JP5760347B2 - グラフト共重合体の製造方法、樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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ジ−(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸アンモニウム:商品名「リカサーフM−300」(新日本理化(株)製)
ジ−(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸カリウム:商品名「ペレックスOT−P」(花王(株)製)
ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル:商品名「エマルゲンA−90」(花王(株)製)
過硫酸アンモニウム:和光純薬工業(株)製
過硫酸カリウム:和光純薬工業(株)製
2,2’−アゾビス−[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]:商品名「VA−057」(和光純薬(株)製)
n−ブチルアクリレート:三菱化学(株)製
2−エチルヘキシルアクリレート:三菱化学(株)製
アリルメタクリレート:商品名「アクリエステルA」(三菱レイヨン(株)製)
メチルメタクリレート:商品名「アクリエステルM」(三菱レイヨン(株)製)
グリシジルメタクリレート:商品名「アクリエステルG」(三菱レイヨン(株)製)
オクタメチルシクロテトラシロキサン:商品名「TSF404」(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)
γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン:商品名「KBM502」(信越化学工業(株)製)
テトラエトキシシラン:商品名「AY43-101」(東レ・ダウコーニング(株)製)
ポリオキシエチレン(85)モノテトラデシルエーテル:商品名「エマルゲン4085」(花王(株)製)
ドデシルベンゼンスルホン酸:商品名「ネオペレックスGSP」(花王(株)製)
1−ビニルイミダゾール:日本合成化学工業(株)製
1−アリルイミダゾール:日本合成化学工業(株)製。
攪拌機、還流冷却管、温度制御装置、滴下ポンプ及び窒素導入管を備えたセパラブルフラスコに、n−ブチルアクリレート4.88部、アリルメタクリレート0.12部、イオン交換水92.41部の混合液を調製し、窒素雰囲気中、120rpmで撹拌しながら90℃に昇温した。次いで、予め調製した過硫酸アンモニウム0.02部、イオン交換水8.33部の溶液を一括投入し、60分間保持し、ゴム状重合体(A)の1段目の重合を行なった。
実施例1と同様にしてゴム状重合体(A)の1段目の重合を行なった後、80℃に温度を下げ、2−エチルヘキシルアクリレート78.63部、アリルメタクリレート1.37部、2,2’−アゾビス−[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]0.11部、ジ−(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸アンモニウム0.17部、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル0.70部、イオン交換水35.71部をディスパーミキサー用いて混合し、得られた乳化混合物を240分かけて滴下し、60分間保持し、ゴム状重合体(A)の2段目の重合を行ない、ゴム状重合体(A−2)のラテックスを得た。
実施例1と同様にしてゴム状重合体(A)の1段目の重合を行なった後、80℃に温度を下げ、2−エチルヘキシルアクリレート83.54部、アリルメタクリレート1.46部、2,2’−アゾビス−[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]0.12部、ジ−(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸アンモニウム0.20部、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル0.79部、イオン交換水41.67部をディスパーミキサー用いて混合し、得られた乳化混合物を270分かけて滴下し、60分間保持し、ゴム状重合体(A)の2段目の重合を行ない、ゴム状重合体(A−3)のラテックスを得た。
グラフト重合の際に、メチルメタクリレートを用いず、1−ビニルイミダゾールの使用量を7.54部に変更して乳化混合物を調製した以外は、実施例3と同様に行ない、グラフト共重合体(4)のラテックスを得て、グラフト共重合体(4)の粉体を得た。グラフト共重合体の体積平均一次粒子径は0.629μm、体積平均二次粒子径は170μm、tanδのピーク温度は−51℃であった。
実施例1と同様にしてゴム状重合体(A)の1段目の重合を行なった後、80℃に温度を下げ、2−エチルヘキシルアクリレート88.45部、アリルメタクリレート1.55部、2,2’−アゾビス−[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]0.13部、ジ−(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸アンモニウム0.21部、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル0.83部、イオン交換水44.17部をディスパーミキサー用いて混合し、得られた乳化混合物を300分かけて滴下し、60分間保持し、ゴム状重合体(A)の2段目の重合を行ない、ゴム状重合体(A−5)のラテックスを得た。
グラフト重合の際に、1−ビニルイミダゾール1.15部を1−アリルイミダゾール1.15部に変更して乳化混合物を調製した以外は、実施例3と同様に行ない、グラフト共重合体(6)のラテックスを得て、グラフト共重合体(6)の粉体を得た。グラフト共重合体の体積平均一次粒子径は0.570μm、体積平均二次粒子径は170μm、tanδのピーク温度は−51℃であった。
γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン1.9部、テトラエトキシシラン0.5部及びオクタメチルシクロテトラシロキサン97.6部を混合して、シロキサン系混合物100部を得た。これにポリオキシエチレン(85)モノテトラデシルエーテル1.00部を溶解したイオン交換水150部を添加し、ホモミキサ−にて10000rpm で5分間攪拌した後、ホモジナイザーに20MPaの圧力で3回通し、安定な予備混合オルガノシロキサンエマルションを得た。
攪拌機、還流冷却管、温度制御装置、滴下ポンプ及び窒素導入管を備えたセパラブルフラスコに、ポリオルガノシロキサンラテックス(L−1)102.4部(ポリマー換算で30.0部)、n−ブチルアクリレート59.02部、アリルメタクリレート0.98部、イオン交換水42.68部の混合液を調製し、窒素雰囲気中、120rpmで撹拌しながら60℃に昇温した。次いで、予め調製した2,2’−アゾビス−[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]0.20部、イオン交換水5.0部の溶液を一括投入し、60分間保持し、ゴム状重合体(A)の2段目の重合を行ない、ゴム状重合体(A−7)のラテックスを得た。
攪拌機、還流冷却管、温度制御装置、滴下ポンプ及び窒素導入管を備えたセパラブルフラスコに、ポリオルガノシロキサンラテックス(L−1)307.2部(ポリマー換算で90.0部)、イオン交換水2.1部の混合液を調製し、ゴム状重合体(A−8)のラテックスを得た。
グラフト重合の際に、メチルメタクリレートの使用量を7.54部に変更し、1−ビニルイミダゾールを用いずに乳化混合物を調製した以外は、実施例3と同様に行ない、グラフト共重合体(9)のラテックスを得て、グラフト共重合体(9)の粉体を得た。グラフト共重合体の体積平均一次粒子径は0.590μm、体積平均二次粒子径は175μm、tanδのピーク温度は−51℃であった。
ゴム状重合体(A)の1段目の重合において、n−ブチルアクリレートに替えてメチルメタクリレートを使用し、ゴム状重合体(A)の2段目の重合において、2−エチルヘキシルアクリレートに替えてメチルメタクリレートを使用した以外は、実施例4と同様に行ない、グラフト共重合体(10)のラテックスを得て、グラフト共重合体(10)の粉体を得た。グラフト共重合体の体積平均一次粒子径は0.653μm、体積平均二次粒子径は180μm、tanδのピーク温度は113℃であった。
グラフト重合の際に、アリルメタアクリレートに替えてメチルメタクリレートを用いて乳化混合物を調製した以外は、実施例4と同様に行ない、グラフト共重合体(11)のラテックスを得て、グラフト共重合体(11)の粉体を得た。グラフト共重合体の体積平均一次粒子径は0.646μm、体積平均二次粒子径は170μm、tanδのピーク温度は−51℃であった。
グラフト重合の際に、メチルメタアクリレートの使用量を5.23部に変更し、1−ビニルイミダゾール1.15部に替えてグリシジルメタクリレート2.31部を用いて乳化混合物を調製した以外は、実施例3と同様に行ない、グラフト共重合体(12)のラテックスを得て、グラフト共重合体(12)の粉体を得た。グラフト共重合体の体積平均一次粒子径は0.550μm、体積平均二次粒子径は180μm、tanδのピーク温度は−51℃であった。
グラフト重合の際に、メチルメタアクリレートの使用量を9.80部に変更し、n−ブチルアクリレートの使用量を0.20部に変更し、1−ビニルイミダゾールとアリルメタクリレートを用いずに乳化混合物を調製した以外は、実施例3と同様に行ない、グラフト共重合体(13)のラテックスを得て、グラフト共重合体(13)の粉体を得た。グラフト共重合体の体積平均一次粒子径は0.590μm、体積平均二次粒子径は180μm、tanδのピーク温度は−51℃であった。
得られたグラフト重合体のラテックスを脱イオン水で希釈し、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(LA−910:(株)堀場製作所製)を用い、体積平均におけるメジアン径を求めた。ラテックスの試料濃度は、装置に付属の散乱光強度モニターにおいて適正範囲となるよう適宜調整した。
得られたグラフト重合体の粉体をイオン交換水で希釈した他は、体積平均一次粒子径と同様にして求めた。
得られたグラフト共重合体の粉体を熱プレス機を用いて3mm(厚さ)×10mm(幅)×50mm(長さ)の試験片に調製し、動的機械的特性解析装置(EXSTAR DMS6100:セイコーインスツル(株)製)により、両持ち曲げモード、昇温速度2℃/分、周波数10Hzの条件でtanδ曲線を測定し、−200〜0℃におけるtanδ曲線のピークトップの温度を計測した。
得られたグラフト共重合体の粉体20gをガラス製耐圧容器に量り取り、これにイオン交換水200mlを加え、蓋をして振り混ぜて均一に分散させた後、95℃のギヤーオーブン内に20時間静置させた。その後、ガラス製耐圧容器をギヤーオーブンから取り出して冷却した後、0.2μmのセルロース混合エステル製メンブレンフィルターで濾過し、100mlサンプル瓶に移したものを試料(以下、熱水抽出法試料ともいう。)として測定に用いた。ナトリウムイオン(Na+)、カリウムイオン(K+)、カルシウムイオン(Ca2+)の各イオンの定量を下記の条件により行ない、熱水抽出によるイオン濃度(単位:ppm)を求めた。
装置:ICP発光分光分析装置(IRIS IntrepidII XSP:サーモフィッシャーサイエンティフィック(株)製)
検量線:0/0.1/1/10ppmの4点による絶対検量線法
測定波長:589.5nm(Na+)、766.4nm(K+)、184.0nm及び317.9nm(Ca2+)
求めた熱水抽出によるイオン濃度から式(1)により、グラフト共重合体中の金属イオン濃度(単位:ppm)を算出した。
熱水抽出によるイオン濃度[ppm]×200[g]/20[g] (1)
(5)熱水抽出法による硫酸イオン量
熱水抽出法試料を用いて、下記の条件により定量を行ない、熱水抽出によるイオン濃度(単位:ppm)を求めた。
装置:イオンクロマトグラフ(IC−20:日本ダイオネクス(株)製)
分離カラム:IonPac AS12A(日本ダイオネクス(株)製)
検量線:4ppmの1点による絶対検量線法
求めた熱水抽出によるイオン濃度から式(2)により、グラフト共重合体中の硫酸イオン濃度(単位:ppm)を算出した
グラフト共重合体中の硫酸イオン濃度[ppm]=
熱水抽出によるイオン濃度[ppm]×200[g]/20[g] (2)
2−EHA :2−エチルヘキシルアクリレート
AMA :アリルメタクリレート
MMA :メチルメタクリレート
GMA :グリシジルメタクリレート
1−VImd:1−ビニルイミダゾール
1−AImd:1−アリルイミダゾール
D4 :オクタメチルシクロテトラシロキサン
DSMA :γ-メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン
TEOS :テトラエトキシシラン
[実施例9〜16、比較例6〜11]
エポキシ樹脂(商品名「JER828」:ジャパンエポキシレジン(株)製)及びグラフト共重合体を表2に示す割合で配合し、自転・公転真空ミキサー(泡取り練太郎 ARV−200:シンキー(株)製)で自転1000rpm、公転2000rpm、内圧5Torrの条件で、2分間混練・脱泡を行なった。この混合物を更に3本ロールミル(M−80E:EXAKT社製)で200rpmで混練して、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物の分散性、初期粘度、貯蔵安定性を、以下の方法(6)〜(8)により測定した。結果を表2に示す。
得られた樹脂組成物における粉体の分散状態を、JIS K−5600に準拠し、粒ゲージを用い、以下の基準により評価した。
A:4.5μm以下
B:4.5μmを超え、10.0μm以下
C:10.0μmを超える。
得られた樹脂組成物を25℃に調温した後、BH型粘度計(DV−II+Pro、Spindle No.6:ブルックフィールド社製)を用い、回転数100rpmで粘度を測定し、これを初期粘度とした。
得られた樹脂組成物を40℃の恒温水槽に48時間保管した後、25℃に調温し、初期粘度の測定と同様にして粘度を測定した。48時間経過後の粘度と初期粘度より増粘指数を式(3)により算出し、以下の基準で評価した。
A:1.1以下
B:1.1を超え、1.2以下
C:1.2を超える。
得られた成形体を、3mm×10mm×60mmに切断して試験片とし、引張圧縮試験機(ストログラフ T:(株)東洋精機製作所製)を用い、JIS K 7171に準拠し、温度23℃で負荷を測定し、以下の基準で評価した。
A:2300MPa以下
B:2300MPaを超え、2400MPa以下
C:2400MPaを超え、2600MPa以下
D:2600MPaを超える。
得られた成形体を、3mm×10mm×50mmに切断して試験片とし、動的機械的特性解析装置(EXSTAR DMS6100:セイコーインスツル(株)製)により、両持ち曲げモード、昇温速度2℃/分、周波数10Hzの条件でtanδ曲線を測定し、転移点に対応した温度をガラス転移温度とし計測した。
前項(10)で測定したガラス転移温度からガラス転移温度低下指数を式(4)により算出し、以下の基準で耐熱性低下を評価した。グラフト共重合体を添加していない成形体のガラス転移温度は、比較例4で得られた成形体のガラス転移温度を用いた。
A:0.98以上
C:0.98未満。
得られた成形体を、3mm×30mm×30mmに切断して試験片とし、温度23℃、湿度50%下にて24時間以上放置した後、誘電率測定装置(4291B RFインピーダンス/マテリアル・アナライザ:アジレント・テクノロジー(株)製)、誘電率測定用電極(16453A:アジレント・テクノロジー(株)製)、マイクロメータ((株)ミツトヨ製)を用いて、周波数1GHzにおける比誘電率の値を得、以下の基準で評価した。
A:2.8以下
B:2.8を超え、3.0以下
C:3.0を超える。
得られた成形体を、3mm×30mm×30mmに切断して試験片とし、温度23℃、湿度50%下にて24時間以上放置した後、誘電率測定装置(4291B RFインピーダンス/マテリアル・アナライザ:アジレント・テクノロジー(株)製)、誘電率測定用電極(16453A:アジレント・テクノロジー(株)製)、マイクロメータ((株)ミツトヨ製)を用いて、周波数1GHzにおける誘電正接の値を測定し、以下の基準で評価した。
A:0.013以下
B:0.013を超え、0.016以下
C:0.016を超える。
Claims (7)
- ゴム状重合体(A)20〜97質量%の存在下で、窒素原子を含有する官能基を有するビニル単量体(b1)及び架橋性単量体(b2)を含むビニル単量体混合物(b)3〜80質量%を重合するグラフト共重合体の製造方法であって、
該ビニル単量体(b1)が、1−イミダゾリル基、2−イミダゾリル基、4−イミダゾリル基から選ばれる複素環を有するビニル単量体である、グラフト共重合体の製造方法。 - 前記グラフト共重合体に含まれる金属イオン濃度がそれぞれ10ppm未満である請求項1に記載のグラフト共重合体の製造方法。
- 前記グラフト共重合体に含まれる硫酸イオン濃度が500ppm未満である請求項1又は2に記載のグラフト共重合体の製造方法。
- 請求項1から3のいずれかに記載の製造方法により得られるグラフト共重合体と樹脂とを含む樹脂組成物。
- 請求項1から3のいずれかに記載の製造方法により得られるグラフト共重合体と樹脂とを含む半導体封止材用樹脂組成物。
- 請求項1から3のいずれかに記載の製造方法により得られるグラフト共重合体と樹脂とを含む接着剤用樹脂組成物。
- 請求項4又は5に記載の樹脂組成物を成形して得られる成形体。
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