CN104937063A - 阻燃性粘合剂组合物、阻燃导热性粘合剂组合物及粘合片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种包含理论羟基值为70~250的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物100质量份、及非卤素系阻燃剂20~150质量份的阻燃性粘合剂组合物;在该粘合剂组合物中进一步加入平均粒径为1μm~100μm的导热性粒子50~300质量份而成的阻燃导热性粘合剂组合物;及使用该阻燃性粘合剂组合物或阻燃导热性粘合剂组合物,在基材的单面或双面形成粘合层而成的粘合片。
Description
技术领域
本发明涉及具有阻燃性的粘合剂组合物(压敏粘接剂)、具有阻燃性和导热性的粘合剂组合物(压敏粘接剂)、以及使用它们来形成粘合层(压敏粘接层)而成的粘合片。
背景技术
近年来,凭借电子技术的显著进步,推进了电气、电子、OA机器的高集成化和高性能化。与此相伴,为了减少因制品内部的高温化、蓄热而引起的着火的危险,对粘接构件还提出了高阻燃性的要求。另外,在家电、车辆、建材等各个领域中,均对塑料材料的阻燃化进行了各种研究,并且它们的固定中所使用的粘接构件也需要高阻燃性。而且,特别是对于电子部件、家电制品来说,采用了下述对策,即,通过接合构件来粘接散热器等热应对部件,从而进行散热,预防功能障碍。对于该接合构件来说,需要高导热性、电气绝缘性、阻燃性。
对于阻燃化来说,利用与塑料材料相同的阻燃化手法是难以兼顾阻燃性与作为本来目的的粘合性能的。因而,压敏粘接剂的阻燃化通常使用的是使用卤素系的阻燃剂的方法或并用卤素系/锑的方法。但是,从环境保全、人体安全性(诱癌性的疑虑)的观点出发,最近出现了对卤素系阻燃剂的使用加以限制的行为,提高了非卤素系阻燃剂条件下的阻燃化要求。
另一方面,含有红磷和含氮磷化合物的阻燃性粘合剂存在下述问题,即,在制造粘合带时会有红磷而导致的着火危险性、产生膦气体。另外,虽然还提出了包含特定的粒径的聚磷酸铵的阻燃性粘合剂,但是其阻燃性并不充分。另外,在使用水合金属化合物作为阻燃剂的情况下,为了获得与溴系阻燃剂相同的阻燃性,而需要添加大量的水合金属化合物,因丙烯酸系粘合剂等中所含的含羧基的单体与水合金属化合物的共存而无法避免粘合剂性能的大幅降低。即,水合金属化合物的添加会导致粘接力、保持力、发粘等粘合剂的粘接性能的降低。如上所述,在以往技术中,苦思焦虑于高阻燃性与粘合性能的兼顾。
专利文献1中,公开了在丙烯酸酯共聚物[包含丙烯酸(3.5%)、与交联剂的反应部位程度的含羟基的单体(0.5%)]中加入金属氢氧化物、聚磷酸铵、多元醇而得的、具备良好的阻燃性和粘接性的阻燃性双面粘合带。但是,若相对于丙烯酸酯共聚物100质量份未添加作为阻燃剂的金属氢氧化物、聚磷酸铵、多元醇的总量100质量份以上,则无法得到良好的阻燃性。而且,在该添加量下无法发挥出充分的粘接力。
专利文献2中,公开了利用包含丙烯酸酯单体、含氮的丙烯酸类单体、含羧酸的单体的共聚物以及金属氢氧化物而可得到具备良好的阻燃性和粘接性的双面粘合片这样的内容。但是,均聚物的Tg比较高,若添加近乎20%的含氮的丙烯酸类单体,或添加130份左右的金属氢氧化物,则无法发挥出足够的粘接力。另外,若将含丙烯酸的共聚物与金属氢氧化物或聚磷酸铵混合,则存在发生增粘、凝胶化的趋势,因而适合涂布粘合片。
专利文献3中,公开了利用将羧酸以外的极性单体共聚而得的丙烯酸酯共聚物和金属水合物而能够获得阻燃导热性粘合片,作为极性单体而列举出含氮的单体和羟基单体。在其实施例中,列举出含氮的单体5~20%和含羟基的单体1%(理论羟基值:4.9)、含氮的单体10%(理论羟基值:0)、羟基单体10%(理论羟基值:48)等。但是,根据本发明人等的见解,无论怎样会由于理论羟基值少而无法获得良好的阻燃性,因而必须大量添加阻燃剂。因此,粘合物性极端地降低。
专利文献4中,提出了具备含有下述丙烯酸系聚合物和水合金属化合物的阻燃性导热性粘合剂层的阻燃性导热性粘合片,所述丙烯酸系聚合物将以(甲基)丙烯酸烷基酯作为主成分、并且含有含极性基的单体且实质上不含有含羧基的单体的单体成分共聚而成。但是,根据本发明人等的见解,会由于丙烯酸系聚合物的理论羟基值少而无法获得良好的阻燃性,因而必须大量添加阻燃剂。因此,粘合物性极端地降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-230162号公报
专利文献2:日本特开2005-54006号公报
专利文献3:日本特开2010-229265号公报
专利文献4:日本特开2012-180495号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是为了解决上述的现有技术中的各个课题而完成的发明。即,本发明的目的在于,提供一种在不使用在环境保全、人体安全性(诱癌性的疑虑)方面存在问题的卤素系阻燃剂或锑的情况下兼顾了高阻燃性与优异的粘接性的阻燃性粘合剂组合物;进一步赋予了高散热性的阻燃导热性粘合剂组合物;以及使用了它们而得的粘合片。
用于解决课题的方法
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入的研究,结果发现使用具有特定的理论羟基值的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物是非常有效的,至此完成了本发明。
本发明为一种阻燃性粘合剂组合物,其包含理论羟基值为70~250的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物100质量份、及非卤素系阻燃剂20~150质量份。
另外,本发明为一种阻燃导热性粘合剂组合物,其是在上述阻燃性粘合剂组合物中进一步加入平均粒径为1μm~100μm的导热性粒子50~300质量份而成的阻燃导热性粘合剂组合物。
进而,本发明为一种粘合片,其是使用上述的阻燃性粘合剂组合物或阻燃导热性粘合剂组合物而在基材的单面或双面形成粘合层而成的粘合片。
发明的效果
根据本发明,可提供一种具备优异的阻燃性及粘接力的阻燃性粘合剂组合物;具有优异的阻燃性、导热性及粘接力的阻燃导热性粘合剂组合物;以及使用它们的粘合片。该粘合片作为例如将电子构件与散热构件(散热器等)粘接的接合构件是非常有用的。
具体实施方式
本发明中所使用的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值为70~250,优选为90~160。若该理论羟基值过低,则无法获得充分的阻燃性,因而必须使用大量的阻燃剂,制成粘合片时的粘合物性变差。另外,若该理论羟基值过高,则(甲基)丙烯酸酯共聚物的玻璃化转变温度变得过高,无法获得良好的粘接物性。
一般来说,羟基值是指,为了中和将试样1g中所含的OH基乙酰化所需的醋酸酐而需要的氢氧化钾的mg数。具体来说,使用醋酸酐将试样中的OH基乙酰化,利用氢氧化钾溶液滴定乙酰化中未使用的醋酸而进行测定。其中,在本发明中,将共聚物聚合时是知道含羟基的单体的添加量的,因此,通过以下的算式(1)求出在聚合反应中所投入的单体100%发生聚合时的羟基值,将其作为理论羟基值。
理论羟基值=[总的投入单体1g中的含羟基的单体的投入质量]/[含羟基的单体的分子量]×[KOH的分子量]×1000 ···(1)
(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值可通过含羟基的单体的投入量比来进行调整。
在现有技术中,含羟基的单体作为与交联剂(特别是异氰酸酯系交联剂)的反应部位、聚合物的若干量的Tg调节剂而加以使用。在这种情况下,丙烯酸系粘合剂聚合物中可含有0.1%(理论羟基值:0.48)~1%(理论羟基值:4.8)左右。另一方面,本发明人等发现了因共聚物中的羟基自身所产生的阻燃效果,并且发现了通过以与以往完全不同的量来含有含羟基的单体而得到的共聚物,而可获得该效果。而且,由此,能够大幅减少阻燃剂的量,可获得良好的阻燃性和粘接性。另外,如果将阻燃剂的添加量抑制为少量,则变得易于添加其他的功能性填充剂,还能够提供高性能的多功能性粘合片。
(甲基)丙烯酸酯共聚物可通过例如使含羟基的单体、与除其以外的(甲基)丙烯酸酯单体共聚而得到。
作为含羟基的单体,可举出例如至少具有1个羟基的(甲基)丙烯酸酯单体。作为其具体例,可列举出(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基己酯、(甲基)丙烯酸与聚乙二醇(ポリエチレンゲリジコ一ル)或聚丙二醇的单酯。
作为除此以外的(甲基)丙烯酸酯单体,可举出例如烷基具有1~14个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯单体。作为其具体例,可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸异己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异十二烷基酯等具有脂肪族基的(甲基)丙烯酸酯单体;(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基聚丙二醇酯等具有脂环族基或芳香族基的(甲基)丙烯酸酯单体。
进而,为了进一步提高粘接力、耐热性,可并用具备羟基以外的极性基的单体。优选例如(甲基)丙烯酰胺、N-烷基取代(甲基)丙烯酰胺、N,N-二烷基取代(甲基)丙烯酰胺、丙烯酰吗啉。
为了制造(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物,例如通过溶液聚合、本体聚合、悬浮聚合、乳化聚合等聚合方法而使单体混合物进行光聚合或热聚合即可。另外,还可以为基于伽马射线等放射线的聚合、基于电子射线的聚合。就光聚合而言,例如在光聚合引发剂的存在下对单体混合物照射UV射线。就热聚合而言,例如在热聚合引发剂的存在下将单体混合物加热至50~200℃左右。光聚合在能够比较容易实施的方面优选。但是,在将要聚合的单体混合物包含较多量的添加剂且UV光的透射性低的情况下,有时也优选热聚合一方。
对于(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物来说,为了提高凝聚力,可以使用交联剂进行交联。作为用于UV固化系的交联剂,可使用例如1,6-己二醇二丙烯酸酯等多官能丙烯酸酯交联剂、异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂。例如,对于多官能丙烯酸酯交联剂来说,在配合单体混合物时添加而进行光聚合即可。作为溶剂系所使用的交联剂,可使用例如异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂。例如,使交联剂与能够与这些交联剂反应的包含羟基等基团的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物反应即可。交联剂的量相对于单体混合物每100质量份优选为0.01~10质量份。
本发明中使用的非卤素系阻燃剂是用于对粘合剂组合物赋予阻燃性的成分。但是,在本发明中由于使用特定的理论羟基值的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物,因此阻燃剂的配合量较少即可。
作为非卤素系阻燃剂,可使用例如磷系阻燃剂、三聚氰胺系阻燃剂、或它们的组合。作为磷系阻燃剂的具体例,可举出聚磷酸铵、磷酸酯类。作为三聚氰胺系阻燃剂的具体例,可举出(聚)磷酸三聚氰胺、硫酸三聚氰胺。它们可以单独使用一种或混合使用二种以上。从阻燃性的方面出发,优选聚磷酸铵。另一方面,在例如需要耐漏电痕迹(tracing)性的电绝缘用途中,与聚磷酸铵相比,有时还优选磷酸酯类、三聚氰胺系阻燃剂一方。
对于非卤素系阻燃剂来说,为了提高耐水性,而可以使用热固化性树脂对其进行覆盖或微囊化等表面处理。另外,为了提高在粘合剂中的分散性,可以对其进行偶联处理、硬脂酸处理等表面处理。
非卤素系阻燃剂的添加量相对于(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物100质量份为20~150质量份、优选为20~80质量份、更优选为30~60质量份。一般来说,由于伴随着阻燃剂的量的增加,粘合性降低,所以阻燃剂优选以更少的量就能够发挥出阻燃性的组合物。而且,在本发明中,因为使用特定的理论羟基值的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物,所以阻燃剂的配合量为较少量即可,因而在某种程度上能够确保充分的粘合性。
在本发明的粘合剂组合物中,为了进一步提高粘合性而可以配合增粘剂。相对于利用溶液聚合而得的共聚物,可使用例如松香系增粘剂、萜烯树脂、石油系树脂、萜烯酚系树脂、苯乙烯系树脂等各种增粘剂。另一方面,在进行基于UV光的光聚合的情况下,需要使用无功能的树脂作为自由基聚合的链转移剂或阻聚剂,可使用例如氢化松香系增粘剂、萜烯酚系增粘剂。增粘剂的配合量相对于(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物100质量份优选为2~30质量份。
本发明中使用的导热性粒子是用于对粘合剂组合物赋予导热性的成分。作为导热性粒子,可使用例如金属粉、金属氧化物、金属氢氧化物、氮化硼、氮化硅、氮化碳、及它们的组合。另外,为了提高分散性,可以对其进行偶联处理、硬脂酸处理等表面处理。需要说明的是,本发明中金属氢氧化物用作导热性粒子,但是通常还有可能被用作阻燃剂。但是,金属氢氧化物的阻燃效果与通常的磷系或三聚氰胺系阻燃剂相比是非常小的。例如,即使大量添加金属氢氧化物,在UL94V-试验这样的严格的阻燃试验中,在接炎中也会与树脂一起熔解而成为滴落物,使标识用脱脂棉着火或在接炎中完全发生熔解,出现不合格的情况。因而,在本发明中,虽然金属氢氧化物等材料可用作导热性粒子,但其并非为阻燃剂。
导热性粒子的平均粒径为1μm~100μm、优选为10~50μm。导热性粒子的配合量相对于(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物每100质量份为50~300质量份、优选为100~200质量份。
本发明的粘合片是使用本发明的粘合剂组合物在基材的单面或双面形成粘合层(压敏粘接剂层)而得的粘合片。作为该粘合层的形成方法,例如为将本发明的粘合剂组合物涂布在基材上而使其光固化的方法、将本发明的粘合剂组合物溶解在溶剂中并将其涂布在基材上而进行干燥的方法。粘合层的厚度优选为0.05~2.0mm、更优选为0.05~1.0mm。
作为基材,可使用例如人造纤维纸等纸材、聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂膜等以往已知的各种基材。另外,根据需要,可并用以往已知的脱模纸等各种脱模片材。
使用了本发明的粘合剂组合物的粘合片并不限定为上述构成。例如可以为无基材的粘合片、即全体由粘合剂组合物构成的粘合片;仅由该粘合片和脱模片构成的粘合片。
另外,为了获得更高的粘接性,可以在由粘合剂组合物构成的粘合片或粘合层上形成追加的粘合层。还可以在追加的粘合层中添加阻燃剂、导热性粒子,但是为了获得高粘接力而优选不添加的情况。在这种情况下,为了不使粘合片的阻燃性、导热性降低,而优选追加的粘合层的厚度较薄,具体来说,优选为5μm~50μm左右。对于追加的粘合层来说,可使用例如丙烯酸系粘合剂、天然橡胶系粘合剂、合成橡胶系粘合剂、硅酮系粘合剂。
实施例
以下,通过实施例进一步对本发明详细地进行说明。在以下的记载中,“份”及“%”分别表示“质量份”及“质量%”。
<评价试验>
(理论羟基值)
(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值通过理论羟基值=[总的投入单体1g中的含羟基的单体的投入质量]/[含羟基的单体的分子量]×[KOH的分子量]×1000这一计算式而求出。
(阻燃性)
依照UL94垂直燃烧试验法来进行是否合格的判定。
(180°粘合力)
依照JIS-Z-1528,使用SUS304(表面BA处理)板作为被粘附物,测定了180°粘合力(N/10mm宽)。
(90°粘合力)
依照JIS-Z-1541,使用为了贴里而进行了粘接处理的铝(0.130mm厚)、作为被粘附物的SUS304(表面BA处理)板,测定了90°粘合力(N/10mm宽)。
(保持力)
依照JIS-Z-1528,使用为了贴里而进行了粘接处理的铝(0.130mm厚)、作为被粘附物的利用耐水研磨纸进行了研磨的不锈钢板,将贴附面积设为20mm×20mm,在规定温度氛围气下垂直施加4.9N的载荷,测定放置1小时后有无落下。
(L型保持力)
利用粘合带样片20mm×20mm,将SUS制的L型模具(1片30mm、厚3mm、质量约30g)贴附于被粘附物(铝板),在规定度氛围气下,施加载荷200g,测定24小时后有无落下。
(导热性)
在23℃±2℃的氛围气温度下,利用迅速导热率计(京都电子工业公司制、商品名QTM500)对片材样品进行了测定。
<实施例1>
(丙烯酸类浆料1的制备)
在具备搅拌机、回流冷却器、温度计、UV灯及氮气导入口的反应容器中,加入丙烯酸2-乙基己酯70份、丙烯酸甲酯10份、丙烯酸4-羟基丁酯20份、光聚合引发剂(BASF Japan公司制、商品名DAROCUR 1173)0.01份、作为链转移剂的正十二烷基硫醇0.01份,在氮气气氛下照射UV光,从而得到丙烯酸类浆料1[(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值:77.9]。丙烯酸类浆料1中的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的浓度为约13%、重均分子量为约150万。
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物1的制备)
相对于该丙烯酸类浆料1,添加作为交联剂的己二醇二丙烯酸酯(新中村化学工业公司制、商品名NKESTER A-HD-N)0.1份、光聚合引发剂(BASF Japan公司制、商品名DAROCUR 1173)0.8份、作为阻燃剂的聚磷酸铵(Chisso公司制、商品名TERRAJU C30)50份,并搅拌均匀。通过脱泡操作将搅拌混合时所混入的空气泡除去,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物1。
(阻燃性双面粘合片1的制作)
将人造纤维纸14g/m2(MR原纸、三木特殊制纸公司制)作为基材,在其双面按照固化后的厚度达到0.15mm的方式涂布UV固化型阻燃性粘合剂组合物1,在其上覆盖经脱模剂表面处理后的厚50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜,并照射紫外线,从而得到阻燃性双面粘合片1。
<实施例2>
(丙烯酸类浆料2的制备)
代替丙烯酸4-羟基乙酯20份而使用丙烯酸2-羟基乙酯20份,除此以外,与实施例1的丙烯酸类浆料1相同地进行操作,得到丙烯酸类浆料2[(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值:96.7]。丙烯酸类浆料2中的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的浓度为约13%、重均分子量为约150万。
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物2的制备)
除了使用丙烯酸类浆料2以外,与实施例1的UV固化型阻燃性粘合剂组合物1相同的进行操作,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物2。
(阻燃性双面粘合片2的制作)
除了使用UV固化型阻燃性粘合剂组合物2以外,与实施例1的粘合片1相同的进行操作,得到阻燃性双面粘合片2。
<实施例3>
(丙烯酸类浆料3的制备)
将丙烯酸2-乙基己酯的量变为60份,将丙烯酸2-羟基乙酯的量变为30份,除此以外,与实施例2的丙烯酸类浆料2相同地进行操作,得到丙烯酸类浆料3[(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值:145.1]。丙烯酸类浆料3中的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的浓度为约13%、重均分子量为约150万。
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物3的制备)
使用丙烯酸类浆料3,并且将作为阻燃剂的聚磷酸铵的量变为40份,除此以外,与实施例2的UV固化型阻燃性粘合剂组合物2进行相同的操作,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物3。
(阻燃性双面粘合片3的制作)
除了使用UV固化型阻燃性粘合剂组合物3以外,与实施例2的粘合片2相同地进行操作,得到阻燃性双面粘合片3。
<实施例4>
(丙烯酸类浆料4的制备)
将丙烯酸2-乙基己酯的量变为55份,将丙烯酸2-羟基乙酯的量变为30份,进而还使用了丙烯酰吗啉(兴人公司制、商品名ACMO)5份,除此以外,与实施例2的丙烯酸类浆料2进行相同的操作,得到丙烯酸类浆料3[(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值:145.1]。丙烯酸类浆料3中的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的浓度为约13%、重均分子量为约150万。
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物4的制备)
使用丙烯酸类浆料4,并且将作为阻燃剂的聚磷酸铵的量变为40份,进而还添加了作为增粘剂的萜烯酚树脂(YASUHARA CHEMICAL公司制、商品名YS PORYSTAR N-125)5份,除此以外,与实施例2的UV固化型阻燃性粘合剂组合物2进行相同的操作,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物4。
(阻燃性双面粘合片4的制作)
除了使用UV固化型阻燃性粘合剂组合物4以外,与实施例2的粘合片2相同地进行操作,得到阻燃性双面粘合片4。
<实施例5>
(丙烯酸类浆料5的制备)
将丙烯酸2-乙基己酯的量变为40份、将丙烯酸2-羟基乙酯的量变为50份,除此以外,与实施例2的丙烯酸类浆料2相同地进行操作,得到丙烯酸类浆料5[(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值:241.8]。丙烯酸类浆料5中的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的浓度为约10%、重均分子量为约130万。
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物5的制备)
使用丙烯酸类浆料5,并且将作为阻燃剂的聚磷酸铵的量变为30份,除此以外,与实施例2的UV固化型阻燃性粘合剂组合物2进行相同的操作,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物5。
(阻燃性双面粘合片5的制作)
除了使用UV固化型阻燃性粘合剂组合物5以外,与实施例2的粘合片2相同地进行操作,得到、阻燃性双面粘合片5。
<实施例6>
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物6的制备)
使用实施例3的丙烯酸类浆料3,并且使用作为阻燃剂的磷酸三聚氰胺(三和化学公司制、商品名MPP-B)25份、硫酸三聚氰胺(三和化学公司制、商品名APINON901)25份、芳香族缩聚磷酸酯(大八化学工业公司制、商品名PX200)10份,除此以外,与实施例3的UV固化型阻燃性粘合剂组合物3进行相同的操作,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物6。
(粘合片6的制作)
除了使用UV固化型阻燃性粘合剂组合物6以外,与实施例3的粘合片3进行相同的操作,得到阻燃性双面粘合片6。
<实施例7>
(UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物7的制备)
使用实施例3的丙烯酸类浆料3,进而还添加了作为导热剂的平均粒径15μm的氢氧化铝(日本轻金属公司制、商品名B153)100份、体积平均粒径40~70μm的氧化镁(宇部材料公司制、商品名RF-98)50份,除此以外,与实施例3的UV固化型阻燃性粘合剂组合物3进行相同的操作,得到UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物7。
<阻燃导热性双面粘合片7的制作>
在对表面进行了脱模剂处理的厚50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上,按照固化后的厚度达到0.25mm的方式涂布上述UV固化型丙烯酸系粘合剂组合物7,在其上利用厚50μm的PET膜进行覆盖并照射紫外线,从而得到阻燃导热性双面粘合片7。
<实施例8>
(UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物8的制备)
使用实施例4的丙烯酸类浆料4,进而还添加了作为导热剂的平均粒径15μm的氢氧化铝(日本轻金属公司制、商品名B153)100份、体积平均粒径40~70μm的氧化镁(宇部材料公司制、商品名RF-98)50份、以及作为增粘剂的萜烯酚树脂(YASUHARA CHEMICAL公司制、商品名YS POLYSTAR N-125)5份,除此以外,与实施例4的UV固化型阻燃性粘合剂组合物4进行相同的操作,得到UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物8。
(阻燃导热性双面粘合片8的制作)
除了使用UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物8以外,与实施例7的粘合片7进行相同的操作,得到阻燃导热性双面粘合片8。
<实施例9>
(溶剂型丙烯酸类粘合剂1的合成)
在具备冷却管、搅拌机、温度计的反应容器内,使丙烯酸2-乙基己酯60份、丙烯酸甲酯10份、丙烯酸2-羟基乙酯30份、及作为聚合引发剂的2,2’-偶氮二异丁腈0.2份溶解在醋酸乙酯100份中。在氮气置换后,在68℃下聚合4小时,进而添加追加的2,2’-偶氮二异丁腈0.2份并在80℃下聚合2小时,得到溶剂型丙烯酸类粘合剂1[(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值:145.1]。溶剂型丙烯酸类粘合剂1中的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的浓度为约50%、重均分子量为约80万。
(溶剂型阻燃性粘合剂组合物1的制备)
相对于溶剂型丙烯酸类粘合剂1的丙烯酸酯共聚物的固体成分100份,添加作为阻燃剂的聚磷酸铵(Chisso公司制、商品名TERRAJU C30)50份、异氰酸酯系固化剂(日本聚氨酯公司制、商品名CORONATE L)0.2份以及作为稀释溶剂的醋酸乙酯并搅拌均匀,得到溶剂型阻燃性粘合剂组合物1。
(阻燃性双面粘合片9的制作)
在剥离纸上按照干燥后的厚度达到65μm的方式涂布溶剂型阻燃性粘合剂组合物1并进行干燥,然后层叠于人造纤维纸14g/m2(MR原纸:三木特殊制纸公司制)的双面,得到阻燃性双面粘合片9。
<比较例1>
<丙烯酸类浆料C1的制备>
将丙烯酸2-乙基己酯的量变为85份、将丙烯酸2-羟基乙酯的量变为5份,除此以外,与实施例2的丙烯酸类浆料2进行相同的操作,得到丙烯酸类浆料C1[(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值:24.2]。丙烯酸类浆料C1中的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的浓度为约15%、重均分子量为约130万。
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物C1的制备)
除了使用丙烯酸类浆料C1以外,与实施例2的UV固化型阻燃性粘合剂组合物2进行相同的操作,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物C1。
(双面粘合片C1的制作)
除了使用UV固化型阻燃性粘合剂组合物C1以外,与实施例2的粘合片2进行相同的操作,得到双面粘合片C1。
<比较例2>
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物C2的制备)
使用比较例1的丙烯酸类浆料C1,并且将作为阻燃剂的聚磷酸铵的量变为100份,除此以外,与比较例1的UV固化型阻燃性粘合剂组合物C1进行相同的操作,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物C2。
(双面粘合片C2的制作)
除了使用UV固化型阻燃性粘合剂组合物C2以外,与比较例1的粘合片C1进行相同的操作,得到双面粘合片C2。
<比较例3>
<丙烯酸类浆料C3的制备>
除了进一步还使用了丙烯酰吗啉(兴人公司制、商品名ACMO)5份以外,与比较例1的丙烯酸类浆料C1进行相同的操作,得到丙烯酸类浆料C3[(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值:24.2]。丙烯酸类浆料C3中的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的浓度为约15%、重均分子量为约130万。
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物C3的制备)
除了使用丙烯酸类浆料C3以外,与比较例1的UV固化型阻燃性粘合剂组合物C1进行相同的操作,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物C3。
(双面粘合片C3的制作)
除了使用UV固化型阻燃性粘合剂组合物C3以外,与比较例1的粘合片C1进行相同的操作,得到双面粘合片C3。
<比较例4>
(丙烯酸类浆料C4的制备)
除了将丙烯酸2-乙基己酯的量变为80份、将丙烯酸2-羟基乙酯的量变为10份以外,与比较例1的丙烯酸类浆料C1进行相同的操作,得到丙烯酸类浆料C4[(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值:48.4]。丙烯酸类浆料C4中的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的浓度为约15%、重均分子量为约130万。
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物C4的制备)
除了使用丙烯酸类浆料C4以外,与比较例1的UV固化型阻燃性粘合剂组合物C1进行相同的操作,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物C4。
(双面粘合片C4的制作)
除了使用UV固化型阻燃性粘合剂组合物C4以外,与比较例1的粘合片C1进行相同的操作,得到双面粘合片C4。
<比较例5>
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物C5的制备)
使用比较例4的丙烯酸类浆料C4,并且使用作为阻燃剂的磷酸三聚氰胺(三和化学公司制、商品名MPP-B)25份、硫酸三聚氰胺(三和化学公司制、商品名APINON901)25份、芳香族缩聚磷酸酯(大八化学工业公司制、商品名PX200)10份,除此以外,与比较例4的UV固化型阻燃性粘合剂组合物C4进行相同的操作,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物C5。
(双面粘合片C5的制作)
除了使用V固化型阻燃性粘合剂组合物C5以外,与比较例4的粘合片C4进行相同的操作,得到双面粘合片C5。
<比较例6>
(UV固化型阻燃性粘合剂组合物C6的制备)
使用实施例3的丙烯酸类浆料3,并且代替作为阻燃剂的聚磷酸铵而使用氢氧化铝(日本轻金属公司制、商品名B153)150份,除此以外,与实施例3的UV固化型阻燃性粘合剂组合物3进行相同的操作,得到UV固化型阻燃性粘合剂组合物C6。
(双面粘合片C6的制作)
除了使用UV固化型阻燃性粘合剂组合物C6以外,与实施例3的粘合片3进行相同的操作,得到双面粘合片C6。
<比较例7>
(UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物C7的制备)
使用比较例1的丙烯酸类浆料C1,并且将作为阻燃剂的聚磷酸铵的量变为40份,进而还添加了作为导热剂的平均粒径15μm的氢氧化铝(日本轻金属公司制、商品名B153)100份、体积平均粒径40~70μm的氧化镁(宇部材料公司制、商品名RF-98)50份,除此以外,与实施例5的UV固化型阻燃性粘合剂组合物3进行相同的操作,得到UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物C7。
(双面粘合片C7的制作)
除了使用UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物C7以外,与实施例7的粘合片7进行相同的操作,得到双面粘合片C7。
<比较例8>
(UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物C8的制备)
使用比较例3的丙烯酸类浆料C3,并且将作为阻燃剂的聚磷酸铵的量变为40份,进而还添加作为增粘剂的萜烯酚树脂(YASUHARACHEMICAL公司制、商品名YS POLYSTAR N-125)5份,另外还添加作为导热剂的平均粒径15μm的氢氧化铝(日本轻金属公司制、商品名B153)100份、体积平均粒径40~70μm的氧化镁(宇部材料公司制、商品名RF-98)50份,除此以外,与比较例3的UV固化型阻燃性粘合剂组合物C3进行相同的操作,得到UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物C8。
(双面粘合片C8的制作)
除了使用UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物C8以外,与比较例7的粘合片C7进行相同的操作,得到双面粘合片C8。
<比较例9>
(UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物C9的制备)
使用比较例3的丙烯酸类浆料C3,并且将作为阻燃剂的聚磷酸铵的量变为40份,进而还添加了作为导热剂的平均粒径15μm的氢氧化铝(日本轻金属公司制、商品名B153)100份、体积平均粒径40~70μm的氧化镁(宇部材料公司制、商品名RF-98)50份,除此以外,与比较例3的UV固化型阻燃性粘合剂组合物C3进行相同的操作,得到UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物C9。
(双面粘合片C9的制作)
除了使用UV固化型阻燃导热性粘合剂组合物C9以外,与比较例3的粘合片C3进行相同的操作,得到双面粘合片C9。
<评价>
对于以上的各实施例及比较例,进行了上述的评价试验。其结果示于表1~3。需要说明的是,表中的组成的值是质量%基准。
【表1】
[表1]
表1 阻燃性双面粘合片
【表2】
[表2]
表2 阻燃性双面粘合片
【表3】
[表3]
表3 阻燃性导热性双面粘合片
各表中的简略符号表示以下的化合物。
“2EHA”:丙烯酸2-乙基己酯、
“MA”:丙烯酸甲酯、
“4HBA”:丙烯酸4-羟基丁酯、
“HEA”:丙烯酸2-羟基乙酯、
“ACMO”:丙烯酰吗啉。
由各表的结果可知,在实施例1~9中,得到了高阻燃性和优异的粘合力(粘接性)。在实施例4中,因为还添加了具有羟基以外的极性基的单体(ACMO)、增粘剂(萜烯酚树脂),所以粘合力进一步得以提高。在实施例5中,由于共聚物的Tg作为粘合剂来说较高,所以粘合力变得略低,但是在表示粘接性或固定力的L型保持力下并没有落下,因而在实际使用特性方面没有问题。在实施例7及8中,因为还添加了导热性粒子,所以还赋予了良好的导热性。
另一方面,在比较例1中,由于(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值过低,所以阻燃性变差。另外,保持力也不充分。
在比较例2中,与比较例1相同,由于理论羟基值过低,所以为了对其进行补偿,而将阻燃剂(聚磷酸铵)的量增加至100份。其结果,与比较例1相比,阻燃性略微提高,但是其阻燃性(相当于V-2)与实施例1~9的阻燃性(相当于V-0相当)相比变差。而且,因阻燃剂的增加而导致粘合力降低。
在比较例3中,与比较例1相同,由于理论羟基值过低,所以为了对其进行补偿,而进一步使用了具有羟基以外的极性基的单体(ACMO)。但是,与比较例1相比,阻燃性并未得到改善。由该结果可知,羟基以外的极性基并不影响阻燃性。
在比较例4中,与比较例1相比,略微提高了理论羟基值。但是,该理论羟基值仍过低,因此阻燃性未得到改善。
在比较例5中,与比较例1相同,由于理论羟基值过低,所以为了对其进行补偿,而并用了三聚氰胺系阻燃剂与磷酸酯系阻燃剂。但是,与比较例1相比,阻燃性并未得到改善。另外,阻燃性远远地差于并用了相同的阻燃剂的实施例6。
在比较例6中,虽然理论羟基值适当,但是并未使用非卤素系阻燃剂。而是作为其替代而大量添加了氢氧化铝。但是,其阻燃性(相当于V-2相当)比实施例1~9的阻燃性(相当于V-0相当)差。而且,因氢氧化铝的多量添加而导致粘合力降低。
在比较例7~9中,由于(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的理论羟基值过低,所以阻燃性变差。另外,保持力也不充分。特别是在比较例8中,虽然还使用了具有羟基以外的极性基的单体(ACM O),但是阻燃性并未得到改善。需要说明的是,比较例8及9是将专利文献4的实施例中记载的单体组成作为参考的例子。
如上所述,对于使用了特定的理论羟基值的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的本发明的粘合剂组合物来说,即使阻燃剂量少,也显示出良好的阻燃性。而且,从粘合特性的观点出发,本发明的粘合剂组合物在未添加丙烯酸、高Tg单体等的情况下就显示出因高凝聚力所带来的优异的保持力。其结果是,与被粘附物的密合性也得到提高,L型保持力也变得良好。
产业上的可利用性
对于如上所述地兼顾了高阻燃性与优异的粘接性、并且根据需要还具有导热性的本发明的粘合剂组合物来说,在需要这样的性能的用途、例如电子部件或家电制品中,特别是作为将电子构件与散热构件进行粘接的接合构件而言,是非常有用的。
Claims (10)
1.一种阻燃性粘合剂组合物,其包含理论羟基值为70~250的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物100质量份、及非卤素系阻燃剂20~150质量份。
2.根据权利要求1所述的阻燃性粘合剂组合物,其中,非卤素系阻燃剂包含磷系阻燃剂、三聚氰胺系阻燃剂、或它们的组合。
3.根据权利要求2所述的阻燃性粘合剂组合物,其中,磷系阻燃剂为选自聚磷酸铵及磷酸酯类中的1种以上的阻燃剂,三聚氰胺系阻燃剂为选自(聚)磷酸三聚氰胺及硫酸三聚氰胺中的1种以上的阻燃剂。
4.根据权利要求1所述的阻燃性粘合剂组合物,其中,(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物具有羟基和羟基以外的极性基。
5.根据权利要求4所述的阻燃性粘合剂组合物,其中,羟基以外的极性基为来自从(甲基)丙烯酰胺、N-烷基取代(甲基)丙烯酰胺、N,N-二烷基取代(甲基)丙烯酰胺及丙烯酰吗啉中选择的1种以上的含有羟基以外的极性基的丙烯酸类单体中的极性基。
6.根据权利要求1所述的阻燃性粘合剂组合物,其还包含增粘剂。
7.一种阻燃导热性粘合剂组合物,其是在权利要求1所述的阻燃性粘合剂组合物中进一步加入平均粒径为1μm~100μm的导热性粒子50~300质量份而成的。
8.根据权利要求7所述的阻燃导热性粘合剂组合物,其中,导热性粒子为由从金属、金属氧化物、金属氢氧化物、氮化硼、氮化硅及氮化碳中选择的1种以上的材料形成的粒子。
9.一种粘合片,其是使用权利要求1所述的阻燃性粘合剂组合物在基材的单面或双面形成粘合层而成的粘合片。
10.一种粘合片,其是使用权利要求7所述的阻燃导热性粘合剂组合物在基材的单面或双面形成粘合层而成的粘合片。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |