JP5433705B2 - 硬化性樹脂組成物およびその硬化物 - Google Patents
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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)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)。
一般に該シロキサン骨格を導入した樹脂はエポキシ樹脂よりも熱と光に対して安定であることが知られている。そのため、LED製品の封止材に適用した場合、LEDチップ上の着色という観点では、エポキシ樹脂よりも耐久性に優れると言われていた。しかし、シロキサン骨格を導入した樹脂類はエポキシ樹脂に比べ、耐ガス透過性に劣る。そのため、LED封止材としてシリコーン樹脂やシリコーン変性エポキシ樹脂を使用した場合には、LEDチップ上での着色は問題にならないものの、内部の構成部材の劣化、着色が起るという問題が生じている。特に生活環境の中で使用する場合、様々な化合物が浮遊しており、このような化合物が内部へ浸透することで不具合を生じさせるきっかけとなる。例えば照明用途に前記樹脂が用いられた場合、環境中のガス等がLEDの封止材を透過することで、LEDパッケージ内の構成部材である金属リードフレーム上にメッキされた銀成分(反射率を高めるために銀メッキが施されている)を変色または黒化させてしまい、最終的にLED製品としての性能を低下させるという課題を抱えている(特許文献5、6)。
すなわち本発明は、
(1)
オルガノポリシロキサン(A)と亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C)を必須成分と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)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、その分子中にグルシジル基および/またはエポキシシクロヘキシル基を有するエポキシ樹脂、
(2)
前記亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C)が、燐酸エステルおよび燐酸から選ばれる1種以上の酸の亜鉛塩と、前記酸および前記亜鉛塩を配位子として有する亜鉛錯体とからなる群から選ばれる少なくとも1種である、前項(1)記載の硬化性樹脂組成物、
(3)
前記亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C)が、炭素数1〜30のカルボン酸の亜鉛塩と、前記酸および前記亜鉛塩を配位子として有する亜鉛錯体とからなる群から選ばれる少なくとも1種である、前項(1)記載の硬化性樹脂組成物、
(4)
2つ以上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多価カルボン酸(B)を含有する、前項(1)〜(3)のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物、
(5)
前記多価カルボン酸(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、前項(4)記載の硬化性樹脂組成物、
(6)
酸無水物を含有する、前項(1)〜(5)のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物、
(7)
ヒンダートアミン系光安定剤および/またはリン含有酸化防止剤を含有する、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。
本発明のエポキシ樹脂組成物はオルガノポリシロキサン(A)と亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C)を必須成分とする。
オルガノポリシロキサン(A)は少なくとも、その分子中にグルシジル基および/またはエポキシシクロヘキシル基を有するエポキシ樹脂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。
具体的には日本国特開2004−256609号公報、日本国特開2004−346144号公報、WO2004/072150号公報、日本国特開2006−8747号公報、WO2006/003990号公報、日本国特開2006−104248号公報、WO2007/135909号公報、日本国特開2004−10849号公報、日本国特開2004−359933号公報、WO2005/100445号公報、日本国特開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。
オルガノポリシロキサンの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シリコーンセグメントとゾル−ゲル反応により得られる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(A1)と称す)。
XSi(OR2)3 (1)
(式(1)中、Xはグルシジル基および/またはエポキシシクロヘキシル基を有する有機基を示す。複数存在するR2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を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。)
ここで、Xがグルシジル基であるアルコキシシラン化合物とXがエポキシシクロヘキシル基であるアルコキシシラン化合物を併用する場合は、Xがエポキシシクロヘキシル基であるアルコキシシラン化合物をアルコキシシラン化合物(a)の総量の80%以上で用いることが好ましい。
で表される構造を有する末端がシラノール基を有する鎖状シリコーンオイルである。
一般式(2)の式中、複数存在するR3は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数2〜10のアルケニル基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。
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、アミル基、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、耐光性や耐熱性を考慮すると、メチル基、エチル基、n−プロピル基、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。
R3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。
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)
R4(OR5)3 (3)
(一般式(3)中のR4は、メチル基又はフェニル基を示す。複数存在するR5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を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。)
当量値が200を超えるとブロック型シロキサン化合物(A1)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。
ブロック型シロキサン化合物(A1)の製造方法としては以下の(i)、(ii)で示される製造工程を経ることが好ましい。
製造工程(i):シラノール末端シリコーンオイル(b)とアルコキシ基を有するアルコキシシラン(a)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(c))の脱アルコール縮合を行なう工程
製造工程(ii):水を添加しアルコキシシラン(a)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(c))のアルコキシ基同士の加水分解縮合を行なう工程
製造工程(i)、(ii)は各工程を経由すればどのような順に反応を行ってもかまわない。
<製造方法(イ)>
まず、製造工程(i)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)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(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(ii)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)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(c))、および製造工程(i)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(A1)を製造する方法。
<製造方法(ロ)>
まず、製造工程(i)としてアルコキシシラン(a)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(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(ii)としてシリコーンオイル(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(A1)を製造する方法。
<製造方法(ハ)>
まず、製造工程(i)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)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(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(ii)として、残存するアルコキシシラン(a)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(c))、およびアルコキシラン変性体(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(A1)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、製造工程(ii)の後に製造工程(i)を行なうと、製造工程(ii)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(i)において脱アルコール縮合重合が進行せず、シリコーンオイルが取り残されてしまう可能性が高い。一方で、製造方法(ハ)のように製造工程(i)の後にワンポットで製造工程(ii)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)やアルコキシラン(c)との相溶性が比較的高いため、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。さらにはシラノール基に対して未反応の低分子アルコキシシランが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、まず製造工程(i)において、シリコーンオイル(b)とアルコキシシラン(a)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(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。製造工程(i)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(4)で示されるような構造で存在していると考えられる。
製造工程(ii)では、下記に示す(I)〜(III)の反応が起きている。
(I)系中に残存しているアルコキシシラン(a)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(c))のアルコキシ基同士の縮合反応。
(II)製造工程(i)で得られたアルコキシシラン変性体(d)とアルコキシシラン(a)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(c))のアルコキシ基同士の縮合反応。
(III)製造工程(i)で得られたアルコキシシラン変性体(d)と(I)で生成したアルコキシシラン(a)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(c))の部分縮合物のアルコキシ基同士の縮合反応。
製造工程(ii)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)(および必要に応じて使用されるアルコキシシラン(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・ケミカル社製として、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。
上記重量平均分子量は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で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(A1)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)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とは単一の構造を有する多価カルボン酸だけでなく、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物、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と称す。
2〜6官能の多価アルコールとしては、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。
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、という手法が挙げられるが、本反応条件に限定されるものではない。
で表される化合物が好ましい。
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−無水物が好ましい。
さらに前記酸無水物のうち下記式(6)
で表される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、シクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物が好ましく、中でも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。
W1/(W1+W2)=0.05〜0.65
(ただし、W1は多価カルボン酸(B)の配合重量部、W2は酸無水物の配合重量部を示す。)
前記においてW1/(W1+W2)の範囲として、より好ましくは、0.05〜0.65、さらに好ましくは0.10〜0.65、特に好ましくは0.3〜0.6である。0.05を下回ると、硬化時に酸無水物の揮発が多くなる傾向が強く、好ましくない。0.65を越えると高い粘度となり、取り扱いが難しくなる。酸無水物を含有させない(少量残存する場合は除く)場合、多価カルボン酸(B)の形状は常温で固形もしくは固形に近い状態、もしくは結晶となるため、問題はない。
多価カルボン酸(B)と酸無水物を併用する場合、多価カルボン酸(B)の製造時に過剰の酸無水物の中で製造し、多価カルボン酸(B)と酸無水物の混合物を作るという手法も操作の簡便性の面から好ましい。
亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C)としては亜鉛イオンを中心元素とした塩および/または錯体であれば特に限定されないが、カウンターイオンおよび/または配位子として炭素数1〜30のアルキル基を有するカルボン酸、燐酸エステルおよび燐酸から選ばれる少なくとも1種の酸を有するものが好ましい。本発明においては特にカルボン酸亜鉛体、燐酸エステル亜鉛体が好ましく、特に相溶性の面からカルボン酸亜鉛体が好ましい。
前記においてアルキル基としてはメチル基、イソプロピル基、ブチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、イソデシル基、イソステアリル基、デカニル基、セチル基、ウンデシレン基などが挙げられる。
具体的には2−エチルヘキシル酸亜鉛、イソステアリン酸亜鉛、ウンデシレン酸亜鉛などが挙げられる。
本発明において特に好ましい燐酸エステル体としては、燐酸エステル(モノアルキルエステル体、ジアルキルエステル体、トリアルキルエステル体、もしくはそれらの混合物)の亜鉛塩および/または亜鉛錯体が好ましく、複数の燐酸エステル体を含有しても構わない。具体的には、燐酸エステル体に含有される燐酸エステル中、モノアルキルエステル体、ジアルキルエステル体、トリアルキルエステル体のモル比(ガスクロマトグラフィーの純度で代替。ただし、トリメチルシリル化を行う必要があるため、感度に差が出てしまう。)において、トリメチルシリル化処理をした段階で、モノアルキルエステル体の存在量が50面積%以上であることが好ましい。
このような燐酸エステル亜鉛の亜鉛塩および/または亜鉛錯体は、例えば燐酸エステルを例えば炭酸亜鉛、水酸化亜鉛などと反応させることで得ることができる(特許文献 EP699708号公報)。
燐酸エステルとしては、2−エチルヘキシル燐酸、ステアリル燐酸などが好ましい。
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化合物等が挙げられる。
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、アデカ製として、LA−52、LA−57、LA−62、LA−63P、LA−77Y、LA−81、LA−82、LA−87などが挙げられる。
例えば、アデカ製として、アデカスタブPEP−4C、アデカスタブPEP−8、アデカスタブPEP−24G、アデカスタブPEP−36、アデカスタブHP−10、アデカスタブ2112、アデカスタブ260、アデカスタブ522A、アデカスタブ1178、アデカスタブ1500、アデカスタブC、アデカスタブ135A、アデカスタブ3010、アデカスタブTPPが挙げられる。
これら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(日本国特開2003−170059号公報、日本国特開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(日本国特開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。
さらには、他のエポキシ樹脂として、シクロヘキセンアルデヒド誘導体とアルコール体とのアセタール反応により得られたアセタール化合物を酸化反応によってエポキシ化したエポキシ樹脂が挙げられる。
これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
併用できる硬化剤としては、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およびこれらの変性物、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
エポキシ基1当量に対して、0.7当量に満たない場合、あるいは1.2当量を超える場合、いずれも硬化が不完全となり良好な硬化物性が得られない恐れがある。
本発明の硬化性樹脂組成物には、リン含有化合物を難燃性付与成分として含有させることもできる。リン含有化合物としては反応型のものでも添加型のものでもよい。リン含有化合物の具体例としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシリレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジル−2,6−ジキシリレニルホスフェート、1,3−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、1,4−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、4,4'−ビフェニル(ジキシリレニルホスフェート)等のリン酸エステル類;9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド等のホスファン類;エポキシ樹脂と前記ホスファン類の活性水素とを反応させて得られるリン含有エポキシ化合物、赤リン等が挙げられるが、リン酸エステル類、ホスファン類またはリン含有エポキシ化合物が好ましく、1,3−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、1,4−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、4,4'−ビフェニル(ジキシリレニルホスフェート)またはリン含有エポキシ化合物が特に好ましい。リン含有化合物の含有量はリン含有化合物/エポキシ樹脂=0.1〜0.6(重量比)が好ましい。0.1未満では難燃性が不十分であり、0.6を超えると硬化物の吸湿性、誘電特性に悪影響を及ぼす懸念がある。
フェノール化合物としては特に限定はされず、例えば、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、n−オクタデシル−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、テトラキス[メチレン−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]メタン、2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェノール、1,6−ヘキサンジオール−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]、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、ペンタエリスリチル−テトラキス[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]、3,9−ビス−〔2−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−プロピオニルオキシ]−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、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2'−ブチリデンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4'−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェノールアクリレート、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート、4,4'−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4'−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,4−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジ−tert−ペンチルフェノール、4,4'−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4'−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、ビス−[3,3−ビス−(4'−ヒドロキシ−3'−tert−ブチルフェニル)−ブタノイックアシッド]−グリコールエステル、2,4−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジ−tert−ペンチルフェノール、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート、ビス−[3,3−ビス−(4'−ヒドロキシ−3'−tert−ブチルフェニル)−ブタノイックアシッド]−グリコールエステル等が挙げられる。
例えば、チバスペシャリティケミカルズ製として、IRGANOX1010、IRGANOX1035、IRGANOX1076、IRGANOX1135、IRGANOX245、IRGANOX259、IRGANOX295、IRGANOX3114IRGANOX1098、IRGANOX1520L、アデカ製として、アデカスタブAO−20、アデカスタブAO−30、アデカスタブAO−40、アデカスタブAO−50、アデカスタブAO−60、アデカスタブAO−70、アデカスタブAO−80、アデカスタブAO−90、アデカスタブAO−330、住友化学工業製として、SumilizerGA−80、Sumilizer MDP−S、Sumilizer BBM−S、Sumilizer GM、Sumilizer GS(F)、Sumilizer GPなどが挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、例えば、エポキシ樹脂成分と硬化剤成分と亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C)とを必要に応じて押出機、ニーダー、ロールあるいはプラネタリーミキサー等を用いて均一になるまで充分に混合することで得ることができる。得られた硬化性樹脂組成物が液状である場合には、ポッティングやキャスティング、あるいは基材に含浸したり、金型に硬化性樹脂組成物を流し込んで注型し、加熱により硬化させることで硬化物とすることができる。一方、硬化性樹脂組成物が固形の場合には、溶融後注型、あるいはトランスファー成型機などを用いて成型し、さらに加熱により硬化させることで硬化物とすることができる。
なお、任意成分である他の硬化促進剤、アミン化合物、リン含有化合物、フェノール化合物、バインダー樹脂、無機充填材等は、前記混合工程で添加、混合すればよい。硬化温度、時間としては80〜200℃で2〜10時間である。硬化方法としては高温で一気に硬化させることもできるが、ステップワイズに昇温し硬化反応を進めることが好ましい。具体的には80〜150℃の間で初期硬化を行い、100℃〜200℃の間で後硬化を行う。硬化の段階としては2〜8段階に分けて昇温するのが好ましく、より好ましくは2〜4段階である。
本発明の硬化性樹脂組成物を高輝度白色LED等の光半導体の封止材またはダイボンド材として用いる場合には、エポキシ樹脂、硬化剤、カップリング剤、酸化防止剤、光安定剤等の添加物を充分に混合することにより硬化性樹脂組成物を調製する。混合方法としては、ニーダー、三本ロール、万能ミキサー、プラネタリーミキサー、ホモミキサー、ホモディスパー、ビーズミル等を用い、常温または加温して混合すればよい。得られる硬化性樹脂組成物は、封止材、またはダイボンド材と封止材の両方に使用することができる。
本発明の硬化性樹脂組成物はこの封止材やダイボンド材として用いることができる。工程上からは本発明の硬化性樹脂組成物をダイボンド材と封止材の両方に使用するのが好都合である。
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。
さらに、「実施例12」を「参考例1」と読替えるものとする。
なお、実施例中の各物性値は以下の方法で測定した。
(1)分子量:ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、下記条件下測定されたポリスチレン換算、重量平均分子量を算出した。
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)
(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。
製造工程(i)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106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。
製造工程(ii)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%リン酸二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)300部を得た。得られた化合物のエポキシ当量は718g/eq、重量平均分子量は2200、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。得られた硬化剤組成物(T−1)は、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(7))を55面積%、酸無水物(H−1)が45面積%であった。また、官能基当量は201g/eq.であった。また、25℃における粘度は18900mPa・s(E型粘度計)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。得られた硬化剤組成物(T−2)は、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。また25℃における粘度は16200mPa・s(E型粘度計)であった。
製造工程(i)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296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。
製造工程(ii)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%リン酸二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)697部を得た。得られた化合物のエポキシ当量は598g/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12部、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール18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 (酸無水物(H−1)に相当)155部、1,3,4−シクロヘキサントリカルボン酸−3,4−無水物 (三菱ガス化学(株)製、H−TMAn、以下、酸無水物(H−2)と称す。)15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により原料アルコールの消失(1面積%以下)を確認した。)、多価カルボン酸(B−1)(B−2)と酸無水物(H−1)(H−2)を含有する硬化剤組成物(T−3)が200部得られた。得られた硬化剤組成物(T−3)は、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、B−2)を52面積%、酸無水物(H−1、H−2)が48面積%であった。また、官能基当量は190g/eq.であった。また25℃における粘度は15500mPa・s(E型粘度計)であった。
製造工程(i)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44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153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11.2部(KOH部数としては、0.056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。
製造工程(ii)として、メタノールを157部追加後、50%蒸留水メタノール溶液19.3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%リン酸二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)177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−3)178部を得た。得られた化合物のエポキシ当量は1020g/eq、重量平均分子量は2100、外観は無色透明であった。
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2、3で得られた硬化剤組成物(T−1)、(T−2)(オルガノポリシロキサン(A)と硬化剤組成物(T−1)、(T−2)の比率は官能基当量で1:1)、亜鉛塩および/または亜鉛錯体として燐酸の2−エチルヘキサンエステル(リン酸:モノエステル体:ジエステル体:トリエステル体3.5:68.2:26.5:1.8 ただし、トリメチルシリル化処理を行っているため、感度が異なり、正確な重量比ではない。;以下、亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C−1)と称す)の亜鉛錯体(リン:亜鉛=1.7:1 ICP発光分光分析にて測定、JIS K 0166に準拠)プロピレングリコール溶液(日本国特表2003−51495号公報に準じて製造、以下(C−1)と称す。)、硬化促進剤として4級ホスホニウム塩(日本化学工業製 ヒシコーリンPX4MP 以下、触媒(I−1)と称す。)、添加剤としてビス(2,2,6,6−テトラメチルー4−ピペリジル)セパケート(チバジャパン製 TINUVIN770DF 以下、(L−1)と称す。)および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 (M−1)と称す)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。
ショアA
JIS K 7215「プラスチックのデュロメーター硬さ試験方法」に準拠して測定した。
耐熱試験条件:150℃オーブン中、96時間放置
試験片サイズ:厚さ1mm
評価条件:分光光度計により、400nmの透過率を測定し、その変化率(保持率)を算出した。
さらに、実施例および比較例で得られた硬化性樹脂組成物を真空脱泡20分間実施後、シリンジに充填し精密吐出装置を使用して、発光波長465nmを持つ発光素子を搭載した表面実装型LEDに注型した。その後、所定の硬化条件(110℃で2時間、さらに150℃で3時間)で硬化させることで、点灯試験用LEDを得る。点灯試験は、規定電流の倍である60mA(定電流駆動 規定電流30mA)での点灯試験を行い初期照度を測定した。
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2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(T−1)の比率は官能基当量で1:0.8)、硬化促進剤として、亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C−1)、触媒(I−1)、添加剤(L−1)(M−1)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。
測定条件
動的粘弾性測定器:TA−instruments製、DMA-2980
測定温度範囲:−30℃〜280℃
昇温速度:2℃/分
試験片サイズ:5mm×50mmに切り出した物を使用した(厚みは約800μm)。
解析条件
Tg:DMA測定に於けるTan−δのピーク点をTgとした。
30℃弾性率:30℃時の弾性率を測定した。
ショアA
JIS K 7215「プラスチックのデュロメーター硬さ試験方法」に準拠して測定した。
試験片サイズ:厚さ1mm
評価条件:分光光度計により、400nmの透過率を測定した。
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・暴露させた。
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、耐腐食ガス性に優れていると判断した。観察は1時間後、2時間後、3時間後、4時間後で取り出して確認をし、評価は変色無しの物を○、茶色〜褐色の物を×、完全に黒化した物を××とした。
実施例5、6、比較例4より、本発明の硬化性樹脂組成物は耐ガス透過性に優れる硬化物を与え(腐食ガス透過性試験)、外部環境に弱い半導体チップやLEDのような光学特性が必要な分野において有用である事が明らかとなった。
エポキシ樹脂として合成例1、4、6で得られたオルガノポリシロキサン化合物(A−1)、(A−2)、(A−3)、硬化剤として、合成例2、3で得られた硬化剤組成物(T−1)、(T−2)(オルガノポリシロキサン(A)と硬化剤組成物(T−1)又は(T−2)との比率は官能基当量で1:0.8)、酸無水物(H−1)(オルガノポリシロキサン(A)と酸無水物(H−1)との比率は官能基当量で1:0.8)、亜鉛塩および/または亜鉛錯体として2−エチルへキサン酸亜鉛(C−2)、ウンデシレン酸亜鉛(C−3)、2−エチルへキサン酸亜鉛(イミダゾール化合物含有 キングインダストリー製 XK−614 以下、(C−4)と称す。)、硬化促進剤として4級ホスホニウム塩(日本化学工業製 ヒシコーリンPX−4ET 以下、触媒(I−2)と称す。)、イミダゾール化合物(四国化成製 2E4MZ 以下、触媒(I−3)と称す。)、添加剤としてビス(2,2,6,6−テトラメチルー4−ピペリジル)セパケート(チバジャパン製 TINUVIN770DF 以下、(L−1)と称す。)を使用し、下記表3、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。
エポキシ樹脂として合成例6で得られたオルガノポリシロキサン化合物(A−3)、硬化剤として、合成例5で得られた硬化剤組成物(T−3)(オルガノポリシロキサン(A)と硬化剤組成物(T−3)の比率は官能基当量で1:0.8)、亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C−1)、(C−2)、添加剤としてヒンダートアミン化合物(アデカ製 LA−81 以下、(L−2)と称す。)、リン化合物(アデカ製 アデカ260 以下、(L−3)と称す。)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各種試験用の硬化物を得た。得られた硬化物について腐食ガス透過性試験(試験方法等に関しては前述と同様)を行った。結果を下記表5に併せて示す。
得られた硬化性樹脂組成物をシリンジに充填し精密吐出装置を使用して、発光波長465nmを持つ発光素子を搭載した表面実装型LED(SMD型5mmφ 規定電流20mA)に注型した。その後、所定の硬化条件(120℃で1時間、さらに150℃で3時間)で硬化させることで、点灯試験用LEDを得る。点灯試験は、規定電流である20mAを大幅に超える230mAの電流での点灯試験を行った。詳細な条件は下記に示した。測定項目としては、40時間点灯前後の照度を積分球を使用して測定し、試験用LEDの照度の保持率を算出した。結果を表5に示す。
点灯詳細条件
発光波長:中心発光波長、465nm
駆動方式:定電流方式、230mA(発光素子規定電流は20mA)直列で3ヶ同時に点灯
駆動環境:25℃、65%湿熱機内での点灯
評価:20時間、40時間後の照度およびその照度保持率をそれぞれ測定した。
なお、本出願は、2009年11月30日付で出願された日本特許出願(特願2009−271469)に基づいており、その全体が引用により援用される。また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。
Claims (7)
- オルガノポリシロキサン(A)と多価カルボン酸(B)と亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C)を必須成分と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)並びに亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C)は以下の条件を満たす。
オルガノポリシロキサン(A):
下記一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物(a)と下記一般式(2)で表されるシリコーンオイル(b)を反応させた後にアルコキシ基同士の加水分解縮合を行うことにより製造したブロック型シロキサン化合物、または、下記一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物(a)と下記一般式(2)で表されるシリコーンオイル(b)と下記一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物(c)とを反応させた後にアルコキシ基同士の加水分解縮合を行うことにより製造したブロック型シロキサン化合物。
XSi(OR2)3 (1)
(一般式(1)中、Xはグルシジル基および/またはエポキシシクロヘキシル基を有する有機基を示す。複数存在するR2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を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。)
(一般式(2)中、複数存在するR3は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数2〜10のアルケニル基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。mは繰り返し単位数を表す。)
R4(OR5)3 (3)
(一般式(3)中のR4は、メチル基又はフェニル基を示す。複数存在するR5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を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。)
亜鉛塩および/または亜鉛錯体(C):
炭素数1〜30のアルキル基を有するカルボン酸、燐酸エステルおよび燐酸から選ばれる少なくとも1種の酸の亜鉛塩と、前記酸および前記亜鉛塩を配位子として有する亜鉛錯体とからなる群から選ばれる少なくとも1種。 - 前記オルガノポリシロキサンが、
前記一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物(a)と前記一般式(2)で表されるシリコーンオイル(b)とを反応させた後にアルコキシ基同士の加水分解縮合を行うことにより製造したものであり、前記一般式(2)のR3のうちの少なくとも一つがフェニル基であるブロック型シロキサン化合物、
または、前記一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物(a)と前記一般式(2)で表されるシリコーンオイル(b)と前記一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物(c)とを反応させた後にアルコキシ基同士の加水分解縮合を行うことにより製造したものであり前記一般式(2)のR3か前記一般式(3)のR4のうちの少なくとも一つがフェニル基であるブロック型シロキサン化合物、
であることを特徴とする請求項1記載の硬化性樹脂組成物。 - 多価カルボン酸(B)が、2つ以上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、請求項1又は2に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記多価カルボン酸(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、請求項3記載の硬化性樹脂組成物。
- 酸無水物を含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物。
- ヒンダートアミン系光安定剤および/またはリン含有酸化防止剤を含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜6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。
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