TW202233519A - 氮化硼材料、含有該氮化硼材料之樹脂組成物及絕緣材料 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種(A)平均厚度為10nm~700nm,(B)縱橫比為10~400,(C)由X線衍射所求得之配向性指數為30以下的氮化硼材料。
Description
本發明係關於適用於絕緣材料的氮化硼材料、含有該氮化硼材料之樹脂組成物及絕緣材料。
在智慧型手機、平板終端等移動信息通訊設備、衛星通訊、電視轉播等新世代的通訊設備中,期待將更大容量的數據以更高速進行發送和接收,隨之的電子信號之高頻率化正被檢討著。例如在移動信息通訊領域中,第五世代移動通訊系統(5G)之檢討正在世界中進行著。該第五世代移動通訊系統之通訊速度成為前世代之數十倍以上,欲實現此,使用10GHz以上的高頻率帶區域之電子信號。又,對於汽車領域中,作為車載雷達系統,稱為毫米波之60GHz以上的高頻率帶區域之電子信號的利用被檢討者。
活用高頻率帶區域的大容量・高速通訊用之電路基板中,比電導率或介電損耗正切等介電特性為低,耐熱性或力學特性等優異的材料受到期待。
其中,所謂比電導率表示顯示介電體內的極化程度之參數,比電導率越高,電子信號之傳播遲延變得越大。因此,欲提高電子信號之傳播速度,且使高速演算成為可能,比電導率越低為佳。
又,所謂介電損耗正切(亦稱為tanδ)表示,介電體內傳送的電子信號轉換為熱而失去的量之參數,介電損耗正切越低,電子信號之損失越少,進而提高電子信號之傳達率。介電損耗正切在高頻率帶區域中,會隨著頻率之增加而增大,故欲使電子信號的損失盡可能地減少時,必須使用值較小的材料。因此,在10GHz以上的高頻率帶區域所使用的電路基板中,強烈可望比電導率與介電損耗正切較低的材料。
已知氮化硼可作為熱傳導性及絕緣性優異的材料,作為擔保絕緣性且具有高放熱性之材料,使用於電路基板的利用正進展著。
例如在專利文獻1中已提出具備作為熱傳導性填充物含有氮化硼之絕緣樹脂層之層合體。
專利文獻2中已提出使用特定形狀氮化硼的附有金箔之片材及使用其之電路基板用層合體。
專利文獻3中已提出含有具有約50~約300之縱橫比、至少約20m
2/g之表面積、約比1μm大的直徑、約50nm以下之厚度的六方晶氮化硼粒子之粉末。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2020-102554號公報
[專利文獻2]日本特開2010-76955號公報
[專利文獻3]日本特開2008-280243號公報
[發明所解決的問題]
然而,過去的氮化硼的介電特性並未令人滿足,且期待進一步改良。又,將添加有厚度較厚的氮化硼之絕緣材料成為薄片狀或者薄膜狀時,該表面有粗糙的問題。專利文獻3中僅記載將含有六方晶氮化硼粒子之粉末作為化妝品或者聚合物擠壓時的加工助劑的使用,但並未記載使用於絕緣材料者,理所當然地對於介電特性亦無任何檢討。
因此,本發明係以提供作為使用於高頻率帶區域之可對應電路基板的絕緣材料的較佳氮化硼材料作為目的。
[解決課題的手段]
本發明者等經重複詳細檢討結果,發現滿足特定參數的氮化硼材料可解決上述課題,進而完成本發明。
即,本發明為以下[1]~[5]所示者。
[1](A)平均厚度為10nm~700nm,(B)縱橫比為10~400,(C)由X線衍射所求得之配向性指數為30以下之氮化硼材料。
[2](D)平均粒徑為1μm~14μm,(E)體積密度為0.05g/cm
3~0.25g/cm
3之[1]所記載的氮化硼材料。
[3]含有如[1]或[2]所記載的氮化硼材料之樹脂組成物。
[4]作為樹脂成分含有環氧樹脂之如[3]所記載的樹脂組成物。
[5]由使用[3]或[4]所記載的樹脂組成物而成的絕緣材料。
[發明之效果]
依據本發明可提供一種作為可使用於高頻率帶區域之可對應電路基板的絕緣材料之較佳氮化硼材料。
[實施發明的型態]
以下對於本發明依據較佳實施形態而詳細說明。
<氮化硼材料>
對於本發明,所謂氮化硼材料表示將氮(N)及硼(B)作為構成元素而含有的化合物之總稱。該氮化硼材料之具體例子可舉出氮化硼(BN)及氮化硼碳(BCN)等。
本發明之氮化硼材料係可由對於作為原料的氮化硼賦予外部衝擊,經剝離氮化硼之層狀結構而製造。作為原料之氮化硼可舉出具有以六角晶體系統的層狀結構之氮化硼,亦可為販售品,亦可為粒子徑分布相異的2種以上氮化硼,或亦可為經分級的2種以上氮化硼以適當比率組合而混合者。
所謂氮化硼之層狀結構,單位層表示1層~數千層經層合的結構。層數越少,氮化硼越容易凝集,會損害到氮化硼之物性改良效果,但平均厚度、縱橫比及配向性指數在特定範圍內之氮化硼材料可得到優異物性改良效果,且氮化硼之介電率的降低為顯著。
對於本發明,所謂氮化硼材料之平均厚度表示,使用藉由電子顯微鏡攝影的SEM圖像,測定30個以上氮化硼材料之厚度,將此經算術平均之值。本發明之氮化硼材料的平均厚度為10nm~700nm,由氮化硼材料之介電率降低為顯著之觀點來看,以50nm~400nm者為佳。
對於本發明,所謂氮化硼材料之縱橫比表示,藉由使用電子顯微鏡的圖像觀察來測定氮化硼材料之長徑及厚度,求得使用30個以上之氮化硼材料而測定的長徑與厚度之比(長徑/厚度),將此經算術平均之值。本發明之氮化硼材料的縱橫比為10~400,由含有氮化硼材料之樹脂組成物的硬化物之導熱係數經改善之觀點來看,以10~300者為佳。
對於本發明,所謂氮化硼材料之配向性指數,係由測定在X線衍射裝置中之氮化硼材料的衍射圖型,求得2θ=27~28°附近((002)面)之衍射線的強度I002及2θ=41~42°附近((100)面)之衍射線的強度I100,求得之(002)面的衍射線之強度I002與(100)面的衍射線之強度I100的比(I002/I100)。本發明之氮化硼材料的配向性指數為30以下,由氮化硼材料之介電率降低變得顯著之觀點來看,以25以下者為佳。
對於本發明,所謂氮化硼材料之平均粒徑表示藉由雷射衍射・光散射法進行測定的體積基準之直徑的50%粒子徑。本發明之氮化硼材料由氮化硼材料之介電率降低變得顯著之觀點來看,平均粒徑以1μm~14μm者為佳,以3μm~10μm者為較佳。
對於本發明,所謂氮化硼材料之體積密度表示,於量筒內將氮化硼材料輕輕填充的質量除以容積之值。本發明之氮化硼材料,由氮化硼材料之介電率降低變得顯著之觀點來看,體積密度以0.05g/cm
3~0.25g/cm
3者為佳,以0.08g/cm
3~0.20g/cm
3者為較佳。
對於本發明,氮化硼材料之介電率表示,使用擠壓機(Lab pressLP-200;Labnext製),在輸入壓力:40MPa,壓力輸入時間:10分鐘的條件下,使氮化硼材料顆粒化,將經顆粒化的氮化硼使用介電率測定裝置(E4991E,Agilent Technologies公司),在頻率:1GHz,輸入電壓0.1V之條件下經測定的數值。本發明之氮化硼材料的特徵為,在800MHz~100GHz之範圍中之介電率為3.15以下者。氮化硼材料之介電率超過3.15時,含有氮化硼材料之樹脂組成物的硬化物之絕緣性並不充分,在高頻率帶區域使用時會有產生絕緣破壞之情況。
對於本發明,氮化硼材料之表面可藉由,金屬粉末、合金粉末、無水山梨醇之脂肪酸部分酯、鈦酸鹽、鋯酸鹽、安息香酸衍生物、醯氧基矽烷、烷氧基矽烷、甲氧基矽烷、單硬脂酸山梨糖醇、單月桂酸山梨糖醇、單油酸山梨糖醇、單棕櫚酸山梨糖醇、聚氧乙烯單月桂酸山梨糖醇、聚氧乙烯單硬脂酸山梨糖醇、聚氧乙烯單油酸山梨糖醇、聚氧乙烯單棕櫚酸山梨糖醇、矽氮烷、矽烷醇、矽烷化合物、矽氧烷化合物、含有烷氧基、羥基或者Si-H基之聚合物,或含有鈦酸鹽、鋯酸鹽、安息香酸衍生物之聚合物,或選自此等群之混合物進行包覆。
本發明之氮化硼材料的特徵為介電率為3.15以下者,由容易製造之觀點來看,介電率之下限值以2.0以上者為佳,以2.5以上者為較佳。
其次,對於本發明之氮化硼材料的製造方法做說明。
本發明之氮化硼材料係可由,對於作為原料之氮化硼賦予外部衝擊,經剝離氮化硼之層狀結構而製造。作為對氮化硼賦予外部衝擊的方法,使用高速轉動剪斷型攪拌機、媒體攪拌磨機、容器驅動型研磨機、膠體研磨機、高壓乳化機、超音波乳化機等公知裝置,在適當條件下處理即可。具體為,對於作為原料之氮化硼賦予適度力的外部衝擊,使氮化硼之層狀結構剝離,減少平均厚度之同時,可增加縱橫比。但,若對於作為原料之氮化硼賦予過大力之外部衝擊時,不僅剝離層狀結構,亦使氮化硼自體壓碎,故雖可減少平均厚度,但縱橫比並無太大變化。
於對於氮化硼賦予外部衝擊前,將氮化硼與溶劑混合並成為氮化硼之漿體後,賦予外部衝擊者為佳。作為可與氮化硼進行混合的溶劑,例如可舉出甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、己醇、辛醇、六氟異丙醇、乙二醇、丙二醇、四甲二醇、四乙二醇、六甲二醇、二乙二醇及甲氧基乙醇等醇系溶劑、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮及環己酮等酮系溶劑、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶劑、吡啶、哌啶、嗎啉、四氫呋喃及二噁烷等雜環式溶劑、戊烷、己烷、新戊烷、環己烷、庚烷、辛烷、異辛烷、壬烷、癸烷等脂肪族系溶劑、矽氧油、流動石蠟等油類、二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯啶酮及水等。
漿體中之氮化硼的含有量,由可有效率地剝離氮化硼之層狀結構的觀點來看,對於漿體而言,以1質量%~45質量%者為佳,以1質量%~10質量%者為較佳。
對於含有氮化硼的漿體,欲強化氮化硼之功能,可添加矽烷、矽氧烷、肉荳蔻酸、硬脂酸、山嵛酸等長鏈香芹酮等偶合劑,欲使經剝離的氮化硼材料分散可添加分散劑,亦可添加包覆經剝離的氮化硼材料之表面的物質。
作為上述分散劑,公知界面活性劑以外,例如可使用日本特開平8-127793號公報、日本特開2015-65242號公報、日本特開2015-199064號公報等所記載的分散劑。由可容易得到本發明之氮化硼材料的觀點來看,對於本發明之氮化硼材料的製造方法,於含有氮化硼之漿體中添加負離子性界面活性劑者為佳。
作為包覆上述經剝離的氮化硼材料之表面的物質,例如可舉出聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸基醯胺、聚乙酸乙烯基、聚乙烯醇、聚乙烯縮丁醛、伸乙基乙酸乙烯基共聚物、聚乙烯醚、聚乙烯吡咯啶酮及聚乙烯乙醯胺等聚乙烯化合物、烯烴馬來酸共聚物、烯烴富馬酸共聚物、甲基纖維素、乙基纖維素、乙醯纖維素、羧基甲基纖維素、羥基乙基纖維素、羥基丙基纖維素、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四甲二醇、聚矽氧烷等高分子化合物、雙酚A二縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油基醚等雙酚之二縮水甘油基醚、酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯等環氧化合物;3-乙基-3-[(苯氧基)甲基]氧雜環丁烷、3,7-雙(3-氧雜環丁烷基)-5-氧雜-壬烷等氧雜環丁烷化合物;2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯等異氰酸酯化合物;甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、2-乙基己基丙烯酸酯、羥基乙基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯等丙烯酸酯化合物;甲基丙烯酸甲酯、乙基甲基丙烯酸酯、丁基甲基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、十二烷基甲基丙烯酸酯等甲基丙烯酸酯化合物;丁基乙烯基醚、環己基乙烯基醚、羥基乙基乙烯酯醚等乙烯基醚化合物;己烷酸乙烯酯、新癸烷酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯乙烯基酯化合物;甲基三甲氧基矽烷、丁基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷等烷氧基矽烷化合物;二丁基羥基甲苯、丁基羥基苯甲醚、硬脂基(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、十三烷基亞磷酸酯、二月桂基硫代二丙酸酯、雙十三烷基硫基二丙酸酯、苯基萘胺、4,4’-雙(二烷基)二苯基胺等抗氧化劑;苯並三唑系紫外線吸收劑、三嗪系紫外線吸收劑、氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑之紫外線吸收劑;2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇脂肪酸酯等受阻胺系光安定劑;四溴雙酚A、四氯鄰苯二甲酸酐、三甲酚磷酸酯等難燃劑;二庚基鄰苯二甲酸酯、二辛基鄰苯二甲酸酯、二辛基己二酸、二異癸基己二酸、二辛基癸二酸酯、三辛基偏苯三酸酯、四辛基焦炭酸鹽等可塑劑;脂肪酸醯胺、伸乙基雙脂肪酸醯胺、金屬肥皂、聚乙烯蠟、蒙丹蠟、硬化蓖麻油等滑劑;負離子性界面活性劑、非離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑、兩性界面活性劑等界面活性劑;石蠟系礦物油、環烷烴系礦物油、芳香族系礦物油、聚丁烯、聚-α-烯烴等烴;1-丁基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺、1-丁基-3-甲基咪唑鎓二氰醯亞胺等離子液體等。
其次,針對對於氮化硼賦予外部衝擊的裝置做說明。
高速轉動剪斷型攪拌機為,具有轉子與於側面具有開口部之固定子,藉由轉子經高轉動時,使氮化硼之漿體自下部吸附,由固定子之側面的開口部往外周部擠出而吐出的模型之分散裝置。漿體在通過轉子與固定子之隙間時,及藉由固定子之側面的開口部進行吐出時,可得到較大剪斷力。由可效率地製造本發明之氮化硼材料的觀點來看,轉子與固定子之隙間以0.1mm~0.3mm為佳,較佳為0.15mm~0.2mm,轉子之轉動數以2,000rpm~15,000rpm為佳,較佳為3,000rpm~10,000rpm。高速轉動剪斷型攪拌機有時稱為高速均質混合器或高剪切混合。
容器驅動型研磨機為,於容器中放入氮化硼之漿體及粉碎媒體,對於容器賦予轉動或振動而分散之分散機,容器與粉碎媒體或粉碎媒體彼此經衝突而得到剪斷力。對於容器驅動型研磨機,可舉出容器會轉動的容器研磨機、對於容器賦予振動的振動研磨機、對自轉容器加入公轉轉動之行星研磨機等。粉碎媒體通常使用直徑0.2mm以上之球狀粉碎媒體。容器研磨機因使用球狀粉碎媒體故有時稱為球磨機。
媒體攪拌磨機為,攪拌氮化硼之漿體及粉碎媒體,並使粉碎媒體彼此產生衝突而得到剪斷力。作為粉碎媒體,通常使用直徑0.03mm~10mm之珠子。作為媒體攪拌磨機,可舉出砂磨機、碾磨機及珠磨機等。
膠體研磨機為,於極接近的高速轉動盤與固定盤之間,流入氮化硼之漿體而分散的分散機,藉由盤彼此得到剪斷力。又,若使用自中心往外周方向在石臼上形成溝之盤時,可產生腔體而提高分散性故較佳。
高壓乳化機為,藉由於氮化硼之漿體施予至少130MPa之壓力,使其通過細孔,使於通過細孔之閥門等平面或球等球面上產生衝突,使通過細孔之漿體彼此產生衝突等方法,產生急激壓力降低或亂流,並產生剪斷力或腔體而壓碎之分散機。由容易得到本發明之氮化硼材料的觀點來看,細孔之孔徑以0.05mm~0.5mm者為佳,以0.1mm~0.4mm者為較佳。
超音波乳化機為,對於氮化硼之漿體輸入超音波,藉由超音波產生剪斷力,與藉由產生氣泡而以腔體進行壓碎之分散機。由容易得到本發明之氮化硼材料的觀點來看,超音波之頻率以15kHz~40kHz者為佳,以15kHz~25Hz者為較佳。
又,於與氮化硼具有強親和性之溶劑中使氮化硼溶解後,使用任意微波烤箱,可製造出本發明之氮化硼材料。使用2.4GHz之一般微波烤箱時,微波的輸入量以300W~3,000W為佳。微波之輸入時間雖無特別限制,但由容易得到本發明之氮化硼材料的觀點來看,以10秒以上者為佳,以10秒~10分者為較佳。又,若使用輸入1W~100W之低能量的微波之微波烤箱時,輸入時間以20分~48小時者為佳。
<樹脂組成物>
其次對於本發明之樹脂組成物做說明。
本發明之樹脂組成物為含有樹脂成分與上述氮化硼材料者。本發明之樹脂組成物由顯示優異熱傳導性及高絕緣性之觀點來看,相對於樹脂成分100質量份而言,以含有氮化硼材料1質量份~1,000質量份者為佳,以含有5質量份~900質量份者為較佳。
本發明之樹脂組成物中,作為樹脂成分,含有選自由烯烴系樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚內酯、聚苯乙烯、ABS樹脂、AS樹脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚乙烯醇、聚縮醛、聚碳酸酯、矽氧樹脂、聚二甲基矽氧烷、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚丁烯對苯二甲酸酯、聚醚、聚醚酮、聚醚醚酮、聚伸苯基硫化物及環氧樹脂所成群的1種以上。此等中,亦由耐熱性及力學的特性等優異的觀點來看,作為樹脂成分以環氧樹脂為佳。
作為可使用於本發明之樹脂組成物的烯烴系樹脂,例如可舉出低密度聚乙烯(LDPE)、直鏈狀低密度聚乙烯(L-LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、等規聚丙烯、間規立構聚丙烯、半等規聚丙烯、環烯烴聚合物、立體嵌段聚丙烯、聚-3-甲基-1-丁烯、聚-3-甲基-1-戊烯、聚-4-甲基-1-戊烯等α-烯烴聚合物、乙烯/丙烯嵌段或無規共聚物、耐衝擊共聚物聚丙烯、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丁基丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯基醇樹脂(EVOH)等α-烯烴共聚物等,亦可為彈性體。對於本發明之樹脂組成物,可混合此等聚合物2種以上而使用,亦可作為形成嵌段共聚物之嵌段聚合物型樹脂而使用,亦可作為經合金化的樹脂而使用。又,可為此等聚烯烴系樹脂之氯化物。此等可單獨使用,亦可混合2種以上而使用。
上述彈性體中,作為硬段(Hard segment)使用聚丙烯或聚乙烯等聚烯烴,作為軟段使用乙烯-丙烯橡膠等橡膠,亦可舉出藉由摻合此等而得之彈性體,或藉由動態交聯而得之彈性體。作為硬段,例如可舉出選自聚丙烯均聚物、聚丙烯嵌段共聚物、聚丙烯無規共聚物等至少1種。作為軟段,可舉出乙烯-丙烯共聚物(EPM)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙酸乙烯酯均聚物、馬來酸變性乙烯-丁烯樹脂等。此等彈性體可混合2種以上而使用。
本發明之樹脂組成物,作為樹脂成分可使用橡膠成分。作為橡膠成分,例如可舉出天然橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、矽氧橡膠、氫化苯乙烯系熱塑性彈性體、聚醯胺彈性體、聚醚醯胺彈性體、胺基甲酸酯橡膠、氟橡膠等。可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為可使用於本發明之樹脂組成物的環氧樹脂,例如可舉出具有環氧環2個以上的化合物、具有縮水甘油基之化合物、具有脂環式環氧基之化合物、將胺類作為前驅物之環氧樹脂、將羧酸作為前驅物之環氧樹脂等。更具體可舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂等雙酚型環氧樹脂;聯苯基型環氧樹脂、四甲基聯苯基型環氧樹脂等聯苯基型環氧樹脂;二環戊二烯型環氧樹脂;萘型環氧樹脂;由環己烷二甲醇或氫化雙酚A等所得的脂環式環氧樹脂;酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂、與具有酚類與酚性羥基之芳香族醛的縮合物之環氧化物,及聯苯基酚醛清漆型環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂;三苯基甲烷型環氧樹脂;四苯基乙烷型環氧樹脂;二環戊二烯-酚加成反應型環氧樹脂;及酚芳烷基型環氧樹脂等。可單獨使用此等,亦可使用2種以上。環氧樹脂可為藉由烷基或鹵素原子之取代體。又亦可將此等使用胺基甲酸酯化合物或異氰酸酯化合物而成為變性環氧樹脂。且,所謂本發明中之環氧樹脂表示,作為主劑使用的單體,並非添加硬化劑而使其硬化的硬化物。
作為樹脂成分使用環氧樹脂時,本發明之樹脂組成物可含有硬化劑、硬化促進劑及聚合起始劑。作為硬化劑、硬化促進劑及聚合起始劑,例如可舉出一級及二級胺系硬化劑、醯胺系硬化劑、酸酐系硬化劑、酚系硬化劑、硫醇系硬化劑、潛在性熱硬化劑、咪唑系硬化劑、有機膦系硬化劑、鏻鹽系硬化劑、路易氏酸硬化促進劑、三級胺系硬化促進劑及陽離子聚合起始劑等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為上述一級及二級胺系硬化劑,可舉出脂肪族胺類、聚醚胺類、脂環式胺類、芳香族胺類等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為上述脂肪族胺類,可舉出乙二胺、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丙烷、六亞甲基二胺、2,5-二甲基六亞甲基二胺、三甲基六亞甲基二胺、二伸乙基三胺、亞胺雙丙基胺、雙(六亞甲基)三胺、三亞乙基四胺、四伸乙基五胺、五伸乙基六胺、N-羥基乙基乙二胺、四(羥基乙基)乙二胺等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為上述聚醚胺類,例如可舉出三乙二醇二胺、四乙二醇二胺、二乙二醇雙(丙基胺)、聚氧伸丙基二胺、聚氧伸丙基三胺類等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為上述脂環式胺類,可舉出異佛爾酮二胺、間苯二胺、N-胺基乙基哌嗪、雙(4-胺基-3-甲基二環己基)甲烷、雙(胺基甲基)環己烷、3,9-雙(3-胺基丙基)-2,4,8,10-四雜螺(5,5)十一烷、降冰片烯二胺等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為上述芳香族胺類,可舉出四氯-p-二甲苯二胺、m-二甲苯二胺、p-二甲苯二胺、m-苯二胺、o-苯二胺、p-苯二胺、2,4-二胺基苯甲醚、2,4-甲苯二胺、2,4-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基-1,2-二苯基乙烷、2,4-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基碸、m-胺基酚、m-胺基苯甲基胺、苯甲基二甲基胺、2-二甲基胺基甲基)酚、三乙醇胺、甲基苯甲基胺、α-(m-胺基苯基)乙基胺、α-(p-胺基苯基)乙基胺、二胺基二乙基二甲基二苯基甲烷、α,α’-雙(4-胺基苯基)-p-二異丙基苯等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為上述醯胺系硬化劑,例如可舉出二氰二胺、聚醯胺樹脂等。
作為上述酸酐系硬化劑,例如可舉出四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克酸酐、氫化甲基納迪克酸酐、三烷基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基環己烯四羧酸二酐、鄰苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、苯四酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐、乙二醇雙無水偏苯三甲酸酐酯、甘油雙(無水偏苯三甲酸酐酯)單乙酸酯、十二烯基琥珀酸酐、聚己二酸酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、聚(乙基十八烷二酸)酐、聚(苯基十六烷二酸)酐、脂肪族二元酸聚酐、甲基腐植酸酐、甲基環己烯二羧酸酐、甲基環己烯四羧酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、乙二醇雙偏苯三酸酯二酐、雜酸酐、納西酸酐(Nasic Acid Anhydrous)、甲基萘二酸酐、5-(2,5-二噁烷四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烷-1,2-二羧酸酐、綠原酸酐、甲基丁烯基四氫鄰苯二甲酸酐、烷基化四氫鄰苯二甲酸酐、甲基腐植酸酐、以烯基進行取代的琥珀酸酐、戊二酸酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘琥珀酸二酐、1-甲基-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘琥珀酸二酐等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為上述酚系硬化劑,例如可舉出雙酚A、雙酚F、4,4’-二羥基二苯基甲烷、4,4’-二羥基二苯基醚、1,4-雙(4-羥基苯氧基)苯、1,3-雙(4-羥基苯氧基)苯、4,4’-二羥基二苯基硫化物、4,4’-二羥基二苯基酮、4,4’-二羥基二苯基碸、4,4’-二羥基聯苯基、2,2’-二羥基聯苯基、10-(2,5-二羥基苯基)-10H-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、酚酚醛清漆、雙酚A酚醛清漆、o-甲酚酚醛清漆、m-甲酚酚醛清漆、p-甲酚酚醛清漆、二甲酚酚醛清漆、聚-p-羥基苯乙烯、氫醌、間苯二酚、鄰苯二酚、tert-丁基鄰苯二酚、tert-丁基氫醌、氟甘醇、鄰苯三酚、tert-丁基鄰苯三酚、烯丙基化鄰苯三酚、聚烯丙基化鄰苯三酚、1,2,4-苯三醇、2,3,4-三羥基二苯甲酮、1,2-二羥基萘、1,3-二羥基萘、1,4-二羥基萘、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、1,7-二羥基萘、1,8-二羥基萘、2,3-二羥基萘、2,4-二羥基萘、2,5-二羥基萘、2,6-二羥基萘、2,7-二羥基萘、2,8-二羥基萘、上述二羥基萘之烯丙基化物或聚烯丙基化物、烯丙基化雙酚A、烯丙基化雙酚F、烯丙基化酚酚醛清漆、烯丙基化鄰苯三酚等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為上述硫醇系硬化劑,可舉出N,N’N”-氰脲三乙醇之參巰基丙酸酯、季戊四醇之參巰基丙酸酯、1,4-丁醇之雙-2-巰基丁烷酸酯、季戊四醇之參-2-巰基丁烷酸酯、N,N’N”-氰脲三乙醇之參-2-巰基丁烷酸酯等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為上述潛在性熱硬化劑,例如可舉出使聚胺化合物與環氧樹脂進行反應而成的具有至少1個於分子內具有活性氫之胺基的變性胺潛在性硬化劑及含有酚系樹脂之潛在性硬化劑、二氰二胺、變性聚胺、醯肼類、4,4’-二胺基二苯基碸、三氟化硼胺錯鹽、脲類及三聚氰胺。又,亦可舉出國際公開第2012/020572號及日本特開2014-177525號公報所記載者。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為陽離子聚合起始劑,若為可藉由光照射或加熱而釋放出可使陽離子聚合開始的物質之化合物即可,可為任意者,但以使用鎓鹽為佳。
作為上述鎓鹽,例如可舉出[M]
r+[G]
r-所示陽離子與陰離子之鹽。
其中陽離子[M]
r+以鎓者為佳,該結構例如可由式、[(R
13)
fQ]
r+表示。
上述R
13的碳原子數為1~60,可含有複數個除碳原子以外之任意原子的有機基。f為1~5的整數。f個R
13各獨立可為相同或相異。又,R
13的至少1個以具有芳香環之有機基者為佳。Q為選自由S、N、Se、Te、P、As、Sb、Bi、O、I、Br、Cl、F、N=N所成群之原子或原子團。又,當陽離子[M]
r+中之Q的原子價作為q時,必須使r=f-q之關係成立(但,N=N表示原子價0)。
又,作為陰離子[G]
r-之具體例子,作為一價者,可舉出氯化物離子、溴化物離子、碘化物離子、氟化物離子等鹵化物離子;過氯酸離子、氯酸離子、硫氰酸離子、六氟磷酸離子、六氟銻酸離子、四氟硼酸離子等無機系陰離子;肆(五氟苯基)硼酸鹽、四(3,5-二氟-4-甲氧基苯基)硼酸鹽、四氟硼酸鹽、四芳基硼酸鹽、肆(五氟苯基)硼酸鹽等硼酸鹽系陰離子;甲磺酸離子、十二烷基磺酸離子、苯磺酸離子、甲苯磺酸離子、三氟甲磺酸離子、萘磺酸離子、二苯基胺-4-磺酸離子、2-胺基-4-甲基-5-氯苯磺酸離子、2-胺基-5-硝基苯磺酸離子、酞菁磺酸離子、氟磺酸離子、三硝基苯磺酸陰離子、樟腦磺酸離子、九氟丁烷磺酸離子、十六氟辛烷磺酸離子、具有聚合性取代基之磺酸離子、日本特開平10-235999號公報、日本特開平10-337959號公報、日本特開平11-102088號公報、日本特開2000-108510號、日本特開2001-209969號公報、日本特開2001-322354號公報、日本特開2006-248180號公報、日本特開2006-297907號公報、日本特開平8-253705號公報、日本特表2004-503379號公報、日本特開2005-336150號公報、國際公開第2006/28006號等所記載的磺酸離子等有機磺酸系陰離子;辛基磷酸離子、十二烷基磷酸離子、十八烷基磷酸離子、苯基磷酸離子、壬基苯基磷酸離子、2,2’-亞甲基雙(4,6-二-tert-丁基苯基)膦酸離子等有機磷酸系陰離子、雙三氟甲基磺醯基醯亞胺離子、雙全氟丁烷磺醯基醯亞胺離子、全氟-4-乙基環己烷磺酸離子、肆(五氟苯基)硼酸離子、參(氟烷基磺醯基)碳負離子等,作為二價者,例如可舉出苯二磺酸離子、萘二磺酸離子等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
在如此鎓鹽之中,以使用芳基重氮鎓鹽、二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽等芳香族鎓鹽對於本發明之樹脂組成物為佳。
芳香族硫鎓鹽可使用販售者,例如可舉出WPAG-336、WPAG-367、WPAG-370、WPAG-469、WPAG-638(皆為富士軟片和光純藥工業股份有限公司)製)、CPI-100P、CPI-101A、CPI-200K、CPI-210S(皆為san-apro股份有限公司製)、ADEKA ARKLSSP-056、ADEKA ARKLSSP-066、ADEKA ARKLSSP-130、ADEKA ARKLSSP-140、ADEKA ARKLSSP-082、ADEKA ARKLSSP-103、ADEKA ARKLSSP-601、ADEKA ARKLSSP-606、ADEKA ARKLSSP-701、ADEKA ARKLSSP-150、ADEKA ARKLSSP-170(皆為ADEKA股份有限公司製)等。
作為上述咪唑系硬化劑,例如可舉出2-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苯甲基-2-甲基咪唑、1-苯甲基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑偏苯三酸酯、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪異氰脲酸加成物、2-苯基咪唑異氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑及環氧樹脂與上述咪唑類之加成物等。
作為有機膦系硬化劑,可舉出三丁基膦、甲基二苯基膦、三苯基膦、二苯基膦、苯基膦等,作為鏻鹽系硬化劑,可舉出四苯基鏻・四苯基硼酸鹽、四苯基鏻・乙基三苯基硼酸鹽、四丁基鏻・四丁基硼酸鹽等。
作為硬化促進劑可使用的路易氏酸系硬化促進劑,可舉出三氟化硼、氯化鋁、氯化錫、氯化鐵、氯化鋅、氯化鈦、過渡金屬之乙醯丙酮錯體等。
作為硬化促進劑可使用的三級胺系硬化促進劑,可舉出1,8-二氮雜雙環(5,4,0)十一碳烯-7、三乙二胺、苯甲基二甲基胺、三乙醇胺、二甲基胺基乙醇、參(二甲基胺基甲基)酚及環氧樹脂與上述三級胺類之加成物等。
以上所舉出的硬化劑及硬化促進劑可僅使用1種,亦可將2種以上以任意比率進行混合而使用。且,在使用一般已知作為環氧樹脂之硬化劑的物質時,以環氧樹脂之環氧基與,與硬化劑中之環氧基進行反應而形成交聯結構的反應部位之當量比成為0.3~1.8之範圍者為佳,以成為0.8~1.5之範圍者為者為更佳,以成為0.9~1.2之範圍者為更較佳。若在該範圍外時,未反應之環氧基或硬化劑之反應部位會殘留,無法得到所望之物性。另一方面,在使用一般已知作為環氧樹脂之硬化促進劑的物質時,相對於環氧樹脂100質量份而言,以使用0.1質量份~20質量份之範圍者為佳,以使用0.2質量份~10質量份之範圍者為較佳。若硬化促進劑之量過少時,無法達成充分硬化,若硬化促進劑之量過多時,硬化促進劑對於樹脂硬化物之影響會增大且有時會有使樹脂硬化物之特性惡化之情況產生。
本發明之樹脂組成物在欲適切調整加工時之黏度時可含有溶劑。作為使用於本發明之樹脂組成物的溶劑,例如可舉出醇系溶劑、酮系溶劑、醯胺系溶劑、醚系溶劑、酯系溶劑、脂肪族烴系溶劑、芳香族系溶劑、含鹵素溶劑等。
作為醇系溶劑,例如可舉出甲醇、乙醇、n-丙醇、異丙醇、n-丁醇、異丁醇、sec-丁醇、tert-丁醇、n-戊醇、異戊醇、2-甲基丁醇、sec-戊醇、tert-戊醇、3-甲氧基丁醇、n-己醇、2-甲基戊醇、sec-己醇、2-乙基丁醇、sec-庚醇、庚醇-3、n-辛醇、2-乙基己醇、sec-辛醇、n-壬基醇、2,6-二甲基庚醇-4、n-癸醇、sec-十一烷基醇、三甲基壬基醇、sec-十四烷基醇、sec-十七烷基醇、糠基醇、酚、環己醇、甲基環己醇、3,3,5-三甲基環己醇、苯甲基醇、二丙酮醇等單醇系溶劑;乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、戊烷二醇-2,4、2-甲基戊烷二醇-2,4、己二醇-2,5、庚烷二醇-2,4、2-乙基己二醇-1,3、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇等多元醇系溶劑;乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁基醚、乙二醇單己基醚、乙二醇單苯基醚、乙二醇單-2-乙基丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丙基醚、二乙二醇單丁基醚、二乙二醇單己基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單丙基醚等多元醇部分醚系溶劑等。此等可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。
作為酮系溶劑,例如可舉出丙酮、甲基乙基酮、甲基-n-丙基酮、甲基-n-丁基酮、二乙基酮、甲基-異丁基酮、甲基-n-戊基酮、乙基-n-丁基酮、甲基-n-己基酮、二-異丁基酮、三甲基壬酮、環戊酮、環己酮、環庚酮、環辛酮、2-己酮、甲基環己酮、2,4-戊烷二酮、丙酮基丙酮、二丙酮醇、苯乙酮、葑酮(Fenchone)等。此等可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。
作為醯胺系溶劑,例如可舉出N,N-二甲基咪唑啉酮、N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、乙醯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基丙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等。此等可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。
作為醚溶劑系,例如可舉出乙基醚、異丙基醚、n-丁基醚、n-己基醚、2-乙基己基醚、環氧乙烷、1,2-環氧丙烷、二呋喃、4-甲基二呋喃、二噁烷、二甲基二噁烷、乙二醇單甲基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇單-n-丁基醚、乙二醇單-n-己基醚、乙二醇單苯基醚、乙二醇單-2-乙基丁基醚、乙二醇二丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇單-n-丁基醚、二乙二醇二-n-丁基醚、二乙二醇單-n-己基醚、乙氧基三甘醇、四乙二醇二-n-丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、三丙二醇單甲基醚、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、二苯基醚、苯甲醚等。此等可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。
作為酯系溶劑,例如可舉出二乙基碳酸酯、伸丙基碳酸酯、乙酸甲基、乙酸乙酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯、乙酸n-丙酯、乙酸異丙酯、乙酸n-丁酯、乙酸異丁酯、乙酸sec-丁酯、乙酸n-戊酯、乙酸sec-戊酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸甲基戊酯、乙酸2-乙基丁酯、乙酸2-乙基己酯、乙酸苯甲酯、乙酸環己酯、乙酸甲基環己酯、乙酸n-壬酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、乙酸乙二醇單甲基醚、乙酸乙二醇單乙基醚、乙酸二乙二醇單甲基醚、乙酸二乙二醇單乙基醚、乙酸二乙二醇單-n-丁基醚、乙酸丙二醇單甲基醚、乙酸丙二醇單乙基醚、乙酸丙二醇單丙基醚、乙酸丙二醇單丁基醚、乙酸二丙二醇單甲基醚、乙酸二丙二醇單乙基醚、二乙酸甘醇、乙酸甲氧基三甘醇、丙酸乙酯、丙酸n-丁酯、丙酸異戊酯、草酸二乙酯、草酸二-n-丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸n-丁酯、乳酸n-戊酯、丙二酸二乙酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯等。此等可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。
作為脂肪族烴系溶劑,例如可舉出n-戊烷、異戊烷、n-己烷、異己烷、n-庚烷、異庚烷、2,2,4-三甲基戊烷、n-辛烷、異辛烷、環己烷、甲基環己烷等。此等可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。
作為芳香族烴系溶劑,例如可舉出苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、三甲基苯、甲基乙基苯、n-丙基苯、異丙基苯、二乙基苯、異丁基苯、三乙基苯、二-異丙基苯、n-戊基萘、三甲基苯、四氫萘、苯甲醚等。此等可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。
作為含鹵素溶劑,例如可舉出二氯甲烷、氯仿、氟利昂、氯苯、二氯苯等。此等可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。
可單獨使用上述溶劑中任1種,亦可組合2種以上而使用。此等溶劑之種類或配合量可依據使用用途而適宜選擇即可。
本發明之樹脂組成物亦可將公知樹脂添加劑以公知配合量而含有。作為公知樹脂添加劑,例如可舉出矽烷偶合劑或鈦酸鹽偶合劑等偶合劑、紫外線吸收劑、光安定劑、難燃劑、接著助劑、聚合禁止劑、增感劑、抗氧化劑、平滑性賦予劑,配向控制劑、紅外線吸收劑、觸變劑、帶電防止劑、消泡劑、著色劑、乳化劑、界面活性劑、光聚合起始劑、熱聚合起始劑、硬化劑、導電性賦予劑、水解抑制劑、中和劑、填充劑等。
作為上述矽烷偶合劑,例如可舉出γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等環氧矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-脲丙基三乙氧基矽烷等胺基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等巰基矽烷、p-苯乙烯三甲氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、乙烯基參(8-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等乙烯基矽烷,進一步可舉出環氧系、胺基系、乙烯基系之高分子型的矽烷等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為上述鈦酸鹽偶合劑,例如可舉出異丙基三異硬脂醯基鈦酸鹽、異丙基三(N-胺基乙基・胺基乙基)鈦酸鹽、二異丙基雙(二辛基磷酸鹽)鈦酸鹽、四異丙基雙(二辛基亞磷酸酯)鈦酸鹽、四辛基雙(二十三烷基亞磷酸酯)鈦酸鹽、四(2,2-二烯丙基氧基甲基-1-丁基)雙(雙十三烷基)亞磷酸酯鈦酸鹽、雙(二辛基焦磷酸鹽)氧基乙酸酯鈦酸鹽、雙(二辛基焦磷酸鹽)伸乙基鈦酸鹽等。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。
作為上述填充劑,例如以滑石、雲母、碳酸鈣、矽酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、氧化鎂、硫酸鎂、氫氧化鋁、硫酸鋇、玻璃粉末、玻璃纖維、碳纖維、黏土、白雲石、雲母、二氧化矽、氧化鋁、鈦酸鉀晶須、秸稈細長體、纖維狀鎂氧基硫酸鹽、纖維素奈米纖維等為佳。此等可單獨使用,亦可使用2種以上。對於此等填充劑,以平均粒徑(平板狀者)或平均纖維徑(針狀或纖維狀)為5μm以下者為佳。填充劑之配合量可配合用途等而適宜設定即可。
本發明之樹脂組成物可使用公知之成形方法而得之成形品。成形方法可為任意,可依據用途而適宜選擇即可。成形品可為樹脂組成物之硬化物。成形品之形狀並無限制,可為板狀、薄片狀、薄膜狀,亦可為塗布於基材者,更可為存在於基材與基材之間的形式而成形者。
製造板狀、薄片狀成形品時,例如可舉出擠出成形法、平面加壓、異形擠出成形法、吹塑成形法、壓縮成形法、真空成形法、射出成形法等成形方法。又,製造薄膜狀成形體時,例如可舉出熔融擠壓法、溶液澆鑄法、膨脹薄膜成形、鑄造成型、擠壓層合成形、壓延成型、片材成形、纖維成形、吹塑成形、射出成形、轉動成形、被覆成形等成形方法。以熱或活性能量線進行硬化之樹脂組成物的情況時,亦可使用熱或活性能量線所使用的各種硬化方法而成形本發明之樹脂組成物。
樹脂組成物為液狀時,可藉由塗層而成形。作為塗層方法,可舉出噴霧法、旋轉塗布法、浸漬法、輥塗布法、刮刀塗布法、刮刀輥法、刮墨刀片(doctor blade)法、幕式塗布法、狹縫塗布法、絲網印刷法、噴墨法、分裝法、模具塗布法、缺角輪塗布機法、凹印塗布機法、柔印塗佈機方法、刀塗機法、逆轉輥法、刷塗法、浸漬法、線棒塗布法等。
本發明之樹脂組成物具有適用於薄膜成形・塗布等製程之充分加工性,且作為硬化物時的優異耐熱性及導熱係數者。因此,本發明之樹脂組成物可適用於接著劑、塗料、土木建築用材料、電氣・電子零件之絕緣材料等種種領域,特別可作為電氣・電子領域中之絕緣注型、積層材料、密封材料等為有用。作為含有作為樹脂成分之環氧樹脂的樹脂組成物之用途,可舉出多層印刷基板、薄膜狀接著劑、液狀接著劑、半導體密封材料、底層填料材料、LSI的芯片填料、預印本、放熱材等。此等中,本發明之樹脂組成物以作為絕緣材料使用者為佳。
<絕緣材料>
本發明之絕緣材料為可利用本發明之樹脂組成物的優異絕緣性及放熱性者。具體而言,本發明之絕緣材料適用於電路基板、半導體等電子材料用途上,可在潤滑脂、接著劑、凝膠、軟墊、膠帶、包裝材、外殼等對應利用態樣的形狀下使用。
[實施例]
以下舉出實施例具體說明本發明,但本發明並未限定於此等。
作為原料的氮化硼為使用下述販售品而進行評估。
氮化硼A1;Yingkou Liaobin Fine Chemical Industry Co. Ltd製之「BN-N」
氮化硼B1:Dandong Chemical Engineering Institute Co. Ltd製之「HSL-MDX」
氮化硼C1:ZIBO JONYE CERAMIC TECHNOLOGIES Co. Ltd製之「PW30」
對於氮化硼A1、氮化硼B1及氮化硼C1,進行下述(1)~(5)之評估。
(1)平均厚度(nm)、縱橫比
使用掃描電子顯微鏡(Hitachi High-Technologies股份有限公司製品名「SU5000」),測定氮化硼之長徑與厚度,將測定30個以上氮化硼之厚度的平均值作為平均厚度(nm),將測定30個以上氮化硼之長徑/厚度的比之平均值而算出縱橫比。結果如表1所示。
(2)配向性指數
以X線衍射裝置(試料水平型多目的X線衍射裝置Ultima IV)測定氮化硼之衍射圖型,求得2θ=27~28°附近((002)面)之衍射線的強度I002、2θ=41~42°附近((100)面)之衍射線的強度I100。將(002)面之衍射線的強度I002與(100)面之衍射線的強度I100之比作為(I002/I100)配向性指數。結果如表1所示。
(3)平均粒徑(μm)
於100ml燒杯中秤取氮化硼0.1g,加入9.9g的水,進行超音波處理(發振頻率數:36kHz,10分鐘)而分散氮化硼,使用粒度分布測定裝置(股份有限公司堀場製作所製品名「LA-950V2」),以濕式法測定氮化硼之體積平均粒徑。結果如表1所示。
(4)體積密度(g/cm
3)
於量筒內輕輕填入氮化硼材料,測定經充電的氮化硼材料之質量與容量,將質量以容量除後算出體積密度(g/cm
3)。結果如表1所示。
(5)介電率
使用擠壓機(Labnext股份有限公司製品名「Lab pressLP-200」),以輸入壓力:11噸,壓力輸入時間:10分之條件下將氮化硼材料1.0g進行顆粒化。將經顆粒化的氮化硼材料使用介電率測定裝置(Agilent Technologies公司製品名「Agilent E4991E」),在頻率:1GHz,輸入電壓:0.1V之條件下,測定介電率。結果如表1所示。
[實施例1-1]
混合氮化硼A1 5質量份與作為溶劑之水 95質量份而成為氮化硼漿體,使用高壓乳化機,輸入130MPa之壓力,將氮化硼漿體進行通過細孔之處理。經處理後,經過濾分離後乾燥固體成分,得到平均厚度150nm,縱橫比20,配向性指數19.7,平均粒徑7.5μm,體積密度0.12g/cm
3,介電率2.80之氮化硼A2。所得之氮化硼A2的物性如表2所示。
[實施例1-2]
將氮化硼A1變更為氮化硼B1以外,實施與實施例1-1之同樣步驟,得到平均厚度220nm,縱橫比21,配向性指數28.7,平均粒徑9.2μm,體積密度0.14g/cm
3,介電率3.10之氮化硼B2。將所得之氮化硼B2的物性如表2所示。
[實施例1-3]
將氮化硼A1變更為氮化硼C1以外,實施與實施例1-1之同樣步驟,得到平均厚度124nm,縱橫比21,配向性指數24.3,平均粒徑4.8μm,體積密度0.21g/cm
3,介電率3.14之氮化硼C2。將所得之氮化硼C2的物性如表2所示。
[實施例1-4]
將130MPa的壓力變更為200MPa以外,實施與實施例1-1之同樣步驟,得到平均厚度127nm,縱橫比17,配向性指數18.0,平均粒徑7.2μm,體積密度0.18g/cm
3,介電率2.95之氮化硼A3。將所得之氮化硼A3的物性如表2所示。
[實施例1-5]
將氮化硼A1變更為氮化硼B1,將130MPa之壓力變更為200MPa以外,實施與實施例1-1之同樣步驟,得到平均厚度190nm,縱橫比22,配向性指數22.5,平均粒徑8.8μm,體積密度0.13g/cm
3,介電率2.98的氮化硼B3。所得的氮化硼B3之物性如表2所示。
[比較例1-1]
將氮化硼A1變更為氮化硼C1,將130MPa之壓力變更為200MPa以外,實施實施例1-1之同樣步驟,得到平均厚度99nm,縱橫比9,配向性指數22.2,平均粒徑4.0μm,體積密度0.25g/cm
3,介電率3.25的氮化硼C3。所得的氮化硼C3之物性如表2所示。
[實施例1-6]
將1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸鹽74質量份、聚乙二醇(富士軟片和光純藥股份有限公司製品名「聚乙二醇20000」)26質量份在25℃下進行混合,溶解聚乙二醇後,添加10質量份之氮化硼A1並混合後,得到分散有氮化硼A1之分散媒。將該分散媒0.6g秤取於0.5cm
3之樣品瓶中,經密栓後,使用微波合成裝置,在170℃且2450MHz之條件下,對於樣品瓶,照射微波30分鐘。照射後將分散媒以丙酮洗淨,並過濾分離後乾燥固體成分,得到平均厚度690nm,縱橫比15,配向性指數22.0,平均粒徑17.1μm,體積密度0.33g/cm
3,介電率3.13的氮化硼A4。所得的氮化硼A4之物性如表2所示。
[實施例1-7]
將氮化硼A1變更為氮化硼B1以外,實施與實施例1-6之同樣步驟,得到平均厚度321nm,縱橫比13,配向性指數29.0,平均粒徑11.1μm,體積密度0.19g/cm
3,介電率3.14的氮化硼B4。所得的氮化硼B4之物性如表2所示。
[實施例1-8]
將氮化硼A1變更為氮化硼C1以外,實施與實施例1-6之同樣步驟,得到平均厚度110nm,縱橫比19,配向性指數29.0,平均粒徑8.6μm,體積密度0.20g/cm
3,介電率3.13的氮化硼C4。所得的氮化硼C4之物性如表2所示。
[比較例1-2]
將微波照射時間由30分鐘變更為15分鐘以外,實施與實施例1-6之同樣步驟,得到平均厚度923nm,縱橫比13,配向性指數29.0,平均粒徑20.3μm,體積密度0.41g/cm
3,介電率3.20的氮化硼A5。所得的氮化硼A5之物性如表2所示。
[比較例1-3]
將氮化硼A1變更為氮化硼B1,將微波照射時間由30分鐘變更為15分鐘以外,實施與實施例1-6之同樣步驟,得到平均厚度470nm,縱橫比11,配向性指數45.0,平均粒徑12.2μm,體積密度0.35g/cm
3,介電率3.22的氮化硼B5。所得的氮化硼B5之物性如表2所示。
[比較例1-4]
將氮化硼A1變更為氮化硼C1,將微波照射時間由30分鐘變更為15分鐘以外,實施與實施例1-6之同樣步驟,得到平均厚度128nm,縱橫比18,配向性指數35.0,平均粒徑9.9μm,體積密度0.19g/cm
3,介電率3.18的氮化硼C5。所得的氮化硼C5之物性如表2所示。
[實施例1-9]
混合氮化硼C1 5質量份、水95質量份,作為氮化硼漿體,使用行星型球磨機,將該氮化硼漿體與直徑20mm之陶瓷材質的球250質量份填充於容器內,密閉後以轉動數:200rpm/200rpm(公轉側/自轉側)之條件下進行3小時處理後粉碎氮化硼C1。粉碎終了後,經過濾分離後乾燥固體成分,得到平均厚度130nm,縱橫比20,配向性指數27.0,平均粒徑5.3μm,體積密度0.19g/cm
3,介電率3.10的氮化硼C6。所得的氮化硼C6之物性如表2所示。
[比較例1-5]
將氮化硼C1變更為氮化硼A1以外,實施與實施例1-9之同樣步驟後得到平均厚度297nm,縱橫比18,配向性指數33.0,平均粒徑8.4μm,體積密度0.18g/cm
3,介電率3.34的氮化硼A6。所得的氮化硼A6之物性如表2所示。
[比較例1-6]
將氮化硼C1變更為氮化硼B1以外,實施與實施例1-9之同樣步驟,得到平均厚度251nm,縱橫比19,配向性指數31.0,平均粒徑8.5μm,體積密度0.17g/cm
3,介電率3.20的氮化硼B6。所得的氮化硼B6之物性如表2所示。
由比較例1-1~比較例1-6之結果可得知,未符合平均厚度10nm~700nm,縱橫比10~400及配向性指數30以下之參數中之一項時,氮化硼的介電率會超過3.15。相對於此,由實施例1-1~實施例1-9之結果可確認,符合上述所有參數時,氮化硼之介電率會成為3.15以下。
<使用環氧樹脂之評估>
相對於環氧樹脂(ADEKA股份有限公司製品名「EP-4100」)100質量份,添加表1或表2所記載的氮化硼之20質量份的配合量,加入作為硬化劑之1-苯甲基-2-甲基-咪唑5質量份,使用行星攪拌機進行攪拌。將此等經混合,並使用加熱加壓,在150℃且成形負載10kN,加壓時間1小時之條件下成形為厚度3mm之片材。對於所得之片材以下述條件進行評估。
(1)介電率
將所得之片材的介電率使用介電率測定裝置(Agilent Technologies公司製品名「Agilent E4991E」),在頻率:1GHz、輸入電壓0.1V之條件下進行測定。結果如表3所示。
(2)導熱係數
使用加熱盤法熱物性測定裝置(京都電子工業股份有限公司製品名「TPS-2500」),依據ISO 22007-2,測定作成之片材的導熱係數。導熱係數係以厚度方向與片材面方向之導熱係數的平均值進行評估。結果如表3所示。
(3)外觀
使用藉由電子顯微鏡之SEM圖像,觀察所得的片材之表面。表面為平滑時評估為良好,表面產生粗糙,或表面上產生異物時,則評估為NG。結果如表3所示。
由比較例2-1~比較例2-9之結果得知,使用含有未符合平均厚度10nm~700nm,縱橫比10~400及配向性指數30以下之參數的氮化硼之樹脂組成物而成的片材並非能滿足介電率者。由實施例2-1~實施例2-8之結果可確認,使用含有符合平均厚度10nm~700nm,縱橫比10~400及配向性指數30以下之參數的氮化硼之樹脂組成物而成的片材,其顯示低介電率,且導熱係數亦高,片材之外觀亦良好。
Claims (5)
- 一種氮化硼材料,其中(A)平均厚度為10nm~700nm,(B)縱橫比為10~400,(C)由X線衍射所求得之配向性指數為30以下。
- 如請求項1之氮化硼材料,其中(D)平均粒徑為1μm~14μm,(E)體積密度為0.05g/cm 3~0.25 g/cm 3。
- 一種樹脂組成物,其中含有如請求項1或2之氮化硼材料。
- 如請求項3之樹脂組成物,其中作為樹脂成分含有環氧樹脂。
- 一種絕緣材料,其係由使用如請求項3或4之樹脂組成物所成者。
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