WO2024181111A1 - リン含有(メタ)アクリロイル化合物、リン含有ビニルベンジル化合物、その製造方法、これを含む難燃性樹脂組成物および電子回路基板用積層板 - Google Patents

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日鉄ケミカル&マテリアル株式会社
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits

Definitions

  • the present invention relates to reactive phosphorus compounds, particularly phosphorus-containing (meth)acryloyl compounds and phosphorus-containing vinylbenzyl compounds, which are useful as reactive flame retardants for plastic materials.
  • Plastic materials have excellent mechanical properties and moldability, making them suitable for a wide range of applications, from building materials to electrical and electronic equipment. However, most plastic materials are flammable, so flame retardancy is essential for their use in applications such as electrical and electronic products, office automation equipment, and communications equipment, to ensure safety against heat generation and ignition.
  • halogen-based flame retardants mainly bromine-based
  • inorganic flame retardants such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide have a flame retardant effect by absorbing heat, but they need to be added in large quantities to achieve sufficient flame retardancy, which causes a decrease in various properties of plastic molded products.
  • phosphorus-based flame retardants are widely used, which do not generate harmful substances and can provide flame retardancy with the addition of relatively small amounts.
  • these additives inevitably affect properties, such as reduced processability due to bleed-out and a lower glass transition temperature.
  • Patent Document 1 discloses a phenolic resin obtained by reacting bisphenol A with formaldehyde as a curing agent for epoxy resins to obtain hydroxymethylbisphenol A, and then reacting it with 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (hereinafter abbreviated as "DOPO").
  • DOPO 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide
  • Patent Document 2 discloses a phosphorus-containing epoxy resin obtained by reacting DOPO with quinones and then reacting it with an epoxy resin. These resins solve the problems of processability such as bleed-out of flame retardants, and do not show any deterioration in thermal properties such as heat resistance. In this way, the use of reactive flame retardants, compared to additive flame retardants, generally makes it possible to compensate for the shortcomings of additive flame retardants, and many flame-retardant epoxy resins, etc. have been developed.
  • Patent Document 3 and Patent Document 4 disclose vinylbenzyl ether compounds having a DOPO skeleton.
  • Patent Document 5 discloses (meth)acryloyl compounds having a phosphate structure
  • Patent Document 6 discloses vinylbenzyl compounds having a phosphate structure, but these compounds are not sufficient in terms of low dielectric constant and low dielectric loss tangent.
  • the flame retardancy is not sufficient, and a large amount of flame retardant needs to be blended to exhibit flame retardancy, which causes problems such as limited usage. Therefore, there is still no flame retardant containing a radically polymerizable group that satisfies halogen-free flame retardancy, thermal properties such as heat resistance, and dielectric properties.
  • JP 2013-166938 A Japanese Patent Application Publication No. 11-279258 JP 2004-331537 A JP 2004-277322 A JP 2022-16422 A JP 2022-16423 A
  • the problem that the present invention aims to solve is to provide a phosphorus-containing compound that is useful as a reactive phosphorus-based flame retardant and has excellent heat resistance, dielectric properties, and flame retardancy in the cured product, a hard resin composition containing the same, and a cured product thereof.
  • a first aspect of the present invention is a phosphorus-containing (meth)acryloyl compound represented by general formula (1A).
  • Ar is an aromatic ring group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent
  • R1 is each independently a substituent represented by the following general formula (2A) or (3A)
  • the compound contains at least one each of the substituent represented by general formula (2A) and the substituent represented by general formula (3A).
  • m is an integer of 3 to 6.
  • R2 and R3 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • n2 and n3 each independently represent an integer of 0 to 5.
  • R4 is hydrogen or a methyl group.
  • the present invention relates to the above phosphorus-containing (meth)acryloyl compound, wherein Ar is an aromatic ring group selected from a benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring and an anthracene ring, which may have a substituent.
  • Ar is an aromatic ring group selected from a benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring and an anthracene ring, which may have a substituent.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound is one in which Ar is a benzene ring.
  • the above phosphorus-containing (meth)acryloyl compound is preferably one in which m is 3.
  • the present invention is preferably the above phosphorus-containing (meth)acryloyl compound, which is characterized in that it contains 10 to 80 mol % of compounds in which two R1s are substituents represented by general formula (3A) and one is a substituent represented by general formula (2A), 5 to 50 mol % of compounds in which one R1 is a substituent represented by general formula (3A) and two R1s are substituents represented by general formula (2A), and 1 to 50 mol % of compounds in which three R1s are substituents represented by general formula (2A).
  • the present invention is a method for producing the above phosphorus-containing (meth)acryloyl compound, which comprises reacting a phosphorus-containing phenol compound represented by the following general formula (4) with at least one of (meth)acrylic acid, a (meth)acryloyl halide and (meth)acrylic anhydride.
  • a phosphorus-containing phenol compound represented by the following general formula (4) Ar and m are the same as those in general formula (1A), and R5 is independently hydrogen or a substituent represented by the following general formula (2A), and at least one R5 contains a substituent represented by general formula (2A).
  • R2, R3, n2 and n3 are the same as defined above.
  • the present invention is a flame-retardant resin composition characterized by being obtained by blending the above phosphorus-containing (meth)acryloyl compound with one or more thermosetting resins or thermoplastic resins.
  • the present invention is a laminate for electronic circuit boards obtained by using the above flame-retardant resin composition.
  • the second aspect of the present invention is a phosphorus-containing vinylbenzyl compound represented by the general formula (1B).
  • Ar is an aromatic ring group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent
  • R1 is each independently a substituent represented by the following general formula (2B) or (3B)
  • the compound contains at least one each of the substituent represented by general formula (2B) and the substituent represented by general formula (3B).
  • m is an integer of 3 to 6.
  • R2 and R3 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • n2 and n3 each independently represent an integer of 0 to 5.
  • the phosphorus-containing vinylbenzyl compound is one in which Ar is an aromatic ring group selected from a benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring and an anthracene ring, each of which may have a substituent.
  • the phosphorus-containing vinylbenzyl compound is preferably one in which Ar is a benzene ring.
  • the phosphorus-containing vinylbenzyl compound is preferably one in which m is 3.
  • the present invention is preferably the above phosphorus-containing vinylbenzyl compound, characterized in that it contains 10 to 80 mol % of a compound in which two R1s are the above general formula (3B) and one is a substituent represented by general formula (2B), 5 to 50 mol % of a compound in which one R1 is a substituent represented by general formula (3B) and two R1s are substituents represented by general formula (2B), and 1 to 50 mol % of a compound in which three R1s are substituents represented by general formula (2B).
  • the present invention relates to a method for producing the phosphorus-containing vinylbenzyl compound, which comprises reacting a phosphorus-containing phenol compound represented by the following general formula (4) with a vinylbenzyl halide.
  • a phosphorus-containing phenol compound represented by the following general formula (4) Ar and m are the same as those in general formula (1B), and R4s are each independently hydrogen or a substituent represented by the following general formula (2B), but at least one R4 contains a substituent represented by general formula (2B).
  • R2, R3, n2 and n3 are the same as above.
  • the present invention is a flame-retardant resin composition characterized by being obtained by blending the above-mentioned phosphorus-containing vinylbenzene compound with one or more thermosetting resins or thermoplastic resins.
  • the present invention is a laminate for electronic circuit boards obtained by using the above-mentioned flame-retardant resin composition.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound or phosphorus-containing vinylbenzyl compound of the present invention exhibits unprecedentedly low dielectric constant and dielectric tangent, exhibits little deterioration in heat resistance, and is extremely useful as a reactive phosphorus-based flame retardant that reduces transmission loss at higher frequencies due to the increasing amount of information processed by electronic devices.
  • both "acryloyl” and “methacryloyl” may be collectively referred to as “(meth)acryloyl”
  • both "acrylic” and “methacrylic” may be collectively referred to as “(meth)acrylic”
  • both "acrylate” and “methacrylate” may be collectively referred to as "(meth)acrylate”.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound or phosphorus-containing phenolic compound includes not only a single compound but also a mixture (resin).
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound of the present invention is represented by the following general formula (1A).
  • Ar is an aromatic ring group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
  • the aromatic ring group is not particularly limited, and examples thereof include monocyclic aromatic compounds such as benzene, furan, pyrrole, thiophene, imidazole, pyrazole, oxazole, isoxazole, thiazole, isothiazole, pyridine, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, and triazine from which m hydrogen atoms have been removed; and condensed aromatic compounds such as naphthalene, anthracene, phenalene, phenanthrene, quinoline, isoquinoline, quinazoline, phthalazine, pteridine, coumarin, indole, benzimidazole, benzofuran, and acrid
  • the aromatic ring group may be a combination of a plurality of these aromatic compounds, and examples thereof include ring-assembled aromatic compounds such as biphenyl, binaphthalene, bipyridine, bithiophene, phenylpyridine, phenylthiophene, terphenyl, diphenylthiophene, and quaterphenyl from which m hydrogen atoms have been removed.
  • ring-assembled aromatic compounds such as biphenyl, binaphthalene, bipyridine, bithiophene, phenylpyridine, phenylthiophene, terphenyl, diphenylthiophene, and quaterphenyl from which m hydrogen atoms have been removed.
  • Preferred are benzene, naphthalene, biphenyl and anthracene, and more preferred is benzene.
  • the aromatic ring represented by Ar may contain a substituent other than -OR1.
  • substituents include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is not particularly limited, but includes methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, tert-pentyl, neopentyl, 1,2-dimethylpropyl, n-hexyl, isohexyl, n-nonyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and cyclononyl groups, of which methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, and tert-butyl groups are preferred, and methyl and ethyl groups are even more preferred.
  • Alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms are not particularly limited, but examples include methoxy groups, ethoxy groups, propoxy groups, isopropoxy groups, butoxy groups, pentyloxy groups, hexyloxy groups, 2-ethylhexyloxy groups, octyloxy groups, and nonyloxy groups. These substituents may be used alone or in combination of two or more types.
  • m is an integer from 3 to 6, preferably 3 or 4, and more preferably 3.
  • Each R1 is independently a substituent represented by the following general formula (2A) or the following general formula (3A), and the compound contains at least one each of the substituent represented by general formula (2A) and the substituent represented by general formula (3A).
  • R1 in general formula (1A) contains at least one phosphorus-containing group represented by general formula (2A) in the compound.
  • R2 and R3 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, etc.
  • methyl, ethyl, propyl, and isopropyl are preferred from the viewpoint of reactivity in production and ease of availability, with the methyl group being particularly preferred.
  • n2 and n3 are each independently an integer of 0 to 5, preferably 0 or an integer of 2 or more, more preferably 2.
  • the substitution positions of R 2 and R 3 on the benzene ring are not particularly limited, but it is preferable that each of them is independently present at the ortho or meta position with respect to the phosphate ester bond.
  • the presence of an alkyl group at the ortho position hydrophobically blocks the phosphate ester, reduces the water absorption rate, and inhibits hydrolysis, so that the properties of the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound of the present invention can be further improved. Therefore, it is particularly preferable that an alkyl group is substituted at two ortho positions with respect to the phosphate ester bond, and n2 and n3 are preferably 2 or more.
  • R1 in general formula (1A) contains at least one (meth)acryloyl group represented by general formula (3A) in the compound.
  • R4 represents hydrogen or a methyl group.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound of the present invention does not need to be used as a single compound, and may be a mixture containing a plurality of compounds having different numbers of substituents represented by general formula (2A).
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound of the present invention may include a structure in which all R1 are general formula (2A) or a structure in which all R1 are substituents represented by general formula (3A), but in order to exhibit a well-balanced flame retardancy and heat resistance, it is necessary to satisfy the following phosphorus content. That is, the phosphorus content of the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound of the present invention is from 1.5 to 12.0% by weight, preferably from 2.0 to 11% by weight, and more preferably from 3.0 to 10% by weight.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound (mixture) of the present invention may contain a polyvalent hydroxy compound as a reaction raw material, so long as the effect is not impaired.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound of the present invention is preferably such that Ar is benzene and m is 3. More preferably, the compound contains 10 to 80 mol % of a compound in which one R1 is a substituent represented by general formula (2A) and two R1s are represented by general formula (3A) (mono-substituted phosphorus-containing group, di-substituted (meth)acryloyl group), 5 to 50 mol % of a compound in which two R1s are substituents represented by general formula (2A) and one R1 is represented by general formula (3A) (di-substituted phosphorus-containing group, mono-substituted (meth)acryloyl group), and 1 to 50 mol % of a compound in which three R1s are substituents represented by general formula (2A) (tri-substituted phosphorus-containing group), thereby making it possible to obtain a cured product having excellent
  • the content of the mono-substituted phosphorus-containing group represented by formula (2A) is 20 to 70 mol %
  • the content of the di-substituted phosphorus-containing group (mono-substituted (meth)acryloyl group) is 10 to 40 mol %
  • the content of the tri-substituted phosphorus-containing group is 2 to 40 mol %.
  • the compound may contain a compound in which all R1 are (meth)acryloyl groups represented by formula (3A) (tri-substituted (meth)acryloyl group), the proportion of the tri-substituted phosphorus-containing group is preferably less than 30 mol %.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound (resin) of the present invention preferably has an average molecular weight (Mw) in the range of 200 to 3,000, more preferably 300 to 1,500.
  • compositions of the above mono-, di-, and tri-substituted compounds can be confirmed using liquid chromatography, size exclusion chromatography, etc.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound according to the present invention can be obtained by reacting a phosphorus-containing phenol compound represented by the general formula (4) with (meth)acrylic acid, a (meth)acryloyl halide or (meth)acrylic anhydride.
  • a phosphorus-containing phenol compound represented by the general formula (4) with (meth)acrylic acid, a (meth)acryloyl halide or (meth)acrylic anhydride.
  • Ar and m are the same as those in formula (1A)
  • R5 is hydrogen or a substituent represented by formula (2A) above.
  • the phosphorus content of the phosphorus-containing phenol compound represented by general formula (4) is preferably 1.5 to 15.0 mass%, more preferably 3.0 to 12.0 mass%, and even more preferably 5.0 to 10.0 mass%, and the hydroxyl group equivalent is preferably 80 to 800 g/eq, more preferably 100 to 600 g/eq.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound of the present invention having a preferred phosphorus content can be obtained.
  • the phosphorus-containing phenol compound represented by the general formula (4) can be obtained by subjecting a polyhydric hydroxy compound represented by the general formula (5) as a raw material to a phosphoric acid esterification reaction.
  • Ar and m are the same as those in formula (1A).
  • m is a number from 3 to 6, and it is necessary to use a polyhydric hydroxy aromatic compound having three or more hydroxyl groups.
  • the phosphorus-containing phenol compound represented by general formula (4) can be obtained in accordance with a general method for producing aromatic phosphate esters.
  • One example of the reaction form is an esterification reaction using phosphorus oxyhalide (phosphoryl halide) and phenols as raw materials, and the corresponding phosphate ester can be obtained by a dehydrohalogenation reaction.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound represented by the general formula (1A) of the present invention can be obtained by reacting the phosphorus-containing phenol compound represented by the general formula (4) with (meth)acrylic acid, a (meth)acryloyl halide or (meth)acrylic anhydride, and the reaction is not particularly limited and can be carried out in the same manner as a normal (meth)acryloylation reaction of a phenol compound.
  • the phosphorus-containing phenol compound represented by formula (4) can be produced by condensation reaction with 1 to 10 times the amount of (meth)acrylic acid relative to the hydroxyl groups in the presence of a strong acid catalyst such as sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, or methanesulfonic acid. Since this reaction must be carried out while removing the by-product condensation water from the system, a hydrocarbon solvent that forms an azeotrope with water, such as toluene, is used as the reaction solvent, and the reaction liquid is heated to around 70 to 140°C.
  • a strong acid catalyst such as sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, or methanesulfonic acid. Since this reaction must be carried out while removing the by-product condensation water from the system, a hydrocarbon solvent that forms an azeotrope with water, such as toluene, is used as the reaction solvent, and the reaction liquid is heated to around 70 to 140°C.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound of the present invention can be obtained by reacting the phosphorus-containing phenol compound represented by formula (4) with a (meth)acryloyl halide or (meth)acrylic anhydride.
  • the (meth)acryloyl halide that can be used include acryloyl halides such as acryloyl fluoride, acryloyl chloride, acryloyl bromide, and acryloyl iodide, and methacryloyl halides such as methacryloyl fluoride, methacryloyl chloride, methacryloyl bromide, and methacryloyl iodide.
  • one or a mixture of two or more of the (meth)acryloyl halide and (meth)acrylic anhydride may be used.
  • the amount of (meth)acryloyl halide and/or (meth)acrylic anhydride used is 0.8 to 5 moles, preferably 0.95 to 4 moles, per mole of hydroxyl groups in the phosphorus-containing phenol compound used as the raw material. If the amount of (meth)acrylic acid halide and/or (meth)acrylic anhydride used is less than the above range, the heat resistance of the resulting phosphorus-containing (meth)acryloyl compound decreases and the amount of residual hydroxyl groups increases, which deteriorates the dielectric properties, and if the amount used exceeds the above range, the efficiency of the reactor decreases and costs increase, which is also undesirable.
  • the basic compound is not particularly limited, and examples include aliphatic amines such as trimethylamine, triethylamine, diisopropylethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tributylamine, N-methyl-diethylamine, N-ethyl-dimethylamine, and N-ethyl-diamylamine; aromatic amines such as N,N-dimethylaniline and diethylaniline; alicyclic amines such as N,N-dimethyl-cyclohexylamine and N,N-diethyl-cyclohexylamine; heterocyclic amines such as N,N-dimethylaminopyridine, N-methylmorpholine, diazabicycloundecene (DBU), diazabicyclononene (DBN), N-methylpyridine, and N-methylpyrrolidine; and diamines such as tetramethylethylenediamine and tri
  • the amount of basic compound used is, for example, 0.8 to 7 moles, preferably about 0.95 to 5 moles, per mole of hydroxyl groups in the phosphorus-containing phenolic compound used as the raw material. If the amount of tertiary amine used is below the above range, the hydrogen halide cannot be completely trapped, causing corrosion of the reaction equipment, and if it exceeds the above range, the cost tends to be high.
  • ester catalysts include alkali metal salts of lower carboxylic acids such as sodium and potassium, such as sodium acetate, potassium propionate, and sodium (meth)acrylate.
  • acid catalysts include inorganic acids such as sulfuric acid and boric acid; and organic acids such as methanesulfonic acid and paratoluenesulfonic acid.
  • base catalysts include organic bases such as nitrogen-containing aliphatic compounds such as triethylamine and triethylenediamine; and nitrogen-containing aromatic heterocyclic compounds such as pyridine and 4-(dimethylamino)pyridine.
  • Lewis acid catalysts include aluminum chloride and zinc chloride.
  • the amount of catalyst used is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, based on the amount of (meth)acrylic anhydride used. If the amount of catalyst used exceeds the above range, it will take a long time to remove the catalyst and the catalyst will tend to remain in the product, resulting in deterioration of the properties.
  • Solvents that can be used are not particularly limited as long as they are not reactive with the phenol compound and the (meth)acrylic acid halide and/or (meth)acrylic anhydride, and examples of such solvents include tetrahydrofuran, dioxane, ethyl acetate, acetonitrile, benzene, toluene, xylene, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoric acid triamide, and water, and these can be used in combination as necessary.
  • the reaction temperature is preferably -50 to 150°C, and more preferably -25 to 100°C, since a polymerization reaction is more likely to occur if the reaction is carried out at a high temperature.
  • the reaction time is set appropriately depending on the set reaction temperature, but is preferably set in the range of 1 to 48 hours.
  • the reaction of the phosphorus-containing phenol compound represented by formula (4) with (meth)acrylic acid, (meth)acryloyl halide or (meth)acrylic anhydride may be carried out in the presence of a polymerization inhibitor.
  • a polymerization inhibitor can prevent the (meth)acrylic acid, (meth)acryloyl halide or (meth)acrylic anhydride to be reacted, and the (meth)acrylic acid ester to be the target product, from polymerizing to produce oligomers as a by-product.
  • any known polymerization inhibitor can be used without restriction, and examples of the polymerization inhibitor include organic compounds such as hydroquinone, hydroxymonomethyl ether, t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, 4-methoxyphenol, 4-methoxy-1-naphthol, and phenothiazine, as well as copper compounds such as copper chloride and copper sulfide, and these may be used in combination.
  • reaction liquid (reaction mixture) can be purified by distilling off the reaction solvent, replacing the solvent, etc., if necessary, washing with water, treatment with activated carbon, silica gel chromatography, etc., to extract the desired (meth)acryloyl compound of the present invention.
  • the phosphorus-containing vinylbenzyl compound of the present invention is represented by the following general formula (1B).
  • m and Ar have the same meanings as m and Ar described in formula (1A).
  • R1 in general formula (1B) contains at least one phosphorus-containing group represented by general formula (2B) in the compound.
  • R2 and R3 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, etc.
  • methyl, ethyl, propyl, and isopropyl are preferred from the viewpoint of reactivity in production and ease of availability, with the methyl group being particularly preferred.
  • n2 and n3 are each independently an integer of 0 to 5, preferably 0 or an integer of 2 or more, more preferably 2.
  • the substitution positions of R 2 and R 3 on the benzene ring are not particularly limited, but it is preferable that each of them is independently present at the ortho or meta position with respect to the phosphate ester bond.
  • the phosphate ester is hydrophobically blocked, the water absorption rate is reduced, and hydrolysis is suppressed, so that the properties of the phosphorus-containing vinylbenzyl compound of the present invention can be further improved. Therefore, it is particularly preferable that an alkyl group is substituted at two ortho positions with respect to the phosphate ester bond, and n2 and n3 are preferably 2 or more.
  • R1 in general formula (1B) contains at least one vinylbenzyl group represented by general formula (3B) in the compound.
  • the substitution position of the vinyl group on the benzene ring is not particularly limited, but is preferably the meta or para position relative to the bonding position of the methylene chain.
  • the phosphorus-containing vinylbenzyl compound of the present invention does not need to be used as a single compound, and may be a mixture containing a plurality of compounds having different numbers of substituents represented by general formula (2B).
  • the phosphorus-containing vinylbenzyl compound of the present invention may contain a structure in which all R1 are general formula (2B) or a structure in which all R1 are substituents represented by general formula (3B), but in order to exhibit a good balance between flame retardancy and heat resistance, it is necessary to satisfy the following phosphorus content. That is, the phosphorus content of the vinylbenzyl compound of the present invention is 1.5 to 12.0% by weight, preferably 2.0 to 11% by weight, and more preferably 3.0 to 10% by weight.
  • the phosphorus-containing vinylbenzyl compound (mixture) of the present invention may contain a polyhydric hydroxy compound as a reaction raw material, so long as the effect is not impaired.
  • the phosphorus-containing vinylbenzyl compound of the present invention is preferably such that Ar is benzene and m is 3. More preferably, the compound contains 10 to 80 mol % of a compound in which one R1 is a substituent represented by general formula (2B) and two R1 are represented by general formula (3B) (mono-substituted phosphorus-containing group, di-substituted vinylbenzyl group), 5 to 50 mol % of a compound in which two R1 are substituents represented by general formula (2B) and one R1 is represented by general formula (3B) (di-substituted phosphorus-containing group, mono-substituted vinylbenzyl group), and 1 to 50 mol % of a compound in which three R1 are substituents represented by general formula (2B) (tri-substituted phosphorus-containing group), thereby making it possible to obtain a cured product having excellent balance of flame retardancy, heat resistance, and dielectric properties.
  • the content is 20 to 70 mol % of the mono-substituted phosphorus-containing group represented by formula (2B) (di-substituted vinylbenzyl group), 10 to 40 mol % of the di-substituted phosphorus-containing group (mono-substituted vinylbenzyl group), and 2 to 40 mol % of the tri-substituted phosphorus-containing group.
  • All R1 may contain the compound represented by formula (3B) (tri-substituted vinylbenzyl group), but in that case, it is desirable that the content is less than 30 mol %.
  • the phosphorus-containing vinylbenzyl compound (resin) of the present invention preferably has an average molecular weight (Mw) in the range of 200 to 3,000, more preferably 300 to 1,500.
  • compositions of the above mono-, di-, and tri-substituted compounds can be confirmed by liquid chromatography, size exclusion chromatography, etc.
  • the phosphorus-containing vinylbenzyl compound of the present invention can be obtained by reacting a phosphorus-containing phenol compound represented by general formula (4) with a vinylbenzyl halide.
  • the phosphorus-containing phenol compound represented by the general formula (4) is the same as that described above in the production of the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound of the first invention.
  • the phosphorus-containing vinylbenzyl ether compound of the present invention represented by general formula (1B) can be obtained by reacting a phosphorus-containing phenol compound represented by formula (4) with a vinylbenzyl halide.
  • Vinylbenzyl halides used in the present invention include, but are not limited to, p-vinylbenzyl chloride, m-vinylbenzyl chloride, p-vinylbenzyl bromide, m-vinylbenzyl bromide, etc., and may be used alone or in combination of two or more.
  • Commercially available products include CMS-14 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd., p-vinylbenzyl chloride), CMS-P (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd., a mixture of p-vinylbenzyl chloride and m-vinylbenzyl chloride), etc.
  • the mixing ratio of the phosphorus-containing phenolic compound and the vinylbenzyl halide is 0.8 to 4.0 moles of vinylbenzyl halide per mole of hydroxyl groups in the phosphorus-containing phenolic compound, preferably 0.95 to 2.0 moles, and more preferably 1.0 to 1.5 moles. If the amount of vinylbenzyl halide per mole of phosphorus-containing phenolic compound is less than 0.8 moles, there will be many remaining hydroxyl groups and the heat resistance will decrease, and if it exceeds 4.0 moles, there will be a large amount of unreacted vinylbenzyl halide remaining or there will be too much polymerized material due to side reactions.
  • alkaline compound In the reaction of the phosphorus-containing phenol compound represented by formula (4) with vinylbenzyl halide, it is preferable to add an alkaline compound to react with the halogen of the vinylbenzyl halide and promote the reaction with the phosphorus-containing phenol compound.
  • alkaline compound include alkaline metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide, and alkaline metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate.
  • alkali metal carbonates are preferable. They may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the amount of the alkaline compound used is 0.5 to 5.0 moles, preferably 1 to 4 moles, and more preferably 1.2 to 3 moles, per mole of vinylbenzyl halide. If the amount of the alkaline compound used is less than 0.5 moles, the reaction does not proceed sufficiently. On the other hand, if it exceeds 5.0 moles, a large amount of acid is required for neutralization, which is economically undesirable.
  • a catalyst can be used in the reaction.
  • catalysts that can be used include tertiary amines such as benzyldimethylamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, and tetrabutylammonium bromide, phosphines such as triphenylphosphine and tris(2,6-dimethoxyphenyl)phosphine, phosphonium salts such as benzyltriphenylphosphonium chloride, tetrabutylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium bromide, and tetrabutylphosphonium iodide, and imidazoles such as 2-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole.
  • the catalyst is not limited to these, and may be used alone or in combination of two or more types. The amount of catalyst used is 10 parts by
  • solvents used in the reaction include hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, decane, dimethylbutane, pentene, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene; alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, amyl alcohol, pentanol, hexanol, methyl amyl alcohol, heptanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, and furfuryl alcohol; and ethyl ether, isopropyl ether, butyl ether, diisoamyl ether, methyl phenyl ether, ethyl phenyl ether, amyl phenyl ether, ethyl benzyl ether, dioxane,
  • hydrocarbons such as hex
  • a solvent that can separate the aqueous layer.
  • examples include benzene, toluene, xylene, methylethylketone, and methylisobutylketone.
  • the reaction may be carried out in the presence of a polymerization inhibitor.
  • a polymerization inhibitor can prevent the vinylbenzyl halide to be reacted or the vinylbenzyl ether compound to be the target product from polymerizing to produce oligomers as a by-product.
  • Any known polymerization inhibitor can be used without restriction, and examples of such inhibitors include organic compounds such as hydroquinone, hydroxymonomethyl ether, t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, 4-methoxyphenol, 4-methoxy-1-naphthol, and phenothiazine, as well as copper compounds such as copper chloride and copper sulfide, and these may also be used in combination.
  • reaction liquid (reaction mixture) obtained can be subjected to, if necessary, distillation of the reaction solvent, solvent replacement, etc., and purified using means such as washing with water, activated carbon treatment, and silica gel chromatography, to extract the desired vinyl benzyl ether compound of the present invention.
  • flame-retardant resin composition that contains the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound of the first invention or the phosphorus-containing vinylbenzyl compound of the second invention as an essential component and is blended with one or more curable resins or thermoplastic resins.
  • the blending ratio is not particularly limited, but for example, 10 to 300 parts by weight of the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound may be blended per 100 parts by weight of the combined total of the curable resin and the thermoplastic resin.
  • the blending ratio is preferably 20 to 200 parts by weight, and more preferably 50 to 150 parts by weight.
  • curable resin examples include unsaturated polyester resin, curable maleimide resin, epoxy resin, polycyanate resin, phenol resin, and one or more vinyl compounds having one or more polymerizable unsaturated hydrocarbon groups in the molecule, and preferably epoxy resin and one or more vinyl compounds having one or more polymerizable unsaturated hydrocarbon groups in the molecule.
  • the curable resin is one or more epoxy resins selected from epoxy resins having two or more epoxy groups in one molecule.
  • epoxy resins include cresol novolac type epoxy resins, triphenylmethane type epoxy resins, biphenyl epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins, and bisphenol F type epoxy resins. These may be used alone or in combination of two or more. It is believed that the use of such epoxy resins can minimize the effect on the excellent dielectric properties and fluidity of the curable resin composition of the present invention, and can sufficiently enhance the heat resistance and adhesion of the cured product.
  • a curing agent may be used in addition to the epoxy resin.
  • the curing agent includes phenol-based curing agents, amine-based compounds, amide-based compounds, acid anhydride-based compounds, naphthol-based curing agents, active ester-based curing agents, benzoxazine-based curing agents, and cyanate ester-based curing agents. These may be used alone or in combination of two or more.
  • curing accelerators can be used as necessary.
  • examples include amines, imidazoles, organic phosphines, Lewis acids, etc.
  • the amount added is usually in the range of 0.2 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of epoxy resin.
  • the type is not particularly limited.
  • the vinyl compounds may be any compounds that can be crosslinked and cured by reacting with the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound of the present invention. It is more preferable that the polymerizable unsaturated hydrocarbon group is a carbon-carbon unsaturated double bond, and more preferable that the compound has two or more carbon-carbon unsaturated double bonds in the molecule.
  • the average number of carbon-carbon unsaturated double bonds (the number of vinyl groups (including substituted vinyl groups); also called the number of terminal double bonds) per molecule of vinyl compounds as curable resins varies depending on the Mw of the vinyl compounds, but is preferably 1 to 20, and more preferably 2 to 18. If the number of terminal double bonds is too small, it tends to be difficult to obtain sufficient heat resistance of the cured product. On the other hand, if the number of terminal double bonds is too large, the reactivity becomes too high, and problems such as reduced storage stability of the curable resin composition or reduced fluidity of the curable resin composition may occur.
  • Vinyl compounds include trialkenyl isocyanurate compounds such as triallyl isocyanurate (TAIC), modified polyphenylene ethers (PPE) whose ends are modified with (meth)acryloyl or styryl groups, polyfunctional (meth)acrylate compounds having two or more (meth)acryloyl groups in the molecule, vinyl compounds having two or more vinyl groups in the molecule such as polybutadiene (polyfunctional vinyl compounds), and vinylbenzyl compounds such as styrene and divinylbenzene.
  • TAIC triallyl isocyanurate
  • PPE modified polyphenylene ethers
  • PPE polyphenylene ethers
  • vinyl compounds having two or more vinyl groups in the molecule such as polybutadiene (polyfunctional vinyl compounds)
  • vinylbenzyl compounds such as styrene and divinylbenzene.
  • compounds having two or more carbon-carbon double bonds in the molecule are preferred, and specific examples include TAIC, polyfunctional (meth)acrylate compounds, modified PPE resins, polyfunctional vinyl compounds, and divinylbenzene compounds. It is believed that the use of these compounds allows crosslinking to be more suitably formed by the curing reaction, and the heat resistance of the cured product of the curable resin composition can be further improved. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Compounds having one carbon-carbon unsaturated double bond in the molecule may also be used in combination. Examples of compounds that have one carbon-carbon unsaturated double bond in the molecule include compounds that have one vinyl group in the molecule (monovinyl compounds).
  • thermoplastic resins include polystyrene, polyphenylene ether resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, PPS resin, polycyclopentadiene resin, polycycloolefin resin, etc., known thermoplastic elastomers (e.g., styrene-ethylene-propylene copolymer, styrene-ethylene-butylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, hydrogenated styrene-butadiene copolymer, hydrogenated styrene-isoprene copolymer, etc.), and rubbers (e.g., polybutadiene, polyisoprene).
  • Preferred examples include unmodified or modified polyphenylene ether resin and hydrogenated styrene-butadiene copolymer.
  • the flame-retardant resin composition of the present invention may contain a radical polymerization initiator (polymerization catalyst or crosslinking agent) that generates radicals by light and/or heat.
  • a radical polymerization initiator polymerization catalyst or crosslinking agent
  • the photopolymerization initiator include benzoins such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, and benzoin isobutyl ether; acetophenones such as acetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-phenylpropan-1-one, diethoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one; 2-ethylanth
  • thioxanthones examples include anthraquinones such as 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, and 2-chlorothioxanthone; ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; benzophenones such as 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide and 4,4'-bismethylaminobenzophenone; and phosphine oxides such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide.
  • anthraquinones such as 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, and 2-chlorothioxanthone
  • ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal
  • thermal radical initiators include peroxides such as benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyne-3, di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, 1,3-bis(butylperoxyisopropyl)benzene, ⁇ , ⁇ '-bis(t-butylperoxy-m-isopropyl)benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane, dicumyl peroxide, di-t-butylperoxyisophthalate, t-butylperoxybenzoate, 2,2-bis(t-butylperoxy)butane, 2,2-bis(t-butylperoxy)octane, 2,5-dimethyl-2,5-
  • radical polymerization initiator is not limited to these examples, and two or more radical initiators may be used in combination.
  • the amount of the radical polymerization initiator is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the phosphorus-containing (meth)acryloyl compound.
  • the flame-retardant resin composition of the present invention can be blended with a filler.
  • fillers include those added to enhance the heat resistance and flame retardancy of the cured product of the curable resin composition, and known fillers can be used, but are not particularly limited.
  • the heat resistance, dimensional stability, flame retardancy, etc. can be further improved.
  • Specific examples include silica such as spherical silica, metal oxides such as alumina, titanium oxide, and mica, metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, talc, aluminum borate, barium sulfate, and calcium carbonate.
  • metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide are used, they act as flame retardant assistants, and flame retardancy can be ensured even with a low phosphorus content.
  • metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide are used, they act as flame retardant assistants, and flame retardancy can be ensured even with a low phosphorus content.
  • silica, mica, and talc are preferred, and spherical silica is more preferred.
  • one of these may be used alone, or two or more may be used in combination.
  • the filler may be used as is, or may be surface-treated with a silane coupling agent such as an epoxy silane type or an amino silane type.
  • a silane coupling agent such as an epoxy silane type or an amino silane type.
  • vinyl silane, methacryloxy silane, acryloxy silane, and styryl silane types are preferred as the silane coupling agent.
  • This increases the adhesive strength with the metal foil and the interlayer adhesive strength between resins.
  • the above silane coupling agent may be added by integral blending.
  • the amount of filler is preferably 10 to 200 parts by mass, and more preferably 30 to 150 parts by mass, per 100 parts by mass of the total solids excluding the filler (including organic components such as monomers and flame retardants, but excluding solvents).
  • the flame-retardant resin composition of the present invention may further contain additives other than those mentioned above.
  • additives include defoamers such as silicone-based defoamers and acrylic acid ester-based defoamers, heat stabilizers, antistatic agents, UV absorbers, dyes and pigments, lubricants, dispersants such as wetting dispersants, etc.
  • the cured product obtained by curing the flame-retardant resin composition of the present invention can be used as a molded product, laminate, casting, adhesive, coating, or film.
  • a cured product of a semiconductor encapsulation material is a casting or molding, and a method for obtaining a cured product for such applications is to cast the curable resin composition or mold it using a transfer molding machine or injection molding machine, and then heat it at 80 to 230°C for 0.5 to 10 hours to obtain a cured product.
  • the flame-retardant resin composition of the present invention can also be used as a prepreg.
  • a prepreg When producing a prepreg, it can be prepared in a varnish form to be used for impregnating a substrate (fibrous substrate) for forming the prepreg, or for use as a circuit board material for forming a circuit board, to form a resin varnish.
  • This resin varnish is suitable for circuit boards and can be used as a varnish for circuit board materials.
  • Specific uses of the circuit board material referred to here include printed wiring boards, printed circuit boards, flexible printed wiring boards, build-up wiring boards, etc.
  • the organic solvent used in the resin varnish is not particularly limited as long as it does not inhibit the curing reaction.
  • examples include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; esters such as ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate; polar solvents such as dimethylacetamide and dimethylformamide; and aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene. These can be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of dielectric properties, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene are preferred.
  • the amount of organic solvent used is preferably 5 to 900 parts by weight, more preferably 10 to 700 parts by weight, and particularly preferably 20 to 500 parts by weight, per 100 parts by weight of the curable resin composition of the present invention.
  • Suitable materials are used as the substrates used to create prepregs, and examples of such substrates include glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, alumina fiber, and paper, which may be used alone or in combination of two or more. If necessary, coupling agents may be used with these substrates to improve adhesion at the interface between the resin and the substrate. Common coupling agents include silane coupling agents, titanate coupling agents, aluminum-based coupling agents, and zircoaluminate coupling agents.
  • a method for obtaining a prepreg is to impregnate a substrate with the resin varnish and then dry it. Impregnation is performed by dipping, coating, etc. Impregnation can be repeated multiple times as necessary, and in this case, it is also possible to repeat the impregnation using multiple solutions with different compositions and concentrations to adjust to the final desired resin composition and resin amount.
  • the substrate can be heated and dried at 100 to 180°C for 1 to 30 minutes to obtain a prepreg.
  • the amount of resin in the prepreg is preferably 30 to 80% by weight.
  • the curable resin composition of the present invention can also be used as a laminate.
  • a laminate is formed using a prepreg, one or more prepregs are laminated, and a metal foil is placed on one or both sides to form a laminate, which is then heated and pressed to be integrated.
  • the metal foil can be a single, alloy, or composite metal foil of copper, aluminum, brass, nickel, or the like.
  • the conditions for heating and pressing the laminate can be appropriately adjusted to the conditions under which the curable resin composition is cured, but if the pressure is too low, air bubbles may remain inside the resulting laminate, which may reduce the electrical properties, so it is preferable to pressurize under conditions that satisfy moldability.
  • the temperature can be set to 180 to 250°C, the pressure to 49.0 to 490.3 N/cm2 (5 to 50 kgf/cm2), and the heating and pressing time to 40 to 240 minutes.
  • a multilayer board can be produced by using the single-layer laminate obtained in this way as an inner layer material.
  • a circuit is formed on the laminate using an additive or subtractive method, and the surface of the formed circuit is treated with an acid solution for blackening to obtain an inner layer material.
  • An insulating layer is formed on one or both circuit-forming surfaces of this inner layer material using a resin sheet, metal foil with resin, or prepreg, and a conductor layer is formed on the surface of the insulating layer to form a multilayer board.
  • the curable composition of the present invention can also be used in build-up films.
  • a method for producing a build-up film from the resin composition of the present invention includes, for example, applying the above-mentioned resin varnish onto a support film and drying it to form a film-like insulating layer.
  • the film-like insulating layer thus formed can be used as a build-up film for multilayer printed wiring boards.
  • Molecular weight and molecular weight distribution of compound The molecular weight and molecular weight distribution of the compound were measured using GPC (Tosoh Corporation, HLC-8120GPC) with tetrahydrofuran as a solvent, a flow rate of 1.0 ml/min, a column temperature of 38° C., and a calibration curve based on monodisperse polystyrene.
  • Phosphorus content Sulfuric acid, hydrochloric acid, and perchloric acid were added to the sample, which was then heated and wet-ashed to convert all phosphorus atoms into orthophosphate. Metavanadate and molybdate were reacted in the sulfuric acid acid solution, and the absorbance at 420 nm of the resulting phosphorus vanadate molybdate complex was measured. The phosphorus atom content was expressed in mass% based on a calibration curve previously prepared using potassium dihydrogen phosphate.
  • Glass transition temperature Measured from the baseline shift using a differential scanning calorimeter manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation at a heating rate of 10° C./min.
  • Dielectric constant and dielectric loss tangent The dielectric constant (Dk) and dielectric loss tangent (Df) at a frequency of 1 GHz were determined by a capacitance method in an environment of 25° C. and 60% humidity using a material analyzer (manufactured by AGILENT Technologies) in accordance with the IPC-TM-650 2.5.5.9 standard.
  • Flame retardancy Evaluated by the vertical method using five test pieces in accordance with UL 94. The evaluation was recorded as the total burning time of the five test pieces and a classification of V-0, V-1, or V-2.
  • Synthesis Example 1A Synthesis of di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC) Into a 2 L four-neck flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a hydrochloric acid recovery device (a condenser connected to a water scrubber), 767 g (5 mol) of phosphorus oxychloride (structural formula below), 2,6-dimethylphenol (structural formula below) 1200 g (9.8 mol), 140 g of xylene as a solvent and 6.2 g (0.065 mol) of magnesium chloride as a catalyst were charged.
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • the resulting mixed solution was gradually heated to a temperature of 160°C over about 3 hours while stirring to react, and the generated hydrogen chloride gas was collected with a water scrubber. Thereafter, the pressure in the flask was gradually reduced to 20 kPa at the same temperature, and xylene, unreacted phosphorus oxychloride and 2,6-dimethylphenol, and by-product hydrogen chloride were removed to obtain 1700 g of a reaction product mainly composed of di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC: structural formula below). The chlorine content of the reaction mixture was 10.9% by mass.
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • Synthesis Example 2A Synthesis of phosphorus-containing phenol compound A Into a 200 mL four-neck flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a hydrochloric acid recovery device (a condenser connected to a water scrubber), 51.6 g of mesitylene, phloroglucinol (structural formula below), The flask was charged with 12.6 g (0.1 mol), 21.8 g (0.06 mol) of di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC) obtained in Synthesis Example 1A, and 0.4 g (0.004 mol) of anhydrous magnesium chloride as a catalyst.
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • the compound contained 68 mol % of a compound in which one hydroxyl group of phloroglucinol had reacted with di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC) (monosubstitution, structural formula below), 10 mol % of a compound in which two hydroxyl groups had reacted (disubstitution, structural formula below), 2 mol % of a compound in which three hydroxyl groups had reacted (trisubstitution, structural formula below), and 20 mol % of phloroglucinol.
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • the resulting mixed solution was gradually heated to 155°C while stirring, and after reaching 155°C, the mixture was reacted for 18 hours and the generated hydrogen chloride was collected. After cooling to 60°C, 60 g of ethyl acetate was added, and the mixture was subjected to acid washing, neutralization, and two water washings, and the solvent was removed to obtain 51.2 g of compound B.
  • Compound B had a hydroxyl equivalent of 412 g/eq and a phosphorus content of 8.4% by mass.
  • the compound contained 39.5 mol % of a compound in which one hydroxyl group of phloroglucinol had reacted with di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC) (monosubstitution product), 34.0 mol % of a compound in which two hydroxyl groups had reacted (disubstitution product), 25.0 mol % of a compound in which three hydroxyl groups had reacted (trisubstitution product), and 1.5 mol % of phloroglucinol.
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • the resulting mixed solution was gradually heated to 155°C while stirring, and after reaching 155°C, the mixture was reacted for 18 hours and the generated hydrogen chloride was collected. After cooling to 60°C, 60 g of ethyl acetate was added, and the mixture was subjected to acid washing, neutralization, and two water washings, and the solvent was removed to obtain 51.2 g of compound C.
  • Compound C had a hydroxyl equivalent of 587 g/eq and a phosphorus content of 9.0% by mass.
  • the compound contained 25 mol % of a compound in which one hydroxyl group of phloroglucinol had reacted with di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC) (mono-substitution product), 35 mol % of a compound in which two hydroxyl groups had reacted with phloroglucinol (di-substitution product), and 40 mol % of a compound in which three hydroxyl groups had reacted with phloroglucinol (tri-substitution product).
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • Example 1A Synthesis of phosphorus-containing methacryloyl compound A 100.0 g of phosphorus-containing phenol compound A, 150.0 g of tetrahydrofuran, 161.9 g of triethylamine, and 6.0 g of 4-dimethylaminopyridine were charged into a glass separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube, and a dropping funnel, and dissolved at room temperature. was added dropwise over 1 hour, and the reaction was continued at 50° C. for a further 6 hours.
  • reaction solution was then concentrated and dissolved in 360.4 g of toluene, and then washed with hydrochloric acid, an aqueous sodium carbonate solution, and water in that order. After washing with water, the solution was dehydrated, filtered, and the solvent was further concentrated to obtain 247.1 g of a 50% toluene solution of phosphorus-containing methacryloyl compound A.
  • the phosphorus content of the phosphorus-containing methacryloyl compound A was 5.0%.
  • the compound contained 69 mol % of a monosubstituted product of the phosphorus-containing phenolic compound A in which two hydroxyl groups were substituted with methacryloyloxy groups, 10 mol % of a disubstituted product in which one hydroxyl group was substituted with a methacryloyloxy group, 3 mol % of a trisubstituted product, and 18 mol % of a product in which three hydroxyl groups of phloroglucinol were substituted with methacryloyloxy groups.
  • Example 2A Synthesis of phosphorus-containing methacryloyl compound B 100.0 g of phosphorus-containing phenol compound B, 150.0 g of tetrahydrofuran, 34.5 g of triethylamine, and 1.3 g of 4-dimethylaminopyridine were charged into a glass separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube, and a dropping funnel, and dissolved at room temperature. In a nitrogen atmosphere, 32.2 g of methacrylic anhydride was dropped over 1 hour, and the reaction was continued at 50°C for another 6 hours.
  • reaction solution was then concentrated and dissolved in 360.4 g of toluene, and then washed with hydrochloric acid, an aqueous sodium carbonate solution, and water in that order. After washing with water, the solution was dehydrated, filtered, and the solvent was further concentrated to obtain 186.4 g of a 50% toluene solution of phosphorus-containing methacryloyl compound B.
  • the phosphorus content of phosphorus-containing methacryloyl compound B was 7.2%.
  • GPC confirmed that phosphorus-containing phenol compound B contained 40 mol % of a monosubstituted product in which two hydroxyl groups were substituted with methacryloyloxy groups, 34 mol % of a disubstituted product in which one hydroxyl group was substituted with a methacryloyloxy group, 24 mol % of a trisubstituted product, and 2 mol % of a phloroglucinol in which three hydroxyl groups were substituted with methacryloyloxy groups.
  • Example 3A Synthesis of phosphorus-containing methacryloyl compound C 100.0 g of phosphorus-containing phenol compound C, 150.0 g of tetrahydrofuran, 49.1 g of triethylamine, and 1.8 g of 4-dimethylaminopyridine were charged into a glass separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube, and a dropping funnel, and dissolved at room temperature. 45.8 g of methacrylic anhydride was added dropwise over 1 hour under nitrogen atmosphere, and the reaction was continued at 50°C for another 6 hours.
  • reaction solution was then concentrated and dissolved in 260.4 g of toluene, and then washed with hydrochloric acid, an aqueous sodium carbonate solution, and water in that order. After washing with water, the solution was dehydrated, filtered, and the solvent was further concentrated to obtain 178.6 g of a 50% toluene solution of phosphorus-containing methacryloyl compound C.
  • the phosphorus content of phosphorus-containing methacryloyl compound C was 8.2%.
  • the phosphorus-containing phenol compound C contained 25 mol % of a mono-substituted product in which two hydroxyl groups were substituted with methacryloyloxy groups, 35 mol % of a di-substituted product in which one hydroxyl group was substituted with a methacryloyloxy group, and 40 mol % of a tri-substituted product.
  • the mixed solution in the four-neck flask was heated to a temperature of 20° C. while stirring, and while maintaining the same temperature (20° C.), mono 2,6-dimethylphenyl phosphorodichloridate in the dropping funnel was dropped over 2 hours. After the dropwise addition was completed, the mixture was heated to 65° C. and stirred for 5 hours to obtain a reaction product.
  • the reaction product obtained was washed with dilute hydrochloric acid and water, heated to a temperature of 150° C., reduced pressure to 2 kPa to distill off water, toluene, and low boiling points, and cooled to room temperature to obtain 330 g of phosphorus-containing phenol compound D as a black-brown solid.
  • Examples 4A to 9A, Comparative Examples 1A to 5A ⁇ Preparation of Curable Resin Composition and Preparation of Cured Product>
  • a varnish was prepared by mixing the various components in the ratios shown in Table 1A, and the varnish was applied to a PET film and dried in an oven at 130°C for 5 minutes to prepare a film of the resin composition. The film was then pulverized to obtain a powder of the resin composition. The powder was then sandwiched between stainless steel mirror plates and a spacer, and molded in a vacuum oven at 210°C for 90 minutes to obtain a cured sample.
  • a varnish was prepared by mixing the various components in the ratios shown in Table 1A.
  • a glass cloth (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.; 7628 type; product number H258) was impregnated with this resin varnish and then dried by heating at 130° C. for 5 minutes to obtain a prepreg.
  • Eight sheets of the obtained prepreg were laminated with copper foil (3EC-III, thickness 35 ⁇ m, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) on top and bottom, and vacuum pressed at 2 MPa under the temperature conditions of 130°C x 15 minutes + 190°C x 80 minutes to obtain a laminate with a thickness of 1.6 mm.
  • the copper foil was etched and cut to obtain a flame retardant test piece.
  • Synthesis Example 1B Synthesis of di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC) Into a 2 L four-neck flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a hydrochloric acid recovery device (a condenser connected to a water scrubber), 767 g (5 mol) of phosphorus oxychloride (structural formula below), 2,6-dimethylphenol (structural formula below) 1200 g (9.8 mol), 140 g of xylene as a solvent and 6.2 g (0.065 mol) of magnesium chloride as a catalyst were charged.
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • the resulting mixed solution was gradually heated to a temperature of 160°C over about 3 hours while stirring to react, and the generated hydrogen chloride gas was collected with a water scrubber. Thereafter, the pressure in the flask was gradually reduced to 20 kPa at the same temperature, and xylene, unreacted phosphorus oxychloride and 2,6-dimethylphenol, and by-product hydrogen chloride were removed to obtain 1700 g of a reaction product mainly composed of di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC: structural formula below). The chlorine content of the reaction mixture was 10.9% by mass.
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • Synthesis Example 2B Synthesis of phosphorus-containing phenol compound A Into a 200 mL four-neck flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a hydrochloric acid recovery device (a condenser connected to a water scrubber), 51.6 g of mesitylene, phloroglucinol (structural formula below), The flask was charged with 12.6 g (0.1 mol), 21.8 g (0.06 mol) of di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC) obtained in Synthesis Example 1B, and 0.4 g (0.004 mol) of anhydrous magnesium chloride as a catalyst.
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • the compound contained 68 mol % of a compound in which one hydroxyl group of phloroglucinol had reacted with di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC) (monosubstitution, structural formula below), 10 mol % of a compound in which two hydroxyl groups had reacted with DXPC (disubstitution, structural formula below), 2 mol % of a compound in which three hydroxyl groups had reacted with DXPC (trisubstitution, structural formula below), and 20 mol % of phloroglucinol.
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • the resulting mixed solution was gradually heated to 155°C while stirring, and after reaching 155°C, the mixture was reacted for 18 hours and the generated hydrogen chloride was collected.
  • 60°C 60 g of ethyl acetate was added, and the mixture was subjected to acid washing, neutralization, and two water washings, and the solvent was removed to obtain 51.2 g of phosphorus-containing phenol compound B.
  • the phosphorus-containing phenol compound B had a hydroxyl equivalent of 412 g/eq and a phosphorus content of 8.4% by mass.
  • the compound contained 39.5% of a compound in which one hydroxyl group of phloroglucinol had reacted with di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC) (monosubstitution product), 34.0 mol % of a compound in which two hydroxyl groups had reacted with DXPC (disubstitution product), 25.0 mol % of a compound in which three hydroxyl groups had reacted with DXPC (trisubstitution product), and 1.5 mol % of phloroglucinol.
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • the resulting mixed solution was gradually heated to 155°C while stirring, and after reaching 155°C, the mixture was reacted for 18 hours and the generated hydrogen chloride was collected.
  • 60°C 60 g of ethyl acetate was added, and the mixture was subjected to acid washing, neutralization, and two water washings, and the solvent was removed to obtain 51.2 g of phosphorus-containing phenol compound C.
  • Compound C had a hydroxyl equivalent of 587 g/eq and a phosphorus content of 9.0% by mass.
  • the compound contained 25 mol % of a compound in which one hydroxyl group of phloroglucinol had reacted with di-2,6-xylyl phosphorochloridate (DXPC) (monosubstitution product), 35 mol % of a compound in which two hydroxyl groups had reacted with DXPC (disubstitution product), and 40 mol % of a compound in which three hydroxyl groups had reacted with DXPC (trisubstitution product).
  • DXPC di-2,6-xylyl phosphorochloridate
  • Example 1B Synthesis of phosphorus-containing vinylbenzyl compound A 100.0 g of phosphorus-containing phenol compound A and 66.7 g of diethylene glycol dimethyl ether were charged into a separable glass flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a cooling tube, and heated to 75° C. in a nitrogen atmosphere to dissolve. After the mixture became uniform, 7.2 g of tetrabutylammonium bromide and 331.7 g of a 50% aqueous potassium carbonate solution were added, and the mixture was allowed to react for 10 hours.
  • reaction solution was then concentrated and dissolved in 481.8 g of toluene, neutralized with a 10% aqueous solution of sodium dihydrogen phosphate, washed with water, dehydrated, filtered, and the solvent was concentrated to obtain 371.6 g of a 50% toluene solution of phosphorus-containing vinylbenzyl ether compound A.
  • the phosphorus content of the phosphorus-containing vinylbenzyl ether compound A was 4.2%.
  • the compound contained 69 mol % of a mono-substituted product of phosphorus-containing phenol compound A in which two hydroxyl groups were substituted with vinylbenzyl ether groups, 10 mol % of a di-substituted product in which one hydroxyl group was substituted with vinylbenzyl ether group, 3 mol % of a tri-substituted product, and 18 mol % of a product in which three hydroxyl groups of phloroglucinol were substituted with vinylbenzyl ether groups.
  • Example 2B Synthesis of phosphorus-containing vinylbenzyl compound B 100.0 g of phosphorus-containing phenol compound B and 66.7 g of diethylene glycol dimethyl ether were charged into a glass separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a cooling tube, and heated to 75° C. in a nitrogen atmosphere to dissolve. 42.5 g of CMS-P was added, and after the mixture became uniform, 4.3 g of tetrabutylammonium bromide and 100.6 g of a 50% aqueous potassium carbonate solution were added, and the mixture was allowed to react for 10 hours.
  • reaction solution was then concentrated and dissolved in 308.7 g of toluene, neutralized with a 10% aqueous solution of sodium dihydrogen phosphate, washed with water, dehydrated, filtered, and the solvent was concentrated to obtain 238.2 g of a 50% toluene solution of phosphorus-containing vinylbenzyl ether compound B.
  • the phosphorus content of phosphorus-containing vinylbenzyl ether compound B was 6.9%.
  • the compound contained 40 mol % of a mono-substituted product of phosphorus-containing phenol compound B in which two hydroxyl groups were substituted with vinylbenzyl ether groups, 34 mol % of a di-substituted product in which one hydroxyl group was substituted with vinylbenzyl ether group, 24 mol % of a tri-substituted product, and 2 mol % of a product in which three hydroxyl groups of phloroglucinol were substituted with vinylbenzyl groups.
  • Example 3B Synthesis of phosphorus-containing vinylbenzyl compound C 100.0 g of phosphorus-containing phenol compound C and 66.7 g of diethylene glycol dimethyl ether were charged into a glass separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a cooling tube, and heated to 75° C. in a nitrogen atmosphere to dissolve. 29.8 g of CMS-P was added, and after the mixture became uniform, 1.3 g of tetrabutylammonium bromide and 70.6 g of a 50% aqueous potassium carbonate solution were added, and the mixture was allowed to react for 10 hours.
  • reaction solution was then concentrated and dissolved in 286.2 g of toluene, neutralized with a 10% aqueous solution of sodium dihydrogen phosphate, washed with water, dehydrated, filtered, and the solvent was concentrated to obtain 220.8 g of a 50% toluene solution of phosphorus-containing vinylbenzyl compound C.
  • the phosphorus content of phosphorus-containing vinylbenzyl compound C was 7.6%.
  • the phosphorus-containing phenol compound C contained 25 mol % of a mono-substituted product in which two hydroxyl groups were substituted with vinylbenzyl ether groups, 35 mol % of a di-substituted product in which one hydroxyl group was substituted with a vinylbenzyl ether group, and 40 mol % of a tri-substituted product.
  • reaction product was washed with dilute hydrochloric acid and water, heated to a temperature of 150° C., reduced pressure to 2 kPa to distill off water, toluene, and low boiling points, and cooled to room temperature to obtain 330 g of phosphorus-containing phenol compound D as a black-brown solid.
  • reaction solution was then concentrated and dissolved in 665.0 g of toluene, neutralized with a 10% aqueous solution of sodium dihydrogen phosphate, washed with water, dehydrated, filtered, and the solvent was concentrated to obtain 381.5 g of a toluene solution of phosphorus-containing vinylbenzyl ether compound D.
  • the phosphorus content of the obtained phosphorus-containing methacryloyl compound D was 5.2%.
  • Examples 4B to 9B, Comparative Examples 1B to 5B ⁇ Preparation of Curable Resin Composition and Preparation of Cured Product>
  • a varnish was prepared by mixing the various components in the ratios shown in Table 1B, and the varnish was applied to a PET film and dried in an oven at 130°C for 5 minutes to prepare a film of the resin composition. The film was then pulverized to obtain a powder of the resin composition. The powder was then sandwiched between stainless steel mirror plates and a spacer, and molded in a vacuum oven at 210°C for 90 minutes to obtain a cured sample.
  • a varnish was prepared by mixing the various components in the ratios shown in Table 1B.
  • a glass cloth (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.; 7628 type; product number H258) was impregnated with this resin varnish and then dried by heating at 130° C. for 5 minutes to obtain a prepreg.
  • Eight sheets of the obtained prepreg were laminated with copper foil (3EC-III, thickness 35 ⁇ m, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) on top and bottom, and vacuum pressed at 2 MPa under the temperature conditions of 130°C x 15 minutes + 190°C x 80 minutes to obtain a laminate with a thickness of 1.6 mm.
  • the copper foil was etched and cut to obtain a flame retardant test piece.
  • the phosphorus-containing (meth)acryloyl compounds and phosphorus-containing vinylbenzyl ether compounds of the present invention are useful for making plastic materials used in electrical and electronic products, office automation equipment, communication equipment, building materials, etc. flame retardant, and are particularly useful as reactive phosphorus-based flame retardants for reducing transmission loss at higher frequencies due to the increasing amount of information processed by electronic devices.

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Abstract

反応型リン系難燃剤として有用であり、硬化物における耐熱性と誘電特性に優れるリン含有化合物、これを含む硬性樹脂組成物、およびその硬化物を提供する。 一般式(1)で表されるリン含有(メタ)アクリロイル化合物又はリン含有ビニルベンジルエーテル化合物。 一般式(1)において、Arは置換基を有しても良い炭素原子数6~30の芳香族環基であり、R1はそれぞれ独立に下記一般式(2)または(3)で表される置換基であるが、化合物中に一般式(2)で表される置換基と一般式(3)で表される置換基をそれぞれ少なくとも1つ含む。mは、3~6の整数である。

Description

リン含有(メタ)アクリロイル化合物、リン含有ビニルベンジル化合物、その製造方法、これを含む難燃性樹脂組成物および電子回路基板用積層板
 本発明は反応型リン化合物、特にリン含有(メタ)アクリロイル化合物、リン含有ビニルベンジル化合物に関し、プラスチック材料の反応型難燃剤として有用である。
 プラスチック材料は、優れた機械的特性、成形加工性から、建材や電気電子機器まで幅広い用途に使用されている。しかしながら、大抵のプラスチック材料は、燃えやすいため、使用される用途、例えば電気・電子製品やOA機器、通信機器等では、発熱発火、火災に対する安全性のため難燃化が必須となっている。
 プラスチック材料の難燃化技術としては、ハロゲン系難燃剤、無機系難燃剤、リン系難燃剤等の添加型難燃剤の添加が樹脂種、用途に限らず一般的となっている。しかしながら、これらの中で臭素系を主とするハロゲン系難燃剤は、発がん性の高いダイオキシンの発生源となる可能性が指摘されており、昨今の環境負荷物質低減の動きに対応して使用を制限する方向に進んでいる。また、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等無機系難燃剤は、吸熱による難燃化効果があるものの、十分な難燃化を達成するためには大量に添加する必要があり、プラスチック成形品の各種特性を低下させる原因となっている。
 そのため、有害物質を発生させず、比較的少量の添加で難燃化が可能なリン系難燃剤が多く使用されているが、それでもブリードアウト等による加工性の低下や、ガラス転移温度の低下等、特性への影響は避けられない。
 これら添加型難燃剤の問題を解決するために、難燃成分であるリン原子を含み、且つ反応性基を持つ反応型難燃剤が開発され、広く使用されてきた。電子・電機分野で多用されるエポキシ樹脂組成物に適用可能な反応型難燃剤としては、例えば、特許文献1には、エポキシ樹脂用の硬化剤として、ビスフェノールAとホルムアルデヒドを反応させ、ヒドロキシメチルビスフェノールAを得た後に9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド(以下、「DOPO」と略記する。)を反応させる事で得られるフェノール樹脂が開示され、特許文献2には、DOPOとキノン類を反応させた後にエポキシ樹脂と反応する事で得られるリン含有エポキシ樹脂が開示されている。これらの樹脂では、難燃剤のブリードアウト等加工性の問題は解決され、耐熱性等熱特性の悪化は見られない。この様に、添加型難燃剤に比較し、反応性の難燃剤を使用することで、一般的に添加型難燃剤の欠点を補うことが可能となることから、多くの難燃性エポキシ樹脂等が開発されている。
 一方で近年、難燃性が必須となる電子・電気材料分野では、スマートフォンに代表される電子機器の急激な進化により、難燃剤を含む樹脂成分に対する要求は高度なものへと変化している。特に情報・通信分野では情報処理量の増大に伴い信号の高周波化が進行、伝送損失低減のために、この分野に使用される樹脂成分には低誘電率、低誘電正接が強く求められている。そこで、回路基板に代表される電子・電気材料分野では、エポキシ樹脂に変わって、より低誘電率・低誘電正接化が可能なラジカル重合性の樹脂が広く使用されるようになっている。そのため、反応性基がエポキシ基やエポキシ樹脂と反応性を有する難燃剤だけでなく、ラジカル重合性の樹脂と反応が可能な低誘電率・低誘電正接なハロゲンフリー難燃剤が求められている。
 ラジカル重合性の官能基を持つハロゲンフリー難燃剤としては、特許文献3および特許文献4にDOPO骨格を含むビニルベンジルエーテル化合物が開示されている。また特許文献5にはリン酸エステル構造を含む(メタ)アクリロイル化合物、特許文献6にはリン酸エステル構造を含むビニルベンジル化合物化合物が開示されているが、低誘電率・低誘電正接の点で十分な特性とは言えない。また難燃性も十分とは言えず、難燃性を発現するためには多量の難燃剤を配合する必要があり、使用方法が限られる等の問題があった。そのため、ハロゲンフリー難燃性、耐熱性等の熱特性および誘電特性を満足するラジカル重合性基を含む難燃剤は未だ無い。
特開2013-166938号公報 特開平11-279258号公報 特開2004-331537号公報 特開2004-277322号公報 特開2022-16422号公報 特開2022-16423号公報
 従って、本発明が解決しようとする課題は、反応型リン系難燃剤として有用であり、硬化物における耐熱性と誘電特性、および難燃性に優れるリン含有化合物、これを含む硬性樹脂組成物、およびその硬化物を提供することにある。  
 本発明者は前記課題を鋭意検討した結果、第1の発明として、特定の構造を持ったリン含有(メタ)アクリロイル化合物が、耐熱性、誘電特性に優れることを見出し、本発明に至った。
 すなわち、第1の本発明は、一般式(1A)で表されることを特徴とするリン含有(メタ)アクリロイル化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 一般式(1A)において、Arは置換基を有しても良い炭素原子数6~30の芳香族環基であり、R1はそれぞれ独立に下記一般式(2A)または(3A)で表される置換基であるが、化合物中に一般式(2A)で表される置換基と一般式(3A)で表される置換基をそれぞれ少なくとも1つ含む。mは、3~6の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 一般式(2A)において、R2およびR3は、それぞれ独立して炭素原子数1~5の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、n2、n3はそれぞれ独立に0~5の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 ここで、R4は、水素またはメチル基である。
 本発明は、Arが置換基を有していても良いベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環およびアントラセン環から選択される芳香族環基である上記のリン含有(メタ)アクリロイル化合物である。
 本発明は、Arがベンゼン環である上記のリン含有(メタ)アクリロイル化合物であることが好適である。
 本発明は、mが3である上記のリン含有(メタ)アクリロイル化合物であることが好適である。
 本発明は、R1の2つが一般式(3A)で表される置換基であり、1つが一般式(2A)で表される置換基である化合物を10~80モル%、R1の1つが一般式(3A)で表される置換基であり、2つが一般式(2A)で表される置換基である化合物を5~50モル%、およびR1の3つが一般式(2A)で表される置換基である化合物を1~50モル%含むことを特徴とする上記のリン含有(メタ)アクリロイル化合物であることが好適である。
 本発明は、下記一般式(4)で表されるリン含有フェノール化合物と(メタ)アクリル酸、ハロゲン化(メタ)アクリロイルまたは(メタ)アクリル酸無水物の一種以上を反応させることを特徴とする上記のリン含有(メタ)アクリロイル化合物の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 一般式(4)において、Ar、mは一般式(1A)と同義であり、R5はそれぞれ独立に水素または下記一般式(2A)で表される置換基であるが、少なくとも1つのR5は一般式(2A)で表される置換基を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 一般式(2A)において、R2、R3、n2およびn3は上記と同じである。
 本発明は、上記のリン含有(メタ)アクリロイル化合物に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の一種以上を配合してなることを特徴とする難燃性樹脂組成物である。上記の難燃性樹脂組成物を使用して得られる電子回路基板用積層板である。
 本発明者は前記課題を鋭意検討した結果、第2の発明として、特定の構造を持ったリン含有ビニルベンジ化合物が、耐熱性、誘電特性に優れることを見出し、本発明に至った。
 すなわち、第2の本発明は、一般式(1B)で表されることを特徴とするリン含有ビニルベンジル化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 一般式(1B)において、Arは置換基を有しても良い炭素原子数6~30の芳香族環基であり、R1はそれぞれ独立に下記一般式(2B)または(3B)で表される置換基であるが、化合物中に一般式(2B)で表される置換基と一般式(3B)で表される置換基をそれぞれ少なくとも1つ含む。mは、3~6の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 一般式(2B)において、R2およびR3は、それぞれ独立して炭素原子数1~5の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、n2、n3はそれぞれ独立に0~5の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 本発明は、Arが置換基を有していても良いベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環およびアントラセン環から選択される芳香族環基である上記のリン含有ビニルベンジル化合物であることが好適である。
 本発明は、Arがベンゼン環である上記のリン含有ビニルベンジル化合物であることが好適である。
 本発明は、mが3である上記のリン含有ビニルベンジル化合物であることが好適である。
 本発明は、R1の2つが上記一般式(3B)であり、1つが一般式(2B)で表される置換基である化合物を10~80モル%、R1の1つが一般式(3B)、2つが一般式(2B)で表される置換基である化合物を5~50モル%、R1の3つが一般式(2B)で表される置換基である化合物を1~50モル%含むことを特徴とする上記のリン含有ビニルベンジル化合物であることが好適である。
 本発明は、下記一般式(4)で表されるリン含有フェノール化合物とビニルベンジルハライドを反応させることを特徴とする上記のリン含有ビニルベンジル化合物の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 一般式(4)において、Ar、mは一般式(1B)と同義であり、R4はそれぞれ独立に水素または下記一般式(2B)で表される置換基であるが、少なくとも1つのR4は一般式(2B)で表される置換基を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 一般式(2B)において、R2、R3、n2およびn3は上記と同じである。
 本発明は、上記のリン含有ビニルベンジ化合物に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の一種以上を配合してなることを特徴とする難燃性樹脂組成物である。上記の難燃性樹脂組成物を使用して得られる電子回路基板用積層板である。
 本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物又はリン含有ビニルベンジル化合物は、従来にない、低い誘電率・誘電正接を示し、耐熱性の低下が少なく、電子機器の情報処理量増大に伴う高周波化における伝送損失を低減する反応型リン系難燃剤として非常に有用である。
 まず、第1の本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物を詳細に説明する。
 本発明の説明においては、アクリル樹脂や、アクリル化合物、アクリレート化合物等の呼称に関し、通例に従って、例えば「アクリロイル」と「メタクリロイル」の両者を総称して「(メタ)アクリロイル」と云い、「アクリル」と「メタクリル」の両者を総称して「(メタ)アクリル」と云い、「アクリレート」と「メタクリレート」の両者を総称して「(メタ)アクリレート」と云うことがある。
 リン含有(メタ)アクリロイル化合物又はリン含有フェノール化合物は、単一化合物だけでなく、混合物(樹脂)を包含する。
 本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物は、下記一般式(1A)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 一般式(1A)において、Arは置換基を有しても良い炭素原子数6~30の芳香族環基である。芳香族環基としては、特に制限されないが、ベンゼン、フラン、ピロール、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン等の単環芳香族化合物から水素原子がm個除かれたもの;ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、プテリジン、クマリン、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾフラン、アクリジン等の縮環芳香族化合物から水素原子がm個除かれたもの等が挙げられる。また、これらの芳香族化合物を複数組み合わせたものであってもよく、例えば、ビフェニル、ビナフタレン、ビピリジン、ビチオフェン、フェニルピリジン、フェニルチオフェン、テルフェニル、ジフェニルチオフェン、クアテルフェニル等の環集合芳香族化合物から水素原子がm個除かれたもの等が挙げられる。好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニルおよびアントラセンである。さらに好ましくは、ベンゼンである。
 Arで表される芳香環上には、-OR1以外の置換基を含んでいても良い。置換基としては、炭素原子数1~10のアルキル基および炭素原子数1~10のアルコキシ基を、好ましくは炭素原子数1~10のアルキル基を挙げることができる。
 炭素原子数1~10のアルキル基としては、特に制限されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、n-ノニル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基であり、さらに好ましくはメチル基、エチル基である。
 炭素原子数1~10のアルコキシ基としては、特に制限されないが、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基等が挙げられる。これらの置換基を単独でも、2種以上を組み合わせても良い。
 一般式(1A)において、mは3~6の整数で、3または4が好ましく、3がより好ましい。R1はそれぞれ独立に下記一般式(2A)または下記一般式(3A)で表される置換基であるが、化合物中に一般式(2A)で表される置換基と一般式(3A)で表される置換基をそれぞれ少なくとも1つ含む。
 一般式(1A)のR1は、化合物中に一般式(2A)で表されるリン含有基を少なくとも1つ含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 一般式(2A)において、R2およびR3は、それぞれ独立して炭素原子数1~5の直鎖または分岐鎖のアルキル基である。
 炭素原子数1~5のアルキル基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピルn-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル等が挙げられる。これらの中でも、製造面での反応性および入手のし易さの観点からメチル、エチル、プロピル、イソプロピルが好ましく、メチル基が特に好ましい。
 n2、n3はそれぞれ独立に0~5の整数で、好ましくは0または2以上の整数であり、より好ましくは2である。n2、n3が1以上である場合、R、Rのベンゼン環上での置換位置は、特に限定されないが、それぞれ独立して、リン酸エステル結合に対して、オルト位またはメタ位に存在することが好ましい。オルト位にアルキル基がある事で、リン酸エステルが疎水的に遮断され、吸水率を低減、加水分解を抑制するため本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物の特性を更に向上する事ができる。そのため、リン酸エステル結合に対し2つのオルト位にアルキル基が置換されている事が特に好ましく、n2、n3は2以上が好ましい。
 一般式(1A)のR1は、化合物中に一般式(3A)で表される(メタ)アクリロイル基を少なくとも1つ含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 ここで、R4は、水素またはメチル基を表す。
 本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物は、単一化合物で用いる必要は無く、一般式(2A)で表される置換基の個数が異なる化合物を複数含んだ混合物であっても良い。一般式(2A)で表される置換基の個数が増えるほど、難燃性、誘電特性が向上し、一般式(2A)の構造が減少するほど反応性基である一般式(3A)で表される(メタ)アクリロイル基が増えるため、耐熱性が向上するとともに、難燃剤のブリードアウトを防止する事ができる。そのため、一般式(2A)で表される置換基の個数が異なる化合物を複数含むことにより、バランスの良い特性とすることができる。そのため、本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物は、すべてのR1が一般式(2A)である構造や、すべてのR1が一般式(3A)で表される置換基である構造を含んでも良いが、難燃性と耐熱性をバランス良く発現するためには、下記のリン含有率を満たす必要がある。すなわち本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物のリン含有率は1.5~12.0重量%であり、好ましくは2.0~11重量%であり、更に好ましくは3.0~10重量%である。
 なお、本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物(混合物)は、効果を阻害しない限り、反応原料の多価ヒドロキシ化合物を含んでもよい。
 本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物は、Arがベンゼンで、mが3である事が、原料入手の点から好ましい。更に好ましくは、R1の1つが一般式(2A)で表される置換基であり、R1の2つが一般式(3A)である化合物(リン含有基の1置換体、(メタ)アクリロイル基の2置換体)を10~80モル%、R1の2つが一般式(2A)で表される置換基であり、R1の1つが一般式(3A)で表される化合物(リン含有基の2置換体、(メタ)アクリロイル基の1置換体)を5~50モル%、R1の3つが一般式(2A)で表される置換基である化合物(リン含有基の3置換体)を1~50モル%含むことで、難燃性、耐熱性及び誘電特性のバランスに優れる硬化物を得ることができる。より好ましくは、一般式(2A)で表されるリン含有基の1置換体((メタ)アクリロイル基の2置換体)20~70モル%、リン含有基の2置換体((メタ)アクリロイル基の1置換体)10~40モル%、リン含有基の3置換体2~40モル%である。なお、すべてのR1が一般式(3A)で表される(メタ)アクリロイル基である化合物((メタ)アクリロイル基の3置換体)を含んでも良いが、その割合は30モル%未満であることが望ましい。
 本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物(樹脂)は、平均分子量(Mw)が好ましくは200~3000、より好ましくは300~1500の範囲である。
 上記の1置換体、2置換体、3置換体などの組成は、液体クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー等で確認する事ができる。
 次に、第1の本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物の製造方法について説明する。本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物は、一般式(4)で表されるリン含有フェノール化合物と(メタ)アクリル酸、ハロゲン化(メタ)アクリロイルまたは(メタ)アクリル酸無水物を反応させることで得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 一般式(4)において、Ar、mは一般式(1A)と同義であり、R5は水素または上記一般式(2A)で表される置換基である。
 一般式(4)で表されるリン含有フェノール化合物のリン含有率は、好ましくは1.5~15.0質量%であり、より好ましくは3.0~12.0質量%、さらに好ましくは5.0~10.0質量%であり、水酸基当量としては、好ましくは80~800g/eqであり、より好ましくは100~600g/eqである。上記の範囲のリン含有フェノール化合物を用いることで、好ましいリン含有率をもつ本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物を得ることができる。
 一般式(4)で表されるリン含有フェノール化合物は、原料として一般式(5)で表される多価ヒドロキシ化合物を使用し、リン酸エステル化反応によって得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 一般式(5)において、Ar、mは、一般式(1A)と同義である。
 ここで、mは3~6の数であり、水酸基を3個以上有する多価ヒドロキシ芳香族化合物を使用することが必要である。
 一般式(4)で表されるリン含有フェノール化合物は、一般的な芳香族リン酸エステルの製造方法に準じて得ることができ、反応形態の一例としては、オキシハロゲン化リン(ハロゲン化ホスホリル)とフェノール類を原料とするエステル化反応であり、脱ハロゲン化水素反応により、対応するリン酸エステルを得ることが出来る。
 本発明の一般式(1A)で表されるリン含有(メタ)アクリロイル化合物は、一般式(4)で表されるリン含有フェノール化合物と(メタ)アクリル酸、ハロゲン化(メタ)アクリロイルまたは(メタ)アクリル酸無水物とを反応させて得ることができ、その反応は、特に制約は無く、フェノール化合物の通常の(メタ)アクリロイル化反応と同様に実施できる。
 例えば、(メタ)アクリル酸を使用する場合は、式(4)で表されるリン含有フェノール化合物を、硫酸、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等の強酸触媒の存在下、水酸基に対して1~10倍の( メタ)アクリル酸と縮合反応することで製造することができる。この反応は、副生する縮合水を系外に除去しながら進める必要があることから、反応溶媒にはトルエン等の水と共沸する炭化水素系の溶剤を使用し、反応液を70~140 ℃ 程度に加熱することで行う。
 式(4)で表されるリン含有フェノール化合物とハロゲン化(メタ)アクリロイルまたは(メタ)アクリル酸無水物との反応で本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物を得ることができる。使用することができるハロゲン化(メタ)アクリロイルとしては、フッ化アクリロイル、塩化アクリロイル、臭化アクリロイル、ヨウ化アクリロイル等のハロゲン化アクリロイル、フッ化メタクリロイル、塩化メタクリロイル、臭化メタクリロイル、ヨウ化メタクリロイル等のハロゲン化メタクリロイルが挙げられる。
 本発明の実施においては、ハロゲン化(メタ)アクリロイル、(メタ)アクリル酸無水物として、1種または2種以上の混合物を使用してもよい。本発明においては、なかでも、入手が容易な点から、塩化(メタ)アクリルまたは/および(メタ)アクリル酸無水物を使用することが好ましい。
 ハロゲン化(メタ)アクリロイルまたは/および(メタ)アクリル酸無水物の使用量としては、原料として用いるリン含有フェノール化合物の水酸基1モルに対して、0.8~5モル、好ましくは0.95~4モルである。(メタ)アクリル酸ハライドまたは/および(メタ)アクリル酸無水物の使用量が上記範囲を下回ると、得られるリン含有(メタ)アクリロイル化合物の耐熱性が低下し、また水酸基の残存量が増えるため誘電特性が悪化するため好ましくなく、使用量が上記範囲を上まわると釜効率が下がりコストが高くなるため好ましくない。
 ハロゲン化(メタ)アクリロイルを使用する場合においては、使用する(メタ)アクリル酸ハライドに対応したハロゲン化水素が副生物として生成することから、塩基性化合物を併用して、発生したハロゲン化水素をトラップしつつ反応を行うことが好ましい。塩基性化合物としては特に限定されず、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、N-メチル-ジエチルアミン、N-エチル-ジメチルアミン、N-エチル-ジアミルアミン等の脂肪族アミン;N,N-ジメチルアニリン、ジエチルアニリン等の芳香族アミン;N,N-ジメチル-シクロヘキシルアミン、N,N-ジエチル-シクロヘキシルアミン等の脂環式アミン;N,N-ジメチルアミノピリジン、N-メチルモルホリン、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、ジアザビシクロノネン(DBN)、N-メチルピリジン、N-メチルピロリジン等の複素環アミン;テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン等のジアミン等を挙げることができる。特に、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族アミン、ピリジンが、入手の容易さから好ましい。
 塩基性化合物の使用量としては、原料として用いるリン含有フェノール化合物の水酸基1モルに対して、例えば0.8~7モル、好ましくは0.95~5モル程度である。第3級アミンの使用量が上記範囲を下回ると、ハロゲン化水素を完全にトラップすることができず、反応装置の腐食が起こってしまい、上記範囲を上回ると、コスト高となる傾向がある。
 (メタ)アクリル酸無水物で反応を行う際には、触媒を使用しなくても良いが、反応が進み難い場合には、エステル触媒、酸触媒、塩基触媒、ルイス酸触媒を用いることができる。ここで、エステル触媒としては、酢酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、(メタ)アクリル酸ナトリウム等の、低級カルボン酸のナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩が例示できる。また、酸触媒としては、硫酸、ホウ酸等の無機酸;メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸等が例示できる。また、塩基触媒としては、有機塩基であれば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン等の含窒素脂肪族化合物;ピリジン、4-(ジメチルアミノ)ピリジン、等の含窒素芳香族複素環化合物等が例示できる。また、ルイス酸触媒としては、塩化アルミニウム、塩化亜鉛等が例示できる。
 触媒の使用量としては、使用する(メタ)アクリル酸無水物に対して、10%以下が好ましく、5%以下が更に好ましい。触媒を使用する場合に上記範囲を上回ると、触媒の除去に時間がかかり、また製品中に触媒が残存しやすく、特性の悪化を招く。
 式(4)で表されるリン含有フェノール化合物とハロゲン化(メタ)アクリロイルまたは/および(メタ)アクリル酸無水物の反応においては、反応溶媒として有機溶媒を使用し、溶液中での反応を行うことが好ましい。使用することができる溶媒としては、フェノール化合物および(メタ)アクリル酸ハライドまたは/および(メタ)アクリル酸無水物との反応性を有さないものであれば特に限定されず、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、アセトニトリル、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルリン酸トリアミド、水等の溶剤が挙げられ、必要によりこれらを組み合わせて使用することができる。
 式(4)で表されるリン含有フェノール化合物と(メタ)アクリル酸ハライドまたは/および(メタ)アクリル酸無水物の反応においては、反応温度は-50~150℃であることが好ましく、高温で反応させると重合反応が生じる可能性が高くなるので、-25~100℃であることがより好ましい。また、反応時間は、設定した反応温度に応じて適宜設定されるが、1~48時間の範囲に設定することが好ましい。
 式(4)で表されるリン含有フェノール化合物と(メタ)アクリル酸、ハロゲン化(メタ)アクリロイルまたは(メタ)アクリル酸無水物の反応は、重合禁止剤の存在下で行ってもよい。重合禁止剤を添加することにより、反応に供する(メタ)アクリル酸、ハロゲン化(メタ)アクリロイルまたは(メタ)アクリル酸無水物や、目的生成物である(メタ)アクリル酸エステルが重合してオリゴマーを副生することを防止することができる。重合禁止剤には公知のものを制限なく用いることができ、ヒドロキノン、ヒドロキシモノメチルエーテル、t - ブチルカテコール、t - ブチルハイドロキノン、4-メトキシフェノール、4-メトキシ-1-ナフトール、フェノチアジン等の有機化合物の他、塩化銅、硫化銅等の銅化合物等が挙げられ、これらを組み合わせて使用してもよい。
 この反応の終了後、得られた反応液(反応混合物)を必要により、反応溶媒の留去、溶媒置換等を実施し、水等による洗浄や、活性炭処理、シリカゲルクロマトグラフィー等の手段を利用して精製し、目的物である本発明の(メタ)アクリロイル化合物を取り出すことができる。
 次に、第2の本発明のリン含有ビニルベンジル化合物を詳細に説明する。
 本発明のリン含有ビニルベンジル化合物は、下記一般式(1B)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 一般式(1B)において、m、Arは、一般式(1A)において説明したm、Arと同義である。
 一般式(1B)のR1は、化合物中に一般式(2B)で表されるリン含有基を少なくとも1つ含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 一般式(2B)において、R2およびR3は、それぞれ独立して炭素原子数1~5の直鎖または分岐鎖のアルキル基である。
 炭素原子数1~5のアルキル基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピルn-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル等が挙げられる。これらの中でも、製造面での反応性および入手のし易さの観点からメチル、エチル、プロピル、イソプロピルが好ましく、メチル基が特に好ましい。
 n2、n3はそれぞれ独立に0~5の整数で、好ましくは0または2以上の整数であり、より好ましくは2である。n2、n3が1以上である場合、R、Rのベンゼン環上での置換位置は、特に限定されないが、それぞれ独立して、リン酸エステル結合に対して、オルト位またはメタ位に存在することが好ましい。オルト位にアルキル基がある事で、リン酸エステルが疎水的に遮断され、吸水率を低減、加水分解を抑制するため本発明のリン含有ビニルベンジル化合物の特性を更に向上する事ができる。そのため、リン酸エステル結合に対し2つのオルト位にアルキル基が置換されている事が特に好ましく、n2、n3は2以上が好ましい。
 一般式(1B)のR1は、化合物中に一般式(3B)で表されるビニルベンジル基を少なくとも1つ含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 式(3B)中、ビニル基のベンゼン環上での置換位置は、特に限定されないが、メチレン鎖の結合位置に対して、メタ位またはパラ位が好ましい。
 本発明のリン含有ビニルベンジル化合物は、単一化合物で用いる必要は無く、一般式(2B)で表される置換基の個数が異なる化合物を複数含んだ混合物であっても良い。一般式(2B)で表される置換基の個数が増えるほど、難燃性、誘電特性が向上し、一般式(2B)の構造が減少するほど反応性基である一般式(3B)で表されるビニルベンジル基が増えるため、耐熱性が向上するとともに、難燃剤のブリードアウトを防止する事ができる。そのため、一般式(2B)で表される置換基の個数が異なる化合物を複数含むことにより、バランスの良い特性とすることができる。そのため、本発明のリン含有ビニルベンジル化合物は、すべてのR1が一般式(2B)である構造や、すべてのR1が一般式(3B)で表される置換基である構造を含んでも良いが、難燃性と耐熱性をバランス良く発現するためには、下記のリン含有率を満たす必要がある。すなわち本発明のビニルベンジル化合物のリン含有率は1.5~12.0重量%であり、好ましくは2.0~11重量%であり、更に好ましくは3.0~10重量%である。
 なお、本発明のリン含有ビニルベンジル化合物(混合物)は、効果を阻害しない限り、反応原料の多価ヒドロキシ化合物を含んでもよい。
 本発明のリン含有ビニルベンジル化合物は、Arがベンゼンで、mが3である事が、原料入手の点から好ましい。更に好ましくは、R1の1つが一般式(2B)で表される置換基であり、R1の2つが一般式(3B)である化合物(リン含有基の1置換体、ビニルベンジル基の2置換体)を10~80モル%、R1の2つが一般式(2B)で表される置換基であり、R1の1つが一般式(3B)で表される化合物(リン含有基の2置換体、ビニルベンジル基の1置換体)を5~50モル%、R1の3つが一般式(2B)で表される置換基である化合物(リン含有基の3置換体)を1~50モル%含むことで、難燃性、耐熱性及び誘電特性のバランスに優れる硬化物を得ることができる。より好ましくは、一般式(2B)で表されるリン含有基の1置換体(ビニルベンジル基の2置換体)20~70モル%、リン含有基の2置換体(ビニルベンジル基の1置換体)10~40モル%、リン含有基の3置換体2~40モル%である。なお、すべてのR1が一般式(3B)で表される化合物(ビニルベンジル基の3置換体)を含んでも良いが、その場合は30モル%未満であることが望ましい。
 本発明のリン含有ビニルベンジル化合物(樹脂)は、平均分子量(Mw)が好ましくは200~3000、より好ましくは300~1500の範囲である。
 上記の1置換体、2置換体、3置換体の組成は、液体クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー等で確認する事ができる。
 次に、第2の本発明のリン含有ビニルベンジル化合物の製造方法について説明する。本発明のリン含有ビニルベンジル化合物は、一般式(4)で表されるリン含有フェノール化合物とビニルベンジルハライドを反応させることで得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 一般式(4)で表されるリン含有フェノール化合物は、第1の本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物の製造において、上述したものと共通する。
 本発明の一般式(1B)で表されるリン含有ビニルベンジルエーテル化合物は、式(4)で表されるリン含有フェノール化合物とビニルベンジルハライドの反応で得ることができる。
 本発明に用いるビニルベンジルハライドとしては、例えば、p-ビニルベンジルクロライド、m-ビニルベンジルクロライド、p-ビニルベンジルブロマイド、m-ビニルベンジルブロマイド等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、単独で使用しても、2種類以上混合して使用してもよい。市販品としては、CMS-14(AGCセイミケミカル株式会社製、p-ビニルベンジルクロライド)、CMS-P(AGCセイミケミカル株式会社製、p-ビニルベンジルクロライドとm-ビニルベンジルクロライドの混合物)等が挙げられる。
 リン含有フェノール化合物とビニルベンジルハライドとの配合割合は、リン含有フェノール化合物中の水酸基1モルに対して、ビニルベンジルハライドが0.8~4.0モルであり、0.95~2.0モルが好ましく、1.0~1.5モルがより好ましい。リン含有フェノール化合物1モルに対して、ビニルベンジルハライドが0.8モル未満では残存する水酸基が多くなり、耐熱性が低下し、また、4.0モルを越えると、未反応のビニルベンジルハライドの残存量が多くなるか、副反応の重合物が多くなりすぎる。
 式(4)で表されるリン含有フェノール化合物とビニルベンジルハライドの反応では、ビニルベンジルハライドのハロゲンと反応し、リン含有フェノール化合物との反応を促進させる目的でアルカリ性化合物を加えることが好ましい。アルカリ性化合物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物や、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物や、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等アルカリ金属の炭酸塩等のアルカリ性の化合物が挙げられる。中でも、反応の促進効果と加水分解の抑制という点から、アルカリ金属の炭酸塩が好ましい。また、単独で使用しても、2種類以上併用してもよい。また、固形で使用しても水溶液等の溶液で使用してもよいが、水溶液が好ましい。アルカリ性化合物の使用量は、ビニルベンジルハライド1モルに対して、0.5~5.0モルであり、1~4モルが好ましく、1.2~3モルがより好ましい。アルカリ性化合物の使用量が0.5モル未満の場合、反応が十分行われない。一方、5.0モルを越えると、中和に必要な酸が多量に必要となる等経済的に好ましくない。
 反応には、必要に応じて、触媒を使用することもできる。使用する触媒としては、例えば、ベンジルジメチルアミン等の第3級アミン類や、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の第4級アンモニウム塩類や、トリフェニルホスフィン、トリス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスフィン等のホスフィン類や、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムブロマイド、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムイオダイド等のホスホニウム塩類や、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール類等の各種触媒が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、単独で使用しても、2種類以上併用してもよい。触媒の使用量は、原料100重量部に対して、10重量部以下である。
 反応に用いる溶媒としては、特に限定はなく、ヘキサン、へプタン、オクタン、デカン、ジメチルブタン、ペンテン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素類や、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、ペンタノール、ヘキサノール、メチルアミルアルコール、ヘプタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、フリフリルアルコール等のアルコール類や、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、メチルフェニルエーテル、エチルフェニルエーテル、アミルフェニルエーテル、エチルベンジルエーテル、ジオキサン、メチルフラン、テトラヒドロフラン等のエーテル類や、アセトン、メチルアセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルアミルケトン、ジエチルケトン、エチルブチルケトン、ジプロピルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類や、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、セロソルブアセテート、エチレングリコールイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチルエチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、単独で使用しても、2種類以上混合して使用してもよい。また、反応で生成した塩を水洗により除去する場合は水層を分液可能な溶媒を使用することが好ましい。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
 反応は、重合禁止剤の存在下で行ってもよい。重合禁止剤を添加することにより、反応に供するビニルベンジルハライド、または目的生成物であるビニルベンジルエーテル化合物が重合してオリゴマーを副生することを防止することができる。重合禁止剤には公知のものを制限なく用いることができ、ヒドロキノン、ヒドロキシモノメチルエーテル、t- ブチルカテコール、t - ブチルハイドロキノン、4-メトキシフェノール、4-メトキシ-1-ナフトール、フェノチアジン等の有機化合物の他、塩化銅、硫化銅等の銅化合物等が挙げられ、これらを組み合わせて使用してもよい。
 この反応の終了後、得られた反応液(反応混合物)を必要により、反応溶媒の留去、溶媒置換等を実施し、水等による洗浄や、活性炭処理、シリカゲルクロマトグラフィー等の手段を利用して精製し、目的物である本発明のビニルベンジルエーテル化合物を取り出すことができる。
 次に、第1の本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物、又は第2の本発明のリン含有ビニルベンジル化合物を必須成分とし、硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の一種以上を配合してなる難燃性樹脂組成物について説明する。
 本発明の難燃性樹脂組成物において、配合割合は特に限定されるものではないが、例えば、硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の合計量100重量部に対して、リン含有(メタ)アクリロイル化合物を10~300重量部配合するとよい。好ましくは20~200重量部、より好ましくは50~150重量部である。
 硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、硬化型マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリシアナート樹脂、フェノール樹脂、分子中に1個以上の重合性不飽和炭化水素基を有する1種以上のビニル化合物類等を挙げることができ、好ましくは、エポキシ樹脂、分子中に1個以上の重合性不飽和炭化水素基を有する1種以上のビニル化合物類である。
 硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合、1分子中に2以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂から選ばれる1種以上のエポキシ樹脂であることが好ましい。かかるエポキシ樹脂としては、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビフェニルエポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂及びビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。このようなエポキシ樹脂を用いることによって、本発明の硬化性樹脂組成物の有する、優れた誘電特性と流動性への影響を最小限に留め、硬化物の耐熱性と密着性を充分に高められると考えられる。
 エポキシ樹脂を含む場合には、エポキシ樹脂の他に硬化剤を使用しても良い。硬化剤としては、特に制限されるものではなく、例えばフェノール系硬化剤、アミン系化合物、アミド系化合物、酸無水物系化合物、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤等が挙げられる。これらは1種又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
  エポキシ樹脂を配合する場合には、必要に応じて硬化促進剤を用いることができる。例えば、アミン類、イミダゾール類、有機ホスフィン類、ルイス酸等である。添加量は、通常、エポキシ樹脂100重量部に対して、0.2~5重量部の範囲である。
 硬化性樹脂として、分子中に1個以上の重合性不飽和炭化水素基を有する1種以上のビニル化合物類(以下、ビニル化合物類ともいう。)である場合、その種類は特に限定されない。すなわち、ビニル化合物類は、本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物と反応させることによって、架橋を形成させて、硬化させることができるものであればよい。重合性不飽和炭化水素基が炭素-炭素不飽和二重結合であるものがより好ましく、炭素-炭素不飽和二重結合を分子中に2個以上有する化合物がより好ましい。
 硬化性樹脂としてのビニル化合物類の1分子当たりの炭素-炭素不飽和二重結合の平均個数(ビニル基(置換ビニル基を含む)の数。末端二重結合数ともいう。)は、ビニル化合物類のMwによって異なるが、例えば、1~20個であることが好ましく、2~18個であることがより好ましい。この末端二重結合数が少なすぎると、硬化物の耐熱性としては充分なものが得られにくい傾向がある。また、末端二重結合数が多すぎると、反応性が高くなりすぎ、例えば、硬化性樹脂組成物の保存安定性が低下したり、硬化性樹脂組成物の流動性が低下したりする等の不具合が発生するおそれがある。
 ビニル化合物類としては、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)等のトリアルケニルイソシアヌレート化合物、末端が(メタ)アクリロイル基やスチリル基で変性された変性ポリフェニレンエーテル(PPE)、分子中に(メタ)アクリロイル基を2個以上有する多官能(メタ)アクリレート化合物、ポリブタジエン等のように分子中にビニル基を2個以上有するビニル化合物(多官能ビニル化合物)、及びスチレン、ジビニルベンゼン等のビニルベンジル化合物等が挙げられる。この中でも、炭素-炭素二重結合を分子中に2個以上有するものが好ましく、具体的には、TAIC、多官能(メタ)アクリレート化合物、変性PPE樹脂、多官能ビニル化合物、及びジビニルベンゼン化合物等が挙げられる。これらを用いると、硬化反応により架橋がより好適に形成されると考えられ、硬化性樹脂組成物の硬化物の耐熱性をより高めることができる。また、これらを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、炭素-炭素不飽和二重結合を分子中に1個有する化合物を併用してもよい。炭素-炭素不飽和二重結合を分子中に1個有する化合物としては、分子中にビニル基を1個有する化合物(モノビニル化合物)等が挙げられる。
 熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、PPS樹脂、ポリシクロペンタジエン樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂等や、既知の熱可塑性エラストマー(例えば、スチレン-エチレン-プロピレン共重合体、スチレン-エチレン-ブチレン共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン‐イソプレン共重合体、水添スチレン-ブタジエン共重合体、水添スチレン-イソプレン共重合体等)や、あるいはゴム類(例えばポリブタジエン、ポリイソプレン)を挙げることができる。好ましくは、未変性または変性ポリフェニレンエーテル樹脂、水添スチレン-ブタジエン共重合体を挙げることができる。
 本発明の難燃性樹脂組成物には、光または/および熱でラジカルを生じるラジカル重合開始剤(重合触媒ないし架橋剤)を配合しても良い。光重合開始剤としては、例えばべンゾイン、べンゾインメチルエーテル、べンゾインエチルエーテル、べンゾインプロピルエーテル、べンゾインイソブチルエーテル等のべンゾイン類;アセトフェノン、2,2-ジエトキシ-2-フェニルアセトフェノン、2,2-ジエトキシ-2-フェニルアセトフェノン、1,1-ジクロロアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-フェニルプロパン-1-オン、ジエトキシアセトフェノン、1-ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オンなどのアセトフェノン類;2-エチルアントラキノン、2-ターシャリーブチルアントラキノン、2-クロロアントラキノン、2-アミルアントラキノンなどのアントラキノン類;2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、2-クロロチオキサントンなどのチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、べンジルジメチルケタールなどのケタール類;べンゾフエノン、4-べンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、4,4’-ビスメチルアミノべンゾフェノンなどのべンゾフェノン類;2,4,6-トリメチルべンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルべンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド等のホスフィンオキサイド類等が挙げられる。
 熱ラジカル開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、ジ-t-ブチルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、1,3-ビス(ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキシイソフタレート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)ブタン、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)オクタン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、ジ(トリメチルシリル)パーオキサイド、トリメチルシリルトリフェニルシリルパーオキサイド等の過酸化物があるがこれらに限定されない。また過酸化物ではないが、2,3-ジメチル-2,3-ジフェニルブタンも、ラジカル重合開始剤として使用できる。しかし、これらの例に限定されるものではなく、ラジカル開始剤2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 ラジカル重合開始剤の配合量は、リン含有リン含有(メタ)アクリロイル化合物100重量部に対して、好ましくは0.01~10重量部、より好ましくは0.1~5重量部である。
 本発明の難燃性樹脂組成物には、充填剤を配合することができる。充填剤としては、硬化性樹脂組成物の硬化物の、耐熱性や難燃性を高めるために添加するもの等が挙げられ、公知の充填剤を使用することができるが、特に限定されない。また、充填剤を含有させることによって、耐熱性、寸法安定性や難燃性等をさらに高めることができる。具体的には、球状シリカ等のシリカ、アルミナ、酸化チタン、及びマイカ等の金属酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、タルク、ホウ酸アルミニウム、硫酸バリウム、及び炭酸カルシウム等が挙げられる。水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物を用いた場合、難燃助剤として作用し、リン含有率が少なくても難燃性を確保することが出来る。この中でも、シリカ、マイカ、及びタルクが好ましく、球状シリカがより好ましい。また、これらの1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 充填剤は、そのまま用いてもよいが、エポキシシランタイプ、又はアミノシランタイプ等のシランカップリング剤で表面処理したものを用いてもよい。このシランカップリング剤としては、ラジカル重合開始剤との反応性との観点から、ビニルシランタイプ、メタクリロキシシランタイプ、アクリロキシシランタイプ、及びスチリルシランタイプのシランカップリング剤が好ましい。これにより、金属箔との接着強度や樹脂同士の層間接着強度が高まる。また、充填剤に予め表面処理する方法でなく、上記シランカップリング剤をインテグラルブレンド法で添加して用いてもよい。
 充填剤の含有量は、充填剤を除く固形分(モノマー等の有機成分と難燃剤を含み、溶剤を除く。)の合計100質量部に対して、10~200質量部であることが好ましく、30~150質量部であることが好ましい。
 本発明の難燃性樹脂組成物には、上記以外の添加剤をさらに含有してもよい。添加剤としては、例えば、シリコーン系消泡剤及びアクリル酸エステル系消泡剤等の消泡剤、熱安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、染料や顔料、滑剤、湿潤分散剤等の分散剤等が挙げられる。
 本発明の難燃性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物は、成型物、積層物、注型物、接着剤、塗膜、フィルムとして使用できる。例えば、半導体封止材料の硬化物は注型物又は成型物であり、かかる用途の硬化物を得る方法としては、硬化性樹脂組成物を注型、或いはトランスファ-成形機、射出成形機などを用いて成形し、さらに80~230℃で0.5~10時間に加熱することにより硬化物を得ることができる。
 本発明の難燃性樹脂組成物は、プリプレグとして使用することもできる。プリプレグを製造する際には、プリプレグを形成するための基材(繊維質基材)に含浸する目的、あるいは回路基板を形成する回路基板材料とする目的でワニス状に調製して、樹脂ワニスとすることができる。この樹脂ワニスは、回路基板用に適し、回路基板材料用ワニスとして使用できる。なお、ここでいう回路基板材料の用途は、具体的には、プリント配線基板、プリント回路板、フレキシブルプリント配線板、ビルドアップ配線板等が挙げられる。
 上記の樹脂ワニスに用いられる有機溶媒としては、硬化反応を阻害しないものであれば、特に限定されない。例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル類;ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等の極性溶剤類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤類等が挙げられ、これらを1種または2種以上を混合して使用することも可能である。誘電特性の観点から、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類が好ましい。
 樹脂ワニスを作成する際に、使用する有機溶剤の量は、本発明の硬化性樹脂組成物100重量部に対して、好ましくは5~900重量部、より好ましくは10~700重量部、特に好ましくは20~500重量部である。
 プリプレグを作成するのに用いられる基材としては、公知の材料が用いられるが、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アルミナ繊維、紙などの基材がそれぞれ単独で、あるいは2種以上併せて用いられる。これら基材には、必要に応じて樹脂と基材の界面における接着性を改善する目的でカップリング剤を用いることができる。カップリング剤としては、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネートカップリング剤など一般のものが使用できる。
 プリプレグを得る方法としては、上記樹脂ワニスを基材に含浸させた後、乾燥する方法が挙げられる。含浸は浸漬(ディッピング)、塗布等によって行われる。含浸は必要に応じて複数回繰り返すことも可能であり、またこの際、組成や濃度の異なる複数の溶液を用いて含浸を繰り返し、最終的に希望とする樹脂組成及び樹脂量に調整することも可能である。含浸後に、100~180℃で1~30分加熱乾燥することでプリプレグを得ることができる。ここで、プリプレグ中の樹脂量は、樹脂分30~80重量%とすることが好ましい。
 本発明の硬化性樹脂組成物は、積層板としても使用することもできる。プリプレグを用いて積層板を形成する場合は、プリプレグを一又は複数枚積層し、片側又は両側に金属箔を配置して積層物を構成し、この積層物を加熱・加圧して積層一体化する。ここで金属箔としては、銅、アルミニウム、真鍮、ニッケル等の単独、合金、複合の金属箔を用いることができる。積層物を加熱加圧する条件としては、硬化性樹脂組成物が硬化する条件で適宜調整して加熱加圧すればよいが、加圧の圧力があまり低いと、得られる積層板の内部に気泡が残留し、電気的特性が低下する場合があるため、成形性を満足する条件で加圧することが好ましい。例えば温度を180~250℃、圧力を49.0~490.3N/cm2(5~50kgf/cm2)、加熱加圧時間を40~240分間にそれぞれ設定することができる。更にこのようにして得られた単層の積層板を内層材として、多層板を作製することができる。この場合、まず積層板にアディティブ法やサブトラクティブ法等にて回路形成を施し、形成された回路表面を酸溶液で処理して黒化処理を施して、内層材を得る。この内層材の、片側又は両側の回路形成面に、樹脂シート、樹脂付き金属箔、又はプリプレグにて絶縁層を形成すると共に、絶縁層の表面に導体層を形成して、多層板を形成するものである。
 本発明の硬化性組成物をビルドアップフィルムに使用することもできる。本発明の樹脂組成物からビルドアップフィルムを製造する方法は、例えば、上記樹脂ワニスを、支持フィルム上に塗布、乾燥させてフィルム状の絶縁層を形成する方法が挙げられる。このようにして形成させたフィルム状の絶縁層は、多層プリント配線板用のビルドアップフィルムとして使用できる。
 次に、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。各例中の部はいずれも質量部である。
 なお、実施例中の各硬化物サンプルの物性測定は、以下に示す方法により行った。
(1)化合物の分子量及び分子量分布:化合物の分子量及び分子量分布測定はGPC(東ソー製、HLC-8120GPC)を使用し、溶媒にテトラヒドロフラン、流量1.0ml/min、カラム温度38℃、単分散ポリスチレンによる検量線を用いて行った。
(2)水酸基当量:100mLの共栓付フラスコに約6mg/eqの試料を精秤し、無水酢酸/ピリジン=3/1(容量比)で混合した試薬を3mL加え、冷却管を付け、ホットプレートで5分間加熱還流させ、5分間の放冷の後、1mLの水を加える。その液を、0.5mol/LのKOH/MeOH溶液で電位差滴定する事で算出した。
(3)リン含有率:試料に硫酸、塩酸、過塩素酸を加え、加熱して湿式灰化し、全てのリン原子をオルトリン酸とした。硫酸酸性溶液中でメタバナジン酸塩及びモリブデン酸塩を反応させ、生じたリンバナードモリブデン酸錯体の420nmにおける吸光度を測定し、予めリン酸二水素カリウムを用いて作成した検量線により、求めたリン原子含有率を質量%で表した。
(4)ガラス転移温度:株式会社日立ハイテクサイエンス製、示差走査熱量測定を用いて10℃/分の昇温速度で、ベースラインシフトから求めた。 
(5)比誘電率及び誘電正接:IPC-TM-650 2.5.5.9規格に準じてマテリアルアナライザー(AGILENT Technologies社製)を用い、25℃、湿度60%環境下で容量法により周波数1GHzにおける誘電率(Dk)及び誘電正接(Df)を求めた。
(6)難燃性:UL94に準じ、試験片5本を用いて垂直法により評価した。評価は、試験片5本の合計燃焼時間とV-0、V-1、V-2の分類で記した。
 合成例において下記の化合物を原料として用いた。
1) オキシ塩化リン(東京化成工業株式会社製)
2) 2,6-ジメチルフェノール(東京化成工業株式会社製)
3) フロログルシノール(東京化成工業株式会社製)
 第1の本発明の合成例、実施例を説明する。
(合成例1A)ジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)の合成
 撹拌機、温度計および塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)を備えた2Lの4つ口フラスコに、オキシ塩化リン(下記構造式)767g(5mol)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
2,6-ジメチルフェノール(下記構造式)1200g(9.8mol)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
溶剤としてのキシレン140g、触媒として塩化マグネシウム6.2g(0.065mol)を充填した。得られた混合溶液を撹拌しながら約3時間かけて温度160℃まで徐々に加熱昇温して反応させ、発生する塩化水素ガスを水スクラバーで回収した。その後、同温度でフラスコ内の圧力を徐々に20kPaまで減圧し、キシレンや未反応のオキシ塩化リンおよび2,6-ジメチルフェノール、副生する塩化水素を除去し、ジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC:下記構造式)を主成分とする反応生成物1700gを得た。また、反応混合物の塩素含有率は10.9質量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
(合成例2A)リン含有フェノール化合物Aの合成
 撹拌機、温度計、塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)を備えた200mLの4つ口フラスコに、メシチレン51.6g、フロログルシノール(下記構造式)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
12.6g(0.1mol)、合成例1Aで得られたジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)21.8g(0.06mol)、触媒として無水塩化マグネシウム0.4g(0.004mol)を充填した。得られた混合溶液を撹拌しながら155℃まで徐々に加熱昇温し155℃に到達してから18時間反応させ発生する塩化水素を捕集した。60℃に冷却後、酢酸エチル35gを加え、酸洗い、中和、2回の水洗いを行い、溶媒除去を行って化合物A26.1gを得た。
 化合物Aは、水酸基当量125g/eq、リン含有率が6.4質量%であった。更に、GPCによりフロログルシノールの水酸基の1つがジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)と反応した化合物(1置換体、下記構造式)を68モル%、水酸基の2つが反応した化合物(2置換体、下記構造式)を10モル%、水酸基の3つと反応した化合物(3置換体、下記構造式)を2モル%、フロログルシノールを20モル%含むことを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
(合成例3A)リン含有フェノール化合物Bの合成
 撹拌機、温度計、塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)を備えた200mLの4つ口フラスコに、メシチレン110.9g、フロログルシノール12.6g(0.1mol)、合成例1Aで得られたジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)54.5g(0.15mol)、触媒として無水塩化マグネシウム0.8g(0.008mol)を充填した。得られた混合溶液を撹拌しながら155℃まで徐々に加熱昇温し155℃に到達してから18時間反応させ発生する塩化水素を捕集した。60℃に冷却後、酢酸エチル60gを加え、酸洗い、中和、2回の水洗いを行い、溶媒除去を行って化合物B51.2gを得た。
 化合物Bは、水酸基当量412g/eq、リン含有率が8.4質量%であった。更に、GPCによりフロログルシノールの水酸基の1つがジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)と反応した化合物(1置換体)を39.5モル%、水酸基の2つが反応した化合物(2置換体)を34.0モル%、水酸基の3つと反応した化合物(3置換体)を25.0モル%、フロログルシノールを1.5モル%含むことを確認した。
(合成例4A)リン含有フェノール化合物Cの合成
 撹拌機、温度計、塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)を備えた300mLの4つ口フラスコに、メシチレン249.5g、フロログルシノール12.6g(0.1mol)、合成例1Aで得られたジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)87.2g(0.24mol)、触媒として無水塩化マグネシウム1.2g(0.012mol)を充填した。得られた混合溶液を撹拌しながら155℃まで徐々に加熱昇温し155℃に到達してから18時間反応させ発生する塩化水素を捕集した。60℃に冷却後、酢酸エチル60gを加え、酸洗い、中和、2回の水洗いを行い、溶媒除去を行って化合物C51.2gを得た。
 化合物Cは、水酸基当量587g/eq、リン含有率が9.0質量%であった。更に、GPCによりフロログルシノールの水酸基の1つがジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)と反応した化合物(1置換体)を25モル%、水酸基の2つが反応した化合物(2置換体)を35モル%、水酸基の3つと反応した化合物(3置換体)を40モル%含むことを確認した。
(実施例1A)リン含有メタクリロイル化合物Aの合成
 撹拌機、温度計、冷却管、滴下ロートを備えたガラス製セパラブルフラスコに、リン含有フェノール化合物A100.0g、テトラヒドロフラン150.0g、トリエチルアミン161.9g、4-ジメチルアミノピリジン6.0gを仕込み、室温で溶解した。窒素雰囲気化で、メタクリル酸無水物(下記構造式)151.0g
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
を1時間かけて滴下し、更に50℃で6時間反応を継続した。
 続いて、反応液を濃縮し、トルエン360.4gに溶解後、塩酸、炭酸ナトリウム水溶液、水の順で洗浄した。水による洗浄後、脱水して、ろ過、更に溶媒を濃縮することで、リン含有メタクリロイル化合物Aの50%トルエン溶液247.1gを得た。
 リン含有メタクリロイル化合物Aのリン含有率は5.0%であった。更に、GPCによりリン含有フェノール化合物Aの1置換体の2つの水酸基がメタクリロイルオキシ基に置換された成分を69モル%、2置換体の1つの水酸基がメタクリロイルオキシ基に置換された成分を10モル%、3置換体の成分を3モル%、フロログルシノールの3つの水酸基がメタクリロイルオキシ基に置換された成分を18モル%含むことを確認した。
(実施例2A)リン含有メタクリロイル化合物Bの合成
 撹拌機、温度計、冷却管、滴下ロートを備えたガラス製セパラブルフラスコに、リン含有フェノール化合物B100.0g、テトラヒドロフラン150.0g、トリエチルアミン34.5g、4-ジメチルアミノピリジン1.3gを仕込み、室温で溶解した。窒素雰囲気化で、メタクリル酸無水物32.2gを1時間かけて滴下し、更に50℃で6時間反応を継続した。
 続いて、反応液を濃縮し、トルエン360.4gに溶解後、塩酸、炭酸ナトリウム水溶液、水の順で洗浄した。水による洗浄後、脱水して、ろ過、更に溶媒を濃縮することで、リン含有メタクリロイル化合物Bの50%トルエン溶液186.4gを得た。
 リン含有メタクリロイル化合物Bのリン含有率は7.2%であった。更に、GPCによりリン含有フェノール化合物Bの1置換体の2つの水酸基がメタクリロイルオキシ基に置換された成分を40モル%、2置換体の1つの水酸基がメタクリロイルオキシ基に置換された成分を34モル%、3置換体の成分を24%、フロログルシノールの3つの水酸基がメタクリロイルオキシ基に置換された成分を2モル%含むことを確認した。
(実施例3A)リン含有メタクリロイル化合物Cの合成
 撹拌機、温度計、冷却管、滴下ロートを備えたガラス製セパラブルフラスコに、リン含有フェノール化合物C100.0g、テトラヒドロフラン150.0g、トリエチルアミン49.1g、4-ジメチルアミノピリジン1.8gを仕込み、室温で溶解した。窒素囲気化で、メタクリル酸無水物45.8gを1時間かけて滴下し、更に50℃で6時間反応を継続した。
 続いて、反応液を濃縮し、トルエン260.4gに溶解後、塩酸、炭酸ナトリウム水溶液、水の順で洗浄した。水による洗浄後、脱水して、ろ過、更に溶媒を濃縮することで、リン含有メタクリロイル化合物Cの50%トルエン溶液178.6gを得た。
 リン含有メタクリロイル化合物Cのリン含有率は8.2%であった。更に、GPCによりリン含有フェノール化合物Cの1置換体の2つの水酸基がメタクリロイルオキシ基に置換された成分を25モル%、2置換体の1つの水酸基がメタクリロイルオキシ基に置換された成分を35モル%、3置換体の成分を40モル%含むことを確認した。
(比較合成例A)リン含有メタクリロイル化合物Dの合成
 特開2022-16422に記載の方法に従って合成した。具体的には、撹拌機、温度計および塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)を備えた容量2リットルの4つ口フラスコに、オキシ塩化リン1500g、2,6-ジメチルフェノール611g、触媒としての塩化マグネシウム1.2g充填した。
 得られた混合溶液を撹拌しながら約3時間かけて温度110℃まで徐々に加熱昇温して反応させ、発生する塩化水素(塩酸ガス)を水スクラバーで回収した。その後、120℃でフラスコ内の圧力を徐々に12kPaまで減圧し、未反応のオキシ塩化リンおよびフェノール、副生する塩化水素を除去し、モノ2,6-ジメチルフェニルホスホロジクロリデート1200gを得た。
 撹拌機、温度計、滴下ロートおよびコンデンサーを備えた容量2リットルの4つ口フラスコに、2,3,5-トリメチルハイドロキノン320g、塩化水素捕捉剤としてピリジン135g、溶剤としてトルエン200gを充填した。また、滴下ロートに上記モノ2,6-ジメチルフェニルホスホロジクロリデート203gを充填した。
 4つ口フラスコ中の混合溶液を撹拌しながら温度20℃まで加熱し、同温度(20℃)で維持しながら、滴下ロート中のモノ2,6-ジメチルフェニルホスホロジクロリデートを2時間かけて滴下した。滴下終了後、65℃まで加熱し、5時間撹拌し反応生成物を得た。得られた反応生成物を希塩酸および水で洗浄後、温度150℃まで加熱し、2kPaまで減圧して水、トルエン、低沸分を留去し、常温まで冷却することで黒褐色固体のリン含有フェノール化合物D 330gを得た。
 撹拌機、温度計、冷却管、滴下ロートを備えたガラス製セパラブルフラスコに、リン含有フェノール化合物D200g、テトラヒドロフラン133.2g、トリエチルアミン19.5g、を仕込み、溶解後に5℃以下に氷浴で冷却した。窒素雰囲気化で塩化メタクリロイル78.0gを1時間かけて滴下し、更に2時間反応を継続した。
 続いて、反応液を濃縮し、トルエン601.6gに溶解後、塩酸、炭酸ナトリウム水溶液、水の順で洗浄した。水による洗浄後、脱水して、ろ過、更に溶媒を濃縮することで、リン含有メタクリロイル化合物Dのトルエン溶液227.6gを得た。
 得られたリン含有メタクリロイル化合物Dのリン含有率は、5.2%であった。
実施例4A~9A、比較例1A~5A
<硬化性樹脂組成物の調整及び硬化物の作成>
 各種成分を表1Aの割合で配合することでワニスを作成し、ペットフィルム上に塗布、130℃オーブンで5分乾燥させ樹脂組成物のフィルムを作成した。次に、このフィルムを粉砕することで、樹脂組成物の粉末を得た。更に、この粉末をステンレス製の鏡面板にスペーサーと伴に挟み、真空オーブンを用いて210℃90分間で成形することで硬化物のサンプルを得た。
<難燃試験片の作成>
 各種成分を表1Aの割合で配合することでワニスを作成し、この樹脂ワニスをガラスクロス(日東紡績株式会社製;7628タイプ;品番 H258)に含浸させた後、130℃で5分間加熱することにより乾燥し、プリプレグを得た。
 得られたプリプレグ8枚と、上下に銅箔(三井金属鉱業株式会社製、3EC-III、厚み35μm)を重ね、130℃×15分+190℃×80分の温度条件で2MPaの真空プレスを行い、1.6mm厚の積層板を得た。銅箔をエッチングし、カットすることで、難燃性試験片を得た。
OPE-2St:三菱ガス化学製株式会社製 末端スチリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂
PX-200:大八化学工業株式会社製 芳香族縮合リン酸エステル、リン含有率9.0%
パーブチルP:日油社製1,3-ビス(ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン
 その結果を表1Aに示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
 次に、第2の発明の合成例、実施例を説明する。
(合成例1B)ジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)の合成
 撹拌機、温度計および塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)を備えた2Lの4つ口フラスコに、オキシ塩化リン(下記構造式)767g(5mol)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
2,6-ジメチルフェノール(下記構造式)1200g(9.8mol)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
溶剤としてのキシレン140g、触媒として塩化マグネシウム6.2g(0.065mol)を充填した。得られた混合溶液を撹拌しながら約3時間かけて温度160℃まで徐々に加熱昇温して反応させ、発生する塩化水素ガスを水スクラバーで回収した。その後、同温度でフラスコ内の圧力を徐々に20kPaまで減圧し、キシレンや未反応のオキシ塩化リンおよび2,6-ジメチルフェノール、副生する塩化水素を除去し、ジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC:下記構造式)を主成分とする反応生成物1700gを得た。また、反応混合物の塩素含有率は10.9質量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
(合成例2B)リン含有フェノール化合物Aの合成
 撹拌機、温度計、塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)を備えた200mLの4つ口フラスコに、メシチレン51.6g、フロログルシノール(下記構造式)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
12.6g(0.1mol)、合成例1Bで得られたジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)21.8g(0.06mol)、触媒として無水塩化マグネシウム0.4g(0.004mol)を充填した。得られた混合溶液を撹拌しながら155℃まで徐々に加熱昇温し155℃に到達してから18時間反応させ発生する塩化水素を捕集した。60℃に冷却後、酢酸エチル35gを加え、酸洗い、中和、2回の水洗いを行い、溶媒除去を行って化合物A26.1gを得た。
 化合物Aは、水酸基当量125g/eq、リン含有率が6.4質量%であった。更に、GPCによりフロログルシノールの水酸基の1つがジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)と反応した化合物(1置換体、下記構造式)を68モル%、水酸基の2つがDXPCと反応した化合物(2置換体、下記構造式)を10モル%、水酸基の3つがDXPCと反応した化合物(3置換体、下記構造式)を2モル%、フロログルシノールを20モル%含むことを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
(合成例3B)リン含有フェノール化合物Bの合成
 撹拌機、温度計、塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)を備えた200mLの4つ口フラスコに、メシチレン110.9g、フロログルシノール12.6g(0.1mol)、合成例1Bで得られたジ2,6-キシリルホスホロクロリデート54.5g(0.15mol)、触媒として無水塩化マグネシウム0.8g(0.008mol)を充填した。得られた混合溶液を撹拌しながら155℃まで徐々に加熱昇温し155℃に到達してから18時間反応させ発生する塩化水素を捕集した。60℃に冷却後、酢酸エチル60gを加え、酸洗い、中和、2回の水洗いを行い、溶媒除去を行ってリン含有フェノール化合物B51.2gを得た。
 リン含有フェノール化合物Bは、水酸基当量412g/eq、リン含有率が8.4質量%であった。更に、GPCによりフロログルシノールの水酸基の1つがジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)と反応した化合物(1置換体)を39.5%、水酸基の2つがDXPCと反応した化合物(2置換体)を34.0モル%、水酸基の3つがDXPCと反応した化合物(3置換体)を25.0モル%、フロログルシノールを1.5モル%含むことを確認した。
(合成例4B)リン含有フェノール化合物Cの合成
 撹拌機、温度計、塩酸回収装置(水スクラバーを連結したコンデンサー)を備えた300mLの4つ口フラスコに、メシチレン249.5g、フロログルシノール12.6g(0.1mol)、合成例1Bで得られたジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)87.2g(0.24mol)、触媒として無水塩化マグネシウム1.2g(0.012mol)を充填した。得られた混合溶液を撹拌しながら155℃まで徐々に加熱昇温し155℃に到達してから18時間反応させ発生する塩化水素を捕集した。60℃に冷却後、酢酸エチル60gを加え、酸洗い、中和、2回の水洗いを行い、溶媒除去を行ってリン含有フェノール化合物C51.2gを得た。
 化合物Cは、水酸基当量587g/eq、リン含有率が9.0質量%であった。更に、GPCによりフロログルシノールの水酸基の1つがジ2,6-キシリルホスホロクロリデート(DXPC)と反応した化合物(1置換体)を25モル%、水酸基の2つがDXPCと反応した化合物(2置換体)を35モル%、水酸基の3つがDXPCと反応した化合物(3置換体)を40モル%含むことを確認した。
(実施例1B)リン含有ビニルベンジル化合物Aの合成
 撹拌機、温度計、冷却管を備えたガラス製セパラブルフラスコに、リン含有フェノール化合物A 100.0g、ジエチレングリコールジメチルエーテル 66.7gを仕込み、窒素雰囲気化で75℃に加温、溶解させた。ビニルベンジルクロライド(CMS-P、下記構造式)139.9g
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
を加え、均一になった後にテトラブチルアンモニウムブロマイド7.2g、50%炭酸カリウム水溶液331.7gを加え、10時間反応を行った。
 続いて、反応液を濃縮し、トルエン481.8gに溶解後、10%リン酸二水素ナトリウム水溶液で反応液を中和、水による洗浄を行った。更に、脱水して、ろ過、更に溶媒を濃縮することで、リン含有ビニルベンジルエーテル化合物Aの50%トルエン溶液 371.6gを得た。
 リン含有ビニルベンジルエーテル化合物Aのリン含有率は、4.2%であった。更に、GPCによりリン含有フェノール化合物Aの1置換体の2つの水酸基がビニルベンジルエーテル基に置換された成分を69モル%、2置換体の1つの水酸基がビニルベンジルエーテル基に置換された成分を10モル%、3置換体の成分を3モル%、フロログルシノールの3つの水酸基がビニルベンジルエーテル基に置換された成分を18モル%含むことを確認した。
(実施例2B)リン含有ビニルベンジル化合物Bの合成
 撹拌機、温度計、冷却管を備えたガラス製セパラブルフラスコに、リン含有フェノール化合物B 100.0g、ジエチレングリコールジメチルエーテル 66.7gを仕込み、窒素雰囲気化で75℃に加温、溶解させた。CMS-P 42.5gを加え、均一になった後にテトラブチルアンモニウムブロマイド4.3g、50%炭酸カリウム水溶液100.6gを加え、10時間反応を行った。
 続いて、反応液を濃縮し、トルエン308.7gに溶解後、10%リン酸二水素ナトリウム水溶液で反応液を中和、水による洗浄を行った。更に、脱水して、ろ過、更に溶媒を濃縮することで、リン含有ビニルベンジルエーテル化合物Bの50%トルエン溶液238.2gを得た。
 リン含有ビニルベンジルエーテル化合物Bのリン含有率は、6.9%であった。更に、GPCによりリン含有フェノール化合物Bの1置換体の2つの水酸基がビニルベンジルエーテル基に置換された成分を40モル%、2置換体の1つの水酸基がビニルベンジルエーテル基に置換された成分を34モル%、3置換体の成分を24モル%、フロログルシノールの3つの水酸基がビニルベンジル基に置換された成分を2モル%含むことを確認した。
(実施例3B)リン含有ビニルベンジル化合物Cの合成
 撹拌機、温度計、冷却管を備えたガラス製セパラブルフラスコに、リン含有フェノール化合物C 100.0g、ジエチレングリコールジメチルエーテル 66.7gを仕込み、窒素雰囲気化で75℃に加温、溶解させた。CMS-P 29.8gを加え、均一になった後にテトラブチルアンモニウムブロマイド1.3g、50%炭酸カリウム水溶液70.6gを加え、10時間反応を行った。
 続いて、反応液を濃縮し、トルエン286.2gに溶解後、10%リン酸二水素ナトリウム水溶液で反応液を中和、水による洗浄を行った。更に、脱水して、ろ過、更に溶媒を濃縮することで、リン含有ビニルベンジル化合物Cの50%トルエン溶液220.8 gを得た。
 リン含有ビニルベンジル化合物Cのリン含有率は、7.6%であった。更に、GPCによりリン含有フェノール化合物Cの1置換体の2つの水酸基がビニルベンジルエーテル基に置換された成分を25モル%、2置換体の1つの水酸基がビニルベンジルエーテル基に置換された成分を35モル%、3置換体の成分を40モル%含むことを確認した。
(比較合成例1B)リン含有ビニルベンジル化合物Dの合成
 特開2022-16423に従って合成した。具体的には、撹拌機、温度計、滴下ロートおよびコンデンサーを備えた容量2リットルの4つ口フラスコに、2,3,5-トリメチルハイドロキノン320g、塩化水素捕捉剤としてピリジン135g、溶剤としてトルエン200gを充填した。また、滴下ロートに上記DXPC203gを充填した。4つ口フラスコ中の混合溶液を撹拌しながら温度20℃まで加熱し、同温度(20℃)で維持しながら、滴下ロート中のDXPCを2時間かけて滴下した。滴下終了後、65℃まで加熱し、5時間撹拌し反応生成物を得た。得られた反応生成物を希塩酸および水で洗浄後、温度150℃まで加熱し、2kPaまで減圧して水、トルエン、低沸分を留去し、常温まで冷却することで黒褐色固体のリン含有フェノール化合物D330gを得た。
 撹拌機、温度計、冷却管、滴下ロートを備えたガラス製セパラブルフラスコに、リン含有フェノール化合物D200g、ジエチレングリコールジメチルエーテル 133.2gを仕込み、窒素雰囲気化で75℃に加温、溶解させた。CMS-P 128.6g加え、均一になった後にテトラブチルアンモニウムブロマイド8.2g、50%炭酸カリウム水溶液213.4gを加え、15時間反応を行った。
 続いて、反応液を濃縮し、トルエン665.0gに溶解後、10%リン酸二水素ナトリウム水溶液で反応液を中和、水による洗浄を行った。更に、脱水して、ろ過、更に溶媒を濃縮することで、リン含有ビニルベンジルエーテル化合物Dのトルエン溶液381.5gを得た。
 得られたリン含有メタクリロイル化合物Dのリン含有率は、5.2%であった。
実施例4B~9B、比較例1B~5B
<硬化性樹脂組成物の調整及び硬化物の作成>
 各種成分を表1Bの割合で配合することでワニスを作成し、ペットフィルム上に塗布、130℃オーブンで5分乾燥させ樹脂組成物のフィルムを作成した。次に、このフィルムを粉砕することで、樹脂組成物の粉末を得た。更に、この粉末をステンレス製の鏡面板にスペーサーと伴に挟み、真空オーブンを用いて210℃90分間で成形することで硬化物のサンプルを得た。
<難燃試験片の作成>
 各種成分を表1Bの割合で配合することでワニスを作成し、この樹脂ワニスをガラスクロス(日東紡績株式会社製;7628タイプ;品番 H258)に含浸させた後、130℃で5分間加熱することにより乾燥し、プリプレグを得た。
 得られたプリプレグ8枚と、上下に銅箔(三井金属鉱業株式会社製、3EC-III、厚み35μm)を重ね、130℃×15分+190℃×80分の温度条件で2MPaの真空プレスを行い、1.6mm厚の積層板を得た。銅箔をエッチングし、カットすることで、難燃性試験片を得た。
OPE-2St:三菱ガス化学製株式会社製 末端スチリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂
PX-200:大八化学工業株式会社製 芳香族縮合リン酸エステル、リン含有率9.0%
パーブチルP:日油社製1,3-ビス(ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン
 その結果を表1Bに示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000043
 本発明のリン含有(メタ)アクリロイル化合物、リン含有ビニルベンジルエーテル化合物は、電気・電子製品やOA機器、通信機器、建材等に使用されるプラスチック材料の難燃化に有用であり、特に電子機器の情報処理量増大に伴う高周波化における伝送損失低減の反応型リン系難燃剤として有用である。 

Claims (16)

  1.  一般式(1A)で表されるリン含有(メタ)アクリロイル化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     一般式(1A)において、Arは置換基を有しても良い炭素原子数6~30の芳香族環基であり、R1はそれぞれ独立に下記一般式(2A)または(3A)で表される置換基であるが、化合物中に一般式(2A)で表される置換基と一般式(3A)で表される置換基をそれぞれ少なくとも1つ含む。mは、3~6の整数である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     一般式(2A)において、R2およびR3は、それぞれ独立して炭素原子数1~5の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、n2、n3はそれぞれ独立に0~5の整数である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     ここで、R4は、水素またはメチル基である。
  2.  Arが置換基を有していても良いベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環およびアントラセン環から選択される芳香族環基である請求項1に記載のリン含有(メタ)アクリロイル化合物。
  3.  Arがベンゼン環である請求項1に記載のリン含有(メタ)アクリロイル化合物。
  4.  mが3である請求項1に記載のリン含有(メタ)アクリロイル化合物。
  5.  R1の2つが一般式(3A)で表される置換基であり、1つが一般式(2A)で表される置換基である化合物を10~80モル%、R1の1つが一般式(3A)で表される置換基であり、2つが一般式(2A)で表される置換基である化合物を5~50モル%、およびR1の3つが一般式(2A)で表される置換基である化合物を1~50モル%含むことを特徴とする請求項1に記載のリン含有(メタ)アクリロイル化合物。
  6.  一般式(4)で表されるリン含有フェノール化合物と(メタ)アクリル酸、ハロゲン化(メタ)アクリロイルまたは(メタ)アクリル酸無水物の一種以上を反応させることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のリン含有(メタ)アクリロイル化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     一般式(4)において、Ar、mは一般式(1A)と同義であり、R5はそれぞれ独立に水素または下記一般式(2A)で表される置換基であるが、少なくとも1つのR5は一般式(2A)で表される置換基を含む。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     一般式(2A)において、R2、R3、n2およびn3は上記と同じである。
  7.  請求項1~5のいずれか1項に記載のリン含有(メタ)アクリロイル化合物に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の一種以上を配合してなることを特徴とする難燃性樹脂組成物。
  8.  請求項7に記載の難燃性樹脂組成物を使用して得られる電子回路基板用積層板。
  9.  一般式(1B)で表されるリン含有ビニルベンジル化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     一般式(1B)において、Arは置換基を有しても良い炭素原子数6~30の芳香族環基であり、R1はそれぞれ独立に下記一般式(2B)または(3B)で表される置換基であるが、化合物中に一般式(2B)で表される置換基と一般式(3B)で表される置換基をそれぞれ少なくとも1つ含む。mは、3~6の整数である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     一般式(2B)において、R2およびR3は、それぞれ独立して炭素原子数1~5の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、n2、n3はそれぞれ独立に0~5の整数である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
  10.  Arが置換基を有していても良いベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環およびアントラセン環から選択される芳香族環基である請求項9に記載のリン含有ビニルベンジル化合物。
  11.  Arがベンゼン環である請求項9に記載のリン含有ビニルベンジル化合物。
  12.  mが3である請求項9に記載のリン含有ビニルベンジル化合物。
  13.  R1の2つが上記一般式(3B)で表される置換基であり、1つが一般式(2B)で表される置換基である化合物を10~80モル%、R1の1つが一般式(3B)で表される置換基であり、2つが一般式(2B)で表される置換基である化合物を5~50モル%、およびR1の3つが一般式(2B)で表される置換基である化合物を1~50モル%含むことを特徴とする請求項9に記載のビニルベンジル化合物。
  14.  一般式(4)で表されるリン含有フェノール化合物とビニルベンジルハライドを反応させることを特徴とする請求項9に記載のリン含有ビニルベンジルエーテル化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
     一般式(4)において、Ar、mは一般式(1B)と同義であり、R4はそれぞれ独立に水素または下記一般式(2B)で表される置換基であるが、少なくとも1つのR4は一般式(2B)で表される置換基を含む。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
     一般式(2B)において、R2、R3、n2およびn3は上記と同じである。
  15.  請求項9~14のいずれか1項に記載のリン含有ビニルベンジル化合物に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の一種以上を配合してなることを特徴とする難燃性樹脂組成物。
  16.  請求項15に記載の難燃性樹脂組成物を使用して得られる電子回路基板用積層板。
      
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