JP7776995B2 - Curable composition, thermally conductive material, thermally conductive sheet, and device with thermally conductive layer - Google Patents
Curable composition, thermally conductive material, thermally conductive sheet, and device with thermally conductive layerInfo
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Description
本発明は、硬化性組成物、熱伝導材料、熱伝導シート、及び熱伝導層付きデバイスに関する。 The present invention relates to a curable composition, a thermally conductive material, a thermally conductive sheet, and a device with a thermally conductive layer.
パーソナルコンピュータ、一般家電及び自動車等の様々な電気機器に用いられているパワー半導体デバイスは、近年、小型化が急速に進んでいる。小型化に伴い高密度化されたパワー半導体デバイスから発生する熱の制御が困難になっている。
このような問題に対応するため、パワー半導体デバイスからの放熱を促進する熱伝導材料が用いられている。
例えば、特許文献1には、硬化後には高い熱伝導率を達成可能な樹脂組成物として、「多官能エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、所定の構造単位を有するノボラック樹脂を含む硬化剤と、窒化物粒子を含む無機充填材とを含有する樹脂組成物」が開示されている(請求項1)。
Power semiconductor devices used in various electrical equipment such as personal computers, general home appliances, and automobiles have been rapidly becoming smaller in size in recent years. As the size of these devices has increased, it has become more difficult to control the heat generated by these devices.
To address this issue, thermally conductive materials are used to promote heat dissipation from power semiconductor devices.
For example, Patent Document 1 discloses a resin composition that can achieve high thermal conductivity after curing, which is "a resin composition containing an epoxy resin including a multifunctional epoxy resin, a curing agent including a novolac resin having a predetermined structural unit, and an inorganic filler including nitride particles" (Claim 1).
本発明者らは、特許文献1に記載された硬化性組成物について検討したところ、得られる熱伝導材料の熱伝導性について改善の余地があることを知見した。 The inventors have studied the curable composition described in Patent Document 1 and found that there is room for improvement in the thermal conductivity of the resulting thermally conductive material.
そこで、本発明は、熱伝導性に優れる熱伝導材料を形成できる硬化性組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、上記硬化性組成物に関する熱伝導性材料、熱伝導シート、及び熱伝導層付きデバイスを提供することも課題とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a curable composition that can form a thermally conductive material having excellent thermal conductivity.
Another object of the present invention is to provide a thermally conductive material, a thermally conductive sheet, and a device with a thermally conductive layer, which are related to the curable composition.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。 As a result of extensive research into resolving the above-mentioned issues, the inventors have discovered that the following configuration can resolve the above-mentioned issues.
〔1〕 無機窒化物粒子及び無機酸化物粒子からなる群から選ばれる1種以上の無機物粒子と、
後述する式(1)で表される部分構造又は後述する式(2)で表される部分構造を有する化合物と、を含む、硬化性組成物。
〔2〕 上記化合物が、後述する式(1A)で表される化合物、後述する式(1B)で表される化合物、後述する式(2A)で表される化合物、及び後述する式(2B)で表される化合物からなる群から選ばれる1種以上を含む、〔1〕に記載の硬化性組成物。
〔3〕 上記化合物が、
上記式(1A)で表される化合物であり、且つ、上記XE1がmE1+1価の芳香族環基を表すか、又は、
上記式(1B)で表される化合物であり、且つ、上記XE2が2価の芳香族環基を表す、〔2〕に記載の硬化性組成物。
〔4〕 更に、フェノール化合物を含む、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔5〕 上記フェノール化合物は、分子内に3~7個の水酸基を有する、〔4〕に記載の硬化性組成物。
〔6〕 上記フェノール化合物は、トリアジン骨格を有する、〔4〕又は〔5〕に記載の硬化性組成物。
〔7〕 更に、マレイミド化合物を含む、〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔8〕 上記無機物粒子が、窒化ホウ素粒子を含む、〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔9〕 上記窒化ホウ素粒子が、平均粒径が20μm以上である凝集状窒化ホウ素を含む、〔8〕に記載の硬化性組成物。
〔10〕 更に、表面修飾剤を含み、
上記窒化ホウ素粒子が、上記窒化ホウ素粒子の表面を表面修飾する上記表面修飾剤とともに、表面修飾窒化ホウ素粒子を構成している、〔8〕又は〔9〕に記載の硬化性組成物。
〔11〕 更に、硬化促進剤を含む、〔1〕~〔10〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔12〕 上記硬化促進剤が、リン原子を含む化合物を含む、〔11〕に記載の硬化性組成物。
〔13〕 〔1〕~〔12〕のいずれかに記載の硬化性組成物を硬化して得られる、熱伝導材料。
〔14〕 〔13〕に記載の熱伝導材料からなる、熱伝導シート。
〔15〕 デバイスと、上記デバイス上に配置された〔14〕に記載の熱伝導シートを含む熱伝導層とを有する、熱伝導層付きデバイス。
[1] One or more types of inorganic particles selected from the group consisting of inorganic nitride particles and inorganic oxide particles;
A curable composition comprising: a compound having a partial structure represented by formula (1) described below or a partial structure represented by formula (2) described below.
[2] The curable composition according to [1], wherein the compound comprises at least one selected from the group consisting of a compound represented by formula (1A) described later, a compound represented by formula (1B) described later, a compound represented by formula (2A) described later, and a compound represented by formula (2B) described later.
[3] The compound is
A compound represented by the formula (1A) above, wherein X E1 represents an m E1 +1-valent aromatic ring group, or
The curable composition according to [2], which is a compound represented by the formula (1B) and wherein X E2 represents a divalent aromatic ring group.
[4] The curable composition according to any one of [1] to [3], further comprising a phenol compound.
[5] The curable composition according to [4], wherein the phenol compound has 3 to 7 hydroxyl groups in the molecule.
[6] The curable composition according to [4] or [5], wherein the phenol compound has a triazine skeleton.
[7] The curable composition according to any one of [1] to [6], further comprising a maleimide compound.
[8] The curable composition according to any one of [1] to [7], wherein the inorganic particles include boron nitride particles.
[9] The curable composition according to [8], wherein the boron nitride particles include aggregated boron nitride particles having an average particle size of 20 μm or more.
[10] Further comprising a surface modifier,
The curable composition according to [8] or [9], wherein the boron nitride particles, together with the surface modifier that modifies the surfaces of the boron nitride particles, constitute surface-modified boron nitride particles.
[11] The curable composition according to any one of [1] to [10], further comprising a curing accelerator.
[12] The curable composition according to [11], wherein the curing accelerator comprises a compound containing a phosphorus atom.
[13] A thermally conductive material obtained by curing the curable composition according to any one of [1] to [12].
[14] A thermally conductive sheet made of the thermally conductive material according to [13].
[15] A device with a thermally conductive layer, comprising: a device; and a thermally conductive layer including the thermally conductive sheet according to [14] placed on the device.
本発明によれば、熱伝導性に優れる熱伝導材料を形成できる硬化性組成物を提供できる。
また、本発明によれば、熱伝導材料、熱伝導シート、及び熱伝導層付きデバイスを提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a curable composition that can form a thermally conductive material having excellent thermal conductivity.
Furthermore, the present invention can provide a thermally conductive material, a thermally conductive sheet, and a device with a thermally conductive layer.
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
The present invention will be described in detail below.
The following description of the components may be based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限及び上限として含む範囲を意味する。 In this specification, a numerical range expressed using "~" means a range that includes the numerical values written before and after "~" as the lower and upper limits.
本明細書において、数平均分子量及び重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算で求めた重量平均分子量である。 In this specification, the number average molecular weight and weight average molecular weight are weight average molecular weights determined by gel permeation chromatography (GPC) in terms of polystyrene.
本明細書において、「固形分」とは、熱伝導材料を形成する成分を意味し、溶媒は含まれない。熱伝導材料を形成する成分は、熱伝導材料を形成する際に反応(重合)して化学構造が変化する成分であってもよい。また、熱伝導材料を形成する成分であれば、その性状が液体状であっても、固形分とみなす。 In this specification, "solids" refers to the components that form the thermally conductive material and does not include solvents. The components that form the thermally conductive material may be components that undergo a reaction (polymerization) and change their chemical structure when forming the thermally conductive material. Furthermore, any component that forms the thermally conductive material is considered to be a solid, even if it is in liquid form.
本明細書において、「(メタ)アクリルアミド」は、「アクリルアミド及びメタクリルアミドのいずれか一方又は双方」を意味する。「(メタ)アクリル」は、「アクリル及びメタクリルのいずれか一方又は双方」を意味する。 In this specification, "(meth)acrylamide" means "either one or both of acrylamide and methacrylamide." "(meth)acrylic" means "either one or both of acrylic and methacrylic."
本明細書において、酸無水物基は、1価の基及び2価の基のいずれであってもよい。
酸無水物基が1価の基である場合、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸、及び無水トリメリット酸等の酸無水物から任意の水素原子を除いて形成される置換基が挙げられる。また、酸無水物基が2価の基である場合、*-CO-O-CO-*で表される基を意味する(*は、結合位置を表す)。
In this specification, the acid anhydride group may be either a monovalent group or a divalent group.
When the acid anhydride group is a monovalent group, examples thereof include substituents formed by removing any hydrogen atom from acid anhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, pyromellitic anhydride, and trimellitic anhydride. When the acid anhydride group is a divalent group, it means a group represented by *-CO-O-CO-* (* represents the bonding position).
本明細書において、表記される2価の基(例えば、-COO-)の結合方向は、特に断らない限り、制限されない。例えば、「X-Y-Z」なる式で表される化合物中の、Yが-COO-である場合、上記化合物は「X-O-CO-Z」であってもよく、「X-CO-O-Z」であってもよい。 In this specification, the bonding direction of a divalent group (e.g., -COO-) is not limited unless otherwise specified. For example, if Y in a compound represented by the formula "X-Y-Z" is -COO-, the compound may be either "X-O-CO-Z" or "X-CO-O-Z."
本明細書において、置換又は無置換を明記していない置換基等については、可能な場合、目的とする効果を損なわない範囲で、その基に更に置換基(例えば、後述する置換基群Y等)を有していてもよい。例えば、「アルキル基」という表記は、目的とする効果を損なわない範囲で、置換又は無置換のアルキル基(置換基を有していてもよいアルキル基)を意味する。
また、本明細書において、「置換基を有していてもよい」という場合の置換基の種類、置換基の位置、及び置換基の数は特に制限されない。置換基の数としては、例えば、1つ又は2つ以上が挙げられる。置換基としては、例えば、水素原子を除く1価の非金属原子団が挙げられ、以下の置換基群Yから選択される基が好ましい。
本明細書において、ハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
In this specification, a substituent or the like that is not specified as substituted or unsubstituted may, if possible, further have a substituent (for example, the substituent group Y described below) in the range that does not impair the intended effect. For example, the expression "alkyl group" means a substituted or unsubstituted alkyl group (an alkyl group that may have a substituent) in the range that does not impair the intended effect.
In addition, in the present specification, when it is stated that "may have a substituent", the type, position, and number of the substituent are not particularly limited. The number of the substituents may be, for example, one or two or more. The substituent may be, for example, a monovalent non-metallic atomic group excluding a hydrogen atom, and is preferably a group selected from the following substituent group Y.
In this specification, examples of halogen atoms include chlorine atoms, fluorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms.
置換基群Y:
ハロゲン原子(-F、-Br、-Cl、-I等)、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボン酸基及びその共役塩基基、無水カルボン酸基、シアネートエステル基、不飽和重合性基、エポキシ基、オキセタニル基、アジリジニル基、チオール基、イソシアネート基、チオイソシアネート基、アルデヒド基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルジチオ基、アリールジチオ基、N-アルキルアミノ基、N,N-ジアルキルアミノ基、N-アリールアミノ基、N,N-ジアリールアミノ基、N-アルキル-N-アリールアミノ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、N-アルキルカルバモイルオキシ基、N-アリールカルバモイルオキシ基、N,N-ジアルキルカルバモイルオキシ基、N,N-ジアリールカルバモイルオキシ基、N-アルキル-N-アリールカルバモイルオキシ基、アルキルスルホキシ基、アリールスルホキシ基、アシルチオ基、アシルアミノ基、N-アルキルアシルアミノ基、N-アリールアシルアミノ基、ウレイド基、N’-アルキルウレイド基、N’,N’-ジアルキルウレイド基、N’-アリールウレイド基、N’,N’-ジアリールウレイド基、N’-アルキル-N’-アリールウレイド基、N-アルキルウレイド基、N-アリールウレイド基、N’-アルキル-N-アルキルウレイド基、N’-アルキル-N-アリールウレイド基、N’,N’-ジアルキル-N-アルキルウレイド基、N’,N’-ジアルキル-N-アリールウレイド基、N’-アリール-N-アルキルウレイド基、N’-アリール-N-アリールウレイド基、N’,N’-ジアリール-N-アルキルウレイド基、N’,N’-ジアリール-N-アリールウレイド基、N’-アルキル-N’-アリール-N-アルキルウレイド基、N’-アルキル-N’-アリール-N-アリールウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリーロキシカルボニルアミノ基、N-アルキル-N-アルコキシカルボニルアミノ基、N-アルキル-N-アリーロキシカルボニルアミノ基、N-アリール-N-アルコキシカルボニルアミノ基、N-アリール-N-アリーロキシカルボニルアミノ基、ホルミル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、カルバモイル基、N-アルキルカルバモイル基、N,N-ジアルキルカルバモイル基、N-アリールカルバモイル基、N,N-ジアリールカルバモイル基、N-アルキル-N-アリールカルバモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルホ基(-SO3H)及びその共役塩基基、アルコキシスルホニル基、アリーロキシスルホニル基、スルフィナモイル基、N-アルキルスルフィナモイル基、N,N-ジアルキルスルフィナモイル基、N-アリールスルフィナモイル基、N,N-ジアリールスルフィナモイル基、N-アルキル-N-アリールスルフィナモイル基、スルファモイル基、N-アルキルスルファモイル基、N,N-ジアルキルスルファモイル基、N-アリールスルファモイル基、N,N-ジアリールスルファモイル基、N-アルキル-N-アリールスルファモイル基、N-アシルスルファモイル基及びその共役塩基基、N-アルキルスルホニルスルファモイル基(-SO2NHSO2(alkyl))及びその共役塩基基、N-アリールスルホニルスルファモイル基(-SO2NHSO2(aryl))及びその共役塩基基、N-アルキルスルホニルカルバモイル基(-CONHSO2(alkyl))及びその共役塩基基、N-アリールスルホニルカルバモイル基(-CONHSO2(aryl))及びその共役塩基基、アルコキシシリル基(-Si(Oalkyl)3)、アリーロキシシリル基(-Si(Oaryl)3)、ヒドロキシシリル基(-Si(OH)3)及びその共役塩基基、ホスホノ基(-PO3H2)及びその共役塩基基、ジアルキルホスホノ基(-PO3(alkyl)2)、ジアリールホスホノ基(-PO3(aryl)2)、アルキルアリールホスホノ基(-PO3(alkyl)(aryl))、モノアルキルホスホノ基(-PO3H(alkyl))及びその共役塩基基、モノアリールホスホノ基(-PO3H(aryl))及びその共役塩基基、ホスホノオキシ基(-OPO3H2)及びその共役塩基基、ジアルキルホスホノオキシ基(-OPO3(alkyl)2)、ジアリールホスホノオキシ基(-OPO3(aryl)2)、アルキルアリールホスホノオキシ基(-OPO3(alkyl)(aryl))、モノアルキルホスホノオキシ基(-OPO3H(alkyl))及びその共役塩基基、モノアリールホスホノオキシ基(-OPO3H(aryl))及びその共役塩基基、シアノ基、ニトロ基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基及びアルキル基。また、上述の各基は、可能な場合、更に置換基(例えば、上述の各基のうちの1以上の基)を有してもよい。例えば、置換基を有していてもよいアリール基も、置換基群Yから選択可能な基として含まれる。
置換基群Yから選択される基が炭素原子を有する場合、上記基が有する炭素数としては、例えば、1~20である。
置換基群Yから選択される基が有する水素原子以外の原子の数としては、例えば、1~30である。
また、これらの置換基は、可能であるならば置換基同士又は置換している基と結合して環を形成してもよいし、していなくてもよい。例えば、アルキル基(又はアルコキシ基のように、アルキル基を部分構造として含む基におけるアルキル基部分)は、環状のアルキル基(シクロアルキル基)でもよく、部分構造として1以上の環状構造を有するアルキル基であってもよい。
Substituent group Y:
Halogen atoms (such as -F, -Br, -Cl, and -I), hydroxy groups, amino groups, carboxylic acid groups and their conjugate base groups, carboxylic anhydride groups, cyanate ester groups, unsaturated polymerizable groups, epoxy groups, oxetanyl groups, aziridinyl groups, thiol groups, isocyanate groups, thioisocyanate groups, aldehyde groups, alkoxy groups, aryloxy groups, alkylthio groups, arylthio groups, alkyldithio groups, aryldithio groups, N-alkylamino groups, N,N-dialkylamino groups, N-arylamino groups, N,N-diarylamino groups, N-alkyl-N-arylamino groups, acyloxy groups, carbamoyloxy groups, N -Alkylcarbamoyloxy group, N-arylcarbamoyloxy group, N,N-dialkylcarbamoyloxy group, N,N-diarylcarbamoyloxy group, N-alkyl-N-arylcarbamoyloxy group, alkylsulfoxy group, arylsulfoxy group, acylthio group, acylamino group, N-alkylacylamino group, N-arylacylamino group, ureido group, N'-alkylureido group, N',N'-dialkylureido group, N'-arylureido group, N',N'-diarylureido group, N'-alkyl-N'-arylureido group, N-alkylureido group, N-arylureido group , N'-alkyl-N-alkylureido group, N'-alkyl-N-arylureido group, N',N'-dialkyl-N-alkylureido group, N',N'-dialkyl-N-arylureido group, N'-aryl-N-alkylureido group, N'-aryl-N-arylureido group, N',N'-diaryl-N-alkylureido group, N',N'-diaryl-N-arylureido group, N'-alkyl-N'-aryl-N-alkylureido group, N'-alkyl-N'-aryl-N-arylureido group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, N-alkyl- N-alkoxycarbonylamino group, N-alkyl-N-aryloxycarbonylamino group, N-aryl-N-alkoxycarbonylamino group, N-aryl-N-aryloxycarbonylamino group, formyl group, acyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, carbamoyl group, N-alkylcarbamoyl group, N,N-dialkylcarbamoyl group, N-arylcarbamoyl group, N,N-diarylcarbamoyl group, N-alkyl-N-arylcarbamoyl group, alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, sulfo group (-SO 3H ) and their conjugate base groups, alkoxysulfonyl groups, aryloxysulfonyl groups, sulfinamoyl groups, N-alkylsulfinamoyl groups, N,N-dialkylsulfinamoyl groups, N-arylsulfinamoyl groups, N,N-diarylsulfinamoyl groups, N-alkyl-N-arylsulfinamoyl groups, sulfamoyl groups, N-alkylsulfamoyl groups, N,N-dialkylsulfamoyl groups, N-arylsulfamoyl groups, N,N-diarylsulfamoyl groups, N-alkyl-N-arylsulfamoyl groups, N-acylsulfamoyl groups and their conjugate base groups, N-alkylsulfonylsulfamoyl groups (-SO 2 NHSO 2 (alkyl)) and their conjugate base groups, N-arylsulfonylsulfamoyl groups (-SO 2 NHSO 2 (aryl)) and its conjugate base group, N-alkylsulfonylcarbamoyl group (-CONHSO 2 (alkyl)) and its conjugate base group, N-arylsulfonylcarbamoyl group (-CONHSO 2 (aryl)) and its conjugate base group, alkoxysilyl group (-Si(Oalkyl) 3 ), aryloxysilyl group (-Si(Oaryl) 3 ), hydroxysilyl group (-Si(OH) 3 ) and its conjugate base group, phosphono group (-PO 3 H 2 ) and its conjugate base group, dialkylphosphono group (-PO 3 (alkyl) 2 ), diarylphosphono group (-PO 3 (aryl) 2 ), alkylarylphosphono group (-PO 3 (alkyl)(aryl)), monoalkylphosphono group (-PO 3 and its conjugate base group, monoarylphosphono group (-PO 3 H(aryl)) and its conjugate base group, phosphonooxy group (-OPO 3 H 2 ) and its conjugate base group, dialkylphosphonooxy group (-OPO 3 (alkyl) 2 ), diarylphosphonooxy group (-OPO 3 (aryl) 2 ), alkylarylphosphonooxy group (-OPO 3 (alkyl)(aryl)), monoalkylphosphonooxy group (-OPO 3 H(alkyl)) and its conjugate base group, monoarylphosphonooxy group (-OPO 3 H(aryl)) and its conjugate base group, cyano group, nitro group, aryl group, alkenyl group, alkynyl group, and alkyl group. Furthermore, each of the above groups may further have a substituent (for example, one or more of the above groups) if possible. For example, optionally substituted aryl groups are also included as groups that can be selected from the substituent group Y.
When the group selected from the substituent group Y has a carbon atom, the group has, for example, 1 to 20 carbon atoms.
The number of atoms other than hydrogen atoms contained in the group selected from the substituent group Y is, for example, 1 to 30.
Furthermore, these substituents may or may not bond to each other or to the group they substitute, if possible, to form a ring. For example, an alkyl group (or an alkyl group portion in a group containing an alkyl group as a partial structure, such as an alkoxy group) may be a cyclic alkyl group (cycloalkyl group) or an alkyl group having one or more cyclic structures as a partial structure.
[硬化性組成物]
本発明の硬化性組成物は、
無機窒化物粒子及び無機酸化物粒子からなる群から選ばれる1種以上の無機物粒子と、
後述する式(1)で表される部分構造又は後述する式(2)で表される部分構造を有する化合物(以下「特定エポキシ化合物」ともいう。)と、を含む。
[Curable composition]
The curable composition of the present invention comprises:
one or more types of inorganic particles selected from the group consisting of inorganic nitride particles and inorganic oxide particles;
and a compound having a partial structure represented by formula (1) described below or a partial structure represented by formula (2) described below (hereinafter also referred to as a "specific epoxy compound").
上記構成で本発明の課題が解決されるメカニズムは明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
特定エポキシ化合物は、環状部位(具体的には、式(1)中のXで表される芳香族環及び脂肪族環、並びに、式(2)中のCyで表される脂肪族環が該当する)を構成する環員原子にエポキシ基が直接結合した構造を有する。特定エポキシ化合物を含む硬化性組成物から形成される熱伝導材料(硬化物)は、特定エポキシ化合物の上記構造に起因して架橋点間距離がより短い網目構造となり、この結果としてフォノン散乱が抑制されて優れた熱伝導性が発現すると推測される。
以下、硬化性組成物を用いて形成される熱伝導材料の熱伝導性がより優れること、及び/又は、硬化性組成物を用いて形成される熱伝導材料の耐熱性がより優れることを、本発明の効果がより優れるともいう。
The mechanism by which the above-described configuration solves the problems of the present invention is not clear, but the inventors speculate as follows.
The specific epoxy compound has a structure in which an epoxy group is directly bonded to a ring atom constituting a cyclic moiety (specifically, the aromatic ring and aliphatic ring represented by X in formula (1) and the aliphatic ring represented by Cy in formula (2)). A thermally conductive material (cured product) formed from a curable composition containing the specific epoxy compound has a network structure with a shorter distance between crosslinking points due to the structure of the specific epoxy compound, and it is presumed that as a result, phonon scattering is suppressed and excellent thermal conductivity is exhibited.
Hereinafter, superior thermal conductivity of a thermal conductive material formed using the curable composition and/or superior heat resistance of a thermal conductive material formed using the curable composition is also referred to as superior effects of the present invention.
以下、硬化性組成物に含まれる成分について詳述する。 The components contained in the curable composition are described in detail below.
〔特定エポキシ化合物〕
硬化性組成物は、式(1)で表される部分構造又は式(2)で表される部分構造を有する化合物(特定エポキシ化合物)を含む。
以下において、式(1)で表される部分構造(以下「部分構造(1)」ともいう。)を含む化合物(以下「特定エポキシ化合物(1)」ともいう。)、及び、式(2)で表される部分構造(以下「部分構造(2)」ともいう。)を含む化合物(以下「特定エポキシ化合物(2)」ともいう。)について各々説明する。
[Specific epoxy compound]
The curable composition contains a compound (specific epoxy compound) having a partial structure represented by formula (1) or a partial structure represented by formula (2).
Hereinafter, a compound (hereinafter also referred to as "specific epoxy compound (1)") containing a partial structure represented by formula (1) (hereinafter also referred to as "partial structure (1)") and a compound (hereinafter also referred to as "specific epoxy compound (2)") containing a partial structure represented by formula (2) (hereinafter also referred to as "partial structure (2)") will be described.
<特定エポキシ化合物(1)>
特定エポキシ化合物(1)は、後述する部分構造(1)を含む化合物である。
特定エポキシ化合物(1)は、部分構造(1)を1個以上含んでいればよい。特定エポキシ化合物(1)中における部分構造(1)の個数の上限値としては、特に制限されず、例えば、6個以下が好ましく、4個以下がより好ましい。
特定エポキシ化合物(1)中、部分構造(1)は、特定エポキシ化合物(1)の一部分であってもよいし、全部であってもよい(換言すると特定エポキシ化合物(1)が部分構造(1)と一致してもよい)が、特定エポキシ化合物(1)の一部分であるのが好ましい。なお、特定エポキシ化合物(1)が、部分構造(1)を1個のみ含み、且つ、部分構造(1)中のXで表される芳香族環及び脂肪族環の環員原子が置換基を有する化合物である場合、この置換基は、部分構造(1)には含まれないものとする。なお、置換基としては制限されないが、例えば、エポキシ基等が挙げられる。
特定エポキシ化合物(1)が後述する部分構造(1)を2個以上含む場合、2個以上の部分構造(1)の構造は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
<Specific Epoxy Compound (1)>
The specific epoxy compound (1) is a compound containing the partial structure (1) described below.
The specific epoxy compound (1) may contain one or more partial structures (1). The upper limit of the number of partial structures (1) in the specific epoxy compound (1) is not particularly limited, and is, for example, preferably 6 or less, more preferably 4 or less.
In the specific epoxy compound (1), the partial structure (1) may be a part or the whole of the specific epoxy compound (1) (in other words, the specific epoxy compound (1) may be the same as the partial structure (1)), but it is preferably a part of the specific epoxy compound (1). Note that when the specific epoxy compound (1) contains only one partial structure (1) and the ring member atoms of the aromatic ring and the aliphatic ring represented by X in the partial structure (1) have a substituent, this substituent is not included in the partial structure (1). Note that the substituent is not limited, and examples thereof include an epoxy group.
When the specific epoxy compound (1) contains two or more partial structures (1) described below, the structures of the two or more partial structures (1) may be the same or different from each other.
また、特定エポキシ化合物(1)におけるエポキシ基の個数の下限値としては、本発明の効果がより優れる点で、2個以上であるのが好ましい。なお、ここでいうエポキシ基の個数とは、部分構造(1)中に含まれるエポキシ基(すなわち、式(1)中に明示されるエポキシ基)と、特定エポキシ化合物(1)が部分構造(1)以外の構造部位に有していてもよいエポキシ基とを意図する。特定エポキシ化合物(1)におけるエポキシ基の個数の上限値としては特に制限されないが、例えば、8個以下であり、6個以下が好ましく、4個以下がより好ましい。
特定エポキシ化合物(1)のエポキシ基含有量は、2.0~20.0mmol/gが好ましく、5.0~15.0mmol/gがより好ましい。なお、上記エポキシ基含有量は、エポキシ化合物1gが有する、エポキシ基の数を意味する。
特定エポキシ化合物(1)の分子量としては、120以上が好ましく、150以上がより好ましい。上限は、1000以下が好ましく、500以下がより好ましい。
なお、上記分子量に分子量分布がある場合、上記分子量は重量平均分子量である。
The lower limit of the number of epoxy groups in the specific epoxy compound (1) is preferably 2 or more, since this provides better effects of the present invention. The number of epoxy groups here refers to both the epoxy groups contained in the partial structure (1) (i.e., the epoxy groups explicitly shown in formula (1)) and epoxy groups that the specific epoxy compound (1) may have in structural portions other than the partial structure (1). The upper limit of the number of epoxy groups in the specific epoxy compound (1) is not particularly limited, but is, for example, 8 or less, preferably 6 or less, and more preferably 4 or less.
The epoxy group content of the specific epoxy compound (1) is preferably 2.0 to 20.0 mmol/g, more preferably 5.0 to 15.0 mmol/g. The epoxy group content means the number of epoxy groups per 1 g of the epoxy compound.
The molecular weight of the specific epoxy compound (1) is preferably 120 or more, more preferably 150 or more, and the upper limit is preferably 1,000 or less, more preferably 500 or less.
When the molecular weight has a molecular weight distribution, the molecular weight is a weight average molecular weight.
以下、部分構造(1)について説明する。
(部分構造(1))
The partial structure (1) will be described below.
(Partial structure (1))
式(1)中、Xは、芳香族環又は脂肪族環を表す。つまり、式(1)中においては、Xは、1価の芳香族環又は1価の脂肪族環に該当する。ただし、後述するように、Xには他の置換基が置換していてもよい。 In formula (1), X represents an aromatic ring or an aliphatic ring. That is, in formula (1), X corresponds to a monovalent aromatic ring or a monovalent aliphatic ring. However, as described below, X may be substituted with other substituents.
上記式(1)中、Xで表される芳香族環としては、単環でも多環でもよく、環員原子数としては5~30が好ましく、6~20がより好ましく、6~14が更に好ましい。
Xで表される芳香族環としては、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環のいずれであってもよい。Xで表される芳香族環が芳香族複素環である場合、環員原子に含まれるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等が挙げられる。また、ヘテロ原子の数としては、例えば、1~3が好ましい。
Xで表される芳香族環としては、なかでも、芳香族炭化水素環が好ましい。芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、及びピレン環等が挙げられ、ベンゼン環、ナフタレン環、又はアントラセン環が好ましい。
In the above formula (1), the aromatic ring represented by X may be a monocyclic or polycyclic ring, and preferably has 5 to 30 ring atoms, more preferably 6 to 20 ring atoms, and even more preferably 6 to 14 ring atoms.
The aromatic ring represented by X may be either an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle. When the aromatic ring represented by X is an aromatic heterocycle, examples of heteroatoms contained in the ring include an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom. The number of heteroatoms is preferably 1 to 3, for example.
Among these, an aromatic hydrocarbon ring is preferable as the aromatic ring represented by X. Examples of the aromatic hydrocarbon ring include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, and a pyrene ring, and a benzene ring, a naphthalene ring, or an anthracene ring is preferable.
上記式(1)中、Xで表される脂肪族環としては、単環でも多環でもよく、環員原子数としては6~20が好ましく、6~14がより好ましく、6~10が更に好ましく、6が最も好ましい。
Xで表される脂肪族環としては、脂肪族炭化水素環及び脂肪族複素環のいずれであってもよい。Xで表される脂肪族環が脂肪族複素環である場合、環員原子に含まれるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等が挙げられる。また、ヘテロ原子の数としては、例えば、1~3が好ましい。
Xで表される脂肪族環としては、なかでも、脂肪族炭化水素環が好ましい。脂肪族炭化水素環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、デカリン環、ノルボルナン環、及びアダマンタン環が挙げられ、なかでも、シクロヘキサン環が好ましい。
In the above formula (1), the aliphatic ring represented by X may be a monocyclic ring or a polycyclic ring, and the number of ring atoms is preferably 6 to 20, more preferably 6 to 14, still more preferably 6 to 10, and most preferably 6.
The aliphatic ring represented by X may be either an aliphatic hydrocarbon ring or an aliphatic heterocycle. When the aliphatic ring represented by X is an aliphatic heterocycle, examples of heteroatoms contained in the ring include an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom. The number of heteroatoms is preferably 1 to 3, for example.
Of these, an aliphatic hydrocarbon ring is preferable as the aliphatic ring represented by X. Examples of the aliphatic hydrocarbon ring include a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a decalin ring, a norbornane ring, and an adamantane ring, and of these, a cyclohexane ring is preferable.
特定エポキシ化合物(1)としては、なかでも、式(1A)で表される化合物又は式(1B)で表される化合物であるのが好ましい。
以下、式(1A)で表される化合物及び式(1B)で表される化合物について説明する。
The specific epoxy compound (1) is preferably a compound represented by formula (1A) or a compound represented by formula (1B).
The compound represented by formula (1A) and the compound represented by formula (1B) will be described below.
(式(1A)で表される化合物)
式(1A)中、XE1は、mE1+1価の芳香族環基又は脂肪族環基を表す。 In formula (1A), X E1 represents an m E1 +1 valent aromatic ring group or an aliphatic ring group.
上述の芳香族環基を構成する芳香族環としては、単環でも多環でもよく、環員原子数としては5~30が好ましく、6~20がより好ましく、6~14が更に好ましい。
上記芳香族環としては、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環のいずれであってもよい。上記芳香族環が芳香族複素環である場合、環員原子に含まれるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等が挙げられる。また、ヘテロ原子の数としては、例えば、1~3が好ましい。
上記芳香族環としては、なかでも、芳香族炭化水素環が好ましい。芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、及びピレン環等が挙げられ、ベンゼン環、ナフタレン環、又はアントラセン環が好ましい。
なお、mE1+1価の芳香族環基は、上記芳香族環からmE1+1個の水素原子を除くことにより形成される基である。
上記芳香族環基は、更に置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、上述した置換基群Yで例示される基が挙げられる。
The aromatic ring constituting the aromatic ring group may be a monocyclic or polycyclic ring, and preferably has 5 to 30, more preferably 6 to 20, and even more preferably 6 to 14 ring atoms.
The aromatic ring may be either an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring. When the aromatic ring is an aromatic heterocyclic ring, examples of heteroatoms contained in the ring include an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom. The number of heteroatoms is preferably 1 to 3, for example.
Among these, the aromatic ring is preferably an aromatic hydrocarbon ring, such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, or a pyrene ring, with a benzene ring, a naphthalene ring, or an anthracene ring being preferred.
The m E1 +1 valent aromatic ring group is a group formed by removing m E1 +1 hydrogen atoms from the above aromatic ring.
The aromatic ring group may further have a substituent, for example, the groups exemplified in the above-mentioned group Y of substituents.
また、上述の脂肪族環基を構成する脂肪族環としては、単環でも多環でもよく、環員原子数としては6~20が好ましく、6~14がより好ましく、6~10が更に好ましく、6が最も好ましい。
上記脂肪族環としては、脂肪族炭化水素環及び脂肪族複素環のいずれであってもよい。上記脂肪族環が脂肪族複素環である場合、環員原子に含まれるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等が挙げられる。また、ヘテロ原子の数としては、例えば、1~3が好ましい。
上記脂肪族環としては、なかでも、脂肪族炭化水素環が好ましい。脂肪族炭化水素環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、デカリン環、ノルボルナン環、及びアダマンタン環が挙げられ、なかでも、シクロヘキサン環が好ましい。
なお、mE1+1価の脂肪族環基は、上記脂肪族環からmE1+1個の水素原子を除くことにより形成される基である。
上記脂肪族環基は、更に置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、上述した置換基群Yで例示される基が挙げられる。
The aliphatic ring constituting the aliphatic cyclic group may be a monocyclic ring or a polycyclic ring, and the number of ring atoms is preferably 6 to 20, more preferably 6 to 14, still more preferably 6 to 10, and most preferably 6.
The aliphatic ring may be either an aliphatic hydrocarbon ring or an aliphatic heterocyclic ring. When the aliphatic ring is an aliphatic heterocyclic ring, examples of heteroatoms contained in the ring include oxygen atoms, nitrogen atoms, and sulfur atoms. The number of heteroatoms is preferably 1 to 3, for example.
Of the above-mentioned aliphatic rings, aliphatic hydrocarbon rings are preferred. Examples of the aliphatic hydrocarbon ring include a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a decalin ring, a norbornane ring, and an adamantane ring, and of these, a cyclohexane ring is preferred.
The m E1 +1 valent aliphatic ring group is a group formed by removing m E1 +1 hydrogen atoms from the above aliphatic ring.
The aliphatic cyclic group may further have a substituent, for example, the groups exemplified in the above-mentioned group Y of substituents.
式(1B)中、XE1は、本発明の効果がより優れる点で、mE1+1価の芳香族環基を表すのが好ましい。 In formula (1B), X E1 preferably represents an m E1 +1 valent aromatic ring group, in that the effects of the present invention are more excellent.
式(1A)中、mE1は、1以上の整数を表す。mE1としては、1~4の整数であるのが好ましく、1又は2であるのがより好ましい。 In formula (1A), m E1 represents an integer of 1 or more. m E1 is preferably an integer of 1 to 4, and more preferably 1 or 2.
(式(1B)で表される化合物)
式(1B)中、XE2は、2価の芳香族環基又は脂肪族環基を表す。複数存在するXE2は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。 In formula (1B), X E2 represents a divalent aromatic ring group or an aliphatic ring group, and a plurality of X E2 may be the same or different.
上述の芳香族環基を構成する芳香族環としては、単環でも多環でもよく、環員原子数としては5~30が好ましく、6~20がより好ましく、6~14が更に好ましい。
上記芳香族環としては、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環のいずれであってもよい。上記芳香族環が芳香族複素環である場合、環員原子に含まれるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等が挙げられる。また、ヘテロ原子の数としては、例えば、1~3が好ましい。
上記芳香族環としては、なかでも、芳香族炭化水素環が好ましい。芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、及びピレン環等が挙げられ、ベンゼン環、ナフタレン環、又はアントラセン環が好ましい。
なお、2価の芳香族環基は、上記芳香族環から2個の水素原子を除くことにより形成される基である。
上記芳香族環基は、更に置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、上述した置換基群Yで例示される基が挙げられる。
The aromatic ring constituting the aromatic ring group may be a monocyclic or polycyclic ring, and preferably has 5 to 30, more preferably 6 to 20, and even more preferably 6 to 14 ring atoms.
The aromatic ring may be either an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring. When the aromatic ring is an aromatic heterocyclic ring, examples of heteroatoms contained in the ring include an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom. The number of heteroatoms is preferably 1 to 3, for example.
Among these, the aromatic ring is preferably an aromatic hydrocarbon ring, such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, or a pyrene ring, with a benzene ring, a naphthalene ring, or an anthracene ring being preferred.
The divalent aromatic ring group is a group formed by removing two hydrogen atoms from the above aromatic ring.
The aromatic ring group may further have a substituent, for example, the groups exemplified in the above-mentioned group Y of substituents.
また、上述の脂肪族環基を構成する脂肪族環としては、単環でも多環でもよく、環員原子数としては6~20が好ましく、6~14がより好ましく、6~12が更に好ましく、6が最も好ましい。
上記脂肪族環としては、脂肪族炭化水素環及び脂肪族複素環のいずれであってもよい。上記脂肪族環が脂肪族複素環である場合、環員原子に含まれるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等が挙げられる。また、ヘテロ原子の数としては、例えば、1~3が好ましい。
上記脂肪族環としては、なかでも、脂肪族炭化水素環が好ましい。脂肪族炭化水素環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、デカリン環、ノルボルナン環、及びアダマンタン環が挙げられ、なかでも、シクロヘキサン環が好ましい。
なお、2価の脂肪族環基は、上記脂肪族環から2個の水素原子を除くことにより形成される基である。
上記脂肪族環基は、更に置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、上述した置換基群Yで例示される基が挙げられる。
The aliphatic ring constituting the aliphatic cyclic group may be a monocyclic ring or a polycyclic ring, and the number of ring atoms is preferably 6 to 20, more preferably 6 to 14, still more preferably 6 to 12, and most preferably 6.
The aliphatic ring may be either an aliphatic hydrocarbon ring or an aliphatic heterocyclic ring. When the aliphatic ring is an aliphatic heterocyclic ring, examples of heteroatoms contained in the ring include oxygen atoms, nitrogen atoms, and sulfur atoms. The number of heteroatoms is preferably 1 to 3, for example.
Of the above-mentioned aliphatic rings, aliphatic hydrocarbon rings are preferred. Examples of the aliphatic hydrocarbon ring include a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a decalin ring, a norbornane ring, and an adamantane ring, and of these, a cyclohexane ring is preferred.
The divalent aliphatic ring group is a group formed by removing two hydrogen atoms from the above aliphatic ring.
The aliphatic cyclic group may further have a substituent, for example, the groups exemplified in the above-mentioned group Y of substituents.
式(1B)中、XE2は、本発明の効果がより優れる点で、2価の芳香族環基を表すのが好ましい。 In formula (1B), X E2 preferably represents a divalent aromatic ring group, as this provides better effects of the present invention.
式(1B)中、LXは、単結合又はmE2価の連結基を表す。
mE2は、2以上の整数を表す。mE2としては、2~4の整数であるのが好ましく、2又は3であるのがより好ましい。
なお、式(1B)中のLXが単結合である場合、mE2は2を表す。
LXで表されるmE2価の連結基としては特に制限されないが、例えば、下記式(L1)~式(L3)で表される連結基であるのが好ましい。式(L1)~式(L3)で表される連結基は、各々、2価、3価、及び4価の連結基を表す。
In formula (1B), L X represents a single bond or m E divalent linking group.
m E2 represents an integer of 2 or more. m E2 is preferably an integer of 2 to 4, and more preferably 2 or 3.
When L X in formula (1B) is a single bond, m E2 represents 2.
The divalent linking group mE represented by LX is not particularly limited, but is preferably, for example, a linking group represented by the following formulae (L1) to (L3): The linking groups represented by formulae (L1) to (L3) respectively represent divalent, trivalent, and tetravalent linking groups.
上記式(L1)中、M1としては、CR1LR2L、酸素原子、硫黄原子、及び2価のベンゼン環基等が挙げられる。上記式(L2)中、M2としては、CR3L、窒素原子、及び3価のベンゼン環基等が挙げられる。上記式(L3)中、M3としては、炭素原子及び4価のベンゼン環基等が挙げられる。
R1L~R3Lは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。R1L~R3Lで表される置換基としては、例えば、上述した置換基群Yで例示される基が挙げられる。
また、上記2~4価のベンゼン環基は、更に置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、上述した置換基群Yで例示される基が挙げられる。
In the above formula (L1), examples of M1 include CR1L R2L , an oxygen atom, a sulfur atom, and a divalent benzene ring group. In the above formula (L2), examples of M2 include CR3L , a nitrogen atom, and a trivalent benzene ring group. In the above formula (L3), examples of M3 include a carbon atom and a tetravalent benzene ring group.
R 1L to R 3L each independently represent a hydrogen atom or a substituent. Examples of the substituents represented by R 1L to R 3L include the groups exemplified in the above-mentioned substituent group Y.
The divalent to tetravalent benzene ring groups may further have a substituent, for example, the groups exemplified in the above-mentioned group Y of substituents.
式(1B)中、LXは単結合又は2価の連結基を表し、mE2は2を表すのが好ましい。 In formula (1B), L 1 X preferably represents a single bond or a divalent linking group, and m 1 E2 preferably represents 2.
<特定エポキシ化合物(2)>
特定エポキシ化合物(2)は、後述する部分構造(2)を含む化合物である。
特定エポキシ化合物(2)は、部分構造(2)を1個以上含んでいればよい。特定エポキシ化合物(2)中における部分構造(2)の個数の上限値としては、特に制限されず、例えば、6個以下であり、4個以下がより好ましい。
特定エポキシ化合物(2)中、部分構造(2)は、特定エポキシ化合物(2)の一部分であってもよいし、全部であってもよい(換言すると特定エポキシ化合物(2)が部分構造(2)と一致してもよい)が、特定エポキシ化合物(2)の一部分であるのが好ましい。なお、特定エポキシ化合物(2)が、部分構造(2)を1個のみ含み、且つ、部分構造(2)中のCyで表される脂肪族環の環員原子が置換基を有する化合物である場合、この置換基は、部分構造(2)には含まれないものとする。なお、置換基としては制限されないが、例えば、エポキシ基等が挙げられる。上記エポキシ基は、1価の置換基であってもよいし、エポキシ基中の炭素原子がスピロ原子として、Cyで表される脂肪族環の環員原子である炭素原子と共有する構造であってもよい。
特定エポキシ化合物(2)が後述する部分構造(2)を2個以上含む場合、2個以上の部分構造(2)の構造は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
<Specific Epoxy Compound (2)>
The specific epoxy compound (2) is a compound containing the partial structure (2) described below.
The specific epoxy compound (2) may contain one or more partial structures (2). The upper limit of the number of partial structures (2) in the specific epoxy compound (2) is not particularly limited and is, for example, 6 or less, more preferably 4 or less.
In the specific epoxy compound (2), the partial structure (2) may be a part or the whole of the specific epoxy compound (2) (in other words, the specific epoxy compound (2) may be the same as the partial structure (2)), but it is preferably a part of the specific epoxy compound (2). If the specific epoxy compound (2) contains only one partial structure (2) and the ring atom of the alicyclic ring represented by Cy in the partial structure (2) has a substituent, this substituent is not included in the partial structure (2). The substituent is not limited, and examples thereof include an epoxy group. The epoxy group may be a monovalent substituent, or may have a structure in which a carbon atom in the epoxy group acts as a spiro atom and is shared with a carbon atom that is a ring atom of the alicyclic ring represented by Cy.
When the specific epoxy compound (2) contains two or more partial structures (2) described below, the structures of the two or more partial structures (2) may be the same or different from each other.
また、特定エポキシ化合物(2)におけるエポキシ基の個数の下限値としては、本発明の効果がより優れる点で、2個以上であるのが好ましい。なお、ここでいうエポキシ基の個数とは、部分構造(2)中に含まれるエポキシ基(すなわち、式(2)中に明示されるエポキシ基)と、特定エポキシ化合物(2)が部分構造(2)以外の構造部位に有していてもよいエポキシ基とを意図する。特定エポキシ化合物(2)におけるエポキシ基の個数の上限値としては特に制限されないが、例えば、8個以下であり、6個以下が好ましく、4個以下がより好ましい。
特定エポキシ化合物(2)のエポキシ基含有量としては、2.0~20.0mmol/gが好ましく、5.0~15.0mmol/gがより好ましい。なお、上記エポキシ基含有量は、エポキシ化合物1gが有する、エポキシ基の数を意味する。
特定エポキシ化合物(2)の分子量としては、120以上が好ましく、150以上がより好ましい。上限は、1000以下が好ましく、500以下がより好ましい。
なお、上記分子量に分子量分布がある場合、上記分子量は重量平均分子量である。
The lower limit of the number of epoxy groups in the specific epoxy compound (2) is preferably 2 or more, since this provides better effects of the present invention. The number of epoxy groups here refers to the epoxy groups contained in the partial structure (2) (i.e., the epoxy groups explicitly shown in formula (2)) and the epoxy groups that the specific epoxy compound (2) may have in structural portions other than the partial structure (2). The upper limit of the number of epoxy groups in the specific epoxy compound (2) is not particularly limited, but is, for example, 8 or less, preferably 6 or less, and more preferably 4 or less.
The epoxy group content of the specific epoxy compound (2) is preferably 2.0 to 20.0 mmol/g, more preferably 5.0 to 15.0 mmol/g. The epoxy group content means the number of epoxy groups per 1 g of the epoxy compound.
The molecular weight of the specific epoxy compound (2) is preferably 120 or more, more preferably 150 or more, and the upper limit is preferably 1,000 or less, more preferably 500 or less.
When the molecular weight has a molecular weight distribution, the molecular weight is a weight average molecular weight.
以下、部分構造(2)について説明する。
(部分構造(2))
The partial structure (2) will be described below.
(Partial structure (2))
式(2)中、Cyは、脂肪族環を表す。
式(2)において、式中に明示されるエポキシ環とCyで表される脂肪族環とは、炭素原子を共有している(換言すると、式中に明示されるエポキシ環とCyで表される脂肪族環は、スピロ環構造を形成している)。つまり、式(2)中においては、Cyは、2価の脂肪族環に該当する。ただし、後述するように、Cyには他の置換基が置換していてもよい。
In formula (2), Cy represents an aliphatic ring.
In formula (2), the epoxy ring and the aliphatic ring represented by Cy share a carbon atom (in other words, the epoxy ring and the aliphatic ring represented by Cy form a spiro ring structure). In other words, in formula (2), Cy corresponds to a divalent aliphatic ring. However, as described below, Cy may be substituted with another substituent.
上記式(2)中、Cyで表される脂肪族環としては、単環でも多環でもよく、環員原子数としては6~20が好ましく、6~14がより好ましく、6~10が更に好ましく、6が最も好ましい。
上記脂肪族環としては、脂肪族炭化水素環及び脂肪族複素環のいずれであってもよい。上記脂肪族環が脂肪族複素環である場合、環員原子に含まれるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等が挙げられる。また、ヘテロ原子の数としては、例えば、1~3が好ましい。
上記脂肪族環としては、なかでも、脂肪族炭化水素環が好ましい。脂肪族炭化水素環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、デカリン環、ノルボルナン環、及びアダマンタン環が挙げられ、なかでも、シクロヘキサン環が好ましい。
In the above formula (2), the aliphatic ring represented by Cy may be a monocycle or a polycycle, and the number of ring atoms is preferably 6 to 20, more preferably 6 to 14, still more preferably 6 to 10, and most preferably 6.
The aliphatic ring may be either an aliphatic hydrocarbon ring or an aliphatic heterocyclic ring. When the aliphatic ring is an aliphatic heterocyclic ring, examples of heteroatoms contained in the ring include oxygen atoms, nitrogen atoms, and sulfur atoms. The number of heteroatoms is preferably 1 to 3, for example.
Of the above-mentioned aliphatic rings, aliphatic hydrocarbon rings are preferred. Examples of the aliphatic hydrocarbon ring include a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a decalin ring, a norbornane ring, and an adamantane ring, and of these, a cyclohexane ring is preferred.
特定エポキシ化合物(2)としては、なかでも、式(2A)で表される化合物又は式(2B)で表される化合物であるのが好ましい。
以下、式(2A)で表される化合物及び式(2B)で表される化合物について説明する。
The specific epoxy compound (2) is preferably a compound represented by formula (2A) or a compound represented by formula (2B).
The compound represented by formula (2A) and the compound represented by formula (2B) will be described below.
(式(2A)で表される化合物)
式(2A)中、CyE1は、2nE1+2価の脂肪族環基を表す。
なお、式(2A)において、式中に明示されるエポキシ環のうちのCyE1の左側に位置するエポキシ環とCyE1で表される脂肪族環とは、炭素原子を共有している(換言すると、上記エポキシ環とCyE1で表される脂肪族環は、スピロ環構造を形成している)。また、式中に明示されるエポキシ環のうちのCyE1の右側に位置するnE1個のエポキシ環とCyE1で表される脂肪族環とは、各々炭素原子を共有している(換言すると、上記nE1個のエポキシ環とCyE1で表される脂肪族環は、各々スピロ環構造を形成している)。
In formula (2A), Cy E1 represents a 2n E1 +divalent aliphatic ring group.
In formula (2A), the epoxy ring located to the left of Cy E1 among the epoxy rings shown in the formula and the aliphatic ring represented by Cy E1 share a carbon atom (in other words, the epoxy ring and the aliphatic ring represented by Cy E1 form a spiro ring structure). Also, the n E1 epoxy rings located to the right of Cy E1 among the epoxy rings shown in the formula and the aliphatic ring represented by Cy E1 each share a carbon atom (in other words, the n E1 epoxy rings and the aliphatic ring represented by Cy E1 each form a spiro ring structure).
上述の脂肪族環基を構成する脂肪族環としては、単環でも多環でもよく、環員原子数としては6~20が好ましく、6~12がより好ましく、6~10が更に好ましく、6が最も好ましい。
上記脂肪族環としては、脂肪族炭化水素環及び脂肪族複素環のいずれであってもよい。上記脂肪族環が脂肪族複素環である場合、環員原子に含まれるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等が挙げられる。また、ヘテロ原子の数としては、例えば、1~3が好ましい。
上記脂肪族環としては、なかでも、脂肪族炭化水素環が好ましい。脂肪族炭化水素環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、デカリン環、ノルボルナン環、及びアダマンタン環が挙げられ、なかでも、シクロヘキサン環が好ましい。
なお、2nE1+2価の脂肪族環基は、上記脂肪族環から2nE1+2個の水素原子を除くことにより形成される基である。
上記脂肪族環基は、更に置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、上述した置換基群Yで例示される基が挙げられる。
The aliphatic ring constituting the above-mentioned aliphatic cyclic group may be a monocyclic ring or a polycyclic ring, and the number of ring atoms is preferably 6 to 20, more preferably 6 to 12, still more preferably 6 to 10, and most preferably 6.
The aliphatic ring may be either an aliphatic hydrocarbon ring or an aliphatic heterocyclic ring. When the aliphatic ring is an aliphatic heterocyclic ring, examples of heteroatoms contained in the ring include oxygen atoms, nitrogen atoms, and sulfur atoms. The number of heteroatoms is preferably 1 to 3, for example.
Of the above-mentioned aliphatic rings, aliphatic hydrocarbon rings are preferred. Examples of the aliphatic hydrocarbon ring include a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a decalin ring, a norbornane ring, and an adamantane ring, and of these, a cyclohexane ring is preferred.
The 2n E1 + divalent aliphatic ring group is a group formed by removing 2n E1 + 2 hydrogen atoms from the above aliphatic ring.
The aliphatic cyclic group may further have a substituent, for example, the groups exemplified in the above-mentioned group Y of substituents.
式(2A)中、nE1は、1以上の整数を表す。nE1としては、1又は2であるのが好ましく、1であるのがより好ましい。 In formula (2A), n E1 represents an integer of 1 or more. n E1 is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
(式(2B)で表される化合物)
式(2B)中、CyE2は、3価の脂肪族環基を表す。複数存在するCyE2は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
なお、式(2B)において、式中に明示されるエポキシ環とCyE2で表される脂肪族環とは、炭素原子を共有している(換言すると、上記エポキシ環とCyE2で表される脂肪族環は、スピロ環構造を形成している)。
In formula (2B), Cy E2 represents a trivalent aliphatic cyclic group, and a plurality of Cy E2s may be the same or different.
In formula (2B), the epoxy ring shown in the formula and the aliphatic ring represented by Cy E2 share a carbon atom (in other words, the epoxy ring and the aliphatic ring represented by Cy E2 form a spiro ring structure).
上述の脂肪族環基を構成する脂肪族環としては、単環でも多環でもよく、環員原子数としては6~20が好ましく、6~14がより好ましく、6~10が更に好ましく、6が最も好ましい。
上記脂肪族環としては、脂肪族炭化水素環及び脂肪族複素環のいずれであってもよい。上記脂肪族環が脂肪族複素環である場合、環員原子に含まれるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等が挙げられる。また、ヘテロ原子の数としては、例えば、1~3が好ましい。
上記脂肪族環としては、なかでも、脂肪族炭化水素環が好ましい。脂肪族炭化水素環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、デカリン環、ノルボルナン環、及びアダマンタン環が挙げられ、なかでも、シクロヘキサン環が好ましい。
なお、3価の脂肪族環基は、上記脂肪族環から3個の水素原子を除くことにより形成される基である。
上記脂肪族環基は、更に置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、上述した置換基群Yで例示される基が挙げられる。
The aliphatic ring constituting the above-mentioned aliphatic cyclic group may be a monocyclic ring or a polycyclic ring, and the number of ring atoms is preferably 6 to 20, more preferably 6 to 14, even more preferably 6 to 10, and most preferably 6.
The aliphatic ring may be either an aliphatic hydrocarbon ring or an aliphatic heterocyclic ring. When the aliphatic ring is an aliphatic heterocyclic ring, examples of heteroatoms contained in the ring include oxygen atoms, nitrogen atoms, and sulfur atoms. The number of heteroatoms is preferably 1 to 3, for example.
Of the above-mentioned aliphatic rings, aliphatic hydrocarbon rings are preferred. Examples of the aliphatic hydrocarbon ring include a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a decalin ring, a norbornane ring, and an adamantane ring, and of these, a cyclohexane ring is preferred.
The trivalent aliphatic ring group is a group formed by removing three hydrogen atoms from the above aliphatic ring.
The aliphatic cyclic group may further have a substituent, for example, the groups exemplified in the above-mentioned group Y of substituents.
式(2B)中、LYは、単結合又はnE2価の連結基を表す。
nE2は、2以上の整数を表す。nE2としては、2~4の整数であるのが好ましく、2又は3であるのがより好ましい。
なお、式(2B)中のLYが単結合である場合、nE2は2を表す。
LYで表されるnE2価の連結基としては特に制限されず、例えば、式(1B)中のLXで表されるmE2価の連結基と同様のものが挙げられる。
In formula (2B), L 1 Y represents a single bond or an n E divalent linking group.
n E2 represents an integer of 2 or more. n E2 is preferably an integer of 2 to 4, and more preferably 2 or 3.
When L Y in formula (2B) is a single bond, n E2 represents 2.
The n E2 -valent linking group represented by L Y is not particularly limited, and examples thereof include the same as the m E2- valent linking group represented by L X in formula (1B).
式(2B)中、LYは単結合又は2価の連結基を表し、nE2は2を表すのが好ましい。 In formula (2B), L 1 Y represents a single bond or a divalent linking group, and n 1 E2 preferably represents 2.
特定エポキシ化合物としては、本発明の効果がより優れる点で、上記式(1A)で表される化合物であり、且つ、上記XE1がmE1+1価の芳香族環基を表すか、又は、式(1B)で表される化合物であり、且つ、上記XE2が2価の芳香族環基を表すのが好ましい。 The specific epoxy compound is preferably a compound represented by formula (1A) in which X represents an m + monovalent aromatic ring group, or a compound represented by formula (1B) in which X represents a divalent aromatic ring group, in terms of more excellent effects of the present invention.
以下、特定エポキシ化合物の具体的な一例を挙げるが、本発明はこれに制限されない。 Specific examples of specific epoxy compounds are listed below, but the present invention is not limited to these.
特定エポキシ化合物は、公知の手法(例えば、コーリー・チャイコフスキー反応、及び、酸化反応等)により合成できる。 Specific epoxy compounds can be synthesized using known methods (e.g., Corey-Tchaikovsky reaction, oxidation reaction, etc.).
硬化性組成物中、特定エポキシ化合物の含有量としては、硬化性組成物の全固形分に対して、3~90質量%が好ましく、5~50質量%がより好ましく、5~40質量%が更に好ましく、7~40質量%が特に好ましい。
特定エポキシ化合物は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
The content of the specific epoxy compound in the curable composition is preferably 3 to 90 mass%, more preferably 5 to 50 mass%, still more preferably 5 to 40 mass%, and particularly preferably 7 to 40 mass%, relative to the total solid content of the curable composition.
The specific epoxy compounds may be used alone or in combination of two or more.
また、硬化性組成物が特定エポキシ化合物以外のエポキシ化合物(以下、「他のエポキシ化合物」ともいう。)を含んでいてもよい。特定エポキシ化合物の含有量としては、エポキシ化合物の全質量に対して、30~100質量%であるのが好ましく、50~100質量%であるのがより好ましい。 The curable composition may also contain epoxy compounds other than the specific epoxy compound (hereinafter also referred to as "other epoxy compounds"). The content of the specific epoxy compound is preferably 30 to 100% by mass, and more preferably 50 to 100% by mass, based on the total mass of the epoxy compounds.
〔他のエポキシ化合物〕
硬化性組成物は、特定エポキシ化合物以外のエポキシ化合物(他のエポキシ化合物)を含んでいてもよい。
他のエポキシ化合物は、1分子中に、少なくとも1つのエポキシ基(オキシラニル基)を有する化合物である。
上記エポキシ基は、オキシラン環から1以上の水素原子(好ましくは1の水素原子)を除いてなる基である。上記エポキシ基は、可能な場合、更に置換基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~5のアルキル基等)を有していてもよい。
[Other epoxy compounds]
The curable composition may contain an epoxy compound other than the specific epoxy compound (another epoxy compound).
The other epoxy compound is a compound having at least one epoxy group (oxiranyl group) in one molecule.
The epoxy group is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms (preferably one hydrogen atom) from an oxirane ring. If possible, the epoxy group may further have a substituent (for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms).
他のエポキシ化合物が有するエポキシ基の数は、1分子中に、2以上が好ましく、2~1000がより好ましく、2~40が更に好ましい。 The number of epoxy groups contained in the other epoxy compounds is preferably 2 or more, more preferably 2 to 1,000, and even more preferably 2 to 40, per molecule.
他のエポキシ化合物の分子量は、150以上が好ましく、300以上がより好ましい。上限は、100,000以下が好ましく、10,000以下がより好ましい。
なお、上記分子量に分子量分布がある場合、上記分子量は重量平均分子量である。
The molecular weight of the other epoxy compound is preferably 150 or more, more preferably 300 or more, and the upper limit is preferably 100,000 or less, more preferably 10,000 or less.
When the molecular weight has a molecular weight distribution, the molecular weight is a weight average molecular weight.
他のエポキシ化合物のエポキシ基含有量は、2.0~20.0mmol/gが好ましく、5.0~15.0mmol/gがより好ましい。
なお、上記エポキシ基含有量は、他のエポキシ化合物1gが有する、エポキシ基の数を意味する。
他のエポキシ化合物は、芳香環基(好ましくは芳香族炭化水素環基)を有するのも好ましい。
本発明の効果がより優れる点で、硬化性組成物中、芳香環基を有するエポキシ化合物の含有量は、全エポキシ化合物に対して、5~100質量%が好ましく、50~100質量%がより好ましく、70~100質量%が更に好ましい。
The epoxy group content of the other epoxy compound is preferably from 2.0 to 20.0 mmol/g, more preferably from 5.0 to 15.0 mmol/g.
The epoxy group content means the number of epoxy groups contained in 1 g of the other epoxy compound.
The other epoxy compound preferably has an aromatic ring group (preferably an aromatic hydrocarbon ring group).
In terms of achieving better effects of the present invention, the content of the epoxy compound having an aromatic ring group in the curable composition is preferably 5 to 100 mass%, more preferably 50 to 100 mass%, and even more preferably 70 to 100 mass%, based on the total amount of epoxy compounds.
他のエポキシ化合物は、液晶性を示してもよく示さなくてもよい。
つまり、他のエポキシ化合物は、液晶化合物であってよい。言い換えれば、エポキシ基を有する液晶化合物であってもよい。
他のエポキシ化合物(液晶性の他のエポキシ化合物であってもよい)としては、例えば、少なくとも部分的に棒状構造を含む化合物(棒状化合物)、及び少なくとも部分的に円盤状構造を含む化合物(円盤状化合物)が挙げられる。
以下、棒状化合物及び円盤状化合物について詳述する。
The other epoxy compounds may or may not exhibit liquid crystallinity.
That is, the other epoxy compound may be a liquid crystal compound, in other words, a liquid crystal compound having an epoxy group.
Examples of the other epoxy compounds (which may be other liquid crystalline epoxy compounds) include compounds having at least a partial rod-like structure (rod-like compounds) and compounds having at least a partial discotic structure (discotic compounds).
The rod-shaped compounds and discotic compounds will be described in detail below.
-棒状化合物-
棒状化合物であるエポキシ化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が挙げられる。以上のような低分子化合物だけではなく、高分子化合物も使用できる。上記高分子化合物は、低分子の反応性基を有する棒状化合物が重合した高分子化合物である。
- Rod-shaped compound -
Examples of epoxy compounds that are rod-shaped compounds include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoates, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines, phenyldioxanes, tolanes, and alkenylcyclohexylbenzonitriles. In addition to the low molecular weight compounds described above, high molecular weight compounds can also be used. The high molecular weight compounds are polymerized low molecular weight rod-shaped compounds having reactive groups.
棒状化合物は、式(E1)で表される化合物であることが好ましい。 The rod-shaped compound is preferably a compound represented by formula (E1).
式(E1)中、LE1は、それぞれ独立に2価の連結基を表す。
2価の連結基は、-O-、-S-、-CO-、-NH-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、置換基を有していてもよいアルキレン基、又はこれらの2以上の組み合わせからなる基が好ましく、-O-アルキレン基-又は-アルキレン基-O-がより好ましい。
なお上記アルキレン基は、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよいが、炭素数1~2の直鎖状アルキレン基が好ましい。
複数存在するLE1は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (E1), L E1 each independently represents a divalent linking group.
The divalent linking group is preferably -O-, -S-, -CO-, -NH-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, an alkylene group which may have a substituent, or a group formed from a combination of two or more thereof, and more preferably -O-alkylene group- or -alkylene group-O-.
The alkylene group may be straight-chain, branched-chain, or cyclic, but is preferably a straight-chain alkylene group having 1 to 2 carbon atoms.
A plurality of L E1's may be the same or different.
式(E1)中、LE2は、それぞれ独立に、単結合、-CH=CH-、-CO-O-、-O-CO-、-C(-CH3)=CH-、-CH=C(-CH3)-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C≡C-、-N=N+(-O-)-、-N+(-O-)=N-、-CH=N+(-O-)-、-N+(-O-)=CH-、-CH=CH-CO-、-CO-CH=CH-、-CH=C(-CN)-、又は-C(-CN)=CH-を表す。
LE2は、それぞれ独立に、単結合、-CO-O-、又は-O-CO-が好ましい。
LE2が複数存在する場合、複数存在するLE2は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (E1), L E2 each independently represent a single bond, -CH=CH-, -CO-O-, -O-CO-, -C(-CH 3 )=CH-, -CH=C(-CH 3 )-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -C≡C-, -N=N + (-O - )-, -N + (-O - )=N-, -CH=N + (-O - )-, -N + (-O - )=CH-, -CH =CH-CO-, -CO-CH=CH-, -CH=C(-CN)-, or -C(-CN)=CH-.
Each L E2 is preferably independently a single bond, —CO—O—, or —O—CO—.
When a plurality of L E2s are present, the plurality of L E2s may be the same or different.
式(E1)中、LE3は、それぞれ独立に、単結合、又は、置換基を有していてもよい、5員環若しくは6員環の芳香環基又は5員環若しくは6員環の非芳香環基又はこれらの環からなる多環基を表す。
LE3で表される芳香環基及び非芳香環基の例としては、置換基を有していてもよい、1,4-シクロヘキサンジイル基、1,4-シクロヘキセンジイル基、1,4-フェニレン基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、1,3,4-チアジアゾール-2,5-ジイル基、1,3,4-オキサジアゾール-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、ナフタレン-1,5-ジイル基、チオフェン-2,5-ジイル基、及びピリダジン-3,6-ジイル基が挙げられる。1,4-シクロヘキサンジイル基の場合、トランス体及びシス体の構造異性体のどちらの異性体であってもよく、任意の割合の混合物であってもよい。トランス体であることが好ましい。
LE3は、単結合、1,4-フェニレン基又は1,4-シクロヘキセンジイル基が好ましい。
LE3で表される基が有する置換基は、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又はアセチル基が好ましく、アルキル基(好ましくは炭素数1)がより好ましい。
なお、置換基が複数存在する場合、置換基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
LE3が複数存在する場合、複数存在するLE3は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (E1), L and E3 each independently represent a single bond, or an optionally substituted 5- or 6-membered aromatic ring group, an optionally substituted 5- or 6-membered non-aromatic ring group, or a polycyclic group composed of these rings.
Examples of aromatic and non-aromatic ring groups represented by L E3 include optionally substituted 1,4-cyclohexanediyl, 1,4-cyclohexenediyl, 1,4-phenylene, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, 1,3,4-thiadiazole-2,5-diyl, 1,3,4-oxadiazole-2,5-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1,5-diyl, thiophene-2,5-diyl, and pyridazine-3,6-diyl groups. In the case of the 1,4-cyclohexanediyl group, it may be either a trans or cis structural isomer, or a mixture in any proportion. The trans isomer is preferred.
L E3 is preferably a single bond, a 1,4-phenylene group or a 1,4-cyclohexenediyl group.
The substituents possessed by the group represented by L E3 are each independently preferably an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group or an acetyl group, more preferably an alkyl group (preferably having 1 carbon atom).
When a plurality of substituents are present, the substituents may be the same or different.
When a plurality of L E3s are present, the plurality of L E3s may be the same or different.
式(E1)中、peは、0以上の整数を表す。
peが2以上の整数である場合、複数存在する(-LE3-LE2-)は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
peは、0~2が好ましく、0又は1がより好ましく、0が更に好ましい。
In formula (E1), pe represents an integer of 0 or more.
When pe is an integer of 2 or more, a plurality of (-L E3 -L E2 -) may be the same or different.
pe is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and even more preferably 0.
式(E1)中、LE4は、それぞれ独立に、置換基を表す。
置換基は、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又はアセチル基が好ましく、アルキル基(好ましくは炭素数1)がより好ましい。
複数存在するLE4は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、次に説明するleが2以上の整数である場合、同一の(LE4)le中に複数存在するLE4も、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (E1), L and E4 each independently represent a substituent.
The substituents are each independently preferably an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group or an acetyl group, more preferably an alkyl group (preferably having one carbon atom).
A plurality of L E4 's may be the same or different from each other. When l e described below is an integer of 2 or more, a plurality of L E4's present in the same (L E4 ) l e may be the same or different from each other.
式(E1)中、leは、それぞれ独立に、0~4の整数を表す。
leは、それぞれ独立に、0~2が好ましい。
複数存在するleは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (E1), each le independently represents an integer of 0 to 4.
Each le is preferably 0 to 2.
A plurality of le's may be the same or different.
また、式(E1)で表される化合物において、2つ存在する「エポキシ基-LE1-」の一方又は両方が、ジグリシジルアミノアルキレン基(好ましくはジグリシジルアミノメチレン基)に置き換わった化合物も好ましい。 Also preferred are compounds represented by formula (E1) in which one or both of the two "epoxy groups -L E1 -" are replaced with a diglycidylaminoalkylene group (preferably a diglycidylaminomethylene group).
棒状化合物は、得られる熱伝導材料の熱伝導性がより優れる点でビフェニル骨格を有するのも好ましい。
換言すると、他のエポキシ化合物は、ビフェニル骨格を有するのも好ましく、この場合の他のエポキシ化合物は棒状化合物であることが好ましい。
The rod-like compound preferably has a biphenyl skeleton, since the resulting thermally conductive material has better thermal conductivity.
In other words, the other epoxy compound preferably has a biphenyl skeleton, and in this case, the other epoxy compound is preferably a rod-like compound.
-円盤状化合物-
円盤状化合物であるエポキシ化合物は、少なくとも部分的に円盤状構造を有する。
円盤状構造は、少なくとも、脂環又は芳香環を有する。特に、円盤状構造が、芳香環を有する場合、円盤状化合物は、分子間のπ-π相互作用によるスタッキング構造の形成により柱状構造を形成しうる。
円盤状構造として、具体的には、Angew.Chem.Int. Ed. 2012, 51, 7990-7993又は特開平7-306317号公報に記載のトリフェニレン構造、並びに、特開2007-002220号公報、及び特開2010-244038号公報に記載の3置換ベンゼン構造が挙げられる。
-Disc-shaped compounds-
The discotic epoxy compound has at least a partial discotic structure.
The discotic structure has at least an alicyclic ring or an aromatic ring. In particular, when the discotic structure has an aromatic ring, the discotic compound can form a columnar structure by forming a stacking structure due to intermolecular π-π interactions.
Specific examples of the discotic structure include the triphenylene structure described in Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 7990-7993 or JP-A-7-306317, and the tri-substituted benzene structures described in JP-A-2007-002220 and JP-A-2010-244038.
他のエポキシ化合物として円盤状化合物を用いれば、高い熱伝導性を示す熱伝導材料が得られる。その理由としては、棒状化合物が直線的(一次元的)にしか熱伝導できないのに対して、円盤状化合物は法線方向に平面的(二次元的)に熱伝導できるため、熱伝導パスが増え、熱伝導率が向上する、と考えられる。 When a discotic compound is used as another epoxy compound, a thermally conductive material with high thermal conductivity can be obtained. The reason for this is thought to be that while rod-shaped compounds can only conduct heat linearly (one-dimensionally), discotic compounds can conduct heat planarly (two-dimensionally) in the normal direction, which increases the number of heat conduction paths and improves thermal conductivity.
上記円盤状化合物は、エポキシ基を3つ以上有することが好ましい。3つ以上のエポキシ基を有する円盤状化合物を含む硬化性組成物の硬化物はガラス転移温度が高く、耐熱性が高い傾向がある。
円盤状化合物が有するエポキシ基の数は、8以下が好ましく、6以下より好ましい。
The discotic compound preferably has three or more epoxy groups. A cured product of a curable composition containing a discotic compound having three or more epoxy groups tends to have a high glass transition temperature and high heat resistance.
The number of epoxy groups contained in the discotic compound is preferably 8 or less, more preferably 6 or less.
円盤状化合物としては、例えば、C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., vol. 71, page 111 (1981) ;日本化学会編、季刊化学総説、No.22、液晶の化学、第5章、第10章第2節(1994);B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., page 1794 (1985);J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., vol. 116, page 2655 (1994)、及び特許第4592225号に記載されている化合物等において末端の少なくとも1つ(好ましくは3つ以上)をエポキシ基とした化合物が挙げられる。
円盤状化合物としては、Angew.Chem.Int. Ed. 2012, 51, 7990-7993、及び特開平7-306317号公報に記載のトリフェニレン構造、並びに、特開2007-002220号公報、及び特開2010-244038号公報に記載の3置換ベンゼン構造において末端の少なくとも1つ(好ましくは3つ以上)をエポキシ基とした化合物が挙げられる。
Examples of discotic compounds include those described in C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., vol. 71, page 111 (1981); Quarterly Review of Chemistry, No. 22, Chemistry of Liquid Crystals, edited by the Chemical Society of Japan, Chapter 5, Chapter 10, Section 2 (1994); B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., page 1794 (1985); and J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., vol. 116, page 2655 (1994) and Japanese Patent No. 4592225, in which at least one (preferably three or more) terminal groups are epoxy groups.
Examples of the discotic compound include the triphenylene structure described in Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 7990-7993 and JP-A-7-306317, and the trisubstituted benzene structure described in JP-A-2007-002220 and JP-A-2010-244038 in which at least one (preferably three or more) of the terminals is an epoxy group.
-棒状化合物及び円盤状化合物以外の他のエポキシ化合物-
他のエポキシ化合物としては、上述の棒状化合物及び円盤状化合物のほかに、例えば、後述するフェノール化合物の説明中で述べる式(Z)、式(Z1)、又は式(Z2)において、フェノール性ヒドロキシ基をエポキシ含有基に代えた式で表される化合物も使用できる。
エポキシ含有基は、エポキシ基そのものである基又はエポキシ基を一部分に含む1価の基である。
上記エポキシ基を一部分に含む1価の基は、基全体の中にエポキシ基を1つ以上(好ましくは1~8個)有する基である。
上記エポキシ基を一部分に含む1価の基は、「-(2価の炭化水素基)M1-(-O-2価の炭化水素基-)M2-エポキシ基」で表される基が好ましい。上記基において、M1は、0又は1を表す。M2は、1以上(好ましくは1~10)の整数を表す。上記基における2価の炭化水素基としては、例えば、アルキレン基(好ましくは炭素数1~6)、アルケニレン基(-CH=CH-等。好ましくは炭素数2~6)、アルキニレン基(-C≡C-等。好ましくは炭素数2~6)、アリーレン基(フェニレン基等。好ましくは炭素数6~15)、及びこれらを組み合わせた基が挙げられる。上記2価の炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよく、上記2価の炭化水素基が置換基として更にエポキシ含有基を有してもよい。複数存在してもよい上記2価の炭化水素基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
- Epoxy compounds other than rod-shaped compounds and discotic compounds -
As other epoxy compounds, in addition to the rod-like compounds and discotic compounds described above, compounds represented by the formula (Z), formula (Z1), or formula (Z2) described later in the description of phenolic compounds in which the phenolic hydroxy group is replaced with an epoxy-containing group can also be used.
The epoxy-containing group is a group which is an epoxy group itself or a monovalent group which partially contains an epoxy group.
The monovalent group partially containing an epoxy group is a group having one or more (preferably 1 to 8) epoxy groups within the entire group.
The monovalent group partially containing an epoxy group is preferably a group represented by "-(divalent hydrocarbon group) M1 -(-O-divalent hydrocarbon group-) M2 -epoxy group". In the above group, M1 represents 0 or 1. M2 represents an integer of 1 or more (preferably 1 to 10). Examples of the divalent hydrocarbon group in the above group include alkylene groups (preferably having 1 to 6 carbon atoms), alkenylene groups (-CH=CH-, etc., preferably having 2 to 6 carbon atoms), alkynylene groups (-C≡C-, etc., preferably having 2 to 6 carbon atoms), arylene groups (phenylene group, etc., preferably having 6 to 15 carbon atoms), and combinations thereof. The divalent hydrocarbon group may or may not have a substituent, and the divalent hydrocarbon group may further have an epoxy-containing group as a substituent. A plurality of the divalent hydrocarbon groups may be present and may be the same or different.
その他エポキシ化合物としては、他にも、例えば、ビスフェノールA、F、S、AD等のグリシジルエーテルであるビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、ビスフェノールAD型エポキシ化合物等;水素添加したビスフェノールA型エポキシ化合物、水素添加したビスフェノールAD型エポキシ化合物等;フェノールノボラック型のグリシジルエーテル(フェノールノボラック型エポキシ化合物)、クレゾールノボラック型のグリシジルエーテル(クレゾールノボラック型エポキシ化合物)、ビスフェノールAノボラック型のグリシジルエーテル等;ジシクロペンタジエン型のグリシジルエーテル(ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物);ジヒドロキシペンタジエン型のグリシジルエーテル(ジヒドロキシペンタジエン型エポキシ化合物);レゾルシノール等のジヒドロキシベンゼンのグリシジルエーテルのようなポリヒドロキシベンゼン型のグリシジルエーテル(ポリヒドロキシベンゼン型エポキシ化合物);ベンゼンポリカルボン酸型のグリシジルエステル(ベンゼンポリカルボン酸型エポキシ化合物);トリスフェノールメタン型エポキシ化合物;フェノキシ樹脂等;側鎖にエポキシ基を有するアクリル樹脂;トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、エリトリトール、ペンタエリトリトール、キシリトール、マンニトール、及び、ジペンタエリトリトール等のポリオールのグリシジルエーテルのようなポリオール型エポキシ化合物、等が挙げられる。上述の各化合物におけるグリシジルエーテル基及び/又はグリシジルエステル基の1つ又は2つ以上が、ジグリシジルアミノ基又はジグリシジルアミノアルキレン基(ジグリシジルアミノメチレン基等)に置き換わった化合物をエポキシ化合物として用いてもよい。
上述の各化合物は、置換基を有していてもよい。例えば、上述の各化合物に含まれる芳香環基、シクロアルカン環基及び/又はアルキレン基等が、グリシジルエーテル基、グリシジルエステル基、ジグリシジルアミノ基及び/又はジグリシジルアミノアルキレン基以外の置換基を有していてもよい。
Other epoxy compounds include, for example, bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, bisphenol S type epoxy compounds, bisphenol AD type epoxy compounds, etc., which are glycidyl ethers of bisphenol A, F, S, AD, etc.; hydrogenated bisphenol A type epoxy compounds, hydrogenated bisphenol AD type epoxy compounds, etc.; phenol novolac type glycidyl ethers (phenol novolac type epoxy compounds), cresol novolac type glycidyl ethers (cresol novolac type epoxy compounds), bisphenol A novolac type glycidyl ethers, etc.; dicyclopentadiene type glycidyl ethers (dicyclopentadiene type epoxy compounds); dihydrido Examples of the epoxy compound include glycidyl ethers of hydroxypentadiene type (dihydroxypentadiene type epoxy compounds); polyhydroxybenzene type glycidyl ethers (polyhydroxybenzene type epoxy compounds) such as glycidyl ethers of dihydroxybenzenes such as resorcinol; benzenepolycarboxylic acid type glycidyl esters (benzenepolycarboxylic acid type epoxy compounds); trisphenolmethane type epoxy compounds; phenoxy resins; acrylic resins having epoxy groups in their side chains; and polyol type epoxy compounds such as glycidyl ethers of polyols such as trimethylolpropane, triethanolamine, erythritol, pentaerythritol, xylitol, mannitol, and dipentaerythritol. Compounds in which one or more of the glycidyl ether groups and/or glycidyl ester groups in the above-mentioned compounds are replaced with diglycidylamino groups or diglycidylaminoalkylene groups (diglycidylaminomethylene groups, etc.) may also be used as the epoxy compound.
Each of the above-mentioned compounds may have a substituent. For example, the aromatic ring group, cycloalkane ring group, and/or alkylene group contained in each of the above-mentioned compounds may have a substituent other than a glycidyl ether group, a glycidyl ester group, a diglycidylamino group, and/or a diglycidylaminoalkylene group.
なお、以下において、単に「エポキシ化合物」という場合、特定エポキシ化合物と他のエポキシ化合物との両方を示す意図である(すなわち、組成物中の全てのエポキシ化合物を意図する)。 In the following, when simply referring to an "epoxy compound," this is intended to refer to both the specific epoxy compound and other epoxy compounds (i.e., all epoxy compounds in the composition).
〔フェノール化合物〕
硬化性組成物は、フェノール化合物を含むのが好ましい。
フェノール化合物は、フェノール性水酸基を1以上(好ましくは2以上、より好ましくは2~10)有する化合物である。
フェノール化合物は、トリアジン骨格を有することが好ましい。
フェノール化合物が「トリアジン骨格を有する」とは、フェノール化合物中に1以上(好ましくは1~5)のトリアジン環基を有することを意味する。
[Phenol compounds]
The curable composition preferably comprises a phenolic compound.
The phenol compound is a compound having one or more (preferably two or more, more preferably 2 to 10) phenolic hydroxyl groups.
The phenol compound preferably has a triazine skeleton.
The phenol compound "having a triazine skeleton" means that the phenol compound has one or more (preferably 1 to 5) triazine ring groups.
フェノール化合物は、式(Z)で表される化合物が好ましい。 The phenol compound is preferably a compound represented by formula (Z).
上記式(Z)中、同一の符号で表される基が複数存在する場合、特段の断りがない限り、複数存在する同一の符号で表される基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (Z), when there are multiple groups represented by the same symbol, unless otherwise specified, the multiple groups represented by the same symbol may be the same or different.
式(Z)中、E1~E6は、それぞれ独立に、単結合、-NH-又は-NR-を表す。
Rは、置換基を表す。上記置換基としては、例えば、炭素数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
E1~E6は、それぞれ独立に、-NH-又は-NR-が好ましく、-NH-がより好ましい。
In formula (Z), E 1 to E 6 each independently represent a single bond, —NH— or —NR—.
R represents a substituent, such as a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
E 1 to E 6 each independently represent preferably —NH— or —NR—, more preferably —NH—.
式(Z)中、B1は、単結合又はk+1価の有機基を表す。
B2は、単結合又はl+1価の有機基を表す。
B3は、単結合又はm+1価の有機基を表す。
B4は、単結合又はn+1価の有機基を表す。
上記k+1価の有機基、l+1価の有機基、m+1価の有機基、及びn+1価の有機基におけるk、l、m、及びnの値は、式(Z)中に明示される、k、l、m、及びnの値と一致する。
なお、rが2以上であって、複数存在するmの値が異なる場合、B3で表されるm+1価の有機基におけるmの値は、そのB3が結合するX3の数を示すmの値と同一である。
In formula (Z), B1 represents a single bond or a (k+1)-valent organic group.
B2 represents a single bond or a l+1-valent organic group.
B3 represents a single bond or an (m+1)-valent organic group.
B4 represents a single bond or an (n+1)-valent organic group.
The values of k, l, m, and n in the k+1-valent organic group, the l+1-valent organic group, the m+1-valent organic group, and the n+1-valent organic group are the same as the values of k, l, m, and n specified in formula (Z).
In addition, when r is 2 or more and the values of m present in a plurality of groups are different, the value of m in the (m+1)-valent organic group represented by B3 is the same as the value of m indicating the number of X3 to which B3 is bonded.
B1~B4が表す有機基としては、例えば、炭素数1~20のヘテロ原子を有していてもよい炭化水素からj個の水素原子を除いた基が挙げられる。なお、j個とは、k+1個、l+1個、m+1個、又は、n+1個のことをいう。
ここで、j個の水素原子を除く前の上記炭化水素としては、例えば、置換基を有していてもよい炭素数1~20の脂肪族炭化水素、置換基を有していてもよい炭素数3~20の脂肪族環、及び置換基を有していてもよい炭素数3~20の芳香環からなる群から選択される1以上の炭化水素が挙げられる。また、上記1以上の炭化水素に対して、更に、-O-、-S-、-CO-、-NRN-(RNは水素原子又は置換基を表す。)、及び-SO2-からなる群から選択される2価の連結基の1以上を組み合わせてもよい。
炭素数1~20の脂肪族炭化水素としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、及びヘプタンが挙げられる。
炭素数3~20の脂肪族環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、ノルボルナン環、及びアダマンタン環が挙げられる。
炭素数3~20の芳香環としては、例えば、炭素数6~20の芳香族炭化水素、及び炭素数3~20の芳香族複素環が挙げられる。
炭素数6~20の芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられ、炭素数3~20の芳香族複素環としては、例えば、フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、チアゾール環、カルバゾール環、インドール環、及びベンゾチアゾール環が挙げられる。
Examples of the organic group represented by B 1 to B 4 include groups in which j hydrogen atoms have been removed from a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms and which may have a heteroatom, where j refers to k+1, l+1, m+1, or n+1.
Here, examples of the hydrocarbon before removing the j hydrogen atoms include one or more hydrocarbons selected from the group consisting of an aliphatic hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, an aliphatic ring having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and an aromatic ring having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Furthermore, the one or more hydrocarbons may be further combined with one or more divalent linking groups selected from the group consisting of -O-, -S-, -CO-, -NR N - (R N represents a hydrogen atom or a substituent), and -SO 2 -.
Examples of aliphatic hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms include methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, and heptane.
Examples of the aliphatic ring having 3 to 20 carbon atoms include a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a norbornane ring, and an adamantane ring.
Examples of aromatic rings having 3 to 20 carbon atoms include aromatic hydrocarbons having 6 to 20 carbon atoms and aromatic heterocycles having 3 to 20 carbon atoms.
Examples of aromatic hydrocarbons having 6 to 20 carbon atoms include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring, and examples of aromatic heterocycles having 3 to 20 carbon atoms include a furan ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a thiazole ring, a carbazole ring, an indole ring, and a benzothiazole ring.
式(Z)中、k、l、m、及びnは、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。ただし、k、l、r×m、及びnの合計は2以上の整数であり、2~12の整数が好ましく、4~8の整数がより好ましい。
なお、「r×m」におけるmの値は、複数存在し得るmの平均値である。
k、l、m、及びnは、それぞれ独立に、0~5の整数が好ましく、1~2の整数がより好ましい。
例えば、kが1以上の整数(例えば、1~2の整数等)であることが好ましく、lが1以上の整数(例えば、1~2の整数等)であることが好ましく、mが1以上の整数(例えば、1~2の整数等)であることが好ましく、nが1以上の整数(例えば、1~2の整数等)であることが好ましい。
なお、kが0の場合、B1はX1を有さない。lが0の場合、B2はX2を有さない。mが0の場合、B3はX3を有さない。nが0の場合、B4はX4を有さない。
また、B1が単結合の場合、kは1である。B2が単結合の場合、lは1である。B3が単結合の場合、mは1である。B4が単結合の場合、nは1である。
In formula (Z), k, l, m, and n each independently represent an integer of 0 or greater, provided that the sum of k, l, r×m, and n is an integer of 2 or greater, preferably an integer of 2 to 12, and more preferably an integer of 4 to 8.
The value of m in "r x m" is the average value of multiple possible m's.
k, l, m, and n each independently represent preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 1 or 2.
For example, k is preferably an integer of 1 or more (for example, an integer of 1 or 2, etc.), l is preferably an integer of 1 or more (for example, an integer of 1 or 2, etc.), m is preferably an integer of 1 or more (for example, an integer of 1 or 2, etc.), and n is preferably an integer of 1 or more (for example, an integer of 1 or 2, etc.).
When k is 0, B1 does not have X1 . When l is 0, B2 does not have X2 . When m is 0, B3 does not have X3 . When n is 0, B4 does not have X4 .
Furthermore, when B1 is a single bond, k is 1. When B2 is a single bond, l is 1. When B3 is a single bond, m is 1. When B4 is a single bond, n is 1.
Lは、2価の有機基を表す。
2価の有機基としては、例えば、置換基を有していてもよい2価の芳香環基、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい2価の脂肪族環基、-N(RNA)-、-CO-、及びこれらを組み合わせた基が挙げられる。RNAは、有機基を表す。上記2価の有機基として例示される基は、更に、-O-、-S-、-N(RN)-、及びこれらを組み合わせた基を有していてもよい。
RNは、置換基を表す。RNの表す置換基としては、例えば、炭素数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
また、上記芳香環基、上記脂肪族炭化水素基及び上記脂肪族環基が有していてもよい置換基としては、例えば、炭素数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
L represents a divalent organic group.
Examples of the divalent organic group include a divalent aromatic ring group which may have a substituent, a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent aliphatic ring group which may have a substituent, -N(R NA )-, -CO-, and groups combining these. R NA represents an organic group. The groups exemplified as the above divalent organic group may further have -O-, -S-, -N(R N )-, and groups combining these.
R 1 N represents a substituent. Examples of the substituent represented by R 1 N include a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Furthermore, examples of the substituent that the aromatic ring group, the aliphatic hydrocarbon group, and the aliphatic ring group may have include linear or branched alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms.
2価の芳香環基としては、例えば、炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基及び炭素数3~20の2価の芳香族複素環基が挙げられる。
炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基を構成する芳香環としては、例えば、ベンゼン環等の単環式芳香環;ナフタレン環及びアントラセン環等の多環式芳香環基;が挙げられ、炭素数3~20の2価の芳香族複素環基を構成する芳香族複素環としては、例えば、フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、及びチアゾール環等の単環式芳香環;ベンゾチアゾール環、カルバゾール環、及びインドール環等の多環式芳香環;が挙げられる。
なお、Lとしての2価の芳香環基は、上記例示から2つの水素原子を除いた基が挙げられる。
Examples of the divalent aromatic ring group include a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and a divalent aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms.
Examples of aromatic rings constituting a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include monocyclic aromatic rings such as a benzene ring; and polycyclic aromatic ring groups such as a naphthalene ring and an anthracene ring. Examples of aromatic heterocycles constituting a divalent aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms include monocyclic aromatic rings such as a furan ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, and a thiazole ring; and polycyclic aromatic rings such as a benzothiazole ring, a carbazole ring, and an indole ring.
The divalent aromatic ring group represented by L may be any of the above-exemplified groups in which two hydrogen atoms have been removed.
2価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数1~12のアルキレン基が挙げられ、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、メチルヘキシレン基、及びへプチレン基が挙げられる。 Examples of divalent aliphatic hydrocarbon groups include alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms, such as methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, methylhexylene, and heptylene groups.
2価の脂肪族環基を構成する脂肪族環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、ノルボルナン環、及びアダマンタン環が挙げられる。
なお、Lとしての脂肪族環基は、上記例示から2つの水素原子を除いた基が挙げられる。
Examples of the aliphatic ring constituting the divalent aliphatic ring group include a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a norbornane ring, and an adamantane ring.
The aliphatic cyclic group represented by L may be any of the above-listed groups in which two hydrogen atoms have been removed.
置換基を有していてもよい2価の芳香環基、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい2価の脂肪族環基、又は-O-、-S-、-NRN-若しくは-CO-を組み合わせた基としては、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基だけでなく、同種の基(例えば、芳香環基等)が単結合を介して2つ以上組み合わさった2価の連結基であってもよい。 The divalent aromatic ring group which may have a substituent, the divalent aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, the divalent aliphatic ring group which may have a substituent, or the group combining -O-, -S-, -NR N - or -CO- may be not only a divalent linking group consisting of a combination of two or more of these, but also a divalent linking group in which two or more of the same types of groups (for example, aromatic ring groups, etc.) are combined via a single bond.
本発明においては、本発明の効果がより優れる点で、Lの両末端が炭素原子であることが好ましい。末端の炭素原子は環状構造の一部であってもよい。
また、本発明においては、本発明の効果がより優れる点で、上記式(P2)中のLが、置換基を有していてもよい2価の芳香環基、置換基を有していてもよい2価の脂肪族環基、及び炭素数2以上の分岐を有していてもよいアルキレン基からなる群から選択される少なくとも1種を有する2価の有機基であることが好ましく、置換基を有していてもよい2価の芳香環基を有する2価の有機基がより好ましい。
In the present invention, it is preferable that both ends of L are carbon atoms, in that the effects of the present invention are more excellent. The terminal carbon atoms may be part of a cyclic structure.
Furthermore, in the present invention, in terms of achieving better effects of the present invention, L in the above formula (P2) is preferably a divalent organic group having at least one selected from the group consisting of a divalent aromatic ring group which may have a substituent, a divalent aliphatic ring group which may have a substituent, and an alkylene group having two or more carbon atoms which may have a branch, and is more preferably a divalent organic group having a divalent aromatic ring group which may have a substituent.
式(Z)中、rは0以上の整数である。
rは0~20の整数であることが好ましく、0~10の整数であることがより好ましい。
In formula (Z), r is an integer of 0 or more.
r is preferably an integer of 0 to 20, and more preferably an integer of 0 to 10.
式(Z)中、X1~X4は、それぞれ独立に、フェノール性水酸基を有する芳香環基を表す。
「フェノール性水酸基を有する芳香環基」は、芳香環に直接結合する水酸基(フェノール性水酸基)を1つ以上(例えば1~4個)有する芳香環基であればよい。上記芳香環基は上記水酸基以外の置換基を有しいてもよく、有していなくてもよい。上記芳香環基は、単環でも多環でもよく、環員原子としてヘテロ原子を有していてもよい。上記芳香環基の環員原子の数は5~15が好ましく、6~10がより好ましく、6が更に好ましい。
上記芳香環基は、ベンゼン環基が好ましい。
上記芳香環基が上記水酸基以外に有し得る置換基としては、炭素数1~6の置換基が好ましく、炭素数1~6の炭化水素基がより好ましく、炭素数1~6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更に好ましい。
In formula (Z), X 1 to X 4 each independently represent an aromatic ring group having a phenolic hydroxyl group.
The "aromatic ring group having a phenolic hydroxyl group" may be an aromatic ring group having one or more (e.g., 1 to 4) hydroxyl groups (phenolic hydroxyl groups) directly bonded to the aromatic ring. The aromatic ring group may or may not have a substituent other than the hydroxyl group. The aromatic ring group may be monocyclic or polycyclic, and may have a heteroatom as a ring member atom. The number of ring member atoms in the aromatic ring group is preferably 5 to 15, more preferably 6 to 10, and even more preferably 6.
The aromatic ring group is preferably a benzene ring group.
The substituent that the aromatic ring group may have other than the hydroxyl group is preferably a substituent having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
式(Z)中、k個存在するX1、l個存在するX2、r×m個存在するX3、及びn個存在するX4のうちの少なくとも1つは、フェノール性水酸基とフェノール性水酸基のオルト位に配置された置換基とを有する芳香環基であることも好ましい。上記置換基は、上記フェノール性水酸基のオルト位の一方だけに存在してもよいし、両方に存在してもよい。
なお、「r×m」におけるmの値は、複数存在し得るmの平均値である。
また、「オルト位に配置された置換基」は、炭素数1~6の置換基が好ましく、炭素数1~6の炭化水素基がより好ましく、炭素数1~6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更に好ましい。
言い換えると、(k+l+r×m+n)個存在するX1~X4のいずれかで表される「フェノール性水酸基を有する芳香環基」のうち、少なくとも1つ(好ましくは30%以上、より好ましくは50%以上、更に好ましくは65%以上。好ましくは100%以下、より好ましくは90%以下、更に好ましくは80%以下)が「フェノール性水酸基とフェノール性水酸基のオルト位に配置された置換基とを有する芳香環基」を表してもよい。
In formula (Z), at least one of the k X 1 s, 1 X 2 s, r×m X 3 s, and n X 4 s is preferably an aromatic ring group having a phenolic hydroxyl group and a substituent located at the ortho-position of the phenolic hydroxyl group. The substituent may be located at only one or both of the ortho-positions of the phenolic hydroxyl group.
The value of m in "r x m" is the average value of multiple possible m's.
Furthermore, the "substituent located at the ortho position" is preferably a substituent having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
In other words, of the (k+l+r×m+n) "aromatic ring groups having a phenolic hydroxyl group" represented by any one of X 1 to X 4 , at least one (preferably 30% or more, more preferably 50% or more, even more preferably 65% or more; preferably 100% or less, more preferably 90% or less, even more preferably 80% or less) may represent an "aromatic ring group having a phenolic hydroxyl group and a substituent arranged at the ortho-position of the phenolic hydroxyl group".
X1~X4で表されるフェノール性水酸基を有する芳香環基において、「フェノール性水酸基とフェノール性水酸基のオルト位に配置された置換基とを有する芳香環基」以外の芳香環基は、水酸基(フェノール性水酸基)以外の置換基を有してもよく有してなくてもよい。
「フェノール性水酸基とフェノール性水酸基のオルト位に配置された置換基とを有する芳香環基」以外の芳香環基は、例えば、ヒドロキシフェニル基が挙げられる。
(k+l+r×m+n)個存在するX1~X4のいずれかで表される「フェノール性水酸基を有する芳香環基」のうち、少なくとも1つ(例えば、1~2つ等)が「フェノール性水酸基とフェノール性水酸基のオルト位に配置された置換基とを有する芳香環基」以外の芳香環基であることも好ましい。
X1~X4で表されるフェノール性水酸基を有する芳香環基において、「フェノール性水酸基とフェノール性水酸基のオルト位に配置された置換基とを有する芳香環基」以外の芳香環基も存在していることで、化合物全体としての対称性が崩れ、化合物の融点が低下し、硬化性組成物から形成される半硬化膜の取り扱い性が向上すると考えられている。
In the aromatic ring groups having a phenolic hydroxyl group represented by X 1 to X 4 , the aromatic ring groups other than "aromatic ring groups having a phenolic hydroxyl group and a substituent arranged at the ortho-position of the phenolic hydroxyl group" may or may not have a substituent other than a hydroxyl group (phenolic hydroxyl group).
Examples of aromatic ring groups other than "aromatic ring groups having a phenolic hydroxyl group and a substituent positioned at the ortho-position of the phenolic hydroxyl group" include hydroxyphenyl groups.
It is also preferred that at least one (e.g., one or two) of the (k+l+r×m+n) "aromatic ring groups having a phenolic hydroxyl group" represented by any one of X 1 to X 4 is an aromatic ring group other than an "aromatic ring group having a phenolic hydroxyl group and a substituent positioned at the ortho-position of the phenolic hydroxyl group".
In the aromatic ring groups having a phenolic hydroxyl group represented by X 1 to X 4 , the presence of aromatic ring groups other than "an aromatic ring group having a phenolic hydroxyl group and a substituent arranged at the ortho-position of the phenolic hydroxyl group" is thought to disrupt the symmetry of the compound as a whole, lower the melting point of the compound, and improve the handleability of the semi-cured film formed from the curable composition.
フェノール化合物は、式(Z1)で表される化合物であることも好ましい。
フェノール化合物は、式(Z1)で表される化合物を含むことが好ましく、フェノール化合物が式(Z1)で表される化合物そのものであってもよい。式(Z1)で表される化合物の含有量は、フェノール化合物の全質量に対して、10~100質量%が好ましく、25~100質量%がより好ましく、50~100質量%が更に好ましい。
The phenol compound is also preferably a compound represented by formula (Z1).
The phenol compound preferably contains a compound represented by formula (Z1), or may be the compound represented by formula (Z1) itself. The content of the compound represented by formula (Z1) is preferably 10 to 100 mass%, more preferably 25 to 100 mass%, and even more preferably 50 to 100 mass%, based on the total mass of the phenol compound.
式(Z1)中、rは0以上の整数を表す。rは、0~20の整数が好ましく、0~10の整数がより好ましい。
Lは、2価の有機基を表す。式(Z1)におけるLで表される2価の有機基は、例えば、式(Z1)におけるLで表される2価の有機基と同様である。
RZは、水素原子又は置換基を表す。
RZで表される置換基としては、炭素数1~6の置換基が好ましく、炭素数1~6の炭化水素基がより好ましく、炭素数1~6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更に好ましい。
式(Z1)中に(3+r)個存在するRZの少なくとも1つ(好ましくは30%以上、より好ましくは50%以上、更に好ましくは65%以上。好ましくは90%以下、より好ましくは80%以下)は置換基を表してもよい。
式(Z1)中に(3+r)個存在するRZの少なくとも1つ(例えば1~2つ)は水素原子を表してもよい。
式(Z1)中におけるRz(好ましくは置換基であるRz)及びOHが結合したベンゼン環基において、上記Rz(好ましくは置換基であるRz)は、上記ベンゼン環基が結合するNHに対するパラ位に存在していることも好ましい。
In formula (Z1), r represents an integer of 0 or greater. r is preferably an integer of 0 to 20, and more preferably an integer of 0 to 10.
L represents a divalent organic group. The divalent organic group represented by L in formula (Z1) is, for example, the same as the divalent organic group represented by L in formula (Z1).
R 1 and Z represent a hydrogen atom or a substituent.
The substituent represented by R 1 Z is preferably a substituent having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
At least one of the (3+r) R Z's (preferably 30% or more, more preferably 50% or more, even more preferably 65% or more; preferably 90% or less, more preferably 80% or less) present in formula (Z1) may represent a substituent.
At least one (for example, one or two) of the (3+r) R 1 Z's in formula (Z1) may represent a hydrogen atom.
In the benzene ring group to which R z (preferably R z as a substituent) and OH are bonded in formula (Z1), it is also preferable that the R z (preferably R z as a substituent) is located at the para position relative to the NH to which the benzene ring group is bonded.
フェノール化合物は、式(Z2)で表される化合物であることも好ましい。
フェノール化合物は、式(Z2)で表される化合物を含むことが好ましく、フェノール化合物が式(Z2)で表される化合物そのものであってもよい。式(Z2)で表される化合物の含有量は、フェノール化合物の全質量に対して、10~100質量%が好ましく、25~100質量%がより好ましく、50~100質量%が更に好ましい。
The phenol compound is also preferably a compound represented by formula (Z2).
The phenol compound preferably contains a compound represented by formula (Z2), or may be the compound represented by formula (Z2) itself. The content of the compound represented by formula (Z2) is preferably 10 to 100 mass%, more preferably 25 to 100 mass%, and even more preferably 50 to 100 mass%, based on the total mass of the phenol compound.
式(Z2)中、RZは、水素原子又は置換基を表す。
2つ存在するRZの少なくとも一方は置換基を表すことも好ましく、両方が置換基を表すことも好ましい。
RZで表される置換基は、炭素数1~6の置換基であることが好ましく、炭素数1~6の炭化水素基であることがより好ましく、炭素数1~6のアルキル基であることが更に好ましい。
上記アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状であってもよい。上記アルキル基は無置換であることも好ましい。
式(Z2)中の2つのRzは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (Z2), R 1 Z represents a hydrogen atom or a substituent.
At least one of the two R 1 Z's preferably represents a substituent, and both of them preferably represent a substituent.
The substituent represented by R 1 Z is preferably a substituent having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
The alkyl group may be linear or branched, and is preferably unsubstituted.
In formula (Z2), two Rz 's may be the same or different.
フェノール化合物は、分子内に3~7個の水酸基を有するフェノール化合物であることも好ましい。
上記分子内に3~7個の水酸基を有するフェノール化合物としては、式(Z3)又は式(Z4)で表される化合物が挙げられる。式(Z3)及び式(Z4)で表される化合物のうち、本発明の効果がより優れる点で、式(Z3)で表される化合物がより好ましい。
The phenol compound is also preferably a phenol compound having 3 to 7 hydroxyl groups in the molecule.
Examples of the phenol compound having 3 to 7 hydroxyl groups in the molecule include compounds represented by formula (Z3) or formula (Z4). Of the compounds represented by formula (Z3) and formula (Z4), the compound represented by formula (Z3) is more preferred in terms of achieving better effects of the present invention.
式(Z3)中、mは1~6の整数を表す。
mは、1~3がより好ましく、1が更に好ましい。
In formula (Z3), m represents an integer of 1 to 6.
m is more preferably 1 to 3, and further preferably 1.
式(Z3)中、n1~n2は、それぞれ独立に、1以上の整数を表す。
n1~n2は、それぞれ独立に、2~4が好ましく、2~3がより好ましい。
なお、n1とn2とmとの合計は、3~7である。
In formula (Z3), n1 and n2 each independently represent an integer of 1 or more.
n1 and n2 each independently represent preferably 2 to 4, and more preferably 2 or 3.
The sum of n1, n2 and m is 3 to 7.
式(Z3)中、R1~R6は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボン酸基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アルコキシカルボニル基を表す。
上記ハロゲン原子としては、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、又は、ヨウ素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
上記アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、炭素数は1~10が好ましく、置換基を有していても有していなくてもよい。
上記アルコキシ基におけるアルキル基部分、及び、上記アルコキシカルボニル基におけるアルキル基部分は、上記アルキル基と同様である。
中でも、R1及びR6は、それぞれ独立に、水素原子又はハロゲン原子が好ましく、水素原子又は塩素原子がより好ましく、水素原子が更に好ましい。
R2~R5は、それぞれ独立に、水素原子が好ましい。
なお、式(Z3)中に、R4が複数存在する場合、複数存在するR4は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。R5が複数存在する場合、複数存在するR5は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (Z3), R 1 to R 6 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxylic acid group, an alkyl group, an alkoxy group, or an alkoxycarbonyl group.
The halogen atom is preferably a chlorine atom, a fluorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and more preferably a chlorine atom.
The alkyl group may be linear or branched, preferably has 1 to 10 carbon atoms, and may or may not have a substituent.
The alkyl group moiety in the alkoxy group and the alkyl group moiety in the alkoxycarbonyl group are the same as the alkyl group described above.
Among these, R 1 and R 6 are each independently preferably a hydrogen atom or a halogen atom, more preferably a hydrogen atom or a chlorine atom, and even more preferably a hydrogen atom.
It is preferable that R 2 to R 5 each independently represent a hydrogen atom.
In addition, when there are a plurality of R4s in formula (Z3), the plurality of R4s may be the same or different. When there are a plurality of R5s , the plurality of R5s may be the same or different.
式(Z3)中、Qは、アルキル基、フェニル基、ハロゲン原子、カルボン酸基、アルコキシ基、又は、アルコキシカルボニル基を表す。
上記アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、炭素数は1~10が好ましく、置換基を有していても有していなくてもよい。
上記アルコキシ基アルコキシカルボニル基におけるアルキル基部分、及び、上記アルコキシカルボニル基におけるアルキル基部分は、上記アルキル基と同様である。
上記フェニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
上記ハロゲン原子は、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、又は、ヨウ素原子が好ましい。
中でも、Qは、アルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
なお、式(Z3)中にQが複数存在する場合、複数存在するQは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (Z3), Q represents an alkyl group, a phenyl group, a halogen atom, a carboxylic acid group, an alkoxy group, or an alkoxycarbonyl group.
The alkyl group may be linear or branched, preferably has 1 to 10 carbon atoms, and may or may not have a substituent.
The alkyl group moiety in the alkoxy group and alkoxycarbonyl group, and the alkyl group moiety in the alkoxycarbonyl group are the same as the alkyl group.
The phenyl group may or may not have a substituent.
The halogen atom is preferably a chlorine atom, a fluorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.
Among these, Q is preferably an alkyl group, more preferably a methyl group.
When a plurality of Q's are present in formula (Z3), the plurality of Q's may be the same or different.
式(Z4)中、m、n1、n2、R1、R2、R4、及びR6は、式(Z3)中のm、n1、n2、R1、R2、R4、及びR6と各々同義であり、好適態様も同じである。
なお、n1とn2とmとの合計は、3~7である。
In formula (Z4), m, n1, n2, R 1 , R 2 , R 4 , and R 6 have the same meanings and preferred embodiments as m, n1, n2, R 1 , R 2 , R 4 , and R 6 in formula (Z3), respectively.
The sum of n1, n2 and m is 3 to 7.
式(Z4)中、R3及びR5は、それぞれ独立に、フェノール性水酸基を有する芳香環基を表す。「フェノール性水酸基を有する芳香環基」は、芳香環に直接結合する水酸基(フェノール性水酸基)を1つ以上(例えば1~4個)有する芳香環基であればよい。上記芳香環基は上記水酸基以外の置換基を有しいてもよく、有していなくてもよい。上記芳香環基は、単環でも多環でもよく、環員原子としてヘテロ原子を有していてもよい。上記芳香環基の環員原子の数は5~15が好ましく、6~10がより好ましく、6が更に好ましい。
上記芳香環基は、ベンゼン環基が好ましい。
上記芳香環基が上記水酸基以外に有し得る置換基としては、炭素数1~6の置換基が好ましく、炭素数1~6の炭化水素基がより好ましく、炭素数1~6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更に好ましい。
なお、式(Z4)中に、R5が複数存在する場合、複数存在するR5は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (Z4), R3 and R5 each independently represent an aromatic ring group having a phenolic hydroxyl group. The "aromatic ring group having a phenolic hydroxyl group" may be an aromatic ring group having one or more (e.g., 1 to 4) hydroxyl groups (phenolic hydroxyl groups) directly bonded to the aromatic ring. The aromatic ring group may or may not have a substituent other than the hydroxyl group. The aromatic ring group may be monocyclic or polycyclic, and may have a heteroatom as a ring member atom. The number of ring member atoms in the aromatic ring group is preferably 5 to 15, more preferably 6 to 10, and even more preferably 6.
The aromatic ring group is preferably a benzene ring group.
The substituent that the aromatic ring group may have other than the hydroxyl group is preferably a substituent having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
When a plurality of R 5s are present in formula (Z4), the plurality of R 5s may be the same or different.
フェノール化合物としては、例えば、ビスフェノールA、F、S、AD、ベンゼンジオール若しくはベンゼントリオール等のベンゼンポリオール、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂、多価ヒドロキシ化合物とホルムアルデヒドとから合成される多価フェノールノボラック樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトールフェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトールクレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂、ビフェニル変性ナフトール樹脂、アミノトリアジン変性フェノール樹脂、及びアルコキシ基含有芳香環変性ノボラック樹脂も挙げられる。 Examples of phenolic compounds include benzene polyols such as bisphenol A, F, S, AD, benzenediol, and benzenetriol, biphenyl aralkyl phenolic resins, phenol novolac resins, cresol novolac resins, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin-modified phenolic resins, dicyclopentadiene phenol adduct resins, phenol aralkyl resins, polyhydric phenol novolac resins synthesized from polyhydric hydroxy compounds and formaldehyde, naphthol aralkyl resins, trimethylolmethane resins, tetraphenylolethane resins, naphthol novolac resins, naphtholphenol co-condensed novolac resins, naphthol-cresol co-condensed novolac resins, biphenyl-modified phenolic resins, biphenyl-modified naphthol resins, aminotriazine-modified phenolic resins, and alkoxy group-containing aromatic ring-modified novolac resins.
フェノール化合物の分子量は、225~2,000が好ましく、225~1,000がより好ましい。
なお、上記分子量に分子量分布がある場合、上記分子量は重量平均分子量である。
The molecular weight of the phenol compound is preferably 225 to 2,000, more preferably 225 to 1,000.
When the molecular weight has a molecular weight distribution, the molecular weight is a weight average molecular weight.
フェノール化合物の水酸基含有量は、2.0mmol/g以上が好ましく、4.0mmol/g以上がより好ましい。上限は、25.0mmol/g以下が好ましく、20.0mmol/g以下がより好ましく、10.0mmol/g以下が更に好ましい。
なお、上記水酸基含有量は、フェノール化合物1gが有する、水酸基(好ましくはフェノール性水酸基)の数を意味する。
また、フェノール化合物は、水酸基以外にも、エポキシ化合物と重合反応できる活性水素含有基(例えば、カルボキシ基等)を有していてもよいし、有していなくてもよい。フェノール化合物の活性水素の含有量(水酸基及びカルボン酸基等における水素原子の合計含有量)の下限は、2.0mmol/g以上が好ましく、4.0mmol/g以上がより好ましい。上限は、25.0mmol/g以下が好ましく、10.0mmol/g以下がより好ましい。
The hydroxyl group content of the phenol compound is preferably 2.0 mmol/g or more, more preferably 4.0 mmol/g or more, and the upper limit is preferably 25.0 mmol/g or less, more preferably 20.0 mmol/g or less, and even more preferably 10.0 mmol/g or less.
The hydroxyl group content means the number of hydroxyl groups (preferably phenolic hydroxyl groups) contained in 1 g of the phenol compound.
In addition to hydroxyl groups, the phenolic compound may or may not have an active hydrogen-containing group (e.g., carboxyl group) capable of polymerizing with an epoxy compound. The lower limit of the active hydrogen content of the phenolic compound (total content of hydrogen atoms in hydroxyl groups, carboxylic acid groups, etc.) is preferably 2.0 mmol/g or more, more preferably 4.0 mmol/g or more. The upper limit is preferably 25.0 mmol/g or less, more preferably 10.0 mmol/g or less.
なお、硬化性組成物は、フェノール化合物以外にも、エポキシ化合物と反応可能な基を有する化合物(「その他活性水素含有化合物」ともいう。)を含んでいてもよい。
ただし、硬化性組成物において、フェノール化合物の含有量に対する、その他活性水素含有化合物の含有量の質量比は、0~1が好ましく、0~0.1がより好ましく、0~0.05が更に好ましい。
The curable composition may contain, in addition to the phenol compound, a compound having a group capable of reacting with an epoxy compound (also referred to as "other active hydrogen-containing compounds").
However, in the curable composition, the mass ratio of the content of the other active hydrogen-containing compound to the content of the phenol compound is preferably 0 to 1, more preferably 0 to 0.1, and even more preferably 0 to 0.05.
硬化性組成物中、フェノール化合物の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、3~90質量%が好ましく、5~50質量%がより好ましく、5~40質量%が更に好ましく、7~40質量%が特に好ましい。 The content of the phenol compound in the curable composition is preferably 3 to 90 mass% relative to the total solids content of the curable composition, more preferably 5 to 50 mass%, even more preferably 5 to 40 mass%, and particularly preferably 7 to 40 mass%.
〔マレイミド化合物〕
硬化性組成物は、マレイミド化合物を含むのも好ましい。
マレイミド化合物は、1以上のマレイミド基を有する化合物である。
マレイミド化合物が有するマレイミド基の数は、1~100が好ましく、2~10がより好ましく、2が更に好ましい。
マレイミド化合物は、高分子化合物及び低分子化合物のいずれであってもよい。例えば、マレイミド化合物の分子量は、100~3,000が好ましく、200~2,000がより好ましく、300~1,000が更に好ましい。
[Maleimide Compound]
The curable composition also preferably comprises a maleimide compound.
A maleimide compound is a compound having one or more maleimide groups.
The number of maleimide groups contained in the maleimide compound is preferably 1 to 100, more preferably 2 to 10, and even more preferably 2.
The maleimide compound may be either a high molecular weight compound or a low molecular weight compound. For example, the molecular weight of the maleimide compound is preferably 100 to 3,000, more preferably 200 to 2,000, and even more preferably 300 to 1,000.
マレイミド化合物が有するマレイミド基は、下記式(M)で表される基が好ましい。 The maleimide group possessed by the maleimide compound is preferably a group represented by the following formula (M):
式(M)中、*は、結合位置を表す。
X及びYは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
X及びYは、それぞれ独立に、水素原子が好ましい。
In formula (M), * represents a bonding position.
X and Y each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
X and Y are each preferably a hydrogen atom.
マレイミド化合物は、芳香環基(ベンゼン環基等)を1つ以上(好ましくは1~10個)有する化合物であることも好ましい。また、マレイミド化合物は、メソゲン基を有する化合物であることも好ましい。
マレイミド化合物は、下記式(1)で表される化合物が好ましい。
The maleimide compound is also preferably a compound having one or more (preferably 1 to 10) aromatic ring groups (such as benzene ring groups) and a compound having a mesogen group.
The maleimide compound is preferably a compound represented by the following formula (1):
式(1)中、mは0又は1を表す。mは1が好ましい。
nは0又は1を表す。nは1が好ましい。
In formula (1), m represents 0 or 1. Preferably, m is 1.
n represents 0 or 1. n is preferably 1.
式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
上記置換基としては、アルキル基が好ましい。上記アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、炭素数は1~10が好ましい。
置換基である場合のR1及び/又はR2は、例えば、ベンゼン環基上において、マレイミド基と隣接した位置に存在することも好ましい。
R1及びR2が両方とも置換基の場合、R1及びR2はそれぞれ異なる置換基であることも好ましく、例えば、R1がメチル基でR2がエチル基であることも好ましい。
In formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
The substituent is preferably an alkyl group, which may be linear or branched and preferably has 1 to 10 carbon atoms.
When R 1 and/or R 2 are substituents, they are preferably located adjacent to the maleimide group on the benzene ring group, for example.
When R 1 and R 2 are both substituents, it is also preferable that R 1 and R 2 are different substituents. For example, it is also preferable that R 1 is a methyl group and R 2 is an ethyl group.
式(1)中、L1は2価の連結基を表す。
上記2価の連結基としては、例えば、エーテル基(-O-)、カルボニル基(-CO-)、エステル基(-COO-)、チオエーテル基(-S-)、-SO2-、-NR-(Rは、水素原子又はアルキル基)、2価の脂肪族炭化水素基(例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基(-CH=CH-等)、アルキニレン基(-C≡C-等))、2価の芳香環基(アリーレン基及びヘテロアリーレン基)、並びに、これらを組み合わせた基が挙げられる。
式(1)中、L1の炭素数は、1以上が好ましく、1~100がより好ましく、3~15が更に好ましい。
In formula (1), L 1 represents a divalent linking group.
Examples of the divalent linking group include an ether group (-O-), a carbonyl group (-CO-), an ester group (-COO-), a thioether group (-S-), -SO 2 -, -NR- (R is a hydrogen atom or an alkyl group), a divalent aliphatic hydrocarbon group (for example, an alkylene group, a cycloalkylene group, an alkenylene group (-CH=CH-, etc.), an alkynylene group (-C≡C-, etc.)), a divalent aromatic ring group (an arylene group and a heteroarylene group), and a group formed by combining these.
In formula (1), L 1 preferably has 1 or more carbon atoms, more preferably 1 to 100 carbon atoms, and even more preferably 3 to 15 carbon atoms.
L1としては、メソゲン基が好ましく、「*p-(L2-Ar)k-*q」で表される基がより好ましい。
*qは、マレイミド基と直接結合する側の結合位置を表し、*pは、反対側の結合位置を表す。
kは、1以上の整数を表し、1~10が好ましく、1~5がより好ましく、1~3が更に好ましく、1が特に好ましい。
L2は、単結合、-C(R3)(R4)-、-O-、又は-CO-を表し、単結合又は-C(R3)(R4)-が好ましい。
R3及びR4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、アルキル基(直鎖状でも分岐鎖状でもよく、炭素数は例えば1~10)が好ましい。
Arは、アリーレン基を表す。上記アリーレン基の環員原子の数は6~15が好ましく、6がより好ましい。上記アリーレン基が置換基を有する場合、その数は、1~4が好ましく、1又は2がより好ましい。上記アリーレン基が有してもよい置換基としてはアルキル基(直鎖状でも分岐鎖状でもよく、炭素数は例えば1~10)が好ましい。Arがなり得る構造としては、式(1)中に明示される、R1及びR2と結合するベンゼン環基と同様の構造も挙げられる。
L2及びArが複数存在する場合、複数存在するL2同士及び複数存在するAr同士は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
L 1 is preferably a mesogenic group, and more preferably a group represented by "* p- (L 2 -Ar) k- * q ".
* q represents the bonding position on the side directly bonded to the maleimide group, and * p represents the bonding position on the opposite side.
k represents an integer of 1 or more, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, still more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1.
L 2 represents a single bond, —C(R 3 )(R 4 )—, —O—, or —CO—, and is preferably a single bond or —C(R 3 )(R 4 )—.
R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and are preferably an alkyl group (which may be linear or branched and has, for example, 1 to 10 carbon atoms).
Ar represents an arylene group. The number of ring atoms in the arylene group is preferably 6 to 15, and more preferably 6. When the arylene group has a substituent, the number of atoms is preferably 1 to 4, and more preferably 1 or 2. The substituent that the arylene group may have is preferably an alkyl group (which may be linear or branched, and has, for example, 1 to 10 carbon atoms). Examples of structures that Ar can have include structures similar to the benzene ring group bonded to R1 and R2 as specified in formula (1).
When a plurality of L2s and a plurality of Ars are present, the plurality of L2s and the plurality of Ars may be the same or different.
nが1の場合の式(1)中、R1及びR2と結合するベンゼン環基上において、マレイミド基と、「-(L1)m-マレイミド基」で表される基との2つの基は、互いに、オルト位に配置されてもよく、メタ位に配置されてもよく、パラ位に配置されてもよい。上記2つの基は、メタ位又はパラ位に配置されていることが好ましい。 In formula (1) when n is 1, on the benzene ring group bonding to R1 and R2 , the two groups, the maleimide group and the group represented by "-( L1 ) m -maleimide group", may be located at the ortho position, meta position, or para position relative to each other. The two groups are preferably located at the meta position or para position.
式(1)で表される化合物は、mが1を表し、nが1を表し、かつ、L1で表される2価の連結基の炭素数が3~20(好ましくは3~15)であることが好ましい。 In the compound represented by formula (1), m is 1, n is 1, and the divalent linking group represented by L1 preferably has 3 to 20 (preferably 3 to 15) carbon atoms.
マレイミド化合物は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
マレイミド化合物の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、0.1~40質量%が好ましく、1~15質量%がより好ましく、硬化性組成物から形成される半硬化膜のハンドリング性がより優れる点からは、3.5~8質量%が更に好ましい。
硬化性組成物中、マレイミド化合物の含有量は、エポキシ化合物とフェノール化合物との合計含有量に対して、例えば1~200質量%であり、5~100質量%が好ましく、10~70質量%がより好ましく、20~60質量%が更に好ましい。
マレイミド化合物の含有量は、フェノール化合物の含有量に対して、例えば1~500質量%であり、20~300質量%が好ましく、50~200質量%がより好ましく、70~130質量%が更に好ましい。
The maleimide compounds may be used alone or in combination of two or more.
The content of the maleimide compound is preferably 0.1 to 40 mass%, more preferably 1 to 15 mass%, and even more preferably 3.5 to 8 mass%, relative to the total solid content of the curable composition, and from the viewpoint of better handleability of the semi-cured film formed from the curable composition, is further preferably 3.5 to 8 mass%.
In the curable composition, the content of the maleimide compound is, for example, 1 to 200 mass%, preferably 5 to 100 mass%, more preferably 10 to 70 mass%, and still more preferably 20 to 60 mass%, relative to the total content of the epoxy compound and the phenol compound.
The content of the maleimide compound is, for example, 1 to 500% by mass, preferably 20 to 300% by mass, more preferably 50 to 200% by mass, and even more preferably 70 to 130% by mass, relative to the content of the phenol compound.
〔フェノール化合物とエポキシ化合物との関係性〕
硬化性組成物中、エポキシ化合物とフェノール化合物との合計含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、3~90質量%が好ましく、5~50質量%がより好ましく、7~40質量%が更に好ましい。
[Relationship between phenolic compounds and epoxy compounds]
In the curable composition, the total content of the epoxy compound and the phenol compound is preferably 3 to 90 mass %, more preferably 5 to 50 mass %, and still more preferably 7 to 40 mass %, based on the total solid content of the curable composition.
フェノール化合物に含まれる合計の水酸基(好ましくはフェノール性水酸基)の数に対する、エポキシ化合物に含まれる合計のエポキシ基の数の比(エポキシ基の数/水酸基の数)は、0.03~33の場合が多く、0.4~2.5が好ましく、0.6~1.5がより好ましく、0.8~1.3が更に好ましい。
つまり、硬化性組成物中の、フェノール化合物とエポキシ化合物との含有量の比は、上記「エポキシ基の数/フェノール性水酸基の数」が上記範囲内になるような比であることが好ましい。
The ratio of the total number of epoxy groups contained in the epoxy compound to the total number of hydroxyl groups (preferably phenolic hydroxyl groups) contained in the phenol compound (number of epoxy groups/number of hydroxyl groups) is often 0.03 to 33, preferably 0.4 to 2.5, more preferably 0.6 to 1.5, and even more preferably 0.8 to 1.3.
In other words, the ratio of the contents of the phenol compound and the epoxy compound in the curable composition is preferably such that the "number of epoxy groups/number of phenolic hydroxyl groups" falls within the above range.
エポキシ化合物のエポキシ基と、活性水素との当量比(エポキシ基の数/活性水素の数)は、0.03~33の場合が多く、0.4~2.5が好ましく、0.6~1.5がより好ましく、0.8~1.3が更に好ましい。
上記活性水素は、フェノール性水酸基に由来する活性水素であってもよく、その他活性水素含有化合物の活性水素であってもよい。
The equivalent ratio of epoxy groups to active hydrogens in the epoxy compound (number of epoxy groups/number of active hydrogens) is often 0.03 to 33, preferably 0.4 to 2.5, more preferably 0.6 to 1.5, and even more preferably 0.8 to 1.3.
The active hydrogen may be an active hydrogen derived from a phenolic hydroxyl group, or may be an active hydrogen of another active hydrogen-containing compound.
フェノール化合物に含まれる合計の水酸基(好ましくはフェノール性水酸基)の数に対する、エポキシ化合物に含まれる合計のエポキシ基の数の比(エポキシ基の数/水酸基の数)は、1.1~3.0が好ましく、1.2~2.0がより好ましく、1.3~1.8が更に好ましい。
また、特に、硬化性組成物が上記マレイミド化合物を含む場合において、上記比が、上記範囲内になることが好ましい。
上記比が所定値以上であれば、硬化性組成物から形成される半硬化膜に柔軟性が導入されて保存安定性が向上し、形成してから一定時間経過した後でも上記半硬化膜のハンドリング性が良好になる。上記比が所定値以下であれば、硬化性組成物から形成される熱伝導材料の耐熱性がより優れる。このような改善効果は、硬化性組成物が後述のマレイミド化合物を含む場合において特に顕著である。
The ratio of the total number of epoxy groups contained in the epoxy compound to the total number of hydroxyl groups (preferably phenolic hydroxyl groups) contained in the phenol compound (number of epoxy groups/number of hydroxyl groups) is preferably 1.1 to 3.0, more preferably 1.2 to 2.0, and even more preferably 1.3 to 1.8.
In particular, when the curable composition contains the maleimide compound, the ratio preferably falls within the above range.
When the ratio is equal to or greater than a predetermined value, flexibility is introduced into the semi-cured film formed from the curable composition, improving storage stability, and the semi-cured film has good handleability even after a certain period of time has passed since its formation. When the ratio is equal to or less than a predetermined value, the heat resistance of the thermal conductive material formed from the curable composition is superior. Such an improvement effect is particularly remarkable when the curable composition contains a maleimide compound described below.
〔無機物粒子〕
硬化性組成物は、無機窒化物粒子及び無機酸化物粒子からなる群から選択される無機物粒子を含む。
[Inorganic particles]
The curable composition comprises inorganic particles selected from the group consisting of inorganic nitride particles and inorganic oxide particles.
無機窒化物としては、例えば、窒化ホウ素(BN)、窒化炭素(C3N4)、窒化ケイ素(Si3N4)、窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化クロム(Cr2N)、窒化銅(Cu3N)、窒化鉄(Fe4N)、窒化鉄(Fe3N)、窒化ランタン(LaN)、窒化リチウム(Li3N)、窒化マグネシウム(Mg3N2)、窒化モリブデン(Mo2N)、窒化ニオブ(NbN)、窒化タンタル(TaN)、窒化チタン(TiN)、窒化タングステン(W2N)、窒化タングステン(WN2)、窒化イットリウム(YN)、及び窒化ジルコニウム(ZrN)が挙げられる。
なかでも、無機窒化物粒子は、熱伝導性に優れることが好ましい。熱伝導性に優れる無機窒化物粒子を構成する材料としては、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、及び、窒化ホウ素(BN)が挙げられ、窒化ホウ素が好ましい。
Examples of inorganic nitrides include boron nitride (BN), carbon nitride ( C3N4 ), silicon nitride ( Si3N4 ), gallium nitride (GaN), indium nitride (InN), aluminum nitride (AlN), chromium nitride ( Cr2N ), copper nitride ( Cu3N ), iron nitride ( Fe4N ), iron nitride ( Fe3N ), lanthanum nitride (LaN), lithium nitride ( Li3N ), magnesium nitride ( Mg3N2 ), molybdenum nitride ( Mo2N ), niobium nitride (NbN), tantalum nitride (TaN), titanium nitride (TiN), tungsten nitride ( W2N ) , tungsten nitride ( WN2 ), yttrium nitride (YN), and zirconium nitride (ZrN).
Among these, inorganic nitride particles are preferred because of their excellent thermal conductivity. Materials constituting inorganic nitride particles with excellent thermal conductivity include, for example, aluminum nitride (AlN) and boron nitride (BN), with boron nitride being preferred.
無機酸化物としては、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化チタン(TiO2)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化鉄(Fe2O3、FeO、Fe3O4)、酸化銅(CuO、Cu2O)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化モリブデン(MoO3)、酸化インジウム(In2O3、In2O)、酸化スズ(SnO2)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化タングステン(WO3、W2O5)、酸化鉛(PbO、PbO2)、酸化ビスマス(Bi2O3)、酸化セリウム(CeO2、Ce2O3)、酸化アンチモン(Sb2O3、Sb2O5)、酸化ゲルマニウム(GeO2、GeO)、酸化ランタン(La2O3)、及び酸化ルテニウム(RuO2)が挙げられる。無機酸化物は、非酸化物として用意された金属が、環境下等で酸化して生じている酸化物であってもよい。
なかでも、無機酸化物粒子は、熱伝導性に優れることが好ましい。熱伝導性に優れる無機酸化物粒子を構成する材料としては、例えば、酸化ケイ素(シリカ、SiO2)、及び、酸化アルミニウム(アルミナ、Al2O3)が挙げられ、アルミナが好ましい。
無機物粒子としては、本発明の効果がより優れる点で、無機窒化物粒子を含むのが好ましく、窒化ホウ素粒子を含むのがより好ましい。
Examples of inorganic oxides include zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 , FeO, Fe 3 O 4 ), copper oxide (CuO, Cu 2 O), zinc oxide (ZnO), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), molybdenum oxide (MoO 3 ), indium oxide (In 2 O 3 , In 2 O ), tin oxide (SnO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), tungsten oxide (WO 3 , W 2 O 5 ), lead oxide (PbO, PbO 2 ), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), cerium oxide (CeO 2 , Ce 2 O 5 ), and the like. Examples of inorganic oxides include antimony oxide (Sb2O3 , Sb2O5 ) , germanium oxide ( GeO2 , GeO), lanthanum oxide ( La2O3 ), and ruthenium oxide ( RuO2 ). The inorganic oxide may be an oxide produced by oxidizing a metal prepared as a non-oxide under environmental conditions.
In particular, inorganic oxide particles having excellent thermal conductivity are preferred. Examples of materials constituting inorganic oxide particles having excellent thermal conductivity include silicon oxide (silica, SiO 2 ) and aluminum oxide (alumina, Al 2 O 3 ), with alumina being preferred.
The inorganic particles preferably contain inorganic nitride particles, and more preferably contain boron nitride particles, in that the effects of the present invention are more excellent.
無機物粒子の粒径D50は、10μm以上の場合が多く、20μm以上が好ましく、30μm以上がより好ましい。上限は、500μm以下が好ましく、300μm以下がより好ましく、200μm以下が更に好ましく、100μm以下が特に好ましい。
なお、D50は、メジアン径を意味し、例えば、マスターサイザー2000(Malvern Panalytical社製)を用いて測定できる。また、市販品の無機物粒子を用いる場合、カタログ値に記載のメジアン径を採用できる。更に、メジアン径は、電子顕微鏡(例えば、走査電子顕微鏡及び透過電子顕微鏡等)を用いて、任意の100個を選択して、それぞれの粒径を測定し、頻度分布から求めることができる。なお、無機物粒子が球状ではない場合、無機物粒子の最長径を粒径としてメジアン径が求められる。
The particle size D50 of the inorganic particles is often 10 μm or more, preferably 20 μm or more, and more preferably 30 μm or more. The upper limit is preferably 500 μm or less, more preferably 300 μm or less, even more preferably 200 μm or less, and particularly preferably 100 μm or less.
D50 means the median diameter and can be measured, for example, using a Mastersizer 2000 (manufactured by Malvern Panalytical). When commercially available inorganic particles are used, the median diameter listed in the catalog value can be used. Furthermore, the median diameter can be determined by measuring the particle size of 100 particles selected arbitrarily using an electron microscope (e.g., a scanning electron microscope or a transmission electron microscope), and then determining the frequency distribution. When the inorganic particles are not spherical, the median diameter is determined by using the longest diameter of the inorganic particles as the particle size.
無機物粒子の形状としては、米粒状、球形状、立方体状、紡錘形状、鱗片状、凝集状(凝集体)、及び不定形状が挙げられ、凝集体が好ましい。無機物粒子は、無機窒化物粒子(より好ましくは窒化ホウ素粒子)の凝集体であることも好ましい。 The inorganic particles may be shaped like rice grains, spheres, cubes, spindles, scales, aggregates (aggregates), or irregular shapes, with aggregates being preferred. It is also preferred that the inorganic particles be aggregates of inorganic nitride particles (more preferably boron nitride particles).
無機物粒子は、表面処理されていることが好ましい。
表面処理としては、例えば、プラズマ処理(例えば、真空プラズマ処理、大気圧プラズマ処理、及びアクアプラズマ処理等)、紫外線照射処理、コロナ処理、電子線照射処理、オゾン処理、焼成処理、火炎処理、及び酸化剤処理が挙げられる。上記酸化剤処理は、酸性条件及び塩基性条件(例えば、pH12~14等)のいずれで行ってもよい。
なかでも、表面処理としては、塩基性条件で実施する酸化剤処理が好ましい。
表面処理により無機物粒子の表面に官能基が導入され、無機物粒子が硬化性組成物に配合され得る他の成分(例えば、エポキシ化合物、フェノール化合物、マレイミド化合物、及び、無機物粒子の表面修飾剤であるアルコキシシリル基含有化合物等)と相互作用しやすくなり、熱伝導性がより優れると考えられる。
The inorganic particles are preferably surface-treated.
Examples of surface treatments include plasma treatments (e.g., vacuum plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, aqua plasma treatment, etc.), ultraviolet irradiation treatment, corona treatment, electron beam irradiation treatment, ozone treatment, baking treatment, flame treatment, and oxidizing agent treatment. The oxidizing agent treatment may be carried out under either acidic or basic conditions (e.g., pH 12 to 14, etc.).
Among these, the surface treatment is preferably an oxidizing agent treatment carried out under basic conditions.
The surface treatment introduces functional groups onto the surfaces of the inorganic particles, which is thought to facilitate interaction of the inorganic particles with other components that may be incorporated into the curable composition (e.g., epoxy compounds, phenolic compounds, maleimide compounds, and alkoxysilyl group-containing compounds that are surface modifiers for inorganic particles), resulting in better thermal conductivity.
無機物粒子は、1種単独又は2種以上を用いてもよい。
無機物粒子の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましく、70質量%以上が特に好ましい。上限は、100質量%未満が好ましく、95質量%以下がより好ましく、85質量%以下が更に好ましい。
The inorganic particles may be used alone or in combination of two or more kinds.
The content of the inorganic particles is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, even more preferably 60% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass or more, based on the total solid content of the curable composition. The upper limit is preferably less than 100% by mass, more preferably 95% by mass or less, and even more preferably 85% by mass or less.
〔硬化促進剤〕
硬化性組成物は、硬化促進剤を含むことも好ましい。
硬化促進剤としては、エポキシ化合物の硬化促進剤として知られる公知の化合物を使用できる。硬化促進剤としては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、式(P1)で表される化合物及び式(P2)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、式(P3)で表される化合物を含むことがより好ましい。
硬化促進剤に含まれる化合物に光学異性体が存在する場合、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体を混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)は90以上が好ましく、95以上がより好ましい。なお、下記に示す式(P1)~(P3)においても同様に、光学異性体が存在する場合、いずれの光学異性体が含まれてもよい。
[Curing accelerator]
The curable composition also preferably contains a curing accelerator.
As the curing accelerator, a known compound known as a curing accelerator for epoxy compounds can be used. Among them, the curing accelerator preferably contains at least one selected from the group consisting of the compound represented by formula (P1) and the compound represented by formula (P2), and more preferably contains the compound represented by formula (P3), in terms of more excellent effects of the present invention.
When optical isomers exist in the compound contained in the curing accelerator, any of the optical isomers may be used. Furthermore, one type of optical isomer may be used alone, or multiple optical isomers may be used in combination. When one type of optical isomer is primarily used, its optical purity (ee) is preferably 90 or more, more preferably 95 or more. Similarly, when optical isomers exist in the formulae (P1) to (P3) shown below, any of the optical isomers may be included.
式(P1)中、Lpは、単結合又は2価の連結基を表す。
上記2価の連結基としては、例えば、エーテル基(-O-)、カルボニル基(-CO-)、エステル基(-COO-)、チオエーテル基(-S-)、-SO2-、-NR-(Rは、水素原子又はアルキル基を表す。)、2価の脂肪族炭化水素基(例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基(-CH=CH-等)、アルキニレン基(-C≡C-等))、2価の芳香環基(例えば、アリーレン基及びヘテロアリーレン基等)、並びに、これらを組み合わせた基が挙げられる。上記2価の連結基は、更に置換基を有していてもよい。上記置換基としては、上記置換基群Yで例示される置換基が挙げられる。
上記アリーレン基は、単環でも多環でもよく、炭素数は6~25が好ましい。
上記アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基又はビナフチレン基が好ましく、ビナフチレン基がより好ましい。
Lpとしては、2価の脂肪族炭化水素基又は2価の芳香環基が好ましく、アルキレン基又はアリーレン基がより好ましい。
In formula (P1), Lp represents a single bond or a divalent linking group.
Examples of the divalent linking group include an ether group (-O-), a carbonyl group (-CO-), an ester group (-COO-), a thioether group (-S-), -SO 2 -, -NR- (wherein R represents a hydrogen atom or an alkyl group), a divalent aliphatic hydrocarbon group (for example, an alkylene group, a cycloalkylene group, an alkenylene group (-CH=CH-, etc.), an alkynylene group (-C≡C-, etc.)), a divalent aromatic ring group (for example, an arylene group and a heteroarylene group), and a group formed by combining these. The divalent linking group may further have a substituent. Examples of the substituent include the substituents exemplified in the substituent group Y above.
The arylene group may be monocyclic or polycyclic, and preferably has 6 to 25 carbon atoms.
The arylene group is preferably a phenylene group, a naphthylene group, an anthracenylene group or a binaphthylene group, and more preferably a binaphthylene group.
Lp is preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group or a divalent aromatic ring group, more preferably an alkylene group or an arylene group.
Rp11~Rp14は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいフェニル基を表す。
上記置換基としては、上記置換基群Yで例示される置換基が挙げられ、アルキル基が好ましく、炭素数1~3の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基がより好ましい。
R p11 to R p14 each independently represent a phenyl group which may have a substituent.
Examples of the substituent include the substituents exemplified in the above-mentioned group Y of substituents, and an alkyl group is preferable, and a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is more preferable.
npは、0又は1を表す。npとしては、1が好ましい。 np represents 0 or 1. np is preferably 1.
式(P2)中、Rp21~Rp24は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいフェニル基を表す。
上記置換基としては、上記置換基群Yで例示される置換基が挙げられ、アルキル基が好ましく、炭素数1~3の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基がより好ましい。
In formula (P2), R p21 to R p24 each independently represent a phenyl group which may have a substituent.
Examples of the substituent include the substituents exemplified in the above-mentioned group Y of substituents, and an alkyl group is preferable, and a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is more preferable.
X-は、アニオンを表す。
上記アニオンとしては、例えば、水酸化物イオン、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラフェニルホウ酸イオン、ジシアナミドイオン、アルキルリン酸イオン(例えば、ジエチルリン酸イオン等)、硫酸水素イオン、リン酸二水素イオン、リン酸水素イオン、スルファミン酸イオン、過塩素酸塩イオン、ベンゾトリアゾリドアニオン、及びテトラトリルボラートアニオン(例えば、テトラ-p-トリルボラートアニオン等)が挙げられる。
上記アニオンとしては、テトラトリルボラートアニオンが好ましい。
X − represents an anion.
Examples of the anion include hydroxide ion, fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion, hexafluorophosphate ion, tetrafluoroborate ion, tetraphenylborate ion, dicyanamide ion, alkylphosphate ion (e.g., diethylphosphate ion, etc.), hydrogen sulfate ion, dihydrogen phosphate ion, hydrogen phosphate ion, sulfamate ion, perchlorate ion, benzotriazolide anion, and tetratolylborate anion (e.g., tetra-p-tolylborate anion, etc.).
The anion is preferably a tetratolylborate anion.
式(P3)中、Rp31~Rp34は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいフェニル基を表す。
上記置換基としては、上記置換基群Yで例示される置換基が挙げられ、アルキル基が好ましく、炭素数1~3の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基がより好ましい。
In formula (P3), R p31 to R p34 each independently represent a phenyl group which may have a substituent.
Examples of the substituent include the substituents exemplified in the above-mentioned group Y of substituents, and an alkyl group is preferable, and a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is more preferable.
硬化促進剤の分子量は、200以上の場合が多く、250以上が好ましく、400以上がより好ましく、430以上が更に好ましく、600以上が特に好ましい。上限は、1万以下が好ましく、1,000以下がより好ましく、800以下が更に好ましい。
硬化促進剤の分子量が250以上である場合、高温で加熱処理を施した際に、硬化促進剤自体及び/又は硬化促進剤の熱分解物が揮散することをより抑制でき、ハンダ耐熱性がより優れる。また、硬化促進剤の分子量が1万以下である場合、硬化促進剤として機能しやすい。
The molecular weight of the curing accelerator is often 200 or more, preferably 250 or more, more preferably 400 or more, even more preferably 430 or more, and particularly preferably 600 or more. The upper limit is preferably 10,000 or less, more preferably 1,000 or less, and even more preferably 800 or less.
When the molecular weight of the curing accelerator is 250 or more, the vaporization of the curing accelerator itself and/or its thermal decomposition products can be more effectively suppressed when subjected to heat treatment at high temperatures, resulting in better solder heat resistance. Also, when the molecular weight of the curing accelerator is 10,000 or less, it is easy to function as a curing accelerator.
硬化促進剤は、本発明の効果がより優れる点から、リン原子を含む化合物を含むことが好ましく、ホスホニウム塩を含むことも好ましい。硬化促進剤は、リン原子を含む化合物又はホスホニウム塩そのものであってもよい。硬化促進剤としてホスホニウム塩を使用すると、硬化性組成物から形成された半硬化膜の保存安定性も良好になる。
リン原子を含む化合物又はホスホニウム塩の含有量は、硬化促進剤の全質量に対して、10~100質量%が好ましく、50~100質量%がより好ましく、80~100質量%が更に好ましい。
In order to obtain better effects of the present invention, the curing accelerator preferably contains a compound containing a phosphorus atom, and also preferably contains a phosphonium salt. The curing accelerator may be a compound containing a phosphorus atom or a phosphonium salt itself. When a phosphonium salt is used as the curing accelerator, the storage stability of the semi-cured film formed from the curable composition is also improved.
The content of the phosphorus atom-containing compound or phosphonium salt is preferably from 10 to 100 mass %, more preferably from 50 to 100 mass %, and even more preferably from 80 to 100 mass %, based on the total mass of the curing accelerator.
硬化促進剤は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
硬化促進剤の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、0.002質量%以上が好ましく、0.02質量%以上がより好ましく、0.07質量%以上が更に好ましい。上限は、硬化性組成物の全固形分に対して、5質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましく、1質量%以下が更に好ましい。
硬化促進剤の含有量は、全エポキシ化合物に対して、0.01質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましく、0.10質量%以上が更に好ましい。上限は、全エポキシ化合物に対して、40質量%以下が好ましく、12質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
The curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.
The content of the curing accelerator is preferably 0.002% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, and even more preferably 0.07% by mass or more, based on the total solid content of the curable composition, and the upper limit is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less, based on the total solid content of the curable composition.
The content of the curing accelerator is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and even more preferably 0.10% by mass or more, based on the total amount of epoxy compounds. The upper limit is preferably 40% by mass or less, more preferably 12% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or less, based on the total amount of epoxy compounds.
〔表面修飾剤〕
硬化性組成物は、無機物粒子の表面修飾剤を含んでいてもよい。
表面修飾剤としては、シランカップリング剤が挙げられ、なかでも、アルコキシシリル基含有化合物(以下「化合物A」ともいう。)、化合物Aの加水分解物、並びに、化合物Aの加水分解縮合物からなる群から選択される少なくとも1種(以下「化合物A等」ともいう。)であるのが好ましい。
[Surface modifier]
The curable composition may contain a surface modifier for the inorganic particles.
Examples of the surface modifier include silane coupling agents, and among these, at least one selected from the group consisting of an alkoxysilyl group-containing compound (hereinafter also referred to as "compound A"), a hydrolyzate of compound A, and a hydrolysis condensate of compound A (hereinafter also referred to as "compound A, etc.") is preferred.
表面修飾剤が硬化性組成物へ導入される形態としては特に制限されず、表面修飾剤によって表面修飾された無機物粒子を導入する形態であってもよいし、無機物粒子と上述の表面修飾剤とを各々導入する形態であってもよい。
硬化性組成物が、表面修飾剤によって表面修飾された無機物粒子を含む場合、硬化性組成物中における無機物粒子の含有量に対する表面修飾剤の含有量の比は、0.01~10質量%が好ましく、0.02~5質量%がより好ましく、0.05~3質量%が更に好ましい。また、硬化性組成物が、無機物粒子と上述の表面修飾剤とを各々含む場合、硬化性組成物中における無機物粒子の含有量に対する表面修飾剤の含有量の比は、0.01~10質量%が好ましく、0.02~5質量%がより好ましく、0.05~3質量%が更に好ましい。
The form in which the surface modifier is introduced into the curable composition is not particularly limited, and may be a form in which inorganic particles surface-modified with a surface modifier are introduced, or a form in which both the inorganic particles and the above-mentioned surface modifier are introduced.
When the curable composition contains inorganic particles surface-modified with a surface modifier, the ratio of the content of the surface modifier to the content of the inorganic particles in the curable composition is preferably 0.01 to 10 mass%, more preferably 0.02 to 5 mass%, and even more preferably 0.05 to 3 mass%. When the curable composition contains both inorganic particles and the above-mentioned surface modifier, the ratio of the content of the surface modifier to the content of the inorganic particles in the curable composition is preferably 0.01 to 10 mass%, more preferably 0.02 to 5 mass%, and even more preferably 0.05 to 3 mass%.
なお、表面修飾剤によって表面修飾された無機物粒子とは、無機物粒子の表面の少なくとも一部が、表面修飾剤で覆われていることをいう。無機物粒子の表面の少なくとも一部は、化学結合又は物理的結合(非化学結合)を介して、表面修飾剤で覆われているのが好ましく、無機物粒子の表面の少なくとも一部は、化学結合を介して表面修飾剤により覆われているのがより好ましく、「-Si-O-」の結合を介して表面修飾剤により覆われていることが更に好ましい。
表面修飾剤によって表面修飾された無機物粒子としては、なかでも、表面修飾窒化ホウ素粒子であるのが好ましい。なお、表面修飾窒化ホウ素粒子は、窒化ホウ素粒子と、窒化ホウ素粒子の表面を表面修飾する表面修飾剤とから構成された粒子である。
また、硬化性組成物中に無機物粒子と上述の表面修飾剤とを各々導入する形態の場合、硬化性組成物を用いて熱伝導材料を形成する際に、表面修飾剤が無機物粒子の表面を覆い、熱伝導材料中での無機物粒子の分散性を高め得る。
The term "inorganic particles surface-modified with a surface modifier" refers to inorganic particles whose surfaces are at least partially covered with the surface modifier. At least a portion of the inorganic particle surface is preferably covered with the surface modifier via a chemical bond or a physical bond (non-chemical bond), more preferably via a chemical bond, and even more preferably via a "-Si-O-" bond.
Among inorganic particles surface-modified with a surface modifier, surface-modified boron nitride particles are preferred. The surface-modified boron nitride particles are particles composed of boron nitride particles and a surface modifier that modifies the surfaces of the boron nitride particles.
Furthermore, in the case where inorganic particles and the above-mentioned surface modifier are each introduced into the curable composition, when a thermally conductive material is formed using the curable composition, the surface modifier covers the surfaces of the inorganic particles, thereby increasing the dispersibility of the inorganic particles in the thermally conductive material.
以下において、化合物Aについて説明する。
化合物Aは、アルコキシシリル基を含む。アルコキシシリル基とは、下記式(x)で表される基であるのが好ましい。
Compound A will be described below.
Compound A contains an alkoxysilyl group. The alkoxysilyl group is preferably a group represented by the following formula (x):
式(x)中、*は、結合位置を表す。
式(x)中、Rx1、Rx2、及びRx3は、それぞれ独立に、アルコキシ基、ヒドロキシ基又はアルキル基を表す。ただし、Rx1、Rx2、及びRx3の少なくとも1つはアルコキシ基を表す。
上記Rx1、Rx2、及びRx3が表すアルコキシ基が有するアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよいが、直鎖状が好ましい。また、アルコキシ基が有するアルキル基は、置換基を有していてもよいが、無置換のアルキル基が好ましい。アルコキシ基が有するアルキル基の炭素数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1又は2が更に好ましい。すなわち、Rx1、Rx2、及びRx3が表すアルコキシ基は、メトキシ基又はエトキシ基が好ましい。
上記Rx1、Rx2、及びRx3が表すアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよいが、直鎖状が好ましい。また、Rx1、Rx2、及びRx3が表すアルキル基は、置換基を有していてもよいが、無置換のアルキル基が好ましい。Rx1、Rx2、及びRx3が表すアルキル基の炭素数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
In formula (x), * represents a bonding position.
In formula (x), R x1 , R x2 , and R x3 each independently represent an alkoxy group, a hydroxy group, or an alkyl group, provided that at least one of R x1 , R x2 , and R x3 represents an alkoxy group.
The alkyl group contained in the alkoxy group represented by R x1 , R x2 , and R x3 may be linear or branched, but is preferably linear. The alkyl group contained in the alkoxy group may have a substituent, but is preferably an unsubstituted alkyl group. The number of carbon atoms contained in the alkyl group contained in the alkoxy group is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2. That is, the alkoxy group represented by R x1 , R x2 , and R x3 is preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The alkyl groups represented by R x1 , R x2 , and R x3 may be linear or branched, but are preferably linear. The alkyl groups represented by R x1 , R x2 , and R x3 may have a substituent, but are preferably unsubstituted. The number of carbon atoms in the alkyl groups represented by R x1 , R x2 , and R x3 is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2.
Xaが表すアルコキシシリル基の好ましい態様としては、Rx1、Rx2、及びRx3の全てがアルコキシ基である態様が挙げられ、Rx1、Rx2、及びRx3の全てがメトキシ基であるか、エトキシ基である態様が好ましい。 A preferred embodiment of the alkoxysilyl group represented by Xa is an embodiment in which all of R x1 , R x2 , and R x3 are alkoxy groups, and a preferred embodiment is an embodiment in which all of R x1 , R x2 , and R x3 are methoxy groups or ethoxy groups.
化合物A中、アルコキシシリル基の個数は特に制限されず、1個以上であればよい。
化合物Aとしては、公知の化合物を使用できる。アルコキシシリル基を1個有する化合物Aとしては、例えば、信越シリコーン社製の「X-12-967C」、及び、四国化成社製の「VD-5」等が好適に使用できる。また、アルコキシシリル基を2個以上有する化合物Aとしては、例えば、後述する化合物AXを使用できる。
以下、化合物AX、並びに、化合物AXの加水分解物、及び、化合物AXの加水分解縮合物について説明する。なお、以下において、化合物AX、化合物AXの加水分解物、及び、化合物AXの加水分解縮合物から選ばれる1種以上を化合物AX等という場合もある。
The number of alkoxysilyl groups in Compound A is not particularly limited, as long as it is one or more.
Known compounds can be used as compound A. Suitable examples of compound A having one alkoxysilyl group include "X-12-967C" manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. and "VD-5" manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd. Furthermore, suitable examples of compound A having two or more alkoxysilyl groups include compound AX, which will be described later.
Compound AX, as well as a hydrolysate of compound AX and a hydrolyzed condensate of compound AX will be described below. Note that, hereinafter, one or more selected from compound AX, a hydrolyzate of compound AX and a hydrolyzed condensate of compound AX may be referred to as compound AX, etc.
<化合物AX、化合物AXの加水分解物、化合物AXの加水分解縮合物>
(化合物AX)
化合物AXは、ポリマー鎖及び2以上のアルコキシシリル基を有する化合物である。
化合物AXは、ポリマー鎖及び2以上のアルコキシシリル基を有していれば特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、下記式(a)で表される化合物が好ましい。
<Compound AX, hydrolysate of compound AX, hydrolysis condensate of compound AX>
(Compound AX)
The compound AX is a compound having a polymer chain and two or more alkoxysilyl groups.
The compound AX is not particularly limited as long as it has a polymer chain and two or more alkoxysilyl groups, but a compound represented by the following formula (a) is preferred in terms of achieving better effects of the present invention.
式(a)中、Yaは、ポリマー鎖を表す。
Yaが表すポリマー鎖は、特に制限されないが、ビニル系ポリマー、エステル系ポリマー、エーテル系ポリマー、ウレタン系ポリマー、アミド系ポリマー、エポキシ系ポリマー、及びシリコーン系ポリマー等が挙げられる。
ポリマー鎖は、ポリマー鎖の主鎖に炭素原子を含むことが好ましい。また、ポリマー鎖の主鎖の炭素原子数が、ポリマー鎖の主鎖を構成する全原子に対して30%以上が好ましく、50%以上がより好ましく、70%以上が更に好ましい。上限は100%が挙げられ、100%であってもよい。なお、上記主鎖とは、ポリマー鎖のうち相対的に最も長い結合鎖をいう。
In formula (a), Ya represents a polymer chain.
The polymer chain represented by Ya is not particularly limited, but examples thereof include vinyl polymers, ester polymers, ether polymers, urethane polymers, amide polymers, epoxy polymers, and silicone polymers.
The polymer chain preferably contains carbon atoms in the main chain of the polymer chain. The number of carbon atoms in the main chain of the polymer chain is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, and even more preferably 70% or more, based on the total atoms constituting the main chain of the polymer chain. The upper limit can be 100%, and may be 100%. The main chain refers to the relatively longest bond chain in the polymer chain.
上記Yaで表されるポリマー鎖は、下記式(y)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。 The polymer chain represented by Ya above preferably has a repeating unit represented by the following formula (y):
式(y)中、Ry1、Ry2、及びRy3は、それぞれ独立に水素原子又は1価の置換基を表す。
Ry1、Ry2、及びRy3が表す置換基としては、例えば、上述した置換基群Yから選択される基が挙げられ、具体的には、炭素数1~3の更に置換基を有していてもよいアルキル基、ハロゲン原子、及び、ヒドロキシ基が挙げられる。
炭素数1~3の更に置換基を有していてもよいアルキル基は、無置換の炭素数1~3アルキル基が好ましく、メチル基が好ましい。
なかでも、Ry1及びRy2が水素原子を表し、Ry3が水素原子又は炭素数1~3の更に置換基を有していてもよいアルキル基(好ましくはメチル基)を表すことが好ましい。
In formula (y), R y1 , R y2 , and R y3 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent substituent.
Examples of the substituents represented by R y1 , R y2 , and R y3 include groups selected from the above-mentioned substituent group Y, and specific examples include alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms which may further have a substituent, halogen atoms, and hydroxy groups.
The alkyl group having 1 to 3 carbon atoms which may further have a substituent is preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a methyl group.
Among these, it is preferable that R y1 and R y2 represent a hydrogen atom, and R y3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms (preferably a methyl group) which may further have a substituent.
式(y)中、Ly1は、単結合又は2価の連結基を表す。
Ly1が表す2価の連結基としては、例えば、エーテル基(-O-)、カルボニル基(-CO-)、エステル基(-COO-)、チオエーテル基(-S-)、-SO2-、-NRT-(RTは、水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。)、-CONRT-、2価の置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基(例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基(-CH=CH-等)、及びアルキニレン基(-C≡C-等)等)、2価の置換基を有していてもよい芳香環基(例えば、アリーレン基及びヘテロアリーレン基等)、並びに、これらを組み合わせた基が挙げられる。2価の置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基、及び、2価の置換基を有していてもよい芳香環基の置換基としては、上述した置換基群Yから選択される基が挙げられる。
なかでも、-O-、-S-、-COO-、-NRT-、-CONRT-、アルキレン基、フェニレン基、又は、これらを2種以上組み合わせた基が好ましい。RTは、水素原子、メチル基、又は、エチル基が好ましい。
上記2種以上を組み合わせた基としては、例えば、-COO-アルキレン基-、-COO-アルキレン基-LT1-アルキレン基-(LT1は-O-、-COO-、及び-OCO-のいずれかを表す。)、-COO-アルキレン基-LT1-アルキレン基-S-、-COO-(CH2-CH2-O-)k(kは1~10で表される整数)、-COO-アルキレン基-OCO-、-COO-アルキレン基-COO-、及び、-CONRT-LT2-(LT2はアルキレン基又はフェニレン基を表す。)等が挙げられる。
In formula (y), L y1 represents a single bond or a divalent linking group.
Examples of the divalent linking group represented by L y1 include an ether group (-O-), a carbonyl group (-CO-), an ester group (-COO-), a thioether group (-S-), -SO 2 -, -NR T - (R T represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group), -CONR T -, an aliphatic hydrocarbon group which may have a divalent substituent (for example, an alkylene group, a cycloalkylene group, an alkenylene group (-CH=CH-, etc.), and an alkynylene group (-C≡C-, etc.)), an aromatic ring group which may have a divalent substituent (for example, an arylene group and a heteroarylene group), and groups combining these. Examples of the aliphatic hydrocarbon group which may have a divalent substituent and the substituent of the aromatic ring group which may have a divalent substituent include groups selected from the above-mentioned substituent group Y.
Of these, —O—, —S—, —COO—, —NR T —, —CONR T —, an alkylene group, a phenylene group, or a group formed by combining two or more of these is preferred. R T is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
Examples of groups combining two or more of the above include -COO-alkylene group-, -COO-alkylene group-L T1 -alkylene group- (L T1 represents any of -O-, -COO-, and -OCO-), -COO-alkylene group-L T1 -alkylene group-S-, -COO-(CH 2 -CH 2 -O-) k (k is an integer of 1 to 10), -COO-alkylene group-OCO-, -COO-alkylene group-COO-, and -CONR T -L T2 - (L T2 represents an alkylene group or a phenylene group).
式(y)中、Zyは、1価の置換基を表す。1価の置換基としては、例えば、上述した置換基群Yから選択される基が挙げられる。
Zyで表される好ましい基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、芳香環基、エポキシ基(オキシラニル基)、ヒドロキシ基、カルボキシ基、及び、アミノ基が挙げられる。
Zyで表される基は、アクリロイル基、メタクリロイル基、オキシラニル基、及び、ビニル基等の重合反応が進行し得る重合性基も好ましい。重合性基としては、オキシラニル基が好ましい。
アルキル基及びアルコキシ基中のアルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、環状であってもよい。アルキル基及びアルコキシ基中のアルキル基の炭素数は特に制限されず、1~10が好ましく、1~5がより好ましい。
芳香環基としては、芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が挙げられる。
芳香族炭化水素基を構成する環としては、ベンゼン環、及び、ナフタレン環が挙げられる。
芳香族複素環基を構成する環としては、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、チオフェン環、ピリジン環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環、及び、ベンゾチアゾール環が挙げられる。なかでも、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環、又は、ベンゾチアゾール環が好ましい。
アルキル基、アルコキシ基中のアルキル基、及び、芳香環基は、更に1価の置換基を有していてもよい。1価の置換基としては、上述した置換基群Yから選択される基が挙げられる。
芳香環基は、芳香族炭化水素基が好ましく、ピール強度に優れる点で、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環、又は、ベンゾチアゾール環がより好ましい。
In formula (y), Zy represents a monovalent substituent. Examples of the monovalent substituent include groups selected from the above-mentioned group Y of substituents.
Preferred examples of the group represented by Zy include an alkyl group, an alkoxy group, an aromatic ring group, an epoxy group (oxiranyl group), a hydroxy group, a carboxy group, and an amino group.
The group represented by Zy is preferably a polymerizable group capable of undergoing a polymerization reaction, such as an acryloyl group, a methacryloyl group, an oxiranyl group, or a vinyl group. The polymerizable group is preferably an oxiranyl group.
The alkyl group in the alkyl group and alkoxy group may be linear, branched, or cyclic. The number of carbon atoms in the alkyl group and alkoxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 5.
The aromatic ring group includes an aromatic hydrocarbon group and an aromatic heterocyclic group.
Examples of the ring constituting the aromatic hydrocarbon group include a benzene ring and a naphthalene ring.
Examples of rings constituting the aromatic heterocyclic group include a furan ring, a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, a triazole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a benzimidazole ring, a benzotriazole ring, and a benzothiazole ring. Of these, a benzimidazole ring, a benzotriazole ring, or a benzothiazole ring is preferred.
The alkyl group, the alkyl group in the alkoxy group, and the aromatic ring group may further have a monovalent substituent. Examples of the monovalent substituent include groups selected from the above-mentioned substituent group Y.
The aromatic ring group is preferably an aromatic hydrocarbon group, and is more preferably a benzimidazole ring, a benzotriazole ring, or a benzothiazole ring in terms of excellent peel strength.
式(y)中、Ry2とZyとが結合して環を形成していてもよい。その際、Ly1、Zy、Ry2、式(y)中のRy2と結合する炭素原子、及び、式(y)中のLy1と結合する炭素原子が環を形成する。
Ry2とZyとが結合して環を形成している場合の好ましい態様として、下記式(yy)で表される繰り返し単位が挙げられる。すなわち、式(y)で表される繰り返し単位が、下記式(yy)で表される酸無水物基を有する繰り返し単位であることも好ましい。
In formula (y), R y2 and Z y may be bonded to form a ring, in which case L y1 , Z y , R y2 , the carbon atom bonded to R y2 in formula (y), and the carbon atom bonded to L y1 in formula (y) form the ring.
A preferred embodiment in which R y2 and Z y are bonded to form a ring is a repeating unit represented by the following formula (yy): That is, it is also preferred that the repeating unit represented by formula (y) is a repeating unit having an acid anhydride group represented by the following formula (yy):
式(yy)中、Ry1及びRy3は、それぞれ独立に水素原子又は1価の置換基を表し、その好ましい態様は式(y)の場合と同様である。
上記ポリマー鎖が上記式(yy)で表される酸無水物基を有する繰り返し単位を含む場合、ピール強度に優れるため好ましい。
In formula (yy), R y1 and R y3 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent substituent, and preferred embodiments thereof are the same as those in formula (y).
When the polymer chain contains a repeating unit having an acid anhydride group represented by the formula (yy), peel strength is excellent, which is preferable.
なお、上記Yaで表されるポリマー鎖は、酸無水物基を有する繰り返し単位又は芳香族複素環基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。
酸無水物基を有する繰り返し単位は、繰り返し単位中に酸無水物基(-CO-O-CO-)を有していればよく、例えば、上述した式(yy)で表される酸無水物基を有する繰り返し単位が挙げられる。
芳香族複素環基を有する繰り返し単位は、繰り返し単位中に芳香族複素環基を有していればよく、例えば、式(y)中のZyが芳香族複素環基である繰り返し単位が挙げられる。
上記Yaで表されるポリマー鎖中の繰り返し単位は、1種単独(ホモポリマー鎖)であっても、2種以上(共重合鎖)であってもよい。
The polymer chain represented by Ya preferably has a repeating unit having an acid anhydride group or a repeating unit having an aromatic heterocyclic group.
The repeating unit having an acid anhydride group may be any repeating unit as long as it has an acid anhydride group (—CO—O—CO—) in the repeating unit, and examples thereof include repeating units having an acid anhydride group represented by the above formula (yy).
The repeating unit having an aromatic heterocyclic group may be any repeating unit as long as it contains an aromatic heterocyclic group, and examples thereof include repeating units in which Zy in formula (y) is an aromatic heterocyclic group.
The repeating unit in the polymer chain represented by Ya may be of one type (homopolymer chain) or of two or more types (copolymer chain).
式(a)中、La1及びLa2は、それぞれ独立に単結合又は2価の連結基を表す。
La1及びLa2が表す2価の連結基としては、例えば、エーテル基(-O-)、カルボニル基(-CO-)、エステル基(-COO-)、チオエーテル基(-S-)、-SO2-、-NR-(Rは、水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。)、2価の脂肪族炭化水素基(例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基(-CH=CH-等)、及びアルキニレン基(-C≡C-等)等)、2価の芳香環基(例えば、アリーレン基及びヘテロアリーレン基等)、並びに、これらを組み合わせた基が挙げられる。
La1及びLa2は、-CO-、-O-、-S-、及び、アルキレン基から選択される2つ以上の基を組み合わせてなる基が好ましい。好ましいLa1及びLa2の例としては、-CO-アルキレン基-、-CO-アルキレン基-O-アルキレン基-、-CO-アルキレン基-S-、及び、-CO-アルキレン基-S-アルキレン基-等が挙げられる。
上記アルキレン基は、直鎖状及び分岐鎖状のいずれであってもよい。
上記アルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、1~5がより好ましい。
In formula (a), L a1 and L a2 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
Examples of the divalent linking group represented by L a1 and L a2 include an ether group (-O-), a carbonyl group (-CO-), an ester group (-COO-), a thioether group (-S-), -SO 2 -, -NR- (R represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group), a divalent aliphatic hydrocarbon group (for example, an alkylene group, a cycloalkylene group, an alkenylene group (-CH=CH-, etc.), and an alkynylene group (-C≡C-, etc.)), a divalent aromatic ring group (for example, an arylene group and a heteroarylene group), and a group formed by combining these.
L a1 and L a2 are preferably groups formed by combining two or more groups selected from -CO-, -O-, -S-, and alkylene groups. Preferred examples of L a1 and L a2 include -CO-alkylene group-, -CO-alkylene group-O-alkylene group-, -CO-alkylene group-S-, and -CO-alkylene group-S-alkylene group-.
The alkylene group may be either linear or branched.
The alkylene group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 5 carbon atoms.
式(a)中、naは、1以上の整数を表す。
naは、1~5が好ましく、2~4がより好ましく、2又は3が更に好ましい。
In formula (a), n a represents an integer of 1 or more.
n a is preferably 1 to 5, more preferably 2 to 4, and even more preferably 2 or 3.
式(a)中、maは、2以上の整数を表す。
maは、2~5が好ましく、2~4がより好ましく、ピール強度の点で、3又は4が更に好ましい。
In formula (a), m a represents an integer of 2 or more.
m a is preferably 2 to 5, more preferably 2 to 4, and even more preferably 3 or 4 in terms of peel strength.
式(a)中、Aaは、na+ma価の連結基を表す。
na+maは、3以上であり、3~10が好ましく、4~8がより好ましく、4~6が更に好ましく、6が特に好ましい。
Aaが表すna+ma価の連結基は特に制限されない。
Aaが表すna+ma価の連結基は、環状構造を有していてもよく、環状構造を有さなくてもよい。環状構造は、芳香族環であってもよく、脂環であってもよい。なかでも、Aaが表すna+ma価の連結基は、環状構造を有さないことが好ましい。
環状構造を有さないna+ma価の連結基としては、ポリオールが有するヒドロキシ基から、水素原子を除いてなる連結基が好ましい。上記ポリオールには、エーテル結合(-O-)、又は、アミン結合(-N<)が含まれていてもよい。ポリオールが有するヒドロキシ基の水素原子は、一部が除かれてもよく、すべてが除かれてもよい。ただし、連結基の価数が3以上になるようにする。
ポリオールから誘導される連結基としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、エリトリトール、ペンタエリトリトール、キシリトール、マンニトール、及び、ジペンタエリトリトール等のポリオールが有するヒドロキシ基から水素原子を除いてなる連結基が挙げられる。なかでも、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、又は、ジペンタエリトリトールが有するヒドロキシ基から水素原子を除いてなる連結基が好ましい。
In formula (a), A a represents a linking group having a valence of n a +m a .
n a +m a is 3 or more, preferably 3 to 10, more preferably 4 to 8, even more preferably 4 to 6, and particularly preferably 6.
The n a +m a valent linking group represented by A a is not particularly limited.
The n a +m a -valent linking group represented by A a may have a cyclic structure or may not have a cyclic structure. The cyclic structure may be an aromatic ring or an alicyclic ring. In particular, it is preferable that the n a +m a -valent linking group represented by A a does not have a cyclic structure.
The linking group having a valence of n a +m a and not having a cyclic structure is preferably a linking group obtained by removing a hydrogen atom from a hydroxy group of a polyol. The polyol may contain an ether bond (-O-) or an amine bond (-N<). Some or all of the hydrogen atoms of the hydroxy group of the polyol may be removed. However, the valence of the linking group should be 3 or more.
Examples of linking groups derived from polyols include linking groups obtained by removing a hydrogen atom from a hydroxy group contained in polyols such as glycerin, trimethylolpropane, triethanolamine, erythritol, pentaerythritol, xylitol, mannitol, and dipentaerythritol. Of these, linking groups obtained by removing a hydrogen atom from a hydroxy group contained in trimethylolpropane, pentaerythritol, or dipentaerythritol are preferred.
式(a)中、Xaは、アルコキシシリル基を表す。アルコキシシリル基としては、上述の式(X)で表されるアルコキシシリル基であるのが好ましい。 In formula (a), Xa represents an alkoxysilyl group, and the alkoxysilyl group is preferably an alkoxysilyl group represented by formula (X) above.
化合物AXの重量平均分子量は特に制限されないが、2000~200000が好ましく、5000~100000がより好ましく、10000~50000が更に好ましい。 The weight-average molecular weight of compound AX is not particularly limited, but is preferably 2,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 100,000, and even more preferably 10,000 to 50,000.
(化合物AXの加水分解物)
上記化合物AXが有するアルコキシシリル基は、加水分解して、シラノール基(Si-OH)となりやすい。化合物AXの加水分解物とは、加水分解性基のすべてが加水分解されているもの(完全加水分解物)であっても、加水分解性基の一部が加水分解されているもの(部分加水分解物)であってもよい。つまり、上記加水分解物は、完全加水分解物、部分加水分解物、又は、これらの混合物であってもよい。
シラノール基は、無機物粒子が表面に有するヒドロキシ基等と縮合して、-Si-O-無機物粒子表面の結合を形成しやすい。
(Hydrolysate of Compound AX)
The alkoxysilyl group of the compound AX is likely to be hydrolyzed to form a silanol group (Si—OH). The hydrolyzate of the compound AX may be one in which all of the hydrolyzable groups are hydrolyzed (complete hydrolyzate) or one in which only a portion of the hydrolyzable groups are hydrolyzed (partial hydrolyzate). In other words, the hydrolyzate may be a complete hydrolyzate, a partial hydrolyzate, or a mixture thereof.
The silanol group easily condenses with a hydroxy group or the like present on the surface of the inorganic particle to form a bond of --Si--O--on the surface of the inorganic particle.
(化合物AXの加水分解縮合物)
上記化合物AXの加水分解物は、2分子間でシラノール基同士が脱水縮合して-Si-O-Si-結合を形成し、加水分解縮合物となり得る。化合物AXは、2以上のアルコキシシリル基を有するため、化合物AXの加水分解縮合物であってもシラノール基が残存し、化合物AXの加水分解物と同様に無機物粒子が表面に有するヒドロキシ基等と縮合して、-Si-O-無機物粒子表面の結合を形成しやすい。
(Hydrolyzed condensate of compound AX)
The hydrolyzate of compound AX can be a hydrolysis condensation product in which silanol groups undergo dehydration condensation between two molecules to form an —Si—O—Si— bond. Because compound AX has two or more alkoxysilyl groups, silanol groups remain even in the hydrolysis condensation product of compound AX, and these silanol groups are likely to condense with hydroxy groups or the like present on the surfaces of inorganic particles to form —Si—O— bonds on the surfaces of the inorganic particles, as in the case of the hydrolysis product of compound AX.
〔イオン補足剤〕
硬化性組成物は、イオン捕捉剤を含んでいてもよい。
イオン捕捉剤は、硬化性組成物中又は硬化性組成物を用いて形成される熱伝導材料中においてイオン性の不純物を吸着する。これにより、硬化性組成物中又熱伝導材料が吸湿した場合でも、熱伝導材料の絶縁性をより良好に維持できる。
イオン捕捉剤としては、例えば、上述したような無機系イオン捕捉剤及び有機系イオン捕捉剤が挙げられる。
有機系イオン捕捉剤としては、例えば、トリアジンチオール化合物;トリアジンアミン化合物;ベンゾイミダゾール化合物;ベンゾトリアゾール化合物;アミノトリアゾール化合物;並びに、ビスフェノール系還元剤が挙げられる。
なお、上述の無機物粒子の全部又は一部が、イオン捕捉剤としての機能を兼ねていてもよい。
[Ion scavenger]
The curable composition may also include an ion scavenger.
The ion scavenger adsorbs ionic impurities in the curable composition or in the thermally conductive material formed using the curable composition, thereby enabling the insulating properties of the thermally conductive material to be maintained better even when the curable composition or the thermally conductive material absorbs moisture.
Examples of the ion scavenger include the inorganic ion scavenger and organic ion scavenger as described above.
Examples of organic ion scavengers include triazine thiol compounds, triazine amine compounds, benzimidazole compounds, benzotriazole compounds, aminotriazole compounds, and bisphenol reducing agents.
All or part of the inorganic particles may also function as an ion scavenger.
イオン捕捉剤は、1種単独で用いてもよく2種以上用いてもよい。
硬化性組成物がイオン捕捉剤を含む場合、イオン捕捉剤(無機系イオン捕捉剤及び/又は有機系イオン捕捉剤)の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、0.01~10質量%が好ましく、0.1~20質量%がより好ましく、0.2~10質量%が更に好ましい。
なお、イオン捕捉剤が無機系イオン捕捉剤を含む場合、イオン捕捉剤の一部又は全部が同時に無機物に該当していてもよい。
The ion trapping agent may be used alone or in combination of two or more kinds.
When the curable composition contains an ion scavenger, the content of the ion scavenger (inorganic ion scavenger and/or organic ion scavenger) is preferably 0.01 to 10 mass%, more preferably 0.1 to 20 mass%, and even more preferably 0.2 to 10 mass%, based on the total solid content of the curable composition.
When the ion scavenger contains an inorganic ion scavenger, part or all of the ion scavenger may simultaneously fall under the category of inorganic substances.
〔酸無水物〕
硬化性組成物は、酸無水物を含んでいてもよい。
酸無水物は、1個以上の酸無水物基(-CO-O-CO-で表される基)を有する化合物である。但し、酸無水物は、上記化合物A等とは異なる化合物である。
[Acid anhydride]
The curable composition may include an acid anhydride.
An acid anhydride is a compound having one or more acid anhydride groups (groups represented by —CO—O—CO—). However, the acid anhydride is a compound different from the above-mentioned compound A and the like.
酸無水物が有する酸無水物基の数は、1以上であり、2以上が好ましく、3以上がより好ましい。上記数の上限としては、例えば、1000以下である。
酸無水物の分子量(分子量分布がある場合は重量平均分子量)は、100以上が好ましく、2,000以上がより好ましく、6,000以上が更に好ましい。上記分子量の上限は、100,000以下が好ましく、30,000以下がより好ましく、17,000以下が更に好ましい。
酸無水物は、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
低分子化合物である酸無水物としては、例えば、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸、及び、無水トリメリット酸が挙げられる。
高分子化合物である酸無水物において、酸無水物基は、主鎖に組み込まれて存在していてもよく、側鎖に存在していてもよい。なお、例えば、上記高分子化合物がマレイン酸に基づく繰り返し単位を有する場合、上記繰り返し単位に含まれる酸無水物基は、主鎖に組み込まれているものとする。
The number of acid anhydride groups in the acid anhydride is 1 or more, preferably 2 or more, and more preferably 3 or more. The upper limit of the number is, for example, 1,000 or less.
The molecular weight of the acid anhydride (weight average molecular weight when there is a molecular weight distribution) is preferably 100 or more, more preferably 2,000 or more, and even more preferably 6,000 or more. The upper limit of the molecular weight is preferably 100,000 or less, more preferably 30,000 or less, and even more preferably 17,000 or less.
The acid anhydride may be a low molecular weight compound or a high molecular weight compound.
Examples of acid anhydrides that are low molecular weight compounds include maleic anhydride, phthalic anhydride, pyromellitic anhydride, and trimellitic anhydride.
In the acid anhydride polymer compound, the acid anhydride group may be incorporated into the main chain or may be present in a side chain. For example, when the polymer compound has a repeating unit based on maleic acid, the acid anhydride group contained in the repeating unit is considered to be incorporated into the main chain.
酸無水物は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
酸無水物の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、0.01~40質量%が好ましく、0.1~10質量%がより好ましく、0.6~5質量%が更に好ましい。
酸無水物の含有量は、エポキシ化合物とフェノール化合物との合計含有量に対して、0.1~100質量%が好ましく、1~70質量%がより好ましく、5~60質量%が更に好ましい。
The acid anhydrides may be used alone or in combination of two or more.
The content of the acid anhydride is preferably from 0.01 to 40 mass %, more preferably from 0.1 to 10 mass %, and even more preferably from 0.6 to 5 mass %, based on the total solid content of the curable composition.
The content of the acid anhydride is preferably from 0.1 to 100% by mass, more preferably from 1 to 70% by mass, and even more preferably from 5 to 60% by mass, based on the total content of the epoxy compound and the phenol compound.
〔溶媒〕
硬化性組成物は、更に溶媒を含んでいてもよい。
溶媒の種類は、有機溶媒であることが好ましい。有機溶媒としては、例えば、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ジクロロメタン、及びテトラヒドロフランが挙げられる。
硬化性組成物が溶媒を含む場合、溶媒の含有量は、硬化性組成物の固形分濃度を、20~90質量%とする量が好ましく、30~85質量%とする量がより好ましく、50~80質量%とする量が更に好ましい。
溶媒の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、10~80質量%が好ましく、15~70質量%がより好ましく、20~50質量%が更に好ましい。
〔solvent〕
The curable composition may further comprise a solvent.
The solvent is preferably an organic solvent, such as cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, dichloromethane, and tetrahydrofuran.
When the curable composition contains a solvent, the content of the solvent is preferably an amount that makes the solid content concentration of the curable composition 20 to 90 mass %, more ...
The content of the solvent is preferably from 10 to 80 mass %, more preferably from 15 to 70 mass %, and even more preferably from 20 to 50 mass %, based on the total mass of the curable composition.
〔その他成分〕
硬化性組成物は、上記各成分以外に、その他成分を含んでいてもよい。
[Other ingredients]
The curable composition may contain other components in addition to the above components.
[硬化性組成物の製造方法]
硬化性組成物の製造方法は、公知の方法を採用でき、例えば、上述した硬化性組成物に含まれ得る各成分を混合して製造できる。混合の際には、各成分を一括で混合してもよく、順次混合してもよい。
硬化性組成物の各成分の混合に先立って、無機物粒子の表面を表面処理剤(例えば、上述した化合物A等)を使用して修飾する工程(表面修飾工程)を実施してもよい。
また、硬化性組成物の各成分の混合に先立って、無機物粒子を表面処理(例えば、プラズマ等による表面改質)して変性無機物粒子を得る工程(変性工程)を実施してもよい。
上記変性工程を含む場合、変性工程は、表面修飾工程の前に実施することが好ましい。すなわち、上記変性無機物粒子の表面に対し、上記表面修飾工程を実施することが好ましい。
以下、硬化性組成物の製造方法の一例を説明する。
本態様の硬化性組成物の製造方法は、上述した変性工程及び表面修飾工程を含む製造方法に相当する。
以下、各工程について説明する。
[Method of producing curable composition]
The curable composition can be produced by a known method, for example, by mixing the components that can be contained in the curable composition described above. When mixing, the components may be mixed all at once or sequentially.
Prior to mixing the components of the curable composition, a step of modifying the surfaces of the inorganic particles with a surface treatment agent (for example, the above-mentioned compound A, etc.) (surface modification step) may be carried out.
Furthermore, prior to mixing the components of the curable composition, a step (modification step) of surface-treating inorganic particles (for example, surface modification with plasma or the like) to obtain modified inorganic particles may be carried out.
When the modification step is included, it is preferable that the modification step is carried out before the surface modification step, that is, it is preferable that the surface modification step is carried out on the surfaces of the modified inorganic particles.
An example of a method for producing the curable composition will now be described.
The method for producing the curable composition of this embodiment corresponds to a production method including the above-mentioned modification step and surface modification step.
Each step will be described below.
〔変性工程〕
変性工程は、無機物粒子を表面処理して変性無機物粒子を得る工程である。
変性工程は、特に制限されず、例えば上述した表面処理が挙げられる。なかでも、無機物粒子の表面を酸化する処理を行う工程が好ましく、水溶液中で、無機物粒子と酸化剤とを接触させて、変性無機物粒子を得る工程がより好ましい。
[Modification step]
The modification step is a step of surface-treating inorganic particles to obtain modified inorganic particles.
The modification step is not particularly limited, and examples thereof include the above-mentioned surface treatments. Among them, a step of performing a treatment to oxidize the surfaces of inorganic particles is preferred, and a step of contacting inorganic particles with an oxidizing agent in an aqueous solution to obtain modified inorganic particles is more preferred.
また、上記変性工程に供する無機物粒子は、窒化ホウ素粒子又はその凝集体が好ましく、窒化ホウ素粒子の凝集体がより好ましい。従って、得られる変性無機物粒子は、変性窒化ホウ素粒子又は窒化ホウ素粒子の凝集体が変性した粒子が好ましく、窒化ホウ素粒子の凝集体が変性した粒子がより好ましい。 Furthermore, the inorganic particles subjected to the above-mentioned modification step are preferably boron nitride particles or agglomerates thereof, more preferably agglomerates of boron nitride particles. Therefore, the resulting modified inorganic particles are preferably modified boron nitride particles or particles obtained by modifying agglomerates of boron nitride particles, more preferably particles obtained by modifying agglomerates of boron nitride particles.
上記水溶液は、アルカリ性水溶液が好ましい。上記アルカリ性水溶液のpHは、8以上の場合が多く、12以上が好ましく、12超がより好ましく、13以上が更に好ましく、13超が特に好ましい。上限は、14以下が好ましい。上記水溶液のpHは、無機物粒子と上記酸化剤とを含んでいる状態における上記水溶液のpHを意味する。つまり、上記水溶液は、必要に応じてアルカリ化合物と、水と、無機物粒子と、酸化剤とを含む。 The aqueous solution is preferably an alkaline aqueous solution. The pH of the alkaline aqueous solution is often 8 or higher, preferably 12 or higher, more preferably greater than 12, even more preferably 13 or higher, and particularly preferably greater than 13. The upper limit is preferably 14 or lower. The pH of the aqueous solution refers to the pH of the aqueous solution when it contains inorganic particles and the oxidizing agent. In other words, the aqueous solution contains an alkaline compound, water, inorganic particles, and an oxidizing agent as necessary.
上記水溶液中で、無機物粒子と酸化剤とを接触させる時間は、0.1~24時間が好ましく、0.5~10時間がより好ましく、1.5~6時間が更に好ましい。
また、無機物粒子と酸化剤とを接触させる際の上記水溶液の温度は、1~95℃が好ましく、25~80℃がより好ましく、45~65℃が更に好ましい。
The time for which the inorganic particles are brought into contact with the oxidizing agent in the aqueous solution is preferably from 0.1 to 24 hours, more preferably from 0.5 to 10 hours, and even more preferably from 1.5 to 6 hours.
The temperature of the aqueous solution when the inorganic particles are brought into contact with the oxidizing agent is preferably 1 to 95°C, more preferably 25 to 80°C, and even more preferably 45 to 65°C.
上記水溶液中で、無機物粒子と酸化剤とを接触させる方法としては、例えば、混合液中で接触させる方法が挙げられる。
具体的には、無機物粒子、酸化剤、並びに、水及び/又は有機溶媒の溶媒を含む混合液にて接触させる。
As a method for contacting the inorganic particles with the oxidizing agent in the aqueous solution, for example, a method for contacting them in a mixed liquid can be mentioned.
Specifically, the inorganic particles, the oxidizing agent, and the mixture containing water and/or an organic solvent are brought into contact with each other.
有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、2-プロパノール、アセトニトリル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ジクロロメタン、及びテトラヒドロフランが挙げられる。
有機溶媒は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
Examples of organic solvents include methanol, ethanol, 2-propanol, acetonitrile, cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, dichloromethane, and tetrahydrofuran.
The organic solvent may be used alone or in combination of two or more kinds.
無機物粒子及び酸化剤を接触させる方法としては、例えば、スリーワンモーター等のメカニカルスターラー又はマグネチックスターラー等を用いて撹拌処理しながら接触させる方法、及び、無機物粒子を充填したカートリッジに、酸化剤を含む溶液をポンプ等で循環させながら接触させる方法が挙げられる。 Methods for contacting the inorganic particles with the oxidizing agent include, for example, contacting them while stirring using a mechanical stirrer such as a Three-One Motor or a magnetic stirrer, and contacting them while circulating a solution containing the oxidizing agent through a cartridge filled with inorganic particles using a pump or the like.
上記水溶液中で、無機物粒子と酸化剤とを接触させた後、得られた変性無機物粒子を上記水溶液中から取り出すことが好ましい。
上記水溶液から変性無機物粒子を取り出す方法としては、例えば、上記水溶液をろ過して、ろ物として変性無機物粒子を分取する方法が挙げられる。
取り出された変性無機物粒子を、水及び/又は有機溶媒等で洗浄することも好ましい。洗浄後の無機物粒子は、オーブン等を乾燥処理されることも好ましい。
It is preferable that after the inorganic particles are brought into contact with the oxidizing agent in the aqueous solution, the resulting modified inorganic particles are taken out from the aqueous solution.
The modified inorganic particles can be extracted from the aqueous solution by, for example, filtering the aqueous solution and separating out the modified inorganic particles as a residue.
It is also preferable to wash the extracted modified inorganic particles with water and/or an organic solvent, etc. It is also preferable to dry the washed inorganic particles in an oven, etc.
上記水溶液中、水の含有量は、上記水溶液の全質量に対して、20~99質量%が好ましく、50~95質量%がより好ましく、65~90質量%が更に好ましい。 The water content in the aqueous solution is preferably 20 to 99% by mass, more preferably 50 to 95% by mass, and even more preferably 65 to 90% by mass, based on the total mass of the aqueous solution.
<酸化剤>
変性工程に用いられる酸化剤としては、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;硝酸セリウムアンモニウム、硝酸ナトリウム及び硝酸アンモニウム等の硝酸塩;過酸化水素及びtert-ブチルヒドロペルオキシド等の過酸化物;2価の銅化合物及びマンガン化合物等の遷移金属化合物;過ヨウ素酸カリウム及び過ヨウ素酸ナトリウム等の超原子価ヨウ素化合物;ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、及びクロラニル等のキノン化合物;並びに次亜塩素酸ナトリウム及び亜塩素酸ナトリウム等のハロゲンオキソ酸の塩が挙げられる。
酸化剤は、過硫酸塩を含むことが好ましく、過硫酸塩であることがより好ましい。
また、酸化剤の作用を補助するために、酸化剤とは別に触媒を用いてもよい。上記触媒としては、例えば、2価の鉄化合物(例えば、FeSO4等)、及び3価の鉄化合物が挙げられる。なお、酸化剤及び/又は触媒は、水和物であってもよい。
<Oxidizing agent>
Examples of oxidizing agents used in the modification step include persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate; nitrates such as cerium ammonium nitrate, sodium nitrate, and ammonium nitrate; peroxides such as hydrogen peroxide and tert-butyl hydroperoxide; transition metal compounds such as divalent copper compounds and manganese compounds; hypervalent iodine compounds such as potassium periodate and sodium periodate; quinone compounds such as benzoquinone, naphthoquinone, anthraquinone, and chloranil; and salts of halogen oxoacids such as sodium hypochlorite and sodium chlorite.
Preferably, the oxidizing agent comprises a persulfate, and more preferably is a persulfate.
In addition, a catalyst may be used separately from the oxidizing agent to assist the action of the oxidizing agent. Examples of the catalyst include divalent iron compounds (e.g., FeSO4 ) and trivalent iron compounds. The oxidizing agent and/or catalyst may be a hydrate.
酸化剤の標準酸化還元電位は、0.30V以上が好ましく、1.50V以上がより好ましく、1.70V以上が更に好ましい。上限は、4.00V以下が好ましく、2.50V以下がより好ましい。上記標準酸化還元電位は、標準水素電極を基準とした値である。 The standard redox potential of the oxidizing agent is preferably 0.30 V or higher, more preferably 1.50 V or higher, and even more preferably 1.70 V or higher. The upper limit is preferably 4.00 V or lower, more preferably 2.50 V or lower. The above standard redox potential is a value based on the standard hydrogen electrode.
酸化剤は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
上記水溶液中、酸化剤の含有量は、上記水溶液における水100質量部に対して、0.05~20質量部が好ましく、0.1~20質量部がより好ましく、1~20質量部が更に好ましい。
The oxidizing agents may be used alone or in combination of two or more.
The content of the oxidizing agent in the aqueous solution is preferably 0.05 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 20 parts by mass, and even more preferably 1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of water in the aqueous solution.
触媒は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
上記水溶液が触媒を含む場合、その触媒の含有量は、上記水溶液における水100質量部に対して、0.005~2質量部が好ましく、0.01~2質量部がより好ましく、0.1~2質量部が更に好ましい。
The catalyst may be used alone or in combination of two or more.
When the aqueous solution contains a catalyst, the content of the catalyst is preferably 0.005 to 2 parts by mass, more preferably 0.01 to 2 parts by mass, and even more preferably 0.1 to 2 parts by mass, per 100 parts by mass of water in the aqueous solution.
<アルカリ化合物>
上記水溶液は、上記水溶液のpHを調製するために、上述の成分以外にアルカリ化合物を含むことも好ましい。
上記アルカリ化合物としては、例えば、アルカリ金属水酸化物(例えば、水酸化ナトリウム等)及びアルカリ土類金属水酸化物等の無機塩基;並びに有機塩基が挙げられる。
上記水溶液中、アルカリ化合物の含有量は、上記水溶液のpHを所望の値に適宜調整する量であればよく、例えば、上記水溶液における水100質量部に対して、0.1~10質量部が挙げられる。
<Alkaline compounds>
The aqueous solution preferably contains an alkaline compound in addition to the above components in order to adjust the pH of the aqueous solution.
Examples of the alkaline compound include inorganic bases such as alkali metal hydroxides (for example, sodium hydroxide, etc.) and alkaline earth metal hydroxides; and organic bases.
The content of the alkaline compound in the aqueous solution may be any amount that allows the pH of the aqueous solution to be adjusted to a desired value, and may be, for example, 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of water in the aqueous solution.
〔表面修飾工程〕
表面修飾工程は、無機物粒子の表面に対して表面修飾剤(例えば、上述した上記化合物A等、好ましくは上述した化合物AX等)による表面修飾処理を実施する工程である。
表面修飾工程は、無機物粒子と化合物A等とを接触させることが好ましい。無機物粒子と化合物A等とを接触させる方法は、上記変性工程と同様の方法が挙げられる。
無機物粒子と接触させる化合物A等は、化合物Aの加水分解物又は化合物Aの加水分解縮合物が好ましい。すなわち、化合物Aは、無機物粒子と接触させる前に、加水分解処理を施すことが好ましい。
[Surface modification process]
The surface modification step is a step of carrying out a surface modification treatment on the surfaces of inorganic particles with a surface modifier (for example, the above-mentioned compound A, preferably the above-mentioned compound AX).
In the surface modification step, it is preferable to bring the inorganic particles into contact with the compound A, etc. Examples of the method for bringing the inorganic particles into contact with the compound A, etc. include the same methods as those in the modification step.
The compound A or the like to be brought into contact with the inorganic particles is preferably a hydrolysate of compound A or a hydrolysis condensate of compound A. That is, compound A is preferably subjected to a hydrolysis treatment before being brought into contact with the inorganic particles.
<加水分解処理>
加水分解処理は、上記化合物Aを加水分解する処理である。
加水分解処理によって、化合物Aが有するアルコキシシリル基が加水分解されてシラノール基が生成され、上記シラノール基が無機物粒子の表面と結合を形成し得る。
<Hydrolysis treatment>
The hydrolysis treatment is a treatment in which the compound A is hydrolyzed.
By the hydrolysis treatment, the alkoxysilyl groups of the compound A are hydrolyzed to generate silanol groups, which can form bonds with the surfaces of the inorganic particles.
加水分解の方法は、アルコキシ基が加水分解される条件であれば、特に制限されない。
具体的には、酸性溶液(例えば、塩酸及び酢酸水溶液等)を用いて実施することが好ましい。上記酸性溶液は、有機溶媒を含んでいてもよい。
The hydrolysis method is not particularly limited as long as the conditions are such that the alkoxy group is hydrolyzed.
Specifically, it is preferable to use an acidic solution (for example, an aqueous solution of hydrochloric acid and acetic acid, etc.) The acidic solution may contain an organic solvent.
なお、硬化性組成物に含まれ得る成分を混合する方法に特に制限はなく、公知の方法を使用できる。混合に使用する混合装置は、液中分散機が好ましく、例えば、自転公転ミキサー、高速回転せん断型撹拌機等の撹拌機、コロイドミル、ロールミル、高圧噴射式分散機、超音波分散機、ビーズミル及びホモジナイザーが挙げられる。混合装置は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。混合の前後に及び/又は同時に、脱気処理を行ってもよい。 There are no particular restrictions on the method for mixing the components that can be contained in the curable composition, and any known method can be used. The mixing device used for mixing is preferably a submerged disperser, and examples include agitators such as planetary mixers and high-speed rotary shear mixers, colloid mills, roll mills, high-pressure jet dispersers, ultrasonic dispersers, bead mills, and homogenizers. One type of mixing device may be used alone, or two or more types may be used in combination. Degassing treatment may be performed before, after, or simultaneously with mixing.
硬化性組成物の製造方法の一例として、上段部では変性工程と表面修飾工程を含む製造方法について説明したが、無機物粒子と化合物A等を含む硬化性組成物に含まれ得る無機物粒子以外の各成分とを混合して製造してもよい。本態様の製造方法の場合、無機物粒子は、予め変性工程が施されているのも好ましい。
なお、混合の際には、各成分を一括で混合してもよく、順次混合してもよい。
As an example of a method for producing a curable composition, a production method including a modification step and a surface modification step has been described in the upper part, but the curable composition may also be produced by mixing inorganic particles with components other than the inorganic particles that may be contained in the curable composition including compound A, etc. In the production method of this embodiment, it is also preferable that the inorganic particles have been subjected to a modification step in advance.
When mixing, the components may be mixed all at once or sequentially.
〔硬化性組成物の硬化方法〕
本発明の硬化性組成物は、熱伝導材料形成用組成物であることが好ましい。
本発明の硬化性組成物を硬化処理して熱伝導材料が得られる。
硬化性組成物の硬化方法は、熱硬化反応が好ましい。
熱硬化反応の際の加熱温度は特に制限されない。例えば、50~250℃の範囲で適宜選択すればよい。また、熱硬化反応を行う際には、温度の異なる加熱処理を複数回にわたって実施してもよい。
硬化処理は、フィルム状又はシート状とした硬化性組成物について行うことが好ましい。具体的には、例えば、硬化性組成物を塗布成膜し硬化反応を行えばよい。
硬化処理を行う際は、基材上に硬化性組成物を塗布して塗膜を形成してから硬化させることが好ましい。この際、基材上に形成した塗膜に、更に異なる基材を接触させてから硬化処理を行ってもよい。硬化後に得られた硬化物(熱伝導材料)は、基材の一方又は両方と分離してもよいし、分離しなくてもよい。
また、硬化処理を行う際に、別々の基材上に硬化性組成物を塗布して、それぞれ塗膜を形成し、得られた塗膜同士を接触させた状態で硬化処理を行ってもよい。硬化後に得られた硬化物(熱伝導材料)は、基材の一方又は両方と分離してもよいし分離しなくてもよい。
[Method for curing curable composition]
The curable composition of the present invention is preferably a composition for forming a thermally conductive material.
The curable composition of the present invention is cured to obtain a thermally conductive material.
The curable composition is preferably cured by a thermal curing reaction.
The heating temperature during the thermosetting reaction is not particularly limited and may be appropriately selected, for example, within the range of 50 to 250° C. Furthermore, when carrying out the thermosetting reaction, heat treatments at different temperatures may be carried out multiple times.
The curing treatment is preferably carried out on a curable composition in the form of a film or sheet. Specifically, for example, the curable composition may be applied to form a film, and then the curing reaction may be carried out.
When performing the curing treatment, it is preferable to apply the curable composition to a substrate to form a coating film and then cure it. In this case, the coating film formed on the substrate may be brought into contact with another substrate before the curing treatment. The cured product (thermal conductive material) obtained after curing may or may not be separated from one or both of the substrates.
Alternatively, when performing the curing treatment, the curable composition may be applied to separate substrates to form coating films on each substrate, and the curing treatment may be performed in a state where the resulting coating films are in contact with each other. The cured product (thermal conductive material) obtained after curing may or may not be separated from one or both of the substrates.
硬化処理は、硬化性組成物を半硬化状態にした時点で終了してもよい。また、硬化性組成物を半硬化状態にした後、更に硬化処理を実施して、硬化を完全にしてもよい。
硬化性組成物を半硬化状態にするための硬化処理(「半硬化処理」ともいう。)と、硬化を完全にするための硬化処理(「本硬化処理」ともいう。)とを、別々の工程に分けて行ってもよい。
The curing treatment may be terminated when the curable composition is in a semi-cured state, or after the curable composition is in a semi-cured state, further curing treatment may be carried out to complete the curing.
The curing treatment for bringing the curable composition into a semi-cured state (also referred to as "semi-curing treatment") and the curing treatment for completing the curing (also referred to as "main curing treatment") may be carried out in separate steps.
例えば、半硬化処理では、基材上に硬化性組成物を塗布して塗膜を形成した後、そのまま無加圧で基材上の塗膜を加熱等して半硬化状態の熱伝導材料(「半硬化膜」又は「半硬化シート」ともいう。)としてもよいし、プレス加工を併用しながら基材上の塗膜を加熱等して半硬化膜としてもよい。プレス加工をする場合、プレス加工は、上記加熱等の、前後に実施されてもよいし、最中に実施されてもよい。半硬化処理においてプレス加工を実施すると、得られる半硬化膜の膜厚の調整及び/又は半硬化膜中のボイド量の低減をしやすい場合がある。
半硬化処理において、別々の基材上に形成した塗膜同士を積層させた状態で半硬化処理を行ってもよいし、塗膜同士を積層させずに半硬化処理を行ってもよい。半硬化処理は、硬化性組成物から形成された塗膜と、更に、上記塗膜以外の材料とを接触させた状態で実施してもよい。
For example, in the semi-curing treatment, after applying a curable composition to a substrate to form a coating film, the coating film on the substrate may be heated without pressure to form a semi-cured thermal conductive material (also referred to as a "semi-cured film" or "semi-cured sheet"). Alternatively, the coating film on the substrate may be heated while also being subjected to press working to form a semi-cured film. When press working is performed, the press working may be performed before, after, or during the heating process. Performing press working in the semi-curing treatment may facilitate adjustment of the film thickness of the resulting semi-cured film and/or reduction of the amount of voids in the semi-cured film.
The semi-curing treatment may be carried out in a state where coating films formed on different substrates are laminated together, or may be carried out without laminating the coating films together. The semi-curing treatment may be carried out in a state where the coating film formed from the curable composition is further in contact with a material other than the coating film.
得られた、半硬化膜を、そのまま熱伝導材料として用いてもよいし、半硬化膜に更に本硬化処理を施してから完全に硬化した熱伝導材料として用いてもよい。
本硬化処理においては、半硬化膜を、そのまま無加圧で加熱等してもよいし、プレス加工を行ってから又は行いながら加熱等してもよい。この際、本硬化処理において、別々の半硬化膜同士を積層させた状態で本硬化処理を行ってもよいし、半硬化膜同士を積層させずに本硬化処理を行ってもよい。
また、本硬化処理は、半硬化膜を、使用されるデバイス等に接触するように配置した状態で実施してもよい。本硬化処理によって、デバイスと本発明の熱伝導材料とが接着するのも好ましい。
The resulting semi-cured film may be used as a heat conductive material as is, or may be further subjected to a main curing treatment and then used as a completely cured heat conductive material.
In the main curing treatment, the semi-cured film may be heated as is without pressure, or may be heated after or while being pressed. In this case, the main curing treatment may be performed with separate semi-cured films stacked on top of each other, or may be performed without stacking the semi-cured films on top of each other.
The main curing treatment may be carried out in a state where the semi-cured film is placed in contact with a device or the like in which it is used. It is also preferable that the main curing treatment adheres the device to the thermally conductive material of the present invention.
半硬化処理及び/又は本硬化処理等における硬化処理の際に実施してもよいプレス加工に使用するプレスに制限はなく、例えば、平板プレスを用いてもよいしロールプレスを用いてもよい。
ロールプレスを使用する場合、例えば、基材上に塗膜を形成して得た塗膜付き基材を、2本のロールが対向する1対のロールに挟持し、上記1対のロールを回転させて上記塗膜付き基材を通過させながら、上記塗膜付き基材の膜厚方向に圧力を付加することが好ましい。上記塗膜付き基材は、塗膜の片面にのみ基材が存在していてもよいし、塗膜の両面に基材が存在していてもよい。上記塗膜付き基材は、ロールプレスに1回だけ通過させてもよいし複数回通過させてもよい。
半硬化処理及び/又は本硬化処理等における硬化処理の際に、平板プレスによる処理とロールプレスによる処理とは一方のみを実施してもよいし両方を実施してもよい。
There is no limitation on the press used for the press working that may be carried out during the hardening treatment in the semi-hardening treatment and/or the full hardening treatment, and for example, a flat press or a roll press may be used.
When using a roll press, for example, it is preferable to sandwich a coated substrate obtained by forming a coating film on a substrate between a pair of opposing rolls, and apply pressure in the film thickness direction of the coated substrate while rotating the pair of rolls to pass the coated substrate. The coated substrate may have a substrate on only one side of the coating film, or may have a substrate on both sides of the coating film. The coated substrate may be passed through the roll press once or multiple times.
During the hardening treatment in the semi-hardening treatment and/or the full hardening treatment, either one of the treatment by platen pressing and the treatment by roll pressing may be carried out, or both may be carried out.
硬化反応を含む熱伝導材料の作製については、「高熱伝導性コンポジット材料」(シーエムシー出版、竹澤由高著)も参照できる。 For information on the production of thermally conductive materials, including curing reactions, please also refer to "High Thermally Conductive Composite Materials" (CMC Publishing, written by Takezawa Yoshitaka).
熱伝導材料の形状に特に制限はなく、用途に応じて様々な形状に成形できる。成形された熱伝導材料の典型的な形状としては、例えば、シート状が挙げられる。
つまり、本発明の硬化性組成物を用いて得られる熱伝導材料は、熱伝導シートであることも好ましい。
また、本発明の硬化性組成物を用いて得られる熱伝導材料の熱伝導性は、異方的ではなく、等方的であることが好ましい。
The shape of the thermally conductive material is not particularly limited, and it can be molded into various shapes depending on the application. A typical shape of the molded thermally conductive material is, for example, a sheet shape.
That is, the thermally conductive material obtained using the curable composition of the present invention is preferably a thermally conductive sheet.
Furthermore, the thermal conductivity of the thermally conductive material obtained using the curable composition of the present invention is preferably isotropic rather than anisotropic.
熱伝導材料は、絶縁性(電気絶縁性)であることが好ましい。換言すると、本発明の硬化性組成物は、熱伝導性絶縁組成物であることが好ましい。
例えば、熱伝導材料の23℃相対湿度65%における体積抵抗率は、1010Ω・cm以上が好ましく、1012Ω・cm以上がより好ましく、1014Ω・cm以上が更に好ましい。上限は、1018Ω・cm以下が好ましい。
The thermally conductive material is preferably insulating (electrically insulating), in other words, the curable composition of the present invention is preferably a thermally conductive insulating composition.
For example, the volume resistivity of the thermal conductive material at 23° C. and a relative humidity of 65% is preferably 10 10 Ω·cm or more, more preferably 10 12 Ω·cm or more, and even more preferably 10 14 Ω·cm or more. The upper limit is preferably 10 18 Ω·cm or less.
〔熱伝導材料の用途〕
本発明の硬化性組成物を用いて得られる熱伝導材料は放熱シート等の放熱材として使用でき、各種デバイスの放熱用途に使用できる。より具体的には、デバイス上に本発明の熱伝導材料を含む熱伝導層を配置して熱伝導層付きデバイスを作製して、デバイスからの発熱を効率的に熱伝導層で放熱できる。上記熱伝導層は、後述する熱伝導性多層シート含む熱伝導層であってもよい。
本発明の硬化性組成物を用いて得られる熱伝導材料は十分な熱伝導性を有するとともに、高い耐熱性を有しているため、パーソナルコンピュータ、一般家電及び自動車等の様々な電気機器に用いられているパワー半導体デバイスの放熱用途に適している。
更に、本発明の硬化性組成物を用いて得られる熱伝導材料は、半硬化状態であっても十分な熱伝導性を有するため、各種装置の部材の隙間等の、光硬化のための光を到達させるのが困難な部位に配置する放熱材としても使用できる。また、接着性にも優れるため、熱伝導性を有する接着剤としての使用も可能である。
なお、本発明者らは、本発明の硬化性組成物を用いて得られる熱伝導材料は、銅箔ピール強度、耐電圧等の電気特性、及びハンダ耐熱性にも優れることを明らかとしている。
[Uses of thermal conductive materials]
The thermally conductive material obtained using the curable composition of the present invention can be used as a heat dissipation material such as a heat dissipation sheet, and can be used for heat dissipation purposes in various devices. More specifically, a device with a thermally conductive layer can be produced by disposing a thermally conductive layer containing the thermally conductive material of the present invention on the device, and the heat generated from the device can be efficiently dissipated by the thermally conductive layer. The thermally conductive layer may be a thermally conductive layer containing a thermally conductive multilayer sheet, which will be described later.
The thermally conductive material obtained using the curable composition of the present invention has sufficient thermal conductivity and high heat resistance, and is therefore suitable for heat dissipation applications in power semiconductor devices used in various electrical equipment such as personal computers, general home appliances, and automobiles.
Furthermore, since the thermally conductive material obtained using the curable composition of the present invention has sufficient thermal conductivity even in a semi-cured state, it can be used as a heat dissipation material to be placed in areas where it is difficult for light for photocuring to reach, such as gaps between components of various devices.In addition, since it has excellent adhesive properties, it can also be used as a thermally conductive adhesive.
The present inventors have also demonstrated that the thermally conductive material obtained using the curable composition of the present invention is excellent in copper foil peel strength, electrical properties such as voltage resistance, and solder heat resistance.
本発明の硬化性組成物を用いて得られる熱伝導材料は、硬化性組成物から形成される部材以外の、他の部材と組み合わせて使用されてもよい。
例えば、熱伝導材料(熱伝導シート等)は、硬化性組成物から形成された層の他の、支持体(被着材)と組み合わせられていてもよい。
支持体(被着材)としては、例えば、プラスチック材料、金属材料又はガラスが挙げられる。プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、及びシリコーンが挙げられる。金属材料としては、例えば、銅及びアルミが挙げられる。
支持体(被着材)は、シート状であることも好ましい。
シート状の熱伝導材料(熱伝導シート)の膜厚は、100~300μmが好ましく、150~250μmがより好ましい。
The thermally conductive material obtained using the curable composition of the present invention may be used in combination with a component other than a component formed from the curable composition.
For example, a thermally conductive material (such as a thermally conductive sheet) may be combined with a support (adherend) other than the layer formed from the curable composition.
Examples of the support (adherend) include plastic materials, metal materials, and glass. Examples of the plastic materials include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonates, acrylic resins, epoxy resins, polyurethanes, polyamides, polyolefins, cellulose derivatives, and silicones. Examples of the metal materials include copper and aluminum.
The support (adherend) is preferably in the form of a sheet.
The thickness of the sheet-like thermally conductive material (thermally conductive sheet) is preferably 100 to 300 μm, and more preferably 150 to 250 μm.
また、熱伝導材料(好ましくは熱伝導シート)に対して、接着剤層及び/又は粘着剤層を組み合わせてもよい。
このような接着剤層及び/又は粘着剤層を介して、熱伝導材料をデバイスのような熱を移動させるべき対象物と接合することで、熱伝導材料と対象物との、より強固な接合を実現できる。本発明の硬化性組成物から形成される熱伝導材料は、接着剤層及び粘着剤層との密着性も良好で、熱伝導材料と接着剤層又は粘着剤層との界面における剥離も抑制できる。
例えば、熱伝導性多層シートとして、熱伝導シートと、上記熱伝導シートの片面又は両面に設けられた、接着剤層又は粘着剤層と、を有する、熱伝導性多層シートを作製してもよい。
なお、上記熱伝導シートの片面又は両面には、それぞれ接着剤層及び粘着剤層の一方が設けられていてもよく、両方が設けられていてもよい。上記熱伝導シートの一面に接着剤層が設けられていて、他の面に粘着剤層が設けられていてもよい。また、上記熱伝導シートの片面又は両面には、接着剤層及び/又は粘着剤層が部分的に設けられていてもよく、全面的に設けられていてもよい。
なお、上述の通り、本発明において熱伝導シート等の熱伝導材料は半硬化状態(半硬化膜)であってもよく、熱伝導性多層シートにおける熱伝導シートが半硬化状態であってもよい。熱伝導性多層シートにおける接着剤層は硬化していてもよく半硬化状態であってもよく未硬化状態であってもよい。
Furthermore, the thermally conductive material (preferably the thermally conductive sheet) may be combined with an adhesive layer and/or a pressure-sensitive adhesive layer.
By joining the thermally conductive material to an object to which heat should be transferred, such as a device, via such an adhesive layer and/or pressure-sensitive adhesive layer, a stronger bond between the thermally conductive material and the object can be achieved. The thermally conductive material formed from the curable composition of the present invention also has good adhesion to the adhesive layer and pressure-sensitive adhesive layer, and peeling at the interface between the thermally conductive material and the adhesive layer or pressure-sensitive adhesive layer can be suppressed.
For example, a thermally conductive multilayer sheet may be produced which has a thermally conductive sheet and an adhesive layer or pressure-sensitive adhesive layer provided on one or both sides of the thermally conductive sheet.
One or both sides of the thermally conductive sheet may be provided with either an adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive layer, or both. An adhesive layer may be provided on one side of the thermally conductive sheet, and a pressure-sensitive adhesive layer may be provided on the other side. Furthermore, an adhesive layer and/or a pressure-sensitive adhesive layer may be provided partially or entirely on one or both sides of the thermally conductive sheet.
As described above, in the present invention, the thermally conductive material such as the thermally conductive sheet may be in a semi-cured state (semi-cured film), and the thermally conductive sheet in the thermally conductive multilayer sheet may be in a semi-cured state. The adhesive layer in the thermally conductive multilayer sheet may be in a cured, semi-cured, or uncured state.
以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。 The present invention will be explained in more detail below based on the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, etc. shown in the following examples can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the examples shown below.
[硬化性組成物の調製及び評価]
〔合成例〕
硬化性組成物に配合される特定エポキシ化合物(化合物B-1~B-7)及び表面修飾剤1は、以下の手順に基づいて合成したものを使用した。
[Preparation and Evaluation of Curable Compositions]
[Synthesis Example]
The specific epoxy compounds (compounds B-1 to B-7) and surface modifier 1 to be blended in the curable composition were synthesized according to the following procedure.
<特定エポキシ化合物の合成方法>
以下、特定エポキシ化合物(化合物B-1~B-7)の合成手順について、化合物B-1の合成手順を一例に挙げて示す。化合物B-2~B-7は、化合物B-1の合成方法に準じて合成した。
<Method for synthesizing specific epoxy compound>
The synthesis procedures for the specific epoxy compounds (compounds B-1 to B-7) are shown below, taking the synthesis procedure for compound B-1 as an example. Compounds B-2 to B-7 were synthesized according to the synthesis method for compound B-1.
トリメチルスルホニウムヨージド(東京化成工業製、68.4g)のジメチルスルホキシド(200mL)溶液に水酸化カリウムパウダー(東京化成工業製、21.2g)を添加し、室温で30分間撹拌した。その後、テレフタルアルデヒド(東京化成製、20g)を添加し、室温で2時間攪拌した。攪拌終了後、得られた反応液に酢酸エチル及び水を添加し、有機層を抽出して濃縮することで目的のエポキシ化合物B-1を18gを得た。 Potassium hydroxide powder (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 21.2 g) was added to a solution of trimethylsulfonium iodide (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 68.4 g) in dimethyl sulfoxide (200 mL) and stirred at room temperature for 30 minutes. Terephthalaldehyde (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 20 g) was then added and stirred at room temperature for 2 hours. After stirring was completed, ethyl acetate and water were added to the resulting reaction solution, and the organic layer was extracted and concentrated to obtain 18 g of the desired epoxy compound B-1.
<表面修飾剤1(多点末端型)の合成方法>
以下、表面修飾剤1(多点末端型)の合成手順を示す。
<Method for synthesizing surface modifier 1 (multi-terminal type)>
The synthesis procedure for surface modifier 1 (multi-terminal type) is shown below.
ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)(富士フイルム和光純薬社製、14.5g)及びシランカップリング剤(KBE-1003、信越化学工業社製、10.5g)のシクロペンタノン(CPO、60mL)溶液にV-601(富士フイルム和光純薬社製、32mg)を添加し、窒素雰囲気下で80℃を維持したまま2時間撹拌した。その後、更にV-601(富士フイルム和光純薬社製、32mg)を添加し、窒素雰囲気下で90℃を維持したまま2時間撹拌した。NMRにより上記シランカップリング剤が消失したことを確認し、シクロペンタノンを加えて濃度調整することで、30質量%化合物YP-3-1のシクロペンタノン溶液を得た。 V-601 (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 32 mg) was added to a solution of dipentaerythritol hexakis(3-mercaptopropionate) (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 14.5 g) and a silane coupling agent (KBE-1003, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 10.5 g) in cyclopentanone (CPO, 60 mL). The mixture was stirred for 2 hours at 80°C under a nitrogen atmosphere. Subsequently, V-601 (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 32 mg) was added, and the mixture was stirred for 2 hours at 90°C under a nitrogen atmosphere. After confirming the disappearance of the silane coupling agent by NMR, cyclopentanone was added to adjust the concentration, yielding a 30% by mass cyclopentanone solution of compound YP-3-1.
M-4は、以下の手順に従って合成した。 M-4 was synthesized according to the following procedure.
5-ベンゾトリアゾールカルボン酸(東京化成工業社製、25g)のTHF/DMF=9/1溶液(500mL)に、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(東京化成工業社製、20.9g)、1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(東京化成工業社製、30.8g)、及び4-ジメチルアミノピリジン(富士フイルム和光純薬社製、1.9g)を添加し、大気下70℃を維持したまま6時間撹拌を行った。反応終了後、蒸留水(200mL)及び酢酸エチルを加え、有機層を抽出し、濃縮することでM-4(35g)を得た。 2-Hydroxyethyl methacrylate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 20.9 g), 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 30.8 g), and 4-dimethylaminopyridine (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 1.9 g) were added to a THF/DMF = 9/1 solution (500 mL) of 5-benzotriazolecarboxylic acid (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 25 g), and the mixture was stirred for 6 hours at 70°C under atmospheric pressure. After the reaction was complete, distilled water (200 mL) and ethyl acetate were added, and the organic layer was extracted and concentrated to obtain M-4 (35 g).
ジメチルアセトアミド(DMAc、5.4mL)に、30質量%化合物YP-3-1のシクロペンタノン溶液(合成品、1.22g)、M-1(2-メトキシエチルメタクリレート、東京化成製、3.82g)、M-4(合成品、3.82g)、及びV-601(富士フイルム和光純薬社製、28mg)のジメチルアセトアミド(11.6mL)溶液を窒素雰囲気下で80℃を維持したまま2時間半かけて滴下した。滴下終了後、2時間半撹拌した。更にV-601(富士フイルム和光純薬社製、28mg)を添加後、90℃に昇温し、更に2時間撹拌し、25質量%化合物YP-3(表面修飾剤1)のジメチルアセトアミド溶液を得た。なお、化合物YP-3(表面修飾剤1)中、n1及びn2は、平均付加数を表す。また、括弧に添えた数値である「3」は、平均値を表す。 A 30% by weight solution of compound YP-3-1 in cyclopentanone (synthetic product, 1.22 g), M-1 (2-methoxyethyl methacrylate, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 3.82 g), M-4 (synthetic product, 3.82 g), and a dimethylacetamide (11.6 mL) solution of V-601 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 28 mg) were added dropwise to dimethylacetamide (DMAc, 5.4 mL) over a period of 2.5 hours while maintaining the temperature at 80°C under a nitrogen atmosphere. After the addition was complete, the mixture was stirred for 2.5 hours. After adding V-601 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 28 mg), the mixture was heated to 90°C and stirred for an additional 2 hours to obtain a 25% by weight solution of compound YP-3 (surface modifier 1) in dimethylacetamide. In compound YP-3 (surface modifier 1), n1 and n2 represent the average number of units added. Also, the number "3" in parentheses represents the average value.
〔各種成分〕
以下に、実施例及び比較例で使用した各種成分を示す。
[Various ingredients]
The various components used in the examples and comparative examples are listed below.
<フェノール化合物>
A-3のnの値の平均値は、1である。
<Phenol compounds>
The average value of n in A-3 is 1.
<エポキシ化合物>
なお、化合物B-1~B-7が、特定エポキシ化合物に該当する。
<Epoxy Compound>
The compounds B-1 to B-7 correspond to the specific epoxy compounds.
<マレイミド化合物>
・E-1:MIR-3000-70MT、E-1のnの値の平均値は1、日本化薬社製
・E-2:BMI-70、ケイアイ化成社製
<Maleimide Compound>
E-1: MIR-3000-70MT, the average value of n for E-1 is 1, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. E-2: BMI-70, manufactured by Keiai Kasei Co., Ltd.
<硬化促進剤>
・C-1:テトラフェニルホスホニウムテトラ-p-トリルボラート(TPP-MK、北興化学製)
・C-2:2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール(2PHZ-PW、四国化成製)
<Curing accelerator>
C-1: Tetraphenylphosphonium tetra-p-tolylborate (TPP-MK, manufactured by Hokko Chemical Industry Co., Ltd.)
C-2: 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (2PHZ-PW, manufactured by Shikoku Chemical Industry Co., Ltd.)
<無機物粒子>
無機物粒子としては、粒子X1~粒子X7、並びに、シランカップリング剤で表面修飾された表面修飾粒子Y1~Y14を使用した。
以下、粒子X1~粒子X7及び表面修飾粒子Y1~Y14を示す。
<Inorganic particles>
As the inorganic particles, particles X1 to X7 and surface-modified particles Y1 to Y14 whose surfaces were modified with a silane coupling agent were used.
Particles X1 to X7 and surface-modified particles Y1 to Y14 are shown below.
(粒子X1~粒子X7)
・粒子X1:PTX-60、窒化ホウ素の凝集体、粒径D50:60μm、モメンティブ社製
・粒子X2:HP-40、窒化ホウ素の凝集体、粒径D50:40μm、水島合金鉄社製
・粒子X3:PCTL5MHF、窒化ホウ素の凝集体、粒径D50:80μm、サンゴバン社製
・粒子X4:PT-110、鱗片状窒化ホウ素、粒径D50:45μm、モメンティブ社製
・粒子X5:SGPS、窒化ホウ素の凝集体、粒径D50:12μm、デンカ社製
・粒子X6:AA-3、球状酸化アルミニウム、粒径D50:3μm、住友化学社製
・粒子X7:AA-18、球状酸化アルミニウム、粒径D50:18μm、住友化学社製
(Particles X1 to Particles X7)
Particle X1: PTX-60, boron nitride aggregate, particle size D 50 : 60 μm, manufactured by Momentive Corporation. Particle X2: HP-40, boron nitride aggregate, particle size D 50 : 40 μm, manufactured by Mizushima Ferroalloy Co., Ltd. Particle X3: PCTL5MHF, boron nitride aggregate, particle size D 50 : 80 μm, manufactured by Saint-Gobain. Particle X4: PT-110, flaky boron nitride, particle size D 50 : 45 μm, manufactured by Momentive Corporation. Particle X5: SGPS, boron nitride aggregate, particle size D 50 : 12 μm, manufactured by Denka Company, Limited. Particle X6: AA-3, spherical aluminum oxide, particle size D 50 : 3 μm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Particle X7: AA-18, spherical aluminum oxide, particle size D 50 : 18 μm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
(表面修飾粒子Y1~Y14)
表面修飾粒子Y1~Y14は、上述の粒子X1~X5を用いて下記変性工程により変性粒子X1~X12を作製した後、この変性粒子X1~X12に対して下記表面修飾剤1~3を用いて後述する所定の手順にて表面修飾処理を実施することで製造した。以下、表面修飾粒子Y1~Y14の製造手順を示す。
(Surface modified particles Y1 to Y14)
Surface-modified particles Y1 to Y14 were produced by preparing modified particles X1 to X12 using the above-described particles X1 to X5 through the following modification step, and then subjecting these modified particles X1 to X12 to a surface modification treatment using the following surface modifiers 1 to 3 in accordance with the predetermined procedure described below. The procedure for producing surface-modified particles Y1 to Y14 is described below.
《変性粒子X1~X12》
・変性粒子X1:下記に示す製造方法1で製造された変性窒化ホウ素
・変性粒子X2:下記に示す製造方法2で製造された変性窒化ホウ素
・変性粒子X3:下記に示す製造方法3で製造された変性窒化ホウ素
・変性粒子X4:下記に示す製造方法4で製造された変性窒化ホウ素
・変性粒子X5:下記に示す製造方法5で製造された変性窒化ホウ素
・変性粒子X6:下記に示す製造方法6で製造された変性窒化ホウ素
・変性粒子X7:下記に示す製造方法7で製造された変性窒化ホウ素
・変性粒子X8:下記に示す製造方法8で製造された変性窒化ホウ素
・変性粒子X9:下記に示す製造方法9で製造された変性窒化ホウ素
・変性粒子X10:下記に示す製造方法10で製造された変性窒化ホウ素
・変性粒子X11:下記に示す製造方法11で製造された変性窒化ホウ素
・変性粒子X12:下記に示す製造方法12で製造された変性窒化ホウ素
<<Modified Particles X1 to X12>>
Modified particle X1: modified boron nitride produced by production method 1 shown below. Modified particle X2: modified boron nitride produced by production method 2 shown below. Modified particle X3: modified boron nitride produced by production method 3 shown below. Modified particle X4: modified boron nitride produced by production method 4 shown below. Modified particle X5: modified boron nitride produced by production method 5 shown below. Modified particle X6: modified boron nitride produced by production method 6 shown below. Modified particle X7: modified boron nitride produced by production method 7 shown below. Modified particle X8: modified boron nitride produced by production method 8 shown below. Modified particle X9: modified boron nitride produced by production method 9 shown below. Modified particle X10: modified boron nitride produced by production method 10 shown below. Modified particle X11: modified boron nitride produced by production method 11 shown below. Modified particle X12: modified boron nitride produced by production method 12 shown below.
-製造方法1-
NaOH水(NaOH:40g/水:400mL)に窒化ホウ素(粒子X1、50g)を添加して撹拌した。上記NaOH水に、更に、過硫酸ナトリウム水(過硫酸ナトリウム:9.6g/水:100mL)を添加した後、上記NaOH水を50℃に昇温し、更に3時間撹拌した(変性工程)。撹拌には、スリーワンモーター(新東科学社製)を用いて150rpmで行った。
上記NaOH水を室温まで冷却した後、上記NaOH水中の窒化ホウ素をろ取し、ろ取された窒化ホウ素を、水(500mL)及びアセトニトリル(250mL)で洗浄することで、変性粒子X1を得た。
-Manufacturing method 1-
Boron nitride (particles X1, 50 g) was added to aqueous NaOH (40 g NaOH/400 mL water) and stirred. Sodium persulfate solution (9.6 g sodium persulfate/100 mL water) was then added to the aqueous NaOH, and the resulting solution was heated to 50°C and stirred for an additional 3 hours (modification step). Stirring was performed at 150 rpm using a Three-One Motor (manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd.).
After the NaOH water was cooled to room temperature, the boron nitride in the NaOH water was filtered off, and the filtered boron nitride was washed with water (500 mL) and acetonitrile (250 mL) to obtain modified particles X1.
-製造方法2-
水(400mL)に、窒化ホウ素(粒子X1、50g)を添加して撹拌して混合液を得た。上記混合液に更に30質量%過酸化水素水(30mL)を添加した後、上記混合液を50℃に昇温し、更に3時間撹拌した。撹拌には、スリーワンモーター(新東科学社製)を用いて150rpmで行った。
上記混合液を室温まで冷却した後、上記混合液中の窒化ホウ素をろ取し、ろ取された窒化ホウ素を、水(500mL)及びアセトニトリル(250mL)で洗浄し、変性粒子X2を得た。
-Manufacturing method 2-
Boron nitride (particles X1, 50 g) was added to water (400 mL) and stirred to obtain a mixed solution. 30% by mass hydrogen peroxide solution (30 mL) was further added to the mixed solution, and the mixed solution was then heated to 50°C and stirred for an additional 3 hours. Stirring was performed at 150 rpm using a Three-One Motor (manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd.).
After the mixture was cooled to room temperature, the boron nitride in the mixture was filtered off and washed with water (500 mL) and acetonitrile (250 mL) to obtain modified particles X2.
-製造方法3-
製造方法1において、NaOH水を、(NaOH:0.02g/水:400mL)に変更した以外は、製造方法1と同様の製法で変性粒子X3を得た。
なお、製造方法3において、NaOH水(NaOH:0.02g/水:400mL)、窒化ホウ素(50g)、及び過硫酸ナトリウム水(過硫酸ナトリウム:9.6g/水:100mL)が混合された液(水溶液)のpHは、11であった。
-Manufacturing method 3-
Modified particles X3 were obtained in the same manner as in Production Method 1, except that the NaOH water in Production Method 1 was changed to (NaOH: 0.02 g/water: 400 mL).
In Production Method 3, the pH of the liquid (aqueous solution) obtained by mixing NaOH water (NaOH: 0.02 g/water: 400 mL), boron nitride (50 g), and sodium persulfate water (sodium persulfate: 9.6 g/water: 100 mL) was 11.
-製造方法4-
酸化雰囲気中で、窒化ホウ素(粒子X1、50g)を1,000℃で1時間加熱して変性粒子X4を得た。
-Manufacturing method 4-
Boron nitride (particles X1, 50 g) was heated at 1,000° C. for 1 hour in an oxidizing atmosphere to obtain modified particles X4.
-製造方法5-
窒化ホウ素(粒子X2、15g)に対し、プラズクリーナーPDC210(ヤマト科学社製)を用いて、真空プラズマ処理(ガス種:O2、圧力:30Pa、出力:500W)を行った。真空プラズマ処理を5分行うごとに、処理対象の窒化ホウ素を撹拌し、合計処理時間が30分になるまで真空プラズマ処理を行い、変性粒子X5を得た。
-Manufacturing method 5-
Boron nitride (particles X2, 15 g) was subjected to vacuum plasma treatment (gas type: O 2 , pressure: 30 Pa, output: 500 W) using a plasma cleaner PDC210 (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) The boron nitride to be treated was stirred every 5 minutes of vacuum plasma treatment, and the vacuum plasma treatment was continued until the total treatment time reached 30 minutes, thereby obtaining modified particles X5.
-製造方法6-
製造方法1において、窒化ホウ素(粒子X1、50g)を、窒化ホウ素(粒子X2、50g)に変更した以外は、製造方法1と同様の製法で変性粒子X6を得た。
-Manufacturing method 6-
Modified particles X6 were obtained in the same manner as in Production Method 1, except that boron nitride (particles X1, 50 g) was changed to boron nitride (particles X2, 50 g).
-製造方法7-
水(400mL)に窒化ホウ素(粒子X2、50g)を添加して撹拌して混合液を得た。上記混合液に、更に次亜塩素酸ナトリウム水(次亜塩素酸ナトリウム5水和物:48g/水:100mL)を添加した後、上記混合液を50℃に昇温し、更に3時間撹拌した。撹拌には、スリーワンモーター(新東科学社製)を用いて150rpmで行った。
上記混合液を室温まで冷却した後、上記混合液中の窒化ホウ素をろ取し、ろ取された窒化ホウ素を、水(500mL)及びアセトニトリル(250mL)で洗浄し、変性粒子X7を得た。
-Manufacturing method 7-
Boron nitride (particles X2, 50 g) was added to water (400 mL) and stirred to obtain a mixed solution. Sodium hypochlorite water (sodium hypochlorite pentahydrate: 48 g / water: 100 mL) was further added to the mixed solution, and the mixed solution was heated to 50 ° C. and stirred for an additional 3 hours. Stirring was performed at 150 rpm using a Three-One Motor (manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd.).
After the mixture was cooled to room temperature, the boron nitride in the mixture was filtered off and washed with water (500 mL) and acetonitrile (250 mL) to obtain modified particles X7.
-製造方法8-
窒化ホウ素(粒子X2、50g)を1000℃で1時間加熱して変性粒子X8を得た。
-Manufacturing method 8-
Boron nitride (particles X2, 50 g) was heated at 1000° C. for 1 hour to obtain modified particles X8.
-製造方法9-
窒化ホウ素(粒子X2、50g)を900℃で4時間加熱して変性粒子X9を得た。
-Manufacturing method 9-
Boron nitride (particles X2, 50 g) was heated at 900° C. for 4 hours to obtain modified particles X9.
-製造方法10-
製造方法1において、窒化ホウ素(粒子X1、50g)を、窒化ホウ素(粒子X3、50g)に変更した以外は、製造方法1と同様の製法で変性粒子X10を得た。
-Manufacturing method 10-
Modified particles X10 were obtained in the same manner as in Production Method 1, except that boron nitride (particles X1, 50 g) was changed to boron nitride (particles X3, 50 g).
-製造方法11-
製造方法1において、窒化ホウ素(粒子X1、50g)を、窒化ホウ素(粒子X4、50g)に変更した以外は、製造方法1と同様の製法で変性粒子X11を得た。
-Manufacturing method 11-
Modified particles X11 were obtained in the same manner as in Production Method 1, except that boron nitride (particles X1, 50 g) was changed to boron nitride (particles X4, 50 g).
-製造方法12-
製造方法1において、窒化ホウ素(粒子X1、50g)を、窒化ホウ素(粒子X5、50g)に変更した以外は、製造方法1と同様の製法で変性粒子X12を得た。
-Manufacturing method 12-
Modified particles X12 were obtained in the same manner as in Production Method 1, except that boron nitride (particles X1, 50 g) was changed to boron nitride (particles X5, 50 g).
《表面修飾剤1~3の種類》
・表面修飾剤1(下記構造のシランカップリング剤、合成品。n1及びn2は、平均付加数を表し、括弧に添えた数値である「3」は、平均値を表す。式中「AX」は、上述のとおりである。)
Surface modifier 1 (a silane coupling agent having the following structure, a synthetic product. n1 and n2 represent the average number of additions, and the number "3" in parentheses represents the average value. In the formula, "AX" is as defined above.)
・表面修飾剤2(下記構造の化合物:「X-12-967C」(信越シリコーン社製))
・表面修飾剤3(下記構造の化合物:「VD-5」(四国化成社製))
《表面修飾粒子Y1~Y14の作製(表面修飾処理)》
(表面修飾粒子Y1の作製)
以下、実施例36で使用する表面修飾粒子Y1の合成手順を示す。
上段部にて合成例を示した25質量%化合物YP-3(表面修飾剤1)の溶液(6.3g)にイソプロピルアルコール(3.3g)、蒸留水(1.2g)、及び酢酸(0.3g)を添加し、室温で1時間撹拌することで、表面修飾剤1の加水分解溶液を得た。
次に、変性粒子X1(200g)をアセトニトリル(400mL)に加え、更に表面修飾剤1の加水分解溶液を加えて1時間撹拌した。上記アセトニトリル中の窒化ホウ素をろ取した後、アセトニトリル(40mL)で洗浄し、40℃のオーブンで乾燥させることで、表面修飾粒子Y1を得た。
<<Preparation of Surface-Modified Particles Y1 to Y14 (Surface Modification Treatment)>>
(Preparation of Surface-Modified Particles Y1)
The synthesis procedure for the surface-modified particles Y1 used in Example 36 is shown below.
Isopropyl alcohol (3.3 g), distilled water (1.2 g), and acetic acid (0.3 g) were added to a 25% by mass solution (6.3 g) of compound YP-3 (surface modifier 1), the synthesis example of which is shown in the upper part of the figure, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to obtain a hydrolyzed solution of surface modifier 1.
Next, modified particles X1 (200 g) were added to acetonitrile (400 mL), and the hydrolysis solution of surface modifier 1 was further added and stirred for 1 hour. The boron nitride in the acetonitrile was filtered, washed with acetonitrile (40 mL), and dried in an oven at 40° C. to obtain surface-modified particles Y1.
(表面修飾粒子Y2~Y14の作製)
表1に示すとおりに表面修飾剤の種類及び変性粒子の種類を変更した以外は、表面修飾粒子Y1と同様の方法により、表面修飾粒子Y2~Y14を作製した。
(Preparation of Surface-Modified Particles Y2 to Y14)
Surface-modified particles Y2 to Y14 were prepared in the same manner as for surface-modified particle Y1, except that the type of surface modifier and the type of modified particle were changed as shown in Table 1.
〔硬化性組成物の調製〕
次に、表1に示すとおりに、溶媒(シクロペンタノン)、フェノール化合物、エポキシ化合物、マレイミド化合物、並びに、硬化促進剤の順で混合した後、無機物粒子を添加した。得られた混合物を自転公転ミキサー(THINKY社製、あわとり練太郎ARE-310)で5分間処理して硬化性組成物を得た。
[Preparation of Curable Composition]
Next, the solvent (cyclopentanone), phenol compound, epoxy compound, maleimide compound, and curing accelerator were mixed in this order, and then the inorganic particles were added, as shown in Table 1. The resulting mixture was treated for 5 minutes in a planetary centrifugal mixer (THINKY Corporation, Awatori Rentaro ARE-310) to obtain a curable composition.
なお、各硬化性組成物における溶媒の添加量は、各硬化性組成物の固形分濃度が50~80質量%になる量とした。
なお、硬化性組成物の固形分濃度は、硬化性組成物の粘度がそれぞれ同程度になるように、上記範囲内で硬化性組成物ごとに調整した。
エポキシ化合物とフェノール化合物との合計含有量が、硬化性組成物の全固形分に対して表中の「合計量(質量%)」欄に示す量になり、かつ、エポキシ化合物とフェノール化合物とはそれぞれ当量(エポキシ化合物のエポキシ基の数と、フェノール化合物の水酸基の数とが等しくなる量)になるように添加量を調整した。
硬化性組成物中、マレイミド化合物、硬化促進剤、及び無機物粒子の量は、それぞれ硬化性組成物の全固形分に対して、表中の各欄におけるカッコ内に示す量(質量%)になるようにした。
The amount of solvent added to each curable composition was set so that the solid content of each curable composition would be 50 to 80% by mass.
The solid content concentration of each curable composition was adjusted within the above range for each curable composition so that the viscosity of each curable composition would be approximately the same.
The amounts of the epoxy compound and the phenol compound added were adjusted so that the total content of the epoxy compound and the phenol compound would be the amount shown in the "Total amount (mass%)" column in the table relative to the total solid content of the curable composition, and so that the epoxy compound and the phenol compound would be equivalent amounts (amounts such that the number of epoxy groups in the epoxy compound is equal to the number of hydroxyl groups in the phenol compound).
In the curable composition, the amounts of the maleimide compound, the curing accelerator, and the inorganic particles were each adjusted to the amount (mass %) shown in parentheses in each column of the table, relative to the total solid content of the curable composition.
[評価]
〔半硬化シート(半硬化膜)の作製〕
マイクロメーター付きアプリケーターを用いて、離型処理したPETフィルム(PET756501リンテック社製、膜厚75μm)の離型面上に、調製した硬化性組成物を均一に塗布し、120℃で4分間乾燥して半硬化シート(半硬化膜)を作製した。
[evaluation]
[Preparation of semi-cured sheet (semi-cured film)]
Using an applicator with a micrometer, the prepared curable composition was uniformly applied onto the release surface of a release-treated PET film (PET756501 manufactured by Lintec Corporation, film thickness 75 μm), and then dried at 120°C for 4 minutes to produce a semi-cured sheet (semi-cured film).
〔熱伝導性シート(熱伝導材料)の作製〕
得られた半硬化シートに離型処理したPETフィルムを被せ、空気下で熱プレス(熱板温度180℃、圧力5~20MPaで5分間処理)した。その後、常圧下で180℃で90分間加熱処理して樹脂シートを得た。樹脂シートの両面にあるPETフィルムを剥がし、平均膜厚120μmの熱伝導性シート(熱伝導材料)を得た。
[Preparation of thermally conductive sheet (thermally conductive material)]
The resulting semi-cured sheet was covered with a release-treated PET film and heat-pressed in air (heat plate temperature 180°C, pressure 5-20 MPa for 5 minutes). This was then heat-treated at 180°C for 90 minutes under normal pressure to obtain a resin sheet. The PET films on both sides of the resin sheet were peeled off to obtain a thermally conductive sheet (thermally conductive material) with an average film thickness of 120 μm.
〔熱伝導率の評価〕
(1)NETZSCH社製の「LFA467」を用いて、レーザーフラッシュ法で熱伝導性シートの厚み方向の熱拡散率を測定した。
(2)メトラー・トレド社製の天秤「XS204」を用いて、熱伝導性シートの比重をアルキメデス法(「固体比重測定キット」使用)で測定した。
(3)セイコーインスツル社製の「DSC320/6200」を用い、10℃/分の昇温条件の下、25℃における熱伝導性シートの比熱を求めた。
(4)得られた熱拡散率に比重及び比熱を乗じて、熱伝導性シートの熱伝導率を算出した。
[Evaluation of thermal conductivity]
(1) The thermal diffusivity of the thermal conductive sheet in the thickness direction was measured by the laser flash method using "LFA467" manufactured by NETZSCH.
(2) Using a balance "XS204" manufactured by Mettler Toledo, the specific gravity of the thermally conductive sheet was measured by the Archimedes method (using a "solid specific gravity measurement kit").
(3) Using a DSC320/6200 manufactured by Seiko Instruments Inc., the specific heat of the thermally conductive sheet at 25° C. was determined under the condition of a temperature increase of 10° C./min.
(4) The thermal conductivity of the thermally conductive sheet was calculated by multiplying the obtained thermal diffusivity by the specific gravity and specific heat.
熱伝導シートの熱伝導率を、下記基準に照らして区分し、各実施例又は比較例の硬化性組成物を用いて得られた熱伝導シート(熱伝導材料)の熱伝導性の評価とした。
A 18W/mK以上
B 15W/mK以上18W/mK未満
C 12W/mK以上15W/mK未満
D 12W/mK未満
The thermal conductivity of the thermally conductive sheet was classified according to the following criteria, and the thermal conductivity of the thermally conductive sheet (thermally conductive material) obtained using the curable composition of each Example or Comparative Example was evaluated.
A 18W/mK or more B 15W/mK or more but less than 18W/mK C 12W/mK or more but less than 15W/mK D Less than 12W/mK
〔Tg(耐熱性)の評価〕
得られた熱伝導シートのTgを測定した。
測定には、ユービーエム社製の動的粘弾性測定装置「Rheogel-E4000」を使用し、周波数1HzのときのtanδピークをTgとした。昇温速度は、5℃/minで、25~300℃の範囲で測定を実施した。
[Evaluation of Tg (heat resistance)]
The Tg of the obtained thermally conductive sheet was measured.
The measurement was performed using a dynamic viscoelasticity measuring device "Rheogel-E4000" manufactured by UBM, and the tan δ peak at a frequency of 1 Hz was taken as Tg. The temperature was increased at a rate of 5°C/min in the range of 25 to 300°C.
熱伝導シートのTgを、下記基準に照らして区分し、各実施例又は比較例の硬化性組成物を用いて得られた熱伝導シート(熱伝導材料)の耐熱性の評価とした。
A :170℃以上
B :160℃以上170℃未満
C :150℃以上160℃未満
D :150℃未満
The Tg of the thermally conductive sheet was classified according to the following criteria, and the heat resistance of the thermally conductive sheet (thermally conductive material) obtained using the curable composition of each Example or Comparative Example was evaluated.
A: 170°C or higher B: 160°C or higher but lower than 170°C C: 150°C or higher but lower than 160°C D: Lower than 150°C
以下、表1を示す。
なお、表中の「変性粒子の種類」及び「表面修飾剤の種類」欄において、上述の表面処理を実施していない無機物粒子に関しては「-」として示している。
また、表中の「部分構造」欄は、特定エポキシ化合物が有する部分構造の種類を表している。特定エポキシ化合物が部分構造(1)を有する場合には「(1)」、特定エポキシ化合物が部分構造(2)を有する場合には「(2)」として表す。
また、表中の「化合物構造」欄は、特定エポキシ化合物の構造を表している。特定エポキシ化合物が式(1A)で表される化合物である場合には「(1A)」、特定エポキシ化合物が式(2A)で表される化合物である場合には「(2A)」、特定エポキシ化合物が式(1B)で表される化合物である場合には「(1B)」、特定エポキシ化合物が式(2B)で表される化合物である場合には「(2B)」として表す。
Table 1 is shown below.
In the columns of "Type of modified particles" and "Type of surface modifier" in the table, inorganic particles that have not undergone the above-mentioned surface treatment are indicated by "-".
The "partial structure" column in the table indicates the type of partial structure possessed by the specific epoxy compound. When the specific epoxy compound has partial structure (1), it is indicated as "(1)," and when the specific epoxy compound has partial structure (2), it is indicated as "(2)."
The "Compound Structure" column in the table shows the structure of the specific epoxy compound. If the specific epoxy compound is a compound represented by formula (1A), it is shown as "(1A)," if the specific epoxy compound is a compound represented by formula (2A), it is shown as "(2A)," if the specific epoxy compound is a compound represented by formula (1B), it is shown as "(1B)," and if the specific epoxy compound is a compound represented by formula (2B), it is shown as "(2B)."
表1の結果から、実施例の硬化性組成物により形成される熱伝導材料は、熱伝導性に優れ、且つ、Tg(耐熱性)にも優れることが確認された。
また、実施例の対比から、特定エポキシ化合物が部分構造(1)を含み且つXが芳香族環である場合(好ましくは、特定エポキシ化合物が式(1A)で表される化合物であり、且つ、XE1がmE1+1価の芳香族環基を表すか、又は、特定エポキシ化合物が式(1B)で表される化合物であり、且つ、XE2が2価の芳香族環基を表す場合)、形成される熱伝導材料の熱伝導性とTg(耐熱性)がより優れることが確認された。
また、実施例の対比から、無機物粒子が無機窒化物粒子を含む場合(好ましくは、無機物粒子が無機窒化物粒子を含み、且つ、無機窒化物粒子の含有量が無機物粒子の全質量の90質量%以上である場合)、形成される熱伝導材料の熱伝導性がより優れることが確認された。
また、実施例の対比から、硬化性組成物がマレイミド化合物を含む場合、形成される熱伝導材料のTg(耐熱性)がより優れることが確認された。
また、実施例の対比から、硬化性組成物が硬化促進剤として式(P2)で表される化合物を含む場合、形成される熱伝導材料の熱伝導性とTg(耐熱性)がより優れることが確認された。
一方、比較例の硬化性組成物では、所期の効果が得られなかった。
From the results in Table 1, it was confirmed that the thermally conductive materials formed from the curable compositions of the Examples had excellent thermal conductivity and Tg (heat resistance).
Furthermore, by comparing the examples, it was confirmed that when the specific epoxy compound contains the partial structure (1) and X is an aromatic ring (preferably, when the specific epoxy compound is a compound represented by formula (1A) and X E1 represents an m E1 + monovalent aromatic ring group, or when the specific epoxy compound is a compound represented by formula (1B) and X E2 represents a divalent aromatic ring group), the thermal conductivity and Tg (heat resistance) of the formed thermal conductive material are more excellent.
Furthermore, by comparing the examples, it was confirmed that when the inorganic particles contain inorganic nitride particles (preferably when the inorganic particles contain inorganic nitride particles and the content of the inorganic nitride particles is 90 mass% or more of the total mass of the inorganic particles), the thermal conductivity of the formed thermal conductive material is superior.
Furthermore, comparison of the examples confirmed that when the curable composition contains a maleimide compound, the Tg (heat resistance) of the formed thermally conductive material is superior.
Furthermore, a comparison of the examples confirmed that when the curable composition contains the compound represented by formula (P2) as a curing accelerator, the thermal conductivity and Tg (heat resistance) of the resulting thermal conductive material are superior.
On the other hand, the curable compositions of the comparative examples did not provide the expected effects.
Claims (14)
下記式(1)で表される部分構造又は下記式(2)で表される部分構造を有する化合物と、を含む、硬化性組成物であって、
更に、マレイミド化合物を含む、硬化性組成物。
A curable composition comprising a compound having a partial structure represented by the following formula (1) or a partial structure represented by the following formula (2) ,
The curable composition further comprises a maleimide compound.
前記式(1A)で表される化合物であり、且つ、前記XE1がmE1+1価の芳香族環基を表すか、又は、
前記式(1B)で表される化合物であり、且つ、前記XE2が2価の芳香族環基を表す、請求項2に記載の硬化性組成物。 The compound is
The compound represented by formula (1A) above, wherein X E1 represents an m E1 +1-valent aromatic ring group, or
The curable composition according to claim 2, which is a compound represented by formula (1B), and wherein X E2 represents a divalent aromatic ring group.
前記窒化ホウ素粒子が、前記窒化ホウ素粒子の表面を表面修飾する前記表面修飾剤とともに、表面修飾窒化ホウ素粒子を構成している、請求項7又は8に記載の硬化性組成物。 Further, a surface modifier is included,
9. The curable composition according to claim 7 , wherein the boron nitride particles, together with the surface modifier that modifies the surfaces of the boron nitride particles, constitute surface-modified boron nitride particles.
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