WO2014065422A1 - ハロゲン化シアンの製造方法、シアン酸エステル化合物及びその製造方法、並びに樹脂組成物 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing cyanogen halide, a cyanate ester compound and a method for producing the same, and a resin composition.
- cyanogen halide obtained by reacting hydrogen cyanide and / or metal cyanide with halogen as cyanide halide used for producing a cyanate ester compound.
- the cyanate ester compound obtained as described above generates a triazine ring upon curing, and from its high heat resistance and excellent electrical properties, it can be used for printed circuit boards, electronic component sealing materials, molding materials, structural composite materials, and adhesion. It is widely used as a raw material for various functional polymer materials such as agents, electrical insulating materials, and electrical / electronic components.
- functional polymer materials such as agents, electrical insulating materials, and electrical / electronic components.
- various physical properties required as a functional polymer material have become increasingly severe. Examples of such physical properties include flame retardancy, heat resistance, low thermal expansion coefficient, low water absorption, low dielectric constant, low dielectric loss tangent, weather resistance, chemical resistance, and high fracture toughness. However, so far, these required physical properties have not always been satisfied.
- halogen gases that may cause environmental pollution during combustion and may reduce the insulation properties of the final product, and other required physical properties (heat resistance, moisture resistance) It is also demanded to improve the flame retardancy of functional polymer materials without containing phosphorus atoms that may reduce the properties, low water absorption, etc.).
- an aralkyl-structure cyanate ester compound see, for example, Patent Document 7
- an isocyanuric acid skeleton-containing cyanate ester compound Patent Document 8
- triazine skeleton-containing cyanate compound see, for example, Patent Document 9
- bifunctional cyanatophenyl type cyanate ester in which hydrogen of a methylene group that bonds cyanatophenyl groups is substituted with a biphenyl group A compound has been proposed.
- cyanate ester compounds have been used as printed wiring board resins having excellent heat resistance.
- high integration and miniaturization of semiconductors widely used in electronic devices, communication devices, personal computers and the like have been accelerated. Accordingly, laminated sheets for semiconductor packages used for printed wiring boards are required to have high levels of characteristics such as heat resistance, low water absorption, moisture absorption heat resistance, and flame resistance.
- Examples of cyanate ester compounds widely used for printed wiring board materials include resin compositions using bisphenol A type cyanate ester compounds and other thermosetting resins.
- the bisphenol A type cyanate ester compound has excellent characteristics such as electrical characteristics, mechanical characteristics, and chemical resistance, but may be insufficient in low water absorption, moisture absorption heat resistance, and flame retardancy. is there. Therefore, various cyanate ester compounds having different structures have been studied for the purpose of further improving the characteristics.
- a novolac type cyanate ester compound As a resin having a structure different from that of a bisphenol A type cyanate ester compound, a novolac type cyanate ester compound is often used (see Patent Document 12). In addition, prepolymerization of a novolac-type cyanate ester compound and a bisphenol A-type cyanate ester compound has been proposed (see Patent Document 13).
- a halogenated compound is contained in the resin composition by using a fluorinated cyanate ester compound, or by mixing or prepolymerizing a cyanate ester compound and a halogen compound.
- a fluorinated cyanate ester compound or by mixing or prepolymerizing a cyanate ester compound and a halogen compound.
- One aspect of the present invention has been made in view of the above problems, and an efficient method for producing cyanogen halide capable of suppressing side reactions in the production of a cyanate ester compound, and a high-purity cyanate ester compound. It is an object to provide a production method that can be obtained in a yield (hereinafter referred to as “first problem”).
- Another aspect of the present invention has been made in view of the above problems, and is a cured product having a low coefficient of thermal expansion and high flame retardancy, low water absorption, moisture absorption heat resistance, and heat resistance. It is an object to provide a resin composition that can be obtained (hereinafter, referred to as “second problem”).
- the novolac-type cyanate ester compound tends to be insufficiently cured, and there is a problem in that the resulting cured product has a large water absorption rate and lowers moisture absorption heat resistance.
- the curability is improved, the improvement of the properties of low water absorption and moisture absorption heat resistance is still unsatisfactory. Therefore, there is a demand for further improvement in water absorption and moisture absorption heat resistance.
- halogen compounds when halogen compounds are used, harmful substances such as dioxins may be generated during combustion, so that it is required to improve flame retardancy without containing halogen compounds.
- Another aspect of the present invention has been made in view of the above problems, has a low coefficient of thermal expansion, and has high flame resistance, low water absorption, moisture absorption heat resistance, and heat resistance. It is an object to provide a cured product, a prepreg, a laminate, a sealing material, a fiber-reinforced composite material, an adhesive, a resin composite sheet, and a printed wiring board (hereinafter referred to as “third problem”).
- the present inventors diligently studied to solve the first problem.
- the amount of hydrogen cyanide or metal cyanide used in the reaction of hydrogen cyanide and / or metal cyanide with a halogen molecule is set within a predetermined range, and the end point of the reaction is determined.
- the present invention has been found.
- the present inventors have intensively studied to solve the second problem.
- the second problem is solved by using a predetermined cyanate ester compound produced using the cyanogen halide obtained by the method for producing cyanogen halide and a hydroxy-substituted aromatic compound. We have found that we can do it and have reached the present invention.
- the present inventors have intensively studied to solve the third problem. As a result, the inventors have found that the third problem can be solved by using the resin composition, and have reached the present invention.
- the present invention is as follows.
- Cyanogen halide that obtains cyanogen halide by reacting hydrogen cyanide and / or metal cyanide with the halogen molecule in a reaction solution by bringing halogen molecules into contact with an aqueous solution containing hydrogen cyanide and / or metal cyanide.
- the amount of hydrogen cyanide or metal cyanide used is more than 1 mol relative to 1 mol of the halogen molecule, and the amount of unreacted hydrogen cyanide or unreacted metal cyanide is determined.
- the hydroxy-substituted aromatic compound is at least one selected from the group consisting of a phenol resin having a polynaphthylene ether structure, a compound represented by the following general formula (1), a naphthol aralkyl resin, and a phenol resin having an adamantane structure.
- Ar 1 each independently represents a phenylene group which may have a substituent, a naphthylene group which may have a substituent, or a biphenylene group which may have a substituent.
- Ra each independently has a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a substituent.
- Rd and Re each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent, An optionally substituted alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxy group, and p represents an integer of 0 to 5), and a divalent organic group having 1 to 50 carbon atoms,
- the following general formulas (2a), (2b), (2c), (2d), (2e), (2f), (2g), (2h) ), (2i), and (2j) In Formula (2d), q represents an integer of 4 to 7, and in Formula (2i), each R independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
- the method for producing a cyanate ester compound according to [16] above which is a divalent linking group selected from the group consisting of divalent groups represented by: [18]
- the phenol resin having the polynaphthylene ether structure is obtained by subjecting a polyvalent hydroxynaphthalene compound having two or more phenolic hydroxy groups in one molecule to a dehydration condensation reaction in the presence of a basic catalyst.
- the method for producing a cyanate ester compound according to [16] or [17] above [19]
- each R is independently a hydrogen atom, an aryl group and an alkyl group, or the following general formula (4), and n is an integer of 1 to 20.
- Ar is each independently an aryl group, and m is an integer of 1 or 2.
- n is an integer of 1 to 50.
- the method for producing a cyanate ester compound according to any one of [16] to [20], wherein the phenol resin having an adamantane structure includes a resin represented by the following formula (20).
- each Ar 1 independently represents a phenylene group that may have a substituent, a naphthylene group that may have a substituent, or a biphenylene group that may have a substituent.
- R each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent
- each Ra independently represents a carbon atom which may have a hydrogen atom or a substituent.
- An aralkyl group which may have a substituent bonded to an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a substituent bonded to an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms; represents an alkyl aryl group which may have, l represents the number of hydroxy groups bonded to Ar 1 Is an integer of 1 ⁇ 3, m represents the number of Ra to bind to Ar 1, when Ar 1 is a phenylene group is an integer of 5-l, when the naphthylene group is an integer of 7-l, (In the case of a biphenylene group, it is an integer of 9-l.) [22] A cyanate ester
- the hydroxy-substituted aromatic compound is at least one selected from the group consisting of a phenol resin having a polynaphthylene ether structure, a compound represented by the following general formula (1), a naphthol aralkyl resin, and a phenol resin having an adamantane structure.
- Ar 1 each independently represents a phenylene group which may have a substituent, a naphthylene group which may have a substituent, or a biphenylene group which may have a substituent.
- Ra each independently has a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a substituent.
- l represents the number of hydroxy groups bonded to Ar 1
- 1 to 3 Is an integer
- m represents the number of Ra bonded to Ar 1
- Ar 1 is a phenylene group Is an integer of 4-l, an integer of 6-l in the case of a naphthylene group, an integer of 8-l in the case of a biphenylene group
- n represents an average number of repetitions, and is an integer of 0
- Rd and Re each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent, An optionally substituted alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxy group, and p represents an integer of 0 to 5), and a divalent organic group having 1 to 50 carbon atoms,
- the following general formulas (2a), (2b), (2c), (2d), (2e), (2f), (2g), (2h) ), (2i), and (2j) In Formula (2d), q represents an integer of 4 to 7, and in Formula (2i), each R independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
- the cyanate ester compound according to [23] above which is a divalent linking group selected from the group consisting of divalent groups represented by: [25]
- the phenol resin having the polynaphthylene ether structure is obtained by subjecting a polyvalent hydroxynaphthalene compound having two or more phenolic hydroxy groups in one molecule to a dehydration condensation reaction in the presence of a basic catalyst.
- each R is independently a hydrogen atom, an aryl group and an alkyl group, or the following general formula (4), and n is an integer of 1 to 20.
- Ar is each independently an aryl group, and m is an integer of 1 or 2.
- [27] The cyanate ester compound according to any one of [23] to [26], wherein the naphthol aralkyl resin includes a resin represented by the following formula (19).
- n is an integer of 1 to 50.
- [28] The cyanate ester compound according to any one of [23] to [27], wherein the phenol resin having an adamantane structure includes a resin represented by the following formula (20).
- each Ar 1 independently represents a phenylene group that may have a substituent, a naphthylene group that may have a substituent, or a biphenylene group that may have a substituent.
- R each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent
- each Ra independently represents a carbon atom which may have a hydrogen atom or a substituent.
- An aralkyl group which may have a substituent bonded to an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a substituent bonded to an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms; represents an alkyl aryl group which may have, l represents the number of hydroxy groups bonded to Ar 1 Is an integer of 1 ⁇ 3, m represents the number of Ra to bind to Ar 1, when Ar 1 is a phenylene group is an integer of 5-l, when the naphthylene group is an integer of 7-l, (In the case of a biphenylene group, it is an integer of 9-l.) [29]
- a resin composition compris
- the epoxy resin includes one or more selected from the group consisting of a biphenyl aralkyl type epoxy resin, a naphthylene ether type epoxy resin, a polyfunctional phenol type epoxy resin, and a naphthalene type epoxy resin.
- a fiber-reinforced composite material comprising the resin composition according to any one of items [29] to [33] and a reinforcing fiber.
- An adhesive comprising the resin composition according to any one of [29] to [33].
- an efficient process for producing a cyanogen halide that does not cause side reactions in the production of a cyanate ester compound, and a high-purity cyanate ester compound is obtained in a high yield by using this cyanogen halide.
- the manufacturing method which can be realized is realizable.
- a novel cyanate ester compound having a low coefficient of thermal expansion and capable of obtaining a cured product having high flame retardancy, low water absorption, moisture absorption heat resistance, and heat resistance, and A resin composition containing a cyanate ester compound can be realized.
- a fiber reinforced composite material, an adhesive, a resin composite sheet, a printed wiring board, a metal foil-clad laminate, and the like can be realized.
- a resin composition comprising only a non-halogen compound (in other words, a resin composition not containing a halogen compound, a non-halogen resin composition), a prepreg, a laminate, Sealing materials, fiber reinforced composite materials, adhesives, resin composite sheets, printed wiring board metal foil-clad laminates, and the like can also be realized, and their industrial practicality is extremely high.
- FIG. 2 is a GPC chart of the phenol resin obtained in Example 1.
- FIG. 4 is a GPC chart of the cyanate ester compound NECN obtained in Example 1.
- FIG. 4 is an FT-IR chart of the phenol resin and cyanate ester compound NECN obtained in Example 1.
- FIG. 4 is a GPC chart of the naphthol-modified metaxylene glycol resin obtained in Example 2.
- FIG. 4 is a GPC chart of a cyanate ester compound of a naphthol-modified metaxylene glycol resin obtained in Example 2.
- the present embodiment a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail.
- the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. Is possible.
- Method for producing cyanogen halide In the method for producing cyanogen halide according to the present embodiment, the hydrogen cyanide and / or the metal cyanide and the halogen molecule are brought into contact with the aqueous solution containing hydrogen cyanide and / or metal cyanide, thereby bringing the hydrogen cyanide and / or metal cyanide and the halogen molecule into contact with each other.
- the production method of cyanogen halide according to the present embodiment is basically a production method (halogenation) in which hydrogen cyanide and / or metal cyanide is excessively used when producing cyanogen halide by reacting hydrogen cyanide and / or metal cyanide with a halogen molecule. Cyan production process). And the manufacturing method of the cyanate ester compound of this embodiment is a manufacturing method (cyanation process) which makes the cyanogen halide obtained by this cyanogen halide manufacturing process react with a hydroxy substituted aromatic compound.
- Cyanogen halide production process a process for producing cyanogen halide by reacting hydrogen cyanide and / or metal cyanide with a halogen molecule (cyanogen halide production process) will be described.
- cyanogen halide production process a halogen molecule is brought into contact with an aqueous solution containing hydrogen cyanide and / or metal cyanide, thereby reacting the hydrogen cyanide and / or metal cyanide with the halogen molecule in a reaction solution. This is a step of obtaining cyanide.
- hydrogen cyanide is used in the form of an aqueous solution. It does not specifically limit as a hydrogen cyanide aqueous solution, A commercial item can be used. Further, hydrogen cyanide obtained in advance by reaction of metal cyanide and acid may be used. By using such hydrogen cyanide, side reactions in the cyanogen halide production process can be further prevented, and the reaction efficiency tends to be further improved.
- the reaction between the metal cyanide and the acid can be performed, for example, by dropping a metal cyanide aqueous solution into the acid solution, and is not particularly limited.
- the acid used here include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid; and organic acids such as acetic acid, lactic acid, and propionic acid, and are not particularly limited. Of these, inorganic acids are preferable, and hydrochloric acid is more preferable.
- metal cyanide is used in the state of aqueous solution.
- a generally known metal cyanide can be used and is not particularly limited. Specific examples thereof include alkali metal salts such as sodium cyanide and potassium cyanide.
- the metal cyanide aqueous solution is not particularly limited, and a commercially available product can be used.
- the content of hydrogen cyanide and / or metal cyanide contained in the aqueous solution is preferably 2 to 20 parts by mass, more preferably 2 to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the aqueous solution. More preferably, it is 3 to 12 parts by mass.
- the content of hydrogen cyanide and / or metal cyanide contained in the aqueous solution is within the above range, side reactions in the cyanogen halide production process can be further prevented, and the reaction efficiency tends to be further improved.
- Halogen molecule Moreover, it does not specifically limit as a halogen molecule used by this embodiment, A fluorine, chlorine, a bromine, an iodine etc. are mentioned.
- the halogen molecule may be used in a gas or liquid state as it is, or may be used in the state of a halogen molecule-containing solution in which the halogen molecule is dissolved in water or an organic solvent.
- chlorine when used, it is preferable to use gaseous chlorine in the reaction solution.
- bromine it is preferable to mix this aqueous solution with the reaction liquid as an aqueous solution in which liquid bromine is dissolved in water.
- the organic solvent contained in the halogen molecule-containing solution is not particularly limited, and examples thereof include halogenated hydrocarbons having 1 to 2 carbon atoms such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, and trichloroethane.
- the concentration of halogen molecules in the halogen molecule-containing solution is not particularly limited, but is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 2 to 20% by mass, and further preferably 5 to 5%. 10% by mass.
- the amount of hydrogen cyanide or metal cyanide used is more than 1 mol, preferably 1.0001 mol or more, more preferably 1.001 mol or more per 1 mol of halogen molecule.
- amount of hydrogen cyanide or metal cyanide used exceeds 1 mol with respect to 1 mol of the halogen molecule, it can be suppressed that unreacted halogen remains in the reaction system. Therefore, even if the cyanate ester compound is produced in the cyanation step using the obtained cyanogen halide-containing solution as it is, a reaction by-product due to unreacted halogen that is difficult to remove from the cyanate ester compound by a washing operation or the like is generated.
- the reaction by-product due to the unreacted halogen has an unexpected influence on polymerization control when the cyanate ester compound is thermally cured, and also affects the physical properties of the resulting cured product. That is, when the amount of hydrogen cyanide or metal cyanide used is within the above range, it is easy to control polymerization when the cyanate ester compound is thermoset and used, and it is possible to suppress the loss of insulation properties of the final product. can do.
- the upper limit of the amount of hydrogen cyanide or metal cyanide used is not particularly limited, but is preferably 2 mol or less per 1 mol of halogen molecule. Reaction of unreacted hydrogen cyanide or unreacted metal cyanide with the produced cyanogen halide in the subsequent production process of cyanate ester compound by using less than 2 mol of hydrogen cyanide or metal cyanide (byproduct of dicyan) It is possible to prevent a decrease in cyanogen halide due to, and to obtain a cyanate ester compound in a high yield.
- the contact operation between the aqueous solution containing hydrogen cyanide and / or metal cyanide and the halogen molecule is not particularly limited as long as they can be brought into physical contact with each other.
- the reaction solution may be stirred.
- the reaction temperature in the reaction of hydrogen cyanide and / or metal cyanide with a halogen molecule is not particularly limited, but from the viewpoint of preventing hydrolysis of the produced cyanogen halide and from the viewpoint of preventing evaporation loss when the cyanogen halide is cyanogen chloride.
- it is ⁇ 10 to 5 ° C., more preferably ⁇ 7 to 5 ° C., and further preferably ⁇ 5 to 5 ° C.
- the reaction pressure in the reaction between hydrogen cyanide and / or metal cyanide and a halogen molecule may be normal pressure or higher than normal pressure.
- the reaction atmosphere is not particularly limited, and for example, an inert gas such as nitrogen, helium, or argon may be vented into the reaction system as necessary.
- the contact time between the aqueous solution containing hydrogen cyanide and / or metal cyanide and the halogen molecule is not particularly limited, but is preferably 10 minutes to 20 hours, more preferably 30 minutes to 15 hours. Further, it is preferable to stir while maintaining the reaction temperature for 10 minutes to 10 hours thereafter. By setting the reaction time within such a range, the target cyanogen halide tends to be obtained economically and industrially more efficiently.
- “contact time” means, for example, the time during which halogen molecules are blown into an aqueous solution containing hydrogen cyanide and / or metal cyanide, and a solution containing halogen molecules is dropped into an aqueous solution containing hydrogen cyanide and / or metal cyanide. Or the time during which an aqueous solution containing hydrogen cyanide and / or metal cyanide is added dropwise to a solution containing halogen molecules.
- the pH of the reaction solution is not particularly limited, but is preferably less than 7, more preferably 6 or less, and further preferably 5 or less.
- the pH of the reaction solution tends to shift to basic due to hydrolysis of metal cyanide, so an acid is added to the reaction system while appropriately measuring with a pH meter. It is preferable to keep the pH below 7.
- the acid used in that case is not particularly limited, and examples thereof include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid; and organic acids such as acetic acid, lactic acid, and propionic acid.
- the amount of acid to be added is not particularly limited, but it is 0.1 to 1.1 equivalents relative to the cyano group of the metal cyanide in consideration of hydrolysis of the cyanogen halide with hydrochloric acid and maintaining a pH of less than 7. Is preferred.
- reaction end point the amount of unreacted hydrogen cyanide or unreacted metal cyanide is used as a reference for the reaction end point. That is, the reaction between hydrogen cyanide and / or metal cyanide and a halogen molecule is performed when the amount of unreacted hydrogen cyanide or unreacted metal cyanide is (A) mol and the amount of cyanogen halide produced is (B) mol. , (A) :( A) + (B) is in a state of 0.00009: 1 to 0.2: 1, preferably 0.00011: 1 to 0.19650: 1, more preferably 0. The process ends in a state of .00014: 1 to 0.19100.
- cyanogen halide is produced by reaction of unreacted hydrogen cyanide or unreacted metal cyanide with the generated cyanide halide (byproduct of dicyan). Can be prevented from decreasing. Moreover, a cyanate ester compound can be obtained with good yield without increasing the amount of the basic compound used.
- reaction end point in the present embodiment refers to the reaction after the contact operation between the aqueous solution containing hydrogen cyanide and / or metal cyanide and the halogen molecule, or the stirring operation after completion of the contact as an arbitrary operation is completed.
- This refers to the stage where 15 minutes have passed since the system was placed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
- the reaction system atmosphere is replaced with an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon for 15 minutes. It means the point in time.
- the reaction product thus obtained can contain cyanogen halide, unreacted hydrogen cyanide, and unreacted metal cyanide. These mass ratios can be analyzed by gas chromatography. Further, the number of moles of cyanogen halide, unreacted hydrogen cyanide, and unreacted metal cyanide can also be calculated based on the mass obtained by gas chromatography. Further, the remaining unreacted halogen is the potential of the reaction solution or the presence or absence of coloring of the organic phase after the reaction solution is extracted with dichloromethane (when the conversion rate of the halogen molecule is 99.9% or more, it becomes colorless). Can be qualitatively detected.
- the cyanogen halide solution obtained by the reaction between hydrogen cyanide and / or metal cyanide and a halogen molecule can be used as it is for the reaction between the cyanogen halide and the hydroxy-substituted aromatic compound in the cyanate formation step.
- an organic solvent and / or water having a high solubility of cyanogen halide is added and used, or further, the cyanogen halide is extracted from the cyan halide solution with an organic solvent (extraction step). ) May be used.
- the organic solvent for dissolving and extracting the cyanogen halide is not particularly limited, and for example, an organic solvent that is immiscible with water and has the property of dissolving the cyanogen halide but not the hydrogen halide is preferable.
- Such an organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include halogenated hydrocarbons having 1 to 2 carbon atoms such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, and trichloroethane.
- dichloromethane is preferable from the viewpoints of various conditions of extraction operation such as the distribution ratio of the halogen halide and phase separation or miscibility, and the stability of the organic solvent used for extraction.
- An organic solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
- water used in a cyanate formation process For example, a tap water, distilled water, and deionized water are mentioned. Among these, distilled water and deionized water with less impurities are preferable from the viewpoint of efficiently obtaining the target cyanate ester compound.
- the extraction operation in the extraction process may be batch or continuous. In the case of a batch system, it is difficult to completely extract cyanogen halide by a single extraction operation. Therefore, it is preferable to carry out many times, usually 2 to 4 times.
- the temperature during extraction is preferably 5 ° C. or less from the viewpoint of suppressing hydrolysis of cyanogen halide.
- the amount of the organic solvent used for the extraction is not particularly limited as long as it is an amount capable of dissolving the cyanogen halide in the reaction product solution, but is usually 0.3% with respect to the obtained cyanogen halide solution. More than the capacity ratio, preferably 0.5 to 3 capacity ratio.
- the cyanation step is a step of obtaining a cyanate ester compound by reacting the cyanogen halide obtained by the above-mentioned cyan halide production method with a hydroxy-substituted aromatic compound in the reaction solution in the presence of a basic compound. It is.
- the method for producing a cyanate ester compound of the present embodiment may include a step of preparing a cyanogen halide and a hydroxy-substituted aromatic compound.
- Specific operations are not particularly limited. For example, a method of bringing a solution containing a cyanide halide and a hydroxy-substituted aromatic compound into contact with a solution containing a basic compound, a solution containing a cyanogen halide, and a base And a solution containing a functional compound and a hydroxy-substituted aromatic compound.
- the hydroxy-substituted aromatic compound as the reaction substrate is dissolved in advance in either a solution containing cyanogen halide or a solution containing basic compound, and then the cyanogen halide solution and the basic compound solution are brought into contact with each other.
- the hydroxy-substituted aromatic compound is uniformly dissolved, side reactions are suppressed, and a higher purity cyanate ester compound tends to be obtained in a high yield.
- the solution containing cyanogen halide is also referred to as “cyanogen halide solution”, and the solvent may contain a hydroxy-substituted aromatic compound.
- a solution containing a basic compound is also referred to as a “basic compound solution”, and the solvent may contain a hydroxy-substituted aromatic compound.
- the solution containing a basic compound contains an organic solvent or water.
- the basic compound solution contains an organic solvent, side reactions are suppressed and a higher purity cyanate ester compound tends to be obtained in a high yield.
- a basic compound solution contains water, it exists in the tendency which can suppress a side reaction and can obtain a higher purity cyanate ester compound with a high yield.
- the operation of bringing the cyanogen halide solution into contact with the basic compound solution can be carried out in either a semi-batch mode or a continuous flow mode.
- the contact operation is not particularly limited.
- a method (a) in which a basic compound solution is dropped into a cyan halide solution being stirred and mixed and a method in which a cyan halide solution is dropped into a basic compound solution being stirred and mixed
- b) A method (c) or the like in which part of the cyanogen halide solution and part of the basic compound solution are continuously or intermittently supplied to the reaction vessel alternately or simultaneously.
- the method (a) is preferable from the viewpoint of suppressing side reactions and obtaining a higher purity cyanate ester compound in a high yield.
- a method in which a basic compound solution containing a hydroxy-substituted aromatic compound is divided and dropped into a cyan halide solution during stirring and mixing is more preferable.
- side reactions can be suppressed, the reaction can be completed without leaving a hydroxy-substituted aromatic compound, and a higher purity cyanate compound can be obtained in a high yield.
- the number of divided drops is not particularly limited, but is preferably 2 to 5 times.
- the same basic compound may be used for every division
- the cyanogen halide used in the cyanate formation step is a cyanide halide obtained by the above-described cyanogen halide production step.
- a cyanogen halide can be used in a predetermined solution state and is not particularly limited. Specifically, the cyanogen halide solution d obtained by the cyanogen halide production process, the cyanogen halide solution e obtained by adding an organic solvent to the cyanogen halide solution d, and the organic solvent and water are added to the cyanogen halide solution d.
- cyanogen halide solution f cyanogen halide solution g obtained by extracting cyanogen halide from halogenated solution d using an organic solvent
- cyanogen halide solution h obtained by adding only an organic solvent to cyanogen halide solution g
- halogen And cyanogen halide solution i in which an organic solvent and water or water alone are added to cyanide cyanide solution g.
- the cyanogen halide solutions e, f, h, and i preferably contain an organic solvent or a mixture of water and an organic solvent.
- the cyanogen halide solution contains an organic solvent, it is possible to dilute hydrogen halide which is by-produced in the same amount as cyanogen halide during the production of cyanogen halide and promotes the hydrolysis of cyanogen halide.
- contact between cyanogen halide and hydrogen halide can be avoided as much as possible, and loss of cyanogen halide tends to be prevented.
- the cyanogen halide solution contains a mixture of water and an organic solvent, so that an equivalent amount of cyanogen halide as a by-product is produced during the cyanogen halide production, and hydrogen halide that promotes hydrolysis of cyanogen halide is diluted or diluted. Can be removed. As a result, contact between cyanogen halide and hydrogen halide can be avoided as much as possible, and loss of cyanogen halide tends to be prevented.
- the organic solvent contained in the cyanogen halide solution h is not particularly limited. Examples thereof include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; aromatic solvents such as benzene, toluene, and xylene; diethyl ether, dimethyl cellosolve.
- ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone
- aromatic solvents such as benzene, toluene, and xylene
- diethyl ether dimethyl cellosolve.
- organic solvent contained in the cyanogen halide solutions e, f and i generally known solvents can be used as long as they are immiscible with water and inert to the reaction, and are not particularly limited. Specific examples thereof include halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane, chlorobenzene, and bromobenzene; n-hexane, cyclohexane, isooctane, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-butanone, and the like.
- halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane, chlorobenzene, and bromobenzene
- Aliphatic solvents such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene; ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; nitrile solvents such as benzonitrile; nitro solvents such as nitrobenzene; diethyl ether and diisopropyl ether And ether solvents such as tetrahydrofuran; ester solvents such as ethyl acetate and ethyl benzoate.
- aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene
- ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone
- nitrile solvents such as benzonitrile
- nitro solvents such as nitrobenzene
- ether solvents such
- halogenated hydrocarbon solvents having 1 to 2 carbon atoms such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, and trichloroethane are more preferable.
- These organic solvents can be used singly or in combination of two or more according to the type of the hydroxy-substituted aromatic compound.
- the water contained in the cyanogen halide solutions f and i is not particularly limited, and examples thereof include tap water, distilled water, and deionized water. Among these, from the viewpoint of efficiently obtaining the target cyanate ester compound, it is preferable to use distilled water or deionized water with less impurities.
- the mass ratio of water to the organic solvent contained in the cyanogen halide solutions f and i is not particularly limited, but is preferably 1/100 to 100/1, more preferably 1/10 to 10/1, It is preferably 1/5 to 5/1.
- the content of the solvent is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 100 parts by mass with respect to 1 part by mass of the hydroxy-substituted aromatic compound. More preferably, it is 2.0 to 50 parts by mass.
- the content of the solvent is within the above range, the hydroxy-substituted aromatic compound can be uniformly dissolved, and the production efficiency of the cyanate ester compound tends to be further improved.
- the amount of cyanogen halide used in the cyanate formation step is not particularly limited, but is preferably an amount of 0.5 to 5 mol, more preferably 0.005 mol per 1 mol of hydroxy group of the hydroxy-substituted aromatic compound.
- the amount is 7 to 4.5 mol, and more preferably 1.0 to 3.5 mol.
- the hydroxy-substituted aromatic compound used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is an aromatic compound having at least one phenolic hydroxy group.
- a phenol resin having a polynaphthylene ether structure the following general formula (1 ) And the like.
- a compound represented by the following general formula (1) (1a) naphthol aralkyl resin, (1b) phenol resin having an adamantane structure, (1c) those other than these (1a) and (1b) And “other hydroxy-substituted aromatic compounds”).
- each hydroxy-substituted aromatic compound will be described.
- phenolic resin having polynaphthylene ether structure As the phenolic resin having a polynaphthylene ether structure, a polynaphthylene ether structure in which a naphthalene ring is bonded to another naphthalene ring via an oxy group, and a phenolic hydroxy group in the naphthalene ring are particularly preferable. Not limited.
- the total number of naphthalene rings per molecule is not particularly limited, but is preferably 2 to 8.
- the number of oxy groups bonded per naphthalene ring is not particularly limited, but is preferably 1 to 3, more preferably 2 from the viewpoint of the fluidity of the phenol resin having a polynaphthylene ether structure. preferable.
- the bonding position of the oxy group on the naphthalene ring is preferably 1,3-position, 1,6-position, 1,7-position, 1,8-position, 2,3-position, or 2,7-position.
- the bonding position of the oxy group on the naphthalene ring is more preferably the 1,6-position, 2,7-position, and the balance between fluidity and flame retardancy is excellent.
- the 2nd and 7th positions are more preferable.
- the naphthalene ring does not have the said substituent about the substituent on the other naphthalene ring of an oxy group from a viewpoint of a flame-retardant effect.
- the phenol resin having a polynaphthylene ether structure may have a molecular structure in which a plurality of naphthalene rings form a direct bond.
- the phenol resin having a polynaphthylene ether structure is not particularly limited, and examples thereof include compounds represented by the following general formula (3) and the following general formulas (5) to (8) disclosed in Japanese Patent No. 4259536. And one or more selected from the group consisting of compounds represented by Further, as the phenol resin having a polynaphthylene ether structure, a synthetic product on a laboratory scale can be used, for example, EXB-6000 of DIC Corporation.
- each R is independently a hydrogen atom, an aryl group such as a benzyl group and an alkyl group, or the following general formula (4), and n is an integer of 1 to 20, more preferably (It is an integer from 1 to 10.)
- Ar is each independently an aryl group such as a phenylene group and a naphthylene group, and m is an integer of 1 or 2.
- a phenol resin having a polynaphthylene ether structure can be obtained by a dehydration condensation reaction.
- a polyhydric hydroxynaphthalene compound having two or more phenolic hydroxy groups in one molecule is subjected to a dehydration condensation reaction in the presence of a basic catalyst before the cyanate formation step, whereby a hydroxy-substituted aromatic compound is obtained. It is a reaction to get.
- the resulting hydroxy-substituted aromatic compound is not particularly limited.
- naphthalene ring is bonded to another naphthalene ring via an oxygen atom (hereinafter also referred to as “oxy group”) (hereinafter referred to as “polynaphthylene”).
- polynaphthylene an oxygen atom
- phenol resin having a “lene ether structure” a structure in which a naphthalene ring is bonded to another naphthalene ring via an oxygen atom (hereinafter also referred to as “oxy group”)
- polynaphthylene oxygen atom
- the polyvalent hydroxynaphthalene compound used in the dehydration condensation reaction is not particularly limited.
- 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 1,8-dihydroxynaphthalene and 2,7-dihydroxynaphthalene are preferable.
- 1,6-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene from the viewpoint of reducing the melt viscosity of the resulting phenol resin having a polynaphthylene ether structure, or the cyanate ester compound that is a cyanate thereof, from the viewpoint of flame retardancy.
- More preferred is 7-dihydroxynaphthalene.
- 2,7-dihydroxynaphthalene is particularly preferable from the viewpoint of excellent balance between fluidity and flame retardancy of the resulting cyanate ester compound. These can be used alone or in combination of two or more.
- the basic catalyst used in the dehydration condensation reaction is not particularly limited, and examples thereof include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; triphenylphosphine and the like. A phosphorus compound is mentioned. These basic catalysts may be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the basic catalyst used can be appropriately selected depending on the type and target reaction rate.
- the amount of the basic catalyst used is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 1 mol per 1 mol of the phenolic hydroxy group of the polyvalent hydroxynaphthalene compound.
- the amount is 0.5 mol, more preferably 0.01 to 0.1 mol.
- the dehydration condensation reaction can be performed in the absence of a solvent or in the presence of a solvent depending on the polyvalent hydroxynaphthalene compound used.
- a solvent recovery step or the like becomes unnecessary.
- it becomes easy to form a uniform reaction solution by carrying out in presence of a solvent it exists in the tendency for reaction to advance stably.
- the solvent used in the dehydration condensation reaction is not particularly limited.
- alcohols such as benzyl alcohol, cyclohexanol, and amyl alcohol
- ethylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol
- ethylene glycol monomethyl ether Ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dimethyl ether Ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether and diethylene glycol mono or diethers, chlorobenzene, nitrobenzene, and the like.
- these solvents may be used alone or in combination of two or more.
- precipitation of the salt of the polyvalent hydroxynaphthalene compound during the dehydration condensation reaction is prevented, and a phenol resin having a polynaphthylene ether structure can be obtained stably.
- the reaction temperature of the dehydration condensation reaction is not particularly limited, but is preferably 100 to 300 ° C, more preferably 150 to 250 ° C. Further, the reaction time is not particularly limited, but it is preferably within a range in which the above reaction temperature condition can be maintained for 1 to 10 hours. In addition, in the dehydration condensation reaction, it is preferable to distill off the water generated during the reaction accompanying the dehydration condensation reaction out of the system using a fractionating tube, etc., from the viewpoint of promptly proceeding the reaction and further improving the productivity. .
- the product After completion of the dehydration condensation reaction, the product is solidified as it is, and the phenol resin having a polynaphthylene ether structure is taken out, or the catalyst in the product is removed by neutralization treatment, water washing treatment or decomposition, A phenol resin having a polynaphthylene ether structure can be separated by a general operation such as extraction or distillation.
- the neutralization treatment and the water washing treatment may be performed according to a conventional method.
- an acidic substance such as hydrochloric acid, oxalic acid, acetic acid, sodium monophosphate, carbon dioxide gas or the like can be used.
- the phenol resin having a polynaphthylene ether structure thus obtained can be used as it is for various applications, but if necessary, a fractionation operation such as distillation, column treatment, alkaline aqueous solution extraction or the like is added, and The content of the polyvalent hydroxynaphthalene compound that is a reactant may be reduced, or each product may be isolated into a single component.
- Ar 1 each independently represents a phenylene group which may have a substituent, a naphthylene group which may have a substituent, or a biphenylene group which may have a substituent.
- Ra each independently has a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a substituent.
- An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, which may have a substituent, or 1 carbon atom Represents an optionally substituted alkylaryl group in which an alkyl group of 6 to 6 and an aryl group of 6 to 12 carbon atoms are bonded, and l represents the number of hydroxy groups bonded to Ar 1; of integers, m represents the number of Ra to bind to Ar 1, Ar 1 is a phenylene group Is a 4-l integer, a naphthylene group is a 6-l integer, a biphenylene group is a 8-l integer, n represents an average number of repetitions, and an integer of 0 to 50 Each X is independently a single bond, a divalent organic group having 1 to 50 carbon atoms (a hydrogen atom may be substituted with a heteroatom), a divalent organic group having 1 to 10 nitrogen atoms, A carbony
- Ar 1 each independently represents a phenylene group which may have a substituent, a naphthylene group which may have a substituent, or a substituent in which a hydrogen element at an arbitrary position is substituted with an Ra group and a hydroxy group
- the biphenylene group which may have is represented.
- Each Ra independently has a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent, or a substituent.
- An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, which may have a substituent, or 1 to 6 represents an alkylaryl group which may have a substituent, in which an alkyl group of 6 and an aryl group of 6 to 12 carbon atoms are bonded.
- the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in Ra may have a chain structure, a branched structure, or a cyclic structure.
- Such an alkyl group is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, and a 1-ethylpropyl group. 2,2-dimethylpropyl group, cyclopentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, trifluoromethyl group and the like.
- the hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a halogen atom such as fluorine or chlorine; an alkoxy group such as methoxy group or phenoxy group; a cyano group; a hydroxy group or the like.
- the aryl group having 6 to 12 carbon atoms in Ra is not particularly limited, and examples thereof include a phenyl group, a xylyl group, a mesityl group, a naphthyl group, a phenoxyphenyl group, an ethylphenyl group, o-, m- or p-fluorophenyl. Group, dichlorophenyl group, dicyanophenyl group, trifluorophenyl group, methoxyphenyl group, and o-, m- or p-tolyl group.
- the hydrogen atom in the aryl group may be substituted with a halogen atom such as fluorine or chlorine; an alkoxy group such as a methoxy group or a phenoxy group; a cyano group; a hydroxy group or the like.
- a halogen atom such as fluorine or chlorine
- an alkoxy group such as a methoxy group or a phenoxy group
- a cyano group such as a hydroxy group or the like.
- the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms in Ra may have a chain structure, a branched structure, or a cyclic structure.
- Such an alkoxy group is not particularly limited, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, and a tert-butoxy group.
- the hydrogen atom in the alkoxy group may be substituted with a halogen atom such as fluorine or chlorine; an alkoxy group such as a methoxy group or a phenoxy group; a cyano group; a hydroxy group or the like.
- X is each independently a single bond, a divalent organic group having 1 to 50 carbon atoms (a hydrogen atom may be substituted with a heteroatom), a divalent organic group having 1 to 10 nitrogen atoms, or a carbonyl group. (—CO—), a carboxy group (—C ( ⁇ O) O—), a carbonyl dioxide group (—OC ( ⁇ O) O—), a sulfonyl group (—SO 2 —), or a divalent sulfur atom Or it is a divalent oxygen atom.
- the divalent organic group having 1 to 50 carbon atoms in X is not particularly limited, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a trimethylcyclohexylene group, and biphenyl. Examples include an ylmethylene group, a dimethylmethylene-phenylene-dimethylmethylene group, a fluorenediyl group, and a phthalidodiyl group.
- the hydrogen atom in the divalent organic group may be substituted with a hetero atom.
- the hetero atom is not particularly limited, and examples thereof include halogen atoms such as fluorine and chlorine.
- a hydrogen atom in the divalent organic group having 1 to 50 carbon atoms may be substituted with an alkoxy group such as a methoxy group or a phenoxy group, a cyano group, or the like.
- the divalent organic group having 1 to 10 nitrogen atoms in X is not particularly limited, and examples thereof include a group represented by —N—R—N—, an imino group, and a polyimide group.
- X in the general formula (1) is a divalent organic group having 1 to 50 carbon atoms represented by the following general formula (2) or the following general formulas (2a), (2b), (2c), ( It is preferably a divalent group selected from the group consisting of structures represented by 2d), (2e), (2f), (2g), (2h), (2i), and (2j).
- each Ar 2 independently represents a phenylene group which may have a substituent, a naphthylene group which may have a substituent, or a biphenylene group which may have a substituent
- Rb, Rc, Rf and Rg are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an optionally substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
- Rd and Re each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent, An optionally substituted alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxy group, p represents an integer of 0 to 5)
- q represents an integer of 4 to 7
- each R independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
- Ar 2 in the general formula (2) independently represents a phenylene group, a naphthylene group, or a biphenylene group.
- Ar 2 is not particularly limited, and for example, 1,4-phenylene group, 1,3-phenylene group, 2,6-naphthylene group, 1,5-naphthylene group, 1,6-naphthylene group, 1,8 -Naphthylene group, 1,3-naphthylene group, 1,4-naphthylene group, 4,4'-biphenylene group, 2,4'-biphenylene group, 2,2'-biphenylene group, 2,3'-biphenylene group, 3,3′-biphenylene group, 3,4′-biphenylene group and the like can be mentioned.
- Rb, Rc, Rf and Rg in the general formula (2) are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an optionally substituted carbon.
- Rd and Re are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, or an optionally substituted carbon group having 6 carbon atoms.
- the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, the aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms in Rb, Rc, Rd, Re, Rf, and Rg are not particularly limited. The thing similar to what was illustrated by Ra of General formula (1) is mentioned.
- the hydrogen atoms of the phenylene group, naphthylene group, biphenylene group, alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms in the general formula (2) are A halogen atom such as fluorine or chlorine; an alkoxy group such as methoxy group or phenoxy group; a cyano group; or a hydroxy group.
- the naphthol aralkyl resin is not particularly limited as long as it has a structure in which a naphthalene ring having a hydroxy group and a benzene ring are bonded via an alkyl group.
- Ar 1 is a naphthylene group.
- X is represented by the general formula (2), and
- Ar 2 is a phenylene group.
- a compound represented by the following general formula (19) is preferable.
- two methylene groups bonded to the benzene ring can be bonded to the ortho position, the meta position, or the para position.
- n is an integer of 1 to 50, preferably an integer of 1 to 10.
- the naphthol aralkyl resin is not particularly limited, and, for example, a bishalogenomethyl compound represented by Ar 2 — (CH 2 Y) 2 and a naphthol compound are reacted with an acidic catalyst or non-catalyst by a known method.
- Y is a halogen atom.
- R is an alkyl group.
- Ar 2 is the same as that described in Formula (2).
- the phenol resin having an adamantane structure is not particularly limited as long as it has a structure in which an aromatic ring having a hydroxy group and an adamantyl group are bonded.
- X is the above general formula.
- group represented by (2i) is mentioned.
- Specific examples include compounds represented by the following general formula (20). A cured product of a cyanate ester obtained from such a compound tends to be a cured product having a low coefficient of thermal expansion and excellent flame retardancy and heat resistance.
- each Ar 1 independently represents a phenylene group which may have a substituent, a naphthylene group which may have a substituent, or a biphenylene group which may have a substituent.
- R is the same as R in formula (2i)
- Ra is the same as Ra in formula (1)
- l represents the number of hydroxy groups bonded to Ar 1 and is an integer of 1 to 3 in and
- m represents the number of Ra to bind to Ar 1, when Ar 1 is a phenylene group is an integer of 5-l, when the naphthylene group is an integer of 7-l, when the biphenylene group (It is an integer of 9-l.)
- Such a phenol resin having an adamantane structure is not particularly limited, and examples thereof include 1,3-bis (4-hydroxyphenyl) adamantane and 1,3-bis (4-hydroxyphenyl) -5,7-dimethyl.
- the phenol novolac resin and the cresol novolac resin are not particularly limited.
- a phenol, an alkyl-substituted phenol or a halogen-substituted phenol and a formaldehyde compound such as formalin or paraformaldehyde in an acidic solution What reacted is mentioned.
- the phenol aralkyl resin, the cresol aralkyl resin, and the biphenyl aralkyl resin are not particularly limited.
- a bishalogenomethyl compound represented by Ar 2 — (CH 2 Y) 2 and a phenol compound Bis (alkoxymethyl) compound represented by Ar 2- (CH 2 OR) 2 or bis represented by Ar 2- (CH 2 OH) 2 What reacted (hydroxymethyl) compound and phenolic compound in presence of an acidic catalyst is mentioned.
- Y is a halogen atom.
- R is an alkyl group.
- Ar 2 is the same as that described in Formula (2).
- the phenol-modified xylene formaldehyde resin is not particularly limited, and examples thereof include those obtained by reacting a xylene formaldehyde resin and a phenol compound in the presence of an acidic catalyst by a known method.
- Base compound As a basic compound used for the manufacturing method of the cyanate ester compound of this embodiment, any of an organic base and an inorganic base can be used, and it is not specifically limited.
- the basic compound may be used in a solid state or a solution state.
- the organic base is not particularly limited.
- the amount of the organic base used in the cyanate formation step is not particularly limited, but when using a cyanogen halide solution g or h containing only an organic solvent, it is preferably 0 with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy-substituted aromatic compound. 0.1 to 8 mol, more preferably 1.0 to 5.0 mol, and still more preferably 1.0 to 3.0 mol.
- the amount of the organic base used is not particularly limited.
- the amount is preferably 1.0 to 10 mol, more preferably 1.0 to 3.5 mol, and still more preferably 1.5 to 3.0 mol with respect to 1 mol of the group.
- the amount of the organic base used is within the above range, the yield of the cyanate ester compound tends to be further improved without leaving unreacted hydroxy-substituted aromatic compound.
- the inorganic base in the cyanate formation step is not particularly limited, and for example, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide that are generally used industrially are preferable. Of these, sodium hydroxide is particularly preferable from the viewpoint of availability at low cost.
- the amount of the inorganic base used in the cyanate formation step is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 8.0 mol, more preferably 1.0 to 8.0 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy-substituted aromatic compound.
- the amount is 5.0 mol, and more preferably 1.0 to 3.5 mol.
- the basic compound in the cyanate formation step, can be used as a solution dissolved in water or an organic solvent.
- the basic compound when the basic compound is an organic base, it is preferable to use an organic solvent, and when the basic compound is an inorganic base, it is preferable to use water.
- the content of the solvent in the basic compound solution is not particularly limited, but when the basic compound solution contains a hydroxy-substituted aromatic compound, it is preferably 0.10 to 100 with respect to 1 part by mass of the hydroxy-substituted aromatic compound. Parts by mass, more preferably 0.10 to 80 parts by mass, still more preferably 0.50 to 50 parts by mass.
- the content of the solvent in the basic compound solution is not particularly limited, but is preferably 0.10 to 1 part by weight of the basic compound.
- the amount is 100 parts by mass, more preferably 2.5 to 50 parts by mass.
- the organic solvent that can be contained in the basic compound solution is not particularly limited.
- ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone
- aromatic solvents such as benzene, toluene, and xylene
- diethyl ether dimethyl cell Ether solvents such as sorb, diglyme, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, dioxane, tetraethylene glycol dimethyl ether
- halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane, chlorobenzene, bromobenzene
- methanol, ethanol Alcohol solvents such as isopropanol, methyl sorbol, propylene glycol monomethyl ether; N, N-dimethylformamide, N-methyl pyro Aprotic polar solvents such as
- an organic solvent that is immiscible with water and inert to the reaction, for the basic compound solution.
- an organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane, chlorobenzene, and bromobenzene; n-hexane, cyclohexane, isooctane, cyclohexanone, Aliphatic solvents such as cyclopentanone and 2-butanone; aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene; ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; nitrile solvents such as benzonitrile; Nitro solvents; ether solvents
- halogenated hydrocarbon solvents having 1 to 2 carbon atoms such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, and trichloroethane are more preferable.
- organic solvent immiscible with water at the end of the cyanation step, only the organic solvent layer containing the cyanate ester compound can be separated from the reaction solution which is an organic solvent and water mixed system. Separation of the acid ester compound becomes easier.
- the water that can be contained in the basic compound solution is not particularly limited, and examples thereof include tap water, distilled water, and deionized water. Among these, distilled water and deionized water with less impurities are preferable from the viewpoint of efficiently obtaining the target cyanate ester compound.
- the basic compound solution When the solvent used for the basic compound solution is water, the basic compound solution preferably contains a catalytic amount of an organic base as a surfactant.
- a surfactant By containing a surfactant, a predetermined reaction rate tends to be ensured.
- tertiary amines such as alkylamines, arylamines, cycloalkylamines and the like with few side reactions are preferable, but are not particularly limited.
- tertiary amines include trimethylamine, triethylamine, tri-n-butylamine, triamylamine, diisopropylethylamine, diethyl-n-butylamine, methyldi-n-butylamine, methylethyl-n-butylamine, dodecyldimethyl.
- trimethylamine, triethylamine, tri-n-butylamine, and diisopropylethylamine are more preferable, and triethylamine is more preferable from the viewpoint of high solubility in water and high yield of the target product.
- the total amount of the solvent used in the cyanate formation step is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 200 parts by weight, more preferably 1.5 to 150 parts by weight with respect to 1 part by weight of the hydroxy-substituted aromatic compound. More preferably, it is 2.5 to 100 parts by mass.
- the total amount of the solvent used in the cyanation step is within the above range, the hydroxy-substituted aromatic compound is uniformly dissolved, and the production efficiency of the cyanate ester compound tends to be further improved.
- the pH of the reaction solution in the cyanate formation step is not particularly limited, but is preferably less than 7, more preferably 6.5 or less, and further preferably 6 or less.
- the pH of the reaction solution in the cyanate formation step is not particularly limited, but is preferably less than 7, more preferably 6.5 or less, and further preferably 6 or less.
- an acid is added to a cyanogen halide solution immediately before the cyanation step
- the acid used in that case is not particularly limited, and examples thereof include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid, and organic acids such as acetic acid, lactic acid, and propionic acid.
- the reaction temperature in the cyanate formation step is not particularly limited, but generation of by-products such as imide carbonate, a polymer of cyanate ester compound, and dialkylcyanoamide, condensation of the reaction solution, and cyanogen chloride are used as cyanogen halide.
- it is preferably ⁇ 20 to + 50 ° C., more preferably ⁇ 15 to 15 ° C., and further preferably ⁇ 10 to 10 ° C.
- the reaction pressure in the cyanate formation step is not particularly limited, but may be normal pressure or higher than normal pressure. Moreover, you may ventilate inert gas, such as nitrogen, helium, and argon, in a reaction system as needed.
- inert gas such as nitrogen, helium, and argon
- the reaction time is not particularly limited, but the dropping time when the contact operation is the method (a) and the method (b) and the contact time when the method is the method (c) are preferably 1 minute to 20 hours, Preferably, it is 3 minutes to 10 hours. Further, it is preferable to stir while maintaining the reaction temperature for 10 minutes to 10 hours thereafter.
- the reaction time is within the above range, the target cyanate ester compound tends to be obtained economically and industrially more efficiently.
- the progress of the reaction in the cyanate formation step can be analyzed by liquid chromatography or IR spectrum method. Further, volatile components such as dicyan and dialkylcyanoamide which are by-produced can be analyzed by gas chromatography.
- the desired cyanate ester compound can be isolated by carrying out ordinary post-treatment operations and, if desired, separation operations and / or purification operations. Specifically, an organic solvent layer containing a cyanate ester compound is separated from the reaction solution, and the organic solvent layer is washed with water and concentrated to precipitate or crystallize the cyanate ester compound.
- the cyanate ester compound can be precipitated or crystallized by replacing the solvent in the organic solvent layer with a solvent in which the cyanate ester compound is insoluble or hardly soluble.
- an acidic aqueous solution such as dilute hydrochloric acid may be used in order to remove excess amines.
- a drying operation can be performed by a general method using sodium sulfate, magnesium sulfate or the like.
- a solvent having a low solubility of the cyanate ester compound is dropped into the solution containing the cyanate ester compound, or the solution containing the cyanate ester compound is added to the solution of the cyanate ester compound. It can be dropped into a solvent having low solubility.
- the solvent with low solubility of the cyanate ester compound is not particularly limited, and examples thereof include ether solvents, hydrocarbon solvents such as hexane, and alcohol solvents.
- the concentrate of the reaction solution and the precipitated or crystallized crystals may be washed with a solvent having a low solubility of the cyanate ester compound. Further, the crystals obtained by concentrating the reaction solution can be re-dissolved and then recrystallized. In the case of crystallization, the reaction solution may be simply concentrated or cooled.
- the purity of the obtained cyanate ester compound can be analyzed by liquid chromatography or IR spectroscopy.
- Byproducts such as dialkylcyanoamide in the cyanate ester compound and volatile components such as residual solvent can be quantitatively analyzed by gas chromatography.
- Halogen compounds remaining in the cyanate ester compound can be identified by a liquid chromatograph mass spectrometer, and can be quantitatively analyzed by potentiometric titration using a silver nitrate solution or ion chromatography after decomposition by a combustion method. .
- the polymerization reactivity of the cyanate ester compound can be evaluated by gelation time by a hot plate method or a torque measurement method.
- the cyanation method of the hydroxy-substituted aromatic compound itself has been widely known, and can be appropriately referred to in the cyanation method of the present embodiment.
- a method of reacting a hydroxy-substituted aromatic compound with cyanogen halide so that cyanogen halide is always present in excess of the base US Pat. No. 3,553,244
- a tertiary amine as the base
- Add a tertiary amine to a hydroxy-substituted aromatic compound in the presence of a solvent while using it in excess of cyanogen halide and then add cyanogen halide dropwise, or add cyanogen halide and tertiary amine together.
- Patent No. 3319061 a method of reacting a hydroxy-substituted aromatic compound, a trialkylamine and a cyanogen halide in a continuous plug flow method (Patent No. 3905559), a hydroxy-substituted aromatic compound and a cyanogen halide, Tert produced as a by-product in the reaction in a non-aqueous solution in the presence of tert-amine
- Patent No. 3905559 a method of treating ammonium halide with a cation and anion exchanger
- the cyanate ester compound of the present embodiment is obtained by cyanating a hydroxy-substituted aromatic compound using a cyanogen halide produced by the above method for producing a cyanogen halide.
- a cyanate ester compound produced using the cyanogen halide obtained by the above-described method for producing cyanogen halide and a predetermined hydroxy-substituted aromatic compound the coefficient of thermal expansion is low, and A cured product having high flame retardancy, low water absorption, moisture absorption heat resistance, and heat resistance can be obtained.
- the hydroxy-substituted aromatic compound is not particularly limited, and for example, those listed above can be used.
- Examples of cyanate ester compounds obtained using these hydroxy-substituted aromatic compounds include cyanate ester compounds having a polynaphthylene ether structure, cyanate ester compounds represented by the following general formula (9), and the like. It is done.
- a cyanate ester compound represented by the following general formula (9) (9a) a naphthol aralkyl-type cyanate ester compound, (9b) an adamantane-type cyanate ester compound, (9c) (9a) and (9) And cyanate ester compounds other than 9b) (hereinafter also referred to as “other cyanate ester compounds”).
- other cyanate ester compounds hereinafter also referred to as “other cyanate ester compounds”.
- cyanate ester compound having a polynaphthylene ether structure (Cyanate ester compound having a polynaphthylene ether structure) First, a cyanate ester compound having a polynaphthylene ether structure will be described. A cured product using a cyanate ester compound having such a structure tends to be excellent in flame retardancy, low water absorption, moisture absorption heat resistance, heat resistance, low thermal expansion, low dielectric constant, low dielectric loss tangent, and the like.
- the polynaphthylene ether type cyanate ester compound is not particularly limited as long as it has a cyanate group and has a structure in which naphthalene rings are bonded to each other through an oxygen bond.
- the polynaphthylene ether type cyanate compound is represented by the following general formula (11).
- cyanate ester compounds are selected from the group consisting of cyanate ester compounds represented by the following general formulas (13), (14), (15), and (16) It is preferable to include two or more.
- the naphthylene ether type cyanate ester compound having such a structure has a naphthylene ether structure in which the naphthalene ring is bonded to another naphthalene ring through an oxygen atom in the molecular structure. Formation of char is promoted, and excellent flame retardancy is exhibited and heat resistance is also improved.
- n is an integer of 1 to 20, more preferably an integer of 1 to 10.
- Each R is independently a hydrogen atom, a benzyl group, an alkyl group, or the following general formula (12).
- Ar is each independently a phenylene group or a naphthylene group, and m is an integer of 1 or 2.
- each Ar 1 independently represents a phenylene group which may have a substituent, a naphthylene group which may have a substituent, or a biphenylene group which may have a substituent.
- Ra each independently has a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a substituent.
- An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, which may have a substituent, or 1 carbon atom Represents an optionally substituted alkylaryl group in which an alkyl group of ⁇ 6 and an aryl group of 6 to 12 carbon atoms are bonded, and l represents the number of cyanato groups bonded to Ar 1; City of integers, m represents the number of Ra to bind to Ar 1, Ar 1 is a phenylene group Is 4-l, naphthylene is 6-l, biphenylene is 8-l, n is an average number of repetitions, is an integer of 0 to 50, and X is independently A bond, a divalent organic group
- Ar 1 is independently a phenylene group that may have a substituent, a substituent in which a hydrogen element at an arbitrary position is substituted with a Ra group, a hydroxy group, or a cyanato group.
- the naphthylene group which may have or the biphenylene group which may have a substituent is represented.
- each Ra independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, or an aryl having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent.
- a substituent which may have a group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. It represents an aralkyl group or an alkylaryl group which may have a substituent, in which an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms are bonded.
- the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in Ra in the general formula (9) may have a chain structure, a branched structure, or a cyclic structure.
- Such an alkyl group is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, and a 1-ethylpropyl group. 2,2-dimethylpropyl group, cyclopentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, trifluoromethyl group and the like.
- the hydrogen atom in the alkyl group in the general formula (9) may be substituted with a halogen atom such as fluorine or chlorine, an alkoxy group such as a methoxy group or a phenoxy group, a cyano group, or the like.
- a halogen atom such as fluorine or chlorine
- an alkoxy group such as a methoxy group or a phenoxy group, a cyano group, or the like.
- the aryl group having 6 to 12 carbon atoms in Ra in the general formula (9) is not particularly limited, and examples thereof include a phenyl group, a xylyl group, a mesityl group, a naphthyl group, a phenoxyphenyl group, an ethylphenyl group, o-, Examples include m- or p-fluorophenyl group, dichlorophenyl group, dicyanophenyl group, trifluorophenyl group, methoxyphenyl group, and o-, m- or p-tolyl group.
- the hydrogen atom in the aryl group in the general formula (9) may be substituted with a halogen atom such as fluorine or chlorine; an alkoxy group such as a methoxy group or a phenoxy group; a cyano group; a hydroxy group or the like.
- a halogen atom such as fluorine or chlorine
- an alkoxy group such as a methoxy group or a phenoxy group
- a cyano group such as a hydroxy group or the like.
- the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms in Ra in the general formula (9) may have a chain structure, a branched structure, or a cyclic structure. Such an alkoxy group is not particularly limited, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, and a tert-butoxy group.
- the hydrogen atom in the alkoxy group in the general formula (9) may be substituted with a halogen atom such as fluorine or chlorine; an alkoxy group such as methoxy group or phenoxy group; a cyano group or the like.
- X in the general formula (9) is each independently a single bond, a divalent organic group having 1 to 50 carbon atoms (a hydrogen atom may be substituted with a hetero atom), 2 having 1 to 10 nitrogen atoms, Valent organic group, carbonyl group (—CO—), carboxy group (—C ( ⁇ O) O—), carbonyl dioxide group (—OC ( ⁇ O) O—), sulfonyl group (—SO 2 —), Alternatively, it is a divalent sulfur atom or a divalent oxygen atom.
- the divalent organic group having 1 to 50 carbon atoms in X in the general formula (9) is not particularly limited, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, a cyclopentylene group, and a cyclohexylene group.
- the hydrogen atom in the divalent organic group may be substituted with a hetero atom.
- the hetero atom is not particularly limited, and examples thereof include halogen atoms such as fluorine and chlorine.
- a hydrogen atom in the divalent organic group having 1 to 50 carbon atoms may be substituted with an alkoxy group such as a methoxy group or a phenoxy group, a cyano group, or the like.
- the divalent organic group having 1 to 10 nitrogen atoms in X in the general formula (9) is not particularly limited, and examples thereof include a group represented by —N—R—N—, an imino group, and a polyimide group. Can be mentioned.
- X in the general formula (9) is a divalent organic group having 1 to 50 carbon atoms represented by the following general formula (10), and the following general formulas (2a), (2b), ( 2c), (2d), (2e), (2f), (2g), (2h), (2i), and a divalent linking group selected from the group consisting of divalent groups represented by (2j)
- each Ar 2 independently represents a phenylene group that may have a substituent, a naphthylene group that may have a substituent, or a biphenylene group that may have a substituent
- Rb, Rc, Rf and Rg are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an optionally substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
- Rd and Re each independently represent a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a substituted group.
- p represents an integer of 0 to 5.
- z represents an integer of 4 to 7
- each R independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
- Ar 2 in the general formula (10) independently represents a phenylene group, a naphthylene group, or a biphenylene group.
- Ar 2 is not particularly limited, and for example, 1,4-phenylene group, 1,3-phenylene group, 2,6-naphthylene group, 1,5-naphthylene group, 1,6-naphthylene group, 1,8 -Naphthylene group, 1,3-naphthylene group, 1,4-naphthylene group, 4,4'-biphenylene group, 2,4'-biphenylene group, 2,2'-biphenylene group, 2,3'-biphenylene group, 3,3′-biphenylene group, 3,4′-biphenylene group and the like can be mentioned.
- Rb, Rc, Rf and Rg in the general formula (10) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, or an optionally substituted carbon.
- Rd and Re in the general formula (10) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, or an optionally substituted carbon group having 6 carbon atoms.
- the alkoxy group of 1 to 4 is not particularly limited, and examples thereof include the same groups as those described for Ra in the general formula (9).
- the naphthol aralkyl-type cyanate ester compound is not particularly limited as long as it has a structure in which a naphthalene ring having a cyanato group and a benzene ring are bonded via an alkyl group.
- Ar 1 is a naphthylene group
- X is represented by the general formula (2)
- Ar 2 is a phenylene group.
- a cyanate ester compound represented by the following general formula (17) is preferable.
- n is an integer of 1 to 50, preferably an integer of 1 to 10.
- the adamantane-type cyanate compound is not particularly limited as long as it has a structure in which an aromatic ring having a cyanate group and an adamantyl group are bonded.
- X is the above general formula ( What is group represented by 2i) is mentioned.
- Specific examples include cyanate ester compounds represented by the following general formula (18).
- a cured product obtained from such an adamantane-type cyanate compound has a low coefficient of thermal expansion and tends to be excellent in flame retardancy and heat resistance.
- each Ar 1 independently represents a phenylene group which may have a substituent, a naphthylene group which may have a substituent, or a biphenylene group which may have a substituent.
- R is the same as R in formula (2i)
- Ra is the same as Ra in formula (9)
- l represents the number of hydroxy groups bonded to Ar 1 and is an integer of 1 to 3
- M represents the number of Ra bonded to Ar 1
- Ar 1 when Ar 1 is a phenylene group, it is an integer of 5-l, when Ar 1 is a naphthylene group, it is an integer of 7-l, and when it is a biphenylene group (It is an integer of 9-l.)
- Such an adamantane-type cyanate compound is not particularly limited, and for example, 1,3-bis (4-cyanatophenyl) adamantane, 1,3-bis (4-cyanatophenyl) -5,7- Dimethyladamantane, 1,3-bis (4-cyanatophenyl) -5-methyladamantane, 1,3-bis (4-cyanatophenyl) -5-ethyladamantane, 1,3-bis (4-cyanatophenyl) ) -5-propyladamantane, 1,3-bis (4-cyanatophenyl) -5-isopropyladamantane, 1,3-bis (4-cyanatophenyl) -5-t-butyladamantane, 1,3-bis (4-cyanatophenyl) -5,7-dimethyladamantane, 1,3-bis (4-cyanatophenyl) -5-methyl-7-ethyladamantane, 1, -B
- cyanato Benzene 1-cyanato-2-, 1-cyanato-3-, or 1-cyanato-4-methylbenzene, 1-cyanato-2-, 1-cyanato-3-, or 1-cyanato-4-methoxybenzene, 1-cyanato-2,3-, 1-cyanato-2,4-, 1-cyanato-2,5-, 1-cyanato-2,6-, 1-cyanato-3,4, or 1-cyanato-3 , 5-dimethylbenzene, cyanatoethylbenzene, cyanatobutylbenzene, cyanatooctylbenzene, cyanatononylbenzene, 2- (4-cyanaphenyl)- -Phenylpropane (cyanate of 4- ⁇ -cumylphenol), 1-cyanato-4-cyclohexylbenzene, 1-cyanato-4-vinylbenzene, 1-cyanato-2- or 1-cyanato-3-chlorobenzene, Cyanato
- the resin composition of this embodiment contains a predetermined cyanate ester compound obtained through the above-described cyanogen halide production step and cyanate formation step as an essential component.
- the resin composition of the present embodiment includes a cyanate ester compound (hereinafter referred to as “another cyanate ester compound”), an epoxy resin, and an oxetane obtained without the above two steps as necessary. It may further include one or more selected from the group consisting of a resin, a maleimide compound, a phenol resin, a benzoxazine compound, a compound having a polymerizable unsaturated group, and an inorganic filler.
- the resin composition of the present embodiment can provide a cured product excellent in flame retardancy, low water absorption, moisture absorption heat resistance, heat resistance, low thermal expansion, low dielectric constant, low dielectric loss tangent, and the like. .
- the cyanate ester compound is not limited as long as it contains the cyanate ester compound obtained through the above-described cyanogen halide production step and cyanate formation step.
- a cyanate ester compound may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
- the content of the cyanate ester compound is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 3 to 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin solid content in the resin composition. More preferably, it is 5 to 80 parts by mass. When the content of the cyanate ester compound is within the above range, it tends to be superior in heat resistance, low dielectric constant, low dielectric loss tangent, and the like.
- resin solid content in the resin composition means a component in the resin composition excluding the solvent and the inorganic filler unless otherwise specified. Further, “100 parts by mass of resin solid content” means that the total of the components excluding the solvent and the inorganic filler in the resin composition is 100 parts by mass.
- epoxy resin By including an epoxy resin, the resin composition of the present embodiment tends to be more excellent in adhesiveness, moisture absorption heat resistance, flexibility, and the like.
- the epoxy resin as long as it is a compound having two or more epoxy groups in one molecule, generally known ones can be used, and the kind thereof is not particularly limited. Specific examples thereof include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol A novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolak.
- Type epoxy resin xylene novolac type epoxy resin, polyfunctional phenol type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, naphthalene skeleton modified novolak type epoxy resin, naphthylene ether type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, anthracene type epoxy resin, trifunctional Phenol type epoxy resin, tetrafunctional phenol type epoxy resin, triglycidyl isocyanurate, glycidyl ester type epoxy resin, alicyclic epoxy Fatty, dicyclopentadiene novolak type epoxy resin, biphenyl novolak type epoxy resin, phenol aralkyl novolak type epoxy resin, naphthol aralkyl novolak type epoxy resin, aralkyl novolak type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin, naphthol aralkyl type epoxy resin, dicyclo Pentadiene type epoxy resin, polyol type epoxy resin, phosphorus-containing epoxy resin,
- the epoxy resin is preferably at least one selected from the group consisting of a biphenyl aralkyl type epoxy resin, a naphthylene ether type epoxy resin, a polyfunctional phenol type epoxy resin, and a naphthalene type epoxy resin.
- a biphenyl aralkyl type epoxy resin preferably at least one selected from the group consisting of a biphenyl aralkyl type epoxy resin, a naphthylene ether type epoxy resin, a polyfunctional phenol type epoxy resin, and a naphthalene type epoxy resin.
- the content of the epoxy resin is not particularly limited, but is preferably 0 to 99 parts by mass, more preferably 1 to 90 parts by mass, and still more preferably with respect to 100 parts by mass of the resin solid content in the resin composition. Is 3 to 80 parts by mass. When the content of the epoxy resin is within the above range, the adhesiveness and flexibility tend to be excellent.
- Inorganic filler When the resin composition of this embodiment contains an inorganic filler, it tends to be more excellent in flame retardancy, low thermal expansion, high thermal conductivity, toughness, and the like.
- the inorganic filler generally known ones can be used, and the kind thereof is not particularly limited.
- silane coupling agent or a wetting and dispersing agent in combination.
- silane coupling agent those generally used for surface treatment of inorganic materials can be suitably used, and the type thereof is not particularly limited. Specific examples thereof include aminosilanes such as ⁇ -aminopropyltriethoxysilane and N- ⁇ - (aminoethyl) - ⁇ -aminopropyltrimethoxylane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ - (3, Epoxysilanes such as 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, vinylsilanes such as ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyl-tri ( ⁇ -methoxyethoxy) silane, N- ⁇ - (N-vinylbenzylaminoethyl) Cationic silanes such as - ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, phenylsilanes, and the like.
- a silane coupling
- wetting and dispersing agent those generally used for paints can be suitably used, and the kind thereof is not particularly limited.
- a copolymer-based wetting and dispersing agent is used, and specific examples thereof include Disperbyk-110, 111, 161, 180, BYK-W996, BYK-W9010, BYK-W903 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd. , BYK-W940 and the like.
- Wet dispersants can be used alone or in combination of two or more.
- the content of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably 0 to 1600 parts by weight, more preferably 50 to 1600 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin solid content in the resin composition.
- the amount is preferably 75 to 1500 parts by mass, and more preferably 100 to 1400 parts by mass.
- the resin composition of the present embodiment tends to be superior in adhesiveness, flexibility, and the like by including the oxetane resin.
- the oxetane resin generally known oxetane resins can be used, and the kind thereof is not particularly limited. Specific examples thereof include alkyloxetanes such as oxetane, 2-methyloxetane, 2,2-dimethyloxetane, 3-methyloxetane, 3,3-dimethyloxetane, 3-methyl-3-methoxymethyloxetane, 3,3 ′.
- the content of the oxetane resin is not particularly limited, but is preferably 0 to 99 parts by mass, more preferably 1 to 90 parts by mass, and still more preferably with respect to 100 parts by mass of the resin solid content in the resin composition. Is 3 to 80 parts by mass. When the content of the oxetane resin is within the above range, the adhesiveness and flexibility tend to be excellent.
- maleimide compound When the resin composition of this embodiment contains a maleimide compound, it tends to be more excellent in heat resistance, moisture absorption heat resistance, toughness, and the like.
- the maleimide compound generally known compounds can be used as long as they have one or more maleimide groups in one molecule, and the kind thereof is not particularly limited. Specific examples thereof include 4,4-diphenylmethane bismaleimide, phenylmethane maleimide, m-phenylene bismaleimide, 2,2-bis (4- (4-maleimidophenoxy) -phenyl) propane, 3,3-dimethyl-5.
- the content of the maleimide compound is not particularly limited, but is preferably 0 to 99 parts by mass, more preferably 1 to 90 parts by mass, and still more preferably, with respect to 100 parts by mass of the resin solid content in the resin composition. Is 3 to 80 parts by mass. When the content of the maleimide compound is within the above range, it tends to be more excellent in heat resistance and the like.
- phenol resin When the resin composition of this embodiment contains a phenol resin, it tends to be more excellent in adhesiveness, flexibility, and the like.
- phenol resin generally known resins can be used as long as they are phenol resins having two or more hydroxy groups in one molecule, and the kind thereof is not particularly limited. Specific examples include bisphenol A type phenolic resin, bisphenol E type phenolic resin, bisphenol F type phenolic resin, bisphenol S type phenolic resin, phenol novolac resin, bisphenol A novolac type phenolic resin, glycidyl ester type phenolic resin, aralkyl novolac type.
- the content of the phenol resin is not particularly limited, but is preferably 0 to 99 parts by mass, more preferably 1 to 90 parts by mass, and still more preferably with respect to 100 parts by mass of the resin solid content in the resin composition. Is 3 to 80 parts by mass. When the content of the phenol resin is within the above range, the adhesiveness and flexibility tend to be more excellent.
- the resin composition of the present embodiment tends to be more excellent in flame retardancy, heat resistance, low water absorption, low dielectric constant, and the like.
- the benzoxazine compound generally known compounds can be used as long as they have two or more dihydrobenzoxazine rings in one molecule, and the kind thereof is not particularly limited. Specific examples include bisphenol A type benzoxazine BA-BXZ (trade name, manufactured by Konishi Chemical) bisphenol F type benzoxazine BF-BXZ (trade name, manufactured by Konishi Chemical), bisphenol S type benzoxazine BS-BXZ (product manufactured by Konishi Chemical). Name). These benzoxazine compounds can be used alone or in combination.
- the content of the benzoxazine compound is not particularly limited, but is preferably 0 to 99 parts by weight, more preferably 1 to 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin solid content in the resin composition.
- the amount is preferably 3 to 80 parts by mass.
- the resin composition of this embodiment contains a compound having a polymerizable unsaturated group, it tends to be superior in heat resistance, toughness and the like.
- the compound having a polymerizable unsaturated group generally known compounds can be used, and the kind thereof is not particularly limited.
- vinyl compounds such as ethylene, propylene, styrene, divinylbenzene and divinylbiphenyl; methyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, polypropylene glycol di ( Mono- or polyhydric alcohol (meth) such as (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate Acrylates; Epoxy (meth) acrylates such as bisphenol A type epoxy (meth) acrylate and bisphenol F type epoxy (meth) acrylate; benzocyclobutene resin; Scan) maleimide resins. These compounds having an unsaturated group can be used alone or in combination.
- the content of the compound having a polymerizable unsaturated group is not particularly limited, but is preferably 0 to 99 parts by mass, more preferably 1 to 90 parts per 100 parts by mass of the resin solid content in the resin composition. Parts by weight, more preferably 3 to 80 parts by weight. When the content of the polymerizable unsaturated group-containing compound is within the above range, the heat resistance and toughness tend to be superior.
- the resin composition in the present embodiment further includes a cyanate ester, an epoxy resin, an oxetane resin, a polymerization catalyst that catalyzes the polymerization of a compound having a polymerizable unsaturated group, and / or Or the hardening accelerator for adjusting a hardening rate suitably can be mix
- the polymerization catalyst and / or curing accelerator generally known ones can be used, and the type thereof is not particularly limited.
- metal salts such as zinc octylate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, copper naphthenate, and iron acetylacetone
- organometallic salts such as nickel octylate and manganese octylate
- phenol, xylenol, cresol, resorcin Phenol compounds such as catechol, octylphenol and nonylphenol
- alcohols such as 1-butanol and 2-ethylhexanol
- 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole Derivatives such as 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole Derivatives of these imidazoles such as
- catalysts such as Amicure PN-23 (Ajinomoto Fine Techno Co., NovaCure HX-3721 (Asahi Kasei Co., Ltd.), Fujicure FX-1000 (Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd.), etc. These polymerization catalysts and / or curing accelerators can be used alone or in combination.
- the contents of the polymerization catalyst and the curing accelerator can be appropriately adjusted in consideration of the degree of curing of the resin, the viscosity of the resin composition, and the like, and are not particularly limited.
- the resin solid content in the resin composition is 100 masses.
- the amount is preferably 0.005 to 10 parts by mass with respect to parts.
- the resin composition of the present embodiment is optionally prepared by other thermosetting resins, thermoplastic resins and oligomers thereof, various polymer compounds such as elastomers, curing catalysts, curing accelerators, coloring pigments, Antifoaming agent, surface conditioner, flame retardant, solvent, UV absorber, antioxidant, photopolymerization initiator, fluorescent whitening agent, photosensitizer, dye, pigment, thickener, lubricant, flow control agent, You may contain well-known additives, such as an antifoamer, a dispersing agent, a leveling agent, a brightener, a polymerization inhibitor, and a silane coupling agent. Moreover, you may contain the solvent as needed. These optional additives can be used alone or in combination.
- the flame retardant generally known ones can be used, and the kind thereof is not particularly limited. Specific examples thereof include bromine compounds such as 4,4′-dibromobiphenyl; phosphoric acid esters, melamine phosphates, phosphorus-containing epoxy resins, nitrogen compounds such as melamine and benzoguanamine; oxazine ring-containing compounds, silicone compounds, and the like. .
- the resin composition which concerns on this embodiment can use an organic solvent as needed.
- the resin composition of this embodiment can be used as an aspect (solution or varnish) in which at least a part, preferably all, of the various resin components described above are dissolved or compatible in an organic solvent.
- the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or be compatible with at least a part, preferably all of the above-described various resin components.
- Specific examples thereof include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; cellosolv solvents such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate; ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and acetic acid.
- Ester solvents such as isoamyl, ethyl lactate, methyl methoxypropionate and methyl hydroxyisobutyrate; polar solvents such as amides such as dimethylacetamide and dimethylformamide; methanol, ethanol, isopropanol, 1-ethoxy-2-propanol, etc. Alcohol solvents; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, anisole and the like. These solvents can be used alone or in combination.
- the resin composition of the present embodiment is a known mixer such as a high-speed mixer, a nauter mixer, a ribbon blender, a kneader, or an intensive mixer together with the above-described cyanate ester compound and, if necessary, other components together with a solvent. It can be obtained by mixing using a universal mixer, dissolver, static mixer or the like.
- the mixing method of the cyanate ester compound, various additives, and the solvent during mixing is not particularly limited.
- the resin composition of the present embodiment has a high degree of low thermal expansion, flame retardancy and heat resistance, it is extremely useful as a high-functional polymer material, and as a material excellent in thermal, electrical and mechanical properties.
- electrical insulation materials, sealing materials, adhesives, laminate materials, resists, build-up laminate materials, civil engineering / architecture, electricity / electronics, automobiles, railways, ships, aircraft, sporting goods, arts and crafts, etc. are preferably used for fixing materials, structural members, reinforcing agents, molding materials, and the like.
- electrical insulating materials, semiconductor encapsulating materials, adhesives for electronic parts, aircraft structural members, satellite structural members, and railway vehicle structural members that require low thermal expansion, flame resistance and high mechanical strength. is there.
- the cured product of the present embodiment is obtained by curing the resin composition of the present embodiment.
- cured material For example, after melt
- the curing temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 120 ° C. to 300 ° C. from the viewpoint of efficient curing and prevention of deterioration of the cured product obtained.
- the wavelength region of light is not particularly limited, but it is preferable to cure in the range of 100 nm to 500 nm where the curing proceeds efficiently with a photopolymerization initiator or the like.
- the prepreg of this embodiment has a base material and the resin composition of this embodiment impregnated or coated on the base material.
- the prepreg can be used as an insulating layer of a printed wiring board and a semiconductor package material.
- the substrate generally known materials can be appropriately selected and used according to performance required for the prepreg, for example, strength, water absorption, thermal expansion coefficient, etc., and are not particularly limited. Specific examples thereof include glass fiber base materials, synthetic fiber base materials, organic fiber base materials, and inorganic fiber base materials. Examples of the glass fiber constituting the glass fiber substrate include A glass, C glass, D glass, E glass, H glass, L glass, NE glass, Q glass, S glass, T glass, UN glass, and spherical glass. Is mentioned.
- Synthetic fibers constituting the synthetic fiber base include, for example, polyamide resin fibers, aromatic polyamide resin fibers, wholly aromatic polyamide resin fibers, and the like; polyester resin fibers, aromatic polyester resin fibers, wholly aromatic Examples thereof include polyester resin fibers such as polyester resin fibers; polyimide resin fibers; fluororesin fibers.
- the organic fiber substrate include a paper substrate mainly composed of kraft paper, cotton linter paper, mixed paper of linter and kraft pulp, and the like.
- inorganic fiber which comprises an inorganic fiber base material inorganic fibers other than glass, such as quartz, are mentioned, for example.
- a base material For example, a woven fabric, a nonwoven fabric, roving, a chopped strand mat, a surfacing mat, etc. are mentioned.
- a base material can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
- the thickness of the substrate is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.01 to 0.2 mm for use in a laminate, and a woven fabric that has been subjected to ultra-opening treatment or plugging treatment is particularly suitable for dimensional stability.
- a glass woven fabric surface-treated with a silane coupling agent such as epoxy silane treatment or amino silane treatment is preferable from the viewpoint of moisture absorption heat resistance.
- a liquid crystal polyester woven fabric is preferable from the viewpoint of electrical characteristics.
- a method for producing a prepreg generally known methods can be appropriately applied and are not particularly limited.
- a method for preparing a resin varnish using the resin composition described above, immersing the substrate in the resin varnish, a method for applying the resin varnish to the substrate with various coaters, a method for spraying the resin varnish on the substrate by spraying, etc. can be applied to produce a prepreg.
- the method of immersing the substrate in the resin varnish is preferable. Thereby, the impregnation property of the resin composition with respect to a base material can be improved.
- a normal impregnation coating equipment can be used.
- the amount of the resin composition attached to the substrate is preferably in the range of 20 to 99% by mass.
- the laminated board of this embodiment has a layer containing at least one prepreg and a metal foil laminated on one or both sides of the layer.
- a well-known method can be applied suitably, and it is not specifically limited.
- a laminate can be obtained by laminating the above prepreg and a metal foil and then heat-pressing the laminate.
- the heating temperature is not particularly limited, but is preferably 65 to 300 ° C, more preferably 120 to 270 ° C.
- the pressure to be applied is not particularly limited, but is preferably 2 to 5 MPa, more preferably 2.5 to 4 MPa.
- the laminate can also be used as a metal-clad laminate and a multilayer plate.
- the metal-clad laminate of this embodiment is obtained by laminating and forming at least one prepreg as described above and placing metal foil on one or both sides thereof. Specifically, it can be produced by laminating one or a plurality of the aforementioned prepregs, placing a metal foil such as copper or aluminum on one side or both sides thereof, and laminating.
- the metal foil used here will not be specifically limited if it is used for printed wiring board material, Copper foil, such as a rolled copper foil and an electrolytic copper foil, is preferable.
- the thickness of the metal foil is not particularly limited, but is preferably 2 to 70 ⁇ m, and more preferably 3 to 35 ⁇ m.
- a general method for a laminate for a printed wiring board and a multilayer board can be applied.
- a multi-stage press machine a multi-stage vacuum press machine, a continuous molding machine, an autoclave molding machine, etc.
- laminating and molding at a temperature of 180 to 350 ° C., a heating time of 100 to 300 minutes, and a surface pressure of 20 to 100 kg / cm 2.
- the metal-clad laminate of this embodiment can be manufactured.
- Multilayer board it can also be set as a multilayer board by carrying out the lamination
- a method for producing a multilayer board for example, a 35 ⁇ m copper foil is disposed on both surfaces of one prepreg described above, laminated under the above conditions, an inner layer circuit is formed, and blackening treatment is performed on this circuit. The inner circuit board is then formed, and then the inner circuit board and the prepreg are alternately arranged one by one, and the copper foil is further disposed on the outermost layer, and preferably laminated under the above conditions, preferably under vacuum By doing so, a multilayer board can be produced.
- the sealing material of this embodiment contains a resin composition.
- a method for producing the sealing material generally known methods can be appropriately applied and are not particularly limited.
- the sealing material can be produced by mixing the above-described resin composition and various known additives or solvents generally used in sealing material applications using a known mixer.
- the mixing method of the cyanate ester compound, various additives, and the solvent at the time of mixing is not particularly limited, and generally known methods can be appropriately applied.
- the fiber-reinforced composite material of the present embodiment includes a resin composition and reinforcing fibers.
- the reinforcing fiber generally known fibers can be used and are not particularly limited. Specific examples thereof include carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, boron fiber, PBO fiber, high-strength polyethylene fiber, alumina fiber, and silicon carbide fiber.
- the form and arrangement of the reinforcing fibers are not particularly limited, and can be appropriately selected from woven fabrics, nonwoven fabrics, mats, knits, braids, unidirectional strands, rovings, choppeds, and the like.
- a preform (a laminate of woven fabrics made of reinforcing fibers, or one integrated with stitched yarns, or a fiber structure such as a three-dimensional woven fabric or a braid) is applied as a form of reinforcing fibers. You can also.
- the resin transfer molding method which is one of the liquid composite molding methods, can set materials other than preforms such as metal plates, foam cores, and honeycomb cores in the mold in advance. Since it can be applied to various applications, it is preferably used when mass-producing a composite material having a relatively complicated shape in a short time.
- the adhesive of this embodiment contains the resin composition of this embodiment.
- a method for producing the adhesive generally known methods can be appropriately applied and are not particularly limited.
- an adhesive can be produced by mixing the above-described resin composition and various known additives or solvents generally used in adhesive applications using a known mixer.
- the mixing method of the cyanate ester compound, various additives, and the solvent at the time of mixing is not particularly limited, and generally known methods can be appropriately applied.
- the resin composite sheet includes a support and a resin layer disposed on the surface of the support, and the resin layer includes the resin composition of the present embodiment.
- the resin composite sheet of the present embodiment can be obtained by applying a solution obtained by dissolving the resin composition of the present embodiment in a solvent to a support and drying it.
- the support used here include a polyethylene film, a polypropylene film, a polycarbonate film, a polyethylene terephthalate film, an ethylenetetrafluoroethylene copolymer film, a release film in which a release agent is applied to the surface of these films, and a polyimide.
- Examples thereof include organic film base materials such as films, conductor foils such as copper foil and aluminum foil, and plate-like materials such as glass plates, SUS plates, and FRP, but are not particularly limited.
- Examples of the coating method include a method in which a solution obtained by dissolving the resin composition of the present embodiment in a solvent is coated on a support with a bar coater, a die coater, a doctor blade, a baker applicator, or the like. Moreover, it can also be set as a single
- a support is used by forming a sheet in which a solution obtained by dissolving the resin composition of the present embodiment in a solvent is supplied into a mold having a sheet-like cavity and dried.
- a single layer sheet (resin sheet) can also be obtained.
- the drying conditions for removing the solvent are not particularly limited, but the solvent tends to remain in the resin composition at low temperatures, and the resin composition at high temperatures. Since curing of the product proceeds, a temperature of 20 ° C. to 200 ° C. for 1 to 90 minutes is preferable.
- the thickness of the resin layer of the single layer or laminated sheet can be adjusted by the concentration of the resin composition solution and the coating thickness of the present embodiment, and is not particularly limited. Since the solvent tends to remain sometimes, 0.1 to 500 ⁇ m is preferable.
- the film is formed by molding a resin composition into a sheet.
- This film can be used, for example, as a build-up film or a dry film solder resist.
- the method for producing the film is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying a solution obtained by dissolving the resin composition of the present embodiment in a solvent to a plastic film using a peelable plastic film as a base material and drying the solution. It is done.
- the solvent can be dried by heating at a temperature of 20 ° C. to 150 ° C. for 1 to 90 minutes.
- a film can also be used in the uncured state which dried only the solvent from the resin composition, and can also be used in the semi-hardened (B stage-ized) state as needed.
- the printed wiring board includes an insulating layer and a conductor layer formed on the surface of the insulating layer, and the insulating layer includes the resin composition of the present embodiment. That is, the above-described prepreg (the base material and the resin composition of the present embodiment impregnated or coated thereon), the above-described resin composition layer of the metal-clad laminate (the layer made of the resin composition of the present embodiment). It is comprised from the insulating layer containing the resin composition of this embodiment.
- the metal-clad laminate of this embodiment can be suitably used as a printed wiring board.
- the printed wiring board can be manufactured according to a conventional method, and the manufacturing method is not particularly limited.
- the manufacturing method is not particularly limited.
- an example of the manufacturing method of a printed wiring board is shown.
- a metal-clad laminate such as the copper-clad laminate described above is prepared.
- an etching process is performed on the surface of the metal-clad laminate to form an inner layer circuit, thereby producing an inner layer substrate.
- the inner layer circuit surface of the inner layer substrate is subjected to a surface treatment to increase the adhesive strength as necessary, then the required number of the prepregs are stacked on the inner layer circuit surface, and a metal foil for the outer layer circuit is stacked on the outer surface.
- a multilayer laminate is produced in which an insulating layer made of a cured product of the base material and the resin composition is formed between the inner layer circuit and the outer layer circuit metal foil.
- a plated metal film is formed on the wall surface of the hole to connect the inner layer circuit and the metal foil for the outer layer circuit.
- a printed wiring board is manufactured by performing an etching process on the metal foil for forming an outer layer circuit.
- aqueous phase 7.5 g of the obtained aqueous phase, 7.5 g of a 50 mass% N, N-dimethylformamide aqueous solution cooled to 5 ° C. prepared in advance and 0.15 g of 1,4-dioxane were mixed. 1 ⁇ L of the obtained aqueous solution was injected into gas chromatography (Agilent Technologies 6890) and analyzed. In the analysis of the aqueous phase, FID was used as a detector, and DB-1 (length 30 m ⁇ inner diameter 0.32 mm ⁇ film thickness 1 ⁇ m) manufactured by Agilent Technologies was used as a column.
- TCD was used as a detector
- DB-WAX length 30 m ⁇ inner diameter 0.25 mm ⁇ film thickness 0.25 ⁇ m
- the concentration (mass%) of cyanogen halide, unreacted hydrogen cyanide and dichloromethane in the dichloromethane phase was calculated by calculating area% relative to 100% of the area of all volatile component peaks excluding air, and this area% was defined as mass%. Further, cyanogen halide, unreacted hydrogen cyanide and dichloromethane in the aqueous phase were quantified by an internal standard method using 1,4-dioxane as an internal standard.
- reaction progress was determined by the following equation, where G was the area value of (reaction intermediate), H was the area value of the monocyanate ester compound (reaction intermediate), and I was the area value of the hydroxy-substituted aromatic compound (raw material). .
- Reaction progress (%) F / (F + G + H + I) ⁇ 100
- n 1 component dicyanate ester when 1-naphthol aralkyl resin represented by the following general formula (25) (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., product name SN4 series) is used as a hydroxy-substituted aromatic compound
- the area value of the compound (target product) is J
- Cyanate ester compound (Quantitative analysis of total halogen in cyanate ester compound obtained in the cyanate formation step) Cyanate ester compound (5 mg) was combusted and decomposed at 1000 ° C. while venting argon / oxygen gas, and the generated halogen-containing gas was absorbed into an absorbing solution (phosphoric acid (phosphorus atom concentration: 1 mg / L) and hydrogen peroxide (60 mg). / L) containing aqueous solution), and 100 ⁇ L of this absorbing solution was injected into an ion chromatograph (Dionex ICS-1500 manufactured by Dionex Co., Ltd.) for analysis.
- ionex ICS-1500 manufactured by Dionex Co., Ltd.
- a calibration curve was prepared in advance using an ion chromatographic standard solution, and halogens were quantified by the absolute calibration method. This quantitative value was defined as total halogen and evaluated.
- AQF-100 + GA100 manufactured by Dia Instruments Co., Ltd. was used for the combustion and decomposition of the cyanate ester compound.
- IonPac AG12A and AS12A manufactured by Dionex Co., Ltd. were used as the ion chromatograph column, 2.7 mM sodium carbonate + 0.3 mM sodium bicarbonate was used as the mobile phase, and the flow rate was 1.5 mL / min.
- the detector a device for detecting electrical conductivity was used.
- Example 1 While maintaining a liquid temperature of 0 to 5 ° C., 145.5 g (2.05 mol) of chlorine (Fuji Ox Corporation) was blown in over 7 hours. The amount of hydrogen cyanide used was 1.0153 mol per mol of chlorine molecule. The pH of the reaction solution was less than 7. Separately, 40 g of the solution at the end of the reaction was added to a water / dichloromethane solution (15 g / 10 g) prepared in advance and cooled to 5 ° C., and an extraction operation was performed. As a result, it was confirmed that both the dichloromethane phase and the aqueous phase were colorless, and there was no unreacted chlorine molecule (the conversion rate of chlorine was 99.9% or more).
- Example 2 300 g of 1-naphthol aralkyl resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) (1.28 mol in terms of OH group) and 194.6 g (1.92 mol) of triethylamine (1.5 mol per 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) (Mole amount) was dissolved in 1800 g of dichloromethane. The solution 1 (an amount in which cyanogen chloride is 1.5 mol with respect to 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) (cyanogen halide solution e) is stirred at a liquid temperature of ⁇ 2 to ⁇ 0.5.
- Solution 2 was added dropwise over 30 minutes while maintaining the temperature.
- the reaction progress after the dropwise addition of Solution 2 was 80.6%, and the dicyan concentration was 0.071% by mass.
- the reaction solution was stirred at the same temperature for 30 minutes, and then 65 g (0.64 mol) of triethylamine (an amount of 0.5 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound).
- a solution (solution 3) dissolved in 65 g of dichloromethane was added dropwise over 10 minutes.
- the reaction progress after the dropwise addition of Solution 3 was 99.5%, and the dicyan concentration was 0.075% by mass.
- the electric conductivity of the waste water in the fifth washing with water was 5 ⁇ S / cm, and it was confirmed that the ionic compounds that could be removed were sufficiently removed by washing with water.
- the dichloromethane phase after washing with water was concentrated under reduced pressure, and the solvent was replaced with a 2-butanone solution five times to obtain 663 g of a 2-butanone solution containing 50% by mass of the intended cyanate ester compound.
- hydrolyzable chlorine was 23 ppm
- total chlorine was 141 ppm
- gelation time 1 was 68 minutes
- gelation time 2 was 12.9 minutes.
- Example 3 32.3 g (0.65 mol) of 98% by mass sodium cyanide was dissolved in 128 g of water, and this was designated as Solution 4. While maintaining a liquid temperature of ⁇ 3 to ⁇ 1 ° C. with stirring, 91.2 g of a 36 mass% hydrochloric acid aqueous solution (0.9 mol of hydrochloric acid) (1.39 mol with respect to sodium cyanide) and 317.7 g of water were added to solution 4 Was added dropwise over 36 minutes. After completion of the dropwise addition of Solution 4, 45.4 g (0.64 mol) of chlorine (Fujiox Co., Ltd.) was blown in over 3 hours while maintaining the liquid temperature of ⁇ 2 to ⁇ 1 ° C.
- the amount of sodium cyanide used was 1.0088 moles per mole of chlorine molecules.
- the pH of the reaction solution was less than 7.
- 40 g of the solution at the end of the reaction was added to a water / dichloromethane solution (15 g / 10 g) prepared in advance and cooled to 5 ° C., and as a result of the extraction operation, the dichloromethane phase and the aqueous phase were colorless and unreacted It was confirmed that no chlorine molecules existed (the conversion rate of chlorine was 99.9% or more).
- the ratio of (A) :( A) + (B) of the solution at the end of the reaction was 0.02174: 1. While maintaining the liquid temperature at 0 to 5 ° C., 91.8 g of dichloromethane and 10 g of water were added to the reaction liquid. This was designated as Solution 5.
- Example 4 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) isobutane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 48.5 g (0.40 mol in terms of OH group) and 72.9 g (0.72 mol) of triethylamine (hydroxy group-substituted aromatic compound) 1 mol of the hydroxy group) was dissolved in 118.6 g of dichloromethane.
- the solution 5 (the amount of cyanogen chloride is 1.6 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) (the cyanogen halide solution f) is stirred at a liquid temperature of -7 to -1 ° C. While maintaining, solution 6 was added dropwise over 29 minutes.
- Example 5 34.0 g (0.68 mol) of 98 mass% sodium cyanide was dissolved in 98.0 g of water. While maintaining a liquid temperature of 0 to 5 ° C. with stirring, 71.0 g of a 36 mass% hydrochloric acid aqueous solution (0.70 mol of hydrochloric acid) (1.03 mol with respect to sodium cyanide) and 294.1 g of water were added, The solution was added dropwise over a period of time to make Solution 10.
- Example 6 40 g of 1-naphthol aralkyl resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) (0.19 mol in terms of OH group) and 20.6 g (0.20 mol) of triethylamine (1.1 mol per 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) (Mole amount) was dissolved in 240 g of chloroform, and this was used as Solution 12.
- Example 7 The solution 14 was prepared by dissolving 14.1 g (0.28 mol) of 98% by mass sodium cyanide in 40.8 g of water. While maintaining a liquid temperature of 0 to 5 ° C. with stirring, 29.5 g of a 36% by mass hydrochloric acid aqueous solution (0.29 mol of hydrochloric acid) (1.03 mol with respect to sodium cyanide) and 122.4 g of water were added, The solution was added dropwise over a period of time to make Solution 15.
- Example 8 71.0 g of the above solution 16 (an amount of cyanogen bromide is 1.5 mol with respect to 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound), 50 g of tetrahydrofuran and tris (4-hydroxyphenyl) methane (Honshu Chemical Co., Ltd.) 10 g (0.10 mol in terms of OH group) was added and dissolved to obtain a solution 17 (cyanogen halide solution h). While the solution 17 was kept at a liquid temperature of ⁇ 7 to ⁇ 1 ° C.
- Example 9 476.4 g (6.72 mol) of chlorine with stirring while maintaining the liquid temperature at ⁇ 5 to 0 ° C. to 3587.5 g of a 5.2 mass% hydrogen cyanide aqueous solution (187.5 g (6.94 mol) of hydrogen cyanide and 3400 g of water) Fujiox Co., Ltd.) was blown in over 6 hours.
- the amount of hydrogen cyanide used was 1.0336 mol with respect to chlorine molecules.
- the pH of the reaction solution was less than 7.
- Example 10 50 g of bis (4-hydroxyphenyl) biphenylmethane (0.28 mol in terms of OH group), 12.5 g (0.31 mol) of sodium hydroxide (1.1 mol with respect to 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) And 5.0 g (0.05 mol) of triethylamine (an amount of 0.17 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) were dissolved in 550 g of water.
- the degree of reaction progress after the dropwise addition of Solution 21 was 94.9%. After completion of the dropwise addition of the solution 21, the reaction solution was stirred at the same temperature for 30 minutes. Table 2 shows the progress of the cyanate ester production reaction relative to the amount of basic compound used. Thereafter, the reaction solution was allowed to stand to separate a dichloromethane phase and an aqueous phase. The resulting dichloromethane phase was washed 4 times with 1000 g of water. The electric conductivity of the waste water in the fourth washing with water was 20 ⁇ S / cm, and it was confirmed that the ionic compounds that could be removed were sufficiently removed by washing with water. The dichloromethane phase after washing with water was concentrated under reduced pressure and finally concentrated to dryness at 80 ° C.
- Example 11 1000 g (14.1 mol) of chlorine (Fujiox Co., Ltd.) with stirring while maintaining the liquid temperature at ⁇ 5 to 4.5 ° C. to 3660 g of hydrogen cyanide aqueous solution (410 g (15.2 mol) of hydrogen cyanide and 3250 g of water). Made) was blown in over 4.7 hours. The amount of hydrogen cyanide used was 1.0768 mol with respect to chlorine molecules. The pH of the reaction solution was less than 7.
- Example 12 2,850 g of 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (25.0 mol in terms of OH group), 1119 g (28.0 mol) of sodium hydroxide (hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) 1 mol of 1.12 mol) and 75 g (0.74 mol) of triethylamine (0.03 mol of 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) are dissolved in 34 kg of water. This was designated as Solution 23.
- the solution 22 (an amount of cyanogen chloride to be 1.43 mol with respect to 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) (cyanogen halide solution g) was maintained at 400 g / hr while maintaining the liquid temperature at 0 to 2 ° C.
- the solution 23 was continuously supplied at 1636 g / hr while maintaining the liquid temperature at 0 to 5 ° C.
- the degree of reaction progress after supplying the solution 22 and the solution 23 was 98.5%.
- Table 2 shows the progress of the cyanate ester production reaction relative to the amount of basic compound used.
- the obtained reaction liquid was subjected to countercurrent extraction with 600 g / hr of water having a liquid temperature of 30 to 32 ° C.
- the reaction solution was allowed to stand to separate a dichloromethane phase and an aqueous phase.
- the resulting dichloromethane phase was washed 5 times with 2000 g of water.
- the electric conductivity of the waste water in the fifth washing with water was 19 ⁇ S / cm, and it was confirmed that the ionic compounds that could be removed were sufficiently removed by washing with water.
- the dichloromethane phase after washing with water was concentrated under reduced pressure, and the solvent was replaced with a 2-butanone solution five times to obtain 1150 g of a 2-butanone solution containing 50% by mass of the intended cyanate ester compound.
- Example 13 While maintaining the liquid temperature at ⁇ 5 to 0 ° C. to 3436.1 g of a 5.4 mass% aqueous hydrogen cyanide solution (186.1 g (6.89 mol) of hydrogen cyanide and 3250 g of water), 464.0 g (6.54 mol) of chlorine under stirring. Fujiox Co., Ltd.) was blown in over 6 hours. The amount of hydrogen cyanide used was 1.0533 mol with respect to chlorine molecules. The pH of the reaction solution was less than 7.
- Example 14 1050 g of 1-naphthol aralkyl resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) (4.52 mol in terms of OH group) and 686 g (6.78 mol) of triethylamine (1.5 mol with respect to 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) Is dissolved in 5775 g of dichloromethane and this is used as solution 30).
- 1-naphthol aralkyl resin manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.
- 686 g 6.78 mol
- triethylamine 1.5 mol with respect to 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound
- the solution 29 (an amount in which cyanogen chloride is 1.37 mol per mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) (cyanogen halide solution f) is stirred at a liquid temperature of ⁇ 4 to ⁇ 2 ° C. While maintaining, the solution 30 was added dropwise over 1.8 hours. The reaction progress after the addition of 30 solutions was 85.6%, and the dicyan concentration was 0.069% by mass. After completion of the dropwise addition of the solution 30, the reaction solution was stirred at the same temperature for 30 minutes, and then 247 g (2.44 mol) of triethylamine (an amount of 0.54 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound).
- the electric conductivity of the waste water in the sixth washing with water was 25 ⁇ S / cm, and it was confirmed that the ionic compounds that could be removed were sufficiently removed by washing with water.
- the dichloromethane phase after washing with water was concentrated under reduced pressure, and the solvent was replaced with the 2-butanone solution five times to obtain 2323 g of a 2-butanone solution containing 50% by mass of the intended cyanate ester compound.
- the hydrolyzable chlorine in the obtained cyanate ester compound was 21 ppm.
- Example 15 507.2 g (7.15 mol) of chlorine with stirring while maintaining the liquid temperature at ⁇ 5 to 0 ° C. to 3608.4 g of a 5.5 mass% hydrogen cyanide aqueous solution (197.4 g (7.31 mol) of hydrogen cyanide and 3411 g of water) Fujiox Co., Ltd.) was blown in over 6 hours.
- the amount of hydrogen cyanide used was 1.0221 mol with respect to chlorine molecules.
- Example 16 1050 g of 1-naphthol aralkyl resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) (4.55 mol in terms of OH group) and 690.8 g (6.83 mol) of triethylamine (1.5 mol per 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) (Mole amount) was dissolved in 5775 g of dichloromethane.
- 1-naphthol aralkyl resin manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.
- 690.8 g 6.83 mol
- triethylamine 1.5 mol per 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound
- the solution 32 (an amount in which cyanogen chloride is 1.51 mol with respect to 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) (cyanogen halide solution f) is stirred at a liquid temperature of ⁇ 4 to ⁇ 2 ° C. While maintaining, the solution 33 was added dropwise over 1.8 hours. The reaction progress after the dropwise addition of Solution 33 was 86.9%, and the dicyan concentration was 0.174% by mass.
- Table 2 shows the degree of progress of the cyanate ester production reaction relative to the amount of basic compound used
- Table 3 shows the concentration of by-product dicyan relative to the amount of basic compound used.
- Example 17 40 g of 1-naphthol aralkyl resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) (0.17 mol in terms of OH group) and 26.4 g (0.26 mol) of triethylamine (1.5 mol per 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) This was dissolved in 240 g of dichloromethane.
- 1-naphthol aralkyl resin manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.
- 26.4 g 0.26 mol
- triethylamine 1.5 mol per 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound
- Example 18 473.7 g (6.68 mol) of chlorine with stirring while maintaining the liquid temperature at -5 to 0 ° C. (Fujiox Co., Ltd.) was blown in over 6 hours.
- the amount of hydrogen cyanide used was 1.0251 mol with respect to chlorine molecules.
- the pH of the reaction solution was less than 7.
- 40 g of the solution at the end of the reaction was added to a water / dichloromethane solution (15 g / 10 g) prepared in advance and cooled to 5 ° C., and as a result of the extraction operation, the dichloromethane phase and the aqueous phase were colorless and unreacted It was confirmed that no chlorine molecules existed (the conversion rate of chlorine was 99.9% or more).
- Example 19 To 68.8 g of the solution 37 (an amount of cyanogen chloride is 1.5 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound), 26.4 g of a 36% by mass hydrochloric acid aqueous solution, 147.5 g of water and 1. 16.7 g of 5% aqueous hydrogen cyanide was added to obtain a solution 38 (the ratio of (A) :( A) + (B) at this stage is 0.03351: 1) (cyanogen halide solution i). While maintaining the solution 38 at a liquid temperature of ⁇ 7 to ⁇ 1 ° C. with stirring, the solution 35 obtained in Example 17 was added dropwise over 15 minutes.
- the reaction progress after the dropwise addition of the solution 35 was 79.9%, and the dicyan concentration was 0.124% by mass.
- the reaction solution was stirred at the same temperature for 30 minutes, and then 7 g (0.07 mol) of triethylamine (an amount of 0.4 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound).
- a solution (solution 39) dissolved in 7 g of dichloromethane was added dropwise over 20 seconds.
- the reaction progress after the dropwise addition of Solution 39 was 99.1%, and the dicyan concentration was 0.144% by mass.
- Table 2 shows the degree of progress of the cyanate ester production reaction relative to the amount of basic compound used, and Table 3 shows the concentration of by-product dicyan relative to the amount of basic compound used.
- Table 5 shows the conditions for the cyanation step, and Table 6 shows the contents of the method of using cyanogen halide.
- Example 20 40 g (0.17 mol) of 1-naphthol aralkyl resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) and 26.1 g (0.26 mol) of triethylamine (1.5 mol per 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound) Amount) was dissolved in 240 g of dichloromethane, and this was used as solution 40.
- 1-naphthol aralkyl resin manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.
- 26.1 g 0.26 mol
- triethylamine 1.5 mol per 1 mol of hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound
- the degree of progress of the reaction after dropping 40 of the solution was 77.5%, and the dicyan concentration was 0.170% by mass.
- the reaction solution was stirred at the same temperature for 30 minutes, and then 8.7 g (0.086 mol) of triethylamine (an amount of 0.5 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound). ) was dissolved in 8.7 g of dichloromethane (solution 42) dropwise over 3.7 minutes.
- the reaction progress after the dropwise addition of the solution 42 was 97.4%, and the dicyan concentration was 0.196% by mass.
- Example 21 In 67.9 g of the solution 37 obtained in Example 18 (an amount of cyanogen chloride to be 1.5 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound), 26.2 g of a 36 mass% hydrochloric acid aqueous solution, water 104.8 g and 1.43% by mass of hydrogen cyanide water 58.2 g were added to obtain a solution 44 (the ratio of (A) :( A) + (B) is 0.10700: 1 at this stage) ( Cyanogen halide solution i). While maintaining the solution 44 at a liquid temperature of ⁇ 8 to ⁇ 3 ° C. with stirring, the solution 40 obtained in Example 20 was added dropwise over 15 minutes.
- Example 22 In 67.9 g of the solution 37 obtained in Example 18 (the amount of cyanogen chloride is 1.5 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound), 26.1 g of a 36 mass% hydrochloric acid aqueous solution, water 54.1 g and 1.43% aqueous hydrogen cyanide solution were added to make solution 48 (at this stage the ratio of (A) :( A) + (B) is 0.18378: 1) (halogen) Cyanide solution i). While the solution 48 was kept at a liquid temperature of ⁇ 7 to ⁇ 2 ° C. with stirring, the solution 40 obtained in Example 20 was added dropwise over 14.5 minutes.
- the degree of progress of the reaction after dropping 40 of the solution was 71.2%, and the dicyan concentration was 0.390% by mass.
- the reaction solution was stirred at the same temperature for 30 minutes, and then 8.7 g (0.086 mol) of triethylamine (an amount of 0.5 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound). ) was dissolved in 8.7 g of dichloromethane (solution 49) dropwise over 4 minutes. After the addition of Solution 49, the reaction progress was 87.0%, and the dicyan concentration was 0.458% by mass.
- the reaction progress after the dropwise addition of the solution 35 was 51.3%, and the dicyan concentration was 0.905% by mass.
- the reaction solution was stirred at the same temperature for 30 minutes, and then 8.8 g (0.087 mol) of triethylamine (an amount of 0.5 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the hydroxy group-substituted aromatic compound). ) was dissolved in 8.8 g of dichloromethane (solution 53) dropwise over 35 seconds.
- the reaction progress after the dropwise addition of the solution 53 was 65.2%, and the dicyan concentration was 1.070% by mass.
- Example 1 Synthesis of a cyanate ester compound (hereinafter also referred to as “NECN”) of a phenol resin having a polynaphthylene ether structure represented by the following general formula (26) as a representative composition.
- NECN cyanate ester compound
- the solution 56 (the amount of cyanide chloride is 2.1 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the phenol resin) (cyanogen halide solution e) is kept at a liquid temperature of ⁇ 2 to ⁇ 0.5 ° C. with stirring.
- the solution 57 was added dropwise over 50 minutes.
- the electric conductivity of the waste water in the fifth washing with water was 20 ⁇ S / cm, and it was confirmed that the ionic compounds that could be removed were sufficiently removed by washing with water.
- the dichloromethane phase after washing with water was concentrated under reduced pressure and finally concentrated to dryness at 90 ° C. for 1 hour to obtain 390 g of the desired cyanate ester compound NECN (brown viscous material).
- the obtained cyanate ester compound NECN had a weight average molecular weight Mw of 320.
- a GPC chart is shown in FIG.
- the IR spectrum of NECN showed an absorption of 2263 cm ⁇ 1 (cyanate ester group) and no absorption of a hydroxy group.
- An IR chart is shown in FIG.
- Example 2 Synthesis of cyanate ester compound of naphthol-modified metaxylene glycol resin represented by the following general formula (27) (hereinafter also referred to as “SNCN-MX”)
- n an integer of 1 to 50
- the reaction product was washed with neutralized water, and then unreacted raw materials were removed under reduced pressure to obtain 945 g of a naphthol-modified metaxylene glycol resin.
- the obtained resin had an OH group equivalent of 220 g / eq. Met. Moreover, the mass average molecular weight Mw was 820.
- a GPC chart is shown in FIG.
- the solution 59 (the amount of cyanogen chloride being 1.6 mol with respect to 1 mol of the hydroxy group of the naphthol-modified metaxylene glycol resin) (the cyanogen halide solution e in Table 6) was stirred at a liquid temperature of ⁇ 2 to While maintaining at ⁇ 0.5 ° C., Solution 60 was added dropwise over 75 minutes. After the completion of dropping of the solution 60, the reaction solution was stirred at the same temperature for 30 minutes, and then 132.47 g (1.31 mol) of triethylamine (0.4 mol with respect to 1 mol of hydroxy group of the naphthol-modified metaxylene glycol resin).
- a solution (solution 61) in which 132.5 g of dichloromethane was dissolved was added dropwise over 30 minutes. After completion of dropping of the solution 61, the reaction solution was stirred at the same temperature for 30 minutes to complete the reaction. Thereafter, the reaction solution was allowed to stand to separate a dichloromethane phase and an aqueous phase. The resulting dichloromethane phase was washed 5 times with 2000 g of water. The electric conductivity of the waste water in the fifth washing with water was 20 ⁇ S / cm, and it was confirmed that the ionic compounds that could be removed were sufficiently removed by washing with water. The dichloromethane phase after washing with water was concentrated under reduced pressure, and finally concentrated to dryness at 90 ° C.
- cyanate ester compound SNCN-MX (orange viscous product).
- the obtained cyanate ester compound SNCN-MX had a weight average molecular weight Mw of 1040.
- a GPC chart is shown in FIG. Further, the IR spectrum of SNCN-MX showed absorption at 2250 cm ⁇ 1 (cyanate ester group) and did not show absorption of a hydroxy group. An IR chart is shown in FIG.
- the obtained dichloromethane phase was washed with 2000 g of 0.1N hydrochloric acid and then washed 5 times with 2000 g of water.
- the electric conductivity of the waste water in the fifth washing with water was 20 ⁇ S / cm, and it was confirmed that the ionic compounds that could be removed were sufficiently removed by washing with water.
- the dichloromethane phase after washing with water was concentrated under reduced pressure and finally concentrated to dryness at 90 ° C. for 1 hour to obtain 436 g of the intended cyanate ester compound AMTCN (white crystals).
- the IR spectrum of the obtained cyanate ester compound AMTCN showed an absorption of 2250 cm ⁇ 1 (cyanate ester group) and no absorption of a hydroxy group. An IR chart is shown in FIG.
- Example 4 ⁇ Preparation of resin composition and production of cured product> 100 parts by mass of the cyanate ester compound NECN obtained in Example 1 was put into an eggplant-shaped flask, heated and melted at 150 ° C., deaerated with a vacuum pump, and then made into a mold made of an aluminum plate, copper foil, and fluorine-coated stainless steel. Poured into an oven and made the resin uniform at 150 ° C. Then, it hardened
- Example 5 In Example 4, instead of using 100 parts by mass of NECN, 100 parts by mass of SNCN-MX was used, and zinc octylate (trade name Nikka Octic Zinc, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., metal content 18%) was added in an amount of 0.1%. A cured product was obtained in the same manner as in Example 4 except that mass parts were added.
- Example 6 In Example 4, instead of using 100 parts by mass of NECN, 100 parts by mass of SNCN-MX was used, and zinc octylate (trade name Nikka Octic Zinc, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., metal content 18%) was added in an amount of 0.1%.
- a cured product was obtained in the same manner as in Example 4 except that mass part was added and heated at 220 ° C. for 90 minutes at 220 ° C. and after vacuum pressing at 20 kg / cm 2 for 6 hours.
- Example 7 a cured product was obtained in the same manner as in Example 5 except that 100 parts by mass of AMCN was used instead of 100 parts by mass of SNCN-MX.
- Example 8 In Example 6, a cured product was obtained in the same manner as in Example 6 except that 100 parts by mass of AMCN was used instead of 100 parts by mass of SNCN-MX.
- Example 9 In Example 4, instead of using 100 parts by mass of NECN, 100 parts by mass of 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane (trade name skylex manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) was used. To obtain a cured product.
- Example 10 In Example 4, instead of using 100 parts by mass of NECN, 100 parts by mass of 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane (trade name skylex manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) was used at 220 ° C. for 90 minutes, 20 kg / A cured product was obtained in the same manner as in Example 4 except that heating was performed at 220 ° C. for 6 hours after vacuum pressing at cm 2 .
- 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane trade name skylex manufactured by Mitsubishi Gas Chemical
- Example 11 In Example 4, instead of using 100 parts by mass of NECN, 100 parts by mass of 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane (trade name skylex manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) was used, and zinc octylate (Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was used. A cured product was obtained in the same manner as in Example 4 except that 0.05 part by mass of trade name, Nikka Octic Zinc (trade name), metal content 18%) was added.
- Example 12 In Example 4, instead of using 100 parts by mass of NECN, 100 parts by mass of 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane (trade name skylex manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) was used, and zinc octylate (Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was used. 0.05 parts by weight of a company-made product, trademark Nikka Octic Zinc, metal content 18%), except that it was heated at 220 ° C. for 6 hours after vacuum pressing at 220 ° C. for 90 minutes and 20 kg / cm 2. In the same manner as in Example 4, a cured product was obtained.
- Glass transition temperature (Tg) In accordance with JIS-K7244-3 (JIS C6481), using a dynamic viscoelasticity measuring device (Q800 manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd.), start temperature 30 ° C., end Dynamic viscoelasticity was measured at a temperature of 400 ° C., a heating rate of 10 ° C./min, and a measurement frequency of 10 Hz, and the loss elastic modulus (E ′′) obtained at that time was taken as the glass transition temperature.
- Tg Glass transition temperature
- Thermal expansion coefficient In accordance with JIS-K-7197-2012 (JIS C6481), using a thermomechanical analyzer (TMA / SS6100 manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.), a test piece 5 mm ⁇ 5 mm ⁇ 1.5 mm, Thermal mechanical analysis in expansion / compression mode was performed at a start temperature of 30 ° C, an end temperature of 330 ° C, a temperature increase rate of 10 ° C / min, and a weight of 0.05N (49mN). The amount of thermal expansion was measured.
- TMA / SS6100 manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.
- the flame retardancy in the present invention is defined as a large amount of residue during pyrolysis, that is, a low weight reduction rate. Table 7 shows the evaluation results.
- the cured product of the resin composition using the cyanate of the phenol resin having a polynaphthylene ether structure of the present invention has a relatively low coefficient of thermal expansion, excellent flame retardancy, and It was confirmed to have heat resistance.
- Example 13 50 parts by mass of NECN obtained in Example 1, 50 parts by mass of biphenyl aralkyl type epoxy resin (NC-3000-FH, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), 100 parts by mass of fused silica (SC2050MB, manufactured by Admatex), zinc octylate Varnish was obtained by mixing 0.04 parts by mass (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.). This varnish was diluted with methyl ethyl ketone, impregnated on a 0.1 mm thick E glass woven fabric, and dried by heating at 150 ° C. for 5 minutes to obtain a prepreg having a resin content of 50 mass%.
- Example 14 In Example 13, instead of using 50 parts by mass of NECN, 50 parts by mass of bisphenol A-type cyanate ester compound (CA210, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) and 0.03 parts by mass of zinc octylate were used. In the same manner as in Example 13, a metal foil-clad laminate having a thickness of 0.8 mm was obtained. Table 8 shows the evaluation results of the obtained metal foil-clad laminate.
- Example 15 In Example 13, instead of using 50 parts by mass of NECN, 50 parts by mass of a phenol novolac-type cyanate ester compound (Primaset PT-30, Lonza Japan Co., Ltd.) was used and heated at 165 ° C. for 4 minutes during impregnation coating. A metal foil-clad laminate having a thickness of 0.8 mm was obtained in the same manner as Example 13 except that it was dried. Table 8 shows the evaluation results of the obtained metal foil-clad laminate.
- the resin composition of the present invention is used in various applications such as electrical / electronic materials, machine tool materials, aviation materials, etc., for example, electrical insulating materials, semiconductor plastic packages, sealing materials, adhesives, laminated materials, Widely and effectively usable as resist, build-up laminated board material, etc. Especially, it can be used particularly effectively as printed wiring board material for high integration and high density in recent information terminal equipment and communication equipment. It is.
- the laminates and metal-clad laminates of the present invention have not only high flame retardancy but also excellent performance in low water absorption, moisture absorption heat resistance and heat resistance, so that they are industrially practical. Is extremely expensive.
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Abstract
Description
〔1〕
シアン化水素及び/又は金属シアニドを含有する水溶液に対し、ハロゲン分子を接触させることにより、前記シアン化水素及び/又は前記金属シアニドと前記ハロゲン分子とを反応液中で反応させてハロゲン化シアンを得るハロゲン化シアン製造工程を有し、
該ハロゲン化シアン製造工程において、前記シアン化水素又は前記金属シアニドの使用量が、前記ハロゲン分子1モルに対して1モルを超える使用量であり、かつ、未反応シアン化水素又は未反応金属シアニドの物質量を(A)モル、生成したハロゲン化シアンの物質量を(B)モルとしたときに、(A):(A)+(B)が、0.00009:1~0.2:1の間にある状態で反応を終了させる、ハロゲン化シアンの製造方法。
〔2〕
前記ハロゲン化シアン製造工程において、前記反応液のpHが7未満である、前項〔1〕に記載のハロゲン化シアンの製造方法。
〔3〕
前記シアン化水素が、金属シアニドと酸との反応により予め得られたものである、前項〔1〕又は〔2〕に記載のハロゲン化シアンの製造方法。
〔4〕
前記ハロゲン化シアン製造工程において、反応温度が-10~5℃である、前項〔1〕~〔3〕のいずれか一項に記載のハロゲン化シアンの製造方法。
〔5〕
前記水溶液に含まれる、前記シアン化水素及び/又は前記金属シアニドの合計含有量は、前記水溶液100質量%に対して、2~20質量%である、前項〔1〕~〔4〕のいずれか一項に記載のハロゲン化シアンの製造方法。
〔6〕
前記ハロゲン化シアン製造工程の後に、得られた前記ハロゲン化シアンを有機溶媒によって抽出する抽出工程を有する、前項〔1〕~〔5〕のいずれか一項に記載のハロゲン化シアンの製造方法。
〔7〕
前項〔1〕~〔6〕のいずれか一項に記載のハロゲン化シアンの製造方法により得られたハロゲン化シアンと、ヒドロキシ置換芳香族化合物とを、反応液中、塩基性化合物存在下で反応させて、シアン酸エステル化合物を得るシアネート化工程を有する、シアン酸エステル化合物の製造方法。
〔8〕
前記シアネート化工程において、前記ハロゲン化シアン及び前記ヒドロキシ置換芳香族化合物を含む溶液と、前記塩基性化合物を含む溶液と、を接触させる、前項〔7〕に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
〔9〕
前記シアネート化工程において、前記ハロゲン化シアンを含む溶液と、前記塩基性化合物及び前記ヒドロキシ置換芳香族化合物を含む溶液と、を接触させる、前項〔7〕に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
〔10〕
前記ハロゲン化シアンを含む溶液が、有機溶媒を含む、前項〔8〕又は〔9〕に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
〔11〕
前記ハロゲン化シアンを含む溶液が、水及び有機溶媒の混合物を含む、前項〔8〕又は〔9〕に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
〔12〕
前記塩基性化合物を含む溶液が、有機溶媒を含む、前項〔8〕~〔11〕のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
〔13〕
前記塩基性化合物を含む溶液が、水を含む、前項〔8〕~〔11〕のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
〔14〕
前記シアネート化工程において、前記反応液のpHが7未満である、前項〔7〕~〔13〕のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
〔15〕
前記シアネート化工程における前記ハロゲン化シアンの使用量が、前記ヒドロキシ置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して、0.5~5モルである、前項〔7〕~〔14〕のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
〔16〕
前記ヒドロキシ置換芳香族化合物が、ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂、下記一般式(1)で表される化合物、ナフトールアラルキル樹脂、及びアダマンタン構造を有するフェノール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1つである、前項〔7〕~〔15〕のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
(式(1)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Raは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアラルキル基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアルキルアリール基を表し、lはAr1に結合するヒドロキシ基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは4-lの整数であり、ナフチレン基のときは6-lの整数であり、ビフェニレン基のときは8-lの整数であり、nは平均繰り返し数を表し、0~50の整数であり、Xは、各々独立に、単結合、炭素数1~50の2価の有機基(水素原子がヘテロ原子で置換されていてもよい)、窒素数1~10の2価の有機基、カルボニル基(-CO-)、カルボキシ基(-C(=O)O-)、カルボニルジオキサイド基(-OC(=O)O-)、スルホニル基(-SO2-)、或いは、2価の硫黄原子又は2価の酸素原子である)
〔17〕
上記一般式(1)中のXが、
下記一般式(2):
(式(2)中、Ar2は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rb、Rc、Rf、及びRgは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基を表し、Rd、及びReは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、又はヒドロキシ基を表し、pは0~5の整数を示す。)で表される炭素数1~50の2価の有機基、並びに、下記一般式(2a)、(2b)、(2c)、(2d)、(2e)、(2f)、(2g)、(2h)、(2i)、及び(2j)
(式(2d)中、qは4~7の整数を表し、式(2i)中、Rは、各々独立に、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。)で表される2価の基からなる群より選ばれる2価の連結基である、前項〔16〕に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
〔18〕
前記ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂が、フェノール性ヒドロキシ基を1分子中に2つ以上有する多価ヒドロキシナフタレン化合物を、塩基性触媒の存在下に脱水縮合反応させて得られたものである、前項〔16〕又は〔17〕に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
〔19〕
前記ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂が、下記一般式(3)で表される化合物を含む、前項〔16〕~〔18〕のいずれか1項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
(式(3)中、Rは、各々独立に、水素原子、アリール基及びアルキル基、又は下記一般式(4)であり、nは1~20の整数である。)
(式(4)中、Arは、各々独立に、アリール基であり、mは1又は2の整数である。)
〔20〕
前記ナフトールアラルキル樹脂が、下記式(19)で表される樹脂を含む、前項〔16〕~〔19〕のいずれか1項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
(式(19)中、nは1~50の整数である。)
〔21〕
前記アダマンタン構造を有するフェノール樹脂が、下記式(20)で表される樹脂を含む、前項〔16〕~〔20〕のいずれか1項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
(式(20)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rは、各々独立に、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基を表し、Raは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアラルキル基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアルキルアリール基を表し、lはAr1に結合するヒドロキシ基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは5-lの整数であり、ナフチレン基のときは7-lの整数であり、ビフェニレン基のときは9-lの整数である。)
〔22〕
ヒドロキシ置換芳香族化合物を、前項〔1〕~〔6〕のいずれか1項に記載のハロゲン化シアンの製造方法により製造されたハロゲン化シアンを用いてシアネート化して得られる、シアン酸エステル化合物。
〔23〕
前記ヒドロキシ置換芳香族化合物が、ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂、下記一般式(1)で表される化合物、ナフトールアラルキル樹脂、及びアダマンタン構造を有するフェノール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1つである、前項〔22〕に記載のシアン酸エステル化合物。
(式(1)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Raは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアラルキル基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアルキルアリール基を表し、lはAr1に結合するヒドロキシ基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは4-lの整数であり、ナフチレン基のときは6-lの整数であり、ビフェニレン基のときは8-lの整数であり、nは平均繰り返し数を表し、0~50の整数であり、Xは、各々独立に、単結合、炭素数1~50の2価の有機基(水素原子がヘテロ原子で置換されていてもよい)、窒素数1~10の2価の有機基、カルボニル基(-CO-)、カルボキシ基(-C(=O)O-)、カルボニルジオキサイド基(-OC(=O)O-)、スルホニル基(-SO2-)、或いは、2価の硫黄原子又は2価の酸素原子である)
〔24〕
前記一般式(1)中のXが、
下記一般式(2):
(式(2)中、Ar2は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rb、Rc、Rf、及びRgは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基を表し、Rd、及びReは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、又はヒドロキシ基を表し、pは0~5の整数を示す。)で表される炭素数1~50の2価の有機基、並びに、下記一般式(2a)、(2b)、(2c)、(2d)、(2e)、(2f)、(2g)、(2h)、(2i)、及び(2j)
(式(2d)中、qは4~7の整数を表し、式(2i)中、Rは、各々独立に、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。)で表される2価の基からなる群より選ばれる2価の連結基である、前項〔23〕に記載のシアン酸エステル化合物。
〔25〕
前記ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂が、フェノール性ヒドロキシ基を1分子中に2つ以上有する多価ヒドロキシナフタレン化合物を、塩基性触媒の存在下に脱水縮合反応させて得られたものである、前項〔23〕又は〔24〕に記載のシアン酸エステル化合物。
〔26〕
前記ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂が、下記一般式(3)で表される化合物を含む、前項〔23〕~〔25〕のいずれか1項に記載のシアン酸エステル化合物。
(式(3)中、Rは、各々独立に、水素原子、アリール基及びアルキル基、又は下記一般式(4)であり、nは1~20の整数である。)
(式(4)中、Arは、各々独立に、アリール基であり、mは1又は2の整数である。)
〔27〕
前記ナフトールアラルキル樹脂が、下記式(19)で表される樹脂を含む、前項〔23〕~〔26〕のいずれか1項に記載のシアン酸エステル化合物。
(式(19)中、nは1~50の整数である。)
〔28〕
前記アダマンタン構造を有するフェノール樹脂が、下記式(20)で表される樹脂を含む、前項〔23〕~〔27〕のいずれか1項に記載のシアン酸エステル化合物。
(式(20)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rは、各々独立に、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基を表し、Raは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアラルキル基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアルキルアリール基を表し、lはAr1に結合するヒドロキシ基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは5-lの整数であり、ナフチレン基のときは7-lの整数であり、ビフェニレン基のときは9-lの整数である。)
〔29〕
前項〔22〕~〔28〕のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物を含む、樹脂組成物。
〔30〕
エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、マレイミド化合物、フェノール樹脂、ベンゾオキサジン化合物、及び重合可能な不飽和基を有する化合物からなる群より選択される1種以上をさらに含む、前項〔29〕に記載の樹脂組成物。
〔31〕
無機充填材をさらに含有する、前項〔29〕又は〔30〕に記載の樹脂組成物。
〔32〕
前記エポキシ樹脂が、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、多官能フェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂からなる群より選択される一種以上を含む、前項〔30〕又は〔31〕に記載の樹脂組成物。
〔33〕
前記無機充填材の含有量が、前記樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、50~1600質量部である、前項〔31〕又は〔32〕に記載の樹脂組成物。
〔34〕
前項〔29〕~〔33〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物を硬化させてなる、硬化物。
〔35〕
基材と、該基材に含浸又は塗布された前項〔29〕~〔33〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物と、を有する、プリプレグ。
〔36〕
前項〔35〕に記載のプリプレグを少なくとも1枚以上含む層と、該層の片面又は両面に積層された金属箔と、を有する、積層板。
〔37〕
前項〔29〕~〔33〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、封止用材料。
〔38〕
前項〔29〕~〔33〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物と、強化繊維と、を含む、繊維強化複合材料。
〔39〕
前項〔29〕~〔33〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、接着剤。
〔40〕
支持体と、該支持体の表面に配された樹脂層と、を含み、
前記樹脂層が、前項〔29〕~〔33〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、樹脂複合シート。
〔41〕
絶縁層と、該絶縁層の表面に形成された導体層と、を含み、
前記絶縁層が、前項〔29〕~〔33〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、プリント配線板。
本実施形態のハロゲン化シアンの製造方法は、シアン化水素及び/又は金属シアニドを含有する水溶液に対し、ハロゲン分子を接触させることにより、前記シアン化水素及び/又は前記金属シアニドと前記ハロゲン分子とを反応液中で反応させてハロゲン化シアンを得るハロゲン化シアン製造工程を有し、該ハロゲン化シアン製造工程において、前記シアン化水素又は前記金属シアニドの使用量が、前記ハロゲン分子1モルに対して1モルを超える使用量であり、かつ、未反応シアン化水素又は未反応金属シアニドの物質量を(A)モル、生成したハロゲン化シアンの物質量を(B)モルとしたときに、(A):(A)+(B)が、0.00009:1~0.2:1の間にある状態で反応を終了させる。
まず、シアン化水素及び/又は金属シアニドとハロゲン分子を反応させてハロゲン化シアンを製造する工程(ハロゲン化シアン製造工程)について述べる。ハロゲン化シアン製造工程は、シアン化水素及び/又は金属シアニドを含有する水溶液に対し、ハロゲン分子を接触させることにより、前記シアン化水素及び/又は前記金属シアニドと前記ハロゲン分子とを反応液中で反応させてハロゲン化シアンを得る工程である。
本実施形態において、シアン化水素は、水溶液の状態で用いる。シアン化水素水溶液としては、特に限定されず市販品を用いることができる。また、シアン化水素は金属シアニドと酸との反応により予め得られたものを用いてもよい。このようなシアン化水素を用いることにより、ハロゲン化シアン製造工程における副反応をより防止でき、反応効率がより向上する傾向にある。
また、本実施形態において、金属シアニドは、水溶液の状態で用いる。金属シアニドは、一般に公知のものを使用でき、特に限定されない。その具体例としては、シアン化ナトリウム、シアン化カリウム等のアルカリ金属塩等が挙げられる。金属シアニド水溶液は、特に限定されず市販品を用いることができる。
また、本実施形態で用いるハロゲン分子としては、特に限定されず、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。ハロゲン分子は、気体又は液体の状態のものをそのまま用いても、ハロゲン分子を水又は有機溶媒に溶解させたハロゲン分子含有溶液の状態で用いてもよい。例えば塩素を用いる場合は、気体塩素を反応液に吹き込むようにして用いることが好ましい。また、臭素を用いる場合は、液状臭素を水に溶解させた水溶液として、この水溶液を反応液に混合することが好ましい。
シアン化水素又は金属シアニドの使用量は、ハロゲン分子1モルに対して1モルより多く、好ましくは1.0001モル以上であり、より好ましくは1.001モル以上である。シアン化水素又は金属シアニドの使用量がハロゲン分子1モルに対して1モルを超えることによって、反応系中に未反応ハロゲンが残存することを抑制できる。そのため、得られたハロゲン化シアン含有溶液をそのまま用いてシアネート化工程においてシアン酸エステル化合物を製造しても、洗浄操作等でシアン酸エステル化合物から除去し難い未反応ハロゲンによる反応副生成物が生じることを抑制できる。未反応ハロゲンによる反応副生成物は、シアン酸エステル化合物を熱硬化等する際において、重合制御に不測の影響を及ぼし、得られる硬化物などの物性にも影響を及ぼす。すなわち、シアン化水素又は金属シアニドの使用量が上記範囲内であることにより、シアン酸エステル化合物を熱硬化して使用する際の重合制御が容易となり、かつ、最終製品の絶縁性等を損なうことを抑制することができる。
シアン化水素及び/又は金属シアニドを含有する水溶液とハロゲン分子との接触操作としては、両者を物理的に接触させることができれば特に限定されず、例えば、シアン化水素及び/又は金属シアニドを含有する水溶液にハロゲン分子を吹き込む方法、シアン化水素及び/又は金属シアニドを含有する水溶液にハロゲン分子を含む溶液を滴下する方法、ハロゲン分子を含む溶液にシアン化水素及び/又は金属シアニドを含有する水溶液を滴下する方法等が挙げられる。また、これらの方法に加えて、反応液を撹拌してもよい。
本実施形態においては、未反応シアン化水素又は未反応金属シアニドの物質量を反応終点の基準とする。すなわち、シアン化水素及び/又は金属シアニドとハロゲン分子との反応は、未反応シアン化水素又は未反応金属シアニドの物質量を(A)モル、生成したハロゲン化シアンの物質量を(B)モルとしたときに、(A):(A)+(B)が、0.00009:1~0.2:1となる状態、好ましくは0.00011:1~0.19650:1となる状態、さらに好ましくは0.00014:1~0.19100となる状態で終了させる。このような状態を反応終点とすることにより、後のシアン酸エステル化合物の製造方法において、未反応シアン化水素又は未反応金属シアニドと生成したハロゲン化シアンとの反応(ジシアンの副生)によりハロゲン化シアンが減少することを防ぐことがでる。また、塩基性化合物の使用量を増加させずに、収率良くシアン酸エステル化合物を得ることができる。
次に、シアン化水素及び/又は金属シアニドとハロゲン分子との反応(ハロゲン化シアン製造工程)により得られたハロゲン化シアンとヒドロキシ置換芳香族化合物の反応により、シアン酸エステル化合物を製造する方法(シアネート化工程)について述べる。
シアネート化工程は、上記ハロゲン化シアンの製造方法により得られたハロゲン化シアンと、ヒドロキシ置換芳香族化合物とを、反応液中、塩基性化合物存在下で反応させて、シアン酸エステル化合物を得る工程である。また、本実施形態のシアン酸エステル化合物の製造方法は、ハロゲン化シアンと、ヒドロキシ置換芳香族化合物を準備する工程を含んでもよい。
シアネート化工程で用いるハロゲン化シアンは、上述したハロゲン化シアン製造工程により得られたハロゲン化シアンである。このようなハロゲン化シアンとしては、所定の溶液状態で用いることができ、特に限定されない。具体的には、ハロゲン化シアン製造工程により得られたそのままのハロゲン化シアン溶液d、ハロゲン化シアン溶液dに有機溶媒を添加したハロゲン化シアン溶液e、ハロゲン化シアン溶液dに有機溶媒及び水を添加したハロゲン化シアン溶液f、ハロゲン化溶液dから有機溶媒を用いてハロゲン化シアンを抽出したハロゲン化シアン溶液g、ハロゲン化シアン溶液gに有機溶媒のみを加えたハロゲン化シアン溶液h、及びハロゲン化シアン溶液gに有機溶媒と水又は水のみを加えたハロゲン化シアン溶液i等が挙げられる。
本実施形態に用いるヒドロキシ置換芳香族化合物としては、フェノール性ヒドロキシ基を少なくとも1個有する芳香族化合物であれば特に限定されず、例えば、ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂、下記一般式(1)で表される化合物等が挙げられる。ここで、下記一般式(1)で表される化合物としては、(1a)ナフトールアラルキル樹脂、(1b)アダマンタン構造を有するフェノール樹脂、(1c)これら(1a)及び(1b)以外のもの(以下、「その他のヒドロキシ置換芳香族化合物」ともいう。)が挙げられる。以下、各ヒドロキシ置換芳香族化合物について説明する。
ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂としては、ナフタレン環がオキシ基を介して他のナフタレン環と結合したポリナフチレンエーテル構造と、ナフタレン環にフェノール性ヒドロキシ基と、を有するものであれば特に制限されない。1分子あたりのナフタレン環の総数は、特に限定されないが、好ましくは2~8である。ポリナフチレンエーテル構造を有することにより、シアン酸エステルにより得られる硬化物の燃焼時においてチャー(炭化残渣)の形成が促進され、優れた難燃性を発現すると共に、耐熱性も良好となる。
(式(3)中、Rは、各々独立に、水素原子、ベンジル基等のアリール基及びアルキル基、又は下記一般式(4)であり、nは1~20の整数であり、より好ましくは1~10の整数である。)
(式(4)中、Arは、各々独立に、フェニレン基及びナフチレン基等のアリール基であり、mは1又は2の整数である。)
脱水縮合反応で用いる多価ヒドロキシナフタレン化合物としては、特に限定されないが、例えば、1,3-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、1,7-ジヒドロキシナフタレン、1,8-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン;1,2,3-トリヒドロキシナフタレン等のトリヒドロキシナフタレン;及び、これら化合物の芳香環に炭素原子数1~4のアルキル基又はフェニル基を置換基として有する化合物等が挙げられる。このなかでも、1,3-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、1,8-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレンが好ましい。このなかでも、得られるポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂、又はそのシアネート化物であるシアン酸エステル化合物の溶融粘度を低くできる観点、難燃性の観点から、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレンがより好ましい。さらに、上記利点に加えて、得られるシアン酸エステル化合物の流動性と難燃性とのバランスに優れる観点から、2,7-ジヒドロキシナフタレンが特に好ましい。これらは、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
脱水縮合反応で用いる塩基性触媒としては、特に限定されず、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩;トリフェニルホスフィン等のリン系化合物が挙げられる。これらの塩基性触媒は、1種単独で用いても又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
次に、下記一般式(1)で表される化合物について説明する。
(式(1)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Raは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアラルキル基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアルキルアリール基を表し、lはAr1に結合するヒドロキシ基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは4-lの整数であり、ナフチレン基のときは6-lの整数であり、ビフェニレン基のときは8-lの整数であり、nは平均繰り返し数を表し、0~50の整数であり、Xは、各々独立に、単結合、炭素数1~50の2価の有機基(水素原子がヘテロ原子で置換されていてもよい)、窒素数1~10の2価の有機基、カルボニル基(-CO-)、カルボキシ基(-C(=O)O-)、カルボニルジオキサイド基(-OC(=O)O-)、スルホニル基(-SO2-)、或いは、2価の硫黄原子又は2価の酸素原子である)
(式(2)中、Ar2は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rb、Rc、Rf、及びRgは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基を表し、Rd、及びReは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、又はヒドロキシ基を表し、pは0~5の整数を示す)
(式(2d)中、qは4~7の整数を表し、式(2i)中、Rは、各々独立に、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。)
ナフトールアラルキル樹脂としては、ヒドロキシ基を有したナフタレン環と、ベンゼン環がアルキル基を介して結合した構造を有するものであれば特に限定されず、上記一般式(1)においてAr1がナフチレン基であり、Xが上記一般式(2)で表され、Ar2がフェニレン基であるものが挙げられる。具体的には、下記一般式(19)で表される化合物が好ましい。下記一般式(19)で表される化合物において、ベンゼン環に結合する2つのメチレン基はオルト位、メタ位、又はパラ位に結合することができる。このなかでも、ベンゼン環に結合する2つのメチレン基がベンゼン環のメタ位及び/又はパラ位に結合していることが好ましい。ナフトールアラルキル樹脂を用いることにより得られるシアン酸エステルの硬化物は、熱膨張率が低く、高度な難燃性、低吸水性、及び吸湿耐熱性を有する硬化物となる傾向にある。
(式(19)中、nは1~50の整数であり、好ましくは1~10の整数である。)
アダマンタン構造を有するフェノール樹脂としては、ヒドロキシ基を有した芳香環と、アダマンチル基が結合した構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、上記一般式(1)において、Xが上記一般式(2i)で表される基であるものが挙げられる。具体的には下記一般式(20)で表される化合物が挙げられる。このような化合物により得られるシアン酸エステルの硬化物は、熱膨張率が低く、難燃性及び耐熱性に優れる硬化物となる傾向にある。
(式(20)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rは、式(2i)中のRと同様であり、Raは、式(1)中のRaと同様であり、lはAr1に結合するヒドロキシ基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは5-lの整数であり、ナフチレン基のときは7-lの整数であり、ビフェニレン基のときは9-lの整数である。)
ル-2-ヒドロキシフェニル)-5-メチル-7-t-ブチルアダマンタン、1,3-ビス(4-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-エチル-7-t-ブチルアダマンタン、1,3-ビス(4-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-プロピル-7-t-ブチルアダマンタン、1,3-ビス(4-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-イソプロピル-7-t-ブチルアダマンタン、1,3-ビス(4-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-5,7-ジ-t-ブチルアダマンタン、1,3-ビス(2,4-ジヒドロキシフェニル)-アダマンタン、が挙げられる。
上記一般式(1)で表される化合物のうち、上記ナフトールアラルキル樹脂及び上記アダマンタン構造を有するフェノール樹脂以外のその他のヒドロキシ置換芳香族化合物としては、特に限定されず、例えば、フェノール、o-,m-又はp-クレゾール、o-,m-又はp-メトキシフェノール、2,3-,2,4-,2,5-,2,6-,3,4-又は3,5-キシレノール、エチルフェノ-ル、ブチルフェノ-ル、オクチルフェノール、ノニルフェノール、4-α-クミルフェノール、4-シクロヘキシルフェノール、4-ビニルフェノール、2-又は3-クロロフェノール、2,6-ジクロロフェノール、2-メチル-3-クロロフェノール、ニトロフェノール、4-ニトロ-2-エチルフェノール、2-メトキシ-4-アリルフェノール、4-メチルメルカプトフェノール、3-トリフルオロメチルフェノール、4-ヒドロキシビフェニル、o-又はp-アセチルフェノール、4-ヒドロキシベンズアルデヒド、4-ヒドロキシ安息香酸メチルエステル、4-ヒドロキシ安息香酸フェニルエステル、4-アセトアミノフェノール、4-ヒドロキシベンゾフェノン、2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、2-tert-ブチルヒドロキノン、2,4-ジメチルヒドロキノン、テトラメチルヒドロキノン、2,4,6-トリメチルレゾルシノール、3,5-ジヒドロキシトルエン、1-又は2-ナフトール、4-メトキシ-1-ナフトール、6-メチル-2-ナフトール、7-メトキシ-2-ナフトール、2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチル、1,3-,1,4-,1,5-,1,6-,1,7-,2,3-,2,6-又は2,7-ジヒドロキシナフタレン、2,2’-又は4,4’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジヒドロキシオクタフルオロビフェニル、2,4’-又は4,4’-ジヒドロキシジフェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)イソブタン、1,1-ビス(4 -ヒドロキシフェニル) ペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-メチルブタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2-メチルブタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2 ,2-ジメチルプロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-メチルブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-メチルペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3-ジメチルブタン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2-メチルペンタン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2-メチルヘキサン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2,2-ジメチルペンタン、4,4-ビス(4 -ヒドロキシフェニル)-3-メチルヘプタン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2 -メチルヘプタン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2,2-ジメチルヘキサン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2,4-ジメチルヘキサン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2,2,4-トリメチルペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ビフェニルメタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-イソプロピルフェニル)プロパン、1,1-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2,2-ジクロロエチレン、1,3-ビス[2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、1,4-ビス[2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、4-[ビス(4-ヒドロキシフェニル)メチル]ビフェニル、4,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、1,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロペン-1-オン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、4-ヒドロキシ安息香酸-4-ヒドロキシフェニルエステル(4-ヒドロキシフェニル-4-ヒドロキシベンゾエート)、ビス-(4-ヒドロキシフェニル)カーボネート、フェノールフタレイン、o-クレゾールフタレイン、9,9’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)フルオレン、トリス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,3-トリス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、α,α,α'-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1-エチル-4-イソプロピルベンゼン、1,1,2,2-テトラキス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、4,4’,4’’,4’’’-メタンテトライルテトラキスフェノール、2,4,6-トリス(N-メチル-4-ヒドロキシアニリノ)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(N-メチル-4-ヒドロキシアニリノ)-6-(N-メチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、ビス(N-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)-4,4’-オキシジフタルイミド、ビス(N-3-ヒドロキシ-4-メチルフェニル)-4,4’-オキシジフタルイミド、ビス(N-4-ヒドロキシフェニル)-4,4’-オキシジフタルイミド、ビス(N-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)-4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタルイミド、トリス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、2-フェニル-3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フタルイミジン、2-(4-メチルフェニル)-3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フタルイミジン、2-フェニル-3,3-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)フタルイミジン、1-メチル-3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)インドリン-2-オン、2-フェニル-3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)インドリン-2-オン、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、フェノール変性キシレンホルムアルデヒド樹脂、及びフェノール変性ジシクロペンタジエン樹脂などが挙げられる。
本実施形態のシアン酸エステル化合物の製造方法に用いられる塩基性化合物としては、有機塩基、無機塩基、いずれでも使用可能であり、特に限定されない。なお、塩基性化合物は、固体状態で用いても、溶液状態で用いてもよい。
また、シアネート化工程において、水のみ又は水と有機溶媒を含むハロゲン化シアン溶液d、e、f又はiを用いる場合、有機塩基の使用量は、特に限定されないが、ヒドロキシ置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して、好ましくは1.0~10モルであり、より好ましくは1.0~3.5モルであり、さらに好ましくは1.5~3.0モルである。有機塩基の使用量が上記範囲内であることにより、未反応のヒドロキシ置換芳香族化合物を残存させずに、シアン酸エステル化合物の収率をより向上できる傾向にある。
本実施形態のシアン酸エステル化合物は、ヒドロキシ置換芳香族化合物を、上記ハロゲン化シアンの製造方法により製造されたハロゲン化シアンを用いてシアネート化して得られるものである。このように、上記ハロゲン化シアンの製造方法により得られたハロゲン化シアンと所定のヒドロキシ置換芳香族化合物とを用いて製造されたシアン酸エステル化合物を用いることにより、熱膨張率が低く、且つ、高度な、難燃性、低吸水性、吸湿耐熱性、及び耐熱性を有する硬化物を得ることができる。
まず、ポリナフチレンエーテル構造を有するシアン酸エステル化合物について説明する。このような構造を有するシアン酸エステル化合物を用いた硬化物は、難燃性、低吸水性、吸湿耐熱性、耐熱性、低熱膨張、低誘電、低誘電正接等により優れる傾向にある。
(式(11)中、nは1~20の整数であり、1~10の整数がより好ましい。Rは、各々独立に、水素原子、ベンジル基、アルキル基、下記一般式(12)である。)
(式(12)中、Arは、各々独立に、フェニレン基、ナフチレン基であり、mは1又は2の整数である。)
次に、下記一般式(9)で表される化合物について説明する。このような構造を有するシアン酸エステル化合物を用いた硬化物は、難燃性、低吸水性、吸湿耐熱性、耐熱性、低熱膨張、低誘電、低誘電正接等により優れる傾向にある。
(式(9)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Raは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアラルキル基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアルキルアリール基を表し、lはAr1に結合するシアナト基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは4-l、ナフチレン基のときは6-l、ビフェニレン基のときは8-lであり、nは平均繰り返し数を表し、0~50の整数であり、Xは、各々独立に、単結合、炭素数1~50の2価の有機基(水素原子がヘテロ原子に置換されていてもよい)、窒素数1~10の2価の有機基(-N-R-N-など)、カルボニル基(-CO-)、カルボキシ基(-C(=O)O-)、カルボニルジオキサイド基(-OC(=O)O-)、スルホニル基(-SO2-)、2価の硫黄原子又は2価の酸素原子のいずれかを表す。)
(式(10)中、Ar2は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rb、Rc、Rf、及びRgは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基を表す。Rd、Reは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、又はヒドロキシ基を表し、pは0~5の整数を示す。)
(式(2d)中、zは4~7の整数を表し、式(2i)中、Rは、各々独立に、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。)
次に、ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物について説明する。ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物としては、シアナト基を有したナフタレン環と、ベンゼン環がアルキル基を介して結合した構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、上記一般式(9)においてAr1がナフチレン基であり、Xが上記一般式(2)で表され、Ar2がフェニレン基であるものが挙げられる。具体的には下記一般式(17)で表されるシアン酸エステル化合物が好ましい。下記一般式(17)で表されるシアン酸エステル化合物において、ベンゼン環に結合する2つのメチレン基はオルト位、メタ位、又はパラ位に結合することができる。このなかでも、ベンゼン環に結合する2つのメチレン基がベンゼン環のメタ位、パラ位に結合していることが好ましい。このようなナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物により得られる硬化物は、熱膨張率が低く、燃焼性、低吸水性、及び吸湿耐熱性に優れる傾向にある。
(式(17)中、nは1~50の整数であり、好ましくは1~10の整数である。)
アダマンタン型シアン酸エステル化合物としては、シアナト基を有した芳香環と、アダマンチル基が結合した構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、上記一般式(9)においてXが上記一般式(2i)で表される基であるものが挙げられる。具体的には下記一般式(18)で表されるシアン酸エステル化合物が挙げられる。このようなアダマンタン型シアン酸エステル化合物により得られる硬化物は、熱膨張率が低く、難燃性及び耐熱性に優れる傾向にある。
(式(18)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rは、式(2i)中のRと同様であり、Raは、式(9)中のRaと同様であり、lはAr1に結合するヒドロキシ基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは5-lの整数であり、ナフチレン基のときは7-lの整数であり、ビフェニレン基のときは9-lの整数である。)
ダマンタン、1,3-ビス(4-メチル-2-シアナトフェニル)-5-イソプロピル-7-t-ブチルアダマンタン、1,3-ビス(4-メチル-2-シアナトフェニル)-5,7-ジ-t-ブチルアダマンタン、1,3-ビス(2,4-ジシアナトフェニル)-アダマンタン、が挙げられる。
上記一般式(9)で表される化合物のうち、上記ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物及び上記アダマンタン型シアン酸エステル化合物以外のその他のシアン酸エステル化合物としては、特に限定されず、例えば、シアナトベンゼン、1-シアナト-2-,1-シアナト-3-,又は1-シアナト-4-メチルベンゼン、1-シアナト-2-,1-シアナト-3-,又は1-シアナト-4-メトキシベンゼン、1-シアナト-2,3-,1-シアナト-2,4-,1-シアナト-2,5-,1-シアナト-2,6-,1-シアナト-3,4-又は1-シアナト-3,5-ジメチルベンゼン、シアナトエチルベンゼン、シアナトブチルベンゼン、シアナトオクチルベンゼン、シアナトノニルベンゼン、2-(4-シアナフェニル)-2-フェニルプロパン(4-α-クミルフェノールのシアネート)、1-シアナト-4-シクロヘキシルベンゼン、1-シアナト-4-ビニルベンゼン、1-シアナト-2-又は1-シアナト-3-クロロベンゼン、1-シアナト-2,6-ジクロロベンゼン、1-シアナト-2-メチル-3-クロロベンゼン、シアナトニトロベンゼン、1-シアナト-4-ニトロ-2-エチルベンゼン、1-シアナト-2-メトキシ-4-アリルベンゼン(オイゲノールのシアネート)、メチル(4-シアナトフェニル)スルフィド、1-シアナト-3-トリフルオロメチルベンゼン、4-シアナトビフェニル、1-シアナト-2-又は1-シアナト-4-アセチルベンゼン、4-シアナトベンズアルデヒド、4-シアナト安息香酸メチルエステル、4-シアナト安息香酸フェニルエステル、1-シアナト-4-アセトアミノベンゼン、4-シアナトベンゾフェノン、1-シアナト-2,6-ジ-tert-ブチルベンゼン、1,2-ジシアナトベンゼン、1,3-ジシアナトベンゼン、1,4-ジシアナトベンゼン、1,4-ジシアナト-2-tert-ブチルベンゼン、1,4-ジシアナト-2,4-ジメチルベンゼン、1,4-ジシアナト-2,3,5,6-テトラメチルベンゼン、1,3-ジシアナト-2,4,6-トリメチルベンゼン、1,3-ジシアナト-5-メチルベンゼン、1-シアナト又は2-シアナトナフタレン、1-シアナト4-メトキシナフタレン、2-シアナト-6-メチルナフタレン、2-シアナト-7-メトキシナフタレン、2,2'-ジシアナト-1,1'-ビナフチル、1,3-,1,4-,1,5-,1,6-,1,7-,2,3-,2,6-又は2,7-ジシアナトシナフタレン、2,2’-又は4,4’-ジシアナトビフェニル、4,4’-ジシアナトオクタフルオロビフェニル、2,4’-又は4,4’-ジシアナトジフェニルメタン、ビス(4-シアナト-3,5-ジメチルフェニル)メタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)エタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-シアナト-3-メチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(2-シアナト-5-ビフェニルイル)プロパン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-シアナト-3,5-ジメチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)ブタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)イソブタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)ペンタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)-3-メチルブタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)-2-メチルブタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)-2,2-ジメチルプロパン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)ブタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)ペンタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)ヘキサン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)-3-メチルブタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)-4-メチルペンタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)-3-メチルペンタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)-3,3-ジメチルブタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)ヘキサン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)ヘプタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)オクタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2-メチルペンタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2-メチルヘキサン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2,2-ジメチルペンタン、4,4-ビス(4-シアナトフェニル)-3-メチルヘプタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2-メチルヘプタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2,2-ジメチルヘキサン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2,4-ジメチルヘキサン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2,2,4-トリメチルペンタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、ビス(4-シアナトフェニル)フェニルメタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)-1-フェニルエタン、ビス(4-シアナトフェニル)ビフェニルメタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス(4-シアナト-3-イソプロピルフェニル)プロパン、1,1-ビス(3-シクロヘキシル-4-シアナトフェニル)シクロヘキサン、ビス(4-シアナトフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4-シアナトフェニル)-2,2-ジクロロエチレン、1,3-ビス[2-(4-シアナトフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、1,4-ビス[2-(4-シアナトフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、4-[ビス(4-シアナトフェニル)メチル]ビフェニル、4,4-ジシアナトベンゾフェノン、1,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2-プロペン-1-オン、ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、ビス(4-シアナトフェニル)スルフィド、ビス(4-シアナトフェニル)スルホン、4-シアナト安息香酸-4-シアナトフェニルエステル(4-シアナトフェニル-4-シアナトベンゾエート)、ビス-(4-シアナトフェニル)カーボネート、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)イソベンゾフラン-1(3H)-オン(フェノールフタレインのシアネート)、3,3-ビス(4-シアナト-3-メチルフェニル)イソベンゾフラン-1(3H)-オン(o-クレゾールフタレインのシアネート)、9,9’-ビス(4-シアナトフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-シアナト-3-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(2-シアナト-5-ビフェニルイル)フルオレン、トリス(4-シアナトフェニル)メタン、1,1,1-トリス(4-シアナトフェニル)エタン、1,1,3-トリス(4-シアナトフェニル)プロパン、α,α,α'-トリス(4-シアナトフェニル)-1-エチル-4-イソプロピルベンゼン、1,1,2,2-テトラキス(4-シアナトフェニル)エタン、テトラキス(4-シアナトフェニル)メタン、2,4,6-トリス(N-メチル-4-シアナトアニリノ)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(N-メチル-4-シアナトアニリノ)-6-(N-メチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、ビス(N-4-シアナト-2-メチルフェニル)-4,4’-オキシジフタルイミド、ビス(N-3-シアナト-4-メチルフェニル)-4,4’-オキシジフタルイミド、ビス(N-4-シアナトフェニル)-4,4’-オキシジフタルイミド、ビス(N-4-シアナト-2-メチルフェニル)-4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタルイミド、トリス(3,5-ジメチル-4-シアナトベンジル)イソシアヌレート、2-フェニル-3,3-ビス(4-シアナトフェニル)フタルイミジン、2-(4-メチルフェニル)-3,3-ビス(4-シアナトフェニル)フタルイミジン、2-フェニル-3,3-ビス(4-シアナト-3-メチルフェニル)フタルイミジン、1-メチル-3,3-ビス(4-シアナトフェニル)インドリン-2-オン、2-フェニル-3,3-ビス(4-シアナトフェニル)インドリン-2-オン、フェノールノボラック型シアン酸エステル、クレゾールノボラック型シアン酸エステル、フェノールアラルキル型シアン酸エステル、クレゾールアラルキル型シアン酸エステル、ビフェニルアラルキル型シアン酸エステル、フェノール変性キシレンホルムアルデヒド型シアン酸エステル、フェノール変性ジシクロペンタジエン型シアン酸エステル等が挙げられるが、特に制限されるものではない。これらのシアン酸エステル化合物は1種又は2種以上混合して用いることができる。
本実施形態の樹脂組成物は、上述したハロゲン化シアン製造工程及びシアネート化工程を経て得られた所定のシアン酸エステル化合物を必須成分として含む。また、本実施形態の樹脂組成物は、必要に応じて、上記2つの工程を経ずに得られたシアン酸エステル化合物(以下、「他のシアン酸エステル化合物」という。)、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、マレイミド化合物、フェノール樹脂、ベンゾオキサジン化合物、重合可能な不飽和基を有する化合物、及び無機充填材からなる群より選択される1種以上をさらに含んでもよい。本実施形態の樹脂組成物は、上記構成を有することにより、難燃性、低吸水性、吸湿耐熱性、耐熱性、低熱膨張、低誘電、低誘電正接等に優れる硬化物を得ることができる。
シアン酸エステル化合物は、上述したハロゲン化シアン製造工程及びシアネート化工程を経て得られたシアン酸エステル化合物を含有するものであれば限定されない。シアン酸エステル化合物は、1種単独で用いても又は2種以上を併用してもよい。
本実施形態の樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含むことにより、接着性、吸湿耐熱性、可撓性等により優れる傾向にある。エポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物であれば、一般に公知のものを用いることができ、その種類は特に限定されない。その具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、キシレンノボラック型エポキシ樹脂、多官能フェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格変性ノボラック型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、3官能フェノール型エポキシ樹脂、4官能フェノール型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキルノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキルノボラック型エポキシ樹脂、アラルキルノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ポリオール型エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂、グリシジルアミン、ブタジエンなどの二重結合をエポキシ化した化合物、水酸基含有シリコーン樹脂類とエピクロルヒドリンとの反応により得られる化合物、或いはこれらのハロゲン化物等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施形態の樹脂組成物が無機充填材を含むことにより、難燃性、低熱膨張、高熱伝導性、靱性等により優れる傾向にある。無機充填材としては、一般に公知のものを使用でき、その種類は特に限定されない。その具体的としては、カオリン、焼成カオリン、タルク、焼成タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、Eガラス、Aガラス、NEガラス、Cガラス、Lガラス、Dガラス、Sガラス、MガラスG20、ガラス短繊維(Eガラス、Tガラス、Dガラス、Sガラス、Qガラスなどのガラス微粉末類を含む。)、中空ガラス、球状ガラス等のケイ酸塩;ホワイトカーボン(湿式シリカ)、天然シリカ、溶融シリカ、合成シリカ、アモルファスシリカ、アエロジル、中空シリカ等のシリカ類;酸化チタン、アルミナ、ベーマイト、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等の酸化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩;水酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム加熱処理品(水酸化アルミニウムを加熱処理し、結晶水の一部を減じたもの)、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物;硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩又は亜硫酸塩;ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩;窒化アルミニウム、窒化ホウ素、凝集窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素等の窒化物;チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸塩;錫酸亜鉛等の錫酸塩;酸化モリブデン、モリブデン酸亜鉛等のモリブデン化合物;スチレン型、ブタジエン型、アクリル型などのゴムパウダー、コアシェル型のゴムパウダー、シリコーン複合パウダー、シリコーンレジンパウダー、シリコーンゴムパウダー等のゴム系充填材が挙げられる。これらの無機充填材は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施形態の樹脂組成物は、オキセタン樹脂を含むことにより、接着性や可撓性等により優れる傾向にある。オキセタン樹脂としては、一般に公知のものを使用でき、その種類は特に限定されない。その具体例としては、オキセタン、2-メチルオキセタン、2,2-ジメチルオキセタン、3-メチルオキセタン、3,3-ジメチルオキセタン等のアルキルオキセタン、3-メチル-3-メトキシメチルオキセタン、3,3’-ジ(トリフルオロメチル)パーフルオキセタン、2-クロロメチルオキセタン、3,3-ビス(クロロメチル)オキセタン、ビフェニル型オキセタン、OXT-101(東亞合成製商品名)、OXT-121(東亞合成製商品名)等が挙げられる。これらのオキセタン樹脂は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施形態の樹脂組成物がマレイミド化合物を含むことにより、耐熱性、吸湿耐熱性、靱性等により優れる傾向にある。マレイミド化合物としては、1分子中に1個以上のマレイミド基を有する化合物であれば、一般に公知のものを使用でき、その種類は特に限定されない。その具体例としては、4,4-ジフェニルメタンビスマレイミド、フェニルメタンマレイミド、m-フェニレンビスマレイミド、2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)-フェニル)プロパン、3,3-ジメチル-5,5-ジエチル-4,4-ジフェニルメタンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、1,6-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン、4,4-ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4-ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、ポリフェニルメタンマレイミド、及びこれらマレイミド化合物のプレポリマー、もしくはマレイミド化合物とアミン化合物のプレポリマー等が挙げられるが、特に制限されるものではない。これらのマレイミド化合物は1種又は2種以上混合して用いることができる。
本実施形態の樹脂組成物がフェノール樹脂を含むことにより、接着性や可撓性等により優れる傾向にある。フェノール樹脂としては、1分子中に2個以上のヒドロキシ基を有するフェノール樹脂であれば、一般に公知のものを使用でき、その種類は特に限定されない。その具体例としては、ビスフェノールA型フェノール樹脂、ビスフェノールE型フェノール樹脂、ビスフェノールF型フェノール樹脂、ビスフェノールS型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック型フェノール樹脂、グリシジルエステル型フェノール樹脂、アラルキルノボラック型フェノール樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、クレゾールノボラック型フェノール樹脂、多官能フェノール樹脂、ナフトール樹脂、ナフトールノボラック樹脂、多官能ナフトール樹脂、アントラセン型フェノール樹脂、ナフタレン骨格変性ノボラック型フェノール樹脂、フェノールアラルキル型フェノール樹脂、ナフトールアラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、ポリオール型フェノール樹脂、リン含有フェノール樹脂、水酸基含有シリコーン樹脂類等が挙げられるが、特に制限されるものではない。これらのフェノール樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施形態の樹脂組成物は、ベンゾオキサジン化合物を含むことにより、難燃性、耐熱性、低吸水性、低誘電等により優れる傾向にある。ベンゾオキサジン化合物としては、1分子中に2個以上のジヒドロベンゾオキサジン環を有する化合物であれば、一般に公知のものを用いることができ、その種類は特に限定されない。その具体例としては、ビスフェノールA型ベンゾオキサジンBA-BXZ(小西化学製商品名)ビスフェノールF型ベンゾオキサジンBF-BXZ(小西化学製商品名)、ビスフェノールS型ベンゾオキサジンBS-BXZ(小西化学製商品名)等が挙げられる。これらのベンゾオキサジン化合物は、1種又は2種以上混合して用いることができる。
本実施形態の樹脂組成物が重合可能な不飽和基を有する化合物を含むことにより、耐熱性や靱性等により優れる傾向にある。重合可能な不飽和基を有する化合物としては、一般に公知のものを使用でき、その種類は特に限定されない。その具体例としては、エチレン、プロピレン、スチレン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル等のビニル化合物;メチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の1価又は多価アルコールの(メタ)アクリレート類;ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレート等のエポキシ(メタ)アクリレート類;ベンゾシクロブテン樹脂;(ビス)マレイミド樹脂等が挙げられる。これらの不飽和基を有する化合物は、1種又は2種以上混合して用いることができる。
本実施形態における樹脂組成物には、上記した化合物ないし樹脂に加えて、更に、シアン酸エステル、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、重合可能な不飽和基を有する化合物の重合を触媒する重合触媒、及び/又は硬化速度を適宜調節するための硬化促進剤を配合することができる。重合触媒及び/又は硬化促進剤としては、一般に公知のものを使用でき、その種類は特に限定されない。その具体例としては、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、アセチルアセトン鉄等の金属塩;オクチル酸ニッケル、オクチル酸マンガン等の有機金属塩類;フェノール、キシレノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、オクチルフェノール、ノニルフェノール等のフェノール化合物;1-ブタノール、2-エチルヘキサノール等のアルコール類;2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体;これらのイミダゾール類のカルボン酸もしくはその酸無水類の付加体等の誘導体;ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4-メチル-N,N-ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物;ホスフィン系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、ホスホニウム系化合物、ダイホスフィン系化合物等のリン化合物;エポキシ-イミダゾールアダクト系化合物、ベンゾイルパーオキサイド、p-クロロベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシカーボネート等の過酸化物;及びアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等が挙げられる。これら触媒は市販のものを使用してもよく、例えば、アミキュアPN?23(味の素ファインテクノ社製、ノバキュアHX?3721(旭化成社製)、フジキュアFX?1000(富士化成工業社製)等が挙げられる。これらの重合触媒及び/又は硬化促進剤は、1種又は2種以上混合して用いることができる。
更に、本実施形態の樹脂組成物は、必要に応じて、他の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂及びそのオリゴマー、エラストマー類などの種々の高分子化合物、硬化触媒、硬化促進剤、着色顔料、消泡剤、表面調整剤、難燃剤、溶媒、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光重合開始剤、蛍光増白剤、光増感剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、流動調整剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光沢剤、重合禁止剤、シランカップリング剤等の公知の添加剤を含有していてもよい。また、必要に応じて、溶媒を含有していてもよい。これら任意の添加剤は、1種又は2種以上混合して使用することができる。
本実施形態の硬化物は、本実施形態の樹脂組成物を硬化させてなるものである。硬化物の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、樹脂組成物を溶融又は溶媒に溶解させた後、型内に流し込み、熱や光などを用いて通常の条件で硬化させることにより得ることができる。熱硬化の場合、硬化温度は、特に限定されないが、硬化が効率的に進み、かつ得られる硬化物の劣化を防止する観点から、120℃から300℃の範囲内が好ましい。光硬化の場合、光の波長領域は、特に限定されないが、光重合開始剤等により効率的に硬化が進む100nmから500nmの範囲で硬化させることが好ましい。
本実施形態のプリプレグは、基材と、該基材に含浸又は塗布された本実施形態の樹脂組成物と、を有する。プリプレグは、プリント配線板の絶縁層、半導体パッケージ用材料として用いることができる。
基材としては、プリプレグに要求される性能、例えば、強度、吸水率、熱膨張係数等に応じて、一般的に公知のものを適宜選択して用いることができ、特に限定されない。その具体例としては、ガラス繊維基材、合成繊維基材、有機繊維基材、及び無機繊維基材が挙げられる。ガラス繊維基材を構成するガラス繊維としては、例えば、Aガラス、Cガラス、Dガラス、Eガラス、Hガラス、Lガラス、NEガラス、Qガラス、Sガラス、Tガラス、UNガラス、及び球状ガラスが挙げられる。合成繊維基材を構成する合成繊維としては、例えば、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維等のポリアミド系樹脂繊維;ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維等のポリエステル系樹脂繊維;ポリイミド樹脂繊維;フッ素樹脂繊維等が挙げられる。有機繊維基材としては、例えば、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙等を主成分とする紙基材が挙げられる。無機繊維基材を構成する無機繊維としては、例えば、クォーツなどのガラス以外の無機繊維が挙げられる。基材の形状としては、特に限定されないが、例えば、織布、不織布、ロービング、チョップドストランドマット、サーフェンシングマットなどが挙げられる。基材は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、基材の厚みは、特に限定されないが、積層板用途であれば0.01~0.2mmの範囲が好ましく、特に超開繊処理や目詰め処理を施した織布が、寸法安定性の観点から好適である。さらに、エポキシシラン処理、アミノシラン処理などのシランカップリング剤などで表面処理したガラス織布は吸湿耐熱性の観点から好ましい。また、液晶ポリエステル織布は、電気特性の面から好ましい。
本実施形態の積層板は、プリプレグを少なくとも1枚以上含む層と、該層の片面又は両面に積層された金属箔と、を有する。積層板の製造方法としては、一般に公知の方法を適宜適用でき、特に限定されない。例えば、上記のプリプレグと金属箔とを積層し、加熱加圧成形することで積層板を得ることができる。このとき、加熱する温度は、特に限定されないが、65~300℃が好ましく、120~270℃がより好ましい。また、加圧する圧力は、特に限定されないが、2~5MPaが好ましく、2.5~4MPaがより好ましい。積層板は、金属張積層板及び多層板として使用することもできる。
本実施形態の金属張積層板は、上述したプリプレグを少なくとも1枚以上重ね、その片面もしくは両面に金属箔を配して積層成形したものである。具体的には、前述のプリプレグを一枚あるいは複数枚重ね、その片面もしくは両面に銅やアルミニウムなどの金属箔を配置して、積層成形することにより作製することができる。ここで使用する金属箔は、プリント配線板材料に用いられているものであれば、特に限定されないが、圧延銅箔や電解銅箔等の銅箔が好ましい。また、金属箔の厚みは、特に限定されないが、2~70μmが好ましく、3~35μmがより好ましい。成形条件としては、通常のプリント配線板用積層板及び多層板の手法が適用できる。例えば、多段プレス機、多段真空プレス機、連続成形機、オートクレーブ成形機などを使用し、温度180~350℃、加熱時間100~300分、面圧20~100kg/cm2で積層成形することにより本実施形態の金属張積層板を製造することができる。
また、上記のプリプレグと、別途作製した内層用の配線板とを組み合わせて積層成形することにより、多層板とすることもできる。多層板の製造方法としては、例えば、上述したプリプレグ1枚の両面に35μmの銅箔を配置し、上記条件にて積層形成した後、内層回路を形成し、この回路に黒化処理を実施して内層回路板を形成し、その後、この内層回路板と上記のプリプレグとを交互に1枚ずつ配置し、さらに最外層に銅箔を配置して、上記条件にて好ましくは真空下で積層成形することにより、多層板を作製することができる。
本実施形態の封止用材料は、樹脂組成物を含む。封止用材料の製造方法としては、一般に公知の方法を適宜適用でき、特に限定されない。例えば、上記した樹脂組成物と、封止材料用途で一般的に用いられる各種公知の添加剤或いは溶媒等を、公知のミキサーを用いて混合することで封止用材料を製造することができる。なお、混合の際の、シアン酸エステル化合物、各種添加剤、溶媒の添加方法は、一般に公知の方法を適宜適用でき、特に限定されない。
本実施形態の繊維強化複合材料は、樹脂組成物と、強化繊維とを含む。強化繊維としては、一般的に公知のものを用いることができ、特に限定されない。その具体例としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、PBO繊維、高強力ポリエチレン繊維、アルミナ繊維、及び炭化ケイ素繊維などが挙げられる。強化繊維の形態や配列については、特に限定されず、織物、不織布、マット、ニット、組み紐、一方向ストランド、ロービング、チョップド等から適宜選択できる。また、強化繊維の形態としてプリフォーム(強化繊維からなる織物基布を積層したもの、又はこれをステッチ糸により縫合一体化したもの、あるいは立体織物や編組物などの繊維構造物)を適用することもできる。
本実施形態の接着剤は、本実施形態の樹脂組成物を含む。接着剤の製造方法としては、一般に公知の方法を適宜適用でき、特に限定されない。例えば、上記した樹脂組成物と、接着剤用途で一般的に用いられる各種公知の添加剤或いは溶媒等を、公知のミキサーを用いて混合することで接着剤を製造することができる。なお、混合の際の、シアン酸エステル化合物、各種添加剤、溶媒の添加方法は、一般に公知の方法を適宜適用でき、特に限定されない。
樹脂複合シートは、支持体と、該支持体の表面に配された樹脂層と、を含み、樹脂層が、本実施形態の樹脂組成物を含む。他方、本実施形態の樹脂複合シートは、上記の本実施形態の樹脂組成物を溶剤に溶解させた溶液を支持体に塗布し乾燥することで得ることができる。ここで用いる支持体としては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体フィルム、並びにこれらのフィルムの表面に離型剤を塗布した離型フィルム、ポリイミドフィルム等の有機系のフィルム基材、銅箔、アルミ箔等の導体箔、ガラス板、SUS板、FRP等の板状のものが挙げられるが、特に限定されるものではない。塗布方法としては、例えば、本実施形態の樹脂組成物を溶剤に溶解させた溶液を、バーコーター、ダイコーター、ドクターブレード、ベーカーアプリケーター等で支持体上に塗布する方法が挙げられる。また、乾燥後に、積層シートから支持体を剥離又はエッチングすることで、単層シート(樹脂シート)とすることもできる。なお、上記の本実施形態の樹脂組成物を溶剤に溶解させた溶液を、シート状のキャビティを有する金型内に供給し乾燥する等してシート状に成形することで、支持体を用いることなく単層シート(樹脂シート)を得ることもできる。
フィルムは、樹脂組成物をシート状に成形してなる。このフィルムは、例えば、ビルドアップ用フィルム又はドライフィルムソルダーレジストとして用いることができる。フィルムの製造方法としては、特に限定されないが、例えば、基材として剥離可能なプラスチックフィルムを用いて本実施形態の樹脂組成物を溶剤に溶解させた溶液をプラスチックフィルムに塗布し乾燥する方法が挙げられる。ここで、溶剤は20℃~150℃の温度で1~90分間加熱することで乾燥することができる。また、フィルムは、樹脂組成物から溶剤を乾燥しただけの未硬化の状態で使用することもできるし、必要に応じて半硬化(Bステージ化)の状態にして使用することもできる。
プリント配線板は、絶縁層と、該絶縁層の表面に形成された導体層と、を含み、絶縁層が、本実施形態の樹脂組成物を含む。すなわち、上述したプリプレグ(基材及びこれに含浸又は塗布された本実施形態の樹脂組成物)、上述した金属張積層板の樹脂組成物の層(本実施形態の樹脂組成物からなる層)が、本実施形態の樹脂組成物を含む絶縁層から構成されることになる。
予め調製した、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、ハロゲン化シアン製造終点における反応液40gを添加して、ハロゲン化シアンをジクロロメタン相に抽出する操作を行った。ジクロロメタン相及び水相の着色の有無をそれぞれ確認し、ジクロロメタン相が着色した場合は未反応ハロゲンがあると判断した。
予め調製した、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、ハロゲン化シアン製造終点における反応液40gを添加し、ハロゲン化シアンをジクロロメタン相に抽出する操作を行った。得られたジクロロメタン相1μLを、ガスクロマトグラフィー(AgilentTechnologies社製6890)に注入し分析を実施した。また、得られた水相7.5gと、予め調製した、5℃に冷却した50質量%N,N-ジメチルホルムアミド水溶液7.5gと、1,4-ジオキサン0.15gと、を混合して得られた水溶液1μLを、ガスクロマトグラフィー(AgilentTechnologies社製6890)に注入し分析を実施した。水相の分析においては、検出器としてFID、カラムとしてAgilentTechnologies社製 DB-1(長さ30m×内径0.32mm×膜厚1μm)を用いた。また、ジクロロメタン相の分析においては、検出器としてTCD、カラムとしてAgilentTechnologies社製 DB-WAX(長さ30m×内径0.25mm×膜厚0.25μm)を用いた。ジクロロメタン相中のハロゲン化シアン、未反応シアン化水素及びジクロロメタンの各々の濃度(質量%)は、空気を除く全揮発成分ピークの面積100%に対する面積%を算出し、この面積%を質量%とした。また、水相中のハロゲン化シアン、未反応シアン化水素及びジクロロメタンは、1,4-ジオキサンを内部標準に用いた内部標準法にて定量した。ジクロロメタン相及び水相の、ハロゲン化シアン、未反応シアン化水素及びジクロロメタンの定量値、並びに、ジクロロメタンのバランスから、ハロゲン化シアン製造終点における反応液中の未反応シアン化水素の物質量(A)モル及び生成したハロゲン化シアンの物質量(B)モルを求め、(A):(A)+(B)の比を算出した。
シアネート化工程における反応液(有機溶媒側)1gを50gのテトラヒドロフラン(溶媒)に溶解させた溶液2μLを、高速液体クロマトグラフィー(株式会社日立ハイテクノロジーズ社製高速液体クロマトグラフLachromElite)に注入し分析を実施した。カラムとしては東ソー株式会社製TSKgel ODS-120T(長さ25cm×内径4.6mm)を用い、移動相としてはアセトニトリル/水(80/20 体積比)用い、流速は1mL/min.とし、検出波長は274nmとした。反応進行度は、以下のように定義した。
反応進行度(%)=C/(C+D+E)×100
反応進行度(%)=F/(F+G+H+I)×100
反応進行度(%)=J/(J+K+L)×100
(式(25)中、nは1~50の整数を表す)
シアネート化工程における反応液(有機溶媒側)1μLをガスクロマトグラフィー(AgilentTechnologies社製6850)に注入し分析を実施した。検出器としてTCD、カラムとしてAgilentTechnologies社製 DB-WAX(長さ30m×内径0.25mm×膜厚0.25μm)を用いた。副生したジシアン(及びジアルキルシアノアミド)の揮発成分中の濃度(質量%)は、空気を除く全揮発成分ピークの面積を100%に対する面積%を算出し、この面積%を揮発成分中の質量%とした。
シアン酸エステル化合物1gを1,4-ジオキサン30mL(溶媒)に溶解させ、得られた溶液に5mol/Lの水酸化カリウム/水-メタノール溶液を加えた。該溶液を還流状態で1時間(バス温150℃)加熱させた後に脱離するハロゲンイオン量(M)を、硝酸銀溶液を用いた電位差滴定で測定した。滴定にはメトローム社製電位差自動滴定装置タイトランド809型を、電極には銀電極を用いた。また、別途、シアン酸エステル化合物1gを2-ブタノン150mL(溶媒)に溶解させた。この溶液中のハロゲンイオン量(N)を、硝酸銀溶液を用いた電位差滴定で測定した。前記、(M)から(N)を差し引いた値を加水分解性ハロゲンと定義し評価した。
シアン酸エステル化合物5mgを、アルゴン/酸素ガスを通気しながら、1000℃で燃焼・分解させ、発生したハロゲン含有ガスを吸収液(リン酸(リン原子濃度:1mg/L)及び過酸化水素(60mg/L)含有水溶液)で捕集し、この吸収液100μLをイオンクロマトグラフ(ダイオネクス社製DionexICS-1500)に注入し分析を実施した。予めイオンクロマト標準液を用いて検量線を作成し、絶対検量法によりハロゲンを定量した。この定量値を全ハロゲンと定義し評価した。シアン酸エステル化合物の燃焼及び分解には、ダイヤインスツルメンツ社製AQF-100+GA100を用いた。また、イオンクロマトグラフのカラムとしてはダイオネクス社製IonPac AG12AとAS12A、移動相としては2.7mM炭酸ナトリウム+0.3mM炭酸水素ナトリウムを用い、流速は1.5mL/min.とし、検出器としては電気伝導度を検出する装置を用いた。
シアン酸エステル化合物を、ゲル化試験器(日新科学株式会社製型番R-1-4-704)を用いて、170℃にて、ゲル化するまでの時間を測定した。
シアン酸エステル化合物50質量部、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬製NC3000FH)50質量部及びオクチル酸亜鉛(日本化学産業株式会社製、商標ニッカオクチック亜鉛、金属含有量18%)0.05質量部を撹拌混合して得た組成物について、ゲル化試験器(日新科学株式会社製型番R-1-4-704)を用いて、170℃にて、ゲル化するまでの時間を測定した。
3.8質量%シアン化水素水溶液1464g(シアン化水素56.3g(2.08mol)及び水1407.3g)へ、液温0~5℃を保ちながら、撹拌下、塩素145.5g(2.05mol)(フジオックス株式会社製)を7時間かけて吹き込んだ。シアン化水素の使用量は、塩素分子1モルに対して、1.0153モルとした。反応液のpHは7未満であった。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った。その結果、ジクロロメタン相及び水相ともに無色であり、未反応塩素分子が存在しないことを確認した(塩素の転化率は99.9%以上であった。)。
また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.02100:1であった。
液温0~5℃を保ったまま、反応終了後の溶液にジクロロメタン249gを添加し、これを溶液1とした。これらの結果を表1に示す。
1-ナフトールアラルキル樹脂(新日鉄住金化学株式会社製)300g(OH基換算1.28mol)及びトリエチルアミン194.6g(1.92mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)をジクロロメタン1800gに溶解させ、これを溶液2とした。
前記溶液1(塩化シアンがヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)(ハロゲン化シアン溶液e)を、撹拌下、液温-2~-0.5℃に保ちながら、溶液2を30分かけて滴下した。溶液2滴下後の反応進行度は80.6%、ジシアン濃度は0.071質量%であった。溶液2滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン65g(0.64mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.5モルとなる量)をジクロロメタン65gに溶解させた溶液(溶液3)を10分かけて滴下した。溶液3滴下後の反応進行度は99.5%、ジシアン濃度は0.075質量%であった。溶液3滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した。なお、反応中の反応液のpHをpHメーター(IQ Scientific Instruments社製、製品名IQ150)で測定したところ-0.1以下であった。使用した塩基性触媒量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に、使用した塩基性化合物量に対する副生成物ジシアンの濃度を表3に示す。
その後反応液を静置してジクロロメタン相と水相を分離した。得られたジクロロメタン相を水1300gで5回洗浄した。水洗5回目の廃水の電気伝導度は5μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。
水洗後のジクロロメタン相を減圧下で濃縮し、2-ブタノン溶液への溶媒置換を5回行い、目的とするシアン酸エステル化合物50質量%の2-ブタノン溶液663gを得た。得られたシアン酸エステル化合物中の、加水分解性塩素は23ppm、全塩素は141ppm、ゲル化時間1は68分、ゲル化時間2は12.9分であった。これらの結果を表4に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
98質量%シアン化ナトリウム32.3g(0.65mol)を水128gに溶解させ、これを溶液4とした。36質量%塩酸水溶液91.2g(塩酸0.9mol)(シアン化ナトリウムに対して1.39モル)及び水317.7gを、撹拌下、液温-3~-1℃に保ちながら、溶液4を36分かけて滴下した。溶液4滴下終了後、液温-2~-1℃を保ちながら、塩素45.4g(0.64mol)(フジオックス株式会社製)を3時間かけて吹き込んだ。シアン化ナトリウムの使用量は、塩素分子1モルに対して、1.0088モルとした。なお、反応液のpHは7未満であった。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った結果、ジクロロメタン相及び水相は無色であり、未反応塩素分子が存在しなくなったことを確認した(塩素の転化率は99.9%以上であった。)。
また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.02174:1であった。
液温0~5℃を保ったまま、本反応液にジクロロメタン91.8g及び水10gを添加した。これを溶液5とした。これらの結果を表1に示す。
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)イソブタン(和光純薬工業株式会社製)48.5g(OH基換算0.40mol)及びトリエチルアミン72.9g(0.72mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.8モルとなる量)をジクロロメタン118.6gに溶解させ、これを溶液6とした。前記溶液5(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.6モルとなる量)(ハロゲン化シアン溶液f)を、撹拌下、液温-7~-1℃に保ちながら、溶液6を29分かけて滴下した。溶液6滴下後の反応進行度は37.1%であった。溶液6滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン28.4g(0.28mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.7モルとなる量)をジクロロメタン28.4gに溶解させた溶液(溶液7)を9分かけて滴下した。溶液7滴下後の反応進行度は95.3%であった。溶液7滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン8.1g(0.08mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.2モルとなる量)をジクロロメタン8.1gに溶解させた溶液(溶液8)を2.6分かけて滴下した。溶液8滴下後の反応進行度は99.6%であった。溶液8滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した。なお、反応中の反応液のpHは-0.2以下であった。使用した塩基性触媒量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に示す。
その後反応液を静置してジクロロメタン相と水相を分離した。得られたジクロロメタン相を、0.1mol/L塩酸水201gで1回、その後、水201gで5回洗浄した。水洗5回目の廃水の電気伝導度は8μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。水洗後のジクロロメタン相を減圧下で濃縮し、最終的に90℃で1時間濃縮乾固させて目的とする1,1-ビス(4-シアナトフェニル)イソブタンを58.2g得た。得られたシアン酸エステル化合物中の、加水分解性塩素は40ppmであった。これらの結果を表4に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
98質量%シアン化ナトリウム34.0g(0.68mol)を水98.0gに溶解させ、これを溶液9とした。36質量%塩酸水溶液71.0g(塩酸0.70mol)(シアン化ナトリウムに対して1.03モル)及び水294.1gを、撹拌下、液温0~5℃に保ちながら、溶液9を20分かけて滴下し、これを溶液10とした。29質量%臭素水溶液(臭素107.6g(0.67mol)(和光純薬工業株式会社製)及び水263.5g)を、撹拌下、液温0~5℃を保ちながら、溶液10を3.2時間かけて滴下した。シアン化ナトリウムの使用量は、臭素分子に対して、1.0091モルとした。なお、反応液のpHは7未満であった。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った結果、ジクロロメタン相及び水相は無色であり、未反応臭素分子が存在しなくなったことを確認した(臭素の転化率は99.9%以上であった。)。
また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.00645:1であった。
液温0~5℃を保ったまま、本反応液にクロロホルム149.3gを添加し、撹拌混合後、静置して有機相と水相を物理的に分離し、23質量%臭化シアンのクロロホルム溶液を得た(溶液11)。これらの結果を表1に示す。
1-ナフトールアラルキル樹脂(新日鉄住金化学株式会社製)40g(OH基換算0.19mol)及びトリエチルアミン20.6g(0.20mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.1モルとなる量)をクロロホルム240gに溶解させ、これを溶液12とした。前記溶液11(臭化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して2.0モルとなる量)(ハロゲン化シアン溶液g)170.6gを、撹拌下、液温-7~-3℃に保ちながら、溶液12を40分かけて滴下した。溶液12滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン15.0g(0.15mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.8モルとなる量)をクロロホルム30gに溶解させた溶液(溶液13)を30分かけて滴下した。溶液13滴下後の反応進行度は98.7%であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に示す。
この反応液をろ過した後、得られたろ液を0.1mol/L塩酸水500gで1回、その後、水500gで4回洗浄した。水洗4回目の廃水の電気伝導度は30μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。水洗後の有機相を減圧下で濃縮し、最終的に90℃で1時間濃縮乾固させて目的とするシアン酸エステル化合物を44g得た。得られたシアン酸エステル化合物中の、加水分解性臭素は25ppmであった。これらの結果を表4に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
98質量%シアン化ナトリウム14.1g(0.28mol)を水40.8gに溶解させ、これを溶液14とした。36質量%塩酸水溶液29.5g(塩酸0.29mol)(シアン化ナトリウムに対して1.03モル)及び水122.4gを、撹拌下、液温0~5℃に保ちながら、溶液14を10分かけて滴下し、これを溶液15とした。29質量%臭素水溶液(臭素44.8g(0.28mol)(和光純薬工業株式会社製)及び水109.6g)を、撹拌下、液温0~5℃を保ちながら、溶液15を1.3時間かけて滴下した。シアン化ナトリウムの使用量は、臭素分子に対して、1.0091モルとした。なお、反応液のpHは7未満であった。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った結果、ジクロロメタン相及び水相は無色であり、未反応臭素分子が存在しなくなったことを確認した(臭素の転化率は99.9%以上であった。)。また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.00645:1であった。液温0~5℃を保ったまま、本反応液にクロロホルム62.1gを添加し、撹拌混合後、静置して有機相と水相を物理的に分離し、23質量%臭化シアンのクロロホルム溶液を得た(溶液16)。これらの結果を表1に示す。
前記溶液16(臭化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)71.0gに、テトラヒドロフラン50g及びトリス(4-ヒドロキシフェニル)メタン(本州化学株式会社製)10g(OH基換算0.10mol)を加え溶解させ、これを溶液17とした(ハロゲン化シアン溶液h)。溶液17を、撹拌下、液温-7~-1℃に保ちながら、トリエチルアミン14.6g(0.14mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.4モルとなる量)をクロロホルム42gに溶解させた溶液(溶液18)を30分かけて滴下した。溶液18滴下後の反応進行度は98.5%であった。
この反応液をろ過した後、得られたろ液を0.1mol/L塩酸水100gで1回、その後、水100gで4回洗浄した。水洗4回目の廃水の電気伝導度は30μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。これに硫酸ナトリウムを添加して水分を吸着除去後、50℃、減圧下で濃縮し、黄色の粗結晶を得た。得られた粗結晶についてヘキサンとアセトンの混合溶媒により再結晶を行った。ろ過及びヘキサン洗浄を施した後、減圧乾燥を行い、目的とするトリス(4-シアナトフェニル)メタンを12.5g得た。得られたシアン酸エステル化合物中の、加水分解性臭素は30ppmであった。これらの結果を表4に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
5.2質量%シアン化水素水溶液3587.5g(シアン化水素187.5g(6.94mol)及び水3400g)へ、液温-5~0℃を保ちながら、撹拌下、塩素476.4g(6.72mol)(フジオックス株式会社製)を6時間かけて吹き込んだ。シアン化水素の使用量は、塩素分子に対して、1.0336モルとした。なお、反応液のpHは7未満であった。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った結果、ジクロロメタン相及び水相は無色であり、未反応塩素分子が存在しなくなったことを確認した(塩素の転化率は99.9%以上であった。)。また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.00641:1であった。液温-5~0℃を保ったまま、本反応液にジクロロメタン992.7g及び水1580.2gを添加し、撹拌混合後、静置してジクロロメタン相と水相を物理的に分離し、23.3%塩化シアンのジクロロメタン溶液を得た(溶液19)。分液後の(A):(A)+(B)の比は0.00456:1であった。これらの結果を表1に示す。
ビス(4-ヒドロキシフェニル)ビフェニルメタン50g(OH基換算0.28mol)、水酸化ナトリウム12.5g(0.31mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.1モルとなる量)及びトリエチルアミン5.0g(0.05mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.17モルとなる量)を水550gに溶解させ、これを溶液20とした。前記溶液19(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.7モルとなる量)(ハロゲン化シアン溶液g)127.4gを、撹拌下、液温-5~0℃に保ちながら、溶液20を2時間かけて滴下した。溶液20滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、水酸化ナトリウム4.6g(0.12mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.4モルとなる量)を水200gに溶解させた溶液(溶液21)を1時間かけて滴下した。溶液21滴下後の反応進行度は94.9%であった。溶液21滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に示す。
その後反応液を静置してジクロロメタン相と水相を分離した。得られたジクロロメタン相を水1000gで4回洗浄した。水洗4回目の廃水の電気伝導度は20μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。水洗後のジクロロメタン相を減圧下で濃縮し、最終的に80℃で2時間濃縮乾固させて目的とするビス(4-シアナトフェニル)ビフェニルメタンを53g得た。得られたシアン酸エステル化合物中の、加水分解性塩素は35ppmであった。これらの結果を表4に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
11.2質量%シアン化水素水溶液3660g(シアン化水素410g(15.2mol)及び水3250g)へ、液温-5~4.5℃を保ちながら、撹拌下、塩素1000g(14.1mol)(フジオックス株式会社製)を4.7時間かけて吹き込んだ。シアン化水素の使用量は、塩素分子に対して、1.0768モルとした。なお、反応液のpHは7未満であった。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った結果、ジクロロメタン相及び水相は無色であり、未反応塩素分子が存在しなくなったことを確認した(塩素の転化率は99.9%以上であった。)。また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.00884:1であった。液温-5~0℃を保ったまま、本反応液にジクロロメタン4000gを添加し、撹拌混合後、静置してジクロロメタン相と水相を物理的に分離し、23.3%塩化シアンのジクロロメタン溶液を得た(溶液22)。分液後の(A):(A)+(B)の比は0.00658:1であった。これらの結果を表1に示す。
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(和光純薬工業株式会社製)2850g(OH基換算25.0mol)、水酸化ナトリウム1119g(28.0mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.12モルとなる量)及びトリエチルアミン75g(0.74mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.03モルとなる量)を水34kgに溶解させ、これを溶液23とした。前記溶液22(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.43モルとなる量)(ハロゲン化シアン溶液g)を液温0~2℃を保ったまま400g/hrで連続的に供給したところへ、溶液23を液温0~5℃を保ったまま1636g/hrで連続的に供給した。溶液22及び溶液23供給後の反応進行度は98.5%であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に示す。
得られた反応液を、液温30~32℃の水600g/hrによって向流抽出を行った。水洗後のジクロロメタン相を減圧下で濃縮し、最終的に95℃で濃縮乾固させて目的とする2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパンを3422g得た。得られたシアン酸エステル化合物中の全塩素は52ppmであった。これらの結果を表4に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
4.0質量%シアン化水素水溶液1381(シアン化水素55.5g(2.06mol)及び水1326g)及び塩素153.9g(2.17mol)(フジオックス株式会社製)を用いた(シアン化水素の使用量は、塩素分子に対して、0.9478モルである)こと以外は、実施例1と同様にして塩化シアンを合成した。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った結果、水相が無色、ジクロロメタン相が黄色であり、未反応塩素分子が存在していることを確認した(塩素の転化率は99.9%未満)。また、この反応終点における溶液中に未反応のシアン化水素は検出されなかった。液温0~5℃を保ったまま、本反応液にジクロロメタン245.9gを添加し、これを溶液24とした。これらの結果を表1に示す。
1-ナフトールアラルキル樹脂(新日鉄住金化学株式会社製)300g(OH基換算1.28mol)及びトリエチルアミン194.6g(1.92mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モル)をジクロロメタン1800gに溶解させ、これを溶液25とした。前記溶液24(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)(ハロゲン化シアン溶液e)を、撹拌下、液温-4~-1℃に保ちながら、溶液25を30分かけて滴下した。溶液25滴下後の反応進行度は83.9%であった。溶液25滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン52g(0.51mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.4モルとなる量)をジクロロメタン52gに溶解させた溶液(溶液26)を8分かけて滴下した。溶液26滴下後の反応進行度は97.7%であった。溶液26滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン26g(0.26mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.2モルとなる量)をジクロロメタン26gに溶解させた溶液(溶液27)を4分かけて滴下した。溶液27滴下後の反応進行度は98.8%であった。溶液27滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した。反応中の反応液のpHは0.1以下であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に示す。
その後反応液を静置してジクロロメタン相と水相を分離した。得られたジクロロメタン相を水2000gで5回洗浄した。水洗5回目の廃水の電気伝導度は19μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。水洗後のジクロロメタン相を減圧下で濃縮し、2-ブタノン溶液への溶媒置換を5回行い、目的とするシアン酸エステル化合物50質量%の2-ブタノン溶液1150gを得た。得られたシアン酸エステル化合物中の、加水分解性塩素は2160ppm、全塩素は4500ppm、ゲル化時間1は27分、ゲル化時間2は9.5分であった。これらの結果を表4に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
11.0質量%シアン化水素水溶液3650(シアン化水素400g(14.8mol)及び水3250g)及び塩素1100g(15.5mol)(フジオックス株式会社製)を用いた(シアン化水素の使用量は、塩素分子に対して、0.9550モルである)こと以外は、実施例11と同様にして、塩化シアン合成及び後処理工程を行った。なお、塩化シアン合成反応終点における溶液40gを、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に添加し、抽出操作を行った結果、水相が無色、ジクロロメタン相が黄色であり、未反応塩素分子が存在していることを確認した(塩素の転化率は99.9%未満)。この反応終点における溶液中に未反応のシアン化水素は検出されなかった。この反応溶液を溶液28とした。これらの結果を表1に示す。
比較例3で得た溶液28を用いたこと以外は、実施例12と同様にして、シアン酸エステル合成を行った。溶液22及び溶液23供給後の反応進行度は97.9%であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に示す。
得られたシアン酸エステル化合物中の全塩素は793ppmであった。これらの結果を表4に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
5.4質量%シアン化水素水溶液3436.1g(シアン化水素186.1g(6.89mol)及び水3250g)へ、液温-5~0℃を保ちながら、撹拌下、塩素464.0g(6.54mol)(フジオックス株式会社製)を6時間かけて吹き込んだ。シアン化水素の使用量は、塩素分子に対して、1.0533モルとした。なお、反応液のpHは7未満であった。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った結果、ジクロロメタン相及び水相は無色であり、未反応塩素分子が存在しなくなったことを確認した(塩素の転化率は99.9%以上であった。)。また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.01891:1であった。液温-5~0℃を保ったまま、本反応液にジクロロメタン983.8g及び水1580gを添加し、これを溶液29とした。これらの結果を表1に示す。
1-ナフトールアラルキル樹脂(新日鉄住金化学株式会社製)1050g(OH基換算4.52mol)及びトリエチルアミン686g(6.78mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)をジクロロメタン5775gに溶解させ、これを溶液30とした)。前記溶液29(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.37モルとなる量)(ハロゲン化シアン溶液f)を、撹拌下、液温-4~-2℃に保ちながら、溶液30を1.8時間かけて滴下した。溶液30滴下後の反応進行度は85.6%、ジシアン濃度は0.069質量%であった。溶液30滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン247g(2.44mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.54モルとなる量)をジクロロメタン247gに溶解させた溶液(溶液31)を38分かけて滴下した。溶液31滴下後の反応進行度は98.7%、ジシアン濃度は0.087質量%であった。溶液31滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した。反応中の反応液のpHは0.63以下であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に、使用した塩基性化合物量に対する副生成物ジシアンの濃度を表3に示す。
その後反応液を静置してジクロロメタン相と水相を分離した。得られたジクロロメタン相を水3000kgで6回洗浄した。水洗6回目の廃水の電気伝導度は25μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。水洗後のジクロロメタン相を減圧下で濃縮し、2-ブタノン溶液への溶媒置換を5回行い、目的とするシアン酸エステル化合物50質量%の2-ブタノン溶液2323gを得た。得られたシアン酸エステル化合物中の、加水分解性塩素は21ppmであった。これらの結果を表4に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
5.5質量%シアン化水素水溶液3608.4g(シアン化水素197.4g(7.31mol)及び水3411g)へ、液温-5~0℃を保ちながら、撹拌下、塩素507.2g(7.15mol)(フジオックス株式会社製)を6時間かけて吹き込んだ。シアン化水素の使用量は、塩素分子に対して、1.0221モルとした。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った結果、ジクロロメタン相及び水相は無色であり、未反応塩素分子が存在しなくなったことを確認した(塩素の転化率は99.9%以上であった。)。また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.04509:1であった。液温-5~0℃を保ったまま、本反応液にジクロロメタン1029.5g及び水1580.1gを添加し、これを溶液32とした。これらの結果を表1に示す。
1-ナフトールアラルキル樹脂(新日鉄住金化学株式会社製)1050g(OH基換算4.55mol)及びトリエチルアミン690.8g(6.83mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)をジクロロメタン5775gに溶解させ、これを溶液33とした。前記溶液32(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.51モルとなる量)(ハロゲン化シアン溶液f)を、撹拌下、液温-4~-2℃に保ちながら、溶液33を1.8時間かけて滴下した。溶液33滴下後の反応進行度は86.9%、ジシアン濃度は0.174質量%であった。溶液33滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン276.3g(2.73mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.6モルとなる量)をジクロロメタン276.3gに溶解させた溶液(溶液34)を42分かけて滴下した。溶液34滴下後の反応進行度は98.5%、ジシアン濃度は0.217質量%であった。溶液34滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した。反応中の反応液のpHは0.55以下であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に、使用した塩基性化合物量に対する副生成物ジシアンの濃度を表3に示す。
その後反応液を静置してジクロロメタン相と水相を分離した得られたジクロロメタン相を水3000gで6回洗浄した。水洗6回目の廃水の電気伝導度は26μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。水洗後のジクロロメタン相を減圧下で濃縮し、2-ブタノン溶液への溶媒置換を5回行い、目的とするシアン酸エステル化合物50質量%の2-ブタノン溶液2325gを得た。得られたシアン酸エステル化合物中の、加水分解性塩素は25ppmであった。これらの結果を表4に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
1-ナフトールアラルキル樹脂(新日鉄住金化学株式会社製)40g(OH基換算0.17mol)及びトリエチルアミン26.4g(0.26mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)をジクロロメタン240gに溶解させ、これを溶液35とした。実施例9で得られた溶液19(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)68.8gに、36質量%塩酸水溶液26.4g及び水163.7gを加え、これを溶液36とした(ハロゲン化シアン溶液i)。溶液36を、撹拌下、液温-7~-2℃に保ちながら、溶液35を14分かけて滴下した。溶液35滴下後の反応進行度は87.2%、ジシアン濃度は0.014質量%であった。溶液35滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン5.3g(0.052mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.3モルとなる量)をジクロロメタン5.3gに溶解させた溶液(溶液36)を10秒かけて滴下した。溶液36滴下後の反応進行度は99.2%、ジシアン濃度は0.015質量%であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に、使用した塩基性化合物量に対する副生成物ジシアンの濃度を表3に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
5.2質量%シアン化水素水溶液3586.4gシアン化水素184.9g(6.85mol)及び水3401.5g)へ、液温-5~0℃を保ちながら、撹拌下、塩素473.7g(6.68mol)(フジオックス株式会社製)を6時間かけて吹き込んだ。シアン化水素の使用量は、塩素分子に対して、1.0251モルとした。なお、反応液のpHは7未満であった。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った結果、ジクロロメタン相及び水相は無色であり、未反応塩素分子が存在しなくなったことを確認した(塩素の転化率は99.9%以上であった。)。また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.00335:1であった。液温0~5℃を保ったまま、本反応液にジクロロメタン998g及び水1580.1gを添加し、撹拌混合後、静置してジクロロメタン相と水相を物理的に分離し、23.3%塩化シアンのジクロロメタン溶液を得、これを溶液37とした。これらの結果を表1に示す。
前記溶液37(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)68.8gに、36質量%塩酸水溶液26.4g、水147.5g及び1.5%シアン化水素水16.7gを加え、これを溶液38とした(この段階で(A):(A)+(B)の比は0.03351:1である)(ハロゲン化シアン溶液i)。溶液38を、撹拌下、液温-7~-1℃に保ちながら、実施例17で得られた溶液35を15分かけて滴下した。溶液35滴下後の反応進行度は79.9%、ジシアン濃度は0.124質量%であった。溶液35滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン7g(0.07mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.4モルとなる量)をジクロロメタン7gに溶解させた溶液(溶液39)を20秒かけて滴下した。溶液39滴下後の反応進行度は99.1%、ジシアン濃度は0.144質量%であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に、使用した塩基性化合物量に対する副生成物ジシアンの濃度を表3に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
1-ナフトールアラルキル樹脂(新日鉄住金化学株式会社製)40g(0.17mol)及びトリエチルアミン26.1g(0.26mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)をジクロロメタン240gに溶解させ、これを溶液40とした。実施例18で得られた溶液37(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)67.9gに、36質量%塩酸水溶液26.1g、水139.5g及び1.43質量%シアン化水素水22.5gを加え、これを溶液41とした(この段階で(A):(A)+(B)の比は0.04440:1である)(ハロゲン化シアン溶液i)。溶液41を、撹拌下、液温-7~-2℃に保ちながら、溶液40を14.5分かけて滴下した。溶液40滴下後の反応進行度は77.5%、ジシアン濃度は0.170質量%であった。溶液40滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン8.7g(0.086mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.5モルとなる量)をジクロロメタン8.7gに溶解させた溶液(溶液42)を3.7分かけて滴下した。溶液42滴下後の反応進行度は97.4%、ジシアン濃度は0.196質量%であった。溶液42滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン2.6g(0.026mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.15モルとなる量)をジクロロメタン2.6gに溶解させた溶液(溶液43)を1.7分かけて滴下した。溶液43滴下後の反応進行度は98.7%、ジシアン濃度は0.198質量%であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に、使用した塩基性化合物量に対する副生成物ジシアンの濃度を表3に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
実施例18で得られた溶液37(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)67.9gに、36質量%塩酸水溶液26.2g、水104.8g及び1.43質量%シアン化水素水58.2gを加え、これを溶液44とした(この段階で(A):(A)+(B)の比は0.10700:1である)(ハロゲン化シアン溶液i)。溶液44を、撹拌下、液温-8~-3℃に保ちながら、実施例20で得られた溶液40を15分かけて滴下した。溶液40滴下後の反応進行度は71.6%、ジシアン濃度は0.384質量%であった。溶液40滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン8.7g(0.086mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.5モルとなる量)をジクロロメタン8.7gに溶解させた溶液(溶液45)を4分かけて滴下した。溶液45滴下後の反応進行度は87.7%、ジシアン濃度は0.452質量%であった。溶液45滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン8.7g(0.086mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.5モルとなる量)をジクロロメタン8.7gに溶解させた溶液(溶液46)を3.8分かけて滴下した。溶液46滴下後の反応進行度は97.3%、ジシアン濃度は0.482質量%であった。溶液46滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン2.6g(0.026mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.15モルとなる量)をジクロロメタン2.6gに溶解させた溶液(溶液47)を1.6分かけて滴下した。溶液47滴下後の反応進行度は97.7%、ジシアン濃度は0.467質量%であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に、使用した塩基性化合物量に対する副生成物ジシアンの濃度を表3に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
実施例18で得られた溶液37(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)67.9gに、36質量%塩酸水溶液26.1g、水54.1g及び1.43%シアン化水素水109.2gを加え、これを溶液48とした(この段階で(A):(A)+(B)の比は0.18378:1である)(ハロゲン化シアン溶液i)。溶液48を、撹拌下、液温-7~-2℃に保ちながら、実施例20で得られた溶液40を14.5分かけて滴下した。溶液40滴下後の反応進行度は71.2%、ジシアン濃度は0.390質量%であった。溶液40滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン8.7g(0.086mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.5モルとなる量)をジクロロメタン8.7gに溶解させた溶液(溶液49)を4分かけて滴下した。溶液49滴下後の反応進行度は87.0%、ジシアン濃度は0.458質量%であった。溶液49滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン8.7g(0.086mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.5モルとなる量)をジクロロメタン8.7gに溶解させた溶液(溶液50)を3.8分かけて滴下した。溶液50滴下後の反応進行度は97.0%、ジシアン濃度は0.492質量%であった。溶液50滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン3.5g(0.034mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.2モルとなる量)をジクロロメタン3.5gに溶解させた溶液(溶液51)を2分かけて滴下した。溶液51滴下後の反応進行度は98.5%、ジシアン濃度は0.497質量%であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に、使用した塩基性化合物量に対する副生成物ジシアンの濃度を表3に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
実施例18で得られた溶液37(塩化シアンはヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)68.8gに、36質量%塩酸水溶液26.4g及び1.5質量%シアン化水素水166.8gを加え、これを溶液52とした(この段階で(A):(A)+(B)の比は0.26217:1である)(ハロゲン化シアン溶液i)。溶液52を、撹拌下、液温-7~-0℃に保ちながら、実施例17で得られた溶液35を14分かけて滴下した。溶液35滴下後の反応進行度は51.3%、ジシアン濃度は0.905質量%であった。溶液35滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン8.8g(0.087mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.5モルとなる量)をジクロロメタン8.8gに溶解させた溶液(溶液53)を35秒かけて滴下した。溶液53滴下後の反応進行度は65.2%、ジシアン濃度は1.070質量%であった。溶液53滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン8.8g(0.087mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して0.5モルとなる量)をジクロロメタン8.8gに溶解させた溶液(溶液54)を30秒かけて滴下した。溶液54滴下後の反応進行度は77.9%、ジシアン濃度は1.243質量%であった。溶液54滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン17.6g(0.176mol)(ヒドロキシ基置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して1.0モルとなる量)をジクロロメタン17.6gに溶解させた溶液(溶液55)を30秒かけて滴下した。溶液55滴下後の反応進行度は99.1%、ジシアン濃度は1.579質量%であった。使用した塩基性化合物量に対するシアン酸エステル製造反応進行度を表2に、使用した塩基性化合物量に対する副生成物ジシアンの濃度を表3に示す。また、表5にシアネート化工程の条件を示し、表6にハロゲン化シアンの使用方法の内容を示す。
シアン酸エステル化合物1gを100gのテトラヒドロフラン(溶媒)に溶解させた溶液10μLを高速液体クロマトグラフィー(株式会社日立ハイテクノロジーズ社製高速液体クロマトグラフLachromElite)に注入し分析を実施した。カラムは東ソー株式会社製TSKgel GMHHR-M(長さ30cm×内径7.8mm)2本、移動相はテトラヒドロフラン、流速は1mL/min.、検出器はRIである。重量平均分子量Mwは、GPC法によりポリスチレンを標準物質として求めた。
代表組成として下記一般式(26)で表されるポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂のシアン酸エステル化合物(以下、「NECN」ともいう。)の合成
特許4259536号公報の実施例5に記載の製法に基づき、2,7-ジヒドロキシナフタレンからポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂(褐色固体)を得た。得られたフェノール樹脂のOH価は361mgKOH/g(OH基当量は155g/eq.)であった。また、重量平均分子量Mwは370であった。GPCチャートを図1に示す。
5.2質量%シアン化水素水溶液2791.9g(シアン化水素143.9g(5.33mol)及び水2648g)へ、液温-5~0℃を保ちながら、撹拌下、塩素368.7g(5.20mol)(フジオックス株式会社製)を4.6時間かけて吹き込んだ。シアン化水素の使用量は、塩素分子に対して、1.0251モルとした。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った。その結果、ジクロロメタン相及び水相ともに無色であり、未反応塩素分子が存在しないことを確認した(塩素の転化率は99.9%以上であった)。また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.00335:1であった。液温0~5℃を保ったまま、反応終了後の溶液にジクロロメタン753g及び水1191.6gを添加し、これを溶液56とした。
上記方法で得られたポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂380g(OH基換算2.45mol)及びトリエチルアミン372.1g(3.68mol)(フェノール樹脂の有するヒドロキシ基1モルに対して1.5モルとなる量)をジクロロメタン2280gに溶解させ、これを溶液57とした。
前記溶液56(塩化シアンはフェノール樹脂の有するヒドロキシ基1モルに対して2.1モルとなる量)(ハロゲン化シアン溶液e)を、撹拌下、液温-2~-0.5℃に保ちながら、溶液57を50分かけて滴下した。溶液57滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン297.7g(2.94mol)(フェノール樹脂の有するヒドロキシ基1モルに対して1.2モルとなる量)をジクロロメタン298gに溶解させた溶液(溶液58)を30分かけて滴下した。溶液58滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌して反応を完結させた。
その後反応液を静置してジクロロメタン相と水相を分離した。得られたジクロロメタン相を水2000gで6回洗浄した。水洗5回目の廃水の電気伝導度は20μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。
水洗後のジクロロメタン相を減圧下で濃縮し、最終的に90℃で1時間濃縮乾固させて目的とするシアン酸エステル化合物NECN(褐色粘性物)を390g得た。得られたシアン酸エステル化合物NECNの重量平均分子量Mwは320であった。GPCチャートを図2に示す。また、NECNのIRスペクトルは2263cm-1(シアン酸エステル基)の吸収を示し、かつヒドロキシ基の吸収は示さなかった。IRチャートを図3に示す。
下記一般式(27)で表されるナフトール変性メタキシレングリコール樹脂のシアン酸エステル化合物(以下、「SNCN-MX」ともいう。)の合成
リービッヒ冷却管、温度計及び攪拌翼を備えた内容積2Lの四つ口フラスコに、窒素気流下で、メタキシレングリコール420.0g(3.04mol)、1-ナフトール876.5g(6.08mol)を仕込み、90℃で加熱溶融させた後、撹拌しながらパラトルエンスルホン酸260mg(1.51mmol)を加え、170℃まで昇温しながら3時間反応させた。この反応生成物を、中和水洗してから、未反応原料を減圧下に除去することで、ナフトール変性メタキシレングリコール樹脂945gを得た。得られた樹脂のOH基当量は220g/eq.であった。また、質量平均分子量Mwは820であった。GPCチャートを図4に示す。
5.2質量%シアン化水素水溶液2839.6g(シアン化水素146.4g(5.42mol)及び水2693.2g)へ、液温-5~0℃を保ちながら、撹拌下、塩素375.0g(5.29mol)(フジオックス株式会社製)を4.7時間かけて吹き込んだ。シアン化水素の使用量は、塩素分子に対して、1.0251モルとした。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った。その結果、ジクロロメタン相及び水相ともに無色であり、未反応塩素分子が存在しないことを確認した(塩素の転化率は99.9%以上であった)。また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.00335:1であった。液温0~5℃を保ったまま、本反応液にジクロロメタン765g及び水1211.9gを添加し、これを溶液59とした。
上記方法で得られたナフトール変性メタキシレングリコール樹脂720g(OH基換算3.27mol)及びトリエチルアミン496.8g(4.91mol)(ナフトール変性メタキシレングリコール樹脂の有するヒドロキシ基1モルに対して1.5モル)をジクロロメタン3960gに溶解させ、これを溶液60とした。
前記溶液59(塩化シアンはナフトール変性メタキシレングリコール樹脂の有するヒドロキシ基1モルに対して1.6モルとなる量)(表6におけるハロゲン化シアン溶液e)を、撹拌下、液温-2~-0.5℃に保ちながら、溶液60を75分かけて滴下した。溶液60滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン132.47g(1.31mol)(ナフトール変性メタキシレングリコール樹脂の有するヒドロキシ基1モルに対して0.4モルとなる量)をジクロロメタン132.5gに溶解させた溶液(溶液61)を30分かけて滴下した。溶液61滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌して反応を完結させた。
その後反応液を静置してジクロロメタン相と水相を分離した。得られたジクロロメタン相を水2000gで5回洗浄した。水洗5回目の廃水の電気伝導度は20μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。
水洗後のジクロロメタン相を減圧下で濃縮し、最終的に90℃で1時間濃縮乾固させて目的とするシアン酸エステル化合物SNCN-MX(橙色粘性物)を777g得た。得られたシアン酸エステル化合物SNCN-MXの質量平均分子量Mwは1040であった。GPCチャートを図5に示す。また、SNCN-MXのIRスペクトルは2250cm-1(シアン酸エステル基)の吸収を示し、且つ、ヒドロキシ基の吸収は示さなかった。IRチャートを図6に示す。
1,3-ビス(4-シアナトフェニル)-5,7-ジメチルアダマンタン(式(28)(以下、「AMTCN」ともいう。)の合成
窒素気流下で、5,7-ジメチルアダマンタン-1,3-ジオール166.0g(0.85mol)、フェノール644.4g(6.85mol)を仕込み、80℃で加熱溶融させた後、撹拌しながらメタンスルホン酸81.5g(0.85mol)を加え、100℃へ昇温後4時間反応させた。その後、水600mLとメタノール300mLを添加し、氷浴で4℃まで冷却し、同温度にて1時間撹拌した。析出物をろ別した後、得られた結晶を70℃温水500mLによる洗浄を4回繰り返した。洗浄後の結晶を酢酸エチル1100mL+トルエン500mLに溶解させ、0.5質量%NaOH水溶液500mLによる洗浄を3回繰返した後、水相pHが中性になるまで水500mLによる洗浄を繰り返した。水洗後のジクロロメタン相を減圧下で濃縮乾固させ固体を得た。得られた固体を酢酸エチル1000mLに70℃で溶解させた。そこへ、室温のヘプタン2000mLを加え、10分撹拌することで析出物を得た。析出物をろ別した後、ヘプタン600mLによる洗浄を2回行い、最終的に90℃で14時間乾燥させることで、1,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-5,7-ジメチルアダマンタン(白色固体)を183.5g得た。
5.2質量%シアン化水素水溶液2909.8g(シアン化水素150.0g(5.56mol)及び水2759.8g)へ、液温-5~0℃を保ちながら、撹拌下、塩素384.3g(5.42mol)(フジオックス株式会社製)を4.8時間かけて吹き込んだ。シアン化水素の使用量は、塩素分子に対して、1.0251モルとした。別途、予め調製し、5℃に冷却した水/ジクロロメタン溶液(15g/10g)に、反応終点における溶液40gを添加し、抽出操作を行った。その結果、ジクロロメタン相及び水相ともに無色であり、未反応塩素分子が存在しないことを確認した(塩素の転化率は99.9%以上であった)。また、この反応終点における溶液の(A):(A)+(B)の比は0.00335:1であった。液温0~5℃を保ったまま、本反応液にジクロロメタン784g及び水1241.9gを添加し、これを溶液62とした。
上記方法で得られた1,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-5,7-ジメチルアダマンタン550g(OH基換算3.16mol)及びトリエチルアミン319.3g(3.16mol)(AMTOHの有するヒドロキシ基1モルに対して1.0モル)をジクロロメタン3300gに溶解させ、これを溶液63とした。
前記溶液62(塩化シアンはAMTOHの有するヒドロキシ基1モルに対して1.7モルである)(ハロゲン化シアン溶液e)を、撹拌下、液温-2~-0.5℃に保ちながら、溶液63を82分かけて滴下した。溶液63滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌した後、トリエチルアミン319.3g(3.16mol)(AMTOHの有するヒドロキシ基1モルに対して1.0モル)をジクロロメタン319.3gに溶解させた溶液(溶液64)を42分かけて滴下した。溶液64滴下終了後、同温度にて反応液を30分撹拌して反応を完結させた。
その後反応液を静置してジクロロメタン相と水相を分離した。得られたジクロロメタン相を0.1N塩酸2000gにより洗浄した後、水2000gで5回洗浄した。水洗5回目の廃水の電気伝導度は20μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。
水洗後のジクロロメタン相を減圧下で濃縮し、最終的に90℃で1時間濃縮乾固させて目的とするシアン酸エステル化合物AMTCN(白色結晶)を436g得た。得られたシアン酸エステル化合物AMTCNのIRスペクトルは2250cm-1(シアン酸エステル基)の吸収を示し、且つ、ヒドロキシ基の吸収は示さなかった。IRチャートを図7に示す。
<樹脂組成物の調製及び硬化物の作製>
例1で得られたシアン酸エステル化合物NECN100質量部をナス型フラスコに投入し、150℃で加熱溶融させ、真空ポンプで脱気した後、アルミニウム板、銅箔、フッ素コートステンレスで作製した型に流し込み、オーブンに入れ、150℃にて樹脂を均一にした。その後、220℃にて90分、20kg/cm2での真空プレスにより硬化させ、1辺100mm、厚さ1.5mmの硬化物を得た。
例4において、NECNを100質量部用いる代わりに、SNCN-MXを100質量部用い、更にオクチル酸亜鉛(日本化学産業株式会社製、商標ニッカオクチック亜鉛、金属含有量18%)を0.1質量部加えたこと以外は、例4と同様にして硬化物を得た。
例4において、NECNを100質量部用いる代わりに、SNCN-MXを100質量部用い、更にオクチル酸亜鉛(日本化学産業株式会社製、商標ニッカオクチック亜鉛、金属含有量18%)を0.1質量部加え、220℃にて90分、20kg/cm2での真空プレス後に220℃にて6時間加熱したこと以外は、例4と同様にして硬化物を得た。
例5において、SNCN-MXを100質量部用いる代わりに、AMTCNを100質量部用いたこと以外は、例5と同様にして硬化物を得た。
例6において、SNCN-MXを100質量部用いる代わりに、AMTCNを100質量部用いたこと以外は、例6と同様にして硬化物を得た。
例4において、NECNを100質量部用いる代わりに、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン(三菱ガス化学製商品名skylex)を100質量部用いたこと以外は、例4と同様にして硬化物を得た。
例4において、NECNを100質量部用いる代わりに、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン(三菱ガス化学製商品名skylex)を100質量部用い、220℃にて90分、20kg/cm2での真空プレス後に220℃にて6時間加熱したこと以外は、例4と同様にして硬化物を得た。
例4において、NECNを100質量部用いる代わりに、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン(三菱ガス化学製商品名skylex)を100質量部用い、更にオクチル酸亜鉛(日本化学産業株式会社製、商標ニッカオクチック亜鉛、金属含有量18%)を0.05質量部加えたこと以外は、例4と同様にして硬化物を得た。
例4において、NECNを100質量部用いる代わりに、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン(三菱ガス化学製商品名skylex)を100質量部用い、更にオクチル酸亜鉛(日本化学産業株式会社製、商標ニッカオクチック亜鉛、金属含有量18%)を0.05質量部加え、220℃にて90分、20kg/cm2での真空プレス後に220℃にて6時間加熱したこと以外は、例4と同様にして硬化物を得た。
上記のようにして得られた各硬化物の特性を、以下の方法により評価した。
ガラス転移温度(Tg):JIS-K7244-3(JIS C6481)に準拠し、動的粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製 Q800)を用い、開始温度30℃、終了温度400℃、昇温速度10℃/分、測定周波数10Hzにおいて動的粘弾性を測定し、その際得られた損失弾性率(E”)をガラス転移温度とした。
熱膨張係数:JIS-K-7197-2012(JIS C6481)に準拠し、熱機械的分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製 TMA/SS6100)を用い、試験片5mm×5mm×1.5mm、開始温度30℃、終了温度330℃、昇温速度10℃/分、加重0.05N(49mN)において、膨張・圧縮モードでの熱機械分析を実施し、60~120℃における1℃当たりの平均熱膨張量を測定した。
重量減少率(%):JIS-K7120-1987に準拠し、示差熱熱重量同時測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製 TG/DTA6200)を用い、試験片3mm×3mm×1.5mm、開始温度30℃、終了温度550℃、昇温速度10℃/分、窒素雰囲気下において、重量を測定し、500℃における重量減少率を下式に基づき算出した。
重量減少率(%)=(I-J)/I×100
Iは開始温度での重量を、Jは500℃での重量を表す。
ここで、本発明における難燃性とは、熱分解時の残渣量が多いこと、即ち、重量減少率が低いことと定義する。
評価結果を表7に示す。
例1により得られたNECN50質量部、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(NC-3000-FH、日本化薬(株)製)50質量部、溶融シリカ(SC2050MB、アドマテックス製)100質量部、オクチル酸亜鉛(日本化学産業(株)製)0.04質量部を混合してワニスを得た。このワニスをメチルエチルケトンで希釈し、厚さ0.1mmのEガラス織布に含浸塗工し、150℃で5分間加熱乾燥して、樹脂含有量50質量%のプリプレグを得た。
1)ガラス転移温度(Tg):JIS C6481に準拠して動的粘弾性分析装置(TAインスツルメント製)でDMA法によりガラス転移温度を測定した。
2)吸水率:30mm×30mmのサンプルを使用し、JIS C648に準拠して、プレッシャークッカー試験機(平山製作所製、PC-3型)で121℃、2気圧で1、3、5時間処理後の吸水率を測定した。
3)吸湿耐熱性:50mm×50mmのサンプルの片面の半分以外の全銅箔をエッチング除去した試験片を、プレッシャークッカー試験機(平山製作所製、PC-3型)で121℃、2気圧で3、4時間処理後、260℃のハンダ中に60秒浸漬した後の外観変化を目視で観察した。(フクレ発生数/試験数)
4)難燃性:13mm×130mmのサンプルの銅箔をエッチングによりすべて除去して試験片を得た。この試験片を用い、UL94垂直試験法に準じて耐燃性試験を実施した(n=5)。
例13において、NECNを50質量部用いる代わりに、ビスフェノールA型シアン酸エステル化合物(CA210、三菱瓦斯化学(株)製)を50質量部、オクチル酸亜鉛を0.03質量部用いたこと以外は、例13と同様にして厚さ0.8mmの金属箔張り積層板を得た。得られた金属箔張り積層板の評価結果を表8に示す。
例13において、NECNを50質量部用いる代わりに、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物(Primaset PT-30、ロンザジャパン(株)製)を50質量部用い、含侵塗工時に165℃で4分間加熱乾燥したこと以外は、例13と同様にして厚さ0.8mmの金属箔張り積層板を得た。得られた金属箔張り積層板の評価結果を表8に示す。
Claims (41)
- シアン化水素及び/又は金属シアニドを含有する水溶液に対し、ハロゲン分子を接触させることにより、前記シアン化水素及び/又は前記金属シアニドと前記ハロゲン分子とを反応液中で反応させてハロゲン化シアンを得るハロゲン化シアン製造工程を有し、
該ハロゲン化シアン製造工程において、前記シアン化水素又は前記金属シアニドの使用量が、前記ハロゲン分子1モルに対して1モルを超える使用量であり、かつ、未反応シアン化水素又は未反応金属シアニドの物質量を(A)モル、生成したハロゲン化シアンの物質量を(B)モルとしたときに、(A):(A)+(B)が、0.00009:1~0.2:1の間にある状態で反応を終了させる、ハロゲン化シアンの製造方法。 - 前記ハロゲン化シアン製造工程において、前記反応液のpHが7未満である、請求項1に記載のハロゲン化シアンの製造方法。
- 前記シアン化水素が、金属シアニドと酸との反応により予め得られたものである、請求項1又は2に記載のハロゲン化シアンの製造方法。
- 前記ハロゲン化シアン製造工程において、反応温度が-10~5℃である、請求項1~3のいずれか一項に記載のハロゲン化シアンの製造方法。
- 前記水溶液に含まれる、前記シアン化水素及び/又は前記金属シアニドの合計含有量は、前記水溶液100質量%に対して、2~20質量%である、請求項1~4のいずれか一項に記載のハロゲン化シアンの製造方法。
- 前記ハロゲン化シアン製造工程の後に、得られた前記ハロゲン化シアンを有機溶媒によって抽出する抽出工程を有する、請求項1~5のいずれか一項に記載のハロゲン化シアンの製造方法。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載のハロゲン化シアンの製造方法により得られたハロゲン化シアンと、ヒドロキシ置換芳香族化合物とを、反応液中、塩基性化合物存在下で反応させて、シアン酸エステル化合物を得るシアネート化工程を有する、シアン酸エステル化合物の製造方法。
- 前記シアネート化工程において、前記ハロゲン化シアン及び前記ヒドロキシ置換芳香族化合物を含む溶液と、前記塩基性化合物を含む溶液と、を接触させる、請求項7に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
- 前記シアネート化工程において、前記ハロゲン化シアンを含む溶液と、前記塩基性化合物及び前記ヒドロキシ置換芳香族化合物を含む溶液と、を接触させる、請求項7に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
- 前記ハロゲン化シアンを含む溶液が、有機溶媒を含む、請求項8又は9に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
- 前記ハロゲン化シアンを含む溶液が、水及び有機溶媒の混合物を含む、請求項8又は9に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
- 前記塩基性化合物を含む溶液が、有機溶媒を含む、請求項8~11のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
- 前記塩基性化合物を含む溶液が、水を含む、請求項8~11のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
- 前記シアネート化工程において、前記反応液のpHが7未満である、請求項7~13のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
- 前記シアネート化工程における前記ハロゲン化シアンの使用量が、前記ヒドロキシ置換芳香族化合物のヒドロキシ基1モルに対して、0.5~5モルである、請求項7~14のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
- 前記ヒドロキシ置換芳香族化合物が、ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂、下記一般式(1)で表される化合物、ナフトールアラルキル樹脂、及びアダマンタン構造を有するフェノール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1つである、請求項7~15のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
(式(1)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Raは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアラルキル基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアルキルアリール基を表し、lはAr1に結合するヒドロキシ基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは4-lの整数であり、ナフチレン基のときは6-lの整数であり、ビフェニレン基のときは8-lの整数であり、nは平均繰り返し数を表し、0~50の整数であり、Xは、各々独立に、単結合、炭素数1~50の2価の有機基(水素原子がヘテロ原子で置換されていてもよい)、窒素数1~10の2価の有機基、カルボニル基(-CO-)、カルボキシ基(-C(=O)O-)、カルボニルジオキサイド基(-OC(=O)O-)、スルホニル基(-SO2-)、或いは、2価の硫黄原子又は2価の酸素原子である) - 上記一般式(1)中のXが、
下記一般式(2):
(式(2)中、Ar2は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rb、Rc、Rf、及びRgは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基を表し、Rd、及びReは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、又はヒドロキシ基を表し、pは0~5の整数を示す。)で表される炭素数1~50の2価の有機基、並びに、下記一般式(2a)、(2b)、(2c)、(2d)、(2e)、(2f)、(2g)、(2h)、(2i)、及び(2j)
(式(2d)中、qは4~7の整数を表し、式(2i)中、Rは、各々独立に、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。)で表される2価の基からなる群より選ばれる2価の連結基である、請求項16に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。 - 前記ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂が、フェノール性ヒドロキシ基を1分子中に2つ以上有する多価ヒドロキシナフタレン化合物を、塩基性触媒の存在下に脱水縮合反応させて得られたものである、請求項16又は17に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
- 前記アダマンタン構造を有するフェノール樹脂が、下記式(20)で表される樹脂を含む、請求項16~20のいずれか1項に記載のシアン酸エステル化合物の製造方法。
(式(20)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rは、各々独立に、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基を表し、Raは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアラルキル基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアルキルアリール基を表し、lはAr1に結合するヒドロキシ基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは5-lの整数であり、ナフチレン基のときは7-lの整数であり、ビフェニレン基のときは9-lの整数である。) - ヒドロキシ置換芳香族化合物を、請求項1~6のいずれか1項に記載のハロゲン化シアンの製造方法により製造されたハロゲン化シアンを用いてシアネート化して得られる、シアン酸エステル化合物。
- 前記ヒドロキシ置換芳香族化合物が、ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂、下記一般式(1)で表される化合物、ナフトールアラルキル樹脂、及びアダマンタン構造を有するフェノール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1つである、請求項22に記載のシアン酸エステル化合物。
(式(1)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Raは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアラルキル基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアルキルアリール基を表し、lはAr1に結合するヒドロキシ基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは4-lの整数であり、ナフチレン基のときは6-lの整数であり、ビフェニレン基のときは8-lの整数であり、nは平均繰り返し数を表し、0~50の整数であり、Xは、各々独立に、単結合、炭素数1~50の2価の有機基(水素原子がヘテロ原子で置換されていてもよい)、窒素数1~10の2価の有機基、カルボニル基(-CO-)、カルボキシ基(-C(=O)O-)、カルボニルジオキサイド基(-OC(=O)O-)、スルホニル基(-SO2-)、或いは、2価の硫黄原子又は2価の酸素原子である) - 前記一般式(1)中のXが、
下記一般式(2):
(式(2)中、Ar2は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rb、Rc、Rf、及びRgは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基を表し、Rd、及びReは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、又はヒドロキシ基を表し、pは0~5の整数を示す。)で表される炭素数1~50の2価の有機基、並びに、下記一般式(2a)、(2b)、(2c)、(2d)、(2e)、(2f)、(2g)、(2h)、(2i)、及び(2j)
(式(2d)中、qは4~7の整数を表し、式(2i)中、Rは、各々独立に、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。)で表される2価の基からなる群より選ばれる2価の連結基である、請求項23に記載のシアン酸エステル化合物。 - 前記ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂が、フェノール性ヒドロキシ基を1分子中に2つ以上有する多価ヒドロキシナフタレン化合物を、塩基性触媒の存在下に脱水縮合反応させて得られたものである、請求項23又は24に記載のシアン酸エステル化合物。
- 前記アダマンタン構造を有するフェノール樹脂が、下記式(20)で表される樹脂を含む、請求項23~27のいずれか1項に記載のシアン酸エステル化合物。
(式(20)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基、又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表し、Rは、各々独立に、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基を表し、Raは、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6~12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアラルキル基、又は炭素数1~6のアルキル基と炭素数6~12のアリール基とが結合した、置換基を有してもよいアルキルアリール基を表し、lはAr1に結合するヒドロキシ基の数を表し、1~3の整数であり、mはAr1に結合するRaの数を表し、Ar1がフェニレン基のときは5-lの整数であり、ナフチレン基のときは7-lの整数であり、ビフェニレン基のときは9-lの整数である。) - 請求項22~28のいずれか一項に記載のシアン酸エステル化合物を含む、樹脂組成物。
- エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、マレイミド化合物、フェノール樹脂、ベンゾオキサジン化合物、及び重合可能な不飽和基を有する化合物からなる群より選択される1種以上をさらに含む、請求項29に記載の樹脂組成物。
- 無機充填材をさらに含有する、請求項29又は30に記載の樹脂組成物。
- 前記エポキシ樹脂が、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、多官能フェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂からなる群より選択される一種以上を含む、請求項30又は31に記載の樹脂組成物。
- 前記無機充填材の含有量が、前記樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、50~1600質量部である、請求項31又は32に記載の樹脂組成物。
- 請求項29~33のいずれか一項に記載の樹脂組成物を硬化させてなる、硬化物。
- 基材と、該基材に含浸又は塗布された請求項29~33のいずれか一項に記載の樹脂組成物と、を有する、プリプレグ。
- 請求項35に記載のプリプレグを少なくとも1枚以上含む層と、該層の片面又は両面に積層された金属箔と、を有する、積層板。
- 請求項29~33のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、封止用材料。
- 請求項29~33のいずれか一項に記載の樹脂組成物と、強化繊維と、を含む、繊維強化複合材料。
- 請求項29~33のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、接着剤。
- 支持体と、該支持体の表面に配された樹脂層と、を含み、
前記樹脂層が、請求項29~33のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、樹脂複合シート。 - 絶縁層と、該絶縁層の表面に形成された導体層と、を含み、
前記絶縁層が、請求項29~33のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、プリント配線板。
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