树脂组合物、硬化物及层叠体的制作方法
本发明涉及一种含有具有特定结构的两种环氧化合物的组合物、将所述组合物硬化而成的硬化物。另外,涉及一种具有所述硬化物层的层叠体。
背景技术:
由于co2削减、耗油量提高等,汽车、飞机的轻量化日益推进,伴随于此,利用点焊数的减少或纤维强化树脂与金属的并用等推进轻量化,强烈要求这些中使用的结构材料用接着剂的高性能化。特别是在热膨胀差大的铝与纤维强化树脂的加热接着中,伴随着膨胀与收缩,界面应力引起的翘曲或波动的发生被视为问题,需要松弛应力的接着剂。
另外,关于在半导体密封材料或多层印刷基板用绝缘层等中使用的先端电子材料,由于其极薄型化的影响,硅芯片与金属的热膨胀差引起的翘曲也成为严重的问题,应力松弛功能比以往要求更高。
另一方面,由于具有硬化时的尺寸稳定性或电气绝缘性、耐化学品性,因此环氧树脂大多用作接着剂。但是,若要维持高接着性则会变脆,因此公开了如下柔软系环氧化合物:使液状双酚a型环氧树脂与二聚酸或癸二酸那样的脂肪族二羧酸作为分子链延长剂反应而成的高分子量化环氧化合物(例如参照专利文献1)、或者由具有脂肪族系烃基的羟基化合物所衍生的高分子量化环氧化合物(参照专利文献2)。但是,柔软系环氧化合物由在其变形模式为塑性变形,因此无法在维持整体的刚性的状态下反复追随基材的膨胀差,耐久性存在课题。
另外,伴随着弹性变形而显现出高伸长率的环氧化合物通常大多为低玻璃化温度,在玻璃化温度附近具有优异的柔软性及接着性,但在玻璃化温度以上的高温区域,接着力大幅降低。另一方面,具有高玻璃化温度的环氧树脂的接着力的温度依存性小,但缺乏柔软性,无应力松弛功能。
根据以上所述,要求一种环氧化合物,所述环氧化合物赋予了兼具以弹性变形为前提的高伸长率与常温及高温区域的接着性的柔软的硬化物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开平8-53533号公报
专利文献2:日本专利特开2006-335796号公报
技术实现要素:
发明所要解决的问题
本发明的课题在于提供一种树脂组合物,所述树脂组合物赋予了兼具抗温度变化与变形的柔软性、以及能耐受基材的热膨胀差的高接着性的柔软的硬化物。
另外,提供一种将所述树脂组合物硬化而成的硬化物、以具有所述硬化物层与基材为特征的层叠体。
解决问题的技术手段
本发明人等人进行了努力研究的结果,发现通过提供一种调配了具有特定结构的两种环氧化合物的树脂组合物,可解决所述课题。即,本发明提供一种树脂组合物,含有:环氧化合物a,具有下述通式(1)的结构且环氧当量为500g/eq~10000g/eq的范围内;以及环氧化合物b,环氧当量为100g/eq~300g/eq的范围内。
[化1]
…(1)
(式(1)中,ar分别独立地表示具有芳香环的结构,
r1及r2分别独立地表示氢原子或者碳数1或2的烷基,
r3~r8分别独立地表示羟基、缩水甘油醚基和/或2-甲基缩水甘油醚基,且r3~r8中的至少一个为缩水甘油醚基或2-甲基缩水甘油醚基,
r9~r12分别独立地表示氢原子或甲基,
n为11~16的整数,
m及p1及p2及q为重复平均值,
m为0.5~25,
p1及p2分别独立地为0~5,
q表示0.5~5
(其中,重复单元中存在的各重复单元可分别相同也可不同))
进而,另外通过提供一种将所述树脂组合物硬化而成的硬化物、以具有所述硬化物层与基材为特征的层叠体,来解决所述课题。
发明的效果
本发明的树脂组合物含有:在主链具有长链烷基链的环氧化合物a;以及为低环氧当量的环氧化合物b。可提供一种兼具以弹性变形为前提的高伸长率与能够耐受基材的热膨胀差的高接着性的柔软的硬化物。
具体实施方式
<环氧化合物a>
本发明的环氧化合物a是环氧当量为500g/eq~10000g/eq且下述式(1)所表示的化合物。
[化2]
…(1)
(式(1)中,ar分别独立地表示具有芳香环的结构,
r1及r2分别独立地表示氢原子或者碳数1或2的烷基,
r3~r8分别独立地表示羟基、缩水甘油醚基和/或2-甲基缩水甘油醚基,且r3~r8中的至少一个为缩水甘油醚基或2-甲基缩水甘油醚基,
r9~r12分别独立地表示氢原子或甲基,
n为11~16的整数,
m及p1及p2及q为重复平均值,
m为0.5~25,
p1及p2分别独立地为0~5,
q表示0.5~5
(其中,重复单元中存在的各重复单元可分别相同也可不同))
本发明的环氧化合物a的环氧当量为500g/eq~10000g/eq,其中,就所得的硬化物的交联密度适当且可兼具柔软强韧性与耐热性的方面而言,优选为环氧当量为600g/eq~8000g/eq。
所述通式(1)中,ar分别独立地表示含有未经取代或具有取代基的芳香环的结构。所谓此处所述的芳香环,例如可列举:苯环、萘环、蒽环、菲环、芴环。关于作为具有这些芳香环的结构的ar,优选为表示下述式(2)所表示的结构。
[化3]
…(2)
(式(2)中,芳香环可为经取代或未经取代,*表示键结点)
所述式(2)中,就硬化物的柔软性、弹性系数及接着性的平衡优异的方面而言,作为ar的结构,特别优选为以下结构。
[化4]
在ar具有取代基的情况下,作为取代基,优选为可列举:烷基、卤素原子、缩水甘油醚基、2-甲基缩水甘油醚基等。优选为烷基与缩水甘油醚基、2-甲基缩水甘油醚基,在具有缩水甘油醚基和/或2-甲基缩水甘油醚基的情况下,所得的硬化物的尺寸稳定性优异,因此特别优选。
作为具有取代基的ar的特别优选的结构可列举以下结构。
[化5]
在所述式(1)所表示的环氧化合物a中,作为重复单元n,为11~16的整数,优选为12~15。通过n为11以上,接着力提高,而且硬化物的变形模式为弹性变形。另外,通过n为16以下,可抑制交联密度的降低。
在所述式(1)所表示的环氧化合物a中,m及p1及p2及q为重复平均值,m为0.5~25,p1及p2分别独立地为0~5,q表示0.5~5。
这些重复平均值可通过利用凝胶渗透色谱法(gelpermeationchromatography,gpc)测定而获得。作为m及p1及p2及q,就兼具柔软强韧性与耐久性的方面而言,优选为m为1.0~10,p1及p2为0.5~3.0,q为0.6~3.0。
在所述式(1)所表示的环氧化合物a中,r1及r2分别独立地表示氢原子或者碳数1或2的烷基,r3~r8分别独立地表示羟基或缩水甘油醚基或2-甲基缩水甘油醚基,且r3~r8中的至少一个为缩水甘油醚基或2-甲基缩水甘油醚基,r9~r12分别独立地表示氢原子或甲基。
作为所述式(1)所表示的环氧化合物a的优选的结构,可列举以下结构。
[化6]
[化7]
[化8]
在所述各结构式中,g为缩水甘油基,r13为氢原子和/或甲基,n为11~16的整数,m及p1及p2及q为重复平均值,m为0.5~25,p1及p2分别独立地为0~5,q表示0.5~5。
所述各结构式中,就所得的硬化物的物性平衡优异的方面而言,最优选为使用所述结构式(a-1)、(a-2)、(a-3)、(a-5)、(a-8)、(a-9)、(a-10)所表示者。
<环氧化合物a的制造方法>
作为本发明的环氧化合物a的制造方法,并无特别限定,就原料获取或反应容易的方面而言,优选为使用如下方法:例如以摩尔比(a1)/(a2)为1/1.01~1/5.0的范围使脂肪族系二羟基化合物的二缩水甘油醚(a1)与芳香族系羟基化合物(a2)反应,使所得的羟基化合物b进而与表卤醇类(a3)反应。
<羟基化合物b>
在使脂肪族系二羟基化合物的二缩水甘油醚(a1)与芳香族系羟基化合物(a2)反应所得的羟基化合物b进而与表卤醇类(a3)反应而获得环氧化合物a的情况下,作为羟基化合物b,可通过以摩尔比(a1)/(a2)为1/1.01~1/5.0的范围使脂肪族系二羟基化合物的二缩水甘油醚(a1)与芳香族系羟基化合物(a2)反应而获得。
在羟基化合物b中包含未反应的芳香族系羟基化合物(a2),但本发明中可直接使用,另外也可去除芳香族系羟基化合物(a2)而使用。
作为未反应的所述芳香族系羟基化合物(a2)的去除方法,可依照各种方法进行。例如可列举利用极性不同的管柱色谱分离法、利用沸点不同的蒸馏分馏法、利用在碱水中的溶解度不同的碱水溶提取法等。其中,由于不伴随热变质,因此就效率等方面而言,优选为碱水溶提取法,此时为了溶解目标物而使用的有机溶媒可使用甲苯或甲基异丁基酮等与水不混合者,就与目标物的溶解性的观点而言,优选为甲基异丁基酮。就硬化物的强韧性与柔软性的平衡良好的方面而言,优选为所得的羟基化合物b中的未反应的所述芳香族系羟基化合物(a2)的存在率以质量%计为0.1~30。
作为所述脂肪族系二羟基化合物的二缩水甘油醚(a1),并无特别限定,例如可列举:1,11-十一烷二醇二缩水甘油醚、1,12-十二烷二醇二缩水甘油醚、1,13-十三烷二醇二缩水甘油醚、1,14-十四烷二醇二缩水甘油醚、1,15-十五烷二醇二缩水甘油醚、1,16-十六烷二醇二缩水甘油醚、2-甲基-1,11-十一烷二醇二缩水甘油醚、3-甲基-1,11-十一烷二醇二缩水甘油醚、2,6,10-三甲基-1,11-十一烷二醇二缩水甘油醚等。这些可含有在羟基化合物的缩水甘油醚化中生成的有机氯杂质,也可含有下述结构所表示的1-氯甲基-2-缩水甘油醚(氯甲基体)等有机氯。这些二缩水甘油醚可单独使用也可并用两种以上。
[化9]
···氯甲基体
这些中,就所得的硬化物的柔软性与耐热性的平衡优异的方面而言,优选为在碳数12~14的亚烷基链的两末端经由醚基连结有缩水甘油基的结构的化合物,最优选为使用1,12-十二烷二醇二缩水甘油醚、1,13-十三烷二醇二缩水甘油醚、1,14-十四烷二醇二缩水甘油醚。
作为所述芳香族系羟基化合物(a2),并无特别限定,例如可列举:对苯二酚、间苯二酚、儿茶酚等二羟基苯类、连苯三酚、1,2,4-三羟基苯、1,3,5-三羟基苯等三羟基苯类、4,4',4”-三羟基三苯基甲烷等三苯基甲烷型苯酚类、1,6-二羟基萘、2,7-二羟基萘、1,4-二羟基萘、1,5-二羟基萘、2,3-二羟基萘及2,6-二羟基萘等二羟基萘类、使二羟基萘类进行偶合反应而获得的1,1'-亚甲基双(2,7-萘二醇)、1,1'-联萘-2,2',7,7'-四醇、1,1'-氧双(2,7-萘二醇)等四官能苯酚类、双(4-羟基苯基)甲烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷及1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷及双(4-羟基苯基)砜等双酚类、2,2'-联苯酚、4,4'-联苯酚、(1,1'-联苯)-3,4-二醇、3,3'-二甲基-(1,1'-联苯)-4,4'-二醇、3-甲基-(1,1'-联苯)-4,4'-二醇、3,3',5,5'-四甲基联苯-2,2'-二醇、3,3',5,5'-四甲基联苯-4,4'-二醇、5-甲基-(1,1'-联苯)-3,4'-二醇、3'-甲基-(1,1'-联苯)-3,4-二醇、4'-甲基-(1,1'-联苯)-3,4'-二醇等联苯类、苯酚与二环戊二烯的加成聚合物、及苯酚与萜烯系化合物的加成聚合物等含脂环式结构的酚类、双(2-羟基-1-萘基)甲烷及双(2-羟基-1-萘基)丙烷等萘酚类、作为苯酚与亚苯基二甲基氯化物或亚联苯基二甲基氯化物的缩合反应生成物的所谓新酚(xylok)型酚树脂,可单独使用,也可并用使用两种以上。进而,也可列举作为取代基的甲基、叔丁基或卤素原子对所述各化合物的芳香环进行取代而成的结构的二官能性酚化合物。再者,所述含脂环式结构的酚类或所述新酚型酚树脂不仅存在二官能成分,而且也可同时存在三官能性以上的成分,本发明中可直接使用,或者也可经过管柱等精制步骤,仅取出二官能成分使用。
这些中,就制成硬化物时的柔软性与强韧性的平衡优异的方面而言,优选为双酚类,尤其就赋予韧性的性能显著的方面而言,优选为双(4-羟基苯基)甲烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷。另外,在重视硬化物的硬化性或耐热性的情况下,优选为二羟基萘类,尤其就速硬化性的赋予显著的方面而言,优选为2,7-二羟基萘。另外,在重视硬化物的耐湿性的情况下,优选为使用含有脂环式结构的酚类。
关于所述脂肪族系二羟基化合物的二缩水甘油醚(a1)与所述芳香族系羟基化合物(a2)的反应比率,为了使用所得的化合物作为环氧树脂的硬化剂,必须在(a1)/(a2)为1/1.01~1/5.0(摩尔比)的范围内反应,就平衡性良好地兼具所得的硬化物的柔软性与耐热性的方面而言,优选为(a1)/(a2)为1/1.02~1/3.0(摩尔比)。
所述脂肪族系二羟基化合物的二缩水甘油醚(a1)与所述芳香族系羟基化合物(a2)的反应优选为在催化剂的存在下进行。作为所述催化剂,可使用各种化合物,例如可列举:氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙等碱(土类)金属氢氧化物、碳酸钠、碳酸钾等碱金属碳酸盐、三苯基膦等磷系化合物、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(tris(dimethylaminomethyl)phenol,dmp-30)、4-二甲氨基吡啶(4-dimethylaminopyridine,dmap)、四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵、苄基三丁基铵等氯化物、溴化物、碘化物、四甲基鏻、四乙基鏻、四丁基鏻、苄基三丁基鏻等氯化物、溴化物、碘化物等四级铵盐、三乙胺、n,n-二甲基苄基胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷等三级胺类、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑等咪唑类等。这些也可并用两种以上的催化剂。其中,就快速进行反应以及杂质量的减少效果高的方面而言,优选为氢氧化钠、氢氧化钾、三苯基膦、dmp-30。这些催化剂的使用量并无特别限定,优选为相对于所述芳香族系羟基化合物(a2)的酚性羟基1摩尔使用0.0001摩尔~0.1摩尔。这些催化剂的形态也无特别限定,可以水溶液的形态使用,也可以固体的形态使用。
另外,所述脂肪族系二羟基化合物的二缩水甘油醚(a1)与所述芳香族系羟基化合物(a2)的反应可在无溶剂下或者有机溶剂的存在下进行。作为可使用的有机溶剂,例如可列举:甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲苯、二甲苯、甲基异丁基酮、二甲基亚砜、丙醇、丁醇等。作为有机溶剂的使用量,相对于装入的原料的总质量通常为50质量%~300质量%,优选为100质量%~250质量%。这些有机溶剂可单独使用或者混合使用多种。为了快速进行反应,优选为无溶媒,另一方面,就可减少最终生成物的杂质的方面而言,优选为二甲基亚砜的使用。
作为进行所述反应时的反应温度,通常为50℃~180℃,反应时间通常为1小时~30小时。就可减少最终生成物的杂质的方面而言,反应温度优选为100℃~160℃。另外,在所得的化合物的着色大的情况下,为了抑制所述情况,也可添加抗氧化剂或还原剂。作为抗氧化剂,并无特别限定,例如可列举2,6-二烷基苯酚衍生物等受阻酚系化合物或二价硫系化合物或包含三价磷原子的亚磷酸酯系化合物等。作为还原剂,并无特别限定,例如可列举:次磷酸、亚磷酸、硫代硫酸、亚硫酸、亚硫酸氢盐或这些的盐等。
在所述反应结束后,也可进行中和或水洗处理直至反应混合物的ph值成为3~7、优选为5~7为止。中和处理或水洗处理只要根据常法进行即可。例如在使用碱性催化剂的情况下,可使用盐酸、第一磷酸氢钠、对甲苯磺酸、乙二酸等酸性物质作为中和剂。在进行中和或水洗处理后,在必要时在减压加热下蒸馏去除溶剂而进行生成物的浓缩,可获得化合物。
作为羟基化合物b的优选的结构,可列举以下结构。
[化10]
[化11]
[化12]
在所述各结构式中,r13为氢原子和/或甲基,n为11~16的整数,m为重复平均值且为0.5~25。
<缩水甘油醚化反应>
在本发明的环氧化合物a的制造方法中,关于羟基化合物b的缩水甘油醚化反应的方法,并无特别限定,可列举使酚性羟基与表卤醇类反应的方法;或者对酚性羟基进行烯烃化,利用氧化剂对烯烃的碳-碳双键进行氧化的方法等。这些中,就原料获取或反应容易的方面而言,优选为使用利用表卤醇类的方法。
作为使用表卤醇类(a3)的方法,例如可列举如下方法:相对于所述获得的羟基化合物b的酚性羟基1摩尔,添加0.3摩尔~100摩尔表卤醇类(a3),在所述混合物中,一边相对于所述羟基化合物b的酚性羟基1摩尔而一次性添加或缓慢地添加0.9摩尔~2.0摩尔的碱性催化剂,一边在20℃~120℃的温度下反应0.5小时~10小时。关于所述表卤醇类(a3)的添加量,表卤醇类(a3)的过剩量变得越多,所得的环氧化合物越接近理论结构,可抑制未反应酚性羟基与环氧基的反应中生成的二级羟基的生成。就所述观点而言,其中优选为2.5当量~100当量的范围内。所述碱性催化剂可为固体也可使用其水溶液,在使用水溶液的情况下,也可为如下方法:连续地添加,同时在减压下、或常压下自反应混合物中连续地蒸馏出水及表卤醇类(a3),进一步进行分液将水去除,使表卤醇类(a3)连续地返回至反应混合物中。
再者,在进行工业生产时,环氧化合物生产的首个批次中,使用装入表卤醇类(a3)的全部为新的物质,但在其次的批次以后,优选为并用自粗反应生成物中所回收的表卤醇类(a3)与相当于反应中所消耗的部分及消失的部分的新的表卤醇类(a3)。此时,所使用的表卤醇类(a3)并无特别限定,例如可列举表氯醇、表溴醇等。其中,就获取容易的方面而言,优选为表氯醇。
另外,碱性催化剂也无特别限定,可列举碱土类金属氢氧化物、碱金属碳酸盐及碱金属氢氧化物等。特别是就环氧树脂合成反应的催化剂活性优异的方面而言,优选为碱金属氢氧化物,例如可列举氢氧化钠、氢氧化钾等。在使用时,可以10质量%~55质量%左右的水溶液的形态使用这些碱金属氢氧化物,也可以固体的形态使用。
另外,通过并用有机溶媒,可提高环氧化合物的合成中的反应速度。此种有机溶媒并无特别限定,例如可列举:丙酮、甲基乙基酮等酮类、甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇、1-丁醇、仲丁醇、叔丁醇等醇类、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等溶纤剂类、四氢呋喃、1,4-二噁烷、1,3-二噁烷、二乙氧基乙烷等醚类、乙腈、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺等非质子性极性溶媒等。这些有机溶媒可分别单独使用,另外,为了调整极性也可适宜地并用两种以上。
在对这些缩水甘油基化反应的反应物进行水洗后,在加热减压下通过蒸馏将未反应的表卤醇类(a3)或并用的有机溶媒蒸馏去除。另外,为了进一步设为水解性卤素少的环氧化合物,也可将所得的环氧化合物再次溶解于甲苯、甲基异丁基酮、甲基乙基酮等有机溶媒中,加入氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物的水溶液而进一步进行反应。此时,也可以使反应速度提高为目的而使四级铵盐或冠醚(crownether)等相间转移催化剂存在。
在使用相间转移催化剂的情况下,其使用量优选为相对于所使用的环氧树脂而言为0.1质量%~3.0质量%的范围内。反应结束后,通过过滤、水洗等将所生成的盐去除,进一步在加热减压下将甲苯、甲基异丁基酮等溶剂蒸馏去除,由此可获得高纯度的环氧化合物a。
<环氧化合物b>
本发明的树脂组合物是环氧当量为100g/eq~300g/eq的范围内的环氧化合物。具体而言,例如可列举双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、双酚ad型环氧树脂、聚羟基苯型环氧树脂、聚羟基萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂、四甲基联苯型环氧树脂等液状环氧树脂、溴化苯酚酚醛清漆型环氧树脂等溴化环氧树脂、固体双酚a型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂、二环戊二烯-苯酚加成反应型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、亚苯基醚型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、萘酚芳烷基型环氧树脂、萘酚-苯酚共缩酚醛清漆型环氧树脂、萘酚-甲酚共缩酚醛清漆型环氧树脂、芳香族烃甲醛树脂改性苯酚树脂型环氧树脂、联苯改性酚醛清漆型环氧树脂等中环氧当量为100g/eq~300g/eq的环氧化合物,可单独使用,也可并用两种以上,优选为根据目标用途或硬化物的物性等进行各种选择而使用。
作为优选的环氧化合物b,可列举双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、双酚ad型环氧树脂、聚羟基苯型环氧树脂、聚羟基萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂、四甲基联苯型环氧树脂等液状环氧树脂中环氧当量为100g/eq~300g/eq的环氧化合物,特别优选为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、双酚ad型环氧树脂中环氧当量为100g/eq~300g/eq的环氧化合物。
<组合物>
本发明的组合物含有本发明的环氧化合物a与环氧化合物b。
作为环氧化合物a与环氧化合物b的调配量,并无特别限定,优选为环氧化合物a与环氧化合物b的比率为97:3~3:97的情况。优选为5:95~95:5、特别优选为10:90~90:10的情况,若为所述比率,则在将环氧化合物a与环氧化合物b制成硬化物时引起相分离,一部分分离而形成海岛结构。由所述海岛结构获得的硬化物兼具接着性与应力松弛能力,尤其可在广泛的温度区域中发挥高接着,因此优选。进而,由于具有减少树脂组合物的加热硬化前后的成形收缩率的效果,因此优选。
作为本发明的树脂组合物,也可包含环氧化合物a及环氧化合物b以外的化合物。例如优选为含有可与环氧化合物反应的硬化剂。
作为硬化剂,若为可与环氧化合物反应者,则并无特别限定,例如可列举:胺系化合物、酸酐系化合物、酰胺系化合物、酚系化合物、羧酸系化合物或所述羟基化合物b等。
例如作为胺系化合物,可列举:乙二胺、丙二胺、丁二胺、六亚甲基二胺、聚丙二醇二胺、二乙三胺、三乙四胺、五乙六胺等脂肪族多胺类、或者间二甲苯二胺、二氨基二苯基甲烷、苯二胺等芳香族多胺类、或者1,3-双(氨基甲基)环己烷、异佛尔酮二胺、降冰片烷二胺等脂环族多胺类等、或二氰二胺。
作为酸酐系化合物,可列举:邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、马来酸酐、马来酸酐聚丙二醇、四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐(methylnadicanhydride)、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐等。
作为酚系化合物,可列举:苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、芳香族烃甲醛树脂改性酚树脂、二环戊二烯苯酚加成型树脂、苯酚芳烷基树脂、萘酚芳烷基树脂、三羟甲基甲烷树脂、四羟苯基乙烷树脂、萘酚酚醛清漆树脂、萘酚-苯酚共缩酚醛清漆树脂、萘酚-甲酚共缩酚醛清漆树脂、联苯改性酚树脂、氨基三嗪改性酚树脂或这些的改性物等。另外,作为潜在性催化剂,也可列举咪唑、bf3-胺络合物、胍衍生物等。
作为酰胺系化合物,例如可列举由聚羧酸与多胺合成的脂肪族聚酰胺、或者向其中导入芳香族环的芳香族聚酰胺、对聚酰胺加成环氧化合物而成的脂肪族聚酰胺加合物、芳香族聚酰胺加合物等。
作为羧酸系化合物,可列举:羧酸末端聚酯、聚丙烯酸、马来酸改性聚丙二醇等羧酸聚合物等。
在使用这些硬化剂的情况下,硬化剂可仅使用一种,也可混合两种以上。再者,在底部填充材等用途或一般涂料用途中,优选为使用所述胺系化合物、羧酸系化合物和/或酸酐系化合物。另外,在接着剂或可挠性配线基板用途中,就作业性、硬化性、长期稳定性的方面而言,优选为胺系化合物、尤其是二氰二胺。另外,在半导体密封材料用途中,就硬化物的耐热性的方面而言,优选为固体类型的酚系化合物。
<其他环氧化合物>
本发明的树脂组合物也可除了所述环氧化合物a及环氧化合物b以外在不损及本发明的效果的范围内并用其他环氧化合物。此时,本发明的组合物中的环氧化合物a与环氧化合物b的总量优选为全部环氧化合物中的30质量%以上,特别优选为40质量%以上。
作为可并用的环氧化合物,除了不属于环氧化合物a及环氧化合物b以外,并无任何限制,例如可列举:双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、双酚ad型环氧树脂、聚羟基苯型环氧树脂、聚羟基萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂、四甲基联苯型环氧树脂等液状环氧树脂、溴化苯酚酚醛清漆型环氧树脂等溴化环氧树脂、固体双酚a型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂、二环戊二烯-苯酚加成反应型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、亚苯基醚型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、萘酚芳烷基型环氧树脂、萘酚-苯酚共缩酚醛清漆型环氧树脂、萘酚-甲酚共缩酚醛清漆型环氧树脂、芳香族烃甲醛树脂改性苯酚树脂型环氧树脂、联苯改性酚醛清漆型环氧树脂等,可单独使用,也可并用两种以上,优选为根据目标用途或硬化物的物性等进行各种选择而使用。
本发明的组合物中的环氧化合物与硬化剂的调配量并无特别限制,就所得的硬化物的机械特性等良好的方面而言,优选为相对于包含环氧化合物a及环氧化合物b的环氧化合物总量中的环氧基的合计1当量而言,硬化剂中的活性基成为0.4当量~1.5当量的量。
<硬化促进剂>
例如本发明的树脂组合物也可含有硬化促进剂。作为所述硬化促进剂,可使用各种物质,例如可列举:脲化合物、磷系化合物、三级胺、咪唑、有机酸金属盐、路易斯酸、胺络合盐等。在用作接着剂用途的情况下,就作业性、低温硬化性优异的方面而言,优选为脲化合物、尤其是3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲((3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea,dcmu)。在用作半导体密封材料用途的情况下,就硬化性、耐热性、电气特性、耐湿可靠性等优异的方面而言,磷系化合物优选为三苯基膦,三级胺优选为1,8-二氮杂双环-[5.4.0]-十一烯。
<填料>
本发明的树脂组合物也可进一步含有填料。作为填料,可列举无机填料与有机填料。作为无机填料,例如可列举无机微粒子。
作为无机微粒子,例如耐热性优异者为氧化铝、氧化镁、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅(石英、烟熏二氧化硅、沉降性二氧化硅、硅酸酐、熔融二氧化硅、结晶性二氧化硅、超微粉无定型二氧化硅等)等;导热优异者为氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化硅、金刚石等;导电性优异者是使用了金属单体或合金(例如铁、铜、镁、铝、金、银、铂、锌、锰、不锈钢等)的金属填料和/或金属被覆填料;阻隔性优异者为云母、黏土、高岭石、滑石、沸石、硅灰石、蒙脱石等矿物等或钛酸钾、硫酸镁、海泡石、蛭石、硼酸铝、碳酸钙、氧化钛、硫酸钡、氧化锌、氢氧化镁;折射率高者为钛酸钡、氧化锆、氧化钛等;显示光催化剂性者为钛、铈、锌、铜、铝、锡、铟、磷、碳、硫、钌、镍、铁、钴、银、钼、锶、铬、钡、铅等光催化剂金属、所述金属的复合物、这些的氧化物等;耐磨耗性优异者为二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁等金属、及这些的复合物及氧化物等;导电性优异者为银、铜等金属、氧化锡、氧化铟等;绝缘性优异者为二氧化硅等;紫外线遮蔽优异者为氧化钛、氧化锌等。
这些无机微粒子只要根据用途适时选择即可,可单独使用,也可组合使用多种。另外,所述无机微粒子除了例子中列举的特性以外,也具有各种特性,因此只要根据用途适时选择即可。
例如在使用二氧化硅作为无机微粒子的情况下,并无特别限定,可使用粉末状的二氧化硅或胶体二氧化硅等公知的二氧化硅微粒子。作为市售的粉末状的二氧化硅微粒子,例如可列举日本艾罗西尔(aerosil)(股)制造的艾罗西尔(aerosil)50、200、旭硝子(股)制造的思尔德(sildex)h31、h32、h51、h52、h121、h122、日本二氧化硅工业(股)制造的e220a、e220、富士硅(fuji-silysia)(股)制造的西丽厦(sylysia)470、日本板硝子(股)制造的sg弗莱克(flack)等。
另外,作为市售的胶体二氧化硅,例如可列举日产化学工业(股)制造的甲醇二氧化硅凝胶、ipa-st、mek-st、nba-st、xba-st、dmac-st、st-up、st-oup、st-20、st-40、st-c、st-n、st-o、st-50、st-ol等。
可使用进行了表面修饰的二氧化硅微粒子,例如可列举利用具有疏水性基的反应性硅烷偶合剂对所述二氧化硅微粒子进行表面处理者、或者利用具有(甲基)丙烯酰基的化合物进行修饰者。作为利用具有(甲基)丙烯酰基的化合物修饰的市售的粉末状的二氧化硅,可列举日本艾罗西尔(aerosil)(股)制造的艾罗西尔(aerosil)rm50、r711等,作为利用具有(甲基)丙烯酰基的化合物修饰的市售的胶体二氧化硅,可列举日产化学工业(股)制造的mibk-sd等。
所述二氧化硅微粒子的形状并无特别限定,可使用球状、中空状、多孔质状、棒状、板状、纤维状或不定形状者。另外,一次粒径优选为5nm~200nm的范围内。若未满5nm,则分散体中的无机微粒子的分散变得不充分,若超过200nm的粒径,则有无法保持硬化物的充分的强度之虞。
作为氧化钛微粒子,不仅可使用体质颜料而且可使用紫外光响应型光催化剂,例如可使用锐钛矿型氧化钛、金红石型氧化钛、板钛矿型氧化钛等。进而,关于在氧化钛的结晶结构中掺杂异种元素使之响应可见光而设计的粒子,也可使用。作为氧化钛中掺杂的元素,可优选地使用氮、硫、碳、氟、磷等阴离子元素或者铬、铁、钴、锰等阳离子元素。另外,作为形态,可使用粉末、在有机溶媒中或水中分散的溶胶或浆液(slurry)。作为市售的粉末状的氧化钛微粒子,例如可列举日本艾罗西尔(aerosil)(股)制造的艾罗西尔(aerosil)p-25、帝化(tayca)(股)制造的atm-100等。另外,作为市售的浆液状的氧化钛微粒子,例如可列举帝化(tayca)(股)tkd-701等。
<纤维质基质>
本发明的树脂组合物也可进一步含有纤维质基质。本发明的纤维质基质并无特别限定,优选为纤维强化树脂中使用者,可列举无机纤维或有机纤维。
作为无机纤维,除了碳(carbon)纤维、玻璃纤维、硼纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维等无机纤维外,可列举碳素纤维、活性碳纤维、石墨纤维、玻璃纤维、钨碳化纤维、碳化硅纤维、陶瓷纤维、氧化铝纤维、天然纤维、玄武岩等矿物纤维、硼纤维、氮化硼纤维、碳化硼纤维及金属纤维等。作为所述金属纤维,例如可列举铝纤维、铜纤维、黄铜纤维、不锈钢纤维、钢纤维。
作为有机纤维,可列举包含聚苯并二哑唑、聚芳酰胺、聚对亚苯基苯并噁唑(polyp-phenylenebenzo-oxazole,pbo)、聚苯硫醚、聚酯、丙烯酸、聚酰胺、聚烯烃、聚乙烯醇、聚芳酯等树脂材料的合成纤维、或者纤维素、浆料、棉、羊毛、绢等天然纤维、蛋白质、多肽、海藻酸等再生纤维等。
其中,碳纤维与玻璃纤维因在产业上的利用范围广,因此优选。可仅使用这些纤维中的一种,也可同时使用多种。
本发明的纤维质基质可为纤维的集合体,不论纤维连续还是不连续状,均可为织布状,也可为不织布状。另外,可为将纤维排列于一个方向上而成的纤维束,也可为使纤维束并列而成的片状。另外,也可为使纤维的集合体具有厚度的立体形状。
<分散介质>
以调整树脂组合物的固体分量或粘度为目的,本发明的树脂组合物也可使用分散介质。作为分散介质,只要为不损及本发明的效果的液状介质即可,可列举各种有机溶剂、液状有机聚合物等。
作为所述有机溶剂,例如可列举:丙酮、甲基乙基酮(methylethylketone,mek)、甲基异丁基酮(methylisobutylketone,mibk)等酮类、四氢呋喃(tetrahydrofuran,thf)、二氧杂环戊烷等环状醚类、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类、甲苯、二甲苯等芳香族类、卡必醇、溶纤剂、甲醇、异丙醇、丁醇、丙二醇单甲醚等醇类,可将这些单独使用或并用使用,其中就涂敷时的挥发性或溶媒回收的方面而言,优选为甲基乙基酮。
所述液状有机聚合物是不直接有助于硬化反应的液状有机聚合物,例如可列举含羧基的聚合物改性物(弗洛兰(flowlen)g-900、nc-500:共荣社)、丙烯酸聚合物(弗洛兰(flowlen)wk-20:共荣社)、特殊改性磷酸酯的胺盐(海普蓝(hipllad)ed-251:楠本化成)、改性丙烯酸系嵌段共聚物(迪斯帕毕克(disperbyk)2000;比克化学(byk-chemie))等。
<树脂>
另外,本发明的树脂组合物也可具有本发明的所述各种化合物以外的树脂。作为树脂,若为不损及本发明的效果的范围内,则只要调配公知惯用的树脂即可,例如可使用热硬化性树脂或热塑性树脂。
所谓热硬化性树脂,是指具有当通过加热或放射线或催化剂等方法使其硬化时实质上不溶且可变化为不融性的特性的树脂。作为其具体例,可列举:苯酚树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯酯树脂、对苯二甲酸二烯丙酯树脂、硅酮树脂、氨基甲酸酯树脂、呋喃树脂、酮树脂、二甲苯树脂、热硬化性聚酰亚胺树脂、苯并噁嗪树脂、活性酯树脂、苯胺树脂、氰酸酯基酯树脂、苯乙烯-马来酸酐(styrenemaleicanhydride,sma)树脂、马来酰亚胺树脂等。这些热硬化性树脂可使用一种或并用使用两种以上。
所谓热塑性树脂,是指通过加热而可熔融成形的树脂。作为其具体例,可列举:聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、橡胶改性聚苯乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrilebutadienestyrene,abs)树脂、丙烯腈-苯乙烯(acrylonitrilestyrene,as)树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂、乙烯乙烯基醇树脂、乙酸纤维素树脂、离聚物树脂、聚丙烯腈树脂、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、聚乳酸树脂、聚苯醚树脂、改性聚苯醚树脂、聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚丙烯酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂、聚酮树脂、液晶聚酯树脂、氟树脂、间规聚苯乙烯树脂、环状聚烯烃树脂等。这些热塑化性树脂可使用一种或并用使用两种以上。
<其他调配物>
本发明的树脂组合物也可具有其他调配物。例如可列举:催化剂、聚合引发剂、无机颜料、有机颜料、体质颜料、粘土矿物、蜡、表面活性剂、稳定剂、流动调整剂、偶合剂、染料、流平剂、流变控制剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、阻燃剂、塑化剂、反应性稀释剂等。
<硬化物>
通过使本发明的树脂组合物硬化,可获得硬化物。在进行硬化的情况下,只要进行利用常温或加热的硬化即可。在进行硬化时,也可使用公知惯用的硬化催化剂。
在进行热硬化的情况下,可利用一次加热进行硬化,也可经过多阶段的加热步骤进行硬化。
在使用硬化催化剂的情况下,例如可使用盐酸、硫酸、磷酸等无机酸类;对甲苯磺酸、磷酸单异丙酯、乙酸等有机酸类;氢氧化钠或氢氧化钾等无机碱类;四异丙基钛酸酯、四丁基钛酸酯等钛酸酯类;1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7,dbu)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬烯-5(1,5-diazabicyclo[4.3.0]nonene-5,dbn)、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane,dabco)、三-正丁胺、二甲基苄基胺、单乙醇胺、咪唑、2-乙基-4-甲基-咪唑、1-甲基咪唑、n,n-二甲基-4-氨基吡啶(n,n-dimethyl-4-aminopyridine,dmap)等各种含有碱性氮原子的化合物类;四甲基铵盐、四丁基铵盐、二月桂基二甲基铵盐等具有氯化物、溴化物、羧酸酯或氢氧化物等作为抗衡阴离子的各种四级铵盐类;二丁基锡二乙酸酯、二丁基锡二辛酸酯、二丁基锡二月桂酸酯、二丁基锡二乙酰丙酮酯、辛酸锡或硬脂酸锡等锡羧酸盐;过氧化苯甲酰、氢过氧化异丙苯、过氧化二枯基、过氧化月桂酰、过氧化二-叔丁基、氢过氧化叔丁基、过氧化甲基乙基酮、叔丁基过苯甲酸酯等有机过氧化物等。催化剂可单独使用,也可并用两种以上。
另外,本发明的组合物也可利用活性能量线进行硬化。此时,作为聚合引发剂,只要使用光阳离子聚合引发剂即可。作为活性能量线,可使用可见光线、紫外线、x射线、电子束等。
作为光阳离子聚合引发剂,可列举芳基-锍盐、芳基-碘盐等,具体而言可使用芳基锍六氟磷酸盐、芳基锍六氟锑酸盐、芳基锍四(五氟)硼酸盐、三(烷基苯基)六氟磷酸盐。光阳离子聚合引发剂可单独使用,也可并用两种以上。
<层叠体>
本发明的硬化物可通过与基材层叠而制成层叠体。
作为层叠体的基材,只要根据用途适时使用金属或玻璃等无机材料或者塑料或木材等有机材料等即可,作为层叠体的形状,也可为平板、片状或者即便具有三维结构也可为立体状。也可为在整个面或一部分上具有曲率者等与目的相对应的任意形状。另外,基材的硬度、厚度等也无限制。另外,也可将本发明的硬化物作为基材,进一步层叠本发明的硬化物。
另外,也可设为基材、硬化物层及第二基材依次层叠而获得的多层层叠体。本发明的树脂组合物的接着性优异,因此作为使基材与第二基材接着的接着剂,可优选地使用。
本发明的树脂组合物由于相对于金属和/或金属氧化物的接着性尤其高,因此作为金属用底漆,可尤其良好地使用。作为金属,可列举:铜、铝、金、银、铁、铂、铬、镍、锡、钛、锌、各种合金以及将它们复合而成的材料,作为金属氧化物,可列举这些金属的单一氧化物和/或复合氧化物。尤其是对于铁、铜、铝的接着力优异,因此作为铁、铜、铝用的接着剂,可良好地使用。
另外,本发明的树脂组合物可松弛应力,因此尤其可优选地用于异种原材料的接着。例如即便是基材为金属和/或金属氧化物且第二基材为塑料层那样的异种原材料的层叠体,也可从树脂组合物的应力松弛能力维持接着力。
在本发明的层叠体中,硬化物层可通过对基材直接涂敷或成形而形成,也可使已成形者层叠。在直接涂敷的情况下,作为涂敷方法,并无特别限定,可列举:喷雾法、旋涂法、浸渍法、辊涂法、刮涂法、刮刀辊法、刮刀片法、帘涂法、狭缝涂布法、网版印刷法、喷墨法等。在直接成形的情况下,可列举模内成形、嵌入成形、真空成形、挤出层压成形、压制成形等。
在对成形的树脂组合物进行层叠的情况下,可对未硬化或半硬化的树脂组合物层进行层叠后硬化,也可将组合物完全硬化的硬化物层相对于基材而层叠。
另外,针对本发明的硬化物,可通过涂敷能够成为基材的前体并使其硬化而层叠,也可使能够成为基材的前体或本发明的组合物在未硬化或半硬化的状态下接着后进行硬化。作为能够成为基材的前体,并无特别限定,可列举各种硬化性树脂组合物等。
<纤维强化树脂>
本发明的树脂组合物具有纤维质基质,在所述纤维质基质为强化纤维的情况下,含有纤维质基质的组合物可用作纤维强化树脂。
使组合物含有纤维质基质的方法若为不损及本发明的效果的范围内,则并无特别限定,可列举利用混炼、涂布、含浸、注入、压接等方法将纤维质基质与组合物复合化的方法,可根据纤维的形态及纤维强化树脂的用途适时选择。
关于将本发明的纤维强化树脂成形的方法,并无特别限定。若制造板状的制品,则通常为挤出成形法,但也可利用平面压制。除此以外,可使用挤出成形法、吹塑成形法、压缩成形法、真空成形法、射出成形法等。另外,若制造膜状的制品,则除熔融挤出法以外,可使用溶液流延法,当使用熔融成形方法时,可列举:吹胀膜(inflationfilm)成形、流延成形、挤出层压成形、压延成形、片成形、纤维成形、吹塑成形、射出成形、旋转成形、被覆成形等。另外,在利用活性能量线进行硬化的树脂的情况下,可使用利用活性能量线的各种硬化方法来制造硬化物。尤其,当将热硬化性树脂作为基体树脂的主成分时,可列举将成形材料加以预浸体化后通过压制或高压釜来进行加压加热的成形法,除此以外,也可列举树脂转注成形(resintransfermolding,rtm)、真空辅助树脂转注成形(vacuumassistresintransfermolding,vartm)、层叠成形、手工层叠(handlay-up)成形等。
<预浸体>
本发明的纤维强化树脂可形成被称为未硬化或半硬化的预浸体的状态。也可于在预浸体的状态下使制品流通后,进行最终硬化而形成硬化物。在形成层叠体的情况下,在形成预浸体后,在层叠其他层后进行最终硬化,由此可形成各层密接的层叠体,因此优选。
此时所使用的组合物与纤维质基质的质量比例并无特别限定,通常优选为以预浸体中的树脂成分成为20质量%~60质量%的方式进行制备。
<耐热材料及电子材料>
关于本发明的树脂组合物,由于其硬化物的玻璃化温度高,耐热分解性优异,因此可优选地用于耐热构件。另外,由于对基材的密接性优异,因此尤其可优选地用于电子构件。尤其可优选地用于半导体密封材、电路基板、增层膜、增层基板等或接着剂或抗蚀剂材料中。另外,也可优选地用于纤维强化树脂的基体树脂中,作为高耐热性的预浸体尤其适合。以所述方式获得的耐热构件或电子构件可优选地用于各种用途中,例如可列举:产业用机械零件、一般机械零件、汽车-铁路-车辆等零件、宇宙航空相关零件、电子电气零件、建筑材料、容器包装构件、生活用品、运动休闲用品、风力发电用框体构件等,并不限定于这些。
以下,举例对代表性的制品进行说明。
1.半导体密封材料
作为由本发明的树脂组合物获得半导体密封材料的方法,可列举如下方法:视需要使用挤出机、捏合机、辊等将所述树脂组合物及硬化促进剂及无机填充剂等的调配剂充分熔融混合至变为均匀为止。此时,作为无机填充剂,通常使用熔融二氧化硅,在用作功率晶体管、功率ic用高导热半导体密封材的情况下,可使用相较于熔融二氧化硅而言导热率高的结晶二氧化硅、氧化铝、氮化硅等高填充化或熔融二氧化硅、结晶性二氧化硅、氧化铝、氮化硅等。关于所述填充率,相对于硬化性树脂组合物100质量份,优选为在30质量%~95质量%的范围内使用无机填充剂,其中,为了实现阻燃性或耐湿性或耐焊料龟裂性(solderingcrack)的提高、线膨胀系数的降低,更优选为70质量份以上,进而优选为80质量份以上。
2.半导体装置
作为由本发明的硬化性树脂组合物获得半导体装置的半导体封装成形,可列举如下方法:使用浇铸、或转注成形机、射出成形机等对所述半导体密封材料进行成形,进而在50℃~250℃下在2小时~10小时的期间进行加热。
3.印刷电路基板
作为由本发明的组合物获得印刷电路基板的方法,可列举如下方法:通过常法来使所述预浸体层叠,适宜叠加铜箔,在1mpa~10mpa的加压下以170℃~300℃加热压接10分钟~3小时。
4.增层基板
由本发明的组合物获得增层基板的方法例如可列举以下步骤。首先,使用喷雾涂布法、帘涂法等将适宜调配有橡胶、填料等的所述组合物涂布在形成有电路的电路基板上后,使其硬化的步骤(步骤1)。其后,视需要进行规定的通孔(throughhole)部等的开孔后,利用粗化剂进行处理,并利用热水清洗其表面,由此形成凹凸,并对铜等金属进行镀敷处理的步骤(步骤2)。对应于所需而依次重复此种操作,使树脂绝缘层及规定的电路图案的导体层交替地增层来形成的步骤(步骤3)。再者,通孔部的开孔在形成最外层的树脂绝缘层后进行。另外,关于本发明的增层基板,也可通过将在铜箔上使所述树脂组合物半硬化而成的附有树脂的铜箔以170℃~300℃加热压接于形成有电路的配线基板上,形成粗化面,省略镀敷处理的步骤而制作增层基板。
5.增层膜
作为由本发明的组合物获得增层膜的方法,可通过以下方式制造:在作为基材的支撑膜(y)的表面涂布所述组合物,进而通过加热、或吹附热风等使有机溶剂干燥而形成组合物的层(x)。
作为此处使用的有机溶剂,例如优选为使用丙酮、甲基乙基酮、环己酮等酮类、乙酸乙酯、乙酸丁酯、溶纤剂乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、卡必醇乙酸酯等乙酸酯类、溶纤剂、丁基卡必醇等卡必醇类、甲苯、二甲苯等芳香族烃类、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮等,另外,优选为以不挥发成分成为30质量%~60质量%的比例来使用。
所形成的层(x)的厚度通常设为导体层的厚度以上。电路基板所具有的导体层的厚度通常为5μm~70μm的范围,因此树脂组合物层的厚度优选为具有10μm~100μm的厚度。再者,本发明中的所述组合物的层(x)可利用后述的保护膜保护。通过利用保护膜进行保护,可防止尘土等对于树脂组合物层表面的附着或伤痕。
所述支撑膜及保护膜可列举聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate)(以下有时略称为“pet”)、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺,进而可列举脱模纸或铜箔、铝箔等金属箔等。再者,支撑膜及保护膜除了消光处理、电晕处理以外,也可实施脱模处理。支撑膜的厚度并无特别限定,但通常为10μm~150μm,优选为在25μm~50μm的范围内使用。另外,保护膜的厚度优选为设为1μm~40μm。
在所述支撑膜(y)层压于电路基板上后,或通过加热硬化而形成绝缘层后,进行剥离。若在将构成增层膜的硬化性树脂组合物层加热硬化后将支撑膜(y)剥离,则可防止灰尘等在硬化步骤中附着。当在硬化后进行剥离时,通常事先对支撑膜实施脱模处理。
可使用以所述方式获得的增层膜来制造多层印刷电路基板。例如在层(x)利用保护膜保护时,将这些保护膜剥离后,以使层(x)与电路基板直接接触的方式,在电路基板的单面或两面通过例如真空层压法进行层压。层压的方法可为批次式,也可为利用辊的连续式。另外,也可视需要在进行层压前,视需要先对增层膜及电路基板进行加热(预热)。关于层压的条件,优选为将压接温度(层压温度)设为70℃~140℃,优选为将压接压力设为1kgf/cm2~11kgf/cm2(9.8×104n/m2~107.9×104n/m2),优选为在气压为20mmhg(26.7hpa)以下的减压下进行层压。
6.导电糊
作为由本发明的组合物获得导电糊的方法,例如可列举使导电性粒子分散于所述组合物中的方法。所述导电糊可根据所使用的导电性粒子的种类制成电路连接用糊树脂组合物或各向异性导电接着剂。
实施例
其次,通过实施例、比较例来具体地说明本发明,以下只要事先无特别说明,则“份”及“%”为质量基准。
1h-核磁共振(nuclearmagneticresonance,nmr)及13c-nmr、场解吸质谱(fielddesorption-massspectrometry,fd-ms)光谱、凝胶渗透色谱(gpc)是在以下的条件下测定。
1h-nmr:捷欧路共振(jeolresonance)制造的“jnm-eca600”
磁场强度:600mhz
累计次数:32次
溶媒:dmso-d6
试样浓度:30质量%
13c-nmr:捷欧路共振(jeolresonance)制造的“jnm-eca600”
磁场强度:150mhz
累计次数:320次
溶媒:dmso-d6
试样浓度:30质量%
fd-ms:日本电子股份有限公司制造的“jms-t100gcaccutof”
测定范围:m/z=50.00~2000.00
变化率:25.6ma/min
最终电流值:40ma
阴极电压:-10kv
gpc:东曹股份有限公司制造的“hlc-8320gpc”
管柱:东曹股份有限公司制造的“tsk-gelg2000hxl”+“tsk-gelg3000hxl”+“tsk-gelg4000hxl”
检测器:ri(示差折射率计)
测定条件:40℃
流动相:四氢呋喃
流速:1ml/min
标准:东曹股份有限公司制造的“pstquicka”“pstquickb”“pstquicke”“pstquickf”
关于合成的环氧化合物的环氧当量,根据日本工业标准(japaneseindustrialstandards,jis)k7236进行测定,计算出环氧当量(g/eq)。
作为重复单元数的计算方法,可例示gpc分子量测定、或者从fd-ms、nmr等适当的各种机器分析结果的计算。
[合成例1]c12型(bpa)的羟基化合物ph-1
在安装有温度计、搅拌机的烧瓶中装入1,12-十二烷二醇的二缩水甘油醚(四日市合成股份有限公司制造:环氧当量210g/eq)210g(0.5摩尔)与双酚a(羟基当量114g/eq)119.7g(0.53摩尔),花费30分钟升温至140℃后,装入20%氢氧化钠水溶液3.2g。其后,花费30分钟升温至150℃,进而在150℃下反应16小时。其后,添加中和量的磷酸钠,获得羟基化合物(ph-1)320g。根据质谱中获得相当于所述结构式(b-1)中的m=1、n=12的理论结构的m+=771的峰值,确认到所述羟基化合物(ph-1)含有所述结构式(b-1)所表示的结构的羟基化合物。所述羟基化合物(ph-1)的通过nmr及gpc而算出的羟基当量为2000g/eq,根据羟基当量算出的所述结构式(b-1)中的m的平均值为6.9。
[合成例2]c12型(bpa)的羟基化合物ph-2
除了将合成例1中的20%氢氧化钠水溶液3.2g变成4%氢氧化钠水溶液1.6g以外,与合成例1同样地反应而获得321g的羟基化合物(ph-2)。根据质谱中获得相当于所述结构式(b-1)中的m=1、n=12的理论结构的m+=771的峰值,确认到所述羟基化合物(ph-2)含有所述结构式(b-1)所表示的结构的羟基化合物。所述羟基化合物(ph-2)的通过nmr及gpc而算出的羟基当量为850g/eq,所述结构式(b-1)中的m的平均值为4.2。
[合成例3]c15型(bpa)的羟基化合物ph-3
除了将合成例1中的1,12-十二烷二醇的二缩水甘油醚(环氧当量210g/eq)210g(0.5摩尔)变成1,15-十五烷二醇的二缩水甘油醚(环氧当量236g/eq)236g(0.5摩尔)以外,与合成例1同样地反应而获得340g的羟基化合物(ph-3)。根据质谱中获得相当于所述结构式(b-1)中的m=1、n=15的理论结构的m+=813的峰值,确认到所述羟基化合物(ph-3)含有所述结构式(b-1)所表示的结构的羟基化合物。所述羟基化合物(ph-3)的通过nmr及gpc而算出的羟基当量为2130g/eq,所述结构式(b-1)中的m的平均值为6.9。
[合成例4]c12型(bpa)的羟基化合物ph-4
除了将合成例1中的双酚a(羟基当量114g/eq)119.7g(0.53摩尔)变成双酚a(羟基当量114g/eq)228g(1.0摩尔)以外,与合成例1同样地反应而获得420g的羟基化合物(ph-4)。根据质谱中获得相当于所述结构式(b-1)中的m=1、n=12的理论结构的m+=771的峰值,确认到所述羟基化合物(ph-4)含有所述结构式(b-1)所表示的结构的羟基化合物。所述羟基化合物(ph-4)的通过nmr及gpc而算出的羟基当量为340g/eq,所述结构式(b-1)中的m的平均值为0.9。
[合成例5]c9型(bpa)的羟基化合物ph-5
除了将合成例1中的1,12-十二烷二醇的二缩水甘油醚(环氧当量210g/eq)210g(0.5摩尔)变成1,9-壬二醇的二缩水甘油醚(环氧当量190g/eq)190g(0.5摩尔)以外,与合成例1同样地反应而获得305g的羟基化合物(ph-5)。质谱中测定所述羟基化合物(ph-5),结果可获得相当于比较化合物1的m+=729的峰值,所述比较化合物1是具有所述结构式(b-1)中的m、n分别为m=1、n=9的理论结构的羟基化合物。因此,确认到所述羟基化合物(ph-5)含有具有所述理论结构的比较化合物1。所述羟基化合物(ph-5)的通过nmr及gpc而算出的羟基当量为1900g/eq,所述结构式(b-1)中的m的平均值为7.2。
[合成例6]c6型(bpa)的羟基化合物ph-6
除了将合成例1中的1,12-十二烷二醇的二缩水甘油醚(环氧当量210g/eq)210g(0.5摩尔)变成1,6-己二醇的二缩水甘油醚(环氧当量160g/eq)160g(0.5摩尔)以外,与合成例1同样地反应而获得270g的羟基化合物(ph-6)。质谱中测定所述羟基化合物(ph-6),结果可获得相当于比较化合物2的m+=687的峰值,所述比较化合物2是具有所述结构式(b-1)中的m、n分别为m=1、n=6的理论结构的羟基化合物。因此,确认到所述羟基化合物(ph-6)含有具有所述理论结构的比较化合物2。所述羟基化合物(ph-6)的通过nmr及gpc而算出的羟基当量为1890g/eq,所述结构式(b-1)中的m的平均值为7.7。
[合成例7]ph-1的环氧化合物ep-1
在安装有温度计、滴加漏斗、冷却管、搅拌机的烧瓶中,一边实施氮气冲洗,一边装入合成例1中获得的羟基化合物ph-1200g、表氯醇437g(4.72摩尔)、正丁醇118g并使其溶解。在升温至65℃后,减压至进行共沸的压力为止,历时5小时滴加49%氢氧化钠水溶液6.66g(0.08摩尔)。其后,在相同条件下继续搅拌0.5小时。其间,利用迪恩-斯达克分离器(dean-starktrap)将通过共沸蒸馏出的馏出份分离,去除水层,将油层返回至反应系统内进行反应。其后,通过减压蒸馏将未反应的表氯醇蒸馏去除。在此时获得的粗环氧树脂中加入甲基异丁基酮150g及正丁醇150g并进行溶解。进而,在所述溶液中添加10%氢氧化钠水溶液10g并在80℃下反应2小时后,利用50g的水反复水洗3次直至清洗液的ph为中性。继而,通过共沸而将系统内脱水,经过精密过滤后在减压下将溶媒蒸馏去除,获得190g的环氧化合物ep-1。所得的环氧化合物ep-1的环氧当量为2320g/eq。根据质谱中获得相当于所述结构式(a-1)中的m=1、n=12、p1=0、p2=0、q=1的理论结构的m+=883的峰值,确认到所述环氧树脂(ep-1)含有所述结构式(a-1)所表示的结构的环氧树脂。所得的环氧树脂(ep-1)包含所述结构式(a-1)中q=0的化合物,且通过gpc进行确认的结果为所述混合物中以0.7质量%的比例含有q=0的化合物,所述结构式(a-1)中的m的平均值为8.0。
[合成例8]ph-2的环氧化合物ep-2
除了将合成例1中所得的羟基化合物ph-1的200g变成合成例2中所得的羟基化合物ph-2的200g以外,与合成例7同样地反应而获得180g的环氧化合物ep-2。所得的环氧化合物ep-2的环氧当量为1040g/eq。根据质谱中获得相当于所述结构式(a-1)中的m=1、n=12、p1=0、p2=0、q=1的理论结构的m+=883的峰值,确认到所述环氧树脂(ep-2)含有所述结构式(a-1)所表示的结构的环氧树脂。所得的环氧树脂(ep-2)包含所述结构式(a-1)中q=0的化合物,且通过gpc进行确认的结果为所述混合物中以2.7质量%的比例含有q=0的化合物,所述结构式(a-1)中的m的平均值为3.2。
[合成例9]ph-3的环氧化合物ep-3
除了将合成例1中所得的羟基化合物ph-1的200g变成合成例3中所得的羟基化合物ph-3的200g以外,与合成例7同样地反应而获得190g的环氧化合物ep-3。所得的环氧化合物ep-3的环氧当量为2510g/eq。根据质谱中获得相当于所述结构式(a-3)中的m=1、n=15、p1=0、p2=0、q=1的理论结构的m+=925的峰值,确认到所述环氧树脂(ep-3)含有所述结构式(a-1)所表示的结构的环氧树脂。所得的环氧树脂(ep-3)包含所述结构式(a-1)中q=0的化合物,且通过gpc进行确认的结果为所述混合物中以0.8质量%的比例含有q=0的化合物,所述结构式(a-1)中的m的平均值为8.0。
[合成例10]ph-4的环氧化合物ep-4
除了将合成例1中所得的羟基化合物ph-1的200g变成合成例4中所得的羟基化合物ph-4的200g以外,与合成例7同样地反应而获得205g的环氧化合物ep-4。所得的环氧化合物ep-4的环氧当量为461g/eq。根据质谱中获得相当于所述结构式(a-1)中的m=1、n=12、p1=0、p2=0、q=1的理论结构的m+=883的峰值,确认到所述环氧树脂(ep-4)含有所述结构式(a-1)所表示的结构的环氧树脂。所得的环氧树脂(ep-4)包含所述结构式(a-1)中q=0的化合物,且通过gpc进行确认的结果为所述混合物中以20.5质量%的比例含有q=0的化合物,所述结构式(a-1)中的m的平均值为1.1。
[合成例11]ph-5的环氧化合物ep-5
[合成例11]ph-5的环氧化合物ep-5
除了将合成例1中所得的羟基化合物ph-1的200g变成合成例5中所得的羟基化合物ph-5的200g以外,与合成例7同样地反应而获得192g的环氧化合物ep-2。所得的环氧化合物ep-5的环氧当量为2250g/eq。质谱中测定所述环氧树脂(ep-5),结果可获得相当于比较化合物3的m+=841的峰值,所述比较化合物3是具有所述结构式(a-1)中的m、n、p1、p2、q分别为m=1、n=9、p1=0、p2=0、q=1的理论结构的环氧化合物。因此,确认到所述环氧树脂(ep-5)含有具有所述理论结构的比较化合物3。所得的环氧树脂(ep-5)包含所述结构式(a-1)中q=0的化合物,且通过gpc进行确认的结果为所述混合物中以0.9质量%的比例含有q=0的化合物,所述结构式(a-1)中的m的平均值为8.3。
[合成例12]ph-6的环氧化合物ep-6
除了将合成例1中所得的羟基化合物ph-1的200g变成合成例6中所得的羟基化合物ph-6的200g以外,与合成例7同样地反应而获得189g的环氧化合物ep-6。所得的环氧化合物ep-6的环氧当量为2244g/eq。质谱中测定所述环氧树脂(ep-6),结果可获得相当于比较化合物4的m+=799的峰值,所述比较化合物4是具有所述结构式(a-1)中的m、n、p1、p2、q分别为m=1、n=6、p1=0、p2=0、q=1的理论结构的环氧化合物。因此,确认到所述环氧树脂(ep-6)含有具有所述理论结构的比较化合物4。所得的环氧树脂(ep-6)包含所述结构式(a-1)中q=0的化合物,且通过gpc进行确认的结果为所述混合物中以0.8质量%的比例含有q=0的化合物,所述结构式(a-1)中的m的平均值为9.1。
[实施例1~实施例7及比较例1~比较例9]组合物及树脂硬化物的制作
按照表1及表2中的调配,将环氧树脂、硬化剂(相对于环氧基为1.0当量)、硬化促进剂(相对于环氧基为0.85重量份)及填充剂(轻微性碳酸钙、近江化学工业股份有限公司)利用混合机(新基(thinky)股份有限公司制造的“去泡搅拌太郎arv-200”)均匀混合,获得环氧树脂组合物。针对所述环氧树脂组合物,将硅管作为间隔物,利用铝镜面板(工程测试服务(engineeringtestservice)股份有限公司制造的“jish4000a1050p”)夹持,在170℃下进行30分钟加热硬化,获得厚度0.8mm的树脂硬化物。
<玻璃化温度>
将厚度0.8mm的硬化物切成宽度5mm、长度40mm的大小,将其作为试验片。针对所述试验片,使用粘弹性测定装置(dma:日立高新技术科学(hitachihigh-techscience)公司制造的固体粘弹性测定装置“dms7100”、变形模式:拉伸、测定模式:正弦波振动、频率1hz、升温速度3℃/分钟)将弹性系数变化变成最大(tanδ变化率最大)的温度作为玻璃化温度来进行评价。
<拉伸试验>
利用冲压刀将树脂硬化物冲压成哑铃形状(jisk7161-2-1ba),将其作为试验片。针对所述试验片,使用拉伸试验机(岛津制作所股份有限公司制造的“自动绘图仪(autograph)ag-is”),根据jisk7162-2进行,评价测定环境23℃下的断裂点伸长率(试验速度:2mm/min)。
<拉伸剪切试验>
将树脂组合物涂布于两枚冷轧钢板(tp技研股份有限公司制造的“spcc-sb”、1.0mm×25mm×100mm)中的一枚上,添加玻璃珠(普塔斯白洛提(potters-ballotini)股份有限公司制造的“j-80”)作为间隔物,贴合另一枚spcc-sb(接着面积:25mm×12.5mm)。在170℃下对其进行30分钟加热硬化,获得试验片。使用所述试验片,进行拉伸剪切试验,由此评价接着性。试验根据jisk6850进行,比较测定环境-40℃、23℃、80℃下的最大点应力。
<t型剥离试验>
将树脂组合物涂布于两枚冷轧钢板(tp技研股份有限公司制造的“spcc-sb”、0.5mm×25mm×200mm)中的一枚上,添加玻璃珠(普塔斯白洛提(potters-ballotini)股份有限公司制造的“j-80”)作为间隔物,贴合另一枚spcc-sb(接着面积:25mm×150mm)。在170℃下对其进行30分钟加热硬化,获得试验片。使用所述试验片,进行t型剥离试验,由此评价接着性。试验根据jisk6854-3进行,比较测定环境-40℃、23℃、80℃下的平均应力。
<相分离结构的观察>
针对树脂硬化物,利用超薄切片机(ultramicrotome)制作剖面,进行相分离结构的观察。观察方法是使用扫描式电子显微镜(scanningelectronmicroscope,sem)、原子力显微镜(atomicforcemicroscope,afm)进行。通过sem观察,可确认硬化物中的相分离结构的有无。在硬化物具有相分离结构且所述结构形成海岛结构的情况下,测定岛部的粒径。再者,关于粒径的平均值,从200μm×260μm的视野中存在的岛部任意提取50个岛部,测定粒径,求出平均粒径。另外,根据afm观察,可确认海部及岛部的相对的硬度分布。
(sem)
使用机种:日本电子制造的jsm-7800f、
加速电压:5kv
(afm)
使用机种:布鲁克axs(brukeraxs)制造的纳米透镜(nanoscope)(r)iiia
测定模式:dfm
悬臂(cantilever):si-df20
测定图像的种类:形状图像、相位图像
<成形收缩率的测定>
环氧树脂组合物的成形收缩率利用(硬化后比重-硬化前比重)÷硬化后比重×100计算出。硬化前、硬化后的比重根据jisk7112,于23℃下在水中测定。
[表1]
[表2]
表中使用的材料如下所述。
e-850s:双酚a型环氧树脂(迪爱克(dic)股份有限公司制造、环氧当量188g/eq)
hm-091:双酚a型环氧树脂(dic股份有限公司制造、环氧当量2340g/eq)
caco3:轻微性碳酸钙(近江化学工业股份有限公司)
dicy:二氰二胺(三菱化学股份有限公司制造的“dicy7”)
dcmu:3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲(dic股份有限公司制造的“b-605-im”)
如实施例1~实施例7所示,可知本发明均具有拉伸试验中的高伸长率与常温及高温区域中的优异的接着性,进而树脂组合物的加热硬化中的成形收缩率低。
关于比较例1,组合物未硬化而无法评价。
关于比较例5及比较例8,树脂为高粘度,因此无法制作调配物而无法评价。在为了软化而进行加温的情况下,在调配时进行树脂的硬化,无法评价。
产业上的可利用性
含有本发明的环氧化合物a及环氧化合物b的树脂组合物及接着剂可提供一种兼具以弹性变形为前提的高伸长率与能够耐受基材的热膨胀差的高接着性的柔软的硬化物。尤其,可优选地用于结构材料用的接着剂、或者半导体密封材料或多层印刷基板用绝缘层等的先端电子材料中。
起点商标作为专业知识产权交易平台,可以帮助大家解决很多问题,如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通,为大家解决相关问题。
此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除