JP6379829B2 - 硬化性樹脂組成物及び硬化物 - Google Patents
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Description
<1> (A)下記一般式(I)で表される構造単位を主鎖に含むポリケトン、(B)アクリル単量体、及び(C)重合開始剤を含有する硬化性樹脂組成物。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本明細書において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
本明細書において「工程」とは、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、(A)下記一般式(I)で表される構造単位を主鎖に含むポリケトン(以下、「特定ポリケトン」ともいう)、(B)アクリル単量体、及び(C)重合開始剤を含有する。
以下、各成分について説明する。
本実施形態で用いられる特定ポリケトンは、下記一般式(I)で表される構造単位を主鎖に含む。
また、(A)ポリケトンは、特定ポリケトン以外のポリケトンを含んでいてもよい。本発明の効果を奏する観点からは、(A)ポリケトンの総量中の特定ポリケトンの含有率は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。
本実施形態に係る(B)アクリル単量体としては、特に限定されず、例えば、(B1)直鎖又は分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル単量体、(B2)脂環基を有する(メタ)アクリル単量体、(B3)官能基を有する(メタ)アクリル単量体、及び(B4)多価(メタ)アクリル単量体、が挙げられる。
直鎖又は分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル単量体は、エステル部に直鎖又は分岐のアルキル基を有し、1個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル酸エステルであることが好ましい。エステル部における直鎖又は分岐のアルキル基は、エステル部の酸素原子に直接結合していることが好ましい。
脂環基を有する(メタ)アクリル単量体は、エステル部に脂環基を有し、1個又は2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル酸エステルであることが好ましい。ここで、エステル部における脂環基は、エステル部の酸素原子に脂肪族炭化水素基を介して結合していることが好ましい。
(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ボルニル、(メタ)アクリル酸メンチル、(メタ)アクリル酸フェンチル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアダマンチル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−4−メチル、(メタ)アクリル酸シクロデシル等が挙げられる。
官能基を有する(メタ)アクリル単量体は、下記一般式(IV)および(V)に示すように、分子内に、カルボキシ基、ヒドロキシ基、酸無水物基、アミノ基、アミド基及びエポキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有し、1個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル単量体であることが好ましい。
多価(メタ)アクリル単量体は、(メタ)アクリロイル基を2個以上有するものであって、(B2)以外のものであれば特に制限されない。このような多価(メタ)アクリル単量体としては、ジオキサングリコール骨格を有する多価(メタ)アクリル単量体、官能基を有する多価(メタ)アクリル単量体等が挙げられる。
本実施形態に係る(C)重合開始剤は、(C1)熱重合開始剤及び(C2)光重合開始剤から選択される少なくとも1種を用いることができる。これらは組み合わせて用いてもよい。これにより、熱硬化性樹脂組成物としてだけでなく、光硬化性樹脂組成物としても設計することが可能となり、例えば、露光工程を採用することで、硬化時間の短縮を図ることが可能である。
本実施形態の硬化性樹脂組成物には、更に(D)溶剤を配合してもよい。(D)溶剤は各成分を均一に溶解又は分散するものであれば特に制限はなく、γ−ブチロラクトン、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸ブチル、酢酸ベンジル、n−ブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、3−メチルメトキシプロピオネート、N−メチル−2−ピロリドン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリルアミド、テトラメチレンスルホン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、クメン、ジイソプロピルベンゼン、ヘキシルベンゼン、アニソール、ジグライム、ジメチルスルホキシド、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン等が挙げられる。これらの溶剤は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、更に(E)酸化防止剤を含有していてもよい。これにより、硬化反応後、硬化物内に残留する(C)重合開始剤並びに(A)ポリケトン及び(B)アクリル単量体の重合末端の酸化を防ぐことが可能となる。その結果、硬化物の着色を防ぎ、優れた可視光透過率が得られる傾向がある。
本実施形態の樹脂硬化物は、本実施形態の硬化性樹脂組成物を、加熱又は紫外線照射により硬化させることで得られる。
加熱の温度及び時間は、組成条件、作業効率等に合わせて任意に設定でき、通常、60℃〜200℃で30分〜2時間程度である。
A成分は、以下の方法により合成したものを用いた。
炭酸ジメチル80ml及び2,2'−アゾビスイソブチロニトリル1.3gが入った撹拌機付きステンレス製100mlオートクレーブに、一酸化炭素/エチレンの1/1混合気体を内圧が48バール(4.8MPa)になるまで加え、圧力を保ちながら、60℃で6時間反応させた。反応後、内容物にアセトンを加え、生成した析出物を濾取した。得られた固体を蒸留水とメタノールで洗浄した後、乾燥し、ポリケトンA1を得た(単離収量0.6g)。このA1の、標準ポリスチレン換算のGPC法で求めた重量平均分子量は10,000であった。
3−ヘキセン二酸0.46g(4.0mmol)及び2,2’−ジメトキシビフェニル0.86g(4.0mmol)が入ったフラスコに、五酸化二リン及びメタンスルホン酸の混合液(質量比1:10)を12ml加え、60℃で18時間撹拌した。反応後、内容物をメタノール中に投じ、生成した析出物を濾取した。得られた固体を蒸留水とメタノールで洗浄した後、乾燥し、ポリケトンA2を得た(単離収率80質量%)。このA2の、標準ポリスチレン換算のGPC法で求めた重量平均分子量は10,000であった。
3−ヘキセン二酸の代わりにオクタン二酸0.70g(4.0mmol)を用いた以外は合成例2と同様にして、ポリケトンA3を得た(単離収率90質量%)。このA3の、標準ポリスチレン換算のGPC法で求めた重量平均分子量は10,000であった。
3−ヘキセン二酸の代わりにシクロヘキサン−1,3−ジカルボン酸0.69g(4.0mmol)を用いた以外は合成例2と同様にして、ポリケトンA4を得た(単離収率85質量%)。このA4の、標準ポリスチレン換算のGPC法で求めた重量平均分子量は30,000であった。
3−ヘキセン二酸の代わりにアダマンタン−1,3−ジカルボン酸0.90g(4.0mmol)を用いた以外は合成例2と同様にして、ポリケトンA5を得た(単離収率89質量%)。このA5のGPC法の標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は70,000であった。
下記式(VI)で表されるアクリル酸ラウリル(「LA」共栄社化学株式会社、エステル部に直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル)をアクリル単量体B1として用いた。
1,1,3,3−トリメチルブチルぺルオキシ−2−エチルヘキサネート(「パーオクタO」日油株式会社)を熱重合開始剤C1として用いた。
1−メチル−2−ピロリドン(NMP)を、(D)溶剤として用いた。
3,9−ビス[1,1−ジ−メチル−2−{β−(3−t−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}エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン(「アデカスタブAO80」株式会社ADEKA)を(E)酸化防止剤として用いた。
上記(A)成分の分子量は、溶離液として、硝酸テトラブチルアンモニウム(TBA・NO3)を0.1質量%溶解させたテトラヒドロフラン(THF)を用いて、GPC法によって測定し、標準ポリスチレン換算にて求めた。詳細は次のとおりである。
・カラム:Gelpack GL−A150、GL−A160、GL−A170(製品名、日立化成株式会社)
・検出器:RI検出器
・溶離液:硝酸テトラブチルアンモニウム(TBA・NO3)を0.1質量%溶解させたテトラヒドロフラン(THF)
・流速:1ml/分
・標準物質:ポリスチレン
実施例及び比較例の樹脂組成物を、ガラス基板上にスピンコーター(「MS−A」株式会社ミカサ)を用いて均一な厚さになるように塗布し、120℃のホットプレート上で3分間加熱した。これを、熱硬化性樹脂組成物の場合は窒素置換した高温クリーンオーブン(「CLH−21CD(III)」光洋サーモシステム株式会社)に入れ、25℃から150℃に1時間で昇温し、更に150℃で1時間硬化し、150℃から25℃に1時間で降温した。光硬化性樹脂組成物の場合は、高精度平行露光機(「EXM−1172」株式会社オーク製作所)を用いて、露光量4000mJ/cm2で完全に硬化させた。得られた試験基板の厚さは5μm〜10μmであった。
実施例及び比較例の樹脂組成物を、前記透過率の測定と同様にガラス基板上に塗布して、硬化し、厚さ5μm〜10μmの試験基板を得た。
B:クラックが広範囲に見られた。
実施例及び比較例の樹脂組成物を、市販のLED用リードフレーム(「TOP LED OP4」エノモト株式会社)に滴下し、120℃のホットプレート上で10分間加熱した。これを、熱硬化性樹脂組成物の場合は、窒素置換した高温クリーンオーブン(「CLH−21CD(III)」光洋サーモシステム株式会社)に入れ、25℃から150℃に1時間で昇温し、更に150℃で2時間硬化し、150℃から25℃に1時間で降温した。光硬化性樹脂組成物の場合は、高精度平行露光機(「EXM−1172」株式会社オーク製作所)を用いて、露光量8000mJ/cm2で完全に硬化させた。
B:1つでも硫化が見られた
Claims (7)
- (A)下記一般式(I)で表される構造単位を主鎖に含むポリケトン、(B)アクリル単量体、及び(C)重合開始剤を含有し、
前記一般式(I)において、Xが、下記一般式(II−1)〜(II−3)のいずれか1つで表される2価の基である、硬化性樹脂組成物。
(一般式(I)中、Xは炭素数1〜50の2価の基を示し、Yは炭素数1〜30の2価の炭化水素基を示し、nは3〜1000の整数を示す。)
〔一般式(II−1)中、R 1 はそれぞれ独立に、炭素数1〜30の炭化水素基を示し、R 2 はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基を示す。〕
〔一般式(II−2)中、R 1 はそれぞれ独立に、炭素数1〜30の炭化水素基を示し、Zは酸素原子又は下記一般式(III)で表わされる2価の基を示す。〕
〔一般式(III)中、R 3 及びR 4 はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基を示す。〕
〔一般式(II−3)中、R 5 はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基を示す。〕 - 前記一般式(I)において、Yが、2価の飽和炭化水素基である、請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記一般式(I)において、Yが、飽和脂環式炭化水素基を含む2価の炭化水素基である、請求項2に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記一般式(I)において、Yの炭素数が6〜30である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記(B)アクリル単量体が、1個の(メタ)アクリロイル基と前記(メタ)アクリロイル基のエステル部における酸素原子に直接結合する直鎖又は分岐のアルキル基とを有する(メタ)アクリル酸エステル、及び1個又は2個以上の(メタ)アクリロイル基と前記(メタ)アクリロイル基のエステル部における酸素原子に脂肪族炭化水素基を介して結合する脂環基を有する(メタ)アクリル酸エステルから選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 溶剤を更に含有する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物である、樹脂硬化物。
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