JP2024011763A - Epoxy resin composition, curable resin composition, cured product of curable resin composition, adhesive structure, and adhesive imparting agent - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エポキシ変性シリコーンを含有するに関する。また、エポキシ変性シリコーンからなる接着性付与剤に関する。 The present invention relates to containing epoxy-modified silicones. The present invention also relates to an adhesive agent made of epoxy-modified silicone.
エポキシ樹脂は、他の有機あるいは無機充填物を共に含むエポキシ樹脂組成物を調製し、硬化することで、半導体封止、構造材料および各種接着、塗料など幅広い用途に使用されているが、近年、これら用途について、使用環境の観点から、耐寒性、耐熱性、耐湿熱性などの温度、湿度対応あるいはさらに耐光性を加えた耐候性に対する要望が高くなってきている。 Epoxy resins are used for a wide range of applications such as semiconductor encapsulation, structural materials, various adhesives, and paints by preparing and curing epoxy resin compositions containing other organic or inorganic fillers. For these applications, from the viewpoint of the usage environment, there is an increasing demand for temperature and humidity resistance such as cold resistance, heat resistance, and heat and humidity resistance, as well as weather resistance including light resistance.
特に、接着用途については、近年のマルチマテリアル化に伴う異種材料の接着において、異種材料を構成する各材料の熱特性の違いにより発生するひずみの緩和とともに、低温で満足できうる接着強度、すなわち低温接着性の付与が重要になってきている。しかしながら一般的にエポキシ樹脂は実用時に硬化処理を行うが、その硬化物においては硬くて、脆い性質を有するため、特に低温にて十分な接着強度の確保が難しい。そこで、一般的には、カルボキシル末端ブタジエンアクリロニトリルエラストマーに代表される有機エラストマーやコアシェル構造を有するゴムなどを添加したエポキシ樹脂組成物にて接着力を付与している。 In particular, for adhesion applications, when bonding dissimilar materials due to the recent shift to multi-materials, we aim to reduce strain caused by the differences in thermal properties of the materials that make up the dissimilar materials, as well as achieve adhesive strength that can be satisfied at low temperatures. Providing adhesive properties is becoming increasingly important. However, although epoxy resins are generally cured during practical use, the cured product is hard and brittle, making it difficult to ensure sufficient adhesive strength, especially at low temperatures. Therefore, adhesive strength is generally provided using an epoxy resin composition to which an organic elastomer such as a carboxyl-terminated butadiene acrylonitrile elastomer or a rubber having a core-shell structure is added.
ここで、高分子設計の観点から考えると、低温接着性を担保すべく必要な構造としては、低温においても分子運動が凍結しないことがあげられ、その観点から、上記の有機エラストマーやゴムにおいては、低温の度合いによっては運動が凍結されることから低温接着性は十分とは言えない。そこで、ジメチルシロキサンに代表されるシリコーン構造が着目されている(特許文献1参照)。 From the viewpoint of polymer design, the structure necessary to ensure low-temperature adhesion is such that molecular motion does not freeze even at low temperatures, and from that perspective, the organic elastomers and rubbers mentioned above , low-temperature adhesion cannot be said to be sufficient because the motion may be frozen depending on the degree of low temperature. Therefore, attention has been paid to silicone structures represented by dimethylsiloxane (see Patent Document 1).
特許文献1ではシルセスキオキサンなどの種々のシリコーン構造を用いることで、耐熱性、接着性の確保を試みているが低温での接着性については言及されていない。一般的にシリコーン化合物については、低温での運動性を確保する構造を取るほど、逆に表面エネルギーが低くなるため必要な接着力の確保が難しいため、エポキシ組成物へのシリコーン化合物の導入による低温接着への適用は一般的にはほとんどなされていない。 Patent Document 1 attempts to ensure heat resistance and adhesiveness by using various silicone structures such as silsesquioxane, but does not mention adhesiveness at low temperatures. Generally speaking, the more silicone compounds have a structure that ensures mobility at low temperatures, the lower their surface energy becomes, making it difficult to secure the necessary adhesive strength. In general, it is rarely applied to adhesives.
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の課題は、低温接着性の確保が難しいエポキシ樹脂組成物において、低温接着性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art described above. That is, an object of the present invention is to provide an epoxy resin composition that has excellent low-temperature adhesion in an epoxy resin composition in which it is difficult to ensure low-temperature adhesion.
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、低温接着性の確保が難しいエポキシ樹脂組成物において、シリコーン化合物特有の優れた低温特性を、接着において必要な表面エネルギーを確保しつつ、エポキシ樹脂に取り込むことができるように、D単
位を含む鎖状のシリコーン構造の末端にエポキシ基を含む有機基が結合したエポキシ変性シリコーン化合物を用いることで、特異的に低温接着性が向上することを見出し、発明の完成に至った。
即ち、本発明の要旨は以下の[1]~[16]に存する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors found that in epoxy resin compositions in which low-temperature adhesion is difficult to secure, the excellent low-temperature properties unique to silicone compounds can be achieved while ensuring the surface energy necessary for adhesion. By using an epoxy-modified silicone compound in which an organic group containing an epoxy group is bonded to the end of a chain silicone structure containing a D unit so that it can be incorporated into an epoxy resin, low-temperature adhesion properties can be specifically improved. This discovery led to the completion of the invention.
That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [16].
[1](A)エポキシ化合物、(B)接着助剤及び(C)D単位を含む鎖状のシリコーンの末端のいずれかにエポキシ基を含む有機基が結合したエポキシ変性シリコーン、を含有する、エポキシ樹脂組成物。
[2]前記エポキシ基を含む有機基が、芳香族エポキシ基及び/又は脂肪族エポキシ基である、[1]に記載のエポキシ樹脂組成物。
[3]前記(C)エポキシ変性シリコーンが式(1)で表される、[1]又は[2]に記載のエポキシ樹脂組成物。
(式(1)中、mは1以上の整数を表す。nはそれぞれ1以上の整数を表す。R1及びR2は、それぞれ独立して、アルキル基又は芳香族基を表す。また、R3及びR4は、それぞれ独立して、ヒドロキシフェニル基、カルビノール基、カルボキシ基、アミノ基、及びメルカプト基からなる群から選ばれるエポキシ反応性官能基に由来する連結基を表す。)[4]前記R1及びR2は、メチル基である、[3]に記載のエポキシ樹脂組成物。
[5]前記(B)接着助剤が、カルボキシ基、ヒドロキシフェニル基、カルビノール基、アミノ基及びメルカプト基からなる群から選ばれる1種以上の末端基を有するブタジエンニトリルゴム及び/又はブタジエンゴムを含む、[1]~[4]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
[6]前記(C)エポキシ変性シリコーンのエポキシ当量が1500~5000g/当量の範囲である、[1]~[5]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
[7]前記(A)エポキシ化合物100質量部に対して、前記(C)エポキシ変性シリコーンを2~20質量部含有する、[1]~[6]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
[8]更に、カップリング剤、難燃性剤、酸化防止剤、光安定剤、可塑剤、反応希釈剤、顔料、無機充填材及び有機充填材からなる群から選ばれる1種以上の添加剤を含有する、[1]~[7]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
[9][1]~[8]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物と(D)硬化剤とを含有する、硬化性樹脂組成物。
[10]前記(D)硬化剤が、多官能フェノール類、ポリイソシアネート系化合物、アミン系化合物、酸無水物系化合物、イミダゾール系化合物、アミド系化合物、メルカプタン系化合物、カチオン重合開始剤、有機ホスフィン類、有機ホスホニウム塩、及びテトラフェニルボロン塩からなる群から選ばれる少なくとも1種以上である、[9]に記載の硬化性樹脂組成物。
[11]前記(A)エポキシ化合物100質量部に対して、前記(D)硬化剤を0.1~1000質量部含有する、[9]又は[10]に記載の硬化性樹脂組成物。
[12]更に、硬化促進剤(但し、硬化剤に該当するものは除く)を含有する、[9]~[11]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
[13][9]~[12]のいずれかに記載の硬化性組成物を硬化してなる、硬化物。
[14]被接着体と、他の被接着体とが、[13]に記載の硬化物を介して接着されてい
る、接着構造体。
[15]T型剥離試験(-30℃)において、前記被接着体と、他の被接着体との間の平均剥離強度が170N以上、最大剥離強度が430N以上である[14]に記載の接着構造体。
[16]式(1)で表されるエポキシ変性シリコーンからなる接着性付与剤。
(式(1)中、mは1以上の整数を表す。nはそれぞれ1以上の整数を表す。R1及びR2は、それぞれ独立して、アルキル基又は芳香族基を表す。R3及びR4は、それぞれ独立して、ヒドロキシフェニル基、カルビノール基、カルボキシ基、アミノ基及びメルカプト基からなる群から選ばれるエポキシ反応性官能基に由来する連結基を表す。)
[1] Contains (A) an epoxy compound, (B) an adhesion aid, and (C) an epoxy-modified silicone in which an organic group containing an epoxy group is bonded to one of the ends of a chain silicone containing D units. Epoxy resin composition.
[2] The epoxy resin composition according to [1], wherein the organic group containing an epoxy group is an aromatic epoxy group and/or an aliphatic epoxy group.
[3] The epoxy resin composition according to [1] or [2], wherein the epoxy-modified silicone (C) is represented by formula (1).
(In formula (1), m represents an integer of 1 or more. n each represents an integer of 1 or more. R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group or an aromatic group. 3 and R4 each independently represent a linking group derived from an epoxy-reactive functional group selected from the group consisting of a hydroxyphenyl group, a carbinol group, a carboxy group, an amino group, and a mercapto group.) [4 ] The epoxy resin composition according to [3], wherein R 1 and R 2 are methyl groups.
[5] Butadiene nitrile rubber and/or butadiene rubber in which the adhesion aid (B) has one or more terminal groups selected from the group consisting of a carboxy group, a hydroxyphenyl group, a carbinol group, an amino group, and a mercapto group. The epoxy resin composition according to any one of [1] to [4], comprising:
[6] The epoxy resin composition according to any one of [1] to [5], wherein the epoxy equivalent of the epoxy-modified silicone (C) is in the range of 1,500 to 5,000 g/equivalent.
[7] The epoxy resin composition according to any one of [1] to [6], which contains 2 to 20 parts by mass of the epoxy-modified silicone (C) based on 100 parts by mass of the epoxy compound (A).
[8] Furthermore, one or more additives selected from the group consisting of coupling agents, flame retardants, antioxidants, light stabilizers, plasticizers, reactive diluents, pigments, inorganic fillers, and organic fillers. The epoxy resin composition according to any one of [1] to [7], comprising:
[9] A curable resin composition containing the epoxy resin composition according to any one of [1] to [8] and (D) a curing agent.
[10] The curing agent (D) is a polyfunctional phenol, a polyisocyanate compound, an amine compound, an acid anhydride compound, an imidazole compound, an amide compound, a mercaptan compound, a cationic polymerization initiator, or an organic phosphine. The curable resin composition according to [9], wherein the curable resin composition is at least one selected from the group consisting of phosphonium salts, organic phosphonium salts, and tetraphenylboron salts.
[11] The curable resin composition according to [9] or [10], which contains 0.1 to 1000 parts by mass of the curing agent (D) based on 100 parts by mass of the epoxy compound (A).
[12] The curable resin composition according to any one of [9] to [11], further containing a curing accelerator (excluding those corresponding to curing agents).
[13] A cured product obtained by curing the curable composition according to any one of [9] to [12].
[14] An adhesive structure in which an object to be adhered and another object to be adhered are adhered via the cured product according to [13].
[15] In the T-peel test (-30°C), the average peel strength between the adherend and another adherend is 170N or more, and the maximum peel strength is 430N or more. Adhesive structure.
[16] An adhesion-imparting agent comprising an epoxy-modified silicone represented by formula (1).
(In formula (1), m represents an integer of 1 or more. n each represents an integer of 1 or more. R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group or an aromatic group. R 3 and R4 each independently represents a linking group derived from an epoxy-reactive functional group selected from the group consisting of a hydroxyphenyl group, a carbinol group, a carboxy group, an amino group, and a mercapto group.)
本発明により、低温接着性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供することができる。また、当該エポキシ樹脂組成物を含む硬化物、該硬化物により接着された接着構造体、を提供することができる。更に、特定の構造を有するエポキシ変性シリコーンは、接着性付与剤としての、新たな用途を提供することが期待される。 According to the present invention, it is possible to provide an epoxy resin composition with excellent low-temperature adhesive properties. Further, it is possible to provide a cured product containing the epoxy resin composition and an adhesive structure bonded by the cured product. Furthermore, epoxy-modified silicones with specific structures are expected to provide new uses as adhesion-imparting agents.
本発明の一形態は、(A)エポキシ化合物、(B)接着助剤及び(C)D単位を含む鎖状のシリコーンの末端のいずれかにエポキシ基を含む有機基が結合したエポキシ変性シリコーン(以下、単に(C)エポキシシリコーンとも称する。)、を含有する、エポキシ樹脂組成物である。(C)エポキシシリコーンは、D単位を含む鎖状のシリコーン構造を有することで低温においても分子運動が凍結することなく接着力を発揮することから、硬化物に対して優れた接着性を付与することができる。 One form of the present invention is an epoxy-modified silicone (A) an epoxy compound, (B) an adhesion aid, and (C) an epoxy-modified silicone in which an organic group containing an epoxy group is bonded to one of the terminals of a chain-like silicone containing D units. Hereinafter, it is an epoxy resin composition containing (also simply referred to as (C) epoxy silicone). (C) Epoxy silicone has a chain-like silicone structure containing D units and exhibits adhesive strength even at low temperatures without freezing of molecular motion, giving it excellent adhesiveness to cured products. be able to.
[(A)エポキシ化合物]
(A)エポキシ化合物とは、分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物である。分子内に2個のエポキシ基を有する2官能エポキシ化合物であってもよく、分子内に3個のエポキシ基を有する3官能エポキシ化合物であってもよい。好ましくは、2官能エポキシ化合物である。
[(A) Epoxy compound]
(A) The epoxy compound is a compound having two or more epoxy groups in the molecule. It may be a bifunctional epoxy compound having two epoxy groups in the molecule, or a trifunctional epoxy compound having three epoxy groups in the molecule. Preferably, it is a difunctional epoxy compound.
2官能エポキシ化合物(A)としては例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールEジグリシジルエーテル、ビスフェノールZジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、ビスフェノールアセトフェノンジグリシジルエーテル、ビスフェノールトリメチルシクロヘキサンジグリシジルエーテル、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールAジグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールFジグリシジルエーテル、テトラ-t-ブチルビスフェノールAジグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールSジグリシジルエーテル等のビスフェノール系ジグリシジルエーテル類;ビフェノールジグリシジルエーテル、テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル、ジメチルビフェノールジグリシジルエーテル、テトラ-t-ブチルビフェノールジグリシジルエーテル等のビフェノール系ジグリシジルエーテル類;ハイドロキノンジグリシジルエーテル、ジヒドロアントラセンジグリシジル
エーテル、メチルハイドロキノンジグリシジルエーテル、ジブチルハイドロキノンジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、メチルレゾルシンジグリシジルエーテル等のベンゼンジオール系ジグリシジルエーテル類;ジヒドロアントラハイドロキノンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシジフェニルエーテルジグリシジルエーテル、チオジフェノールジグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル等の芳香族系ジグリシジルエーテル類;前記ビスフェノール系ジグリシジルエーテル類、ビフェノール系ジグリシジルエーテル類、ベンゼンジオール系ジグリシジルエーテル類及び芳香族系ジグリシジルエーテル類から選ばれるジグリシジルエーテル類の芳香環に水素を添加したエポキシ化合物;アジピン酸、コハク酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、ダイマー酸等の種々のカルボン酸類と、エピハロヒドリンとから製造されるエポキシ樹脂;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,5-ペンタンジオールジグリシジルエーテル、ポリペンタメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,7-ヘプタンジオールジグリシジルエーテル、ポリヘプタメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,8-オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,10-デカンジオールジグリシジルエーテル、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールジグリシジルエーテル等の鎖状構造のみからなる(ポリ)アルキレングリコールジグリシジルエーテル類;1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル等の環状構造を有するアルキレングリコールジグリシジルエーテル類等が挙げられる。
Examples of the bifunctional epoxy compound (A) include bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol E diglycidyl ether, bisphenol Z diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, bisphenol AD diglycidyl ether, and bisphenol acetophenone diglycidyl ether. Glycidyl ether, bisphenol trimethylcyclohexane diglycidyl ether, bisphenol fluorene diglycidyl ether, tetramethylbisphenol A diglycidyl ether, tetramethylbisphenol F diglycidyl ether, tetra-t-butylbisphenol A diglycidyl ether, tetramethylbisphenol S diglycidyl ether Biphenol diglycidyl ethers such as biphenol diglycidyl ether, tetramethylbiphenol diglycidyl ether, dimethylbiphenol diglycidyl ether, tetra-t-butylbiphenol diglycidyl ether; hydroquinone diglycidyl ether, Benzenediol diglycidyl ethers such as dihydroanthracene diglycidyl ether, methylhydroquinone diglycidyl ether, dibutylhydroquinone diglycidyl ether, resorcin diglycidyl ether, methylresorcin diglycidyl ether; dihydroanthrahydroquinone diglycidyl ether, dihydroxydiphenyl ether diglycidyl ether , thiodiphenol diglycidyl ether, dihydroxynaphthalene diglycidyl ether, and other aromatic diglycidyl ethers; Epoxy compounds with hydrogen added to the aromatic ring of diglycidyl ethers selected from glycidyl ethers; adipic acid, succinic acid, phthalic acid, tetrahydrophthalic acid, methylhexahydrophthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, biphenyl Epoxy resins produced from various carboxylic acids such as dicarboxylic acids and dimer acids, and epihalohydrin; ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, 1,4- Butanediol diglycidyl ether, polytetramethylene glycol diglycidyl ether, 1,5-pentanediol diglycidyl ether, polypentamethylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, polyhexamethylene glycol diglycidyl ether, 1,7-heptanediol diglycidyl ether, polyheptamethylene glycol diglycidyl ether, 1,8-octanediol diglycidyl ether, 1,10-decanediol diglycidyl ether, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol Examples include (poly)alkylene glycol diglycidyl ethers consisting only of a chain structure such as diglycidyl ether; alkylene glycol diglycidyl ethers having a cyclic structure such as 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether;
3官能以上のエポキシ化合物としては、例えば、以下のものが挙げられる。なお、以下の例示において、「・・・型エポキシ樹脂」とは、水酸基がグリシジルエーテル基で置換されたものをいう。即ち、例えば、「4,4’,4”-トリヒドロキシトリフェニルメタン型エポキシ樹脂」は、「4,4’,4”-トリヒドロキシトリフェニルメタン」の水酸基がグリシジルエーテルで置換されたものをさす。 Examples of trifunctional or more functional epoxy compounds include the following. In addition, in the following examples, "... type epoxy resin" refers to one in which the hydroxyl group is substituted with a glycidyl ether group. That is, for example, "4,4',4"-trihydroxytriphenylmethane type epoxy resin" is "4,4',4"-trihydroxytriphenylmethane whose hydroxyl group is substituted with glycidyl ether. As expected.
α,α-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-(4-ヒドロキシ―α,α-ジメチルベンジル)-エチルベンゼン型エポキシ樹脂、4,4’,4”-トリヒドロキシトリフェニルメタン型エポキシ樹脂、4,4’,4”-エチリジントリス(2-メチルフェノール)型エポキシ樹脂、4,4’-(2-ヒドロキシベンジリデン)ビス(2,3,6-トリメチルフェノール)型エポキシ樹脂、2,3,4-トリヒドロキシジフェニルメタン型エポキシ樹脂、2,4,6-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン型エポキシ樹脂、1,3,5-トリス(4-ヒドロキシフェニル)ベンゼン型エポキシ樹脂、1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン型エポキシ樹脂、4,4’-[1-[4-[1-(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビス(2-メチルフェノール)型エポキシ樹脂、2,6-ビス(4-ヒドロキシ―3,5-ジメチルベンジル)-4-メチルフェノール型エポキシ樹脂等の3官能エポキシ樹脂類;2,2’-メチレンビス[6-(2-ヒドロキシ-5-メチルベンジル)-p-クレゾール型エポキシ樹脂、4-[ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)メチル]ベンゼン-1,2-ジオール型エポキシ樹脂、1,1,2,2-テトラキス(p-ヒドロキシフェニル)エタン型エポキシ樹脂、α,α,α’,α”-テトラキス(4-ヒドロキシフェニル)-p-キシレン型エポキシ樹脂等の4官能エポキシ樹脂類;2,4,6-トリス[(4-ヒドロキシフェニル)メチル]-1,3-ベンゼンジオール型エポキシ樹脂等の5官能エポキシ樹脂類;ジアミノジフェニルメタン、アミノフェノール、キシレンジアミン等の種々のアミン化合物と、エピハロヒドリンとから製造されるエポキシ化合物;脂肪族ポリオールと、エピハロヒドリンから製造されるエポキシ化
合物;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、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フェノール変性キシレン型エポキシ樹脂や、これら種々のフェノール類と、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、グリオキザール等の種々のアルデヒド類との縮合反応で得られる多価フェノール樹脂類、重質油又はピッチ類とフェノール類とホルムアルデヒド類との共縮合樹脂等の各種のフェノール系化合物等を使用したエポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂類が挙げられる。
α,α-bis(4-hydroxyphenyl)-4-(4-hydroxy-α,α-dimethylbenzyl)-ethylbenzene type epoxy resin, 4,4',4''-trihydroxytriphenylmethane type epoxy resin, 4 , 4',4''-ethyridinetris(2-methylphenol) type epoxy resin, 4,4'-(2-hydroxybenzylidene)bis(2,3,6-trimethylphenol) type epoxy resin, 2,3, 4-trihydroxydiphenylmethane type epoxy resin, 2,4,6-tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triazine type epoxy resin, 1,3,5-tris(4-hydroxyphenyl)benzene type epoxy Resin, 1,1,1-tris(4-hydroxyphenyl)ethane type epoxy resin, 4,4'-[1-[4-[1-(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)-1-methyl Trifunctional epoxy resins such as ethyl]phenyl]ethylidene]bis(2-methylphenol) type epoxy resin, 2,6-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylbenzyl)-4-methylphenol type epoxy resin; 2,2'-methylenebis[6-(2-hydroxy-5-methylbenzyl)-p-cresol type epoxy resin, 4-[bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)methyl]benzene-1,2-diol type epoxy resin, 1,1,2,2-tetrakis(p-hydroxyphenyl)ethane type epoxy resin, α,α,α',α”-tetrakis(4-hydroxyphenyl)-p-xylene type epoxy resin, etc. Tetrafunctional epoxy resins; Pentafunctional epoxy resins such as 2,4,6-tris[(4-hydroxyphenyl)methyl]-1,3-benzenediol type epoxy resins; Diaminodiphenylmethane, aminophenol, xylene diamine, etc. Epoxy compounds manufactured from various amine compounds and epihalohydrin; Epoxy compounds manufactured from aliphatic polyols and epihalohydrin; phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, bisphenol A novolac type epoxy resin, naphthol novolac type epoxy resin Epoxy resins, phenol aralkyl type epoxy resins, biphenylaralkyl type epoxy resins, phenol-modified xylene type epoxy resins, and these various phenols obtained through condensation reactions with various aldehydes such as hydroxybenzaldehyde, crotonaldehyde, and glyoxal. Examples include polyfunctional epoxy resins such as epoxy resins using various phenolic compounds such as polyhydric phenol resins, heavy oils or co-condensed resins of pitches, phenols, and formaldehydes.
エポキシ化合物については、これらのうち、好ましくはビスフェノール系ジグリシジルエーテル類であり、中でもビスフェノールAジグリシジルエーテルがより好ましい。
また2官能エポキシ化合物および3官能以上のエポキシ化合物を1種または複数種を組み合わせて使用することもできる。
Among these epoxy compounds, bisphenol diglycidyl ethers are preferred, and bisphenol A diglycidyl ether is more preferred.
Further, one kind or a combination of two or more kinds of bifunctional epoxy compounds and trifunctional or more functional epoxy compounds can also be used.
[(B)接着助剤]
(B)接着助剤は、エポキシ樹脂組成物の接着性を向上させるために配合する化合物である。エポキシ樹脂組成物に配合して、その接着性を向上させることができれば特に限定されないが、カルボキシ基、ヒドロキシフェニル基、カルビノール基、アミノ基及びメルカプト基からなる群から選ばれる1種以上の末端基を有するブタジエンニトリルゴム及び/又はブタジエンゴムであることが、低温接着性の観点から好ましい。
このうち、カルボキシル末端ブタジエンニトリルゴムが、より好ましい。カルボキシル末端ブタジエンニトリルゴムは下記式(2)で表されるように、ポリブタジエンユニットとポリアクリロニトリルユニットの共重合ポリマーであって、両末端にカルボキシル構造を有するエラストマーである。カルボキシル末端については、さらにエポキシ基などの反応性基を有するユニットを付加したものであってもよい。
[(B) Adhesion aid]
(B) The adhesion aid is a compound added to improve the adhesiveness of the epoxy resin composition. One or more types of terminals selected from the group consisting of a carboxy group, a hydroxyphenyl group, a carbinol group, an amino group, and a mercapto group are not particularly limited as long as they can be blended into the epoxy resin composition to improve its adhesive properties. Butadiene nitrile rubber and/or butadiene rubber having groups are preferable from the viewpoint of low-temperature adhesion.
Among these, carboxyl-terminated butadiene nitrile rubber is more preferred. Carboxyl-terminated butadiene nitrile rubber, as represented by the following formula (2), is a copolymer of polybutadiene units and polyacrylonitrile units, and is an elastomer having carboxyl structures at both ends. As for the carboxyl terminal, a unit having a reactive group such as an epoxy group may be added thereto.
式(2)中、pは1以上の整数を表し、qは1以上の整数を表す。R5およびR6は独立してカルボキシル基、ヒドロキシフェニル基、カルビノール基などの水酸基含有基、アミノ基、及びメルカプト基からなる群より選ばれる1種または2種のエポキシ反応性官能基を有する1価の有機基を表す。
In formula (2), p represents an integer of 1 or more, and q represents an integer of 1 or more. R 5 and R 6 independently have one or two epoxy-reactive functional groups selected from the group consisting of a carboxyl group, a hydroxyl group-containing group such as a hydroxyphenyl group, a carbinol group, an amino group, and a mercapto group. Represents a monovalent organic group.
(B)接着助剤の配合量は特に限定されるものではなく、エポキシ樹脂組成物を用いた接着用途により適宜設定されるが、(A)エポキシ化合物100質量部に対して、通常5質量部以上であり、10質量部以上であることが好ましく、また通常95質量部以下であり、80質量部以下であることが好ましい。 (B) The blending amount of the adhesion aid is not particularly limited, and is appropriately set depending on the adhesive application using the epoxy resin composition, but is usually 5 parts by mass per 100 parts by mass of the epoxy compound (A). The content is preferably 10 parts by mass or more, and usually 95 parts by mass or less, preferably 80 parts by mass or less.
[(C)エポキシ変性シリコーン]
(C)エポキシ変性シリコーンは、D単位を含む鎖状のシリコーンの末端のいずれかに、エポキシ基を含む有機基が結合した化合物である。D単位を含む鎖状のシリコーンユニットを有することで、低温においても分子運動が凍結することなく接着力を発揮することから、硬化物に対して優れた接着性を付与することができる。
[(C) Epoxy-modified silicone]
(C) Epoxy-modified silicone is a compound in which an organic group containing an epoxy group is bonded to either end of a chain silicone containing a D unit. By having a chain-like silicone unit containing a D unit, adhesive force is exhibited without freezing of molecular motion even at low temperatures, and therefore excellent adhesiveness can be imparted to the cured product.
(C)エポキシ変性シリコーン中、鎖状のシリコーンユニットはD単位のシリコーンを含んでいればよいが、低温接着性の観点から、全シリコーンユニット中においてD単位が50モル%以上であることが好ましく、80モル%以上であることがより好ましく、100モル%であることがより好ましい。また、鎖状のシリコーンユニットは、直鎖であってもよく、分岐があってもよいが、直鎖のシリコーンであることが好ましい。 (C) In the epoxy-modified silicone, the chain silicone unit may contain D unit silicone, but from the viewpoint of low-temperature adhesion, it is preferable that the D unit account for 50 mol% or more in all silicone units. , more preferably 80 mol% or more, and more preferably 100 mol%. Further, the chain silicone unit may be linear or branched, but is preferably a linear silicone.
(C)エポキシ変性シリコーン中、エポキシ基を含む有機基は、エポキシ基を含む有機基であればよいが、芳香族エポキシ基及び/又は脂肪族エポキシ基であることが、低温の接着強度の向上の観点から好ましい。 (C) The organic group containing an epoxy group in the epoxy-modified silicone may be any organic group containing an epoxy group, but aromatic epoxy groups and/or aliphatic epoxy groups improve adhesive strength at low temperatures. preferred from the viewpoint of
(C)エポキシ変性シリコーンは、以下の式(1)で表されることが好ましい。
式(1)中、mは1以上の整数を表す。nはそれぞれ1以上の整数を表し、複数のnは同じであってもよく、異なっていてもよい。R1及びR2は、それぞれ独立して、アルキル基、または、芳香族性基を表す。このうち、R1及びR2のうち少なくとも1つがアルキル基であることが好ましく、アルキル基の中でも、炭素数1~4のアルキル基がより好ましく、メチル基であることが更により好ましい。また、R1とR2が共にアルキル基であることがより好ましい。
また、R3およびR4は独立してヒドロキシフェニル基、カルビノール基、カルボキシ基、アミノ基、及びメルカプト基からなる群から選ばれるエポキシ反応性官能基に由来する連結基を表す。
In formula (1), m represents an integer of 1 or more. Each n represents an integer of 1 or more, and multiple n's may be the same or different. R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group or an aromatic group. Among these, at least one of R 1 and R 2 is preferably an alkyl group, and among the alkyl groups, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and a methyl group is even more preferable. Moreover, it is more preferable that both R 1 and R 2 are alkyl groups.
Further, R 3 and R 4 independently represent a linking group derived from an epoxy-reactive functional group selected from the group consisting of a hydroxyphenyl group, a carbinol group, a carboxy group, an amino group, and a mercapto group.
式(1)において、mは、平均として、通常3以上、好ましくは10以上であり、また、通常100以下、好ましくは50以下である。mがこの範囲内にあることで、エポキシ樹脂組成物への相溶性が良好であり、充分な低温接着性が得られる。
式(1)中、nはそれぞれ0以上の整数を表す。nは平均として好ましくは0以上であり、また、好ましくは50以下である。nがこの範囲内にあることで、エポキシ変性シリコーン自体の流動性が良好となり、エポキシ樹脂組成物の作製が容易になる。
In formula (1), m is usually 3 or more, preferably 10 or more on average, and usually 100 or less, preferably 50 or less. When m is within this range, compatibility with the epoxy resin composition is good, and sufficient low-temperature adhesiveness can be obtained.
In formula (1), each n represents an integer of 0 or more. On average, n is preferably 0 or more, and preferably 50 or less. When n is within this range, the epoxy-modified silicone itself has good fluidity, and the epoxy resin composition can be easily produced.
[エポキシ当量]
(C)エポキシ変性シリコーンのエポキシ当量は、JIS K7236により測定された値で、500~10,000g/eqであることが好ましく、1500~5,000g/eqであることがより好ましく、1500~4500g/eqであることが特に好ましい。(C)エポキシ変性シリコーンのエポキシ当量が上記範囲内であることによって、これを含むエポキシ樹脂組成物の作製の容易性、およびエポキシ樹脂組成物のハンドリングに優れ、また硬化処理後の硬化物は、低温接着性に優れたモルフォロジーをとることができる。
[Epoxy equivalent]
(C) The epoxy equivalent of the epoxy-modified silicone is a value measured according to JIS K7236, and is preferably 500 to 10,000 g/eq, more preferably 1500 to 5,000 g/eq, and 1500 to 4500 g /eq is particularly preferred. (C) When the epoxy equivalent of the epoxy-modified silicone is within the above range, the epoxy resin composition containing it is easy to prepare and the epoxy resin composition is excellent in handling, and the cured product after curing treatment is It can take on a morphology with excellent low-temperature adhesion.
(C)エポキシ変性シリコーンの配合量は特に限定されるものではなく、エポキシ樹脂組成物を用いた接着用途により適宜設定されるが、(A)エポキシ化合物100質量部に対して、通常2質量部以上であり、5質量部以上であることが好ましく、また通常20質量部以下であり、15質量部以下であることが好ましい。 (C) The amount of epoxy-modified silicone is not particularly limited, and is set appropriately depending on the adhesive application using the epoxy resin composition, but is usually 2 parts by mass per 100 parts by mass of (A) epoxy compound. The content is preferably 5 parts by mass or more, and usually 20 parts by mass or less, preferably 15 parts by mass or less.
[(C)エポキシ変性シリコーンの製造方法]
(C)エポキシ変性シリコーンの製造方法は特に限定されず、公知の方法を用いて合成することができる。
[(C) Method for producing epoxy-modified silicone]
(C) The method for producing epoxy-modified silicone is not particularly limited, and it can be synthesized using a known method.
〔エポキシ樹脂組成物の製造方法〕
エポキシ樹脂組成物の製造方法は、上記(A)エポキシ化合物、(B)接着助剤及び(C)D単位を含む鎖状のシリコーンの末端のいずれかにエポキシ基を含む有機基が結合したエポキシ変性シリコーン、を混錬することで、得ることができる。
また、この際に、通常は硬化剤を配合させることで、硬化性樹脂組成物とすることができる。
[Method for producing epoxy resin composition]
The method for producing an epoxy resin composition includes (A) an epoxy compound, (B) an adhesion aid, and (C) an epoxy resin composition in which an organic group containing an epoxy group is bonded to one of the terminals of a chain silicone containing D units. It can be obtained by kneading modified silicone.
Further, at this time, a curable resin composition can be obtained by usually adding a curing agent.
[硬化剤]
硬化性樹脂組成物に含有させる(D)硬化剤は、エポキシ化合物のエポキシ基間の架橋反応及び/又は鎖長延長反応に寄与する物質である。なお、本明細書においては通常、「硬化促進剤」と呼ばれるものであってもエポキシ化合物のエポキシ基間の架橋反応及び/又は鎖長延長反応に寄与する物質であれば、硬化剤とみなすこととする。
[Curing agent]
The curing agent (D) contained in the curable resin composition is a substance that contributes to the crosslinking reaction and/or chain extension reaction between the epoxy groups of the epoxy compound. In addition, in this specification, even if it is normally called a "curing accelerator", if it is a substance that contributes to the crosslinking reaction and/or chain lengthening reaction between the epoxy groups of the epoxy compound, it is considered to be a curing agent. shall be.
(D)硬化剤としては、多官能フェノール類、ポリイソシアネート系化合物、アミン系化合物、酸無水物系化合物、イミダゾール系化合物、アミド系化合物、カチオン重合開始剤、有機ホスフィン類、有機ホスホニウム塩、及びテトラフェニルボロン塩からなる群のうちの少なくとも1つを用いることが好ましい。 (D) Curing agents include polyfunctional phenols, polyisocyanate compounds, amine compounds, acid anhydride compounds, imidazole compounds, amide compounds, cationic polymerization initiators, organic phosphines, organic phosphonium salts, and Preferably, at least one of the group consisting of tetraphenylboron salts is used.
多官能フェノール類の例としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビスフェノールB、ビスフェノールAD、ビスフェノールZ、テトラブロモビスフェノールA等のビスフェノール類、4,4’-ビフェノール、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ビフェノール等のビフェノール類;カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、ジヒドロキシナフタレン類;及びこれらの化合物の芳香環に結合した水素原子がハロゲン基、アルキル基、アリール基、エーテル基、エステル基、硫黄、リン、珪素等のヘテロ元素を含む有機置換基等の非妨害性置換基で置換されたもの等が挙げられる。
更に、これらのフェノール類やフェノール、クレゾール、アルキルフェノール等の単官能フェノール類とアルデヒド類の重縮合物であるノボラック類、レゾール類等が挙げられる。
Examples of polyfunctional phenols include bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, bisphenol B, bisphenol AD, bisphenol Z, and tetrabromobisphenol A, 4,4'-biphenol, 3,3',5, Biphenols such as 5'-tetramethyl-4,4'-biphenol; catechol, resorcinol, hydroquinone, dihydroxynaphthalenes; and hydrogen atoms bonded to the aromatic rings of these compounds are halogen groups, alkyl groups, aryl groups, and ethers. Examples include those substituted with non-interfering substituents such as groups, ester groups, and organic substituents containing hetero elements such as sulfur, phosphorus, and silicon.
Further examples include novolaks, resols, etc., which are polycondensates of these phenols, monofunctional phenols such as phenol, cresol, and alkylphenol, and aldehydes.
ポリイソシアネート系化合物の例としては、トリレンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等のポリイソシアネート化合物が挙げられる。更に、これらのポリイソシアネート化合物と、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、水等の活性水素原子を少なくとも2個有する化合物との反応により得られるポリイソシアネート化合物、又は前記のポリイソシアネート化合物の3~5量体等を挙げることができる。 Examples of polyisocyanate compounds include tolylene diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, Examples include polyisocyanate compounds such as lysine triisocyanate. Furthermore, a polyisocyanate compound obtained by reacting these polyisocyanate compounds with a compound having at least two active hydrogen atoms such as an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or water, or 3 to 5 amounts of the above polyisocyanate compound. Examples include the body.
アミン系化合物の例としては、脂肪族の一級、二級、三級アミン、芳香族の一級、二級、三級アミン、環状アミン、グアニジン類、尿素誘導体等があり、具体的には、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、メタキシレンジアミン、ジシアンジアミド、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-7-ウンデセン、1,5-ジアザビシクロ(4,3,0)-5-ノネン、ジメチル尿素、グアニル尿素等が挙げられる。 Examples of amine compounds include aliphatic primary, secondary, and tertiary amines, aromatic primary, secondary, and tertiary amines, cyclic amines, guanidines, and urea derivatives. Ethylene tetramine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl ether, metaxylene diamine, dicyandiamide, 1,8-diazabicyclo(5,4,0)-7-undecene, 1,5-diazabicyclo(4,3,0)-5-nonene, dimethyl Examples include urea and guanylurea.
酸無水物系化合物の例としては、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水マレイン酸と不飽和化合物の縮合物等が挙げられる。 Examples of acid anhydride compounds include phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, and condensates of maleic anhydride and unsaturated compounds.
イミダゾール系化合物の例としては、1-イソブチル-2-メチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等が挙げられる。なお、イミダゾール系化合物は後述する硬化促進剤としての機能も果たすが、本明細書においては硬化剤に分類するものとする。 Examples of imidazole compounds include 1-isobutyl-2-methylimidazole, 2-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, benzimidazole, etc. It will be done. Although the imidazole compound also functions as a curing accelerator, which will be described later, it is classified as a curing agent in this specification.
アミド系化合物の例としては、ジシアンジアミド及びその誘導体、ポリアミド樹脂等が挙げられる。 Examples of amide compounds include dicyandiamide and derivatives thereof, polyamide resins, and the like.
カチオン重合開始剤は、熱又は活性エネルギー線照射によってカチオンを発生するものであり、芳香族オニウム塩等が挙げられる。具体的には、SbF6 -、BF4 -、AsF6 -、PF6 -、CF3SO3 2-、B(C6F5)4 -等のアニオン成分とヨウ素、硫黄、窒素、リン等の原子を含む芳香族カチオン成分とからなる化合物等が挙げられる。 The cationic polymerization initiator is one that generates cations by heat or active energy ray irradiation, and includes aromatic onium salts and the like. Specifically, anion components such as SbF 6 - , BF 4 - , AsF 6 - , PF 6 - , CF 3 SO 3 2- , B(C 6 F 5 ) 4 - and iodine, sulfur, nitrogen, phosphorus, etc. Examples include compounds consisting of an aromatic cation component containing an atom of
有機ホスフィン類の例としては、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフイン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等が挙げられる。
有機ホスホニウム塩の例としては、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・エチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホニウム・テトラブチルボレート等が挙げられる。
テトラフェニルボロン塩の例としては、2-エチル-4-メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N-メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等が挙げられる。
Examples of organic phosphine include tributylphosphine, methyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, diphenylphosphine, phenylphosphine, and the like.
Examples of organic phosphonium salts include tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium ethyltriphenylborate, and tetrabutylphosphonium tetrabutylborate.
Examples of tetraphenylboron salts include 2-ethyl-4-methylimidazole tetraphenylborate, N-methylmorpholine tetraphenylborate, and the like.
以上に挙げた硬化剤の他、有機酸ジヒドラジド、ハロゲン化ホウ素アミン錯体等も硬化剤として用いることができる。
上記の硬化剤のうち、潜在性を有するジシアンジアミドが好適に用いられるが、各々1種を用いてもよく、同種又は異種のものを2種以上組み合わせて用いてもよい。
(D)硬化剤の配合量は特に限定されるものではなく、(A)エポキシ化合物100質量部に対して、通常0.1質量部以上であり、0.5質量部以上であることが好ましく、また通常1000質量部以下であり、500質量部以下であることが好ましい。
In addition to the curing agents listed above, organic acid dihydrazides, halogenated boron amine complexes, and the like can also be used as curing agents.
Among the above curing agents, latent dicyandiamide is preferably used, but each may be used alone, or two or more of the same or different types may be used in combination.
The amount of the curing agent (D) is not particularly limited, and is usually at least 0.1 part by mass, preferably at least 0.5 part by mass, based on 100 parts by mass of the epoxy compound (A). , and usually 1000 parts by mass or less, preferably 500 parts by mass or less.
硬化剤として多官能フェノール類、アミン系化合物、酸無水物系化合物を用いる場合は、エポキシ樹脂組成物中の全エポキシ基に対する硬化剤中の官能基(多官能フェノール類の水酸基、アミン系化合物のアミノ基又は酸無水物系化合物の酸無水物基)の当量比で0.8~1.5の範囲となるように用いることが好ましい。ポリイソシアネート系化合物を用いる場合、エポキシ樹脂組成物中の水酸基数に対してポリイソシアネート系化合物中のイソシアネート基数が、当量比で1:0.01~1:1.5の範囲で用いることが好ましい。イミダゾール系化合物を用いる場合、エポキシ樹脂組成物中の固形分としての全エポキシ樹脂成分100質量部に対して0.5~10質量部の範囲で用いることが好ましい。アミド系化合物を用いる場合、エポキシ樹脂組成物中の固形分としての全エポキシ樹脂成分とアミド系化合物との合計量に対して0.1~20質量%の範囲で用いることが好ましい。カチオン重合開始剤を用いる場合、エポキシ樹脂組成物中の固形分としての全エポキシ樹脂成分100質量部に対し、0.01~15質量部の範囲で用いることが好ましい。有機ホスフィン類を用いる場合、エポキシ樹脂組成物中の固形分としての全エポキシ樹脂成分と有機ホスフィン類との合計量に対して0.1~20質量%の範囲で用いることが好ましい。 When using polyfunctional phenols, amine compounds, or acid anhydride compounds as a curing agent, the functional groups in the curing agent (hydroxyl groups of polyfunctional phenols, hydroxyl groups of amine compounds, It is preferable that the equivalent ratio of the amino group or the acid anhydride group of the acid anhydride compound is in the range of 0.8 to 1.5. When using a polyisocyanate compound, it is preferable to use it in an equivalent ratio of the number of isocyanate groups in the polyisocyanate compound to the number of hydroxyl groups in the epoxy resin composition in the range of 1:0.01 to 1:1.5. . When an imidazole compound is used, it is preferably used in an amount of 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total epoxy resin component as solid content in the epoxy resin composition. When an amide compound is used, it is preferably used in an amount of 0.1 to 20% by mass based on the total amount of all epoxy resin components and the amide compound as solid content in the epoxy resin composition. When using a cationic polymerization initiator, it is preferably used in an amount of 0.01 to 15 parts by mass based on 100 parts by mass of all epoxy resin components as solid content in the epoxy resin composition. When organic phosphines are used, they are preferably used in an amount of 0.1 to 20% by mass based on the total amount of all epoxy resin components and organic phosphines as solids in the epoxy resin composition.
[その他の成分]
硬化性樹脂組成物には、以上に挙げた成分の他にその他の成分を含有することができる。その他の成分としては例えば、硬化促進剤(ただし、前記硬化剤に該当するものを除く。)、カップリング剤、難燃剤、酸化防止剤、光安定剤、可塑剤、反応性希釈剤、顔料、無機充填材、有機充填材等が挙げられる。以上に挙げたその他の成分は硬化性樹脂組成物の所望の物性により適宜組み合わせて用いることができる。
その他の成分については、本発明の硬化を阻害しない範囲で含有させることができるが、その含有量は、(A)エポキシ化合物100質量部に対し、通常10質量部以下であり、5質量部以下であることが好ましい。
[Other ingredients]
The curable resin composition can contain other components in addition to the components listed above. Other components include, for example, curing accelerators (excluding those that fall under the above-mentioned curing agents), coupling agents, flame retardants, antioxidants, light stabilizers, plasticizers, reactive diluents, pigments, Examples include inorganic fillers and organic fillers. The other components listed above can be used in appropriate combinations depending on the desired physical properties of the curable resin composition.
Other components can be contained within a range that does not inhibit the curing of the present invention, but the content is usually 10 parts by mass or less, and 5 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of (A) epoxy compound. It is preferable that
[硬化物〕
硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、硬化物を得ることができる。ここでいう「硬化」とは熱及び/又は光等によりエポキシ化合物を意図的に硬化させることを意味するものであり、その硬化の程度は所望の物性、用途により制御すればよい。
硬化物とする際の硬化性樹脂組成物の硬化方法は、硬化性樹脂組成物中の配合成分や配合量、配合物の形状によっても異なるが、通常、50~200℃で5秒~180分の加熱条件が挙げられる。
[Cured product]
A cured product can be obtained by curing the curable resin composition. "Curing" here means intentionally curing the epoxy compound by heat and/or light, and the degree of curing may be controlled depending on the desired physical properties and use.
The method for curing the curable resin composition to form a cured product varies depending on the components and amounts contained in the curable resin composition, and the shape of the compound, but is usually at 50 to 200°C for 5 seconds to 180 minutes. The heating conditions include:
[用途]
エポキシ樹脂組成物を含む硬化性樹脂組成物は、特に低温で優れた接着性を有することから、自動車、船舶、航空、宇宙、土木、建築分野等の広範な分野において、各種金属部材、炭素繊維あるいはガラス繊維強化樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂の同種あるいは異種を接合するのに用いられる構造用接着剤として好適に使用することができ、とりわけ自動車構造用接着剤として好適に使用することができる。また、硬化性樹脂組成物は各種塗料、各種接着剤、各種成形品等の用途にも用いることができる。
[Application]
Curable resin compositions containing epoxy resin compositions have excellent adhesion, especially at low temperatures, and are therefore used in a wide range of fields such as automobiles, ships, aviation, space, civil engineering, and architecture, for various metal parts, carbon fibers, etc. Alternatively, it can be suitably used as a structural adhesive used to join the same or different types of glass fiber reinforced resins, thermoplastic resins, and curable resins, and is especially suitable as an automotive structural adhesive. can. Furthermore, the curable resin composition can be used for various paints, various adhesives, various molded products, and the like.
[接着構造体]
上記硬化性樹脂組成物を接着剤として用いることで、被接着体と、他の被接着体とが、上記硬化性樹脂組成物の硬化物を介して接着されている、接着構造体を得ることができる。
上記硬化性樹脂組成物により接着された接着構造体は、被接着体と、他の被接着体との間の平均剥離強度が170N以上であることが好ましく、最大剥離強度が430N以上であることが好ましい。
平均剥離強度及び最大剥離強度は、引張試験機によるT型剥離試験により測定した剥離強度であり、その方法は、JIS K 6854に準じて行われる。
[Adhesive structure]
By using the above-mentioned curable resin composition as an adhesive, an adhesive structure is obtained in which an object to be adhered and another object to be adhered are adhered via a cured product of the above-mentioned curable resin composition. Can be done.
The bonded structure bonded with the above-mentioned curable resin composition preferably has an average peel strength of 170N or more between an object to be adhered and another object to be adhered, and a maximum peel strength of 430N or more. is preferred.
The average peel strength and the maximum peel strength are peel strengths measured by a T-peel test using a tensile tester, and the method is performed according to JIS K 6854.
[接着性付与剤]
本発明の別の形態は、式(1)で表されるエポキシ変性シリコーンからなる接着性付与剤である。
式(1)中、mは1以上の整数を表す。nはそれぞれ1以上の整数を表す。R1及びR2は、それぞれ独立して、アルキル基又は芳香族基を表す。R3及びR4は、それぞれ独立して、ヒドロキシフェニル基、カルビノール基、カルボキシ基、アミノ基及びメルカプ
ト基からなる群から選ばれるエポキシ反応性官能基に由来する連結基を表す。
[Adhesive agent]
Another embodiment of the present invention is an adhesion-imparting agent made of an epoxy-modified silicone represented by formula (1).
In formula (1), m represents an integer of 1 or more. Each n represents an integer of 1 or more. R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group or an aromatic group. R 3 and R 4 each independently represent a linking group derived from an epoxy-reactive functional group selected from the group consisting of a hydroxyphenyl group, a carbinol group, a carboxy group, an amino group, and a mercapto group.
式(1)で表されるエポキシ変性シリコーンは、エポキシ化合物を含む接着剤に対して、低温接着性を付与することができるものである。通常、エポキシ化合物100質量部に対して2~20質量部添加することで、その効果を発揮することができる。 The epoxy-modified silicone represented by formula (1) can impart low-temperature adhesive properties to adhesives containing epoxy compounds. Usually, the effect can be exhibited by adding 2 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the epoxy compound.
以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。
[(C)エポキシ変性シリコーン化合物の製造]
(製造例1)
温度計、滴下漏斗、撹拌機、窒素導入管、冷却管を有するセパラブルフラスコ反応器に、信越化学工業(株)製フェノール末端ポリジメチルシロキサンKF2201(水酸基当量) 40.0gおよび三菱ケミカル(株)製ビスフェノールA型エポキシ樹脂jER828US 9.6gを仕込み撹拌、120℃まで加温後、トリメチルアンモニウムクロリド0.60gを添加して1.5時間加熱撹拌を行った。得られたエポキシ変性シリコーン樹脂(C-1)は、エポキシ当量1979g/eqであった。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[(C) Production of epoxy-modified silicone compound]
(Manufacturing example 1)
In a separable flask reactor equipped with a thermometer, dropping funnel, stirrer, nitrogen inlet tube, and cooling tube, 40.0 g of phenol-terminated polydimethylsiloxane KF2201 (hydroxyl group equivalent) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and Mitsubishi Chemical Corporation were placed. After 9.6 g of bisphenol A type epoxy resin jER828US manufactured by J.D. Co., Ltd. was charged and stirred and heated to 120° C., 0.60 g of trimethylammonium chloride was added and the mixture was heated and stirred for 1.5 hours. The obtained epoxy modified silicone resin (C-1) had an epoxy equivalent weight of 1979 g/eq.
(製造例2)
製造例1と同様の操作にてエポキシ変性シリコーン樹脂の反応を行ったのち、さらに120℃にて、ビスフェノールA 11.9g、ビスフェノールA型エポキシ樹脂jER828US 19.2gを追加添加してさらに1.5時間加熱撹拌を行った。このビスフェノールAおよびビスフェノールA型エポキシ樹脂の追加添加および加熱撹拌をさらに1回繰り返し行った。得られたエポキシ変性シリコーン樹脂(C-2)は、エポキシ当量4307g/eq.であった。
(Manufacturing example 2)
After reacting the epoxy-modified silicone resin in the same manner as in Production Example 1, 11.9 g of bisphenol A and 19.2 g of bisphenol A type epoxy resin jER828US were added at 120° C. The mixture was heated and stirred for hours. This additional addition of bisphenol A and bisphenol A type epoxy resin and heating and stirring were repeated once more. The obtained epoxy modified silicone resin (C-2) had an epoxy equivalent of 4307 g/eq. Met.
(製造例3)
製造例1と同様の操作にてエポキシ変性シリコーン樹脂の反応を行ったのち、さらに120℃にて、ビスフェノールA 17.8g、ビスフェノールA型エポキシ樹脂jER828US 28.8gを追加添加してさらに1.5時間加熱撹拌を行った。このビスフェノールAおよびビスフェノールA型エポキシ樹脂の追加添加および加熱撹拌をさらに2回繰り返し行った。得られたエポキシ変性シリコーン樹脂(C-3)は、エポキシ当量5503g/eq.であった。
(Manufacturing example 3)
After reacting the epoxy-modified silicone resin in the same manner as in Production Example 1, 17.8 g of bisphenol A and 28.8 g of bisphenol A type epoxy resin jER828US were further added at 120°C to give an additional 1.5 g of epoxy resin. The mixture was heated and stirred for hours. This additional addition of bisphenol A and bisphenol A type epoxy resin and heating and stirring were repeated two more times. The obtained epoxy modified silicone resin (C-3) had an epoxy equivalent of 5503 g/eq. Met.
[エポキシ基含有シリコーン化合物からなる接着性組成物の作製および評価]
(実施例、比較例)
(A)エポキシ化合物としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル(株)製
jER828)、(D)硬化剤としてジシアンジアミド(三菱ケミカル(株)製 DICY15)、硬化促進剤として3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチルウレア(東京化成工業(株)製)、(B)接着助剤としてカルボキシル基末端ブタジエンニトリルゴム(ハンツマン社製 HyproCTBN)、ギャップ材として100μmシリカビーズ、および上記製造例1で製造した(C-1)エポキシ変性シリコーン樹脂を使用して、表1記載の組成にて70℃の湯浴中で混合して硬化性樹脂組成物を作製した。なお、ジシアンジアミドおよび3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチルウレアはそれぞれビスフェノールA型エポキシ樹脂とともに3本ロールミル(アイメックス(株)社製 BR-100V)にて事前混錬したものを使用した。
[Preparation and evaluation of adhesive composition composed of epoxy group-containing silicone compound]
(Example, comparative example)
(A) Bisphenol A epoxy resin (JER828 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as the epoxy compound, (D) Dicyandiamide (DICY15 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as the curing agent, and 3-(3,4-dichlorophenyl) as the curing accelerator. )-1,1-dimethylurea (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), (B) carboxyl group-terminated butadiene nitrile rubber (HyproCTBN, manufactured by Huntsman) as an adhesion aid, 100 μm silica beads as a gap material, and the above Production Example 1 Using the epoxy-modified silicone resin (C-1) produced in Table 1, a curable resin composition was prepared by mixing the composition shown in Table 1 in a water bath at 70°C. Note that dicyandiamide and 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea were each pre-kneaded with bisphenol A epoxy resin in a three-roll mill (BR-100V manufactured by Imex Corporation). used.
得られた硬化性樹脂組成物は、JIS K 6854に準拠して、被接着体として25mm幅のステンレス鋼板を使用して、それぞれ片面に硬化性樹脂組成物を塗布し、塗布面どうしを貼合した後、180℃×20分加熱硬化させたあと、23℃×50%RHにて1
2時間以上、状態調節を行ってT型剥離用試験片を作製した。
上記のT型剥離用試験片を使用して引張試験機によるT型剥離試験を23℃、-30℃各n=3にてそれぞれ実施した。はく離速度は毎分200mmとして、被着材をはく離するのに要した平均剥離力を測定した。結果を表1に示す。
The obtained curable resin composition was prepared in accordance with JIS K 6854 by applying the curable resin composition to one side of each 25 mm wide stainless steel plate as an adherend, and then bonding the coated surfaces together. After that, heat curing at 180℃ x 20 minutes, and then heat curing at 23℃ x 50% RH.
Conditions were adjusted for 2 hours or more to prepare a T-shaped peel test piece.
Using the above T-peel test piece, a T-peel test was conducted using a tensile tester at 23°C and -30°C, n=3. The peeling speed was set at 200 mm per minute, and the average peeling force required to peel off the adherend was measured. The results are shown in Table 1.
本発明のエポキシ樹脂及びそれを配合した本発明のエポキシ樹脂組成物は、特に低温で優れた接着性を有することから、自動車、船舶、航空、宇宙、土木、建築分野等の広範な分野において、各種金属部材、炭素繊維あるいはガラス繊維強化樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂の同種あるいは異種を接合するのに用いられる構造用接着剤として好適に使用することができ、とりわけ自動車構造用接着剤として好適に使用することができる。また、本発明の硬化性樹脂組成物は各種塗料、各種接着剤、各種成形品等の用途にも用いることができる。
The epoxy resin of the present invention and the epoxy resin composition of the present invention blended with the same have excellent adhesive properties, especially at low temperatures, and are therefore used in a wide range of fields such as automobiles, ships, aviation, space, civil engineering, and architecture. It can be suitably used as a structural adhesive used to join various metal parts, carbon fiber or glass fiber reinforced resins, thermoplastic resins, and hardening resins of the same type or different types.In particular, it can be used as a structural adhesive for automobiles. It can be suitably used. Furthermore, the curable resin composition of the present invention can be used for various paints, various adhesives, various molded products, and the like.
Claims (16)
(式(1)中、mは1以上の整数を表す。nはそれぞれ1以上の整数を表す。R1及びR2は、それぞれ独立して、アルキル基又は芳香族基を表す。また、R3及びR4は、それぞれ独立して、ヒドロキシフェニル基、カルビノール基、カルボキシ基、アミノ基、及びメルカプト基からなる群から選ばれるエポキシ反応性官能基に由来する連結基を表す。) The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the epoxy-modified silicone (C) is represented by formula (1).
(In formula (1), m represents an integer of 1 or more. n each represents an integer of 1 or more. R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group or an aromatic group. 3 and R4 each independently represent a linking group derived from an epoxy-reactive functional group selected from the group consisting of a hydroxyphenyl group, a carbinol group, a carboxy group, an amino group, and a mercapto group.)
0質量部含有する、請求項9に記載の硬化性樹脂組成物。 0.1 to 100 parts of the curing agent (D) to 100 parts by mass of the epoxy compound (A)
The curable resin composition according to claim 9, containing 0 parts by mass.
(式(1)中、mは1以上の整数を表す。nはそれぞれ1以上の整数を表す。R1及びR2は、それぞれ独立して、アルキル基又は芳香族基を表す。R3及びR4は、それぞれ独立して、ヒドロキシフェニル基、カルビノール基、カルボキシ基、アミノ基及びメルカプト基からなる群から選ばれるエポキシ反応性官能基に由来する連結基を表す。)
An adhesive agent consisting of an epoxy-modified silicone represented by formula (1).
(In formula (1), m represents an integer of 1 or more. n each represents an integer of 1 or more. R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group or an aromatic group. R 3 and R4 each independently represents a linking group derived from an epoxy-reactive functional group selected from the group consisting of a hydroxyphenyl group, a carbinol group, a carboxy group, an amino group, and a mercapto group.)
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