JP7828288B2 - 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挙げられている(請求項1)。
Power semiconductor devices used in various electrical appliances 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 lists a resin composition that can achieve high thermal conductivity after curing, which contains an epoxy resin containing a multifunctional epoxy resin, a curing agent containing a novolac resin having a predetermined structural unit, and an inorganic filler containing nitride particles (Claim 1).
ところで、熱伝導材料には、熱伝導性に優れることとともに、高温下で継続的に使用していても性能の劣化が生じにくい優れた耐熱性を有することも求められている。
高温下で熱伝導材料の性能が劣化するのは、熱伝導材料のTg(ガラス転移点)が不十分であることに要因がある。すなわち、熱伝導材料のTgが不十分であると、高温下において、熱伝導材料と熱伝導材料が熱を移動させるべき対象物との間での密着が弱くなり、熱伝導材料が対象物から熱を移動させる効率が劣化する。熱伝導材料のTgが十分に高ければ、熱伝導材料は優れた熱伝導性を発揮し続けることができ、耐熱性が良好になる。本明細書では、熱伝導材料のTgが高いことを、熱伝導材料の耐熱性が優れるともいう。
Meanwhile, thermally conductive materials are required to have not only excellent thermal conductivity but also excellent heat resistance so that their performance is not easily deteriorated even when used continuously at high temperatures.
The deterioration of the performance of thermally conductive materials at high temperatures is due to an insufficient Tg (glass transition temperature) of the thermally conductive material. That is, if the Tg of the thermally conductive material is insufficient, the adhesion between the thermally conductive material and the object to which the thermally conductive material is to transfer heat is weakened at high temperatures, and the efficiency with which the thermally conductive material transfers heat from the object is reduced. If the Tg of the thermally conductive material is sufficiently high, the thermally conductive material can continue to exhibit excellent thermal conductivity and have good heat resistance. In this specification, a high Tg of a thermally conductive material is also referred to as having excellent heat resistance.
以上のような事情を鑑みて、本発明は、熱伝導性及び耐熱性に優れた熱伝導材料を与え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をも課題とする。
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a curable composition that provides a thermally conductive material having excellent thermal conductivity and heat resistance.
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。 After extensive research to solve the above problem, the inventors discovered that the above problem can be solved by the following configuration.
〔1〕
フェノール化合物と、
1つ以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、及び、1つ以上のシアネート基を有するシアネート化合物の一方又は両方と、
無機物と、を含み、
上記無機物が、無機窒化物を含む、硬化性組成物。
〔2〕
上記マレイミド化合物を含み、
上記マレイミド化合物が、一般式(1)で表される化合物である、〔1〕に記載の硬化性組成物。
一般式(1)中、mは、0又は1を表す。
nは、0又は1を表す。
R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
L1は、2価の連結基を表す。
〔3〕
上記一般式(1)中、mが1を表し、nが1を表し、L1で表される上記2価の連結基の炭素数が3~15である、〔2〕に記載の硬化性組成物。
〔4〕
上記マレイミド化合物を含み、
上記マレイミド化合物が、2つの上記マレイミド基を有する、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔5〕
上記無機物が、窒化ホウ素を含む、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔6〕
上記窒化ホウ素が、平均粒径が20μm以上である凝集状窒化ホウ素を含む、〔5〕に記載の硬化性組成物。
〔7〕
更に、表面修飾剤を含み、
上記窒化ホウ素が、上記窒化ホウ素の表面上に吸着した上記表面修飾剤とともに、表面修飾窒化ホウ素を構成している、〔5〕又は〔6〕に記載の硬化性組成物。
〔8〕
更に、エポキシ化合物を含む、〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔9〕
上記マレイミド化合物を含み、かつ、
上記エポキシ化合物が、25℃における粘度が1000mPa・s未満のエポキシ化合物を含む、〔8〕に記載の硬化性組成物。
〔10〕
上記マレイミド化合物を含み、かつ、
上記硬化性組成物中、フェノール化合物に含まれる水酸基の数に対する、上記エポキシ化合物に含まれる合計のエポキシ基の数との比が、1.2/1.0~2.0/1.0である、〔8〕又は〔9〕に記載の硬化性組成物。
〔11〕
上記フェノール化合物がトリアジン骨格を有するフェノール化合物を含むこと、及び、上記エポキシ化合物がトリアジン骨格を有するエポキシ化合物を含むこと、の少なくとも一方の要件を満たす、〔8〕~〔10〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔12〕
更に、硬化促進剤を含む、〔1〕~〔11〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔13〕
上記硬化促進剤が、リン原子を含む化合物を含む、〔12〕に記載の硬化性組成物。
〔14〕
上記硬化促進剤が、ホスホニウム塩を含む、〔12〕又は〔13〕に記載の硬化性組成物。
〔15〕
上記硬化促進剤の分子量が、430以上である、〔12〕~〔14〕のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
〔16〕
上記硬化促進剤が、一般式(P3)で表される化合物を含む、〔12〕又は〔13〕に記載の硬化性組成物。
一般式(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。
〔17〕
更に、イオン捕捉剤を含む、〔1〕~〔16〕のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
〔18〕
〔1〕~〔17〕のいずれか1つに記載の硬化性組成物を硬化して得られる、熱伝導材料。
〔19〕
〔18〕に記載の熱伝導材料からなる、熱伝導シート。
〔20〕
下記式で求められる質量変化率が、1.0%未満となる、〔19〕に記載の熱伝導シート。
質量変化率(%)=(W2-W1)/W1×100
W1:120℃の環境下で2時間乾燥させた後の乾燥状態の熱伝導シートの質量
W2:上記乾燥状態の熱伝導シートを85℃、85RH%の環境下に24時間おいた後の、吸湿状態の熱伝導シートの質量
〔21〕
デバイスと、上記デバイス上に配置された〔19〕又は〔20〕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]
phenolic compounds,
one or both of a maleimide compound having one or more maleimide groups and a cyanate compound having one or more cyanate groups;
an inorganic material,
The curable composition, wherein the inorganic material comprises an inorganic nitride.
[2]
The maleimide compound is contained therein,
The curable composition according to [1], wherein the maleimide compound is a compound represented by general formula (1):
In the general formula (1), m represents 0 or 1.
n represents 0 or 1.
R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
L1 represents a divalent linking group.
[3]
In the general formula (1), m represents 1, n represents 1, and the divalent linking group represented by L 1 has 3 to 15 carbon atoms. [2] The curable composition according to [2].
[4]
The maleimide compound is contained therein,
The curable composition according to any one of [1] to [3], wherein the maleimide compound has two of the maleimide groups.
[5]
The curable composition according to any one of [1] to [4], wherein the inorganic material includes boron nitride.
[6]
The curable composition according to [5], wherein the boron nitride comprises aggregated boron nitride having an average particle size of 20 μm or more.
[7]
Further, a surface modifier is included,
The curable composition according to [5] or [6], wherein the boron nitride, together with the surface modifier adsorbed onto the surface of the boron nitride, constitutes surface-modified boron nitride.
[8]
The curable composition according to any one of [1] to [7], further comprising an epoxy compound.
[9]
The maleimide compound is contained, and
The curable composition according to [8], wherein the epoxy compound includes an epoxy compound having a viscosity at 25°C of less than 1000 mPa·s.
[10]
The maleimide compound is contained, and
The curable composition according to [8] or [9], wherein the ratio of the number of hydroxyl groups contained in the phenol compound to the total number of epoxy groups contained in the epoxy compound is 1.2/1.0 to 2.0/1.0.
[11]
The curable composition according to any one of [8] to [10], which satisfies at least one of the following requirements: the phenol compound contains a phenol compound having a triazine skeleton; and the epoxy compound contains an epoxy compound having a triazine skeleton.
[12]
The curable composition according to any one of [1] to [11], further comprising a curing accelerator.
[13]
The curable composition according to [12], wherein the curing accelerator includes a compound containing a phosphorus atom.
[14]
The curable composition according to [12] or [13], wherein the curing accelerator contains a phosphonium salt.
[15]
[15] The curable composition according to any one of [12] to [14], wherein the molecular weight of the curing accelerator is 430 or more.
[16]
The curable composition according to [12] or [13], wherein the curing accelerator comprises a compound represented by general formula (P3):
In formula (P3), R p31 to R p34 each independently represent a phenyl group which may have a substituent.
[17]
[17] The curable composition according to any one of [1] to [16], further comprising an ion scavenger.
[18]
A thermally conductive material obtained by curing the curable composition according to any one of [1] to [17].
[19]
A thermally conductive sheet comprising the thermally conductive material according to [18].
[20]
[19] The thermal conductive sheet according to [19], wherein the mass change rate calculated by the following formula is less than 1.0%.
Mass change rate (%) = (W2 - W1) / W1 x 100
W1: Mass of the dry thermal conductive sheet after drying in an environment of 120°C for 2 hours. W2: Mass of the hygroscopic thermal conductive sheet after leaving the dry thermal conductive sheet in an environment of 85°C and 85% RH for 24 hours. [21]
A device with a thermally conductive layer, comprising: a device; and a thermally conductive layer comprising the thermally conductive sheet according to [19] or [20], disposed on the device.
本発明によれば、熱伝導性及び耐熱性に優れた熱伝導材料を与える硬化性組成物を提供できる。
また、本発明によれば、上記硬化性組成物に関する熱伝導材料、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 gives a thermally conductive material having excellent thermal conductivity and heat resistance.
Furthermore, according to the present invention, it is possible 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.
以下、本発明の硬化性組成物、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場合があるが、本発明はそのような実施態様に制限されない。
なお、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値及び上限値として含む範囲を意味する。
The curable composition, the thermally conductive material, the thermally conductive sheet, and the device with a thermally conductive layer of the present invention will be described in detail below.
The following description of the components may be based on a representative embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to such an embodiment.
In this specification, a numerical range expressed using "to" means a range that includes the numerical values before and after "to" as the lower and upper limits.
また、本明細書において、「(メタ)アクリロイル基」との記載は、「アクリロイル基及びメタクリロイル基のいずれか一方又は双方」の意味を表す。また、「(メタ)アクリルアミド基」との記載は、「アクリルアミド基及びメタクリルアミド基のいずれか一方又は双方」の意味を表す。「(メタ)アクリル」との記載は、「アクリル及びメタクリルのいずれか一方又は双方」の意味を表す。 In this specification, the term "(meth)acryloyl group" means "either one or both of an acryloyl group and a methacryloyl group." The term "(meth)acrylamide group" means "either one or both of an acrylamide group and a methacrylamide group." The term "(meth)acrylic" means "either one or both of an acrylic group and a methacrylic group."
本明細書において、酸無水物基は、1価の基であってもよく、2価の基であってもよい。なお、酸無水物基が1価の基を表す場合、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得られる置換基が挙げられる。また、酸無水物基が2価の基を表す場合、*-CO-O-CO-*で表される基を意図する(*は結合位置を表す)。 In this specification, the acid anhydride group may be a monovalent group or a divalent group. When the acid anhydride group represents a monovalent group, examples include substituents obtained by removing any hydrogen atom from acid anhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, pyromellitic anhydride, and trimellitic anhydride. When the acid anhydride group represents a divalent group, a group represented by *-CO-O-CO-* is intended (* represents the bonding position).
なお、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)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個、又は、2個以上が挙げられる。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, a substituent group Y described below) in the group to the extent that the intended effect is not impaired. For example, the expression "alkyl group" means a substituted or unsubstituted alkyl group (an alkyl group that may have a substituent) to the extent that the intended effect is not impaired.
In addition, in the present specification, when it is stated that a compound 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)、水酸基、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もよい。
Substituent group Y:
Halogen atoms (such as -F, -Br, -Cl, and -I), hydroxyl 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-aryl an alkylcarbamoyloxy group, an N-arylcarbamoyloxy group, an N,N-dialkylcarbamoyloxy group, an N,N-diarylcarbamoyloxy group, an N-alkyl-N-arylcarbamoyloxy group, an alkylsulfoxy group, an arylsulfoxy group, an acylthio group, an acylamino group, an N-alkylacylamino group, an N-arylacylamino group, a ureido group, an N'-alkylureido group, an N',N'-dialkylureido group, an N'-arylureido group, an N',N'-diarylureido group, an N'-alkyl-N'-arylureido group, an N-alkylureido group, an 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, aryl groups which may have a substituent are also included as groups which 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 to form a ring, if possible. 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.
[組成物]
本発明の硬化性組成物(以下、単に「組成物」とも言う)は、フェノール化合物と1つ以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、及び、1つ以上のシアネート基を有するシアネート化合物の一方又は両方と、無機物と、を含む。
また、上記無機物は、無機窒化物を含む。
1つ以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、及び、1つ以上のシアネート基を有するシアネート化合物を総称して「特定化合物」ともいう。
[Composition]
The curable composition of the present invention (hereinafter also simply referred to as "composition") contains a phenol compound, one or both of a maleimide compound having one or more maleimide groups, and a cyanate compound having one or more cyanate groups, and an inorganic substance.
The inorganic material includes an inorganic nitride.
A maleimide compound having one or more maleimide groups and a cyanate compound having one or more cyanate groups are also collectively referred to as a "specific compound."
本発明の組成物が、上記のような構成で本発明の課題が解決されるメカニズムは必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
まず、本発明の組成物は、無機物として、熱伝導性に優れる無機窒化物を含む。
更に、有機成分として、フェノール化合物、及び、特定化合物を含む。組成物中の特定化合物はフェノール化合物と反応して無機窒化物を含む熱伝導材料(硬化物)を形成でき、このような熱伝導材料の高分子構造は密度が高く、熱伝導材料の熱伝導性及び耐熱性(Tg)の向上が実現できた、と推測されている。
また、後述の通り組成物は、エポキシ化合物を含むこともでき、このような場合、熱伝導材料の熱伝導性及び耐熱性(Tg)がより優れる。これは、フェノール化合物が特定化合物と反応して生じる高分子構造と、フェノール化合物がエポキシ化合物と反応して生じる高分子構造とが、IPN構造(相互侵入網目構造)を形成したり、更に、エポキシ基から生成する水酸基が特定化合物と架橋反応(エポキシ基由来の水酸基とマレイミド基の二重結合との反応等)したりして、より密な高分子構造が形成されたためと推測されている。
また、熱伝導材料中により密な高分子構造が形成されるため、熱伝導材料中に水が浸入しにくくなり吸湿性も抑制され、加えて、熱伝導材料が高温にさらされた場合において構成成分が熱分解して熱伝導材料中に揮発性の低分子が生成されることも抑制される。その結果、熱伝導材料を高温下に置いた場合でも、熱伝導材料から揮発性成分が気化して接着性が低下することが抑制され、熱伝導材料のハンダ耐熱性がより向上する、と考えられている。
更に、本発明の組成物から形成される熱伝導材料は、絶縁性も良好である。
以下、本発明の組成物を用いて形成される熱伝導材料の熱伝導性、耐熱性、絶縁性、吸湿性の抑制性、及び、ハンダ耐熱性の少なくとも1つが優れることを、本発明の効果が優れるともいう。
The mechanism by which the composition of the present invention, having the above-described structure, solves the problems of the present invention is not entirely clear, but the present inventors speculate as follows.
First, the composition of the present invention contains, as an inorganic substance, an inorganic nitride having excellent thermal conductivity.
The composition further contains a phenolic compound and a specific compound as organic components. The specific compound in the composition reacts with the phenolic compound to form a thermally conductive material (cured product) containing an inorganic nitride. It is presumed that the polymer structure of such a thermally conductive material has a high density, thereby improving the thermal conductivity and heat resistance (Tg) of the thermally conductive material.
Furthermore, as described below, the composition can also contain an epoxy compound, in which case the thermal conductivity and heat resistance (Tg) of the thermal conductive material are superior. This is presumably because the polymer structure formed by the reaction of the phenolic compound with the specific compound and the polymer structure formed by the reaction of the phenolic compound with the epoxy compound form an IPN structure (interpenetrating network structure), and further, the hydroxyl groups generated from the epoxy groups undergo a crosslinking reaction with the specific compound (e.g., a reaction between the hydroxyl groups derived from the epoxy group and the double bond of the maleimide group), resulting in the formation of a denser polymer structure.
Furthermore, the formation of a denser polymer structure within the thermal conductive material makes it difficult for water to penetrate the material, reducing its hygroscopicity. Furthermore, when the thermal conductive material is exposed to high temperatures, the thermal decomposition of its components and the generation of volatile small molecules within the material are also reduced. As a result, even when the thermal conductive material is exposed to high temperatures, the evaporation of volatile components from the thermal conductive material and the resulting loss of adhesiveness are prevented, which is thought to further improve the solder heat resistance of the thermal conductive material.
Furthermore, the thermally conductive material formed from the composition of the present invention also has good insulating properties.
Hereinafter, the excellent effects of the present invention will be referred to as the excellent effects of the present invention when the thermal conductive material formed using the composition of the present invention has at least one of excellent thermal conductivity, heat resistance, insulation, moisture absorption suppression, and solder heat resistance.
以下、組成物に含まれる成分について詳述する。 The ingredients contained in the composition are described in detail below.
〔フェノール化合物〕
本発明の組成物はフェノール化合物を含む。
フェノール化合物は、芳香環基に直接結合する水酸基(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。
中でも、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、化合物中に1個以上(例えば1~5個)のトリアジン環基を有することを意味する。
[Phenol compounds]
The compositions of the present invention include a phenolic compound.
The phenol compound is a compound having one or more (preferably two or more, more preferably 2 to 10) hydroxyl groups (phenolic hydroxyl groups) directly bonded to an aromatic ring group.
Among these, the phenol compound preferably has a triazine skeleton.
The phenol compound "having a triazine skeleton" means that the compound has one or more (for example, 1 to 5) triazine ring groups.
フェノール化合物は、一般式(Z)で表される化合物が好ましい。 The phenol compound is preferably a compound represented by general formula (Z).
上記一般式(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 general formula (Z), if 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.
一般式(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。R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。
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, for example, 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—.
一般式(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、一般式(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 general 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等が挙げられる。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)、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、ヘプタン等が挙げられる。
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、アダマンタン環等が挙げられる。
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の芳香族複素環等が挙げられる。
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、アントラセン環等が挙げられ、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等が挙げられる。
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 is 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. 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.
一般式(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以上であり、2~12の整数であることが好ましく、4~8の整数であることがより好ましい。
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(例えば1~2)であるのが好ましく、lが1以上(例えば1~2)であるのが好ましく、mが1以上(例えば1~2)であるのが好ましく、nが1以上(例えば1~2)であるのが好ましい。
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 general 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 2 or greater, and is 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 1 or more (e.g., 1 to 2), l is preferably 1 or more (e.g., 1 to 2), m is preferably 1 or more (e.g., 1 to 2), and n is preferably 1 or more (e.g., 1 to 2).
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等が挙げられる。
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等が挙げられる。
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 formed by 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 formed by 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;等が挙げられ、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;等が挙げられる。
なお、Lとしての2価の芳香環基は、上記例示から2個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 rings such as a naphthalene ring and an anthracene ring. Examples of aromatic heterocyclic rings 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 includes groups obtained by removing two hydrogen atoms from the above-mentioned examples.
2価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数1~12のアルキレン基等が挙げられ、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、へプチレン基等が挙げられる。 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、アダマンタン環等が挙げられる。
なお、Lとしての脂肪族環基は、上記例示から2個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)を単結合を介して2つ以上組み合わせた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 consisting of a combination of two or more of the same type of groups (for example, aromatic ring groups) via a single bond.
本発明においては、熱伝導材料の熱伝導性がより優れる点から、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もよい。
また、本発明においては、熱伝導材料の熱伝導性がより優れる点から、上記一般式(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、熱伝導性がより優れるとの理由から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 order to obtain a thermally conductive material with better thermal conductivity. The terminal carbon atoms may be part of a cyclic structure.
Furthermore, in the present invention, in order to obtain a thermally conductive material with better thermal conductivity, it is preferable that L in the above general formula (P2) be 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 a divalent organic group having a divalent aromatic ring group which may have a substituent is more preferable in order to obtain better thermal conductivity.
一般式(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 general 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.
一般式(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個以上(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.
一般式(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個は、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個(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 general formula (Z), at least one of the k X1s , l X2s , r×m X3s , and n X4s 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個(例えば1~2個)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、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., 1 or 2) 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 composition.
フェノール化合物は、一般式(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、一般式(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一般式(Z1)で表される化合物そのものであってもよい。一般式(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 general formula (Z1).
The phenol compound preferably contains a compound represented by general formula (Z1), and the phenol compound may be the compound represented by general formula (Z1) itself. The content of the compound represented by general 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.
一般式(Z1)中、rは0以上の整数を表す。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。
Lは、2価の有機基を表す。一般式(Z1)におけるLで表される2価の有機基は、例えば、一般式(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の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であることが更に好ましい。
一般式(Z1)中に(3+r)個存在するRZの少なくとも1個(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。
一般式(Z1)中に(3+r)個存在するRZの少なくとも1個(例えば1~2個)は水素原子を表してもよい。
一般式(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 general formula (Z1) is, for example, the same as the divalent organic group represented by L in general formula (Z1).
R 1 and Z represent a hydrogen atom or a substituent.
The substituent represented by R 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 (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) may represent a substituent.
At least one (for example, 1 or 2) of the (3+r) R 2 Z's in general 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 general 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、一般式(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、一般式(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一般式(Z2)で表される化合物そのものであってもよい。一般式(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 general formula (Z2).
The phenol compound preferably contains a compound represented by general formula (Z2), and the phenol compound may be the compound represented by general formula (Z2) itself. The content of the compound represented by general 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 compounds.
一般式(Z2)中、RZは、水素原子又は置換基を表す。
2個存在する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もよい。上記アルキル基は無置換であることも好ましい。
一般式(Z2)中の2個の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 general formula (Z2), two Rz 's may be the same or different.
その他にも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、又は、アルコキシ基含有芳香環変性ノボラック樹脂等も好ましい。Other preferred 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、225~2000が好ましく、225~1000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。上限値は、25.0mmol/g以下が好ましく、10.0mmol/g以下がより好ましい。
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)の数を意図する。
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(カルボン酸基等)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)の下限値は、2.0mmol/g以上が好ましく、4.0mmol/g以上がより好ましい。上限値は、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 10.0 mmol/g or less.
The hydroxyl group content refers to 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 active hydrogen-containing groups (such as carboxylic acid groups) capable of polymerizing with the epoxy compound. The lower limit of the active hydrogen content of the phenolic compound (the 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、本発明の組成物は、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(「その他の活性水素含有化合物」ともいう)を含んでもよい。
ただし、本発明の組成物において、フェノール化合物の含有量に対する、その他の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 composition of the present invention 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 composition of the present invention, 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.
組成物中、フェノール化合物の含有量は、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。
なお、固形分とは、熱伝導材料を形成する成分を意図し、溶媒は含まれない。ここでいう、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。
The content of the phenol compound in the composition is preferably from 3 to 90 mass %, more preferably from 5 to 50 mass %, and even more preferably from 7 to 40 mass %, based on the total solid content of the composition.
The term "solids" refers to 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) to change their chemical structure when forming the thermally conductive material. Furthermore, components that form the thermally conductive material are considered to be solids even if they are liquid.
〔エポキシ化合物〕
本発明の組成物はエポキシ化合物を含むことも好ましい。
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(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。
[Epoxy Compound]
The composition of the present invention also preferably contains an epoxy compound.
An 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 (such as a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms).
エポキシ化合物が有するエポキシ基の数は、1分子中、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 an epoxy compound is preferably 2 or more, more preferably 2 to 1,000, and even more preferably 2 to 40, per molecule.
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。上記分子量の上限に制限はなく、例えば100000以下が好ましく、10000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。
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。
The molecular weight of the epoxy compound is preferably at least 150, more preferably at least 300. There is no upper limit to the molecular weight, and for example, it is preferably at most 100,000, more preferably at most 10,000.
When the molecular weight has a molecular weight distribution, the molecular weight is a weight average molecular weight.
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.
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、エポキシ化合物1gが有する、エポキシ基の数を意図する。
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。
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 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 refers to the number of epoxy groups contained in 1 g of the epoxy compound.
The epoxy compound also preferably has an aromatic ring group (preferably an aromatic hydrocarbon ring group).
The content of the epoxy compound having an aromatic ring group 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.
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、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。
エポキシ化合物(液晶性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 epoxy compound may or may not exhibit liquid crystallinity.
That is, the epoxy compound may be a liquid crystal compound, or in other words, a liquid crystal compound having an epoxy group.
Examples of the epoxy compound (which may be a liquid crystalline epoxy compound) include a compound having at least a partial rod-like structure (rod-like compound) and a compound having at least a partial discotic structure (discotic compound).
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。
好ましい棒状化合物としては、下記一般式(XXI)で表される棒状化合物が挙げられる。
一般式(XXI):Q1-L111-A111-L113-M-L114-A112-L112-Q2
(rod-shaped compound)
Examples of epoxy compounds that are rod-shaped compounds include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, 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.
A preferred rod-shaped compound is a rod-shaped compound represented by the following general formula (XXI).
General formula (XXI): Q 1 -L 111 -A 111 -L 113 -ML 114 -A 112 -L 112 -Q 2
一般式(XXI)中、Q1及びQ2はそれぞれ独立に、エポキシ基であり、L111、L112、L113、及び、L114はそれぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。A111及びA112はそれぞれ独立に、炭素数1~20の2価の連結基(スペーサ基)を表す。Mはメソゲン基を表す。
Q1及びQ2のエポキシ基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。
In general formula (XXI), Q1 and Q2 each independently represent an epoxy group, L111 , L112 , L113 , and L114 each independently represent a single bond or a divalent linking group, A111 and A112 each independently represent a divalent linking group (spacer group) having 1 to 20 carbon atoms, and M represents a mesogenic group.
The epoxy groups of Q1 and Q2 may or may not have a substituent.
一般式(XXI)中、L111、L112、L113、及び、L114はそれぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
L111、L112、L113、及び、L114で表される2価の連結基としては、それぞれ独立に、-O-、-S-、-CO-、-NR112-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR112-、-NR112-CO-、-O-CO-、-CH2-O-、-O-CH2-、-O-CO-NR112-、-NR112-CO-O-、及び、-NR112-CO-NR112-からなる群より選ばれる2価の連結基であるのが好ましい。上記R112は炭素数1~7のアルキル基又は水素原子である。
中でも、L113及びL114は、それぞれ独立に、-O-が好ましい。
L111及びL112は、それぞれ独立に、単結合が好ましい。
In formula (XXI), L 111 , L 112 , L 113 and L 114 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
The divalent linking groups represented by L 111 , L 112 , L 113 and L 114 are preferably each independently a divalent linking group selected from the group consisting of -O-, -S-, -CO-, -NR 112 -, -CO-O-, -O-CO-O-, -CO-NR 112 -, -NR 112 -CO-, -O-CO-, -CH 2 -O-, -O-CH 2 -, -O-CO-NR 112 -, -NR 112 -CO-O- and -NR 112 -CO-NR 112 -. R 112 is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a hydrogen atom.
Of these, it is preferable that L 113 and L 114 each independently represent —O—.
It is preferable that L 111 and L 112 each independently represent a single bond.
一般式(XXI)中、A111及びA112は、それぞれ独立に、炭素数1~20の2価の連結基を表す。
2価の連結基は、隣接していない酸素原子及び硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいてもよい。中でも、炭素数1~12の、アルキレン基、アルケニレン基、又は、アルキニレン基が好ましい。上記、アルキレン基、アルケニレン基、又は、アルキニレン基がエステル基を有していてもよいし、有していなくてもよい。
2価の連結基は直鎖状であるのが好ましく、また、上記2価の連結基は置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、及び、臭素原子)、シアノ基、メチル基、及び、エチル基が挙げられる。
中でも、A111及びA112は、それぞれ独立に、炭素数1~12のアルキレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。
In formula (XXI), A 111 and A 112 each independently represent a divalent linking group having 1 to 20 carbon atoms.
The divalent linking group may contain heteroatoms such as non-adjacent oxygen atoms and sulfur atoms. Among these, alkylene groups, alkenylene groups, and alkynylene groups having 1 to 12 carbon atoms are preferred. The alkylene groups, alkenylene groups, and alkynylene groups may or may not have an ester group.
The divalent linking group is preferably linear and may or may not have a substituent, such as a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, or bromine atom), a cyano group, a methyl group, or an ethyl group.
Among these, A 111 and A 112 are each independently preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably a methylene group.
一般式(XXI)中、Mはメソゲン基を表し、上記メソゲン基としては、公知のメソゲン基が挙げられる。中でも、下記一般式(XXII)で表される基が好ましい。
一般式(XXII):-(W1-L115)n-W2-
In formula (XXI), M represents a mesogenic group, and examples of the mesogenic group include known mesogenic groups. Among these, a group represented by formula (XXII) below is preferred.
General formula (XXII): -(W 1 -L 115 ) n -W 2 -
一般式(XXII)式中、W1及びW2は、それぞれ独立に、2価の環状アルキレン基、2価の環状アルケニレン基、アリーレン基、又は、2価のヘテロ環基を表す。L115は、単結合又は2価の連結基を表す。nは、1~4の整数を表す。 In general formula (XXII), W1 and W2 each independently represent a divalent cyclic alkylene group, a divalent cyclic alkenylene group, an arylene group, or a divalent heterocyclic group. L115 represents a single bond or a divalent linking group. n represents an integer of 1 to 4.
W1及びW2としては、例えば、1,4-シクロヘキセンジイル、1,4-シクロヘキサンジイル、1,4-フェニレン、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、1,3,4-チアジアゾール-2,5-ジイル、1,3,4-オキサジアゾール-2,5-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、ナフタレン-1,5-ジイル、チオフェン-2,5-ジイル、及び、ピリダジン-3,6-ジイルが挙げられる。1,4-シクロヘキサンジイルの場合、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もよい。中でも、トランス体が好ましい。
W1及びW2は、それぞれ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で例示された基が挙げられ、より具体的には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及び、ヨウ素原子)、シアノ基、炭素数1~10のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、及び、プロピル基等)、炭素数1~10のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、及び、エトキシ基等)、炭素数1~10のアシル基(例えば、ホルミル基、及び、アセチル基等)、炭素数1~10のアルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、及び、エトキシカルボニル基等)、炭素数1~10のアシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、及び、プロピオニルオキシ基等)、ニトロ基、トリフルオロメチル基、及び、ジフルオロメチル基等が挙げられる。
W1が複数存在する場合、複数存在するW1は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Examples of W1 and W2 include 1,4-cyclohexenediyl, 1,4-cyclohexanediyl, 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. In the case of 1,4-cyclohexanediyl, either the trans or cis structural isomer may be used, or a mixture in any ratio may be used. Of these, the trans isomer is preferred.
W 1 and W 2 may each have a substituent. Examples of the substituent include the groups exemplified in the above-mentioned substituent group Y, more specifically, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom), a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., a methyl group, an ethyl group, and a propyl group), an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., a methoxy group and an ethoxy group), an acyl group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., a formyl group and an acetyl group), an alkoxycarbonyl group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group), an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., an acetyloxy group and a propionyloxy group), a nitro group, a trifluoromethyl group, and a difluoromethyl group.
When a plurality of W 1's are present, the plurality of W 1 's may be the same or different.
一般式(XXII)式中、L115は、単結合又は2価の連結基を表す。L115で表される2価の連結基としては、上述したL111~L114で表される2価の連結基の具体例が挙げられ、例えば、-CO-O-、-O-CO-、-CH2-O-、及び、-O-CH2-が挙げられる。
L115が複数存在する場合、複数存在するL115は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In general formula (XXII), L 115 represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group represented by L 115 include the specific examples of the divalent linking groups represented by L 111 to L 114 described above, such as —CO—O—, —O—CO—, —CH 2 —O—, and —O—CH 2 —.
When a plurality of L 115 are present, the plurality of L 115 may be the same or different.
上記一般式(XXII)で表されるメソゲン基の基本骨格で好ましい骨格を、以下に例示する。上記メソゲン基は、これらの骨格に置換基が置換していてもよい。Preferred examples of the basic skeleton of the mesogenic group represented by general formula (XXII) are shown below. The mesogenic group may have a substituent substituted on the skeleton.
上記骨格の中でも、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が好ましい。
なお、一般式(XXI)で表される化合物は、特表平11-513019号公報(WO97/00600)に記載の方法を参照して合成できる。
棒状化合物は、特開平11-323162号公報及び特許4118691号に記載のメソゲン基を有するモノマーであってもよい。
Among the above skeletons, the biphenyl skeleton is preferred in that the resulting thermally conductive material has better thermal conductivity.
The compound represented by the general formula (XXI) can be synthesized by referring to the method described in JP-A-11-513019 (WO97/00600).
The rod-like compound may be a monomer having a mesogen group as described in JP-A-11-323162 and Japanese Patent No. 4,118,691.
また、一般式(XXI)で表される化合物において、「Q1-L111-」及び「-L112-Q2」の一方又は両方が、ジグリシジルアミノ基に置き換わった化合物も好ましい。 Also preferred are compounds represented by general formula (XXI) in which one or both of "Q 1 -L 111 -" and "-L 112 -Q 2 " are replaced with a diglycidylamino group.
中でも、棒状化合物は、一般式(E1)で表される化合物であるのが好ましい。 Of these, it is preferable that the rod-shaped compound is a compound represented by general formula (E1).
一般式(E1)中、LE1は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
中でも、LE1は、2価の連結基が好ましい。
2価の連結基は、-O-、-S-、-CO-、-NH-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、置換意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 single bond or a divalent linking group.
Among these, L E1 is preferably 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 optionally substituted alkylene group, or a group consisting of a combination of two or more of these, 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.
一般式(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。
中でも、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 general 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-.
Among these, it is preferable that each L E2 independently represents 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.
一般式(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もよい。中でも、トランス体であるのが好ましい。
中でも、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 general 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 consisting 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. Of these, the trans isomer is preferred.
Among these, 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, and 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.
一般式(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。
中でも、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.
Among these, pe is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and even more preferably 0.
一般式(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, and 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 Ie, which will be described next, is an integer of 2 or more, a plurality of L E4's present in the same (L E4 ) Ie may be the same or different from each other.
一般式(E1)中、leは、それぞれ独立に、0~4の整数を表す。
中でも、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.
In particular, it is preferable that each le independently represents 0 to 2.
A plurality of le's may be the same or different.
また、一般式(E1)で表される化合物において、2個存在する「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 general 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。
言い換えると、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、この場合のエポキシ化合物は棒状化合物であるのが好ましい。
The rod-like compound preferably has a biphenyl skeleton, since the resulting thermally conductive material has better thermal conductivity.
In other words, the epoxy compound preferably has a biphenyl skeleton, and in this case, the 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、脂環又は芳香族環を有する。特に、円盤状構造が、芳香族環を有する場合、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置換ベンゼン構造等が挙げられる。
(Disco-like compounds)
The discotic epoxy compound has at least a partial discotic structure.
The discotic structure has at least an alicyclic or 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.
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 disc-shaped compound is used as the 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), disc-shaped 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つ以上有するのが好ましい。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 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.
円盤状化合物の具体例としては、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等が挙げられる。
Specific 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 compounds having a trisubstituted benzene structure in which at least one (preferably three or more) of the terminals is an epoxy group described in JP-A-2007-002220 and JP-A-2010-244038.
円盤状化合物としては、熱伝導材料の熱伝導性がより優れる観点から、以下に示す式(D1)~(D16)のいずれかで表される化合物が好ましい。
まず、式(D1)~(D15)について説明し、その後、式(D16)について説明する。
なお、以下の式中、「-LQ」は「-L-Q」を表し、「QL-」は「Q-L-」を表す。
As the discotic compound, compounds represented by any one of the following formulae (D1) to (D16) are preferred, from the viewpoint of providing a thermally conductive material with better thermal conductivity.
First, equations (D1) to (D15) will be explained, and then equation (D16) will be explained.
In the following formulas, "-LQ" represents "-LQ" and "QL-" represents "QL-".
式(D1)~(D15)中、Lは2価の連結基を表す。
熱伝導材料の熱伝導性がより優れる観点から、Lは、それぞれ独立に、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、-CO-、-NH-、-O-、-S-、及び、これらの組み合わせからなる群より選ばれる基であるのが好ましく、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、-CO-、-NH-、-O-、及び、-S-からなる群より選ばれる基を2個以上組み合わせた基であるのがより好ましい。
上記アルキレン基の炭素数は、1~12が好ましい。上記アルケニレン基の炭素数は、2~12が好ましい。上記アリーレン基の炭素数は、10以下が好ましい。
アルキレン基、アルケニレン基、及び、アリーレン基は、置換基(好ましくは、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ、アルコキシ基、及び、アシルオキシ基等)を有していてもよい。
In formulas (D1) to (D15), L represents a divalent linking group.
From the viewpoint of achieving better thermal conductivity of the thermal conductive material, L is preferably each independently a group selected from the group consisting of an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, -CO-, -NH-, -O-, -S-, and combinations thereof, and more preferably a group combining two or more groups selected from the group consisting of an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, -CO-, -NH-, -O-, and -S-.
The alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms. The alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms. The arylene group preferably has 10 or less carbon atoms.
The alkylene group, alkenylene group, and arylene group may have a substituent (preferably an alkyl group, a halogen atom, cyano, an alkoxy group, an acyloxy group, or the like).
Lの例を以下に示す。以下の例では、左側の結合手が式(D1)~(D15)のいずれかで表される化合物の中心構造(以下、単に「中心環」ともいう)の側に結合し、右側の結合手がQに結合する。
ALはアルキレン基又はアルケニレン基を意味し、ARはアリーレン基を意味する。
ALで表されるアルキレン基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、炭素数は例えば1~12である。ALで表されるアルケニレン基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、炭素数は例えば2~12である。ARで表されるアリーレン基は、単環でも多環でもよく、環員原子数は6~12が好ましい。
Examples of L are shown below. In the following examples, the left bond is bonded to the central structure (hereinafter also simply referred to as "central ring") of the compound represented by any one of formulas (D1) to (D15), and the right bond is bonded to Q.
AL represents an alkylene group or an alkenylene group, and AR represents an arylene group.
The alkylene group represented by AL may be linear or branched and has, for example, 1 to 12 carbon atoms. The alkenylene group represented by AL may be linear or branched and has, for example, 2 to 12 carbon atoms. The arylene group represented by AR may be monocyclic or polycyclic and preferably has 6 to 12 ring atoms.
L101:-AL-CO-O-AL-
L102:-AL-CO-O-AL-O-
L103:-AL-CO-O-AL-O-AL-
L104:-AL-CO-O-AL-O-CO-
L105:-CO-AR-O-AL-
L106:-CO-AR-O-AL-O-
L107:-CO-AR-O-AL-O-CO-
L108:-CO-NH-AL-
L109:-NH-AL-O-
L110:-NH-AL-O-CO-
L111:-O-AL-
L112:-O-AL-O-
L113:-O-AL-O-CO-
L101:-AL-CO-O-AL-
L102:-AL-CO-O-AL-O-
L103:-AL-CO-O-AL-O-AL-
L104:-AL-CO-O-AL-O-CO-
L105:-CO-AR-O-AL-
L106:-CO-AR-O-AL-O-
L107:-CO-AR-O-AL-O-CO-
L108:-CO-NH-AL-
L109:-NH-AL-O-
L110:-NH-AL-O-CO-
L111:-O-AL-
L112:-O-AL-O-
L113:-O-AL-O-CO-
L114:-O-AL-O-CO-NH-AL-
L115:-O-AL-S-AL-
L116:-O-CO-AL-AR-O-AL-O-CO-
L117:-O-CO-AR-O-AL-CO-
L118:-O-CO-AR-O-AL-O-CO-
L119:-O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-CO-
L120:-O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-AL-O-CO-
L121:-S-AL-
L122:-S-AL-O-
L123:-S-AL-O-CO-
L124:-S-AL-S-AL-
L125:-S-AR-AL-
L126:-O-CO-AL-
L127:-O-CO-AL-O-
L128:-O-CO-AR-O-AL-
L129:-O-CO-
L130:-O-CO-AR-O-AL-O-CO-AL-S-AR-
L131:-O-CO-AL-S-AR-
L132:-O-CO-AR-O-AL-O-CO-AL-S-AL-
L133:-O-CO-AL-S-AR-
L134:-O-AL-S-AR-
L135:-AL-CO-O-AL-O-CO-AL-S-AR-
L136:-AL-CO-O-AL-O-CO-AL-S-AL-
L137:-O-AL-O-AR-
L138:-O-AL-O-CO-AR-
L139:-O-AL-NH-AR-
L140:-O-CO-AL-O-AR-
L141:-O-CO-AR-O-AL-O-AR-
L142:-AL-CO-O-AR-
L143:-AL-CO-O-AL-O-AR-
L114:-O-AL-O-CO-NH-AL-
L115:-O-AL-S-AL-
L116:-O-CO-AL-AR-O-AL-O-CO-
L117:-O-CO-AR-O-AL-CO-
L118:-O-CO-AR-O-AL-O-CO-
L119: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-CO-
L120: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-AL-O-CO-
L121:-S-AL-
L122:-S-AL-O-
L123:-S-AL-O-CO-
L124:-S-AL-S-AL-
L125:-S-AR-AL-
L126:-O-CO-AL-
L127:-O-CO-AL-O-
L128:-O-CO-AR-O-AL-
L129:-O-CO-
L130: -O-CO-AR-O-AL-O-CO-AL-S-AR-
L131:-O-CO-AL-S-AR-
L132: -O-CO-AR-O-AL-O-CO-AL-S-AL-
L133:-O-CO-AL-S-AR-
L134:-O-AL-S-AR-
L135:-AL-CO-O-AL-O-CO-AL-S-AR-
L136:-AL-CO-O-AL-O-CO-AL-S-AL-
L137:-O-AL-O-AR-
L138:-O-AL-O-CO-AR-
L139:-O-AL-NH-AR-
L140:-O-CO-AL-O-AR-
L141: -O-CO-AR-O-AL-O-AR-
L142:-AL-CO-O-AR-
L143:-AL-CO-O-AL-O-AR-
式(D1)~(D15)中、Qは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
置換基としては、上述した置換基群Yで例示される基が挙げられる。より具体的には、置換基としては、上記反応性官能基、ハロゲン原子、イソシアネート基、シアノ基、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、チオイソシアネート基、アルデヒド基、及び、スルホ基が挙げられる。
ただし、Qがエポキシ基以外の基である場合、Qはエポキシ基に対して安定であるのが好ましい。
なお、式(D1)~(D15)中、1つ以上(好ましくは2つ以上)のQは、エポキシ基を表す。中でも、熱伝導材料の熱伝導性がより優れる観点から、すべてのQがエポキシ基を表すのが好ましい。
なお、式(D1)~(D15)で表される化合物は、エポキシ基の安定性の点からは、-NH-を有さないのが好ましい。
In formulae (D1) to (D15), each Q independently represents a hydrogen atom or a substituent.
Examples of the substituent include the groups exemplified in the above-mentioned substituent group Y. More specifically, examples of the substituent include the above-mentioned reactive functional groups, halogen atoms, isocyanate groups, cyano groups, unsaturated polymerizable groups, epoxy groups, oxetanyl groups, aziridinyl groups, thioisocyanate groups, aldehyde groups, and sulfo groups.
However, when Q is a group other than an epoxy group, Q is preferably stable to the epoxy group.
In formulas (D1) to (D15), one or more (preferably two or more) Q's represent an epoxy group. In particular, from the viewpoint of achieving superior thermal conductivity of the thermal conductive material, it is preferable that all Q's represent an epoxy group.
From the viewpoint of the stability of the epoxy group, it is preferable that the compounds represented by formulas (D1) to (D15) do not have —NH—.
式(D1)~(D15)で表される化合物の中でも、熱伝導材料の熱伝導性がより優れる観点から、式(D4)で表される化合物が好ましい。言い換えると、円盤状化合物の中心環はトリフェニレン環であるのが好ましい。
式(D4)で表される化合物としては、熱伝導材料の熱伝導性がより優れる観点から、式(XI)で表される化合物が好ましい。
Among the compounds represented by formulas (D1) to (D15), the compound represented by formula (D4) is preferred from the viewpoint of achieving superior thermal conductivity of the thermal conductive material. In other words, the central ring of the discotic compound is preferably a triphenylene ring.
As the compound represented by formula (D4), a compound represented by formula (XI) is preferred from the viewpoint of providing a thermally conductive material with better thermal conductivity.
式(XI)中、R11、R12、R13、R14、R15、及び、R16は、それぞれ独立に、*-X11-L11-P11、又は、*-X12-L12-Y12を表す。
なお、*はトリフェニレン環との結合位置を表す。
R11、R12、R13、R14、R15、及び、R16のうち、2個以上は、*-X11-L11-P11であり、3個以上が*-X11-L11-P11であるのが好ましい。
中でも、熱伝導材料の熱伝導性がより優れる観点から、R11及びR12のいずれか1個以上、R13及びR14のいずれか1個以上、並びに、R15及びR16のいずれか1個以上が、*-X11-L11-P11であるのが好ましい。
R11、R12、R13、R14、R15、及び、R16が、全て、*-X11-L11-P11であるのがより好ましい。加えて、R11、R12、R13、R14、R15、及び、R16が、全て同一であるのが更に好ましい。
In formula (XI), R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 each independently represent *-X 11 -L 11 -P 11 or *-X 12 -L 12 -Y 12 .
The symbol * indicates the bonding position to the triphenylene ring.
Of R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 , it is preferred that two or more are *-X 11 -L 11 -P 11 , and three or more are *-X 11 -L 11 -P 11 .
In particular, from the viewpoint of achieving better thermal conductivity of the thermal conductive material, it is preferable that at least one of R 11 and R 12 , at least one of R 13 and R 14 , and at least one of R 15 and R 16 are *-X 11 -L 11 -P 11 .
It is more preferable that R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are all *-X 11 -L 11 -P 11. In addition, it is even more preferable that R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are all the same.
X11は、それぞれ独立に、単結合、-O-、-CO-、-NH-、-O-CO-、-O-CO-O-、-O-CO-NH-、-O-CO-S-、-CO-O-、-CO-NH-、-CO-S-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-NH-CO-NH-、-NH-CO-S-、-S-、-S-CO-、-S-CO-O-、-S-CO-NH-、又は、-S-CO-S-を表す。
中でも、X11は、それぞれ独立に、-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-O-CO-NH-、-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、又は、-NH-CO-O-が好ましく、-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-NH-、又は、-CO-NH-がより好ましく、-O-CO-又は-CO-O-が更に好ましい。
X11 each independently represents a single bond, -O-, -CO-, -NH-, -O-CO-, -O-CO-O-, -O-CO-NH-, -O-CO-S-, -CO-O-, -CO-NH-, -CO-S-, -NH-CO-, -NH-CO-O-, -NH-CO-NH-, -NH-CO-S-, -S-, -S-CO-, -S-CO-O-, -S-CO-NH-, or -S-CO-S-.
Among these, X11 are each independently preferably -O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -O-CO-NH-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO- or -NH-CO-O-, more preferably -O-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-NH- or -CO-NH-, and still more preferably -O-CO- or -CO-O-.
L11は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
2価の連結基の例としては、-O-、-O-CO-、-CO-O-、-S-、-NH-、アルキレン基(炭素数は、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~7が更に好ましい。)、アリーレン基(炭素数は、6~20が好ましく、6~14がより好ましく、6~10が更に好ましい。)、又は、これらの組み合わせからなる基が挙げられる。
上記アルキレン基としては、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、及び、ヘプチレン基が挙げられる。
上記アリーレン基としては、1,4-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,4-ナフチレン基、1,5-ナフチレン基、及び、アントラセニレン基が挙げられ、1,4-フェニレン基が好ましい。
Each L 11 independently represents a single bond or a divalent linking group.
Examples of the divalent linking group include -O-, -O-CO-, -CO-O-, -S-, -NH-, an alkylene group (preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably having 1 to 8 carbon atoms, and still more preferably having 1 to 7 carbon atoms), an arylene group (preferably having 6 to 20 carbon atoms, more preferably having 6 to 14 carbon atoms, and still more preferably having 6 to 10 carbon atoms), and a group formed from a combination thereof.
Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, and a heptylene group.
Examples of the arylene group include a 1,4-phenylene group, a 1,3-phenylene group, a 1,4-naphthylene group, a 1,5-naphthylene group, and an anthracenylene group, with a 1,4-phenylene group being preferred.
上記アルキレン基及び上記アリーレン基はそれぞれ置換基を有していてもよい。置換基の数は、1~3が好ましく、1がより好ましい。置換基の置換位置は特に制限されない。置換基としては、ハロゲン原子又は炭素数1~3のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
上記アルキレン基及び上記アリーレン基は無置換であるのも好ましい。中でも、アルキレン基は無置換であるのが好ましい。
The alkylene group and the arylene group may each have a substituent. The number of substituents is preferably 1 to 3, and more preferably 1. The substitution position of the substituent is not particularly limited. The substituent is preferably a halogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a methyl group.
The alkylene group and the arylene group are preferably unsubstituted, and the alkylene group is particularly preferably unsubstituted.
-X11-L11-の例として、上述のLの例であるL101~L143が挙げられる。 Examples of -X 11 -L 11 - include L101 to L143, which are the examples of L mentioned above.
P11は、エポキシ基を表す。上記エポキシ基は置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。 P11 represents an epoxy group, which may or may not have a substituent.
X12は、X11と同様であり、好適な条件も同様である。
L12は、L11と同様であり、好適な条件も同様である。
-X12-L12-の例として、上述のLの例であるL101~L143が挙げられる。
X 12 is the same as X 11 , and the preferred conditions are also the same.
L 12 is similar to L 11 , and the preferred conditions are also similar.
Examples of -X 12 -L 12 - include L101 to L143, which are the examples of L described above.
Y12は、水素原子、炭素数1~20の直鎖状、分岐鎖状、若しくは、環状のアルキル基、又は、炭素数1~20の直鎖状、分岐鎖状、若しくは、環状のアルキル基において1個又は2個以上のメチレン基が-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-O-CO-、又は-CO-O-で置換された基を表す。
Y12が、炭素数1~20の直鎖状、分岐鎖状、若しくは、環状のアルキル基、又は、炭素数1~20の直鎖状、分岐鎖状、若しくは、環状のアルキル基において1個又は2個以上のメチレン基が-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-O-CO-、又は-CO-O-で置換された基の場合、Y12に含まれる水素原子の1個以上がハロゲン原子で置換されていてもよい。
Y 12 represents a hydrogen atom, a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in which one or more methylene groups have been substituted with —O—, —S—, —NH—, —N(CH 3 )—, —CO—, —O—CO—, or —CO—O—.
When Y 12 is a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in which one or more methylene groups have been substituted with —O—, —S—, —NH—, —N(CH 3 )—, —CO—, —O—CO—, or —CO—O—, one or more hydrogen atoms contained in Y 12 may be substituted with a halogen atom.
式(XI)で表される化合物の具体例については、特開平7-281028号公報の段落番号0028~0036、特開平7-306317号公報、特開2005-156822号公報の段落番号0016~0018、特開2006-301614号公報の段落番号0067~0072、及び、液晶便覧(平成12年丸善株式会社発刊)330頁~333頁に記載の化合物において、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。 Specific examples of compounds represented by formula (XI) include those described in JP-A No. 7-281028, paragraphs 0028-0036, JP-A No. 7-306317, JP-A No. 2005-156822, paragraphs 0016-0018, JP-A No. 2006-301614, paragraphs 0067-0072, and pp. 330-333 of the Liquid Crystal Handbook (published by Maruzen Co., Ltd. in 2000), in which at least one (preferably three or more) of the terminal groups is an epoxy group.
式(XI)で表される化合物は、特開平7-306317号公報、特開平7-281028号公報、特開2005-156822号公報、及び、特開2006-301614号公報に記載の方法に準じて合成できる。 The compound represented by formula (XI) can be synthesized in accordance with the methods described in JP-A-7-306317, JP-A-7-281028, JP-A-2005-156822, and JP-A-2006-301614.
また、熱伝導材料の熱伝導性がより優れる観点から、円盤状化合物として、式(D16)で表される化合物も好ましい。 In addition, from the viewpoint of achieving better thermal conductivity of the thermal conductive material, compounds represented by formula (D16) are also preferred as discotic compounds.
式(D16)中、A2X、A3X、及び、A4Xは、それぞれ独立に、-CH=又は-N=を表す。中でも、A2X、A3X、及び、A4Xが、いずれも-CH=であること、又は、いずれも-N=であることが好ましい。つまり、A2X、A3X、及び、A4Xを含む6員環(中心環)が、ベンゼン環であること、又は、トリアジン環であることが好ましい。
R17X、R18X、及び、R19Xは、それぞれ独立に、*-X211X-(Z21X-X212X)n21X-L21X-Qを表す。*は、中心環との結合位置を表す。
X211X及びX212Xは、それぞれ独立に、単結合、-O-、-CO-、-NH-、-O-CO-、-O-CO-O-、-O-CO-NH-、-O-CO-S-、-CO-O-、-CO-NH-、-CO-S-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-NH-CO-NH-、-NH-CO-S-、-S-、-S-CO-、-S-CO-O-、-S-CO-NH-、又は、-S-CO-S-を表す。
Z21Xは、それぞれ独立に、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員環の非芳香環基を表す。
L21Xは、単結合又は2価の連結基を表す。
Qは、式(D1)~(D15)におけるQと同義であり、好ましい条件も同様である。式(D16)中、複数存在するQのうち、少なくとも1つ(好ましくは全部)のQは、エポキシ基を表す。
n21Xは、0~3の整数を表す。n21Xが2以上の場合、複数存在する(Z21X-X212X)は、同一でも異なっていてもよい。
In formula (D16), A 2X , A 3X , and A 4X each independently represent -CH= or -N=. Among these, it is preferable that A 2X , A 3X , and A 4X are all -CH= or all -N=. In other words, it is preferable that the 6-membered ring (central ring) containing A 2X , A 3X , and A 4X is a benzene ring or a triazine ring.
R 17X , R 18X and R 19X each independently represent *-X 211X -(Z 21X -X 212X ) n21X -L 21X -Q, where * represents the bonding position to the central ring.
X 211X and X 212X each independently represent a single bond, -O-, -CO-, -NH-, -O-CO-, -O-CO-O-, -O-CO-NH-, -O-CO-S-, -CO-O-, -CO-NH-, -CO-S-, -NH-CO-, -NH-CO-O-, -NH-CO-NH-, -NH-CO-S-, -S-, -S-CO-, -S-CO-O-, -S-CO-NH-, or -S-CO-S-.
Z 21X each independently represents a 5- or 6-membered aromatic ring group, or a 5- or 6-membered non-aromatic ring group.
L 21X represents a single bond or a divalent linking group.
Q has the same definition as Q in formulas (D1) to (D15), and the preferred conditions are also the same. In formula (D16), of the multiple Qs, at least one (preferably all) Qs represent an epoxy group.
n21X represents an integer of 0 to 3. When n21X is 2 or greater, the multiple (Z 21X -X 212X ) may be the same or different.
式(D16)で表される化合物としては、式(XII)で表される化合物が好ましい。 As the compound represented by formula (D16), a compound represented by formula (XII) is preferred.
式(XII)中、A2、A3、及び、A4は、それぞれ独立に、-CH=又は-N=を表す。中でも、A2、A3、及び、A4が、いずれも-CH=であること、又は、いずれも-N=であることが好ましい。つまり、A2、A3、及び、A4を含む6員環(中心環)が、ベンゼン環であること、又は、トリアジン環であることが好ましい。 In formula (XII), A 2 , A 3 , and A 4 each independently represent -CH= or -N=. In particular, it is preferable that A 2 , A 3 , and A 4 are all -CH= or all -N=. In other words, it is preferable that the 6-membered ring (central ring) containing A 2 , A 3 , and A 4 is a benzene ring or a triazine ring.
R17、R18、及び、R19は、それぞれ独立に、*-X211-(Z21-X212)n21-L21-P21、又は、*-X221-(Z22-X222)n22-Y22を表す。*は中心環との結合位置を表す。
R17、R18、及び、R19のうち2個以上は、*-X211-(Z21-X212)n21-L21-P21である。熱伝導材料の熱伝導性がより優れる観点から、R17、R18、及び、R19は全てが、*-X211-(Z21-X212)n21-L21-P21であるのが好ましい。
加えて、R17、R18、及び、R19が、全て同一であるのが好ましい。
R 17 , R 18 and R 19 each independently represent *-X 211 -(Z 21 -X 212 ) n21 -L 21 -P 21 or *-X 221 -(Z 22 -X 222 ) n22 -Y 22. * represents the bonding position to the central ring.
Two or more of R 17 , R 18 and R 19 are *-X 211 -(Z 21 -X 212 ) n21 -L 21 -P 21. From the viewpoint of achieving better thermal conductivity of the thermal conductive material, it is preferable that all of R 17 , R 18 and R 19 are *-X 211 -(Z 21 -X 212 ) n21 -L 21 -P 21 .
In addition, it is preferred that R 17 , R 18 and R 19 are all the same.
X211、X212、X221、及び、X222は、それぞれ独立に、単結合、-O-、-CO-、-NH-、-O-CO-、-O-CO-O-、-O-CO-NH-、-O-CO-S-、-CO-O-、-CO-NH-、-CO-S-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-NH-CO-NH-、-NH-CO-S-、-S-、-S-CO-、-S-CO-O-、-S-CO-NH-、又は、-S-CO-S-を表す。
中でも、X211、X212、X221、及び、X222としては、それぞれ独立に、単結合、-NH-、-O-、-CO-O-、又は、-O-CO-が好ましい。
X 211 , X 212 , X 221 and X 222 each independently represent a single bond, -O-, -CO-, -NH-, -O-CO-, -O-CO-O-, -O-CO-NH-, -O-CO-S-, -CO-O-, -CO-NH-, -CO-S-, -NH-CO-, -NH-CO-O-, -NH-CO-NH-, -NH-CO-S-, -S-, -S-CO-, -S-CO-O-, -S-CO-NH- or -S-CO-S-.
Among these, X 211 , X 212 , X 221 and X 222 are each preferably independently a single bond, —NH—, —O—, —CO—O— or —O—CO—.
Z21及びZ22は、それぞれ独立に、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員環の非芳香環基を表し、例えば、ベンゼン環基(1,4-フェニレン基及び1,3-フェニレン基等)、並びに、芳香族複素環基が挙げられる。 Z 21 and Z 22 each independently represent a 5- or 6-membered aromatic ring group or a 5- or 6-membered non-aromatic ring group, examples of which include a benzene ring group (such as a 1,4-phenylene group or a 1,3-phenylene group) and an aromatic heterocyclic group.
上記芳香環基及び上記非芳香環基は、置換基を有していてもよい。置換基を有する場合、置換基の数は、1~4が好ましく、1又は2がより好ましく、1が更に好ましい。置換基の置換位置は、特に制限されない。置換基としては、ハロゲン原子又はメチル基が好ましい。上記芳香環基及び上記非芳香環基は無置換であるのも好ましい。また、置換基として、更に「-X212-L21-P21」で表される基を有していてもよい。 The aromatic ring group and the non-aromatic ring group may have a substituent. When they have a substituent, the number of the substituents is preferably 1 to 4, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1. The substitution position of the substituent is not particularly limited. The substituent is preferably a halogen atom or a methyl group. It is also preferable that the aromatic ring group and the non-aromatic ring group are unsubstituted. Furthermore, they may further have a group represented by "-X 212 -L 21 -P 21 " as a substituent.
芳香族複素環基としては、例えば、以下の芳香族複素環基が挙げられる。
式中、*はX211又はX221に結合する部位を表す。**はX212又はX222に結合する部位を表す。A41及びA42は、それぞれ独立に、メチン基又は窒素原子を表す。X4は、酸素原子、硫黄原子、又は、イミノ基を表す。
A41及びA42は、少なくとも一方が窒素原子であるのが好ましく、両方が窒素原子であるのがより好ましい。また、X4は、酸素原子であるのが好ましい。
In the formula, * represents a site bonding to X 211 or X 221. ** represents a site bonding to X 212 or X 222. A 41 and A 42 each independently represent a methine group or a nitrogen atom. X 4 represents an oxygen atom, a sulfur atom, or an imino group.
At least one of A 41 and A 42 is preferably a nitrogen atom, and more preferably both are nitrogen atoms. X 4 is preferably an oxygen atom.
後述するn21及びn22が2以上の場合、複数存在する(Z21-X212)及び(Z22-X222)は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 When n21 and n22 described below are 2 or greater, a plurality of (Z 21 -X 212 ) and a plurality of (Z 22 -X 222 ) may be the same or different.
L21は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表し、上述した式(XI)におけるL11と同義である。L21としては、-O-、-O-CO-、-CO-O-、-S-、-NH-、アルキレン基(炭素数は、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~7が更に好ましい。)、アリーレン基(炭素数は、6~20が好ましく、6~14がより好ましく、6~10が更に好ましい。)、又は、これらの組み合わせからなる基が好ましい。 L 21 each independently represents a single bond or a divalent linking group and has the same meaning as L 11 in formula (XI) above. L 21 is preferably -O-, -O-CO-, -CO-O-, -S-, -NH-, an alkylene group (preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably having 1 to 8 carbon atoms, and even more preferably having 1 to 7 carbon atoms), an arylene group (preferably having 6 to 20 carbon atoms, more preferably having 6 to 14 carbon atoms, and even more preferably having 6 to 10 carbon atoms), or a group formed from a combination thereof.
後述するn22が1以上の場合において、-X212-L21-の例としては、上述の式(D1)~(D15)におけるLの例であるL101~L143が同様に挙げられる。ただしこの場合、L101~L143における左側の結合手が化合物の中心構造(以下、単に「中心環」ともいう)の側に結合し、右側の結合手がP21に結合する。 When n22 described below is 1 or greater, examples of -X 212 -L 21 - include L101 to L143, which are examples of L in the above formulae (D1) to (D15), except that in this case, the left bond in L101 to L143 is bonded to the central structure of the compound (hereinafter also simply referred to as the "central ring"), and the right bond is bonded to P21 .
P21は、エポキシ基を表す。上記エポキシ基は置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。 P21 represents an epoxy group, which may or may not have a substituent.
Y22は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の直鎖状、分岐鎖状、若しくは、環状のアルキル基、又は、炭素数1~20の直鎖状、分岐鎖状、若しくは、環状のアルキル基において1個又は2個以上のメチレン基が-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-O-CO-、又は、-CO-O-で置換された基を表し、一般式(XI)におけるY12と同義であり、好ましい範囲も同様である。 Y 22 each independently represents a hydrogen atom, a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in which one or more methylene groups have been substituted with -O-, -S-, -NH-, -N(CH 3 )-, -CO-, -O-CO-, or -CO-O-, and has the same meaning as Y 12 in general formula (XI), and the preferred range is also the same.
n21及びn22はそれぞれ独立に、0~3の整数を表し、熱伝導性がより優れる観点から、1~3の整数が好ましい。中でも、A2、A3、及び、A4が、いずれも-CH=である場合はn21及びn22がそれぞれ独立に2~3の整数であることがより好ましく、A2、A3、及び、A4が、いずれも-N=である場合はn21及びn22がそれぞれ独立に1であることがより好ましい。 n21 and n22 each independently represent an integer of 0 to 3, and from the viewpoint of more excellent thermal conductivity, an integer of 1 to 3 is preferable. In particular, when A 2 , A 3 , and A 4 are all -CH=, it is more preferable that n21 and n22 each independently represent an integer of 2 to 3, and when A 2 , A 3 , and A 4 are all -N=, it is more preferable that n21 and n22 each independently represent 1.
円盤状化合物の好ましい例としては、以下の化合物が挙げられる。 Preferred examples of discotic compounds include the following compounds:
なお、下記構造式中、Rは、-X212-L21-P21を表す。 In the following structural formula, R represents —X 212 -L 21 -P 21 .
式(XII)で表される化合物の詳細、及び具体例については、特開2010-244038号公報の段落0013~0077に記載の化合物において、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を参照でき、その内容は本明細書に組み込まれる。 For details and specific examples of the compound represented by formula (XII), please refer to the compounds described in paragraphs 0013 to 0077 of JP 2010-244038 A, in which at least one (preferably three or more) of the terminal groups is an epoxy group, the contents of which are incorporated herein by reference.
式(XII)で表される化合物は、特開2010-244038号公報、特開2006-076992号公報、及び、特開2007-002220号公報に記載の方法に準じて合成できる。 The compound represented by formula (XII) can be synthesized in accordance with the methods described in JP-A-2010-244038, JP-A-2006-076992, and JP-A-2007-002220.
なお、電子密度を減らしてスタッキングを強くし、カラム状集合体を形成しやすくなるという観点から、円盤状化合物は水素結合性官能基を有する化合物であるのも好ましい。水素結合性官能基としては、-O-CO-NH-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-NH-CO-NH-、-NH-CO-S-、又は、-S-CO-NH-等が挙げられる。 In addition, from the perspective of reducing electron density, strengthening stacking, and facilitating the formation of columnar aggregates, it is also preferable that the discotic compound is a compound having a hydrogen-bonding functional group. Examples of hydrogen-bonding functional groups include -O-CO-NH-, -CO-NH-, -NH-CO-, -NH-CO-O-, -NH-CO-NH-, -NH-CO-S-, and -S-CO-NH-.
(その他のエポキシ化合物)
上述のエポキシ化合物以外にも、エポキシ化合物は、例えば、フェノール化合物の説明中で述べた一般式(Z)、一般式(Z1)、又は、一般式(Z2)において、フェノール性水酸基をエポキシ含有基に代えた一般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一価の基である。
上記エポキシ基を一部分に含む一価の基は、基全体の中にエポキシ基を1個以上(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一価の基は、「-(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。
(Other epoxy compounds)
In addition to the above-mentioned epoxy compounds, compounds represented by the general formula (Z), general formula (Z1), or general formula (Z2) described in the description of the phenolic compounds in which the phenolic hydroxyl group is replaced with an epoxy-containing group can also be used as the epoxy compound.
The epoxy-containing group is a group that is an epoxy group itself, or a monovalent group that 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.
また、その他のエポキシ化合物としては、例えば、一般式(DN)で表されるエポキシ化合物も挙げられる。 Other epoxy compounds include, for example, epoxy compounds represented by general formula (DN):
一般式(DN)中、nDNは、0以上の整数を表し、0~5の整数が好ましく、1がより好ましい。
RDNは、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、-O-、-O-CO-、-CO-O-、-S-、アルキレン基(炭素数は、1~10が好ましい。)、アリーレン基(炭素数は、6~20が好ましい。)、又は、これらの組み合わせからなる基が好ましく、アルキレン基がより好ましく、メチレン基がより好ましい。
In formula (DN), n DN represents an integer of 0 or more, preferably an integer of 0 to 5, and more preferably 1.
R DN represents a single bond or a divalent linking group. The divalent linking group is preferably —O—, —O—CO—, —CO—O—, —S—, an alkylene group (preferably having 1 to 10 carbon atoms), an arylene group (preferably having 6 to 20 carbon atoms), or a group formed from a combination thereof, more preferably an alkylene group, and more preferably a methylene group.
その他のエポキシ化合物としては、一般式(E2)で表されるエポキシ化合物も挙げられる。
(V-)4-UC(-W)U (E2)
Other epoxy compounds include epoxy compounds represented by general formula (E2).
(V-) 4-U C(-W) U (E2)
一般式(E2)中、Cは、炭素原子を表す。 In general formula (E2), C represents a carbon atom.
一般式(E2)中、Uは、3又は4の整数を表す。
一般式(E2)中において、Vの数を示す「4-U」中の「U」と、Wの数を示す「U」とは同じ値を示す。つまり、一般式(E2)は、「V-C(-W)3」又は「C(-W)4」である。
In formula (E2), U represents an integer of 3 or 4.
In general formula (E2), the "U" in "4-U" indicating the number of Vs and the "U" indicating the number of Ws have the same value. In other words, general formula (E2) is "VC(-W) 3 " or "C(-W) 4 ".
一般式(E2)中、Vは、エポキシ基を有さない置換基又は水素原子を表す。
上記エポキシ基を有さない置換基は、エポキシ基以外の置換基であり、かつ、置換基の一部分としてもエポキシ基を含むことがない置換基である。
上記エポキシ基を有さない置換基としては、例えば、置換基群Yから選択される基であって、エポキシ基及びエポキシ基を一部分に含む基を除いた基が挙げられる。
上記エポキシ基を有さない置換基は、アルキル基が好ましく、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基がより好ましい。上記アルキル基は、炭素数1~5が好ましい。
In general formula (E2), V represents a substituent not having an epoxy group or a hydrogen atom.
The substituent not having an epoxy group is a substituent other than an epoxy group, and does not contain an epoxy group even as a part of the substituent.
Examples of the substituent not having an epoxy group include groups selected from the substituent group Y, excluding epoxy groups and groups partially containing an epoxy group.
The substituent not having an epoxy group is preferably an alkyl group, more preferably a linear or branched alkyl group, and preferably has 1 to 5 carbon atoms.
一般式(E2)中、Wは、エポキシ含有基を表す。
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一価の基である。
上記エポキシ基を一部分に含む一価の基は、基全体の中にエポキシ基を1個以上(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一価の基は、「-(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。
一般式(E2)中に複数存在するWは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (E2), W represents an epoxy-containing group.
The epoxy-containing group is a group that is an epoxy group itself, or a monovalent group that 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.
A plurality of Ws present in general formula (E2) may be the same or different.
その他のエポキシ化合物としては、エポキシ基が、縮環している化合物も挙げられる。このような化合物としては、例えば、3,4:8,9-ジエポキシビシクロ[4.3.0]ノナン等が挙げられる。 Other epoxy compounds include compounds in which the epoxy group is fused to a ring. Examples of such compounds include 3,4:8,9-diepoxybicyclo[4.3.0]nonane.
その他のエポキシ化合物としては、一般式(E3)で表されるエポキシ化合物も挙げられる。
エポキシ基-CH2-O-(アルキレン基-O)X-CH2-エポキシ基 (E3)
一般式(E3)中、Xは、1以上の整数を表し、1~50の整数が好ましく、1~15の整数がより好ましく、1~3の整数が更に好ましい。
一般式(E3)中のアルキレン基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよい。上記アルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、2~3がより好ましく、2が更に好ましい。上記アルキレン基が一般式(E3)中に複数存在する場合、複数存在する上記アルキレン基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Other epoxy compounds include those represented by general formula (E3).
Epoxy group —CH 2 —O—(alkylene group —O) X —CH 2 -epoxy group (E3)
In formula (E3), X represents an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 50, more preferably an integer of 1 to 15, and even more preferably an integer of 1 to 3.
The alkylene group in general formula (E3) may be linear or branched. The number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 1 to 10, more preferably 2 or 3, and even more preferably 2. When a plurality of alkylene groups are present in general formula (E3), the plurality of alkylene groups may be the same or different.
その他の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;及び、側鎖にエポキシ基を有するアクリル樹脂、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個又は2個以上が、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使用してもよい。
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 (cresol novolac type epoxy compounds), ethers, etc.; dicyclopentadiene-type glycidyl ethers (dicyclopentadiene-type epoxy compounds); dihydroxypentadiene-type glycidyl ethers (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, etc.; and acrylic resins having epoxy groups in their side chains. 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 compounds may have a substituent. For example, the aromatic ring group, cycloalkane ring group, and/or alkylene group contained in each of the above compounds may have a substituent other than a glycidyl ether group, a glycidyl ester group, a diglycidylamino group, and/or a diglycidylaminoalkylene group.
エポキシ化合物は、ポリヒドロキシベンゼン型のグリシジルエーテル、ビスフェノールF型のグリシジルエーテル、一般式(DN)で表されるエポキシ化合物、棒状化合物(好ましくはビフェニル骨格を有する棒状化合物)、円盤状化合物(好ましくは中心環がビフェニレン環である円盤状化合物、中心環がトリアジン環である円盤状化合物、又は、中心環がベンゼン環である円盤状化合物)、フェノールノボラック型のグリシジルエーテル、フェノキシ樹脂、一般式(E2)で表されるエポキシ化合物、及び、一般式(E3)で表されるエポキシ化合物からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましい。
エポキシ化合物がこれらの化合物を含む場合、その含有量は、エポキシ化合物の全質量に対して、0質量%超100質量%以下であり、30~100質量%が好ましく、60~100質量%がより好ましく、90~100質量%が更に好ましい。
The epoxy compound preferably comprises at least one selected from the group consisting of polyhydroxybenzene-type glycidyl ethers, bisphenol F-type glycidyl ethers, epoxy compounds represented by general formula (DN), rod-shaped compounds (preferably rod-shaped compounds having a biphenyl skeleton), discotic compounds (preferably discotic compounds having a biphenylene ring as a central ring, a triazine ring as a central ring, or a benzene ring as a central ring), phenol novolac-type glycidyl ethers, phenoxy resins, epoxy compounds represented by general formula (E2), and epoxy compounds represented by general formula (E3).
When the epoxy compound contains these compounds, the content thereof is more than 0 mass % and 100 mass % or less, preferably 30 to 100 mass %, more preferably 60 to 100 mass %, and still more preferably 90 to 100 mass %, relative to the total mass of the epoxy compound.
エポキシ化合物が、25℃における粘度が1000mPa・s未満のエポキシ化合物(「低粘度エポキシ化合物」ともいう)を含むことも好ましい。
また、特に、組成物が後述のマレイミド化合物を含む場合において、エポキシ化合物が、上記低粘度エポキシ化合物を含むことが好ましい。
エポキシ化合物が低粘度エポキシ化合物を含むことで、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の上記半硬化膜のハンドリング性が良好になる。このような改善効果は、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。
低粘度エポキシ化合物の25℃における粘度は、1000mPa・s未満であり、500mPa・s以下が好ましく、300mPa・s以下がより好ましい。上記粘度の下限は特に制限されないが、例えば、1mPa・s以上である。
なお、エポキシ化合物の粘度は、RheoStress RS6000(英弘精機株式会社製)を用いて25℃で測定し、測定開始から1分経過後の値を読み取って得られる値である。せん断速度は10(1/s)とする。
It is also preferable that the epoxy compound includes an epoxy compound having a viscosity of less than 1000 mPa·s at 25° C. (also referred to as a “low-viscosity epoxy compound”).
In particular, when the composition contains a maleimide compound described below, the epoxy compound preferably contains the low-viscosity epoxy compound.
When the epoxy compound contains a low-viscosity epoxy compound, flexibility is introduced into the semi-cured film formed from the composition, improving storage stability and improving the handleability of the semi-cured film after a certain period of time has elapsed since its formation. Such an improvement effect is particularly remarkable when the composition contains a maleimide compound described below.
The viscosity of the low-viscosity epoxy compound at 25° C. is less than 1000 mPa·s, preferably 500 mPa·s or less, and more preferably 300 mPa·s or less. The lower limit of the viscosity is not particularly limited, but is, for example, 1 mPa·s or more.
The viscosity of the epoxy compound is measured at 25°C using a RheoStress RS6000 (manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd.) and is the value obtained by reading the value 1 minute after the start of the measurement. The shear rate is 10 (1/s).
エポキシ化合物が低粘度エポキシ化合物を含む場合、低粘度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、20~100質量%がより好ましく、60~100質量%が更に好ましい。
低粘度エポキシ化合物としては、例えば、上述のエポキシ化合物のうちの所定の粘度を有するエポキシ化合物を使用でき、より具体的には、例えば、ビスフェノールF型のグリシジルエーテル、Xが1~13の整数である一般式(E3)で表されるエポキシ化合物、及び、ジヒドロキシベンゼン型のグリシジルエーテルが挙げられる。
When the epoxy compound contains a low-viscosity epoxy compound, the content of the low-viscosity epoxy compound is preferably 5 to 100 mass%, more preferably 20 to 100 mass%, and even more preferably 60 to 100 mass%, based on the total amount of the epoxy compounds.
As the low-viscosity epoxy compound, for example, an epoxy compound having a predetermined viscosity among the above-mentioned epoxy compounds can be used. More specific examples include bisphenol F-type glycidyl ethers, epoxy compounds represented by general formula (E3) in which X is an integer of 1 to 13, and dihydroxybenzene-type glycidyl ethers.
〔フェノール化合物とエポキシ化合物との関係性〕
エポキシ化合物を含む場合の本発明の組成物において、フェノール化合物がトリアジン骨格を有するフェノール化合物を含むこと(要件1)、及び、エポキシ化合物がトリアジン骨格を有するエポキシ化合物を含むこと(要件2)、の少なくとも一方の要件を満たすことが好ましい。
組成物は、要件1のみを満たしてもよいし、要件2のみを満たしてもよいし、要件1及び要件2の両方を満たしてもよい。
[Relationship between phenolic compounds and epoxy compounds]
In the composition of the present invention containing an epoxy compound, it is preferable that at least one of the following requirements be satisfied: the phenol compound contains a phenol compound having a triazine skeleton (requirement 1), and the epoxy compound contains an epoxy compound having a triazine skeleton (requirement 2).
The composition may satisfy only requirement 1, may satisfy only requirement 2, or may satisfy both requirements 1 and 2.
フェノール化合物及びエポキシ化合物が「トリアジン骨格を有する」とは、化合物中に1個以上(例えば1~5個)のトリアジン環基を有することを意味する。
トリアジン骨格を有するフェノール化合物としては、例えば、上述の、一般式(Z)で表される化合物、一般式(Z1)で表される化合物、及び、一般式(Z2)で表される化合物が挙げられる。
トリアジン骨格を有するエポキシ化合物としては、例えば、上述の、式(D16)で表される化合物においてA2X、A3X、及び、A4Xがいずれも-N=である形態の化合物、式(XII)で表される化合物においてA2、A3、及び、A4がいずれも-N=である形態の化合物、一般式(Z)においてフェノール性水酸基をエポキシ含有基に代えた一般式で表される化合物、一般式(Z1)においてフェノール性水酸基をエポキシ含有基に代えた一般式で表される化合物、及び、一般式(Z2)においてフェノール性水酸基をエポキシ含有基に代えた一般式で表される化合物が挙げられる。
The phenol compound and epoxy compound "having a triazine skeleton" means that the compound has one or more (for example, 1 to 5) triazine ring groups.
Examples of the phenol compound having a triazine skeleton include the compounds represented by general formula (Z), general formula (Z1), and general formula (Z2) described above.
Examples of epoxy compounds having a triazine skeleton include the above-mentioned compounds represented by formula (D16) in which A 2X , A 3X , and A 4X are all —N=, compounds represented by formula (XII) in which A 2 , A 3 , and A 4 are all —N=, compounds represented by the general formula (Z) in which the phenolic hydroxyl group is replaced with an epoxy-containing group, compounds represented by the general formula (Z1) in which the phenolic hydroxyl group is replaced with an epoxy-containing group, and compounds represented by the general formula (Z2) in which the phenolic hydroxyl group is replaced with an epoxy-containing group.
フェノール化合物が、トリアジン骨格を有するフェノール化合物を含む場合(例えば要件1を満たす場合)、その含有量は、フェノール化合物の全質量に対して、0質量%超100質量%以下であり、30~100質量%が好ましく、60~100質量%がより好ましく、90~100質量%が更に好ましい。なお、組成物がエポキシ化合物を含み、上記エポキシ化合物が、トリアジン骨格を有するエポキシ化合物を含む場合(つまり要件2を満たす場合)、トリアジン骨格を有するフェノール化合物の含有量は、上記好適範囲の範囲外であるのも好ましい。
組成物がエポキシ化合物を含み、上記エポキシ化合物が、トリアジン骨格を有するエポキシ化合物を含む場合(つまり要件2を満たす場合)、その含有量は、エポキシ化合物の全質量に対して、0質量%超100質量%以下であり、30~100質量%が好ましく、60~100質量%がより好ましく、90~100質量%が更に好ましい。なお、フェノール化合物が、トリアジン骨格を有するフェノール化合物を含む場合(つまり要件1を満たす場合)、トリアジン骨格を有するエポキシ化合物の含有量は、上記好適範囲の範囲外であってもよい。
When the phenol compound contains a phenol compound having a triazine skeleton (for example, when requirement 1 is satisfied), the content thereof is more than 0 mass % and not more than 100 mass %, preferably 30 to 100 mass %, more preferably 60 to 100 mass %, and even more preferably 90 to 100 mass %, relative to the total mass of the phenol compounds. Note that when the composition contains an epoxy compound, and the epoxy compound contains an epoxy compound having a triazine skeleton (that is, when requirement 2 is satisfied), the content of the phenol compound having a triazine skeleton is also preferably outside the above-mentioned preferred range.
When the composition contains an epoxy compound, and the epoxy compound contains an epoxy compound having a triazine skeleton (i.e., when requirement 2 is satisfied), the content thereof is more than 0 mass % and not more than 100 mass %, preferably 30 to 100 mass %, more preferably 60 to 100 mass %, and even more preferably 90 to 100 mass %, relative to the total mass of the epoxy compounds. Note that when the phenol compound contains a phenol compound having a triazine skeleton (i.e., when requirement 1 is satisfied), the content of the epoxy compound having a triazine skeleton may be outside the above-mentioned preferred range.
組成物がエポキシ化合物を含む場合、フェノール化合物とエポキシ化合物との少なくとも一部がトリアジン骨格を有する化合物以外であることも好ましい。
フェノール化合物の全部又は一部がトリアジン骨格を有する化合物以外でもよく、エポキシ化合物の全部又は一部がトリアジン骨格を有する化合物以外でもよい。
組成物がエポキシ化合物を含む場合、架橋密度を調整し本発明の効果をより向上させる点から、トリアジン骨格を有するフェノール化合物とトリアジン骨格を有するエポキシ化合物との合計含有量は、全フェノール化合物と全エポキシ化合物との合計含有量に対して、0質量%超100質量%未満が好ましく、1~90質量%がより好ましく、5~80質量%が更に好ましい。
When the composition contains an epoxy compound, it is also preferred that at least a part of the phenol compound and the epoxy compound is a compound other than a compound having a triazine skeleton.
All or part of the phenol compound may be a compound other than a triazine skeleton, and all or part of the epoxy compound may be a compound other than a triazine skeleton.
When the composition contains an epoxy compound, from the viewpoint of adjusting the crosslink density and further improving the effects of the present invention, the total content of the phenol compound having a triazine skeleton and the epoxy compound having a triazine skeleton is preferably more than 0 mass% and less than 100 mass%, more preferably 1 to 90 mass%, and still more preferably 5 to 80 mass%, based on the total content of all phenol compounds and all epoxy compounds.
また、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、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。
エポキシ化合物及び/又はフェノール化合物は、1種単独で使用してもよく2種以上使用してもよい。
Furthermore, the total content of the epoxy compound and the phenol compound in the composition is preferably 3 to 90 mass %, more preferably 5 to 50 mass %, and even more preferably 7 to 40 mass %, based on the total solid content of the composition.
The epoxy compounds and/or phenol compounds may be used alone or in combination of two or more.
組成物において、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との比(エポキシ基の数/水酸基の数)は、通常3/97~97/3であり、30/70~70/30が好ましく、40/60~60/40がより好ましく、45/55~55/45が更に好ましい。
つまり、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のが好ましい。
In the composition, 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 usually 3/97 to 97/3, preferably 30/70 to 70/30, more preferably 40/60 to 60/40, and even more preferably 45/55 to 55/45.
In other words, the ratio of the contents of the phenol compound and the epoxy compound in the composition is preferably such that the "number of epoxy groups/number of phenolic hydroxyl groups" falls within the above range.
また、組成物において、エポキシ化合物のエポキシ基と、活性水素(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、その他の活性水素含有化合物の活性水素であってもよい)との当量比(エポキシ基の数/活性水素の数)は、通常3/97~97/3であり、30/70~70/30が好ましく、40/60~60/40がより好ましく、45/55~55/45が更に好ましい。 In addition, in the composition, the equivalent ratio (number of epoxy groups/number of active hydrogens) of the epoxy groups of the epoxy compound to the active hydrogens (which may be active hydrogens derived from phenolic hydroxyl groups or active hydrogens of other active hydrogen-containing compounds) is typically 3/97 to 97/3, preferably 30/70 to 70/30, more preferably 40/60 to 60/40, and even more preferably 45/55 to 55/45.
また、組成物において、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との比(エポキシ基の数/水酸基の数)が、1.1/1.0~3.0/1.0であることも好ましく、1.2/1.0~2.0/1.0であることがより好ましく、1.3/1.0~1.8/1.0であることが更に好ましい。言い換えると、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であることも好ましく、1.2~2.0であることがより好ましく、1.3~1.8であることが更に好ましい。
また、特に、組成物が後述の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、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、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、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。
In the composition, 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 1.1/1.0 to 3.0/1.0, more preferably 1.2/1.0 to 2.0/1.0, and even more preferably 1.3/1.0 to 1.8/1.0. In other words, 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 composition contains a maleimide compound described below, it is preferable that the ratio 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 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 composition is superior. Such an improvement effect is particularly significant when the composition contains a maleimide compound described below.
組成物は、エポキシ化合物をほとんど含まないか、全く含まなくてもよい。この場合、組成物における、フェノール化合物に含まれる水酸基(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との比(エポキシ基の数/水酸基の数)は、例えば、0/100以上3/97未満(好ましくは0/100以上1/99以下(0以上0.031未満、好ましくは0以上0.011以下))である。The composition may contain little or no epoxy compounds. In this case, the ratio of the total number of epoxy groups contained in the epoxy compounds to the number of hydroxyl groups (preferably phenolic hydroxyl groups) contained in the phenolic compounds in the composition (number of epoxy groups/number of hydroxyl groups) is, for example, 0/100 or more and less than 3/97 (preferably 0/100 or more and less than 1/99 (0 or more and less than 0.031, preferably 0 or more and less than 0.011)).
〔特定化合物〕
組成物は、特定化合物を含む。
特定化合物は、1つ以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、及び、1つ以上のシアネート基を有するシアネート化合物の総称である。
つまり、組成物は、マレイミド化合物、及び、シアネート化合物の一方又は両方を含む。
[Specific compound]
The composition includes a specific compound.
The specific compound is a general term for a maleimide compound having one or more maleimide groups and a cyanate compound having one or more cyanate groups.
That is, the composition contains one or both of a maleimide compound and a cyanate compound.
なお、本明細書において、マレイミド基とシアネート基との両方を有する化合物については以下のように分類する。すなわち、上記化合物が有するマレイミド基とシアネート基とのうち、マレイミド基の数の方が多い場合は上記化合物をマレイミド化合物に分類し、シアネート基の数の方が多い場合は上記化合物をシアネート化合物に分類し、マレイミド基とシアネート基との数が同数の場合は上記化合物をマレイミド化合物に分類する。In this specification, compounds having both maleimide groups and cyanate groups are classified as follows: if the compound has more maleimide groups than cyanate groups, the compound is classified as a maleimide compound; if the compound has more cyanate groups than maleimide groups, the compound is classified as a cyanate compound; and if the number of maleimide groups and cyanate groups is the same, the compound is classified as a maleimide compound.
特定化合物の合計含有量は、組成物の全固形分に対して、0.1~40質量%が好ましく、1~25質量%がより好ましく、3.5~15質量%が更に好ましい。
特定化合物の合計含有量は、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、5~200質量%が好ましく、10~180質量%がより好ましく、20~160質量%が更に好ましい。なお、上記合計含有量は、組成物がエポキシ化合物を含まない場合は、フェノール化合物単独の含有量を意味する。
組成物が、マレイミド化合物とシアネート化合物とのうち、実質的に一方のみを含むことも好ましい。この場合、例えば、マレイミド化合物とシアネート化合物とのうちの一方の含有量が、特定化合物の全質量に対して、98質量%超100質量以下であることが好ましく、99~100質量%であることがより好ましく、99.9~100質量%であることが更に好ましい。
組成物が、マレイミド化合物とシアネート化合物との両方を含む場合、組成物中でのマレイミド化合物の含有量に対するシアネート化合物の含有量の質量比(シアネート化合物の含有質量/マレイミド化合物の含有質量)は、2/98~98/2が好ましく、70/30~70/30がより好ましく、40/60~60/40が更に好ましい。
The total content of the specific compounds is preferably from 0.1 to 40% by mass, more preferably from 1 to 25% by mass, and even more preferably from 3.5 to 15% by mass, based on the total solid content of the composition.
The total content of the specific compounds is preferably 5 to 200 mass%, more preferably 10 to 180 mass%, and even more preferably 20 to 160 mass%, based on the total content of the epoxy compound and the phenol compound. When the composition does not contain an epoxy compound, the total content refers to the content of the phenol compound alone.
It is also preferable that the composition substantially contains only one of the maleimide compound and the cyanate compound. In this case, for example, the content of one of the maleimide compound and the cyanate compound is preferably more than 98 mass% and 100 mass% or less, more preferably 99 to 100 mass%, and even more preferably 99.9 to 100 mass%, relative to the total mass of the specific compounds.
When the composition contains both a maleimide compound and a cyanate compound, the mass ratio of the cyanate compound to the maleimide compound in the composition (mass of cyanate compound/mass of maleimide compound) is preferably 2/98 to 98/2, more preferably 70/30 to 70/30, and even more preferably 40/60 to 60/40.
<マレイミド化合物>
組成物は、特定化合物のうち、少なくともマレイミド化合物を含むことも好ましい。
マレイミド化合物は、1つ以上のマレイミド基を有する化合物である。
<Maleimide Compound>
It is also preferable that the composition contains at least a maleimide compound among the specific compounds.
A maleimide compound is a compound having one or more maleimide groups.
マレイミド化合物が有するマレイミド基の数は、1以上であり、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、高分子化合物でも低分子化合物でもよい。
例えば、マレイミド化合物の分子量は、100~3000が好ましく、200~2000がより好ましく、300~1000が更に好ましい。
The number of maleimide groups contained in the maleimide compound is 1 or more, preferably 1 to 100, more preferably 2 to 10, and even more preferably 2.
The maleimide compound may be 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、下記一般式(M)で表される基であることが好ましい。 The maleimide group possessed by the maleimide compound is preferably a group represented by the following general formula (M):
一般式(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個以上(好ましくは1~10個)有する化合物であることも好ましい。
なかでも、マレイミド化合物は、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
The maleimide compound is also preferably a compound having one or more (preferably 1 to 10) aromatic ring groups (such as benzene ring groups).
Among them, the maleimide compound is preferably a compound represented by the following general formula (1):
一般式(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.
一般式(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 general 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.
一般式(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。
一般式(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), L1 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 general 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.
中でも、L1は、「*p-(L2-Ar)k-*q」で表される基が好ましい。
*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がより好ましい。
L2は、単結合、-C(R3)(R4)-、-O-、又は、-CO-を表し、-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、一般式(1)中に明示される、R1及びR2と結合するベンゼン環基がなり得る構造も挙げられる。
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。
Among these, L 1 is 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, and more preferably 1.
L 2 represents a single bond, —C(R 3 )(R 4 )—, —O—, or —CO—, and —C(R 3 )(R 4 )— is preferred.
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 the substituent 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 that can be formed by the benzene ring group bonded to R1 and R2 , as specified in general 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の場合の一般式(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。なかでも、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 the general 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, the meta position, or the para position relative to each other. Of these, it is preferable that the two groups are located at the meta position or the para position.
中でも、一般式(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3~15であることが好ましい。 In particular, it is preferable that the compound represented by general formula (1) has m=1, n=1, and the divalent linking group represented by L1 has 3 to 15 carbon atoms.
マレイミド化合物は、1種のみを使用していてもよいし、2種以上を使用してもよい。
マレイミド化合物の含有量は、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、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。
また、得られる熱伝導剤材料の熱伝導性、及び/又は、絶縁性がより優れる点からは、マレイミド化合物の含有量は、組成物の全固形分に対して、6質量%以上(例えば6~12質量%)であることも好ましい。
組成物がエポキシ化合物を含む場合、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 compound may be used alone or in combination of two or more kinds.
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 composition, and from the viewpoint of better handleability of a semi-cured film formed from the composition, it is still more preferably 3.5 to 8 mass%.
In addition, from the viewpoint of obtaining a thermally conductive material having better thermal conductivity and/or insulating properties, it is also preferable that the content of the maleimide compound is 6% by mass or more (for example, 6 to 12% by mass) relative to the total solid content of the composition.
When the composition contains an epoxy compound, 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.
<シアネート化合物>
組成物は、特定化合物のうち、少なくともシアネート化合物を含むことも好ましい。
シアネート化合物は、1以上のシアネート基(-OCN)を有する化合物である。
<Cyanate Compound>
It is also preferable that the composition contains at least a cyanate compound among the specific compounds.
A cyanate compound is a compound having one or more cyanate groups (-OCN).
シアネート化合物が有するシアネート基の数は、1以上であり、1~100が好ましく、2~50がより好ましい。
シアネート化合物は、高分子化合物でも低分子化合物でもよい。
例えば、シアネート化合物の分子量は、100~3000が好ましく、200~2000がより好ましく、300~1000が更に好ましい。
The number of cyanate groups contained in the cyanate compound is 1 or more, preferably 1 to 100, and more preferably 2 to 50.
The cyanate compound may be a high molecular weight compound or a low molecular weight compound.
For example, the molecular weight of the cyanate compound is preferably 100 to 3,000, more preferably 200 to 2,000, and even more preferably 300 to 1,000.
シアネート化合物は、芳香環基(ベンゼン環基等)を1個以上(好ましくは1~10個)有する化合物であることも好ましい。
なかでも、シアネート化合物は、下記一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。
The cyanate compound is also preferably a compound having one or more (preferably 1 to 10) aromatic ring groups (such as benzene ring groups).
Among them, the cyanate compound is preferably a compound represented by the following general formula (2).
一般式(2)中、ncは0以上の整数を表す。
ncは、0~100の整数が好ましい。
In the general formula (2), nc represents an integer of 0 or more.
nc is preferably an integer of 0 to 100.
一般式(2)中、Lc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)、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。
中でも、上記2価の連結基は、アルキレン基、シクロアルキレン基、又は、チオエーテル基、が好ましい。
上記アルキレン基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、炭素数は1~8が好ましい。中でも、上記アルキレン基は、-C(RA)(RB)-が好ましい。RA及びRBは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、アルキル基を表す。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1~3が好ましい。上記アルキル基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。上記アルキル基は、パーフルオロアルキル基であることも好ましい。
上記シクロアルキレン基は、単環でも多環でもよく、炭素数は3~20が好ましい。上記シクロアルキレン基としては、テトラヒドロジシクロペンタジエン環基が好ましい。
一般式(2)中、Lcが複数存在する場合、複数存在するLcはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (2), Lc 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- (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.
Among these, the divalent linking group is preferably an alkylene group, a cycloalkylene group, or a thioether group.
The alkylene group may be linear or branched, and preferably has 1 to 8 carbon atoms. Of these, the alkylene group is preferably -C(R A )(R B )-. R A and R B each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group. The alkyl group may be linear or branched, and preferably has 1 to 3 carbon atoms. A substituent that the alkyl group may have is preferably a halogen atom, more preferably a fluorine atom. It is also preferable that the alkyl group is a perfluoroalkyl group.
The cycloalkylene group may be monocyclic or polycyclic, and preferably has a carbon number of 3 to 20. The cycloalkylene group is preferably a tetrahydrodicyclopentadiene ring group.
In general formula (2), when a plurality of Lc 's are present, the plurality of Lc's may be the same or different.
一般式(2)中、Arcは、芳香環基を表す。
上記芳香環基は、単環でも多環でもよく、環員原子数は、5~20が好ましい。
上記芳香環基は、芳香族炭化水素環基でもよく、芳香族複素環基でもよく、芳香族炭化水素環基が好ましい。
中でも、上記芳香環基はベンゼン環基が好ましい。
上記芳香環基は、一般式(2)中に明示されるシアネート基(-OCN)以外にも置換基を1個以上(例えば1~4個)有していてもよい。上記置換基としては、アルキル基(直鎖状でも分岐鎖状でもよく、炭素数は1~3が好ましい)が好ましい。
また、一般式(2)中に明示されるシアネート基(-OCN)以外の置換基として、更にシアネート基を有していてもよい。
一般式(2)中、Arcが複数存在する場合、複数存在するArcはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
In formula (2), Ar c represents an aromatic ring group.
The aromatic ring group may be monocyclic or polycyclic, and preferably has 5 to 20 ring atoms.
The aromatic ring group may be an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group, with an aromatic hydrocarbon ring group being preferred.
Among these, the aromatic ring group is preferably a benzene ring group.
The aromatic ring group may have one or more (for example, 1 to 4) substituents other than the cyanate group (—OCN) shown in general formula (2). The substituent is preferably an alkyl group (which may be linear or branched and preferably has 1 to 3 carbon atoms).
Furthermore, the general formula (2) may further have a cyanate group as a substituent other than the cyanate group (—OCN).
In general formula (2), when a plurality of Ar c's are present, the plurality of Ar c's may be the same or different.
シアネート化合物は予備重合品を使用してもよく、例えば、上述の一般式(2)で表される化合物の予備重合品を使用してもよい。
ここでいう予備重合品とは、シアネート化合物同士(好ましくは上述の一般式(2)で表される化合物同士)で一定程度重合反応させてから反応を停止させたプレポリマー状態のシアネート化合物である。
The cyanate compound may be a prepolymerized product, for example, a prepolymerized product of the compound represented by the above general formula (2).
The term "preliminary polymer" as used herein refers to a cyanate compound in a prepolymer state obtained by polymerizing cyanate compounds (preferably compounds represented by the above general formula (2)) to a certain extent and then terminating the reaction.
シアネート化合物としては、例えば、以下に例示する化合物、及び、以下に例示する化合物から選択される1以上の化合物の予備重合品が使用できる。
下記の例示中、nは1以上の整数を表す。
As the cyanate compound, for example, the compounds exemplified below and prepolymers of one or more compounds selected from the compounds exemplified below can be used.
In the following examples, n represents an integer of 1 or more.
シアネート化合物としては、市販品を使用してもよい。
市販品としては、例えば、CYTESTER TA、TA-100、TA-1500、P-201(いずれも三菱ガス化学社製)、並びに、AROCY XU371(Huntsman社製)が挙げられる。
As the cyanate compound, commercially available products may be used.
Commercially available products include, for example, CYTESTER TA, TA-100, TA-1500, and P-201 (all manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), and AROCY XU371 (manufactured by Huntsman).
シアネート化合物は、1種のみを使用していてもよいし、2種以上を使用してもよい。
シアネート化合物の含有量は、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、3.5~10質量%が更に好ましい。
組成物がエポキシ化合物を含む場合、シアネート化合物の含有量は、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1~300質量%であり、5~250質量%が好ましく、10~200質量%がより好ましく、20~150質量%が更に好ましい。
シアネート化合物の含有量は、フェノール化合物の含有量に対して、例えば1~600質量%であり、20~500質量%が好ましく、50~400質量%がより好ましく、70~300質量%が更に好ましい。
The cyanate compound may be used alone or in combination of two or more.
The content of the cyanate compound is preferably from 0.1 to 40% by mass, more preferably from 1 to 15% by mass, and even more preferably from 3.5 to 10% by mass, based on the total solid content of the composition.
When the composition contains an epoxy compound, the content of the cyanate compound is, for example, 1 to 300 mass%, preferably 5 to 250 mass%, more preferably 10 to 200 mass%, and even more preferably 20 to 150 mass%, relative to the total content of the epoxy compound and the phenol compound.
The content of the cyanate compound is, for example, 1 to 600 mass %, preferably 20 to 500 mass %, more preferably 50 to 400 mass %, and even more preferably 70 to 300 mass %, relative to the content of the phenol compound.
〔無機物〕
組成物は、無機物を含む。
無機物は、1種のみを使用していてもよいし、2種以上を使用してもよい。
無機物としては、従来から熱伝導材料の無機フィラーに用いられているいずれの無機物を用いてもよい。
また、上記無機物は、少なくとも無機窒化物(好ましくは窒化ホウ素)を含む。
上記無機物は、無機窒化物に加え、更に無機酸化物(好ましくは酸化アルミニウム)を含んでもよい。
[Inorganic substances]
The composition includes an inorganic material.
The inorganic substance may be used alone or in combination of two or more kinds.
As the inorganic substance, any inorganic substance that has been used as an inorganic filler in conventional thermally conductive materials may be used.
The inorganic material includes at least an inorganic nitride (preferably boron nitride).
The inorganic material may further include an inorganic oxide (preferably aluminum oxide) in addition to the inorganic nitride.
無機物の形状は特に制限されず、粒子状であってもよく、フィルム状であってもよく、又は板状であってもよい。粒子状無機物の形状は、米粒状、球形状、立方体状、紡錘形状、鱗片状、凝集状、及び、不定形状が挙げられる。The shape of the inorganic material is not particularly limited and may be particulate, film-like, or plate-like. Examples of the shape of particulate inorganic material include rice grain-like, spherical, cubic, spindle-like, scale-like, aggregated, and irregular shapes.
無機物の大きさは特に制限されないが、無機物の分散性がより優れる点で、無機物の平均粒径は500μm以下が好ましく、300μm以下がより好ましく、200μm以下が更に好ましい。下限は特に制限されないが、取り扱い性の点で、10nm以上が好ましく、100nm以上がより好ましい。
無機物の平均粒径としては、市販品を用いる場合、カタログ値を採用する。カタログ値が無い場合、上記平均粒径の測定方法としては、電子顕微鏡を用いて、100個の無機物を無作為に選択して、それぞれの無機物の粒径(長径)を測定し、それらを算術平均して求める。
The size of the inorganic substance is not particularly limited, but in terms of better dispersibility of the inorganic substance, the average particle size of the inorganic substance is preferably 500 μm or less, more preferably 300 μm or less, and even more preferably 200 μm or less. The lower limit is not particularly limited, but in terms of handleability, it is preferably 10 nm or more, more preferably 100 nm or more.
When a commercially available product is used, the average particle size of the inorganic substance is determined by the catalog value. If no catalog value is available, the average particle size is determined by randomly selecting 100 inorganic substances using an electron microscope, measuring the particle size (major axis) of each inorganic substance, and calculating the arithmetic average.
熱伝導材料の熱伝導性がより優れる点で、組成物は、平均粒径が20μm以上(好ましくは、30μm以上)の無機物(好ましくは、無機窒化物又は無機酸化物、より好ましくは無機窒化物、更に好ましくは窒化ホウ素、特に好ましくは凝集状窒化ホウ素)を少なくとも含むのが好ましい。 In order to achieve better thermal conductivity of the thermal conductive material, it is preferable that the composition contains at least an inorganic substance (preferably an inorganic nitride or inorganic oxide, more preferably an inorganic nitride, even more preferably boron nitride, and particularly preferably agglomerated boron nitride) with an average particle size of 20 μm or more (preferably 30 μm or more).
無機物の一形態である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)等が挙げられる。
上記の無機窒化物は、1種のみを使用していてもよいし、2種以上を使用していてもよい。
無機窒化物は、アルミニウム原子、ホウ素原子、又は、珪素原子を含むのが好ましく、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、又は、窒化珪素を含むのがより好ましく、窒化アルミニウム又は窒化ホウ素を含むのが更に好ましく、窒化ホウ素を含むのが特に好ましい。窒化ホウ素は、平均粒径が20μm以上である凝集状窒化ホウ素を少なくとも含むのが最も好ましい。
無機物中における無機窒化物(好ましくは窒化ホウ素及び/又は窒化アルミニウム、より好ましくは平均粒径が20μm以上である凝集状窒化ホウ素)の含有量は、無機物の全質量に対して10~100質量%が好ましく、40~100質量%がより好ましく、60~100質量%が更に好ましい。
Examples of inorganic nitrides, which are a type of inorganic substance, include boron nitride (BN), carbon nitride (C 3 N 4 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), gallium nitride (GaN), indium nitride (InN), aluminum nitride (AlN), chromium nitride (Cr 2 N), copper nitride (Cu 3 N), iron nitride (Fe 4 N), iron nitride (Fe 3 N), lanthanum nitride (LaN), lithium nitride (Li 3 N), magnesium nitride (Mg 3 N 2 ), molybdenum nitride (Mo 2 N), niobium nitride (NbN), tantalum nitride (TaN), titanium nitride (TiN), tungsten nitride (W 2 N), tungsten nitride (WN 2 ), yttrium nitride (YN), and zirconium nitride (ZrN).
The inorganic nitrides may be used alone or in combination of two or more.
The inorganic nitride preferably contains aluminum atoms, boron atoms, or silicon atoms, more preferably aluminum nitride, boron nitride, or silicon nitride, even more preferably aluminum nitride or boron nitride, and particularly preferably boron nitride. Most preferably, the boron nitride contains at least aggregated boron nitride particles having an average particle size of 20 μm or more.
The content of the inorganic nitride (preferably boron nitride and/or aluminum nitride, more preferably aggregated boron nitride having an average particle size of 20 μm or more) in the inorganic substance is preferably 10 to 100 mass %, more preferably 40 to 100 mass %, and even more preferably 60 to 100 mass %, relative to the total mass of the inorganic substance.
無機物の一形態である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)等が挙げられる。
無機酸化物は、後述の無機系イオン捕捉剤とは異なることも好ましい。
無機酸化物は、1種のみを使用していてもよいし、2種以上を使用していてもよい。
無機酸化物は、酸化チタン、酸化アルミニウム(アルミナ)、又は酸化亜鉛が好ましく、酸化アルミニウムがより好ましい。
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。
Examples of inorganic oxides, which are a type of inorganic substance, include zirconium oxide ( ZrO2 ), titanium oxide ( TiO2 ), silicon oxide ( SiO2 ), aluminum oxide ( Al2O3 ), iron oxide (Fe2O3 , FeO, Fe3O4 ) , copper oxide (CuO, Cu2O ), zinc oxide ( ZnO ), yttrium oxide ( Y2O3 ), niobium oxide ( Nb2O5 ), molybdenum oxide ( MoO3 ), indium oxide ( In2O3 , In2O ), tin oxide ( SnO2 ), tantalum oxide ( Ta2O5 ), tungsten oxide ( WO3 , W2O5 ), lead oxide (PbO, PbO2 ), bismuth oxide ( Bi2O3 ), and cerium oxide ( CeO2 ) . , Ce 2 O 3 ), antimony oxide (Sb 2 O 3 , Sb 2 O 5 ), germanium oxide (GeO 2 , GeO), lanthanum oxide (La 2 O 3 ), and ruthenium oxide (RuO 2 ).
It is also preferable that the inorganic oxide is different from the inorganic ion scavenger described below.
The inorganic oxides may be used alone or in combination of two or more.
The inorganic oxide is preferably titanium oxide, aluminum oxide (alumina), or zinc oxide, and more preferably aluminum oxide.
The inorganic oxide may be an oxide that is produced when a metal prepared as a non-oxide is oxidized under environmental conditions.
無機物は、イオン捕捉剤に該当する無機物(無機系イオン捕捉剤)を含んでもよい。
無機系イオン捕捉剤としては、例えば、イオン交換により陽イオンを捕捉する陽イオン吸着剤、イオン交換により陰イオンを捕捉する陰イオン吸着剤、及び、イオン交換により陽イオンと陰イオンの両方を捕捉する両イオン捕捉剤などの無機イオン吸着剤が挙げられる。
The inorganic substance may include an inorganic substance that falls under the category of an ion scavenger (an inorganic ion scavenger).
Examples of inorganic ion trapping agents include inorganic ion trapping agents such as cation adsorbents that trap cations by ion exchange, anion adsorbents that trap anions by ion exchange, and amphoteric ion trapping agents that trap both cations and anions by ion exchange.
無機系イオン捕捉剤としては、例えば、アンチモン、ビスマス、ジルコニウム、チタン、スズ、及び、マグネシウムからなる群から選択される1種以上(好ましくは2種以上)を含む無機物(好ましくは複合無機物)が挙げられる。上記1種以上(好ましくは2種以上)を含む無機物(好ましくは複合無機物)としては、例えば、酸化物(好ましくは複合酸化物)、酸化水和物(好ましくは複合酸化水和物)、及び、水酸化物(好ましくは複合水酸化物)が挙げられる。
他にも、無機系イオン捕捉剤としては、アンチモン、ビスマス、ジルコニウム、チタン、スズ、及び、マグネシウムからなる群から選択される1種以上と、アルミニウムとの、複合無機物(複合酸化物、複合酸化水和物、及び、複合水酸化物等)も挙げられる。
複合酸化物としては、例えば、酸化アルミニウム/酸化マグネシウム固溶体が挙げられる。
Examples of inorganic ion scavengers include inorganic substances (preferably composite inorganic substances) containing one or more (preferably two or more) selected from the group consisting of antimony, bismuth, zirconium, titanium, tin, and magnesium. Examples of inorganic substances (preferably composite inorganic substances) containing one or more (preferably two or more) of the above elements include oxides (preferably composite oxides), oxide hydrates (preferably composite oxide hydrates), and hydroxides (preferably composite hydroxides).
Other examples of inorganic ion scavengers include composite inorganic materials (composite oxides, composite oxide hydrates, composite hydroxides, etc.) of aluminum and one or more elements selected from the group consisting of antimony, bismuth, zirconium, titanium, tin, and magnesium.
An example of the composite oxide is an aluminum oxide/magnesium oxide solid solution.
複合物である無機系イオン捕捉剤は、アンチモン、ビスマス、ジルコニウム、マグネシウム、及び、アルミニウムからなる群から選択される2種以上の、酸化物(複合酸化物)、酸化水和物(複合酸化水和物)、又は、水酸化物(複合水酸化物)が好ましい。
中でも、無機系イオン捕捉剤は、マグネシウム、アルミニウム、及び、ジルコニウムの3成分系複合物(複合酸化物、複合酸化水和物、若しくは、複合水酸化物等)、ビスマス及びジルコニウムの2成分系複合物(複合酸化物、複合酸化水和物、若しくは、複合水酸化物等)、ビスマス及びアンチモンの2成分系複合物(複合酸化物、複合酸化水和物、若しくは、複合水酸化物等)、又は、マグネシウム及びアルミニウムを含む複合物(複合酸化物、複合酸化水和物、若しくは、複合水酸化物等)が好ましく、ビスマス及びジルコニウムの2成分系複合物、又は、マグネシウム及びアルミニウムの2成分系複合物がより好ましい。
無機系イオン捕捉剤が2種以上の金属原子を含む場合、無機系イオン捕捉剤は、無機系イオン捕捉剤の全金属原子に対する含有量が1~99モル%の範囲となる金属原子を2種以上(例えば2~4種)含むことが好ましく、無機系イオン捕捉剤の全金属原子に対する含有量が5~95モル%の範囲となる金属原子を2種以上(例えば2~4種)含むことがより好ましい。
The inorganic ion scavenger, which is a composite, is preferably an oxide (composite oxide), oxide hydrate (composite oxide hydrate), or hydroxide (composite hydroxide) of two or more elements selected from the group consisting of antimony, bismuth, zirconium, magnesium, and aluminum.
Among these, the inorganic ion scavenger is preferably a ternary composite of magnesium, aluminum, and zirconium (composite oxide, composite oxide hydrate, composite hydroxide, etc.), a binary composite of bismuth and zirconium (composite oxide, composite oxide hydrate, composite hydroxide, etc.), a binary composite of bismuth and antimony (composite oxide, composite oxide hydrate, composite hydroxide, etc.), or a composite containing magnesium and aluminum (composite oxide, composite oxide hydrate, composite hydroxide, etc.), and more preferably a binary composite of bismuth and zirconium or a binary composite of magnesium and aluminum.
When the inorganic ion scavenger contains two or more types of metal atoms, the inorganic ion scavenger preferably contains two or more types (e.g., two to four types) of metal atoms whose content relative to all metal atoms in the inorganic ion scavenger is in the range of 1 to 99 mol %, and more preferably contains two or more types (e.g., two to four types) of metal atoms whose content relative to all metal atoms in the inorganic ion scavenger is in the range of 5 to 95 mol %.
無機系イオン捕捉剤の含有量は、全無機物に対して、0.01~40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。The content of inorganic ion trapping agents is preferably 0.01 to 40% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, and even more preferably 0.2 to 10% by mass, based on the total inorganic matter.
組成物中の無機物は、実質的に無機窒化物と無機系イオン吸着剤とのみからなることも好ましく、例えば、無機窒化物と無機系イオン吸着剤との合計含有量が、全無機物に対して、98~100質量%であることがより好ましく、99.95~100質量%であることが更に好ましく、99.995~100質量%であることが特に好ましい。 It is also preferable that the inorganic matter in the composition consists essentially of inorganic nitrides and inorganic ion adsorbents. For example, the total content of inorganic nitrides and inorganic ion adsorbents is more preferably 98 to 100% by mass, even more preferably 99.95 to 100% by mass, and particularly preferably 99.995 to 100% by mass, of the total inorganic matter.
組成物が含む無機物(好ましくは無機窒化物又は無機酸化物、より好ましくは無機窒化物、更に好ましくは窒化ホウ素及び/又は窒化アルミニウム)は、実質的に平均粒径が20μm以上(好ましくは、30μm以上)の無機物のみであるのも好ましい。無機物が、実質的に平均粒径が20μm以上の無機物のみであるとは、無機物の全質量に対して、平均粒径が20μm以上の無機物の含有量が99質量%超であることを言う。It is also preferable that the inorganic substance (preferably an inorganic nitride or inorganic oxide, more preferably an inorganic nitride, and even more preferably boron nitride and/or aluminum nitride) contained in the composition is substantially composed of inorganic substances having an average particle size of 20 μm or more (preferably 30 μm or more). "Substantially comprising only inorganic substances having an average particle size of 20 μm or more" means that the content of inorganic substances having an average particle size of 20 μm or more exceeds 99 mass% of the total mass of the inorganic substances.
また、無機物は、平均粒径が異なる無機物をそれぞれ有するのも好ましく、例えば、平均粒径が20μm以上の無機物である無機物Xと、平均粒径が20μm未満の無機物である無機物Yとの両方を含むのも好ましい。
上記無機物Xの平均粒径は、20~300μmが好ましく、30~200μmがより好ましい。上記無機物Yの平均粒径は、1nm以上20μm未満が好ましく、10nm以上15μm以下がより好ましい。
無機物Xは、無機窒化物又は無機酸化物が好ましく、無機窒化物がより好ましく、窒化ホウ素が更に好ましい。無機物Xは、凝集状であることも好ましい。
無機物Yは、無機窒化物又は無機酸化物が好ましく、窒化ホウ素又は酸化アルミニウムがより好ましい。無機物Yは、凝集状以外であることも好ましい。
無機物X及び無機物Yは、それぞれ、1種単独で使用してもよく、2種以上を使用してもよい。
無機物中、無機物Xの含有量と無機物Yの含有量との質量比(無機物Xの含有量/無機物Yの含有量)は、50/50~99/1が好ましく、60/40~95/5がより好ましく、60/40~90/10が更に好ましい。
It is also preferable that the inorganic substances have different average particle sizes. For example, it is preferable to include both inorganic substance X, which is an inorganic substance having an average particle size of 20 μm or more, and inorganic substance Y, which is an inorganic substance having an average particle size of less than 20 μm.
The inorganic substance X preferably has an average particle size of 20 to 300 μm, more preferably 30 to 200 μm. The inorganic substance Y preferably has an average particle size of 1 nm or more but less than 20 μm, more preferably 10 nm or more and 15 μm or less.
The inorganic substance X is preferably an inorganic nitride or an inorganic oxide, more preferably an inorganic nitride, and even more preferably boron nitride. It is also preferable that the inorganic substance X is in an aggregated state.
The inorganic substance Y is preferably an inorganic nitride or an inorganic oxide, more preferably boron nitride or aluminum oxide. It is also preferable that the inorganic substance Y is in a form other than an aggregate.
The inorganic substance X and the inorganic substance Y may each be used alone or in combination of two or more.
The mass ratio of the content of inorganic substance X to the content of inorganic substance Y (content of inorganic substance X/content of inorganic substance Y) among the inorganic substances is preferably 50/50 to 99/1, more preferably 60/40 to 95/5, and even more preferably 60/40 to 90/10.
無機物(特に窒化ホウ素)は、表面処理されていてもよい。なお表面処理とは、後述する表面修飾剤を用いた表面修飾とは異なる処理を意図する。
このような処理を行うことで、無機物の表面に官能基が導入され、無機物がフェノール化合物、エポキシ化合物、及び/又は、後述の表面修飾剤等と相互作用しやすくなり、形成される熱伝導材料の熱伝導性及びピール強度等がより改善すると考えられている。
表面処理としては、例えば、プラズマ処理(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、酸化剤処理等が挙げられる。上記酸化剤処理としては、酸性条件で行ってもよいし塩基性条件(pH12以上等)で行ってもよい。
The inorganic substance (particularly boron nitride) may be surface-treated. Note that the surface treatment refers to a treatment different from the surface modification using a surface modifier, which will be described later.
By carrying out such treatment, functional groups are introduced onto the surface of the inorganic material, which makes it easier for the inorganic material to interact with phenolic compounds, epoxy compounds, and/or the surface modifiers described below, and it is believed that the thermal conductivity and peel strength of the formed thermal conductive material are further improved.
Examples of surface treatments include plasma treatments (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, oxidizing agent treatment, etc. The oxidizing agent treatment may be carried out under acidic conditions or basic conditions (e.g., pH 12 or higher).
組成物中における無機物の含有量は、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%未満であり、95質量%以下が好ましく、83質量%以下がより好ましい。The content of inorganic substances in the composition 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 composition. The upper limit is less than 100% by mass, preferably 95% by mass or less, and more preferably 83% by mass or less.
〔表面修飾剤、表面修飾無機物〕
本発明の組成物は、上述の成分とは異なる成分として、更に表面修飾剤を含んでいてもよい。
表面修飾剤は、上述の無機物を表面修飾する成分である。
本明細書において、「表面修飾」とは無機物の表面の少なくとも一部に有機物が吸着している状態を意味する。吸着の形態は特に限定されず、結合している状態であればよい。すなわち、表面修飾は、有機物の一部が脱離して得られる有機基が無機物表面に結合している状態も含む。結合は、共有結合、配位結合、イオン結合、水素結合、ファンデルワールス結合、及び、金属結合等、いずれの結合であってもよい。表面修飾は、表面の少なくとも一部に単分子膜を形成するようになされていてもよい。単分子膜は、有機分子の化学吸着によって形成される単層膜であり、Self-AssembledMonoLayer(SAM)として知られている。なお、本明細書において、表面修飾は、無機物の表面の一部のみであっても、全体であってもよい。
[Surface modifiers, surface-modified inorganic substances]
The composition of the present invention may further contain a surface modifier as a component different from the above-mentioned components.
The surface modifier is a component that modifies the surface of the inorganic substance.
As used herein, "surface modification" refers to a state in which an organic substance is adsorbed onto at least a portion of the surface of an inorganic substance. The form of adsorption is not particularly limited, as long as it is a bonded state. In other words, surface modification also includes a state in which an organic group obtained by partial detachment of the organic substance is bonded to the surface of the inorganic substance. The bond may be any bond, such as a covalent bond, a coordinate bond, an ionic bond, a hydrogen bond, a van der Waals bond, or a metallic bond. The surface modification may be performed so as to form a monolayer on at least a portion of the surface. A monolayer is a monolayer film formed by chemical adsorption of organic molecules and is known as a self-assembled monolayer (SAM). Note that, as used herein, the surface modification may be performed on only a portion or the entire surface of the inorganic substance.
本明細書において、「表面修飾無機物」は、表面修飾剤により表面修飾されている無機物である。すなわち、表面修飾無機物は、無機物と上記無機物の表面上に吸着した表面修飾剤とを含む材料である。
つまり、本発明の組成物において、無機物は、無機物の表面上に吸着した表面修飾剤とともに、表面修飾無機物を構成していてもよい。
また、本発明において、組成物が表面修飾無機物を含むことによって、組成物が無機物及び表面修飾剤を含むことになっていてもよい。
組成物中の無機物は、その一部又は全部が表面修飾剤とともに表面修飾無機物を構成していてよい。例えば、組成物中で、一部の無機物の表面修飾無機物を構成し、同時に、表面修飾無機物の構成に関与しない無機物が存在していてもよい。
組成物中の表面修飾剤は、その一部又は全部が無機物とともに表面修飾無機物を構成していてよい。例えば、組成物中で、一部の表面修飾剤が表面修飾無機物を構成し、同時に、表面修飾無機物の構成に関与しない表面修飾剤が存在していてもよい。
中でも、組成物は、表面修飾無機物を構成する無機物が無機窒化物(好ましくは窒化ホウ素、より好ましくは平均粒径が20μm以上である凝集状窒化ホウ素)である、表面修飾無機窒化物(好ましくは表面修飾窒化ホウ素)を含むことが好ましい。組成物中の無機窒化物(好ましくは窒化ホウ素)は、その一部又は全部が、表面修飾剤とともに表面修飾無機窒化物(好ましくは表面修飾窒化ホウ素)を構成していてよい。
また、組成物は表面修飾無機物を構成する無機物が無機酸化物(好ましくは酸化アルミニウム)である、表面修飾無機酸化物(好ましくは表面修飾アルミニウム)を含んでもよい。組成物中の無機酸化物(好ましくは酸化アルミニウム)は、その一部又は全部が、表面修飾剤とともに表面修飾無機酸化物(好ましくは表面修飾酸化アルミニウム)を構成していてよい。
表面修飾無機物は、例えば、無機物と表面修飾剤とを接触させて形成できる。例えば、無機物と、表面修飾剤と、本発明の組成物を構成する他の成分とを混合し、本発明の組成物を製造する過程で組成物中に表面修飾無機物を形成してもよい。
また、例えば、溶媒中で、無機物と表面修飾剤とを混合して、表面修飾無機物を含む混合液を調製し、上記混合液から、ろ別等の手段で、表面修飾無機物を分離し、分離された表面修飾無機物を得てもよい。分離された表面修飾無機物を用いて、本発明の組成物を調製してもよい。
As used herein, a "surface-modified inorganic material" refers to an inorganic material whose surface has been modified with a surface modifier. That is, a surface-modified inorganic material is a material comprising an inorganic material and a surface modifier adsorbed onto the surface of the inorganic material.
That is, in the composition of the present invention, the inorganic substance may constitute a surface-modified inorganic substance together with the surface modifier adsorbed onto the surface of the inorganic substance.
In the present invention, the composition may contain a surface-modified inorganic material, so that the composition contains an inorganic material and a surface modifier.
A part or all of the inorganic substance in the composition may constitute the surface-modified inorganic substance together with the surface modifier. For example, in the composition, some inorganic substances may constitute the surface-modified inorganic substance, while at the same time, inorganic substances may be present that are not involved in the formation of the surface-modified inorganic substance.
A part or all of the surface modifier in the composition may constitute the surface-modified inorganic substance together with the inorganic substance. For example, in the composition, a part of the surface modifier may constitute the surface-modified inorganic substance, and at the same time, a part of the surface modifier may be present that is not involved in the formation of the surface-modified inorganic substance.
In particular, the composition preferably contains a surface-modified inorganic nitride (preferably surface-modified boron nitride) in which the inorganic substance constituting the surface-modified inorganic substance is an inorganic nitride (preferably boron nitride, more preferably aggregated boron nitride having an average particle size of 20 μm or more). Part or all of the inorganic nitride (preferably boron nitride) in the composition may constitute the surface-modified inorganic nitride (preferably surface-modified boron nitride) together with a surface modifier.
The composition may also contain a surface-modified inorganic oxide (preferably surface-modified aluminum) in which the inorganic substance constituting the surface-modified inorganic substance is an inorganic oxide (preferably aluminum oxide). Part or all of the inorganic oxide (preferably aluminum oxide) in the composition may constitute the surface-modified inorganic oxide (preferably surface-modified aluminum oxide) together with the surface modifier.
The surface-modified inorganic material can be formed, for example, by contacting an inorganic material with a surface modifier. For example, the inorganic material, the surface modifier, and other components constituting the composition of the present invention may be mixed together to form the surface-modified inorganic material in the composition during the production process of the composition of the present invention.
Alternatively, for example, an inorganic substance and a surface modifier may be mixed in a solvent to prepare a mixed solution containing the surface-modified inorganic substance, and the surface-modified inorganic substance may be separated from the mixed solution by means of filtration or the like to obtain the separated surface-modified inorganic substance. The separated surface-modified inorganic substance may be used to prepare the composition of the present invention.
表面修飾剤としては、長鎖アルキル脂肪酸等のカルボン酸、有機ホスホン酸、有機リン酸エステル、有機シラン分子(シランカップリング剤)等従来公知の表面修飾剤を使用できる。その他、例えば、特開2009-502529号公報、特開2001-192500号公報、特許4694929号に記載の表面修飾剤を利用してもよい。 Conventional surface modifiers can be used, such as carboxylic acids such as long-chain alkyl fatty acids, organic phosphonic acids, organic phosphate esters, and organic silane molecules (silane coupling agents). Other surface modifiers that may be used include those described in, for example, JP 2009-502529 A, JP 2001-192500 A, and Japanese Patent No. 4694929.
上記シランカップリング剤は、例えば、Si原子に直接結合した加水分解性基を有する化合物である。
上記加水分解性基としては、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~10)、及び、塩素原子等のハロゲン原子が挙げられる。
シランカップリング剤が有する、Si原子に直接結合した加水分解性基の数は、1以上が好ましく、2以上がより好ましく、3以上が更により好ましい。上記数に上限はなく、例えば、10000以下である。
シランカップリング剤は、反応性基を有することも好ましい。
上記反応性基の具体例としては、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基、(メタ)クリル基、スチリル基、アミノ基、イソシアネート基、メルカプト基、及び、酸無水物基が挙げられる。
シランカップリング剤が有する、反応性基の数は、1以上が好ましく、2以上がより好ましく、3以上が更により好ましい。上記数に上限はなく、例えば、10000以下である。
シランカップリング剤としては、例えば、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトトリエトキシシラン、及び、3-ウレイドプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
The silane coupling agent is, for example, a compound having a hydrolyzable group directly bonded to a silicon atom.
Examples of the hydrolyzable group include an alkoxy group (preferably having 1 to 10 carbon atoms) and a halogen atom such as a chlorine atom.
The number of hydrolyzable groups directly bonded to Si atoms in the silane coupling agent is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and even more preferably 3 or more. There is no upper limit to the number, and it is, for example, 10,000 or less.
The silane coupling agent also preferably has a reactive group.
Specific examples of the reactive group include an epoxy group, an oxetanyl group, a vinyl group, a (meth)acrylic group, a styryl group, an amino group, an isocyanate group, a mercapto group, and an acid anhydride group.
The number of reactive groups in the silane coupling agent is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and even more preferably 3 or more. There is no upper limit to the number, and it is, for example, 10,000 or less.
Examples of silane coupling agents include 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptotriethoxysilane, and 3-ureidopropyltriethoxysilane.
本発明の組成物が表面修飾剤を含む場合、事前に表面修飾無機物を作製して、これを組成物の原料の一部として使用してもよい。すなわち、事前に作製された表面修飾無機物を組成物のその他の各種成分と混合することで、事前に作製された表面修飾無機物に含まれた形態として、表面修飾剤及び無機物の全部又は一部を組成物中に導入してもよい。
また、表面修飾無機物に含まれた形態で導入される表面修飾剤及び無機物以外の、表面修飾無機物を形成していない状態の表面修飾剤及び/又は無機物を、組成物のその他の成分と混合し、組成物中に表面修飾剤及び/又は無機物の全部又は一部を導入してもよい。この場合、混合の過程で、表面修飾剤が無機物の表面に吸着し、組成物中で、表面修飾無機物を形成することも好ましい。また、この場合、表面修飾剤の一部は、表面修飾無機物の形成に寄与してしない状態で組成物中に存在していてもよい。
When the composition of the present invention contains a surface modifier, a surface-modified inorganic substance may be prepared in advance and used as part of the raw materials of the composition. That is, the surface-modified inorganic substance prepared in advance may be mixed with other components of the composition, thereby introducing all or part of the surface modifier and inorganic substance into the composition in a form contained in the surface-modified inorganic substance prepared in advance.
Alternatively, a surface modifier and/or inorganic substance other than those contained in the surface-modified inorganic substance may be mixed with other components of the composition to introduce all or part of the surface modifier and/or inorganic substance into the composition. In this case, it is also preferable that the surface modifier is adsorbed onto the surface of the inorganic substance during the mixing process to form the surface-modified inorganic substance in the composition. In this case, a portion of the surface modifier may be present in the composition without contributing to the formation of the surface-modified inorganic substance.
表面修飾剤は、1種単独で使用してもよく2種以上使用してもよい。
組成物が表面修飾剤を含む場合、表面修飾剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.005~5質量%が好ましく、0.05~3質量%がより好ましい。
組成物が表面修飾剤を含む場合、表面修飾剤の含有量は、全無機物に対して、0.01~10質量%が好ましく、0.10~5質量%がより好ましい。
表面修飾無機物中における、表面修飾剤と無機物との質量比(無機物表面上に吸着している表面修飾剤の質量/無機物の質量)は、0.00001~0.5が好ましく、0.0001~0.1がより好ましい。
組成物が表面修飾無機物を含む場合、表面修飾無機物の含有量は、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、75質量%以上が特に好ましい。上限は100質量%未満であり、95質量%以下が好ましく、83質量%以下がより好ましい。
組成物が表面修飾窒化物(好ましくは表面修飾窒化ホウ素)を含む場合、表面修飾窒化物(好ましくは表面修飾窒化ホウ素)の含有量は、全表面修飾無機物に対して、10~100質量%が好ましく、40~100質量%がより好ましく、60~100質量%が更に好ましい。
The surface modifiers may be used alone or in combination of two or more.
When the composition contains a surface modifier, the content of the surface modifier is preferably from 0.005 to 5 mass %, more preferably from 0.05 to 3 mass %, based on the total solid content of the composition.
When the composition contains a surface modifier, the content of the surface modifier is preferably 0.01 to 10 mass %, more preferably 0.10 to 5 mass %, based on the total amount of inorganic substances.
The mass ratio of the surface modifier to the inorganic substance in the surface-modified inorganic substance (mass of the surface modifier adsorbed on the surface of the inorganic substance/mass of the inorganic substance) is preferably 0.00001 to 0.5, more preferably 0.0001 to 0.1.
When the composition contains a surface-modified inorganic material, the content of the surface-modified inorganic material 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 75% by mass or more, based on the total solid content of the composition. The upper limit is less than 100% by mass, preferably 95% by mass or less, and more preferably 83% by mass or less.
When the composition contains a surface-modified nitride (preferably surface-modified boron nitride), the content of the surface-modified nitride (preferably surface-modified boron nitride) is preferably 10 to 100 mass %, more preferably 40 to 100 mass %, and even more preferably 60 to 100 mass %, based on the total surface-modified inorganic materials.
〔硬化促進剤〕
組成物は、更に、硬化促進剤を含むことも好ましい。
硬化促進剤は、一般式(P1)で表される化合物及び一般式(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、一般式(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が、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、下記に示す一般式(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 composition preferably further comprises a cure accelerator.
The curing accelerator preferably contains at least one selected from the group consisting of compounds represented by general formula (P1) and compounds represented by general formula (P2), and more preferably contains a compound represented by general formula (P3).
When the compound contained in the curing accelerator has optical isomers, any of the optical isomers may be used. Furthermore, one optical isomer may be used alone, or multiple optical isomers may be used in combination. When one optical isomer is primarily used, its optical purity (ee) is preferably 90 or more, more preferably 95 or more. Similarly, when optical isomers are present in the general formulae (P1) to (P3) shown below, any of the optical isomers may be included.
一般式(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)、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。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- (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 combining these. The divalent linking group may further have a substituent. Examples of the substituent include the substituents exemplified in the above substituent group Y.
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.
一般式(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、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、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.
一般式(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.
硬化促進剤としては、例えば、トリスオルトトリルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリスパラトリルホスフィン、トリ-t-ブチルホスフィン、トリ-i-ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリ-2-フリルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、ジt-ブチルフェニルホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、シス-1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エチレン、1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)ペンタン、4-(ジフェニルホスフィノ)スチレン、2-(ジフェニルホスフィノ)安息香酸、4-(ジフェニルホスフィノ)安息香酸、、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)ベンゼン、ビス[2-(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン(dppf)、BINAP(2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル)、TolBINAP(2,2’-ビス[(4-メチルフェニル)ホスフィノ]-1,1’-ビナフチル)、XylBINAP(2,2’-ビス[(3,5-ジメチルフェニル)ホスフィノ]-1,1’-ビナフチル)、tBuBINAP(2,2’-ビス(ジ-p-t-ブチルフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル)、2,2’-ビス[(4-t-ブチルフェニル)ホスフィノ]-1,1’-ビナフチル、2,2’-ビス[(4-イソプロピルフェニル)ホスフィノ]-1,1’-ビナフチル、2,2’-ビス[(ナフタレン-1-イル)ホスフィノ]-1,1’-ビナフチル、2,2’-ビス[(ナフタレン-2-イル)ホスフィノ]-1,1’-ビナフチル、BICHEMP(2,2’-ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)-6,6’-ジメチル-1,1’-ビフェニル)、BPPFA(1-[1,2-ビス-(ジフェニルホスフィノ)フェロセニル]エチルアミン)、CHIRAPHOS(2,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン)、CYCPHOS(1-シクロヘキシル-1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン)、DEGPHOS(1-置換-3,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ピロリジン)、DIOP(2,3-イソプロピリデン-2,3-ジヒドロキシ-1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン)、SKEWPHOS(2,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ペンタン)、DuPHOS(置換-1,2-ビス(ホスホラノ)ベンゼン)、DIPAMP(1,2-ビス[(o-メトキシフェニル)フェニルホスフィノ]エタン)、NORPHOS(5,6-ビス(ジフェニルホスフィノ)-2-ノルボルネン)、PROPHOS(1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン)、PHANEPHOS(4,12-ビス(ジフェニルホスフィノ)-[2,2’]-パラシクロファン)、置換-2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビピリジン、SEGPHOS((4,4’-ビス-1,3-ベンゾジオキソール)-5,5’-ジイル-ビス(ジフェニルホスフィノ))、及び、BIFAP(2,2’-ビス(ジフェニルホスファニル)-1,1’-ビジベンゾフラニル)等のリン原子を含む化合物が挙げられる。 Examples of curing accelerators include tris-orthotolylphosphine, triphenylphosphine, tris-para-tolylphosphine, tri-t-butylphosphine, tri-i-butylphosphine, tricyclohexylphosphine, tri-2-furylphosphine, dicyclohexylphenylphosphine, di-t-butylphenylphosphine, 1,2-bis(diphenylphosphino)ethane, cis-1,2-bis(diphenylphosphino)ethylene, 1,3-bis(diphenylphosphino)propane, 1,4-bis(diphenylphosphino)butane, 1,5-bis(diphenylphosphino)pentane, 4-(diphenylphosphino)styrene, 2-(diphenylphosphino)benzoic acid, 4-(diphenylphosphino)benzoic acid, 1,2-bis(diphenylphosphino)benzene, Bis[2-(diphenylphosphino)phenyl]ether, 1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene (dppf), BINAP (2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl), TolBINAP (2,2'-bis[(4-methylphenyl)phosphino]-1,1'-binaphthyl), XylBINAP (2,2'-bis[(3,5-dimethylphenyl) tBuBINAP (2,2'-bis(di-p-t-butylphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl), 2,2'-bis[(4-t-butylphenyl)phosphino]-1,1'-binaphthyl, 2,2'-bis[(4-isopropylphenyl)phosphino]-1,1'-binaphthyl, 2,2'-bis[(naphthalen-1-yl)phosphino]-1,1'-binaphthyl, 2,2'-bis[(naphthalen-2-yl)phosphino]-1,1'-binaphthyl, 2,2'-bis[(naphthalen-2-yl)phosphino]-1,1'-binaphthyl, BICHEMP (2,2'-bis(dicyclohexylphosphino)-6,6'-dimethyl-1,1'-biphenyl), BPPFA (1-[1,2-bis-(diphenylphosphino)ferrocenyl]ethylamine), CHIRAPHOS (2,3-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl), ...), 2,2'-bis[(naphthalen-2-yl)phosphino]-1,1'-binaphthyl, BICHEMP (2,2'-bis(dicyclohexylphosphino)-6,6'-dimethyl-1,1'-biphenyl), BPPFA (1-[1,2-bis-(diphenylphosphino)ferrocenyl]ethylamine), CHIRAPHOS (2,3-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl), 2,2'-bis[(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl] phosphino)butane), CYCPHOS (1-cyclohexyl-1,2-bis(diphenylphosphino)ethane), DEGPHOS (1-substituted-3,4-bis(diphenylphosphino)pyrrolidine), DIOP (2,3-isopropylidene-2,3-dihydroxy-1,4-bis(diphenylphosphino)butane), SKEWPHOS (2,4-bis(diphenylphosphino)penta and compounds containing a phosphorus atom such as 2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-bipyridines, SEGPHOS ((4,4'-bis-1,3-benzodioxole)-5,5'-diyl-bis(diphenylphosphino)), and BIFAP (2,2'-bis(diphenylphosphanyl)-1,1'-bisdibenzofuranyl).
硬化促進剤としては、例えば、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート(TPP-K)、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)、テトラ-n-ブチルホスホニウムラウレート(TBP-LA)、ビス(テトラ-n-ブチルホスホニウム)ピロメリテート、及び、テトラフェニルホスホニウムのビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケート付加物のような四級ホスホニウム系化合物(ホスホニウム塩)等のオニウム塩系硬化促進剤も挙げられる。 Examples of curing accelerators include onium salt-based curing accelerators such as tetraphenylphosphonium tetraphenylborate (TPP-K), tetraphenylphosphonium tetra-p-tolylborate (TPP-MK), tetra-n-butylphosphonium laurate (TBP-LA), bis(tetra-n-butylphosphonium)pyromellitate, and quaternary phosphonium compounds (phosphonium salts) such as tetraphenylphosphonium bis(naphthalene-2,3-dioxy)phenylsilicate adducts.
また、三フッ化ホウ素アミン錯体、及び、特開2012-067225号公報の段落0052に記載の化合物も挙げられる。
その他にも、2-メチルイミダゾール(商品名;2MZ)、2-ウンデシルイミダゾール(商品名;C11-Z)、2-ヘプタデシルイミダゾール(商品名;C17Z)、1,2-ジメチルイミダゾール(商品名;1.2DMZ)、2-エチル-4-メチルイミダゾール(商品名;2E4MZ)、2-フェニルイミダゾール(商品名;2PZ)、2-フェニル-4-メチルイミダゾール(商品名;2P4MZ)、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール(商品名;1B2MZ)、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール(商品名;1B2PZ)、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール(商品名;2MZ-CN)、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール(商品名;C11Z-CN)、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト(商品名;2PZCNS-PW)、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン(商品名;2MZ-A)、2,4-ジアミノ-6-[2’-ウンデシルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン(商品名;C11Z-A)、2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン(商品名;2E4MZ-A)、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加物(商品名;2MA-OK)、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール(商品名;2PHZ-PW)、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール(商品名;2P4MHZ-PW)、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール(商品名;2PZ-CN)、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン(商品名;2MZA-PW)、及び、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加物(商品名;2MAOK-PW)等のイミダゾール系硬化促進剤等が挙げられる(いずれも四国化成工業(株)製)。更に、トリアリールホスフィン系の硬化促進剤として特開2004-043405号公報の段落0052に記載の化合物も挙げられる。トリアリールホスフィンにトリフェニルボランが付加したリン系硬化促進剤として、特開2014-005382号公報の段落0024に記載の化合物も挙げられる。
Further examples include boron trifluoride amine complexes and the compounds described in paragraph 0052 of JP-A-2012-067225.
Other examples include 2-methylimidazole (trade name: 2MZ), 2-undecylimidazole (trade name: C11-Z), 2-heptadecylimidazole (trade name: C17Z), 1,2-dimethylimidazole (trade name: 1.2DMZ), 2-ethyl-4-methylimidazole (trade name: 2E4MZ), 2-phenylimidazole (trade name: 2PZ), 2-phenyl-4-methylimidazole (trade name: 2P4MZ), 1-benzyl-2-methylimidazole (trade name: 1B2MZ), 1-benzyl-2-methylimidazole (trade name: 1B2MZ), 1-benzyl-4-methylimidazole (trade name: 1B4 ... 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (trade name: 1B2PZ), 1-cyanoethyl-2-methylimidazole (trade name: 2MZ-CN), 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole (trade name: C11Z-CN), 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate (trade name: 2PZCNS-PW), 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine (trade name: 2MZ-A), 2,4-diamino-6-[2'-undecylimidazolyl -(1')]-ethyl-s-triazine (trade name: C11Z-A), 2,4-diamino-6-[2'-ethyl-4'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine (trade name: 2E4MZ-A), 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct (trade name: 2MA-OK), 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (trade name: 2PHZ-PW), 2-phenyl-4-methyl-5- ... Examples of suitable curing accelerators include imidazole-based curing accelerators such as phenylimidazole (trade name: 2P4MHZ-PW), 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (trade name: 2PZ-CN), 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine (trade name: 2MZA-PW), and 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct (trade name: 2MAOK-PW) (all manufactured by Shikoku Chemical Industry Co., Ltd.). Furthermore, examples of suitable curing accelerators include the compounds described in paragraph 0052 of JP-A No. 2004-043405 as triarylphosphine-based curing accelerators. Examples of suitable curing accelerators include the compounds described in paragraph 0024 of JP-A No. 2014-005382 as phosphorus-based curing accelerators in which triphenylborane is added to triarylphosphine.
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。上限としては、1万以下が好ましく、1000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(例えば、実施例の欄におけるハンダ耐熱性IIの評価)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 high-temperature heat treatment (for example, the evaluation of solder heat resistance II in the Examples section), 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.
中でも、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、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。
Among these, the curing accelerator preferably contains a compound containing a phosphorus atom, and also preferably contains a phosphonium salt, in order to obtain better effects of the present invention. 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 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種単独で使用してもよく2種以上使用してもよい。
硬化促進剤の含有量は、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。硬化促進剤の含有量は、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、0.10質量%以上がより好ましく、0.55質量%以上が更に好ましい。硬化促進剤の含有量は、全エポキシ化合物に対して、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 composition, and 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 composition.
The content of the curing accelerator is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.10% by mass or more, and even more preferably 0.55% by mass or more, based on the total amount of epoxy compounds. The content of the curing accelerator 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.
〔イオン捕捉剤〕
本発明の組成物は、イオン捕捉剤を含んでいてもよい。
イオン捕捉剤は、組成物中又は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、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 compositions of the present invention may also contain an ion scavenger.
The ion scavenger adsorbs ionic impurities in the composition or in a thermally conductive material formed using the composition, thereby enabling the insulating properties of the thermally conductive material to be better maintained even when the composition or the thermally conductive material absorbs moisture.
Examples of the ion trapping agent include the inorganic ion trapping agents and organic ion trapping agents 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 substances described above may also function as ion scavengers.
トリアジンチオール化合物としては、例えば、2-ジブチルアミノ-4,6-ジメルカプト-s-トリアジンが挙げられる。
ベンゾイミダゾール化合物としては、例えば、ベンゾイミダゾールが挙げられる。
ベンゾトリアゾール化合物としては、例えば、1H-ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-tert-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、及び、2,2’-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-tert-オクチルフェノール]が挙げられる。
アミノトリアゾール化合物としては、例えば、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、及び、3,5-ジアミノ-1,2,4-トリアゾールが挙げられる。
ビスフェノール系還元剤としては、例えば、2,2’-メチレンビス-(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、及び、4,4’-ブチリデンビス-(6-t-ブチル-3-メチルフェノール)が挙げられる。
An example of the triazine thiol compound is 2-dibutylamino-4,6-dimercapto-s-triazine.
The benzimidazole compound includes, for example, benzimidazole.
Examples of benzotriazole compounds include 1H-benzotriazole, carboxybenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-5'-tert-octylphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazole, and 2,2'-methylenebis[6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-tert-octylphenol].
Examples of aminotriazole compounds include 3-amino-1,2,4-triazole and 3,5-diamino-1,2,4-triazole.
Examples of bisphenol reducing agents include 2,2'-methylenebis-(4-ethyl-6-t-butylphenol) and 4,4'-butylidenebis-(6-t-butyl-3-methylphenol).
イオン捕捉剤は市販品を用いてもよく、例えば、DHF-4A、DHT-4A、DHT-4A-2、DHT-4C、キョーワード500、KW-2000、及び、KW-2100(商品名、協和化学社製);IXE-100、IXE-500、IXE-600、IXE-700F、IXE-800、IXE-6107、IXEPLAS-A1、IXEPLAS-A2、及び、IXEPLAS-B1(商品名、東亞合成社製);ジスネットDB(商品名、三協製薬社製);VD-3、及び、VD-5(商品名、四国化成社製);並びに、ヨシノックスBB(商品名、吉富製薬社製)が挙げられる。 Commercially available ion scavengers may be used, such as DHF-4A, DHT-4A, DHT-4A-2, DHT-4C, Kyoward 500, KW-2000, and KW-2100 (trade names, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.); IXE-100, IXE-500, IXE-600, IXE-700F, IXE-800, IXE-6107, IXEPLAS-A1, IXEPLAS-A2, and IXEPLAS-B1 (trade names, manufactured by Toagosei Co., Ltd.); Jisnet DB (trade name, manufactured by Sankyo Pharmaceutical Co., Ltd.); VD-3 and VD-5 (trade names, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.); and Yoshinox BB (trade name, manufactured by Yoshitomi Pharmaceutical Co., Ltd.).
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、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。
イオン捕捉剤は、1種単独で使用してもよく2種以上使用してもよい。
When the composition contains an ion scavenger, the content of the ion scavenger (an inorganic ion scavenger and/or an organic ion scavenger) is preferably 0.01 to 10 mass%, more preferably 0.1 to 20 mass%, and still more preferably 0.2 to 10 mass%, based on the total solid content of the 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.
The ion trapping agents may be used alone or in combination of two or more.
〔溶媒〕
組成物は、更に、溶媒を含んでいてもよい。
溶媒の種類は特に制限されず、有機溶媒であるのが好ましい。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等が挙げられる。
組成物が溶媒を含む場合、溶媒の含有量は、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、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 composition may further comprise a solvent.
The type of solvent is not particularly limited, but is preferably an organic solvent, such as cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, dichloromethane, and tetrahydrofuran.
When the composition contains a solvent, the content of the solvent is preferably an amount that makes the solids concentration of the composition 20 to 90 mass %, more preferably an amount that makes the solids concentration of the composition 30 to 85 mass %, and even more preferably an amount that makes the solids concentration of the composition 50 to 80 mass %.
The content of the solvent is preferably from 10 to 80% by mass, more preferably from 15 to 70% by mass, and even more preferably from 20 to 50% by mass, based on the total mass of the composition.
〔組成物の製造方法〕
組成物の製造方法は特に制限されず、公知の方法を採用でき、例えば、上述した各種成分を混合して製造できる。混合する際には、各種成分を一括で混合しても、順次混合してもよい。
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種単独で使用してもよく、2種以上使用してもよい。混合の前後に、及び/又は、同時に、脱気処理を行ってもよい。
[Method for producing the composition]
The method for producing the composition is not particularly limited, and any known method can be used, for example, by mixing the various components described above. When mixing, the various components may be mixed all at once or sequentially.
The method for mixing the components is not particularly limited, and known methods can be used. The mixing device used for mixing is preferably a submerged disperser, and examples include agitators such as a planetary centrifugal mixer and a high-speed rotary shear type agitator, a colloid mill, a roll mill, a high-pressure injection type disperser, an ultrasonic disperser, a bead mill, and a homogenizer. One type of mixing device may be used alone, or two or more types may be used. Degassing treatment may be performed before, after, and/or simultaneously with mixing.
〔組成物の硬化方法〕
本発明の組成物は熱伝導材料形成用組成物であるのが好ましい。
本発明の組成物を硬化処理して熱伝導材料が得られる。
組成物の硬化方法は、特に制限されないが、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組成物について行うのが好ましい。具体的には、例えば、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、基材上に組成物を塗布して塗膜を形成してから硬化させるのが好ましい。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 of curing the composition]
The composition of the present invention is preferably a composition for forming a thermally conductive material.
The composition of the present invention is cured to obtain a thermally conductive material.
The method for curing the composition is not particularly limited, but a thermal curing reaction is preferred.
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 composition in the form of a film or sheet. Specifically, for example, the composition may be applied to form a film and then subjected to a curing reaction.
When performing the curing treatment, it is preferable to apply the 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 and then cured. The cured product (thermal conductive material) obtained after curing may or may not be separated from one or both of the substrates.
Alternatively, when carrying out the curing treatment, the composition may be applied to separate substrates to form coating films on each substrate, and the curing treatment may be carried out 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、組成物を半硬化状態にした時点で終了してもよい。また、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。
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 completed when the composition is in a semi-cured state, or after the composition is in a semi-cured state, further curing treatment may be carried out to complete the curing.
The curing treatment for bringing the composition into a semi-cured state (also referred to as "semi-curing treatment") and the curing treatment for complete 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、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 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 pressed to form a semi-cured film. When press processing is performed, the press processing may be performed before, after, or during the heating process. Press processing 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 also be carried out in a state where the coating film formed from the composition is 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使用してもよいし、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使用してもよい。
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 in a state where separate semi-cured films are 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、平板プレスを使用してもよいしロールプレスを使用してもよい。
ロールプレスを使用する場合は、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のが好ましい。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 are no limitations on the press used for 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 the coated substrate obtained by forming a coating film on the 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 plate 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のも好ましい。
また、本発明の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のが好ましい。
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 composition of the present invention is preferably a thermally conductive sheet.
Furthermore, the thermal conductivity of the thermally conductive material obtained using the composition of the present invention is preferably isotropic rather than anisotropic.
熱伝導材料(好ましくは熱伝導シート)は吸湿性が抑制されていることも好ましい。
具体的には、熱伝導材料(好ましくは熱伝導シート)は、下記式で求められる質量変化率が、1.0%未満となることが好ましく、0.7%未満となることがより好ましく、0.5%未満となることが更に好ましい。上記質量変化率の下限は、通常0質量%以上である。
W1:120℃の環境下で2時間乾燥させた後の乾燥状態の熱伝導材料(好ましくは熱伝導シート)の質量
W2:前記乾燥状態の熱伝導材料(好ましくは熱伝導シート)を85℃、85RH%の環境下に24時間おいた後の、吸湿状態の熱伝導材料(好ましくは熱伝導シート)の質量
なお、W1を求める際の120℃の環境下での乾燥は、十分に除湿された環境下で行うこととする。
It is also preferable that the heat conductive material (preferably a heat conductive sheet) has reduced moisture absorption.
Specifically, the thermally conductive material (preferably the thermally conductive sheet) preferably has a mass change rate calculated by the following formula of less than 1.0%, more preferably less than 0.7%, and even more preferably less than 0.5%. The lower limit of the mass change rate is usually 0% by mass or more.
W1: Mass of a dry thermal conductive material (preferably a thermal conductive sheet) after drying for 2 hours in an environment at 120°C. W2: Mass of a hygroscopic thermal conductive material (preferably a thermal conductive sheet) after leaving the dry thermal conductive material (preferably a thermal conductive sheet) in an environment at 85°C and 85% RH for 24 hours. Note that drying in an environment at 120°C when determining W1 should be carried out in a sufficiently dehumidified environment.
熱伝導材料は、絶縁性(電気絶縁性)であるのが好ましい。言い換えると、本発明の組成物は、熱伝導性絶縁組成物であるのが好ましい。
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。上限は特に制限されないが、通常1018Ω・cm以下である。
The thermally conductive material is preferably insulating (electrically insulating), in other words, the 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 Ω·cm or more, more preferably 10 Ω·cm or more, and even more preferably 10 Ω ·cm or more. There is no particular upper limit, but it is usually 10 Ω ·cm or less.
〔熱伝導材料の用途〕
本発明の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。
[Uses of thermal conductive materials]
The thermally conductive material obtained using the 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 applications 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, as described below.
The thermally conductive material obtained using the 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 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.
本発明の組成物を用いて得られる熱伝導材料は、本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、本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 composition of the present invention may be used in combination with other components other than the component formed from the present 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 present 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 also 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, 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 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ではない。The present invention will be described in more detail below based on the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, and processing procedures 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 construed as being limited by the following examples.
<<試験X>>
以下に示す通り条件及び手順等に基づき、まず、試験X(実施例1~75、比較例1~2)を実施した。
<<Test X>>
First, Test X (Examples 1 to 75, Comparative Examples 1 and 2) was carried out under the conditions and procedures shown below.
[組成物の調製及び評価]
〔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。
なお、以下には、後述する試験Yで使用されるための成分も示す。
[Preparation and Evaluation of Compositions]
[Various ingredients]
The various components used in the examples and comparative examples are listed below.
The components to be used in Test Y, which will be described later, are also shown below.
<フェノール化合物>
以下に、実施例及び比較例で使用したフェノール化合物を示す。
<Phenol compounds>
The phenol compounds used in the examples and comparative examples are shown below.
・A-3:MEH-7500(明和化成製、トリアジン骨格を有さないフェノール化合物) A-3: MEH-7500 (manufactured by Meiwa Kasei, a phenolic compound without a triazine skeleton)
<エポキシ化合物>
以下に、実施例及び比較例で使用したエポキシ化合物を示す。
B-8の重量平均分子量は3000であり、B-9のnの値の平均値は10である。
<Epoxy Compound>
The epoxy compounds used in the examples and comparative examples are shown below.
The weight average molecular weight of B-8 is 3,000, and the average value of n of B-9 is 10.
<マレイミド化合物>
以下に、実施例及び比較例で使用したマレイミド化合物を示す。
<Maleimide Compound>
The maleimide compounds used in the examples and comparative examples are shown below.
<シアネート化合物>
以下に、実施例及び比較例で使用したシアネート化合物を示す。
・G-1:TA(三菱ガス化学社製、2,2’-ジ(4-シアナトフェニル)プロパン)
・G-2:TA-100(三菱ガス化学社製、2,2’-ジ(4-シアナトフェニル)プロパンの予備重合品)
・G-3: AROCY XU371(HUNSMAN社製、フェノールノボラックシアネート)
・G-4:P-201(三菱ガス化学社製)
<Cyanate Compounds>
The cyanate compounds used in the examples and comparative examples are shown below.
G-1: TA (2,2'-di(4-cyanatophenyl)propane, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.)
G-2: TA-100 (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., a prepolymer of 2,2'-di(4-cyanatophenyl)propane)
G-3: AROCY XU371 (manufactured by HUNSMAN, phenol novolac cyanate)
G-4: P-201 (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.)
<無機窒化物、無機酸化物、又は、その表面修飾物>
以下に、実施例及び比較例で使用した無機窒化物、無機酸化物、又は、その表面修飾物(表面修飾無機窒化物若しくは表面修飾無機酸化物)を示す。なお、いずれの表面修飾物(表面修飾無機窒化物若しくは表面修飾無機酸化物)においても、その表面修飾物の全質量に対する表面修飾剤の含有量は、0質量%超1質量%未満であった。
・HP-40:凝集状窒化ホウ素、平均粒径:40μm、水島合金鉄社製
・AA-3:酸化アルミニウム、平均粒径:3μm、住友化学社製
・PTX-60:凝集状窒化ホウ素、平均粒径:60μm、モメンティブ社製
・SP-3:鱗片状窒化ホウ素、平均粒径:4μm、デンカ社製
・BN1:下記に示す製造方法1で製造された表面修飾窒化ホウ素
・BN2:下記に示す製造方法2で製造された表面修飾窒化ホウ素
・BN3:下記に示す製造方法3で製造された表面修飾窒化ホウ素
・BN4:下記に示す製造方法4で製造された表面修飾窒化ホウ素
・BN5:下記に示す製造方法5で製造された表面修飾窒化ホウ素
・BN6:下記に示す製造方法6で製造された表面修飾窒化ホウ素
・BN7:下記に示す製造方法7で製造された表面修飾窒化ホウ素
・BN8:下記に示す製造方法8で製造された表面修飾窒化ホウ素
・BN9:下記に示す製造方法9で製造された表面修飾窒化ホウ素
・BN10:下記に示す製造方法10で製造された表面修飾窒化ホウ素
<Inorganic nitrides, inorganic oxides, or surface-modified inorganic ... nitrides, inorganic oxides, inorganic nitrides, inorganic nitrides, inorganic nitrides, inorganic nitride
The inorganic nitrides, inorganic oxides, or surface-modified products thereof (surface-modified inorganic nitrides or surface-modified inorganic oxides) used in the Examples and Comparative Examples are shown below. Note that in all of the surface-modified products (surface-modified inorganic nitrides or surface-modified inorganic oxides), the content of the surface modifier relative to the total mass of the surface-modified product was more than 0 mass% and less than 1 mass%.
HP-40: Agglomerated boron nitride, average particle size: 40 μm, manufactured by Mizushima Ferroalloy Co., Ltd. AA-3: Aluminum oxide, average particle size: 3 μm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. PTX-60: Agglomerated boron nitride, average particle size: 60 μm, manufactured by Momentive Corporation SP-3: Scaly boron nitride, average particle size: 4 μm, manufactured by Denka Company Limited BN1: Surface-modified boron nitride manufactured by Manufacturing Method 1 shown below BN2: Surface-modified boron nitride manufactured by Manufacturing Method 2 shown below BN3: Surface-modified boron nitride manufactured by Manufacturing Method 3 shown below Boron BN4: Surface-modified boron nitride produced by Production Method 4 described below BN5: Surface-modified boron nitride produced by Production Method 5 described below BN6: Surface-modified boron nitride produced by Production Method 6 described below BN7: Surface-modified boron nitride produced by Production Method 7 described below BN8: Surface-modified boron nitride produced by Production Method 8 described below BN9: Surface-modified boron nitride produced by Production Method 9 described below BN10: Surface-modified boron nitride produced by Production Method 10 described below
(製造方法1(BN1の製造))
NaOH水(NaOH:40g/水:400ml)に窒化ホウ素(上述のPTX-60)(50g)を添加して攪拌した。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時間攪拌した(変性工程)。攪拌には新東科学株式会社製スリーワンモーターを用い、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窒化ホウ素1を得た。
得られた変性窒化ホウ素1をアセトニトリル(100ml)中で攪拌し、上記アセトニトリル中に更に、シランカップリング剤(信越化学社製:X12-984S)の加水分解調整液(1.25g)を添加した。上記アセトニトリルを室温で3時間攪拌して、吸着処理を行った(吸着工程)。
上記アセトニトリル中の変性窒化ホウ素1をろ取した後、ろ取された変性窒化ホウ素1をアセトニトリル(100ml)で洗浄し、40℃のオーブンで乾燥させることで、表面修飾窒化ホウ素1(「BN1」ともいう)を得た。
なお、シランカップリング剤の加水分解調整液は、シランカップリング剤(1g)と、エタノール(500μl)、2-プロパノール(500μl)、水(720μl)、酢酸(100μl)を混合し、1時間攪拌することで調整した。以降の製造方法においても、シランカップリング剤の加水分解調整液の配合は、特段の断りがない限り、同様である。
また、「X12-984S」は、エポキシ基及びエトキシシリル基を有する、ポリマータイプのシランカップリング剤である。
なお、製造方法1において、NaOH水(NaOH:40g/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14だった。
(Production Method 1 (Production of BN1))
Boron nitride (PTX-60 described above) (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 temperature of the NaOH solution was raised to 50°C and the mixture was stirred for an additional 3 hours (modification step). A Three-One Motor manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd. was used for stirring at 150 rpm.
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 boron nitride 1.
The obtained modified boron nitride 1 was stirred in acetonitrile (100 ml), and a hydrolysis adjusted solution (1.25 g) of a silane coupling agent (X12-984S, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was further added to the acetonitrile. The acetonitrile was stirred at room temperature for 3 hours to carry out an adsorption treatment (adsorption step).
The modified boron nitride 1 in the acetonitrile was filtered, washed with acetonitrile (100 ml), and dried in an oven at 40°C to obtain surface-modified boron nitride 1 (also referred to as "BN1").
The hydrolysis-adjusted solution of the silane coupling agent was prepared by mixing 1 g of the silane coupling agent with 500 μl of ethanol, 500 μl of 2-propanol, 720 μl of water, and 100 μl of acetic acid, followed by stirring for 1 hour. In the subsequent manufacturing methods, the formulation of the hydrolysis-adjusted solution of the silane coupling agent is the same unless otherwise specified.
Furthermore, "X12-984S" is a polymer-type silane coupling agent having an epoxy group and an ethoxysilyl group.
In Production Method 1, the pH of the liquid (aqueous solution) obtained by mixing NaOH water (NaOH: 40 g/water: 400 ml), boron nitride 50 g, and sodium persulfate water (sodium persulfate: 9.6 g/water: 100 ml) was 14.
(製造方法2(BN2の製造))
水(400ml)に窒化ホウ素(上述のPTX-60)(50g)を添加して攪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時間攪拌した。攪拌には新東科学株式会社製スリーワンモーターを用い、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、変性窒化ホウ素を得た。
得られた変性窒化ホウ素をアセトニトリル(100ml)中で攪拌し、上記アセトニトリル中に更に、シランカップリング剤(KBM-403)の加水分解調整液(1.25g)を添加した。上記アセトニトリルを室温で3時間攪拌して、吸着処理を行った。
上記アセトニトリル中の変性窒化ホウ素をろ取した後、ろ取された変性窒化ホウ素を、アセトニトリル(100ml)で洗浄し、40℃のオーブンで乾燥させることで、表面修飾窒化ホウ素2(「BN2」ともいう)を得た。
なお、「KBM-403」は3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランである。
なお、製造方法2において、水(400ml)、窒化ホウ素50g、及び、30質量%過酸化水素水(30ml)が混合された液(水溶液)のpHは5だった。
(Manufacturing Method 2 (Manufacturing of BN2))
Boron nitride (PTX-60 mentioned above) (50 g) was added to water (400 ml) and stirred to obtain a mixed solution. 30 mass % hydrogen peroxide solution (30 ml) was further added to the mixed solution, and then the mixed solution was heated to 50°C and stirred for an additional 3 hours. A Three-One Motor manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd. was used for stirring at 150 rpm.
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 boron nitride.
The resulting modified boron nitride was stirred in acetonitrile (100 ml), and 1.25 g of a hydrolysis-adjusted solution of a silane coupling agent (KBM-403) was added to the acetonitrile. The acetonitrile was stirred at room temperature for 3 hours to carry out an adsorption treatment.
The modified boron nitride in the acetonitrile was filtered, washed with acetonitrile (100 ml), and dried in an oven at 40°C to obtain surface-modified boron nitride 2 (also referred to as "BN2").
"KBM-403" is 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane.
In Production Method 2, the pH of the liquid (aqueous solution) obtained by mixing water (400 ml), 50 g of boron nitride, and 30 mass % hydrogen peroxide solution (30 ml) was 5.
(製造方法3(BN3の製造))
製造方法1のNaOH水を(NaOH:0.02g/水:400ml)に変更した以外は製造方法1と同様の製法で表面修飾窒化ホウ素3(「BN3」ともいう)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だった。
(Production Method 3 (Production of BN3))
Surface-modified boron nitride 3 (also referred to as "BN3") was obtained in the same manner as Production Method 1, except that the NaOH water used 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(BN4の製造))
酸化雰囲気中で、窒化ホウ素(上述のPTX-60)(50g)を1000℃で1時間加熱して変性窒化ホウ素を得た。
得られた変性窒化ホウ素をアセトニトリル(100ml)中で攪拌し、上記アセトニトリル中に更に、シランカップリング剤(KBM-403)の加水分解調整液(1.25g)を添加した。上記アセトニトリルを室温で3時間攪拌して、吸着処理を行った。
上記アセトニトリル中の変性窒化ホウ素をろ取した後、ろ取された変性窒化ホウ素を、アセトニトリル(100ml)で洗浄し、40℃のオーブンで乾燥させることで、表面修飾窒化ホウ素4(「BN4」ともいう)を得た。
(Manufacturing Method 4 (Manufacturing of BN4))
Boron nitride (PTX-60 described above) (50 g) was heated at 1000° C. for 1 hour in an oxidizing atmosphere to obtain modified boron nitride.
The resulting modified boron nitride was stirred in acetonitrile (100 ml), and 1.25 g of a hydrolysis-adjusted solution of a silane coupling agent (KBM-403) was added to the acetonitrile. The acetonitrile was stirred at room temperature for 3 hours to carry out an adsorption treatment.
The modified boron nitride in the acetonitrile was filtered, washed with acetonitrile (100 ml), and dried in an oven at 40°C to obtain surface-modified boron nitride 4 (also referred to as "BN4").
(製造方法5(BN5の製造))
窒化ホウ素(上述のPTX-60)(50g)をアセトニトリル(100ml)中で攪拌し、上記アセトニトリル中に更に、シランカップリング剤(KBM-403)の加水分解調整液(1.25g)を添加した。上記アセトニトリルを室温で3時間攪拌して、吸着処理を行った。
上記アセトニトリル中の窒化ホウ素をろ取した後、ろ取された窒化ホウ素を、アセトニトリル(100ml)で洗浄し、40℃のオーブンで乾燥させることで、表面修飾窒化ホウ素5(「BN5」ともいう)を得た。
(Manufacturing Method 5 (Manufacturing of BN5))
Boron nitride (PTX-60 described above) (50 g) was stirred in acetonitrile (100 ml), and a hydrolysis adjusted solution of a silane coupling agent (KBM-403) (1.25 g) was further added to the acetonitrile. The acetonitrile was stirred at room temperature for 3 hours to carry out an adsorption treatment.
The boron nitride in the acetonitrile was filtered, washed with acetonitrile (100 ml), and dried in an oven at 40°C to obtain surface-modified boron nitride 5 (also referred to as "BN5").
(製造方法6(BN6の製造))
窒化ホウ素(上述のHP-40)(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、変性窒化ホウ素粒子を得た。
得られた変性窒化ホウ素をアセトニトリル(30ml)中で攪拌し、上記アセトニトリル中に更に、シランカップリング剤(信越化学工業社製:X12-984S)の加水分解調整液(0.42g)を添加した。上記アセトニトリルを室温で3時間攪拌して、吸着処理を行った。
上記アセトニトリル中の変性窒化ホウ素をろ取した後、ろ取された変性窒化ホウ素をアセトニトリル(30ml)で洗浄し、40℃のオーブンで乾燥させることで、表面修飾窒化ホウ素6(「BN6」ともいう)を得た。
また、「X12-984S」は、エポキシ基及びエトキシシリル基を有する、ポリマータイプのシランカップリング剤である。
(Production Method 6 (Production of BN6))
Boron nitride (HP-40 mentioned above) (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, yielding modified boron nitride particles.
The obtained modified boron nitride was stirred in acetonitrile (30 ml), and a hydrolysis adjusted solution (0.42 g) of a silane coupling agent (X12-984S, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was further added to the acetonitrile. The acetonitrile was stirred at room temperature for 3 hours to carry out an adsorption treatment.
The modified boron nitride in the acetonitrile was filtered, washed with acetonitrile (30 ml), and dried in an oven at 40°C to obtain surface-modified boron nitride 6 (also referred to as "BN6").
Furthermore, "X12-984S" is a polymer-type silane coupling agent having an epoxy group and an ethoxysilyl group.
(製造方法7(BN7の製造))
NaOH水溶液(NaOH:40g/水:400ml)に、窒化ホウ素(上述のHP-40、50g)を添加して攪拌した。上記NaOH水溶液に、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水溶液を50℃に昇温し、更に3時間攪拌した。攪拌には、スリーワンモーター(新東科学社製)を用いて回転数150rpmで行った。上記NaOH水溶液を室温まで冷却した後、上記NaOH水溶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)で洗浄することで変性窒化ホウ素を得た。
得られた変性窒化ホウ素をアセトニトリル(100ml)中で攪拌し、上記アセトニトリル中に更に、シランカップリング剤(信越化学工業社製:X12-984S)の加水分解調整液(1.25g)を添加した。上記アセトニトリルを室温で3時間攪拌して、吸着処理を行った。上記アセトニトリル中の変性窒化ホウ素をろ取した後、ろ取された変性窒化ホウをアセトニトリル(100ml)で洗浄し、40℃のオーブンで乾燥させることで、表面修飾窒化ホウ素7(「BN7」ともいう)を得た。
(Production Method 7 (Production of BN7))
Boron nitride (50 g of the above-mentioned HP-40) was added to an aqueous NaOH solution (40 g NaOH/400 ml water) and stirred. After adding aqueous sodium persulfate (9.6 g sodium persulfate/100 ml water) to the NaOH solution, the temperature of the NaOH solution was raised to 50°C and the solution was stirred for an additional 3 hours. A Three-One Motor (manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd.) was used for stirring at a rotation speed of 150 rpm. After cooling the NaOH solution to room temperature, the boron nitride in the NaOH solution was filtered and washed with water (500 ml) and acetonitrile (250 ml) to obtain modified boron nitride.
The obtained modified boron nitride was stirred in acetonitrile (100 ml), and a hydrolysis adjusted solution (1.25 g) of a silane coupling agent (X12-984S manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was further added to the acetonitrile. The acetonitrile was stirred at room temperature for 3 hours to carry out an adsorption treatment. The modified boron nitride in the acetonitrile was filtered, washed with acetonitrile (100 ml), and dried in an oven at 40°C to obtain surface-modified boron nitride 7 (also referred to as "BN7").
(製造方法8(BN8の製造))
水(400ml)に窒化ホウ素(上述のHP-40、50g)を添加して攪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時間攪拌した。攪拌には新東科学株式会社製スリーワンモーターを用い、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、変性窒化ホウ素を得た。
得られた変性窒化ホウ素をアセトニトリル(100ml)中で攪拌し、上記アセトニトリル中に更に、シランカップリング剤(信越化学工業社製:X12-984S)の加水分解調整液(1.25g)を添加した。上記アセトニトリルを室温で3時間攪拌して、吸着処理を行った。上記アセトニトリル中の変性窒化ホウ素をろ取した後、ろ取された変性窒化ホウ素を、アセトニトリル(100ml)で洗浄し、40℃のオーブンで乾燥させることで、表面修飾窒化ホウ素8(「BN8」ともいう)を得た。
(Manufacturing Method 8 (Manufacturing of BN8))
Boron nitride (HP-40 as described above, 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 then heated to 50°C and stirred for an additional 3 hours. A Three-One Motor manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd. was used for stirring at 150 rpm.
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 boron nitride.
The obtained modified boron nitride was stirred in acetonitrile (100 ml), and a hydrolysis adjusted solution (1.25 g) of a silane coupling agent (X12-984S manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was further added to the acetonitrile. The acetonitrile was stirred at room temperature for 3 hours to carry out an adsorption treatment. The modified boron nitride in the acetonitrile was filtered, washed with acetonitrile (100 ml), and dried in an oven at 40°C to obtain surface-modified boron nitride 8 (also referred to as "BN8").
(製造方法9(BN9の製造))
窒化ホウ素(上述のHP-40、50g)を1000℃で1時間加熱して変性窒化ホウ素を得た。得られた変性窒化ホウ素を水(500ml)でリスラリー洗浄、ろ過した後、アセトニトリル(100ml)中で攪拌し、上記アセトニトリル中に更に、シランカップリング剤(信越化学工業社製:KBM-403)の加水分解調整液(1.25g)を添加した。上記アセトニトリルを室温で3時間攪拌して、吸着処理を行った。上記アセトニトリル中の変性窒化ホウ素をろ取した後、ろ取された変性窒化ホウ素を、アセトニトリル(100ml)で洗浄し、40℃のオーブンで乾燥させることで、表面修飾窒化ホウ素9(「BN9」ともいう)を得た。
なお、「KBM-403」は、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランである。
(Production Method 9 (Production of BN9))
Boron nitride (50 g of the above-mentioned HP-40) was heated at 1000°C for 1 hour to obtain modified boron nitride. The obtained modified boron nitride was reslurried and washed with water (500 ml), filtered, and then stirred in acetonitrile (100 ml). To the acetonitrile, 1.25 g of a hydrolysis-adjusted solution of a silane coupling agent (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added. The acetonitrile was stirred at room temperature for 3 hours to perform an adsorption treatment. The modified boron nitride in the acetonitrile was filtered, washed with acetonitrile (100 ml), and dried in an oven at 40°C to obtain surface-modified boron nitride 9 (also referred to as "BN9").
"KBM-403" is 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane.
(製造方法10(BN10の製造))
窒化ホウ素(上述のHP-40、50g)を900℃で4時間加熱して変性窒化ホウ素を得た。得られた変性窒化ホウ素を水(500ml)でリスラリー洗浄、ろ過した後、アセトニトリル(100ml)中で攪拌し、上記アセトニトリル中に更に、シランカップリング剤(信越化学工業社製:KBM-403)の加水分解調整液(1.25g)を添加した。上記アセトニトリルを室温で3時間攪拌して、吸着処理を行った。上記アセトニトリル中の変性窒化ホウ素をろ取した後、ろ取された変性窒化ホウ素を、アセトニトリル(100ml)で洗浄し、40℃のオーブンで乾燥させることで、表面修飾窒化ホウ素10(「BN10」ともいう)を得た。
(Manufacturing Method 10 (Manufacturing of BN10))
Boron nitride (50 g of the above-mentioned HP-40) was heated at 900°C for 4 hours to obtain modified boron nitride. The obtained modified boron nitride was reslurried and washed with water (500 ml), filtered, and then stirred in acetonitrile (100 ml). To the acetonitrile, 1.25 g of a hydrolysis-adjusted solution of a silane coupling agent (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added. The acetonitrile was stirred at room temperature for 3 hours to perform an adsorption treatment. The modified boron nitride in the acetonitrile was filtered, washed with acetonitrile (100 ml), and dried in an oven at 40°C to obtain surface-modified boron nitride 10 (also referred to as "BN10").
<硬化促進剤>
以下に、実施例及び比較例で使用した硬化促進剤を示す。
なお、各化合物名の後においてかっこ書きで示す値は、各化合物の分子量を示す。
・C-1:トリスオルトトリルホスフィン(304.37)
・C-2:トリフェニルホスフィン(262.29)
・C-3:2PHZ-PW(2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール)(204.23)
・C-4:TPP-MK(テトラフェニルホスホニウムテトラ-p-トリルボラート)(658.62)
・C-5:(S)-(-)-BINAP((S)-(-)-2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル)(622.69)
・C-6:(S)-(-)-TolBINAP((S)-(-)-2,2’-ビス(ジ-p-トリルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル)(678.80)
・C-7:(S)-(-)-XylBINAP((S)-(-)-2,2’-ビス[ジ(3,5-キシリル)ホスフィノ]-1,1’-ビナフチル)(734.90)
・C-8:(R)-(+)-BINAP((R)-(+)-2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル)(622.69)
・C-9:(R)-(+)-TolBINAP((R)-(+)-2,2’-ビス(ジ-p-トリルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル)(678.80)
・C-10:(R)-(+)-XylBINAP((R)-(+)-2,2’-ビス[ジ(3,5-キシリル)ホスフィノ]-1,1’-ビナフチル)(734.90)
・C-11:(±)-BINAP((±)-2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル)(622.69)
<Curing accelerator>
The curing accelerators used in the examples and comparative examples are shown below.
The value in parentheses after each compound name indicates the molecular weight of each compound.
C-1: Tris(orthotolyl)phosphine (304.37)
C-2: triphenylphosphine (262.29)
C-3: 2PHZ-PW (2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole) (204.23)
C-4: TPP-MK (tetraphenylphosphonium tetra-p-tolylborate) (658.62)
C-5: (S)-(-)-BINAP ((S)-(-)-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl) (622.69)
C-6: (S)-(-)-TolBINAP ((S)-(-)-2,2'-bis(di-p-tolylphosphino)-1,1'-binaphthyl) (678.80)
C-7: (S)-(-)-XylBINAP ((S)-(-)-2,2'-bis[di(3,5-xylyl)phosphino]-1,1'-binaphthyl) (734.90)
C-8: (R)-(+)-BINAP ((R)-(+)-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl) (622.69)
C-9: (R)-(+)-TolBINAP ((R)-(+)-2,2'-bis(di-p-tolylphosphino)-1,1'-binaphthyl) (678.80)
C-10: (R)-(+)-XylBINAP ((R)-(+)-2,2'-bis[di(3,5-xylyl)phosphino]-1,1'-binaphthyl) (734.90)
C-11: (±)-BINAP ((±)-2,2′-bis(diphenylphosphino)-1,1′-binaphthyl) (622.69)
<イオン捕捉剤>
以下に、実施例及び比較例で使用したイオン捕捉剤を示す。
・F-1:KW-2000、酸化アルミニウム/酸化マグネシウム固溶体(Mg0.7Al0.3O1.15)、協和化学工業社製
・F-2:KW-2100、酸化アルミニウム/酸化マグネシウム固溶体、協和化学工業社製
・F-3:KW-2200、酸化アルミニウム/酸化マグネシウム固溶体、協和化学工業社製
・F-4:IXE-600、Bi,Sb系、東亞合成社製
・F-5:IXE-700F、Mg,Al系、東亞合成社製
・F-6:IXE-6107、Zr,Bi系、東亞合成社製
<Ion scavenger>
The ion scavengers used in the examples and comparative examples are shown below.
F-1: KW-2000, aluminum oxide/ magnesium oxide solid solution ( Mg0.7Al0.3O1.15 ), manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. F-2: KW-2100, aluminum oxide/magnesium oxide solid solution, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. F-3: KW-2200, aluminum oxide/magnesium oxide solid solution, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. F-4: IXE-600, Bi, Sb-based, manufactured by Toagosei Co., Ltd. F-5: IXE-700F, Mg, Al-based, manufactured by Toagosei Co., Ltd. F-6: IXE-6107, Zr, Bi-based, manufactured by Toagosei Co., Ltd.
<溶媒>
溶媒として、シクロペンタノンを使用した。
<Solvent>
Cyclopentanone was used as the solvent.
〔組成物の調製〕
溶媒、フェノール化合物、所望に応じて使用するエポキシ化合物、所望に応じて使用するイオン捕捉剤、特定化合物(マレイミド化合物及び/又はシアネート化合物)、並びに、硬化促進剤の順で混合した後、無機物又は表面修飾無機物を添加した。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、各実施例又は比較例の組成物(硬化性組成物)を得た。
[Preparation of Composition]
The solvent, phenolic compound, epoxy compound (optional), ion scavenger (optional), specific compound (maleimide compound and/or cyanate compound), and curing accelerator were mixed in this order, and then the inorganic substance or surface-modified inorganic substance was added. The resulting mixture was treated for 5 minutes in a planetary centrifugal mixer (THINKY Corporation, Awatori Rentaro ARE-310) to obtain a composition (curable composition) of each Example or Comparative Example.
ここで、溶媒の添加量は、組成物の固形分濃度が50~80質量%になる量とした。
なお、組成物の固形分濃度は、組成物の粘度がそれぞれ同程度になるように、上記範囲内で組成物ごとに調整した。
組成物がフェノール化合物とエポキシ化合物との両方を含む場合、エポキシ化合物とフェノール化合物との合計含有量が組成物の全固形分に対して表1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。
組成物がフェノール化合物とエポキシ化合物との一方のみを含む場合、その一方の成分の含有量が組成物の全固形分に対して表1中の「合計量(質量%)」欄に示す量になるように添加量を調整した。
組成物中、硬化促進剤、無機物(無機窒化物、無機酸化物、又は、その表面修飾物)、イオン捕捉剤、マレイミド化合物、及び、シアネート化合物の量は、それぞれ、組成物の全固形分に対して、表1中の各マス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 was such that the solid content of the composition was 50 to 80% by mass.
The solid content of each composition was adjusted within the above range so that the viscosity of each composition was approximately the same.
When the composition contains both a phenolic compound and an epoxy compound, the total content of the epoxy compound and the phenolic compound relative to the total solid content of the composition was the amount shown in the "Total amount (mass%)" column in Table 1, and the amounts of the epoxy compound and the phenolic compound added were adjusted so that they were equivalent (amounts such that the number of epoxy groups in the epoxy compound was equal to the number of hydroxyl groups in the phenolic compound).
When the composition contained only one of a phenol compound and an epoxy compound, the amount of the one component added was adjusted so that the content of the one component relative to the total solid content of the composition was the amount shown in the "Total amount (mass%)" column in Table 1.
In the composition, the amounts of the curing accelerator, inorganic substance (inorganic nitride, inorganic oxide, or surface-modified product thereof), ion scavenger, maleimide compound, and cyanate compound were each adjusted to the amounts (% by mass) shown in parentheses in each box in Table 1, relative to the total solid content of the 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 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).
〔熱伝導シートの作製〕
得られた半硬化シートの上記PETフィルムとは反対側の表面に、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20MPaで5分間処理)した。その後、常圧下で180℃、90分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の熱伝導シート(熱伝導材料)を得た。
[Preparation of thermally conductive sheet]
The surface of the obtained semi-cured sheet opposite the PET film was covered with a release-treated PET film and heat-pressed in air (heat plate temperature 180 ° C, pressure 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 (thermal conductive material) with an average thickness of 120 μm.
〔熱伝導率の評価方法〕
(1)NETZSCH社製の「LFA467」を用いて、レーザーフラッシュ法で熱伝導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、熱伝導シートの熱伝導率を算出した。
[Method for evaluating 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+:17W/mK以上
A :15W/mK以上17W/mK未満
B :13W/mK以上15W/mK未満
C :10W/mK以上13W/mK未満
D :10W/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 composition of each Example or Comparative Example was evaluated.
A+: 17 W/mK or more A: 15 W/mK or more but less than 17 W/mK B: 13 W/mK or more but less than 15 W/mK C: 10 W/mK or more but less than 13 W/mK D: Less than 10 W/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+:180℃以上
A :170℃以上180℃未満
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 composition of each Example or Comparative Example was evaluated.
A+: 180°C or higher A: 170°C or higher but less than 180°C B: 160°C or higher but less than 170°C C: 150°C or higher but less than 160°C D: Less than 150°C
〔絶縁性の評価〕
85℃、85%RHの環境下で試料(上述の方法で作製した膜厚120μmの熱伝導シート)に1kVの電圧を印加して、試料が絶縁破壊されるまでの時間を計測した。
試料が絶縁破壊されるまでの時間を、下記基準に照らして区分し、各実施例又は比較例の組成物を用いて得られた熱伝導シート(熱伝導材料)の絶縁性の評価とした。
A:500時間以上
B:100時間以上500時間未満
C:50時間以上100時間未満
D:50時間未満
[Evaluation of insulation properties]
A voltage of 1 kV was applied to a sample (a thermally conductive sheet having a thickness of 120 μm, prepared by the above method) in an environment of 85° C. and 85% RH, and the time until the sample experienced dielectric breakdown was measured.
The time until the sample experienced dielectric breakdown was classified according to the following criteria and used to evaluate the insulating properties of the thermally conductive sheets (thermally conductive materials) obtained using the compositions of each Example or Comparative Example.
A: 500 hours or more B: 100 hours or more but less than 500 hours C: 50 hours or more but less than 100 hours D: Less than 50 hours
〔吸湿性の評価〕
得られた熱伝導シートの吸湿性を評価した。
熱伝導シートを十分に除湿された乾燥機を用いて120℃で2時間乾燥させて、乾燥状態の熱伝導シートとした。乾燥状態の熱伝導シートを85℃、85RH%の環境下に24時間置いて、吸湿状態の熱伝導シートとした。
これらの熱伝導シートの質量を下記式に照らして質量変化率を求め、下記区分に照らして熱伝導シートの吸湿性を評価した。質量変化率が小さいほど、吸湿性が抑制されていて好ましい。
質量変化率(%)=(W2-W1)/W1×100
W1:120℃の環境下で2時間乾燥させた後の乾燥状態の熱伝導シートの質量
W2:乾燥状態の熱伝導シートを、85℃、85RH%の環境下に24時間おいた後の吸湿状態の熱伝導シートの質量
A :質量変化率が0.5%未満
B :質量変化率が0.5%以上0.7%未満
C :質量変化率が0.7%以上1.0%未満
D :質量変化率が1.0%以上
[Evaluation of moisture absorption]
The moisture absorption of the obtained thermally conductive sheet was evaluated.
The thermally conductive sheet was dried at 120°C for 2 hours using a sufficiently dehumidified dryer to obtain a dry thermally conductive sheet. The dry thermally conductive sheet was then placed in an environment of 85°C and 85% RH for 24 hours to obtain a hygroscopic thermally conductive sheet.
The mass change rate of these thermally conductive sheets was calculated according to the following formula, and the moisture absorption of the thermally conductive sheets was evaluated according to the following classification. The smaller the mass change rate, the more suppressed the moisture absorption, which is preferable.
Mass change rate (%) = (W2 - W1) / W1 x 100
W1: Mass of the dry thermal conductive sheet after drying for 2 hours in an environment at 120°C. W2: Mass of the moisture-absorbed thermal conductive sheet after leaving the dry thermal conductive sheet in an environment at 85°C and 85% RH for 24 hours. A: Mass change rate is less than 0.5%. B: Mass change rate is 0.5% or more but less than 0.7%. C: Mass change rate is 0.7% or more but less than 1.0%. D: Mass change rate is 1.0% or more.
〔ハンダ耐熱性の評価〕
得られた半硬化シートからPETフィルムを剥離した後、厚み2mmの銅基板と厚み0.15mmの銅箔に挟んで、空気下で熱プレス(熱板温度180℃、圧力20MPaで5分間処理)して、「銅基板-熱伝導シート-銅箔」の構成を有する積層体を得た。
積層体における0.15mmの銅箔を、直径2cmの円形状にエッチング処理して、上記積層体を「銅基板-熱伝導シート-直径2cmの円形状の銅箔」の構成を有するハンダ耐熱性試験用のサンプルとした。
上記サンプルに対して、300℃で3分加熱してから室温(25℃)にまで冷却する加熱処理を1回以上実施した。その後、1回以上の加熱処理をされた上記サンプルから、直径2cmの円形状の銅箔を剥離した。
剥離したサンプルの破壊状態を目視で観察し、剥離した全面で熱伝導シートの凝集破壊が生じている場合は合格とし、「銅基板-熱伝導シート」間、及び/又は、「熱伝導シート-直径2cmの円形状の銅箔」間の一部又は全面で界面剥離が生じている場合は不合格とした。
加熱処理の回数に対する合格及び不合格の関係性に基づき、下記区分に照らして熱伝導シートのハンダ耐熱性を評価した。
A :加熱処理を3回行っても合格であった
B :加熱処理を2回行っても合格であったが、3回行ったら不合格となった
C :加熱処理を1回行っても合格であったが、2回行ったら不合格となった
D :加熱処理を1回行った時点で不合格となった
[Evaluation of solder heat resistance]
After peeling the PET film from the obtained semi-cured sheet, the sheet was sandwiched between a copper substrate having a thickness of 2 mm and copper foil having a thickness of 0.15 mm, and then hot-pressed in air (heat plate temperature: 180°C, pressure: 20 MPa, treatment for 5 minutes) to obtain a laminate having a "copper substrate-thermal conductive sheet-copper foil" configuration.
The 0.15 mm copper foil in the laminate was etched into a circular shape with a diameter of 2 cm, and the laminate was used as a sample for solder heat resistance test having a configuration of "copper substrate - thermally conductive sheet - circular copper foil with a diameter of 2 cm".
The sample was subjected to a heat treatment at least once, in which the sample was heated at 300° C. for 3 minutes and then cooled to room temperature (25° C.). After that, a circular copper foil having a diameter of 2 cm was peeled off from the sample that had been subjected to the heat treatment at least once.
The state of failure of the peeled samples was visually observed, and if cohesive failure of the thermally conductive sheet occurred over the entire peeled surface, the sample was deemed to have passed. If interfacial peeling occurred over part or the entire surface between the copper substrate and the thermally conductive sheet and/or between the thermally conductive sheet and the 2 cm diameter circular copper foil, the sample was deemed to have failed.
Based on the relationship between the number of heat treatments and whether the sheet was passed or failed, the solder heat resistance of the thermal conductive sheet was evaluated according to the following classification.
A: Passed the heat treatment three times. B: Passed the heat treatment twice, but failed after three times. C: Passed the heat treatment once, but failed after two times. D: Failed after one heat treatment.
〔ハンダ耐熱性IIの評価〕
上記〔ハンダ耐熱性の評価〕において、加熱温度を300℃から320℃に変更した以外は、同様の手順で、ハンダ耐熱性IIを評価した。
[Evaluation of Solder Heat Resistance II]
Solder heat resistance II was evaluated in the same manner as in the above [Evaluation of solder heat resistance], except that the heating temperature was changed from 300°C to 320°C.
[結果]
以下、表1を示す。
表1には、各実施例又は比較例における組成物の固形分の配合と試験結果とを示す。
[result]
Table 1 is shown below.
Table 1 shows the solid content of the composition and the test results for each example or comparative example.
表に示す結果より、本発明の組成物を使用すれば本発明の効果を実現できることが確認された。 The results shown in the table confirm that the effects of the present invention can be achieved by using the composition of the present invention.
中でも、無機物が、実質的に窒化ホウ素及び無機系イオン捕捉剤のみを含む場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例5、21、22の結果の比較等を参照)。 In particular, it was confirmed that the effects of the present invention are superior when the inorganic material essentially contains only boron nitride and an inorganic ion trapping agent (see comparison of the results of Examples 5, 21, and 22, etc.).
組成物が、表面修飾窒化ホウ素を含む場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例5、24~28、54~58の結果の比較等を参照)。 It was confirmed that the effects of the present invention are even better when the composition contains surface-modified boron nitride (see comparison of the results of Examples 5, 24-28, and 54-58, etc.).
硬化促進剤が、リン原子を含む化合物又はホスホニウム塩を含む場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例2~5の結果の比較等を参照)。
また、硬化促進剤が、一般式(P3)で表される化合物を含む場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例3、59~65の結果の比較等を参照)。
It was confirmed that the effects of the present invention are more excellent when the curing accelerator contains a compound containing a phosphorus atom or a phosphonium salt (see comparison of the results of Examples 2 to 5, etc.).
Furthermore, it was confirmed that the effects of the present invention are more excellent when the curing accelerator contains a compound represented by general formula (P3) (see comparison of the results of Examples 3, 59 to 65, etc.).
マレイミド化合物が2つのマレイミド基を有することが場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例3と51の結果の比較等を参照)。
マレイミド化合物が、mが1であり、nが1であり、かつ、L1が炭素数3~15の2価の連結基である一般式(1)で表される化合物の場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例5~9の結果の比較等を参照)。
It was confirmed that the effect of the present invention is more excellent when the maleimide compound has two maleimide groups (see, for example, comparison of the results of Examples 3 and 51).
It was confirmed that the effects of the present invention are more excellent when the maleimide compound is a compound represented by general formula (1) in which m is 1, n is 1, and L1 is a divalent linking group having 3 to 15 carbon atoms (see comparison of the results of Examples 5 to 9, etc.).
フェノール化合物がトリアジン骨格を有し、かつ、トリアジン骨格を有するフェノール化合物とトリアジン骨格を有するエポキシ化合物との合計含有量は、全フェノール化合物と全エポキシ化合物との合計含有量に対して5~80質量%である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例5、10~20の結果の比較等を参照)。 It has been confirmed that the effects of the present invention are superior when the phenolic compound has a triazine skeleton and the total content of the phenolic compound having a triazine skeleton and the epoxy compound having a triazine skeleton is 5 to 80 mass% of the total content of all phenolic compounds and all epoxy compounds (see comparison of the results of Examples 5, 10 to 20, etc.).
組成物の全固形分に対する無機物の含有量が83質量%以下である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例24と30との結果の比較等を参照)。 It was confirmed that the effect of the present invention is better when the content of inorganic matter relative to the total solids content of the composition is 83 mass% or less (see comparison of the results of Examples 24 and 30, etc.).
マレイミド化合物の含有量が、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100質量%以下である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例24と29との結果の比較等を参照)。 It was confirmed that the effects of the present invention are better when the content of the maleimide compound is 100 mass% or less relative to the total content of the epoxy compound and the phenol compound (see, for example, a comparison of the results of Examples 24 and 29).
組成物がイオン捕捉剤を含む場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例9、31、32の結果の比較等を参照)。 It was confirmed that the effects of the present invention are even better when the composition contains an ion scavenger (see comparison of the results of Examples 9, 31, and 32, etc.).
組成物のイオン捕捉剤が、マグネシウムとアルミニウムとの複合物、又は、ジルコニウムとビスマスとの複合物である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例9と31との比較、実施例24、33~36の結果の比較等を参照)。 It has been confirmed that the effects of the present invention are superior when the ion scavenger in the composition is a composite of magnesium and aluminum or a composite of zirconium and bismuth (see comparison of Examples 9 and 31, comparison of the results of Examples 24, 33 to 36, etc.).
形成される熱伝導材料の吸湿の抑制性及びハンダ耐熱性がより優れる点から、エポキシ化合物は、ポリヒドロキシベンゼン型のグリシジルエーテル、ビスフェノールF型のグリシジルエーテル、棒状化合物、フェノキシ樹脂、又は、円盤状化合物を含むのが好ましいことが確認された(実施例5、11~20の結果の比較等を参照)。
また、形成される熱伝導材料の吸湿の抑制性及びハンダ耐熱性がより優れる点から、エポキシ化合物として中心環がトリアジン環であるエポキシ化合物を含む場合、トリアジン骨格を有するフェノール化合物とトリアジン骨格を有するエポキシ化合物との合計含有量は、全フェノール化合物と全エポキシ化合物との合計含有量に対して5~80質量%であるのが好ましいことが確認された(実施例10と実施例20との結果の比較等を参照)。
It was confirmed that the epoxy compound preferably contains a polyhydroxybenzene-type glycidyl ether, a bisphenol F-type glycidyl ether, a rod-shaped compound, a phenoxy resin, or a disc-shaped compound, in order to obtain a thermally conductive material having better moisture absorption suppression and solder heat resistance (see, for example, a comparison of the results of Examples 5, 11 to 20).
Furthermore, in order to obtain a thermally conductive material having better moisture absorption suppression and solder heat resistance, it was confirmed that when the epoxy compound contains an epoxy compound having a triazine ring as the central ring, the total content of the phenol compound having a triazine skeleton and the epoxy compound having a triazine skeleton is preferably 5 to 80 mass % of the total content of all phenol compounds and all epoxy compounds (see, for example, a comparison of the results of Example 10 and Example 20).
組成物の硬化促進剤の分子量が、250以上である場合、ハンダ耐熱性IIがより優れることが確認され、組成物の硬化促進剤の分子量が、430以上である場合、ハンダ耐熱性IIが更に優れることが確認された(実施例2~5、24、29、30、59~75の結果の比較等を参照)。 It was confirmed that when the molecular weight of the curing accelerator in the composition is 250 or more, solder heat resistance II is better, and when the molecular weight of the curing accelerator in the composition is 430 or more, solder heat resistance II is even better (see comparison of the results of Examples 2 to 5, 24, 29, 30, 59 to 75, etc.).
<<試験Y>>
以下に示す通り条件及び手順等に基づき、試験Y(実施例76以降)を実施した。
<<Test Y>>
Test Y (Example 76 and subsequent examples) was carried out under the conditions and procedures shown below.
[組成物の調製]
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、所望に応じて使用するイオン捕捉剤、特定化合物(マレイミド化合物)、及び、硬化促進剤の順で混合した後、無機物又は表面修飾無機物を添加した。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、各実施例の組成物(硬化性組成物)を得た。
[Preparation of Composition]
A solvent (cyclopentanone), a phenolic compound, an epoxy compound, an ion scavenger (if desired), a specific compound (maleimide compound), and a curing accelerator were mixed in this order, and then an inorganic substance or a surface-modified inorganic substance was added. The resulting mixture was treated for 5 minutes in a planetary centrifugal mixer (THINKY Corporation, Awatori Rentaro ARE-310) to obtain a composition (curable composition) for each example.
ここで、溶媒の添加量は、組成物の固形分濃度が42.5体積%(質量基準にしていずれも52~58質量%の範囲内)になる量とした。
なお、組成物の固形分濃度は、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は、組成物の全固形分に対して表2中の「合計量(質量%)」欄に示す量になり、かつ、エポキシ化合物のエポキシ基の合計数と、フェノール化合物の水酸基の合計数との比が、表2中の「[エポキシ/フェノール]官能基比」欄に示す比になるように調整した。
なお、試験Yにおける実施例76の組成物の固形分の配合は、それぞれ、試験Xにおける実施例11の組成物の固形分の配合と同様である。
The amount of solvent added was such that the solid content of the composition was 42.5% by volume (in the range of 52 to 58% by mass in each case).
The solid content of each composition was adjusted within the above range so that the viscosity of each composition was approximately the same.
The total content of the epoxy compound and the phenol compound was adjusted to the amount shown in the "Total amount (mass%)" column in Table 2 relative to the total solid content of the composition, and the ratio of the total number of epoxy groups in the epoxy compound to the total number of hydroxyl groups in the phenol compound was adjusted to the ratio shown in the "(Epoxy/phenol) Functional group ratio" column in Table 2.
The solid content of the composition of Example 76 in Test Y was the same as the solid content of the composition of Example 11 in Test X.
[評価]
〔熱伝導率、Tg(耐熱性)、絶縁性の評価〕
試験Xにおける〔熱伝導率の評価方法〕、〔Tg(耐熱性)の評価〕、及び、〔絶縁性の評価〕で示したのと同様の方法及び評価基準で、試験Yの各実施例の組成物についても、熱伝導率、Tg(耐熱性)、及び、絶縁性を、それぞれ試験し、評価した。
[evaluation]
[Evaluation of thermal conductivity, Tg (heat resistance), and insulation]
The thermal conductivity, Tg (heat resistance), and insulating properties of the compositions of each example of Test Y were also tested and evaluated using the same methods and evaluation criteria as those shown in [Evaluation method of thermal conductivity], [Evaluation of Tg (heat resistance)], and [Evaluation of insulating properties] in Test X.
〔ハンドリング性(経時保存性)の評価〕
試験Xにおける〔半硬化シート(半硬化膜)の作製〕に示した方法で、試験Yの各実施例の組成物を用いた半硬化シート(半硬化膜)を作製した。
得られた半硬化シートからPETフィルムを剥離し、作製直後から1時間、室温(25℃)で静置した。
静置後の半硬化シートを、5cm×10cmの短冊状に切り出し、折り曲げ試験用のサンプルを作製した。得られたサンプルを、更に、23時間、室温(25℃)で静置した。
静置後のサンプルについて、円筒形マンドレル試験機(コーテック株式会社製)を用いて、JIS K 5600-5-1に記載の方法に従って、折り曲げ試験を行った。それぞれの直径が25mm、及び、20mm、及び、16mmである円筒形マンドレルを使用し、サンプルが破断又は破損したときの折り曲げ試験に使用したマンドレルの直径から、下記の評価基準に基づいて作製1日後(24時間後)の半硬化シートのハンドリング性を評価した。
サンプルが破損したときに使用したマンドレルの直径が短いほど、半硬化シートの経時保存後のハンドリング性がより優れる。
破断時のマンドレルの直径を下記基準に照らして区分し、ハンドリング性(経時保存性)を評価した。
A+:25mm、20mm及び16mmで破損がない
A:25mm及び20mmで破損せず、16mmで破損
B:25mmで破損せず、20mm及び16mmで破損
C:25mm、20mm及び16mmで破損
[Evaluation of handling properties (storage stability)]
Semi-cured sheets (semi-cured films) were prepared using the compositions of each example of Test Y in the same manner as in Test X (Preparation of Semi-Cured Sheets (Semi-Cured Films)).
The PET film was peeled off from the resulting semi-cured sheet, and the sheet was left to stand at room temperature (25° C.) for 1 hour immediately after preparation.
The semi-cured sheet was then cut into strips measuring 5 cm x 10 cm to prepare samples for bending tests, which were then allowed to stand at room temperature (25°C) for 23 hours.
After leaving the sample to stand, a bending test was carried out using a cylindrical mandrel testing machine (manufactured by Cortec Co., Ltd.) according to the method described in JIS K 5600-5-1. Cylindrical mandrels with diameters of 25 mm, 20 mm, and 16 mm were used, and the handleability of the semi-cured sheet 1 day after production (24 hours after production) was evaluated based on the diameter of the mandrel used in the bending test when the sample broke or was damaged, according to the following evaluation criteria.
The smaller the diameter of the mandrel used when the sample broke, the better the handling properties of the semi-cured sheet after storage over time.
The diameter of the mandrel at the time of breakage was classified according to the following criteria, and the handling properties (storability over time) were evaluated.
A+: No breakage at 25mm, 20mm and 16mm A: No breakage at 25mm and 20mm, breakage at 16mm B: No breakage at 25mm, breakage at 20mm and 16mm C: Breakage at 25mm, 20mm and 16mm
[結果]
以下、表2を示す。
表2には、各実施例における組成物の固形分の配合と試験結果とを示す。
表中、エポキシ化合物の「種類」欄では、エポキシ化合物を複数種類使用する場合において、各エポキシ化合物の含有量の質量比を「X/Y」の形式で示した。
表中、「粘度(mPa・s,25℃)」欄は、使用したエポキシ化合物の、25℃における粘度を示す。粘度の測定方法は、明細書中に示した通りである。
「[エポキシ/フェノール]官能基比」欄は、組成物中における、エポキシ化合物のエポキシ基の合計数と、フェノール化合物の水酸基の合計数との比(上記エポキシ基の合計数/上記水酸基の合計数)を示す。
[result]
Table 2 is shown below.
Table 2 shows the solid content of the composition and the test results for each example.
In the table, in the "Type" column of epoxy compounds, when multiple types of epoxy compounds are used, the mass ratio of the contents of the respective epoxy compounds is shown in the format of "X/Y."
In the table, the column "Viscosity (mPa·s, 25° C.)" indicates the viscosity of the epoxy compound used at 25° C. The viscosity was measured by the method described in the specification.
The column "(Epoxy/Phenol) Functional Group Ratio" indicates the ratio of the total number of epoxy groups in the epoxy compounds to the total number of hydroxyl groups in the phenol compounds in the composition (total number of epoxy groups/total number of hydroxyl groups).
試験Yにおいても、本発明の組成物を使用すれば熱伝導性及び耐熱性に優れた熱伝導材料を形成できることが確認された。また、本発明の組成物を用いて形成された熱伝導材料は、絶縁性にも優れることが確認された。 Test Y also confirmed that the use of the composition of the present invention makes it possible to form a thermally conductive material with excellent thermal conductivity and heat resistance. It was also confirmed that the thermally conductive material formed using the composition of the present invention also has excellent insulating properties.
また、エポキシ化合物が、低粘度エポキシ化合物を含む場合、組成物を用いて形成される半硬化膜のハンドリング性がより優れることが確認された。
(実施例80、91の結果の比較などを参照)
Furthermore, it was confirmed that when the epoxy compound contains a low-viscosity epoxy compound, the handleability of the semi-cured film formed using the composition is superior.
(See comparison of the results of Examples 80 and 91.)
得られる熱伝導材料の耐熱性(Tg)がより優れる点で、エポキシ化合物が、芳香環基を有するエポキシ化合物であること、又は、Xが1~3の整数である一般式(E3)で表されるエポキシ化合物であることが好ましく、芳香環基を有するエポキシ化合物であることがより好ましいことが確認された。
(実施例77、79、88、90の結果の比較、実施例80、89、91の結果の比較などを参照)。
It was confirmed that, in terms of improving the heat resistance (Tg) of the obtained thermal conductive material, the epoxy compound is preferably an epoxy compound having an aromatic ring group or an epoxy compound represented by general formula (E3) in which X is an integer of 1 to 3, and more preferably an epoxy compound having an aromatic ring group.
(See comparison of results in Examples 77, 79, 88, and 90; comparison of results in Examples 80, 89, and 91, etc.).
得られる熱伝導剤材料の熱伝導性、及び/又は、絶縁性がより優れる点からは、マレイミド化合物の含有量は、組成物の全固形分に対して、6質量%以上が好ましいことが確認された(実施例77、78の結果の比較などを参照)。 It was confirmed that in order to obtain better thermal conductivity and/or insulating properties of the resulting thermal conductive material, the content of the maleimide compound is preferably 6 mass% or more relative to the total solid content of the composition (see, for example, a comparison of the results of Examples 77 and 78).
半硬化膜のハンドリング性、及び/又は、得られる熱伝導材料の耐熱性(Tg)がより優れる点で、フェノール化合物に含まれる合計の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との比(エポキシ基の数/水酸基の数)は、1.1/1.0~3.0/1.0であることが好ましく、1.2/1.0~2.0/1.0であることがより好ましく、1.3/1.0~1.8/1.0であることが更に好ましいことが確認された。
(実施例85~87の結果の比較、実施例77と84の結果の比較、実施例78と85の結果の比較、等を参照)。
It was confirmed that, in terms of improving the handleability of the semi-cured film and/or the heat resistance (Tg) of the resulting thermal conductive material, the ratio of the total number of epoxy groups contained in the epoxy compound to the total number of hydroxyl groups contained in the phenol compound (number of epoxy groups/number of hydroxyl groups) is preferably 1.1/1.0 to 3.0/1.0, more preferably 1.2/1.0 to 2.0/1.0, and even more preferably 1.3/1.0 to 1.8/1.0.
(See comparison of results of Examples 85-87, comparison of results of Examples 77 and 84, comparison of results of Examples 78 and 85, etc.).
Claims (17)
1つ以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、及び、1つ以上のシアネート基を有するシアネート化合物の一方又は両方と、
無機物と、
硬化促進剤と、を含み、
前記無機物が、無機窒化物を含み、
前記硬化促進剤が、一般式(P3)で表される化合物を含む、硬化性組成物。
one or both of a maleimide compound having one or more maleimide groups and a cyanate compound having one or more cyanate groups;
Inorganic matter and
a curing accelerator ;
the inorganic material includes an inorganic nitride,
The curable composition , wherein the curing accelerator comprises a compound represented by general formula (P3) :
前記マレイミド化合物が、一般式(1)で表される化合物である、請求項1に記載の硬化性組成物。
nは、0又は1を表す。
R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
L1は、2価の連結基を表す。 The maleimide compound is contained,
The curable composition according to claim 1 , wherein the maleimide compound is a compound represented by general formula (1):
n represents 0 or 1.
R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
L1 represents a divalent linking group.
前記マレイミド化合物が、2つの前記マレイミド基を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。 The maleimide compound is contained,
The curable composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the maleimide compound has two maleimide groups.
前記窒化ホウ素が、前記窒化ホウ素の表面上に吸着した前記表面修飾剤とともに、表面修飾窒化ホウ素を構成している、請求項5又は6に記載の硬化性組成物。 Further, a surface modifier is included,
7. The curable composition according to claim 5, wherein the boron nitride, together with the surface modifier adsorbed onto the surface of the boron nitride, constitutes surface-modified boron nitride.
前記エポキシ化合物が、25℃における粘度が1000mPa・s未満のエポキシ化合物を含む、請求項8に記載の硬化性組成物。 The maleimide compound is contained, and
The curable composition of claim 8 , wherein the epoxy compound comprises an epoxy compound having a viscosity at 25° C. of less than 1000 mPa·s.
前記硬化性組成物中、前記フェノール化合物に含まれる合計の水酸基の数に対する、前記エポキシ化合物に含まれる合計のエポキシ基の数との比が、1.2/1.0~2.0/1.0である、請求項8又は9に記載の硬化性組成物。 The maleimide compound is contained, and
10. The curable composition according to claim 8, wherein in the curable composition, a ratio of the total number of epoxy groups contained in the epoxy compound to the total number of hydroxyl groups contained in the phenol compound is 1.2/1.0 to 2.0/1.0.
質量変化率(%)=(W2-W1)/W1×100
W1:120℃の環境下で2時間乾燥させた後の乾燥状態の熱伝導シートの質量
W2:前記乾燥状態の熱伝導シートを85℃、85RH%の環境下に24時間おいた後の、吸湿状態の熱伝導シートの質量 The thermal conductive sheet according to claim 15 , wherein the mass change rate calculated by the following formula is less than 1.0%.
Mass change rate (%) = (W2 - W1) / W1 x 100
W1: Mass of the dry thermal conductive sheet after drying for 2 hours in an environment of 120°C. W2: Mass of the hygroscopic thermal conductive sheet after leaving the dry thermal conductive sheet in an environment of 85°C and 85% RH for 24 hours.
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