JP2008297440A - 硬化性樹脂組成物および硬化物 - Google Patents
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Abstract
【効果】本発明の硬化性樹脂組成物は、紫外線硬化が可能で、その硬化物は電気絶縁の長期信頼性が高く、柔軟で、硬化収縮による反りが小さい。このため本発明の硬化性樹脂組成物は、皮膜形成材料(オーバーコート剤)等に利用することができ、特にタック性の低いフレキシブル配線回路用保護膜の形成に用いることができる。
【選択図】なし
Description
(A)以下の原料(a)、(b)および(c)を反応させて得られるカルボキシル基含有ウレタン樹脂と;
(a)ポリイソシアネート化合物、
(b)ポリオール化合物、
(c)カルボキシル基を有するジヒドロキシ化合物、
(B)(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物
とを反応させた硬化性樹脂組成物が紫外線照射等により硬化膜を与え、その硬化膜が基材と良好な密着性を示し、電気絶縁の長期信頼性が高いことを見出し、本発明を完成するに至った。
[1](A)以下の(a)、(b)および(c)を原料とするカルボキシル基含有ウレタン樹脂と;
(a)ポリイソシアネート化合物、
(b)ポリオール化合物、
(c)カルボキシル基を有するジヒドロキシ化合物、
(B)(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物
とを反応させて、得られる硬化性樹脂を含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物。
[2]前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)が、さらに(d)モノヒドロキシ化合物を原料とする硬化性樹脂組成物。
[3]前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)が、さらに(e)モノイソシアネート化合物を原料とする硬化性樹脂組成物。
[4] 前記ポリイソシアネート化合物(a)が、イソシアネート基中の炭素原子以外の炭素原子の数が6〜30である脂環式構造を有するポリイソシアネート化合物である硬化性樹脂組成物。
[5]前記イソシアネート基中の炭素原子以外の炭素原子の数が6〜30である脂環式構造を有するポリイソシアネート化合物が、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、水素化1,3−キシリレンジイソシアネートおよび水素化1,4−キシリレンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である硬化性樹脂組成物。
[6]前記ポリオール化合物(b)が、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリラクトンポリオール、ポリブタジエンポリオール、両末端水酸基化ポリシリコーン、および水酸基のみに酸素原子を含み炭素原子数が18〜72であるポリオールからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である硬化性樹脂組成物。
[7]前記カルボキシル基を有するジヒドロキシ化合物(c)が、2,2−ジメチロールプロピオン酸および/または2,2−ジメチロールブタン酸である硬化性樹脂組成物。
[8]前記モノヒドロキシ化合物(d)が、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノールおよびt−ブタノール、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸、および4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である硬化性樹脂組成物。
[9]前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)の数平均分子量が1,000〜100,000であり、かつ、酸価が5〜120mg-KOH/gである硬化性樹脂組成物。
[10]前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)の数平均分子量が3,000〜50,000であり、かつ、酸価が10〜100mg-KOH/gである硬化性樹脂組成物。
[11]前記(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物(B)が、グリシジル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、および3、4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートからなる群
より選ばれる少なくとも1種の化合物である硬化性樹脂組成物。
[12]前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)と前記(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物(B)の使用比率が、(B)中のエポキシ基に対する(A)中のカルボキシル基のモル比((Acid)/(Epoxy))が0.5〜1.25となるような比率である硬化性樹脂組成物。
[13]溶媒(C)を含有する硬化性樹脂組成物。
[14]前記溶媒(C)は、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ニトロベンゼン、イソホロン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、メトキシプロピオン酸メチル、メトキシプロピオン酸エチル、エトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、シクロヘキサノン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトンおよびジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも1種である硬化性樹脂組成物。
[15]前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)が、溶媒(C)の存在下に製造されたものである硬化性樹脂組成物。
[16]前記硬化性樹脂は、前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)と、(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物(B)とを、溶媒(C)中において、アミン系、ホスフィン系触媒の存在下で反応させることにより製造される硬化性樹脂組成物。
[17]重合開始剤(D)を含有する硬化性樹脂組成物。
[18]重合開始剤(D)が光重合開始剤である硬化性樹脂組成物。
[19]無機および/または有機の微粒子(E)を含有する硬化性樹脂組成物。
[20]前記硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物。
[硬化性樹脂組成物]
本発明の硬化性樹脂組成物は、(A)カルボキシル基含有ウレタン樹脂と(B)(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物とを反応させて得られる硬化性樹脂を含有する。
カルボキシル基含有ポリウレタン(A)は、
(a)ポリイソシアネート化合物、
(b)ポリオール化合物
(c)カルボキシル基を有するジヒドロキシ化合物、
必要に応じて、さらに
(d)モノヒドロキシ化合物、ならびに
必要に応じて、さらに
(e)モノイソシアネート化合物
を反応させることにより合成される。
本発明で用いられるポリイソシアネート化合物(a)としては、具体的には2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−トリメチレンジイソシアネー
ト、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,9−ノナメチレンジイソシアネート、1,10−デカメチレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、2,2'−ジエチルエーテルジイソシアネート、ジフェ
ニルメタンー4,4'−ジイソシアネート、(o,m,またはp)−キシレンジイソシア
ネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、シクロヘキサン−1,3−ジメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジメチレレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、3,3'
−メチレンジトリレン−4,4'−ジイソシアネート、4,4'−ジフェニルエーテルジイソシアネート、テトラクロロフェニレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、水素化(1,3−または1,4−)キシリレンジイソシアネート等のジイソシアネートが挙げられる。これらのジイソシアネートは、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明で用いられるポリオール化合物(b)(ただし、該ポリオール化合物(b)には、後述するカルボキシル基を有するジヒドロキシ化合物(c)は含まれない。)の数平均分子量は通常250〜50,000であり、この分子量は後述する条件でGPCにより測定したポリスチレン換算の値である。
たは1,2−テトラデカンジオールなどを原料として用いることにより製造できる。
・・・(3)
式(3)において、R1は対応するジオール(HO−R1−OH)から水酸基を除いた残基であり、R2は対応するジカルボン酸(HOCO−R2−COOH)から2つのカルボキシル基を除いた残基であり、nは正の整数、好ましくは2〜50である。
2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,10−デカメチレングリコー
ルまたは1,2−テトラデカンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、ブチルエチルプロパンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、3−キシリレングリコール、1,4−キシリレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール等が挙げられる。
ルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ブラシル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、クロレンド酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸が挙げられる。
・・・(4)
式(4)において、R1は対応するヒドロキシアルカン酸(HO−R1−COOH)から水酸基およびカルボキシル基を除いた残基であり、R2は対応するジオール(HO−R2−OH)から水酸基を除いた残基であり、nは正の整数、好ましくは2〜50である。
(株)製))、1,2−繰り返し単位を主に有する水酸基化ポリブタジエン(例えば、G
−1000、G−2000,G−3000(日本曹達(株)製))、水酸基化水素化ポリブタジエン(例えば、GI−1000、GI−2000、GI−3000(日本曹達(株)製))、水酸基化ポリイソプレン(例えば、Poly IP(出光興産(株)製))、水酸基化水素化ポリイソプレン(例えば、エポール(出光興産(株)製))が挙げられる。
・・・(5)
式(1)において、R1は独立に炭素数2〜50の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化
水素基であり、これらはエーテル基を含んでいてもよく、複数個あるR2は、それぞれ独
立に、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基である。
前記「水酸基のみに酸素原子を含み炭素原子数が18〜72であるポリオール化合物」としては、具体的にはダイマー酸を水素化した骨格を有するジオール化合物が挙げられ、その市販品としては、たとえば、コグニス社製「Sovermol908」などが挙げられる。
このような低分子量ジオールとしては、具体的には、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,9−ノナンジオ
ール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,10−デカメチレングリコール、1
,2−テトラデカンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、ブチルエチルプロパンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,3−キシリレングリコール、1,4−キシリレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、またはジプロピレングリコールなどが挙げられる。
本発明で用いられるカルボキシル基を含有するジヒドロキシ化合物(c)としては、具体的には2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、N,N−ビスヒドロキシエチルグリシン、N,N−ビスヒドロキシエチルアラニン等が挙げられ、この中でも、溶媒への溶解度から、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸が特に好ましい。これらのカルボキシル基を含有するジヒドロキシ化合物(c)は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明で用いられるカルボキシル基含有ポリウレタン(A)は、上記の3成分((a)、(b)および(c))のみから合成が可能であるが、このポリウレタンに更にラジカル重合性やカチオン重合性を付与する目的で、あるいはポリウレタン末端のイソシアネート基や水酸基の残基の影響を無くす目的で、さらにモノヒドロキシ化合物(d)及び/またはモノイソシアネート化合物(e)を反応させて合成することができる。
タ)アクリレート、前記各(メタ)アクリレートのカプロラクトンまたは酸化アルキレン
付加物、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリルレート、アリルアルコール、アリロキシエタノール等が挙げられる。また、カルボン酸を有する化合物であれば、グリコール酸、ヒドロキシピバリン酸等が挙げられる。
セリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリルレート、アリルアルコール、アリロキシエタノールのモノ付加体等が挙げられる。
本発明で用いられるカルボキシル基含有ポリウレタン(A)の数平均分子量は、1,000〜100,000であることが好ましく、3,000〜50,000であると更に好ましい。ここで、分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の値である。分子量が1,000未満では、硬化膜の伸度、可撓性、並びに強度を損なうことがあり、100,000を超えると溶媒へのポリウレタンの溶解性が低くなる上に、溶解しても粘度が高くなりすぎるために、使用面で制約が大きくなることがある。
装置名:日本分光(株)製HPLCユニット HSS−2000
カラム:ShodexカラムLF−804
移動相:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/min
検出器:日本分光(株)製 RI−2031Plus
温度:40.0℃
試料量:サンプルループ 100μリットル
試料濃度:0.1wt%前後に調製。
100ml三角フラスコに試料約0.2g程度を精密天秤にて精秤し、これにエタノール/トルエン=1/2(重量比)の混合溶媒10mlを加えて溶解する。更に、この容器に指示薬としてフェノールフタレインエタノール溶液を1〜3滴添加し、試料が均一になるまで十分に攪拌する。これを、0.1N水酸化カリウム−エタノール溶液で滴定し、指示薬の微紅色が30秒間続いたときを、中和の終点とする。その結果から下記の計算式を用いて得た値を、樹脂の酸価とする。
B:0.05N水酸化カリウム−エタノール溶液の使用量(ml)
f:0.05N水酸化カリウム−エタノール溶液のファクター
S:試料の採取量(g)。
キシ化合物(c)、および必要に応じて前記モノヒドロキシ化合物(d)や前記モノイソシアネート化合物(e)を反応させることにより合成が出来るが、無触媒で反応させた方が、最終的に硬化膜としての実使用時の物性値が向上する。
30℃でこれらを反応させる。
モノヒドロキシ化合物(d)を用いる場合には、(ポリオール化合物(b)+カルボキシル基を有するジヒドロキシ化合物(c))のモル数よりもポリイソシアネート化合物(a)のモル数を過剰とし、モノヒドロキシ化合物(d)を、NCO基の過剰モル数に対して
、0.5から1.5倍モル量、好ましくは0.8〜1.2倍モル量で用いることが好ましい。
のモル数よりも(ポリオール化合物(b)+カルボキシル基を有するジヒドロキシ化合物(c))のモル数を過剰とし、水酸基の過剰モル数に対して、0.5から1.5倍モル量、好ましくは0.8〜1.2倍モル量で用いることが好ましい。
(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物(B)としては、前記カルボキシル基含有ポリウレタン(A)と反応させる目的で選択される。
アクリレート等が挙げられる。
.0が最も好ましい。0.5当量よりも低いと耐熱性が損なわれるし、1.25当量より多いと
、反応できない(B)成分が出てくるために、電気絶縁性に悪影響を与える。
に対して0.1〜5重量%、より好ましくは0.5〜3重量%使用される。
−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3',5'−ジ−t−
ブチル−4'−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、トリス(3',5'−ジ−t−ブチル−4'−ヒドロキシベンジル)−s−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,
5H)トリオン、トコフェロール等の高分子フェノール系化合物、フェノチアジン、ジラウリル 3,3'−チオジプロピオネート、ジミリスチル 3,3'−チオジプロピオネート、ジステアリル 3,3'−チオジプロピオネート等の硫黄系化合物、トリフェニルホ
スファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト等のリン系化合物が挙げられる。これらは単独で、または2種類以上組み合わせて用いることができ、(A)成分と(B)成分との合計100質量部に対し、5質量部以下を用いることが好ましい。5質量部を超えると本発明の硬化性樹脂組成物の硬化物の耐熱性などを損ねるおそれがある。
(C)溶媒:
本発明においては、溶媒(C)を使用することが好ましい。本発明の硬化性樹脂組成物は、溶媒(C)に溶解した形態をとることが好ましく、前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)の合成に使用した溶媒中に本発明の硬化性樹脂組成物が溶解した状態であることが特に好ましい。
ピロリドン、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、クロロホルム及び塩化メチレンなどを例示することができる。
と(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物(B)とを合わせた量の濃度(固形分濃度)が、10〜90質量%であることが好ましく、30〜80質量%であるとさらに好ましい。
光重合開始剤として4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロ
ロアセトフェノン、4−t−ブチル−トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェ
ノン、2−ヒドロキシ−2−フェニル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1などの、アセトフェノン系光ラジカル重合開始剤や、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルメチルケタールなどの、ベンゾイン系光ラジカル重合開始剤や、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4'
−メチルジフェニルサルファイド、3,3'−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、
4,4'−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン、3,3',4,4'−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどの、ベ
ンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントンなどの、チオキサントン系光ラジカル重合開始剤、α−アシロキシムエステル、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、ジベンゾスベロン、2−エチルアントラキノン、4',4''−ジエチルイソフタロフェノンなどのケ
トン系光ラジカル重合開始剤、2,2'−ビス(2−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−イミダゾールなどのイミダゾール系光ラジカル重合開始剤、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドなどのアシルホスフィンオキサイド系光ラジカル重合開始剤、カルバゾール系光ラジカル重合開始剤、トリフェニルホスホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、p−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−クロルフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、(2,4−シクロペンタジエン−1−イル)[(1−メチルエチル)ベンゼン]−鉄−ヘキサフルオロホスフェートなどのルイス酸のオニウム塩などが挙げられる。
ン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)‐シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3
,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロド
デカン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−シクロヘキサン、1,1−ビス(t−
ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイド
ロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、p−メチルハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、α,α'−ビス(t−ブチルパ
ーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパー
オキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン
−3、イソブチリルパーオキサイド、3,3,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシン酸パーオキサイド、m−トルオイルベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−S−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、α,α'−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、1,1,
3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシネオデカノエート、 t−ブチルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1
,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−3
,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネ
ート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−m−トルイルベンゾエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシアセテート、ビス(t−ブチルパーオキシ)イソフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、3,3',4,4'−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタンなどの有機過酸化物、 または、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ
]ホルムアミド、1,1'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2'−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2
,2'−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロ
クロリド、2,2−アゾビス(2−メチル−N−フェニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[N−(4−クロロフェニル)−2−メチルプロピオンア
ミジン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[N−(4−ヒドロフェニル)−2−メ
チルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2−メチル−N−(
2−プロペニル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[N−(
2−ヒドロキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2'
−アゾビス[2−メチル−N−(フェニルメチル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロ
リド、2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロク
ロリド、2,2'−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパ
ン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2
−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2−(
4,5,6,7−テトラヒドロ−1H−1,3−ジアゼピン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジンー
2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2−(5−ヒドロキシ−
3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)、2,2'−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2'−アゾビス{2−メチル−N
−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2'−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プ
ロピオンアミド}、 2,2'−アゾビス(2−メチルプロパン)、2,2'−アゾビス(
2,4,4−トリメチルペンタン)、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオ
ネート)、4,4'−アゾビス(4−シアノペンタン酸)、2,2'−アゾビス[2−(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル]などのアゾ化合物が挙げられる。
本発明で用いることのできる重合性二重結合を有するその他の化合物としては(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸−n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸−sec−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシフェニルエチルなどのモノ(メタ)アクリレート類、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−アクリロイルモルフォリンなどの(メタ)アクリルアミド類、2つ以上の(メタ)アクリロイル基を持つ化合物としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレート類や、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、N−グリシジル型エポキシ樹脂、ビスフェノールAのノボラック型エポキシ樹脂、キレート型エポキシ樹脂、グリオキザール型エポキシ樹脂、アミノ基含有エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノリック型エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ε−カプロラクトン変性エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を付加させたいわゆるエポキシ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。
無機および/または有機の微粒子(E)としては、公知のものを使用できる。
無機の微粒子(無機フィラー)としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、硫酸バリウム、タルク、炭酸カルシウム、ガラス粉、石英粉等の無機フィラー等を挙げることができる。
各成分は、混合機、例えばディスパー、ニーダー、3本ロールミル、ビーズミル、ホモジナイザー等を用いて、溶解または分散することができる。
本発明の硬化物は、上記硬化性樹脂組成物を硬化させることにより得られる。本発明の硬化物は、配線回路の表面保護膜のような皮膜等として利用される。このような皮膜として使用する場合には、本発明の硬化物は、たとえば保護対象物の表面に本発明の硬化性樹脂組成物を、バーコーター等を用いて塗布し、乾燥後、これを硬化させて作成される。
電子線を用いた硬化では、その照射方式として、スキャニング方式、ブロードビーム方式、カーテンビーム方式、イオンプラズマ方式等を挙げることができ、その照射量としては通常1Gy〜500kGyであり、好ましくは10Gy〜200kGyである。
カルボキシル基含有ウレタン(A)の合成例
[合成例1]
攪拌装置、温度計、コンデンサーを備えた1L三口フラスコに、ポリオール化合物としてC−1015N(株式会社クラレ製、ポリカーボネートジオール、原料ジオールモル比:1,9−ノナンジオール:2−メチル−1,8−オクタンジオール=15:85、分子量964)101g、カルボキシル基を有するジヒドロキシル化合物として2,2−ジメチロールブタン酸(日本化成株式会社製)26g、および溶媒としてエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(ダイセル化学工業株式会社製、商品名メチルグリコールアセテート)275gを仕込み、90℃で前記2,2−ジメチロールブタン酸を溶解させた。
[実施例1]
温度計、撹拌装置、コンデンサーを備えた100mL三口フラスコに、合成例1で得られたカルボキシル基含有ポリウレタン溶液(固形分濃度42質量%、酸価21mg−KOH/g)61g、p−メトキシフェノール(和光純薬(株)製)0.24g、
トリフェニルフォスフィン(東京化成(株)製)0.29g、グリシジルメタクリレート(三菱化学(株)製3.4gを仕込み、空気気流下、120℃で3時間反応させた。この反応における(B)中のエポキシ基に対する(A)中のカルボキシル基のモル比((Acid)/(Epoxy))は、1であった。
[実施例2]
実施例1で調製された硬化性樹脂組成物1に、表1に示す配合条件で、光重合開始剤である1−ヒドロキシーシクロヘキシルフェニルケトンをプラネタリーミキサーで混合して、硬化性樹脂組成物2を調整した。
バーコーターを用いて乾燥後の塗膜の厚みが25μmになるように硬化性樹脂組成物2を基材に塗布し、以下の条件で、反り性、可とう性及び長期信頼性について評価を行った。
基材としては、25μm厚ポリイミドフィルム〔カプトン(登録商標)300H、東レ・デュポン(株)製〕を用い、このフィルムに塗布した硬化性樹脂組成物2を80℃で30分乾燥した後、窒素雰囲気下高圧水銀ランプ(波長365nmにおける照度18mW/cm2)で120秒間露光して、硬化性樹脂組成物2を硬化させ、フィルム上に硬化物である硬化膜を形成させた。この硬化膜が被覆したフィルムを直径50mmの円形に切り出し、印刷面を上にして置いて以下の基準で評価した。
×:最大の反り高さが5mm以上。
〔可撓性〕
基材としては、25μm厚ポリイミドフィルム〔カプトン(登録商標)100H、東レ・デュポン(株)製〕を用い、このフィルムに塗布した硬化性樹脂組成物2を80℃で30分乾燥した後、窒素雰囲気下高圧水銀ランプ(波長365nmにおける照度18mW/cm2)で120秒間露光して、硬化性樹脂組成物2を硬化させ、フィルム上に硬化物である硬化膜を形成させた。この硬化膜が被覆したポリイミドフィルムを、塗布面を外側に180°に折り曲げて硬化膜の白化の有無を調べた。以下の基準で可とう性を評価した。
×:硬化膜が白化、もしくは亀裂が生じる。
〔電気絶縁の長期信頼性〕
基材としては、市販の基板(IPC規格)のIPC−C(櫛型パターン)を用い、このフィルムに塗布した硬化性樹脂組成物2を80℃で30分乾燥した後、窒素雰囲気下高圧水銀ランプ(波長365nmにおける照度18mW/cm2)で120秒間露光して、硬化性樹脂組成物2を硬化させ、フィルム上に硬化物である硬化膜を形成させた。その基板を85℃、相対湿度85%の雰囲気下において100Vのバイアス電圧を印加して1000時間放置し、以下の基準で電気絶縁性を評価した。
×:1000時間以下でマイグレーションまたは絶縁抵抗値の低下あり。
以上のように、本発明の硬化性樹脂組成物によりフィルム上に形成された硬化物は、電気絶縁の長期信頼性が高く、柔軟で、硬化収縮による反りが小さい。よって本発明の硬化性樹脂組成物は、フレキシブル配線回路の表面保護膜等に好適に利用することができる。
Claims (20)
- (A)以下の(a)、(b)および(c)を原料とするカルボキシル基含有ウレタン樹脂と;
(a)ポリイソシアネート化合物、
(b)ポリオール化合物、
(c)カルボキシル基を有するジヒドロキシ化合物、
(B)(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物
とを反応させて、得られる硬化性樹脂を含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物。 - 前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)が、さらに(d)モノヒドロキシ化合物を原料とする請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)が、さらに(e)モノイソシアネート化合物を原料とする請求項1または2に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記ポリイソシアネート化合物(a)が、イソシアネート基中の炭素原子以外の炭素原子の数が6〜30である脂環式構造を有するポリイソシアネート化合物である請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記イソシアネート基中の炭素原子以外の炭素原子の数が6〜30である脂環式構造を有するポリイソシアネート化合物が、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、水素化1,3−キシリレンジイソシアネートおよび水素化1,4−キシリレンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項4に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記ポリオール化合物(b)が、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリラクトンポリオール、ポリブタジエンポリオール、両末端水酸基化ポリシリコーン、および水酸基のみに酸素原子を含み炭素原子数が18〜72であるポリオールからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記カルボキシル基を有するジヒドロキシ化合物(c)が、2,2−ジメチロールプロピオン酸および/または2,2−ジメチロールブタン酸である請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記モノヒドロキシ化合物(d)が、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノールおよびt−ブタノール、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、および4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項2〜7のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)の数平均分子量が1,000〜100,000であり、かつ、酸価が5〜120mg-KOH/gである請求項1〜8のいずれか1
項に記載の硬化性樹脂組成物。 - 前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)の数平均分子量が3,000〜50,000であり、かつ、酸価が10〜100mg-KOH/gである請求項1〜8のいずれか1
項に記載の硬化性樹脂組成物。 - 前記(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物(B)が、グリシジル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、および3、4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートからなる群より選
ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1〜10のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。 - 前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)と前記(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物(B)の使用比率が、(B)中のエポキシ基に対する(A)中のカルボキシル基のモル比((Acid)/(Epoxy))が0.5〜1.25となるような比率である請求項1〜11のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 溶媒(C)を含有する請求項1〜12のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記溶媒(C)は、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ニトロベンゼン、イソホロン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、メトキシプロピオン酸メチル、メトキシプロピオン酸エチル、エトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、シクロヘキサノン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトンおよびジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項13に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)が、溶媒(C)の存在下に製造されたものである請求項13または14に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化性樹脂は、前記カルボキシル基含有ウレタン樹脂(A)と、(メタ)アクリル系二重結合とエポキシ基の両方を有する化合物(B)とを、溶媒(C)中において、アミン系、ホスフィン系触媒の存在下で反応させることにより製造される請求項13〜15のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 重合開始剤(D)を含有する請求項1〜16のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 重合開始剤(D)が光重合開始剤である請求項17に記載の硬化性樹脂組成物。
- 無機および/または有機の微粒子(E)を含有する請求項1〜18のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜19のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物。
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