WO2017145410A1 - エポキシ樹脂組成物、半硬化エポキシ樹脂組成物、硬化エポキシ樹脂組成物、成形物及び成形硬化物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物、半硬化エポキシ樹脂組成物、硬化エポキシ樹脂組成物、成形物及び成形硬化物 Download PDF

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resin composition
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優香 吉田
田中 賢治
片木 秀行
良洋 天野
慎一 小杉
陶 晴昭
竹澤 由高
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日立化成株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an epoxy resin composition, a semi-cured epoxy resin composition, a cured epoxy resin composition, a molded product, and a molded cured product.
  • thermosetting resin cured product is widely used from the viewpoints of high insulation performance, ease of molding, heat resistance, and the like.
  • thermal conductivity of the thermosetting resin cured product is generally low and is a major factor that hinders heat dissipation, development of a resin cured product having high thermal conductivity is desired.
  • Patent Document 1 As a cured resin having high thermal conductivity, a cured product of an epoxy resin composition having a mesogen skeleton in the molecular structure has been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • the content disclosed in Patent Document 1 introduces a rigid structure typified by what is called a mesogen skeleton into a resin molecule, exhibits liquid crystallinity or crystallinity using intermolecular stacking properties, and causes phonon scattering. By suppressing the thermal conductivity, the thermal conductivity is increased.
  • Examples of the epoxy resin having a mesogen skeleton in the molecular structure include compounds shown in Patent Documents 2 to 4 and the like.
  • thermo conductivity of the cured resin product there is a method of filling a resin composition with a heat conductive filler made of inorganic ceramic powder to form a composite material.
  • thermal conductive fillers include alumina, magnesium oxide, beryllium oxide, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, aluminum fluoride, calcium fluoride, and the like. This technique is intended to achieve both high thermal conductivity and electrical insulation in a composite material by filling a resin composition with a filler that achieves both high thermal conductivity and electrical insulation.
  • An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition that is excellent in fluidity, can form a molded article having high thermal conductivity and high glass transition temperature (hereinafter sometimes referred to as Tg), and a semi-cured epoxy resin using the same. It is to provide a composition and a cured epoxy resin composition.
  • a further object of the present invention is to provide a molded product and a molded cured product having high thermal conductivity and high Tg.
  • one embodiment of the present invention includes the following aspects.
  • the epoxy resin includes a multimeric compound having at least one selected from the group consisting of a structural unit represented by the following general formula (IA) and a structural unit represented by the following general formula (IB):
  • the multimeric compound includes a dimeric compound containing two structural units represented by the following general formula (II) in one molecule,
  • An epoxy resin composition in which the proportion of the dimer compound in the total epoxy resin is 15% by mass to 28% by mass.
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 5 each independently represents 1 to 8 carbon atoms. Represents an alkyl group.
  • n represents an integer of 0 to 4.
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the dimer compound is represented by a compound represented by the following general formula (II-A), a compound represented by the following general formula (II-B), and the following general formula (II-C). Including at least one selected from the group consisting of compounds, Total of the compound represented by the following general formula (II-A), the compound represented by the following general formula (II-B) and the compound represented by the following general formula (II-C) in the whole epoxy resin.
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 5 each independently represents a carbon atom.
  • n represents an integer of 0 to 4.
  • the structural unit represented by the general formula (IA) is a structural unit represented by the following general formula (IA ′), and the structural unit represented by the general formula (IB) is represented by the following general formula (IB)
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 5 each independently represents a carbon number of 1 Represents an alkyl group of ⁇ 8.
  • n represents an integer of 0 to 4.
  • the dimer compound is a compound represented by the following general formula (II-A ′), a compound represented by the following general formula (II-B ′), and the following general formula (II-C ′). Including at least one selected from the group consisting of the represented compounds, The compound represented by the following general formula (II-A ′), the compound represented by the following general formula (II-B ′) and the following general formula (II-C ′) in the whole epoxy resin.
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 5 each independently Represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • n represents an integer of 0 to 4.
  • the epoxy resin includes an epoxy resin monomer represented by the following general formula (I ′′), and a ratio of the epoxy resin monomer in the entire epoxy resin is 57% by mass to 80% by mass.
  • the epoxy resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>.
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the curing agent includes a novolak resin including a compound having a structural unit represented by at least one selected from the group consisting of the following general formula (II-1) and the following general formula (II-2).
  • a novolak resin including a compound having a structural unit represented by at least one selected from the group consisting of the following general formula (II-1) and the following general formula (II-2).
  • ⁇ 1>- ⁇ 5> The epoxy resin composition according to any one of ⁇ 5>.
  • R 21 and R 24 each independently represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group
  • R 22 , R 23 , R 25, and R 26 each represent Independently, it represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group
  • m21 and m22 each independently represents an integer of 0 to 2
  • n21 and n22 each independently represents an integer of 1 to 7.
  • the curing agent includes a novolak resin including a compound having a structure represented by at least one selected from the group consisting of the following general formula (III-1) to the following general formula (III-4).
  • the epoxy resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>.
  • n31 to n34 each independently represent a positive integer.
  • Ar 31 to Ar 34 each independently represents one of a group represented by the following general formula (III-a) and a group represented by the following general formula (III-b). ]
  • R 31 and R 34 each independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group.
  • R 32 and R 33 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • a semi-cured epoxy resin composition which is a semi-cured product of the epoxy resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>.
  • a cured epoxy resin composition which is a cured product of the epoxy resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>.
  • ⁇ 16> A molded product produced by press molding the epoxy resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>.
  • ⁇ 17> A molded cured product obtained by post-curing the molded product according to ⁇ 16> by heating.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in fluidity
  • the present invention is not limited to the following embodiments.
  • the components including element steps and the like are not essential unless otherwise specified.
  • the term “process” includes a process that is independent of other processes and includes the process if the purpose of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from the other processes. It is.
  • numerical values indicated by using “to” include numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
  • the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another numerical range. Good. Further, in the numerical ranges described in this specification, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the values shown in the examples.
  • the content rate or content of each component in the composition is such that when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition, the plurality of kinds present in the composition unless otherwise specified. It means the total content or content of substances.
  • the particle diameter of each component in the composition is a mixture of the plurality of types of particles present in the composition unless there is a specific indication when there are a plurality of types of particles corresponding to each component in the composition. Means the value of.
  • the epoxy resin composition of the present disclosure contains an epoxy resin and a curing agent, and the epoxy resin includes a structural unit represented by the following general formula (IA) and a structural unit represented by the following general formula (IB).
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 5 each independently represents one having 1 to 8 carbon atoms.
  • An alkyl group is shown.
  • n represents an integer of 0 to 4.
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the epoxy resin composition of the present disclosure is excellent in fluidity.
  • a molded product and a molded cured product using the epoxy resin composition of the present disclosure can have high thermal conductivity and high Tg.
  • each component contained in the epoxy resin composition of the present disclosure will be described in detail.
  • the epoxy resin used in the present disclosure includes a multimeric compound having at least one selected from the group consisting of a structural unit represented by the general formula (IA) and a structural unit represented by the general formula (IB),
  • the multimeric compound includes a dimeric compound containing two structural units represented by the general formula (II) in one molecule, and the proportion of the dimeric compound in the entire epoxy resin is 15% by mass to 28% by mass. %.
  • the “multimeric compound” in the present disclosure refers to a compound containing two or more structural units represented by the general formula (II) in one molecule.
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms. Are preferable, a hydrogen atom or a methyl group is more preferable, and a hydrogen atom is further preferable. Further, 2 to 4 of R 1 to R 4 are preferably hydrogen atoms, more preferably 3 or 4 are hydrogen atoms, and still more preferably all 4 are hydrogen atoms. . When any of R 1 to R 4 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, at least one of R 1 and R 4 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Specific examples of R 1 to R 4 in the general formula (II) are the same as those in the general formula (IA) and the general formula (IB), and preferred ranges thereof are also the same.
  • R 5 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and preferably a methyl group. More preferred.
  • n represents an integer of 0 to 4, preferably an integer of 0 to 2, more preferably an integer of 0 to 1, and 0. Is more preferable. That is, the benzene ring denoted by R 5 in the general formula (IA) and the general formula (IB) preferably has 2 to 4 hydrogen atoms, and may have 3 or 4 hydrogen atoms. More preferably, it has four hydrogen atoms.
  • the number of structural units represented by the general formula (II) contained in the multimeric compound is arbitrary and is not particularly limited.
  • the average value is preferably 5 or less, more preferably 3 or less. .
  • the structural unit represented by the general formula (IA) is selected from the group consisting of the structural unit represented by the following general formula (IA ′) and the structural unit represented by the following general formula (IA ′′)
  • the structural unit represented by the general formula (IB) is composed of a structural unit represented by the following general formula (IB ′) and a structural unit represented by the following general formula (IB ′′).
  • the structural unit represented by the general formula (IA) is a structural unit represented by the following general formula (IA ′), and is represented by the general formula (IB).
  • the structural unit is more preferably a structural unit represented by the following general formula (IB ′).
  • R 1 to R 5 and n include general formula (IA) and general formula It is the same as in formula (IB), and its preferred range is also the same.
  • the epoxy resin used for this indication contains the dimer compound which contains two structural units represented by the following general formula (II) in 1 molecule.
  • Specific examples of the dimer compound containing two structural units represented by the following general formula (II) in one molecule include compounds represented by the following general formula (II-A), the following general formula (II- And at least one selected from the group consisting of compounds represented by B) and compounds represented by the following general formula (II-C).
  • the dimer compound when it contains at least one selected from the group consisting of the structural unit represented by the general formula (IA ′) and the structural unit represented by the general formula (IB ′), Selected from the group consisting of a compound represented by the general formula (II-A ′), a compound represented by the following general formula (II-B ′), and a compound represented by the following general formula (II-C ′) There is at least one kind.
  • R 1 to R 5 and n in the general formula (II-A ′), the general formula (II-B ′) and the following general formula (II-C ′) include the general formula (IA) and the general formula ( It is the same as IB), and its preferable range is also the same.
  • dimer compound examples include at least one selected from the group consisting of a structural unit represented by the general formula (IA ′′) and a structural unit represented by the general formula (IB ′′). And a compound represented by the following general formula (II-A ′′), a compound represented by the following general formula (II-B ′′), and a compound represented by the following general formula (II-C ′′) At least one selected from the group consisting of:
  • R 1 to R 5 and n in the general formula (II-A ′′), the general formula (II-B ′′) and the following general formula (II-C ′′) include the general formula (IA) and It is the same as that of general formula (IB), and its preferable range is also the same.
  • dimer compound examples include a compound represented by the general formula (II-A ′), a compound represented by the general formula (II-B ′), and a general formula (II-C ′). It is preferably at least one selected from the group consisting of compounds represented by
  • the structure of these dimer compounds is an epoxy resin monomer represented by the following general formula (I ′′) used in the epoxy resin synthesis and a divalent phenol having two hydroxyl groups as substituents on one benzene ring. Determined by collating the molecular weight of the structure estimated to be obtained from the reaction of the compound with the molecular weight of the target compound determined by liquid chromatography using a liquid chromatograph equipped with UV and mass spectrum detectors can do. Liquid chromatography is performed using LaChrom II C18 manufactured by Hitachi, Ltd. as the analytical column, tetrahydrofuran as the eluent, and a flow rate of 1.0 ml / min.
  • the UV spectrum detector detects the absorbance at a wavelength of 280 nm. In the mass spectrum detector, the ionization voltage is detected as 2700V. Details of the epoxy resin synthesis method and evaluation will be described later.
  • the proportion of the dimer compound in the entire epoxy resin is 15% by mass to 28% by mass. This ratio can be calculated
  • RPLC Reversed Phase Liquid Chromatography
  • the proportion of the dimer compound is less than 15% by mass, the melt viscosity of the epoxy resin does not decrease and molding becomes difficult, so that the molded product cannot be produced or the density of the molded product tends to decrease. Moreover, when the ratio of a dimer compound exceeds 28 mass%, the crosslinking density of a molded product will fall, and it exists in the tendency for the heat conductivity and Tg of a molded product to fall as a result.
  • the proportion of the dimer compound is preferably 20% by mass to 27% by mass, and more preferably 22% by mass to 25% by mass.
  • the epoxy resin may include an epoxy resin monomer represented by the following general formula (I ′′).
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • Specific examples of R 1 to R 4 in the general formula (I ′′) are the same as those in the general formula (IA) and the general formula (IB), and preferred ranges thereof are also the same.
  • the proportion of the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) in the entire epoxy resin is preferably 57% by mass to 80% by mass. If the ratio of the epoxy resin monomer is 57% by mass or more, this means that there are not too many reactants of the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) and the divalent phenol compound. Therefore, the crosslink density of the molded product is difficult to decrease, and as a result, the thermal conductivity and Tg of the molded product tend to be difficult to decrease. On the other hand, if the ratio of the epoxy resin monomer is 80% by mass or less, in other words, the reaction product of the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) and the divalent phenol compound is not too small. This means that it is difficult to form a molded product, or the cross-linking density of the molded product tends to be difficult to decrease.
  • the proportion of the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) in the entire epoxy resin is more preferably 59% by mass to 74% by mass, and further preferably 62% by mass to 70% by mass. .
  • the epoxy resin used in the present disclosure may contain other epoxy resin components in addition to the multimeric compound and the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′).
  • the proportion of the other epoxy resin component in the entire epoxy resin is preferably less than 15% by mass, more preferably 10% by mass or less, further preferably 8% by mass or less, and substantially the other It is particularly preferable that the epoxy resin component is not included.
  • the flow rate is 1.0 ml / min.
  • the absorbance at a wavelength of 280 nm is detected, the total area of all detected peaks is defined as 100, the ratio of the area of each corresponding peak is determined, and the value is the content of each compound in the entire epoxy resin. [Mass%].
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin is measured by a perchloric acid titration method.
  • the epoxy equivalent is preferably 245 g / eq to 300 g / eq, more preferably 250 g / eq to 290 g / eq, from the viewpoint of achieving both the fluidity of the epoxy resin composition and the thermal conductivity of the formed product. More preferably, it is 260 g / eq to 280 g / eq. If the epoxy equivalent of the epoxy resin is 245 g / eq or more, the crystallinity of the epoxy resin does not become too high, and the fluidity of the epoxy resin composition tends not to decrease. On the other hand, if the epoxy equivalent of the epoxy resin is 300 g / eq or less, the crosslink density of the epoxy resin is unlikely to decrease, and the thermal conductivity of the molded product tends to increase.
  • the number average molecular weight (Mn) in the gel permeation chromatography (GPC) measurement of the epoxy resin is preferably 400 to 800 from the viewpoint of achieving both the fluidity of the epoxy resin composition and the thermal conductivity of the molded product. 450 to 750 is more preferable, and 500 to 700 is more preferable. If the Mn of the epoxy resin is 400 or more, the crystallinity of the epoxy resin does not become too high, so that the fluidity of the epoxy resin composition tends not to decrease. If Mn of an epoxy resin is 800 or less, since the crosslinking density of an epoxy resin is hard to fall, the thermal conductivity of a molded product tends to increase.
  • GPC measurement in this specification uses Tosoh Corporation G2000HXL and 3000HXL as analytical GPC columns, tetrahydrofuran as a mobile phase, a sample concentration of 0.2% by mass, and a flow rate of 1.0 ml / min. Measure.
  • a calibration curve is prepared using a polystyrene standard sample, and Mn is calculated as a polystyrene equivalent value.
  • An epoxy resin containing a multimeric compound is composed of an epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′), a divalent phenol compound having two hydroxyl groups as substituents on one benzene ring, and a curing catalyst described later. It can be synthesized by dissolving in and stirring with heating. The synthesis is also possible by a method in which the epoxy resin monomer is melted and reacted without using a solvent, but it may be necessary to raise the temperature to a temperature at which the epoxy resin monomer melts. For this reason, the synthesis method using a synthetic solvent is preferable from the viewpoint of safety.
  • the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) and a divalent phenol compound having two hydroxyl groups as substituents on one benzene ring are heated to a temperature necessary for the reaction.
  • Any solvent that can be used is not particularly limited. Specific examples include cyclohexanone, cyclopentanone, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, N-methylpyrrolidone and the like.
  • the amount of the synthetic solvent is such that the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′), the divalent phenol compound having two hydroxyl groups as substituents on one benzene ring, and the curing catalyst can be dissolved at the reaction temperature. That's it.
  • solubility varies depending on the type of raw material before reaction, the type of solvent, etc., if the charged solid content concentration is 20% by mass to 60% by mass, the viscosity of the resin solution after synthesis tends to be in a preferable range.
  • Examples of the divalent phenol compound having two hydroxyl groups as substituents on one benzene ring include catechol, resorcinol, hydroquinone, and derivatives thereof.
  • Examples of the derivatives include compounds in which a benzene ring is substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • These dihydric phenol compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the type of the curing catalyst is not particularly limited, and an appropriate one can be selected from the viewpoint of reaction rate, reaction temperature, storage stability, and the like.
  • Specific examples of the curing catalyst include imidazole compounds, organic phosphorus compounds, tertiary amines, and quaternary ammonium salts. These may be used alone or in combination of two or more.
  • an organic phosphine compound an organic phosphine compound containing maleic anhydride, a quinone compound (1,4-benzoquinone, 2,5-toluquinone, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dimethylbenzoquinone, 2,6-dimethylbenzoquinone, 2,3-dimethoxy-5-methyl-1,4-benzoquinone, 2,3-dimethoxy-1,4-benzoquinone, phenyl-1,4-benzoquinone, etc.), diazophenylmethane, phenol A compound having intramolecular polarization formed by adding a compound having a ⁇ bond such as a resin; and an organic phosphine compound and an organic boron compound (tetraphenylborate, tetra-p-tolylborate, tetra-n-butylborate, etc.) It is a quinone compound (1,4-benzoquinone, 2,
  • organic phosphine compound examples include triphenylphosphine, diphenyl (p-tolyl) phosphine, tris (alkylphenyl) phosphine, tris (alkoxyphenyl) phosphine, tris (alkylalkoxyphenyl) phosphine, and tris (dialkylphenyl).
  • Phosphine tris (trialkylphenyl) phosphine, tris (tetraalkylphenyl) phosphine, tris (dialkoxyphenyl) phosphine, tris (trialkoxyphenyl) phosphine, tris (tetraalkoxyphenyl) phosphine, trialkylphosphine, dialkylarylphosphine, Examples thereof include alkyl diaryl phosphine.
  • the amount of the curing catalyst is not particularly limited. From the viewpoint of reaction rate and storage stability, with respect to the total mass of the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) and the divalent phenol compound having two hydroxyl groups as substituents on one benzene ring, The content is preferably 0.1% by mass to 1.5% by mass, and more preferably 0.2% by mass to 1% by mass.
  • the epoxy resin containing a multimeric compound can be synthesized using a glass flask if it is a small scale, and using a stainless steel synthesis pot if it is a large scale.
  • a specific synthesis method is as follows, for example. First, the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) is charged into a flask or a synthesis kettle, a synthesis solvent is added, and the mixture is heated to a reaction temperature with an oil bath or a heating medium to dissolve the epoxy resin monomer. A dihydric phenol compound having two hydroxyl groups as substituents in one benzene ring is added thereto, and after confirming that the compound is dissolved in the synthesis solvent, a curing catalyst is added to start the reaction.
  • an epoxy resin solution containing a multimeric compound can be obtained.
  • the synthesis solvent is distilled off under reduced pressure under a heating condition in a flask or a synthesis kettle, an epoxy resin containing a multimeric compound is obtained as a solid at room temperature (25 ° C.).
  • the reaction temperature is not limited as long as the reaction between the epoxy group and the phenolic hydroxyl group proceeds in the presence of the curing catalyst, and is preferably in the range of, for example, 100 ° C. to 180 ° C., preferably 100 ° C. to 150 ° C. A range is more preferable.
  • the reaction temperature By setting the reaction temperature to 100 ° C. or higher, the time until the reaction is completed tends to be shortened. On the other hand, the possibility of gelation tends to be reduced by setting the reaction temperature to 180 ° C. or lower.
  • an equivalent ratio of the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) and a divalent phenol compound having two hydroxyl groups as substituents on one benzene ring Can be synthesized.
  • the number of equivalents (Ep) of the epoxy group of the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) and the phenol of a dihydric phenol compound having two hydroxyl groups as substituents on one benzene ring The ratio (Ep / Ph) to the equivalent number (Ph) of the functional hydroxyl group can be synthesized in the range of 100/100 to 100/1.
  • Ep / Ph is preferably in the range of 100/18 to 100/10.
  • Ep / Ph is preferably in the range of 100/18 to 100/10.
  • the softening point of the multimeric compound obtained by setting Ep / Ph to 100/18 or more is lowered, and the fluidity of the epoxy resin composition can be increased.
  • the multimeric compound and the epoxy resin represented by the general formula (I ′′) have a mesogenic group in the molecular structure.
  • Patent Document 1 describes that a cured product of an epoxy resin having a mesogenic group in the molecular structure is excellent in thermal conductivity. Further, in WO2013 / 065159, high thermal conductivity and high Tg can be realized by combining a novolak resin in which a divalent phenol compound is novolaked with an epoxy resin monomer represented by the general formula (I ''). It is described.
  • the mesogenic group refers to a functional group that facilitates the expression of crystallinity or liquid crystallinity by the action of intermolecular interaction.
  • Specific examples include a biphenyl group, a phenylbenzoate group, an azobenzene group, a stilbene group, and derivatives thereof.
  • the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) forms a higher-order structure having higher order with an inorganic filler, particularly an alumina filler as the center, and the thermal conductivity of the cured product is dramatically increased. Improvements are described in WO2013 / 065159. This is also true for epoxy resins containing multimeric compounds. This is considered to be because a cured product of an epoxy resin monomer having a higher order structure formed by the presence of an inorganic filler becomes an efficient heat conduction path and high heat conductivity is obtained.
  • the higher order structure means a structure including a higher order structure in which constituent elements are arranged to form a micro ordered structure, and corresponds to, for example, a crystal phase and a liquid crystal phase.
  • the presence or absence of such a higher order structure can be easily determined by observation with a polarizing microscope. In other words, in the observation in the crossed Nicols state, it can be determined by seeing interference fringes due to depolarization.
  • This higher order structure usually exists in an island shape in the cured epoxy resin composition to form a domain structure, and one of the islands corresponds to one higher order structure.
  • the constituent elements of this higher order structure are generally formed by covalent bonds.
  • a cured product (thickness: 0.1 to 20 ⁇ m) of a composition obtained by adding 5 to 10% by volume of an inorganic filler such as an alumina filler to a mixture of an epoxy resin, a curing agent and a curing catalyst is prepared. Observation is performed using a polarizing microscope (for example, BX51 manufactured by Olympus Corporation) in a state where the obtained cured body is sandwiched between slide glasses (thickness: about 1 mm).
  • a polarizing microscope for example, BX51 manufactured by Olympus Corporation
  • an epoxy resin monomer having a mesogenic group in the molecular structure is generally easily crystallized, and the melting temperature tends to be higher than that of a general-purpose epoxy resin monomer.
  • the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) also corresponds to this.
  • by partially polymerizing such an epoxy resin monomer to obtain a multimeric compound crystallization can be suppressed and the melting temperature can be lowered.
  • the moldability of the epoxy resin composition is improved.
  • the epoxy resin monomer represented by the general formula (I ′′) and a divalent phenol compound having two hydroxyl groups as substituents on one benzene ring are reacted to produce a multimeric compound. By doing so, the above-mentioned effect can be easily obtained.
  • the epoxy resin composition of the present disclosure contains a curing agent.
  • curing agent is not specifically limited, A conventionally well-known hardening
  • a novolak resin obtained by novolacizing a divalent phenol compound (hereinafter sometimes referred to as “specific novolak resin”) is preferable.
  • divalent phenol compound examples include catechol, resorcinol, hydroquinone, 1,2-naphthalenediol, 1,3-naphthalenediol, and the like.
  • a novolak resin obtained by novolacizing a divalent phenol compound refers to a novolac resin in which these divalent phenol compounds are linked by a methylene chain.
  • the specific novolac resin preferably contains a compound having a structural unit represented by at least one selected from the group consisting of the following general formula (II-1) and the following general formula (II-2).
  • R 21 and R 24 each independently represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group.
  • the alkyl group, aryl group, and aralkyl group represented by R 21 or R 24 may have a substituent.
  • the substituent for the alkyl group include an aryl group, a hydroxyl group, and a halogen atom.
  • the substituent for the aryl group and the aralkyl group include an alkyl group, an aryl group, a hydroxyl group, and a halogen atom.
  • R 21 and R 24 each independently represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, and is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 13 carbon atoms.
  • An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable.
  • m21 and m22 each independently represents an integer of 0-2. If m21 is 2, two R 21 may be the same or different and when m22 is 2, two R 24 may be different even in the same.
  • m21 and m22 are preferably each independently 0 or 1, and more preferably 0.
  • N21 and n22 each independently represents an integer of 1 to 7, and represents the number of structural units represented by general formula (II-1) or structural units represented by general formula (II-2), respectively. .
  • R 22 , R 23 , R 25 and R 26 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group.
  • the alkyl group, aryl group and aralkyl group represented by R 22 , R 23 , R 25 or R 26 may have a substituent.
  • the substituent for the alkyl group include an aryl group, a hydroxyl group, and a halogen atom.
  • substituent for the aryl group and the aralkyl group include an alkyl group, an aryl group, a hydroxyl group, and a halogen atom.
  • R 22 , R 23 , R 25 and R 26 are preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group from the viewpoint of storage stability of the epoxy resin composition and thermal conductivity of the molded product,
  • the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or the aryl group having 6 to 12 carbon atoms is more preferable, and a hydrogen atom is further preferable.
  • at least one of R 22 and R 23 or at least one of R 25 and R 26 is an aryl group, and it is an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. Is more preferable.
  • the aryl group may include a hetero atom in the aromatic group, and is preferably a heteroaryl group in which the total number of hetero atoms and carbon is 6 to 12.
  • the specific novolac resin may contain one type of compound having the structural unit represented by the general formula (II-1) or the structural unit represented by the general formula (II-2). It may include more than one type.
  • the curing agent preferably contains at least a compound having a structural unit represented by the general formula (II-1) from the viewpoint of thermal conductivity of the molded product.
  • the curing agent is represented by the general formula (II-1) and includes resorcinol. More preferably, it contains at least a compound having a derived structural unit.
  • the compound having the structural unit represented by the general formula (II-1) may further include at least one kind of partial structure derived from a phenol compound other than resorcinol.
  • the phenol compound other than resorcinol in the compound having the structural unit represented by the general formula (II-1) include phenol, cresol, catechol, hydroquinone, 1,2,3-trihydroxybenzene, 1,2,4-tri Examples thereof include hydroxybenzene and 1,3,5-trihydroxybenzene.
  • the compound having the structural unit represented by the general formula (II-1) may contain one type of partial structure derived from these phenol compounds or a combination of two or more types.
  • the compound represented by the general formula (II-2) and having a structural unit derived from catechol may contain at least one kind of partial structure derived from a phenol compound other than catechol.
  • the partial structure derived from the phenol compound means a monovalent or divalent group constituted by removing one or two hydrogen atoms from the aromatic ring portion of the phenol compound.
  • the position where the hydrogen atom is removed is not particularly limited.
  • the partial structure derived from a phenol compound other than resorcinol includes the heat conductivity of the molded product and the adhesiveness and storage stability of the epoxy resin composition. From the viewpoint, at least one selected from the group consisting of phenol, cresol, catechol, hydroquinone, 1,2,3-trihydroxybenzene, 1,2,4-trihydroxybenzene and 1,3,5-trihydroxybenzene A partial structure derived from is preferable, and a partial structure derived from at least one selected from catechol and hydroquinone is more preferable.
  • the content ratio of the partial structure derived from resorcinol is not particularly limited.
  • the content ratio of the partial structure derived from resorcinol to the total mass of the compound having the structural unit represented by the general formula (II-1) is preferably 55% by mass or more.
  • Tg and linear expansion coefficient it is more preferably 60% by mass or more, further preferably 80% by mass or more, and from the viewpoint of thermal conductivity of the molded product, it is particularly preferably 90% by mass or more. preferable.
  • the specific novolak resin preferably contains a compound having a structure represented by at least one selected from the group consisting of the following general formulas (III-1) to (III-4).
  • n31 to n34 each independently represent a positive integer.
  • Ar 31 to Ar 34 each independently represents one of a group represented by the following general formula (III-a) and a group represented by the following general formula (III-b).
  • R 31 and R 34 each independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group.
  • R 32 and R 33 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • the specific novolak resin having a structure represented by at least one selected from the group consisting of the general formula (III-1) to the general formula (III-4) is a method for producing a divalent phenol compound, which will be described later. Can be generated as a secondary.
  • the structure represented by at least one selected from the group consisting of general formula (III-1) to general formula (III-4) may be included as the main chain skeleton of the specific novolak resin, It may be included as part of the chain. Further, each structural unit constituting the structure represented by any one of the general formulas (III-1) to (III-4) may be included randomly or regularly. It may be included in a block shape. Further, in the general formulas (III-1) to (III-4), the substitution position of the hydroxyl group is not particularly limited as long as it is on the aromatic ring.
  • a plurality of Ar 31 to Ar 34 may all be the same atomic group or include two or more types of atomic groups. Also good. Ar 31 to Ar 34 each independently represent either a group represented by the general formula (III-a) or a group represented by the general formula (III-b).
  • R 31 and R 34 in general formula (III-a) and general formula (III-b) are each independently a hydrogen atom or a hydroxyl group, and are preferably a hydroxyl group from the viewpoint of thermal conductivity of the molded product. Further, the substitution positions of R 31 and R 34 are not particularly limited.
  • R 32 and R 33 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in R 32 and R 33 include methyl, ethyl, propyl, butyl, isopropyl, isobutyl, t-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl Groups and the like.
  • substitution positions of R 32 and R 33 in the general formula (III-a) are not particularly limited.
  • Ar 31 to Ar 34 are each independently a group derived from dihydroxybenzene (ie, a general group from the viewpoint of achieving excellent thermal conductivity of the molded product)
  • R 31 is a hydroxyl group
  • R 32 and R 33 are hydrogen atoms
  • R 34 is a hydroxyl group. It is preferably at least one kind selected from the group
  • group derived from dihydroxybenzene means a divalent group formed by removing two hydrogen atoms from the aromatic ring portion of dihydroxybenzene, and the position at which the hydrogen atom is removed is not particularly limited.
  • group derived from dihydroxynaphthalene has the same meaning.
  • Ar 31 to Ar 34 are preferably each independently a group derived from dihydroxybenzene, and derived from 1,2-dihydroxybenzene (catechol). More preferably, it is at least one selected from the group consisting of a group derived from a group and 1,3-dihydroxybenzene (resorcinol). From the viewpoint of particularly improving the thermal conductivity of the molded product, Ar 31 to Ar 34 preferably include at least a group derived from resorcinol. In addition, from the viewpoint of particularly improving the thermal conductivity of the molded product, the structural unit represented by n31 to n34 preferably contains at least a partial structure derived from resorcinol.
  • the content of the partial structure derived from resorcinol is represented by at least one of general formula (III-1) to general formula (III-4) It is preferably 55% by mass or more in the total mass of the compound having a structure, more preferably 60% by mass or more, further preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. preferable.
  • (m + n) is preferably 20 or less, more preferably 15 or less, and even more preferably 10 or less from the viewpoint of fluidity of the epoxy resin composition.
  • the lower limit of (m + n) is not particularly limited.
  • n is n31
  • m is m31
  • n is n32
  • m is m32
  • n is n33
  • m is m33
  • n n34
  • the novolak resin having a structure represented by at least one selected from the group consisting of general formula (III-1) to general formula (III-4) is particularly dihydroxybenzene in which Ar 31 to Ar 34 are substituted or unsubstituted,
  • the synthesis thereof is easy, and a novolak resin having a low softening point tends to be obtained. Therefore, there exists an advantage that manufacture and handling of such a novolak resin as a hardening
  • Whether the novolak resin has a partial structure represented by at least one of general formulas (III-1) to (III-4) is determined by field desorption ionization mass spectrometry (FD-MS). Thus, it can be determined by whether or not the fragment component includes a component corresponding to the partial structure represented by at least one of the general formulas (III-1) to (III-4).
  • the molecular weight of the specific novolac resin is not particularly limited. From the viewpoint of fluidity of the epoxy resin composition, the number average molecular weight (Mn) is preferably 2000 or less, more preferably 1500 or less, and further preferably 350 or more and 1500 or less. Further, the weight average molecular weight (Mw) is preferably 2000 or less, more preferably 1500 or less, and further preferably 400 or more and 1500 or less. These Mn and Mw are measured by a normal method using GPC.
  • the hydroxyl equivalent of the specific novolak resin is not particularly limited. From the viewpoint of the crosslinking density involved in the heat resistance of the molded product, the hydroxyl group equivalent is preferably 50 g / eq to 150 g / eq on average, more preferably 50 g / eq to 120 g / eq, and 55 g / eq. More preferably, it is ⁇ 120 g / eq.
  • the curing agent may contain a monomer that is a phenol compound constituting the specific novolac resin.
  • a content ratio (henceforth "monomer content ratio" of the monomer which is a phenol compound which comprises specific novolak resin.
  • the monomer content is preferably 10% by mass to 50% by mass, and more preferably 15% by mass to 45% by mass.
  • the content is preferably 20% by mass to 40% by mass.
  • the monomer content is 50% by mass or less, the amount of monomers that do not contribute to crosslinking during the curing reaction is reduced and the number of crosslinked high molecular weight substances is increased, so that a higher-density higher-order structure is formed, and the molded product.
  • the thermal conductivity of is improved.
  • molding since it is easy to flow at the time of shaping
  • the content of the curing agent in the epoxy resin composition is not particularly limited.
  • the ratio (phenolic hydroxyl group equivalent / epoxy equivalent) of the active hydrogen equivalent of the phenolic hydroxyl group in the curing agent (phenolic hydroxyl group equivalent) to the epoxy equivalent of the epoxy resin is preferably 0.5 to 2, It is more preferable that the ratio is 1.2.
  • the epoxy resin composition may further contain a curing catalyst as necessary.
  • a curing catalyst By including a curing catalyst, the epoxy resin composition can be sufficiently cured.
  • the type and content of the curing catalyst are not particularly limited, and an appropriate type and content can be selected from the viewpoint of reaction rate, reaction temperature, storage property, and the like. Specific examples include imidazole compounds, organophosphorus compounds, tertiary amines, quaternary ammonium salts, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of heat resistance of the molded product, at least one selected from the group consisting of an organic phosphine compound and a complex of an organic phosphine compound and an organic boron compound is preferable.
  • organic phosphine compound examples include triphenylphosphine, diphenyl (p-tolyl) phosphine, tris (alkylphenyl) phosphine, tris (alkoxyphenyl) phosphine, tris (alkylalkoxyphenyl) phosphine, and tris (dialkylphenyl).
  • Phosphine tris (trialkylphenyl) phosphine, tris (tetraalkylphenyl) phosphine, tris (dialkoxyphenyl) phosphine, tris (trialkoxyphenyl) phosphine, tris (tetraalkoxyphenyl) phosphine, trialkylphosphine, dialkylarylphosphine, Examples thereof include alkyl diaryl phosphine.
  • an organic phosphine compound and an organic boron compound include tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium tetra-p-tolylborate, tetrabutylphosphonium tetraphenylborate, and tetraphenylphosphonium butyltriphenyl.
  • examples thereof include borate, butyltriphenylphosphonium tetraphenylborate, and methyltributylphosphonium tetraphenylborate.
  • One curing catalyst may be used alone, or two or more curing catalysts may be used in combination.
  • a method for efficiently producing a semi-cured epoxy resin composition and a cured epoxy resin composition which will be described later, a method in which two types of curing catalysts having different reaction start temperatures and reaction rates of an epoxy resin and a curing agent are mixed and used. It is done.
  • the mixing ratio can be determined without particular limitation depending on the properties required for the semi-cured epoxy resin and the cured epoxy resin composition.
  • the content of the curing catalyst is 0.5% by mass to 1.5% by mass of the total mass of the epoxy resin and the curing agent. It is preferably 0.5% by mass to 1% by mass, more preferably 0.75% by mass to 1% by mass.
  • the epoxy resin composition may contain an inorganic filler.
  • an inorganic filler By using an inorganic filler, the thermal conductivity of the molded product tends to be improved.
  • the inorganic filler may be non-conductive or conductive.
  • a non-conductive inorganic filler By using a non-conductive inorganic filler, it is possible to reduce the risk that the electrical insulation of the molded product is lowered, and by using the conductive inorganic filler, the thermal conductivity of the molded product is further improved.
  • the “non-conductive inorganic filler” refers to an inorganic filler having a volume resistivity of 10 12 ⁇ cm or more.
  • conductive inorganic filler” in the present disclosure refers to an inorganic filler having a volume resistivity of 10 ⁇ 5 ⁇ cm or less.
  • non-conductive inorganic filler examples include boron nitride, alumina, silica, aluminum nitride, magnesium oxide, silicon oxide, aluminum hydroxide, and barium sulfate.
  • the material for the conductive inorganic filler include gold, silver, nickel, copper, and graphite. From the viewpoint of electrical insulation of the molded product, it is preferably a non-conductive inorganic filler, and more preferably at least one selected from the group consisting of alumina, boron nitride, aluminum nitride, silica and magnesium oxide. preferable. Furthermore, it is preferable to contain at least alumina for the reason described in WO2013 / 065159.
  • inorganic fillers can be used in one kind or a mixture of two or more kinds.
  • boron nitride and alumina can be used in combination, but are not limited to this combination.
  • the content of the inorganic filler in the epoxy resin composition is not particularly limited.
  • the content is preferably 60% by volume to 90% by volume in the solid content of the epoxy resin composition.
  • the thermal conductivity of the molded product tends to be improved.
  • the content of the inorganic filler is 90% by volume or less, the moldability and adhesiveness of the epoxy resin composition tend to be further improved.
  • the content of the inorganic filler is more preferably 65% by volume to 85% by volume, and preferably 70% by volume to 85% by volume in the solid content of the epoxy resin composition from the viewpoint of increasing the thermal conductivity of the molded product. Is more preferable.
  • each variable is as follows.
  • Aw mass composition ratio of epoxy resin (mass%)
  • Bw mass composition ratio (% by mass) of curing agent
  • Cw mass composition ratio (mass%) of the curing catalyst (optional component)
  • Dw mass composition ratio of inorganic filler (mass%)
  • Ew Mass composition ratio (mass%) of the silane coupling agent (optional component)
  • Fw mass composition ratio (mass%) of other optional components
  • Ad Specific gravity of epoxy resin
  • Bd Specific gravity of curing agent Cd: Specific gravity of curing catalyst (optional component)
  • Dd Specific gravity of inorganic filler
  • Ed Specific gravity of silane coupling agent (optional component)
  • Fd Specific gravity of other optional components
  • the inorganic filler may have a single peak or a plurality of peaks when a particle size distribution curve is drawn with the particle diameter on the horizontal axis and the frequency on the vertical axis.
  • the average particle size (D50) which is the particle size corresponding to 50% weight cumulative from the small particle size side of the weight cumulative particle size distribution of the inorganic filler Is preferably from 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably from 0.1 ⁇ m to 70 ⁇ m, from the viewpoint of the thermal conductivity of the molded product.
  • the inorganic filler having a plurality of peaks in the particle size distribution curve can be constituted by combining two or more kinds of fillers having different D50s, for example.
  • the D50 of the inorganic filler is measured using a laser diffraction method, and corresponds to a particle diameter at which the weight accumulation is 50% when the weight accumulation particle size distribution curve is drawn from the small particle diameter side.
  • the particle size distribution measurement using the laser diffraction method can be performed using a laser diffraction scattering particle size distribution measuring device (for example, LS230 manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
  • inorganic filler (A) having D50 of 20 ⁇ m to 100 ⁇ m, and D50 is 1 / of inorganic filler (A).
  • a mixed filler with an inorganic filler (B) of 2 or less and 0.1 to 50 ⁇ m can be mentioned.
  • the mixed filler is based on the total volume of the inorganic filler (100% by volume), the inorganic filler (A) is 50% to 90% by volume, and the inorganic filler (B) is 10% to 50% by volume (however, inorganic
  • the total volume% of the filler (A) and the inorganic filler (B) is preferably 100% by volume).
  • the mixed filler is based on the total volume of the inorganic filler (100 volume%), the inorganic filler (A ′) is 20 volume% to 89 volume%, the inorganic filler (B ′) is 10 volume% to 50 volume%, and the inorganic filler (C ′) is a ratio of 1% by volume to 30% by volume (however, the total volume% of the inorganic filler (A ′), the inorganic filler (B ′), and the inorganic filler (C ′) is 100% by volume). It is preferable.
  • D50 of the inorganic filler (A) and (A ′) is appropriately selected according to the target thickness of the molded product or molded cured product when the epoxy resin composition is applied to the molded product and molded cured product described later. It is preferred that
  • the epoxy resin composition may further contain an inorganic filler having a D50 of 1 nm or more and less than 100 nm as necessary.
  • the epoxy resin composition of the present disclosure may contain a silane coupling agent as necessary.
  • the content of the silane coupling agent in the epoxy resin composition is not particularly limited.
  • the content is preferably 0.01% by mass to 0.1% by mass in the solid content of the epoxy resin composition.
  • silane coupling agent When using a silane coupling agent, it is not particularly limited, but it is preferable to use a silane coupling agent having a phenyl group.
  • the proportion of the silane coupling agent having a phenyl group in the entire silane coupling agent is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. .
  • the fluidity of the epoxy resin composition and the high thermal conductivity of the molded product are achieved by the interaction between the surface of the inorganic filler and the epoxy resin surrounding the inorganic filler.
  • the silane coupling agent containing a phenyl group is easy to interact with the epoxy resin which has a mesogen skeleton, the more excellent thermal conductivity of a molding can be achieved.
  • a silane coupling agent having a phenyl group has a phenyl group attached to a silicon atom (Si). It is preferable to include a silane coupling agent that is directly bonded.
  • the proportion of the silane coupling agent in which the phenyl group in the silane coupling agent having a phenyl group is directly bonded to the silicon atom (Si) is preferably 30% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more. More preferably, it is more preferably 80% by mass or more.
  • the type of the silane coupling agent containing a phenyl group is not particularly limited, and a commercially available product may be used. Specific examples include 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltriethoxysilane, N-methylanilinopropyltrimethoxysilane, N-methylanilinopropyltriethoxysilane, 3-phenyliminopropyltrimethoxysilane.
  • silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the silane coupling agent only needs to be contained in the epoxy resin composition, and may be present in a state where the surface of the inorganic filler is coated or may be present alone in the epoxy resin composition.
  • the method for adding the silane coupling agent to the epoxy resin composition is not particularly limited. Specifically, the integral method added when mixing other materials such as epoxy resin and inorganic filler, and after mixing a certain amount of silane coupling agent with a small amount of resin, There are a master batch method of mixing, a pretreatment method of mixing an inorganic filler and a silane coupling agent before mixing with other materials such as an epoxy resin, and treating the surface of the inorganic filler with a silane coupling agent in advance.
  • the pretreatment method includes a dry method in which a stock solution or solution of a silane coupling agent is dispersed by high-speed stirring together with an inorganic filler, and the inorganic filler is slurried with a dilute solution of the silane coupling agent, or the silane cup is added to the inorganic filler.
  • a wet method in which the surface of the inorganic filler is treated with a silane coupling agent by immersing the ring agent.
  • the adhesion amount of silicon atoms derived from the silane coupling agent per specific surface area of the inorganic filler is preferably 5.0 ⁇ 10 ⁇ 6 mol / m 2 to 10.0 ⁇ 10 ⁇ 6 mol / m 2. More preferably, it is in the range of 0.5 ⁇ 10 ⁇ 6 mol / m 2 to 9.5 ⁇ 10 ⁇ 6 mol / m 2 , and 6.0 ⁇ 10 ⁇ 6 mol / m 2 to 9.0 ⁇ 10 ⁇ 6 mol / it is more preferably m 2.
  • the measuring method of the adhesion amount of the silicon atom derived from the silane coupling agent per specific surface area of the inorganic filler is as follows.
  • the BET method is mainly applied as a method for measuring the specific surface area of the inorganic filler.
  • the BET method is a gas adsorption method in which inert gas molecules such as nitrogen (N 2 ), argon (Ar), and krypton (Kr) are adsorbed on solid particles, and the specific surface area of the solid particles is measured from the amount of adsorbed gas molecules. Is the law.
  • the specific surface area can be measured using a specific surface area pore distribution measuring apparatus (for example, SA3100, manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
  • the silicon atom derived from the silane coupling agent present on the surface of the inorganic filler can be quantitatively measured by 29 Si CP / MAS (Cross Polarization) / (Magic Angle Spinning) solid-state NMR (Nuclear Magnetic Resonance). Since this CP / MAS solid state NMR (for example, JNM-ECA700 manufactured by JEOL Ltd.) has high resolution, even when silica is contained in the inorganic filler, it is derived from the silicon atom derived from silica as the inorganic filler and the silane coupling agent. It is possible to distinguish between silicon atoms. Further, when the inorganic filler does not contain silica, the silicon atoms derived from the silane coupling agent can be quantified also by a fluorescent X-ray analyzer (for example, Supermini 200 manufactured by Rigaku Corporation).
  • a fluorescent X-ray analyzer for example, Supermini 200 manufactured by Rigaku Corporation.
  • silicon derived from the silane coupling agent per specific surface area of the inorganic filler. The amount of attached atoms is calculated.
  • the epoxy resin composition of the present disclosure may contain a release agent as necessary.
  • the release agent include oxidized and non-oxidized polyolefins, carnauba wax, montanic acid ester, montanic acid and stearic acid. These may be used alone or in combination of two or more. Good.
  • the epoxy resin composition of the present disclosure may contain a stress relaxation agent such as silicone oil and silicone rubber powder, a reinforcing material such as glass fiber, and the like as necessary.
  • the epoxy resin composition of the present disclosure can be produced by any method as long as various components can be dispersed and mixed.
  • a method in which components of a predetermined blending amount are sufficiently mixed with a mixer or the like, then melt-kneaded with a mixing roll, an extruder, etc., cooled, and pulverized can be exemplified. .
  • a predetermined amount of the above-described components are stirred, mixed, kneaded with a kneader, roll, extruder or the like that has been heated to 70 ° C. to 140 ° C., cooled, and pulverized. be able to.
  • the epoxy resin composition is easy to use if it is tableted with a size and mass that meet the molding conditions.
  • the semi-cured epoxy resin composition of the present disclosure is a semi-cured product of the epoxy resin composition of the present disclosure.
  • the semi-cured epoxy resin composition of the present disclosure is derived from the epoxy resin composition of the present disclosure, and is obtained by semi-curing the epoxy resin composition of the present disclosure.
  • the semi-cured epoxy resin composition is a semi-cured epoxy resin composition in which the resin component melts when heated to 80 ° C. to 120 ° C., and the viscosity decreases to 10 Pa ⁇ s to 10 4 Pa ⁇ s. Means the body. Further, in the cured epoxy resin composition described later, the resin component does not melt by heating.
  • the viscosity is measured by dynamic viscoelasticity measurement (DMA) (for example, ARES-2KSTD manufactured by TA Instruments). The measurement conditions are a frequency of 1 Hz and a shear test.
  • DMA dynamic viscoelasticity measurement
  • the semi-curing treatment can be performed, for example, by a method of heating the epoxy resin composition at a temperature of 50 ° C. to 180 ° C. for 1 minute to 30 minutes.
  • the cured epoxy resin composition of the present disclosure is a cured product of the epoxy resin composition of the present disclosure.
  • the cured epoxy resin composition of the present disclosure is derived from the epoxy resin composition of the present disclosure, and is obtained by curing the epoxy resin composition of the present disclosure.
  • the cured epoxy resin composition of the present disclosure is excellent in thermal conductivity. This can be considered, for example, because the epoxy resin contained in the epoxy resin composition forms a higher-order structure centering on the inorganic filler.
  • the cured epoxy resin composition of the present disclosure can be produced by curing the uncured epoxy resin composition or the semi-cured epoxy resin composition of the present disclosure.
  • the method of the curing treatment can be appropriately selected according to the configuration of the epoxy resin composition, the purpose of the cured epoxy resin composition, etc., and is preferably a heat and pressure treatment.
  • the curing treatment can be performed, for example, by a method in which an uncured epoxy resin composition is heated at 100 to 250 ° C. for 30 to 600 minutes.
  • the uncured epoxy resin composition is made into a semi-cured epoxy resin composition by the above-mentioned method, followed by heating at 100 ° C. to 200 ° C. for 1 minute to 30 minutes, and further at 150 ° C. to 250 ° C. for 60 minutes to 300 This is a method of heating for a minute.
  • the molded product of the present disclosure is produced by press molding the epoxy resin composition of the present disclosure.
  • the molded cured product of the present disclosure is produced by post-curing the molded product of the present disclosure by heating.
  • the transfer molding method is the most common method for press molding the epoxy resin composition of the present disclosure.
  • a compression molding method or the like may be used as a press molding method.
  • the temperature of the mold during press molding is preferably 100 ° C. to 200 ° C., and more preferably 120 ° C. to 180 ° C. If the temperature of the mold is 100 ° C. or higher, the epoxy resin is dissolved during molding and the molding tends to be easy. If the temperature of the mold is 200 ° C. or less, the thermal conductivity of the molded product tends to increase.
  • the molded product obtained according to the present disclosure has a diffraction peak in a diffraction angle 2 ⁇ of 3.0 ° to 3.5 ° by an X-ray diffraction method using CuK ⁇ rays.
  • a molded article having such a diffraction peak has a highly ordered smectic structure among higher order structures, and is excellent in thermal conductivity.
  • the epoxy resin composition of the present disclosure can be used as it is after being molded and removed from the mold, but if necessary, it can be post-cured by heating in an oven or the like and used as a molded cured product. You can also.
  • the heating conditions in this case can be appropriately selected according to the type and amount of components such as epoxy resin and curing agent contained in the epoxy resin composition.
  • the heating temperature of the molded product is preferably 150 ° C. to 250 ° C., more preferably 180 ° C. to 220 ° C.
  • the heating time of the molded product is preferably 30 minutes to 600 minutes, and more preferably 60 minutes to 300 minutes.
  • the molded cured product has a diffraction peak in the diffraction angle 2 ⁇ range of 3.0 ° to 3.5 ° by the X-ray diffraction method using CuK ⁇ rays in the same manner as the molded product before post-curing. This indicates that a highly cured smectic structure formed in the molded product is maintained after post-curing by heating, whereby a molded cured product having excellent thermal conductivity can be obtained.
  • the epoxy resin composition of the present disclosure can be used in the fields of industrial and automotive motors and inverters, as well as printed wiring boards and semiconductor element sealing materials.
  • Epoxy resin Epoxy resin monomer represented by the following structure: 4- ⁇ 4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl ⁇ cyclohexyl 4- (2,3-epoxypropoxy) benzoate (epoxy equivalent: 212 g / eq, production) Method: A part of the method described in Patent Document 3 was reacted with a predetermined amount of hydroquinone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hydroxyl equivalent: 55 g / eq), and a prepolymerized compound was used as an epoxy resin.
  • the equivalent ratio (Ep / Ph) of the epoxy group derived from the epoxy resin monomer and the phenolic hydroxyl group derived from hydroquinone is as follows. Epoxy resin 1: 100/7 Epoxy resin 2: 100/10 Epoxy resin 3: 100/13 Epoxy resin 4: 100/15 Epoxy resin 5: 100/20
  • a compound having the following structure had a peak at a position of 17.4 minutes, and an epoxy resin monomer had a peak at a position of 14.9 minutes.
  • the mass spectrum detector detected an ionization voltage of 2700 V, and the molecular weight of the compound having the following structure was 959 with one proton added.
  • Epoxy equivalents of epoxy resins 1 to 5 were measured by the perchloric acid titration method.
  • the contents of the dimer compound having the above structure and the unreacted epoxy resin monomer in the total epoxy resin contained in the epoxy resins 1 to 5 were measured by reverse phase chromatography (RPLC).
  • RPLC reverse phase chromatography
  • Mightysil RP-18 manufactured by Kanto Chemical Co., Inc. was used as the RPLC column for analysis.
  • the measurement was carried out while changing continuously (35 minutes from the start).
  • the flow rate was 1.0 ml / min. Absorbance at a wavelength of 280 nm was detected, the total area of all detected peaks was taken as 100, the ratio of the area of each corresponding peak was determined, and the value was calculated as the content [% by mass] of each compound in the entire epoxy resin. did. Table 1 shows the content ratios of the dimer and unreacted epoxy resin monomer contained in the epoxy resins 1 to 5.
  • the measurement of the physical-property value was performed as follows.
  • the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) were measured using a high performance liquid chromatography L6000 manufactured by Hitachi, Ltd. and a data analyzer C-R4A manufactured by Shimadzu Corporation.
  • As the GPC column G2000HXL and G3000HXL manufactured by Tosoh Corporation were used, the sample concentration was 0.2%, tetrahydrofuran was used for the mobile phase, and the measurement was performed at a flow rate of 1.0 ml / min.
  • a calibration curve was prepared using a polystyrene standard sample, and Mn and Mw were measured by using polystyrene conversion values.
  • the hydroxyl equivalent was measured by acetyl chloride-potassium hydroxide titration method. The determination of the titration end point was performed by potentiometric titration rather than coloration with an indicator because the solution color was dark. Specifically, the hydroxyl group of the phenol resin was acetylated with acetyl chloride in a pyridine solution, the excess reagent was decomposed with water, and the produced acetic acid was titrated with a potassium hydroxide / methanol solution to measure the hydroxyl group equivalent. . The physical property values of the curing agent are shown below.
  • a novolak resin composition containing a novolak resin (hydroxyl equivalent: 65 g / eq, Mn: 422, Mw: 564) containing 35% of a monomer component (resorcinol) as a molecular diluent.
  • Alumina filler AL35-63 (Micron alumina, average particle size 50 ⁇ m, specific surface area 0.1 m 2 / g)
  • AL35-45 (Micron alumina, average particle size 20 ⁇ m, specific surface area 0.2 m 2 / g)
  • AX3-32 (Micron alumina, average particle size 4 ⁇ m, specific surface area 1.0 m 2 / g)
  • Silane coupling agent KBM-573 (3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
  • Rico wax E Montanic acid ester, manufactured by Clariant Japan
  • a kneaded product obtained by mixing and kneading a predetermined amount of epoxy resin, curing agent, curing catalyst, inorganic filler, silane coupling agent, and release agent is subjected to a pressure of 20 MPa and a temperature of 140 ° C. by a transfer molding machine.
  • the product was molded into a width of 10 mm, a length of 80 mm, and a thickness of 3 mm. Then, post-curing was performed at 180 ° C./5 hours to obtain a molded cured product.
  • ⁇ Evaluation methods ⁇ Measurement of adhesion amount of silicon atom derived from silane coupling agent per specific surface area of inorganic filler>
  • the specific surface area of the inorganic filler was measured by a BET method using a specific surface area pore distribution measuring device (SA3100 manufactured by Beckman Coulter).
  • quantification of silicon atoms derived from the silane coupling agent present on the surface of the inorganic filler was performed by 29 Si CP / MAS solid-state NMR using a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR, JNM-ECA700 manufactured by JEOL Ltd.). From the values obtained from these, the adhesion amount [mol / m 2 ] of silicon atoms derived from the silane coupling agent per specific surface area of the inorganic filler was calculated.
  • Tg glass transition temperature
  • X-ray diffraction (XRD, wide-angle X-ray diffractometer ATX-G manufactured by Rigaku Corporation) was performed on the molded product or the molded cured product.
  • XRD X-ray diffraction
  • a CuK ⁇ ray was used as the X-ray source
  • the tube voltage was 50 kV
  • the tube current was 300 mA
  • the scanning speed was 1 ° / min.
  • Table 2 below shows the composition and evaluation results of each kneaded product.
  • the notation “8.9E-06” in the column “Adhesion amount of silicon atom derived from silane coupling agent” means 8.9 ⁇ 10 ⁇ 6 .

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Abstract

エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と硬化剤とを含有し、前記エポキシ樹脂は、下記一般式(IA)で表される構造単位及び下記一般式(IB)で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一つを有する多量体化合物を含み、前記多量体化合物が、1分子中に下記一般式(II)で表される構造単位を2つ含む二量体化合物を含み、前記エポキシ樹脂全体に占める、前記二量体化合物の割合が、15質量%~28質量%である。

Description

エポキシ樹脂組成物、半硬化エポキシ樹脂組成物、硬化エポキシ樹脂組成物、成形物及び成形硬化物
 本発明は、エポキシ樹脂組成物、半硬化エポキシ樹脂組成物、硬化エポキシ樹脂組成物、成形物及び成形硬化物に関する。
 近年、産業用及び自動車用のモーター及びインバーターの、小型化及び高出力化が急速に進んでおり、絶縁材料に求められる特性もかなり高くなってきている。中でも、小型化に伴い高密度化された導体から発生する発熱量は大きくなってきており、いかに熱を放散させるかが重要な課題となっている。これらのモーター及びインバーターに用いられる絶縁材料には、絶縁性能の高さ、成形の容易さ、耐熱性等の観点から、熱硬化性樹脂を用いた硬化物が広く使用されている。しかし、一般的に熱硬化性樹脂硬化物の熱伝導率は低く、熱放散を妨げる大きな要因となっているため、高熱伝導性を有する樹脂硬化物の開発が望まれている。
 高熱伝導性を有する樹脂硬化物として、分子構造中にメソゲン骨格を有するエポキシ樹脂組成物の硬化物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示の内容は、メソゲン骨格と称するものに代表される剛直な構造を樹脂の分子内に導入し、分子間スタッキング性を利用して液晶性又は結晶性を発現させ、フォノン散乱を抑制することにより熱伝導率を高めるというものである。また、分子構造中にメソゲン骨格を有するエポキシ樹脂として、特許文献2~特許文献4等に示されている化合物を挙げることができる。
 また、樹脂硬化物の高熱伝導化を達成する手法として、無機セラミックス粉末からなる熱伝導性フィラーを樹脂組成物に充填して複合材料とする方法がある。熱伝導性フィラーとしては、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム等が知られている。この手法は、高熱伝導性と電気絶縁性とを両立するフィラーを樹脂組成物に充填することにより、複合材料において高熱伝導性と電気絶縁性との両立を図るものである。
特許4118691号公報 特許4619770号公報 特許5471975号公報 特開2011-84557号公報
 フィラーを高充填量化することで熱伝導率を高める手法では、電気絶縁性と両立する上で充填量には上限があるため、複合材料の熱伝導率の向上には限界がある。これに対し、熱伝導率の高い樹脂を使用することは複合材料の熱伝導率を飛躍的に高くすることが可能となる点で望ましい。しかし、メソゲン骨格含有樹脂は一般的に高融点であるため、ハンドリング性が低下する課題を生じることがある。
 ハンドリング性の低下に対する対策として、メソゲン骨格含有樹脂と相溶性のある樹脂をブレンドすることにより樹脂の結晶性を低下させ、低融点化させることで流動性を高める手法が一般的に知られている。しかし、ブレンド化の手法では硬化後の樹脂のスタッキング性が阻害され、高熱伝導性が発揮されないことがある。
 本発明の目的は、流動性に優れ、高熱伝導性及び高ガラス転移温度(以下、Tgと称することがある。)の成形物を形成可能なエポキシ樹脂組成物並びにこれを用いた半硬化エポキシ樹脂組成物及び硬化エポキシ樹脂組成物を提供することである。さらに本発明の目的は、高熱伝導性及び高Tgを有する成形物及び成形硬化物を提供することである。
 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち、本発明の一実施形態は以下の態様を包含する。
<1> エポキシ樹脂と硬化剤とを含有し、
 前記エポキシ樹脂は、下記一般式(IA)で表される構造単位及び下記一般式(IB)で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一つを有する多量体化合物を含み、
 前記多量体化合物が、1分子中に下記一般式(II)で表される構造単位を2つ含む二量体化合物を含み、
 前記エポキシ樹脂全体に占める、前記二量体化合物の割合が、15質量%~28質量%であるエポキシ樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013

 
[一般式(IA)及び一般式(IB)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基を示す。nは0~4の整数を示す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

 
[一般式(II)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示す。]
<2> 前記二量体化合物が、下記一般式(II-A)で表される化合物、下記一般式(II-B)で表される化合物及び下記一般式(II-C)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種類を含み、
 前記エポキシ樹脂全体に占める、下記一般式(II-A)で表される化合物、下記一般式(II-B)で表される化合物及び下記一般式(II-C)で表される化合物の合計の割合が、15質量%~28質量%である、<1>に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

 
[一般式(II-A)~一般式(II-C)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基を示す。nは0~4の整数を示す。]
<3> 前記一般式(IA)で表される構造単位が下記一般式(IA’)で表される構造単位であり、前記一般式(IB)で表される構造単位が下記一般式(IB’)で表される構造単位である、<1>に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

 
[一般式(IA’)及び一般式(IB’)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基を示す。nは0~4の整数を示す。]
<4> 前記二量体化合物が、下記一般式(II-A’)で表される化合物、下記一般式(II-B’)で表される化合物及び下記一般式(II-C’)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種類を含み、
 前記エポキシ樹脂全体に占める、下記一般式(II-A’)で表される化合物、下記一般式(II-B’)で表される化合物及び下記一般式(II-C’)で表される化合物の合計の割合が、15質量%~28質量%である<3>に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

 
[一般式(II-A’)~一般式(II-C’)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基を示す。nは0~4の整数を示す。]
<5> 前記エポキシ樹脂は、下記一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーを含み、前記エポキシ樹脂全体に占める前記エポキシ樹脂モノマーの割合が、57質量%~80質量%である、<1>~<4>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

 
[一般式(I’’)中、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示す。]
<6> 前記硬化剤は、下記一般式(II-1)及び下記一般式(II-2)からなる群より選択される少なくとも一つで表される構造単位を有する化合物を含むノボラック樹脂を含む、<1>~<5>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019

 
[一般式(II-1)及び(II-2)中、R21及びR24はそれぞれ独立にアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を示し、R22、R23、R25及びR26はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。m21及びm22はそれぞれ独立に0~2の整数を示し、n21及びn22はそれぞれ独立に1~7の整数を示す。]
<7> 前記硬化剤は、下記一般式(III-1)~下記一般式(III-4)からなる群より選択される少なくとも一つで表される構造を有する化合物を含むノボラック樹脂を含む、<1>~<5>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023

 
[一般式(III-1)~一般式(III-4)中、m31~m34及びn31~n34はそれぞれ独立に正の整数を示す。Ar31~Ar34はそれぞれ独立に下記一般式(III-a)で表される基及び下記一般式(III-b)で表される基のいずれか一つを示す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024

 
[一般式(III-a)及び一般式(III-b)中、R31及びR34はそれぞれ独立に水素原子又は水酸基を示す。R32及びR33はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~8のアルキル基を示す。]
<8> 前記硬化剤は、前記ノボラック樹脂を構成するフェノール化合物であるモノマーの含有比率が10質量%~50質量%である、<6>又は<7>に記載のエポキシ樹脂組成物。
<9> さらに無機フィラーを含む、<1>~<8>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
<10> 前記無機フィラーの材質は、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、シリカ及び酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくとも一種類を含有する、<9>に記載のエポキシ樹脂組成物。
<11> 前記無機フィラーの含有率が、固形分中において60体積%~90体積%である、<9>又は<10>に記載のエポキシ樹脂組成物。
<12> さらにシランカップリング剤を含む、<1>~<11>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
<13> 前記シランカップリング剤が、フェニル基を有するシランカップリング剤を含む、<12>に記載のエポキシ樹脂組成物。
<14> <1>~<13>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の半硬化体である半硬化エポキシ樹脂組成物。
<15> <1>~<13>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化体である硬化エポキシ樹脂組成物。
<16> <1>~<13>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物をプレス成形することによって作製される成形物。
<17> <16>に記載の成形物を加熱により後硬化させた成形硬化物。
 本発明によれば、流動性に優れ、高熱伝導性及び高Tgの成形物を形成可能なエポキシ樹脂組成物並びにこれを用いた半硬化エポキシ樹脂組成物及び硬化エポキシ樹脂組成物を提供することができる。さらに本発明によれば、高熱伝導性及び高Tgを有する成形物及び成形硬化物を提供することができる。
 以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
 本明細書において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
 本明細書において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
 本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
 本明細書において組成物中の各成分の含有率又は含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
 本明細書において組成物中の各成分の粒子径は、組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
<エポキシ樹脂組成物>
 本開示のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と硬化剤とを含有し、前記エポキシ樹脂は、下記一般式(IA)で表される構造単位及び下記一般式(IB)で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一つを有する多量体化合物を含み、前記多量体化合物が、1分子中に下記一般式(II)で表される構造単位を2つ含む二量体化合物を含み、前記エポキシ樹脂全体に占める、前記二量体化合物の割合が、15質量%~28質量%である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025

 
 一般式(IA)及び一般式(IB)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基を示す。nは0~4の整数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026

 
 一般式(II)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示す。
 本開示のエポキシ樹脂組成物は流動性に優れる。また、本開示のエポキシ樹脂組成物を用いた成形物及び成形硬化物は高熱伝導性及び高Tgを有することが可能となる。
 以下、本開示のエポキシ樹脂組成物に含有される各成分について詳細に説明する。
-エポキシ樹脂-
 本開示で用いられるエポキシ樹脂は、一般式(IA)で表される構造単位及び一般式(IB)で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一つを有する多量体化合物を含み、多量体化合物が、1分子中に一般式(II)で表される構造単位を2つ含む二量体化合物を含み、エポキシ樹脂全体に占める、二量体化合物の割合が15質量%~28質量%とされたものである。
 なお、本開示における「多量体化合物」とは、1分子中に一般式(II)で表される構造単位を2つ以上含む化合物をいう。
 一般式(IA)及び一般式(IB)中、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を表し、水素原子又は炭素数1~2のアルキル基であることが好ましく、水素原子又はメチル基であることがより好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。
 さらにR~Rの内の二個~四個が水素原子であることが好ましく、三個又は四個が水素原子であることがより好ましく、四個全てが水素原子であることがさらに好ましい。R~Rのいずれかが炭素数1~3のアルキル基の場合、R及びRの少なくとも一方が炭素数1~3のアルキル基であることが好ましい。
 なお、一般式(II)におけるR~Rの具体例は、一般式(IA)及び一般式(IB)と同様であり、その好ましい範囲も同様である。
 一般式(IA)及び一般式(IB)中、Rはそれぞれ独立に炭素数1~8のアルキル基を表し、炭素数1~3のアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。
 一般式(IA)及び一般式(IB)中、nは0~4の整数を示し、0~2の整数であることが好ましく、0~1の整数であることがより好ましく、0であることがさらに好ましい。つまり、一般式(IA)及び一般式(IB)においてRを付されたベンゼン環は、二個~四個の水素原子を有することが好ましく、三個又は四個の水素原子を有することがより好ましく、四個の水素原子を有することがさらに好ましい。
 多量体化合物に含まれる一般式(II)で表される構造単位の数は任意であり特に限定されるものではなく、平均値として5以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましい。
 本開示においては、一般式(IA)で表される構造単位が下記一般式(IA’)で表される構造単位及び下記一般式(IA’’)で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一つであり、一般式(IB)で表される構造単位が下記一般式(IB’)で表される構造単位及び下記一般式(IB’’)で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一つであることが好ましく、一般式(IA)で表される構造単位が下記一般式(IA’)で表される構造単位であり、一般式(IB)で表される構造単位が下記一般式(IB’)で表される構造単位であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028

 
 一般式(IA’)、一般式(IB’)、一般式(IA’’)及び一般式(IB’’)中、R~R及びnの具体例は、一般式(IA)及び一般式(IB)と同様であり、その好ましい範囲も同様である。
 本開示に用いられるエポキシ樹脂は、1分子中に下記一般式(II)で表される構造単位を2つ含む二量体化合物を含む。
 1分子中に下記一般式(II)で表される構造単位を2つ含む二量体化合物の具体例としては、下記一般式(II-A)で表される化合物、下記一般式(II-B)で表される化合物及び下記一般式(II-C)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種類が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029

 
 一般式(II-A)、一般式(II-B)及び一般式(II-C)中、R~R及びnの具体例は、一般式(IA)及び一般式(IB)と同様であり、その好ましい範囲も同様である。
 二量体化合物の具体例としては、一般式(IA’)で表される構造単位及び一般式(IB’)で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一つを含む場合、下記一般式(II-A’)で表される化合物、下記一般式(II-B’)で表される化合物及び下記一般式(II-C’)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種類が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030

 
 一般式(II-A’)、一般式(II-B’)及び下記一般式(II-C’)中、R~R及びnの具体例は、一般式(IA)及び一般式(IB)と同様であり、その好ましい範囲も同様である。
 また、二量体化合物の具体例としては、一般式(IA’’)で表される構造単位及び一般式(IB’’)で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一つを含む場合、下記一般式(II-A’’)で表される化合物、下記一般式(II-B’’)で表される化合物及び下記一般式(II-C’’)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種類が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031

 
 一般式(II-A’’)、一般式(II-B’’)及び下記一般式(II-C’’)中、R~R及びnの具体例は、一般式(IA)及び一般式(IB)と同様であり、その好ましい範囲も同様である。
 本開示においては、二量体化合物の具体例としては、一般式(II-A’)で表される化合物、一般式(II-B’)で表される化合物及び一般式(II-C’)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種類であることが好ましい。
 これら二量体化合物の構造は、エポキシ樹脂合成時に使用した後述の一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーと、一つのベンゼン環に二個の水酸基を置換基として有する2価フェノール化合物と、の反応より得られると推定される構造の分子量と、UV及びマススペクトル検出器を備える液体クロマトグラフを用いて実施される液体クロマトグラフィーにより求めた目的化合物の分子量を照合させることで決定することができる。
 液体クロマトグラフィーは、分析用カラムに株式会社日立製作所製LaChrom II C18を使用し、溶離液にはテトラヒドロフランを用い、流速を1.0ml/minとして行う。UVスペクトル検出器では、280nmの波長における吸光度を検出する。また、マススペクトル検出器では、イオン化電圧を2700Vとして検出する。
 なお、エポキシ樹脂の合成方法及び評価についての詳細は後述する。
 本開示において、エポキシ樹脂全体に占める、二量体化合物の割合は、15質量%~28質量%である。この割合は後述の逆相クロマトグラフィー(Reversed Phase Liquid Chromatography、RPLC)測定によって求めることができる。
 二量体化合物の割合が15質量%未満ではエポキシ樹脂の溶融粘度が下がらず、成形が困難となるため、成形物が作製できないか、又は成形物の密度が低下してしまう傾向にある。また、二量体化合物の割合が28質量%を超えると成形物の架橋密度が低下し、結果として成形物の熱伝導率及びTgが低下してしまう傾向にある。
 二量体化合物の割合は、20質量%~27質量%であることが好ましく、22質量%~25質量%であることがより好ましい。
 また、エポキシ樹脂は、下記一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーを含んでもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032

 
 一般式(I’’)中、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示す。
 なお、一般式(I’’)におけるR~Rの具体例は、一般式(IA)及び一般式(IB)と同様であり、その好ましい範囲も同様である。
 エポキシ樹脂全体に占める一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーの割合は、57質量%~80質量%であることが好ましい。
 エポキシ樹脂モノマーの割合が57質量%以上であれば、これは言い換えれば一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーと2価のフェノール化合物との反応物が多すぎないことを意味するため、成形物の架橋密度が低下しにくく、結果として成形物の熱伝導率及びTgが低下しにくい傾向にある。一方、エポキシ樹脂モノマーの割合が80質量%以下であれば、これは言い換えれば一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーと2価のフェノール化合物との反応物が少なすぎることがないことを意味するため、成形物の成形が困難になりにくいか、又は成形物の架橋密度が低下しにくい傾向にある。
 エポキシ樹脂全体に占める一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーの割合は、59質量%~74質量%であることがより好ましく、62質量%~70質量%であることがさらに好ましい。
 本開示で用いられるエポキシ樹脂は、多量体化合物及び一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーに加え、その他のエポキシ樹脂成分を含んでいてもよい。エポキシ樹脂全体に占めるその他のエポキシ樹脂成分の割合は、15質量%未満であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、8質量%以下であることがさらに好ましく、実質的にその他のエポキシ樹脂成分を含まないことが特に好ましい。
 本明細書におけるRPLC測定は、分析用RPLCカラムに関東化学株式会社製Mightysil RP-18を使用し、グラジエント法を用いて、溶離液の混合比(体積基準)をアセトニトリル/テトラヒドロフラン/水=20/5/75からアセトニトリル/テトラヒドロフラン=80/20(開始から20分)を経てアセトニトリル/テトラヒドロフラン=50/50(開始から35分)に連続的に変化させて行う。また、流速を1.0ml/minとする。本明細書では、280nmの波長における吸光度を検出し、検出された全てのピークの総面積を100とし、それぞれ該当するピークにおける面積の比率を求め、その値をエポキシ樹脂全体における各化合物の含有率[質量%]とする。
 また、エポキシ樹脂のエポキシ当量は、過塩素酸滴定法により測定される。
 エポキシ当量は、エポキシ樹脂組成物の流動性及び形成物の熱伝導率を両立する観点から245g/eq~300g/eqであることが好ましく、250g/eq~290g/eqであることがより好ましく、260g/eq~280g/eqであることがさらに好ましい。エポキシ樹脂のエポキシ当量が245g/eq以上であればエポキシ樹脂の結晶性が高くなりすぎないためエポキシ樹脂組成物の流動性が低下しにくい傾向にある。一方、エポキシ樹脂のエポキシ当量が300g/eq以下であれば、エポキシ樹脂の架橋密度が低下しにくいため、成形物の熱伝導率が高くなる傾向にある。
 また、エポキシ樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定における数平均分子量(Mn)は、エポキシ樹脂組成物の流動性及び成形物の熱伝導率を両立する観点から400~800であることが好ましく、450~750であることがより好ましく、500~700であることがさらに好ましい。エポキシ樹脂のMnが400以上であれば、エポキシ樹脂の結晶性が高くなりすぎないためエポキシ樹脂組成物の流動性が低下しにくい傾向にある。エポキシ樹脂のMnが800以下であれば、エポキシ樹脂の架橋密度が低下しにくいため、成形物の熱伝導率が高くなる傾向にある。
 本明細書におけるGPC測定は、分析用GPCカラムに東ソー株式会社製G2000HXL及び3000HXLを使用し、移動相にはテトラヒドロフランを用い、試料濃度を0.2質量%とし、流速を1.0ml/minとして測定を行う。ポリスチレン標準サンプルを用いて検量線を作成し、ポリスチレン換算値でMnを計算する。
 多量体化合物を含むエポキシ樹脂は、一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマー、一つのベンゼン環に二個の水酸基を置換基として有する2価フェノール化合物及び後述の硬化触媒を合成溶媒中に溶解し、加熱しながら撹拌して合成することができる。溶媒を使用せずにエポキシ樹脂モノマーを溶融して反応させる手法でも合成は可能であるが、エポキシ樹脂モノマーが溶融する温度まで高温にしなければならないことがある。このため、安全性の観点から合成溶媒を使用した合成法が好ましい。
 合成溶媒としては、一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーと一つのベンゼン環に二個の水酸基を置換基として有する2価フェノール化合物とが反応するために必要な温度に加温できる溶媒であれば、特に制限されない。
 具体例としては、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、N-メチルピロリドン等が挙げられる。
 合成溶媒の量は、一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマー、一つのベンゼン環に二個の水酸基を置換基として有する2価フェノール化合物及び硬化触媒を、反応温度において溶解できる量以上とする。反応前の原料の種類、溶媒の種類等によって溶解性が異なるものの、仕込み固形分濃度を20質量%~60質量%とすれば、合成後の樹脂溶液粘度として好ましい範囲となる傾向にある。
 一つのベンゼン環に二個の水酸基を置換基として有する2価フェノール化合物としては、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、これらの誘導体等が挙げられる。誘導体としては、ベンゼン環に炭素数1~8のアルキル基等が置換した化合物が挙げられる。これらの2価フェノール化合物の中でも、レゾルシノール及びヒドロキノンを用いることが成形物の熱伝導率を向上させる観点から好ましく、ヒドロキノンを用いることがより好ましい。ヒドロキノンは2つの水酸基がパラ位の位置関係となるように置換されている構造であるため、エポキシ樹脂モノマーと反応させて得られる多量体化合物は直線構造となりやすい。このため、分子のスタッキング性が高く、高次構造を形成し易いと考えられる。
 これらの2価フェノール化合物は、一種類単独で用いてもよく、二種類以上を併用してもよい。
 上記硬化触媒の種類は特に限定されず、反応速度、反応温度、貯蔵安定性等の観点から適切なものを選択することができる。硬化触媒の具体例としては、イミダゾール化合物、有機リン化合物、第3級アミン、第4級アンモニウム塩等が挙げられる。これらは一種類単独で用いてもよく、二種類以上を併用してもよい。中でも、成形物の耐熱性の観点から有機ホスフィン化合物;有機ホスフィン化合物に無水マレイン酸、キノン化合物(1,4-ベンゾキノン、2,5-トルキノン、1,4-ナフトキノン、2,3-ジメチルベンゾキノン、2,6-ジメチルベンゾキノン、2,3-ジメトキシ-5-メチル-1,4-ベンゾキノン、2,3-ジメトキシ-1,4-ベンゾキノン、フェニル-1,4-ベンゾキノン等)、ジアゾフェニルメタン、フェノール樹脂等のπ結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有する化合物;及び有機ホスフィン化合物と有機ボロン化合物(テトラフェニルボレート、テトラ-p-トリルボレート、テトラ-n-ブチルボレート等)との錯体;からなる群より選択される少なくとも一つであることが好ましい。
 有機ホスフィン化合物としては、具体的には、トリフェニルホスフィン、ジフェニル(p-トリル)ホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(アルキルアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルコキシフェニル)ホスフィン、トリアルキルホスフィン、ジアルキルアリールホスフィン、アルキルジアリールホスフィン等が挙げられる。
 硬化触媒の量は特に制限されない。反応速度及び貯蔵安定性の観点から、一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーと一つのベンゼン環に二個の水酸基を置換基として有する2価フェノール化合物との合計質量に対し、0.1質量%~1.5質量%であることが好ましく、0.2質量%~1質量%であることがより好ましい。
 多量体化合物を含むエポキシ樹脂は、少量スケールであればガラス製のフラスコを使用し、大量スケールであればステンレス製の合成釜を使用して合成できる。具体的な合成方法は、例えば以下の通りである。
 まず、一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーをフラスコ又は合成釜に投入し、合成溶媒を入れ、オイルバス又は熱媒により反応温度まで加温し、エポキシ樹脂モノマーを溶解する。そこに一つのベンゼン環に二個の水酸基を置換基として有する2価フェノール化合物を投入し、合成溶媒中に溶解したことを確認した後に硬化触媒を投入し、反応を開始する。所定時間の後に反応溶液を取り出せば多量体化合物を含むエポキシ樹脂溶液が得られる。また、フラスコ内又は合成釜内において、加温条件のもと減圧下で合成溶媒を留去したものを取り出せば多量体化合物を含むエポキシ樹脂が室温(25℃)下で固体として得られる。
 反応温度は、硬化触媒の存在下でエポキシ基とフェノール性水酸基との反応が進行する温度であれば制限されず、例えば100℃~180℃の範囲であることが好ましく、100℃~150℃の範囲であることがより好ましい。反応温度を100℃以上とすることで反応が完結するまでの時間をより短くできる傾向にある。一方、反応温度を180℃以下とすることでゲル化する可能性を低減できる傾向にある。
 多量体化合物を含むエポキシ樹脂の合成において、一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーと、一つのベンゼン環に二個の水酸基を置換基として有する2価フェノール化合物と、の当量比を変更して合成することができる。具体的には、一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーのエポキシ基の当量数(Ep)と、一つのベンゼン環に二個の水酸基を置換基として有する2価フェノール化合物のフェノール性水酸基の当量数(Ph)との比率(Ep/Ph)を、100/100~100/1の範囲として合成することが可能である。エポキシ樹脂組成物の流動性並びに成形物の耐熱性及び熱伝導率の観点から、Ep/Phは100/18~100/10の範囲であることが好ましい。Ep/Phを100/10以下とすることで架橋点密度の低下を抑え、成形物の耐熱性及び熱伝導率を高めることができる。一方、Ep/Phを100/18以上とすることで得られる多量体化合物の軟化点が低くなり、エポキシ樹脂組成物の流動性を高めることができる。
 また、多量体化合物及び一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂は、分子構造中にメソゲン基を有している。分子構造中にメソゲン基を有するエポキシ樹脂の硬化体が熱伝導性に優れることは特許文献1に記載されている。また、WO2013/065159号公報に、一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーに2価のフェノール化合物をノボラック化したノボラック樹脂を組み合わせることで、高い熱伝導率と高いTgを実現できると記載されている。
 ここで、メソゲン基とは、分子間相互作用の働きにより結晶性又は液晶性を発現し易くするような官能基のことを指す。具体的には、ビフェニル基、フェニルベンゾエート基、アゾベンゼン基、スチルベン基、それらの誘導体等が代表として挙げられる。
 さらに、一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーは、無機フィラー、特にアルミナフィラーを中心としてより高い秩序性を有する高次構造を形成し、硬化体の熱伝導性が飛躍的に向上するとWO2013/065159号公報に記載されている。このことは多量体化合物を含むエポキシ樹脂にも当てはまる。これは、無機フィラーが存在することで高次構造を形成したエポキシ樹脂モノマーの硬化体が、効率的な熱伝導パスとなり、高熱伝導率が得られるためと考えられている。
 ここで、高次構造とは、その構成要素が配列してミクロな秩序構造を形成した高次構造体を含む構造を意味し、例えば、結晶相及び液晶相が相当する。このような高次構造体の存在の有無は、偏光顕微鏡観察によって容易に判断することが可能である。即ち、クロスニコル状態での観察において、偏光解消による干渉縞が見られることで判別可能である。
 この高次構造体は、通常硬化エポキシ樹脂組成物中に島状に存在して、ドメイン構造を形成しており、その島の一つが一つの高次構造体に対応する。この高次構造体の構成要素自体は一般には共有結合により形成されている。
 なお、無機フィラーを含む硬化エポキシ樹脂組成物における高次構造形成は、以下のようにして確認することができる。
 エポキシ樹脂と硬化剤と硬化触媒との混合物にアルミナフィラー等の無機フィラーを5体積%~10体積%添加して得られる組成物の硬化体(厚さ:0.1~20μm)を調製する。得られた硬化体をスライドガラス(厚さ:約1mm)に挟んだ状態で偏光顕微鏡(例えば、オリンパス株式会社製BX51)を用いて観察を行う。無機フィラーが存在する領域では無機フィラーを中心として干渉模様が観察されるが、無機フィラーが存在しない領域では干渉模様は観察されない。このことより、無機フィラーを中心として、エポキシ樹脂の硬化体が高次構造を形成していることが分かる。
 なお、観察はクロスニコル状態ではなく、偏光子に対して検光子を60°回転させた状態で行うことが必要である。クロスニコル状態で観察すると、干渉模様が観察されない領域(つまり、樹脂硬化物が高次構造を形成していない領域)が暗視野となり、無機フィラー部分と区別がつかなくなってしまう。しかし、偏光子に対して検光子を60°回転させることで干渉模様が観察されない領域は暗視野ではなくなり、無機フィラー部分との区別をつけることができる。
 ただし、分子構造中にメソゲン基を有するエポキシ樹脂モノマーは一般的に結晶化し易く、溶融温度が汎用のエポキシ樹脂モノマーと比較して高い傾向にある。なお、一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーもこれに該当する。しかし、そのようなエポキシ樹脂モノマーを一部重合させて多量体化合物とすることで結晶化を抑制でき、溶融温度を下げることが可能となる。その結果、エポキシ樹脂組成物の成形性が向上する。
 具体的には、前述の通り、一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーと一つのベンゼン環に二個の水酸基を置換基として有する2価フェノール化合物とを反応させて多量体化合物とすることで、上記効果が得られやすい。
-硬化剤-
 本開示のエポキシ樹脂組成物は、硬化剤を含有する。硬化剤の種類は特に限定されず、従来から公知の硬化剤を用いることができる。本開示においては、2価のフェノール化合物をノボラック化したノボラック樹脂(以下、「特定ノボラック樹脂」と称する場合がある)であることが好ましい。
 2価のフェノール化合物としては、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、1,2-ナフタレンジオール、1,3-ナフタレンジオール等が挙げられる。2価のフェノール化合物をノボラック化したノボラック樹脂とは、これら2価のフェノール化合物をメチレン鎖で連結したノボラック樹脂を示す。2価のフェノール化合物を用いることで成形物の熱伝導性が向上し、これら化合物をノボラック化することでさらに成形物の耐熱性が向上する。
 特定ノボラック樹脂は、下記一般式(II-1)及び下記一般式(II-2)からなる群より選択される少なくとも一つで表される構造単位を有する化合物を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033

 
 一般式(II-1)及び一般式(II-2)中、R21及びR24はそれぞれ独立にアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を示す。R21又はR24で表されるアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、置換基を有していてもよい。アルキル基の置換基としては、アリール基、水酸基、ハロゲン原子等を挙げることができる。アリール基、及びアラルキル基の置換基としては、アルキル基、アリール基、水酸基、ハロゲン原子等を挙げることができる。
 R21及びR24はそれぞれ独立にアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を示し、炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、又は炭素数7~13のアラルキル基であることが好ましく、炭素数1~6のアルキル基であることがより好ましい。
 m21及びm22はそれぞれ独立に0~2の整数を表す。m21が2の場合、2つのR21は同一であっても異なっていてもよく、m22が2の場合、2つのR24は同一であっても異なっていてもよい。本開示において、m21及びm22はそれぞれ独立に0又は1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
 また、n21及びn22はそれぞれ独立に1~7の整数を表し、一般式(II-1)で表される構造単位又は一般式(II-2)で表される構造単位の含有数をそれぞれ示す。
 一般式(II-1)及び一般式(II-2)中、R22、R23、R25及びR26はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。R22、R23、R25又はR26で表されるアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、置換基を有していてもよい。アルキル基の置換基としては、アリール基、水酸基、ハロゲン原子等を挙げることができる。アリール基及びアラルキル基の置換基としては、アルキル基、アリール基、水酸基、ハロゲン原子等を挙げることができる。
 R22、R23、R25及びR26としては、エポキシ樹脂組成物の保存安定性と成形物の熱伝導性の観点から、水素原子、アルキル基、又はアリール基であることが好ましく、水素原子、炭素数1~4のアルキル基又は炭素数6~12のアリール基であることがより好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。
 さらに、成形物の耐熱性の観点から、R22及びR23の少なくとも一方、又はR25及びR26の少なくとも一方はアリール基であることもまた好ましく、炭素数6~12のアリール基であることがより好ましい。
 なお、上記アリール基は芳香族基にヘテロ原子を含んでいてもよく、ヘテロ原子と炭素の合計数が6~12となるヘテロアリール基であることが好ましい。
 特定ノボラック樹脂は、一般式(II-1)で表される構造単位又は一般式(II-2)で表される構造単位を有する化合物を一種類単独で含むものであってもよいし、二種類以上を含むものであってもよい。硬化剤は、成形物の熱伝導性の観点から、一般式(II-1)で表される構造単位を有する化合物を少なくとも含むことが好ましく、一般式(II-1)で表され、レゾルシノールに由来する構造単位を有する化合物を少なくとも含むことがより好ましい。
 一般式(II-1)で表される構造単位を有する化合物が、レゾルシノールに由来する構造単位を有する場合、レゾルシノール以外のフェノール化合物に由来する部分構造の少なくとも一種類をさらに含んでいてもよい。一般式(II-1)で表される構造単位を有する化合物におけるレゾルシノール以外のフェノール化合物としては、フェノール、クレゾール、カテコール、ヒドロキノン、1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、1,2,4-トリヒドロキシベンゼン、1,3,5-トリヒドロキシベンゼン等が挙げられる。一般式(II-1)で表される構造単位を有する化合物は、これらのフェノール化合物に由来する部分構造を一種類単独でも、二種類以上を組み合わせて含んでいてもよい。
 また、一般式(II-2)で表され、カテコールに由来する構造単位を有する化合物においても、カテコール以外のフェノール化合物に由来する部分構造の少なくとも一種類を含んでいてもよい。
 ここで、フェノール化合物に由来する部分構造とは、フェノール化合物の芳香環部分から一個又は二個の水素原子を取り除いて構成される1価又は2価の基を意味する。なお、水素原子が取り除かれる位置は特に限定されない。
 一般式(II-1)で表される構造単位を有する化合物において、レゾルシノール以外のフェノール化合物に由来する部分構造としては、成形物の熱伝導性並びにエポキシ樹脂組成物の接着性及び保存安定性の観点から、フェノール、クレゾール、カテコール、ヒドロキノン、1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、1,2,4-トリヒドロキシベンゼン及び1,3,5-トリヒドロキシベンゼンからなる群より選択される少なくとも一種類に由来する部分構造であることが好ましく、カテコール及びヒドロキノンから選択される少なくとも一種類に由来する部分構造であることがより好ましい。
 また、一般式(II-1)で表される構造単位を有する化合物がレゾルシノールに由来する構造単位を含む場合、レゾルシノールに由来する部分構造の含有比率については特に制限はない。弾性率の観点から、一般式(II-1)で表される構造単位を有する化合物の全質量に対するレゾルシノールに由来する部分構造の含有比率は、55質量%以上であることが好ましく、成形物のTgと線膨張率の観点から、60質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、成形物の熱伝導性の観点から、90質量%以上であることが特に好ましい。
 さらに、特定ノボラック樹脂は、下記一般式(III-1)~(III-4)からなる群より選択される少なくとも一つで表される構造を有する化合物を含むことも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037

 
 一般式(III-1)~一般式(III-4)中、m31~m34及びn31~n34はそれぞれ独立に正の整数を示す。Ar31~Ar34はそれぞれ独立に下記一般式(III-a)で表される基及び下記一般式(III-b)で表される基のいずれか一つを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038

 
 一般式(III-a)及び一般式(III-b)中、R31及びR34はそれぞれ独立に水素原子又は水酸基を示す。R32及びR33はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~8のアルキル基を示す。
 一般式(III-1)~一般式(III-4)からなる群より選択される少なくとも一つで表される構造を有する特定ノボラック樹脂は、2価のフェノール化合物をノボラック化する後述の製造方法によって、副次的に生成可能なものである。
 一般式(III-1)~一般式(III-4)からなる群より選択される少なくとも一つで表される構造は、特定ノボラック樹脂の主鎖骨格として含まれていてもよく、また、側鎖の一部として含まれていてもよい。さらに、一般式(III-1)~一般式(III-4)のいずれか一つで表される構造を構成するそれぞれの構造単位は、ランダムに含まれていてもよいし、規則的に含まれていてもよいし、ブロック状に含まれていてもよい。
 また、一般式(III-1)~一般式(III-4)において、水酸基の置換位置は芳香環上であれば特に制限されない。
 一般式(III-1)~一般式(III-4)のそれぞれについて、複数存在するAr31~Ar34はすべて同一の原子団であってもよいし、二種類以上の原子団を含んでいてもよい。なお、Ar31~Ar34はそれぞれ独立に一般式(III-a)で表される基及び一般式(III-b)で表される基のいずれかを表す。
 一般式(III-a)及び一般式(III-b)におけるR31及びR34はそれぞれ独立に水素原子又は水酸基であり、成形物の熱伝導性の観点から水酸基であることが好ましい。また、R31及びR34の置換位置は特に制限されない。
 また、一般式(III-a)におけるR32及びR33はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~8のアルキル基を示す。R32及びR33における炭素数1~8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙げられる。また、一般式(III-a)におけるR32及びR33の置換位置は特に制限されない。
 一般式(III-1)~一般式(III-4)におけるAr31~Ar34はそれぞれ独立に、成形物の優れた熱伝導性を達成する観点から、ジヒドロキシベンゼンに由来する基(すなわち、一般式(III-a)においてR31が水酸基であって、R32及びR33が水素原子である基)、及びジヒドロキシナフタレンに由来する基(すなわち、一般式(III-b)においてR34が水酸基である基)から選ばれる少なくとも一種類であることが好ましい。
 ここで「ジヒドロキシベンゼンに由来する基」とは、ジヒドロキシベンゼンの芳香環部分から2つの水素原子を取り除いて構成される2価の基を意味し、水素原子が取り除かれる位置は特に制限されない。また、「ジヒドロキシナフタレンに由来する基」等についても同様の意味である。
 また、エポキシ樹脂組成物の生産性及び流動性の観点からは、Ar31~Ar34はそれぞれ独立にジヒドロキシベンゼンに由来する基であることが好ましく、1,2-ジヒドロキシベンゼン(カテコール)に由来する基及び1,3-ジヒドロキシベンゼン(レゾルシノール)に由来する基からなる群より選ばれる少なくとも一種類であることがより好ましい。成形物の熱伝導性を特に高める観点から、Ar31~Ar34はレゾルシノールに由来する基を少なくとも含むことが好ましい。
 また、成形物の熱伝導性を特に高める観点から、含有数がn31~n34で表される構造単位は、レゾルシノールに由来する部分構造を少なくとも含んでいることが好ましい。
 特定ノボラック樹脂がレゾルシノールに由来する部分構造を含む場合、レゾルシノールに由来する部分構造の含有率は、一般式(III-1)~一般式(III-4)のうちの少なくとも一つで表される構造を有する化合物の総質量中において55質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。
 一般式(III-1)~一般式(III-4)におけるm31~m34及びn31~n34についてはそれぞれ、エポキシ樹脂組成物の流動性の観点から、m/n=1/5~20/1であることが好ましく、5/1~20/1であることがより好ましく、10/1~20/1であることがさらに好ましい。また、(m+n)は、エポキシ樹脂組成物の流動性の観点から20以下であることが好ましく、15以下であることがより好ましく、10以下であることがさらに好ましい。なお、(m+n)の下限値は特に制限されない。ここでnがn31の場合、mはm31であり、nがn32の場合、mはm32であり、nがn33の場合、mはm33であり、nがn34の場合、mはm34である。
 一般式(III-1)~一般式(III-4)からなる群より選ばれる少なくとも一つで表される構造を有するノボラック樹脂は、特にAr31~Ar34が置換又は非置換のジヒドロキシベンゼン、及び置換又は非置換のジヒドロキシナフタレンの少なくとも一種類である場合、これらを単純にノボラック化したノボラック樹脂等と比較してその合成が容易であり、軟化点の低いノボラック樹脂が得られる傾向にある。よって、このようなノボラック樹脂を硬化剤として含む樹脂組成物の製造及び取り扱いも、容易になるという利点がある。
 なお、ノボラック樹脂が一般式(III-1)~一般式(III-4)のうちの少なくとも一つで表わされる部分構造を有するか否かは、電界脱離イオン化質量分析法(FD-MS)によってそのフラグメント成分として一般式(III-1)~一般式(III-4)のうちの少なくとも一つで表わされる部分構造に相当する成分が含まれるか否かによって判断することができる。
 特定ノボラック樹脂の分子量は特に制限されない。エポキシ樹脂組成物の流動性の観点から、数平均分子量(Mn)として2000以下であることが好ましく、1500以下であることがより好ましく、350以上1500以下であることがさらに好ましい。また、重量平均分子量(Mw)としては2000以下であることが好ましく、1500以下であることがより好ましく、400以上1500以下であることがさらに好ましい。
 これらMn及びMwは、GPCを用いた通常の方法により測定される。
 特定ノボラック樹脂の水酸基当量は特に制限されない。成形物の耐熱性に関与する架橋密度の観点から、水酸基当量は平均値で50g/eq~150g/eqであることが好ましく、50g/eq~120g/eqであることがより好ましく、55g/eq~120g/eqであることがさらに好ましい。
 硬化剤は、特定ノボラック樹脂を構成するフェノール化合物であるモノマーを含んでいてもよい。特定ノボラック樹脂を構成するフェノール化合物であるモノマーの含有比率(以下、「モノマー含有比率」ともいう)としては特に制限はない。成形物の熱伝導性及び耐熱性並びにエポキシ樹脂組成物の成形性の観点から、モノマー含有比率は10質量%~50質量%であることが好ましく、15質量%~45質量%であることがより好ましく、20質量%~40質量%であることがさらに好ましい。
 モノマー含有比率が50質量%以下であることで、硬化反応の際に架橋に寄与しないモノマーが少なくなり、架橋する高分子量体が多くなるため、より高密度な高次構造が形成され、成形物の熱伝導性が向上する傾向にある。また、10質量%以上であることで、成形の際に流動し易いため、フィラーとの密着性がより向上し、成形物のより優れた熱伝導性と耐熱性が達成できる傾向にある。
 エポキシ樹脂組成物中の硬化剤の含有量は特に制限されない。硬化剤におけるフェノール性水酸基の活性水素の当量(フェノール性水酸基当量)とエポキシ樹脂のエポキシ当量との比(フェノール性水酸基当量/エポキシ当量)が0.5~2となることが好ましく、0.8~1.2となることがより好ましい。
 また、エポキシ樹脂組成物は、必要に応じて硬化触媒をさらに含んでいてもよい。硬化触媒を含むことでさらに十分にエポキシ樹脂組成物を硬化させることができる。硬化触媒の種類及び含有率は特に限定されず、反応速度、反応温度、保管性等の観点から、適切な種類及び含有率を選択することができる。具体例としては、イミダゾール系化合物、有機リン系化合物、第3級アミン、第4級アンモニウム塩等が挙げられる。これらは一種類単独でも、二種類以上を併用してもよい。
 中でも、成形物の耐熱性の観点から、有機ホスフィン化合物、及び有機ホスフィン化合物と有機ボロン化合物との錯体からなる群より選択される少なくとも一つであることが好ましい。
 有機ホスフィン化合物としては、具体的には、トリフェニルホスフィン、ジフェニル(p-トリル)ホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(アルキルアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルコキシフェニル)ホスフィン、トリアルキルホスフィン、ジアルキルアリールホスフィン、アルキルジアリールホスフィン等が挙げられる。
 また、有機ホスフィン化合物と有機ボロン化合物との錯体としては、具体的には、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ-p-トリルボレート、テトラブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムブチルトリフェニルボレート、ブチルトリフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリブチルホスホニウムテトラフェニルボレート等が挙げられる。
 硬化触媒は一種類単独でも二種類以上を併用して用いてもよい。後述の半硬化エポキシ樹脂組成物及び硬化エポキシ樹脂組成物を効率よく作製する手法として、エポキシ樹脂と硬化剤との反応開始温度及び反応速度が異なる二種類の硬化触媒を混合して用いる方法が挙げられる。
 硬化触媒の二種類以上を併用して用いる場合、混合割合は半硬化エポキシ樹脂及び硬化エポキシ樹脂組成物に求める特性によって、特に制限されることなく決めることができる。
 エポキシ樹脂組成物が硬化触媒を含む場合、エポキシ樹脂組成物の成形性の観点から、硬化触媒の含有率はエポキシ樹脂と硬化剤の合計質量の0.5質量%~1.5質量%であることが好ましく、0.5質量%~1質量%であることがより好ましく、0.75質量%~1質量%であることがさらに好ましい。
-無機フィラー-
 エポキシ樹脂組成物は無機フィラーを含んでいてもよい。無機フィラーを用いることで成形物の熱伝導性が向上する傾向にある。
 無機フィラーは非導電性であっても導電性であってもよい。非導電性の無機フィラーを使用することによって成形物の電気絶縁性が低下するリスクを低下させることができ、導電性の無機フィラーを使用することによって成形物の熱伝導性がより向上する。
 本開示において、「非導電性の無機フィラー」とは、体積抵抗率が1012Ωcm以上の無機フィラーをいう。一方、本開示において「導電性の無機フィラー」とは、体積抵抗率が10-5Ωcm以下の無機フィラーをいう。
 非導電性の無機フィラーの材質として、具体的には、窒化ホウ素、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム等が挙げられる。また、導電性の無機フィラーの材質としては、金、銀、ニッケル、銅、黒鉛等が挙げられる。
 成形物の電気絶縁性の観点から、非導電性の無機フィラーであることが好ましく、中でもアルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、シリカ及び酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくとも一種類であることがより好ましい。さらにWO2013/065159号公報に記載されている理由により、少なくともアルミナを含んでいることが好ましい。
 これら無機フィラーは、一種類又は二種類以上の混合系で用いることができる。例えば、窒化ホウ素とアルミナとを併用することができるが、この組み合わせに限定されるものではない。
 エポキシ樹脂組成物が無機フィラーを含有する場合、エポキシ樹脂組成物における無機フィラーの含有率は特に制限されない。例えば、エポキシ樹脂組成物の固形分中において60体積%~90体積%であることが好ましい。エポキシ樹脂組成物における無機フィラーの含有率が60体積%以上であると成形物の熱伝導性が向上する傾向にある。無機フィラーの含有率が90体積%以下であるとエポキシ樹脂組成物の成形性及び接着性がより向上する傾向にある。無機フィラーの含有率は、成形物の熱伝導性を高める観点からエポキシ樹脂組成物の固形分中において65体積%~85体積%であることがより好ましく、70体積%~85体積%であることがさらに好ましい。
 なお、本明細書における無機フィラーの含有率(体積%)は、次式により求めた値とする。
 無機フィラーの含有率(体積%)={(Dw/Dd)/((Aw/Ad)+(Bw/Bd)+(Cw/Cd)+(Dw/Dd)+(Ew/Ed)+(Fw/Fd)}×100
 ここで、各変数は以下の通りである。
Aw:エポキシ樹脂の質量組成比(質量%)
Bw:硬化剤の質量組成比(質量%)
Cw:硬化触媒(任意成分)の質量組成比(質量%)
Dw:無機フィラーの質量組成比(質量%)
Ew:シランカップリング剤(任意成分)の質量組成比(質量%)
Fw:その他の任意成分の質量組成比(質量%)
Ad:エポキシ樹脂の比重
Bd:硬化剤の比重
Cd:硬化触媒(任意成分)の比重
Dd:無機フィラーの比重
Ed:シランカップリング剤(任意成分)の比重
Fd:その他の任意成分の比重
 無機フィラーは、横軸に粒子径を、縦軸に頻度をとった粒度分布曲線を描いた場合に単一のピークを有していてもよく、複数のピークを有していてもよい。粒度分布曲線が複数のピークを有する無機フィラーを用いることで、無機フィラーの充填性がより向上し、成形物の熱伝導性がより向上する。
 無機フィラーの粒度分布曲線を描いたときに単一のピークを有する場合、無機フィラーの重量累積粒度分布の小粒径側から、重量累積50%に対応する粒子径である平均粒子径(D50)は、成形物の熱伝導性の観点から、0.1μm~100μmであることが好ましく、0.1μm~70μmであることがより好ましい。また、粒度分布曲線が複数のピークを有する無機フィラーは、例えば、異なるD50を有する二種類以上のフィラーを組み合わせて構成できる。
 無機フィラーのD50は、レーザー回折法を用いて測定され、重量累積粒度分布曲線を小粒径側から描いた場合に、重量累積が50%となる粒子径に対応する。レーザー回折法を用いた粒度分布測定は、レーザー回折散乱粒度分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター社製、LS230)を用いて行なうことができる。
 無機フィラーの組み合わせについて、異なる平均粒子径を持つ二種類の無機フィラー群を組み合せる場合を例示すると、D50が20μm~100μmである無機フィラー(A)、及びD50が無機フィラー(A)の1/2以下であり0.1μm~50μmである無機フィラー(B)との混合フィラーを挙げることができる。混合フィラーは、無機フィラーの総体積を基準(100体積%)として、無機フィラー(A)が50体積%~90体積%、及び無機フィラー(B)が10体積%~50体積%(ただし、無機フィラー(A)及び無機フィラー(B)の総体積%は100体積%である)の割合であると好適である。
 無機フィラーの組み合わせについて、異なる平均粒子径を持つ三種類の無機フィラー群を組み合わせる場合を例示すると、D50が20μm~100μmである無機フィラー(A’)、D50が無機フィラー(A’)の1/2以下であり10μm~50μmである無機フィラー(B’)、D50が無機フィラー(B’)の1/2以下であり0.1μm~20μmである無機フィラー(C’)との混合フィラーを挙げることができる。混合フィラーは無機フィラーの総体積を基準(100体積%)として、無機フィラー(A’)が20体積%~89体積%、無機フィラー(B’)が10体積%~50体積%、及び無機フィラー(C’)が1体積%~30体積%(ただし、無機フィラー(A’)、無機フィラー(B’)及び無機フィラー(C’)の総体積%は100体積%である)の割合であると好適である。
 無機フィラー(A)及び(A’)のD50は、エポキシ樹脂組成物を後述の成形物及び成形硬化物に適用する場合には、成形物又は成形硬化物の目標とする厚みに応じて適宜選択されることが好ましい。
 また、エポキシ樹脂組成物は、必要に応じてD50が1nm以上100nm未満である無機フィラーをさらに含んでいてもよい。
-シランカップリング剤-
 本開示のエポキシ樹脂組成物は必要に応じてシランカップリング剤を含有してもよい。
 エポキシ樹脂組成物がシランカップリング剤を含有する場合、エポキシ樹脂組成物におけるシランカップリング剤の含有率は特に制限されない。例えば、エポキシ樹脂組成物の固形分中において0.01質量%~0.1質量%であることが好ましい。
 シランカップリング剤を用いる場合、特に限定はされないが、中でもフェニル基を有するシランカップリング剤を用いることが好ましい。シランカップリング剤全体に占めるフェニル基を有するシランカップリング剤の割合は、50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
 シランカップリング剤を含有する効果としては、無機フィラーの表面とその周りを取り囲むエポキシ樹脂の間で相互作用することにより、エポキシ樹脂組成物の流動性の向上及び成形物の高熱伝導化が達成される。さらに、成形物への水分の浸入を防ぐことができるため、成形物の絶縁信頼性の向上にも寄与する傾向にある。中でも、フェニル基を含有するシランカップリング剤は、メソゲン骨格を有するエポキシ樹脂と相互作用しやすいため、成形物のより優れた熱伝導性が達成できる。さらに無機フィラーの表面とその周りを取り囲むエポキシ樹脂を接近させ、成形物の優れた熱伝導率を達成するためには、フェニル基を有するシランカップリング剤が、フェニル基がケイ素原子(Si)に直接結合しているシランカップリング剤を含むことが好ましい。
 フェニル基を有するシランカップリング剤に占めるフェニル基がケイ素原子(Si)に直接結合しているシランカップリング剤の割合は、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。
 フェニル基を含有するシランカップリング剤の種類としては特に限定されず、市販のものを使用して構わない。具体例として、3-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-フェニルアミノプロピルトリエトキシシラン、N-メチルアニリノプロピルトリメトキシシラン、N-メチルアニリノプロピルトリエトキシシラン、3-フェニルイミノプロピルトリメトキシシラン、3-フェニルイミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトシキシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン等が挙げられる。これらシランカップリング剤は一種類単独でも、二種類以上を併用してもよい。
 シランカップリング剤は、エポキシ樹脂組成物中に含有されていればよく、無機フィラーの表面を被覆した状態で存在していても、エポキシ樹脂組成物中に単独で存在していてもよい。
 シランカップリング剤をエポキシ樹脂組成物へ添加する方法としては、特に制限はない。具体的には、エポキシ樹脂、無機フィラー等の他の材料を混合する際に添加するインテグラル法、少量の樹脂に一定量のシランカップリング剤を混合した後、無機フィラー等の他の材料と混合するマスターバッチ法、エポキシ樹脂等の他の材料と混合する前に無機フィラーとシランカップリング剤とを混合し、予め無機フィラーの表面にシランカップリング剤を処理する前処理法などがある。また、前処理法にはシランカップリング剤の原液又は溶液を無機フィラーとともに高速撹拌により分散させて処理する乾式法、シランカップリング剤の希薄溶液で無機フィラーをスラリー化したり、無機フィラーにシランカップリング剤を浸漬したりすることで、無機フィラー表面にシランカップリング剤処理を施す湿式法等がある。
 無機フィラーの比表面積あたりのシランカップリング剤由来のケイ素原子の付着量は、5.0×10-6mol/m~10.0×10-6mol/mであることが好ましく、5.5×10-6mol/m~9.5×10-6mol/mであることがより好ましく、6.0×10-6mol/m~9.0×10-6mol/mであることがさらに好ましい。
 無機フィラーの比表面積あたりの、シランカップリング剤由来のケイ素原子の付着量の測定方法は、以下の通りである。
 まず、無機フィラーの比表面積の測定法としては主にBET法が適用される。BET法とは、窒素(N)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)等の不活性気体分子を固体粒子に吸着させ、吸着した気体分子の量から固体粒子の比表面積を測定する気体吸着法である。比表面積の測定は、比表面積細孔分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター製、SA3100)を用いて行うことができる。
 さらに、無機フィラーの表面に存在するシランカップリング剤由来のケイ素原子は、29Si CP/MAS(Cross Polarization)/(Magic Angle Spinning)固体NMR(Nuclear Magnetic Resonance)により定量測定が可能である。このCP/MAS固体NMR(例えば、日本電子株式会社製、JNM-ECA700)は高い分解能を有するため、無機フィラーにシリカを含む場合でも、無機フィラーとしてのシリカ由来のケイ素原子とシランカップリング剤由来のケイ素原子を区別することが可能である。
 また、無機フィラー中にシリカを含まない場合においては、蛍光X線分析装置(例えば、株式会社リガク製、Supermini200)によってもシランカップリング剤由来のケイ素原子を定量することができる。
 上述のようにして得られた無機フィラーの比表面積と、無機フィラーの表面に存在するシランカップリング剤由来のケイ素原子の量とに基づき、無機フィラーの比表面積あたりのシランカップリング剤由来のケイ素原子の付着量が算出される。
-その他の成分-
 本開示のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて離型剤を含有させてもよい。離型剤としては、例えば、酸化型及び非酸化型のポリオレフィン、カルナバワックス、モンタン酸エステル、モンタン酸並びにステアリン酸が挙げられ、これらを一種類単独で用いても二種類以上を併用してもよい。
 また、本開示のエポキシ樹脂組成物には必要に応じてシリコーンオイル、シリコーンゴム粉末等の応力緩和剤、グラスファイバー等の補強材などを含有させることができる。
 本開示のエポキシ樹脂組成物は、各種成分を分散し混合できるのであれば、いかなる手法を用いても作製できる。例えば、成形物及び成形硬化物を作製する場合、所定の配合量の成分をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロール、押出機等によって溶融混練し、冷却し、粉砕する方法を挙げることができる。具体的には、上述した成分の所定量を撹拌し、混合し、予め70℃~140℃に加熱してあるニーダー、ロール、エクストルーダー等で混練し、冷却し、粉砕するなどの方法で得ることができる。成形物及び成形硬化物を作製する場合、エポキシ樹脂組成物は成形条件に合うような寸法及び質量でタブレット化すると使いやすい。
<半硬化エポキシ樹脂組成物>
 本開示の半硬化エポキシ樹脂組成物は本開示のエポキシ樹脂組成物の半硬化体である。本開示の半硬化エポキシ樹脂組成物は本開示のエポキシ樹脂組成物に由来するものであり、本開示のエポキシ樹脂組成物を半硬化処理して得られる。
 本明細書において、半硬化エポキシ樹脂組成物とは、80℃~120℃に加熱とすると樹脂成分が溶融し、粘度が10Pa・s~10Pa・sまで低下するエポキシ樹脂組成物の半硬化体を意味する。また、後述の硬化エポキシ樹脂組成物は加温によって樹脂成分が溶融することはない。なお、上記粘度は動的粘弾性測定(DMA)(例えば、TAインスツルメンツ社製ARES-2KSTD)によって測定される。測定条件は、周波数1Hzとし、せん断試験により行う。
 半硬化処理は、例えば、エポキシ樹脂組成物を温度50℃~180℃で1分~30分間加熱する方法により行うことができる。
<硬化エポキシ樹脂組成物>
 本開示の硬化エポキシ樹脂組成物は本開示のエポキシ樹脂組成物の硬化体である。本開示の硬化エポキシ樹脂組成物は本開示のエポキシ樹脂組成物に由来するものであり、本開示のエポキシ樹脂組成物を硬化処理して得られる。本開示の硬化エポキシ樹脂組成物は熱伝導性に優れる。これは例えば、エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂が、無機フィラーを中心に高次構造を形成しているためと考えることができる。
 本開示の硬化エポキシ樹脂組成物は、未硬化状態のエポキシ樹脂組成物又は本開示の半硬化エポキシ樹脂組成物を硬化処理することで製造することができる。硬化処理の方法は、エポキシ樹脂組成物の構成、硬化エポキシ樹脂組成物の目的等に応じて適宜選択することができ、加熱加圧処理であることが好ましい。
 硬化処理は、例えば、未硬化のエポキシ樹脂組成物を100℃~250℃で30分~600分加熱する方法により行うことができる。好ましくは、未硬化のエポキシ樹脂組成物を前述の方法で半硬化エポキシ樹脂組成物とし、続いて100℃~200℃で1分~30分加熱後、さらに150℃~250℃で60分~300分加熱する方法である。
<成形物及び成形硬化物>
 本開示の成形物は、本開示のエポキシ樹脂組成物をプレス成形することによって作製される。また、本開示の成形硬化物は本開示の成形物を加熱により後硬化させて作製される。
 本開示のエポキシ樹脂組成物をプレス成形する方法としては、トランスファー成形法が最も一般的である。プレス成形する方法としては、圧縮成形法等を用いてもよい。本開示においてはプレス成形時の金型の温度を100℃~200℃とすることが好ましく、120℃~180℃とすることがより好ましい。金型の温度が100℃以上であれば、成型時にエポキシ樹脂が溶解し、成形が容易になる傾向にある。金型の温度が200℃以下であれば、成形物の熱伝導率が高くなる傾向にある。
 本開示によって得られる成形物はCuKα線を用いたX線回折法により、回折角2θが3.0°~3.5°の範囲に回折ピークを有する。このような回折ピークを有する成形物には、高次構造の中でも特に秩序性の高いスメクチック構造が形成されており、熱伝導性に優れる。
 本開示のエポキシ樹脂組成物は成形後、金型から外した状態の成形物をそのまま使用することもできるが、必要に応じてオーブン等の加熱による後硬化を行い、成形硬化物として使用することもできる。この場合の加熱条件は、エポキシ樹脂組成物に含有されるエポキシ樹脂、硬化剤等の成分の種類、量などに応じて適宜選択することができる。例えば、成形物の加熱温度は150℃~250℃であることが好ましく、180℃~220℃であることがより好ましい。成形物の加熱時間は、30分~600分であることが好ましく、60分~300分であることがより好ましい。
 成形硬化物は、後硬化前の成形物と同様にCuKα線を用いたX線回折法により、回折角2θが3.0°~3.5°の範囲に回折ピークを有する。このことは、成形物中で形成された秩序性の高いスメクチック構造が、加熱による後硬化後も維持されることにより、熱伝導性に優れた成形硬化物を得られることを示している。
 本開示のエポキシ樹脂組成物は、産業用及び自動車用のモーター及びインバーターの他、プリント配線板、半導体素子用封止材等の分野でも使用できる。
 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
 以下にエポキシ樹脂組成物の作製に用いた材料とその略号を示す。
・エポキシ樹脂
 下記構造で表されるエポキシ樹脂モノマー:4-{4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル}シクロヘキシル=4-(2,3-エポキシプロポキシ)ベンゾエート(エポキシ当量:212g/eq、製造方法:特許文献3に記載)の一部を所定量のヒドロキノン(和光純薬工業株式会社製、水酸基当量:55g/eq)と反応させ、プレポリマー化した化合物をエポキシ樹脂として用いた。
 エポキシ樹脂モノマー由来のエポキシ基とヒドロキノン由来のフェノール性水酸基の当量比(Ep/Ph)は、以下のとおりである。
エポキシ樹脂1:100/7
エポキシ樹脂2:100/10
エポキシ樹脂3:100/13
エポキシ樹脂4:100/15
エポキシ樹脂5:100/20
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039

 
<エポキシ樹脂1~エポキシ樹脂5の合成(プレポリマー化)>
 500mLの三口フラスコに、エポキシ樹脂モノマーを50g(0.118mol)量り取り、そこにプロピレングリコールモノメチルエーテルを80g添加した。三口フラスコに冷却管及び窒素導入管を設置し、溶媒に漬かるように撹拌羽を取り付けた。この三口フラスコを120℃のオイルバスに浸漬し、撹拌を開始した。エポキシ樹脂モノマーが溶解し、透明な溶液になったことを確認した後、Ep/Phが100/7,100/10,100/13,100/15及び100/20となるようにヒドロキノンを添加し、さらにトリフェニルホスフィンを0.5g添加し、120℃のオイルバス温度で加熱を継続した。5時間加熱を継続した後に、反応溶液からプロピレングリコールモノメチルエーテルを減圧留去し、残渣を室温(25℃)まで冷却することにより、エポキシ樹脂モノマーの一部がプレポリマー化されたエポキシ樹脂1~エポキシ樹脂5を得た。
 UV及びマススペクトル検出器を備える液体クロマトグラフを用いて実施された液体クロマトグラフィーにより求めた目的化合物の分子量を照合させることにより、下記構造(二量体化合物に相当)からなる化合物が、エポキシ樹脂1~エポキシ樹脂5に含まれていることを確認した。
 具体的には、液体クロマトグラフィーは、分析用カラムに株式会社日立製作所製LaChrom II C18を使用し、溶離液にはテトラヒドロフランを用い、流速を1.0ml/minとして行った。UVスペクトル検出器では、280nmの波長における吸光度を検出し、このとき、下記構造からなる化合物は17.4分の位置に、また、エポキシ樹脂モノマーは14.9分の位置にピークが見られた。また、マススペクトル検出器ではイオン化電圧を2700Vとして検出し、下記構造からなる化合物の分子量はプロトンが一つ付加した状態で959であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040

 
 エポキシ樹脂1~エポキシ樹脂5の固形分量は加熱減量法により測定した。具体的には、試料をアルミ製カップに1.0g~1.1g量り取り、180℃の温度に設定した乾燥機内に30分間放置した後の計測量と加熱前の計測量とに基づき、次式により算出した。
固形分量(%)=(30分間放置した後の計測量/加熱前の計測量)×100
エポキシ樹脂1~エポキシ樹脂5のエポキシ当量は過塩素酸滴定法により測定した。
 エポキシ樹脂1~エポキシ樹脂5に含まれる、エポキシ樹脂全体に占める上記構造からなる二量体化合物及び未反応のエポキシ樹脂モノマーの含有率は逆相クロマトグラフィー(RPLC)によって測定した。分析用RPLCカラムは関東化学株式会社製Mightysil RP-18を使用した。グラジエント法を用いて、溶離液の混合比(体積基準)をアセトニトリル/テトラヒドロフラン/水=20/5/75からアセトニトリル/テトラヒドロフラン=80/20(開始から20分)を経てアセトニトリル/テトラヒドロフラン=50/50(開始から35分)に連続的に変化させて測定を行った。流速は1.0ml/minとした。280nmの波長における吸光度を検出し、検出された全てのピークの総面積を100とし、それぞれ該当するピークにおける面積の比率を求め、その値をエポキシ樹脂全体における各化合物の含有率[質量%]とした。
 表1にエポキシ樹脂1~エポキシ樹脂5に含まれる二量体及び未反応のエポキシ樹脂モノマーの含有比率を示す。

 
・硬化剤:カテコールレゾルシノールノボラック樹脂(質量基準の仕込み比:カテコール/レゾルシノール=5/95、水酸基当量:65g/eq)
<硬化剤の合成>
 撹拌機、冷却器及び温度計を備えた3Lセパラブルフラスコに、レゾルシノール627g、カテコール33g、37%ホルムアルデヒド316.2g、シュウ酸15g、水300gを入れ、オイルバスで加温しながら100℃に昇温した。104℃前後で還流し、還流温度で4時間反応を続けた。その後、水を留去しながらフラスコ内の温度を170℃に昇温し、170℃を保持しながら8時間反応を続けた。反応後、減圧下20分間濃縮を行い、系内の水等を除去して目的の硬化剤であるノボラック樹脂を得た。
 得られた硬化剤についてFD-MS(電界脱離質量分析法)により構造を確認したところ、一般式(III-1)~一般式(III-4)で表される構造の全ての存在が確認できた。
 なお、硬化剤については、物性値の測定を次のようにして行った。
 数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)の測定は、株式会社日立製作所製の高速液体クロマトグラフィーL6000、及び株式会社島津製作所製のデータ解析装置C-R4Aを用いて行った。GPCカラムは東ソー株式会社製のG2000HXL及びG3000HXLを使用し、試料濃度は0.2%とし、移動相にテトラヒドロフランを用い、流速1.0ml/minで測定を行った。ポリスチレン標準サンプルを用いて検量線を作成し、それを用いてポリスチレン換算値でMn及びMwを測定した。
 水酸基当量は塩化アセチル-水酸化カリウム滴定法により測定した。なお、滴定終点の判断は溶液の色が暗色であるため、指示薬による呈色法ではなく、電位差滴定によって行った。具体的には、フェノール樹脂の水酸基をピリジン溶液中塩化アセチルでアセチル化した後その過剰の試薬を水で分解し、生成した酢酸を水酸化カリウム/メタノール溶液で滴定して、水酸基当量を測定した。
 硬化剤の物性値を以下に示す。
 硬化剤は、一般式(III-1)~一般式(III-4)のうちの少なくとも一つで表される構造を有する化合物を含む混合物であり、Ar31~Ar34が一般式(III-a)においてR31=OHであり、R32=R33=Hである1,2-ジヒドロキシベンゼン(カテコール)に由来する基又は1,3-ジヒドロキシベンゼン(レゾルシノール)に由来する基であり、低分子希釈剤としてモノマー成分(レゾルシノール)を35%含むノボラック樹脂(水酸基当量:65g/eq、Mn:422、Mw:564)を含むノボラック樹脂組成物であった。
・硬化触媒:トリフェニルホスフィン(北興化学工業株式会社製)
・アルミナフィラー
 AL35-63(マイクロン製アルミナ、平均粒径50μm、比表面積0.1m/g)
 AL35-45(マイクロン製アルミナ、平均粒径20μm、比表面積0.2m/g)
 AX3-32(マイクロン製アルミナ、平均粒径4μm、比表面積1.0m/g)
・シランカップリング剤:KBM-573(3-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業株式会社製)
・離型剤:リコワックスE(モンタン酸エステル、クラリアントジャパン製)
・成形物及び成形硬化物の作製方法:
 所定量のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化触媒、無機フィラー、シランカップリング剤及び離型剤を混合し、混練して得られた混練物を、トランスファー成形機により圧力20MPa、温度140℃の条件で幅10mm×長さ80mm×厚さ3mmに成形し、成形物を得た。その後、180℃/5時間で後硬化を行い、成形硬化物を得た。
・評価方法:
<無機フィラーの比表面積あたりのシランカップリング剤由来のケイ素原子の付着量の測定>
 無機フィラーの比表面積をBET法にて比表面積細孔分布測定装置(ベックマン・コールター製SA3100)を用いて測定した。次いで、無機フィラーの表面に存在するシランカップリング剤由来のケイ素原子の定量を核磁気共鳴装置(NMR、日本電子株式会社製JNM-ECA700)を用いて29Si CP/MAS固体NMRにより行った。これらにより得られた値から、無機フィラーの比表面積あたりのシランカップリング剤由来のケイ素原子の付着量[mol/m]を算出した。
<混練物の流動距離の測定>
 EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用金型を用いて混練物を上記条件にて成形し、その流動距離[cm]を求めた。
<成形物又は成形硬化物の熱伝導率の測定>
 成形物又は成形硬化物を10mm角に切り出してグラファイトスプレーにて黒化処理した後、キセノンフラッシュ法(NETZSCH製LFA447 nanoflash)にて熱拡散率[m/s]を測定した。熱伝導率[W/(m・K)]は、得られた熱拡散率に密度[g/cm]と比熱[J/(g・K)]を乗算することで求めた。
 なお、密度はアルキメデス法にて測定し、比熱はDSC(パーキンエルマー製Pyris1)にて測定した値を用いた。
<成形物又は成形硬化物のガラス転移温度(Tg)の測定>
 成形物又は成形硬化物を幅5mm×長さ50mmとなるように切断し、動的粘弾性測定装置(TAインスツルメント製RGA-G2)にて三点曲げ振動試験治具を用い、周波数1Hz、昇温速度5℃/分の条件で、40℃~300℃の温度範囲で動的粘弾性を測定した。これにより得られた貯蔵弾性率と損失弾性率の比より求められるtanδにおいて、ピークトップ部分の温度をTg[℃]とした。
<樹脂のスメクチック構造形成有無の判断>
 成形物又は成形硬化物に対してX線回折(XRD、株式会社リガク製広角X線回折装置ATX-G)を行った。X線源としてCuKα線を用い、管電圧50kV、管電流300mAとし、走査速度を1°/分とした。回折角2θが3°~3.5°の範囲に回折ピークが現れた場合に、樹脂がスメクチック構造を形成していると判断した。
 以下、表2に各混練物の組成と評価結果を示す。なお、表2中の「シランカップリング剤由来のケイ素原子の付着量」の欄の「8.9E-06」なる表記は、8.9×10-6を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000042

 
 表2の結果より、エポキシ樹脂全体に占める、本発明における特定の二量体化合物の割合が、15質量%~28質量%である実施例1~3では、流動距離が大きく、成形性に優れていることが分かった。また、熱伝導率及びガラス転移温度(Tg)においても良好な結果が得られた。
 エポキシ樹脂全体に占める、本発明における特定の二量体化合物の割合が、15質量%未満である比較例1では、流動距離が小さく、成形性が十分ではないことが分かった。
 また、エポキシ樹脂全体に占める、本発明における特定の二量体化合物の割合が、28質量%を超える比較例2では、流動距離は大きいが、ガラス転移温度(Tg)が十分ではないことが分かった。
 尚、2016年2月25日に出願された日本国特許出願2016-034886号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (17)

  1.  エポキシ樹脂と硬化剤とを含有し、
     前記エポキシ樹脂は、下記一般式(IA)で表される構造単位及び下記一般式(IB)で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一つを有する多量体化合物を含み、
     前記多量体化合物が、1分子中に下記一般式(II)で表される構造単位を2つ含む二量体化合物を含み、
     前記エポキシ樹脂全体に占める、前記二量体化合物の割合が、15質量%~28質量%であるエポキシ樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

     
    [一般式(IA)及び一般式(IB)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基を示す。nは0~4の整数を示す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

     
    [一般式(II)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示す。]
  2.  前記二量体化合物が、下記一般式(II-A)で表される化合物、下記一般式(II-B)で表される化合物及び下記一般式(II-C)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種類を含み、
     前記エポキシ樹脂全体に占める、下記一般式(II-A)で表される化合物、下記一般式(II-B)で表される化合物及び下記一般式(II-C)で表される化合物の合計の割合が、15質量%~28質量%である、請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

     
    [一般式(II-A)~一般式(II-C)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基を示す。nは0~4の整数を示す。]
  3.  前記一般式(IA)で表される構造単位が下記一般式(IA’)で表される構造単位であり、前記一般式(IB)で表される構造単位が下記一般式(IB’)で表される構造単位である、請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

     
    [一般式(IA’)及び一般式(IB’)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基を示す。nは0~4の整数を示す。]
  4.  前記二量体化合物が、下記一般式(II-A’)で表される化合物、下記一般式(II-B’)で表される化合物及び下記一般式(II-C’)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種類を含み、
     前記エポキシ樹脂全体に占める、下記一般式(II-A’)で表される化合物、下記一般式(II-B’)で表される化合物及び下記一般式(II-C’)で表される化合物の合計の割合が、15質量%~28質量%である請求項3に記載のエポキシ樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

     
    [一般式(II-A’)~一般式(II-C’)中、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基を示す。nは0~4の整数を示す。]
  5.  前記エポキシ樹脂は、下記一般式(I’’)で表されるエポキシ樹脂モノマーを含み、前記エポキシ樹脂全体に占める前記エポキシ樹脂モノマーの割合が、57質量%~80質量%である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

     
    [一般式(I’’)中、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を示す。]
  6.  前記硬化剤は、下記一般式(II-1)及び下記一般式(II-2)からなる群より選択される少なくとも一つで表される構造単位を有する化合物を含むノボラック樹脂を含む、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

     
    [一般式(II-1)及び(II-2)中、R21及びR24はそれぞれ独立にアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を示し、R22、R23、R25及びR26はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。m21及びm22はそれぞれ独立に0~2の整数を示し、n21及びn22はそれぞれ独立に1~7の整数を示す。]
  7.  前記硬化剤は、下記一般式(III-1)~下記一般式(III-4)からなる群より選択される少なくとも一つで表される構造を有する化合物を含むノボラック樹脂を含む、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

     
    [一般式(III-1)~一般式(III-4)中、m31~m34及びn31~n34はそれぞれ独立に正の整数を示す。Ar31~Ar34はそれぞれ独立に下記一般式(III-a)で表される基及び下記一般式(III-b)で表される基のいずれか一つを示す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

     
    [一般式(III-a)及び一般式(III-b)中、R31及びR34はそれぞれ独立に水素原子又は水酸基を示す。R32及びR33はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~8のアルキル基を示す。]
  8.  前記硬化剤は、前記ノボラック樹脂を構成するフェノール化合物であるモノマーの含有比率が10質量%~50質量%である、請求項6又は請求項7に記載のエポキシ樹脂組成物。
  9.  さらに無機フィラーを含む、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
  10.  前記無機フィラーの材質は、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、シリカ及び酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくとも一種類を含有する、請求項9に記載のエポキシ樹脂組成物。
  11.  前記無機フィラーの含有率が、固形分中において60体積%~90体積%である、請求項9又は請求項10に記載のエポキシ樹脂組成物。
  12.  さらにシランカップリング剤を含む、請求項1~請求項11のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
  13.  前記シランカップリング剤が、フェニル基を有するシランカップリング剤を含む、請求項12に記載のエポキシ樹脂組成物。
  14.  請求項1~請求項13のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の半硬化体である半硬化エポキシ樹脂組成物。
  15.  請求項1~請求項13のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化体である硬化エポキシ樹脂組成物。
  16.  請求項1~請求項13のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物をプレス成形することによって作製される成形物。
  17.  請求項16に記載の成形物を加熱により後硬化させた成形硬化物。
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