Formulaciones que contienen benzoxazina polimerizables/curables a baja temperatura.

Una composición apta para curado que comprende al menos un catalizador de polimerización de acuerdo con la fórmula I**Fórmula**

en la que n ≥ 1

, 2, 3 o 4, preferentemente 2 o 3, y

E1 así como E2 son sustituyentes de retirada de electrones,

R es un hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado sustituido o no sustituido con 1 a 20 átomos de C, o un grupo arilo o hidroxilo o una cadena alquílica con puente de éter, preferentemente con un número de carbono menor de 12 o un halógeno tal como F, Cl o Br,

y Metal está seleccionado entre el grupo de todos los metales que sean capaces de formar complejos de metal:ligando y 2x + 1 ≥ y + z, y 2x' + 1 ≥ y' + z' y

al menos un componente de benzoxazina como componente apto para polimerización.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/059814.

Solicitante: HENKEL AG & CO. KGAA.

Inventor/es: ENDO, TAKESHI, HUVER, THOMAS, SCHONFELD,RAINER, TADEN,Andreas, SUDO,ATSUSHI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G61/12 (Compuestos macromoleculares que contienen átomos distintos del carbono en la cadena principal de la macromolécula)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Catalizadores de polimerización > C08F4/74 (seleccionados de entre metales refractarios)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > C08L65/00 (Composiciones de compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que tienen un enlace carbono-carbono en la cadena principal (C08L 7/00 - C08L 57/00, C08L 61/00 tienen prioridad ); Composiciones que contienen los derivados de tales polímeros)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > Detalles de dispositivos semiconductores o de otros... > H01L23/29 (caracterizados por el material)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Catalizadores de polimerización > C08F4/80 (seleccionados de entre los metales del grupo del hierro o metales del grupo del platino)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS... > C09J165/00 (Adhesivos a base de compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace carbono-carbono en la cadena principal (C09J 107/00 - C09J 157/00, C09J 161/00 tienen prioridad ); Adhesivos a base de derivados de tales polímeros)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > C09D165/00 (Composiciones de revestimiento a base de compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace carbono-carbono en la cadena principal (C09D 107/00 - C09D 157/00, C09D 161/00 tienen prioridad ); Composiciones de revestimiento a base de derivados de tales polímeros)

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Fragmento de la descripción:

Formulaciones que contienen benzoxazina polimerizables/curables a baja temperatura

La presente invención se refiere a composiciones que comprenden al menos un catalizador de polimerización, que es un componente fluoro-orgánico y al menos un componente de benzoxazina y al uso de dichas composiciones en adhesivos, sellantes y revestimientos.

Con frecuencia, los dispositivos electrónicos tales como tarjetas de circuito, semiconductores, transistores y diodos están revestidos con materiales tales como resinas epoxi para su protección. Con frecuencia, dichos materiales se curan sobre la superficie de un dispositivo electrónico por medio de calor. Pero, con frecuencia, los dispositivos electrónicos son sensibles al calor, y demasiado calor puede afectar negativamente al rendimiento del dispositivo. En la práctica, también resulta problemático la elevada energía que es necesaria para calentar y/o el tiempo demasiado prolongado que resulta necesario para la reacción de polimerización y curado.

Además, si el material de revestimiento se contrae o se expande de forma significativa en respuesta al calor, el dispositivo al cual reviste se puede deformar. De este modo, resulta deseable desarrollar métodos para el curado de materiales de revestimiento a temperaturas relativamente bajas en períodos de tiempo cortos y desarrollar materiales de revestimiento que tengan un cambio de volumen próximo a cero tras el tratamiento térmico, para minimizar las posibilidades de daño de los dispositivos revestidos. Por tanto, constituye un esfuerzo continuo en los departamentos de investigación la búsqueda de vías para reducir la temperatura y mejorar la etapa de polimerización.

Se sabe que los catalizadores ácidos pueden contribuir a solucionar los problemas anteriormente mencionados. Los ácidos pueden ser catalizadores de polimerización relativamente eficaces. Dependiendo de su cantidad, puede resultar posible reducir la temperatura y mejorar la etapa de polimerización.

No obstante, en las aplicaciones prácticas, dichos ácidos fuertes puede contribuir negativamente al resultado final de la polimerización y sus propiedades prácticas. Por ejemplo, puede surgir el deterioro de la resistencia química y las propiedades físicas del material curado.

Por tanto, una intención especial de la presente invención es lograr buenos resultados de polimerización con catalizadores innovadores alternativos.

En referencia a los ácidos sulfónicos orgánicos, son catalizadores relativamente eficaces. El ácido sulfónico orgánico puede catalizar un proceso de polimerización suave a temperatura aceptable. De lo contrario, podría ser que la calidad del producto de polimerización y/o el material curado presentara un efecto negativo sobre el producto final. Esto podría conducir a una mayor corrosión o efectos negativos adicionales por medio del catalizador ácido. Por tanto, en las aplicaciones prácticas, resulta altamente demandado el desarrollo de alternativas para los catalizadores existentes como los citados ácidos fuertes.

También se sabe que los ácidos de Lewis tales como PCI5, TiCI4, AICI3 son catalizadores altamente activos y se pueden usar también para dicha polimerización a baja temperatura. No obstante, son altamente sensibles a la humedad y provocan la formación de impurezas volátiles, tóxicas y corrosivas que, con frecuencia, hacen que el experto en la técnica evite su uso práctico.

Por tanto, también es un objetivo de la presente invención proporcionar componentes de catalizador disponibles, por medio de los cuales se pueda llevar a cabo la reacción de polimerización/curado sin peligro de descomposición del catalizador-componente y desprendimiento de sub-productos tóxicos y/o corrosivos.

Por tanto, el catalizador usado en la presente invención es un catalizador de polimerización, que es una alternativa de buen rendimiento con respecto a los catalizadores existentes.

El catalizador de polimerización es de acuerdo con la fórmula I

**(Ver fórmula)**

0)

en la que n = 1,2, 3 ó 4, preferentemente 2 o 3, y

E1 así como E2 son sustituyeles de retirada de electrones,

R es un hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado sustituido o no sustituido con 1 a 20 átomos de C, o un grupo arilo o hidroxllo o una cadena alquflica con puente de éter, preferentemente con un número de carbonos menor de 12 o un halógeno tal como F, Cl o Br,

y Metal está seleccionado entre el grupo de todos los metales que sean capaces de formar complejos de metal:ligando,

y

2x + 1 = y + z, y 2x' + 1 = y' + z.

Bajo la denominación de sustituyente E, la presente invención comprende todos los tipos de sustituyentes de retirada de electrones. Mientras E1 y E2 pueden ser idénticos o diferentes. De acuerdo con la presente invención, esto se refiere a todos los sustituyentes que tengan un efecto (-I) y/o (-M). Los ejemplos de estos grupos son todos los tipos de grupos nitrato, sulfato, sulfónico, halogénico, carbonato, carboxilato, formiato, aldehido, ceto, acetal y grupos adicionales. En una realización preferida de la presente invención, el sustituyente E tiene un efecto (-I) y (+M). También es preferible, de acuerdo con la presente invención, disponer de al menos un sustituyente de retirada de electrones, que sea un sustituyente monovalente. Del modo más preferido, de acuerdo con la presente invención E está seleccionado entre el grupo de elementos halogénicos, en particular E es F.

También es preferible que E1 y E2 sean idénticos.

Los centros metálicos preferidos (Metal) están seleccionados entre manganeso (Mn), hierro (Fe) y cobalto (Co). No obstante, centros metálicos adicionales que muestran propiedades de formación de complejos metal:ligando como los metales específicos se encuentran dentro del alcance de la presente invención. Para los fines de la presente invención, se prefieren los metales particulares del grupo de transición de los metales del sistema periódico que son capaces de formar complejos de metal: ligando.

Los ejemplos son metales tales como Fe, Co, Ni, Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf, In, Mn, Cu, Zn, Cd. Los metales más preferidos a la vista de la presente invención están seleccionados entre manganeso (Mn), hierro (Fe) y cobalto (Co).

También se puede mencionar que yey'ozyz' puede también ser 0, mientras que se prefiere que x<4, x'<4, z>y, z'>y'. En particular, se prefiere que y=y'=0 y R=H.

Algunos ejemplos de dichos catalizadores son:

H

F3C

**(Ver fórmula)**

cf3

x?

F5C2^0H-Mn

' 2

C3F7

y?

F7C3^0-j-l

Mn

H

F3C

cf3

**(Ver fórmula)** **(Ver fórmula)**

c3f7

f7c3^o4-

/ 3

Fe

H

F3C

**(Ver fórmula)** **(Ver fórmula)**

c3f7

hY^° ftC3 aV

Co

En una realización preferida, se pueden combinar los catalizadores con componentes catalíticos adicionales, en particular heterociclos que contienen nitrógeno y/o ácidos sulfónicos orgánicos, preferentemente en cantidades bajas.

Si se combinan heterociclos que contienen nitrógeno, estos pueden ser saturados, insaturados o aromáticos.

Además de los heterociclos tales como ¡mldazoles, también puede resultar preferido que estos heterociclos que contienen nitrógeno sean un tiazol, un oxazol, un imidazol, una piridina, una piperidina o una pirimidina, una piperazina, un pirrol, un indol o un benzotiazolilo. Es preferible, de manera adicional, que no exista un grupo funcional ácido presente en los heterociclos que contienen nitrógeno.

Del modo más preferido, el resto heterocíclico que contiene nitrógeno es un tiazol y/o un imidazol.

En particular,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.-Una composición apta para curado que comprende al menos un catalizador de polimerización de acuerdo con la fórmula I

**(Ver fórmula)**

0)

en la que n = 1, 2, 3 o 4, preferentemente 2 o 3, y

E1 así como E2 son sustituyentes de retirada de electrones,

R es un hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado sustituido o no sustituido con 1 a 20 átomos de C, o un grupo arilo o hidroxilo o una cadena alquílica con puente de éter, preferentemente con un número de carbono menor de 12 o un halógeno tal como F, Cl o Br,

y Metal está seleccionado entre el grupo de todos los metales que sean capaces de formar complejos de metal:ligando y 2x + 1 = y + z, y 2x' + 1 = y' + z' y

al menos un componente de benzoxazina como componente apto para polimerización.

2.- Una composición apta para curado de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho catalizador de polimerización tiene x<4, x'<4, z>y, z'>y'.

3 - Una composición apta para curado de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que dicho catalizador de polimerización tiene y=y'=0 y R=H.

4.- Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende al menos un componente de benzoxazina que queda abarcado por medio de la fórmula II:

**(Ver fórmula)**

en la que

R5 es un grupo aromático o alquilo lineal o ramificado sustituido o no sustituido, preferentemente R5 es un grupo

aromático;

R1, R2, R3, R4 están seleccionados de forma independiente entre hidrógeno, y grupo aromático o alquilo lineal o ramificado sustituido o no sustituido;

mientras R1 y R2 o R2 y R3 o R3 y R4 pueden formar opcionalmente una estructura cíclica.

5.- Una composición de acuerdo con la reivindicación 4 en la que existe al menos un componente de benzoxazina de acuerdo con la fórmula II con al menos uno de R1, R , R3, R4 y R5 comprendiendo otra estructura de benzoxazina representada como

**(Ver fórmula)**

h2

R

en la que R1, R2', R3', R4' y R5 están seleccionados de forma independiente entre hidrógeno, grupo alquilo lineal o ramificado sustituido o no sustituido y grupo aromático.

6.- Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la relación molar entre al menos un componente de benzoxazina y al menos un catalizador representado por medio de la fórmula I es de 90:10 a 99,9:0,1, preferentemente de 95:5 a 99,5:0,5.

7.- Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que dicha composición es apta para curado a una temperatura de 70 °C a 250 °C, preferentemente de 100 °C a 180 °C, más preferentemente de 100 °Ca 140 °C.

8.- Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el componente de benzoxazina constituye de 20 % en peso a 99,9 %, preferentemente de 50 % a 99 % en peso, basado en la composición total.

9.- Un producto de polimerización y/o copolimerización disponible por medio de curado de una composición de acuerdo con cualquier reivindicación 1 a 8.

10 - Un uso de al menos un catalizador de polimerización de acuerdo con la fórmula I

en la que n = 1,2, 3 o 4, preferentemente 2 o 3, y

E1 así como E2 son sustituyentes de retirada de electrones,

R es un hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado sustituido o no sustituido con 1 a 20 átomos de C, o un grupo arilo o hidroxilo o una cadena alquflica con puente de éter, preferentemente con un número de carbonos menor de 12 o un halógeno tal como F, Cl o Br,

y Metal está seleccionado entre el grupo de todos los metales que sean capaces de formar complejos de metal:ligando y 2x + 1 = y + z, y

2x' + 1 = y' + z'

como catalizador en las composiciones aptas para curado, en el que la composición comprende al menos un componente de benzoxazina como componente apto para polimerización.

11.- Un uso de una composición apta para curado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 o una fracción copolimerizada que se puede obtener a partir de dicha composición de acuerdo con la reivindicación 9, en la preparación de sellantes y/o adhesivos y/o revestimientos, preferentemente en las conexiones de chip electrónico y secciones imperfectas de chip electrónico.

12.- Un método para revestir un dispositivo por medio de calentamiento de una composición de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 8 hasta una temperatura suficiente para curar la composición, formando de este modo un polímero que reviste una superficie del dispositivo, que preferentemente es un dispositivo tal como un semiconductor o una tarjeta de circuito.

13.- Un dispositivo revestido con un producto de copolimerización y/o copolimerización de acuerdo con la reivindicación 9.

**(Ver fórmula)**

0)