TW202200676A - 聚有機倍半矽氧烷、含有其之硬化性組成物及其硬化物 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種能夠形成顯示出優異之機械特性及表面硬度之硬化物的聚有機倍半矽氧烷、含有該聚有機倍半矽氧烷之硬化性組成物。
本發明之聚有機倍半矽氧烷係具有環氧基及液晶原基之聚有機倍半矽氧烷。上述聚有機倍半矽氧烷較佳為具有下述式(1)所表示之結構單元、及下述式(Ma)所表示之結構單元。
[R1
SiO3/2
] (1)
[式(1)中,R1
表示含環氧基之基];
[Ma
SiO3/2
] (Ma)
[式(Ma)中,Ma
表示含1價液晶原基之基]
Description
本發明係關於一種聚有機倍半矽氧烷、含有其之硬化性組成物及其硬化物。更詳細而言,係關於一種韌性等機械特性、表面硬度優異、可較佳地用於電氣電子機器等之聚有機倍半矽氧烷、含有其之硬化性組成物及其硬化物。本申請主張2020年5月11日於日本提出申請之特願2020-083247號之優先權,將其內容援用於此。
環氧樹脂由於耐熱性、機械特性、電特性、接著力等優異,故被用於各種產業用途中,其作為絕緣材料、印刷配線基板、密封材、積層板、預浸體、底部填充劑等電子機器領域之尖端材料之用途正在擴大。近年來,隨著電子機器之小型化、高性能化迅速發展,對於環氧樹脂,進一步提高機械特性等之要求日益提高。
作為其解決手段之一,嘗試了於環氧樹脂中導入剛直之液晶原(mesogen)骨架以提高耐熱性、強韌性等機械特性(例如參照專利文獻1、2)。又,嘗試了除了於環氧樹脂中導入剛直之液晶原骨架以外,亦導入作為具有優異之熱特性或表面硬度之無機骨架的鏈狀或環狀之矽氧烷結構,以進一步提高耐熱性或機械特性(例如參照專利文獻3、4)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-122337號公報
[專利文獻2]日本特開2016-8218號公報
[專利文獻3]日本特開2008-214599號公報
[專利文獻4]日本特開2015-48400號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,專利文獻1~4之環氧樹脂之硬化物之機械特性或表面硬度並不能滿足作為電子機器之尖端材料之要求。
因此,本發明之目的在於:提供一種能夠形成顯示出優異之機械特性及表面硬度之硬化物的聚有機倍半矽氧烷。
又,本發明之另一目的在於:提供一種能夠形成顯示出優異之機械特性及表面硬度之硬化物的硬化性組成物。
進而,本發明之又一目的在於:提供一種顯示出優異之機械特性及表面硬度之硬化物。
進而,本發明之又一目的在於:提供一種具備顯示出優異之機械特性及表面硬度之硬化物的電子機器。
[解決課題之技術手段]
本發明人為了解決上述課題而進行了努力研究,結果發現:憑藉具有液晶原基及環氧基之聚有機倍半矽氧烷,含有該聚有機倍半矽氧烷之硬化性組成物能夠形成機械特性(例如韌性)優異,且表面硬度較高之硬化物,作為電子機器之尖端材料而言有用。本發明係基於該等見解而完成者。
即,本發明提供一種具有環氧基及液晶原基之聚有機倍半矽氧烷。
於上述聚有機倍半矽氧烷中,上述液晶原基可為1價液晶原基。
於上述聚有機倍半矽氧烷中,上述環氧基與上述液晶原基之莫耳比(環氧基/液晶原基)可為1/99~99/1。
上述聚有機倍半矽氧烷可具有下述式(1)所表示之結構單元及下述式(Ma)所表示之結構單元。
[R1
SiO3/2
] (1)
[式(1)中,R1
表示含環氧基之基]
[Ma
SiO3/2
] (Ma)
[式(Ma)中,Ma
表示含1價液晶原基之基]
於上述聚有機倍半矽氧烷中,上述Ma
亦可為下述式(Ma1)所表示之基。
-Rm
-Ma1
(Ma1)
[式(Ma1)中,Rm
表示直鏈或支鏈狀之伸烷基。Ma1
表示1價液晶原基]
於上述聚有機倍半矽氧烷中,上述液晶原基亦可為下述式(a)所表示之基。
-(-M1A
-XA
-)n
-M2A
(a)
[式(a)中,M1A
表示自烴環或雜環之結構式中去掉2個氫原子而成之基,M2A
表示自烴環或雜環之結構式中去掉1個氫原子而成之基。XA
表示單鍵或連結基。n表示整數1~3]
於上述聚有機倍半矽氧烷中,上述液晶原基亦可為選自由下述式(a1)~(a9)所表示之1價基所組成之群中之至少1種。
(式(a1)中,Ra1
及Ra2
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m1表示整數0~4。m2表示整數0~5。於m1為2以上之情形時,複數個Ra1
可相同,亦可不同。於m2為2以上之情形時,複數個Ra2
可相同,亦可不同。波浪線表示與其他結構之鍵結部位)
(式(a2)中,Ra3
、Ra4
及Ra5
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m3及m4分別獨立地表示整數0~4。m5表示整數0~5。於m3為2以上之情形時,複數個Ra3
可相同,亦可不同。於m4為2以上之情形時,複數個Ra4
可相同,亦可不同。於m5為2以上之情形時,複數個Ra5
可相同,亦可不同。波浪線表示與其他結構之鍵結部位)
(式(a3)中,Ra6
、Ra7
及Ra8
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m6表示整數0~4。m7表示整數0~8。m8表示整數0~5。於m6為2以上之情形時,複數個Ra6
可相同,亦可不同。於m7為2以上之情形時,複數個Ra7
可相同,亦可不同。於m8為2以上之情形時,複數個Ra8
可相同,亦可不同。波浪線表示與其他結構之鍵結部位)
(式(a4)中,Ra9
、Ra10
及Ra11
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m9表示整數0~4。m10表示整數0~8。m11表示整數0~5。於m9為2以上之情形時,複數個Ra9
可相同,亦可不同。於m10為2以上之情形時,複數個Ra10
可相同,亦可不同。於m11為2以上之情形時,複數個Ra11
可相同,亦可不同。波浪線表示與其他結構之鍵結部位)
(式(a5)中,Ra12
及Ra13
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m12表示整數0~4。m13表示整數0~5。於m12為2以上之情形時,複數個Ra12
可相同,亦可不同。於m13為2以上之情形時,複數個Ra13
可相同,亦可不同。Rax
及Ray
分別獨立地為氫原子、甲基、或氰基。其中,Rax
及Ray
之任一者為氫原子。波浪線表示與其他結構之鍵結部位)
(式(a6)中,Ra14
及Ra15
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m14表示整數0~4。m15表示整數0~5。於m14為2以上之情形時,複數個Ra14
可相同,亦可不同。於m15為2以上之情形時,複數個Ra15
可相同,亦可不同。Y1
及Y2
不同,為CH或N。波浪線表示與其他結構之鍵結部位)
(式(a7)中,Ra16
及Ra17
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m16表示整數0~4。m17表示整數0~5。於m16為2以上之情形時,複數個Ra16
可相同,亦可不同。於m17為2以上之情形時,複數個Ra17
可相同,亦可不同。波浪線表示與其他結構之鍵結部位)
(式(a8)中,Ra18
及Ra19
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m18表示整數0~4。m19表示整數0~5。於m18為2以上之情形時,複數個Ra18
可相同,亦可不同。於m19為2以上之情形時,複數個Ra19
可相同,亦可不同。波浪線表示與其他結構之鍵結部位)
(式(a9)中,Ra20
及Ra21
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m20表示整數0~4。m21表示整數0~5。於m20為2以上之情形時,複數個Ra20
可相同,亦可不同。於m21為2以上之情形時,複數個Ra21
可相同,亦可不同。波浪線表示與其他結構之鍵結部位)
又,本發明提供一種包含上述聚有機倍半矽氧烷之硬化性組成物。
上述硬化性組成物亦可進而包含上述聚有機倍半矽氧烷以外之環氧化合物。
於上述硬化性組成物中,上述環氧化合物亦可包含具有液晶原基之環氧化合物。
於上述硬化性組成物中,上述環氧化合物亦可包含下述式(B)所表示之化合物。
E1
-X1
-Mb
-X2
-E2
(B)
(式(B)中,Mb
表示2價液晶原基。E1
及E2
分別獨立地表示含環氧基之基。X1
及X2
分別獨立地表示單鍵或連結基)
於上述硬化性組成物中,上述Mb
亦可為下述式(b)所表示之基。
-(-M1B
-XB
-)o
-M2B
- (b)
[式(b)中,M1B
、M2B
相同或不同,表示自烴環或雜環之結構式中去掉2個氫原子而成之基。XB
表示單鍵或連結基。o表示整數1~3]
於上述硬化性組成物中,上述Mb
亦可為選自由下述式(b1)~(b7)所表示之2價基所組成之群中之至少1種。
(式(b1)中,Rb1
及R2b
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n1及n2分別獨立地表示整數0~4。於n1為2以上之情形時,複數個Rb1
可相同,亦可不同。於n2為2以上之情形時,複數個Rb2
可相同,亦可不同。波浪線表示與-X1
-E1
或-X2
-E2
所表示之基之鍵結部位)
(式(b2)中,Rb3
、Rb4
及Rb5
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n3、n4及n5分別獨立地表示整數0~4。於n3為2以上之情形時,複數個Rb3
可相同,亦可不同。於n4為2以上之情形時,複數個Rb4
可相同,亦可不同。於n5為2以上之情形時,複數個Rb5
可相同,亦可不同。波浪線表示與-X1
-E1
或-X2
-E2
所表示之基之鍵結部位)
(式(b3)中,Rb6
、Rb7
及Rb8
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n6及n8分別獨立地表示整數0~4。n7表示整數0~8。於n6為2以上之情形時,複數個Rb6
可相同,亦可不同。於n7為2以上之情形時,複數個Rb7
可相同,亦可不同。於n8為2以上之情形時,複數個Rb8
可相同,亦可不同。波浪線表示與-X1
-E1
或-X2
-E2
所表示之基之鍵結部位)
(式(b4)中,Rb9
及Rb10
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n9及n10分別獨立地表示整數0~4。於n9為2以上之情形時,複數個Rb9
可相同,亦可不同。於n10為2以上之情形時,複數個Rb10
可相同,亦可不同。Rbx
為氫原子、甲基、或氰基。波浪線表示與-X1
-E1
或-X2
-E2
所表示之基之鍵結部位)
(式(b5)中,Rb11
及Rb12
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n11及n12分別獨立地表示整數0~4。於n11為2以上之情形時,複數個Rb11
可相同,亦可不同。於n12為2以上之情形時,複數個Rb12
可相同,亦可不同。波浪線表示與-X1
-E1
或-X2
-E2
所表示之基之鍵結部位)
(式(b6)中,Rb13
及Rb14
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n13及n14分別獨立地表示整數0~4。於n13為2以上之情形時,複數個Rb13
可相同,亦可不同。於n14為2以上之情形時,複數個Rb14
可相同,亦可不同。波浪線表示與-X1
-E1
或-X2
-E2
所表示之基之鍵結部位)
(式(b7)中,Rb15
及Rb16
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n15及n16分別獨立地表示整數0~4。於n15為2以上之情形時,複數個Rb15
可相同,亦可不同。於n16為2以上之情形時,複數個Rb16
可相同,亦可不同。波浪線表示與-X1
-E1
或-X2
-E2
所表示之基之鍵結部位)
於上述硬化性組成物中,上述環氧化合物亦可包含雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂。
於上述硬化性組成物中,上述雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂亦可包含高分子量雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂。
於上述硬化性組成物中,上述聚有機倍半矽氧烷之含量相對於上述硬化性組成物所含之具有環氧基之化合物之總量(100重量%)而言,可為1~50重量%。
上述硬化性組成物亦可進而包含硬化劑。
於上述硬化性組成物中,上述硬化劑亦可包含胺系硬化劑。
於上述硬化性組成物中,上述胺系硬化劑之含量可為相對於硬化性組成物所含之環氧基1當量而言,胺系硬化劑所具有之胺基之活性氫為0.1~10當量之量。
又,本發明提供一種上述硬化性組成物之硬化物。
又,本發明提供一種具備上述硬化物之電子機器。
[發明之效果]
本聚有機倍半矽氧烷在分子內具有環氧基及液晶原基,故可藉由使包含該聚有機倍半矽氧烷作為必需成分之硬化性組成物硬化,來形成機械特性(例如韌性)優異並且表面硬度較高之硬化物。因此,本發明之聚有機倍半矽氧烷、含有該聚有機倍半矽氧烷之硬化性組成物作為絕緣材料、印刷配線基板、密封材、積層板、預浸體、底部填充劑等電子機器領域之尖端材料而言有用。
[具有環氧基及液晶原基之聚有機倍半矽氧烷]
本發明之聚有機倍半矽氧烷係於分子內具有至少1個環氧基及至少1個液晶原基,並具有[RSiO3/2
]所表示之倍半矽氧烷結構單元(所謂T單元)的化合物。以下,有時將本發明之聚有機倍半矽氧烷稱為「聚有機倍半矽氧烷(A)」或「成分(A)」。
成分(A)係具有以下之結構之硬化性化合物(聚合性化合物),該結構係由T單元構成之三維結構之聚有機倍半矽氧烷具有至少1個環氧基者。上述式中之R表示氫原子或一價有機基,以下亦同。上述式所表示之倍半矽氧烷結構單元係藉由對應之水解性三官能矽烷化合物(具體而言,例如為下述式(a)~(d)所表示之化合物等)之水解及縮合反應而形成。
本發明之聚有機倍半矽氧烷(A)除了包含環氧基以外,亦包含液晶原基,藉此,包含成分(A)之硬化性組成物之硬化物(以下,有時簡稱為「本發明之硬化物」)之機械特性(例如韌性)提高,進而表面硬度亦提高。認為其原因在於:因倍半矽氧烷骨架而使得周邊之網狀結構局部變疏,由此於系內形成奈米孔隙,孔隙作為應力集中點而發揮作用,而導致周邊部之網鏈之塑性變形,從而韌性提高。又,認為藉由使與倍半矽氧烷骨架連結之液晶原基局部地配向,而產生應力分散效應,從而可獲得更高之韌性。進而,認為藉由導入較硬之倍半矽氧烷結構作為無機骨架,而使得硬度提高。再者,該等機制僅為推斷,不應解釋為以該等機制限定本發明。
作為成分(A)所具有之「環氧基」,並無特別限定,例如可例舉環氧基(環氧乙烷基)、環氧丙基(2,3-環氧丙基)、脂環式環氧基(構成脂環之相鄰之2個碳原子與氧原子所構成的環氧基)等。作為上述脂環式環氧基,較佳為構成環己烷環之相鄰之2個碳原子與氧原子所構成的基(環氧環己烷基)。
作為包含上述環氧丙基之基,例如可例舉環氧丙氧基甲基、2-環氧丙氧基乙基、3-環氧丙氧基丙基等環氧丙氧基C1-10
烷基(例如,環氧丙氧基C1-4
烷基)等。
作為包含上述脂環式環氧基之基,並無特別限制,可例舉環氧C5-12
環烷基-直鏈狀或支鏈狀C1-10
烷基,例如,2,3-環氧環戊基甲基、2-(2,3-環氧環戊基)乙基、2-(3,4-環氧環戊基)乙基、3-(2,3-環氧環戊基)丙基等環氧環戊基C1-10
烷基,4,5-環氧環辛基甲基、2-(4,5-環氧環辛基)乙基、3-(4,5-環氧環辛基)丙基等環氧環辛基C1-10
烷基等。
該等包含脂環式環氧基之基亦可於C5-12
環烷烴環具有甲基、乙基等C1-6
烷基作為取代基。作為具有取代基之包含脂環式環氧基之基,例如可例舉4-甲基-3,4-環氧環己基甲基、2-(3-甲基-3,4-環氧環己基)乙基、2-(4-甲基-3,4-環氧環己基)乙基、3-(4-甲基-3,4-環氧環己基)丙基、4-(4-甲基-3,4-環氧環己基)丁基等C1-4
烷基-環氧C5-12
環烷基-直鏈狀或支鏈狀C1-10
烷基等。
成分(A)於一分子中具有之環氧基之數並無特別限定,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性之觀點而言,2個以上為佳,較佳為2~50個,更佳為2~30個,進而較佳為2~15個。於成分(A)於一分子中具有2個以上之環氧基之情形時,複數個環氧基可相同,亦可不同。
基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,相對於成分(A)中之矽氧烷結構單元之總量[全部矽氧烷結構單元;M單元、D單元、T單元、及Q單元之總量],具有環氧基之單體單元之比率較佳為10莫耳%以上,更佳為30莫耳%以上,進而較佳為50莫耳%以上,進而更佳為55莫耳%以上,進而更佳為60莫耳%以上,較佳為95莫耳%以下,更佳為90莫耳%以下,進而較佳為80莫耳%以下,進而更佳為75莫耳%以下。於具有環氧基之單體單元之比率未達10莫耳%之情形時,有耐熱性降低之情況。於具有環氧基之單體單元之比率超過95莫耳%之情形時,有韌性等機械特性降低之情況。
成分(A)所具有之「液晶原基」係可顯示出液晶性之剛直分子結構之總稱。液晶原基具有分子運動受到抑制之剛直分子結構,因此,認為於使含有成分(A)之硬化性組成物硬化之情形時,液晶原結構發生配向而形成強韌之網狀結構,結果顯示出優異之機械特性。
作為液晶原基之分子結構,並無特別限定,例如可例舉日本接著學會誌第40卷第1號(2004年)之第14頁至第15頁記載之結構。
作為成分(A)所具有之液晶原基,可為1價液晶原基,亦可為2價以上之液晶原基,較佳為容易製備之1價液晶原基。作為1價液晶原基之具體例,可例舉下述式(a)所表示之基。
-(-M1A
-XA
-)n
-M2A
(a)
[式(a)中,M1A
表示自烴環或雜環之結構式中去掉2個氫原子而成之基,M2A
表示自烴環或雜環之結構式中去掉1個氫原子而成之基。XA
表示單鍵或連結基。n表示整數1~3]
作為上述連結基,例如可例舉:-CH=N-、-N=CH-等[-Y1
=Y2
-](上述Y1
、Y2
之一者表示CH,另一者表示N)所表示之基;-CH=CH-、-CH=C(Me)-、-C(Me)=CH-、-CH=C(CN)-、-C(CN)=CH-等[-C(-Rax
)=C(-Ray
)-](上述Rax
、Ray
之一者表示氫原子,另一者表示氫原子、甲基、或氰基)所表示之基;-N=N-、-C≡C-、-CH=N(→O)-、-N(→O)=CH-、-CH=CH-CO-、-CO-CH=CH-、-N=N(→O)-、-N(→O)=N-、酯鍵(-C(=O)-O-、或-O-C(=O)-)、醯胺鍵(-CONH-、或-NHCO-)、-CO-、碳酸酯鍵(-O-C(=O)-O-)、胺酯(urethane)鍵(-O-CO-NH-、或-NH-CO-O-)、伸烷基(例如,C1-5
伸烷基)等。
上述烴環包含脂肪族烴環及芳香族烴環。上述雜環包含飽和雜環及芳香族雜環。
作為上述脂肪族烴環,例如可例舉環己烷環、環己烯環等六員之飽和或不飽和脂肪族烴環。
作為上述芳香族烴環,例如可例舉苯環。
作為上述飽和雜環,較佳為六員之飽和雜環,例如可例舉哌啶、四氫哌喃。
作為上述芳香族雜環,例如可例舉嘧啶基、吡啶基。
上述烴環及雜環亦可具有取代基。作為上述取代基,例如可例舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基等碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基;氟原子、氯原子、溴原子等鹵素原子。於上述烴環及雜環具有2個以上之取代基之情形時,2個以上之取代基可相同,亦可不同。
上述n為整數1~3,較佳為1或2。於n為2以上之情形時,複數個(-M1A
-XA
-)所表示之結構可相同,亦可不同。
上述式(a)中之n個M1A
、及M2A
之至少一者較佳為包含苯環之基。M1A
為包含苯環之基之情形時之較佳態樣為伸苯基。M2A
為包含苯環之基之情形時之較佳態樣為苯基。
式(a1)中,Ra1
及Ra2
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m1表示整數0~4。m2表示整數0~5。於m1為2以上之情形時,複數個Ra1
可相同,亦可不同。於m2為2以上之情形時,複數個Ra2
可相同,亦可不同。
式(a2)中,Ra3
、Ra4
及Ra5
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m3及m4分別獨立地表示整數0~4。m5表示整數0~5。於m3為2以上之情形時,複數個Ra3
可相同,亦可不同。於m4為2以上之情形時,複數個Ra4
可相同,亦可不同。於m5為2以上之情形時,複數個Ra5
可相同,亦可不同。
式(a3)中,Ra6
、Ra7
及Ra8
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m6表示整數0~4。m7表示整數0~8。m8表示整數0~5。於m6為2以上之情形時,複數個Ra6
可相同,亦可不同。於m7為2以上之情形時,複數個Ra7
可相同,亦可不同。於m8為2以上之情形時,複數個Ra8
可相同,亦可不同。
式(a4)中,Ra9
、Ra10
及Ra11
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m9表示整數0~4。m10表示整數0~8。m11表示整數0~5。於m9為2以上之情形時,複數個Ra9
可相同,亦可不同。於m10為2以上之情形時,複數個Ra10
可相同,亦可不同。於m11為2以上之情形時,複數個Ra11
可相同,亦可不同。
式(a5)中,Ra12
及Ra13
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m12表示整數0~4。m13表示整數0~5。於m12為2以上之情形時,複數個Ra12
可相同,亦可不同。於m13為2以上之情形時,複數個Ra13
可相同,亦可不同。Rax
及Ray
分別獨立地為氫原子、甲基、或氰基。其中,Rax
及Ray
之任一者為氫原子。
式(a6)中,Ra14
及Ra15
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m14表示整數0~4。m15表示整數0~5。於m14為2以上之情形時,複數個Ra14
可相同,亦可不同。於m15為2以上之情形時,複數個Ra15
可相同,亦可不同。Y1
及Y2
不同,為CH或N。即,Y1
及Y2
之一者為CH,另一者為N。
式(a7)中,Ra16
及Ra17
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m16表示整數0~4。m17表示整數0~5。於m16為2以上之情形時,複數個Ra16
可相同,亦可不同。於m17為2以上之情形時,複數個Ra17
可相同,亦可不同。
式(a8)中,Ra18
及Ra19
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m18表示整數0~4。m19表示整數0~5。於m18為2以上之情形時,複數個Ra18
可相同,亦可不同。於m19為2以上之情形時,複數個Ra19
可相同,亦可不同。
式(a9)中,Ra20
及Ra21
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。m20表示整數0~4。m21表示整數0~5。於m20為2以上之情形時,複數個Ra20
可相同,亦可不同。於m21為2以上之情形時,複數個Ra21
可相同,亦可不同。
作為Ra1
~Ra21
所表示之碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基等,較佳為甲基、乙基。作為Ra1
~Ra21
所表示之鹵素原子,可例舉氟原子、氯原子、溴原子等,較佳為氯原子。
基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性之觀點而言,液晶原基較佳為式(a1)~(a4)所表示之結構,更佳為式(a1)、(a3)或(a4)所表示之結構,進而較佳為式(a1)所表示之結構。
成分(A)於一分子中具有之液晶原基之數並無特別限定,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性之觀點而言,2個以上為佳,較佳為2~50個,更佳為2~30個,進而較佳為2~15個。於成分(A)於一分子中具有2個以上之液晶原基之情形時,複數個液晶原基可相同,亦可不同。
基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,相對於成分(A)中之矽氧烷結構單元之總量[全部矽氧烷結構單元;M單元、D單元、T單元、及Q單元之總量],具有液晶原基之單體單元之比率較佳為10莫耳%以上,更佳為15莫耳%以上,進而較佳為20莫耳%以上,進而較佳為25莫耳%以上,較佳為90莫耳%以下,更佳為85莫耳%以下,進而較佳為80莫耳%以下,進而更佳為70莫耳%以下,進而更佳為60莫耳%以下,進而更佳為55莫耳%以下,進而更佳為50莫耳%以下,進而更佳為45莫耳%以下,進而更佳為40莫耳%以下。於具有液晶原基之單體單元之比率未達10莫耳%之情形時,有韌性等機械特性降低之情況。於具有液晶原基之單體單元之比率超過90莫耳%之情形時,有耐熱性降低之情況。
成分(A)中之環氧基與液晶原基之莫耳比(環氧基/液晶原基)並無特別限定,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,例如為1/99~99/1。上述莫耳比之下限值較佳為10/90,更佳為20/80,進而較佳為30/70,尤佳為40/60。上述莫耳比之上限值較佳為85/15,更佳為80/20,進而較佳為75/25。藉由使該莫耳比處於上述範圍,容易獲得耐熱性與機械特性取得平衡之硬化物。
成分(A)較佳為具有下述式(1)所表示之結構單元、及下述式(Ma)所表示之結構單元作為倍半矽氧烷單元。
[R1
SiO3/2
] (1)
[式(1)中,R1
表示含環氧基之基]
[Ma
SiO3/2
] (Ma)
[式(Ma)中,Ma
表示含1價液晶原基之基]
又,成分(A)較佳為具有下述式(I)所表示之結構單元(有時稱為「T3體」)、及下述式(II)所表示之結構單元(有時稱為「T2體」)。
進而,成分(A)較佳為具有下述式(4)所表示之結構單元、及式(7)所表示之結構單元。
[Ra
SiO3/2
] (I)
[Rb
SiO2/2
(ORc
)] (II)
上述式(1)所表示之結構單元通常為[RSiO3/2
]所表示之倍半矽氧烷結構單元(所謂T單元)。上述式(1)所表示之結構單元係藉由對應之水解性三官能矽烷化合物(具體而言,例如為下述式(a)所表示之化合物)之水解及縮合反應而形成。
式(1)中之R1
表示含環氧基之基(一價基)。作為上述含環氧基之基,可例舉具有環氧乙烷環之公知或慣用之基,並無特別限定,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性及較高之表面硬度之觀點而言,較佳為下述式(1a)所表示之基、下述式(1b)所表示之基、下述式(1c)所表示之基、及下述式(1d)所表示之基,更佳為下述式(1a)所表示之基或下述式(1c)所表示之基,進而較佳為下述式(1c)所表示之基。
上述式(1a)中,R1a
表示直鏈或支鏈狀之伸烷基。作為直鏈或支鏈狀之伸烷基,例如可例舉亞甲基、甲基亞甲基、二甲基亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、十亞甲基等碳數1~10之直鏈或支鏈狀之伸烷基。其中,作為R1a
,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀之伸烷基、碳數3或4之支鏈狀之伸烷基,更佳為伸乙基、三亞甲基、伸丙基,進而較佳為伸乙基、三亞甲基。
上述式(1b)中,R1b
表示直鏈或支鏈狀之伸烷基,可例示與R1a
相同之基。其中,作為R1b
,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀之伸烷基、碳數3或4之支鏈狀之伸烷基,更佳為伸乙基、三亞甲基、伸丙基,進而較佳為伸乙基、三亞甲基。
上述式(1c)中,R1c
表示直鏈或支鏈狀之伸烷基,可例示與R1a
相同之基。其中,作為R1c
,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀之伸烷基、碳數3或4之支鏈狀之伸烷基,更佳為伸乙基、三亞甲基、伸丙基,進而較佳為伸乙基、三亞甲基。
上述式(1d)中,R1d
表示直鏈或支鏈狀之伸烷基,可例示與R1a
相同之基。其中,作為R1d
,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀之伸烷基、碳數3或4之支鏈狀之伸烷基,更佳為伸乙基、三亞甲基、伸丙基,進而較佳為伸乙基、三亞甲基。
作為式(1)中之R1
,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,較佳為上述式(1c)所表示之基且R1c
為三亞甲基之基[即,3-(環氧丙氧基)丙基]。
成分(A)可僅具有1種上述式(1)所表示之結構單元,亦可具有2種以上之上述式(1)所表示之結構單元。
上述式(Ma)所表示之結構單元通常為[RSiO3/2
]所表示之倍半矽氧烷結構單元(所謂T單元)。上述式(Ma)所表示之結構單元係藉由對應之水解性三官能矽烷化合物(具體而言,例如為下述式(d)所表示之化合物)之水解及縮合反應而形成。
式(Ma)中之Ma
表示含液晶原基之基(一價基)。作為上述含液晶原基之基,可例舉具有上述液晶原基之公知或慣用之基,並無特別限定,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,較佳為下述式(Ma1)所表示之基。
-Rm
-Ma1
(Ma1)
式(Ma1)中,Rm
表示直鏈或支鏈狀之伸烷基,可例示與上述式(1a)中之R1a
相同之基。其中,作為Rm
,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀之伸烷基、或碳數3或4之支鏈狀之伸烷基,更佳為伸乙基、三亞甲基、伸丙基,進而較佳為伸乙基。
式(Ma1)中,Ma1
表示1價液晶原基。作為上述1價液晶原基,可例舉公知或慣用之基,並無特別限定,較佳為上述式(a)所表示之基。作為上述Ma1
,例如可例舉上述式(a1)~(a9)所表示之1價基。作為上述Ma1
,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,較佳為式(a1)~(a4)所表示之1價基,更佳為式(a1)、(a3)或(a4)所表示之1價基,進而較佳為式(a1)所表示之1價基。
作為式(Ma)中之Ma
,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,較佳為上述式(Ma1)所表示之基且Rm
為伸乙基、Ma1
為上述式(a1)所表示之1價基之基[即,2-[(1,1'-聯苯)-4-基]乙基]。
成分(A)可僅具有1種上述式(Ma)所表示之結構單元,亦可具有2種以上之上述式(Ma)所表示之結構單元。
成分(A)除了具有上述式(1)所表示之結構單元、上述式(Ma)所表示之結構單元以外,亦可具有下述式(2)所表示之結構單元,來作為倍半矽氧烷結構單元[RSiO3/2
]。
[R2
SiO3/2
] (2)
上述式(2)所表示之結構單元通常為[RSiO3/2
]所表示之倍半矽氧烷結構單元(T單元)。即,上述式(2)所表示之結構單元係藉由對應之水解性三官能矽烷化合物(具體而言,例如為下述式(b)所表示之化合物)之水解及縮合反應而形成。
上述式(2)中之R2
表示經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之芳烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷基、或者經取代或未經取代之烯基。作為上述芳基,例如可例舉苯基、甲苯基、萘基等。作為上述芳烷基,例如可例舉苄基、苯乙基等。作為上述環烷基,例如可例舉環丁基、環戊基、環己基等。作為上述烷基,例如可例舉甲基、乙基、丙基、正丁基、異丙基、異丁基、第二丁基、第三丁基、異戊基等直鏈或支鏈狀之烷基。作為上述烯基,例如可例舉乙烯基、烯丙基、異丙烯基等直鏈或支鏈狀之烯基。
作為上述經取代之芳基、經取代之芳烷基、經取代之環烷基、經取代之烷基、經取代之烯基,可例舉上述芳基、芳烷基、環烷基、烷基、烯基之各者中之氫原子或主鏈骨架之一部分或全部被選自由醚基、酯基、羰基、矽氧烷基、鹵素原子(氟原子等)、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、巰基、胺基、及羥基(氫氧基)所組成之群中之至少1種取代而成之基。
其中,作為R2
,較佳為經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之烯基,更佳為經取代或未經取代之芳基,進而較佳為苯基。
成分(A)中之上述各倍半矽氧烷結構單元(式(1)所表示之結構單元、式(Ma)所表示之結構單元、式(2)所表示之結構單元)之比率可藉由用以形成該等結構單元之原料(水解性三官能矽烷)之組成來適當調整。
成分(A)除了具有上述式(1)所表示之結構單元、上述式(Ma)所表示之結構單元及式(2)所表示之結構單元以外,亦可進而具有選自由除上述式(1)所表示之結構單元、上述式(Ma)所表示之結構單元及式(2)所表示之結構單元以外之倍半矽氧烷結構單元[RSiO3/2
]、[R3
SiO1/2
]所表示之結構單元(所謂M單元)、[R2
SiO2/2
]所表示之結構單元(所謂D單元)、及[SiO4/2
]所表示之結構單元(所謂Q單元)所組成之群中之至少1種矽氧烷結構單元。再者,作為上述式(1)所表示之結構單元、上述式(Ma)所表示之結構單元及式(2)所表示之結構單元以外之倍半矽氧烷結構單元,例如可例舉下述式(3)所表示之結構單元等。
[HSiO3/2
] (3)
於成分(A)具有上述式(I)所表示之結構單元(T3體)、及上述式(II)所表示之結構單元(T2體)之情形時,其比率[T3體/T2體]並無特別限定,例如為5以上,較佳為6以上,更佳為7以上,更佳為20以上,更佳為21個以上,更佳為23以上,進而較佳為25以上。藉由將上述比率[T3體/T2體]設為5以上,有本發明之硬化物之耐熱性、機械特性、表面硬度提高之傾向。另一方面,上述比率[T3體/T2體]較佳為500以下,更佳為100以下,更佳為50以下,進而較佳為40以下,進而較佳為未達20,尤佳為18以下,極佳為16以下,最佳為14以下。藉由將上述比率[T3體/T2體]設為500以下(較佳為未達20,更佳為18以下),與硬化性組成物中之其他成分之相容性提高,黏度亦得到抑制,因此變得易於處理。
再者,若更詳細地記載上述式(I)所表示之結構單元,則由下述式(I')所表示。又,若更詳細地記載上述式(II)所表示之結構單元,則由下述式(II')所表示。下述式(I')所表示之結構中所示之與矽原子鍵結之3個氧原子分別與其他矽原子(式(I')中未示出之矽原子)鍵結。另一方面,下述式(II')所表示之結構中所示之位於矽原子之上及矽原子之下之2個氧原子分別與其他矽原子(式(II')中未示出之矽原子)鍵結。即,上述T3體及T2體均係藉由對應之水解性三官能矽烷化合物之水解及縮合反應而形成的結構單元(T單元)。
上述式(I)中之Ra
(式(I')中之Ra
亦同)及式(II)中之Rb
(式(II')中之Rb
亦同)分別表示含環氧基之基、含液晶原基之基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之芳烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之烯基、或氫原子。作為Ra
及Rb
之具體例,可例示與上述式(1)中之R1
、上述式(Ma)中之Ma
、上述式(2)中之R2
相同者。再者,式(I)中之Ra
及式(II)中之Rb
分別來自用作成分(A)之原料之水解性三官能矽烷化合物中之與矽原子鍵結之基(烷氧基及鹵素原子以外之基;例如,下述式(a)~(d)中之R1
、Ma
、R2
、氫原子等)。
上述式(II)中之Rc
(式(II')中之Rc
亦同)表示氫原子或碳數1~4之烷基。作為碳數1~4之烷基,例如可例舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基等碳數1~4之直鏈或支鏈狀之烷基。式(II)中之Rc
中之烷基通常來自形成用作成分(A)之原料之水解性矽烷化合物中之烷氧基(例如,作為下述Xa
~Xd
之烷氧基等)的烷基。
成分(A)中之上述比率[T3體/T2體]例如可藉由29
Si-NMR光譜測定而求出。於29
Si-NMR光譜中,上述式(I)所表示之結構單元(T3體)中之矽原子與上述式(II)所表示之結構單元(T2體)中之矽原子於不同位置(化學位移)顯示訊號(峰),因此,藉由算出上述各峰之積分比,可求出上述比率[T3體/T2體]。具體而言,例如,於成分(A)具有由上述式(1)表示且R1
為3-(環氧丙氧基)丙基之結構單元之情形時,上述式(I)所表示之結構(T3體)中之矽原子之訊號於-62~-70 ppm處出現,上述式(II)所表示之結構(T2體)中之矽原子之訊號於-54~-60 ppm處出現。因此,於該情形時,藉由算出-62~-70 ppm之訊號(T3體)與-54~-60 ppm之訊號(T2體)之積分比,可求出上述比率[T3體/T2體]。於R1
為3-(環氧丙氧基)丙基以外之包含環氧基之基的情形時,亦可同樣地求出[T3體/T2體]。
成分(A)之29
Si-NMR光譜例如可利用下述裝置及條件來進行測定。
測定裝置:商品名「JNM-ECA500NMR」(日本電子(股)製造)
溶劑:氘氯仿
累計次數:1800次
測定溫度:25℃
於成分(A)之上述比率[T3體/T2體]為上述範圍(例如,5以上500以下)之情形時,意指於成分(A)中,相對於T3體,存在一定量之T2體。作為此種T2體,例如可例舉下述式(4)所表示之結構單元、下述式(5)所表示之結構單元、下述式(6)所表示之結構單元、下述式(7)所表示之結構單元等。下述式(4)中之R1
、下述式(5)中之R2
、下述式(7)中之Ma
分別與上述式(1)中之R1
、上述式(2)中之R2
及上述式(Ma)中之Ma
相同。下述式(4)~(7)中之Rc
與式(II)中之Rc
相同,表示氫原子或碳數1~4之烷基。
[R1
SiO2/2
(ORc
)] (4)
[R2
SiO2/2
(ORc
)] (5)
[HSiO2/2
(ORc
)] (6)
[Ma
SiO2/2
(ORc
)] (7)
成分(A)中之聚有機倍半矽氧烷可具有完全籠型、不完全籠型、梯型、無規型中之任一種倍半矽氧烷結構,亦可具有將該等倍半矽氧烷結構之2種以上組合而成者。
基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,成分(A)較佳為具有完全籠型及/或不完全籠型倍半矽氧烷結構。藉由使成分(A)具有起因於完全籠型及/或不完全籠型倍半矽氧烷結構之三維結構,使成分(A)所具有之液晶原基所形成之網路之運動性進一步受限,使耐熱性更容易提高。又,藉由導入籠型及/或不完全籠型倍半矽氧烷結構,有液晶原基之網路密度進一步降低,機械特性(例如韌性)進一步提高之傾向。
成分(A)具有完全籠型及/或不完全籠型倍半矽氧烷結構可根據以下情況來確認,即,成分(A)於FT-IR光譜中在1050 cm-1
附近及1150 cm-1
附近之各者不具有固有吸收峰,而於1100 cm-1
附近具有一個固有吸收峰[參考文獻:R.H.Raney, M.Itoh, A.Sakakibara and T.Suzuki, Chem. Rev. 95, 1409(1995)]。相對於此,通常,於在FT-IR光譜中在1050 cm-1
附近及1150 cm-1
附近分別具有固有吸收峰之情形時,可鑑定具有梯型倍半矽氧烷結構。再者,成分(A)之FT-IR光譜例如可利用下述裝置及條件來進行測定。
測定裝置:商品名「FT-720」(堀場製作所(股)製造)
測定方法:穿透法
解析度:4 cm-1
測定波數域:400~4000 cm-1
累計次數:16次
於成分(A)具有上述式(4)所表示之結構單元之情形時,相對於矽氧烷結構單元之總量[全部矽氧烷結構單元;M單元、D單元、T單元、及Q單元之總量](100莫耳%),上述式(1)所表示之結構單元及上述式(4)所表示之結構單元之比率(總量)並無特別限定,較佳為10莫耳%以上,更佳為30莫耳%以上,進而較佳為50莫耳%以上,進而更佳為55莫耳%以上,進而更佳為60莫耳%以上,較佳為95莫耳%以下,更佳為90莫耳%以下,進而較佳為80莫耳%以下,進而較佳為75莫耳%以下。藉由將上述比率設為10莫耳%以上,有本發明之硬化物之耐熱性提高之傾向。又,藉由將上述比率設為95莫耳%以下,有本發明之硬化物之機械特性、表面硬度提高之傾向。再者,成分(A)中之各矽氧烷結構單元之比率例如可藉由原料組成或NMR光譜測定等來算出。
於成分(A)具有上述式(7)所表示之結構單元之情形時,相對於矽氧烷結構單元之總量[全部矽氧烷結構單元;M單元、D單元、T單元、及Q單元之總量](100莫耳%),上述式(Ma)所表示之結構單元及上述式(7)所表示之結構單元之比率(總量)並無特別限定,較佳為10莫耳%以上,更佳為15莫耳%以上,進而較佳為20莫耳%以上,進而較佳為25莫耳%以上,較佳為90莫耳%以下,更佳為85莫耳%以下,進而較佳為80莫耳%以下,進而更佳為70莫耳%以下,較佳為60莫耳%以下,更佳為55莫耳%以下,進而較佳為50莫耳%以下,進而更佳為45莫耳%以下,進而更佳為40莫耳%以下。藉由將上述比率設為10莫耳%以上,有本發明之硬化物之機械特性、表面硬度提高之傾向。藉由將上述比率設為90莫耳%以下,有本發明之硬化物之耐熱性提高之傾向。
成分(A)中,相對於矽氧烷結構單元之總量[全部矽氧烷結構單元;M單元、D單元、T單元、及Q單元之總量](100莫耳%),上述式(2)所表示之結構單元及上述式(5)所表示之結構單元之比率(總量)並無特別限定,較佳為0~50莫耳%,更佳為0~40莫耳%,進而較佳為0~30莫耳%,進而更佳為1~15莫耳%。藉由將上述比率設為50莫耳%以下,能夠相對地提高式(1)所表示之結構單元、式(4)所表示之結構單元、上述式(Ma)所表示之結構單元及上述式(7)所表示之結構單元之比率,因此,有本發明之硬化物之機械特性、表面硬度進一步提高之傾向。
成分(A)中,相對於矽氧烷結構單元之總量[全部矽氧烷結構單元;M單元、D單元、T單元、及Q單元之總量](100莫耳%),上述式(1)所表示之結構單元、上述式(Ma)所表示之結構單元、上述式(2)所表示之結構單元、上述式(4)所表示之結構單元、上述式(5)所表示之結構單元、及上述式(7)所表示之結構單元之比率(總量)並無特別限定,較佳為60~100莫耳%,更佳為70~100莫耳%,進而較佳為80~100莫耳%。藉由將上述比率設為60莫耳%以上,有本發明之硬化物之機械特性、表面硬度進一步提高之傾向。
成分(A)之藉由凝膠滲透層析法所得之標準聚苯乙烯換算之數量平均分子量(Mn)並無特別限定,例如可自1000~50000之範圍適當選擇。數量平均分子量之下限值較佳為1200,更佳為1500。藉由將數量平均分子量設為1000以上,有本發明之硬化物之機械特性、表面硬度進一步提高之傾向。另一方面,數量平均分子量之上限值較佳為10000,更佳為8000,進而較佳為3000,尤佳為2800,最佳為2600。藉由將數量平均分子量設為50000以下,有與硬化性組成物中之其他成分之相容性提高,本發明之硬化物之機械特性、表面硬度進一步提高之傾向。
成分(A)之藉由凝膠滲透層析法所得之標準聚苯乙烯換算之分子量分散度(Mw/Mn)並無特別限定,可自1.0~4.0之範圍適當選擇。分子量分散度之下限值較佳為1.1,進而較佳為1.2。藉由將分子量分散度設為1.1以上,有硬化性組成物容易成為液狀而使處理性提高之傾向。另一方面,分子量分散度之上限值較佳為3.0,更佳為2.5,進而較佳為3.0,尤佳為2.0,最佳為1.9。藉由將分子量分散度設為4.0以下,有本發明之硬化物之機械特性、表面硬度進一步提高之傾向。
再者,成分(A)之數量平均分子量、分子量分散度可利用下述裝置及條件來進行測定。
測定裝置:商品名「LC-20AD」(島津製作所(股)製造)
管柱:Shodex KF-801×2根、KF-802、及KF-803(昭和電工(股)製造)
測定溫度:40℃
溶析液:THF,試樣濃度0.1~0.2重量%
流量:1 mL/分鐘
檢測器:UV-VIS檢測器(商品名「SPD-20A」,島津製作所(股)製造)
分子量:標準聚苯乙烯換算
成分(A)可藉由公知或慣用之聚矽氧烷之製造方法來製造,並無特別限定,例如,可藉由使1種或2種以上之水解性矽烷化合物水解及縮合之方法來製造。其中,作為上述水解性矽烷化合物,必須使用用以形成上述式(1)所表示之結構單元之水解性三官能矽烷化合物(下述式(a)所表示之化合物)、及用以形成上述式(Ma)所表示之結構單元之水解性三官能矽烷化合物(下述式(d)所表示之化合物)作為必需之水解性矽烷化合物。
更具體而言,例如可藉由使用以形成成分(A)中之倍半矽氧烷結構單元(T單元)之水解性矽烷化合物即下述式(a)所表示之化合物、及下述式(d)所表示之化合物且視需要進而使下述式(b)所表示之化合物、下述式(c)所表示之化合物水解及縮合的方法來製造成分(A)。
R1
Si(Xa
)3
(a)
R2
Si(Xb
)3
(b)
HSi(Xc
)3
(c)
Ma
Si(Xd
)3
(d)
上述式(a)所表示之化合物係形成成分(A)中之式(1)所表示之結構單元的化合物。式(a)中之R1
與上述式(1)中之R1
相同,表示含環氧基之基。即,作為式(a)中之R1
,較佳為上述式(1a)所表示之基、上述式(1b)所表示之基、上述式(1c)所表示之基、上述式(1d)所表示之基,更佳為上述式(1a)所表示之基、上述式(1c)所表示之基,進而較佳為上述式(1c)所表示之基,進而更佳為上述式(1c)所表示之基且R1c
為三亞甲基之基[即,3-(環氧丙氧基)丙基]。
上述式(a)中之Xa
表示烷氧基或鹵素原子。作為Xa
中之烷氧基,例如可例舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基等碳數1~4之烷氧基等。又,作為Xa
中之鹵素原子,例如可例舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。其中,作為Xa
,較佳為烷氧基,更佳為甲氧基、乙氧基。再者,3個Xa
彼此可相同,亦可不同。
上述式(b)所表示之化合物係形成成分(B)中之式(2)所表示之結構單元之化合物。式(b)中之R2
與上述式(2)中之R2
相同,表示經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之芳烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷基、或者經取代或未經取代之烯基。即,作為式(b)中之R2
,較佳為經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之烯基,更佳為經取代或未經取代之芳基,進而較佳為苯基。
上述式(b)中之Xb
表示烷氧基或鹵素原子。作為Xb
之具體例,可例舉作為Xa
所例示者。其中,作為Xb
,較佳為烷氧基,更佳為C1-3
烷氧基,進而較佳為甲氧基、乙氧基。再者,3個Xb
彼此可相同,亦可不同。
上述式(c)所表示之化合物係形成成分(A)中之式(3)所表示之結構單元之化合物。上述式(c)中之Xc
表示烷氧基或鹵素原子。作為Xc
之具體例,可例舉作為Xa
所例示者。其中,作為Xc
,較佳為烷氧基,更佳為甲氧基、乙氧基。再者,3個X3
彼此可相同,亦可不同。
上述式(d)所表示之化合物係形成成分(A)中之式(Ma)所表示之結構單元之化合物。式(d)中之Ma
與上述式(Ma)中之Ma
相同,表示含液晶原基之基。即,作為式(d)中之Ma
,較佳為上述式(Ma1)所表示之基,更佳為上述式(Ma1)所表示之基且Rm
為伸乙基、Ma1
為上述式(a1)所表示之1價基之基[其中,為2-[(1,1'-聯苯)-4-基]乙基]。
上述式(d)中之Xd
表示烷氧基或鹵素原子。作為Xd
之具體例,可例舉作為Xa
所例示者。其中,作為Xd
,較佳為烷氧基,更佳為甲氧基、乙氧基。再者,3個Xd
彼此可相同,亦可不同。
上述式(d)所表示之化合物可藉由公知之方法來製備。更具體而言,較佳為至少包括以下步驟,該步驟係使於分子內具有脂肪族碳-碳雙鍵及液晶原基之化合物與上述式(c)所表示之化合物在矽氫化觸媒之存在下發生反應(有時稱為「矽氫化反應」)。
作為於分子內具有脂肪族碳-碳雙鍵及液晶原基之化合物,例如可例舉下述式(Ma2)所表示之化合物。
Rm1
-Ma1
(Ma2)
式(Ma2)中之Ma1
與式(Ma1)中之Ma1
相同,為1價液晶原基,較佳為式(a1)所表示之基,更佳為1,1'-聯苯-4-基。
式(Ma2)中之Rm1
係具有脂肪族碳-碳雙鍵之基(或不飽和脂肪族烴基),係可轉換成式(Ma1)中之Rm
之基。作為該具有脂肪族碳-碳雙鍵之基,例如可例舉乙烯基、烯丙基、甲基烯丙基、1-丙烯基、異丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、5-己烯基等C2-10
烯基,可較佳地例舉C2-4
烯基,更佳為乙烯基。
上述矽氫化反應中之上述式(c)所表示之化合物之使用量並無特別限定,相對於上述於分子內具有脂肪族碳-碳雙鍵及液晶原基之化合物之脂肪族碳-碳雙鍵之總量1莫耳,較佳為1莫耳以上(例如,1~10莫耳),更佳為1.05~5莫耳,進而較佳為1.1~3莫耳。
作為上述矽氫化觸媒,可例示鉑系觸媒、銠系觸媒、鈀系觸媒等周知之矽氫化反應用觸媒,具體而言,可例舉:鉑微粉末、鉑黑、載持有鉑之二氧化矽(silica)微粉末、載持有鉑之活性碳、氯鉑酸、氯鉑酸與醇、醛、酮等之錯合物、鉑之烯烴錯合物、鉑-羰基乙烯基甲基錯合物等鉑之羰基錯合物、鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物或鉑-環乙烯基甲基矽氧烷錯合物等鉑乙烯基甲基矽氧烷錯合物、鉑-膦錯合物、鉑-亞磷酸酯錯合物等鉑系觸媒;以及代替上述鉑系觸媒中之鉑原子,改為含有鈀原子或銠原子而成之鈀系觸媒或銠系觸媒。上述矽氫化觸媒可單獨使用1種,亦可併用2種以上。其中,欲使反應速度良好,較佳為使用鉑乙烯基甲基矽氧烷錯合物或鉑-羰基乙烯基甲基錯合物或氯鉑酸與醇、醛之錯合物。
上述矽氫化觸媒之使用量並無特別限定,相對於上述於分子內具有脂肪族碳-碳雙鍵及液晶原基之化合物之脂肪族碳-碳雙鍵之總量1莫耳,較佳為1×10-8
~1×10-2
莫耳,更佳為1.0×10-6
~1.0×10-3
莫耳。若使用量未達1×10-8
莫耳,則有時反應不會充分進行。
上述矽氫化反應亦可視需要於溶劑(例如,甲苯等)中實施。又,供實施上述矽氫化反應之氣體環境並無特別限定,只要不妨礙反應即可,例如可為空氣環境、氮氣環境、氬氣環境等任一者。又,矽氫化反應亦可藉由批次式、半批次式、連續式等任一種方法來進行。
上述矽氫化反應中之反應溫度並無特別限定,較佳為0~200℃,更佳為20~150℃,進而較佳為30~100℃。再者,反應溫度於反應期間可控制為恆定,亦可逐步或連續地發生變化。
又,上述矽氫化反應中之反應時間並無特別限定,較佳為10~2000分鐘,更佳為60~1500分鐘。
上述式(d)所表示之化合物之製造方法亦可包含上述矽氫化反應以外之其他步驟。作為上述其他步驟,例如可例舉原料之製備步驟、反應產物之純化、單離步驟等。再者,於反應產物之純化或單離中,例如可使用水洗、酸洗淨、鹼洗淨、過濾、濃縮、蒸餾、萃取、晶析、再結晶、層析等分離手段或該等組合而成之分離手段等公知或慣用之方法。
作為上述水解性矽烷化合物,亦可併用上述式(a)~(d)所表示之化合物以外之水解性矽烷化合物。例如,可例舉上述式(a)~(d)所表示之化合物以外之水解性三官能矽烷化合物、形成M單元之水解性單官能矽烷化合物、形成D單元之水解性二官能矽烷化合物、形成Q單元之水解性四官能矽烷化合物等。
上述水解性矽烷化合物之使用量或組成可根據所期望之成分(A)之結構而適當調整。上述式(a)所表示之化合物之使用量並無特別限定,相對所於使用之水解性矽烷化合物之總量(100莫耳%),較佳為40~90莫耳%,更佳為45~85莫耳%,進而較佳為50~80莫耳%。
又,上述式(b)所表示之化合物之使用量並無特別限定,相對於所使用之水解性矽烷化合物之總量(100莫耳%),較佳為0~50莫耳%,更佳為0~40莫耳%,進而較佳為0~30莫耳%,進而更佳為1~15莫耳%。
又,上述式(d)所表示之化合物之使用量並無特別限定,相對於所使用之水解性矽烷化合物之總量(100莫耳%),較佳為10~60莫耳%,更佳為15~55莫耳%,進而較佳為20~50莫耳%。
又,於作為上述水解性矽烷化合物將2種以上加以併用之情形時,該等水解性矽烷化合物之水解及縮合反應可同時進行,亦可分批進行。於分批進行上述反應之情形時,進行反應之順序並無特別限定。
上述水解性矽烷化合物之水解及縮合反應可以1個階段進行,亦可分為2個階段以上來進行。例如,為了高效率地製造上述比率[T3體/T2體]未達20及/或數量平均分子量未達2500之成分(A)(以下,有時稱為「低分子量聚有機倍半矽氧烷」),較佳為以1個階段進行水解及縮合反應。又,為了高效率地製造上述比率[T3體/T2體]為20以上及/或數量平均分子量為2500以上之成分(A)(以下,有時稱為「高分子量聚有機倍半矽氧烷」),較佳為以2個階段以上(較佳為2個階段)進行水解及縮合反應,即,以上述低分子量聚有機倍半矽氧烷為原料再進行1次以上之水解及縮合反應。
於第1階段之水解及縮合反應中,獲得上述比率[T3體/T2體]為5以上且未達20、數量平均分子量為1000以上且未達2500之低分子量聚有機倍半矽氧烷,於第2階段,進而使該低分子量聚有機倍半矽氧烷進行水解及縮合反應,藉此可獲得上述比率[T3體/T2體]為20以上500以下、數量平均分子量為2500以上50000以下之高分子量聚有機倍半矽氧烷。
以下,對以2個階段進行水解性矽烷化合物之水解及縮合反應而獲得高分子量聚有機倍半矽氧烷的態樣加以說明,但成分(A)之製造方法並不限定於此。
第1階段之水解及縮合反應可於溶劑存在之情況下進行,亦可於溶劑不存在之情況下進行。其中,較佳為於溶劑存在之情況下進行。作為上述溶劑,例如可例舉:苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烴;二乙醚、二甲氧基乙烷、四氫呋喃、二㗁烷等醚;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等酮;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯等酯;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等醯胺;乙腈、丙腈、苯甲腈等腈;甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇等醇等。作為上述溶劑,其中較佳為酮、醚。再者,溶劑可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
第1階段之水解及縮合反應中之溶劑之使用量並無特別限定,可於相對於水解性矽烷化合物之總量100重量份而言為0~2000重量份之範圍內,根據所期望之反應時間等來適當調整。
第1階段之水解及縮合反應較佳為於觸媒及水存在之情況下進行。上述觸媒可為酸觸媒,亦可為鹼觸媒,較佳為鹼觸媒以抑制環氧基之分解。作為上述酸觸媒,例如可例舉:鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等礦酸;磷酸酯;乙酸、甲酸、三氟乙酸等羧酸;甲磺酸、三氟甲磺酸、對甲苯磺酸等磺酸;活性白土等固體酸;氯化鐵等路易斯酸等。作為上述鹼觸媒,例如可例舉:氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫等鹼金屬之氫氧化物;氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋇等鹼土類金屬之氫氧化物;碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫等鹼金屬之碳酸鹽;碳酸鎂等鹼土類金屬之碳酸鹽;碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫銫等鹼金屬之碳酸氫鹽;乙酸鋰、乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸銫等鹼金屬之有機酸鹽(例如,乙酸鹽);乙酸鎂等鹼土類金屬之有機酸鹽(例如,乙酸鹽);甲氧鋰、甲氧鈉、乙氧鈉、異丙氧鈉、乙氧鉀、第三丁氧鉀等鹼金屬之烷氧化物;苯氧鈉等鹼金屬之苯氧化物;三乙胺、N-甲基哌啶、1,8-二氮雙環[5.4.0]十一-7-烯、1,5-二氮雙環[4.3.0]壬-5-烯等胺類(三級胺等);吡啶、2,2'-聯吡啶、1,10-啡啉等含氮芳香族雜環化合物等。再者,觸媒可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。又,觸媒亦可以溶解或分散於水或溶劑等之狀態使用。
第1階段之水解及縮合反應中之上述觸媒之使用量並無特別限定,可於相對於水解性矽烷化合物之總量1莫耳為0.002~0.200莫耳之範圍內來適當調整。
進行第1階段之水解及縮合反應時之水之使用量並無特別限定,可於相對於水解性矽烷化合物之總量1莫耳為0.5~20莫耳之範圍內來適當調整。
第1階段之水解及縮合反應中之上述水之添加方法並無特別限定,可一次性添加使用之水之總量(總使用量),亦可逐次進行添加。於逐次進行添加時,可連續地進行添加,亦可間斷地進行添加。
作為第1階段之水解及縮合反應之反應條件,重要的是選擇如低分子量聚有機倍半矽氧烷中之上述比率[T3體/T2體]成為5以上且未達20之反應條件。第1階段之水解及縮合反應之反應溫度並無特別限定,較佳為40~100℃,更佳為45~80℃。藉由將反應溫度控制在上述範圍,有能夠更有效率地將上述比率[T3體/T2體]控制在5以上且未達20之傾向。又,第1階段之水解及縮合反應之反應時間並無特別限定,較佳為0.1~10小時,更佳為1.5~8小時。又,第1階段之水解及縮合反應可於常壓下進行,亦可於加壓下或減壓下進行。再者,進行第1階段之水解及縮合反應時之氣體環境並無特別限定,例如可為氮氣環境、氬氣環境等不活性氣體環境下、空氣環境下等氧存在下等任一者,較佳為不活性氣體環境下。
藉由上述第1階段之水解及縮合反應,而獲得低分子量聚有機倍半矽氧烷。上述第1階段之水解及縮合反應結束後,較佳為中和觸媒以抑制環氧基之開環等分解。又,亦可藉由例如水洗、酸洗淨、鹼洗淨、過濾、濃縮、蒸餾、萃取、晶析、再結晶、層析等分離手段或該等組合而成之分離手段等,將低分子量聚有機倍半矽氧烷加以分離純化。
使藉由第1階段之水解及縮合反應所獲得之低分子量聚有機倍半矽氧烷進行第2階段之水解及縮合反應,藉此能夠製造高分子量聚有機倍半矽氧烷。
第2階段之水解及縮合反應可於溶劑存在之情況下進行,亦可於溶劑不存在之情況下進行。於在溶劑存在之情況下進行第2階段之水解及縮合反應之情形時,可使用第1階段之水解及縮合反應中所例舉之溶劑。作為第2階段之水解及縮合反應之溶劑,可直接使用包含第1階段之水解及縮合反應之反應溶劑、萃取溶劑等的低分子量聚有機倍半矽氧烷,或使用將其蒸餾去除一部分所得者。再者,溶劑可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
於在第2階段之水解及縮合反應中使用溶劑之情形時,其使用量並無特別限定,可於相對於低分子量聚有機倍半矽氧烷100重量份而言為0~2000重量份之範圍內,根據所期望之反應時間等來適當調整。
第2階段之水解及縮合反應較佳為於觸媒及水存在之情況下進行。上述觸媒可使用第1階段之水解及縮合反應中所例舉之觸媒,較佳為鹼觸媒以抑制環氧基之分解,進而較佳為:氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫等鹼金屬之氫氧化物;碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫等鹼金屬之碳酸鹽。再者,觸媒可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。又,觸媒亦可以溶解或分散於水或溶劑等之狀態使用。
第2階段之水解及縮合反應中之上述觸媒之使用量並無特別限定,可於相對於低分子量聚有機倍半矽氧烷(1000000 ppm)而言較佳為0.01~10000 ppm、更佳為0.1~1000 ppm之範圍內來適當調整。
進行第2階段之水解及縮合反應時之水之使用量並無特別限定,可於相對於低分子量聚有機倍半矽氧烷(1000000 ppm)而言較佳為10~100000 ppm、更佳為100~20000 ppm之範圍內來適當調整。若水之使用量大於100000 ppm,則有高分子量聚有機倍半矽氧烷之比率[T3體/T2體]或數量平均分子量不易控制在特定範圍之傾向。
第2階段之水解及縮合反應中之上述水之添加方法並無特別限定,可一次性添加使用之水之總量(總使用量),亦可逐次進行添加。逐次進行添加時,可連續地進行添加,亦可間斷地進行添加。
作為第2階段之水解及縮合反應之反應條件,較佳為選擇如高分子量聚有機倍半矽氧烷中之上述比率[T3體/T2體]成為20以上500以下、數量平均分子量成為2500~50000之反應條件。第2階段之水解及縮合反應之反應溫度根據使用之觸媒而發生變動,並無特別限定,較佳為5~200℃,更佳為30~100℃。藉由將反應溫度控制在上述範圍,有能夠更有效率地將上述比率[T3體/T2體]、數量平均分子量控制在所期望之範圍之傾向。又,第2階段之水解及縮合反應之反應時間並無特別限定,較佳為0.5~1000小時,更佳為1~500小時。
又,亦可藉由在上述反應溫度之範圍內進行水解及縮合反應之同時適時進行採樣,監控上述比率[T3體/T2體]、數量平均分子量,並同時進行反應,來獲得具有所期望之比率[T3體/T2體]、數量平均分子量之高分子量聚有機倍半矽氧烷。
第2階段之水解及縮合反應可於常壓下進行,亦可於加壓下或減壓下進行。再者,進行第2階段之水解及縮合反應時之氣體環境並無特別限定,例如可為氮氣環境、氬氣環境等不活性氣體環境下、空氣環境下等氧存在下等任一者,較佳為不活性氣體環境下。
藉由上述第2階段之水解及縮合反應,而獲得高分子量聚有機倍半矽氧烷。上述第2階段之水解及縮合反應結束後,較佳為中和觸媒以抑制環氧基之開環等分解。又,亦可藉由例如水洗、酸洗淨、鹼洗淨、過濾、濃縮、蒸餾、萃取、晶析、再結晶、層析等分離手段或該等組合而成之分離手段等,將高分子量聚有機倍半矽氧烷加以分離純化。
由於成分(A)具有上述構成,故藉由使包含成分(A)作為必需成分之硬化性組成物硬化,能夠形成具有優異之機械特性、表面硬度之硬化物。
[硬化性組成物]
本發明之硬化性組成物包含具有環氧基及液晶原基之聚有機倍半矽氧烷(成分(A))作為必需成分。如下所述,本發明之硬化性組成物亦可進而包含其他環氧化合物、硬化劑(例如,胺系硬化劑)、硬化促進劑等其他成分。
於本發明之硬化性組成物中,成分(A)可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
本發明之硬化性組成物中之成分(A)之含量(摻合量)並無特別限定,相對於除溶劑以外之硬化性組成物之總量(100重量%),較佳為1~50重量%,更佳為5~30重量%,進而較佳為10~20重量%。藉由將成分(A)之含量設為該範圍,有本發明之硬化物之機械特性、表面硬度得到均衡提高之傾向。
本發明之硬化性組成物中之成分(A)之含量(摻合量)並無特別限定,相對於具有環氧基之化合物之總量[例如,硬化性組成物所含之具有環氧基之化合物之總量,較佳為成分(A)與下述成分(B)之總量](100重量%),較佳為1~50重量%,更佳為3~40重量%,進而較佳為5~35重量%。藉由將成分(A)之含量設為該範圍,有本發明之硬化物之耐熱性、機械特性、表面硬度得到均衡提高之傾向。
本發明之硬化性組成物亦可進而包含成分(A)以外之環氧化合物(有時稱為「成分(B)」)。本發明之硬化性組成物中,成分(B)可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
作為成分(B),可使用分子內具有1個以上之環氧基(環氧乙烷環)之公知或慣用之化合物,並無特別限定,例如可例舉脂環式環氧化合物(脂環式環氧樹脂)、芳香族環氧化合物(芳香族環氧樹脂;成分(A)所含之化合物除外)、脂肪族環氧化合物(脂肪族環氧樹脂)等。基於能夠對所獲得之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,本發明之硬化性組成物較佳為包含成分(A)所含之化合物以外之芳香族環氧化合物作為成分(B)。
作為上述芳香族環氧化合物,例如可例舉:成分(A)所含之化合物以外之具有液晶原基之環氧化合物;藉由雙酚類[例如,雙酚A、雙酚F、雙酚S、茀雙酚等]與表鹵醇之縮合反應而獲得之表-雙型(epi-bis type)環氧丙基醚型環氧樹脂;使藉由酚類[例如,苯酚、甲酚、二甲苯酚、間苯二酚、鄰苯二酚、雙酚A、雙酚F、雙酚S等]與醛[例如,甲醛、乙醛、苯甲醛、羥基苯甲醛、柳醛等]之縮合反應而獲得之多元醇類進而與表鹵醇進行縮合反應,而獲得的酚醛清漆-烷基型環氧丙基醚型環氧樹脂;茀環之9位鍵結有2個酚骨架且自該等酚骨架之羥基去除氫原子後之氧原子分別直接或經由環氧烷基而鍵結有環氧丙基的環氧化合物等。基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,作為上述芳香族環氧化合物,較佳為成分(A)所含之化合物以外之具有液晶原基之環氧化合物(以下,有時稱為「成分(B1)」)及/或表-雙型環氧丙基醚型環氧樹脂(以下,有時稱為「成分(B2)」),更佳為成分(B1)。
[成分(B1)]
成分(B1)係分子內具有至少1個液晶原基及至少1個環氧基之化合物。即,成分(B1)係分子內具有至少1個環氧基之硬化性化合物。其中,成分(B1)不包括相當於成分(A)者。能夠對本發明之硬化物賦予機械特性。
成分(B1)具有剛直之液晶原基,因此,藉由使本發明之硬化性組成物除了包含成分(A)以外亦包含成分(B1),可使本發明之硬化物之機械特性(例如韌性)提高,亦使其表面硬度提高。進而,亦使其耐熱性提高。認為其原因在於:成分(A)之與倍半矽氧烷骨架連結之液晶原基朝成分(B1)之環氧樹脂之液晶原基局部地配向,由此產生應力分散效應,從而獲得更高之韌性。再者,該等機制僅為推斷,不應解釋為以該等機制限定本發明。
作為成分(B1)所具有之「液晶原基」,可為1價液晶原基,亦可為2價以上之液晶原基,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,較佳為2價液晶原基。作為2價液晶原基之具體例,可例舉下述式(b)所表示之基。
-(-M1B
-XB
-)o
-M2B
- (b)
[式(b)中,M1B
、M2B
相同或不同,表示自烴環或雜環之結構式中去掉2個氫原子而成之基。XB
表示單鍵或連結基。o表示整數1~3]
作為上述連結基,例如可例舉單鍵、-CH=N-、-CH=CH-、-CH=C(Me)-、-CH=C(CN)-、-C≡C-、-CH=N(→O)-、-CH=CH-CO-、-N=N-、-N=N(→O)-、-COO-、-CONH-、-CO-等。
上述烴環包含脂肪族烴環及芳香族烴環。上述雜環包含飽和雜環及芳香族雜環。
作為上述脂肪族烴環,例如可例舉環己烷環、環己烯環等六員之飽和或不飽和脂肪族烴環。
作為上述芳香族烴環,例如可例舉苯環。
作為上述飽和雜環,較佳為六員之飽和雜環,例如可例舉哌啶、四氫哌喃。
作為上述芳香族雜環,例如可例舉嘧啶基、吡啶基。
上述烴環及雜環亦可具有取代基。作為上述取代基,例如可例舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基等碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基;氟原子、氯原子、溴原子等鹵素原子。於上述烴環及雜環具有2個以上之取代基之情形時,2個以上之取代基可相同,亦可不同。
o為整數1~3,較佳為1或2。於o為2以上之情形時,複數個(-M1B
-XB
-)所表示之結構可相同,亦可不同。
上述式(a)中之n個M1B
、及M2B
之至少一者較佳為包含苯環之基,尤佳為伸苯基。
式(b1)中,Rb1
及R2b
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n1及n2分別獨立地表示整數0~4。於n1為2以上之情形時,複數個Rb1
可相同,亦可不同。於n2為2以上之情形時,複數個Rb2
可相同,亦可不同。
式(b2)中,Rb3
、Rb4
及Rb5
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n3、n4及n5分別獨立地表示整數0~4。於n3為2以上之情形時,複數個Rb3
可相同,亦可不同。於n4為2以上之情形時,複數個Rb4
可相同,亦可不同。於n5為2以上之情形時,複數個Rb5
可相同,亦可不同。
式(b3)中,Rb6
、Rb7
及Rb8
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n6及n8分別獨立地表示整數0~4。n7表示整數0~8。於n6為2以上之情形時,複數個Rb6
可相同,亦可不同。於n7為2以上之情形時,複數個Rb7
可相同,亦可不同。於n8為2以上之情形時,複數個Rb8
可相同,亦可不同。
式(b4)中,Rb9
及Rb10
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n9及n10分別獨立地表示整數0~4。於n9為2以上之情形時,複數個Rb9
可相同,亦可不同。於n10為2以上之情形時,複數個Rb10
可相同,亦可不同。Rbx
為氫原子、甲基、或氰基。
式(b5)中,Rb11
及Rb12
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n11及n12分別獨立地表示整數0~4。於n11為2以上之情形時,複數個Rb11
可相同,亦可不同。於n12為2以上之情形時,複數個Rb12
可相同,亦可不同。
式(b6)中,Rb13
及Rb14
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n13及n14分別獨立地表示整數0~4。於n13為2以上之情形時,複數個Rb13
可相同,亦可不同。於n14為2以上之情形時,複數個Rb14
可相同,亦可不同。
式(b7)中,Rb15
及Rb16
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。n15及n16分別獨立地表示整數0~4。於n15為2以上之情形時,複數個Rb15
可相同,亦可不同。於n16為2以上之情形時,複數個Rb16
可相同,亦可不同。
作為Rb1
~Rb16
所表示之碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基等,較佳為甲基、乙基。作為Rb1
~Rb16
所表示之鹵素原子,可例舉氟原子、氯原子、溴原子等,較佳為氯原子。
基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性之觀點而言,2價液晶原基較佳為式(b1)~(b3)所表示之結構,更佳為式(b1)或(b3)所表示之結構,進而較佳為式(b3)所表示之結構。
成分(B1)所具有之液晶原基之數並無特別限定,例如,較佳為1~3個,更佳為1或2個,進而較佳為1個。
作為成分(B1)所具有之「環氧基」,並無特別限定,例如可例舉環氧基(環氧乙烷基)、環氧丙基(2,3-環氧丙基)、脂環式環氧基(構成脂環之相鄰之2個碳原子與氧原子所構成的環氧基)等。作為上述脂環式環氧基,較佳為構成環己烷環之相鄰之2個碳原子與氧原子所構成的基(環氧環己烷基)。
成分(B1)於一分子中具有之環氧基之數並無特別限定,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性之觀點而言,2個以上為佳,較佳為2~10個,更佳為2~5個,進而較佳為2個。於成分(B1)於一分子中具有2個以上之環氧基之情形時,複數個環氧基可相同,亦可不同。
作為成分(B1),並無特別限定,例如可例舉下述式(B)所表示之化合物。
E1
-X1
-Mb
-X2
-E2
(B)
上述式(B)中,Mb
表示上述2價液晶原基。E1
及E2
分別獨立地表示含環氧基之基。X1
及X2
分別獨立地表示單鍵或連結基(具有1個以上之原子之二價基)。
作為E1
及E2
所表示之含環氧基之基,可例舉具有環氧乙烷環之公知或慣用之基,並無特別限定,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性之觀點而言,較佳為下述式(E1)所表示之基或(E2)所表示之基,更佳為式(E1)所表示之基。
式(E1)中,Ra
表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之伸烷基。作為碳數1~6之直鏈或支鏈狀之伸烷基,例如可例舉亞甲基、甲基亞甲基、二甲基亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、十亞甲基等。其中,作為Ra
,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀之伸烷基,更佳為亞甲基、伸乙基,進而較佳為亞甲基。Rb
為氫原子或碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基,較佳為氫原子或甲基,更佳為氫原子。
式(E2)中,Rc
表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之伸烷基,可例示與Ra
相同之基。其中,作為Rc
,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀之伸烷基,更佳為亞甲基、伸乙基、三亞甲基,進而較佳為亞甲基或伸乙基。Rd
為氫原子或碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基,較佳為氫原子或甲基,更佳為氫原子。
作為X1
及X2
所表示之連結基,可例舉碳數1~6之直鏈或支鏈狀之伸烷基(可例示與Ra
相同之基)、醚鍵(-O-)、胺基(-NRX
-;RX
為氫原子或碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基)、次磺醯基(-S-,sulfenyl)、亞磺醯基(-SO-)、磺醯基(-SO2
-)、羰基(-CO-)、酯鍵(-COO-)、醯胺基(-CONRY
H-;RY
為氫原子或碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基)、該等連結複數個而成之基等。作為X1
及X2
所表示之連結基,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性之觀點而言,較佳為醚鍵(-O-)、或醚鍵之1或2個以上與伸烷基之1或2個以上連結而成之基,更佳為醚鍵(-O-)。
更具體而言,成分(B1)較佳為下述式(B1a)~(B1c)所表示之化合物,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之機械特性之觀點而言,更佳為下述式(B1a)或(B1c)所表示之化合物,進而較佳為下述式(B1c)所表示之化合物。
上述式(B1a)~(B1c)中之各記號之定義及較佳態樣與上述相同。
於本發明之硬化性組成物中,成分(B1)可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
成分(B1)可藉由公知之方法來製造,亦可使用市售品。作為成分(B1)之市售品,可例舉商品名「YX4000」(聯苯型環氧樹脂;三菱化學(股)製造)等。
[成分(B2)]
成分(B2)為雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂。即,成分(B2)為分子內至少具有環氧基之硬化性化合物。成分(B2)具有剛直之雙酚骨架,因此,能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性。
雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂亦包含藉由與上述雙酚類進而進行加成反應而獲得之高分子量雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂。
於本發明之硬化性組成物中,成分(B2)可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
成分(B2)可藉由公知之方法來製造,亦可使用市售品。作為成分(B2)之市售品,可例舉商品名「JER 828 EL」(雙酚型環氧樹脂;三菱化學(股)製造)等。
作為上述脂環式環氧化合物,可例舉於分子內具有1個以上之脂環及1個以上之環氧基的公知或慣用之化合物,並無特別限定,例如可例舉:(1)分子內具有由構成脂環之相鄰之2個碳原子與氧原子所構成之環氧基(稱為「脂環環氧基」)的化合物;(2)於脂環直接以單鍵鍵結有環氧基之化合物;(3)分子內具有脂環及環氧丙基醚基之化合物(環氧丙基醚型環氧化合物)等。
上述式(i)中,Y表示單鍵或連結基(具有1個以上之原子之二價基)。作為上述連結基,例如可例舉二價烴基、碳-碳雙鍵之一部分或全部環氧化所得之伸烯基、羰基、醚鍵、酯鍵、碳酸酯基、醯胺基、該等連結複數個而成之基等。
作為上述二價烴基,可例舉碳數1~18之直鏈或支鏈狀之伸烷基、二價脂環式烴基等。作為碳數1~18之直鏈或支鏈狀之伸烷基,例如可例舉亞甲基、甲基亞甲基、二甲基亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基等。作為上述二價脂環式烴基,例如可例舉1,2-伸環戊基、1,3-伸環戊基、亞環戊基、1,2-伸環己基、1,3-伸環己基、1,4-伸環己基、亞環己基等二價伸環烷基(包含亞環烷基)等。
作為上述碳-碳雙鍵之一部分或全部環氧化所得之伸烯基(有時稱為「環氧化伸烯基」)中之伸烯基,例如可例舉伸乙烯基、伸丙烯基、1-伸丁烯基、2-伸丁烯基、伸丁二烯基、伸戊烯基、伸己烯基、伸庚烯基、伸辛烯基等碳數2~8之直鏈或支鏈狀之伸烯基等。作為上述環氧化伸烯基,較佳為碳-碳雙鍵全部環氧化所得之伸烯基,更佳為碳-碳雙鍵全部環氧化所得之碳數2~4之伸烯基。
作為上述式(i)所表示之脂環式環氧化合物之具代表性之例,可例舉3,4,3',4'-二環氧雙環己烷、下述式(i-1)~(i-10)所表示之化合物等。再者,下述式(i-5)、(i-7)中之l、m分別表示整數1~30。下述式(i-5)中之R'為碳數1~8之伸烷基,其中,較佳為亞甲基、伸乙基、伸丙基、異伸丙基等碳數1~3之直鏈或支鏈狀之伸烷基。下述式(i-9)、(i-10)中之n1~n6分別表示整數1~30。又,作為上述式(i)所表示之脂環式環氧化合物,另外可例舉例如2,2-雙(3,4-環氧環己基)丙烷、1,2-雙(3,4-環氧環己基)乙烷、2,3-雙(3,4-環氧環己基)環氧乙烷、雙(3,4-環氧環己基甲基)醚等。
式(ii)中,R''係自p元醇之結構式去除p個羥基(-OH)而成之基(p價有機基),p、n分別表示自然數。作為p元醇[R''(OH)p
],可例舉2,2-雙(羥甲基)-1-丁醇等多元醇(碳數1~15之醇等)等。p較佳為1~6,n較佳為1~30。於p為2以上之情形時,各()內(外側之括弧內)之基中之n可相同,亦可不同。作為上述式(ii)所表示之化合物,具體而言,可例舉2,2-雙(羥甲基)-1-丁醇之1,2-環氧-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物[例如,商品名「EHPE3150」(Daicel(股)製造)等]等。
作為上述(3)分子內具有脂環及環氧丙基醚基之化合物,例如可例舉脂環式醇(例如,脂環式多元醇)之環氧丙基醚。更詳細而言,例如可例舉:使2,2-雙[4-(2,3-環氧丙氧基)環己基]丙烷、2,2-雙[3,5-二甲基-4-(2,3-環氧丙氧基)環己基]丙烷等雙酚A型環氧化合物氫化所得之化合物(氫化雙酚A型環氧化合物);使雙[o,o-(2,3-環氧丙氧基)環己基]甲烷、雙[o,p-(2,3-環氧丙氧基)環己基]甲烷、雙[p,p-(2,3-環氧丙氧基)環己基]甲烷、雙[3,5-二甲基-4-(2,3-環氧丙氧基)環己基]甲烷等雙酚F型環氧化合物氫化所得之化合物(氫化雙酚F型環氧化合物);氫化聯苯酚型環氧化合物;氫化苯酚酚醛清漆型環氧化合物;氫化甲酚酚醛清漆型環氧化合物;雙酚A之氫化甲酚酚醛清漆型環氧化合物;氫化萘型環氧化合物;由參苯酚甲烷獲得之環氧化合物之氫化環氧化合物;下述芳香族環氧化合物之氫化環氧化合物等。
作為上述芳香族環氧化合物,例如可例舉:藉由雙酚類[例如,雙酚A、雙酚F、雙酚S、茀雙酚等]與表鹵醇之縮合反應而獲得表-雙型環氧丙基醚型環氧樹脂;使該等表-雙型環氧丙基醚型環氧樹脂與上述雙酚類進而進行加成反應而獲得之高分子量表-雙型環氧丙基醚型環氧樹脂;使酚類[例如,苯酚、甲酚、二甲苯酚、間苯二酚、鄰苯二酚、雙酚A、雙酚F、雙酚S等]與醛[例如,甲醛、乙醛、苯甲醛、羥基苯甲醛、柳醛等]進行縮合反應而獲得之多元醇類進而與表鹵醇進行縮合反應而獲得的酚醛清漆-烷基型環氧丙基醚型環氧樹脂;茀環之9位鍵結有2個酚骨架且自該等酚骨架之羥基去除氫原子後之氧原子分別直接或經由環氧烷基而鍵結有環氧丙基的環氧化合物等。
作為上述脂肪族環氧化合物,例如可例舉:q元之不具有環狀結構之醇(q為自然數)之環氧丙基醚;一元或多元羧酸[例如,乙酸、丙酸、丁酸、硬脂酸、己二酸、癸二酸、馬來酸、伊康酸等]之環氧丙酯;環氧化亞麻仁油、環氧化大豆油、環氧化蓖麻油等具有雙鍵之油脂之環氧化物;環氧化聚丁二烯等聚烯烴(包含聚二烯烴)之環氧化物等。再者,作為上述q元之不具有環狀結構之醇,例如可例舉:甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇等一元醇;乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二元醇;甘油、二甘油、丁四醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、新戊四醇、二新戊四醇、山梨糖醇等三元以上之多元醇等。又,q元醇亦可為聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烴多元醇等。
本發明之硬化性組成物中之成分(B)之含量(摻合量)並無特別限定,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性之觀點而言,相對於除溶劑以外之硬化性組成物(100重量%),較佳為40~99重量%,更佳為50~95重量%,進而較佳為60~90重量%。
本發明之硬化性組成物中之成分(B1)之含量(摻合量)並無特別限定,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性之觀點而言,相對於除溶劑以外之硬化性組成物(100重量%),較佳為40~99重量%,更佳為50~95重量%,進而較佳為60~90重量%。
本發明之硬化性組成物中之成分(B2)之含量(摻合量)並無特別限定,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性之觀點而言,相對於除溶劑以外之硬化性組成物(100重量%),較佳為40~99重量%,更佳為50~95重量%,進而較佳為60~90重量%。
[硬化劑]
本發明之硬化性組成物亦可進而包含硬化劑(以下,有時稱為「硬化劑(C)」或「成分(C)」)。硬化劑(C)係具有藉由與成分(A)、成分(B)等硬化性化合物反應而使本發明之硬化性組成物硬化之作用的化合物。作為硬化劑(C),可使用作為環氧樹脂用硬化劑而言公知或慣用之硬化劑,並無特別限定,例如可例舉胺系硬化劑(C1)、酸酐系硬化劑(C2)、聚醯胺系硬化劑(C3)、多硫醇系硬化劑(C4)、酚系硬化劑(C5)、多羧酸系硬化劑(C6)等。
作為胺系硬化劑(C1),可使用公知或慣用之胺系硬化劑,並無特別限定,例如可例舉脂肪族多胺、脂環式多胺、芳香族多胺、改質多胺、二級胺、三級胺等。
作為上述脂肪族多胺,例如可例舉多伸乙基多胺類(例如,二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、五伸乙基六胺等)、六亞甲基二胺、1,3-戊二胺、2-甲基五亞甲基二胺、二伸丙基二胺、三甲基六亞甲基二胺、2-甲基五亞甲基二胺、二乙胺基丙基胺等。作為上述脂環式多胺,例如可例舉異佛酮二胺、1,3-雙胺基甲基環己烷、雙(4-胺基環己基)甲烷、降莰烯二胺、1,2-環己二胺、N-胺基乙基哌𠯤、薄荷烷二胺、4,4'-亞甲基雙環己基胺、4,4'-亞甲基雙(2-甲基環己胺)、雙(胺基甲基)降莰烷、Laromin C-260等。
作為上述芳香族多胺,例如可例舉間苯二胺、對苯二胺、間苯二甲胺、二胺基二苯碸(例如,4,4'-二胺基二苯碸、3,3'-二胺基二苯碸等)、二胺基二苯甲烷類[例如,4,4'-二胺基二苯甲烷(=4,4'-亞甲基二苯胺)、4,4'-亞甲基雙(2-甲基苯胺)、4,4'-亞甲基雙(2-乙基苯胺)、4,4'-亞甲基雙(2-異丙基苯胺)、4,4'-亞甲基雙(2-氯苯胺)、4,4'-亞甲基雙(2,6-二甲基苯胺)、4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺)、4,4'-亞甲基雙(2-異丙基-6-甲基苯胺)、4,4'-亞甲基雙(2-乙基-6-甲基苯胺)、4,4'-亞甲基雙(2-溴-6-乙基苯胺)、4,4'-亞甲基雙(N-甲基苯胺)、4,4'-亞甲基雙(N-乙基苯胺)、4,4'-亞甲基雙(N-第二丁基苯胺)等]、4,4'-亞環己基二苯胺、4,4'-(9-亞茀基)二苯胺、4,4'-(9-亞茀基)雙(N-甲基苯胺)、4,4'-二胺基苯甲醯苯胺、4,4'-氧二苯胺、2,4-雙(4-胺基苯基甲基)苯胺、4-甲基間苯二胺、2-甲基間苯二胺、N,N'-二(第二丁基)對苯二胺、2-氯對苯二胺、2,4,6-三甲基間苯二胺、二乙基甲苯二胺[2,4-二乙基-6-甲基間苯二胺與4,6-二乙基-2-甲基間苯二胺之混合物等]、雙(甲硫基)甲苯二胺[6-甲基-2,4-雙(甲硫基)間苯二胺與2-甲基-4,6-雙(甲硫基)間苯二胺之混合物等]、4,6-二甲基間苯二胺、三亞甲基雙(4-胺基苯甲酸酯)、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、α,α'-雙(4-胺基苯基)對二異丙基苯、1,3-雙(間胺基苯基)苯等。
作為上述改質多胺,例如可例舉利用羧酸所得之改質胺(多胺基醯胺、胺基醯胺)、利用環氧化合物所得之改質胺(胺-環氧加成物)、藉由麥可反應所得之改質胺(麥可加成多胺)、藉由曼尼希反應所得之改質胺、藉由與脲或硫脲之反應所得之改質胺、藉由與酮之反應所得之改質胺(酮亞胺、希夫鹼)、藉由與表氯醇之反應所得之改質胺、藉由與苄基氯之反應所得之改質胺、藉由與磷化物之反應所得之改質胺、藉由與苯醌之反應所得之改質胺、三烷基矽化胺、藉由胺基與異氰酸酯化合物之反應所得之改質胺、藉由具有羥基之胺化合物與異氰酸酯化合物之反應所得之改質胺、藉由與碳酸酯之反應所得之改質胺等。
此外,亦可使用聚氧丙二胺(例如,JEFFAMINE D230等)、聚氧丙三胺(例如,JEFFAMINE T403等)、多環己基多胺混合物、N-胺基乙基哌𠯤等。
作為上述二級胺或三級胺,例如可例舉咪唑類[例如,2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一基咪唑、2-十七基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一基咪唑、1-氰乙基-2-十一基咪唑鎓(1,2,4-苯三甲酸)鹽、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓(1,2,4-苯三甲酸)鹽、2-甲基咪唑鎓三聚異氰酸鹽、2-苯基咪唑鎓三聚異氰酸鹽、2,4-二胺基-6-[2-甲基咪唑基-(1)]-乙基對稱三𠯤、2,4-二胺基-6-[2-乙基-4-甲基咪唑基-(1)]-乙基對稱三𠯤等]、哌啶、嗎福林、N-甲基哌𠯤、二氰基二醯胺、有機酸二醯肼、N,N'-二甲基脲衍生物、四甲基乙二胺等直鏈狀二胺、二甲基乙基胺等直鏈三級胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N,N-二丁基乙醇胺等乙醇胺、三乙胺等烷基三級單胺、苄基二甲胺等脂肪族三級胺、或2-(二甲胺基甲基)苯酚、2,4,6-參(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)等具有含至少1個酚性羥基之芳香環之脂肪族三級胺、N,N'-二甲基哌𠯤、1,4-二氮二環[2.2.2]辛烷、三伸乙基二胺(TEDA)、吡啶、甲基吡啶、1,8-二氮雙環[5.4.0]-7-十一烯(DBU)等雜環式三級胺等。
作為酸酐系硬化劑(C2),可使用公知或慣用之酸酐系硬化劑,並無特別限定,例如可例舉甲基四氫鄰苯二甲酸酐(4-甲基四氫鄰苯二甲酸酐、3-甲基四氫鄰苯二甲酸酐等)、甲基六氫鄰苯二甲酸酐(4-甲基六氫鄰苯二甲酸酐、3-甲基六氫鄰苯二甲酸酐等)、十二烯基琥珀酸酐、甲基內亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐、馬來酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基環己烯二羧酸酐、焦蜜石酸二酐、1,2,4-苯三甲酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐、5-降莰烯-2,3-二羧酸酐(Nadic anhydride)、甲基-5-降莰烯-2,3-二羧酸酐、氫化甲基-5-降莰烯-2,3-二羧酸酐、4-(4-甲基-3-戊烯基)四氫鄰苯二甲酸酐、琥珀酸酐、己二酸酐、癸二酸酐、十二烷二酸酐、甲基環己烯四羧酸二酐、乙烯醚-馬來酸酐共聚物、烷基苯乙烯馬來酸酐共聚物等。
作為聚醯胺系硬化劑(C3),例如可例舉分子內具有一級胺基及二級胺基之任一者或兩者之聚醯胺樹脂等。
作為多硫醇系硬化劑(C4),例如可例舉液狀之多硫醇、多硫化物樹脂等。
作為酚系硬化劑(C5),可使用公知或慣用之酚系硬化劑,並無特別限定,例如可例舉酚醛清漆型苯酚樹脂、酚醛清漆型甲酚樹脂、對二甲苯改質苯酚樹脂、對二甲苯-間二甲苯改質苯酚樹脂等芳烷基樹脂、萜烯改質苯酚樹脂、二環戊二烯改質苯酚樹脂、三苯酚丙烷等。
作為多羧酸系硬化劑(C6),例如可例舉己二酸、癸二酸、對苯二甲酸、1,2,4-苯三甲酸、含有羧基之聚酯等。
作為硬化劑(C),基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性、較高之表面硬度之觀點而言,較佳為胺系硬化劑(C1)。其中,作為胺系硬化劑(C1),基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性之觀點而言,較佳為芳香族多胺、脂肪族多胺。
式(C1a)中,Re
及Rf
分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子。I1及I2分別獨立地表示整數0~4。於I1為2以上之情形時,複數個Re
可相同,亦可不同。於I2為2以上之情形時,複數個Rf
可相同,亦可不同。Z表示單鍵或連結基(具有1個以上之原子之二價基)。
式(C1b)中,I3分別獨立地表示整數0~6,較佳為整數2~5,更佳為3或4。
作為Re
及Rf
所表示之碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基等,較佳為甲基、乙基。作為Re
及Rf
所表示之鹵素原子,可例舉氟原子、氯原子、溴原子等,較佳為氯原子。
作為Z所表示之連結基,可例舉與上述X1
及X2
所表示之連結基相同之基。作為Z所表示之連結基,基於能夠對本發明之硬化物賦予優異之耐熱性及機械特性之觀點而言,較佳為碳數1~6之直鏈或支鏈狀之伸烷基、醚鍵(-O-)、次磺醯基(-S-)、亞磺醯基(-SO-)、磺醯基(-SO2
-)等,更佳為亞甲基(-CH2
-)、醚鍵(-O-)、磺醯基(-SO2
-),較佳為亞甲基。
作為胺系硬化劑(C1)之較佳具體例,更佳為二胺基二苯甲烷類、多伸乙基多胺類,進而較佳為選自由三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、五伸乙基六胺、4,4'-二胺基二苯甲烷等所組成之群中之至少1種。
本發明之硬化性組成物中,硬化劑(C)可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。又,作為硬化劑(C),亦可使用市售之試劑類。
本發明之硬化性組成物中之硬化劑(C)之含量(摻合量)並無特別限定,相對於除溶劑以外之硬化性組成物所含之硬化性化合物之總量100重量份,較佳為1~50重量份,更佳為5~30重量份。藉由將硬化劑(C)之含量設為上述範圍,有能夠使本發明之硬化性組成物充分硬化,而使本發明之硬化物之耐熱性、機械特性進一步提高之傾向。
又,於使用胺系硬化劑(C1)作為硬化劑(C)之情形時,胺系硬化劑(C1)之含量(摻合量)並無特別限定,較佳為以相對於本發明之硬化性組成物所含之具有環氧基之全部化合物中之環氧基1當量而言,胺系硬化劑(C1)所具有之胺基之活性氫為0.1~10當量之比率來使用,更佳為以胺系硬化劑(C1)所具有之胺基之活性氫為0.3~5當量之比率來使用。藉由將硬化劑(C)之含量設為上述範圍,有能夠使本發明之硬化性組成物充分硬化,而使本發明之硬化物之耐熱性、機械特性進一步提高之傾向。
[硬化促進劑]
本發明之硬化性組成物於包含硬化劑之情形時,亦可進而包含硬化促進劑。硬化促進劑係具有在硬化性化合物(例如,具有環氧基之化合物)與硬化劑反應時促進其反應速度之功能之化合物。作為硬化促進劑,可使用公知或慣用之硬化促進劑,並無特別限定,例如可例舉:三級胺[例如,月桂基二甲胺、N,N-二甲基環己胺、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基苯胺、(N,N-二甲胺基甲基)苯酚、2,4,6-參(N,N-二甲胺基甲基)苯酚、1,8-二氮雙環[5.4.0]十一-7-烯(DBU)、1,5-二氮雙環[4.3.0]壬-5-烯(DBN)等];三級胺鹽[例如,上述三級胺之羧酸鹽、磺酸鹽、無機酸鹽等];咪唑類[例如,2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑等];有機磷系化合物[例如,三苯基膦、亞磷酸三苯酯等];四級銨鹽[例如,四乙基溴化銨、四丁基溴化銨等]、四級鏻鹽[例如,癸酸四丁基鏻鹽、月桂酸四丁基鏻鹽、肉豆蔻酸四丁基鏻鹽、棕櫚酸四丁基鏻鹽、四丁基鏻陽離子與二環[2.2.1]庚-2,3-二羧酸及/或甲基二環[2.2.1]庚-2,3-二羧酸之陰離子之鹽、四丁基鏻陽離子與1,2,4,5-環己烷四羧酸之陰離子的鹽等]、四級鉮鹽、三級鋶鹽、三級硒鹽、二級錪鹽、重氮鎓鹽等鎓鹽;強酸酯[例如,硫酸酯、磺酸酯、磷酸酯、次磷酸酯(phosphinic acid ester)、膦酸酯等];路易斯酸與鹼之錯合物[例如,三氟化硼-苯胺錯合物、三氟化硼-對氯苯胺錯合物、三氟化硼-單乙胺錯合物、三氟化硼-異丙胺錯合物、三氟化硼-苄胺錯合物、三氟化硼-二甲胺錯合物、三氟化硼-二乙胺錯合物、三氟化硼-二丁胺錯合物、三氟化硼-哌啶錯合物、三氟化硼-二苄胺錯合物、三氯化硼-二甲基辛基胺錯合物等];有機金屬鹽[辛酸錫、辛酸鋅、二月桂酸二丁基錫、鋁-乙醯丙酮錯合物等]等等。
再者,於本發明之硬化性組成物中,硬化促進劑可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。又,作為硬化促進劑(D),亦可使用:商品名「U-CAT SA 506」、「U-CAT SA 102」、「U-CAT 5003」、「U-CAT 18X」、「U-CAT 12XD」(以上由San-Apro(股)製造);商品名「TPP-K」、「TPP-MK」(以上由北興化學工業(股)製造);商品名「PX-4ET」(日本化學工業(股)製造)等市售品。
本發明之硬化性組成物中之硬化促進劑之含量(摻合量)並無特別限定,相對於硬化性組成物所含之硬化性化合物之總量100重量份,較佳為0.01~5重量份,更佳為0.03~3重量份,進而較佳為0.03~2重量份。藉由將硬化促進劑之含量設為0.01重量份以上,有獲得更有效率之硬化促進效果之傾向。另一方面,藉由將硬化促進劑之含量設為5重量份以下,有抑制著色而獲得色相優異之硬化物之傾向。
本發明之硬化性組成物亦可進而(例如,代替硬化劑)包含硬化觸媒。上述硬化觸媒係能夠成分(A)、成分(B)等硬化性化合物之聚合反應開始或得到促進的化合物。作為上述硬化觸媒,並無特別限定,例如可例舉光陽離子聚合起始劑(光酸產生劑)、熱陽離子聚合起始劑(熱酸產生劑)等聚合起始劑。
作為上述光陽離子聚合起始劑,可使用公知或慣用之光陽離子聚合起始劑,例如可例舉鋶鹽(鋶離子與陰離子之鹽)、錪鹽(錪離子與陰離子之鹽)、硒鹽(硒離子與陰離子之鹽)、銨鹽(銨離子與陰離子之鹽)、鏻鹽(鏻離子與陰離子之鹽)、過渡金屬錯合物離子與陰離子之鹽等。該等可單獨使用1種,或組合使用2種以上。
作為上述鋶鹽,例如可例舉:[4-(4-聯苯基硫基)苯基]-4-聯苯基苯基鋶參(五氟乙基)三氟磷酸鹽、三苯基鋶鹽、三對甲苯基鋶鹽、三鄰甲苯基鋶鹽、參(4-甲氧基苯基)鋶鹽、1-萘基二苯基鋶鹽、2-萘基二苯基鋶鹽、參(4-氟苯基)鋶鹽、三-1-萘基鋶鹽、三-2-萘基鋶鹽、參(4-羥基苯基)鋶鹽、二苯基[4-(苯基硫基)苯基]鋶鹽、4-(對甲苯基硫基)苯基二(對苯基)鋶鹽等三芳基鋶鹽;二苯基苯甲醯甲基鋶鹽、二苯基-4-硝基苯甲醯甲基鋶鹽、二苯基苄基鋶鹽、二苯基甲基鋶鹽等二芳基鋶鹽;苯基甲基苄基鋶鹽、4-羥基苯基甲基苄基鋶鹽、4-甲氧基苯基甲基苄基鋶鹽等單芳基鋶鹽;二甲基苯甲醯甲基鋶鹽、苯甲醯甲基四氫噻吩鎓鹽、二甲基苄基鋶鹽等三烷基鋶鹽等。
作為上述二苯基[4-(苯基硫基)苯基]鋶鹽,例如可使用二苯基[4-(苯基硫基)苯基]鋶六氟銻酸鹽、二苯基[4-(苯基硫基)苯基]鋶六氟磷酸鹽等。
作為上述錪鹽,例如可例舉商品名「UV9380C」(邁圖高新材料日本有限公司製造,雙(4-十二基苯基)錪六氟銻酸鹽45%烷基環氧丙基醚溶液)、商品名「RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074」(Rhodia Japan(股)製造,[(1-甲基乙基)苯基](甲基苯基)錪肆(五氟苯基)硼酸鹽)、商品名「WPI-124」(和光純藥工業(股)製造)、二苯基錪鹽、二對甲苯基錪鹽、雙(4-十二基苯基)錪鹽、雙(4-甲氧基苯基)錪鹽等。
作為上述硒鹽,例如可例舉:三苯基硒鹽、三對甲苯基硒鹽、三鄰甲苯基硒鹽、參(4-甲氧基苯基)硒鹽、1-萘基二苯基硒鹽等三芳基硒鹽;二苯基苯甲醯甲基硒鹽、二苯基苄基硒鹽、二苯基甲基硒鹽等二芳基硒鹽;苯基甲基苄基硒鹽等單芳基硒鹽;二甲基苯甲醯甲基硒鹽等三烷基硒鹽等。
作為上述銨鹽,例如可例舉:四甲基銨鹽、乙基三甲基銨鹽、二乙基二甲基銨鹽、三乙基甲基銨鹽、四乙基銨鹽、三甲基正丙基銨鹽、三甲基正丁基銨鹽等四烷基銨鹽;N,N-二甲基吡咯啶鎓鹽、N-乙基-N-甲基吡咯啶鎓鹽等吡咯啶鎓鹽;N,N'-二甲基咪唑啉鎓鹽、N,N'-二乙基咪唑啉鎓鹽等咪唑啉鎓鹽;N,N'-二甲基四氫嘧啶鎓鹽、N,N'-二乙基四氫嘧啶鎓鹽等四氫嘧啶鎓鹽;N,N-二甲基嗎福林鎓鹽、N,N-二乙基嗎福林鎓鹽等嗎福林鎓鹽;N,N-二甲基哌啶鎓鹽、N,N-二乙基哌啶鎓鹽等哌啶鎓鹽;N-甲基吡啶鎓鹽、N-乙基吡啶鎓鹽等吡啶鎓鹽;N,N'-二甲基咪唑鎓鹽等咪唑鎓鹽;N-甲基喹啉鎓鹽等喹啉鎓鹽;N-甲基異喹啉鎓鹽等異喹啉鎓鹽;苄基苯并噻唑鎓鹽等噻唑鎓鹽;苄基吖啶鎓鹽等吖啶鎓鹽等。
作為上述鏻鹽,例如可例舉:四苯基鏻鹽、四對甲苯基鏻鹽、肆(2-甲氧基苯基)鏻鹽等四芳基鏻鹽;三苯基苄基鏻鹽等三芳基鏻鹽;三乙基苄基鏻鹽、三丁基苄基鏻鹽、四乙基鏻鹽、四丁基鏻鹽、三乙基苯甲醯甲基鏻鹽等四烷基鏻鹽等。
作為上述過渡金屬錯合物離子之鹽,例如可例舉:(η5-環戊二烯基)(η6-甲苯)Cr+
、(η5-環戊二烯基)(η6-二甲苯)Cr+
等鉻錯合物陽離子之鹽;(η5-環戊二烯基)(η6-甲苯)Fe+
、(η5-環戊二烯基)(η6-二甲苯)Fe+
等鐵錯合物陽離子之鹽等。
作為構成上述鹽之陰離子,例如可例舉SbF6 -
、PF6 -
、BF4 -
、(CF3
CF2
)3
PF3 -
、(CF3
CF2
CF2
)3
PF3 -
、(C6
F5
)4
B-
、(C6
F5
)4
Ga-
、磺酸陰離子(三氟甲磺酸陰離子、五氟乙磺酸陰離子、九氟丁磺酸陰離子、甲磺酸陰離子、苯磺酸陰離子、對甲苯磺酸陰離子等)、(CF3
SO2
)3
C-
、(CF3
SO2
)2
N-
、過鹵酸離子、鹵化磺酸離子、硫酸離子、碳酸離子、鋁酸離子、六氟鉍酸離子、羧酸離子、芳基硼酸離子、硫氰酸離子、硝酸離子等。
作為上述熱陽離子聚合起始劑,例如可例舉芳基鋶鹽、芳基錪鹽、芳烴-離子錯合物、四級銨鹽、鋁螯合物、三氟化硼-胺錯合物等。
作為上述芳基鋶鹽,例如可例舉六氟銻酸鹽等。於本發明之硬化性組成物中,例如可使用:商品名「SP-66」、「SP-77」(以上由ADEKA(股)製造);商品名「San-Aid SI-60L」、「San-Aid SI-80L」、「San-Aid SI-100L」、「San-Aid SI-150L」(以上由三新化學工業(股)製造)等市售品。作為上述鋁螯合物,例如可例舉乙醯乙酸乙基鋁二異丙酯、參(乙基乙醯乙酸)鋁等。又,作為上述三氟化硼-胺錯合物,例如可例舉三氟化硼單乙胺錯合物、三氟化硼咪唑錯合物、三氟化硼哌啶錯合物等。
再者,於本發明之硬化性組成物中,硬化觸媒可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
本發明之硬化性組成物中之上述硬化觸媒之含量(摻合量)並無特別限定,相對於成分(A)與成分(B)之合計100重量份,較佳為0.01~3.0重量份,更佳為0.05~3.0重量份,進而較佳為0.1~1.0重量份(例如,0.3~1.0重量份)。藉由將硬化觸媒之含量設為0.01重量份以上,有能夠有效率地使硬化反應充分進行,而使本發明之硬化物之耐熱性、機械特性進一步提高之傾向。另一方面,藉由將硬化觸媒之含量設為3.0重量份以下,有硬化性組成物之保存性進而提高或硬化物之著色受到抑制之傾向。
本發明之硬化性組成物於無損本發明之效果之範圍內,亦可進而包含除成分(A)、成分(B)以外之硬化性化合物(有時稱為「其他硬化性化合物」)。作為其他硬化性化合物,可使用公知或慣用之硬化性化合物,並無特別限定,例如可例舉氧環丁烷化合物、乙烯醚化合物等。再者,於本發明之硬化性組成物中,其他硬化性化合物可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
作為上述氧環丁烷化合物,可例舉於分子內具有1個以上之氧環丁烷環之公知或慣用之化合物,並無特別限定,例如可例舉3,3-雙(乙烯基氧基甲基)氧環丁烷、3-乙基-3-(羥甲基)氧環丁烷、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧環丁烷、3-乙基-3-[(苯氧基)甲基]氧環丁烷、3-乙基-3-(己氧基甲基)氧環丁烷、3-乙基-3-(氯甲基)氧環丁烷、3,3-雙(氯甲基)氧環丁烷、1,4-雙[(3-乙基-3-氧環丁基甲氧基)甲基]苯、雙{[1-乙基(3-氧環丁基)]甲基}醚、4,4'-雙[(3-乙基-3-氧環丁基)甲氧基甲基]聯環己烷、1,4-雙[(3-乙基-3-氧環丁基)甲氧基甲基]環己烷、1,4-雙{[(3-乙基-3-氧環丁基)甲氧基]甲基}苯、3-乙基-3-{[(3-乙基氧環丁-3-基)甲氧基]甲基)}氧環丁烷、苯二甲基雙氧環丁烷、3-乙基-3-{[3-(三乙氧基矽基)丙氧基]甲基}氧環丁烷、氧環丁基倍半矽氧烷、苯酚酚醛清漆氧環丁烷等。
作為上述乙烯醚化合物,可使用於分子內具有1個以上之乙烯醚基之公知或慣用之化合物,並無特別限定,例如可例舉2-羥乙基乙烯醚(乙二醇單乙烯醚)、3-羥丙基乙烯醚、2-羥丙基乙烯醚、2-羥異丙基乙烯醚、4-羥丁基乙烯醚、3-羥丁基乙烯醚、2-羥丁基乙烯醚、3-羥異丁基乙烯醚、2-羥異丁基乙烯醚、1-甲基-3-羥丙基乙烯醚、1-甲基-2-羥丙基乙烯醚、1-羥甲基丙基乙烯醚、4-羥基環己基乙烯醚、1,6-己二醇單乙烯醚、1,6-己二醇二乙烯醚、1,8-辛二醇二乙烯醚、1,4-環己烷二甲醇單乙烯醚、1,4-環己烷二甲醇二乙烯醚、1,3-環己烷二甲醇單乙烯醚、1,3-環己烷二甲醇二乙烯醚、1,2-環己烷二甲醇單乙烯醚、1,2-環己烷二甲醇二乙烯醚、對二甲苯二醇單乙烯醚、對二甲苯二醇二乙烯醚、間二甲苯二醇單乙烯醚、間二甲苯二醇二乙烯醚、鄰二甲苯二醇單乙烯醚、鄰二甲苯二醇二乙烯醚、乙二醇二乙烯醚、二乙二醇單乙烯醚、二乙二醇二乙烯醚、三乙二醇單乙烯醚、三乙二醇二乙烯醚、四乙二醇單乙烯醚、四乙二醇二乙烯醚、五乙二醇單乙烯醚、五乙二醇二乙烯醚、寡聚乙二醇單乙烯醚、寡聚乙二醇二乙烯醚、聚乙二醇單乙烯醚、聚乙二醇二乙烯醚、二丙二醇單乙烯醚、二丙二醇二乙烯醚、三丙二醇單乙烯醚、三丙二醇二乙烯醚、四丙二醇單乙烯醚、四丙二醇二乙烯醚、五丙二醇單乙烯醚、五丙二醇二乙烯醚、寡聚丙二醇單乙烯醚、寡聚丙二醇二乙烯醚、聚丙二醇單乙烯醚、聚丙二醇二乙烯醚、異山梨醇二乙烯醚、氧降莰烯二乙烯醚(oxanorbornene divinyl ether)、苯基乙烯醚、正丁基乙烯醚、異丁基乙烯醚、辛基乙烯醚、環己基乙烯醚、對苯二酚二乙烯醚、1,4-丁二醇二乙烯醚、環己烷二甲醇二乙烯醚、三羥甲基丙烷二乙烯醚、三羥甲基丙烷三乙烯醚、雙酚A二乙烯醚、雙酚F二乙烯醚、羥基氧降莰烷甲醇二乙烯醚、1,4-環己二醇二乙烯醚、新戊四醇三乙烯醚、新戊四醇四乙烯醚、二新戊四醇五乙烯醚、二新戊四醇六乙烯醚等。
作為於分子內具有1個以上之羥基之乙烯醚化合物,例如可例舉2-羥乙基乙烯醚(乙二醇單乙烯醚)、3-羥丙基乙烯醚、2-羥丙基乙烯醚、2-羥異丙基乙烯醚、4-羥丁基乙烯醚、3-羥丁基乙烯醚、2-羥丁基乙烯醚、3-羥異丁基乙烯醚、2-羥異丁基乙烯醚、1-甲基-3-羥丙基乙烯醚、1-甲基-2-羥丙基乙烯醚、1-羥甲基丙基乙烯醚、4-羥基環己基乙烯醚、1,6-己二醇單乙烯醚、1,8-辛二醇二乙烯醚、1,4-環己烷二甲醇單乙烯醚、1,3-環己烷二甲醇單乙烯醚、1,2-環己烷二甲醇單乙烯醚、對二甲苯二醇單乙烯醚、間二甲苯二醇單乙烯醚、鄰二甲苯二醇單乙烯醚、二乙二醇單乙烯醚、三乙二醇單乙烯醚、四乙二醇單乙烯醚、五乙二醇單乙烯醚、寡聚乙二醇單乙烯醚、聚乙二醇單乙烯醚、三丙二醇單乙烯醚、四丙二醇單乙烯醚、五丙二醇單乙烯醚、寡聚丙二醇單乙烯醚、聚丙二醇單乙烯醚、新戊四醇三乙烯醚、二新戊四醇五乙烯醚等。
本發明之硬化性組成物中之其他硬化性化合物之含量(摻合量)並無特別限定,相對於成分(A)、成分(B)與其他硬化性化合物之總量(100重量%;硬化性化合物之總量),較佳為50重量%以下(例如,0~50重量%),更佳為30重量%以下(例如,0~30重量%),進而較佳為10重量%以下。藉由將其他硬化性化合物之含量設為50重量%以下(例如,10重量%以下),有使本發明之硬化物之耐熱性、機械特性、表面硬度進一步提高之傾向。另一方面,藉由將其他硬化性化合物之含量設為10重量%以上,有時能夠對硬化性組成物或硬化物賦予所期望之性能(例如,對硬化性組成物之快速硬化性或黏度調整等)。
本發明之硬化性組成物亦可進而包含以下等慣用之添加劑作為其他任意成分:沉降二氧化矽、濕式二氧化矽、發煙二氧化矽、煅燒二氧化矽、氧化鈦、氧化鋁、玻璃、石英、鋁矽酸、氧化鐵、氧化鋅、碳酸鈣、碳黑、碳化矽、氮化矽、氮化硼等無機填充劑;藉由有機鹵矽烷、有機烷氧基矽烷、有機矽氮烷等有機矽化合物對該等填充劑進行處理所得之無機填充劑;聚矽氧樹脂、環氧樹脂、氟樹脂等有機樹脂微粉末;銀、銅等導電性金屬粉末等填充劑;硬化助劑;溶劑(有機溶劑等);穩定劑(抗氧化劑、紫外線吸收劑、耐光穩定劑、熱穩定劑、重金屬減活劑等);阻燃劑(磷系阻燃劑、鹵素系阻燃劑、無機系阻燃劑等);阻燃助劑;補強材(其他填充劑等);成核劑;偶合劑(矽烷偶合劑等);潤滑劑;蠟;塑化劑;脫模劑;耐衝擊改良劑;色相改良劑;透明化劑;流變調整劑(流動性改良劑等);加工性改良劑;著色劑(染料、顏料等);抗靜電劑;分散劑;表面調整劑(消泡劑、調平劑、防濺劑等);表面改質劑(滑澤劑等);消光劑;抑泡劑;脫泡劑;抗菌劑;防腐劑;黏度調整劑;增黏劑;光敏劑;發泡劑。該等添加劑可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
本發明之硬化性組成物並無特別限定,可藉由將上述各成分於室溫或視需要進行加熱並且進行攪拌、混合來製備。再者,本發明之硬化性組成物可作為一液系之組成物使用,亦可作為多液系(例如,二液系)之組成物使用,上述一液系之組成物直接使用預先將各成分混合而成者,上述多液系(例如,二液系)之組成物例如分別保管2種以上之成分,於使用前將兩者以特定比率混合進行使用。
本發明之硬化性組成物並無特別限定,較佳為於常溫(約25℃)為液體。更具體而言,關於本發明之硬化性組成物,用溶劑稀釋至20%之溶液[例如,甲基異丁基酮之比率為20重量%之硬化性組成物(溶液)]之於25℃之黏度較佳為300~20000 mPa・s,更佳為500~10000 mPa・s,進而較佳為1000~8000 mPa・s。藉由將上述黏度設為300 mPa・s以上,有硬化物之耐熱性進一步提高之傾向。另一方面,藉由將上述黏度設為20000 mPa・s以下,有硬化性組成物之製備或處理變得容易,且硬化物中不易殘留氣泡之傾向。再者,本發明之硬化性組成物之黏度可使用黏度計(商品名「MCR301」,Anton Paar公司製造),於擺角5%、頻率0.1~100(1/s)、溫度25℃之條件來測定。
[硬化物]
藉由使本發明之硬化性組成物中之硬化性化合物(成分(A)、成分(B)等)進行聚合反應,能夠使該硬化性組成物硬化,而能夠獲得本發明之硬化物。硬化之方法可自周知之方法適當選擇,並無特別限定,例如可例舉活性能量線之照射、及/或加熱之方法。作為上述活性能量線,例如可使用紅外線、可見光線、紫外線、X射線、電子束、α射線、β射線、γ射線等之任一者。其中,基於處理性優異之方面而言,較佳為紫外線。
藉由活性能量線之照射使本發明之硬化性組成物硬化時之條件(活性能量線之照射條件等)可根據照射之活性能量線之種類或能量、硬化物之形狀或尺寸等來適當調整,並無特別限定,於照射紫外線之情形時,例如較佳為設為1~1000 mJ/cm2
左右。再者,活性能量線之照射可使用例如高壓水銀燈、超高壓水銀燈、氙氣燈、碳弧、金屬鹵素燈、太陽光、LED燈、雷射等。照射活性能量線後,可進而實施加熱處理(退火、老化)而進而使硬化反應進行。
另一方面,藉由加熱使本發明之硬化性組成物硬化時之條件並無特別限定,例如,較佳為30~250℃,更佳為50~200℃。硬化時間可適當設定。
藉由使本發明之硬化性組成物如上所述般硬化,能夠形成耐熱性及機械特性(例如韌性)優異、表面硬度較高之硬化物。因此,本發明之硬化性組成物於電子機器、接著劑、塗料等各種產業用途中有用,可較佳地用作絕緣材料、印刷配線基板、密封材、積層板、預浸體、底部填充劑等電子機器領域之尖端材料。
又,本發明之硬化物具有優異之機械特性(例如韌性)。進行本發明之硬化物之彎曲試驗之情形時,彎曲變形較佳為8.0%以上,更佳為9.0%以上,進而較佳為9.1%以上,進而更佳為9.2%以上,進而更佳為9.3%以上,進而更佳為9.4%以上,進而更佳為9.5%以上。本發明之進一步之硬化物之彎曲試驗可藉由下述實施例中記載之方法來實施。
本發明之硬化物之鉛筆硬度並無特別限定,較佳為2H以上,更佳為3H以上,進而較佳為4H以上。再者,鉛筆硬度可按照ISO15184中記載之方法進行評價。
[實施例]
以下,基於實施例更詳細地說明本發明,但本發明並不受該等實施例之限定。
再者,產物之分子量之測定係於以下條件進行。
測定裝置:商品名「LC-20AD」(島津製作所(股)製造)
管柱:Shodex KF-801×2根、KF-802、及KF-803(昭和電工(股)製造)
測定溫度:40℃
溶析液:THF,試樣濃度0.1~0.2重量%
流量:1 mL/分鐘
檢測器:UV-VIS檢測器(商品名「SPD-20A」,島津製作所(股)製造)
分子量:標準聚苯乙烯換算
又,FT-IR係於以下條件進行測定。
測定裝置:傅立葉轉換紅外分光光度計IR Affinity-1,島津製作所(股)製造
測定範圍:4000~650 cm-1
累計次數:16次
解析度:4 cm-1
測定方法:NaCl板、穿透法
又,1
H-NMR係於以下條件進行測定。
測定裝置:JNM-ECA500NMR(日本電子(股)製造)
測定頻率:500 MHz
測定溶劑:DMSO-d6
累計次數:16次
實施例 1 :含環氧基、聯苯基之 聚有機倍半矽氧烷 A (環氧基 / 聯苯基= 70/30 )之合成
於具備溫度計、戴氏冷凝器、攪拌機、滴液漏斗之燒瓶,添加甲苯377重量份、4-乙烯基聯苯50.0重量份(277毫莫耳份)、鉑(0)-1,3-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物(以鉑原子計為0.11毫莫耳份)、碳酸氫銨0.47重量份(0.01莫耳份),攪拌並同時加熱至55℃。於其中滴加三甲氧基矽烷41.5重量份(340毫莫耳份),滴加結束後,於55℃攪拌15小時。反應結束後,藉由減壓蒸餾進行純化,獲得79.8重量份之作為目標物之(2-([1,1'-聯苯]-4-基)乙基)三甲氧基矽烷。
於具備溫度計、戴氏冷凝器、攪拌機、滴液漏斗之300 mL之四口燒瓶,於氮氣環境下,添加3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(東京化成工業(股)製造)15.0重量份(63毫莫耳份)、藉由上述合成操作所獲得之(2-([1,1'-聯苯]-4-基)乙基)三甲氧基矽烷8.2重量份(27毫莫耳份)、丙酮92.9重量份、及離子交換水16.3重量份(999毫莫耳份),攪拌並同時加溫至50℃。於其中歷時5分鐘滴加5.0重量%之碳酸鉀水溶液2.51重量份(以碳酸鉀計為0.91毫莫耳份)。滴加結束後,於50℃攪拌5小時後,將反應液冷卻至室溫。藉由25重量份之甲基異丁基酮(MIBK)加以稀釋後,以離子交換水洗淨7次,確認到水層之pH值為7以下。將有機層分離後,於減壓下將溶劑蒸餾去除,以無色透明液體形式獲得23.9重量份之包含29%之MIBK之含環氧基、聯苯基之聚有機倍半矽氧烷A(環氧基/聯苯基=70/30)。數量平均分子量為2392,重量平均分子量為3282。將1
H-NMR光譜示於圖1。
實施例 2 :含環氧基、聯苯基之 聚有機倍半矽氧烷 B (環氧基 / 聯苯基= 50/50 )之合成
除了設為3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(東京化成工業(股)製造)10.7重量份(45毫莫耳份)、上述實施例1中獲得之(2-([1,1'-聯苯]-4-基)乙基)三甲氧基矽烷13.7重量份(45毫莫耳份)、丙酮97.7重量份、及離子交換水16.3重量份(999毫莫耳份)、5.0重量%之碳酸鉀水溶液2.51重量份(以碳酸鉀計為0.91毫莫耳份)以外,與實施例1同樣地進行實驗操作,以無色透明液體形式獲得22.1重量份之包含21%之MIBK之含聯苯基之聚有機倍半矽氧烷B(環氧基/聯苯基=50/50)。數量平均分子量為4452,重量平均分子量為24358。將1
H-NMR光譜示於圖2。
製造例 1 : 1-(4- 環氧丙氧基 -3- 甲基苯基 )-4-(4- 環氧丙氧基苯基 ) 環己烯之製造
於500 mL之可分離式燒瓶,添加15.00 g(5.36×10-2
mol)之4,4'-二羥基-3-甲基-1,4-二苯基環己烯、119.64 g(1.29 mol)之相對於一個酚系羥基為12倍當量之表氯醇、90 mL之作為溶劑之DMSO,於室溫使其等完全溶解。繼而,添加作為觸媒之四丁基氯化銨0.90×10-2
g(3.24×10-5
mol),於60℃之油浴中加熱攪拌1小時。繼而,歷時30分鐘滴加用相對於1個酚性羥基為1.2倍當量之氫氧化鈉5.15 g(1.29×10-1
mol)製備之50 wt%之氫氧化鈉水溶液,進而於60℃加熱攪拌1.5小時。攪拌後,藉由過濾去除無機鹽,於濾液添加作為不良溶劑之甲醇(750 mL),結果析出白色固體。繼而,於冷藏庫(8℃)冷卻13小時。冷卻後,藉由抽氣過濾取出析出物,以甲醇(20 mL)洗淨5次。使所獲得之固體於減壓恆溫槽中於60℃乾燥2.5小時,獲得15.69 g(3.99×10-2
mol、產率75%)之白色固體。1
H-NMR(CDCl3
)δ: 1.9 (q, 2H, CH2
), 2.1 (d, 2H, CH2
), 2.3 (s, 3H, CH3
), 2.5 (t, 2H, CH2
), 2.8 (m, 1H, CH), 2.9 (d, 4H, CH2
, epoxy), 3.4 (m, 2H, CH, epoxy), 3.9 (d, 2H, CH2
, epoxy), 4.1 (d, 2H, CH2
, epoxy), 6.1 (s, 1H, CH), 6.7 (d, 2H, CH, aromatic), 6.9 (d, 2H, CH, aromatic), 7.1 (d, 2H, CH, aromatic), 7.2 (d, 2H, CH, aromatic), 7.3 (d, 2H, CH, aromatic)
以下示出上述合成中使用之試樣。
・4,4'-二羥基-3-甲基-1,4-二苯基環己烯(Mw:280;m.p.:202℃;純度:97.9%;本州化學工業(股)製造)
・表氯醇(Mw=93;b.p.:118℃;純度:99%;和光純藥工業(股)製造)
・DMSO(b.p.:189℃;純度:98%;FUJIFILM Wako Pure Chemical(股)製造)
・四丁基氯化銨(m.p.:83~86℃;純度:98%;東京化成工業(股))
・氫氧化鈉(Mw=40;純度:97%;FUJIFILM Wako Pure Chemical(股)製造)
・甲醇(b.p.:65℃;純度:99%;FUJIFILM Wako Pure Chemical(股)製造)
製造例 2 :含環氧基之聚有機倍半矽氧烷之製造
將3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(東京化成工業(股)製造)94.5重量份(0.4莫耳份)、丙酮378.0重量份、及離子交換水105.1重量份(5.8莫耳份)於氮氣流下添加至1 L之燒瓶,攪拌並同時加溫至50℃。歷時5分鐘滴加5.0重量%之碳酸鉀水溶液11.1重量份(0.4毫莫耳份)。於50℃攪拌5小時後,將反應液冷卻至室溫。以甲基異丁基酮(MIBK)100重量份加以稀釋後,以離子交換水洗淨7次,確認到水層之pH值為7以下。將有機層分離後,於減壓下將溶劑蒸餾去除,以無色透明液體形式獲得76.2重量份之包含18.8%之MIBK之含環氧基之聚有機倍半矽氧烷C。數量平均分子量為1719,重量平均分子量為2058。
實施例 3 :摻合有含環氧基、聯苯基之聚有機倍半矽氧烷的環氧樹脂之製成
將聯苯型環氧樹脂(商品名「YX4000」,4,4'-雙(3-環氧丙氧基)-3,3',5,5'-四甲基聯苯,三菱化學(股)製造)1.00 g(環氧基:5.64 mmol)添加至鋁杯(3.0×3.0×2.0 cm3
),添加以去除MIBK後之淨含量計為0.292 g(環氧基:1.09 mmol)的實施例1中獲得之含環氧基、聯苯基之聚有機倍半矽氧烷A,用120℃之加熱板熔解10分鐘。繼而,於減壓恆溫槽中,於120℃加熱30分鐘而將MIBK去除。繼而,將0.334 g(胺基之活性氫:6.74 mmol)之4,4'-二胺基二苯甲烷於130℃之加熱板上熔解後再進行添加,於120℃之加熱板上攪拌1分鐘。繼而,於190℃硬化3小時。再者,升溫速度係設為5℃/分鐘,攪拌係於大氣環境下進行。
實施例 4 ~ 8 、比較例 1 ~ 6
除了將組成變更為表1、2所示之組成以外,與實施例3同樣地操作而製備硬化物。
<評價>
針對實施例及比較例中獲得之硬化物,實施下述評價試驗。將結果示於表1、2。
・3點彎曲試驗
測定裝置:Instron型拉伸試驗機(AGS-J,島津製作所(股)製造)
規格:ISO178
試樣尺寸:厚度1.0 mm×寬度4.0 mm×長度30.0 mm
支點間距離:17.8 mm
試驗速度:2 mm/分鐘
彎曲應力 σ(MPa)=3FL/2bh2
彎曲應變 ε=6sh/L2
彎曲彈性模數 Ef(MPa)=(σ2
-σ1
)/(ε2
-ε1
)
F:力(N)
L:支點間距離(mm)
b:試驗片之平均寬度(mm)
h:試驗片之平均厚度(mm)
s:撓度(mm)
・藉由小型三點彎曲法進行之破裂韌性試驗
規格:ASTM-E399-9
測定裝置:1 t拉伸試驗機(AG-20/50KNIS MO,島津製作所公司製造)
十字頭速度:0.5 mm/分鐘
樣品尺寸:2.2×4.4×19.6 mm3
最大負載:20 kgf
支點間距離:17.6 mm
計算破裂韌性值KIc
時使用下式。
破裂韌性值KIc
(MN/m2/3
)之計算
P:負載(kN)
S:支點間距離(17.6 mm)
B:試驗片厚度(mm)
W:試驗片寬度(mm)
a:龜裂之長度(mm)
f(x)=3x1/2
{1.99-x(1-x)(2.15-3.93x+2.7x2
)}/2(1+2x)(1-x)3/2
x=a/W
・鉛筆硬度試驗
規格:ISO 15184
鉛筆:HB~6H(Hi-uni,MITSU-BISHI公司製造)
試驗速度:0.5~1.0 mm/s
角度:45度
試樣尺寸:厚度1.5 mm×寬度1.5 mm×長度30.0 mm
[表1]
[表2]
實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 實施例8 | |||
硬 化 性 組 成 物 | 成分(A) | 實施例1 | 0.292 | 0 | 0.289 | 0 | 0.286 | 0 |
實施例2 | 0 | 0.314 | 0 | 0.311 | 0 | 0.307 | ||
製造例2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
成分(B) | YX4000 | 1.00 | 1.00 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
JER 828 EL | 0 | 0 | 1.00 | 1.00 | 0 | 0 | ||
製造例1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.00 | 1.00 | ||
成分(C) | DDM | 0.334 | 0.318 | 0.321 | 0.306 | 0321 | 0.290 | |
評價 | 彎曲變形(%) | 9.86 | ∞ | 8.62 | 11.4 | ∞ | ∞ | |
破裂韌性值KIc (MN/m3/2 ) | 0.94 | - | 1.06 | 0.76 | 1.39 | 1.40 | ||
鉛筆硬度 | 2H | 2H | F | F | 4H | 4H |
比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | |||
硬 化 性 組 成 物 | 成分(A) | 實施例1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
實施例2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
製造例2 | 0 | 0 | 0 | 0.262 | 0.257 | 0.29 | ||
成分(B) | YX4000 | 1.00 | 0 | 0 | 1.00 | 0 | 0 | |
JER 828 EL | 0 | 1.00 | 0 | 0 | 1.00 | 0 | ||
製造例1 | 0 | 0 | 1.00 | 0 | 0 | 1.00 | ||
成分(C) | DDM | 0.268 | 0.279 | 0.327 | 0.357 | 0.344 | 0.327 | |
評價 | 彎曲變形(%) | 8.99 | 8.03 | 9.78 | 9.57 | 8.06 | 9.87 | |
破裂韌性值KIc (MN/m3/2 ) | 1.10 | 0.68 | 1.54 | 1.04 | 0.85 | 1.54 | ||
鉛筆硬度 | 1H | HB | 2H | 2H | 1H | 4H |
與不摻合聚有機倍半矽氧烷成分之比較例1~3及摻合有不具有液晶原基之聚有機倍半矽氧烷之比較例4~6相比,摻合有含環氧基及液晶原基之聚有機倍半矽氧烷之實施例3~8中,顯示出更高之彎曲變形,確認到破裂韌性值之降低(參照表1、2)。進而,實施例4、7、8中,即便使試驗片彎曲至上下治具相接觸,亦未斷裂。
認為其原因在於:因所導入之倍半矽氧烷骨架而使得周邊之網狀結構局部變疏,由此於系內形成奈米孔隙,孔隙作為應力集中點而發揮作用,而導致周邊部之網鏈之塑性變形,從而韌性提高。進而,認為藉由使與倍半矽氧烷骨架連結之液晶原基向環氧樹脂之液晶原基部分地配向,而產生應力分散效應,從而可獲得更高之韌性。
與未摻合成分(A)之比較例1~3相比,摻合有成分(A)之實施例3~8中,顯示出與比較例4~6同等之更高之表面硬度(參照表1、2)。
認為其原因在於:藉由導入較硬之倍半矽氧烷結構作為無機骨架,而使得硬度提高。
表1、表2所示之各成分如下所述。
[成分(A)]
・實施例1:實施例1所獲得之含環氧基、聯苯基之聚有機倍半矽氧烷A(環氧基/聯苯基=70/30)
・實施例2:實施例2所獲得之含環氧基、聯苯基之聚有機倍半矽氧烷B(環氧基/聯苯基=50/50)
・製造例2:製造例2所獲得之含環氧基之聚有機倍半矽氧烷C(環氧基:聯苯基=10:0)
本說明書中發明之各態樣亦可與本說明書中發明之其他任意特徵組合。
各實施形態中之各構成及其等之組合等係一例,可於不脫離本發明之主旨之範圍內適當進行構成之附加、省略、置換、及其他變更。本發明不受實施形態之限定,僅受申請專利範圍限定。
作為以上內容之總結,將本發明之構成及其變化附記於下。
[1]一種聚有機倍半矽氧烷,其具有環氧基及液晶原基。
[2]如[1]中記載之聚有機倍半矽氧烷,其中,上述液晶原基為1價液晶原基。
[3]如[1]或[2]中記載之聚有機倍半矽氧烷,其中,上述環氧基與上述液晶原基之莫耳比(環氧基/液晶原基)為1/99~99/1。
[4]如[1]至[3]中任一項中記載之聚有機倍半矽氧烷,其具有下述式(1)所表示之結構單元、及下述式(Ma)所表示之結構單元,
[R1
SiO3/2
] (1)
[式(1)中,R1
表示含環氧基之基];
[Ma
SiO3/2
] (Ma)
[式(Ma)中,Ma
表示含1價液晶原基之基]。
[5]如[4]中記載之聚有機倍半矽氧烷,其中,上述Ma
為下述式(Ma1),
-Rm
-Ma1
(Ma1)
[式(Ma1)中,Rm
表示直鏈或支鏈狀之伸烷基,Ma1
表示1價液晶原基]
所表示之基。
[6]如[1]至[5]中任一項中記載之聚有機倍半矽氧烷,其中,上述液晶原基為式(a)所表示之基,
-(-M1A
-XA
-)n
-M2A
(a)
[式(a)中,M1A
表示自烴環或雜環之結構式中去掉2個氫原子而成之基,M2A
表示自烴環或雜環之結構式中去掉1個氫原子而成之基,XA
表示單鍵或連結基,n表示整數1~3]。
[7]如[1]至[5]中任一項中記載之聚有機倍半矽氧烷,其中,上述液晶原基為選自由式(a1)~(a9)所表示之1價基所組成之群中之至少1種。
[8]如[4]至[7]中任一項中記載之聚有機倍半矽氧烷,其中,上述R1
為式(1a)、式(1b)、式(1c)或式(1d)所表示之基。
[9]如[1]至[8]中任一項中記載之聚有機倍半矽氧烷,其藉由凝膠滲透層析法所得之標準聚苯乙烯換算之數量平均分子量(Mn)為1000~50000。
[10]一種硬化性組成物,其包含[1]至[9]中任一項中記載之聚有機倍半矽氧烷(A)。
[11]如[10]中記載之硬化性組成物,其進而包含上述聚有機倍半矽氧烷(A)以外之環氧化合物(B)。
[12]如[11]中記載之硬化性組成物,其中,上述環氧化合物(B)包含具有液晶原基之環氧化合物(B1)。
[13]如[12]中記載之硬化性組成物,其中,上述具有液晶原基之環氧化合物(B1)為下述式(B),
E1
-X1
-Mb
-X2
-E2
(B)
(式(B)中,Mb
表示2價液晶原基,E1
及E2
分別獨立地表示含環氧基之基,X1
及X2
分別獨立地表示單鍵或連結基)
所表示之化合物。
[14]如[13]中記載之硬化性組成物,其中,上述Mb
為下述式(b)所表示之基,
-(-M1B
-XB
-)o
-M2B
- (b)
[式(b)中,M1B
、M2B
相同或不同,表示自烴環或雜環之結構式中去掉2個氫原子而成之基,XB
表示單鍵或連結基,o表示整數1~3]。
[15]如[13]中記載之硬化性組成物,其中,上述Mb
為選自由式(b1)~(b7)所表示之2價基所組成之群中之至少1種。
[16]如[10]至[15]中任一項中記載之硬化性組成物,其中,上述環氧化合物(B)包含雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂(B2)。
[17]如[16]中記載之硬化性組成物,其中,上述雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂(B2)包含高分子量雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂。
[18]如[16]中記載之硬化性組成物,其中,上述雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂(B2)為高分子量雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂。
[19]如[10]至[18]中任一項中記載之硬化性組成物,其中,上述聚有機倍半矽氧烷(A)之含量相對於具有環氧基之化合物之總量(100重量%)為1~50重量%。
[20]如[10]至[19]中任一項中記載之硬化性組成物,其進而包含硬化劑。
[21]如[20]中記載之硬化性組成物,其中,上述硬化劑包含胺系硬化劑。
[22]如[21]中記載之硬化性組成物,其中,上述胺系硬化劑之含量係相對於硬化性組成物所含之環氧基1當量而言,胺系硬化劑所具有之胺基之活性氫為0.1~10當量之量。
[23]一種硬化物,其係[10]至[22]中任一項中記載之硬化性組成物之硬化物。
[24]一種電子機器,其具備[23]中記載之硬化物。
[產業上之可利用性]
藉由使包含本發明之聚有機倍半矽氧烷之硬化性組成物硬化,能夠形成機械特性優異並且表面硬度較高之硬化物。因此,上述聚有機倍半矽氧烷、及包含上述聚有機倍半矽氧烷之硬化性組成物作為絕緣材料、印刷配線基板、密封材、積層板、預浸體、底部填充劑等電子機器領域之尖端材料而言有用。
無
[圖1]係實施例1所獲得之含環氧基、聯苯基之聚有機倍半矽氧烷(環氧基/聯苯基=70/30)之1
H-NMR光譜。
[圖2]係實施例2所獲得之含環氧基、聯苯基之聚有機倍半矽氧烷(環氧基/聯苯基=50/50)之1
H-NMR光譜。
Claims (22)
- 一種聚有機倍半矽氧烷,其具有環氧基及液晶原基。
- 如請求項1之聚有機倍半矽氧烷,其中,上述液晶原基為1價液晶原基。
- 如請求項1或2之聚有機倍半矽氧烷,其中,上述環氧基與上述液晶原基之莫耳比(環氧基/液晶原基)為1/99~99/1。
- 如請求項1至3中任一項之聚有機倍半矽氧烷,其具有下述式(1)所表示之結構單元、及下述式(Ma)所表示之結構單元, [R1 SiO3/2 ] (1) [式(1)中,R1 表示含環氧基之基]; [Ma SiO3/2 ] (Ma) [式(Ma)中,Ma 表示含1價液晶原基之基]。
- 如請求項4或5之聚有機倍半矽氧烷,其中,上述Ma 為下述式(Ma1)所表示之基, -Rm -Ma1 (Ma1) [式(Ma1)中,Rm 表示直鏈或支鏈狀之伸烷基,Ma1 表示1價液晶原基]。
- 如請求項1至6中任一項之聚有機倍半矽氧烷,其中,上述液晶原基為下述式(a)所表示之基, -(-M1A -XA -)n -M2A (a) [式(a)中,M1A 表示自烴環或雜環之結構式中去掉2個氫原子而成之基,M2A 表示自烴環或雜環之結構式中去掉1個氫原子而成之基,XA 表示單鍵或連結基,n表示整數1~3]。
- 如請求項1至6中任一項之聚有機倍半矽氧烷,其中,上述液晶原基為選自由下述式(a1)~(a9)所表示之1價基所組成之群中之至少1種, (式(a1)中,Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,m1表示整數0~4,m2表示整數0~5,於m1為2以上之情形時,複數個Ra1 可相同,亦可不同,於m2為2以上之情形時,複數個Ra2 可相同,亦可不同,波浪線表示與其他結構之鍵結部位); (式(a2)中,Ra3 、Ra4 及Ra5 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,m3及m4分別獨立地表示整數0~4,m5表示整數0~5,於m3為2以上之情形時,複數個Ra3 可相同,亦可不同,於m4為2以上之情形時,複數個Ra4 可相同,亦可不同,於m5為2以上之情形時,複數個Ra5 可相同,亦可不同,波浪線表示與其他結構之鍵結部位); (式(a3)中,Ra6 、Ra7 及Ra8 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,m6表示整數0~4,m7表示整數0~8,m8表示整數0~5,於m6為2以上之情形時,複數個Ra6 可相同,亦可不同,於m7為2以上之情形時,複數個Ra7 可相同,亦可不同,於m8為2以上之情形時,複數個Ra8 可相同,亦可不同,波浪線表示與其他結構之鍵結部位); (式(a4)中,Ra9 、Ra10 及Ra11 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,m9表示整數0~4,m10表示整數0~8,m11表示整數0~5,於m9為2以上之情形時,複數個Ra9 可相同,亦可不同,於m10為2以上之情形時,複數個Ra10 可相同,亦可不同,於m11為2以上之情形時,複數個Ra11 可相同,亦可不同,波浪線表示與其他結構之鍵結部位); (式(a5)中,Ra12 及Ra13 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,m12表示整數0~4,m13表示整數0~5,於m12為2以上之情形時,複數個Ra12 可相同,亦可不同,於m13為2以上之情形時,複數個Ra13 可相同,亦可不同,Rax 及Ray 分別獨立地為氫原子、甲基、或氰基,其中,Rax 及Ray 之任一者為氫原子,波浪線表示與其他結構之鍵結部位); (式(a6)中,Ra14 及Ra15 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,m14表示整數0~4,m15表示整數0~5,於m14為2以上之情形時,複數個Ra14 可相同,亦可不同,於m15為2以上之情形時,複數個Ra15 可相同,亦可不同,Y1 及Y2 不同,為CH或N,波浪線表示與其他結構之鍵結部位); (式(a7)中,Ra16 及Ra17 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,m16表示整數0~4,m17表示整數0~5,於m16為2以上之情形時,複數個Ra16 可相同,亦可不同,於m17為2以上之情形時,複數個Ra17 可相同,亦可不同,波浪線表示與其他結構之鍵結部位); (式(a8)中,Ra18 及Ra19 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,m18表示整數0~4,m19表示整數0~5,於m18為2以上之情形時,複數個Ra18 可相同,亦可不同,於m19為2以上之情形時,複數個Ra19 可相同,亦可不同,波浪線表示與其他結構之鍵結部位); (式(a9)中,Ra20 及Ra21 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,m20表示整數0~4,m21表示整數0~5,於m20為2以上之情形時,複數個Ra20 可相同,亦可不同,於m21為2以上之情形時,複數個Ra21 可相同,亦可不同,波浪線表示與其他結構之鍵結部位)。
- 一種硬化性組成物,其包含請求項1至8中任一項之聚有機倍半矽氧烷。
- 如請求項9之硬化性組成物,其進而包含上述聚有機倍半矽氧烷以外之環氧化合物。
- 如請求項10之硬化性組成物,其中,上述環氧化合物包含具有液晶原基之環氧化合物。
- 如請求項11之硬化性組成物,其中,上述環氧化合物包含下述式(B)所表示之化合物, E1 -X1 -Mb -X2 -E2 (B) (式(B)中,Mb 表示2價液晶原基,E1 及E2 分別獨立地表示含環氧基之基,X1 及X2 分別獨立地表示單鍵或連結基)。
- 如請求項12之硬化性組成物,其中,上述Mb 為下述式(b)所表示之基, -(-M1B -XB -)o -M2B - (b) [式(b)中,M1B 、M2B 相同或不同,表示自烴環或雜環之結構式中去掉2個氫原子而成之基,XB 表示單鍵或連結基,o表示整數1~3]。
- 如請求項12之硬化性組成物,其中,上述Mb 為選自由下述式(b1)~(b7)所表示之2價基所組成之群中之至少1種, (式(b1)中,Rb1 及R2b 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,n1及n2分別獨立地表示整數0~4,於n1為2以上之情形時,複數個Rb1 可相同,亦可不同,於n2為2以上之情形時,複數個Rb2 可相同,亦可不同,波浪線表示與-X1 -E1 或-X2 -E2 所表示之基之鍵結部位); (式(b2)中,Rb3 、Rb4 及Rb5 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,n3、n4及n5分別獨立地表示整數0~4,於n3為2以上之情形時,複數個Rb3 可相同,亦可不同,於n4為2以上之情形時,複數個Rb4 可相同,亦可不同,於n5為2以上之情形時,複數個Rb5 可相同,亦可不同,波浪線表示與-X1 -E1 或-X2 -E2 所表示之基之鍵結部位); (式(b3)中,Rb6 、Rb7 及Rb8 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,n6及n8分別獨立地表示整數0~4,n7表示整數0~8,於n6為2以上之情形時,複數個Rb6 可相同,亦可不同,於n7為2以上之情形時,複數個Rb7 可相同,亦可不同,於n8為2以上之情形時,複數個Rb8 可相同,亦可不同,波浪線表示與-X1 -E1 或-X2 -E2 所表示之基之鍵結部位); (式(b4)中,Rb9 及Rb10 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,n9及n10分別獨立地表示整數0~4,於n9為2以上之情形時,複數個Rb9 可相同,亦可不同,於n10為2以上之情形時,複數個Rb10 可相同,亦可不同,Rbx 為氫原子、甲基、或氰基,波浪線表示與-X1 -E1 或-X2 -E2 所表示之基之鍵結部位); (式(b5)中,Rb11 及Rb12 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,n11及n12分別獨立地表示整數0~4,於n11為2以上之情形時,複數個Rb11 可相同,亦可不同,於n12為2以上之情形時,複數個Rb12 可相同,亦可不同,波浪線表示與-X1 -E1 或-X2 -E2 所表示之基之鍵結部位); (式(b6)中,Rb13 及Rb14 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,n13及n14分別獨立地表示整數0~4,於n13為2以上之情形時,複數個Rb13 可相同,亦可不同,於n14為2以上之情形時,複數個Rb14 可相同,亦可不同,波浪線表示與-X1 -E1 或-X2 -E2 所表示之基之鍵結部位); (式(b7)中,Rb15 及Rb16 分別獨立地表示碳數1~6之直鏈或支鏈狀之烷基或鹵素原子,n15及n16分別獨立地表示整數0~4,於n15為2以上之情形時,複數個Rb15 可相同,亦可不同,於n16為2以上之情形時,複數個Rb16 可相同,亦可不同,波浪線表示與-X1 -E1 或-X2 -E2 所表示之基之鍵結部位)。
- 如請求項10至14中任一項之硬化性組成物,其中,上述環氧化合物包含雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂。
- 如請求項15之硬化性組成物,其中,上述雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂包含高分子量雙酚環氧丙基醚型環氧樹脂。
- 如請求項9至16之硬化性組成物,其中,上述聚有機倍半矽氧烷之含量相對於硬化性組成物所含之具有環氧基之化合物之總量(100重量%)為1~50重量%。
- 如請求項9至17中任一項之硬化性組成物,其進而包含硬化劑。
- 如請求項18之硬化性組成物,其中,上述硬化劑包含胺系硬化劑。
- 如請求項19之硬化性組成物,其中,上述胺系硬化劑之含量係相對於硬化性組成物所含之環氧基1當量而言,胺系硬化劑所具有之胺基之活性氫為0.1~10當量之量。
- 一種硬化物,其係請求項9至20中任一項之硬化性組成物之硬化物。
- 一種電子機器,其具備請求項21之硬化物。
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