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WO2009107843A1 - 環状リン系難燃剤含有プリプレグ及びそれを用いた積層体 - Google Patents

環状リン系難燃剤含有プリプレグ及びそれを用いた積層体 Download PDF

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WO2009107843A1
WO2009107843A1 PCT/JP2009/053904 JP2009053904W WO2009107843A1 WO 2009107843 A1 WO2009107843 A1 WO 2009107843A1 JP 2009053904 W JP2009053904 W JP 2009053904W WO 2009107843 A1 WO2009107843 A1 WO 2009107843A1
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WO
WIPO (PCT)
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prepreg
laminate
parts
flame retardant
weight
Prior art date
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Application number
PCT/JP2009/053904
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English (en)
French (fr)
Inventor
孝司 木内
祐紀 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zeon Corp
Original Assignee
Zeon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H05K1/0353Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0373Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement containing additives, e.g. fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
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    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
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    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0104Properties and characteristics in general
    • H05K2201/012Flame-retardant; Preventing of inflammation
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    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0137Materials
    • H05K2201/0158Polyalkene or polyolefin, e.g. polyethylene [PE], polypropylene [PP]

Definitions

  • the present invention relates to a prepreg and a laminate using the prepreg, and more particularly to a laminate having extremely low dielectric loss in a high frequency region and excellent in flame retardancy without containing a halogen, and a prepreg that provides the laminate.
  • Patent Document 1 discloses a reaction solution containing a cyclic olefin monomer having two or more metathesis ring-opening reactive moieties in a molecule such as dicyclopentadiene, a metathesis polymerization catalyst, and a chain transfer agent at a temperature of 140 to 230 ° C.
  • a method for producing a crosslinked resin that undergoes a polymerization reaction to produce a thermoplastic resin and then crosslinks by heating and melting the thermoplastic resin.
  • the reaction liquid contains a reinforcing material, a flame retardant, a filler, and the like. It describes what you can do. It is described that these addition amounts are 0.001 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin.
  • Patent Document 2 discloses a method for producing a resin molding by bulk polymerization of a polymerizable composition containing a cycloolefin monomer having an aromatic ring, a flame retardant, and a metathesis polymerization catalyst, and a large amount of the flame retardant is added. It is described that halogen-based flame retardants, antimony flame retardants, metal hydroxide flame retardants, phosphorus flame retardants, nitrogen flame retardants and the like can be used as flame retardants, and that fillers and reinforcing materials can be added. Yes.
  • a resin obtained by polymerizing these cycloolefin monomers is required to have a higher level of flame retardancy, and in particular, a high non-halogen flame retardancy is required for consumer product applications.
  • the present invention is to provide a prepreg that provides a laminated body that has a low dielectric loss in the high-frequency region and that is non-halogen flame retardant, and a laminated body obtained by laminating the prepreg.
  • the present inventors blended a polymerizable composition containing a cycloolefin monomer, a polymerization catalyst and a crosslinking agent with a specific phosphorus-based flame retardant having a ring structure into a reinforcing fiber. It was found that when a prepreg was produced by impregnating and then polymerizing, and then the prepregs were laminated and cured (crosslinked) with a hot press, a laminate having excellent non-halo flame retardancy was obtained.
  • a reinforcing fiber is impregnated with a polymerizable composition containing a cycloolefin monomer, a polymerization catalyst, a crosslinking agent, and a cyclic phosphorus flame retardant having a ring structure and a phosphorus atom in the ring structure.
  • a prepreg that is subsequently polymerized is provided.
  • a laminate obtained by curing the prepreg with the prepregs or laminated with another material.
  • the laminate of the present invention has low dielectric loss in the high frequency region and is non-halogen flame retardant, it can be suitably used for high frequency circuit boards such as microwaves or millimeter waves for communication equipment applications. .
  • the prepreg of the present invention is obtained by impregnating a reinforcing fiber with a polymerizable composition containing a cycloolefin monomer, a polymerization catalyst, a crosslinking agent, and a cyclic phosphorus flame retardant having a ring structure and a phosphorus atom in the ring structure.
  • a polymerizable composition containing a cycloolefin monomer, a polymerization catalyst, a crosslinking agent, and a cyclic phosphorus flame retardant having a ring structure and a phosphorus atom in the ring structure.
  • Polymerized. Cycloolefin monomer
  • the cycloolefin monomer used in the present invention is a compound having a ring structure formed of carbon atoms and having a carbon-carbon double bond in the ring. Examples thereof include norbornene monomers and monocyclic cycloolefin monomers, and norbornene monomers are preferred.
  • the norbornene-based monomer is a monomer containing a norbornene ring.
  • the norbornene-based monomer although exceptional limited, but, for example, 2-norbornene, bicyclic body such as norbornadiene, dicyclopentadiene, dihydrodicyclopentadiene, tetracyclo [9.2.1.0 2,10.
  • Examples of the monocyclic cycloolefin monomer include the same substituents and polar groups as those exemplified for monocyclic cycloolefins such as cyclobutene, cyclopentene, cyclooctene, cyclododecene, 1,5-cyclooctadiene, and norbornene monomers.
  • monocyclic cycloolefins such as cyclobutene, cyclopentene, cyclooctene, cyclododecene, 1,5-cyclooctadiene, and norbornene monomers.
  • guide_body which has is mentioned.
  • cycloolefin monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • the cycloolefin monomer used in the present invention may contain, for example, a chain olefin monomer that can be copolymerized with the cycloolefin monomer as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Examples of the chain olefin monomer include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-butene, 2-pentene, 1,4-hexadiene and the like.
  • the polymerization catalyst used in the present invention is not particularly limited as long as it can polymerize a cycloolefin monomer, but a metathesis polymerization catalyst is usually preferably used from the viewpoint of improving prepreg productivity.
  • the metathesis polymerization catalyst is capable of metathesis ring-opening polymerization of a cycloolefin monomer, and usually includes a complex formed by bonding a plurality of ions, atoms, polyatomic ions and / or compounds with a transition metal atom as a central atom.
  • transition metal atoms atoms of Group 5, Group 6, and Group 8 (long-period periodic table, the same applies hereinafter) are used.
  • examples of the Group 5 atom include tantalum
  • examples of the Group 6 atom include molybdenum and tungsten
  • examples of the Group 8 atom include ruthenium and osmium.
  • Examples of the ruthenium carbene complex include those represented by the following formula (1) or formula (2).
  • R 1 and R 2 may each independently contain a hydrogen atom, a halogen atom, or a halogen atom, oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom or silicon atom. It represents a good hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • X 1 and X 2 each independently represents an arbitrary anionic ligand.
  • An anionic ligand is a ligand having a negative charge when pulled away from a central metal atom, such as a halogen atom, a diketonate group, a substituted cyclopentadienyl group, an alkoxyl group, an aryloxy group, A carboxyl group etc. can be mentioned. Among these, a halogen atom is preferable and a chlorine atom is more preferable.
  • L 1 and L 2 each independently represents a hetero atom-containing carbene compound or a neutral electron donating compound.
  • a hetero atom means an atom of Group 15 and Group 16 of the Periodic Table, and specific examples thereof include N, O, P, S, As, and Se atoms. Among these, from the viewpoint of obtaining a stable carbene compound, N, O, P, S atoms and the like are preferable, and N atoms are particularly preferable.
  • heteroatom-containing carbene compound examples include compounds represented by the following formula (3) or formula (4).
  • each of R 3 to R 6 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms that may contain a halogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, or a silicon atom. Represents a hydrogen group.
  • R 3 to R 6 may be bonded to each other in any combination to form a ring.
  • the neutral electron-donating compound may be any ligand as long as it has a neutral charge when separated from the central metal.
  • Specific examples thereof include phosphines, ethers and pyridines, and trialkylphosphine is more preferable.
  • R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring, and further R 1 , R 2 , X 1 , X 2 , L 1 and L 2 May be bonded together in any combination to form a multidentate chelating ligand.
  • a ruthenium catalyst having a compound having a heterocyclic structure as a ligand as a polymerization catalyst, since the mechanical strength and impact resistance of the obtained prepreg and laminate are highly balanced.
  • a hetero atom which comprises a heterocyclic structure an oxygen atom, a nitrogen atom, etc. are mentioned, for example, Preferably it is a nitrogen atom.
  • the heterocyclic structure is preferably an imidazoline or imidazolidine structure.
  • the compound having such a heterocyclic structure include 1,3-di (1-adamantyl) imidazolidin-2-ylidene, 1,3- Dimesityloctahydrobenzimidazol-2-ylidene, 1,3-di (1-phenylethyl) -4-imidazoline-2-ylidene, 1,3,4-triphenyl-2,3,4,5-tetrahydro -1H-1,2,4-triazol-5-ylidene, 1,3-dicyclohexylhexahydropyrimidine-2-ylidene, N, N, N ', N'-tetraisopropylformamidinylidene, 1,3-di Mesitylimidazolidine-2-ylidene, 1,3-dicyclohexylimidazolidine-2-ylidene, 1,3-diisopropyl-4- Midazorin-2-ylidene, 1,3-dimesityl-2,3-dime
  • ruthenium catalysts examples include benzylidene (1,3-dimesitylimidazolidine-2-ylidene) (tricyclohexylphosphine) ruthenium dichloride, (1,3-dimesitylimidazolidine-2-ylidene) (3- Methyl-2-butene-1-ylidene) (tricyclopentylphosphine) ruthenium dichloride, benzylidene (1,3-dimesityl-octahydrobenzimidazol-2-ylidene) (tricyclohexylphosphine) ruthenium dichloride, benzylidene [1,3-di (1-phenylethyl) -4-imidazoline-2-ylidene] (tricyclohexylphosphine) ruthenium dichloride, benzylidene (1,3-dimesityl-2,3-dihydrobenzimida
  • polymerization catalysts are used alone or in combination of two or more.
  • the use amount of the polymerization catalyst is usually 1: 2,000 to 1: 2,000,000, preferably 1: 5,000 to 1: 1, in a molar ratio of (metal atom in catalyst: cycloolefin monomer).
  • the range is from 1,000,000, more preferably from 1: 10,000 to 1: 500,000.
  • the soot polymerization catalyst can be used by dissolving or suspending in a small amount of an inert solvent, if necessary.
  • solvents include chain aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, liquid paraffin, mineral spirits; cyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, dimethylcyclohexane, trimethylcyclohexane, ethylcyclohexane, diethylcyclohexane , Decahydronaphthalene, dicycloheptane, tricyclodecane, hexahydroindene, cyclooctane and other alicyclic hydrocarbons; benzene, toluene, xylene and other aromatic hydrocarbons; indene, tetrahydronaphthalene and other alicyclic and aromatic rings
  • a nitrogen-containing hydrocarbon such as
  • the crosslinking agent used in the present invention is not particularly limited as long as it can induce a curing reaction in the prepreg, but a radical generator is usually used.
  • a radical generator include organic peroxides, diazo compounds, and nonpolar radical generators, with organic peroxides and nonpolar radical generators being preferred.
  • organic peroxide examples include hydroperoxides such as t-butyl hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide, cumene hydroperoxide; dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, ⁇ , ⁇ '-bis (t- Butylperoxy-m-isopropyl) benzene, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) -3-hexyne, 2,5-dimethyl-2,5-di ( dialkyl peroxides such as t-butylperoxy) hexane; diacyl peroxides such as dipropionyl peroxide and benzoyl peroxide; 2,2-di (t-butylperoxy) butane, 1,1-di (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-di (t-butylperoxy)
  • diazo compounds examples include 4,4'-bisazidobenzal (4-methyl) cyclohexanone and 2,6-bis (4'-azidobenzal) cyclohexanone.
  • Nonpolar radical generators include 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane, 3,4-dimethyl-3,4-diphenylhexane, 1,1,2-triphenylethane, 1,1,1- And triphenyl-2-phenylethane.
  • the one-minute half-life temperature is appropriately selected depending on the curing conditions, but is usually 100 to 300 ° C, preferably 150 to 250 ° C, more preferably 160. It is in the range of ⁇ 230 ° C.
  • the half-life temperature for 1 minute is a temperature at which half of the radical generator decomposes in 1 minute.
  • cross-linking agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the crosslinking agent used is usually in the range of 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cycloolefin monomer. .
  • the cyclic phosphorus-based flame retardant used in the present invention is a compound having a ring structure and having a phosphorus atom in the ring structure.
  • a cyclic phosphine oxide compound, a cyclic phosphinate compound, a cyclic phosphonate compound, a cyclic phosphate compound and the like can be mentioned, and a cyclic phosphinate compound is preferable.
  • Examples of the cyclic phosphinate compound include 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 8-t-butyl-9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene- 10 oxide, 10- (2,5-dihydroxyphenyl) -10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10- (2,3-dihydroxyphenyl) -10H-9-oxa-10-phos Examples include phenanthrene-10-oxide, 10- (2,4-dihydroxyphenyl) -10H-9-oxa-10-oxide, and the like.
  • cyclic phosphorus flame retardants can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount is appropriately selected according to the purpose of use, but is usually 1 to 500 parts by weight, preferably 10 to 200 parts by weight, more preferably 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cycloolefin monomer. It is.
  • the cycloolefin monomer, the polymerization catalyst, the crosslinking agent and the cyclic phosphorus flame retardant are essential components, and a polymerization regulator, a chain transfer agent, a polymerization reaction retarder, and a filler as required.
  • Agents, siloxane compounds, anti-aging agents, crosslinking aids and other compounding agents can be added.
  • the polymerization regulator is blended for the purpose of controlling the polymerization activity or improving the polymerization reaction rate.
  • trialkoxyaluminum, triphenoxyaluminum, dialkoxyalkylaluminum, alkoxydialkylaluminum, trialkyl Examples include aluminum, dialkoxyaluminum chloride, alkoxyalkylaluminum chloride, dialkylaluminum chloride, trialkoxyscandium, tetraalkoxytitanium, tetraalkoxytin, and tetraalkoxyzirconium. These polymerization regulators can be used alone or in combination of two or more.
  • the polymerization regulator is used in a molar ratio of (metal atom in the polymerization catalyst: polymerization regulator), usually 1: 0.05 to 1: 100, preferably 1: 0.2 to 1:20. The range is preferably 1: 0.5 to 1:10.
  • a chain olefin which may have a substituent can be usually used.
  • Specific examples thereof include, for example, aliphatic olefins such as 1-hexene and 2-hexene; olefins having an aromatic group such as styrene, divinylbenzene, and stilbene; and alicyclic hydrocarbon groups such as vinylcyclohexane.
  • Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether; methyl vinyl ketone, 1,5-hexadien-3-one, 2-methyl-1,5-hexadien-3-one, vinyl methacrylate, allyl methacrylate, 3-methacrylic acid 3- Buten-1-yl, 3-buten-2-yl methacrylate, styryl methacrylate, allyl acrylate, undecenyl methacrylate, 3-buten-1-yl acrylate, 3-buten-2-yl acrylate, acrylic acid 1-methyl-3-buten-2-yl, styryl acrylate, ethyl Glycol diacrylate, allyltrivinylsilane, allylmethyldivinylsilane, allyldimethylvinylsilane, glycidyl acrylate, allyl glycidyl ether, allylamine, 2- (diethylamino) ethanol vinyl ether,
  • chain transfer agents can be used alone or in combination of two or more, and the addition amount is usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0. 1 to 5 parts by weight.
  • the polymerizable composition used in the present invention contains a polymerization reaction retarder, because an increase in the viscosity can be suppressed and the reinforcing fiber can be easily impregnated uniformly with the polymerizable composition.
  • Polymerization retarders include phosphine compounds such as triphenylphosphine, tributylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, dicyclohexylphosphine, vinyldiphenylphosphine, allyldiphenylphosphine, triallylphosphine, styryldiphenylphosphine; Lewis bases such as aniline and pyridine Etc. can be used.
  • blending a filler with the polymerizable composition is preferable because the dielectric loss, flame retardancy and heat resistance of the resulting laminate are highly balanced.
  • the filler is not particularly limited as long as it is generally used industrially, and either an inorganic filler or an organic filler can be used, but an inorganic filler is preferred.
  • the inorganic filler examples include metal particles such as iron, copper, nickel, gold, silver, aluminum, lead, and tungsten; carbon particles such as carbon black, graphite, activated carbon, and carbon balloon; silica, silica balloon, alumina, and oxidation.
  • Inorganic oxide particles such as titanium, iron oxide, zinc oxide, magnesium oxide, tin oxide, beryllium oxide, barium ferrite and strontium ferrite; inorganic carbonate particles such as calcium carbonate, magnesium carbonate and sodium hydrogen carbonate; inorganic such as calcium sulfate Sulfate particles; inorganic silicate particles such as talc, clay, mica, kaolin, fly ash, montmorillonite, calcium silicate, glass, glass balloon; titanate particles such as calcium titanate and lead zirconate titanate, nitriding Aluminum, silicon carbide particles And whiskers.
  • organic fillers include particulate compounds such as wood flour, starch, organic pigments, polystyrene, nylon, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyvinyl chloride, various elastomers, and waste plastics.
  • fillers can be used alone or in combination of two or more, and the blending amount is usually 10 to 1,000 parts by weight, preferably 30 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cycloolefin monomer.
  • the range is 750 parts by weight, more preferably 50 to 500 parts by weight.
  • the total blending amount of the cyclic phosphorus flame retardant and the filler is preferably 50 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the cycloolefin polymer.
  • the amount is preferably 50 to 1,500 parts by weight, more preferably 100 to 1,000 parts by weight, particularly preferably 150 to 600 parts by weight, a high degree of flame retardancy can be achieved.
  • the siloxane compound used in the present invention is a compound having a siloxane structure (Si—O—Si) in the molecule.
  • a siloxane compound By blending a siloxane compound with the polymerizable composition used in the present invention, non-halo flame retardancy can be increased, which is preferable.
  • Specific examples include silicone compounds having one or more siloxane structures obtained by hydrolysis polycondensation such as organochlorosilanes and organoalkoxysilanes, preferably silicone compounds obtained by hydrolysis polycondensation of organoalkoxysilanes. It is.
  • the organo group of the organoalkoxysilane is not particularly limited as long as it is generally used, but those having a carbon-carbon unsaturated bond are preferable because the flame retardancy of the cyclic phosphorus flame retardant is further increased. .
  • the blending ratio of the organoalkoxysilane in which the organo group has a carbon-carbon unsaturated bond and the cyclic phosphorus flame retardant is the blending amount of both components described in this specification. What is necessary is just to adjust suitably in the range.
  • organo group having a carbon-carbon unsaturated bond examples include acryloxy group, methacryloxy group, vinyl group, ethynyl group, allyl group, styryl group, etc., preferably acryloxy group or methacryloxy group, more preferably methacryloxy group. It is a group.
  • the organoalkoxysilane include, for example, the following general formula: (R 1 ) m Si (OR 2 ) 4-m (Wherein R 1 is an acryloxy group, methacryloxy group, vinyl group, ethynyl group, allyl group, or styryl group, R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and m is 1 or 2) is there.) The compound shown by these is mentioned.
  • organoalkoxylane having an organo group examples include 3-acryloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyldimethoxymethylsilane, and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane.
  • 3-methacryloxypropyl triethoxysilane 3-methacryloxypropyldiethoxymethylsilane, trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, diethoxymethylvinylsilane, diethoxydivinylsilane, diethoxy-2-piperidinoethoxyvinylsilane, triiso
  • Examples include propoxyvinyl silane, allyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, and the like, such as 3-methacryloxypropyldimethoxymethylsilane and 3 Such as methacryloxypropyl trimethoxysilane is particularly preferred.
  • organoalkoxylane other than the compounds represented by the above general formula methoxydimethylvinylsilane, ethoxydimethylvinylsilane, dimethylisobutoxyvinylsilane, dimethylisopentyloxyvinylsilane, dimethylethoxyethynylsilane and the like are also preferably used.
  • a silicone compound obtained by hydrolytic polycondensation of organoalkoxysilane a silicone compound obtained by hydrolytic polycondensation of these organoalkoxylanes according to a known method is preferably used.
  • siloxane compounds can be used alone or in combination of two or more, and the amount used is usually 1 to 100 parts by weight, preferably 5 to 50 parts by weight, per 100 parts by weight of the cycloolefin polymer. Part range.
  • the blending ratio of the cyclic phosphorus flame retardant, the filler and the siloxane compound is [siloxane compound + cyclic phosphoric acid] [Flame Retardant] / [Filler] (weight ratio), usually 1/9 to 9/1, preferably 1/9 to 7/3, more preferably 1/9 to 5/5, most preferably 2/8.
  • it is ⁇ 4 / 6 both the dielectric loss and the flame retardancy are highly balanced in the obtained laminate, which is preferable.
  • At least one antiaging agent selected from the group consisting of a phenolic antiaging agent, an amine antiaging agent, a phosphorus antiaging agent and a sulfur antiaging agent as an antiaging agent in the polymerizable composition.
  • a phenolic antiaging agent and an amine antiaging agent are preferable, and a phenolic antiaging agent is particularly preferable.
  • These anti-aging agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the antioxidant used is appropriately selected according to the purpose of use, but is usually 0.0001 to 10 parts by weight, preferably 0.001 to 5 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the cycloolefin monomer. Is in the range of 0.01 to 2 parts by weight.
  • a crosslinking aid is a compound having two or more functionalities capable of forming a crosslinked structure.
  • the crosslinking aid commonly used ones can be used without particular limitation. For example, a bifunctional compound having two carbon-carbon unsaturated bonds, a polyfunctional compound having three or more carbon-carbon unsaturated bonds. Can be mentioned.
  • crosslinking aid examples include bifunctional compounds such as p-diisopropenylbenzene, m-diisopropenylbenzene, o-diisopropenylbenzene, tricyclodecane dimethanol dimethacrylate, trimethacrylic acid-2- And trifunctional compounds such as ethyl-2-hydroxymethyl-1-propanediol, triisopropenylbenzene, and trimethallyl isocyanate.
  • bifunctional compounds such as p-diisopropenylbenzene, m-diisopropenylbenzene, o-diisopropenylbenzene, tricyclodecane dimethanol dimethacrylate, trimethacrylic acid-2-
  • trifunctional compounds such as ethyl-2-hydroxymethyl-1-propanediol, triisopropenylbenzene, and trimethallyl isocyanate.
  • 2-methacrylic acid-2-ethyl-2-hydroxymethyl-1--3-propanediol, triisopropenylbenzene, p-diisopropenylbenzene, m-diisopropenylbenzene, and o-diisopropenylbenzene are preferable.
  • 2-Ethyl-2-hydroxymethyl-1-methacrylic acid tri-3-methacrylate and m-diisopropenylbenzene are more preferred.
  • These crosslinking aids can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the crosslinking aid is appropriately selected according to the purpose of use, but is usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 30 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the cycloolefin monomer. 1 to 20 parts by weight, most preferably 5 to 15 parts by weight.
  • compounding agents can be further blended in the polymerizable composition used in the present invention.
  • flame retardants other than cyclic phosphorus flame retardants, colorants, light stabilizers, pigments, foaming agents and the like can be used.
  • flame retardants other than cyclic phosphorus flame retardants include phosphorus-containing flame retardants other than cyclic phosphorus flame retardants, nitrogen-containing flame retardants, halogen-containing flame retardants, metal hydroxide flame retardants such as aluminum hydroxide, antimony trioxide, etc. Antimony compounds and the like.
  • colorant dyes, pigments and the like are used. There are various kinds of dyes, and known ones may be appropriately selected and used. These other compounding agents can be used alone or in combination of two or more, and the amount used is appropriately selected within a range not impairing the effects of the present invention.
  • the polymerizable composition used in the present invention can be obtained by mixing the above components.
  • a mixing method a conventional method may be used.
  • a liquid (catalyst solution) in which a polymerization catalyst is dissolved or dispersed in an appropriate solvent is added to a cycloolefin monomer, a crosslinking agent, and a cyclic phosphorus flame retardant as required.
  • a liquid (monomer liquid) appropriately blended with a polymerization regulator, chain transfer agent, polymerization reaction retarder, filler, siloxane compound, anti-aging agent, crosslinking aid, and other compounding agents and stirring.
  • the reinforcing fiber used in the present invention is not particularly limited.
  • organic fibers such as PET (polyethylene terephthalate) fiber, aramid fiber, ultrahigh molecular polyethylene fiber, polyamide (nylon) fiber, and liquid crystal polyester fiber;
  • inorganic fibers such as glass fiber, carbon fiber, alumina fiber, tungsten fiber, molybdenum fiber, budene fiber, titanium fiber, steel fiber, boron fiber, silicon carbide fiber, and silica fiber.
  • organic fibers and glass fibers are preferable, and aramid fibers, liquid crystal polyester fibers, and glass fibers are particularly preferable.
  • the glass fiber fibers such as E glass, NE glass, S glass, D glass, and H glass can be suitably used.
  • These reinforcing fibers can be used alone or in combination of two or more, and the amount used is appropriately selected according to the purpose of use, but is usually 10 to 90% by weight in the prepreg or laminate.
  • the range is preferably 20 to 80% by weight, more preferably 30 to 70% by weight. In this range, the dielectric loss and mechanical strength of the laminate are highly balanced, which is preferable.
  • the prepreg of the present invention is obtained by polymerizing the polymerizable composition after impregnating the reinforcing fiber.
  • the impregnation of the polymerizable composition into the reinforcing fiber is, for example, a known method such as a spray coating method, a dip coating method, a roll coating method, a curtain coating method, a die coating method, a slit coating method, or the like in a predetermined amount of the polymerizable composition.
  • a known method such as a spray coating method, a dip coating method, a roll coating method, a curtain coating method, a die coating method, a slit coating method, or the like in a predetermined amount of the polymerizable composition.
  • the polymerizable composition can be bulk polymerized by heating the impregnated product to a predetermined temperature, whereby a sheet-like or film-like prepreg is obtained.
  • a prepreg having an arbitrary shape can be obtained.
  • the shape include a sheet shape, a film shape, a column shape, a columnar shape, and a polygonal column shape.
  • a conventionally known mold for example, a mold having a split mold structure, that is, a core mold and a cavity mold, can be used, and a polymerizable composition is injected into these voids (cavities). And bulk polymerization is performed.
  • the core mold and the cavity mold are produced so as to form a gap that matches the shape of the target prepreg.
  • the shape, material, size and the like of the mold are not particularly limited.
  • a plate-shaped mold such as a glass plate or a metal plate and a spacer having a predetermined thickness are prepared, and the polymerizable composition is injected into a space formed by sandwiching the spacer between two plate-shaped molds.
  • a sheet-like or film-like prepreg can be obtained by curing in the mold.
  • the polymerizable composition has a low viscosity compared to a polymer varnish formed by dissolving an epoxy resin or the like in a solvent, which is conventionally used, it has excellent impregnation properties for reinforcing fibers.
  • the substrate can be impregnated uniformly. Therefore, uniform electrical characteristics (for example, uniform dielectric loss tangent) can be obtained in the prepreg and the laminate obtained by using the prepreg.
  • the heating temperature for polymerizing the polymerizable composition is usually in the range of 50 to 250 ° C., preferably 60 to 200 ° C., more preferably 70 to 170 ° C., and particularly preferably 90 to 150 ° C. In addition, it is 1 minute half-life temperature or less, preferably 1 minute half-life temperature of 10 ° C. or less, more preferably 1 minute half-life temperature of 20 ° C. or less of a radical generator usually used as a crosslinking agent.
  • the polymerization time may be appropriately selected, but is usually 10 seconds to 60 minutes, preferably 20 minutes or less. Heating the polymerizable composition to a temperature in this range is preferable because a prepreg having a small amount of unreacted monomers can be obtained.
  • the thickness of the prepreg of the present invention is appropriately selected according to the purpose of use, but is usually in the range of 0.001 to 10 mm, preferably 0.01 to 1 mm, more preferably 0.05 to 0.5 mm. Within this range, the shapeability at the time of lamination and the mechanical strength and toughness characteristics of the laminate obtained by curing are sufficiently exhibited, which is preferable.
  • the laminated body of the present invention can be produced by curing the above prepreg with the same prepreg or with other materials other than the prepreg, and shaping as necessary.
  • metal materials are appropriately selected according to the purpose of use, and examples thereof include thermoplastic resin materials and metal materials, and metal materials are particularly preferably used.
  • a metal material what is generally used with a circuit board can be used without a special restriction
  • the thickness of the metal material is appropriately selected depending on the purpose of use, but is usually in the range of 1 to 50 ⁇ m, preferably 3 to 30 ⁇ m, more preferably 5 to 20 ⁇ m, and most preferably 5 to 15 ⁇ m.
  • the surface of the metal material is treated with a silane coupling agent, a thiol coupling agent, a titanate coupling agent, various adhesives, and the like.
  • a silane coupling agent a silane coupling agent
  • a thiol coupling agent a titanate coupling agent
  • various adhesives and the like.
  • those treated with a silane coupling agent are more preferred.
  • the roughness (Rz) of the surface of the layer made of the metal material at the adhesion interface between the prepreg of the present invention and the metal material is not particularly limited, but is usually 10 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less, Preferably it is 2 micrometers or less.
  • the lower limit of the roughness is not particularly limited, but is usually 10 nm or more, preferably 5 nm or more, more preferably 1 nm or more. If the roughness of the surface of the layer made of a metal material is in the above range, the occurrence of noise, delay, transmission loss, etc. in high frequency transmission is preferably suppressed.
  • the adjustment of the roughness of the surface of the layer made of a metal material can be easily performed by selecting and using one having a roughness of the surface of the metal material to be laminated in a desired range. A metal material having such a surface roughness is available as a commercial product. The roughness (Rz) can be measured with an AFM (atomic force microscope).
  • the lamination and curing method may be in accordance with a conventional method, for example, using a known press machine having a press frame mold for flat plate molding, a press molding machine such as a sheet mold compound (SMC) or a bulk mold compound (BMC). Can be hot-pressed.
  • the heating temperature is a temperature at which cross-linking by the cross-linking agent occurs, and is usually at least 1 minute half-life temperature, preferably at least 5 ° C. above 1-minute half-life temperature, more preferably at least 10 ° C. above 1-minute half-life temperature. It is. Usually, it is in the range of 100 to 300 ° C, preferably 150 to 250 ° C.
  • the heating time is in the range of 0.1 to 180 minutes, preferably 1 to 120 minutes, more preferably 2 to 60 minutes.
  • the pressing pressure is usually 0.1 to 20 MPa, preferably 0.1 to 10 MPa, more preferably 1 to 5 MPa. Further, the hot pressing may be performed in a vacuum or a reduced pressure atmosphere.
  • the laminate of the present invention thus obtained can be suitably used as a high-frequency substrate material in a wide range because it has little transmission loss in the high-frequency region and is imparted with non-halo flame retardancy.
  • Dielectric loss tangent Dielectric loss tangent (tan ⁇ ) at a frequency of 1 GHz was measured by a capacitance method using an impedance analyzer (manufactured by Agilent Technologies, model number E4991A). . ⁇ : 90 or less ⁇ : 90 and 110 or less ⁇ : 110 or more and 150 or less ⁇ : 150 or more
  • Laminating property The appearance of the obtained laminate was observed and evaluated according to the following criteria. A: Peeling between layers and deformation in shape are not observed. ⁇ : Peeling between layers and deformation in shape are recognized only partially. X: Peeling between layers and deformation in shape are observed.
  • Example 1 A catalyst solution was prepared by dissolving 51 parts of benzylidene (1,3-dimesityl-4-imidazolidin-2-ylidene) (tricyclohexylphosphine) ruthenium dichloride and 79 parts of triphenylphosphine in 952 parts of toluene. Apart from this, tetracyclo [9.2.1.0 2,10.
  • tetradeca-3,5,7,12-tetraene 100 parts, 0.74 parts of allyl methacrylate as a chain transfer agent, 3,3,5,7,7-pentamethyl-1, 2,4-trioxepane (1 minute half-life temperature 205 ° C.) 2 parts, cyclic phosphorus flame retardant 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide 80 parts, titanic acid as filler
  • a monomer solution was prepared by mixing 100 parts of calcium and 1 part of 3,5-di-t-butyl-4-hydroxyanisole as a phenolic antioxidant. The said catalyst liquid was added here in the ratio of 0.12mL per 100g of cycloolefin monomers, and it stirred, and prepared the polymeric composition.
  • the obtained polymerizable composition was impregnated into glass cloth (E glass), and this was subjected to a polymerization reaction at 120 ° C. for 5 minutes to obtain a prepreg having a thickness of 0.15 mm.
  • the amount of volatile components of the prepreg was 0.7%.
  • the glass cloth content of the prepreg was 40%.
  • Example 2 The amount of the cyclic phosphorus flame retardant 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide was changed to 60 parts, and DC4-7081 (methacryloxy group-containing silicone compound: manufactured by Toray Dow Corning) ) A prepreg and a laminate were obtained in the same manner as in Example 1 except that 10 parts were added to the monomer solution, and each characteristic was evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Comparative Example 1 A prepreg and a laminate were obtained in the same manner as in Example 1 except that the flame retardant was changed to 80 parts of ammonium polyphosphate, and each characteristic was evaluated. The results are shown in Table 1.

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Abstract

 シクロオレフィンモノマー、重合触媒、架橋剤、及び環構造を有し該環構造内にリン原子を有する環状リン系難燃剤を含む重合性組成物を強化繊維に含浸させた後に重合してなるプリプレグ、および該プリプレグを、該プリプレグ同士で、または他材料と積層した後に硬化してなる積層体を提供する。

Description

環状リン系難燃剤含有プリプレグ及びそれを用いた積層体
  本発明は、プリプレグ及びそれを用いた積層体に関し、さらに詳しくは、高周波領域での誘電損失が極めて小さく、且つハロゲン不含で難燃性に優れた積層体、及びそれを与えるプリプレグに関する。
  近年、高度情報化時代を迎え、情報伝送は高速化・高周波に動き出し、マイクロ波通信やミリ波通信が現実になってきている。これらの高周波化時代の回路基板は、高周波における伝送ロスを極限まで軽減するために誘電正接が小さく、且つ民生用途で使用されるために、ハロゲンを含まずに難燃性を有する、いわゆるノンハロ難燃の材料が求められている。誘電正接が小さい化合物としてはシクロオレフィンモノマーを重合したシクロオレフィンポリマーが注目されているが、該シクロオレフィンポリマーは極性基をほとんど含まない炭化水素のポリマーであるため非常に燃えやすく、難燃化が困難な状況にあった。
  たとえば、特許文献1には、ジシクロペンタジエンなどの分子内にメタセシス開環反応性部を2つ以上有する環状オレフィンモノマー、メタセシス重合触媒、連鎖移動剤を含む反応液を140~230℃の温度で重合反応を行い熱可塑性樹脂を製造し、次いで該熱可塑性樹脂を加熱溶融して、架橋する架橋樹脂の製造方法が開示され、該反応液には、強化材、難燃剤、充填剤などを含有できることが記載されている。これらの添加量が熱可塑性樹脂100重量部に対して0.001~10重量部であることが記載されている。
  また、特許文献2には、芳香環を有するシクロオレフィンモノマー、難燃剤及びメタセシス重合触媒を含む重合性組成物を塊状重合して樹脂成形体を製造する方法が開示され、難燃剤を多量に添加できること、難燃剤としてハロゲン系難燃剤、アンチモン系難燃剤、金属水酸化物系難燃剤、燐系難燃剤、窒素系難燃剤などが使用できること、及び充填剤や強化材が添加できることが記載されている。
  しかしながら、これらのシクロオレフィンモノマーを重合してなる樹脂に、より高いレベルの難燃化が求められ、特に民生製品応用のためには高いノンハロ難燃化が求められている。
特開2007-277572号公報 国際公開第2005/014690号パンフレット
  本発明は、高周波領域での誘電損失が小さく、且つノンハロ難燃化した積層体を与えるプリプレグ、及びそのプリプレグを積層してなる積層体を提供することにある。
  本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討の結果、シクロオレフィンモノマー、重合触媒及び架橋剤を含んでなる重合性組成物に、環構造を有する特定のリン系難燃剤を配合し強化繊維に含浸させた後に重合することでプリプレグを製造し、次いで該プリプレグ同士を積層して熱プレスで硬化(架橋)させると、ノンハロ難燃性に優れた積層体が得られることを見出した。また、該重合性組成物に多量の充填剤を配合すると誘電正接とノンハロ難燃性が高度にバランスした積層体が得られることを見出した。本発明者らは、これらの知見に基づいて本発明を完成するに至ったものである。
  かくして本発明によれば、シクロオレフィンモノマー、重合触媒、架橋剤、及び環構造を有し該環構造内にリン原子を有する環状リン系難燃剤を含む重合性組成物を強化繊維に含浸させた後に重合してなるプリプレグが提供される。
  本発明によれば、また、上記プリプレグを、該プリプレグ同士で、または他材料と積層した後に硬化してなる積層体が提供される。
  本発明によれば、高周波領域での誘電損失が小さく、且つノンハロ難燃化した積層体を与えるプリプレグが提供できる。また、本発明の積層体は、高周波領域での誘電損失が小さく且つノンハロ難燃化されているため、通信機器用途等のマイクロ波またはミリ波等の高周波回路基板に好適に使用することができる。
 本発明のプリプレグは、シクロオレフィンモノマー、重合触媒、架橋剤、及び環構造を有し該環構造内にリン原子を有する環状リン系難燃剤を含む重合性組成物を強化繊維に含浸させた後に重合してなる。
(シクロオレフィンモノマー)
  本発明に使用されるシクロオレフィンモノマーは、炭素原子で形成される環構造を有し、該環中に炭素-炭素二重結合を有する化合物である。その例としては、ノルボルネン系モノマーおよび単環シクロオレフィンモノマーなどが挙げられ、ノルボルネン系モノマーが好ましい。ノルボルネン系モノマーは、ノルボルネン環を含むモノマーである。ノルボルネン系モノマーとしては、格別な限定はないが、例えば、2-ノルボルネン、ノルボルナジエンなどの二環体、ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロ[9.2.1.02,10.03,8]テトラデカ-3,5,7,12-テトラエン(MTF)などの三環体、テトラシクロドデセン、エチリデンテトラシクロドデセン、フェニルテトラシクロドデセンなどの四環体、トリシクロペンタジエンなどの五環体、テトラシクロペンタジエンなどの七環体、及びこれらのアルキル置換体(メチル、エチル、プロピル、ブチル置換体など)、アルキリデン置換体(例えば、エチリデン置換体)、アリール置換体(例えば、フェニル、トリル置換体)、並びにエポキシ基、メタクリル基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、シアノ基、ハロゲン原子、エーテル結合(-O-)含有基、エステル結合〔-C(=O)O-〕含有基などの極性基を有する誘導体などが挙げられる。
  単環シクロオレフィンモノマーとしては、例えば、シクロブテン、シクロペンテン、シクロオクテン、シクロドデセン、1,5-シクロオクタジエンなどの単環シクロオレフィン、及びノルボルネン系モノマーで例示したのと同様な置換体や極性基を有する誘導体が挙げられる。
  これらのシクロオレフィンモノマーは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、本発明に用いるシクロオレフィンモノマーには、本発明の効果を損なわない範囲であれば、シクロオレフィンモノマーと共重合可能な、例えば、鎖状オレフィンモノマーが含まれていてもよい。鎖状オレフィンモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ブテン、2-ペンテン、1,4-ヘキサジエンなどが挙げられる。
(重合触媒)
  本発明に使用される重合触媒としては、シクロオレフィンモノマーを重合できるものであれば格別な限定はないが、プリプレグ生産性の向上の観点から、通常はメタセシス重合触媒が好適に用いられる。メタセシス重合触媒は、シクロオレフィンモノマーをメタセシス開環重合できるものであり、通常遷移金属原子を中心原子として、複数のイオン、原子、多原子イオン及び/又は化合物が結合してなる錯体が挙げられる。遷移金属原子としては、5族、6族及び8族(長周期型周期表、以下同じ)の原子が使用される。それぞれの族の原子は特に限定されないが、5族の原子としては例えばタンタルが挙げられ、6族の原子としては、例えばモリブデンやタングステンが挙げられ、8族の原子としては、例えばルテニウムやオスミウムが挙げられる。これらの中でも、8族のルテニウムやオスミウムの錯体をメタセシス重合触媒として用いることが好ましく、ルテニウムカルベン錯体が特に好ましい。ルテニウムカルベン錯体は、塊状重合時の触媒活性が優れるため、得られるプリプレグにおいて未反応のモノマーに由来する臭気が少なく、その生産性に優れる。また、酸素や空気中の水分に対して比較的安定であって、失活しにくいので、大気下でも生産が可能である。
 ルテニウムカルベン錯体としては、下記式(1)または式(2)で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 上記式(1)及び式(2)において、R及びRは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子若しくは珪素原子を含んでもよい炭素数1~20の炭化水素基を表す。
 X1及びX2は、それぞれ独立して任意のアニオン性配位子を示す。アニオン性配位子とは、中心金属原子から引き離されたときに負の電荷を持つ配位子であり、例えば、ハロゲン原子、ジケトネート基、置換シクロペンタジエニル基、アルコキシル基、アリールオキシ基、カルボキシル基などを挙げることができる。これらの中でもハロゲン原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
 L1及びL2はそれぞれ独立して、ヘテロ原子含有カルベン化合物又は中性電子供与性化合物を表す。ヘテロ原子とは、周期律表第15族及び第16族の原子を意味し、具体的には、N、O、P、S、As、Se原子などを挙げることができる。これらの中でも、安定なカルベン化合物が得られる観点から、N、O、P、S原子などが好ましく、N原子が特に好ましい。
 ヘテロ原子含有カルベン化合物としては、下記式(3)又は式(4)で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式中、R~Rは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子若しくは珪素原子を含んでもよい炭素数1~20個の炭化水素基を表す。また、R~Rは任意の組合せで互いに結合して環を形成していてもよい。
 中性の電子供与性化合物は、中心金属から引き離されたときに中性の電荷を持つ配位子であればいかなるものでもよい。その具体例としては、ホスフィン類、エーテル類及びピリジン類などが挙げられ、トリアルキルホスフィンがより好ましい。
 なお、上記式(1)及び(2)において、RとRは互いに結合して環を形成してもよく、さらに、R、R、X1、X2、L1及びL2は、任意の組合せで互いに結合して、多座キレート化配位子を形成してもよい。
  本発明においては、重合触媒としてヘテロ環構造を有する化合物を配位子として有するルテニウム触媒を用いることが、得られるプリプレグ及び積層体の機械的強度と耐衝撃性が高度にバランスされ好適である。ヘテロ環構造を構成するヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子等が挙げられ、好ましくは窒素原子である。また、ヘテロ環構造としては、イミダゾリンやイミダゾリジン構造が好ましく、かかるヘテロ環構造を有する化合物の具体例としては、1,3-ジ(1-アダマンチル)イミダゾリジン-2-イリデン、1,3-ジメシチルオクタヒドロベンズイミダゾール-2-イリデン、1,3-ジ(1-フェニルエチル)-4-イミダゾリン-2-イリデン、1,3,4-トリフェニル-2,3,4,5-テトラヒドロ-1H-1,2,4-トリアゾール-5-イリデン、1,3-ジシクロヘキシルヘキサヒドロピリミジン-2-イリデン、N,N,N’,N’-テトライソプロピルホルムアミジニリデン、1,3-ジメシチルイミダゾリジン-2-イリデン、1,3-ジシクロヘキシルイミダゾリジン-2-イリデン、1,3-ジイソプロピル-4-イミダゾリン-2-イリデン、1,3-ジメシチル-2,3-ジヒドロベンズイミダゾール-2-イリデンなどが挙げられる。
  好ましいルテニウム触媒の例としては、ベンジリデン(1,3-ジメシチルイミダゾリジン-2-イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、(1,3-ジメシチルイミダゾリジン-2-イリデン)(3-メチル-2-ブテン-1-イリデン)(トリシクロペンチルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデン(1,3-ジメシチル-オクタヒドロベンズイミダゾール-2-イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデン[1,3-ジ(1-フェニルエチル)-4-イミダゾリン-2-イリデン](トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデン(1,3-ジメシチル-2,3-ジヒドロベンズイミダゾール-2-イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデン(トリシクロヘキシルホスフィン)(1,3,4-トリフェニル-2,3,4,5-テトラヒドロ-1H-1,2,4-トリアゾール-5-イリデン)ルテニウムジクロリド、(1,3-ジイソプロピルヘキサヒドロピリミジン-2-イリデン)(エトキシメチレン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデン(1,3-ジメシチルイミダゾリジン-2-イリデン)ピリジンルテニウムジクロリドなどの、配位子としてヘテロ環構造を有する化合物と中性の電子供与性化合物とを有するルテニウム錯体化合物が挙げられる。
  これらの重合触媒は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。重合触媒の使用量は、(触媒中の金属原子:シクロオレフィンモノマー)のモル比で、通常1:2,000~1:2,000,000、好ましくは1:5,000~1:1,000,000、より好ましくは1:10,000~1:500,000の範囲である。
  重合触媒は必要に応じて、少量の不活性溶剤に溶解又は懸濁して使用することができる。かかる溶媒としては、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、流動パラフィン、ミネラルスピリットなどの鎖状脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジエチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ジシクロヘプタン、トリシクロデカン、ヘキサヒドロインデン、シクロオクタンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;インデン、テトラヒドロナフタレンなどの脂環と芳香環とを有する炭化水素;ニトロメタン、ニトロベンゼン、アセトニトリルなどの含窒素炭化水素;ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどの含酸素炭化水素;などが挙げられる。これらの中では芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、および脂環と芳香環とを有する炭化水素の使用が好ましい。
(架橋剤)
  本発明で使用される架橋剤は、プリプレグにおいて硬化反応を誘起できるものであれば格別な制限はないが、通常ラジカル発生剤が用いられる。ラジカル発生剤としては、有機過酸化物、ジアゾ化合物および非極性ラジカル発生剤などが挙げられ、好ましくは有機過酸化物や非極性ラジカル発生剤である。
  有機過酸化物としては、例えば、t-ブチルヒドロペルオキシド、p-メンタンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどのヒドロペルオキシド類;ジクミルペルオキシド、t-ブチルクミルペルオキシド、α,α’-ビス(t-ブチルペルオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、ジ-t-ブチルペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)-3-ヘキシン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサンなどのジアルキルペルオキシド類;ジプロピオニルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシドなどのジアシルペルオキシド類;2,2-ジ(t-ブチルペルオキシ)ブタン、1,1-ジ(t-ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1-ジ(t-ブチルペルオキシ)-2-メチルシクロヘキサン、1,1-ジ(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサンなどのペルオキシケタール類;t-ブチルペルオキシアセテート、t-ブチルペルオキシベンゾエートなどのペルオキシエステル類;t-ブチルペルオキシイソプロピルカルボナート、ジ(イソプロピルペルオキシ)ジカルボナートなどのペルオキシカルボナート類;t-ブチルトリメチルシリルペルオキシドなどのアルキルシリルペルオキシド類;3,3,5,7,7-ペンタメチル-1,2,4-トリオキセパン、3,6,9-トリエチル-3,6,9-トリメチル-1,4,7-トリパーオキソナン、3,6-ジエチル-3,6-ジメチル-1,2,4,5-テトロキサンなどの環状パーオキサイド類;が挙げられる。中でも、重合反応に対する障害が少ない点で、環状パーオキサイド類、ジアルキルペルオキシドおよびペルオキシケタール類が好ましい。
  ジアゾ化合物としては、例えば、4,4’-ビスアジドベンザル(4-メチル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4’-アジドベンザル)シクロヘキサノンなどが挙げられる。
  非極性ラジカル発生剤としては、2,3-ジメチル-2,3-ジフェニルブタン、3,4-ジメチル-3,4-ジフェニルヘキサン、1,1,2-トリフェニルエタン、1,1,1-トリフェニル-2-フェニルエタンなどが挙げられる。
  本発明に使用される架橋剤がラジカル発生剤の場合の1分間半減期温度は、硬化の条件により適宜選択されるが、通常、100~300℃、好ましくは150~250℃、より好ましくは160~230℃の範囲である。ここで1分間半減期温度は、ラジカル発生剤の半量が1分間で分解する温度である。
  これらの架橋剤は、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。架橋剤の使用量は、シクロオレフィンモノマー100重量部に対して、通常0.01~10重量部、好ましくは0.1~10重量部、より好ましくは0.5~5重量部の範囲である。
(環状リン系難燃剤)
  本発明で使用される環状リン系難燃剤は、環構造を有し該環構造内にリン原子を有する化合物である。例えば、環状ホスフィンオキサイド化合物、環状ホスフィネート化合物、環状ホスホネート化合物、環状ホスフェイト化合物などが挙げられ、好ましくは環状ホスフィネート化合物である。
  環状ホスフィネート化合物としては、例えば、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド、8-t-ブチル-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10オキサイド、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,3-ジヒドロキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-オキシドなどが挙げられる。
  これらの環状リン系難燃剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。その配合量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、シクロオレフィンモノマー100重量部に対して通常1~500重量部、好ましくは10~200重量部、より好ましくは20~100重量部の範囲である。
(重合性組成物)
  本発明に使用される重合性組成物には、上記シクロオレフィンモノマー、重合触媒、架橋剤および環状リン系難燃剤を必須成分として、所望により重合調整剤、連鎖移動剤、重合反応遅延剤、充填剤、シロキサン化合物、老化防止剤、架橋助剤及びその他の配合剤を添加することができる。
  重合調整剤は、重合活性を制御したり、重合反応率を向上させたりする目的で配合されるものであり、例えば、トリアルコキシアルミニウム、トリフェノキシアルミニウム、ジアルコキシアルキルアルミニウム、アルコキシジアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウム、ジアルコキシアルミニウムクロリド、アルコキシアルキルアルミニウムクロリド、ジアルキルアルミニウムクロリド、トリアルコキシスカンジウム、テトラアルコキシチタン、テトラアルコキシスズ、テトラアルコキシジルコニウムなどが挙げられる。これらの重合調整剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。重合調整剤の使用量は、(重合触媒中の金属原子:重合調整剤)のモル比で、通常、1:0.05~1:100、好ましくは1:0.2~1:20、より好ましくは1:0.5~1:10の範囲である。
  連鎖移動剤としては、通常は、置換基を有していてもよい鎖状のオレフィン類を用いることができる。その具体例としては、例えば、1-ヘキセン、2-ヘキセンなどの脂肪族オレフィン類;スチレン、ジビニルベンゼン、スチルベンなどの芳香族基を有するオレフィン類;ビニルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素基を有するオレフィン類;エチルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;メチルビニルケトン、1,5-ヘキサジエン-3-オン、2-メチル-1,5-ヘキサジエン-3-オン、メタクリル酸ビニル、メタクリル酸アリル、メタクリル酸3-ブテン-1-イル、メタクリル酸3-ブテン-2-イル、メタクリル酸スチリル、アクリル酸アリル、メタクリル酸ウンデセニル、アクリル酸3-ブテン-1-イル、アクリル酸3-ブテン-2-イル、アクリル酸1-メチル-3-ブテン-2-イル、アクリル酸スチリル、エチレングリコールジアクリレート、アリルトリビニルシラン、アリルメチルジビニルシラン、アリルジメチルビニルシラン、アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、アリルアミン、2-(ジエチルアミノ)エタノールビニルエーテル、2-(ジエチルアミノ)エチルアクリレート、4-ビニルアニリンなどが挙げられる。
  これらの連鎖移動剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができ、その添加量は、シクロオレフィンモノマー100重量部に対して、通常0.01~10重量部、好ましくは0.1~5重量部である。
  本発明に使用される重合性組成物は、重合反応遅延剤を含有していると、その粘度増加を抑制でき、容易に強化繊維に均一に重合性組成物を含浸できるので、好ましい。重合反応遅延剤としては、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、ジシクロヘキシルホスフィン、ビニルジフェニルホスフィン、アリルジフェニルホスフィン、トリアリルホスフィン、スチリルジフェニルホスフィンなどのホスフィン化合物;アニリン、ピリジンなどのルイス塩基;等を用いることができる。
  本発明においては、重合性組成物に充填剤を配合することで、得られる積層体の誘電損失、難燃性及び耐熱性が高度にバランスされ好適である。充填剤としては、工業的に一般に使用されるものであれば格別な限定はなく、無機充填剤や有機充填剤のいずれも用いることができるが、好適には無機充填剤である。
  無機充填剤としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、金、銀、アルミニウム、鉛、タングステン等の金属粒子;カーボンブラック、グラファイト、活性炭、炭素バルーン等の炭素粒子;シリカ、シリカバルーン、アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化すず、酸化ベリリウム、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等の無機酸化物粒子;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム等の無機炭酸塩粒子;硫酸カルシウム等の無機硫酸塩粒子;タルク、クレー、マイカ、カオリン、フライアッシュ、モンモリロナイト、ケイ酸カルシウム、ガラス、ガラスバルーン等の無機ケイ酸塩粒子;チタン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛等のチタン酸塩粒子、窒化アルミニウム、炭化ケイ素粒子やウィスカー等が挙げられる。
  有機充填剤としては、例えば、木粉、デンプン、有機顔料、ポリスチレン、ナイロン、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、各種エラストマー、廃プラスチック等の粒子化合物が挙げられる。
  これらの充填剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、その配合量は、シクロオレフィンモノマー100重量部に対して、通常10~1,000重量部、好ましくは30~750重量部、より好ましくは50~500重量部の範囲である。
  本発明においては、重合性組成物に充填剤を配合する場合は、環状リン系難燃剤と充填剤との合計配合量が、シクロオレフィンポリマー100重量部に対して好ましくは50重量部以上、より好ましくは50~1,500重量部、さらに好ましくは100~1,000重量部、特に好ましくは150~600重量部であるときに高度な難燃化が達成でき好適である。
  本発明に使用されるシロキサン化合物は、シロキサン構造(Si-O-Si)を分子内に有する化合物である。本発明に用いる重合性組成物にシロキサン化合物を配合することで、ノンハロ難燃性を高めることができ好適である。具体的には、オルガノクロロシランやオルガノアルコキシシランなどの加水分解重縮合等によって得られるシロキサン構造を1つ以上有するシリコーン化合物などが挙げられ、好ましくはオルガノアルコキシシランの加水分解重縮合によって得られるシリコーン化合物である。
  オルガノアルコキシシランのオルガノ基は、通常一般的に使用されるものであれば格別な限定はないが、炭素-炭素不飽和結合を有するものが環状リン系難燃剤の難燃性をより高めるため好ましい。本発明に用いられる重合性組成物中における、オルガノ基が炭素-炭素不飽和結合を有するオルガノアルコキシシランと環状リン系難燃剤との配合割合は、本明細書に記載する両成分の配合量の範囲で適宜調整すればよい。炭素-炭素不飽和結合を有するオルガノ基としては、例えばアクリロキシ基、メタクリロキシ基、ビニル基、エチニル基、アリル基、スチリル基などが挙げられ、好ましくはアクリロキシ基またはメタクリロキシ基であり、より好ましくはメタクリロキシ基である。
 オルガノアルコキシシランの好適例としては、例えば、以下の一般式:
        (RSi(OR4-m
(式中、Rは、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、ビニル基、エチニル基、アリル基、又はスチリル基であり、Rは、炭素数1~20のアルキル基であり、mは1又は2である。)
で示される化合物が挙げられる。
  かかる好適なオルガノ基を有するオルガノアルコキシランとしては、例えば、3-アクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルジエトキシメチルシラン、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン、ジエトキシジビニルシラン、ジエトキシ-2-ピペリジノエトキシビニルシラン、トリイソプロポキシビニルシラン、アリルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシランなどが挙げられ、3-メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシランや3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが特に好ましい。
 また、上記一般式で示される化合物以外のオルガノアルコキシランとして、メトキシジメチルビニルシラン、エトキシジメチルビニルシラン、ジメチルイソブトキシビニルシラン、ジメチルイソペンチロキシビニルシラン、ジメチルエトキシエチニルシランなども好適に用いられる。
 オルガノアルコキシシランの加水分解重縮合によって得られるシリコーン化合物としては、これらのオルガノアルコキシランを公知の方法に従って加水分解重縮合することにより得られるシリコーン化合物が好適に用いられる。
  これらのシロキサン化合物は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、その使用量は、シクロオレフィンポリマー100重量部に対して、通常1~100重量部、好ましくは5~50重量部の範囲である。
  本発明の重合性組成物に環状リン系難燃剤、充填剤及びシロキサン化合物の3成分が含まれる場合、環状リン系難燃剤、充填剤及びシロキサン化合物の配合割合は、[シロキサン化合物+環状リン酸難燃剤]/[充填剤](重量比)で、通常1/9~9/1、好ましくは1/9~7/3、より好ましくは1/9~5/5、最も好ましくは2/8~4/6であるときに、得られる積層体において誘電損失と難燃性の両特性が高度にバランスされ好適である。
  本発明においては、重合性組成物に老化防止剤として、フェノール系老化防止剤、アミン系老化防止剤、リン系老化防止剤及びイオウ系老化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の老化防止剤を加えることにより、硬化反応を阻害しないで、得られる積層体の耐熱性を高度に向上させることができ好適である。これらの中でも、フェノール系老化防止剤とアミン系老化防止剤が好ましく、フェノール系老化防止剤が特に好ましい。これらの老化防止剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。老化防止剤の使用量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、シクロオレフィンモノマー100重量部に対して、通常0.0001~10重量部、好ましくは0.001~5重量部、より好ましくは0.01~2重量部の範囲である。
  本発明においては、重合性組成物に架橋助剤を加えることで、得られる積層体の機械的強度及び耐クラック性を高度に改善でき好適である。架橋助剤とは、架橋構造を形成し得る2官能性以上の化合物である。架橋助剤としては、一般的に用いられるものを格別な限定なく使用でき、例えば、炭素-炭素不飽和結合を2つ有する2官能性化合物、炭素-炭素不飽和結合を3つ以上有する多官能性化合物などを挙げることができる。
架橋助剤の具体例としては、p-ジイソプロペニルベンゼン、m-ジイソプロペニルベンゼン、o-ジイソプロペニルベンゼン、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレートなどの2官能性化合物、トリメタクリル酸-2-エチル-2-ヒドロキシメチル-1-3-プロパンジオール、トリイソプロペニルベンゼン、トリメタアリルイソシアネートなどの3官能性化合物等が挙げられる。中でも、トリメタクリル酸-2-エチル-2-ヒドロキシメチル-1-3-プロパンジオール、トリイソプロペニルベンゼン、p-ジイソプロペニルベンゼン、m-ジイソプロペニルベンゼン、o-ジイソプロペニルベンゼンが好ましく、トリメタクリル酸-2-エチル-2-ヒドロキシメチル-1-3-プロパンジオール、m-ジイソプロペニルベンゼンがより好ましい。これらの架橋助剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。架橋助剤の使用量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、シクロオレフィンモノマー100重量部に対し、通常0.1~50重量部、好ましくは0.5~30重量部、さらに好ましくは1~20重量部、最も好ましくは5~15重量部である。
  本発明に用いられる重合性組成物には更に、その他の配合剤を配合することができる。その他の配合剤としては、環状リン系難燃剤以外の難燃剤、着色剤、光安定剤、顔料、発泡剤などを用いることができる。環状リン系難燃剤以外の難燃剤としては、環状リン系難燃剤以外の含リン難燃剤、含窒素難燃剤、含ハロゲン難燃剤、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物難燃剤、三酸化アンチモンなどのアンチモン化合物などが挙げられる。着色剤としては、染料、顔料などが用いられる。染料の種類は多様であり、公知のものを適宜選択して使用すればよい。これらのその他の配合剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、その使用量は、本発明の効果を損ねない範囲で適宜選択される。
  本発明に使用される重合性組成物は、上記成分を混合して得ることができる。混合方法としては、常法に従えばよく、例えば、重合触媒を適当な溶媒に溶解若しくは分散させた液(触媒液)を、シクロオレフィンモノマー、架橋剤、及び環状リン系難燃剤に、所望により、重合調整剤、連鎖移動剤、重合反応遅延剤、充填剤、シロキサン化合物、老化防止剤、架橋助剤、及びその他の配合剤を適宜配合した液(モノマー液)に添加し、攪拌することによって調製することができる。
(強化繊維)
  本発明に使用される強化繊維としては、格別な制限はないが、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)繊維、アラミド繊維、超高分子ポリエチレン繊維、ポリアミド(ナイロン)繊維、液晶ポリエステル繊維などの有機繊維;ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、タングステン繊維、モリブデン繊維、ブデン繊維、チタン繊維、スチール繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、シリカ繊維などの無機繊維;などを挙げることができる。これらの中でも、有機繊維やガラス繊維が好ましく、特にアラミド繊維、液晶ポリエステル繊維、ガラス繊維が好ましい。ガラス繊維としては、Eガラス、NEガラス、Sガラス、Dガラス、Hガラス等の繊維が好適に用いることができる。
  これらの強化繊維は、それぞれ単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、その使用量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、プリプレグあるいは積層体中の、通常10~90重量%、好ましくは20~80重量%、より好ましくは30~70重量%の範囲であり、この範囲にあるときに積層体の誘電損失と機械的強度が高度にバランスされ好適である。
(プリプレグ)
  本発明のプリプレグは、前記重合性組成物を上記強化繊維に含浸させた後に重合してなるものである。
  重合性組成物の強化繊維への含浸は、例えば、重合性組成物の所定量を、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、カーテンコート法、ダイコート法、スリットコート法等の公知の方法により強化繊維に塗布し、所望によりその上に保護フィルムを重ね、上側からローラーなどで押圧することにより行うことができる。重合性組成物を強化繊維に含浸させた後、含浸物を所定温度に加熱することにより、重合性組成物を塊状重合させることができ、それによってシート状又はフィルム状のプリプレグが得られる。
  含浸を型内で行う場合は、型内に強化繊維に設置し、該型内に重合性組成物を注ぎ込んで行う。この方法によれば、任意の形状のプリプレグを得ることができる。その形状としては、シート状、フィルム状、柱状、円柱状、多角柱状等が挙げられる。ここで用いる型としては、従来公知の成形型、例えば、割型構造すなわちコア型とキャビティー型を有する成形型を用いることができ、それらの空隙部(キャビティー)に重合性組成物を注入して塊状重合させる。コア型とキャビティー型は、目的とするプリプレグの形状にあった空隙部を形成するように作製される。また、成形型の形状、材質、大きさなどは特に制限されない。また、ガラス板や金属板などの板状成形型と所定の厚さのスペーサーとを用意し、スペーサーを2枚の板状成形型で挟んで形成される空間内に重合性組成物を注入し、該型内で硬化を行うことにより、シート状又はフィルム状のプリプレグを得ることができる。
  重合性組成物は、従来用いられている、エポキシ樹脂等を溶媒に溶かしてなる重合体ワニスと比べて低粘度であるため、強化繊維に対する含浸性に優れるので、重合で得られる樹脂を強化繊維基材に均一に含浸させることができる。従って、プリプレグ、及びそれを用いて得られる積層体において均一な電気的特性(例えば、均一な誘電正接)が得られる。
  上記いずれの方法においても、重合性組成物を重合させるための加熱温度は、通常50~250℃、好ましくは60~200℃、より好ましくは70~170℃、特に好ましくは90~150℃の範囲であり、また、架橋剤として通常用いられるラジカル発生剤の1分間半減期温度以下、好ましくは1分間半減期温度の10℃以下、より好ましくは1分間半減期温度の20℃以下である。重合時間は適宜選択すればよいが、通常、10秒間から60分間、好ましくは20分間以内である。重合性組成物をこの範囲温度に加熱することにより未反応モノマーの少ないプリプレグが得られるので好適である。
  本発明のプリプレグの厚みは、使用目的に応じて適宜選択されるが、通常0.001~10mm、好ましくは0.01~1mm、より好ましくは0.05~0.5mmの範囲である。この範囲であるときに、積層時の賦形性、また硬化して得られる積層体の機械的強度や靭性の特性が充分に発揮され好適である。
(積層体)
  本発明の積層体は、上記プリプレグを、同じプリプレグ同士で、または当該プリプレグ以外の他材料と積層して、必要に応じて賦形した後に、硬化することで製造することができる。
  積層してもよい他材料としては、使用目的に応じて適宜選択されるが、例えば、熱可塑性樹脂材料、金属材料などが挙げられ、特に金属材料が好適に用いられる。金属材料としては、回路基板で一般に用いられるものを格別な制限なく用いることができ、通常金属箔、好ましくは銅箔が用いられる。金属材料の厚みは、使用目的に応じて適宜選択されるが、通常1~50μm、好ましくは3~30μm、より好ましくは5~20μm、最も好ましくは5~15μmの範囲である。また、積層時のプリプレグと金属材料との接着を向上させる観点から、金属材料は、その表面が、シランカップリング剤、チオール系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、各種接着剤などで処理されているものが好ましい。中でもシランカップリング剤で処理されているものがより好ましい。
 本発明のプリプレグと、金属材料との接着界面における、金属材料からなる層表面の粗度(Rz)は、特に限定されないが、通常、10μm以下、好ましくは5μm以下、より好ましくは3μm以下、さらに好ましくは2μm以下である。一方、粗度の下限は、格別な限定はないが、通常、10nm以上、好ましくは5nm以上、より好ましくは1nm以上である。金属材料からなる層表面の粗度が上記範囲にあれば、高周波伝送に於けるノイズ、遅延、伝送ロス等の発生が抑えられ好ましい。金属材料からなる層表面の粗度の調整は、積層する金属材料表面の粗度が所望の範囲にあるものを選択して使用することにより容易に行うことができる。かかる表面粗度を有する金属材料は市販品として入手可能である。なお、粗度(Rz)は、AFM(原子間力顕微鏡)により測定可能である。
  積層及び硬化させる方法は、常法に従えばよく、例えば、平板成形用のプレス枠型を有する公知のプレス機、シートモールドコンパウンド(SMC)やバルクモールドコンパウンド(BMC)などのプレス成形機を用いて熱プレスを行なうことができる。加熱温度は、架橋剤による架橋の起こる温度であり、通常1分半減期温度以上、好ましくは1分半減期温度より5℃以上高い温度、より好ましくは1分半減期温度より10℃以上高い温度である。通常は、100~300℃、好ましくは150~250℃の範囲である。加熱時間は、0.1~180分、好ましくは1~120分、より好ましくは2~60分の範囲である。プレス圧力としては、通常0.1~20MPa、好ましくは0.1~10MPa、より好ましくは1~5MPaである。また、熱プレスは、真空または減圧雰囲気下で行ってもよい。
  かくして得られる本発明の積層体は、高周波領域での伝送ロスが少なく且つノンハロ難燃性が付与されるため、広範囲での高周波基板材料として好適に用いることができる。
  以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例における部および%は、特に断りのない限り重量基準である。
  実施例および比較例における各特性は、下記の方法に従い測定、評価した。
(1)難燃性:125mm×15mm×0.9mmにカットした短冊状の積層体サンプルに、長手方向の下端から6秒間接炎し、離炎後の有炎を観察し、下記基準で判断した。
◎:離炎後の有炎はない。
△:離炎後の有炎がサンプル下端から9cm未満である。
×:離炎後の有炎がサンプル下端から9cm以上まで達する。
(2)誘電正接:  インピーダンスアナライザー(アジレントテクノロジー社製、型番号E4991A)を用いて周波数1GHzにおける誘電正接(tanδ)を容量法にて測定し、実施例1の値を100として下記基準で判断した。
◎:90以下
○:90超え且つ110以下
△:110超え且つ150以下
×:150超え
(3)積層性:得られた積層体の外観を観察し下記基準で評価した。
◎:積層間の剥離、形状崩れが認められない
○:一部分のみ積層間の剥離、形状崩れが認められる
×:積層間の剥離、形状崩れが認められる
実施例1
  ベンジリデン(1,3-ジメシチル-4-イミダゾリジン-2-イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド51部と、トリフェニルホスフィン79部とを、トルエン952部に溶解させて触媒液を調製した。これとは別に、テトラシクロ[9.2.1.02,10.03,8]テトラデカ-3,5,7,12-テトラエン(MTF)100部、連鎖移動剤としてアリルメタクリレート0.74部、架橋剤として3,3,5,7,7-ペンタメチル-1,2,4-トリオキセパン(1分間半減期温度205℃)2部、環状リン系難燃剤として9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド80部、充填剤としてチタン酸カルシウム100部、及びフェノール系老化防止剤として3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシアニソール1部を混合してモノマー液を調製した。ここに上記触媒液をシクロオレフィンモノマー100gあたり0.12mLの割合で加えて撹拌して重合性組成物を調製した。
  ついで、得られた重合性組成物をガラスクロス(Eガラス)に含浸させ、これを120℃で5分間で重合反応を行い、厚さ0.15mmのプリプレグを得た。プリプレグの揮発成分量は0.7%であった。また、プリプレグのガラスクロス含有量は40%であった。
  次に、作製したプリプレグシート6枚を重ね、205℃で20分間、3MPaにて加熱プレスを行い積層体を得た。得られた積層体の難燃性、誘電正接、及び積層性を評価した。その結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
実施例2
  環状リン系難燃剤9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイドの配合量を60部に変え、且つDC4-7081(メタクリロキシ基含有シリコーン化合物:東レ・ダウコーニング社製)10部をモノマー液に加える以外は実施例1と同様にしてプリプレグ及び積層体を得、各特性を評価した。その結果を表1に示す。
比較例1
  難燃剤をポリリン酸アンモニウム80部に変えた以外は実施例1と同様にしてプリプレグ及び積層体を得、各特性を評価した。その結果を表1に示す。
  以上より、本発明によれば、高周波領域での誘電損失が小さく、優れた難燃性を有し、積層性にも優れた積層体が得られることが分かる。

Claims (4)

  1.  シクロオレフィンモノマー、重合触媒、架橋剤、及び環構造を有し該環構造内にリン原子を有する環状リン系難燃剤を含む重合性組成物を強化繊維に含浸させた後に重合してなるプリプレグ。
  2.  前記重合性組成物が、さらに充填剤を含んでなる請求項1記載のプリプレグ。
  3.  前記充填剤と前記環状リン系難燃剤との合計量が、シクロオレフィンモノマー100重量部に対して50重量部以上である請求項2記載のプリプレグ。
  4.  請求項1~3のいずれかに記載のプリプレグを、該プリプレグ同士で、または他材料と積層した後に硬化してなる積層体。
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