CN104981496A - 固化性组合物及其固化物、光学构件、以及光学装置 - Google Patents

固化性组合物及其固化物、光学构件、以及光学装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种固化时的速固化性及形状稳定性优异、并且能够通过固化而形成耐热性高、兼具高透明性、高折射率及低阿贝数的光学特性的固化物的固化性组合物以及其固化物。本发明的固化性组合物包含不具有酯基的脂环环氧化合物(A)、具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)、及热阳离子固化剂(C),其中,不具有酯基的脂环环氧化合物(A)是具有至少2个经过了环氧化的环状烯烃基的化合物。

Description

固化性组合物及其固化物、光学构件、以及光学装置
技术领域
本发明涉及固化性组合物、使该固化性组合物固化而得到的固化物、光学构件形成用组合物、以及使用该光学构件形成用组合物而得到的光学构件及光学装置。本申请基于2013年2月19日在日本提出申请的日本特愿2013-029688号要求优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
近年来,在透镜、棱镜、光学滤波器、便携设备、显示设备等以往使用玻璃材料的用途领域,已广泛展开了有关替代为树脂材料的研究,其中,特别是要求耐热性和透明性优异的树脂材料。另外,特别是在透镜等用途中,要求各种光学特性以特定的平衡得到了控制的树脂材料(例如,高折射率且低阿贝数的树脂材料等)。
专利文献1中,作为用于形成光学构件的树脂组合物,公开了包含特定的含芳香族骨架的脂环式环氧化合物和阳离子固化催化剂的含芳香族骨架的脂环式环氧树脂组合物。据报道:利用上述树脂组合物,可兼顾高折射率和阳离子固化反应性(参见专利文献1)。
另外,专利文献2中公开了一种光学构件成型体用树脂组合物,其是包含有机树脂成分的树脂组合物,其中,该树脂组合物以特定的比例包含在其分子量分布中分子量为700以上的有机树脂成分和分子量低于700的有机树脂成分,该有机树脂成分包含芳香族环氧化合物,分子量为700以上的有机树脂成分及分子量低于700的有机树脂成分分别包含选自脂环式环氧化合物、加氢环氧化合物、及芳香族环氧化合物中的至少1种,该树脂组合物还包含脱模剂。据报道:上述树脂组合物富有加工性,并且,使树脂组合物固化后而得的固化物是具有高强度、脱模时不会发生破裂等操作性优异的固化物(参见专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-179568号公报
专利文献2:日本特开2010-13667号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,专利文献1中虽然有关于使阳离子固化反应性提高的记载,但该文献中公开的树脂组合物仍然存在固化性不充分、得到固化物时固化不良的问题。另外,就专利文献2中公开的树脂组合物而言,由于其固化性不足,因此也同样产生了固化不良的问题。因此,作为用以形成光学构件的固化性组合物(光学构件形成用固化性组合物),要求固化速度足够快(速固化性)、并且能够形成具有高耐热性及透明性的固化物的固化性组合物。特别是,目前尚未获得固化速度快、并且能够形成低阿贝数的固化物的热阳离子固化类的固化性组合物。
对于用以形成光学构件的固化性组合物而言,除了上述的各种特性(速固化性、耐热性、透明性、高折射率、及低阿贝数)以外,还特别地要求其形成固化物时的固化收缩率小、形状稳定性优异等。
特别是,关于形状稳定性,要求即使是例如将固化性组合物用于晶片级透镜用途等、该晶片级透镜因退火处理等而被置于高温环境中的情况下,其透镜形状也不会产生问题。具体而言,在利用模具成型固化性组合物的情况下,通常会由于所得固化物(成型物)的内部残留应力而导致应变的存在。为了除去该应变,经常实施的是在将固化物从模具取出后进行退火(加热)处理。然而,因进行退火处理,很可能引发下述问题:固化物的形状易发生“塌边”,特别是对于晶片级透镜的情况而言,会引发透镜的中心位置偏移,在叠层多片透镜的情况下,会引起图像不清晰等精度降低的问题。
因此,本发明的目的在于提供固化时的速固化性及形状稳定性优异、且可通过固化而形成耐热性高、兼具高透明性、高折射率及低阿贝数的光学特性的固化物的固化性组合物、及其固化物。
另外,本发明的其它目的在于提供高精度、光学特性优异、而且生产性高的光学构件、以及具有该光学构件的光学装置。
解决问题的方法
本发明人等为解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,包含具有特定结构的脂环环氧化合物、具有特定结构的阳离子聚合性化合物、及热阳离子固化剂作为必要成分的固化性组合物,固化时的速固化性及形状稳定性优异,且通过使其固化,可形成耐热性高、兼具高透明性、高折射率及低阿贝数的光学特性的固化物,进而完成了本发明。
即,本发明提供一种固化性组合物,其包含不具有酯基的脂环环氧化合物(A)、具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)、及热阳离子固化剂(C),其中,不具有酯基的脂环环氧化合物(A)是具有至少2个经过了环氧化的环状烯烃基的化合物。
进一步,提供上述的固化性组合物,其中,经过了环氧化的环状烯烃基是碳原子数5~12的环状烯烃基经环氧化而成的基团。
进一步,提供上述的固化性组合物,其中,不具有酯基的脂环环氧化合物(A)是具有经过了环氧化的环状烯烃基中的至少2个经单键或2价烃基键合而成的结构的化合物。
进一步,提供上述的固化性组合物,其中,相对于固化性组合物的总量(100重量%),不具有酯基的脂环环氧化合物(A)的含量为10~60重量%。
进一步,提供上述的固化性组合物,其中,具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)具有选自脂环环氧基、缩水甘油基及氧杂环丁基中的至少1种阳离子固化性官能团。
进一步,提供上述的固化性组合物,其中,相对于固化性组合物的总量(100重量%),具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)的含量为40~90重量%。
进一步,提供上述的固化性组合物,其固化起始温度为60~150℃。
进一步,提供上述的固化性组合物,其中,使该固化性组合物固化而得到的固化物的阿贝数为35以下。
进一步,提供上述的固化性组合物,其还包含具有阳离子固化性官能团的脱模剂。
进一步,提供上述的固化性组合物,其为光学构件形成用组合物。
另外,本发明提供使上述固化性组合物固化而得到的固化物。
另外,本发明提供具有使上述的固化性组合物固化而得到的固化物的光学构件。
另外,本发明提供具有上述光学构件的光学装置。
即,本发明涉及下述技术方案。
[1]一种固化性组合物,其包含不具有酯基的脂环环氧化合物(A)、具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)、及热阳离子固化剂(C),其中,不具有酯基的脂环环氧化合物(A)是具有至少2个经过了环氧化的环状烯烃基的化合物。
[2]根据[1]所述的固化性组合物,其中,经过了环氧化的环状烯烃基是碳原子数5~12的环状烯烃基经环氧化而成的基团。
[3]根据[1]或[2]所述的固化性组合物,其中,不具有酯基的脂环环氧化合物(A)是具有经过了环氧化的环状烯烃基中的至少2个经单键或2价烃基键合而成的结构的化合物。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的固化性组合物,其中,不具有酯基的脂环环氧化合物(A)是下述式(a1)所示的化合物。
[化学式1]
R-X-R   (a1)
[式(a1)中,R表示环氧化环状烯烃基。X表示单键或2价烃基。]
[5]根据[4]所述的固化性组合物,其中,不具有酯基的脂环环氧化合物(A)是式(a1)中的2个R均为氧化环己烯基的化合物。
[6]根据[5]所述的固化性组合物,其中,不具有酯基的脂环环氧化合物(A)是2个氧化环己烯基的4位碳原子经由单键或2价烃基连结而成的化合物。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的固化性组合物,其中,相对于固化性组合物的总量(100重量%),不具有酯基的脂环环氧化合物(A)的含量为10~60重量%。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的固化性组合物,其中,相对于不具有酯基的脂环环氧化合物(A)及具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)的总量(100重量%),不具有酯基的脂环环氧化合物(A)的比例为10~60重量%。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的固化性组合物,其中,具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)所具有的芳环是芳香族烃环。
[10]根据[1]~[9]中任一项所述的固化性组合物,其中,具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)在分子内具有的芳环数为1~10个。
[11]根据[1]~[10]中任一项所述的固化性组合物,其中,具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)具有选自脂环环氧基、缩水甘油基及氧杂环丁基中的至少1种阳离子固化性官能团。
[12]根据[1]~[11]中任一项所述的固化性组合物,其中,具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)在分子内具有的阳离子固化性官能团数为1~10个。
[13]根据[1]~[12]中任一项所述的固化性组合物,其中,具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)是下述式(b1)所示的化合物。
[化学式2]
[式(b1)中,R1~R5、R7~R11相同或不同,表示氢原子或碳原子数1~6的烷基。环Z1、环Z2相同或不同,表示芳香族碳环(芳香族烃环)。R6、R12相同或不同,表示碳原子数1~10的亚烷基。p1、p2相同或不同,为0以上的整数。]
[14]根据[1]~[13]中任一项所述的固化性组合物,其中,相对于固化性组合物的总量(100重量%),具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)的含量为40~90重量%。
[15]根据[1]~[14]中任一项所述的固化性组合物,其中,相对于固化性组合物的总量(100重量%),不具有酯基的脂环环氧化合物(A)及具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)的总量的比例为80重量%以上且低于100重量%。
[16]根据[1]~[15]中任一项所述的固化性组合物,其中,热阳离子固化剂(C)为热阳离子聚合引发剂。
[17]根据[1]~[16]中任一项所述的固化性组合物,其中,相对于固化性组合物中包含的阳离子固化性化合物的总量100重量份,热阳离子固化剂(C)的含量(配合量)为0.001~10重量份。
[18]根据[1]~[17]中任一项所述的固化性组合物,其固化起始温度为60~150℃。
[19]根据[1]~[18]中任一项所述的固化性组合物,其还包含抗氧化剂。
[20]根据[19]所述的固化性组合物,其中,抗氧化剂为酚系抗氧化剂。
[21]根据[19]或[20]所述的固化性组合物,其中,相对于固化性组合物中包含的阳离子固化性化合物的总量100重量份,抗氧化剂的含量(配合量)为0.001~15重量份。
[22]根据[1]~[21]中任一项所述的固化性组合物,其中,使该固化性组合物固化而得到的固化物的阿贝数为35以下。
[23]根据[1]~[22]中任一项所述的固化性组合物,其还包含具有阳离子固化性官能团的脱模剂。
[24]根据[23]所述的固化性组合物,其中,上述脱模剂具有的阳离子固化性官能团数为1~4个。
[25]根据[23]或[24]所述的固化性组合物,其中,上述脱模剂是具有环氧基的氟取代烃。
[26]根据[25]所述的固化性组合物,其中,上述具有环氧基的氟取代烃是下述式(i)所示的化合物。
[化学式3]
[式(i)中的r表示1~15的整数。s表示1~5的整数。Y表示氢原子、氟原子、或氟代烷基。式(i)中的-(CH2)r-是部分氢原子被羟基取代而成的基团,另外,也可以是中途包含醚键的基团。]
[27]根据[23]~[26]中任一项所述的固化性组合物,其中,相对于不具有酯基的脂环环氧化合物(A)及具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)的总量100重量份,上述脱模剂的含量(配合量)为0.01~10重量份。
[28]根据[1]~[27]中任一项所述的固化性组合物,其中,相对于固化性组合物中包含的固化性化合物的总量(100重量%),阳离子聚合性化合物的总量的比例为80~100重量%。
[29]根据[1]~[28]中任一项所述的固化性组合物,其中,使该固化性组合物固化而得到的固化物在400nm的内部透过率[以厚度0.5mm换算]为70~100%。
[30]根据[1]~[29]中任一项所述的固化性组合物,其中,使该固化性组合物固化而得到的固化物在589nm的折射率(25℃)为1.58以上。
[31]根据[1]~[30]中任一项所述的固化性组合物,其中,使该固化性组合物固化而得到的固化物的玻璃化转变温度为100~200℃。
[32]根据[1]~[31]中任一项所述的固化性组合物,其中,使该固化性组合物固化而得到的固化物在玻璃化转变温度以下的线性膨胀系数(α1)为40~100ppm/K。
[33]根据[1]~[32]中任一项所述的固化性组合物,其中,使该固化性组合物固化而得到的固化物在玻璃化转变温度以上的线性膨胀系数(α2)为90~150ppm/K。
[34]根据[1]~[33]中任一项所述的固化性组合物,其为光学构件形成用组合物。
[35]一种固化物,其是使[1]~[34]中任一项所述的固化性组合物固化而得到的。
[36]根据[35]所述的固化物,其在400nm的内部透过率[以厚度0.5mm换算]为70~100%。
[37]根据[35]或[36]所述的固化物,其在589nm的折射率(25℃)为1.58以上。
[38]根据[35]~[37]中任一项所述的固化物,其玻璃化转变温度为100~200℃。
[39]根据[35]~[38]中任一项所述的固化物,其在玻璃化转变温度以下的线性膨胀系数(α1)为40~100ppm/K。
[40]根据[35]~[39]中任一项所述的固化物,其在玻璃化转变温度以上的线性膨胀系数(α2)为90~150ppm/K。
[41]根据[35]~[40]中任一项所述的固化物,其阿贝数为35以下。
[42]一种光学构件,其具有使[34]所述的固化性组合物固化而得到的固化物。
[43]一种光学装置,其具有[42]所述的光学构件。
发明的效果
本发明的固化性组合物由于具有上述构成,因此其固化时的速固化性及形状稳定性优异,且通过使其固化,可形成耐热性高、兼具高透明性、高折射率及低阿贝数的光学特性的固化物。特别是,由于本发明的固化性组合物的固化收缩率小、形状稳定性优异,因此通过使用该固化性组合物,可有利于精度高的光学构件的设计。另外,本发明的固化性组合物中的脂环环氧化合物(A)为液态的情况下,无需另外添加稀释成分(这样的稀释成分会对固化物的折射率、阿贝数造成不良影响),因此能够在保持固化物的高折射率且低阿贝数的光学特性的情况下实现速固化性。进一步,本发明的光学构件及光学装置由于具有上述构成,因此其为高精度,光学特性优异,并且生产性高。
具体实施方式
<固化性组合物>
本发明的固化性组合物是包含不具有酯基的脂环环氧化合物(A)、具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)及热阳离子固化剂(C)作为必要成分的固化性组合物。本发明的固化性组合物中除了上述的必要成分以外,还可以包含例如后述的抗氧化剂、脱模剂、各种添加剂等其它成分。需要说明的是,可以使本发明的固化性组合物作为通过加热而固化从而形成固化物(树脂固化物)的热固性组合物来使用。
[脂环环氧化合物(A)]
本发明的固化性组合物中的不具有酯基(酯键)的脂环环氧化合物(A)(以下也简称为“脂环环氧化合物(A)”、“成分(A)”),是分子内不具有酯基(酯键)、且分子内具有至少2个经过了环氧化的环状烯烃基的化合物。脂环环氧化合物(A)所具有的所述“经过了环氧化的环状烯烃基”,是从环状烯烃(形成环的碳-碳键的至少1个为碳-碳不饱和键的环状脂肪族烃)所具有的碳-碳不饱和键的至少1个经过了环氧化的结构中去除1个氢原子而形成的基团(1价基团),以下也称为“环氧化环状烯烃基”、“脂环环氧基”。即,上述环氧化环状烯烃基是包含脂肪族烃环结构和环氧基、且该环氧基为由构成上述脂肪族烃环的相邻2个碳原子和氧原子构成的环氧基的基团。
作为上述环氧化环状烯烃基中的环状烯烃基(环氧化之前的形态),可列举:环丙烯基(例如,2-环丙烯-1-基等)、环丁烯基(例如,2-环丁烯-1-基等)、环戊烯基(例如,2-环戊烯-1-基、3-环戊烯-1-基等)、环己烯基(例如,2-环己烯-1-基、3-环己烯-1-基等)等环烯基;2,4-环戊二烯-1-基、2,4-环己二烯-1-基、2,5-环己二烯-1-基等环二烯基;二环戊烯基、二环己烯基、降冰片烯基等多环式基团等。
需要说明的是,在形成上述环氧化环状烯烃基中的环状烯烃基的脂肪族烃环上,也可以键合有1个以上的取代基。作为上述取代基,可列举例如碳原子数0~20(更优选为碳原子数0~10)的取代基等,更具体而言,可列举:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤原子;羟基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基等烷氧基(优选为C1-6烷氧基、更优选为C1-4烷氧基);烯丙氧基等烯氧基(优选为C2-6烯氧基、更优选为C2-4烯氧基);苯氧基、甲苯氧基、萘氧基等芳环上任选具有C1-4烷基、C2-4烯基、卤原子、C1-4烷氧基等取代基的芳氧基(优选为C6-14芳氧基);苄氧基、苯乙氧基等芳烷氧基(优选为C7-18芳烷氧基);乙酰氧基、丙酰氧基、(甲基)丙烯酰氧基、苯甲酰氧基等酰氧基(优选为C1-12酰氧基);巯基;甲硫基、乙硫基等烷硫基(优选为C1-6烷硫基、更优选为C1-4烷硫基);烯丙硫基等烯硫基(优选为C2-6烯硫基、更优选为C2-4烯硫基);苯硫基、甲苯硫基、萘硫基等芳环上任选具有C1-4烷基、C2-4烯基、卤原子、C1-4烷氧基等取代基的芳硫基(优选为C6-14芳硫基);苄硫基、苯乙硫基等芳烷硫基(优选为C7-18芳烷硫基);羧基;甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基等烷氧基羰基(优选为C1-6烷氧基-羰基);苯氧基羰基、甲苯氧基羰基、萘氧基羰基等芳氧基羰基(优选为C6-14芳氧基-羰基);苄氧基羰基等芳烷氧基羰基(优选为C7-18芳烷氧基-羰基);氨基;甲基氨基、乙基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基等单或二烷基氨基(优选为单或二-C1-6烷基氨基);乙酰基氨基、丙酰基氨基、苯甲酰基氨基等酰基氨基(优选为C1-11酰基氨基);乙基氧杂环丁基氧基等含有氧杂环丁基的基团;乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等酰基;氧代基;由这些中的2个以上根据需要经由C1-6亚烷基键合而成的基团等。
其中,作为上述环状烯烃基,优选碳原子数5~12的环状烯烃基、更优选为碳原子数5~12的环烯基、进一步优选为环己烯基。即,作为上述环氧化环状烯烃基,优选为碳原子数5~12的环状烯烃基经环氧化而成的基团,更优选为碳原子数5~12的环烯基经环氧化而成的基团,进一步优选为环己烯基经环氧化而成的基团(氧化环己烯基)。需要说明的是,脂环环氧化合物(A)可以具有1种环氧化环状烯烃基,也可以具有2种以上环氧化环状烯烃基。
脂环环氧化合物(A)在分子内具有的环氧化环状烯烃基的个数为2个以上即可,没有特殊限定,但优选为2~4个、更优选为2个。
作为脂环环氧化合物(A),优选为具有环氧化环状烯烃基的至少2个经由单键或2价烃基键合而成的结构的化合物。作为上述2价烃基,可列举例如:2价脂肪族烃基、2价脂环式烃基、及由它们中的多个键合而成的基团等。作为上述2价脂肪族烃基,可列举例如:亚甲基、甲基亚甲基、二甲基亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、四亚甲基等直链或支链状的亚烷基(例如,碳原子数1~6的亚烷基)等。另外,作为2价脂环式烃基,可列举例如:1,2-亚环戊基、1,3-亚环戊基、1,2-亚环己基、1,3-亚环己基、1,4-亚环己基等2价亚环烷基等。
作为脂环环氧化合物(A),具体可列举例如下述式(a1)所示的化合物。
[化学式4]
R-X-R   (a1)
上述式(a1)中,R表示环氧化环状烯烃基。2个R可以相同也可以不同。X表示单键或2价烃基。作为R的环氧化环状烯烃基、作为X的2价烃基,可列举与上述相同的基团。作为式(a1)所示的化合物,可列举例如:2个R均为氧化环己烯基的化合物(特别是,2个氧化环己烯基的4位碳原子(以形成环氧基的2个碳原子的位置为1位、2位)经由单键或2价烃基连结而成的化合物等)。
需要说明的是,在本发明的固化性组合物中,脂环环氧化合物(A)可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
本发明的固化性组合物中的脂环环氧化合物(A)的含量(配合量)没有特殊限定,但优选相对于固化性组合物的总量(全部量)(100重量%)为10~60重量%、更优选为15~55重量%、进一步优选为20~50重量%。如果脂环环氧化合物(A)的含量低于10重量%,则可能会导致固化性组合物的固化性不充分。另一方面,如果脂环环氧化合物(A)的含量超过60重量%,则可能导致难以为固化物赋予高折射率且低阿贝数的光学特性。
相对于脂环环氧化合物(A)及具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)的总量(100重量%)的脂环环氧化合物(A)的比例没有特殊限定,优选为10~60重量%、更优选为15~55重量%、进一步优选为20~50重量%。如果上述比例低于10重量%,则可能会导致固化性组合物的固化性不充分。另一方面,如果上述比例超过60重量%,则可能导致难以为固化物赋予高折射率且低阿贝数的光学特性。
[具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)]
本发明的固化性组合物中的具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)(以下也简称为“阳离子聚合性化合物(B)”、“成分(B)”),是分子内具有至少1个芳环和至少1个阳离子固化性官能团(阳离子聚合性官能团)的化合物。通过含有阳离子聚合性化合物(B),存在下述倾向:能够有效地为使本发明的固化性组合物固化而得到的固化物赋予特别是耐热性、以及高透明性、高折射率及低阿贝数的光学特性。
作为阳离子聚合性化合物(B)所具有的芳环,没有特殊限定,可列举例如:苯环这样的芳香族单环烃环;萘环、蒽环、芴环、芘环等芳香族稠合多环烃环等芳香族烃环等。另外,作为上述芳环,还可以列举吡啶环、呋喃环、吡咯环、苯并呋喃环、吲哚环、咔唑环、喹啉环、苯并咪唑环、喹喔啉环等芳香族杂环等。其中,作为上述芳环,优选芳香族烃环,更优选为苯环、芴环,进一步,从易于对固化物赋予高折射率且低阿贝数的光学特性的观点出发,特别优选芴环。
需要说明的是,在阳离子聚合性化合物(B)所具有的芳环上,也可以键合有1个以上的取代基。作为上述取代基,可列举例如:与上述的任选键合于形成环状烯烃基的脂肪族烃环的取代基相同的基团。需要说明的是,阳离子聚合性化合物(B)可以具有1种芳环,也可以具有2种以上的芳环。
阳离子聚合性化合物(B)在分子内具有的芳环的个数为1个以上即可,没有特殊限定,但优选为1~10个、更优选为2~8个。
作为阳离子聚合性化合物(B)所具有的阳离子固化性官能团,可列举具有阳离子固化性(阳离子聚合性)的公知或惯用的官能团,没有特殊限定,可列举例如:环氧基、氧杂环丁基、四氢呋喃基、噁唑啉基等的环状醚基;乙烯基醚基、苯乙烯基等含有乙烯基的基团;至少包含这些基团的基团等。其中,作为上述阳离子固化性官能团,从与脂环环氧化合物(A)的反应性的观点考虑,优选脂环环氧基(环氧化环状烯烃基)、缩水甘油基、氧杂环丁基。需要说明的是,阳离子聚合性化合物(B)可以具有1种阳离子固化性官能团,也可以具有2种以上的阳离子固化性官能团。
阳离子聚合性化合物(B)在分子内具有的阳离子固化性官能团的个数为1个以上即可,没有特殊限定,但优选为2~10个、更优选为2~4个。
阳离子聚合性化合物(B)中,作为具有芳环的环氧化合物,可列举例如:双酚A型环氧化合物(双酚A或其烯化氧加成物的二缩水甘油基醚等)、双酚F型环氧化合物(双酚F或其烯化氧加成物的二缩水甘油基醚等)、双酚型环氧化合物、苯酚酚醛清漆型环氧化合物、甲酚酚醛清漆型环氧化合物、甲酚型环氧化合物、双酚A的甲酚酚醛清漆型环氧化合物、多酚型环氧化合物、溴化双酚A型环氧化合物、溴化双酚F型环氧化合物、氢醌二缩水甘油基醚、间苯二酚二缩水甘油基醚、对苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、末端羧酸聚丁二烯和双酚A型环氧树脂的加成反应物、萘型环氧化合物(具有萘环的环氧化合物)、具有芴环的环氧化合物等。另外,作为上述具有芳环的环氧化合物,可列举例如:日本特开2009-179568中公开的具有芳香族骨架的脂环式环氧化合物等。
作为具有芳环的环氧化合物,特别是从固化物的高折射率、低阿贝数的观点出发,优选下述式(b1)所示的化合物。
[化学式5]
式(b1)中,R1~R5、R7~R11相同或不同,表示氢原子或碳原子数1~6的烷基。作为上述碳原子数1~6的烷基,可列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等。其中,作为R1~R5、R7~R11,优选氢原子、碳原子数1~3的烷基,更优选为氢原子。
式(b1)中,环Z1、环Z2相同或不同,表示芳香族碳环(芳香族烃环)。作为环Z1、环Z2中的芳香族碳环,可列举苯环、萘环、蒽环等1~4环程度的芳香族碳环。其中,作为上述芳香族碳环,优选苯环、萘环等。
式(b1)中,式(b1)中示出的芴环、环Z1、环Z2也可以具有取代基。作为上述取代基,可列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基等烷基(例如,C1-6烷基、优选为甲基);环戊基、环己基等环烷基(例如,C5-8环烷基等);苯基、萘基等芳基(例如,C6-15芳基等);苄基等芳烷基(例如,C7-16芳烷基等);乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等酰基(例如,C1-10酰基等);甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基等烷氧基(例如,C1-6烷氧基等);甲氧基羰基、乙氧基羰基等烷氧基羰基(例如,C1-4烷氧基-羰基等);氰基;羧基;硝基;氨基;取代氨基(例如,单或二C1-4烷基氨基等);氟原子、氯原子等卤原子等。
式(b1)中,R6、R12相同或不同,表示碳原子数1~10的亚烷基。作为R6、R12中的亚烷基,可列举例如:亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基等碳原子数1~10的直链或支链状的亚烷基等。其中,作为上述亚烷基,优选亚乙基、亚丙基、三亚甲基等碳原子数2~6的亚烷基,更优选为碳原子数2或3的亚烷基。
式(b1)中,p1、p2相同或不同,为0以上的整数,优选为0~4的整数,从粘度更低、流动性优异的观点出发,更优选为1~4的整数。
需要说明的是,作为式(b1)所示的化合物,还可以使用例如商品名为“PG-100”、“EG-200”(以上由Osaka Gas Chemicals(株)制)等的市售品。
阳离子聚合性化合物(B)中,作为具有芳环的氧杂环丁烷化合物,可列举例如:1,4-双{[(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基]甲基}苯、3-乙基-3-[(苯氧基)甲基]氧杂环丁烷、4,4'-双[3-乙基-(3-氧杂环丁基)甲氧基甲基]联苯、酚醛清漆型氧杂环丁烷树脂等。
作为阳离子聚合性化合物(B),还可以使用市售品。作为阳离子聚合性化合物(B)中的双酚A型环氧化合物的市售品,可列举例如:商品名“jER827”、“jER828”、“jER828EL”、“jER828XA”、“jER834”(以上由三菱化学(株)制);商品名“EPICLON 840”、“EPICLON 840-S”、“EPICLON 850”、“EPICLON 850-S”、“EPICLON 850-LC”(以上由DIC(株)制)等。另外,作为阳离子聚合性化合物(B)中的分子内具有萘环的环氧化合物的市售品,可列举例如:商品名“EPICLON HP4032”、“HP4032D”、“HP4700”、“HP4710”、“HP4770”、“HP5000”(以上由DIC(株)制)等。进一步,作为阳离子聚合性化合物(B)中的分子内具有芴环的环氧化合物的市售品,可列举例如:商品名“PG-100”、“EG-200”、“EG-250”(以上由Osaka Gas Chemicals(株)制);商品名“ONCOAT EX-1010”、“ONCOAT EX-1011”、“ONCOAT EX-1012”、“ONCOAT EX-1020”、“ONCOAT EX-1030”、“ONCOAT EX-1040”、“ONCOAT EX-1050”、“ONCOAT EX-1051”(以上由长濑产业(株)公司制)等。进一步,作为阳离子聚合性化合物(B)中的分子内具有芳环的氧杂环丁烷化合物的市售品,可列举例如:商品名“OXT-121”、“OXT-211”(以上由东亚合成(株)制);商品名“ETERNACOLL OXBP”(宇部兴产(株)制)等。
需要说明的是,在本发明的固化性组合物中,阳离子聚合性化合物(B)可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
本发明的固化性组合物中的阳离子聚合性化合物(B)的含量(配合量)没有特殊限定,但优选相对于固化性组合物的总量(100重量%)为40~90重量%、更优选为40~80重量%、进一步优选为45~75重量%。如果阳离子聚合性化合物(B)的含量低于40重量%,则有时难以为固化物赋予高折射率且低阿贝数的光学特性。另一方面,如果阳离子聚合性化合物(B)的含量超过90重量%,则可能难以获得固化时的速固化性、形状稳定性提高的效果。
相对于本发明的固化性组合物的总量(100重量%)的成分(A)及成分(B)的总量的比例没有特殊限定,优选为80重量%以上(例如,80重量%以上且低于100重量%)、更优选为90重量%以上(例如,90~98重量%)。如果上述比例低于80重量%,则有时难以平衡良好地控制固化性组合物的固化时的速固化性及形状稳定性、固化物的耐热性及光学物性(高透明性、高折射率、低阿贝数)的各种特性。
[热阳离子固化剂(C)]
本发明的固化性组合物中的热阳离子固化剂(C)(以下也称为“成分(C)”)是具有通过加热而引发或促进固化性组合物中包含的阳离子固化性化合物(具有阳离子固化性官能团的化合物;例如,脂环环氧化合物(A)、阳离子聚合性化合物(B)、分子内具有1个以上阳离子固化性官能团的脱模剂等)的聚合反应(固化反应)的作用的化合物。作为热阳离子固化剂(C),可使用具有上述作用的公知或惯用的化合物,没有特殊限定,可列举例如:通过加热而产生阳离子种,并由此引发固化性化合物的聚合(固化)的热阳离子聚合引发剂等。
作为热阳离子固化剂(C),可列举例如:芳基重氮鎓盐、芳基碘鎓盐、芳基锍盐、丙二烯(アレン)-离子络合物等热阳离子聚合引发剂。另外,作为热阳离子固化剂(C),可列举例如:铝、钛等金属与乙酰乙酸或二酮类的螯合化合物和三苯基硅烷醇等硅烷醇形成的化合物;或铝、钛等金属与乙酰乙酸或二酮类的螯合化合物和双酚S等酚类形成的化合物等热阳离子聚合引发剂。作为热阳离子固化剂(C),还可以使用例如:商品名“PP-33”、“CP-66”、“CP-77”(以上由(株)ADEKA制);商品名“FC-509”(3M制);商品名“UVE1014”(G.E.制);商品名“Sun Aid SI-60L”、“Sun Aid SI-80L”、“Sun AidSI-100L”、“Sun Aid SI-110L”、“Sun Aid SI-150L”(以上由三新化学工业(株)制);商品名“CG-24-61”(BASF制)等市售品。
其中,作为热阳离子固化剂(C),优选使用能够将后述的本发明的固化性组合物的固化起始温度控制于60~150℃(更优选为80~120℃)的固化剂。
需要说明的是,在本发明的固化性组合物中,热阳离子固化剂(C)可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
本发明的固化性组合物中的热阳离子固化剂(C)的含量(配合量)没有特殊限定,但优选相对于固化性组合物中包含的阳离子固化性化合物的总量100重量份为0.001~10重量份、更优选为0.01~5重量份、进一步优选为0.1~3重量份。如果含量低于0.001重量份,则特别是在要形成较厚的固化物的情况等下,有时容易发生固化不良。另一方面,如果含量超过10重量份,则可能导致固化物的耐热性等物性降低、或在成本方面存在不利。
[抗氧化剂]
本发明的固化性组合物中还可以进一步包含抗氧化剂。作为上述抗氧化剂,可使用能够作为抗氧化剂使用的公知或惯用的化合物,没有特殊限定,可列举例如:酚系抗氧化剂(酚系化合物)、磷系抗氧化剂(磷系化合物)、硫系抗氧化剂(硫系化合物)等。
作为上述酚系抗氧化剂,可列举例如:2,6-二叔丁基对甲酚、丁基化羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基对乙基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酯等一元酚类;2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-丁叉双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,9-双[1,1-二甲基-2-{β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}乙基]2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一碳烷等双酚类;1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、四[亚甲基-3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、双[3,3'-双(4'-羟基-3'-叔丁基苯基)丁酸]乙二醇酯、1,3,5-三(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苄基)-均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、生育酚等高分子型酚类等。
作为上述磷系抗氧化剂,可列举例如:亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯基异癸酯、亚磷酸苯基二异癸酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、二异癸基季戊四醇亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、环新戊烷四基双(十八烷基)亚磷酸酯、环新戊烷四基双(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、环新戊烷四基双(2,4-二叔丁基-4-甲基苯基)亚磷酸酯、双[2-叔丁基-6-甲基-4-{2-(十八烷氧基羰基)乙基}苯基]亚磷酸氢酯等亚磷酸酯类;9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物等氧杂磷杂菲氧化物类等。
作为上述硫系抗氧化剂,可列举例如:3,3’-硫代二丙酸二月桂酯、3,3’-硫代二丙酸二肉豆蔻酯、3,3’-硫代二丙酸二硬脂酯等。
其中,作为抗氧化剂,优选酚系抗氧化剂。需要说明的是,在本发明的固化性组合物中,抗氧化剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
本发明的固化性组合物中的抗氧化剂的含量(配合量)没有特殊限定,但优选相对于固化性组合物中包含的阳离子固化性化合物的总量100重量份为0.001~15重量份、更优选为0.01~10重量份、进一步优选为0.1~5重量份。如果其含量低于0.001重量份,则根据用途不同,有时会导致对氧化等劣化的抑制不充分。另一方面,如果含量超过15重量份,则可能导致固化物的耐热性等物性降低、或在成本方面存在不利。
[脱模剂]
本发明的固化性组合物中还可以进一步包含脱模剂。作为所述脱模剂,可使用能够作为脱模剂使用的公知或惯用的化合物,没有特殊限定,可列举例如:(聚)氧亚烷基烷基磷酸化合物、氟化合物(氟系脱模剂)、有机硅系化合物、具有长链烷基的化合物、聚烯烃蜡、酰胺蜡、聚四氟乙烯粉末等。其中,从不会破坏透明性的观点出发,优选分子内具有1个以上阳离子固化性官能团的脱模剂,更优选分子内具有1个以上阳离子固化性官能团的氟化合物(氟系脱模剂)。
作为上述分子内具有1个以上阳离子固化性官能团的氟化合物所具有的阳离子固化性官能团,可列举:环氧基、氧杂环丁基、四氢呋喃基、噁唑啉基等环状醚基;乙烯基醚基、苯乙烯基等含有乙烯基的基团;至少包含这些基团的基团等。其中,作为上述阳离子固化性官能团,优选环状醚基,更优选为环氧基。需要说明的是,上述分子内具有1个以上阳离子固化性官能团的氟化合物所具有的阳离子固化性官能团的个数为1个以上(例如,1~4个)即可,没有特殊限定。另外,具有多个阳离子固化性官能团的情况下,可以仅具有1种阳离子固化性官能团,也可以具有2种以上阳离子固化性官能团。
作为上述分子内具有1个以上阳离子固化性官能团的氟化合物,具体可列举例如具有环氧基的氟取代烃(含有环氧基的氟取代烃)等,更具体而言,可列举例如下述式(i)所示的化合物(具有氟代烷基的单官能环氧化合物)等。
[化学式6]
上述式(i)中的r表示1~15的整数。另外,s表示1~5的整数。Y表示氢原子、氟原子、或氟代烷基。作为上述氟代烷基,可列举例如:部分或全部氢原子被氟原子取代而成的碳原子数1~20(优选为1~10)的烷基[例如,三氟甲基、全氟异丙基等]等。需要说明的是,式(i)中的-(CH2)r-可以是部分氢原子被羟基取代而成的基团,另外,也可以是中途包含醚键的基团。作为式(i)所示的化合物,更具体而言,可列举3-全氟己基-1,2-环氧丙烷等。
作为上述脱模剂,也可以使用例如:商品名“E-1430”、“E-1630”、“E-1830”、“E-2030”、“E-3430”、“E-3630”、“E-3830”、“E-4030”、“E-5244”、“E-5444”、“E-5644”、“E-5844”(氟系脱模剂、以上由DAIKIN INDUSTRIES(株)制)等市售品。需要说明的是,在本发明的固化性组合物中,脱模剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
本发明的固化性组合物中的脱模剂的含量(配合量)没有特殊限定,但优选相对于脂环环氧化合物(A)及阳离子聚合性化合物(B)的总量100重量份为0.01~10重量份、更优选为0.1~5重量份。如果脱模剂的含量低于0.01重量份,则可能导致在成型时无法从模具脱模。另一方面,如果脱模剂的含量超过10重量份,则可能会破坏固化性组合物的透明性。
[添加剂]
本发明的固化性组合物中除了上述成分以外,还可以根据需要而包含添加剂等其它成分。作为上述添加剂,可列举公知或惯用的添加剂,没有特殊限定,可列举例如:金属氧化物粒子、橡胶粒子、有机硅系或氟系的消泡剂、硅烷偶联剂、填充剂、增塑剂、流平剂、抗静电剂、阻燃剂、着色剂、紫外线吸收剂、离子吸附体、颜料等。上述各种添加剂的含量(配合量)没有特殊限定,但优选相对于固化性组合物(100重量%)为5重量%以下(例如,0~5重量%)。另外,本发明的固化性组合物中也可以包含溶剂,但如果过多可能会导致固化物产生气泡,因此优选其相对于固化性组合物(100重量%)为10重量%以下(例如,0~10重量%),更优选为1重量%以下。
相对于本发明的固化性组合物中所含的固化性化合物(具有自由基固化性官能团的化合物、具有阳离子固化性官能团的化合物)的总量(100重量%),阳离子聚合性化合物(具有阳离子固化性官能团的化合物;例如,脂环环氧化合物(A)、阳离子聚合性化合物(B)、分子内具有1个以上阳离子固化性官能团的脱模剂等)的总量的比例没有特殊限定,优选为80重量%以上(例如,80~100重量%)、更优选为90重量%以上。如果上述比例低于80重量%,则可能导致固化时的固化收缩率变得过大、或难以确保固化物的透明性。
虽没有特殊限定,但本发明的固化性组合物例如可以如下地制备:配合给定量的脂环环氧化合物(A)、阳离子聚合性化合物(B)、及热阳离子固化剂(C)、以及根据需要而添加的抗氧化剂、脱模剂、各种添加剂等,根据需要,在真空下除去气泡的同时进行搅拌/混合。进行搅拌/混合时的温度优选为例如10~60℃左右。需要说明的是,搅拌/混合可使用公知或惯用的装置,例如自转公转型混合器、单螺杆或多螺杆挤出机、行星式混合器、捏合机、溶解器等。
本发明的固化性组合物的固化起始温度没有特殊限定,优选为60~150℃、更优选为80~120℃。如果本发明的固化性组合物的固化起始温度低于60℃,则可能导致保存稳定性变差,不适宜在室温环境中(25℃)使用。需要说明的是,所述“固化性组合物的固化起始温度”是指,对本发明的固化性组合物在下述条件下使用DSC(差示扫描量热测定仪)测定反应热时的上升温度(相对于基线开始上升的温度)。
(DSC的测定条件)
·测定气体氛围:氮气(流量:50mL/分钟)
·测定温度:30~300℃
·升温条件:20℃/分钟
需要说明的是,本发明的固化性组合物的固化起始温度可根据例如固化性组合物的组成(例如,热阳离子固化剂(C)的种类;特别是,脂环环氧化合物(A)及阳离子聚合性化合物(B)与热阳离子固化剂(C)的组合)来进行控制。
通过使本发明的固化性组合物固化,可得到固化物(也称为“本发明的固化物”)。本发明的固化性组合物的固化(固化反应)可通过例如加热处理而进行。需要说明的是,进行加热处理的情况下,作为其温度,可根据用于反应的成分(A)~(C)的种类等适当调整,没有特殊限定,优选为100~200℃、更优选为120~160℃。进而,为了进一步促进固化反应,也可以组合采用光照。进行光照的情况下,作为其光源,可使用例如:水银灯、氙灯、碳弧灯、金属卤素灯、太阳光、电子束源、激光光源等。
本发明的固化物在400nm的内部透过率(波长400nm的光的内部透过率)[以厚度0.5mm换算]没有特殊限定,优选为70%以上(例如,70~100%)、更优选为75%以上、进一步优选为80%以上、特别优选为85%以上。
本发明的固化物在589nm的折射率(波长589nm的光的折射率)(25℃)没有特殊限定,优选为1.58以上、更优选为1.60以上。
本发明的固化物的阿贝数没有特殊限定,优选为35以下、更优选为30以下、进一步优选为27以下。
本发明的固化物的玻璃化转变温度(玻璃化转变点)(Tg)没有特殊限定,优选为100℃以上(例如,100~200℃)、更优选为140℃以上。如果玻璃化转变温度低于100℃,则根据使用方式不同,可能会导致固化物的耐热性不足。固化物的玻璃化转变温度例如可通过各种热分析[DSC(差示扫描量热仪)、TMA(热机械分析装置)等]、动态粘弹性测定等进行测定,更具体而言,可通过实施例中记载的测定方法进行测定。
本发明的固化物在玻璃化转变温度以下的线性膨胀系数(α1)没有特殊限定,优选为40~100ppm/K、更优选为40~90ppm/K。另外,本发明的固化物在玻璃化转变温度以上的线性膨胀系数(α2)没有特殊限定,优选为90~150ppm/K、更优选为90~130ppm/K。需要说明的是,固化物的线性膨胀系数α1、α2可通过例如TMA等进行测定,更具体而言,可通过实施例中记载的测定方法进行测定。
本发明的固化性组合物的固化时的速固化性及形状稳定性优异,且通过使其固化,可形成耐热性高、兼具高透明性、高折射率及低阿贝数的光学特性的固化物。因此,本发明的固化性组合物特别优选作为用以形成光学构件的材料(光学构件形成用组合物)使用。即,上述光学构件是包含使本发明的固化性组合物(光学构件形成用组合物)固化而得到的固化物的光学构件。作为上述光学构件,可列举例如:显示光扩散性、光透过性、光反射性等各种光学功能的构件、或构成利用了上述光学功能的装置、设备(也将它们统称为“光学装置”)的构件等。作为上述光学构件,具体可列举例如:液晶显示装置中的滤色片、滤色片保护膜、TFT平坦化膜、基板材料、导光板、棱镜片、偏振片(偏振膜)、相位差板(相位差膜)、视角补偿膜、起偏镜保护膜、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)、密封材料(密封剂)等;光半导体显示装置中的光半导体元件的铸型材料(铸型剂)、密封材料(密封剂)、前玻璃的保护膜、前玻璃的替代材料、各种涂布剂、粘接材料(粘接剂)等;等离子体显示器面板中的反射防止膜、光学补偿膜、外罩材料、前玻璃的保护膜、前玻璃的替代材料、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;等离子体寻址液晶显示器中的基板材料、导光板、棱镜片、偏振片、相位差板、视角补偿膜、起偏镜保护膜、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;有机场致发光显示器中的前玻璃的保护膜、前玻璃的替代材料、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;场发射显示器中的各种膜基板、前玻璃的保护膜、前玻璃的替代材料、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等。
另外,作为上述光学构件,可列举例如:在光存储领域使用的光学构件[例如,CD/CD-ROM、CD-R/RW、DVD-R/DVD-RAM、MO/MD、PD(相变盘)、Blu-Ray、光卡用的盘基板材料;摄像镜头;光接收传感器部;保护膜;各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等]、在光学设备领域使用的光学构件[例如,静态照相机的镜头用材料、取景棱镜、目标棱镜、取景器外罩、光接收传感器部、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;摄像机的撮影镜头、取景器、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;投影电视的投影镜头、保护膜、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;光感设备的透镜用材料、各种膜、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;搭载于智能电话等便携终端的相机的镜头、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等]、在光学部件领域使用的光学构件[例如,光通信系统中的光开关周边的纤维材料、透镜、波导、元件、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;光连接器周边的光纤维材料、套环、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;光无源部件、光路部件中的透镜、波导、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;光电集成电路(OEIC)周边的基板材料、纤维材料、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等]、在光纤领域使用的光学构件[例如,装饰显示器用照明/光导等、工业用途的传感器类、显示/标识类等、以及通信基础设施用及家庭内的数码设备连接用的光纤、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等]、在光学/电子功能有机材料领域使用的光学构件[例如,有机EL元件周边材料、有机光折射元件、作为光-光转换器件的光放大元件、光运算元件、有机太阳能电池周边的基板材料、纤维材料、元件的密封材料(密封剂)、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等]等。
此外,作为上述光学构件,还可列举例如:在汽车/运输机领域使用的光学构件[例如,汽车用前照灯/尾灯/车内灯等的灯材料、灯光反射器、配光镜、外装板/内饰板等各种内外装品、玻璃替代品、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;有轨车辆用的外装部件、玻璃替代品、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等;飞机的外装部件、玻璃替代品、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等]、在建筑领域使用的光学构件[例如,玻璃中间膜、玻璃替代品、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等]、在农业领域使用的光学构件[例如,大棚覆盖用膜、各种涂覆材料(涂布剂)、粘接材料(粘接剂)等]等。
通过使用具有使本发明的固化性组合物(光学构件形成用组合物)固化而得到的固化物的上述的光学构件,可以得到具有该光学构件的光学装置。作为上述光学装置,可列举包含上述光学构件的各种光学装置(例如,液晶显示装置、光半导体显示装置、等离子体显示器面板、有机场致发光显示器、场发射显示器、智能电话及手机等便携终端等),没有特殊限定。
实施例
以下,结合实施例对本发明进行更为具体的说明,但本发明并不受这些实施例的限定。
实施例1~3、比较例1~3
针对表1中记载的各成分,利用自转公转型混合器在常温(25℃)下进行搅拌/混合,由此得到了固化性组合物。需要说明的是,表1中记载的配合量的单位为重量份。
针对表1中的简称进行说明。
[固化性化合物]
PG-100:芴系环氧化合物(Osaka Gas Chemicals(株)制、商品名“PG-100”)
EG-200:芴系环氧化合物(Osaka Gas Chemicals(株)制、商品名“EG-200”)
827:双酚A型环氧化合物(三菱化学(株)制、商品名“jER827”)
C1:3,4-环氧环己基甲基(3,4-环氧)环己烷羧酸酯
C2:3,4,3',4'-二环氧联环己烷
EA-F5503:芴系丙烯酸化合物(Osaka Gas Chemicals(株)制、商品名“OGSOL EA-F5503”)
IRR-214K:脂环丙烯酸化合物(DAICEL-CYTEC(株)制、商品名“IRR-214K”)
[热阳离子聚合引发剂]
SI-100L:芳香族锍盐(三新化学工业(株)制、商品名“Sun Aid SI-100L)
[热自由基聚合引发剂]
PERHEXA C:1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷(日油(株)制、商品名“PERHEXA C”、1分钟半衰期温度:153.8℃)
[抗氧化剂]
IRG1010:季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯](BASF公司制、商品名“IRGANOX1010”)
[脱模剂]
E-1630:3-全氟己基-1,2-环氧丙烷(DAIKIN INDUSTRIES(株)制、商品名“E-1630”)
[固化物的制备]
按照下述程序制备了固化物。
对于实施例及比较例中得到的固化性组合物,使用刻印成型机(明昌机工(株)制“NANOIMPRINTER NM-0501”)于25℃进行涂布(浇铸)之后,调整压轴位置使厚度为0.5mm,以升温速度20℃/分钟升温至180℃,然后于180℃保持5分钟,冷却至80℃之后脱模。将所得固化物(将其作为“一次固化物”)在预先加热至180℃的烘箱中加热30分钟之后,得到了固化物(将其作为“二次固化物”)。
针对实施例及比较例中得到的固化性组合物及其固化物,进行了以下的各种测定。
[粘度]
对于实施例及比较例中得到的固化性组合物,使用流变仪(Paar Physica公司制“PHYSICA UDS200”)测定了温度25℃、转速20/秒时的粘度(Pa·s)。
[固化率]
对于实施例及比较例中得到的固化性组合物,使用差示扫描量热仪(TAInstruments公司制“Q2000”)在氮气氛围中测定了下述温度条件下的固化放热量,并将其作为固化性组合物的固化放热量。接着,针对上述得到的一次固化物,在一次固化物的中心部和周边部(分别利用刀具切下而取得相应部位)测定了相同温度条件下的固化放热量,将其平均值作为一次固化物的固化放热量。然后,利用下式计算出固化率。
温度条件:于50℃保持3分钟之后,以升温速度20℃/分钟升温至250℃,并于250℃保持3分钟
固化率(%)={1-(一次固化物的固化放热量)/(固化性组合物的固化放热量)}×100
[固化起始温度]
对于实施例及比较例中得到的固化性组合物,使用差示扫描量热仪(TAInstruments公司制“Q2000”)在氮气氛围中观测了在上述固化起始温度测定时的条件下进行加热时的固化放热量(反应热)。在所得固化放热量的曲线中,将固化放热的上升温度(相对于基线开始上升的温度)作为固化起始温度进行了测定。
[内部透过率]
利用下式计算出上述得到的二次固化物(厚度:0.5mm)的内部透过率。需要说明的是,在400nm的透光率(二次固化物的透光率)是使用分光光度计(Hitachi High-Technologies(株)制“U-3900”)测定的。下式中的n为在400nm的折射率,使用了基于后述的折射率测定方法得到的值。
内部透过率(400nm)(%)=在400nm的透光率(%)/(1-r)2
r={(n-1)/(n+1)}2
[折射率]
针对上述得到的二次固化物,利用基于JIS K7142的方法、使用折射率测量仪(Metricon公司制“Model 2010”)测定了25℃在589nm的折射率
[阿贝数]
利用下式算出了上述得到的二次固化物的阿贝数。
阿贝数=(nd-1)/(nF-nC)
(式中,nd表示在589.2nm的折射率、nF表示在486.1nm的折射率、nC表示在656.3nm的折射率。需要说明的是,作为折射率的值,使用了利用前述的折射率测定方法在上述各波长得到的折射率的值。)
[体积收缩率]
对于上述得到的二次固化物的体积收缩率(%),在使用电子比重计((株)岛津制作所制“SD-200L”)测定固化性组合物的在25℃的比重(G1)、以及二次固化物的比重(G2)之后,利用下式进行了计算。
体积收缩率(%)={(G2-G1)/G1×100}
[玻璃化转变温度]
对于上述得到的二次固化物的玻璃化转变温度(玻璃化转变点)(Tg、℃),在使用TMA测定装置(SII NanoTechnology公司制“TMA/SS100”)、利用基于JIS K7197的方法、在氮气氛围中以升温速度5℃/分钟测定了测定温度范围30~250℃内的热膨胀系数之后,对于玻璃化转变点之前及之后的曲线划切线,由这些切线的交点求出其玻璃化转变温度。
[线性膨胀系数]
对于上述得到的二次固化物的线性膨胀系数,使用TMA测定装置(SIINanoTechnology公司制“TMA/SS100”)、利用基于JIS K7197的方法、在氮气氛围中以升温速度5℃/分钟测定了测定温度范围30~250℃内的热膨胀系数,然后将相对于玻璃化转变点而言的低温侧的直线的梯度设为α1、将相对于玻璃化转变点而言的高温侧的直线的梯度设为α2,将它们分别求出并作为线性膨胀系数。
[耐热性试验(回流焊条件下的耐黄变性评价)]
针对上述得到的二次固化物,使用台式回流焊炉(Shinapex公司制)、基于JEDEC标准中记载的温度分布,连续进行了3次最高温度为270℃的回流焊条件的耐热性试验,然后利用上述的测定方法测定了在400nm的透光率及在400nm的折射率,求出了耐热性试验后的内部透过率。由耐热性试验前后的内部透过率、利用下式计算出黄变率(%),评价了耐热性。需要说明的是,黄变率越小,则固化物的耐热性越好。
黄变率(%)={(耐热性试验前的内部透过率)-(耐热性试验后的内部透过率)}/(耐热性试验前的内部透过率)×100
所得结果如表2所示。
可以确认,与诸如比较例1那样使用了具有酯基的脂环环氧化合物的情况相比,实施例中得到的固化性组合物及其固化物的速固化性(固化率高)及耐热性优异。另外,在诸如比较例2那样的不含具有脂环环氧基的化合物的热阳离子固化体系中,完全未确认到固化。此外,与诸如比较例3那样的热自由基固化体系相比,实施例中得到的固化性组合物及其固化物确认到了体积收缩率小、形状稳定性优异的倾向。
工业实用性
本发明的固化性组合物特别优选作为用以形成光学构件的的材料(光学构件形成用组合物)使用。

Claims (13)

1.一种固化性组合物,其包含不具有酯基的脂环环氧化合物(A)、具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)、及热阳离子固化剂(C),
其中,不具有酯基的脂环环氧化合物(A)是具有至少2个经过了环氧化的环状烯烃基的化合物。
2.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,经过了环氧化的环状烯烃基是碳原子数5~12的环状烯烃基经环氧化而成的基团。
3.根据权利要求1或2所述的固化性组合物,其中,不具有酯基的脂环环氧化合物(A)是具有下述结构的化合物,所述结构是经过了环氧化的环状烯烃基中的至少2个经单键或2价烃基键合而成的结构。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的固化性组合物,其中,相对于固化性组合物的总量(100重量%),不具有酯基的脂环环氧化合物(A)的含量为10~60重量%。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的固化性组合物,其中,具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)具有选自脂环环氧基、缩水甘油基及氧杂环丁基中的至少1种阳离子固化性官能团。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的固化性组合物,其中,相对于固化性组合物的总量(100重量%),具有芳环的阳离子聚合性化合物(B)的含量为40~90重量%。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的固化性组合物,其固化起始温度为60~150℃。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的固化性组合物,其中,使该固化性组合物固化而得到的固化物的阿贝数为35以下。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的固化性组合物,其还包含具有阳离子固化性官能团的脱模剂。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的固化性组合物,其为光学构件形成用组合物。
11.一种固化物,其是使权利要求1~10中任一项所述的固化性组合物固化而得到的。
12.一种光学构件,其具有使权利要求10所述的固化性组合物固化而得到的固化物。
13.一种光学装置,其具有权利要求12所述的光学构件。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110927201A (zh) * 2019-12-11 2020-03-27 北京理工大学 一种基于dic的热膨胀相变测量方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102131193B1 (ko) * 2013-02-19 2020-07-07 주식회사 다이셀 웨이퍼 레벨 렌즈용 경화성 조성물, 웨이퍼 레벨 렌즈의 제조 방법 및 웨이퍼 레벨 렌즈, 및 광학 장치
JP6653990B2 (ja) * 2014-10-27 2020-02-26 三星エスディアイ株式会社SAMSUNG SDI Co., LTD. 偏光板及びこれを備える画像表示装置
CN107949594B (zh) * 2015-08-27 2020-03-24 东丽株式会社 环氧树脂组合物及由其制造的纤维增强复合材料
JP6935260B2 (ja) * 2017-07-31 2021-09-15 東京応化工業株式会社 硬化性組成物、硬化膜、表示パネル又はoled照明、並びに硬化物の製造方法
KR102293898B1 (ko) 2019-09-16 2021-08-26 주식회사 트리엘 신규한 트리아진 유도체 및 이를 포함하는 열경화성 또는 감광성 조성물
JP2021167396A (ja) * 2020-04-10 2021-10-21 東京応化工業株式会社 積層体の製造方法、マイクロレンズの製造方法、cmosイメージセンサーの製造方法、及び硬化性組成物

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1842557A (zh) * 2003-08-25 2006-10-04 大赛璐化学工业株式会社 热固性环氧树脂组合物和光学透明材料
US20100183870A1 (en) * 2009-01-21 2010-07-22 Panasonic Corporation Resin composition for hybrid optical element, and hybrid optical element
CN101809055A (zh) * 2007-09-27 2010-08-18 株式会社日本触媒 成型体用固化性树脂组合物、成型体及其制造方法
WO2012036051A1 (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Canon Kabushiki Kaisha Organic-inorganic composite, molded product, and optical element

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0657103A (ja) * 1992-08-11 1994-03-01 Yokohama Rubber Co Ltd:The 光硬化性樹脂組成物
JP2004163491A (ja) * 2002-11-11 2004-06-10 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光学素子及びその製造方法
JP2004163490A (ja) * 2002-11-11 2004-06-10 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光学素子及びその製造方法
JP2004204228A (ja) * 2002-12-13 2004-07-22 Daicel Chem Ind Ltd 硬化性エポキシ樹脂組成物および硬化物
JP4723272B2 (ja) * 2004-04-02 2011-07-13 大阪瓦斯株式会社 光重合性樹脂組成物およびその硬化物
JP5354868B2 (ja) * 2006-07-06 2013-11-27 株式会社ダイセル 脂環式ジエポキシ化合物の製造方法、エポキシ樹脂組成物の製造方法、及び硬化物の製造方法
JP5078289B2 (ja) * 2006-06-23 2012-11-21 株式会社日本触媒 樹脂組成物及びその製造方法
JP5226223B2 (ja) * 2007-01-31 2013-07-03 株式会社ダイセル 透明封止材料及び透明封止物
JP5289713B2 (ja) * 2007-02-01 2013-09-11 株式会社ダイセル 硬化性樹脂組成物及びその硬化物
JP5248790B2 (ja) * 2007-03-02 2013-07-31 株式会社ダイセル 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物及び繊維強化複合材料
WO2008143003A1 (ja) * 2007-05-24 2008-11-27 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. 透明複合シート
JP2009084310A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Nippon Shokubai Co Ltd 熱・光硬化性樹脂組成物、光学材料及び光学部材
JP2010128568A (ja) * 2008-11-25 2010-06-10 Canon Inc プリントシステム
JP5229165B2 (ja) 2009-09-02 2013-07-03 住友ベークライト株式会社 エポキシ樹脂組成物、透明複合シートおよび表示素子用基板
JP5486891B2 (ja) * 2009-10-08 2014-05-07 三菱レイヨン株式会社 連鎖硬化性樹脂組成物および繊維強化複合材料
JP2011132416A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Nagase Chemtex Corp 熱硬化性樹脂組成物及び有機無機複合樹脂
WO2012020688A1 (ja) * 2010-08-12 2012-02-16 ダイセル化学工業株式会社 低透湿性樹脂組成物及びその硬化物
JP2012209453A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Sumitomo Bakelite Co Ltd 液状樹脂組成物、半導体パッケージ、および半導体パッケージの製造方法
JP2013091710A (ja) * 2011-10-25 2013-05-16 Sumitomo Bakelite Co Ltd 透明樹脂複合体、透明複合シートおよび表示素子用透明基板

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1842557A (zh) * 2003-08-25 2006-10-04 大赛璐化学工业株式会社 热固性环氧树脂组合物和光学透明材料
CN101809055A (zh) * 2007-09-27 2010-08-18 株式会社日本触媒 成型体用固化性树脂组合物、成型体及其制造方法
US20100183870A1 (en) * 2009-01-21 2010-07-22 Panasonic Corporation Resin composition for hybrid optical element, and hybrid optical element
WO2012036051A1 (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Canon Kabushiki Kaisha Organic-inorganic composite, molded product, and optical element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110927201A (zh) * 2019-12-11 2020-03-27 北京理工大学 一种基于dic的热膨胀相变测量方法

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