JP2000230112A - 導電性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
例1と同様にして評価用導電性樹脂組成物を調製した。
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。
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。
−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。
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。
Claims (3)
- 【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。 - 【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。 - 【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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