device, a nitrogen introducing tube,
A 1000 ml four-necked flask equipped with a thermometer and a condenser was charged with 154.06 parts (2.26 parts) of imidazole.
Mol) and γ-chloropropyltrimethoxysilane 34
5.94 parts (1.74 mol) are added and the contents are heated under a nitrogen atmosphere at 90 ° C. for 8 hours and then cooled. After separating the reaction product and the unreacted product by high-speed GPC, the content was confirmed to form an onium salt of the following structural formula by measurement of free chloride ion.

【化19】 遊離塩化物イオン 計算値 13.8% 実測値 12.6%[Chemical 19] Free chloride ion Calculated value 13.8% Measured value 12.6%

【0013】実施例2 予め内部を乾燥窒素で置換し、攪拌装置、窒素導入管、
温度計、コンデンサーを取りつけた1000mlの4つ
口フラスコに、2−メチルイミダゾリン177.32部
(2.11モル)とγ−クロロプロピルトリメトキシシ
ラン322.68部(1.62モル)を添加し、窒素雰
囲気下に内容物を90℃で8時間加熱した後、冷却す
る。内容物は高速GPCで反応物と未反応物を分離した
後、遊離塩化物イオンの測定から、オニウム塩を形成し
ていることが確認された。 遊離塩化物イオン 計算値 12.6% 実測値 12.0%
Example 2 The inside was previously replaced with dry nitrogen, and a stirring device, a nitrogen introducing pipe,
To a 1000 ml four-necked flask equipped with a thermometer and a condenser, 177.32 parts (2.11 mol) of 2-methylimidazoline and 322.68 parts (1.62 mol) of γ-chloropropyltrimethoxysilane were added. The contents are heated under a nitrogen atmosphere at 90 ° C. for 8 hours and then cooled. After separating the reaction product and the unreacted product by high-speed GPC, it was confirmed from the measurement of free chloride ion that the contents formed an onium salt. Free chloride ion Calculated value 12.6% Measured value 12.0%

【0014】実施例3 予め内部を乾燥窒素で置換し、攪拌装置、窒素導入管、
温度計、コンデンサーを取りつけた1000mlの4つ
口フラスコに、6−〔2−(2−メチルイミダゾール−
1−イル)エチル−1,3,5−トリアジン−2,4−
ジアミン・イソシアヌル酸付加物・2水和物264.7
3部(0.77モル)とγ−クロロプロピルトリメトキ
シシラン235.27部(1.18モル)とジメチルホ
ルムアミド150.00部(原料に対して30部)を添
加し、窒素雰囲気下に内容物を90℃で8時間加熱した
後、冷却する。内容物は高速GPCで反応物と未反応物
および溶剤を分離した後、遊離塩化物イオンの測定か
ら、オニウム塩を形成していることが確認された。 遊離塩化物イオン 計算値 9.6% 実測値 8.9%
Example 3 The inside was previously replaced with dry nitrogen, and a stirring device, a nitrogen introducing pipe,
In a 1000 ml four-necked flask equipped with a thermometer and a condenser, 6- [2- (2-methylimidazole-
1-yl) ethyl-1,3,5-triazine-2,4-
Diamine / isocyanuric acid adduct / dihydrate 264.7
3 parts (0.77 mol), γ-chloropropyltrimethoxysilane 235.27 parts (1.18 mol) and dimethylformamide 150.00 parts (30 parts with respect to the raw material) were added and the contents were added under a nitrogen atmosphere. The product is heated at 90 ° C. for 8 hours and then cooled. After separating the reaction product from the unreacted product and the solvent by high-speed GPC, the content was confirmed to form an onium salt by measurement of free chloride ion. Free chloride ion Calculated value 9.6% Measured value 8.9%

【0015】実施例4 予め内部を乾燥窒素で置換し、攪拌装置、窒素導入管、
温度計、コンデンサーを取りつけた1000mlの4つ
口フラスコに、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール
68.90部(0.82モル)とγ−クロロプロピルト
リメトキシシラン181.10部(0.91モル)とエ
チレングリコール375.00部(原料に対して150
部)を添加し、窒素雰囲気下に内容物を90℃で8時間
加熱した後、冷却する。内容物は高速GPCで反応物と
未反応物および溶剤を分離した後、遊離塩化物イオンの
測定から、オニウム塩を形成していることが確認され
た。 遊離塩化物イオン 計算値 12.6% 実測値 11.9%
Example 4 The inside was previously replaced with dry nitrogen, and a stirring device, a nitrogen introducing pipe,
In a 1000 ml four-necked flask equipped with a thermometer and a condenser, 68.90 parts (0.82 mol) of 3-amino-1,2,4-triazole and 181.10 parts of γ-chloropropyltrimethoxysilane (0. .91 mol) and 375.00 parts of ethylene glycol (150 with respect to the raw material)
Part) and the contents are heated under a nitrogen atmosphere at 90 ° C. for 8 hours and then cooled. After separating the reaction product from the unreacted product and the solvent by high-speed GPC, the content was confirmed to form an onium salt by measurement of free chloride ion. Free chloride ion Calculated value 12.6% Measured value 11.9%

【0016】実施例5 実施例1〜4で得られた本発明のシランカップリング剤
の水溶性およびこれらのシランカップリング剤を使用し
たエポキシ樹脂積層板の耐熱性と含水率を測定した。結
果を表1に示す。また、比較のため、いくつかの公知シ
ランカップリング剤を用いて同様の試験を行った結果も
併記する。
Example 5 The water solubility of the silane coupling agent of the present invention obtained in Examples 1 to 4 and the heat resistance and water content of the epoxy resin laminate using these silane coupling agents were measured. The results are shown in Table 1. For comparison, the results of the same test using some known silane coupling agents are also shown.

【表1】 上記の試験にあたり採用されたガラスクロスの表面処理
方法、積層板試験片の作成方法および評価方法は以下の
とおりである。 ガラスクロスの表面処理方法 実施例1〜4で得られたシランカップリング剤を、酢酸
で予めpH4に調整した蒸留水に溶解し、該シランカッ
プリング剤の固形分として0.5%の溶液を調製する。
比較化合物1のγ−アミノプロピルトリエトキシシラン
は蒸留水に溶解し、固形分0.5%の溶液を調製する。
比較化合物2のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シランは酢酸で予めpH4に調整した蒸留水に溶解し、
固形分0.5%の溶液を調製する。比較化合物3および
4のシランカップリング剤はそれぞれメタノールに溶解
し、該シランカップリング剤の固形分として0.5%の
溶液を調製する。このようにして調製したそれぞれの溶
液を次に脱油したガラスクロス(日東紡績株式会社,W
E−18K)を浸漬し、スクイズロールで絞り、100
℃で10分間乾燥する。 積層板試験片の作成方法 表面処理したガラスクロスにFR−4タイプのエポキシ
樹脂(油化シェルエポキシ株式会社,エピコート104
5−A−70)を含浸させ、140℃で10分間乾燥
し、プリプレグとする。このプリプレグを8枚重ねた積
層体の両表面に銅アルミ箔をさらに重ね、170℃、4
0kg/cm、70分の条件で成形する。全面エッチン
グによって銅箔を除去し、50×50mmの積層板試験
片に切り出す。 評価方法 (1)水溶性試験 予め酢酸でpH4に調整した蒸留水100重量%に溶解
する量を測定する(単位は重量%)。 (2)ハンダ耐熱性試験 試験片を133℃のプレッシャークッカーで処理した
後、260℃のハンダ浴に20秒間浸漬する。試験片面
のふくれ、または剥がれが起こるプレッシャークッカー
での処理時間を求める。 (3)吸水試験 試験片を133℃のプレッシャークッカーで180分間
処理した後、23℃の蒸留水に24時間浸漬し、吸水率
を求める。 (4)ガラスクロスへの処理剤(シランカップリング
剤)の付着率 ガラスクロス処理時に、増加した重量から処理剤の付着
率を求める。 (5)積層板樹脂含有率 積層板試験片の作成時の重量から樹脂含有率を求める。
[Table 1] The glass cloth surface treatment method, laminated plate test piece preparation method and evaluation method adopted in the above test are as follows. Surface treatment method for glass cloth The silane coupling agent obtained in Examples 1 to 4 was dissolved in distilled water whose pH was adjusted to 4 in advance with acetic acid to prepare a 0.5% solution as a solid content of the silane coupling agent. Prepare.
The γ-aminopropyltriethoxysilane of Comparative Compound 1 is dissolved in distilled water to prepare a solution having a solid content of 0.5%.
The γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane of Comparative Compound 2 was dissolved in distilled water adjusted to pH 4 with acetic acid,
Prepare a 0.5% solids solution. The silane coupling agents of Comparative Compounds 3 and 4 are each dissolved in methanol to prepare a 0.5% solution as the solid content of the silane coupling agent. The respective solutions thus prepared were then deoiled with glass cloth (Nitto Boseki Co., Ltd., W
E-18K) is dipped and squeezed with a squeeze roll to 100
Dry at 10 ° C for 10 minutes. Method for producing laminated plate test piece FR-4 type epoxy resin (Yukaka Shell Epoxy Co., Ltd., Epicoat 104) was applied to surface-treated glass cloth.
5-A-70) is impregnated and dried at 140 ° C. for 10 minutes to obtain a prepreg. A copper aluminum foil was further laminated on both surfaces of a laminate in which eight prepregs were laminated, and 170 ° C, 4
Molding is performed under the conditions of 0 kg / cm and 70 minutes. The copper foil is removed by etching the entire surface and cut into a laminated plate test piece of 50 × 50 mm. Evaluation method (1) Water solubility test The amount dissolved in 100% by weight of distilled water adjusted to pH 4 with acetic acid in advance is measured (unit is% by weight). (2) Solder heat resistance test A test piece is treated with a pressure cooker at 133 ° C and then immersed in a solder bath at 260 ° C for 20 seconds. Determine the processing time in the pressure cooker where blistering or peeling of the test piece surface occurs. (3) Water Absorption Test After treating the test piece with a pressure cooker at 133 ° C. for 180 minutes, the test piece is immersed in distilled water at 23 ° C. for 24 hours to obtain the water absorption rate. (4) Adhesion Rate of Treatment Agent (Silane Coupling Agent) to Glass Cloth At the time of glass cloth treatment, the adhesion rate of the treatment agent is determined from the increased weight. (5) Laminated Resin Content The resin content is determined from the weight of the laminated test piece.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のシ
ランカップリング剤は、従来開発が望まれていた優れた
水溶性と耐熱性とを併せ持つものである。従って、本発
明のシランカップリング剤は、種々の添加剤を加えるこ
となく水溶液を形成させることができ、かつエポキシ樹
脂積層板等のガラスクロス強化複合材料に高耐熱性を付
与させ得るものであり、プリント配線基板としてのガラ
スクロス強化エポキシ樹脂積層板等にも好適に適用でき
る。さらに、本発明のシランカップリング剤は上記のよ
うに優れた性能を有するものであるため、素材間の接着
性改良剤、表面処理剤、樹脂改質剤、塗料改質剤、繊維
の表面改質剤、その他添加剤、接着剤等としても幅広く
使用できる。
As described in detail above, the silane coupling agent of the present invention has both excellent water solubility and heat resistance, which have been desired to be developed in the past. Therefore, the silane coupling agent of the present invention can form an aqueous solution without adding various additives, and can impart high heat resistance to a glass cloth reinforced composite material such as an epoxy resin laminate. It can also be suitably applied to a glass cloth reinforced epoxy resin laminate as a printed wiring board. Further, since the silane coupling agent of the present invention has excellent properties as described above, it is possible to improve adhesion between materials, surface treatment agent, resin modifier, paint modifier, surface modification of fiber. It can be widely used as a quality agent, other additives, an adhesive, etc.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハロゲン化アルキルアルコキシシランま
たはその誘導体と、イミダゾール、イミダゾリン、トリ
アジン、トリアゾール環含有化合物から選択される化合
物とのオニウム塩からなるシランカップリング剤。
1. A silane coupling agent comprising an onium salt of a halogenated alkylalkoxysilane or a derivative thereof and a compound selected from imidazole, imidazoline, triazine and a triazole ring-containing compound.
【請求項2】 次式I: 【化1】 (式中、Rは水素原子または1価の炭化水素基を表し、
Xはハロゲン原子を表し、R’は水素原子または炭素原
子数1ないし6の炭化水素基を表し、aは0ないし2の
整数を表し、そしてnは2ないし5の整数を表す)で表
される有機ケイ素化合物と、次式II: 【化2】 (式中、R1 、R2 およびR3 は互いに独立して水素原
子、1価の炭化水素基、アミノ基、ヒドロキシアルキル
基、ウレイドアルキル基、シアノアルキルアミノアルキ
ル基、ニトロ基、フォルマル基またはフェニル基を表
し、そしてR4 は水素原子、アミノ基、アミノアルキル
基またはシアノアルキルアミノアルキル基を表す)で表
される化合物とのオニウム塩からなるシランカップリン
グ剤。
2. The following formula I: (In the formula, R represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group,
X represents a halogen atom, R ′ represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a represents an integer of 0 to 2, and n represents an integer of 2 to 5). And an organosilicon compound having the following formula II: (In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are independently of each other a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group, an amino group, a hydroxyalkyl group, a ureidoalkyl group, a cyanoalkylaminoalkyl group, a nitro group, a formal group or A phenyl group, and R 4 represents a hydrogen atom, an amino group, an aminoalkyl group or a cyanoalkylaminoalkyl group) and a compound represented by an onium salt.
【請求項3】 次式I: 【化3】 (式中、Rは水素原子または1価の炭化水素基を表し、
Xはハロゲン原子を表し、R’は水素原子または炭素原
子数1ないし6の炭化水素基を表し、aは0ないし2の
整数を表し、そしてnは2ないし5の整数を表す)で表
される有機ケイ素化合物と、次式III: 【化4】 (式中、R5 、R6 、R7 、R8 およびR9 は互いに独
立して水素原子、1価の炭化水素基、アミノ基、アミノ
アルキル基、ヒドロキシアルキル基、ウレイドアルキル
基、シアノアルキルアミノアルキル基、ニトロ基、フォ
ルマル基またはフェニル基を表し、そしてR10は水素原
子、アミノ基、アミノアルキル基またはシアノアルキル
アミノアルキル基を表す)で表される化合物とのオニウ
ム塩からなるシランカップリング剤。
3. The following formula I: (In the formula, R represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group,
X represents a halogen atom, R ′ represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a represents an integer of 0 to 2, and n represents an integer of 2 to 5). And an organosilicon compound having the formula III: (In the formula, R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are independently of each other a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group, an amino group, an aminoalkyl group, a hydroxyalkyl group, a ureidoalkyl group, a cyanoalkyl group. A silane cup comprising an onium salt with a compound represented by an aminoalkyl group, a nitro group, a formal group or a phenyl group, and R 10 represents a hydrogen atom, an amino group, an aminoalkyl group or a cyanoalkylaminoalkyl group. Ring agent.
【請求項4】 次式I: 【化5】 (式中、Rは水素原子または1価の炭化水素基を表し、
Xはハロゲン原子を表し、R’は水素原子または炭素原
子数1ないし6の炭化水素基を表し、aは0ないし2の
整数を表し、そしてnは2ないし5の整数を表す)で表
される有機ケイ素化合物と、次式IV: 【化6】 (式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16およびR
17は互いに独立して水素原子、1価の炭化水素基、アミ
ノ基、アミノアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ウレ
イドアルキル基、シアノアルキルアミノアルキル基、ニ
トロ基、フォルマル基またはフェニル基を表すが、ただ
しR14、R15、R16およびR17のうち少なくとも1つは
水素原子、アミノ基、アミノアルキル基またはシアノア
ルキルアミノアルキル基を表し、そしてmは1ないし5
の整数を表す)で表される化合物とのオニウム塩からな
るシランカップリング剤。
4. The following formula I: (In the formula, R represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group,
X represents a halogen atom, R ′ represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a represents an integer of 0 to 2, and n represents an integer of 2 to 5). An organosilicon compound having the formula IV: (In the formula, R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 , R 16 and R
17 independently represent a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group, an amino group, an aminoalkyl group, a hydroxyalkyl group, a ureidoalkyl group, a cyanoalkylaminoalkyl group, a nitro group, a formal group or a phenyl group, At least one of R 14 , R 15 , R 16 and R 17 represents a hydrogen atom, an amino group, an aminoalkyl group or a cyanoalkylaminoalkyl group, and m is 1 to 5
Represents an integer) and a silane coupling agent comprising an onium salt with a compound represented by.
【請求項5】 次式I: 【化7】 (式中、Rは水素原子または1価の炭化水素基を表し、
Xはハロゲン原子を表し、R’は水素原子または炭素原
子数1ないし6の炭化水素基を表し、aは0ないし2の
整数を表し、そしてnは2ないし5の整数を表す)で表
される有機ケイ素化合物と、次式V: 【化8】 (式中、R18、R19、R20およびR21は互いに独立して
水素原子、1価の炭化水素基、アミノ基、アミノアルキ
ル基、ヒドロキシアルキル基、ウレイドアルキル基、シ
アノアルキルアミノアルキル基、ニトロ基、フォルマル
基またはフェニル基を表すが、ただしR19、R20および
21のうち少なくとも1つは水素原子、アミノ基、アミ
ノアルキル基またはシアノアルキルアミノアルキル基を
表し、そしてpは0ないし5の整数を表す)で表される
化合物とのオニウム塩からなるシランカップリング剤。
5. The following formula I: (In the formula, R represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group,
X represents a halogen atom, R ′ represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a represents an integer of 0 to 2, and n represents an integer of 2 to 5). And an organosilicon compound having the following formula V: (In the formula, R 18 , R 19 , R 20 and R 21 are independently of each other a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group, an amino group, an aminoalkyl group, a hydroxyalkyl group, a ureidoalkyl group, a cyanoalkylaminoalkyl group. , Nitro group, formal group or phenyl group, provided that at least one of R 19 , R 20 and R 21 represents a hydrogen atom, an amino group, an aminoalkyl group or a cyanoalkylaminoalkyl group, and p is 0. To an integer of 5), and a silane coupling agent comprising an onium salt with a compound represented by the formula:
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか1項に記載
のシランカップリング剤を用いて製造される熱硬化性樹
脂複合材料。
6. A thermosetting resin composite material produced by using the silane coupling agent according to claim 1. Description:
【請求項7】 請求項1ないし5のいずれか1項に記載
のシランカップリング剤を用いて製造されるエポキシ樹
脂複合材料。
7. An epoxy resin composite material produced by using the silane coupling agent according to claim 1. Description:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002092718A1 (en) * 2001-05-16 2002-11-21 Sekisui Chemical Co., Ltd. Curing resin composition and sealants and end-sealing materials for displays

Cited By (2)

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US7253131B2 (en) 2001-05-16 2007-08-07 Sekisui Chemical Co., Ltd. Curing resin composition and sealants and end-sealing materials for displays

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