JP2014125502A - ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ジルコニア粒子を表面修飾することにより、透明性の維持とともに、屈折率を向上したジルコニア含有エポキシ樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾された平均粒子径が1〜20nmのジルコニア粒子1〜400重量部、及び光カチオン重合開始剤0.01〜10重量部を含有することを特徴とするジルコニア含有エポキシ樹脂組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】 エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾された平均粒子径が1〜20nmのジルコニア粒子1〜400重量部、及び光カチオン重合開始剤0.01〜10重量部を含有することを特徴とするジルコニア含有エポキシ樹脂組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明は、ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物に関するものであり、さらに詳しくは、透明性に優れ、かつ、高屈折率を有し、LED(発光ダイオード)、または有機EL(有機エレクトロルミネッセンス)の光取り出し効率向上を実現するための材料として用いることができるジルコニア含有エポキシ樹脂組成物に関するものである。
エポキシ樹脂は、接着性、強靱性、耐熱性、電気絶縁性、耐薬品性等に優れることから、広く産業分野に使用されている。なかでも、光半導体封止材料においては、エポキシ樹脂が汎用されている。
しかしながら、エポキシ樹脂の問題点は、低屈折率である点である。光半導体封止材料においては、光取り出し効率の向上が求められていることから、エポキシ樹脂の高屈折率化が必要とされる。
そこで、エポキシ樹脂の屈折率を向上させる手段として、樹脂に無機酸化物粒子を添加する方法が挙げられている。
無機酸化物粒子を、特許文献1ではカルボン酸により粒子表面を修飾すること、特許文献2ではシランカップリング剤、変性シリコーン、界面活性剤により粒子表面を修飾すること、さらには特許文献3ではリン酸または亜リン酸のエステルにより粒子表面を修飾することで透明性を有するエポキシ樹脂組成物を得る方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1〜3で得られた樹脂組成物を加熱硬化する際、硬化剤(酸無水物、またはアミン)を大量に添加する必要があるため、無機酸化物粒子による屈折率の向上効果を発揮しにくい樹脂組成物であるという課題を有する。
本発明の課題は、LED(発光ダイオード)、または有機EL(有機エレクトロルミネッセンス)の光取り出し効率向上に寄与する材料として用いることができる、透明性に優れ、かつ、高屈折率を有するジルコニア含有エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾された平均粒子径が1〜20nmのジルコニア粒子1〜400重量部、光カチオン重合開始剤0.01〜10重量部を添加することにより、透明性に優れ、かつ、高屈折率を有するエポキシ樹脂が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、エポキシ樹脂を100重量部に対して、表面修飾された平均粒子径が1〜20nmのジルコニア粒子1〜400重量部、及び光カチオン重合開始剤0.01〜10重量部を含有することを特徴とするジルコニア含有エポキシ樹脂組成物である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のジルコニア含有エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾された平均粒子径が1〜20nmのジルコニア粒子1〜400重量部、及び光カチオン重合開始剤0.01〜10重量部を含有するものである。
本発明のジルコニア含有エポキシ樹脂組成物が含有するエポキシ樹脂は、例えば、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、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等の2官能型のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリス・ヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂等の多官能型のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂;テトラグリシジルジアミニジフェニルメタン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、アニリン型エポキシ樹脂、トルイジン型エポキシ樹脂等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;1,4−シクロヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)オキサレート、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンジエポキシド、リモネンジエポキシド、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)ピメレート、ジシクロペンタジエンジエポキシド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−1−メチルシクロヘキシル−メチル−3,4−エポキシ−1−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、6−メチル−3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメチル−6−メチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−2−メチルシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシ−2−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−3−メチルシクロヘキシル−メチル−3,4−エポキシ−3−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−5−メチルシクロヘキシル−メチル−3,4−エポキシ−5−メチルシクロヘキサンカルボキシレート等の環状脂肪族エポキシ樹脂;トリグリシジルイソシアヌレート、ヒダントインエポキシ等の複素環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのうち、エポキシ樹脂の透明性や汎用性などの理由により、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂が好ましい。
本発明のジルコニア含有エポキシ樹脂組成物が含有するジルコニア粒子は、表面修飾された、平均粒子径が1〜20nmのジルコニア粒子であれば、特に制限はない。
ジルコニア粒子の平均粒子径が1〜20nmである理由は、平均粒子径が1nm未満では、結晶性が乏しくなり、屈折率などの粒子特性を発現することが難しくなり、一方、平均粒子径が20nmを超えると、分散液や樹脂複合体とした場合に透明性が低下するからである。
ジルコニア粒子は、ナノサイズの粒子であるから、樹脂と複合化した樹脂複合体においても、光散乱が小さく、樹脂の透明性を維持することが可能である。
ジルコニア粒子としては、単斜晶ジルコニア粒子もしくは正方晶ジルコニア粒子のいずれか一方、または、単斜晶ジルコニア粒子および正方晶ジルコニア粒子などが用いられるが、以下のような理由から正方晶ジルコニア粒子が好ましい。
ジルコニア粒子として正方晶ジルコニア粒子が好ましい理由は、微粒子合成の立場からは微粒子の粒径が20nm以下のように小さくなると、正方晶の方が従来知られている単斜晶よりも安定になることと、硬度が高く、ジルコニア粒子を樹脂中に分散させた樹脂複合体の機械的特性を向上させることができる上に、この樹脂複合体においては、単斜晶ジルコニア粒子を添加した場合と比べて、マルテンサイト変態と称される体積膨張により高い靭性を示すからである。
このような平均粒子径が1〜20nmのジルコニア粒子を製造する方法としては、例えば、オキシ塩化ジルコニウム8水塩を純水に溶解させたジルコニウム塩溶液に、希アンモニア水を撹拌しながら加え、ジルコニア前駆体スラリーを調製し、次いで、このスラリーに、硫酸ナトリウムなどの無機塩の水溶液を撹拌しながら加え、スラリー状とした後、遠心分離器を用いて洗浄を行い、添加した無機塩を十分に除去し、その後、0.05〜1mmφのジルコニアビーズを用いたビーズミルなどの湿式混合機により粉砕処理を行い、ジルコニア粒子を作製する方法などが挙げられる。
本発明でのジルコニア粒子の表面修飾剤は、親水性のジルコニア粒子を疎水化するために用いられ、ジルコニア粒子と複合化するエポキシ樹脂に対し、ジルコニア粒子の分散性を確保できれば特に制限はなく、例えば、カルボン酸、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤、クロム系カップリング剤、リン酸系カップリング剤、シリルパーオキサイド等が挙げられる。
カルボン酸としては、モノカルボン酸、多価カルボン酸、芳香族カルボン酸の群から選択される1種または2種以上が挙げられる。
モノカルボン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、エライジン酸等の不飽和脂肪酸等が挙げられる。
多価カルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸等の多価飽和カルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の多価不飽和カルボン酸等が挙げられる。
芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリト酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、メリト酸、ピロメリト酸、ジフェン酸、トルイル酸、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、ジュリル酸、イソジュリル酸、クミン酸、ウビト酸、トルイル酸、アトロパ酸、ヒドロアトロパ酸、ケイヒ酸、ヒドロケイヒ酸、サリチル酸、アニス酸、ベラトルム酸、ヘミピン酸、アサロン酸、マンデル酸、ホモアニス酸、ホモベラトルム酸、ホモフタル酸、ホモイソフタル酸、ホモテレフタル酸、フタロン酸、イソフタロン酸、テレフタロン酸、ベンジル酸、アトロラクチン酸、トロパ酸、アダマンタンカルボン酸、アダマンタンジカルボン酸、イブプロフェン、ケトプロフェン、フェルビナク等が挙げられる。
これらの有機酸(モノカルボン酸、多価カルボン酸、芳香族カルボン酸)は、単独でもよく、複数種混合してもよい。また、これらの有機酸は、塩またはエステルとして使用することも可能である。
これらのうち、表面修飾されたジルコニアのエポキシ樹脂への分散性に優れる、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、エライジン酸等の不飽和脂肪酸が好ましい。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリフェノキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリクロルシラン、3−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリエトキシシラン、p−スチリルトリクロルシシラン、p−スチリルトリフェノキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリクロルシラン、3−アクリロキシプロピルトリフェノキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリクロルシラン、3−メタクリロキシプロピルトリフェノキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリクロルシシラン、アリルトリフェノキシシラン等のような不飽和炭化水素基を構造内に有するシランカップリング剤が挙げられる。
また、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリクロルシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリクロルシラン、エチルトリフェノキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリクロルシラン、プロピルトリフェノキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリクロルシラン、ブチルトリフェノキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリクロルシラン、イソブチルトリフェノキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ペンチルトリクロルシラン、ペンチルトリフェノキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシルトリクロルシラン、ヘキシルトリフェノキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、オクチルトリクロルシラン、オクチルトリフェノキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、デシルトリクロルシラン、デシルトリフェノキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、ドデシルトリクロルシラン、ドデシルトリフェノキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリクロルシラン、オクタデシルトリフェノキシシラン等のような飽和炭化水素基を構造内に有するシランカップリング剤も挙げられる。
これらのうち、表面修飾されたジルコニアのエポキシ樹脂への分散性に優れる、構造内にアクリル基またはメタクリル基を有するシランカップリング剤である3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が好ましい。
カルボン酸及び/又はシランカップリング剤で表面修飾されたジルコニア粒子(以下、表面修飾ジルコニアと称する場合もある)のカルボン酸及び/又はシランカップリング剤の含有率は、エポキシ樹脂への分散性、および屈折率の向上効果を鑑みて、ジルコニア粒子100重量部に対して1〜100重量部であることが好ましく、10〜100重量部がさらに好ましく、30〜80重量部が特に好ましい。
このような表面修飾ジルコニアを得る方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
カルボン酸による表面修飾ジルコニアを得る方法としては、例えば、ジルコニア粒子の水分散液、メタノール、およびトルエンの混合液にカルボン酸(ジルコニア粒子に対して30〜80重量部)を添加し、その後、水とメタノールを共沸により除去して、トルエンに溶媒置換することで、表面修飾ジルコニアが分散した、トルエン分散液を作製できる。
シランカップリング剤による表面修飾ジルコニアを得る方法としては、例えば、ジルコニア粒子の水分散液、及びメタノールの混合液に、シランカップリング剤(ジルコニア粒子に対して30〜80重量部)を添加し、70〜90℃で8〜11時間加熱還流した後、得られた還流液に、トルエンを添加して、共沸することにより、水を系中から除去すると共に、トルエンに溶媒置換することで、表面修飾ジルコニアが分散したトルエン分散液を作製できる方法などが挙げられる。
表面修飾ジルコニアの含有量は、エポキシ樹脂100重量部に対して、1〜400重量部である。1重量部未満の場合、樹脂組成物の屈折率が向上しないことが想定され、400重量部を超える場合、樹脂組成物の透明性低下を招くことが想定されるためである。ジルコニアによる屈折率向上効果、および樹脂組成物の透明性維持を鑑みると、30〜100重量部が好ましい。
本発明のジルコニア含有エポキシ樹脂組成物が含有する光カチオン重合開始剤は、UV照射によって、酸を発生する感光剤であれば特に制限はなく、ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の硬化を可能にするために用いられ、例えば、芳香族スルホニウムアンチモネート塩、芳香族スルホニウムヒ酸塩、芳香族スルホニウムホスファネート塩、芳香族スルホニウムボレート塩等が挙げられる。これらのうち、開始剤効率の観点から、芳香族スルホニウムアンチモネート塩が好ましい。
光カチオン重合開始剤の含有量は、エポキシ樹脂100重量部に対して、0.01〜10重量部である。0.01重量部未満の場合、樹脂組成物が硬化に至らないことが想定され、10重量部を超える場合、硬化物中の開始剤成分が性能低下を招くことが想定されるためである。ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の光照射による硬化時の感度、および硬化物中の開始剤の残留量を鑑みると、0.1〜1重量部が好ましい。
また、光カチオン重合開始剤は、結晶性粉末状でもよく、溶液状でもよいが、エポキシ樹脂への溶解性を鑑みて、溶液状が好ましい。
本発明のジルコニア含有エポキシ樹脂組成物は、本発明の目的を損なわないかぎり、その他任意の成分として、耐熱剤、染料、顔料、難燃性付与剤などを含有してもよい。
本発明のジルコニア含有エポキシ樹脂組成物を得るには、特に制限は無く公知の方法を用いることができ、例えば、エポキシ樹脂に、表面修飾ジルコニア、及び光カチオン重合開始剤溶液を混合する方法、または、エポキシ樹脂に、表面修飾ジルコニアのトルエン分散液、及び光カチオン重合開始剤溶液を添加する方法などが挙げられる。中でも、樹脂組成物への溶媒混入を防ぐ観点から、エポキシ樹脂、表面修飾ジルコニア及び光カチオン重合開始剤溶液を混合する方法が好ましい。
具体的には、エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾ジルコニアの粉末1〜400重量部を投入して撹拌し、透明性を有する分散液が得られた後、光カチオン重合開始剤溶液を添加する方法等が例示できる。
このようにして得られたジルコニア含有エポキシ樹脂組成物は、透明性に優れ、かつ、高屈折率を有するものである。
本発明のジルコニア含有エポキシ樹脂組成物は、高屈折率のエポキシ樹脂としてLED、または有機ELの封止樹脂として使用する場合、従来のエポキシ樹脂と比較して光の取り出し効率の向上を期待できる。
以下に実施例にもとづき本発明をさらに詳しく説明するが、これらは本発明の理解を助けるための例であって本発明はこれらの実施例により何等の制限を受けるものではない。
[試薬等]
実施例、比較例の中で用いた試薬等は、以下の略号を用いて表す(その他の試薬等は市販品を用いた)。
実施例、比較例の中で用いた試薬等は、以下の略号を用いて表す(その他の試薬等は市販品を用いた)。
<カルボン酸>
メタクリル酸
<シランカップリング剤>
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン:KBM(登録商標)−503、信越化学株式会社製
<グリシジルエーテル型エポキシ樹脂>
ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂:jER(登録商標)827、三菱化学株式会社製
<環状脂肪族エポキシ樹脂>
3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート:セロキサイド(登録商標)2021P、株式会社ダイセル製
<光カチオン重合開始剤>
トリフェニルスルホニウム6フッ化アンチモネート塩:アデカオプトマー(登録商標)SP−170、株式会社アデカ社製
[物性試験法]
<平均粒子径>
透過型電子顕微鏡(JEM−2000FX、日本電子製)を用いて測定した。
メタクリル酸
<シランカップリング剤>
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン:KBM(登録商標)−503、信越化学株式会社製
<グリシジルエーテル型エポキシ樹脂>
ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂:jER(登録商標)827、三菱化学株式会社製
<環状脂肪族エポキシ樹脂>
3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート:セロキサイド(登録商標)2021P、株式会社ダイセル製
<光カチオン重合開始剤>
トリフェニルスルホニウム6フッ化アンチモネート塩:アデカオプトマー(登録商標)SP−170、株式会社アデカ社製
[物性試験法]
<平均粒子径>
透過型電子顕微鏡(JEM−2000FX、日本電子製)を用いて測定した。
<透明性>
目視により確認した。
目視により確認した。
実施例1
[ジルコニア水分散液の調製]
オキシ塩化ジルコニウム8水塩100gを純水1.5L(リットル)に溶解させたジルコニウム塩溶液に、28%アンモニア水13gを純水1.0Lに溶解させた希アンモニア水を撹拌しながら加え、ジルコニア前駆体スラリーを調製した。
[ジルコニア水分散液の調製]
オキシ塩化ジルコニウム8水塩100gを純水1.5L(リットル)に溶解させたジルコニウム塩溶液に、28%アンモニア水13gを純水1.0Lに溶解させた希アンモニア水を撹拌しながら加え、ジルコニア前駆体スラリーを調製した。
次いで、このスラリーに、硫酸ナトリウム11gを0.2Lの純水に溶解させた硫酸ナトリウム水溶液を撹拌しながら加えた。このときの硫酸ナトリウムの添加量は、ジルコニウム塩溶液中のジルコニウムイオンのジルコニア換算値に対して30重量%であった。
次いで、遠心分離器を用いて洗浄を行い、添加した硫酸ナトリウムを十分に除去した後、乾燥器にて乾燥させ、ジルコニア粒子を作製した。
次いで、このジルコニア粒子10gに、分散媒として水を82.5g加えて混合し、その後、0.1mmφのジルコニアビーズを用いたビーズミルにより分散処理を行い、ジルコニア水分散液を調製した。このジルコニア水分散液のジルコニア粒子の平均粒子径は3nmであった。
[カルボン酸によるジルコニアの表面修飾]
濃度10wt%のジルコニア水分散液3mLに、メタノール12mL、トルエン1mL、及びカルボン酸0.1g(ジルコニア粒子に対して30重量部)を添加した。得られた混合液を1時間室温で攪拌した後、共沸することにより、水の除去およびトルエンへの溶媒置換を行い、トルエン分散液を作製した。このトルエン分散液1mLを乾固したところ、表面修飾ジルコニアの白色粉末が0.02g残留した。
濃度10wt%のジルコニア水分散液3mLに、メタノール12mL、トルエン1mL、及びカルボン酸0.1g(ジルコニア粒子に対して30重量部)を添加した。得られた混合液を1時間室温で攪拌した後、共沸することにより、水の除去およびトルエンへの溶媒置換を行い、トルエン分散液を作製した。このトルエン分散液1mLを乾固したところ、表面修飾ジルコニアの白色粉末が0.02g残留した。
[ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の作製]
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂1gに、得られた表面修飾ジルコニア粉末0.5gを添加し、撹拌することで透明分散液を得た後、光カチオン重合開始剤0.01g(溶媒:プロピレンカーボネート、重合開始剤0.005g含有)を添加し、ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物(エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾ジルコニア50重量部及び光カチオン重合開始剤0.5重量部)を作製した。得られた樹脂組成物が透明性を有していることを、目視により確認した。
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂1gに、得られた表面修飾ジルコニア粉末0.5gを添加し、撹拌することで透明分散液を得た後、光カチオン重合開始剤0.01g(溶媒:プロピレンカーボネート、重合開始剤0.005g含有)を添加し、ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物(エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾ジルコニア50重量部及び光カチオン重合開始剤0.5重量部)を作製した。得られた樹脂組成物が透明性を有していることを、目視により確認した。
実施例2
[ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の作製]
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂1gに、実施例1で作製したトルエン分散液を25mL(表面修飾ジルコニア0.5g含有)、及び光カチオン重合開始剤0.01g(溶媒:プロピレンカーボネート、重合開始剤0.005g含有)を添加し、窒素フローすることで溶媒留去を行い、ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物(エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾ジルコニア50重量部及び光カチオン重合開始剤0.5重量部)を作製した。得られた樹脂組成物が透明性を有していることを、目視により確認した。
[ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の作製]
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂1gに、実施例1で作製したトルエン分散液を25mL(表面修飾ジルコニア0.5g含有)、及び光カチオン重合開始剤0.01g(溶媒:プロピレンカーボネート、重合開始剤0.005g含有)を添加し、窒素フローすることで溶媒留去を行い、ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物(エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾ジルコニア50重量部及び光カチオン重合開始剤0.5重量部)を作製した。得られた樹脂組成物が透明性を有していることを、目視により確認した。
実施例3
[シランカップリング剤によるジルコニアの表面修飾]
実施例1で調製した濃度10wt%のジルコニア水分散液3mLにメタノール12mLを加え、30分間、窒素ガスを吹き込むことで窒素置換を行った。次いで、シランカップリング剤0.1g(ジルコニア粒子に対して30重量部)を添加し、90℃で11時間、加熱還流を行った。次いで、得られた還流液にトルエンを添加して、共沸することにより、水の除去およびトルエンへの溶媒置換を行い、トルエン分散液を作製した。このトルエン分散液1mLを乾固したところ、表面修飾ジルコニアの白色粉末が0.02g残留した。
[シランカップリング剤によるジルコニアの表面修飾]
実施例1で調製した濃度10wt%のジルコニア水分散液3mLにメタノール12mLを加え、30分間、窒素ガスを吹き込むことで窒素置換を行った。次いで、シランカップリング剤0.1g(ジルコニア粒子に対して30重量部)を添加し、90℃で11時間、加熱還流を行った。次いで、得られた還流液にトルエンを添加して、共沸することにより、水の除去およびトルエンへの溶媒置換を行い、トルエン分散液を作製した。このトルエン分散液1mLを乾固したところ、表面修飾ジルコニアの白色粉末が0.02g残留した。
[ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の作製]
実施例2と同様にして、ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物(エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾ジルコニア50重量部及び光カチオン重合開始剤0.5重量部)を作製した。得られた樹脂組成物が透明性を有していることを、目視により確認した。
実施例2と同様にして、ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物(エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾ジルコニア50重量部及び光カチオン重合開始剤0.5重量部)を作製した。得られた樹脂組成物が透明性を有していることを、目視により確認した。
実施例4
[ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の作製]
環状脂肪族エポキシ樹脂1gに、実施例1で得られた表面修飾ジルコニア粉末0.5gを添加し、撹拌することで透明分散液を得た後、光カチオン重合開始剤0.01g(溶媒:プロピレンカーボネート、重合開始剤0.005g含有)を添加し、ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物(エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾ジルコニア50重量部及び光カチオン重合開始剤0.5重量部)を作製した。得られた樹脂組成物が透明性を有していることを、目視により確認した。
[ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の作製]
環状脂肪族エポキシ樹脂1gに、実施例1で得られた表面修飾ジルコニア粉末0.5gを添加し、撹拌することで透明分散液を得た後、光カチオン重合開始剤0.01g(溶媒:プロピレンカーボネート、重合開始剤0.005g含有)を添加し、ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物(エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾ジルコニア50重量部及び光カチオン重合開始剤0.5重量部)を作製した。得られた樹脂組成物が透明性を有していることを、目視により確認した。
比較例1
[ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の作製]
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂1gに、実施例1で得られた表面修飾ジルコニア粉末5gを添加し、撹拌したところ、白濁し、透明性を有するジルコニア含有エポキシ樹脂組成物は得られなかった。
[ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の作製]
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂1gに、実施例1で得られた表面修飾ジルコニア粉末5gを添加し、撹拌したところ、白濁し、透明性を有するジルコニア含有エポキシ樹脂組成物は得られなかった。
比較例2
[ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の作製]
環状脂肪族エポキシ樹脂1gに、実施例1で得られた表面修飾ジルコニア粉末5gを添加し、撹拌したところ、白濁し、透明性を有するジルコニア含有エポキシ樹脂組成物は得られなかった。
[ジルコニア含有エポキシ樹脂組成物の作製]
環状脂肪族エポキシ樹脂1gに、実施例1で得られた表面修飾ジルコニア粉末5gを添加し、撹拌したところ、白濁し、透明性を有するジルコニア含有エポキシ樹脂組成物は得られなかった。
Claims (4)
- エポキシ樹脂100重量部に対して、表面修飾された平均粒子径が1〜20nmのジルコニア粒子1〜400重量部、及び光カチオン重合開始剤0.01〜10重量部を含有することを特徴とするジルコニア含有エポキシ樹脂組成物。
- ジルコニア粒子が、カルボン酸及び/又はシランカップリング剤により修飾されていることを特徴とする請求項1に記載のジルコニア含有エポキシ樹脂組成物。
- エポキシ樹脂が、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂よりなる群から選ばれる1種以上のエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のジルコニア含有エポキシ樹脂組成物。
- 光カチオン重合開始剤が、芳香族スルホニウム塩であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかの項に記載のジルコニア含有エポキシ樹脂組成物。
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-
2012
- 2012-12-25 JP JP2012281511A patent/JP2014125502A/ja active Pending
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