JP2000230112A - 導電性樹脂組成物 - Google Patents

導電性樹脂組成物

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】エポキシ樹脂の硬化剤としてポリチオール化合
物と3級アミンを併用した組成物は低温硬化性に優れ、
0〜ー20度でも硬化するため冬季には特に重要な接着
剤、シーリング剤、注型剤として用いられている。しか
しそのポットライフはせいぜい数時間以内であり1液化
することは不可能であった。このもののポットライフを
長くし、1液化して導電性を付与する。 【解決手段】 (1)分子内にエポキシ基2個以上有す
るエポキシ樹脂(2)分子内にチオール基を2個以上有
するチオール化合物(3)固体分散型潜在性硬化促進剤
(4)ホウ酸エステル化合物及び(5)導電性粒子を必
須成分とする導電性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は導電性を有し、低温速硬
化性、貯蔵安定性が良好で耐熱特性、耐湿特性の優れた
ポリチオール一液型エポキシ樹脂系の導電性組成物に関
するものであり、回路接続用組成物として広く電子材料
分野に利用されるものである。
【0002】
【従来の技術】硬化剤としてポリチオール、硬化促進剤
として3級アミンを用いたエポキシ樹脂組成物は、0℃
から−20℃でも硬化可能な低温速硬化性のエポキシ樹
脂組成物として知られ接着剤、シーリング剤、注型など
に用いられている。
【0003】しかしながら、このようなエポキシ樹脂組
成物は、そのポットライフが通常混合後、数秒から数時
間と非常に短く、混合、脱泡、塗布作業等に十分な時間
がとれないという欠点があった。また、作業者はその都
度、組成物を調製しなければならないため作業性が悪
く、また余った組成物を保存しておくことができないた
め固まってしまった物は廃棄しなければならず、資源の
節約、環境問題の点からも好ましくなかった。
【0004】特開平06−211969号公報や特開平
06−211970号公報において、固体分散型アミン
アダクト系潜在性硬化促進剤、あるいはイソシアネート
基を有する化合物と分子内に少なくとも1つの1級/ま
たは2級アミノ基を有する化合物との反応物を硬化促進
剤として用いたポリチオール系エポキシ樹脂組成物の例
が記載されており、これにより可使時間の改良がなされ
ているが、配合の保存安定性に関しては未だ十分ではな
く、チオール系エポキシ樹脂組成物の特長である低温速
硬化性も十分に活かすものではなかった。
【0005】特開平10ー298526においてエポキ
シ樹脂、ポリチオール、潜在性硬化剤及び導電性粒子か
らなる回路接続用組成物が提案されているが保存安定性
の点で1液化が難しく、まだ満足できるものとは言えな
かった。
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のエポキシ樹脂組成物の能力をはるかに上回る低温速硬
化性を示し、かつ保存安定性が良好なポリチオール系1
液型エポキシ樹脂組成物でしかも導電性を有する組成物
を提供することである。
【0006】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、(1)エポキシ樹
脂、(2)硬化剤として分子内にチオール基を2個以上
有するポリチオール化合物、(3)硬化促進剤として固
体分散型潜在性硬化促進剤、(4)ホウ酸エステル化合
物及び(5)導電性粒子を添加することにより、導電
性、耐熱性、耐湿特性及び保存安定性及びが優れた一液
型ポリチオール系エポキシ樹導電性組成物が得られるこ
とを見いだし本発明を完成した。
【0007】本発明に用いるエポキシ樹脂は、平均して
1分子当り2個以上のエポキシ基を有するものであれば
よい。例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、
ビスフェノールAD、カテコール、レゾルシノール等の
多価フェノール、グリセリンやポリエチレングリコール
等の多価アルコールとエピクロロヒドリンを反応させて
得られるポリグリシジルエーテル;p−ヒドロキシ安息
香酸、β−ヒドロキシナフトエ酸のようなヒドロキシカ
ルボン酸と、エピクロロヒドリンを反応させて得られる
グリシジルエーテルエステル;フタル酸、テレフタル酸
のようなポリカルボン酸とエピクロロヒドリンを反応さ
せて得られるポリグリシジルエステル;更にはエポキシ
化フェノールノボラック樹脂、エポキシ化クレゾールノ
ボラック樹脂、エポキシ化ポリオレフィン、環式脂肪族
エポキシ樹脂、その他ウレタン変性エポキシ樹脂等が挙
げられるがこれらに限定されるものではない。
【0008】本発明に用いるポリチオール化合物として
は、保存安定性の観点から、塩基性不純物含量が極力少
ないものが好ましく、例えば、トリメチロールプロパン
トリス(チオグリコレート)、ペンタエリスリトールテ
トラキス(チオグリコレート)、エチレングリコールジ
チオグリコレート、トリメチロールプロパントリス(β
−チオプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラ
キス(β−チオプロピオネート)、ジペンタエリスリト
ールポリ(β−チオプロピオネート)等のポリオールと
メルカプト有機酸のエステル化反応によって得られるチ
オール化合物のように、製造上塩基性物質の使用を必要
としない、分子内にチオール基を2個以上有するチオー
ル化合物が挙げられる。
【0009】同様に、1、4−ブタンジチオール、1、
6−ヘキサンジチオール、1、10−デカンジチオー
ル、等のアルキルポリチオール化合物;末端チオール基
含有ポリエーテル;末端チオール基含有ポリチオエーテ
ル;エポキシ化合物と硫化水素との反応によって得られ
るチオール化合物;ポリチオール化合物とエポキシ化合
物との反応によって得られる末端チオール基を有するチ
オール化合物のように、その製造工程上反応触媒とし
て、塩基性物質を使用するものにあたっては、脱アルカ
リ処理を行い、アルカリ金属イオン濃度を50ppm以
下とした分子内にチオール基を2個以上有するチオール
化合物が使用できる。
【0010】平均して1分子当り2個以上のエポキシ基
を有するエポキシ樹脂と分子内にチオール基を2個以上
有するチオール化合物とを併用することにより3次元ポ
リマーを形成することが可能となる。チオール基とエポ
キシ基との反応は理論上は1対1であるが、実際硬化実
験を試みるとチオール基が若干少なくとも硬化する。チ
オール基/エポキシ基が0.5以下では硬化が不十分で
あり、一方1.5を超えると硬化剤が残るので硬化が不
十分である。このためいずれの場合でも硬化物の性能が
本目的に合わず好ましくない。
【0011】本発明に用いられる固体分散型潜在性硬化
促進剤とは、室温ではエポキシ樹脂に不溶の固体で、加
熱することにより可溶化し促進剤として機能する化合物
で、常温で固体のイミダゾール化合物や、固体分散型ア
ミンアダクト系潜在性硬化促進剤、例えばアミン化合物
とエポキシ化合物の反応生成物(アミン−エポキシアダ
クト系)、アミン化合物とイソシアネート化合物また
は、尿素化合物との反応生成物(尿素型アダクト系)等
が挙げられる。
【0012】 上記の固体分散型アミンアダクト系
潜在性硬化促進剤として市販されている代表的な例を以
下に示すが、これらに限定されるものではない。例え
ば、アミン−エポキシアダクト系としては「アミキュア
PN−23」、「アミキュアPN−H」「アミキュアMY
−24」(味の素(株)商品名)、「ハードナーX−3
661S」(エー・シー・アール(株)商品名)、「ハ
ードナーX−3670S」(エー・シー・アール(株)
商品名)、「ノバキュアHX−3742」、「ノバキュ
アHX−3721」(旭化成(株)商品名)などが挙げ
られ、尿素型アダクト系としては、「フジキュアFXE
−1000」、「フジキュアFXR−1030」(富士
化成(株)商品名)等が挙げられる。
【0013】本発明に必須の添加剤として用いられるホ
ウ酸エステル化合物は、保存安定性をより向上させる作
用をし、その機構は潜在性硬化促進剤の表面と反応修飾
してカプセル化すると考えられる。ホウ酸エステル化合
物の代表例としては、トリメチルボレート、トリエチル
ボレート、トリ−n−プロピルボレート、トリイソプロ
ピルボレート、トリ−n−ブチルボレート、トリペンチ
ルボレート、トリアリルボレート、トリヘキシルボレー
ト、トリシクロヘキシルボレート、トリオクチルボレー
ト、トリノニルボレート、トリデシルボレート、トリド
デシルボレート、トリヘキサデシルボレート、トリオク
タデシルボレート、トリス(2−エチルヘキシロキシ)
ボラン、ビス(1,4,7,10−テトラオキサウンデ
シル)(1,4,7,10,13−ペンタオキサテトラ
デシル)(1,4,7−トリオキサウンデシル)ボラ
ン、トリベンジルボレート、トリフェニルボレート、ト
リ−o−トリルボレート、トリ−m−トリルボレート、
トリエタノールアミンボレート等が挙げられる。
【0014】これらホウ酸エステル化合物の添加剤の添
加方法としては、エポキシ樹脂、チオール化合物、固体
分散型潜在性硬化促進剤等の各成分と同時に配合する以
外に、予め固体分散型潜在性硬化促進剤と混合しておく
ことも可能である。このときの混合方法としては、メチ
ルエチルケトン、トルエン等の溶媒中、あるいは液状の
エポキシ樹脂中、もしくは無溶媒で両者を接触させるこ
とによって行うことができる。添加量について0.1以
下ではライフの安定性が悪く、効果が不充分である。2
0部以上では硬化が遅くなり好ましくない。
【0015】本発明に用いる導電性粒子としてはAu,Ag,
Cu,Ni,ハンダ等の金属粒子やカーボン等が挙げられ、そ
れらを単独又は併用して使用する。導電性、耐湿性、耐
熱性、保存安定性を考慮するとNiが最も望ましい。また
無期フィラーやフ゜ラスチックを核として前記粒子を表面に被
覆したものでもよい。導電性粒子の平均粒径は1〜20
ミクロンが作業性、分散性、導電性の点で好ましい。導
電性粒子の添加量は樹脂組成物100に対して100〜
1000重量部、好ましくは200〜500重量部が作
業性、導電性の点で望ましい。100重量部以下では導
電性が不足し、また1000重量部以上では作業性が悪
くなり望ましくない。
【0016】本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に
応じて充填剤、希釈剤、溶剤、顔料、可撓性付与剤、カ
ップリング剤、酸化防止剤、チキソ性付与剤、分散剤等
の各種添加剤を加えることが出来る。
【0017】
【実施例】以下、例を挙げて本発明をより詳細に説明す
る。なお評価は次のような方法で行った。 貯蔵安定性(ライフ):25℃の恒温槽に保存した導電
性樹脂組成物の流動性がなくなるまでの日数を測定し
た。 体積抵抗率:導電性樹脂組成物をPET(ポリエチレンテレ
フタレート)フィルム上に厚さ約50ミクロン幅3mm、
長さ150mmに塗布し、所定温度で硬化後その体積抵抗
率を測定した。 耐湿試験:上記の方法で調整した硬化物を60度、90
%の恒温恒湿槽に入れ経時的な体積抵抗率の変化を評価
した。 耐熱試験:上記の方法で調整した硬化物を100度の恒
温空気槽に入れ経時的な体積抵抗率の変化を評価した。
【0018】
【実施例1】ビスフェノールA型エポキシ樹脂「EP-82
8」(油化シェルエポキシ(株)商品名)100部に請
求項1、第4成分添加剤としてホウ酸トリブチル6重量
部を加え撹拌混合する。次に固体分散型潜在性硬化促進
剤として「アミキュアPN−23」(味の素(株)商品
名)10部を加え良く混合する。更にポリチオール化合
物としてペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオ
ネートEH317(アデカハードナー旭電化工業(株)商品
名)75部を加え、万能混合機で十分に真空混合して樹
脂組成物を調製した。樹脂組成物100重量部に対して
導電性粒子としてニッケル粉400部混合して評価用導
電性樹脂組成物とした。
【0019】
【実施例2】ビスフェノールA型エポキシ樹脂「EP-82
8」(油化シェルエポキシ(株)商品名)100部に請
求項1、第4成分添加剤としてホウ酸トリエチルを6重
量部を加え混合する。次に固体分散型潜在性硬化促進剤
として「フジキュアFXE1000」(富士化成工業(株)商
品名)10部を加え良く混合する。更にポリチオール化
合物として「TMTP(トリメチロールプロパントリス
(β−チオプロピオネート))」(淀化学社商品名)7
5部を加え、万能混合機で十分に真空混合して樹脂組成
物を調製した。樹脂組成物100重量部に対して導電性
粒子としてニッケル粉400部混合して評価用導電性樹
脂組成物とした。
【0020】
【実施例3】ビスフェノールAF型エポキシ樹脂「ZX-10
59」(東都化成(株)商品名)100部に請求項、1第
4成分添加剤としてホウ酸トリエチルを6重量部を加え
良く混合する。次に固体分散型潜在性硬化促進剤として
「アミキュアPN−23」(味の素(株)商品名)15
部を加え良く混合する。更にポリチオール化合物として
「TMTP(トリメチロールプロパントリス(β−チオ
プロピオネート))」(淀化学社商品名)80部を加
え、万能混合機で十分に真空混合して樹脂組成物を調製
した。樹脂組成物100重量部に対して導電性粒子とし
てニッケル粉400部混合して評価用導電性樹脂組成物
とした。
【0021】
【実施例4】ビスフェノールA型エポキシ樹脂「EP-82
8」(油化シェルエポキシ社商品名)100部に請求項
1、第4成分添加剤としてホウ酸トリブチルを6重量部
を加え良く混合する。次に固体分散型潜在性硬化促進剤
として「アミキュアPN−23」(味の素(株)商品
名)15部を加え良く混合する。更にポリチオール化合
物として「TMTP(トリメチロールプロパントリス
(β−チオプロピオネート))」(淀化学社商品名)8
0部を加え、万能混合機で十分に真空混合して樹脂組成
物を調製した。樹脂組成物100重量部に対して導電性
粒子としてニッケル粉、銀粉、銅粉及びカーボンッブラ
ックの1種を400部混合して評価用導電性樹脂組成物
とした。
【0022】
【比較例1】ホウ酸エステルを混合しない他は上記実施
例1と同様にして評価用導電性樹脂組成物を調製した。
【0023】
【比較例2】ポリチオールを混合しない他は上記実施例
1と同様にして評価用導電性樹脂組成物を調製した。結
果を表1に示した。
【0024】
【表1】 実施例1〜実施例3は初期の体積抵抗が10−3乗を示
し、耐熱試験、耐湿試験600時間後も10−2乗以上
を保持していた。また保存安定性も25度で1ヶ月以上
安定であった。それに比べホウ酸エステルを加えなかっ
た比較例1は調製後約2時間で反応硬化してしまった。
更にポリチオールを添加しなかった比較例2は初期の体
積抵抗が低く測定できなかった。実施例4に従って導電
性粒子を変えたときの評価結果を表2に示した。
【0025】
【表2】 導電性粒子としてはニッケル粉が初期の体積抵抗が10
−3乗を示し、耐湿試験600時間後も10−2乗を保
持していた。しかし銀粉は初期の体積抵抗が大きくまた
銅粉は耐湿試験後の低下が著しかった。カーボンブラッ
クも600時間後大幅に体積抵抗が低下し測定できなか
った。
【0026】
【発明の効果】本発明の導電性樹脂組成物は、従来不可
能と思われていたエポキシ樹脂、チオール配合系での1
液化に成功し、しかも体積抵抗率が10ー3乗を有し、
耐熱試験、耐湿試験600時間後もその値を保持するこ
とが分かった。そのため従来の2液型ポリチオール系エ
ポキシ樹脂組成物と比較して、作業性の向上、資源の節
約という面において非常に有用であるとともに、低温速
硬化性を要求されるエレクトロニクス分野をはじめとし
た、あらゆる分野の導電材料に適しているものである。
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Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)分子内にエポキシ基を2個以上有
    するエポキシ樹脂(2)分子内にチオール基を2個以上
    有するチオール化合物(3)固体分散型潜在性硬化促進
    剤(4)ホウ酸エステル化合物及び(5)導電性粒子を
    必須成分とする導電性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 エポキシ樹脂とチオール化合物の混合比
    が、チオール化合物のSH当量数/エポキシ樹脂のエポ
    キシ当量数比で0.5〜1.5であり、エポキシ樹脂1
    00重量部に対して、固体分散型潜在性硬化促進剤の添
    加量が1〜60重量部、ホウ酸エステル化合物が0.1
    〜20重量部及びその組成物100重量部に対して導電
    性粒子を100〜1000重量部配合して成る請求項1
    記載の導電性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】上記組成物の中で導電性粒子がニッケル粉
    であることを必須成分とする導電性樹脂組成物。
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