JPWO2020054601A1 - マレイミド樹脂、硬化性樹脂組成物およびその硬化物 - Google Patents

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Abstract

溶液安定性に優れたマレイミド樹脂を提供し、これを使用した硬化性樹脂組成物を硬化することにより誘電特性に優れた硬化物を提供すること。下記式(1)で表されるマレイミド樹脂であって、N,N’−(フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドの含有量が90面積%以下であるマレイミド樹脂。【化1】(式(1)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である。)

Description

本発明は、溶液安定性に優れたマレイミド樹脂、これを用いた硬化性樹脂組成物並びにその硬化物に関するものであり、半導体封止材、プリント配線板、ビルドアップ積層板などの電気・電子部品や、炭素繊維強化プラスティック、ガラス繊維強化プラスティックなどの軽量高強度材料に好適に使用される。
近年、電気・電子部品を搭載する積層板はその利用分野の拡大により、要求特性が広範かつ高度化している。例えば従来、半導体チップは金属製のリードフレームに搭載することが主流であったが、CPUなどの高度な処理能力のある半導体チップは高分子材料で作られる積層板に搭載されることが多くなっている。CPU等の素子の高速化が進みクロック周波数が高くなるにつれ、信号伝搬遅延や伝送損失が問題となり、配線板に低誘電率化、低誘電正接化が求められるようになっている。同時に素子の高速化に伴い、チップの発熱が大きくなっているため耐熱性を高める必要も生じている。また、近年携帯電話などのモバイル電子機器が普及してきており、精密電子機器が屋外環境や人体の極近傍で使用・携帯されるようになってきているため、外的環境(特に耐湿熱環境)に対する耐性が必要とされる。更に自動車分野においては急速に電子化が進み、エンジンの近くに精密電子機器が配置されることもあり、耐熱・耐湿性がより高いレベルで要求されるようになっている。また、自動車用途や携帯機器などに用いられる為、難燃性等の安全性もよりいっそう重要となっているが、近年の環境問題意識の向上によりハロゲン系難燃剤の使用が忌避されているため、ハロゲンを使用しないで難燃性を付与する必要性が増している。
従来、例えば特許文献1のようなビスフェノールA型シアネートエステル化合物とビスマレイミド化合物を併用した樹脂であるBTレジンを使用した配線板が耐熱性や耐薬品、電気特性などに優れており、高性能配線板として幅広く使用されてきたが、上記のように更なる高性能を要求される状況下において改善が必要となっている。
また、近年省エネルギーの観点から飛行機、自動車、列車、船舶等の軽量化が進んでいる。従来は金属材料を用いていたものを、軽量で高強度な炭素繊維複合材料に置き換える検討が乗物分野で特に行われている。例えばボーイング787においては複合材料の比率を上げることで軽量化を行い、燃費効率を大幅に改善している。航空分野ではさらなる軽量化のために、エンジン回りの部材にも炭素繊維複合材を導入する動きもあり、当然に高いレベルの耐熱性が要求されてきている。自動車分野では一部ではあるが複合材料製のプロペラシャフトを搭載しており、また高級車向けに車体を複合材料で作る動きもある。炭素繊維複合材の分野では、従来はエポキシ樹脂のビスフェノールA型ジグリシジルエーテルやテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンなどと、硬化剤としてジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどを使用した複合材料が用いられてきたが、より軽量化・高耐熱化を進めるためには複合材料の適用を広げる必要があり、そのための材料としてマレイミド樹脂が一つの手段として検討されている。
このような中、市場で入手可能なマレイミド化合物はビスマレイミド化合物であることが多く、融点が高い結晶であるため溶液の形態として用いる必要がある。しかしこれらは汎用の有機溶剤には溶解し難く、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどの高沸点で吸湿性の高い溶剤にしか溶解しないなどの欠点を有する。また、ビスマレイミド化合物の硬化物は、耐熱性は良好であるが、脆くて、吸湿性が高いという欠点を有する。
これに対して、特許文献2、3のように分子量分布を有し、軟化点が比較的低く、溶剤溶解性も従来のビスマレイミド化合物よりも良好なマレイミド樹脂も開発されているがいまだ十分とは言えない。
特公昭54−30440号公報 特開平3−100016号公報 特許第5030297号公報 特公平4−75222号公報 特公平6−37465号公報
本発明の目的は、溶液安定性に優れたマレイミド樹脂を安価に製造することで、硬化性樹脂組成物を調整する上での作業性を向上させ、組成の幅も広がる。また、本発明のマレイミド樹脂の硬化物においては他のマレイミド樹脂を用いた場合よりも低誘電性、低誘電正接性を実現させることにある。
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究した結果、本発明を完成させるに到った。
すなわち本発明は以下の[1]〜[8]に関する。
[1]
下記式(1)で表されるマレイミド樹脂であって、N,N’−(フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドの含有量が90面積%以下であるマレイミド樹脂。
Figure 2020054601
(式(1)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である。)
[2]
前記式(1)においてn=1である成分が98面積%以下である前項[1]に記載のマレイミド樹脂。
[3]
下記式(2)で表されるマレイミド樹脂であって、N,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドの含有量が90面積%以下であるマレイミド樹脂。
Figure 2020054601
(式(2)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である。)
[4]
前記式(2)においてn=1である成分が98面積%以下である前項[3]に記載のマレイミド樹脂。
[5]
下記式(3)で表される芳香族アミン樹脂と、マレイン酸または無水マレイン酸を反応することによって得られるマレイミド樹脂であって、N,N’−(フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドを90面積%以下含有する下記式(1)で表されるマレイミド樹脂。
Figure 2020054601
(式(3)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である。)
Figure 2020054601
(式(1)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である。)
[6]
前項[1]乃至[5]のいずれか一項に記載のマレイミド樹脂を含有する硬化性樹脂組成物。
[7]
さらに、硬化剤を含有する前項[6]に記載の硬化性樹脂組成物。
[8]
前項[6]又[7]に記載の硬化性樹脂組成物を硬化した硬化物。
本発明のマレイミド樹脂は安価に製造できるうえ、溶液安定性に優れ、作業性が大幅に向上するとともに、これを使用した硬化性樹脂組成物の硬化物においては誘電率、誘電正接を低く抑えることができる。
実施例1のGPC分析スペクトルを示す。 実施例1のHPLC分析スペクトルを示す。 合成例3のGPC分析スペクトルを示す。 合成例3のHPLC分析スペクトルを示す。 実施例12のDMAチャートを示す。 実施例12のTMAチャートを示す。
以下、本発明を詳細に説明する。先ず、本発明のマレイミド樹脂の製造方法について説明する。
[芳香族アミン樹脂の製造方法]
本発明のマレイミド樹脂は、前駆体として下記式(3)で表される芳香族アミン樹脂を用いることができる。
Figure 2020054601
(式(3)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である。)
式(3)で表される芳香族アミン樹脂は、下記式(4)で表されるときがより好ましい。式(3)においてアミノ基が結合していないベンゼン環に対するプロピル基の置換位置がパラ位のときと比べて結晶性が低下するからである。
Figure 2020054601
(式(4)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である。)
前記式(3)または式(4)で表される芳香族アミン樹脂の製法は特に限定されない。例えば、特許文献4では、アニリンとm−ジイソプロペニルベンゼンまたはm−ジ(α−ヒドロキシイソプロピル)ベンゼンとを、酸性触媒の存在下で180〜250℃で反応させることにより前記式(4)におけるn=1体が主成分として得られるが、この中には1,3−ビス(p−アミノクミル)ベンゼン、1−(o−アミノクミル)−3−(p−アミノクミル)ベンゼン、1,3−ビス(o−アミノクミル)ベンゼンの3つの異性体が含まれている。さらに、副成分としてn=2〜5体も生成されるが、特許文献4ではこれらを晶析により精製して純度98%の1,3−ビス(p−アミノクミル)ベンゼンを得ている。また、特許文献5では1,3−ビス(p−アミノクミル)ベンゼンをマレイミド化してN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドを合成して結晶の生成物を得ているが、これを溶剤に溶解するためには加熱が必要であり、加熱後に室温で放置すると数時間で結晶が析出してしまう。そのため、樹脂組成物を調整する場合も結晶が析出する可能性があり、N,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドの濃度が高まるほど結晶化の可能性が高くなる。プリント配線板や複合材を作成するために、ガラスクロスや炭素繊維をワニスに含浸させて樹脂を付着させるが、結晶が析出してしまうと含浸作業が不可能となり、一方溶解状態を保つために温度を上げると組成物の反応が早まってしまい、ワニスの可使時間が短くなってしまう。
本発明では、特許文献4において不溶成分として除去されていた芳香族アミン樹脂中の異性体や高分子成分に着目し、これらを除去することなくマレイミド化することで溶液安定性にすぐれたマレイミド樹脂を開発するに至った。
本発明は、晶析等の精製工程が不要であるため、短時間且つ安価に製造が可能であり、産業上の利用可能性を高めるものである。
前記式(3)で表される芳香族アミン樹脂を合成する際、用いられる酸性触媒は、塩酸、燐酸、硫酸、蟻酸、塩化亜鉛、塩化第二鉄、塩化アルミニウム、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、活性白土、イオン交換樹脂等の酸性触媒等が挙げられる。これらは単独でも二種以上併用しても良い。触媒の使用量は、使用されるアニリンに対して、通常0.1〜50重量%、好ましくは1〜30重量%であり、多すぎると反応溶液の粘度が高すぎて攪拌が困難になり、少なすぎると反応の進行が遅くなる。
反応は必要によりトルエン、キシレンなどの有機溶剤を使用して行っても、無溶剤で行っても良い。例えば、アニリンと溶剤の混合溶液に酸性触媒を添加した後、触媒が水を含む場合は共沸により水を系内から除くことが好ましい。しかる後にジイソプロペニルベンゼンまたはジ(α−ヒドロキシイソプロピル)ベンゼンを添加し、その後溶剤を系内から除きながら昇温して140〜220℃、好ましくは160〜200℃で5〜50時間、好ましくは5〜30時間反応を行う。ジ(α−ヒドロキシイソプロピル)ベンゼンを使用した時には水が副生されるため、昇温時に溶剤と共沸させながら系内から除去する。反応終了後、アルカリ水溶液で酸性触媒を中和後、油層に非水溶性有機溶剤を加えて廃水が中性になるまで水洗を繰り返したのち、溶剤および過剰のアニリン誘導体を加熱減圧下において除去する。活性白土やイオン交換樹脂を用いた場合は、反応終了後に反応液を濾過して触媒を除去する。
また、反応温度や触媒の種類によってはジフェニルアミンが副生するため、高温・高真空下で、もしくは水蒸気蒸留等の手段を用いて、ジフェニルアミン誘導体を1重量%以下、好ましくは0.5重量%以下、より好ましくは0.2重量%以下まで除去する。
本発明のマレイミド樹脂は、以上の工程により得られる前記式(3)で表される芳香族アミン樹脂と、マレイン酸または無水マレイン酸(以下、「マレイン酸無水物」ともいう。)を溶剤、触媒の存在下に付加もしくは脱水縮合反応させることで得られる。
[マレイミド樹脂の製造方法]
反応で使用する溶剤は反応中に生成する水を系内から除去する必要があるため、非水溶性の溶剤を使用する。例えばトルエン、キシレンなどの芳香族溶剤、シクロヘキサン、n−ヘキサンなどの脂肪族溶剤、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノンなどのケトン系溶剤などが挙げられるがこれらに限定されるものではなく、2種以上を併用しても良い。
また、前記非水溶性溶剤に加えて非プロトン性極性溶剤を併用することもできる。例えば、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−メチル−2−ピロリドンなどが挙げられ、2種以上を併用しても良い。非プロトン性極性溶剤を使用する場合は、併用する非水溶性溶剤よりも沸点の高いものを使用することが好ましい。
また、反応で使用する触媒は酸性触媒であり、特に限定されないが、例えば、p−トルエンスルホン酸、ヒドロキシ−p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、硫酸、リン酸等が挙げられる。酸触媒の使用量は、芳香族アミン樹脂に対して通常0.1〜10重量%、好ましくは1〜5重量%である。
例えば、トルエンとN−メチル−2−ピロリドンに前記式(3)で表される芳香族アミン樹脂を溶解し、そこへマレイン酸無水物を添加してアミック酸を生成し、その後p−トルエンスルホン酸を加えて、還流条件下で生成する水を系内から除去しながら反応を行う。
または、マレイン酸無水物をトルエンに溶解し、撹拌下で前記式(3)で表される芳香族アミン樹脂のN−メチル−2−ピロリドン溶液を添加してアミック酸を生成し、その後p−トルエンスルホン酸を加えて、還流条件下で生成する水を系内から除去しながら反応を行う。
または、マレイン酸無水物をトルエンに溶解し、p−トルエンスルホン酸を加え、撹拌・還流状態において前記式(3)で表される芳香族アミン樹脂のN−メチル−2−ピロリドン溶液を滴下しながら、途中で共沸してくる水は系外へ除き、トルエンは系内へ戻しながら反応を行う(以上、第一段反応)。
いずれの方法においても、マレイン酸無水物は前記式(3)で表される芳香族アミン樹脂のアミノ基に対して、通常1〜3倍当量、好ましくは1.2〜2.0倍当量使用する。
未閉環のアミック酸を少なくするためには、上記に列記したマレイミド化反応後に反応溶液に水を加え、樹脂溶液層と水層に分離させ、過剰のマレイン酸や無水マレイン酸、非プロトン性極性溶媒、触媒などは水層側に溶解しているので、これを分液除去し、さらに同様の操作を繰り返して過剰のマレイン酸や無水マレイン酸、非プロトン性極性溶媒、触媒の除去を徹底する。過剰のマレイン酸や無水マレイン酸、非プロトン性極性溶媒、触媒が除去された有機層のマレイミド樹脂溶液に触媒を再度添加して加熱還流条件下での残存アミック酸の脱水閉環反応を再度行うことにより酸価が低いマレイミド樹脂溶液が得られる(以上、第二段反応)。
再脱水閉環反応の時間は通常1〜5時間、好ましくは1〜3時間であり、必要により前述の非プロトン性極性溶剤を添加しても良い。反応終了後、冷却して、水洗水が中性になるまで水洗を繰り返す。その後、加熱減圧下において水を共沸脱水で除いてから、溶剤を留去したり、別の溶剤を加えたりして所望の濃度の樹脂溶液に調整しても良いし、溶剤を完全に留去して固形の樹脂として取り出しても良い。
前述した製造方法により得られた本発明のマレイミド樹脂は、下記式(1)で表される構造を有する。
Figure 2020054601
(式(1)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である)
式(1)中、nの値はマレイミド樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、検出器:RI)の測定により求められた数平均分子量の値から算出することが出来るが、近似的には原料である前記式(3)で表される芳香族アミン樹脂のGPCの測定結果から算出したnの値とほぼ同等と考えることができる。
本発明において、N,N’−(フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドの含有量は、以下の方法において求める。
まず、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、検出器:RI)分析により、式(1)のn=1成分の含有量(A1)を求める。つづいて、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)分析により、n=1成分中のN,N’−(フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドの含有量(A2)を求める。
式(1)で表されるマレイミド中のN,N’−(フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは、(A1)×(A2)の計算式により算出される。
本発明のマレイミド樹脂中のN,N’−(フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドの含有量は通常90面積%以下であり、好ましくは10〜80面積%、より好ましくは20〜80面積%、さらに好ましくは30〜70面積%の範囲である。N,N’−(フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドの含有量は90面積%以下であると、結晶性が低下するため溶剤溶解性が向上する。一方、N,N’−(フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドの下限値は0面積%でも構わないが、10面積%以上であると反応性の低下が抑制できる。
本発明のマレイミド樹脂中のn=1体のGPC分析(RI)による含有量は98面積%以下であることが好ましく、より好ましくは20〜98面積%、さらに好ましくは30〜90面積%、特に好ましくは40〜80面積%の範囲である。n=1体の含有量が98面積%以下であると、耐熱性が良好となる。一方、n=1体の下限値は0面積%でも構わないが、20面積%以上であると樹脂溶液の粘度が低下し、含浸性が良好となる。
本発明のマレイミド樹脂の軟化点は50℃〜150℃であることが好ましく、より好ましくは80℃〜120℃であり、更に好ましくは90℃〜110℃、特に好ましくは95℃〜100℃である。また、150℃での溶融粘度は0.05〜100Pa・s、好ましくは0.1〜40Pa・sである。
本発明のマレイミド樹脂は、式(2)で表される構造を有するときがより好ましい。式(1)においてマレイミド基が結合していないベンゼン環に対するプロピル基の置換位置がパラ位のときと比べて結晶性が低下するからである。
Figure 2020054601
(式(2)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である)
次に、本発明の硬化性樹脂組成物について説明する。
本発明の硬化性樹脂組成物には、本発明のマレイミド樹脂と架橋反応可能な化合物を含有することができる。当該化合物としては、アミノ基、シアネート基、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、アリル基、メタリル基、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、共役ジエン基などのマレイミド樹脂と架橋反応し得る官能基(或いは構造)を有する化合物であれば特に限定されない
アミン化合物とマレイミド化合物は架橋反応するので、前記式(3)で表される芳香族アミン樹脂を用いても良い。マレイミド樹脂は自己重合も可能なので単独使用も可能である。また、前記式(3)で表される芳香族アミン樹脂以外のアミン化合物または前記式(1)で表される本発明のマレイミド樹脂以外のマレイミド化合物を併用してもかまわない。
本発明の硬化性樹脂組成物中のマレイミド樹脂の含有量は、10重量%以上であることが好ましく、より好ましくは15重量%以上、さらに好ましくは20重量%である。上記範囲の場合、硬化物の物性において機械強度が高く、ピール強度も高く、さらに耐熱性も高くなる傾向がある。
本発明の硬化性樹脂組成物に配合し得るアミン化合物としては従来公知のアミン化合物を使用することができる。アミン化合物の具体例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、m−キシレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、イソホロンジアミン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、ノルボルネンジアミン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシプロピレントリアミン、N−アミノエチルピペラジン、アニリン・ホルマリン樹脂などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
また、特許文献3の特許請求の範囲に記載されている芳香族アミン樹脂は、低吸湿性、難燃性、誘電特性に優れているため特に好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物に配合し得るマレイミド化合物としては従来公知のマレイミド化合物を使用することができる。マレイミド化合物の具体例としては、4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、ポリフェニルメタンマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、2,2’−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、3,3’−ジメチル−5,5’−ジエチル−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド、4,4’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4’−ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼンなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。マレイミド化合物の配合量は、重量比で本発明のマレイミド樹脂の好ましくは5倍以下、より好ましくは2倍以下の範囲である。
また、特許文献3の請求項に記載されているマレイミド樹脂は、低吸湿性、難燃性、誘電特性に優れているため特に好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物に配合し得るシアネートエステル化合物としては従来公知のシアネートエステル化合物を使用することができる。シアネートエステル化合物の具体例としては、フェノール類と各種アルデヒドとの重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物との重合物、フェノール類とケトン類との重縮合物及びビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物などをハロゲン化シアンと反応させることにより得られるシアネートエステル化合物が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく2種以上を用いてもよい。
上記フェノール類としては、フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等が挙げられる。
上記各種アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、シンナムアルデヒド等が挙げられる。
上記各種ジエン化合物としては、ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等が挙げられる。
上記ケトン類としてはアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等が挙げられる。
また、特開2005−264154号公報に合成方法が記載されているシアネートエステル化合物は、低吸湿性、難燃性、誘電特性に優れているためシアネートエステル化合物として特に好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物において、さらにエポキシ樹脂を配合することができる。配合し得るエポキシ樹脂としては、従来公知のエポキシ樹脂のいずれも使用することができる。エポキシ樹脂の具体例としては、フェノール類と各種アルデヒドとの重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物との重合物、フェノール類とケトン類との重縮合物、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物及びアルコール類等をグリシジル化したグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、4−ビニル−1−シクロヘキセンジエポキシドや3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシラートなどを代表とする脂環式エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン(TGDDM)やトリグリシジル−p−アミノフェノールなどを代表とするグリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく2種以上を用いてもよい。
また、フェノール類とビスハロゲノメチルアラルキル誘導体またはアラルキルアルコール誘導体とを縮合反応させることにより得られるフェノールアラルキル樹脂を原料とし、エピクロルヒドリンと脱塩酸反応させることにより得られるエポキシ樹脂は、低吸湿性、難燃性、誘電特性に優れているためエポキシ樹脂として特に好ましい。
エポキシ樹脂を配合する場合、配合量は特に限定されないが、好ましくは重量比でマレイミド樹脂の0.1〜10倍であり、より好ましくは0.2〜4倍の範囲である。エポキシ樹脂の配合量がマレイミド樹脂の0.1倍以下になると硬化物が脆くなるおそれがあり、10倍以上になると誘電特性が低下するおそれがある。
本発明の硬化性樹脂組成物において、さらにフェノール樹脂を有する化合物を配合することができる。
配合し得るフェノール樹脂としては、従来公知のフェノール樹脂のいずれも使用することができる。フェノール樹脂の具体例としてはビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビフェノール、ビスフェノールAD等)、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)と各種アルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、シンナムアルデヒド等)との重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物(ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等)との重合物、フェノール類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジメタノール類(ベンゼンジメタノール、α,α,α’,α’−ベンゼンジメタノール、ビフェニルジメタノール、α,α,α’,α’−ビフェニルジメタノール等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジクロロメチル類(α,α’−ジクロロキシレン、ビスクロロメチルビフェニル等)との重縮合物、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物、及びこれらの変性物が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく2種以上を用いてもよい。
また、フェノール類と前記のビスハロゲノメチルアラルキル誘導体またはアラルキルアルコール誘導体とを縮合反応させることにより得られるフェノールアラルキル樹脂は、低吸湿性、難燃性、誘電特性に優れているためフェノール樹脂として特に好ましい。
また、上記のフェノール樹脂がアリル基やメタリル基を有したものの場合は、マレイミド基に対する反応性が水酸基よりも良いため、硬化速度が速くなるとともに、架橋点が増えるため強度や耐熱性が高くなるため好ましい。
また、上記フェノール樹脂の水酸基をアリル化したアリルエーテル体やメタリル化したメタリルエーテル体も配合可能であり、水酸基がエーテル化されているため吸水性が低くなる。
本発明の硬化性樹脂組成物において、さらに酸無水物基を有する化合物を配合することができる。
配合し得る酸無水物基を有する化合物としては、従来公知のいずれも使用することができる。酸無水物基を有する化合物の具体例としては1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸無水物等が挙げられる。
酸無水物基を有する化合物は単独又は2種以上混合して用いることができる。また、酸無水物基とアミンが反応した結果、アミック酸となるが、さらに200℃〜300℃で加熱すると脱水反応によりイミド構造となり、耐熱性に非常に優れた材料となる。
本発明の硬化性樹脂組成物には必要に応じて硬化用の触媒(硬化促進剤)を配合することができる。例えば2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ベンジルジメチルアミン等のアミン類、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィンなどのホスフィン類、オクチル酸スズ、オクチル酸亜鉛、ジブチルスズジマレエート、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オレイン酸スズ等の有機金属塩、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化スズなどの金属塩化物、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合物、塩酸、硫酸、リン酸などの鉱酸、三フッ化ホウ素などのルイス酸、炭酸ナトリウムや塩化リチウム等の塩類などが挙げられる。硬化用の触媒の配合量は、硬化性樹脂組成物の合計100重量部に対して好ましくは10重量部以下、より好ましくは5重量部以下の範囲である。
本発明の硬化性樹脂組成物に有機溶剤を添加してワニス状の組成物(以下、単にワニスという)とすることができる。用いられる溶剤としては、例えばγ−ブチロラクトン類、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルイミダゾリジノン等のアミド系溶剤、テトラメチレンスルフォン等のスルフォン類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のエーテル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶剤が挙げられる。溶剤は、得られたワニス中の溶剤を除く固形分濃度が通常10〜80重量%、好ましくは20〜70重量%となる範囲で使用する。
更に本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて公知の添加剤を配合することが出来る。用いうる添加剤の具体例としては、エポキシ樹脂用硬化剤、ポリブタジエン及びこの変性物、アクリロニトリル共重合体の変性物、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリイミド、フッ素樹脂、マレイミド系化合物、シアネートエステル系化合物、シリコーンゲル、シリコーンオイル、並びにシリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、石英粉、アルミニウム粉末、グラファイト、タルク、クレー、酸化鉄、酸化チタン、窒化アルミニウム、アスベスト、マイカ、ガラス粉末等の無機充填材、シランカップリング剤のような充填材の表面処理剤、離型剤、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の着色剤が挙げられる。これら添加剤の配合量は、硬化性樹脂組成物100重量部に対して好ましくは1,000重量部以下、より好ましくは700重量部以下の範囲である。
本発明の硬化性樹脂組成物の調製方法は特に限定されないが、各成分を均一に混合するだけでも、あるいはプレポリマー化してもよい。例えばマレイミド樹脂とシアネートエステル化合物を触媒の存在下または不存在下、溶剤の存在下または不存在下において加熱することによりプレポリマー化する。同様に、本発明のマレイミド樹脂と、必要によりエポキシ樹脂、アミン化合物、マレイミド系化合物、シアネートエステル化合物、フェノール樹脂、酸無水物化合物及びその他添加剤を追加してプレポリマー化してもよい。各成分の混合またはプレポリマー化は溶剤の不存在下では例えば押出機、ニーダ、ロールなどを用い、溶剤の存在下では攪拌装置つきの反応釜などを使用する。
本発明の硬化性樹脂組成物を加熱溶融し、低粘度化してガラス繊維、カ−ボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アルミナ繊維などの強化繊維に含浸させることによりプリプレグを得ることができる。
また、前記ワニスを、強化繊維に含浸させて加熱乾燥させることによりプリプレグを得ることもできる。
上記のプリプレグを所望の形に裁断、必要により銅箔などと積層後、積層物にプレス成形法やオートクレーブ成形法、シートワインディング成形法などで圧力をかけながら硬化性樹脂組成物を加熱硬化させることにより電気電子用積層板(プリント配線板)や、炭素繊維強化材を得ることができる。
以下、実施例、比較例により本発明を具体的に説明する。尚、本文中「部」及び「%」は、それぞれ「重量部」及び「重量%」を表す。軟化点及び溶融粘度は下記の方法で測定した。
・軟化点:JIS K−7234に準じた方法で測定
・酸価:JIS K−0070:1992に準じた方法で測定
・GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析
カラム:SHODEX GPC KF−601(2本)、KF−602、KF−602.5、KF−603
流速:0.5ml/min.
カラム温度:40℃
使用溶剤:THF(テトラヒドロフラン)
検出器:RI(示差屈折検出器)
・HPLC(高速液体クロマトグラフィー)分析
カラム:Inertsil ODS−2
流速:1.0ml/min.
カラム温度:40℃
使用溶剤:アセトニトリル・水
検出器:フォトダイオードアレイ(200nm)
[合成例1]
温度計、冷却管、ディーンスターク共沸蒸留トラップ、撹拌機を取り付けたフラスコにアニリン279部、トルエン100部、m−ジ(α−ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン146部、活性白土50部を仕込み、水、トルエンを留去しながら系内を6時間かけて170℃まで昇温し、この温度で13時間反応をした。その後室温まで冷却し、トルエンを230部加えてろ過により活性白土を除去した。次いでロータリーエバポレーターで油層から加熱減圧下において過剰のアニリンとトルエンを留去することにより前記式(4)で表される芳香族アミン樹脂(A1)241部を得た。芳香族アミン樹脂(A1)のアミン当量は179g/eq、軟化点は46.5℃であった。GPC分析(RI)により、n=1体は73%であり、HPLC分析によるn=1体中の1,3−ビス(p−アミノクミル)ベンゼンは49%であるため、芳香族アミン樹脂中の1,3−ビス(p−アミノクミル)ベンゼンは、36%であった。
[合成例2]
温度計、冷却管、ディーンスターク共沸蒸留トラップ、撹拌機を取り付けたフラスコにアニリン93部とトルエン50部、35%塩酸52.1部を仕込み、昇温をしながら水、トルエンを留去して系内を165〜170℃とし、この温度で1,3−ジイソプロペニルベンゼン20部を1.5時間かけて滴下し、同温度で30時間反応を行った。その後冷却しながら30%水酸化ナトリウム水溶液87部を系内が激しく還流しないようにゆっくりと滴下し、80℃以下でトルエン50部を加え、70℃〜80℃で静置した。分離した下層の水層を除去し、反応液の水洗を洗浄液が中性になるまで繰り返した。次いでロータリーエバポレーターで油層から加熱減圧下において過剰のアニリンとトルエンを留去した後、トルエン100部を加えて加熱溶解後、シクロヘキサンを100部加えて晶析・ろ過・乾燥を行い、GPC分析(RI)により、n=1体100%、HPLCでの純度98%の1,3−ビス(p−アミノクミル)ベンゼン(A2)35部を得た。
[実施例1]
温度計、冷却管、ディーンスターク共沸蒸留トラップ、撹拌機を取り付けたフラスコに無水マレイン酸147部とトルエン300部、メタンスルホン酸4部を仕込み、加熱還流状態とした。次に、芳香族アミン樹脂(A1)197部をN−メチル−2−ピロリドン95部とトルエン100部に溶解した樹脂溶液を、還流状態を保ちながら3時間かけて滴下した。この間、還流条件で共沸してくる縮合水とトルエンをディーンスターク共沸蒸留トラップ内で冷却・分液した後、有機層であるトルエンは系内に戻し、水は系外へ排出した。樹脂溶液の滴下終了後、還流状態を保ち、脱水操作をしながら6時間反応を行った。
反応終了後、水洗を4回繰り返してメタンスルホン酸及び過剰の無水マレイン酸を除去し、70℃以下の加熱減圧下においてトルエンと水の共沸により、水を系内から除去した。次いで、メタンスルホン酸2部を加え、加熱還流状態で2時間反応を行った。反応終了後、水洗水が中性になるまで4回水洗を繰り返したのち、70℃以下の加熱減圧下においてルエンと水の共沸により、水を系内から除去したのち、トルエンを加熱減圧下において完全に留去することにより前記式(2)で表されるマレイミド樹脂(M1)を得た。得られたマレイミド樹脂(M1)の軟化点は100℃、酸価は9mgKOH/gであった。GPC分析(RI)により、n=1体は70%であり、HPLC分析によるn=1体中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは53%であるため、マレイミド樹脂(M1)中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは37%であった。
GPC分析結果を図1に示す。保持時間22.3分のピークがn=1体のピークである。
HPLC分析の結果を図2に示す。保持時間22.1分、24.0分、25.3分のピークがn=1体のピークであり、25.3分のピークがN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドである。
[実施例2]
実施例1の芳香族アミン樹脂(A1)197部を芳香族アミン樹脂(A1)36部と(A2)140部に、N−メチル−2−ピロリドン95部とトルエン95部に溶解した樹脂溶液をN−メチル−2−ピロリドン72部とトルエン100部に溶解した樹脂溶液に変えた以外は実施例1と同様の操作を行い、前記式(2)で表されるマレイミド樹脂(M2)を得た。得られたマレイミド樹脂(M2)の軟化点は93℃、酸価は4mgKOH/gであった。GPC分析(RI)により、n=1体は96%であり、HPLC分析によるn=1体中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは92%であるため、マレイミド樹脂(M2)中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは88%であった。
[実施例3]
実施例1の芳香族アミン樹脂(A1)197部を芳香族アミン樹脂(A1)74部と(A2)107部に、N−メチル−2−ピロリドン95部とトルエン95部に溶解した樹脂溶液をN−メチル−2−ピロリドン78部とトルエン100部に溶解した樹脂溶液に変えた以外は実施例1と同様の操作を行い、前記式(2)で表されるマレイミド樹脂(M3)を得た。得られたマレイミド樹脂(M4)の軟化点は95℃、酸価は5mgKOH/gであった。GPC分析(RI)により、n=1体は80%であり、HPLC分析によるn=1体中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは79%であるため、マレイミド樹脂(M3)中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは63%であった。
[実施例4]
実施例1の芳香族アミン樹脂(A1)197部を芳香族アミン樹脂(A1)73部と(A2)114部に、N−メチル−2−ピロリドン95部とトルエン95部に溶解した樹脂溶液をN−メチル−2−ピロリドン84部とトルエン100部に溶解した樹脂溶液に変えた以外は実施例1と同様の操作を行い、前記式(2)で表されるマレイミド樹脂(M5)を得た。得られたマレイミド樹脂(M4)の軟化点は96℃、酸価は7mgKOH/gであった。GPC分析(RI)により、n=1体は78%であり、HPLC分析によるn=1体中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは76%であるため、マレイミド樹脂(M4)中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは59%であった。
[実施例5]
実施例1の芳香族アミン樹脂(A1)197部を芳香族アミン樹脂(A1)73部と(A2)114部に、N−メチル−2−ピロリドン95部とトルエン95部に溶解した樹脂溶液をN−メチル−2−ピロリドン84部とトルエン100部に溶解した樹脂溶液に変えた以外は実施例1と同様の操作を行い、前記式(2)のマレイミド樹脂(M5)を得た。得られたマレイミド樹脂(M5)の軟化点は98℃、酸価は8mgKOH/gであった。GPC分析(RI)により、n=1体は74%であり、HPLC分析によるn=1体中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは70%であるため、マレイミド樹脂(M5)中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは52%であった。
[合成例3]
温度計、冷却管、ディーンスターク共沸蒸留トラップ、撹拌機を取り付けたフラスコに無水マレイン酸147部とトルエン300部、メタンスルホン酸3.3部を仕込み、加熱還流状態とした。次に、1,3−ビス(p−アミノクミル)ベンゼン(A2)172部をN−メチル−2−ピロリドン66部とトルエン100部に溶解した樹脂溶液を、還流状態を保ちながら3時間かけて滴下した。この間、還流条件で共沸してくる縮合水とトルエンをディーンスターク共沸蒸留トラップ内で冷却・分液した後、有機層であるトルエンは系内に戻し、水は系外へ排出した。樹脂溶液の滴下終了後、還流状態を保ち、脱水操作をしながら2時間反応を行った。
反応終了後、水洗を4回繰り返してメタンスルホン酸及び過剰の無水マレイン酸を除去し、70℃以下の加熱減圧下においてトルエンと水の共沸により、水を系内から除去した。次いで、メタンスルホン酸1.7部を加え、加熱還流状態で2時間反応を行った。反応終了後、水洗水が中性になるまで3回水洗を繰り返したのち、70℃以下の加熱減圧下においてルエンと水の共沸により、水を系内から除去したのち、トルエンを加熱減圧下において完全に留去することによりマレイミド樹脂(M6)237部を得た。得られたマレイミド樹脂(M6)の軟化点は91℃、酸価は3mgKOH/gであった。GPC分析(RI)により、n=1体は98%であり、HPLC分析によるn=1体中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは100%であるため、マレイミド樹脂(M6)中のN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドは98%であった。
GPC分析結果を図3に示す。保持時間22.3分のピークがn=1体のピークである。
HPLC分析の結果を図4に示す。保持時間25.4分のピークがn=1体のピークであり、25.3分のピークがN,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドである。
[実施例6〜10、比較例1]
実施例および合成例で得られたマレイミド樹脂を樹脂分が60%になるようにトルエンまたはメチルエチルケトン(MEK)に溶解し、室温において析出物が発生するまでの日数を14日間観察した結果を表1に示す。
Figure 2020054601
表1の結果より、実施例6〜9はトルエンまたはMEKでの溶液安定性が良好であることが確認された。特に、実施例6、8〜10はトルエン、MEKのいずれにおいても溶液安定性が良好であることが確認された。
[実施例11、比較例2]
実施例1で得られたマレイミド樹脂(M1)、および合成例3で得られた(M6)を使用して、各種のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤を表1の割合(重量部)で配合し、ミキシングロールで混練、タブレット化後、トランスファー成形で樹脂成形体を調製し、200℃で2時間硬化させた。このようにして得られた硬化物の物性を以下の項目について測定した結果を表2に示す。
・ガラス転移温度(TMA):TMA−Q400EM(熱機械測定装置TA−instRuments製)を用いて、昇温速度2℃/分で測定した。
・Td5(5%熱重量減少温度):得られた硬化物を粉砕し粉状にしたものを100メッシュパス、200メッシュオンのサンプルを用い、TG−DTAにより熱分解温度を測定。サンプル量10mg、昇温速度10℃/min、空気量200ml/hrで測定し、重量が5%減少した温度。
・吸水率:直径5cm×厚み4mmの円盤状の試験片を100℃の水中で24時間煮沸した前後の重量増加率(%)。
・誘電率及び誘電正接:(空洞共振機 Agilent Technologies社製)JIS C2565に準拠して1GHzにおいて測定。
Figure 2020054601
E1:NC−3000−L(日本化薬製 エポキシ当量270g/eq)
P1:カヤハードGPH−65(日本化薬製 水酸基当量200g/eq)
2E4MZ:2−エチル−4−メチルイミダゾール(東京化成工業社製)
表2の結果より、実施例11は比較例2と比較し、耐熱性、低吸湿性、誘電特性において良好な結果であることが確認された。
[実施例12、比較例3、4]
下記表3で示す割合(重量部)でマレイミド樹脂(M1、M6、BMI−2300(ポリフェニルメタンマレイミド、大和化成工業社製))、MEK(メチルエチルケトン)、触媒(DCP;ジクミルパーオキサイド、化薬ヌーリオン社製)を混合し、アプリケーターで厚さ30μmのフィルム状にした後、120℃で溶剤を除去してフィルムを回収した。つづいて、フィルムを粉砕してタブレット化し、トランスファー成形により樹脂成形体を調製した後、250℃で2時間硬化させた。このようにして得られた硬化物の物性を以下の項目について測定した結果を表3に示す。また、実施例12の硬化物のDMA測定の結果を図5に、TMA測定の結果を図6に示す。
・誘電率及び誘電正接:(空洞共振機 Agilent Technologies社製)JIS C2565に準拠して1GHz、10GHzにおいて測定。
・DMA測定:DMA−2980(動的粘弾性測定器:TA−instruments製)により、昇温速度2℃/分で測定した。
・TMA測定:TMA−Q400EM(熱機械測定装置:TA−instruments製)により、昇温速度2℃/分で測定した。
Figure 2020054601
表3の結果より、実施例12は誘電特性に優れていることが確認された。また、図1、2の結果より、実施例12は300℃以上においてもガラス転移温度が観察されず、高温での物性を保持できることから、耐熱性にも優れることが確認された。
[実施例13〜17、比較例5〜14]
下記表4で示す割合(重量部)でマレイミド樹脂(M1、M6、BMI−2300(ポリフェニルメタンマレイミド、大和化成工業社製))、各種の樹脂、触媒、及び溶剤を配合し、室温で攪拌して完全溶融させ、ワニスを作成した。
得られたワニスについて、下記評価の結果を表4に示す。
・溶解性:得られたワニスが相溶性を確認した。
○:ワニスが透明 △:少し濁っている ×:沈降物がある
・保管性:得られたワニスを室温で1週間保管した際の析出物の有無を確認した。
○:析出物なし ×:析出物あり
・硬化性:得られたワニスを200℃2時間の硬化条件で硬化させた後、MEK(メチルエチルケトン)に24時間含侵させたときの、硬化物の溶解性の有無を確認した。
○:硬化物が溶解しない ×:硬化物が溶解する
Figure 2020054601
JER−828:ビスA型エポキシ樹脂(三菱化学社製)
SA−90:フェノール変性ポリフェニレンエーテル樹脂(SABIC社製)
SA−9000−111:変性ポリフェニレンエーテル樹脂(SABIC社製)
R−684:ジシクロペンタニルジアクリレート(日本化薬社製)
BPACA:2,2−ビス(4−シアナトフェニル)プロパン(東京化成工業社製 試薬)
DCP:ジクミルパーオキサイド(化薬ヌーリオン社製)
ナフテン酸マンガン:(東京化成工業社製 試薬)
[実施例18]
さらに、実施例13で得られたワニスをPETフィルム上に100μmの厚さで塗布し、オーブンで120℃30分+160℃30分+220℃2時間の条件で溶剤を除去しつつ硬化させて樹脂フィルムを得た。このようにして得られた硬化物の物性を以下の項目について測定した結果を表5に示す。
・ガラス転移温度(Tg):動的粘弾性試験機(DMA−2980、TA−instruments製)により、昇温速度2℃/分で測定し、tanδが最大値のときの温度。
・誘電率及び誘電正接:(空洞共振機 Agilent Technologies社製)JIS C2565に準拠して10GHzにおいて測定。
Figure 2020054601
表4の結果より、実施例13〜17は溶解性、保管性、硬化性のすべてに優れることが確認された。また、表5の結果より、実施例18は耐熱性、電気特性に優れることが確認された。
本発明のマレイミド樹脂は、溶液安定性に優れるため作業性が高く、耐熱性、低吸湿性、誘電特性に優れるため、半導体封止材、プリント配線板、ビルドアップ積層板などの電気・電子部品や、炭素繊維強化プラスティック、ガラス繊維強化プラスティックなどの軽量高強度材料に好適に使用される。

Claims (8)

  1. 下記式(1)で表されるマレイミド樹脂であって、N,N’−(フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドの含有量が90面積%以下であるマレイミド樹脂。
    Figure 2020054601
    (式(1)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である。)
  2. 前記式(1)においてn=1である成分が98面積%以下である請求項1に記載のマレイミド樹脂。
  3. 下記式(2)で表されるマレイミド樹脂であって、N,N’−(1,3−フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドの含有量が90面積%以下であるマレイミド樹脂。
    Figure 2020054601
    (式(2)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である。)
  4. 前記式(2)においてn=1である成分が98面積%以下である請求項3に記載のマレイミド樹脂。
  5. 下記式(3)で表される芳香族アミン樹脂と、マレイン酸または無水マレイン酸を反応することによって得られるマレイミド樹脂であって、N,N’−(フェニレン−ジ−(2,2−プロピリデン)−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミドを90面積%以下含有する下記式(1)で表されるマレイミド樹脂。
    Figure 2020054601
    (式(3)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である。)
    Figure 2020054601

    (式(1)中、nは繰り返し数であり、1<n<5である。)
  6. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のマレイミド樹脂を含有する硬化性樹脂組成物。
  7. さらに、硬化剤を含有する請求項6に記載の硬化性樹脂組成物。
  8. 請求項6又7に記載の硬化性樹脂組成物を硬化した硬化物。
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