JP2017186478A - エポキシ樹脂、それを含有するエポキシ樹脂組成物とその硬化物 - Google Patents
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Abstract
Description
光半導体、特にLED(Light Emitting Diode)の中でもSMD(Surface Mount Device)は機材に装着する際に、ハンダリフロー工程として二百数十度といった高温に数十秒曝される。
シリコーン樹脂組成物を熱硬化して得られるシリコーン樹脂は耐熱透明性に優れるものの、ガスバリア性に劣り、外部の腐食性ガスから光半導体に用いられている部材(銀メッキ、金ワイヤーなど)の腐食を防ぎきれない問題があった(特許文献1)。
一方、エポキシ樹脂組成物はガスバリア性に優れるものの、耐熱透明性に劣るために、光半導体装置に用いた場合、その信頼性に劣る問題があった。
LEDのチップから発せられる光は、封止材に吸収されたり、チップと封止材との界面や封止材と空気との界面での全反射によって失われている。近年の省エネルギーのさらなる要求の高まりや、スマートフォンに代表されるモバイル機器の長駆動時間の要求により、チップから発せられる光の効率的な取り出しの技術改良が盛んに行われている。
しかし、前述した、腐食や信頼性の問題解決との両立ができていないのが現状である。
すなわち本発明は、下記(1)〜(9)に関する。
(1)分子内に2つ以上のエポキシ基を含有するシリコーン変性エポキシ樹脂であって、エポキシ基の20モル%以上がグリシジルエステル構造であるシリコーン変性エポキシ樹脂(A)。
(2)下記式(1)、(2)のいずれかで表される(1)に記載のシリコーン変性エポキシ樹脂。
(3)さらに、脂環式エポキシ樹脂を含有し、質量比において前記シリコーン変性エポキシ樹脂(A):脂環式エポキシ樹脂が5:95〜50:50である(1)又は(2)のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。
(4)(1)〜(3)のいずれか一項に記載のシリコーン変性エポキシ樹脂(A)または、エポキシ樹脂組成物と、エポキシ樹脂硬化剤(B)を含有するエポキシ樹脂組成物。
(5)(1)〜(4)のいずれか一項に記載のシリコーン変性エポキシ樹脂(A)または、エポキシ樹脂組成物と、硬化促進剤(C)を含有するエポキシ樹脂組成物。
(6)(4)又は(5)のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
(7)(4)又は(5)のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物が、光半導体用封止材であるエポキシ樹脂組成物。
(8)(6)に記載の硬化物を具備する光半導体装置。
(9)ハイドロジェンシロキサンとグリシジルメタアクリレートを、N−アルキルタイプのヒンダードアミンと白金触媒存在下、付加反応で得ることを特徴とする、分子内に2つ以上のエポキシ基を含有するシリコーン変性エポキシ樹脂であって、エポキシ基の20モル%以上がグリシジルエステル構造であるシリコーン変性エポキシ樹脂(A)の製造方法。
また、製造性の観点から、90モル%以下であることが好ましい。かかる範囲では、容易に反応を制御でき、かつ得られたシリコーン変性エポキシ樹脂は、十分目的とする作用を奏することができる架橋を実現できるためである。
本発明のシリコーン変性エポキシ樹脂においては、上記式(1)又は式(2)に記載のエポキシ樹脂のエポキシ当量(JIS K7236に記載の方法で測定)は170〜350g/eqが好ましく、180〜250g/eqが特に好ましい。特に、上記式(2)記載のエポキシ樹脂である場合には、上記エポキシ当量を満たすことが好適である。
また、上記式(1)又は式(2)のエポキシ樹脂の粘度(25℃、E型粘度計)は、エポキシ樹脂組成物として扱う際の作業性の観点から50〜800mPa・sが好ましく、100〜600mPa・sがさらに好ましく、200〜500mPa・sが特に好ましい。
エポキシ基含有の有機基とは、その構造中にエポキシ基を含有する水素,炭素,窒素,酸素原子からなる有機基であり、耐熱性の観点から炭素原子総数が3〜20、酸素原子総数が1〜5であることが好ましい。下記式(4)〜(11)で表される有機基が好ましい具体例として例示され、硬化物の耐熱透明性の観点から、特に式(7)、(8)、(10)、(11)で表される化合物が好ましい。
式(1)で表される化合物は環状ハイドロジェンシロキサン化合物を原料とし、式(2)で表される化合物は直鎖ハイドロジェンシロキサン化合物を原料とする。
環状ハイドロジェンシロキサン化合物の具体例としては、トリメチルトリシクロシロキサン、トリフェニルトリシクロシロキサン、テトラメチルテトラシクロシロキサン、テトラフェニルテトラシクロシロキサン、ペンタメチルペンタシクロシロキサン、ペンタフェニルペンタシクロシロキサン等が挙げられ、製造の容易性からテトラメチルテトラシロキサンが好ましい。
直鎖ハイドロジェンシロキサン化合物の具体例としては、テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルトリシロキサン、オクタメチルテトラシロキサン、デカメチルペンタシロキサン、両末端ハイドロジェン変性ポリシロキサン等が挙げられ、硬化物のガスバリアの観点からテトラメチルジシロキサンが好ましい。
溶液として用いる場合、触媒を0.005〜50質量%に調整して反応液に添加する。
ポリエチレン等に固定化された触媒を用いる場合は、そのまま反応液に添加する。
触媒の添加量は、触媒に用いられている金属量として、反応基質の0.1〜1000ppmの範囲で添加する。得られる本発明のシリコーン変性エポキシ樹脂(A)の透明性、その硬化物の透明性の観点から、1〜100ppmが好ましく、2〜20ppmが特に好ましい。添加量が0.1ppmを下回ると付加反応が遅くなる懸念があり、1000ppmより大きいとシリコーン変性エポキシ樹脂の着色がひどくなる懸念がある。
ヒンダードアミン系はN−Hタイプ、N−アルキルタイプ、N−Oアルキルタイプに分類され、その中でもN−アルキルタイプが好ましく、さらにその中でも、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート、テトラキス(1,2,3,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレートが好ましく、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレートが透明性の観点から特に好ましい。
重合禁止剤の添加量は反応基質の0.01〜5質量%添加することが好ましく、0.5〜3質量%が特に好ましい。0.01質量%を下回ると、エポキシ基と炭素ー炭素二重結合を有する化合物同士の重合が起きる懸念があり、5質量%より大きいとシリコーン変性エポキシ樹脂(A)の着色の懸念がある。
反応に使用した重合禁止剤は後に示す精製を用いて除去することもできるが、本発明のシリコーン変性エポキシ樹脂においては残しておくことが、硬化物の透明性の観点から好ましい。その残存量としては本発明のシリコーン変性エポキシ樹脂100質量部に対して、0.01〜5質量部が好ましく、0.5〜3質量部が特に好ましい。
反応および/または精製に用いた溶媒は減圧蒸留等によって除去することができる。
本発明のシリコーン変性エポキシ樹脂(A)の25℃における粘度は50〜10000mPa・sが好ましく、100〜8000mPa・sがさらに好ましく、200〜7000mPa・sが特に好ましい。
本発明のエポキシ樹脂硬化剤(B)は、公知のエポキシ樹脂硬化剤であればよく、例えば、カルボン酸無水物硬化剤、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、多価カルボン酸樹脂が挙げられ、そのうち酸無水物系硬化剤、多価カルボン酸樹脂が好ましい。具体的には酸無水物系硬化剤としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、3−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、4−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、3−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸と4−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸との混合物、テトラヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸無水物、メチルノルボルナン−2,3−ジカルボン酸無水物、2,4−ジエチルグルタル酸無水物などを挙げることができ、これらのうち、ヘキサヒドロ無水フタル酸及びその誘導体が好ましい。
多価カルボン酸樹脂は少なくとも2つ以上のカルボキシル基を有し、脂肪族炭化水素基またはシロキサン骨格を主骨格とすることを特徴とする化合物である。本発明においては多価カルボン酸樹脂とは単一の構造を有する多価カルボン酸化合物だけでなく、置換基の位置が異なる、あるいは置換基の異なる複数の化合物の混合体、すなわち多価カルボン酸組成物も含包し、本発明においてはそれらをまとめて多価カルボン酸樹脂と称す。
(a);分子内に2つ以上の水酸基を含有する多価アルコール化合物としては、分子内に2つ以上の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、2,2’-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、2−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン等のジオール類、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−ブタンジオール等のトリオール類、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパン等のテトラオール類、ジペンタエリスリトールなどのヘキサオール等、末端アルコールポリエステル、末端アルコールポリカーボネート、末端アルコールポリエーテル、シロキサン構造を有する多価アルコール等が挙げられる。
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、2,2’-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、2−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン等の化合物が挙げられ、中でも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、2,2’-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、2−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン等の化合物等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。高い耐硫化性を付与する観点から、2,4−ジエチルペンタンジオール、トリシクロデカンジメタノール、2,2’-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、2−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン等の化合物が特に好ましい。中でも、特に分岐鎖状構造においては、分岐鎖を2つ以上有することが好ましく、特に分岐鎖が異なる炭素原子から伸びていることが好ましい。ここで、当該分岐鎖状構造や環状構造を有するアルコール類は炭素数が5〜25であることが好ましく、5〜20であることが特に好ましい。
シロキサン構造を有する多価アルコールは特に限定されないが、例えば下記式で表されるシリコーンオイルを使用することができる。
得られる多価カルボン酸樹脂を液状で使用し、高い耐硫化性を付与するため、前述したシロキサン構造を有する多価アルコールと、炭素数が5〜25の分岐鎖状構造や環状構造を有するアルコール類を混合して用いることが好ましい。
シロキサン構造を有する多価アルコールと炭素数が5〜25の分岐鎖状構造や環状構造を有するアルコール類を混合して用いる場合、その使用量は全アルコール化合物中(シロキサン構造を有する多価アルコール)/(炭素数が5〜25の分岐鎖状構造や環状構造を有するアルコール類)は1〜20が好ましく、硬化物の耐熱透明性、多価カルボン酸樹脂の適度な粘度の観点から5〜15が好ましく、6〜10が特に好ましい。
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。
調製する際、後述する他のエポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化促進剤(C)、接着助剤、酸化防止剤、光安定剤等を一緒に混合してもよい。
前記脂肪族系エポキシ樹脂としては、例えば1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ペンタエリスリトール等の多価アルコールのグリシジルエーテル類が挙げられる。
複素環式エポキシ樹脂としては、例えばイソシアヌル環、ヒダントイン環等の複素環を有する複素環式エポキシ樹脂が挙げられる。
前記グリシジルエステル系エポキシ樹脂としては、例えばヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等のカルボン酸エステル類からなるエポキシ樹脂が挙げられる。
グリシジルアミン系エポキシ樹脂としては、例えばアニリン、トルイジン等のアミン類をグリシジル化したエポキシ樹脂が挙げられる。
前記ハロゲン化フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂としては、例えばブロム化ビスフェノールA、ブロム化ビスフェノールF、ブロム化ビスフェノールS、ブロム化フェノールノボラック、ブロム化クレゾールノボラック、クロル化ビスフェノールS、クロル化ビスフェノールA等のハロゲン化フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂が挙げられる。
本発明においては、本発明のエポキシ樹脂と脂環式エポキシ樹脂を併用することで、優れたリフロー試験の特性を示すことができることから好ましい。配合量としては、質量部において、本発明のエポキシ樹脂:脂環式エポキシ樹脂が5:95〜50:50であることが好ましく、10:90〜40:60であることが好ましく、15:85〜30:70が特に好ましい。
Yにおける炭素数1〜6の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、フェニル基等が挙げられるが、硬化物の耐熱透明性の観点から、メチル基、フェニル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
エポキシ樹脂硬化促進剤(C)としては本発明のシリコーン変性エポキシ樹脂(A)と、エポキシ樹脂硬化剤(B)の硬化反応を促進する能力のあるものは何れも使用可能であるが、使用できるエポキシ樹脂硬化促進剤(C)の例としては、アンモニウム塩系硬化促進剤、ホスホニウム塩系硬化促進剤、金属石鹸系硬化促進剤、イミダゾ−ル系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、ホスフィン系硬化促進剤、ホスファイト系硬化促進剤、ルイス酸系硬化促進剤等が挙げられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物においてエポキシ樹脂硬化促進剤(C)の配合比率は、エポキシ樹脂組成物100質量部に対して0.001〜15質量部の硬化促進剤を使用することが好ましい。
金属石鹸系硬化促進剤としては、例えばオクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸マンガン、オクチル酸カルシウム、オクチル酸ナトリウム、オクチル酸カリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、12−ヒドロキシリン酸カルシウム、12−ヒドロキシステアリン酸亜鉛、12−ヒドロキシステアリン酸マグネシウム、12−ヒドロキシステアリン酸アルミニウム、12−ヒドロキシステアリン酸バリウム、12−ヒドロキシステアリン酸リチウム、12−ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、モンタン酸カルシウム、モンタン酸亜鉛、モンタン酸マグネシウム、モンタン酸アルミニウム、モンタン酸リチウム、モンタン酸ナトリウム、ベヘン酸カルシウム、ベヘン酸亜鉛、ベヘン酸マグネシウム、ベヘン酸リチウム、ベヘン酸ナトリウム、ベヘン酸銀、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸バリウム、ラウリン酸リチウム、ウンデシレン酸亜鉛、リシノール酸亜鉛、リシノール酸バリウム、ミリスチン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛等が挙げられる。これら触媒は1種又は2種以上を混合して用いても良い。
透明性、耐硫化性に優れる硬化物を得るために、特にステアリン酸亜鉛、モンタン酸亜鉛、ベヘン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ウンデシレン酸亜鉛、リシノール酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛等の炭素数10〜30のカルボン酸亜鉛、12−ヒドロキシステアリン酸亜鉛等の水酸基を有する炭素数10〜30のモノカルボン酸化合物からなる亜鉛塩が好ましく使用できる。これらの中でも特に、ポットライフ、耐硫化性に優れる観点から、ステアリン酸亜鉛、ウンデシレン酸亜鉛等の炭素数10〜20のモノカルボン酸化合物からなる亜鉛塩、12−ヒドロキシステアリン酸亜鉛等の水酸基を有する炭素数15〜20のモノカルボン酸化合物からなる亜鉛塩が好ましく使用でき、さらに好ましくはステアリン酸亜鉛、ウンデシレン酸亜鉛、12−ヒドロキシステアリン酸亜鉛が使用でき、特に好ましくはステアリン酸亜鉛、12−ヒドロキシステアリン酸亜鉛が使用できる。
使用できるカップリング剤としては、例えば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メチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(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、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、N−(2−(ビニルベンジルアミノ)エチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等のシラン系カップリング剤;イソプロピル(N−エチルアミノエチルアミノ)チタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、チタニウムジ(ジオクチルピロフォスフェート)オキシアセテート、テトライソプロピルジ(ジオクチルフォスファイト)チタネート、ネオアルコキシトリ(p−N−(β−アミノエチル)アミノフェニル)チタネート等のチタン系カップリング剤;Zr−アセチルアセトネート、Zr−メタクリレート、Zr−プロピオネート、ネオアルコキシジルコネート、ネオアルコキシトリスネオデカノイルジルコネート、ネオアルコキシトリス(ドデカノイル)ベンゼンスルフォニルジルコネート、ネオアルコキシトリス(エチレンジアミノエチル)ジルコネート、ネオアルコキシトリス(m−アミノフェニル)ジルコネート、アンモニウムジルコニウムカーボネート、Al−アセチルアセトネート、Al−メタクリレート、Al−プロピオネート等のジルコニウム、或いはアルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。
これらカップリング剤は1種又は2種以上を混合して用いても良い。
カップリング剤は、本発明のエポキシ樹脂組成物において通常0.05〜20重量部、好ましくは0.1〜10重量部が必要に応じて含有される。
前記アミン化合物としては、例えば、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシラート、テトラキス(2,2,6,6−トトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシラート、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールおよび3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンとの混合エステル化物、デカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、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、2,2,6,6,−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−〔2−〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル〕−4−〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル−メタアクリレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)〔〔3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル〕メチル〕ブチルマロネート、デカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1(オクチルオキシ)−4−ピペリジニル)エステル,1,1−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物、N,N’,N″,N″′−テトラキス−(4,6−ビス−(ブチル−(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ)−トリアジン−2−イル)−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン、ジブチルアミン・1,3,5−トリアジン・N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−1,6−ヘキサメチレンジアミンとN−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物、ポリ〔〔6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル〕〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕ヘキサメチレン〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕〕、コハク酸ジメチルと4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールの重合物、2,2,4,4−テトラメチル−20−(β−ラウリルオキシカルボニル)エチル−7−オキサ−3,20−ジアザジスピロ〔5・1・11・2〕ヘネイコサン−21−オン、β−アラニン,N,−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−ドデシルエステル/テトラデシルエステル、N−アセチル−3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)ピロリジン−2,5−ジオン、2,2,4,4−テトラメチル−7−オキサ−3,20−ジアザジスピロ〔5,1,11,2〕ヘネイコサン−21−オン、2,2,4,4−テトラメチル−21−オキサ−3,20−ジアザジシクロ−〔5,1,11,2〕−ヘネイコサン−20−プロパン酸ドデシルエステル/テトラデシルエステル、プロパンジオイックアシッド,〔(4−メトキシフェニル)−メチレン〕−ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)エステル、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノールの高級脂肪酸エステル、1,3−ベンゼンジカルボキシアミド,N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)等のヒンダートアミン系、オクタベンゾン等のベンゾフェノン系化合物、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミド−メチル)−5−メチルフェニル〕ベンゾトリアゾール、2−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)ベンゾトリアゾール、メチル3−(3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートとポリエチレングリコールの反応生成物、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−ドデシル−4−メチルフェノール等のベンゾトリアゾール系化合物、2,4−ジ−tert−ブチルフェニル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート系、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−〔(ヘキシル)オキシ〕フェノール等のトリアジン系化合物等が挙げられるが、特に好ましくは、ヒンダートアミン系化合物である。
市販されているアミン系化合物としては特に限定されず、例えば、チバスペシャリティケミカルズ製として、TINUVIN765、TINUVIN770DF、TINUVIN144、TINUVIN123、TINUVIN622LD、TINUVIN152、CHIMASSORB944、ADEKA製として、LA−52、LA−57、LA−62、LA−63P、LA−77Y、LA−81、LA−82、LA−87などが挙げられる。
注入方法としては、ディスペンサー等が挙げられる。
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。
○GPC:ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)は下記条件にて測定した。
装置メーカー:ウォーターズ
カラム:SHODEX GPC LF−G(ガードカラム)、KF−603、KF−602.5、KF−602、KF−601(2本)
流速:0.4ml/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)
○官能基当量:以下の方法により測定した。
多価カルボン酸組成物を約0.15g秤量し、メタノール(試薬特級)40mlで溶解したのち、20〜28℃で60分間撹拌し、測定サンプルとした。測定サンプルを、京都電子工業製滴定装置AT−610を使用し、0.1Nの水酸化ナトリウム溶液を用いて滴定し、酸価として得られた値を官能基当量として算出した。
○DSCを用いた融点:
JIS K7121に記載の方法で測定し、融解ピークの頂点を融点とした。
○粘度:東機産業株式会社製E型粘度計(TV−20)を用い、25℃で測定した。
○熱重量減少:島津製作所製TG/DTA6200を用い、30℃から20℃/minで昇温させ、120℃まで加熱し、120℃で60分保持した後の重量減少率(%)を測定した。測定中、200ml/minで空気を流した。
○LC−MS:液体クロマトグラフィー−マススペクトル(LC−MS)は測定サンプルの測定前処理をした後、下記条件にて測定した。
測定前処理:測定サンプル5mgをエタノール2mLに溶解させ、70℃で2時間加熱した。
装置メーカー:ウォーターズ
カラム:BEH Shield RP18
オーブン:40℃
移動相:5mM酢酸アンモニウム/アセトニトリル
流速:0.25ml/min.
検出器:PDA254nm,ESI±(Mass Range 50〜2000)
○1H−NMR:日本電子株式会社製 JNM−ECS400を用いて、重クロロホルム溶媒(0.03体積%テトラメチルシラン含有)で測定した。
○エポキシ当量:JIS K7236に記載の方法で測定した。
ガラス製300ml四つ口フラスコに、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン24.1g(0.1モル)、トルエン88g、重合禁止剤としてチオジエチレン ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]0.82gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し80℃に加熱した。内温が75±5℃になったところで、グリシジルメタクリレート62.6g、ジビニルテトラメチルジシロキサン‐白金コンプレックスのキシレン溶液(白金含有量2質量%)48mgの溶液を120分かけて滴下した。
滴下後、内温を75−80℃に保ち20時間撹拌した後、内温100℃で5時間撹拌した。さらに、ジビニルテトラメチルジシロキサン‐白金コンプレックスのキシレン溶液(白金含有量2質量%)48mgを追加し、内温100℃で8時間撹拌した。
1H−NMRを用いて分析したところ、Si−H由来のピークが消失していた。
反応後、重金属スカベンジャー(富士シリシア化学社製 SH−Silica)3.8gを加え、10〜25℃で4時間攪拌後、ろ過した。得られたろ液の有機溶剤を留去することで、下記式(A−1)を主成分とするシリコーン変性エポキシ樹脂(A−1)77.7gを得た。
(A−1)成分のGPC面積%は81.4%、下記式(A−1−5)で表される成分のGPC面積%は18.6%、エポキシ当量は210g/eq、粘度は390mPa・s、外観は無色の液体であった。得られた化合物の1H−NMRスペクトルを図−1に示し、GPCチャートを図−2に示す。
ガラス製300ml四つ口フラスコに、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン12.03g(0.05モル)、トルエン44g、重合禁止剤として1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート0.9gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し80℃に加熱した。内温が75±5℃になったところで、グリシジルメタクリレート35.6g、ジビニルテトラメチルジシロキサン‐白金コンプレックスのキシレン溶液(白金含有量2質量%)22mgの溶液を120分かけて滴下した。
滴下後、内温を75−80℃に保ち20時間撹拌の後、内温を85−95℃に昇温し、20時間撹拌、さらに内温を95−100℃に保ち20時間撹拌した。
1H−NMRを用いて分析したところ、Si−H由来のピークが消失していた。
反応後、重金属スカベンジャー(富士シリシア化学社製 SH−Silica)0.9gを加え、室温で4時間攪拌後、ろ過した。得られたろ液の有機溶剤を留去することで、前記式(A−1)で表される成分を主成分とするシリコーン変性エポキシ樹脂(A−2)37.5gを得た。
前記式(A−1)で表される成分のGPC面積%は78.8%、前記式(A−1−5)で表される成分のGPC面積%は20.6%、エポキシ当量は215g/eq、粘度は400mPa・s、外観は無色の液体であった。得られた化合物の1H−NMRスペクトルを図−3に示し、GPCチャートを図−4に示す。
ガラス製300ml四つ口フラスコに、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン6.01g(0.025モル)、トルエン22g、重合禁止剤としてテトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタン-1,2,3,4−テトラカルボキシレート0.47gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し80℃に加熱した。内温が75±5℃になったところで、グリシジルメタクリレート15.64g、ジビニルテトラメチルジシロキサン‐白金コンプレックスのキシレン溶液(白金含有量2質量%)11mgの溶液を120分かけて滴下した。
滴下後、内温を75−80℃に保ち25時間撹拌の後1H−NMRを用いて分析したところ、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサンのハイドロジェンシロキシ基の反応率が91.0%であった。内温を85−95℃に昇温し、アリルグリシジルエーテル2.28g(0.02モル)を加えそのまま9時間撹拌した。
1H−NMRを用いて分析したところ、Si−H由来のピークが消失していた。
室温(10〜25℃)まで放熱後、重金属スカベンジャー(富士シリシア化学社製 SH−Silica)0.4gを加え、そのまま4時間攪拌後、ろ過した。得られたろ液の有機溶剤を留去することで、下記式(A−3)で表される成分を主成分とするシリコーン変性エポキシ樹脂(A−3)19.0gを得た。
下記式(A−3)で表される成分のGPC面積%は85.9%、下記式(A−3−5)で表される成分のGPC面積%は14.1%、エポキシ当量は201g/eq、粘度は370mPa・s、外観は無色の液体、1H−NMRの分析の結果、全エポキシ中のグリシジルエステルの含有量は83.3%であった。得られた化合物の1H−NMRスペクトルを図−5に示し、GPCチャートを図−6に示す。
ガラス製300ml四つ口フラスコに、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン6.01g(0.025モル)、トルエン22g、重合禁止剤としてビス(1,2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート0.46gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し80℃に加熱した。内温が75±5℃になったところで、グリシジルメタクリレート15.64g、ジビニルテトラメチルジシロキサン‐白金コンプレックスのキシレン溶液(白金含有量2質量%)11mgの溶液を120分かけて滴下した。
滴下後、内温を75−80℃に保ち25時間撹拌の後1H−NMRを用いて分析したところ、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサンのハイドロジェンシロキシ基の反応率が90.9%であった。内温を85−95℃に昇温し、アリルグリシジルエーテル2.28g(0.02モル)を加えそのまま9時間撹拌した。
1H−NMRを用いて分析したところ、Si−H由来のピークが消失していた。
室温(10〜25℃)まで放熱後、重金属スカベンジャー(富士シリシア化学社製 SH−Silica)0.4gを加え、そのまま4時間攪拌後、ろ過した。得られたろ液の有機溶剤を留去することで、前記式(A−3)で表される成分を主成分とするシリコーン変性エポキシ樹脂(A−4)19.35gを得た。
前記式(A−3)で表される成分のGPC面積%は84.5%、前記式(A−3−5)で表される成分のGPC面積%は15.5%、エポキシ当量は201g/eq、粘度は370mPa・s、外観は無色の液体、1H−NMRの分析の結果、全エポキシ中のグリシジルエステルの含有量は82.0%であった。得られた化合物の1H−NMRスペクトルを図−7に示し、GPCチャートを図−8に示す。
ガラス製300ml四つ口フラスコに、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン6.01g(0.025モル)、トルエン22g、重合禁止剤としてチオジエチレン ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]0.46gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し80℃に加熱した。内温が75±5℃になったところで、グリシジルメタクリレート15.64g、ジビニルテトラメチルジシロキサン‐白金コンプレックスのキシレン溶液(白金含有量2質量%)11mgの溶液を120分かけて滴下した。
滴下後、内温を75−80℃に保ち25時間撹拌の後1H−NMRを用いて分析したところ、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサンのハイドロジェンシロキシ基の反応率が89.5%であった。内温を85−95℃に昇温し、アリルグリシジルエーテル2.28g(0.02モル)を加えそのまま9時間撹拌した。
1H−NMRを用いて分析したところ、Si−H由来のピークが消失していた。
室温(10〜25℃)まで放熱後、重金属スカベンジャー(富士シリシア化学社製 SH−Silica)0.4gを加え、そのまま4時間攪拌後、ろ過した。得られたろ液の有機溶剤を留去することで、前記式(A−3)で表される成分を主成分とするシリコーン変性エポキシ樹脂(A−5)18.95gを得た。
前記式(A−3)で表される成分のGPC面積%は85.9%、前記式(A−3−5)で表される成分のGPC面積%は14.1%、エポキシ当量は204g/eq、粘度は380mPa・s、外観は無色の液体、1H−NMRの分析の結果、全エポキシ中のグリシジルエステルの含有量は84.7%であった。得られた化合物の1H−NMRスペクトルを図−9に示し、GPCチャートを図−10に示す。
ガラス製300ml四つ口フラスコに、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン6.01g(0.025モル)、トルエン22g、重合禁止剤として1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート0.2gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し100℃に加熱した。内温が95±5℃になったところで、グリシジルメタクリレート15.64g、ジビニルテトラメチルジシロキサン‐白金コンプレックスのキシレン溶液(白金含有量2質量%)11mgの溶液を120分かけて滴下した。
滴下後、内温を90−96℃に保ち18時間撹拌の後1H−NMRを用いて分析したところ、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサンのハイドロジェンシロキシ基の反応率が90.2%であった。内温を90−96℃に保ち、アリルグリシジルエーテル2.28g(0.02モル)を加えそのまま8時間撹拌した。
1H−NMRを用いて分析したところ、Si−H由来のピークが消失していた。
室温(10〜25℃)まで放熱後、重金属スカベンジャー(富士シリシア化学社製 SH−Silica)0.3gを加え、そのまま4時間攪拌後、ろ過した。得られたろ液の有機溶剤を留去することで、前記式(A−3)で表される成分を主成分とするシリコーン変性エポキシ樹脂(A−6)17.73gを得た。
前記式(A−3)で表される成分のGPC面積%は80.6%、前記式(A−3−5)で表される成分のGPC面積%は19.4%、エポキシ当量は207g/eq、粘度は380mPa・s、外観は無色の液体、1H−NMRの分析の結果、全エポキシ中のグリシジルエステルの含有量は85.5%であった。得られた化合物の1H−NMRスペクトルを図−11に示し、GPCチャートを図−12に示す。
ガラス製300ml四つ口フラスコに、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン6.01g(0.025モル)、トルエン22g、重合禁止剤としてチオジエチレン ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]0.2gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し100℃に加熱した。内温が95±5℃になったところで、グリシジルメタクリレート15.64g、ジビニルテトラメチルジシロキサン‐白金コンプレックスのキシレン溶液(白金含有量2質量%)11mgの溶液を120分かけて滴下した。
滴下後、内温を90−96℃に保ち6時間撹拌の後1H−NMRを用いて分析したところ、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサンのハイドロジェンシロキシ基の反応率が91.4%であった。内温を90−96℃に保ち、アリルグリシジルエーテル2.28g(0.02モル)を加えそのまま3時間撹拌した。
1H−NMRを用いて分析したところ、Si−H由来のピークが消失していた。
室温(10〜25℃)まで放熱後、重金属スカベンジャー(富士シリシア化学社製 SH−Silica)0.5gを加え、そのまま4時間攪拌後、ろ過した。得られたろ液の有機溶剤を留去することで、前記式(A−3)で表される成分を主成分とするシリコーン変性エポキシ樹脂(A−7)19.13gを得た。
前記式(A−3)で表される成分のGPC面積%は84.5%、前記式(A−3−5)で表される成分のGPC面積%は15.5%、エポキシ当量は207g/eq、粘度は380mPa・s、外観は無色の液体、1H−NMRの分析の結果、全エポキシ中のグリシジルエステルの含有量は85.5%であった。得られた化合物の1H−NMRスペクトルを図−13に示し、GPCチャートを図−14に示す。
ガラス製300ml四つ口フラスコに、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン6.01g(0.025モル)、トルエン22g、重合禁止剤として1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート0.5gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し90℃に加熱した。内温が85±5℃になったところで、グリシジルメタクリレート15.64g、ジビニルテトラメチルジシロキサン‐白金コンプレックスのキシレン溶液(白金含有量2質量%)11mgの溶液を120分かけて滴下した。
滴下後、内温を85−90℃に保ち2.5時間撹拌の後1H−NMRを用いて分析したところ、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサンのハイドロジェンシロキシ基の反応率が52.8%であった。内温を85−90℃に保ち、アリルグリシジルエーテル6.84g(0.06モル)を加えそのまま12時間撹拌した。
1H−NMRを用いて分析したところ、Si−H由来のピークが消失していた。
室温(10〜25℃)まで放熱後、重金属スカベンジャー(富士シリシア化学社製 SH−Silica)0.5gを加え、そのまま4時間攪拌後、ろ過した。得られたろ液の有機溶剤を留去することで、前記式(A−3)で表される成分を主成分とするシリコーン変性エポキシ樹脂(A−8)17.73gを得た。
前記式(A−3)で表される成分のGPC面積%は91.2%、前記式(A−3−5)で表される成分のGPC面積%は8.8%、エポキシ当量は189g/eq、粘度は350mPa・s、外観は無色の液体、1H−NMRの分析の結果、全エポキシ基中のグリシジルエステルの含有量は47.7モル%であった。得られた化合物の1H−NMRスペクトルを図−15に示し、GPCチャートを図−16に示す。
ガラス製300ml四つ口フラスコに、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン6.01g(0.025モル)、トルエン22g、重合禁止剤としてチオジエチレン ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]0.2gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し90℃に加熱した。内温が85±5℃になったところで、グリシジルメタクリレート15.64g、ジビニルテトラメチルジシロキサン‐白金コンプレックスのキシレン溶液(白金含有量2質量%)11mgの溶液を120分かけて滴下した。
滴下後、内温を85−90℃に保ち2.5時間撹拌の後1H−NMRを用いて分析したところ、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサンのハイドロジェンシロキシ基の反応率が55.8%であった。内温を85−90℃に保ち、アリルグリシジルエーテル6.84g(0.06モル)を加えそのまま7時間撹拌した。
1H−NMRを用いて分析したところ、Si−H由来のピークが消失していた。
室温(10〜25℃)まで放熱後、重金属スカベンジャー(富士シリシア化学社製 SH−Silica)0.5gを加え、そのまま4時間攪拌後、ろ過した。得られたろ液の有機溶剤を留去することで、前記式(A−3)で表される成分を主成分とするシリコーン変性エポキシ樹脂(A−9)17.46gを得た。
前記式(A−3)で表される成分のGPC面積%は90.3%、前記式(A−3−5)で表される成分のGPC面積%は9.6%、エポキシ当量は189g/eq、粘度は350mPa・s、外観は無色の液体、1H−NMRの分析の結果、全エポキシ基中のグリシジルエステルの含有量は51.8モル%であった。得られた化合物の1H−NMRスペクトルを図−17に示し、GPCチャートを図−18に示す。
a;チオジエチレン ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]
b;1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート
c;テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタン-1,2,3,4−テトラカルボキシレート
d;ビス(1,2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート
ガラス製200ml四つ口フラスコに、4−ビニル−1,2−エポキシシクロヘキサン32.3g、FibrecatR4003(白金含有量3.4〜4.5%)を0.023g、トルエン50gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し、オイルバスにフラスコを浸した。オイルバスを加熱し、内温を80℃に保ち、そこに1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン12gを1時間かけて滴下し、そのまま10時間反応させた。反応液の1H−NMR測定をしたところ、ハイドロジェンシロキサン由来のプロトンピークが消失していた。
反応液に、活性炭(味の素ファインテクノ社製)を加え、室温(20〜30℃)で3時間撹拌した後に、活性炭とFibrecatR4003をろ過により除去し、得られたろ液に窒素ガスを吹き込みながら、60℃で減圧濃縮し、トルエンと過剰の4−ビニル−1,2−エポキシシクロヘキサンを除去することで、分子内に4つの脂環式エポキシ基を有する環状シロキサン化合物(E−1)36.7gを得た。得られた化合物のエポキシ当量は184.3g/eq、粘度は5601mPa・s、外観は無色透明液体であった。
ガラス製200ml四つ口フラスコに、アリルグリシジルエーテル12.56g、1,1,2,2−テトラメチルジビニルジシロキサン白金コンプレックス キシレン溶液を0.11mg、トルエン22gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し、オイルバスにフラスコを浸した。オイルバスを加熱し、内温を80℃に保ち、そこに1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン6.02gを1時間かけて滴下し、そのまま5時間反応させた。反応液の1H−NMR測定をしたところ、ハイドロジェンシロキサン由来のプロトンピークが消失していた。
反応液に、活性炭(味の素ファインテクノ社製)を加え、室温(20〜30℃)で3時間撹拌した後に、活性炭をろ過により除去し、得られたろ液に窒素ガスを吹き込みながら、90℃で減圧濃縮し、トルエンと過剰のアリルグリシジルエーテルを除去することで、分子内に4つのグリシジルエーテル基を有する環状シロキサン化合物(E−2)17.5gを得た。得られた化合物のエポキシ当量は176g/eq、粘度は300mPa・s、外観は無色透明液体であった。
ガラス製400ml四つ口フラスコに、ネオペンチルグリコール23.4g、YH1120(三菱化学社製、2,4−ジエチルグルタル酸)102.1g、KF−6000(信越化学工業社製、両末端カルビノール変性シリコーンオイル、前記式(21)中A1がプロピルオキシエチレン基、A2がメチル基、rが7.5であるカルビノール末端シリコーンオイル)74.4gを仕込み、ジムロートコンデンサ、撹拌装置、温度計を設置し、オイルバスにフラスコを浸した。内温が95〜105℃になるように加熱し10時間反応させた。その後、内温115〜125℃で4時間反応させた。反応終了後、GPCで反応液を確認したところ、ネオペンチルグリコール、2,4−ジエチルグルタル酸のピークは消失していた。このようにして多価カルボン酸樹脂(B−1)193gが得られた。多価カルボン酸樹脂(B−1)の酸価は160.1mgKOH/g、粘度は2300mPa・s、外観は無色透明液体であった。
実施例1で得られたA−1、合成例1で得られたE−1、合成例3で得られたB−1、硬化促進剤(C)として、U−CAT5003(サンアプロ社製)、リン酸化防止剤として、イソデシルジフェニルフォスファイト(ADEKA社製、アデカスタブ135A)を下記表2に記載の量比でポリエチレン製容器に秤量し、薬さじでよく混合した後、真空撹拌脱泡装置にて2分間撹拌し、本発明のエポキシ樹脂組成物を得た。
合成例1で得られたE−1、合成例2で得られたE−2、合成例3で得られたB−1、硬化促進剤(C)として、U−CAT5003(サンアプロ社製)、リン酸化防止剤として、イソデシルジフェニルフォスファイト(ADEKA社製、アデカスタブ135A)を下記表2に記載の量比でポリエチレン製容器に秤量し、薬さじでよく混合した後、真空撹拌脱泡装置にて2分間撹拌し、本発明のエポキシ樹脂組成物を得た。
(1);初期照度
実施例10、比較例1で得られたエポキシ樹脂組成物を真空脱泡5分間実施後、シリンジに充填し精密吐出装置を使用して、底面に銀メッキを施した銅製電極を具備する0.45mm×2.3mm×1.2mmt(封止部0.4mmt)の表面実装型LEDパッケージに発光波長450nmを持つ発光素子を搭載した表面実装型LEDに、開口部が平面になるように注型した。120℃×1時間の予備硬化の後、150℃×3時間で硬化し、表面実装型LEDを封止した。
得られた表面実装型LEDパッケージを各サンプル8個ずつ下記条件にて放射束を測定した。
照度測定条件;
試験に用いる表面実装型LEDパッケージを25℃65%RH下で積分球(FOIS−1、オーシャンオプト社製)の壁面に設置し、20mAの定電流を流して光測定装置(Wavelength Calibration USB4000シリーズ、オプトシリウス社製)で放射束(W)を測定した。
(2);リフロー試験
(1);初期照度試験で作成したLEDパッケージを下記リフロー条件に9回通し、その後の照度を(1);初期照度試験のように測定し、リフロー前後の照度維持率を算出した。
<リフロー条件>
メーカー:株式会社タムラ製作所
機種:TNR15−225LH−M
雰囲気:大気中
温度プロファイル:
25℃の室温から180℃まで4℃/秒で昇温させ、180〜200℃で120秒保持し、その後260℃まで4℃/秒で昇温させ、260℃で10秒保持した後、室温(25℃)まで放冷した。
(3);点灯試験
(1);初期照度試験で作成したLEDパッケージを前記(2)のリフロー条件に3回通し、その後、100℃のオーブン中60mAの定電流を580時間流し、その後の照度を(1);初期照度試験のように測定し、点灯試験前後の照度維持率を算出した。
実施例3で得られたA−3、合成例1で得られたE−1、合成例3で得られたB−1、硬化促進剤(C)として、U−CAT5003(サンアプロ社製)、リン酸化防止剤として、イソデシルジフェニルフォスファイト(ADEKA社製、アデカスタブ135A)を下記表3に記載の量比でポリエチレン製容器に秤量し、薬さじでよく混合した後、真空撹拌脱泡装置にて2分間撹拌し、本発明のエポキシ樹脂組成物を得た。
実施例11のA−3を、実施例4で得られたA−4に変えた他は実施例11と同様に行い、本発明のエポキシ樹脂組成物を得た。
実施例11のA−3を、実施例5で得られたA−5に変えた他は実施例11と同様に行い、本発明のエポキシ樹脂組成物を得た。
実施例11のA−3を、実施例6で得られたA−6に変えた他は実施例11と同様に行い、本発明のエポキシ樹脂組成物を得た。
実施例11のA−3を、実施例7で得られたA−7に変えた他は実施例11と同様に行い、本発明のエポキシ樹脂組成物を得た。
実施例11のA−3を、実施例8で得られたA−8に変えた他は実施例11と同様に行い、本発明のエポキシ樹脂組成物を得た。
実施例11のA−3を、実施例9で得られたA−9に変えた他は実施例11と同様に行い、本発明のエポキシ樹脂組成物を得た。
(1);初期照度
前記記載の初期照度試験と同様に行った。
(2);リフロー試験
前記記載のリフロー試験と同様に行った。
(4);硬化物透過率
実施例11〜17で得られたエポキシ樹脂組成物を真空脱泡5分間実施後、30mm×20mm×高さ0.8mmになるように耐熱テープでダムを作成したガラス基板上に静かに注型した。その注型物を、120℃×1時間の予備硬化の後150℃×3時間で硬化させ、厚さ0.8mmの透過率用試験片を得た。得られた試験片を、ガラス基板から取り出し、下記条件にて400nmの光線透過率を測定した。
<分光光計測定条件>
メーカー:株式会社日立ハイテクノロジーズ
機種:U−3300
スリット幅:2.0nm
スキャン速度:120nm/分
(5);硬さ
JIS K−7215に記載の方法でデュロメータA硬さを測定した。
(6)Tg(ガラス転移温度)
実施例11〜17で得られたエポキシ樹脂組成物を真空脱泡5分間実施後、30mm×20mm×高さ0.8mmになるように耐熱テープでダムを作成したガラス基板上に静かに注型した。その注型物を、120℃×1時間の予備硬化の後150℃×3時間で硬化させ、厚さ0.8mmの透過率用試験片を得た。
得られた硬化物を幅5mm長さ25mmに成形し、下記条件にてDMA(Dynamic Mechanical Analysis)を測定し、Tg(ガラス転移温度)を読み取った。
<DMA測定条件>
メーカー:セイコーインスツル株式会社
機種:粘弾性スペクトロメータ EXSTAR DMS6100
測定温度:−50℃〜150℃
昇温速度:2℃/min
周波数:10Hz
測定モード:引張振動
DMA法により測定したガラス転移温度(Tg):
DMAを測定した際の、貯蔵弾性率(E´)と損失弾性率(E´´)の商で表される損失係数(tanδ=E´´/E´)の極大点の温度を読み取った。
Claims (9)
- 分子内に2つ以上のエポキシ基を含有するシリコーン変性エポキシ樹脂であって、エポキシ基の20モル%以上がグリシジルエステル構造であるシリコーン変性エポキシ樹脂(A)。
- さらに、脂環式エポキシ樹脂を含有し、質量比において前記シリコーン変性エポキシ樹脂(A):脂環式エポキシ樹脂が5:95〜50:50である請求項1又は2のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のシリコーン変性エポキシ樹脂(A)または、エポキシ樹脂組成物と、エポキシ樹脂硬化剤(B)を含有するエポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のシリコーン変性エポキシ樹脂(A)または、エポキシ樹脂組成物と、硬化促進剤(C)を含有するエポキシ樹脂組成物。
- 請求項4又は5のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
- 請求項4又は5のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物が、光半導体用封止材であるエポキシ樹脂組成物。
- 請求項6に記載の硬化物を具備する光半導体装置。
- ハイドロジェンシロキサンとグリシジルメタアクリレートを、N−アルキルタイプのヒンダードアミンと白金触媒存在下、付加反応で得ることを特徴とする、分子内に2つ以上のエポキシ基を含有するシリコーン変性エポキシ樹脂であって、エポキシ基の20モル%以上がグリシジルエステル構造であるシリコーン変性エポキシ樹脂(A)の製造方法。
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