JPH10505121A - プリプレグ及び複合材料用エポキシ樹脂混合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 プリプレグ及び複合材料を製造するエポキシ樹脂混合物が以下の成分：（Ａ）１分子当り少なくとも２個のエポキシ基を有するポリエポキシ化合物（Ｂ）無水ホスフィン酸、無水ホスホン酸又はホスホン酸半エステルから誘導される構造単位から構成される０．０２〜１モル／１００ｇのエポキシ価を有するリン改質エポキシ樹脂、硬化剤としてのアミン置換された芳香族スルホン酸アミド又は−ヒドラジド、アミン系硬化促進剤を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】 プリプレグ及び複合材料用エポキシ樹脂混合物 本発明はプリプレグ及び複合材料を製造するためのエポキシ樹脂混合物並びに これらのエポキシ樹脂混合物から製造されるプリプレグ及び複合材料に関する。 エポキシ樹脂及び無機又は有機の補強材をベースとする複合材料は多くの技術 分野及び日常生活において極めて重要になってきている。その理由は１つにはエ ポキシ樹脂の比較的容易で信頼のおける加工性にあり、また１つには硬化された エポキシ樹脂成形材料の種々の使用目的に対する順応性及び結合に関与する全て の材料の特性を有利に利用することを可能にする良好な機械的及び化学的特性水 準にある。 エポキシ樹脂を複合材料に加工するにはプリプレグの製造を介して行うと有利 である。そのためには無機又は有機の補強材又は繊維、フリース及び織物又は平 面材料の形の層間成分に樹脂を含浸させる。多くの場合これは易蒸発性又は易揮 発性の溶剤に入れた樹脂の溶液中で行われる。その際得られるプリプレグはこの 処理後もはや粘着性を有してはならないが、まだ硬化せずに、むしろこの樹脂マ トリックスは単に前重合された状態にあるべきである。更にプリプレグは十分な 貯蔵安定性を有していなければならない。即ち例えば印刷回路板の製造には少な くとも３カ月の貯蔵安定性が必要である。その後複合材料に加工する場合に、こ れらのプリプレグは更に温度上昇時に溶融し、補強材又は層間成分並びに結合の ために用意された材料と加圧下にできるだけ堅固にかつ耐久性に接合されなけれ ばならならない。即ち網状化エポキシ樹脂マトリックスは補強材又は層間成分並 びに結合すべき材料、例えば金属、セラミックス、鉱物及び有機性物質に対して 高度の界面接着性を形成しなければならない。 硬化状態の複合材料には一般に高い機械的及び熱的耐性並びに化学的安定性及 び熱形状安定性又は老化耐性が要求される。更に電気及び電子工学上の用途に対 しては耐久性の高い電気的絶縁特性に対する要件が、また特殊な使用目的に対し ては多くの付加的要件が加わる。印刷回路板の材料としての使用には例えば広範 囲の温度にわたって高い寸法安定性、ガラス及び銅に対する良好な接着性、高い 表面抵抗力、僅かな誘電損率、良好な加工特性（打抜き可能性、ボーリング可能 性）、僅かな水吸収性及び高い耐食性が必要である。 最近益々重要になってきている要件は難燃性に対するものである。多くの分野 でこの要件は（人間及び有価物件に対する危険性の故に）例えば飛行機及び自動 車及び公的交通手段の構造材料において最優先される。電気工学及び特に電子工 学の用途では印刷回路板の材料の難燃性はそこに組み込まれる電子デバイスが高 価であるため必須要件である。 従って燃焼特性を評価するための最も厳しい、即ちＵＬ９４ＶによるＶ−Ｏ等 級の材料テストに合格しなければならない。このテストの場合検体の下縁が垂直 方向に一定の炎で燃焼される。１０の検体の燃焼時間の合計は５０秒を越えては ならない。とりわけ電子分野における場合のような壁厚の薄いものの場合はこの 要件を満たすことは困難である。世界的にこの技術分野のＦＲ４−ラミネート用 に使用されているエポキシ樹脂のみがこの要件を満たしている。それというのも この樹脂は−この樹脂に関して−約３０〜４０％の核臭素化された芳香族エポキ シ成分を含有しており、即ち約１７〜２１％の臭素を含んでいるからである。他 の用途には比較的高濃度のハロゲン化合物が用いられ、またしばしば相剰剤とし ての三酸化アンチモンと組合わされる。これらの化合物の問題点は、それらが１ つには防火剤としては傑出しているが、しかし他方において極めて危険な特性を 有していることである。例えば三酸化アンチモンは発癌性化学薬品のリストに載 っており、芳香族の臭素化合物は熱分解時に激しい腐食を来す臭素ラジカル及び 臭化水素に分解するばかりでなく、分解の際に酸素の存在下に特に高臭素化され た芳香族が毒性の高いポリブロムジベンゾフラン及びポリブロムジベンゾジオキ サンを形成する恐れがある。更に臭素含有廃材及び毒性のある廃材の廃棄処理は 極めて厄介である。 これらの理由から臭素含有防火剤を問題性の少ない物質と代える試みがなされ なかった訳ではない。例えば水酸化アルミニウム（「ジャーナル・オブ・ファイ ア・アンド・フラマビリティ」第３巻（１９７２年）第５１頁以降参照）、塩基 性炭酸アルミニウム（「プラスチック・エンジニアリング」第３２巻（１９７６ 年）第４１頁以降参照）及び水酸化マグネシウム（欧州特許出願公開第０２４３ ２０１号明細書参照）のような消火ガス作用のある充填材、並びにホウ酸塩（「 モダーン・プラスチック」第４７巻（１９７０年）第６号、第１４０頁以降参照 ）及びリン酸塩（米国特許第２７６６１３９号及び同第３３９８０１９号明細書 参照）のようなガラス化充填材が提案されている。しかしこれら全ての充填材は 、複合材料の機械的、化学的及び電気的特性を部分的に著しく劣化する欠点を伴 うものである。更にそれらには沈澱傾向があり、充填される樹脂系の粘性を高め るので多くの場合経費のかかる特殊な加工技術を必要とする。 赤リン（英国特許第１１７２１３９号明細書）、場合によっては微細に分散さ れた二酸化ケイ素又は水酸化アルミニウムと結合した赤リン（米国特許第３３７ ３１３５号）の火炎防止作用についても既に記載されている。その際電気及び電 子工学上の用途には−湿気の存在下に生じるリン酸及びそれと関連する腐食の故 に−制約がある物質が含まれている。更にリン酸エステル、ホスホン酸エステル 及びホスフィンのような有機性リン化合物は既に火炎防止添加物として既に提案 されている（ヴェー・ツェー・クリラ及びアー・イヨット・パパ著「ポリマー材 料の火炎防止性」第１巻、マーセル・デッカ・インコーポレイテッド、ニュー・ ヨーク、１９７３年、第２４〜３８頁及び第５２〜６１頁参照）。これらの化合 物はその“可塑化”特性の故に知られており、従ってポリマーの可塑剤として世 界的に大量に使用されている（革国特許第１０７９４号明細書）ので、この代替 物も同様に有望なものではない。 ＵＬ９４Ｖ−Ｏ等級に基づく火炎耐性を達成するために、ドイツ連邦共和国特 許出願公開第３８３６４０９号明細書から、一定の補強材又は平面材料をハロゲ ン不含で窒麦及びリンを含有する防火材を芳香族、複素環式及び／又は脂環式の （ハロゲンを低度に含有し核ハロゲン化されていない又は核ハロゲン化されてい る）エポキシ樹脂からなる溶液に懸濁させ及び芳香族ポリアミン及び／又は脂肪 族アミドを硬化剤として含浸させるようにしてプリプレグを製造することは公知 である。その際防火剤はハロゲン不含のメラミン樹脂又は有機性リン酸エステル 、特にシアン酸メラミン、リン酸メラミン、リン酸トリフェニル及びリン酸ジフ ェニルクレシル並びにその混合物である。しかしこれもまた有望な溶液ではない 。 それというのもこれに使用された充填剤は常に水の吸収性が高く、従って印刷回 路板に特有のテストにもはや耐えるものではないからである。 エポキシ樹脂の防火性を調整するにはエポキシ樹脂網状物に定着可能のエポキ シ基含有リン化合物のような有機性リン化合物も使用可能である。例えば欧州特 許第０３８４９４０号明細書から、市販のエポキシ樹脂、芳香族ポリアミン、１ ，３，５−トリス（３−アミノ−４−アルキルフェニル）−２，４，６−トリオ キソ−ヘキサヒドロトリアジン及びリン酸グリシジル、ホスホン酸グリシジル又 はホスフィン酸グリシジルをベースとするエポキシ基含有リン化合物を含むエポ キシ樹脂混合物は公知である。このようなエポキシ樹脂混合物は−ハロゲン添加 なしで−ＵＬ９４Ｖ−Ｏ等級の難燃性を有し、２００℃以上のガラス遷移温度を 有するラミネート又は複合材料を製造することができる。その上これらのエポキ シ樹脂混合物はこれまで使用されているエポキシ樹脂に匹敵する加工性を有する 。 印刷回路板は電子平形モジュールの製造のベースとなるものである。それらは 多岐にわたる電子及び微小電子デバイスを互いに接続して電子回路を形成する役 目をする。その際それらのデバイスは複雑な高度に自動化された実装工程を用い て、貼付け又はろう接により印刷回路板と接合される。平形モジュールの実装の 際にもより合理的な製造法を求める傾向がある。従ってＳＭＤ技術において赤外 線リフローろう接法が益々使用されており、将来は他のろう接法に十分とって代 えられるであろう。この方法の場合全ての印刷回路板は赤外線照射によりほんの 数秒間内に２６０℃以上の温度に加熱され、その際印刷回路板に吸収されていた 水は急激に蒸発させられる。極めて良好な層間接合を有するラミネートだけが離 層により破壊することなく赤外線ろう接工程に耐える。この危険性を減らすため に、経費を要するコンディショニング工程が提案されている（これに関しては「 電気メッキ技術」第８４巻、（１９９３年）第３８６５〜３８７０頁参照）。 この観点においてとりわけ問題となるのは、最近製造されている印刷回路板の 大部分を占めているいわゆる多層印刷回路板である。これらの印刷回路板は多数 の導体平面を含んでおり、それらはエポキシ樹脂コンパウンドにより互いに隔て られ絶縁されている。しかし多層印刷回路板技術における傾向は益々導体平面を 増加していくものであり、従って現在２０以上の導体平面を有する多層印刷回路 板が製造されている。これらの印刷回路板の全体の厚さが過度に大きくなること は技術的理由から回避する必要があるため、導体平面間の間隔は益々狭くなり、 従って多層印刷回路板のラミネートの層間接合及び銅接着が益々問題となってき ている。更に赤外線ろう接の場合この種の印刷回路板にはろう浴耐性に関して特 に高度の要件が課せられている。 既に詳述したように欧州特許第０３８４９４０号明細書から含浸樹脂をリン改 質することによりハロゲン不含の要件に適応する防火性のあるラミネートを製造 できることは公知である。しかし製造実験の際にリン改質されたラミネートには 赤外線ろう接の際に離層の危険が生じることが判明している。従って１つには必 要とされる火炎耐性がハロゲン不含で例えばリンを樹脂マトリックスに組込むこ とにより達成され、しかし他方においてＳＭＤ技術で行われる赤外線ろう接に十 分に適している電気用ラミネートの開発が急務である。そのためには極めて高い ろう浴耐性を有する電気用ラミネートが必要となる。 印刷回路板技術ではとりわけ高圧クッカーテスト（ＨＰＣＴ）及びいわゆるろ う浴耐性の測定がラミネートの耐高熱性の適性をテストするために必要とされる 。ＨＰＣＴの場合銅を含まないラミネート検体（５×５ｃｍ）を１２０℃で１． ４バールの水圧で２時間負荷し、引続き２６０℃の高温ろう浴中に浸漬貯蔵し、 その際の離層までの時間を測定する。その際高品質のラミネートは＞２０秒まで は離層を示さない。ろう浴耐性は２×１０ｃｍのサイズのラミネート検体を２８ ８℃の高温のろう浴中に浸漬し、離層するまでの時間を求めるようにして測定さ れる。 本発明の課題は、この技術分野において既に使用されているエポキシ樹脂に匹 敵して加工することができ、多層技術用のプリプレグ及びラミネートの製造に適 し、ハロゲンなしで難燃性の、即ちＵＬ９４Ｖ規格に基づく等級の成形材料を製 造し、同時に平形モジュールの製造の際に赤外線ろう接工程を離層を生じること なく可能とするような高いろう浴耐性を有するエポキシ樹脂混合物を技術的に容 易に作ることができ、従って価格的に有利に提供することができるようにするこ とにある。 この課題は本発明により、以下の成分 （Ａ）１分子当り少なくとも２個のエポキシ基を有するポリエポキシ化合物 （Ｂ）無水ホスフィン酸、無水ホスホン酸又はホスホン酸半エステル から誘導される構造単位から構成される０．０２〜１モル／１００ｇのエポキシ 価を有するリン改質されたエポキシ樹脂、 硬化剤として以下の構造 ［式中Ｘは水素原子であり、Ｙは１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり 、ｍ又はｎはｍ＋ｎ＝４の条件で０〜４の整数を表し、 基Ｒ¹及びＲ²は−互いに独立して−１個の水素原子又は１〜３個の炭素原子を有 する１個のアルキル基であり、又はＲ¹及びＲ²の一方はこのような条件を有し、 他方の基はＮＲ³Ｒ⁴基であり、その際Ｒ³又はＲ⁴はＨ又は１〜３個の炭素原子を 有するアルキルである］ の芳香族アミン、 アミン系硬化促進剤 を含むエポキシ樹脂混合物により解決される。 本発明によるエポキシ樹脂混合物に含まれるリン改質エポキシ樹脂は市販のポ リエポキシ樹脂（ポリグリシジル樹脂）を以下のリン化合物、即ち 無水ホスフィン酸：アルキル−、アルケニル−、シクロアルキル−、アリール− 又はアラルキル基を有するホスフィン酸の無水物、例えば無水ジメチルホスフィ ン酸、無水メチルエチルホスフィン酸、無水ジエチルホスフィン酸、無水ジプロ ピルホスフィン酸、無水エチルフェニルホスフィン酸及び無水ジフェニルホスフ ィン酸といわれるもの、 無水ビス−ホスフィン酸：ビス−ホスフィン酸の無水物、特にアルカン集団の１ 〜１０個の炭素原子を有するアルカン−ビス−ホスフィン酸；例えば無水メタン −１，１−ビス−メチルホスフィン酸、無水エタン−１，２−ビス−メチルホス フィン酸、無水エタン−１，２−ビス−フェニルホスフィン酸及び無水ブタン− １，４−ビス−メチルホスフィン酸といわれるもの、 無水ホスホン酸：アルキル−、アルケニル−、シクロアルキル−、アリール−又 はアラルキル基を有するホスホン酸の無水物；例えば無水メタンホスホン酸、無 水エタンホスホン酸、無水プロパンホスホン酸、無水ヘキサンホスホン酸及び無 水ベンゾールホスホン酸といわれるもの、 ホスホン酸半エステル：有利にはアルキル基（有利には１〜６個の炭素原子を有 する）又は脂肪族アルコール、特にメタノール及びエタノールのような低沸点の 脂肪族アルコールを有するアリール基（特にベンゾールホスホン酸）を有するホ スホン酸の半エステル即ちモノエステルが使用される；例えばメタンホスホン酸 モノメチルエステル、プロパンホスホン酸モノエチルエステル及びベンゾールホ スホン酸モノエチルエステルといわれるもの、（ホスホン酸半エステルは相応す るホスホン酸ジエステルの部分的加水分解により、特に苛性ソーダ溶液により、 又は遊離ホスホン酸を相応するアルコールと部分的にエステル化することにより 製造可能である） と反応させることにより製造される。 リン改質エポキシ樹脂の上記形式の製造はドイツ連邦共和国特許出願公開第４ ３０８１８４号及び同第４３０８１８５号明細書にも記載されている。 リン改質エポキシ樹脂の製造には一般に脂肪族のグリシジル化合物も芳香族の グリシジル化合物も、またそれらの混合物も使用することができる。有利にはビ スフェノール−Ａ−ジグリシジルエーテル、ビスフェノール−Ｆ−ジグリシジル エーテル、フェノール／ホルムアルデヒド−及びクレゾール／ホルムアルデヒド −ノボラックのポリグリシジルエーテル、フタル−、イソフタル−、テレフタル −及びテトラヒドロフタル酸のジグリシジルエステル並びにこれらのエポキシ樹 脂からなる混合物が使用される。その他の使用可能のポリエポキシドについては ヘンリー・リー及びクリス・ネビル著「エポキシ樹脂便覧」、マクグロー・ヒル 出版社、１９６７年、及びヘンリー・リーの論文「エポキシ樹脂」アメリカン・ ケミカル・ソサイエティー、１９７９年に記載されている。 多様なリン改質エポキシ樹脂のうちろう浴耐性の電気用ラミネートの製造には メチル−、エチル−及びポロピルホスホン酸改質エポキシ樹脂のような、特に２ 〜５質量％のリンを含有するホスホン酸改質エポキシ樹脂が特に有利であること が判明している。更に平均して少なくとも１のエポキシ官能価を有する、特に平 均して少なくとも２のエポキシ官能価を有するリン改質エポキシ樹脂が有利であ る。このようなリン改質エポキシ樹脂は約３〜４の官能価を有するエポキシノボ ラック樹脂と無水ホスホン酸との置換反応により製造可能である。これらのリン 改質エポキシ樹脂は０．５〜１３質量％、有利には１〜８質量％のリンを含有す る。エポキシ樹脂混合物の、即ち含浸樹脂混合物のリン含有量は総計０．５〜５ 質量％、有利には１〜４質量％となる。 本発明によるエポキシ樹脂混合物は付加的にリン不含のエポキシ樹脂又はフェ ノール性ヒドロキシル基を有するグリシジル基不含の化合物を含んでいると有利 である。このリン不含のエポキシ樹脂はビスフェノール−Ａ−ジグリシジルエー テルとビスフェノール−Ａの不足分との置換反応により得られる。グリシジル基 不含の化合物はビスフェノール−Ａ、ビスフェノール−Ｆ、又はビスフェノール −Ａ又はビスフェノール−Ｆとエピクロロヒドリンの縮合により作られる高分子 のフェノキシ樹脂である。 リン不含のエポキシ樹脂の添加はエポキシ樹脂混合物から作られるラミネート に一定の特性を形成させるのに役立つ。この種の固体樹脂の製造及び構造上の構 成はハー・バツァー著「ポリマー材料」第ＩＩＩ巻（工学２）、ジョージ・ティ ーム出版社、シュトットガルト、１９８４年、第１７８頁以降に記載されている 。その際高分子の長鎖のエポキシ価０．２２〜０．２９当量／１００ｇのビスフ ェノール−Ａ−ジグリシジルエーテルを対象としている。本発明によるエポキシ 樹脂混合物には０．２２〜０．２５当量／１００ｇのエポキシ価を有するリン不 含のエポキシ樹脂が使用されると有利である。これらの樹脂の粘性は１２０℃で 測定して３００〜９００ｍＰａ・ｓである。エポキシ樹脂混合物中のリン不含の エポキシ樹脂含有量は総計０〜３０質量％、有利には０〜１０質量％となる。こ のリン不含のエポキシ樹脂成分は全混合物がなおＵＬ９４Ｖ規格の火炎耐性に対 する要求を満たす程度のリンを含むような量のみを添加されるようにする。従っ てリン含有量の高いリン改質エポキシ樹脂が存在する場合リン含有量の低いエポ キシ樹脂の場合よりも多くのリン不含のエポキシ樹脂を添加することができる。 フェノール性ヒドロキシル基を有するグリシジル基不含の化合物の添加は同様 に一定の特性を達成するために行われる。それにはビスフェノール−Ａ及びビス フェノール−Ｆ並びにフェノキシ樹脂が使用される。これらは分子量３００００ までの高分子化合物の形のビスフェノール−Ａ又はビスフェノール−Ｆ及びエピ クロロヒドリンからの線状縮合生成物である。末端のフェノール性ヒドロキシル 官能価の量は＜＜１％で極めて僅かである。このようなフェノキシ樹脂の製造及 び特性は公知である（これに関しては「ポリマー科学及び技術の百科辞典」（第 二版）第６巻、第３３１〜３３２頁、ジョーン・ウィリー・アンド・サンズ・イ ンコーポレイテッド、１９８６年参照）。このフェノール性ヒドロキシル基を有 する化合物は本発明のエポキシ樹脂混合物に０〜２０質量％、有利には０〜１０ 質量％の分量で添加される。この場合にもＵＬ９４Ｖ規格の火炎耐性に対する要 件を満たす分量だけグリシジル基不含のフェノール成分を添加しさえすればよい ことを配慮すべきである。 硬化剤としては本発明によるエポキシ樹脂混合物中のアミン置換された芳香族 スルホン酸アミド及び−ヒドラジドが使用される。このような硬化剤の例として は２−アミノベンゾールスルホン酸アミド、４−アミノベンゾールスルホン酸ア ミド（スルファニルアミド）、４−アミノベンゾールスルホン酸ジメチルアミド 、４−アミノ−２−メチルベンゾールスルホン酸アミド及び４−アミノベンゾー ルスルホン酸ヒドラジド並びにこれらの化合物の混合物がある。 この硬化剤成分は、本発明によるエポキシ樹脂混合物中のエポキシ官能性とＮ Ｈ官能性との当量比が１：０．４〜１：１．１、有利には１：０．５〜１：０． ８となるような濃度で使用される。リン不含のフェノール成分の添加の際にエポ キシ基の濃度がフェノール性ヒドロキシル基の含有量に相応して減少することに 配慮しなければならない。一般に硬化剤の樹脂混合物の含有量は０．５〜３５質 量％、有利には２〜１２質量％である。上記形式の硬化剤成分の使用は、これが 印刷回路板技術で慣例の硬化剤であるジシアンジアミドと同じエポキシ樹脂混合 物中に使用した場合よりも著しくろう浴耐性を改善されたラミネートの製造を可 能にする。 米国特許第４６１８５２６号明細書からスルファニルアミドのようなアミン置 換されたスルホンアミドにより硬化される芳香族のポリグリシジル化合物をベー スとする硬化性反応樹脂混合物が公知である。これらの混合物は確かにラミネー トの製造にも適しているが、しかしこれらはＵＬ９４Ｖに基づく火炎耐性をもた ないので、現在の電気用ラミネートとしての要件を満たすものではない。国際特 許出願公開第００６２７号明細書には同様にスルファニルアミドで硬化され、電 気用ラミネートに加工可能のエポキシ樹脂混合物が記載されている。しかしそれ らの混合物はハロゲン成分を含んでおり、従ってそれらのラミネートも現在の電 子技術におけるハロゲン添加なしの火炎耐性に対する要件には合致しない。 アミン系の硬化促進剤としては一般にエポキシ樹脂の硬化の際に使用される第 三アミン及びイミダゾールが使用される。アミンとしては例えばテトラメチルエ チレンジアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルアミノエタノール、ジメチ ルベンジルアミン、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）−フェノール 、Ｎ，Ｎ′−テトラメチルジアミノジフェニルメタン、Ｎ，Ｎ′−ジメチルピペ ラジン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−エチルピロリジン 、１，４−ジアザビシクロ（２，２，２）−オクタン及びキノリンが適している 。適したイミダゾールは例えば１−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾー ル、１，２−ジメチルイミダゾール、１，２，４，５−テトラメチルイミダゾー ル、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイ ミダゾール及び１−（４，６−ジアミノ−ｓ−トリアジニル−２−エチル）−２ −フェニルイミダゾールがある。促進剤はそれぞれエポキシ樹脂混合物に関して ０．０１〜２質量％、有利には０．０５〜１質量％の濃度で使用される。 プリプレグの製造には種々の成分を−別々に又は一緒に−アセトン、メチルエ チルケトン、エチルアセテート、メトキシエタノール、ジメチルホルムアミド及 びトルオールのような価格的に有利な溶剤に又はこのような溶剤の混合物に溶解 して、場合によっては１つの溶剤に統合する。この溶液を更に慣用の含浸装置で 加工する。即ちガラス、金属、鉱物、炭素、アラミド、ポリフェニレンスルフィ ド及びセルロースのような無機又は有機性物質からなる繊維並びにそれらから作 られた織物又はフリースの含浸又は金属又はプラスチックからなる箔のような平 面材料の被覆に使用される。場合によっては含浸溶液は一部は均質に溶解される か又は分散されていてもよい他の火炎耐性を改善するハロゲン不含の他の添加物 を含んでいてもよい。この種の添加物は例えばシアン酸メラミン、リン酸メラミ ン、紛末化されたポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン及びポリイミドで あってもよい。 印刷回路板技術分野のプリプレグの製造には圧倒的にガラス織布が使用される 。多層印刷回路板は特に２５〜２００ｇ／ｍ²の面重量のガラス織布型からなる プリプレグが使用される。上記の形式の含浸溶液で面重量の僅かなプリプレグも 要件に合わせて製造可能である。含浸又は被覆補強材又は層間成分を高温で乾燥 し、その際一方では溶剤を除去し、他方では含浸樹脂の前重合を行う。全体とし てこうして得られる特性と経費との極めて有利な関係が生じる。 得られた被覆物及びプリプレグは粘着せず、室温で３カ月及びそれ以上貯蔵安 定である。即ちそれらは十分な貯藏安定性を有する。また１７０℃までの高いガ ラス遷移温度及び固有の難燃性に優れた複合材料に２２０℃までの温度で圧縮可 能である。層間材料として例えばラミネートに関して６０〜６２質量％のガラス 織布を使用した場合に、ＵＬ９４Ｖの燃焼テストをハロゲン化合物の添加又はそ の他の火炎耐性の添加物なしで一壁厚１．６ｍｍ又はそれどころか０．８ｍｍの 壁厚を有する検体でも確実にＶ−Ｏ等級でクリアできる。その際腐食性又は特に 毒性の分解生成物は形成されず、煙の発生は他のポリマー材料、特に臭素含有エ ポキシ樹脂成形材に比べて著しく低減されるということが特に有利であることが 判明している。 本発明を実施例に基づき以下に詳述する。 例１乃び２ プリプレグの製造 Ｄ質量部のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、Ｅ質量部のジメチルホルムアミド （ＤＭＦ）及びＦ質量部のエチルアセテート（ＥＡ）に入れたエポキシ化ノボラ ック（エポキシ価：０．５６モル／１００ｇ；平均官能価３．６）及び無水プロ パンホスホン酸からなる反応生成物（エポキシ価：０．３４モル／１００ｇ；リ ン含有量３．２％）の形のＡ質量部のリン改質エポキシ樹脂（Ｐ／ＥＰ−樹脂） の溶液をＢ質量部のスルファニルアミド（ＳｕｌｆＡｍ）及びＣ質量部の２−メ チルイミダゾール（ＭｅＩｍ）と混和する。この混合物を室温で約１５分間清澄 な溶液が生じるまで撹拌する。この溶液でガラス織布（ガラス織布型：７６２８ ；面重量：１９７ｇ／ｍ²）を実験含浸装置により連続的に含浸し、縦型乾燥装 置内で５０〜１６０℃の温度で乾燥する。こうして製造されたプリプレグは粘着 せず、また室温で（最高２１℃及び最大５０％の相対湿度で）貯蔵安定である。 含浸樹脂溶液の組成及びプリプレグの特性は表１から読み取ることができる。 例３乃至５ プリプレグの製造 Ｄ質量部のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、Ｅ質量部のジメチルホルムアミド （ＤＭＦ）及びＦ質量部のエチルアセテート（ＦＡ）に入れたエポキシ化ノボラ ック（エポキシ価：０．５６モル／１００ｇ；平均官能価３．６）及び無水プロ パンホスホン酸（Ｐ／ＥＰ−樹脂）からのＧ質量部の反応生成物（エポキシ価： ０．３２モル／１００ｇ；リン含有量３．８％）の溶液をＢ質量部のスルファニ ルアミド（ＳｕｌｆＡｍ）及びＣ質量部の２−メチルイミダゾール（ＭｅＩｍ） と混和する。その際得られた溶液に、Ｈ質量部のビスフェノール−Ａ（Ｂｉｓ− Ａ）又はＩ質量部のアラルジットＢ（エポキシ価：０．２５当量／１００ｇ；１ ２０℃での粘性：３８０ｍＰａ・ｓ）、即ちビスフェノール−Ａベース（Ａｒａ ｌ Ｂ）の市販の高分子エポキシ樹脂又は分子量３００００及び６％のヒドロキ シル価のフェノキシ樹脂（Ｐｈｅｎ樹脂）Ｊ質量部を加える。含浸樹脂溶液の組 成及び（例１及び例２に相応して）これから作られたプリプレグの特性は表１か ら読み取ることができる。 残ゲル化時間はプリプレグから機械的に分離されるガラス繊維不含の含浸樹脂 （０．２〜０．３ｇ）を１７０℃に予熱されたホットプレートに載せて測定する 。約３０秒後融解樹脂検体をガラス棒又は木片棒で均質に撹拌する。粘性の変化 を融解物から約５０ｍｍの長さの糸状物に引き伸ばすことにより観察する。ゲル 化は糸がそれ以上引き伸ばし不能になると始まる。樹脂をホットプレートに載せ てから糸状樹脂の早期の破断までをストップウォッチで測定した時間（秒）がゲ ル化時間である。 例６ 比較実験 Ｄ質量部のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、Ｅ質量部のジメチルホルムアミド （ＤＭＦ）及びＦ質量部のエチルアセテート（ＥＡ）に入れたエポキシ化ノボラ ック（エポキシ価：０．５６モル／１００ｇ；平均官能価３．６）及び無水プロ パンホスホン酸（Ｐ／ＥＰ−樹脂）からのＡ質量部の反応生成物（エポキシ価： ０．３４モル／１００ｇ；リン含有量３．２％）の溶液をＫ質量部のジシアンジ アミド（Ｄｉｃｙ）及びＣ質量部の２−メチルイミダゾグール（ＭｅＩｍ）と混 和する。その際得られた樹脂溶液を例１及び例２に相応してプリプレグに加工す る。含浸樹脂溶液の組成及びプリプレグの特性は表１から読み取ることができる 。 例７乃至１１ 促進剤濃度の影響 例１及び２に相応して行われるが、含浸樹脂溶液は異なる質量部の２−メチル イミダゾール（Ｃ）と混和される。含浸樹脂溶液のいわゆるＢ時間、即ち１７０ ℃でのゲル化時間は表２から読み取り可能である。 例１２乃至１７ ラミネートの製造及びテスト 例１乃至６に相応して製造されたプリプレグ（ガラス織布型：７６２８；面重 量：１９７ｇ／ｃｍ²）を８層からなるプリプレグに３５μｍの銅箔を両面に貼 り付けた１．５〜１．６ｍｍの厚さのラミネートに圧縮して形成する（圧縮のパ ラメータ：１７５℃、３０〜３５バール、４０分間）。引続き２時間１９０℃で 後熱処理する。このラミネートのガラス繊維温度Ｔ_G（ＤＭＴＡ、即ち動的機械 的分析による）、ＵＬ９４Ｖに基づく平均燃焼時間、銅箔の粘着性、ミーズリン グ−テスト、高圧クッカーテスト及びろう浴耐性を測定する。得られた値は表３ から読み取ることができる。 ラミネートに実施されるテストは以下のようにして行われる。 銅貼付けの粘性 幅２５ｍｍ、長さ１００ｍｍの銅箔条片を長さ２０ｍｍのガラス硬度織布上に 溶解し、適当な装置により５０ｍｍ／分の引っ張り速度で垂直方向に引っ張る； それに必要な力Ｆ（Ｎ）を測定する。 ミーズリング−テスト このテストは銅貼付けされない検体（サイズ２０ｍｍ×２０ｍｍ）で行われる 。検体を３分間６５℃に熱したＬＴ２６溶液（組成：８５０ｍｌの脱イオン化Ｈ₂ Ｏ、５０ｍｌのＨＣｌ ｐ．ａ．、１００ｇのＳｎＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ、５０ｇのチ オ尿素）に浸漬し、流水で洗浄し、引続き２０分間沸騰水に浸す。空気で乾燥（ ２〜３分間）後検体を１０秒間２６０℃の熱したろう浴液に浸漬する。その際ラ ミネートは離層することはない。 高圧クッカーテスト サイズ５０ｍｍ×５０ｍｍの２枚の検体を２時間水蒸気雰囲気中で１２０℃〜 １２５℃の温度の高圧オートクレーブに入れておく。その後乾燥された検体を２ 分以内に２０秒間２６０℃の熱したろう浴に入れておく。その際検体は離層する ことはない。 ろう浴耐性 このテストはドイツ工業規格ＤＩＮ ＩＥＣ ２５９の３．７．２．３章に基 づきろう浴の使用下に実施される。サイズ２５ｍｍ×１００ｍｍの検体を使用し 、それらを２８８℃の温度のろう浴に浸漬し、離層又は気泡が生じるまでの時間 を測定する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｚ Ｈ０５Ｋ 1/03 ６１０ Ｈ０５Ｋ 1/03 ６１０Ｌ (72)発明者 カピツア、ハインリツヒ ドイツ連邦共和国 デー−90765 フユル ト ペーター−フイシヤー−シユトラーセ ４アー (72)発明者 ログラー、ウオルフガング ドイツ連邦共和国 デー−91096 メーレ ンドルフ フランケンシユトラーセ 44

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．以下の成分： （Ａ）１分子当り少なくとも２個のエポキシ基を有するポリエポキシ化合物 （Ｂ）無水ホスフィン酸、無水ホスホン酸又はホスホン酸半エステル から誘導される構造単位から構成される０．０２〜１モル／１００ｇのエポキシ 価を有するリン改質されたエポキシ樹脂、 硬化剤として以下の構造 ［式中Ｘは水素原子であり、Ｙは１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり ｍ又はｎはｍ＋ｎ＝４の条件で０〜４の整数を表し、 基Ｒ¹及びＲ²は−互いに独立して−１個の水素原子又は１〜３個の炭素原子を有 する１個のアルキル基であり、又はＲ¹及びＲ²の一方がこの条件を有し、他方の 基はＮＲ³Ｒ⁴基であり、その際Ｒ³又はＲ⁴はＨ又は１〜３個の炭素原子を有する アルキルである］ の芳香族アミン、 アミン系硬化促進剤 を含むことを特徴とするプリプレグ及び複合材料用エポキシ樹脂混合物。 ２．ビスフェノール−Ａ−ジクリシジルエーテルとビスフェノール−Ａの不足分 との置換反応により製造されるリン不含のエポキシ樹脂を含むか又はビスフェノ ール−Ａ、ビスフェノール−Ｆの形のフェノール性ヒドロキシル基、又はビスフ ェノール−Ａ又はビスフェノール−Ｆをエピクロルヒドリンと縮合することによ り得られる高分子フェノキシ樹脂を有するグリシジル基不含の化合物を含むこと を特徴とする請求項１記載のエポキシ樹脂混合物。 ３．樹脂混合物中のリン不含のエポキシ樹脂の分量が３０質量％まで、有利には １０質量％までであることを特徴とする請求項２記載のエポキシ樹脂混合物。 ４．樹脂混合物中のグリシジル基不含の化合物の分量が２０質量％まで、有利に は１０質量％までであることを特徴とする請求項２又は３記載のエポキシ樹脂混 合物。 ５．それぞれ樹脂混合物に関してリン含有量が０．５〜５質量％、有利には１〜 ４質量％までであることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のエポキシ樹 脂混合物。 ６．エポキシ官能性とＮＨ官能性との当量比が１：０．４〜１：１．１、有利に は１：０．５〜１：０．８であることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載 のエポキシ樹脂混合物。 ７．硬化剤の樹脂混合物の含有量が０．５〜３５質量％、有利には２〜１２質量 ％であることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載のエポキシ樹脂混合物。 ８．硬化剤が２−アミノベンゾールスルホン酸アミド、４−アミノベンゾールス ルホン酸アミド、４−アミノベンゾールスルホン酸ジメチルアミド、４−アミノ −２−メチルベンゾールスルホン酸アミド又は４−アミノベンゾールスルホン酸 ヒドラシドであることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載のエポキシ樹脂 混合物。 ９．請求項１乃至８の１つに記載のエポキシ樹脂混合物から製造される繊維、フ リース又は織物の形又は平面材料の形の無機又は有機性補強材をベースとするプ リプレグ及び複合材料。 １０．請求項１乃至８の１つに記載のガラス繊維織物及びエポキシ樹脂混合物か ら製造されるプリプレグから成る印刷回路板。