説明

一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物

【課題】シアン酸エステル樹脂とエポキシ樹脂とを組み合わせてなる、貯蔵安定性及び硬化性に優れると共に高い耐熱性を有する一液型シアン酸エステル−エポキシ樹脂組成物の提供。
【解決手段】(A)シアン酸エステル樹脂、(B)エポキシ樹脂、及び、(C)潜在性硬化剤を含有してなる一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物。前記潜在性硬化剤(C)が、(a−1)ポリアミン化合物及び(a−2)エポキシ化合物を反応させてなる(a)分子内に活性水素を持つアミノ基を1個以上有する変性アミンと(b)フェノール系樹脂を含有してなると共に、前記(a−1)ポリアミン化合物がポリエーテルポリアミン化合物であるか及び/又は前記(a−2)エポキシ化合物がポリエーテルポリエポキシ化合物であることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はシアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物に関し、特に、シアン酸エステル樹脂、エポキシ樹脂及び特定の潜在性硬化剤を含有してなる、貯蔵安定性のみならず低温硬化性及び耐熱性にも優れた、一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
エポキシ樹脂組成物は、優れた電気的性能と接着力を有するために、従来、電気・電子分野に種々の用途がある。
【0003】
更に、既存のエポキシ樹脂を単独あるいは混合して用いただけでは不十分な場合には、エポキシ樹脂とシアン酸エステル樹脂を混合してなるシアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物が、高耐熱性の樹脂組成物として半導体の封止や成形などに頻繁に使用されている。
【0004】
複合樹脂組成物としては、例えばシアン酸エステル、エポキシ樹脂、無機充填剤、ジヒドラジド化合物などからなる半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物が提案されている。しかしながら、シアン酸エステルとエポキシ樹脂にそれぞれの硬化剤が必要であるだけでなく、硬化に際しては高温で長時間が必要であるなどの欠点があり、未だ満足できる性能のものは得られていない(例えば特許文献1)。また、シアン酸エステル及びエポキシ樹脂を含む複合組成物に、更にアミン系硬化剤を使用する例も提案されているが、この場合には十分な貯蔵安定性が得られない(例えば特許文献2)。
【0005】
一方、潜在性硬化剤を使用した例として、例えば、シアン酸エステル及びエポキシ樹脂と共に、イミダゾール成分を含む潜在性硬化剤を用いた熱硬化性樹脂組成物が提案されている(例えば特許文献3等)が、この場合には、十分な安定性を得るために、シアン酸エステルの使用量が制限されるという欠点があるなど、未だ満足できる組成物は得られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−302767号公報
【特許文献2】特開昭60−250026号公報
【特許文献3】特表2001−506313号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従って本発明の目的は、シアン酸エステル樹脂とエポキシ樹脂とを組み合わせてなる、貯蔵安定性及び硬化性に優れると共に高い耐熱性を有するシアン酸エステル−エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者等は、上記の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、シアン酸エステル樹脂、エポキシ樹脂及び特定の潜在性硬化剤からなるシアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物が、上記目的を達成しうることを見出し本発明に到達した。
【0009】
即ち本発明は、(A)シアン酸トエステル樹脂、(B)エポキシ樹脂、及び、(C)潜在性硬化剤を含有してなる一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物であって、前記潜在性硬化剤が、(a−1)ポリアミン化合物及び(a−2)エポキシ化合物を反応させてなる(a)分子内に活性水素を持つアミノ基を1個以上有する変性アミンと(b)フェノール系樹脂を含有してなると共に、前記(a−1)ポリアミン化合物がポリエーテルポリアミン化合物であるか及び/又は前記(a−2)エポキシ化合物がポリエーテルポリエポキシ化合物であることを特徴とする一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物、該樹脂組成物を重合硬化させてなることを特徴とする硬化物、該樹脂組成物からなることを特徴とする封止用材料及び接着剤、並びに該樹脂組成物を型内で硬化させることを特徴とする硬化物の製造方法である。
【発明の効果】
【0010】
本発明により、保存安定性のみならず、低温硬化性及び耐熱性にも優れる一液型シアン酸エステル−エポキシ樹脂組成物が得られる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物は、(A)シアン酸エステル樹脂、(B)エポキシ樹脂、及び、(C)潜在性硬化剤を含有してなり、該(C)潜在性硬化剤は、(a)分子内に活性水素を持つアミノ基を1個以上有する変性アミンと(b)フェノール系樹脂を含有してなる。本発明は、前記(a)変性アミンが、(a−1)ポリアミン化合物及び(a−2)エポキシ化合物を反応させてなる変性アミンであると共に、前記(a−1)ポリアミン化合物がポリエーテルポリアミン化合物であるか、及び/又は前記(a−2)エポキシ化合物がポリエーテルポリエポキシ化合物であることを特徴とする。
【0012】
本発明の一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物における(A)シアン酸エステル樹脂は特に限定されるものではないが、下記式(1)及び(2)で表される化合物、並びにこれらの化合物におけるシアネート基の一部がトリアジン環を形成したプレポリマーから選択される少なくとも1種であることが好ましい。
式(1):
【化1】

上式中のRは、非置換又はフッ素置換された2価の炭化水素基、又は-O-、-S-、若しくは単結合を表し、R及びRはそれぞれ独立に非置換又は1〜4個のアルキル基で置換されているフェニレン基である。
【0013】
式(2):
【化2】

但し、上式中のnは1以上の数、Rは、非置換又はフッ素置換された2価の炭化水素基、R’及びR”は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。
また、前記プレポリマーとしては、例えば前記式(1)で表される化合物の全部又は一部が3量化したものが挙げられる。
【0014】
また、前記(A)シアン酸エステル樹脂としては、下記式(3)で表される化合物及びこれらのプレポリマーからなる群から選ばれる少なくとも1種を使用することが特に好ましい。
式(3):
【化3】

但し、上式中のR、R、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は非置換若しくはフッ素置換されたメチル基であり、Rは-O-、-S-、単結合又は下記(3a)中の何れかの式で表される基である。
(3a)
【化4】

但し、上記(3a)中のR10及びR11はそれぞれ独立に、水素原子、又は非置換若しくはフッ素置換されたメチル基であり、nは4〜12の整数である。
【0015】
(A)成分として好ましい化合物としては、4,4’−エチリデンビスフェニレンシアネート、2,2−ビス(4―シアナトフェニル)プロパン及びビス(4−シアナト−3,5−ジメチルフェニル)メタン及びこれらのプレポリマーが挙げられる。
また、本発明において(A)成分として使用するこれらのシアン酸エステル樹脂は、単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用しても良い。
【0016】
本発明で使用される(B)成分であるエポキシ樹脂としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ピロカテコール、フロログルクシノールなどの単核多価フェノール化合物のポリグリシジルエーテル化合物;ジヒドロキシナフタレン、ビフェノール、メチレンビスフェノール(ビスフェノールF)、メチレンビス(オルトクレゾール)、エチリデンビスフェノール、イソプロピリデンビスフェノール(ビスフェノールA)、イソプロピリデンビス(オルトクレゾール)、テトラブロモビスフェノールA、1,3−ビス(4−ヒドロキシクミルベンゼン)、1,4−ビス(4−ヒドロキシクミルベンゼン)、1,1,3−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,2,2−テトラ(4−ヒドロキシフェニル)エタン、チオビスフェノール、スルホビスフェノール、オキシビスフェノール、フェノールノボラック、オルソクレゾールノボラック、エチルフェノールノボラック、ブチルフェノールノボラック、オクチルフェノールノボラック、レゾルシンノボラック、テルペンフェノールなどの多核多価フェノール化合物のポリグリジルエーテル化合物;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ポリグリコール、チオジグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ビスフェノールA−エチレンオキシド付加物などの多価アルコール類のポリグリシジルエーテル;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、グルタル酸、スベリン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、トリマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸等の脂肪族、芳香族又は脂環族多塩基酸のグリシジルエステル類及びグリシジルメタクリレートの単独重合体又は共重合体;N,N−ジグリシジルアニリン、ビス(4−(N−メチル−N−グリシジルアミノ)フェニル)メタン、ジグリシジルオルトトルイジン等のグリシジルアミノ基を有するエポキシ化合物;ビニルシクロヘキセンジエポキシド、ジシクロペンタンジエンジエポキサイド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−6−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート等の環状オレフィン化合物のエポキシ化物;エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化スチレン−ブタジエン共重合物等のエポキシ化共役ジエン重合体、トリグリシジルイソシアヌレート等の複素環化合物が挙げられる。また、これらのエポキシ樹脂は、末端イソシアネートのプレポリマーによって内部架橋されたもの、或いは多価の活性水素化合物(多価フェノール、ポリアミン、カルボニル基含有化合物、ポリリン酸エステル等)で高分子量化されたものでもよい。
【0017】
また、本発明における(B)成分として使用するポリエポキシ化合物は、エポキシ当量が70〜3000、特に90〜2000であることが好ましい。エポキシ当量が70未満では硬化性が低下するおそれがあり、3000よりも大きい場合には、十分な塗膜物性が得られない場合があるため好ましくない。
【0018】
本発明のシアン酸エステル−エポキシ樹脂組成物における(A)成分と(B)成分の使用量は、(A)成分100質量部に対して(B)成分が1〜10000質量部であることが好ましく、特に10〜1000質量部であることが好ましく、20〜500質量部であることが最も好ましい。
【0019】
本発明における前記(C)潜在性硬化剤に使用される(a)変性アミンは、(a−1)ポリアミン化合物及び(a−2)エポキシ化合物を反応させてなる(a)分子内に活性水素を持つアミノ基を1個以上有する変性アミンである。本発明においては特に、前記(a−1)ポリアミンがポリエーテルポリアミン化合物であるか、及び/又は前記(a−2)エポキシ化合物がポリエーテルポリエポキシ化合物であることが必要である。
【0020】
本発明に使用される前記(C)潜在性硬化剤において、前記(a−1)ポリアミンがポリエーテルポリアミン化合物である場合には、該化合物は下記式(O−1)〜(O−3)で表されるポリエーテルポリアミンから選択されたポリアミン化合物であることが好ましい。
【0021】
式(O−1):
【化5】

但し、前記式(O−1)中のnは1〜50の数、mは1〜50の数、xは0〜5の数、yは0又は1、zは0又は1であり、Ra、Rb、Rc、Rd、Re及びRfは、それぞれ独立に、非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表す。但し、mが2以上である場合におけるRe、及び、xが1以上でnが2以上の場合におけるRbは、異なる炭素数の炭化水素基がブロック状あるいはランダム状に連結したものでもよい。
【0022】
式(O−2):
【化6】

但し、前記式(O−2)中のpは1〜50の数、qは0又は1であり、Rg及びRhはそれぞれ、非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表す。但しpが2以上の場合におけるRgは、異なる炭素数の炭化水素基がブロック状あるいはランダム状に連結したものでもよい。
【0023】
式(O−3):
【化7】

但し、前記式(O−3)中のrは1〜50の数、sは0又は1であり、Ri及びRjはそれぞれ、非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表す。但し、rが2以上の場合におけるRiは、異なる炭素数の炭化水素がブロック状あるいはランダム状に連結したものでもよい。
【0024】
前記式(O−1)におけるRa、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、前記式(O−2)におけるRg、Rh、及び、前記式(O−3)におけるRi、Rjで表される、非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基としては、例えば、メチレン、エチレン、1,2−プロピレン、1,3−プロピレン、1,2−ブチレン、1,3−ブチレン、1,4−ブチレン、1,5−ペンチレン、1,6−へキシレン、1,7−ヘプタレン、1,8−オクチレン、1,9−ノニレン、1,10−デシレン、トリフルオロメチルエチレンなどが挙げられる。
【0025】
更に、これらの(a−1)ポリエーテルポリアミン化合物の中でも、前記式(O−1)におけるy及びzが0である(O−4)ポリエーテルポリアミン化合物、前記式(O−2)におけるqが0である(O−5)ポリエーテルポリアミン化合物、及び前記式(O−3)におけるsが0である(O−6)ポリエーテルポリアミン化合物から選択されたポリエーテルポリアミン化合物であることが特に好ましい。
即ち、上記ポリエーテルポリアミン化合物(O−4)〜(O−6)は下記式で表される。
【0026】
式(O−4):
【化8】

上記式(O−4)中のnは1〜50の数、mは1〜50の数、xは0〜5の数を表し、Rb、Rc、Rd及びReはそれぞれ独立して非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表す。但し、Re及びnが2以上の場合におけるRbは異なる炭素数の炭化水素基でもよい。
【0027】
式(O−5):
【化9】

上記式(O−5)中のpは1〜50の数を表し、Rgは非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表す。但し、pが2以上の場合におけるRgは異なる炭素数の炭化水素基でもよい。
【0028】
式(O−6):
【化10】

上記式(O−6)中のrは1〜50の数、Riは非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表す。但し、rが2以上の場合におけるRiは異なる炭素数の炭化水素基でもよい。
【0029】
本発明における前記(a−1)ポリアミン化合物の例としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシプロピレントリアミン等の脂肪族ポリアミン;イソホロンジアミン、メンセンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキシル)メタン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、N−アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5.5)ウンデカン等の脂環式ポリアミン;m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、トリレン−2,4−ジアミン、トリレン−2,6−ジアミン、メシチレン−2,4−ジアミン、メシチレン−2,6−ジアミン、3,5−ジエチルトリレン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトリレン−2,6−ジアミン等の単核ポリアミン;ビフェニレンジアミン、4,4−ジアミノジフェニルメタン、2,5−ナフチレンジアミン、2,6−ナフチレンジアミン等の芳香族ポリアミン;2−アミノプロピルイミダゾール等のイミダゾールなどが挙げられる。
【0030】
更に、前記式(O−1)〜(O−3)及び式(O−4)〜(O−6)で表される化合物の具体例としては、例えば、下記に示した化合物が挙げられる。
【0031】
【化11】

m=2.69 :ジェファーミンD230(BASF社製の商品名)
m=5.62 :ジェファーミンD400(BASF社製の商品名)
m=33.2 :ジェファーミンD2000(BASF社製の商品名)
【0032】
【化12】

m=22.4 :ポリテトラヒドロフランアミン1700(BASF社製の商品名)
【0033】
【化13】

【0034】
【化14】

【0035】
【化15】

【0036】
【化16】

【0037】
【化17】

p(3つの合計)=5.32 :ジェファーミンT−403(BASF社製の商品名)
【0038】
【化18】

r(3つの合計)=84.7 :ジェファーミンT−5000(BASF社製の商品名)
【0039】
また、本発明における(C)潜在型硬化剤に使用される前記(a−2)エポキシ化合物は、分子内にエポキシ基を2個以上有するポリグリシジルエーテル化合物であることが好ましい。
【0040】
また、本発明の一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物において、前記(a−2)エポキシ化合物がポリエーテルポリエポキシ化合物である場合の該ポリエーテルポリエポキシ化合物は、下記式(O−7)で表される分子内にエポキシ基を2個有するポリグリシジルポリエーテル化合物であることが好ましい。
【0041】
式(O−7):
【化19】

但し、上記式(O−7)中のa及びbは1〜20の数、cは0又は1、Rpは水素又はメチル基、Rk及びRmは非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、Rlは下記(O−7a)中の何れかの式で表される基である。但し、a及びbがそれぞれ2以上の場合には、異なる炭素数の二価の炭化水素基がブロック又はランダムに連結したものであっても良い。
(O−7a):
【化20】

但し、上記(O−7a)中のRr、Rs、Rt及びRuは、それぞれ独立に水素原子又は非置換若しくはフッ素置換されたメチル基であり、dは4〜12の整数、Rqは-O-、-S-、単結合又は下記式(O−7b)で表される基である。
式(O−7b):
【化21】

但し、上記式(O−7b)中のRv及びRwは、それぞれ独立して、水素原子又は非置換もしくはフッ素置換の炭素数1〜4のアルキル基である。
【0042】
更に、前記ポリグリシジルポリエーテル化合物は、下記式(O−8)で表されるポリグリシジルポリエーテルであることが好ましい。
【0043】
式(O−8):
【化22】

但し、上記(O−8)式中、a及びbは1〜20の数、Rpは水素又はメチル基、RkおよびRmは非置換又はフッ素置換の炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、Rr、Rs、RtおよびRuはそれぞれ独立して、水素原子または非置換もしくはフッ素置換のメチル基であり、Rxは下記式(O−8a)で表される基である。但し、a、bがそれぞれ2以上の場合には異なる炭素数の二価の炭化水素基がブロックまたはランダムに連結したものでも良い。
式(O−8a):
【化23】

但し、上記式(O−8a)中、Ry、Rzはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。
【0044】
本発明における潜在型硬化剤(C)に使用される(a−2)エポキシ化合物としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、第二ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、2−メチルオクチルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル等のモノグリシジルエーテル化合物;バーサティック酸グリシジルエステル等のモノグリシジルエステル化合物;ハイドロキノン、レゾルシン、ピロカテコール、フロログルクシノールなどの単核多価フェノール化合物のポリグリシジルエーテル化合物;ジヒドロキシナフタレン、ビフェノール、メチレンビスフェノール(ビスフェノールF)、メチレンビス(オルトクレゾール)、エチリデンビスフェノール、イソプロピリデンビスフェノール(ビスフェノールA)、イソプロピリデンビス(オルトクレゾール)、テトラブロモビスフェノールA、1,3−ビス(4−ヒドロキシクミルベンゼン)、1,4−ビス(4−ヒドロキシクミルベンゼン)、1,1,3−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,2,2−テトラ(4−ヒドロキシフェニル)エタン、チオビスフェノール、スルホビスフェノール、オキシビスフェノール、フェノールノボラック、オルソクレゾールノボラック、エチルフェノールノボラック、ブチルフェノールノボラック、オクチルフェノールノボラック、レゾルシンノボラック、テルペンフェノールなどの多核多価フェノール化合物のポリグリジルエーテル化合物;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ポリグリコール、チオジグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ビスフェノールA−エチレンオキシド付加物などの多価アルコール類のポリグリシジルエーテル;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、グルタル酸、スベリン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、トリマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸等の脂肪族、芳香族又は脂環族多塩基酸のグリシジルエステル類及びグリシジルメタクリレートの単独重合体又は共重合体;N,N−ジグリシジルアニリン、ビス(4−(N−メチル−N−グリシジルアミノ)フェニル)メタン、ジグリシジルオルトトルイジン等のグリシジルアミノ基を有するエポキシ化合物;ビニルシクロヘキセンジエポキシド、ジシクロペンタンジエンジエポキサイド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−6−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート等の環状オレフィン化合物のエポキシ化物;エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化スチレン−ブタジエン共重合物等のエポキシ化共役ジエン重合体、トリグリシジルイソシアヌレート等の複素環化合物が挙げられる。
【0045】
前記(a−2)エポキシ化合として使用される(O−7)及び(O−8)の例としては、下記の化合物が挙げられる。
【0046】
【化24】

【0047】
【化25】

【0048】
【化26】

【0049】
【化27】

【0050】
【化28】

【0051】
【化29】

【0052】
【化30】

【0053】
【化31】

【0054】
本発明のシアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物において、前記(a)変性ポリアミンは、前記(a−1)ポリアミン化合物1モルに対して、前記(a−2)エポキシ化合物が有するエポキシ当量が0.5〜2となる量を使用して反応させて得られた変性ポリアミンであることが好ましく、特に0.8〜1.5となる量を使用して反応させて得られた変性ポリアミンであることが好ましい。
【0055】
本発明で使用する(b)フェノール系樹脂とは、フェノール類とアルデヒド類から合成される樹脂である。上記フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、n−プロピルフェノール、イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、第三ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、シクロヘキシルフェノール、クロロフェノール、ブロモフェノール、レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’−チオジフェノール、ジヒドロキシジフェニルメタン、ナフトール、テルペンフェノール、フェノール化ジシクロペンタジエン等が挙げられ、前記アルデヒド類としては、ホルムアルデヒドが挙げられる。
【0056】
本発明における(b)フェノール系樹脂の数平均分子量は、貯蔵安定性と硬化性とのバランスの優れた組成物を得るという観点から、750〜1200であることが好ましい。
【0057】
前記(b)フェノール系樹脂の使用量は、(a)変性ポリアミン100質量部に対して10〜150質量部であることが好ましく、特に20〜60質量部であることが好ましい。10質量部未満では十分な安定性を有する組成物を得ることができず、150質量部を超えると硬化性が不十分となる。
【0058】
本発明において(C)成分として使用される潜在性硬化剤は、公知の方法により表面処理されたものであっても、マスターバッチ化されたものであってもよい。
【0059】
本発明のシアン酸エステル−エポキシ樹脂組成物における(C)成分の使用量は、(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対して1〜100質量部であることが好ましく、特に5〜60質量部であることが好ましい。
【0060】
本発明のシアン酸エステル−エポキシ樹脂組成物は、取り扱いを容易にするために種々の溶剤に溶解して使用することができる。このような溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン等のエーテル類;イソ−又はn−ブタノール、イソ−又はn−プロパノール、アミルアルコール、ベンジルアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等のアルコール類;メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルブチルケトン等のケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;トリエチルアミン、ピリジン、ジオキサン、アセトニトリルなどが挙げられる。
【0061】
上記有機溶剤は、揮発して危険であるだけでなく有害でもあるので、(A)成分、(B)成分及び(C)成分の合計量100質量部に対して200質量部を越えないように使用する。本発明においては、(A)成分、(B)成分及び(C)成分の合計量100質量部に対して有機溶剤を0〜40質量部使用することが好ましく、特に0〜20質量部使用することが好ましい。
【0062】
また、本発明のシアン酸エステル−エポキシ樹脂組成物には、必要に応じて、ガラス繊維、炭素繊維、セルロース、ケイ砂、セメント、カオリン、クレー、水酸化アルミニウム、ベントナイト、タルク、シリカ、微粉末シリカ、二酸化チタン、カーボンブラック、グラファイト、酸化鉄、瀝青物質、金属粒子、金属で被覆された樹脂粒子などの充填剤もしくは顔料;増粘剤;チキソトロピック剤;難燃剤;消泡剤;防錆剤;コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ等の、通常使用される添加物を含有しても良い。更に、キシレン樹脂、石油樹脂等の、粘着性の樹脂類を併用することもできる。
【0063】
また、本発明のシアン酸エステル−エポキシ樹脂組成物は、(A)成分、(B)成分及び(C)成分を、それらの総計量が50質量%以上となる量含有することが好ましい。
【0064】
本発明のシアン酸エステル−エポキシ樹脂組成物は、例えば、コンクリート、セメント、モルタル、各種金属、皮革、ガラス、ゴム、プラスチック、木、布、紙等に対する塗料あるいは接着剤など、広範な用途に使用することができる。特に硬化物は、高い耐熱性と優れた接着性を有するため、半導体保護のための封止材料、電子部品の接着に使用する電子材料として、あるいは自動車材料用途に好適に使用される。
【0065】
以下、潜在性硬化剤の製造例及び実施例を示して本発明のシアン酸エステル−エポキシ樹脂組成物を更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【0066】
製造例1(潜在性硬化剤(EH−1)の製造)
フラスコに、ジェファーミンD230(ハンツマン社の商品名;ポリエーテルポリアミン)230gを仕込んで60℃に加温し、これにアデカレジンEP−4901E((株)ADEKA製の商品名;ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量170)190gを、系内温度が100〜110℃に保たれるように少しずつ加えた。アデカレジンEP−4901Eを添加した後140℃に昇温し、1.5時間反応させて変性ポリアミンを得た。
得られた変性ポリアミン100gに対してフェノール系樹脂50gを仕込み、180〜190℃、30〜40トールで1時間かけて脱溶媒を行い、潜在性硬化剤(EH−1)を得た。
【0067】
製造例2(潜在性硬化剤(EH−2)の製造)
ジェファーミンT403(ハンツマン社の商品名;ポリエーテルポリアミン)400g及びアデカレジンEP−4901E((株)ADEKA製の商品名;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量170)190gを使用して製造例1と同様の手法で反応を行い、変性ポリアミンを得た。
得られた変性ポリアミン100gに対してフェノール系樹脂50gを仕込み、180〜190℃、30〜40トールで1時間かけて脱溶媒を行い、潜在性硬化剤(EH−2)を得た。
【0068】
製造例3(潜在性硬化剤(EH−3)の製造)
m−キシリレンジアミン100g及びアデカレジンEP−4100E((株)ADEKA製の商品名;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量190)213gを使用して製造例1と同様の手法で反応を行い、変性ポリアミンを得た。
得られた変性ポリアミン100gに対してフェノール系樹脂30gを仕込み、180〜190℃、30〜40トールで1時間かけて脱溶媒を行い、潜在性硬化剤(EH−3)を得た。
【0069】
製造例4(潜在性硬化剤(EH−4)の製造)
上記製造例1のアミンをN,N−ジエチルアミノプロピルアミン100gとし、アデカレジンEP−4100E((株)ADEKA製の商品名;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量190)213gとの反応を行い、変性イミダゾールを得た。得られた変性イミダゾール100gに対してフェノール系樹脂30gを仕込み、180〜190℃、30〜40トールで1時間かけて脱溶媒を行い、潜在性硬化剤(EH−4)を得た。
【0070】
[実施例1及び比較例1]
シアン酸エステル樹脂:CE(シアネートLeCy;ロンザ社の商品名)、エポキシ樹脂:EP((株)ADEKA製;EP−4901E、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量168)及び上記製造例によって得られた潜在性硬化剤を後記する表1に記載されたように配合し、得られた樹脂組成物について、以下の試験を実施した。
【0071】
1.貯蔵安定性
初期粘度及び25℃で24時間放置した後の粘度を、ブルックフィールドE型回転粘度計を用いて5rpmで25℃において測定し、増粘率を求め、貯蔵安定性を評価した。
【0072】
2.硬化性
各測定温度に保たれた熱盤上に得られた組成物を0.5g滴下し、スパチュラなどでかき混ぜながら流動性がなくなるまでの時間(ゲルタイム)を測定し、硬化性を評価した。
【0073】
3.耐熱性
SIIナノテクノロジーズ社製示差走査熱量計DSC6220を用いて、昇温速度10℃/分、走査温度範囲25〜300℃の条件でDSCによる測定をした。
さらに、2次昇温を同条件で行い、熱容量の変曲点からガラス転移点(Tg)を測定し、耐熱性を評価した。
【0074】
4.接着性
JIS K 6850に準拠した方法で、120℃×1時間硬化後の鋼板/鋼板の剪断接着力を求め、接着性を評価した。
【0075】
【表1】

【0076】
【表2】

【0077】
【表3】

【0078】
表1及び2から明らかなように、エポキシ樹脂単独で活性水素を有する潜在性硬化剤を使用した樹脂組成物(比較例1−1、1−2)は、本発明の一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物(実施例1−1、1−2)と比較して増粘率が高く、Tgが低い上、低温時のゲルタイムが異常に長いことから、貯蔵安定性、耐熱性及び低温での硬化性が劣るものであることが確認された。
更に、前記比較例1−1及び1−2の樹脂組成物は、表3からも明らかなように接着性が劣ることも確認された。
【0079】
また、供にエポキシ樹脂とシアン酸エステル樹脂とを組み合わせている本発明の一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物(実施例1−1、1−2)及び比較例1−3、1−4の樹脂組成物は、供に高い接着性を示すだけでなく、貯蔵安定性及び耐熱性の向上が見られる。しかしながら、エーテル基を有さない潜在性硬化剤を使用した比較例1−3、1−4の樹脂組成物の場合、低温時のゲルタイムが長く、低温での硬化性が劣ることが確認された。
【0080】
これに対して、エポキシ樹脂とシアン酸エステル樹脂とを組合せ、エーテル基を有する潜在性硬化剤を使用した本発明の一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物(実施例1−1、1−2)は、接着性及び耐熱性に優れるだけでなく、貯蔵安定性に優れ、且つ低温での硬化性にも優れていることが確認された。
【0081】
製造例4(潜在性硬化剤(EH−4)の製造)
フラスコに、1,2−ジアミンプロパン201gを仕込んで60℃に加温し、これにアデカレジンEP−4000S((株)ADEKA製の商品名;プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量260)900gを、系内の温度が100〜110℃に保たれるように少しずつ加えた。アデカレジンEP−4000Sを添加した後、系を140℃に昇温し、1.5時間反応させて変性ポリアミンを得た。得られた変性ポリアミン100gに対してフェノール系樹脂70gを仕込み、180〜190℃、30〜40トールで1時間かけて脱溶媒を行い、潜在性硬化剤(EH−4)を得た。
【0082】
製造例5(潜在性硬化剤(EH−5)の製造)
フラスコに、1,2−ジアミンプロパン201gを仕込んで60℃に加温し、これにアデカレジンEP−4100E((株)ADEKA製の商品名;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量190)580gを、系内の温度が100〜110℃に保たれるように少しずつ加えた。アデカレジンEP−4100Eを添加した後、系を140℃に昇温し、1.5時間反応させて変性ポリアミンを得た。
得られた変性ポリアミン100gに対してフェノール系樹脂30gを仕込み、180〜190℃、30〜40トールで1時間かけて脱溶媒を行い、潜在性硬化剤(EH−5)を得た。
【0083】
[実施例2及び比較例2]
シアン酸エステル樹脂(ロンザ社製;シアネートLeCy:CE)、エポキシ樹脂((株)ADEKA製;EP−4901E、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量168:EP)及び上記製造例によって得られた潜在性硬化剤を配合し、得られた樹脂組成物について、実施例1の場合と同様に試験を実施した。
各成分の配合量(質量部)及び試験結果を表4〜6に示す。
【0084】
【表4】

【0085】
【表5】

【0086】
【表6】

【0087】
表4及び5から明らかなように、エポキシ樹脂単独で活性水素を有する潜在性硬化剤を使用した樹脂組成物(比較例2−1、2−2)は、本発明の一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物(実施例2−1、2−2)と比較して、接着性は同等であるものの、増粘率が高く、Tgが低い上、低温時のゲルタイムが異常に長いことから、貯蔵安定性、耐熱性、及び低温での硬化性が劣るものであることが確認された。
【0088】
また、エポキシ樹脂とシアン酸エステル樹脂とを組み合わせた本発明の一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物(実施例2−1、2−2)及び比較例2−3,2−4の樹脂組成物は、接着性に優れ、耐熱性の向上が見られる。しかしながら、エーテル基を有さない潜在性硬化剤を使用した比較例2−3、2−4の樹脂組成物は、低温時のゲルタイムが異常に長く、低温での硬化性が劣ることが確認された。
【0089】
これに対して、エポキシ樹脂とシアン酸エステル樹脂とを組合せ、エーテル基を有する潜在性を使用した本発明の場合(実施例2−1、2−2)には、接着性及び耐熱性に優れるだけでなく、貯蔵安定性に優れ、且つ低温での硬化性及び接着性にも優れることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0090】
本発明のシアン酸エステル−エポキシ樹脂組成物は、保存安定性のみならず、低温硬化性及び耐熱性にも優れるので、例えば、コンクリート、セメントモルタル、各種金属、皮革、ガラス、ゴム、プラスチック、木、布、紙等に対する塗料、あるいは接着剤などの広範な用途に使用することができる。特に、硬化物は高い耐熱性と優れた接着性を有するため、半導体保護のための封止材料として、或いは電子部品を接着するなどの電子材料用途や、自動車材料用途に好適に使用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)シアン酸エステル樹脂、(B)エポキシ樹脂、及び、(C)潜在性硬化剤を含有してなる一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物であって、前記潜在性硬化剤(C)が、(a−1)ポリアミン化合物及び(a−2)エポキシ化合物を反応させてなる(a)分子内に活性水素を持つアミノ基を1個以上有する変性アミンと(b)フェノール系樹脂を含有してなると共に、前記(a−1)ポリアミン化合物がポリエーテルポリアミン化合物であるか及び/又は前記(a−2)エポキシ化合物がポリエーテルポリエポキシ化合物であることを特徴とする一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物。
【請求項2】
前記(a−1)ポリアミン化合物がポリエーテルポリアミン化合物である、請求項1に記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物。
【請求項3】
前記(a−1)ポリアミン化合物が、下記式(O−1)〜(O−3)で表されるポリエーテルポリアミンから選択されたポリエーテルポリアミン化合物である、請求項2に記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物;
式(O−1):
【化5】

但し、上記式(O−1)中のnは1〜50の数、mは1〜50の数、xは0〜5の数、yは0又は1、zは0又は1を表し、Ra、Rb、Rc、Rd、Re及びRfは、それぞれ独立に、非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表す。但し、mが2以上である場合におけるRe、及び、xが1以上でnが2以上の場合におけるRbは、異なる炭素数の炭化水素基がブロック状あるいはランダム状に連結したものでもよい。
式(O−2):
【化6】

但し、上記式(O−2)中のpは1〜50の数、qは0又は1であり、Rg及びRhはそれぞれ、非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表す。但しpが2以上の場合におけるRgは、異なる炭素数の炭化水素基がブロック状あるいはランダム状に連結したものでもよい。
式(O−3):
【化7】

但し、上記式(O−3)中のrは1〜50の数、sは0又は1であり、Ri及びRjはそれぞれ、非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基を表す。但し、rが2以上の場合におけるRiは、異なる炭素数の炭化水素がブロック状あるいはランダム状に連結したものでもよい。
【請求項4】
前記ポリエーテルポリアミン化合物が、前記式(O−1)におけるy及びzが0であるポリエーテルポリアミン化合物(O−4)、前記式(O−2)におけるqが0であるポリエーテルポリアミン化合物(O−5)、及び前記式(O−3)におけるsが0であるポリエーテルポリアミン化合物(O−6)から選択されたポリエーテルポリアミン化合物である、請求項3に記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物。
【請求項5】
前記(a−2)エポキシ化合物が、分子内にエポキシ基を2個以上有するポリグリシジルエーテル化合物である、請求項1〜4の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物。
【請求項6】
前記(a−2)エポキシ化合物がポリエーテルポリエポキシ化合物である、請求項1〜5の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物。
【請求項7】
前記ポリエーテルポリエポキシ化合物が、下記式(O−7)で表される分子内にエポキシ基を2個有するポリグリシジルポリエーテル化合物である、請求項6に記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物;
式(O−7):
【化19】

但し、上記式(O−7)中のa及びbは1〜20の数、cは0または1、Rpは水素またはメチル基、Rk及びRmは非置換又はフッ素置換された炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、Rlは下記(O−7a)中の何れかの式で表される基である。但し、a及びbがそれぞれ2以上の場合には、異なる炭素数の二価の炭化水素基がブロックまたはランダムに連結したものであっても良い。
(O−7a):
【化20】

但し、上記(O−7a)中のRr、Rs、RtおよびRuは、それぞれ独立に水素原子又は非置換若しくはフッ素置換されたメチル基であり、dは4〜12の整数であり、Rqは-O-、-S-、単結合または下記式(O−7b)で表される基である。
式(O−7b):
【化21】

但し、上記式(O−7b)中のRv及びRwは、それぞれ独立して、水素原子または非置換もしくはフッ素置換の炭素数1〜4のアルキル基である。
【請求項8】
前記ポリグリシジルポリエーテル化合物が、下記式(O−8)で表されるポリグリシジルポリエーテルである、請求項7に記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物。
式(O−8):
【化22】

但し、上記式(O−8)中、a及びbは1〜20の数、Rpは水素又はメチル基、RkおよびRmは非置換又はフッ素置換の炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、Rr、Rs、RtおよびRuはそれぞれ独立して、水素原子または非置換もしくはフッ素置換のメチル基であり、Rxは下記式(O−8a)で表される基である。但し、a、bがそれぞれ2以上の場合には異なる炭素数の二価の炭化水素基がブロックまたはランダムに連結したものでも良い。
式(O−8a):
【化23】

但し、上記式(O−8a)中、Ry、Rzはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。
【請求項9】
前記(a)変性ポリアミンが、(a−1)ポリアミン化合物1モルに対して、(a−2)エポキシ化合物が有するエポキシ当量が0.5〜2となる量使用して反応させて得られた変性ポリアミンである、請求項1〜8の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物。
【請求項10】
前記潜在性硬化剤(C)に使用する前記(b)フェノール系樹脂の数平均分子量が750〜1200である、請求項1〜9の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物。
【請求項11】
前記(a)変性ポリアミン100質量部に対し、前記(b)フェノール系樹脂が10〜150質量部使用される、請求項1〜10の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物。
【請求項12】
前記(A)シアン酸エステル樹脂成分100質量部に対し、前記(B)エポキシ樹脂成分を1〜10000質量部使用する、請求項1〜11の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物。
【請求項13】
前記(A)シアン酸エステル樹脂が、下記式(1)又は(2)で表される化合物、並びにこれらのプレポリマーからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜12の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物;
式(1):
【化1】

上記式(1)中のRは、非置換又はフッ素置換された2価の炭化水素基、又は-O-、-S-、若しくは単結合を表し、R及びRはそれぞれ独立に非置換又は1〜4個のアルキル基で置換されているフェニレン基である;
式(2):
【化2】

但し、上記式(2)中のnは1以上の数、Rは、非置換又はフッ素置換された2価の炭化水素基、R’及びR”は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。
【請求項14】
前記(A)シアン酸エステル樹脂が、下記式(3)で表される化合物及びこれらのプレポリマーからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜13の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物;
式(3):
【化3】

但し、上記式(3)中のR、R、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は非置換若しくはフッ素置換されたメチル基であり、Rは-O-、-S-、単結合、下記(3a)中の何れかの式で表される基である。
(3a):
【化4】

但し、R10及びR11はそれぞれ独立に、水素原子、又は非置換若しくはフッ素置換されたメチル基であり、nは4〜12の整数である。
【請求項15】
請求項1〜14の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物を重合硬化させてなることを特徴とする硬化物。
【請求項16】
請求項1〜14の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物からなることを特徴とする封止用材料。
【請求項17】
請求項1〜14の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物からなることを特徴とする接着剤。
【請求項18】
請求項1〜14の何れかに記載された一液型シアン酸エステル−エポキシ複合樹脂組成物を型内で硬化させることを特徴とする硬化物の製造方法。

【公開番号】特開2010−174122(P2010−174122A)
【公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−17610(P2009−17610)
【出願日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【出願人】(000000387)株式会社ADEKA (987)
【Fターム(参考)】