JP2014225685A - 硬化性樹脂組成物およびその硬化物 - Google Patents
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- 0 CCCCC(C)OC(C(CCCC1)C1C(OC(CC)(*CC)C(C)C)=O)=O Chemical compound CCCCC(C)OC(C(CCCC1)C1C(OC(CC)(*CC)C(C)C)=O)=O 0.000 description 3
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Abstract
【解決手段】オルガノポリシロキサン(A)と多価カルボン酸(B)、有機金属塩および/または有機金属錯体(C)、光安定剤(D)を含有する硬化性樹脂組成物であり、オルガノポリシロキサン(A)と多価カルボン酸(B)、光安定剤(D)は以下の条件を満たす。オルガノポリシロキサン(A):少なくとも、その分子中にグリシジル基および/またはエポキシシクロヘキシル基を有する。多価カルボン酸(B):少なくとも2つのカルボキシル基を有し、脂肪族炭化水素基を主骨格とする。光安定剤(D):構造式(1)で示される化合物。
【選択図】なし
Description
ところが、LED製品の発光波長の短波長化(主に青色発光をするLED製品で480nm以下)が進んだ結果、短波長の光の影響で前記封止材料がLEDチップ上で着色し最終的にはLED製品として、照度が低下してしまうという指摘がされている。
そこで、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シルカルボキシレートに代表される脂環式エポキシ樹脂は、芳香環を有するグリシジルエーテルタイプのエポキシ樹脂組成物と比較し透明性の点で優れていることから、LED封止材として積極的に検討がなされてきた。(特許文献1、2)
一般にシロキサン骨格を導入した樹脂はエポキシ樹脂よりも光に対して安定であることが知られているが、いまだ十分ではなく、さらなる改善が課題となっている。この課題を解決するための手段として、光安定剤を添加する方法が知られている(特開2009−275206)。しかし、光安定剤の添加により耐光性は改善するものの、LEDチップから発せられる熱などによって樹脂は劣化する。
(1)オルガノポリシロキサン(A)と多価カルボン酸(B)、有機金属塩および/または有機金属錯体(C)、光安定剤(D)を含有する硬化性樹脂組成物、ただし、オルガノポリシロキサン(A)と多価カルボン酸(B)、光安定剤(D)は以下の条件を満たす。
オルガノポリシロキサン(A):少なくとも、その分子中にグリシジル基および/またはエポキシシクロヘキシル基を有するオルガノポリシロキサン
多価カルボン酸(B):少なくとも2つのカルボキシル基を有し、脂肪族炭化水素基を主骨格とする
光安定剤(D):構造式(1)で示される化合物
(2)であり、X1,X2の少なくとも一方は構造式(2)である。
(2)構造式(2)のYが炭素数1〜20のアルコキシ基である構造式(1)の化合物を含む前項(1)に記載の硬化性樹脂組成物、
(3)有機金属塩および/または有機金属錯体(C)が燐酸エステル、燐酸の亜鉛塩、および/またはこれらの酸あるいはエステルを配位子として有する亜鉛錯体であることを特徴とする前項(1)または(2)のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物、
(4)構造式(1)のX1、X2がともに構造式(2)であり、かつ、構造式(2)のYが −OC11H23 である化合物を含む前項(1)〜(3)のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物、
(5)酸無水物を含有することを特徴とする前項(1)〜(4)のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物、
(6)多価カルボン酸(B)が炭素数5以上の2〜6官能の多価アルコールと飽和脂肪族環状酸無水物との反応により得られた化合物であることを特徴とする前項(1)〜(5)のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物、
(7)酸化防止剤を含有することを特徴とする前項(1)〜(6)のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物、
(8)前項(1)〜(7)のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物、に関する。
本発明の硬化性樹脂組成物はオルガノポリシロキサン(A)と多価カルボン酸(B)、有機金属塩および/または有機金属錯体(C)、光安定剤(D)を含有する。
オルガノポリシロキサン(A)は、その分子中にグリシジル基および/またはエポキシシクロヘキシル基を有するオルガノポリシロキサンを使用する。
前記オルガノポリシロキサンは少なくとも、その分子中にグリシジル基および/またはエポキシシクロヘキシル基を有するオルガノポリシロキサンであることを特徴とし、一般にグリシジル基あるいはエポキシシクロヘキシル基を有するトリアルコキシシランを原料に用いるゾル−ゲル反応により得られる。
具体的には特開2004−256609号公報、特開2004−346144号公報、国際公開第2004/072150号、特開2006−8747号公報、国際公開第2006/003990号、特開2006−104248号公報、国際公開第2007/135909号、特開2004−10849号公報、特開2004−359933号公報、国際公開第2005/100445号、特開2008−174640号公報などに記載の三次元に広がる網の目状の構造を有したシルセスキオキサンタイプのオルガノポリシロキサンが挙げられる。
本発明において、構造については特に限定されないが、単純な三次元網目構造のシロキサン化合物では硬すぎるため、硬さを緩和する構造が望まれる。本発明においては特に鎖状のシリコーンセグメントと前述のシルセスキオキサン構造とを1分子中に有するブロック構造体が好ましい(以下、ブロック型シロキサン化合物(E)と称す)。
XSi(OR1)2 (3)
一般式(3)中のXとしては、エポキシ基を有する有機基であれば特に制限はない。例えば、β−グリシドキシエチル、γ−グリシドキシプロピル、γ−グリシドキシブチル等のグリシドオキシ基で置換された炭素数1〜4のアルキル基、グリシジル基、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、γ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピル基、β−(3,4−エポキシシクロヘプチル)エチル基、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピル基、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチル基、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ペンチル基等のオキシラン基を持った炭素数5〜8のシクロアルキル基で置換された炭素数1〜5のアルキル基が挙げられる。これらの中で、グリシドオキシ基で置換された炭素数1〜3のアルキル基、エポキシ基を有する炭素数5〜8のシクロアルキル基で置換された炭素数1〜3のアルキル基、例えば、β−グリシドキシエチル基、γ−グリシドキシプロピル基、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基が好ましく、特にβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基が好ましい。
炭素数1〜10のアルキル基としては、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基が挙げられ、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、i−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基等を挙げることができる。これらの中で、耐光性を考慮すると、メチル基、エチル基、シクロヘキシル基が好ましい。
炭素数6〜14のアリール基としては、例えば、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、キシリル基等を挙げることができる。
炭素数2〜10のアルケニル基としては、ビニル基、1−メチルビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基等を挙げることができる。 R2は耐光性、耐熱性の観点から、メチル基、フェニル基、シクロヘキシル基、n−プロピル基が好ましく、特にメチル基、フェニル基が好ましい。
当量値が200を超えるとブロック型シロキサン化合物(E)を用いた硬化物が硬くなりすぎて目的の低弾性率特性が低下する。
<製造方法(イ)>
まず、製造工程(1)として末端にシラノール基を有するシリコーンオイル(b)とアルコキシ基を有するケイ素化合物であるアルコキシシラン(a)および/またはアルコキシシラン(c)との脱アルコール縮合反応により、シリコーンオイル末端をアルコキシシラン変性することにより、アルコキシシラン変性体(d)を得る工程を行う。
次いで製造工程(2)としてアルコキシ基を有するケイ素化合物であるアルコキシシラン(a)(必要に応じてアルコキシシラン(c))、および製造工程(1)で得られたシリコーンオイルのアルコキシシラン変性体(d)に水を添加してアルコキシ基同士の加水分解縮合反応を行う工程を経ることによりブロック型シロキサン化合物(E)を製造する方法。
<製造方法(ロ)>
まず、製造工程(2)としてアルコキシ基を有するケイ素化合物であるアルコキシシラン(a)(必要に応じてアルコキシシラン(c))の水の添加によるアルコキシ基同士の加水分解縮合反応を行うことで分子内にアルコキシ基を有するシルセスキオキサン(e)を得る工程を行う。 次いで製造工程(1)として末端にシラノール基を有するシリコーンオイル(b)とシルセスキオキサン(e)との反応により、シルセスキオキサン構造に残存するアルコキシ基とシラノール基の脱アルコール縮合反応させる工程を経ることにより、ブロック型シロキサン化合物(E)を製造する方法
<製造方法(ハ)>
まず、製造工程(1)として末端にシラノール基を有するシリコーンオイル(b)とアルコキシ基を有するケイ素化合物であるアルコキシシラン(a)(必要に応じてアルコキシシラン(c))との脱アルコール縮合反応により、シリコーンオイル末端をアルコキシシラン変性することによりアルコキシシラン変性体(d)とした後、系内に水を添加し、ワンポットで製造工程(2)として残存するアルコキシシラン(a)(必要に応じてアルコキシシラン(c))、およびアルコキシシラン変性体(d)のアルコキシ基同士の加水分解縮合反応を行うことによりブロック型シロキサン化合物(E)を製造する方法
以下、さらに具体的に製造方法(ハ)について述べる。 ワンポットで反応させる場合、前述の製造方法(ハ)と逆の順番、すなわち、(ロ)の如く製造工程(2)の後に製造工程(1)を行なうと、製造工程(2)で形成されたアルコキシ基を有するシルセスキオキサンオリゴマーとシリコーンオイル(b)とが、相溶せず、後の製造工程(1)において脱アルコール縮合重合が進行せず、未反応のシリコーンオイルが残留する可能性が高い。一方で、製造方法(ハ)のように製造工程(1)の後にワンポットで製造工程(2)を行なう方法を用いれば、シリコーンオイル(b)とアルコキシシラン(a)やアルコキシシラン(c)との相溶性比較的高いため、前述のように相溶せずに反応が進行しない、という問題は回避できる。さらにはアルコキシシラン同士で縮合反応を起こしていない低分子アルコキシシランが、シラノール基に対して多量に存在することになるため、反応性の観点からも好ましい。ワンポットで行なう場合の製造工程(1)を第1段階反応、製造工程(2)を第2段階反応とすると、まず第1段階反応(製造工程(1))において、シリコーンオイル(b)とアルコキシシラン(a)(必要に応じてアルコキシシラン(c))の脱アルコール縮合を行ない、シリコーンオイルの末端をアルコキシシリル変性させ、アルコキシシラン変性体(d)を得る。第1段反応においては水を添加していないので、アルコキシ基同士の加水分解縮合は起こらず、シラノール基1当量に対して、アルコキシ基を3当量以上用いて反応させた場合、アルコキシシラン変性体(d)は下記式(6)で示されるような構造で存在していると考えられる。
第2段階反応においては上記反応が複合して起こり、シルセスキオキサンセグメントの形成と、さらにシリコーンオイル由来の鎖状シリコーンセグメントとの縮合が同時に行なわれる。
触媒の添加方法は、直接添加するか、可溶性の溶剤等に溶解させた状態で使用する。その中でもメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類に触媒をあらかじめ溶解させた状態で添加するのが好ましい。この際に、水などを用いた水溶液として添加することは、前記したように、アルコキシシラン(a)(必要に応じてアルコキシシラン(c))の縮合を一方的に進行させ、それにより生成したシルセスキオキサンオリゴマーと、シリコーンオイル(b)とが相溶せず白濁する可能性がある。
中和反応には酸性または塩基性を示す化合物であれば使用する事ができる。酸性を示す化合物の例としては、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸や蟻酸、酢酸、蓚酸等の有機酸が挙げられる。また、塩基性を示す化合物の例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化セシウムのようなアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムのようなアルカリ金属炭酸塩、燐酸、燐酸二水素ナトリウム、燐酸水素二ナトリウム、燐酸トリナトリウム、ポリ燐酸、トリポリ燐酸ナトリウムのようなリン酸塩類等の無機塩基、アンモニア、トリエチルアミン、ジエチレントリアミン、n−ブチルアミン、ジメチルアミノエタノール、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等の有機塩基を使用することができる。これらの中でも、特に生成物からの除去が容易である点で無機塩基もしくは無機酸が好ましく、さらに好ましくは中性付近へのpHの調整がより容易である燐酸塩類などである。
活性白土としては、例えば、東新化成社製として、活性白土SA35、SA1、T、R−15、E、ニッカナイトG−36、G−153、G−168が、水沢化学工業社製として、ガレオンアース、ミズカエースなどが挙げられる。活性炭としては、例えば、味の素ファインテクノ社製として、CL−H、Y−10S、Y−10SFがフタムラ化学社製として、S、Y、FC、DP、SA1000、K、A、KA、M、CW130BR、CW130AR、GM130Aなどが挙げられる。ゼオライトとしては、例えば、ユニオン昭和社製として、モレキュラーシーブ3A、4A、5A、13Xなどが挙げられる。合成吸着剤としては、例えば、協和化学社製として、キョーワード100、200、300、400、500、600、700、1000、2000や、ローム・アンド・ハース社製として、アンバーリスト15JWET、15DRY、16WET、31WET、A21、アンバーライトIRA400JCl、IRA403BLCl、IRA404JClや、ダウケミカル社製、ダウエックス66、HCR−S、HCR−W2、MAC−3などが挙げられる。 吸着剤を反応液に加え、攪拌、加熱等の処理を行い、触媒を吸着した後に、吸着剤をろ過、さらには残渣を水洗することによって、触媒、吸着剤を除くことができる。
重量平均分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて下記条件下測定されたポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。GPCの各種条件メーカー:島津製作所カラム:ガードカラム SHODEX GPC LF−G LF−804(3本)流速:1.0ml/min.カラム温度:40℃ 使用溶剤:THF(テトラヒドロフラン)検出器:RI(示差屈折検出器)
存在するケイ素原子の割合は、ブロック型シロキサン化合物(E)の1H NMR、29Si NMR、元素分析等によって求めることができる。
多価カルボン酸(B)としては、特に2〜6官能のカルボン酸が好ましく、炭素数5以上の2〜6官能の多価アルコールと酸無水物との反応により得られた化合物がより好ましい。さらには上記酸無水物が飽和脂肪族環状酸無水物であるポリカルボン酸が好ましい。 2〜6官能の多価アルコールとしてはアルコール類としては、アルコール性水酸基を有する化合物であれば特に限定されないがエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−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、シクロヘキサンジメタノール、2,4−ジエチルペンタンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、トリシクロデカンジメタノール、ノルボルネンジオールなどのジオール類、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、2−ヒドロキシメチル−1,4−ブタンジオールなどのトリオール類、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパンなどのテトラオール類、ジペンタエリスリトールなどのヘキサオール類などが挙げられる。 特に好ましいアルコール類としては炭素数が5以上のアルコールであり、特に1,6-ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、2,4−ジエチルペンタンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、トリシクロデカンジメタノール、ノルボルネンジオールなどの化合物が好ましく、中でも耐熱性、耐光性を付与し、高い照度保持率を維持させるという観点から、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、2,4−ジエチルペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ノルボルネンジオールなどの分岐鎖状構造や環状構造を有するアルコール類がより好ましい。 酸無水物としては特にメチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ブタンテトラカルボン酸無水物、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、メチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、シクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物などが好ましく、中でも透明性が高いためメチルヘキサヒドロ無水フタル酸、シクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物が好ましい。 付加反応の条件としては特に指定はないが、具体的な反応条件の1つとしては酸無水物、多価アルコールを無触媒、無溶剤の条件下、40〜150℃で反応させ加熱し、反応終了後、そのまま取り出す。という手法である。ただし、本反応条件に限定されない。
前記有機金属塩および/または有機金属錯体(C)としては、例えば、2−エチルヘキサン酸アルミニウム、2−エチルヘキサン酸マンガン、2−エチルヘキサン酸鉄、2−エチルヘキサン酸コバルト、2−エチルヘキサン酸ニッケル、2−エチルヘキサン酸銅、2−エチルヘキサン酸亜鉛、2−エチルヘキサン酸ジルコニウム、2−エチルヘキサン酸スズ、2−エチルヘキサン酸鉛、ナフテン酸アルミニウム、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸鉄、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸スズ、ナフテン酸鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マンガン、ステアリン酸鉄、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸銅、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ジルコニウム、ステアリン酸スズ、ステアリン酸鉛、ウンデシレン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ペヘン酸亜鉛、12−ヒドロキシステアリン酸亜鉛、モンタン酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、ヘキソエート亜鉛、オクチル酸亜鉛、アルミニウム−アセチルアセトン錯体、マンガン−アセチルアセトン錯体、鉄−アセチルアセトン錯体、コバルト−アセチルアセトン錯体、ニッケル−アセチルアセトン錯体、銅−アセチルアセトン錯体、亜鉛−アセチルアセトン錯体、リン酸(2−エチルヘキシル)の亜鉛錯体、ジルコニウム−アセチルアセトン錯体、スズ−アセチルアセトン錯体、鉛−アセチルアセトン錯体等が挙げられる。 ここで、耐腐食ガス性を与える観点から、亜鉛塩および/または亜鉛錯体が好ましく、具体的には、2−エチルヘキサン酸亜鉛、リン酸(2−エチルヘキシル)の亜鉛錯体及び/またはその塩、ステアリン酸亜鉛、ウンデシレン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ペヘン酸亜鉛、12−ヒドロキシステアリン酸亜鉛、モンタン酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、ヘキソエート亜鉛、オクチル酸亜鉛が好ましい。 また、なかでも相溶性の観点から、2−エチルヘキサン酸亜鉛、リン酸(2−エチルヘキシル)の亜鉛錯体及び/またはその塩、ステアリン酸亜鉛、ウンデシレン酸亜鉛がより好ましく、透明性を考慮すると、2-エチルヘキサン酸亜鉛、リン酸(2−エチルヘキシル)の亜鉛錯体及び/またはその塩が特に好ましい。 このようなカルボン酸亜鉛体として、市販品としては、Zn−St、Zn−ST 602、Zn−St NZ、ZS−3、ZS−6、ZS−8、ZS−7、ZS−10、ZS−5、ZS−14、ZS−16(日東化成工業製)、XK−614(キングインダストリー製)、18%オクトープZn、12%オクトープZn、8%オクトープZn(ホープ製薬製)、リン酸エステルおよび/またはリン酸亜鉛体として、LBT−2000B(SC有機化学製)、XC−9206(キングインダストリー製)が挙げられる。
これら脂環式エポキシ樹脂としては、シクロヘキセンカルボン酸とアルコール類とのエステル化反応あるいはシクロヘキセンメタノールとカルボン酸類とのエステル化反応(Tetrahedron vol.36 p.2409 (1980)、Tetrahedron Letter p.4475 (1980)等に記載の手法)、あるいはシクロヘキセンアルデヒドのティシェンコ反応(特開2003−170059号公報、特開2004−262871号公報等に記載の手法)、さらにはシクロヘキセンカルボン酸エステルのエステル交換反応(特開2006−052187号公報等に記載の手法)によって製造できる化合物を酸化した物などが挙げられる。 アルコール類としては、アルコール性水酸基を有する化合物であれば特に限定されないがエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−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、シクロヘキサンジメタノール、2,4−ジエチルペンタンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、トリシクロデカンジメタノール、ノルボルネンジオールなどのジオール類、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、2−ヒドロキシメチル−1,4−ブタンジオールなどのトリオール類、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパンなどのテトラオール類などが挙げられる。またカルボン酸類としてはシュウ酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれに限らない。
これらエポキシ樹脂の具体例としては、ERL−4221、UVR−6105、ERL−4299(全て商品名、いずれもダウ・ケミカル製)、セロキサイド2021P、エポリードGT401、EHPE3150、EHPE3150CE(全て商品名、いずれもダイセル化学工業製)及びジシクロペンタジエンジエポキシドなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない(参考文献:総説エポキシ樹脂 基礎編I p76−85)。
これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
併用しうる硬化剤としては、例えばアミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物、フェノール系化合物、カルボン酸系化合物などが挙げられる。用いうる硬化剤の具体例としては、アミン類やポリアミド化合物(ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンより合成されるポリアミド樹脂など)、酸無水物とシリコーン系のアルコール類との反応物(無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ブタンテトラカルボン酸無水物、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、メチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、シクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物、などの酸無水物とカルビノール変性シリコーンなどのシリコーン系アルコール類との反応物など)、多価フェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、テルペンジフェノール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、トリス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシアセトフェノン、o−ヒドロキシアセトフェノン、ジシクロペンタジエン、フルフラール、4,4’−ビス(クロロメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル、1,4’−ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4’−ビス(メトキシメチル)ベンゼン等との重縮合物及びこれらの変性物、テトラブロモビスフェノールA等のハロゲン化ビスフェノール類、テルペンとフェノール類の縮合物)、その他(イミダゾール、トリフルオロボラン−アミン錯体、グアニジン誘導体、など)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい
注入方法としては、ディスペンサー、トランスファー成形、射出成形等が挙げられる。 加熱は、熱風循環式、赤外線、高周波等の方法が使用できる。
加熱条件は例えば80〜230℃で1分〜24時間程度が好ましい。加熱硬化の際に発生する内部応力を低減する目的で、例えば80〜120℃、30分〜5時間予備硬化させた後に、120〜180℃、30分〜10時間の条件で後硬化させることができる。
(2)エポキシ当量:JIS K−7236に記載の方法で測定。
(3)粘度:東機産業株式会社製E型粘度計(TV−20)を用いて25℃で測定。以下、合成例、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、合成例、実施例において「部」は重量部を、「%」は重量%をそれぞれ意味する。
第1段階反応として、β-(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン114部、重量平均分子量1700(GPC測定値)のシラノール末端メチルフェニルシリコーンオイル234部(シラノール当量850、GPCを用いて測定した重量平均分子量の半分として算出した。)、0.5%水酸化カリウム(KOH)メタノール溶液18部(KOH部数としては、0.09部)を反応容器に仕込み、バス温度を75℃に設定し、昇温した。昇温後、還流下にて8時間反応させた。
第2段階反応として、メタノールを305部追加後、50%蒸留水メタノール溶液86.4部を60分かけて滴下し、還流下75℃にて8時間反応させた。反応終了後、5%リン酸2水素ナトリウム水溶液で中和後、80℃でメタノールの蒸留回収を行った。メチルイソブチルケトン(MIBK)380部を添加し、水洗を3回繰り返した。次いで有機相を減圧下、100℃で溶媒を除去することにより反応性官能基を有するオルガノポリシロキサン化合物(A−1)303部を得た。得られた化合物のエポキシ当量は677g/eq、重量平均分子量は2200、外観は無色透明であった。
第1段階反応として、β-(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン257部、重量平均分子量1700(GPC測定値)のシラノール末端メチルフェニルシリコーンオイル505部(シラノール当量850、GPCを用いて測定した重量平均分子量の半分として算出した。)、0.5%水酸化カリウム(KOH)メタノール溶液40部(KOH部数としては、0.2部)を反応容器に仕込み、バス温度を75℃に設定し、昇温した。昇温後、還流下にて8時間反応させた。
第2段階反応として、メタノールを510部追加後、50%蒸留水メタノール溶液130部を60分かけて滴下し、還流下75℃にて8時間反応させた。反応終了後、5%リン酸2水素ナトリウム水溶液で中和後、80℃でメタノールの蒸留回収を行った。メチルイソブチルケトン(MIBK)704部を添加し、水洗を3回繰り返した。次いで有機相を減圧下、100℃で溶媒を除去することにより反応性官能基を有するオルガノポリシロキサン化合物(A−2)663部を得た。得られた化合物のエポキシ当量は659g/eq、重量平均分子量は2370、外観は無色透明であった。
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながらトリシクロデカンジメタノール20部、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物(新日本理化(株)製、リカシッドMH 以下、酸無水物H−1と称す)100部を加え、40℃で3時間反応後70℃で1時間加熱撹拌を行うことで(GPCによりトリシクロデカンジメタノールの消失(1面積%以下)を確認した。)多価カルボン酸(B−1)と酸無水物(H−1) を含有する硬化剤組成物(T−1)が120部得られた。得られた無色の液状樹脂であり、GPCによる純度は多価カルボン酸(B−1;下記式(9))を55面積%、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物が45面積%であった。また、官能基当量は201g/eq.であった。式(9)
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら2,4−ジエチルペンタンジオール20部、酸無水物(H−1)100部を加え、40℃で3時間反応後70℃で1時間加熱撹拌を行うことで(GPCにより2,4−ジエチルペンタンジオールの消失(1面積%以下)を確認した。)多価カルボン酸(B−2)と酸無水物(H−1)を含有する硬化剤組成物(T−2)が120部得られた。得られた無色の液状樹脂であり、GPCによる純度は多価カルボン酸(B−2;下記式8)を50面積%、酸無水物(H−1)が50面積%であった。また、官能基当量は201g/eq.であった。式(10)
エポキシ樹脂として合成例1で得られたオルガノポリシロキサン化合物(A−1)、硬化剤として、合成例3で得られた硬化剤組成物(T−1)(オルガノポリシロキサン(A)と硬化剤組成物(B)の比率は官能基当量で1:0.8)、有機金属錯体として亜鉛塩(亜鉛錯体)(楠本化成製 XC−9206 以下、C−1)、光安定剤としてビス(1−ウンデカンオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)カーボネート(ADEKA製 アデカスタブLA−81 以下 D−1)、ビス(2,2,6,6−テトラメチルー4−ピペリジル)セバケート(チバジャパン製 TINUVIN770DF 以下、D−2と称す。)、ビス(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)(チバジャパン製 TINUVIN123 以下、D−3)、酸化防止剤のリン系化合物として、4,4´−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェニル−ジ−トリデシルホスファイト)(ADEKA製 アデカスタブ260 以下 E−1)を使用し、下記表1に示す配合比(重量部)で配合し、20分間脱泡を行い、本発明または比較用の硬化性樹脂組成物を得た。
エポキシ樹脂として合成例2で得られたオルガノポリシロキサン化合物(A−2)、硬化剤として、合成例4で得られた硬化剤組成物(T−2)(オルガノポリシロキサン(A)と硬化剤組成物(B)の比率は官能基当量で1:0.8)、有機金属錯体として亜鉛塩(亜鉛錯体)(ホープ製薬製 18%オクトープZn 以下、C−2)、光安定剤としてビス(1−ウンデカンオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)カーボネート(ADEKA製 アデカスタブLA−81 以下 D−1)、ビス(2,2,6,6−テトラメチルー4−ピペリジル)セバケート(チバジャパン製 TINUVIN770DF 以下、D−2と称す。)、ビス(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)(チバジャパン製 TINUVIN123 以下、D−3)を使用し、下記表2に示す配合比(重量部)で配合し、20分間脱泡を行い、本発明または比較用の硬化性樹脂組成物を得た。
得られた硬化性樹脂組成物を試験片用金型に静かに注型し、その注型物を、120℃×1時間の予備硬化の後150℃×3時間の条件で硬化させ試験用の硬化物を得た。得られた硬化物について、以下に記載する条件で熱耐久性透過率試験を実施し、評価を行った(結果を下記表1および表2に示す。)。 測定条件試験条件:180℃オーブン中、72hr放置試験片サイズ:厚さ0.8mm評価条件:分光光度計により、400nmの透過率を測定。その変化率を算出。
得られた硬化性樹脂組成物を用い、シリンジに充填し精密吐出装置を用いて、中心発光波465nmのチップを搭載した外径5mm角表面実装型LEDパッケージに注型した。その注型物を加熱炉に投入して、120℃、1時間、さらに150℃、3時間の硬化処理をしてLEDパッケージを作製した。点灯試験は、規定電流である30mAの倍の60mAでの点灯試験を行った(加速試験)。測定は、1000時間点灯前後の照度保持率を、積分球を使用して測定し、3サンプルの平均値を記録した。詳細な条件は下記に示した(結果を下記表3に示す。)。 点灯詳細条件発光波長:465nm駆動方式:定電流方式、60mA(発光素子規定電流は30mA)駆動環境:85℃、85%
エポキシ樹脂として合成例1、2で得られたオルガノポリシロキサン化合物(A−1)、(A−2)、硬化剤として、(T−1)、(T−2)、有機金属錯体として亜鉛塩(亜鉛錯体)(C−1)、(C−2)、4級ホスホニュウム塩(日本化学工業製 ヒシコーリンPX4MP 以下C−3と称す。)、光安定剤として(D−1)、酸化防止剤として(E−1)を使用し、下記表4に示す配合比(重量部)で配合し、20分間脱泡を行い、本発明または比較用の硬化性樹脂組成物を得た。
得られた硬化性樹脂組成物を用い、シリンジに充填し精密吐出装置を用いて、中心発光波465nmのチップを搭載した外径5mm角表面実装型LEDパッケージに注型した。その注型物を加熱炉に投入して、120℃、1時間、さらに150℃、3時間の硬化処理をしてLEDパッケージを作成した。下記条件でLEDパッケージを腐食性ガス中に放置し、封止内部の銀メッキされたリードフレーム部の色の変化を観察した(結果を下記表4に示す。)。 測定条件腐食ガス:硫化アンモニウム20%水溶液(硫黄成分が銀と反応した場合に黒く変色する)接触方法:広口ガラス瓶の中に、硫化アンモニウム水溶液の容器と前記LEDパッケージを混在させ、広口ガラス瓶の蓋をして密閉状況下、揮発した硫化アンモニウムガスとLEDパッケージを接触させた。腐食の判定:LEDパッケージ内部のリードフレームが黒く変色(黒化という)した時間を観察し、その変色時間が長い物ほど、耐腐食ガス性にすぐれていると判断した。観察は10時間後で取り出して確認をし、評価は変色無しの物を○、黒化した物を×と記した。
エポキシ樹脂として合成例1、2で得られたオルガノポリシロキサン化合物(A−1)、(A−2)、硬化剤として、(T−1)、(T−2)、有機金属錯体として亜鉛塩(亜鉛錯体)(C−1)、(C−2)、光安定剤として(D−1)、酸化防止剤として(E−1)を使用し、下記表5に示す配合比(重量部)で配合し、20分間脱泡を行い、本発明または比較用の硬化性樹脂組成物を得た。
得られた硬化性樹脂組成物を用い、試験片用金型に静かに注型し、その注型物を、120℃×1時間の予備硬化の後150℃×3時間の条件で硬化させ試験用の硬化物を得た。得られた硬化物について、以下に記載する条件で光耐久性透過率試験を実施し、評価を行った(結果を下記表5に示す。)。 測定条件試験機: スーパーUVテスター(岩崎電気株式会社)試験条件:60mW/cm2・nm、200hr試験片サイズ:厚さ0.8mm評価条件:分光光度計により、400nmの透過率を測定。その変化率を算出。
Claims (8)
- オルガノポリシロキサン(A)、有機金属塩および/または有機金属錯体(C)、光安定剤(D)を含有する光半導体用硬化性樹脂組成物、
ただし、オルガノポリシロキサン(A)、光安定剤(D)は以下の条件を満たす。
オルガノポリシロキサン(A):
少なくとも、その分子中にグリシジル基および/またはエポキシシクロヘキシル基を有するオルガノポリシロキサン
光安定剤(D):
構造式(1)で示される化合物
- 多価カルボン酸樹脂、及び酸化防止剤を含有する請求項1に記載の光半導体用硬化性樹脂組成物。
- 構造式(2)のYが炭素数1〜20のアルコキシ基である構造式(1)の化合物を含む請求項1に記載の光半導体用硬化性樹脂組成物。
- 有機金属塩および/または有機金属錯体(C)が燐酸エステル、燐酸の亜鉛塩、および/またはこれらの酸あるいはエステルを配位子として有する亜鉛錯体であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の光半導体用硬化性樹脂組成物。
- 構造式(1)のX1、X2がともに構造式(2)であり、かつ、構造式(2)のYが
−OC11H23
である化合物を含む請求項1〜請求項4のいずれか一項記載の光半導体用硬化性樹脂組成物。 - 酸無水物を含有することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の光半導体用硬化性樹脂組成物。
- 多価カルボン酸(B)が炭素数5以上の2〜6官能の多価アルコールと飽和脂肪族環状酸無水物との反応により得られた化合物であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の光半導体用硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の光半導体用硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
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