JP6177382B1 - ポリウレタン樹脂組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、耐熱性、耐湿性、及び耐ヒートサイクル性に優れたポリウレタン樹脂組成物の提供を目的とする。【解決手段】ポリオール化合物(A)及びポリイソシアネート化合物(B)を含有するポリウレタン樹脂組成物であって、該ポリオール化合物(A)が、ジオール(a1)、トリオール(a2)、及びカルボン酸化合物(a3)を反応させて得られるポリエステルポリオール化合物(A−1)を含み、かつ該カルボン酸化合物(a3)が、ダイマー酸(a3−1)を含む、ポリウレタン樹脂組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、ポリウレタン樹脂組成物に関する。
ポリウレタン系樹脂は、可撓性、耐摩耗性、低温硬化性、電気特性等が良好であることから、電気絶縁封止材等に用いられている。
このポリウレタン系樹脂によって、電気電子部品を湿気、粉塵等を含む雰囲気、振動、衝撃などから保護することができる。
電気絶縁封止材の他にも、ポリウレタン系樹脂は、電気、電子、自動車、土木、建築等の様々な分野において、コーティング剤、接着剤等としても広く使用されている。
この様なポリウレタン系樹脂を、上記した各種分野に用いる場合には、ポリオール成分の選択が重要であり、その研究が種々行われている。
例えば、特開平6−298893号公報(特許文献1)には、水添ダイマー酸と低分子グリコールとの重合により得られるポリオール成分を含むポリウレタン樹脂組成物が、耐熱性に優れることが記載されている。
近年、電気電子部品にポッティングされるポリウレタン樹脂成形品は、さらなる長寿命化が要求されており、耐熱性だけでなく、耐湿性、及び耐ヒートサイクル性に優れたポリウレタン樹脂が求められている。
しかしながら、上記特許文献1に記載のポリウレタン樹脂組成物では、耐熱性、耐湿性、及び耐ヒートサイクル性の全てを満足できるポリウレタン系樹脂成形品が得られなかった。
そこで、耐熱性、耐湿性、及び耐ヒートサイクル性の全てに優れたポリウレタン樹脂組成物の開発が切望されている。
特開平06−298893号公報
本発明は、耐熱性、耐湿性、及び耐ヒートサイクル性に優れたポリウレタン樹脂組成物の提供を目的とするものである。また、本発明は、作業性に優れたポリオール組成物の提供をもう一つの目的としている。
本発明者等は、上記課題に鑑みて、鋭意研究を行った。その結果、ポリオール化合物及びポリイソシアネート化合物を含有するポリウレタン樹脂組成物であって、該ポリオール化合物が、ジオール、トリオール、及びカルボン酸化合物を反応させて得られるポリエステルポリオール化合物を含み、かつ該カルボン酸化合物が、ダイマー酸を含む、ポリウレタン樹脂組成物とすれば、上記目的を達成できることを見出し、かかる知見に基づき更に研究を行うことにより、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下のポリウレタン樹脂組成物、封止材及び電気電子部品を提供する。
項1.
ポリオール化合物(A)及びポリイソシアネート化合物(B)を含有するポリウレタン樹脂組成物であって、
該ポリオール化合物(A)が、ジエチレングリコールを除くジオール化合物(a1)、トリオール化合物(a2)、及びカルボン酸化合物(a3)を反応させて得られるポリエステルポリオール化合物(A−1)を含み、かつ
該カルボン酸化合物(a3)が、ダイマー酸化合物(a3−1)を含む、ポリウレタン樹脂組成物。
項2.
前記ジオール化合物(a1)の含有量が、トリオール化合物(a2)100質量部に対して、600〜1200質量部である、項1に記載のポリウレタン樹脂組成物。
項3.
前記ジオール(a1)が、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、及び1,9−ノナンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物である、項1又は2に記載のポリウレタン樹脂組成物。
項4.
ポリエステルポリオール(A−1)の数平均分子量が、500〜5000である、項1〜3の何れか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
項5.
ダイマー酸(a3−1)が、未水添ダイマー酸(a3−1−1)及び/又は水添ダイマー酸(a3−1−2)である、項1〜4の何れか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
項6.
カルボン酸化合物がモノマー酸、ダイマー酸(a3−1)、及びトリマー酸を含み、
モノマー酸の含有量が、モノマー酸、ダイマー酸(a3−1)、及びトリマー酸の合計100質量%に対して、0〜15質量%であり、
ダイマー酸(a3−1)の含有量が、モノマー酸、ダイマー酸(a3−1)、及びトリマー酸の合計100質量%に対して、70〜100質量%であり、
トリマー酸の含有量が、モノマー酸、ダイマー酸(a3−1)、及びトリマー酸の合計100質量%に対して、0〜15質量%である、
項1〜5の何れか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
項7.
ダイマー酸(a3−1)が、カルボン酸化合物(a3)中、75〜100質量%含まれている、項1〜6の何れか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
項8.
ポリイソシアネート化合物(B)が、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体(B−1)である、項1〜7の何れか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
項9.
電気電子部品封止用であることを特徴とする項1〜8の何れか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
項10.
項1〜9の何れか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物からなる封止材。
項11.
項10に記載の封止材を用いて樹脂封止された電気電子部品。
本発明のポリウレタン樹脂組成物は、耐熱性、耐湿性、及び耐ヒートサイクル性の全てにバランスよく優れており、例えば、各種の電気電子部品の絶縁処理に好適に用いることができる。
本発明のポリオール組成物は、ポリウレタン樹脂組成物を製造する作業性に優れている。
本発明の封止材も、上記ポリウレタン樹脂組成物を含有するので、耐熱性及び耐湿性のみならず、耐ヒートサイクル性に優れている。
本発明の電気電子部品は、上記封止材を用いて樹脂封止されているので、高い信頼性を示す。
本発明のポリウレタン樹脂組成物、封止材及び電気電子部品について、以下詳細に説明する。本明細書中において、「含有」なる表現については、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。
1.ポリウレタン樹脂組成物
本発明のポリウレタン樹脂組成物は、ポリオール化合物(A)及びポリイソシアネート化合物(B)を含有するポリウレタン樹脂組成物であって、
該ポリオール化合物(A)が、ジオール(a1)、トリオール(a2)、及びカルボン酸化合物(a3)を反応させて得られるポリエステルポリオール化合物(A−1)を含み、かつ該カルボン酸化合物(a3)が、ダイマー酸(a3−2)を含んでいる。
1−1.ポリオール化合物(A)
本発明に用いるポリオール化合物(A)は、ジオール(a1)、トリオール(a2)、及びカルボン酸化合物(a3)を反応させて得られるポリエステルポリオール化合物(A−1)を含んでいる。
好ましいポリオール化合物(A)としては、ジオール(a1)、トリオール(a2)、並びに、モノマー酸(a3−1)、ダイマー酸(a3−2)、及びトリマー酸(a3−3)からなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物を反応させて得られるポリエステルポリオール(A−2)である。
1−1−1.ジオール(a1)
本発明に用いるジオール(a1)としては、ジエチレングリコール以外のジオール化合物であれば特に制限はなく、例えば、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、シクロヘキサン1,4−ジオール、シクロヘキサン1,4−ジメタノール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール等の炭素数3以上(好ましくは4〜13、より好ましくは5〜11、さらに好ましくは6〜10)のジオールが挙げられる。中でも、好ましいジオール(a1)としては、エーテル結合を有さないジオール化合物である。
ジオール(a1)として、好ましくは一般式(1):
Figure 0006177382
[一般式(1)中:Rは、アルキレン基又はヘテロアルキレン基を示す。]
で示されるアルキレン基には、直鎖状又は分枝鎖状のいずれのものも包含される。炭素数は、特に制限されないが、例えば3以上、好ましくは4〜13、より好ましくは5〜11、さらに好ましくは6〜10である。主鎖(すなわち、両端の水酸基をつなぐ鎖)上の炭素数は、特に制限されないが、例えば4〜13、好ましくは6〜10である。分枝鎖を有する場合、分枝鎖の炭素数は、例えば1〜3、好ましくは1〜2、より好ましくは1である。
で示されるヘテロアルキレン基には、直鎖状又は分枝鎖状のいずれのものも包含される。炭素数及びヘテロ原子の数の合計は、特に制限されないが、例えば3以上、好ましくは4〜13、より好ましくは5〜11、さらに好ましくは6〜10である。主鎖(すなわち、両端の水酸基をつなぐ鎖)上の炭素数及びヘテロ原子の数の合計は、特に制限されないが、例えば4〜13、好ましくは6〜10である。分枝鎖を有する場合、分枝鎖はアルキル基であることが好ましく、この場合の分枝鎖の炭素数は、例えば1〜3、好ましくは1〜2、より好ましくは1である。ヘテロ原子の種類及び数は、特に制限されないが、酸素原子であることが好ましく、その数は好ましくは1〜2(好ましくは1)である。
としては、本発明の効果をより確実に発揮できるという観点から、アルキレン基が好ましい。
ジオール(a1)の好ましい具体例としては、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール等が挙げられ、より好ましくは1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、又は2−メチル−1,8−オクタンジオール等が挙げられる。
1−1−2.トリオール(a2)
本発明に用いるトリオール(a2)としては、特に制限はなく、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,4−ブタントリオール、ベンジルトリオール等の炭素数3〜10(好ましくは4〜8、さらに好ましくは5〜7)のトリオールが挙げられる。トリオール(a2)として、好ましくは脂肪族トリオールが挙げられる。中でも、好ましいトリオール(a2)としては、トリメチロールプロパンである。
前記ジオール(a1)及びトリオール(a2)の配合割合は、特に限定はない。中でも、好ましい配合割合としては、トリオール化合物(a2)100質量部に対して、ジオール化合物(a1)が例えば300〜2000質量部、好ましくは500〜1500質量部、より好ましくは600〜1200質量部、さらに好ましくは700〜1000質量部である。
1−1−3.カルボン酸化合物(a3)
本発明に用いるカルボン酸化合物は、ダイマー酸(a3−1)を含有する。
ダイマー酸(a3−1)の配合量としては、特に制限はなく、例えば、カルボン酸化合物(a3)中に、50〜100質量%含まれていることが好ましく、75〜100質量%含まれていることがより好ましい。
ダイマー酸(a3−1)とは、一塩基性不飽和脂肪酸が、重合することで得られる二塩基性酸をいう。代表的な原料としては、リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、エライジン酸、エルカ酸等の不飽和脂肪酸である。市販品の多くは、上記炭素数18の不飽和脂肪酸を原料とすることから、主成分は炭素数36のジカルボン酸となる。なお、このようにして得られるダイマー酸(a3−1)は、原料とする脂肪酸の種類によって、様々な構造の混合物となり、またモノマー酸及び/又はトリマー酸を含む。
特開平6−298893には、水添ダイマー酸の骨格組成(芳香族環、脂肪族環、又は環状物を有しない化合物)が開示されている。現在、市販しているダイマー酸は、このような骨格組成が分析開示されておらず、重縮合物及びポリウレタン組成物の性能としては、これらの骨格組成が重要なのではなく、ダイマー酸中に混在するモノマー酸、トリマー酸とダイマー酸の含有組成比率が重要な因子となる。
モノマー酸の含有量は、モノマー酸、ダイマー酸(a3−1)、及びトリマー酸の合計100質量%に対して、0〜15質量%(より好ましくは0〜8質量%)であり;ダイマー酸の含有量は、モノマー酸、ダイマー酸(a3−1)、及びトリマー酸の合計100質量%に対して、70〜100質量%(より好ましくは80〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%)であり;トリマー酸の含有量は、モノマー酸、ダイマー酸(a3−1)、及びトリマー酸の合計100質量%に対して、0〜15質量%(より好ましくは0〜8質量%)であることが好ましい。
該組成比率の測定は、GCによる分子量分析ではなく、カルボン酸官能基に依る分析法(AOCS Recommended Practice Tf 5−91)での含有量分析値である。GC分析と官能基分析とで組成値が大きく異なり、GC分析の場合、分子量はC36位のモノカルボン酸でもダイマー酸に含まれる。
また、ダイマー酸には、水素添加を行っているものと、行っていないものがあるが、本発明に使用するダイマー酸としてはどちらを使用してもよい。
ダイマー酸のヨウ素価としては、特に制限はない。中でも、好ましいヨウ素価としては、150以下であり、より好ましくは130以下である。
ダイマー酸(a3−1)と併用し得る他のカルボン酸化合物としては、特に限定はなく、例えば、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸又はそれらの無水物等が挙げられる。該他のカルボン酸化合物は、単独又は2種以上併用して用いることができる。他のカルボン酸化合物としては、工業的見地から、主にアジピン酸が使用できる。
1−1−4.ポリエステルポリオール化合物(A−1)
本発明に用いられるポリエステルポリオール化合物(A−1)の配合量は、特に制限はなく、中でもポリウレタン樹脂組成物100質量%に対して、30〜90質量%が好ましく、50〜90質量%がより好ましく、60〜85質量%がさらに好ましい。
本発明に用いられるポリエステルポリオール化合物(A−1)の平均分子量は、通常、300〜10000、好ましくは500〜5000であり、より好ましくは600〜3000であり、さらに好ましくは700〜2000である。これらの分子量のポリエステルポリオール化合物(A−1)が、ポリウレタン樹脂用の原料として好適である。
なお、本明細書において、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(ポリスチレン換算)で測定することができる。GPC法による数平均分子量及び重量平均分子量は、具体的には、測定装置として昭和電工(株)社製Shodex GPC System21を、カラムとして昭和電工(株)社製Shodex LF−804/KF−803/KF−804を、移動相としてNMPを用いて、カラム温度40℃にて測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。
ポリオール化合物(A)の酸価としては、特に制限はなく、できるだけ低い方がポリウレタン樹脂用原料として好ましい。中でも、好ましいポリオール化合物(A)の酸価としては、0.3mgKOH/g〜3mgKOH/gであり、より好ましくは0.5mgKOH/g〜2mgKOH/gである。
ポリオール化合物(A)の水酸基価としては、特に制限はない。中でも、好ましいポリオール化合物(A)の水酸基価としては、10mgKOH/g〜300mgKOH/gであり、より好ましくは50mgKOH/g〜200mgKOH/gである。
ポリオール化合物(A)の含有水分は、できるだけ低いものがウレタン樹脂用原料として好ましい。中でも、好ましいポリオール化合物(A)の含有水分としては、500ppm以下であり、より好ましくは300ppm以下である。
1−2.ポリイソシアネート化合物(B)
本発明に用いるポリイソシアネート化合物(B)としては、特に制限はなく、例えば、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物、芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物等のポリイソシアネート化合物(以下、「ポリイソシアネート化合物」ということもある);これらポリイソシアネート化合物のイソシアヌレート変性体(B−1);これらポリイソシアネート化合物のアロファネート変性体(B−2)等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、テトラメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、3−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート等が挙げられる。
脂環族ポリイソシアネート化合物としては、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート等が挙げられる。
芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、α,α,α,α−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
中でも、好ましいポリイソシアネート化合物(B)としては、ポリイソシアネート化合物のイソシアヌレート変性体(B−1)であり、ポリウレタン樹脂組成物中に、ポリイソシアネート化合物のイソシアヌレート変性体(B−1)を含有することにより、ポリウレタン樹脂組成物の耐熱性が優れたものとなる。
この様なポリイソシアネート化合物のイソシアヌレート変性体(B−1)として、好ましくは脂肪族ポリイソシアネート化合物のイソシアヌレート変性体、脂環族ポリイソシアネート化合物のイソシアヌレート変性体、又は芳香族ポリイソシアネート化合物のイソシアヌレート変性体であり、より好ましくはヘキサメチレンジイソシアネート、又はジフェニルメタンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体である。
ポリイソシアネート化合物のイソシアヌレート変性体(B−1)を含むポリイソシアネートの市販品としては、デュラネートTLA−100(HDI系イソシアヌレート旭化成ケミカルズ社製)、コロネート HX(HDI系イソシアヌレート 東ソー社製)等が挙げられる。
上記ポリイソシアネート化合物(B)は、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
本発明に用いられるポリイソシアネート(B)の配合量は、特に制限はなく、中でもポリウレタン樹脂組成物100質量%に対して、1〜60質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましく、10〜40質量%がさらに好ましい。
本発明のポリウレタン樹脂組成物は、上記ポリイソシアネート化合物と、上記ポリオール化合物とのNCO/OH比は、0.6〜2.0であることが好ましく、0.7〜1.5であることがより好ましい。
1−3.可塑剤(D)
本発明のポリウレタン樹脂組成物には、さらに必要に応じて、可塑剤(D)を配合することができる。
可塑剤(E)としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジウンデシルフタレート等のフタル酸エステル;ジオクチルアジペート、ジイソノニルアジペート等のアジピン酸エステル;メチルアセチルリシノレート、ブチルアセチルリシノレート、アセチル化リシノール酸トリグリセリド、アセチル化ポリリシノール酸トリグリセリド等のひまし油系エステル;トリオクチルトリメリテート、トリイソノニルトリメリテート等のトリメリット酸エステル;テトラオクチルピロメリテート、テトライソノニルピロメリテート等のピロメリット酸エステルなどが挙げられる。これらの中でも、ジイソノニルフタレートが好ましい。
可塑剤(D)を使用する場合、その使用量は、特に制限はないが、中でもポリウレタン樹脂組成物100質量%に対して0.1〜50質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることがより好ましい。
上記可塑剤(D)は、一種単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
1−4.重合触媒(E)
本発明のポリウレタン樹脂組成物には、さらに必要に応じて、重合触媒(E)を配合することができる。
重合触媒(E)としては、公知の重合触媒が使用でき、例えば、有機錫触媒、有機鉛触媒、有機ビスマス触媒等の金属触媒、アミン触媒などを例示できる。
有機錫触媒としては、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジアセテート等が挙げられる。
有機鉛触媒としては、オクチル酸鉛、オクテン酸鉛、ナフテン酸鉛等が挙げられる。有機ビスマス触媒としては、オクチル酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス等が挙げられる。
アミン触媒としては、ジエチレントリアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N,N′,N′テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N′,N″,N″−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリメチレンジアミン、ジメチルアミノエタノ−ル、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エ−テル等が挙げられる。また、上記触媒としては、有機金属化合物、金属錯体化合物等を用いてもよい。
重合触媒(E)を使用する場合、その含有量としては、特に制限はなく、中でもポリウレタン樹脂組成物100質量%に対して、0.00001〜10質量%であることが好ましく、0.0001〜5質量%であることがより好ましい。
上記重合触媒(E)は、一種単独で、又は2種以上を混合して用いることもできる。
1−5.消泡剤(F)
本発明のポリウレタン樹脂組成物には、さらに必要に応じて、消泡剤(F)を含有することができる。
本発明に用いる消泡剤としては、特に限定はなく、例えば、シリコーン類(オイル型、コンパウンド型、自己乳化型、エマルジョン型等)、アルコール類等が挙げられる。
好ましいシリコーン系消泡剤としては、変性シリコーン系消泡剤(特に、ポリシロキサンを親油基とし親水基により変性したもの)が好ましい。
上記消泡剤(F)は、一種単独で用いることができ、又は2種以上を混合して用いることもできる。
消泡剤(F)を含有する場合は、その含有量は、特に制限されず、中でもポリウレタン樹脂組成物100質量%に対して、0.001〜10質量%が好ましく、0.01〜5質量%がより好ましい。 1−6.その他の成分
本発明のポリウレタン樹脂組成物は、さらに必要に応じて、粘着付与剤、硬化促進剤、着色剤、鎖延長剤、架橋剤、フィラー、顔料、充填剤、難燃剤、ウレタン化触媒、紫外線吸収剤、酸化防止剤、水分吸湿剤、防黴剤、シランカップリング剤等の各種添加剤を添加することができる。
これらの成分の使用量は、その使用目的に応じて、ポリウレタン樹脂組成物の所望の特性を阻害することのないように、通常の添加量と同定の範囲から適宜決めればよい。
2.ポリウレタン樹脂組成物の製造方法
本発明のポリウレタン樹脂組成物を製造する方法としては特に限定されず、ポリウレタン樹脂組成物を製造する方法として用いられる従来公知の方法により製造することができる。
このような製造方法としては、例えば、ポリオール化合物(A)を含む成分を調製して第1成分とする工程(工程1)、ポリイソシアネート化合物(B)を含む成分を調製して第2成分とする工程(工程2)、及びこれら第1成分と第2成分とを混合し、ポリウレタン樹脂組成物とする工程(工程3)を含む方法が挙げられる。
上記第1成分がポリオール化合物(A)を含有し、上記第2成分がポリイソシアネート化合物(B)を含有していれば、他の成分は、第1成分又は第2成分のどちらに含有されていてもよい。
例えば、第1成分がポリオール化合物(A)、及び無機充填剤を含有し、第2成分がポリイソシアネート化合物(B)、及び可塑剤を含有する構成が挙げられる。
また、第1成分がポリオール化合物(A)、無機充填剤、及び可塑剤を含有し、第2成分がポリイソシアネート化合物(B)及び重合触媒を含有する構成であってもよく、第1成分がポリオール化合物(A)、及び酸化防止剤を含有し、第2成分がポリイソシアネート化合物(B)、及び無機充填剤を含有する構成であってもよく、第1成分がポリオール化合物(A)、及び重合触媒を含有し、第2成分がポリイソシアネート化合物(B)、及び消泡剤を含有する構成であってもよい。
ポリウレタン樹脂組成物は、硬化前の液状であってもよいし、硬化していてもよい。ポリウレタン樹脂組成物を硬化させる方法としては、上記第1成分及び第2成分を混合することにより、ポリオール化合物(A)とポリイソシアネート化合物(B)とが反応し、ポリウレタン樹脂となることにより、ポリウレタン樹脂組成物を経時的に硬化させる方法が挙げられるが、加熱により硬化させてもよい。この場合、加熱温度は40〜120℃程度が好ましく、加熱時間は、0.5時間〜24時間時間程度が好ましい。
3.用途
本発明は、上記ポリウレタン樹脂組成物からなる封止材でもある。上記ポリウレタン樹脂組成物からなる封止材は、耐加水分解性及び難燃性に優れ、且つ、高温環境下で用いられた場合であっても難燃性の低下が抑制されているので、発熱を伴う電気電子部品等に好適に使用することができる。このような電気電子部品としては、トランスコイル、チョークコイル、リアクトルコイル等の変圧器、機器制御基盤、各種センサー等が挙げられる。このような電気電子部品も、本発明の一つである。本発明の電気電子部品は、電気洗濯機、便座、湯沸し器、浄水器、風呂、食器洗浄機、電動工具、自動車、バイク等に用いることができる。
以下、実施例及び比較例を示して、本発明のポリウレタン樹脂組成物について具体的に説明する。ただし、実施例はあくまで一例であって、本発明は、実施例に限定されない。
実施例及び比較例において使用する原料を以下に示す。
ジオール(a1)
a1−1:3−メチル−1,5−ペンタンジオール(商品名:MPD、クラレ株式会社製)
a1−2:1,6−ヘキサンジオール(商品名:1,6−ヘキサンジオール、宇部興産株式会社製)
a1−3:1,9−ノナンジオール/2−メチル−1,8−オクタンジオール=10/90〜20/80(商品名:ND−15、クラレ株式会社製)
a1−4:1,9−ノナンジオール(商品名:ND、クラレ株式会社製)
比較ジオール(比較例1で使用)
ジエチレングリコール(商品名:ジエチレングリコール、丸善石油化学株式会社製)
トリオール(a2)
a2−1:トリメチロールプロパン(商品名:トリメチロールプロパン、三菱ガス化学株式会社社製)
ひまし油系ポリオール(比較例2で使用)
比較成分:ひまし油(商品名:ひまし油、伊藤製油株式会社製)
ダイマー酸(a3)
a3−1−1:高純度ダイマー酸[モノマー酸:ダイマー酸:トリマー酸=3:94:3](商品名:ツノダイム395、築野食品工業株式会社製)
a3−1−2:水添ダイマー酸[水添モノマー酸:水添ダイマー酸:水添トリマー酸=5:92:3](商品名:Empol1008、BASF社製)
ポリイソシアネート化合物(B)
b−1:ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体
(商品名:デュラネートTLA−100、旭化成ケミカルズ株式会社製)
b−2:ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)系イソシアネート
(商品名:ミリオネートMTL、東ソー株式会社製)
重合触媒(E)
e−1:ジオクチル錫ジラウレート
(商品名:ネオスタンU-810、日東化成株式会社製)
消泡剤(F)
f−1:SC−5570(シリコーン系、東レ−ダウシリコーン株式会社製)
ポリウレタン樹脂組成物の調製
<実施例1〜9及び比較例1〜2>
表1に示す組成で各成分を配合し、下記の手順で各種のポリウレタン樹脂組成物を調製した。なお、実施例9は「参考例」である。
まず、表1に示す配合量(質量部)で、ジオール、トリオール、及びダイマー酸を配合し、これを常圧及び窒素雰囲気下、220〜240℃で20時間、反応水を系外に留去させながらエステル化反応を行った。反応後、室温に冷却しポリオール(第1成分)を得た。
表1に示す組成で得られたポリオール組成物の水分量と分子量は以下のとおりである。
実施例1:水分量127ppm、分子量1547
実施例2:水分量149ppm、分子量1770
実施例3:水分量129ppm、分子量1592
実施例4:水分量99ppm、分子量828
実施例5:水分量127ppm、分子量1547
実施例6:水分量149ppm、分子量1770
実施例7:水分量129ppm、分子量1592
実施例8:水分量99ppm、分子量828
実施例9:水分量167ppm、分子量2425
比較例1:水分量108ppm、分子量1547。
続いて、上記のポリオール組成物(第1成分)に、23℃に調整した表1に示す配合量のポリイソシアネート化合物、消泡剤及び重合触媒を含む第2成分を加え、自転・公転ミキサー(あわとり練太郎、シンキー社製)を用いて2000rpmで1分間混合した。得られた混合物を脱泡し、実施例1〜9及び比較例1〜2の各ポリウレタン樹脂組成物を得た。
なお、第1成分と第2成分の配合比率は、イソシアネート基含有化合物中のNCO基1当量に対して、水酸基含有化合物中の活性水素(OH)が1当量となるようにした。
Figure 0006177382
試験片(テストピース)の作製
130×130×3mmの成型用型、又は内径30mm及び高さ10mmの成形用型に、調製したポリウレタン樹脂組成物を注入した。次いで、該ポリウレタン樹脂組成物を、60℃で16時間加熱した後、室温で1日放置して硬化させた。得られた硬化物A(130×130×3mm)、及び硬化物B(直径30mm及び高さ10mm)に対して、硬度、耐熱性、耐湿性、及びヒートサイクル性の試験を以下に示す方法で行った。その結果を表1に示す。
(硬度)
硬化物Bの硬度をJISK 6253に従い、アスカーA型硬度計(高分子計器株式会社製)を用いて測定した。
(耐熱性)
硬化物Bを、恒温器(ESPEC製 PH(H)−101)に入れ、150℃で100時間加熱し、耐熱性試験を行った。試験前の硬度と試験後の硬度をJIS K 6253に従い、アスカーA型硬度計(高分子計器株式会社製)を用いて測定し、硬度上昇率を測定した。
式:[硬度上昇率]={[(試験後硬度)−(試験前硬度)]÷(試験前硬度)}×100
算出された硬度低下率を基に、下記評価基準に従って耐熱性を評価した。
A:硬度上昇率が、10%未満である
C:硬度上昇率が、10%以上である
(耐湿性)
硬化物Bに対して、121℃、100%RH 2気圧/60時間の条件でプレッシャークッカー試験(PCT試験)を行った。試験前の硬度と試験後の硬度をJIS K 6253に従い、アスカーA型硬度計(高分子計器株式会社製)を用いて測定し、硬度低下率を測定した。
式:[硬度低下率]={[(試験前硬度)−(試験後硬度)]÷(試験前硬度)}×100
算出された硬度低下率を基に、下記評価基準に従って耐湿性を評価した。
A:硬度低下率が30%未満である
B:硬度低下率が30〜70%である
C:硬度低下率が70%を超える
(耐ヒートサイクル性)
硬化物Aを用いTMA法によりガラス転移温度を測定した。
A:ガラス転移温度が−20℃以下
B:ガラス転移温度が−20℃を超えて0℃以下
C:ガラス転移温度が0℃を超える
(作業性):ポリオール組成物の粘度
表1に示す配合量で各成分を配合して得られたポリオール組成物を23℃に調整し、混合開始から3分後の粘度をBH型粘度計を用いて評価した。
A:ポリオール成分の粘度が15000mPa・s以下である
C:ポリオール成分の粘度が15000mPa・sを超える。
<判定結果>
実施例1〜9の結果から、本発明のポリウレタン樹脂は、耐熱性、耐湿性、及び耐ヒートサイクル性の全ての項目を満足することがわかった。さらに、実施例1〜9のポリオール組成物は、作業性に優れていることがわかった。
一方、比較例1〜2に関しては、耐熱性、耐湿性及び作業性が劣ることがわかった。
本発明のポリウレタン樹脂組成物を用いれば、得られるポリウレタン樹脂硬化物は、耐熱性、耐湿性、及びヒートサイクル性の全ての項目を満足することから、電気製品、電子部品等の分野で利用が可能である。

Claims (9)

  1. ポリオール化合物(A)及びポリイソシアネート化合物(B)を含有する電気電子部品封止用ポリウレタン樹脂組成物であって、
    該ポリオール化合物(A)が、エーテル結合を有さないジオール化合物(a1)、トリオール化合物(a2)、及びカルボン酸化合物(a3)を反応させて得られるポリエステルポリオール化合物(A−1)を含み、かつ
    該カルボン酸化合物(a3)が、ダイマー酸(a3−1)を含み、かつ
    該ダイマー酸(a3−1)が、該カルボン酸化合物(a3)中、70〜100質量%含まれており、かつ
    該ジオール化合物(a1)の含有量が、該トリオール化合物(a2)100質量部に対して、600〜1200質量部である、
    電気電子部品封止用ポリウレタン樹脂組成物。
  2. ジオール化合物(a1)が、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、及び1,9−ノナンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物である、請求項1に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  3. ポリエステルポリオール化合物(A−1)の数平均分子量が、500〜5000である、請求項1又は2に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  4. ダイマー酸(a3−1)が、未水添ダイマー酸(a3−1−1)及び/又は水添ダイマー酸(a3−1−2)である、請求項1〜3の何れか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  5. カルボン酸化合物がモノマー酸、ダイマー酸(a3−1)、及びトリマー酸を含み、
    モノマー酸の含有量が、モノマー酸、ダイマー酸(a3−1)、及びトリマー酸の合計100質量%に対して、0〜15質量%であり、
    ダイマー酸(a3−1)の含有量が、モノマー酸、ダイマー酸(a3−1)、及びトリマー酸の合計100質量%に対して、70〜100質量%であり、且つ
    トリマー酸の含有量が、モノマー酸、ダイマー酸(a3−1)、及びトリマー酸の合計100質量%に対して、0〜15質量%である、
    請求項1〜4の何れか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  6. ポリイソシアネート化合物(B)が、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体(B−1)である、請求項1〜5の何れか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  7. 請求項1〜6の何れか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物からなる電気電子部品封止材。
  8. 請求項7に記載の封止材を用いて樹脂封止された電気電子部品。
  9. ポリオール化合物(A)を含有する電気電子部品封止用ポリウレタン樹脂組成物製造用ポリオール組成物であって、
    該ポリオール化合物(A)が、エーテル結合を有さないジオール化合物(a1)、トリオール化合物(a2)、及びカルボン酸化合物(a3)を反応させて得られるポリエステルポリオール化合物(A−1)を含み、かつ
    該カルボン酸化合物(a3)が、ダイマー酸(a3−1)を含み、かつ
    該ダイマー酸(a3−1)が、該カルボン酸化合物(a3)中、70〜100質量%含まれており、かつ
    該ジオール化合物(a1)の含有量が、該トリオール化合物(a2)100質量部に対して、600〜1200質量部である、電気電子部品封止用ポリウレタン樹脂組成物製造用ポリオール組成物。
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