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Description
1379844 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種透明性、耐熱性及機械物性優異之新 穎的含有金剛烷基之環氧改質(曱基)丙烯酸酯及含有其之 樹脂組合物。 【先前技術】 已知金剛烷係具有4個環己烷環縮合為籠形之結構、對 稱性咼且穩定之化合物,其衍生物表現出特別優異之功 月b,因此可用作醫藥品原料或高功能性工業材料之原料 等。金剛烷例如具有光學特性及耐熱性等,因此嘗試將其 用於光碟基板、光纖維或透鏡等中(例如,參照專利文獻1 及2)。又,嘗試利用金剛烷酯類之酸感應性、耐乾式蝕刻 性、紫外線穿透性等 如’參照專利文獻3)。 將其用作光阻劑用樹脂原料(例 近年來,於電子.光學材料領域中,正不斷研究:使用 液晶或有機雷激發朵.rm、*从& u _
化·改良。 近年來, 营’電子機器急速不斷小 。對此,謀求佈線基板之 又’半導體技術領域之進步顯著 型輕量化、尚性能化、多功能化。 高密度化、高佈線化。 另一方面, 環氧丙烯酸酯樹脂用於各種塗佈劑 、結構材 120529.doc 丄:>/观4 料、佈線基板之阻谭劑、液曰β ㈣及B曰顯不器及影像感測器之彩色 遽光片用保護膜、彩色光阻劑等。關於阻㈣,揭示❹ 酚A型環氧丙烯酸醋樹脂(例如,參照專利文獻七。 為彩色濾光片用感光性組合物 作 羽揭不有F酚酚醛清漆型環
氧丙烯酸⑽脂(❹,參照專利城5)。但是該等環氧 丙稀酸自旨樹脂之透明性、(長期)耐熱性、(長期)耐光性有 2,故謀求滿足其等要求特性之材^於將環氧丙稀酸醋 樹脂用於阻焊劑及液晶顯示器相關材料中之情形時,常用 作含有其之感放射線性樹脂組合物。該情形時,若樹脂植 合=之透明性不充分,則僅曝光表面硬化,因此存在無法 獲侍具有良好機械物性之硬化物的問題。 又,關於集成有半導料之電子電路,隨著資訊化社會 之發展,資訊量或通信速度之增大以及裝置之小型化不斷 推進’電路之小型化、積體化、高頻化亦變必要。進而, ,研究有使用可更高速處理之光學波導等的光電路。於該 等用途中,先前使用雙盼A型環氧樹脂等,來作為密二 脂、接著用樹脂或膜、或者透鏡用樹脂。然而,若使用該 雙紛A型壞氣樹脂等,則於電子電路中存在介電常數高、 或耐熱性不足等問題’於光學波導及LED密封中存在透明 陡降低、或由劣化造成樹脂黃變等問題。 專利文獻1 專利文獻2 專利文獻3 曰本專利特開平6-305044號公報 曰本專利特開平9-302077號公報 曰本專利特開平4-39665號公報 專利文獻4.曰本專利特開平8-286371號公報 120529.doc 1379844 專利文獻5:曰本專利特開2002-341533號公報 【發明内容】 發明所欲解決之問題 鑒於以上情況,本發明之目的在於提供一種含有金剛烷 基之環氧改質(甲基)丙烯酸酯及含有其之樹脂組合物,其 等適於用作佈線基板用阻焊劑、液晶顯示器及影像感測器 之彩色濾光片用保護膜、彩色光阻劑、液晶顯示器用層間 絕緣膜、電子電路用密封劑(光半導體用密封劑及有機EL 元件用密封劑)、光學電子部件(光學波導、光通信用透鏡 及光學膜等)及用於該等之接著劑等,且提供透明性、(長 期)耐光性等光學特性,耐熱性及良好之機械物性。此 處,(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。 解決問題之技術手段 本發明者等反覆進行積極研究,結果發現利用特定的含 有金剛烷基之環氧改質(曱基)丙烯酸酯,可獲得樹脂組合 物,該樹脂缸合物可製造適宜之硬化物作為光學電子部件 等。本發明係基於該知識見解而完成者。 即,本發明提供以下含有金剛烷基之環氧改質(甲基)丙 烯酸酯、其製造方法及含有其之樹脂組合物。 1·一種含有金剛烷基之環氧改質(甲基)丙烯酸酯,其係以 通式⑴表示, [化1] 120529.doc 1379844
[式中,R1表示氣原子或甲基,R2表示鹵原子、 有雜原子之脂肪族烴基;複數個R2可相同亦可3 0〜4之整數,η為〇以上之整數]。 2· —種含有金剛烷基之環氧改質(甲基)丙烯酸酯 通式(II)表示, [化2]
有雜原子之脂肪族烴基;複數個R4可相同亦可; 0~3之整數’ q為〇以上之整數]。 3. —種含有金剛烷基之環氧改質(甲基)丙烯酸酯 通式(III)表示, [化3] 120529.doc 或者可含 同;m為 ,其係以 或者可含 :同;P為 ’其係以 1379844
有雜原子之 0〜3之整數]
4. 一種以通式(I)所表示之含有金剛烷基之環氧改質 丙烯酸酯的製造方法,其特徵在於:使以通式(ιν)所?表&一) 之含有金剛烷基之環氧化合物與(曱基)丙烯酸反應,不 [化4]
[式中,R1、R2、m及η與上述相同]。 5. —種以通式(II)所表示之含有金剛烷基之環氧改質(曱基) 丙烯酸酯的製造方法’其特徵在於:使以通式(ν)所表示 之含有金剛烷基之環氧化合物與(甲基)丙稀酸反應, [化5] 120529.doc -10- 1379844
6. —種以通式(ΙΠ)所表示之含有金剛烧基之環氧改質(曱基) 丙烯酸ί旨的製造方法,其特徵在於:使以通式(VI)所表示 之金剛烷基環氧化合物與(曱基)丙烯酸反應, [化6]
12〇529.d〇c 發明之效果 本發明之含有合励丨p # 元土之環氧改質(甲基)丙烯酸酯及含 有,、之樹脂組合物,可势 ji造硬化物,該硬化物適於用作 線基板之阻焊劑 '洛b贴_ ^ 及日日顯不器及影像感測器之彩色濾光片 用保產膜彩色光阻劑、電子電路用密封劑(光半導體用 在封劑及有機EL it件用密封劑)、光學電子部件(光學波 導光通仏用透鏡及光學膜等)以及用於該等之接著劑
等,且透明性、(長期)耐光性等光學特性,(長期)耐熱 性、機械物性優異。 μ 【實施方式】 本發明之含有金剛烷基之環氧改質(甲基)丙烯酸酯係以 下述通式⑴〜(III)所表示者。 [化7]
[式中’ R1表示氫原子或曱基’ R2表示鹵原子 '或者可含 有雜原子之脂肪族烴基;複數個R2可相同亦可不同;瓜為 0〜4之整數,η為0以上之整數]。 [化8] 120529.doc 1379844
有雜原子之脂肪族烴基;複數個R4玎相同亦可不同;p為 〇〜3之整數,q為〇以上之整數]。 [化9]
[式中,R5表示氫原子或甲基,R6表示鹵原子、或者可含 有雜原子之脂肪族烴基;複數個R6可相同亦可不同;r為 0〜3之整數]。 # 於上述通式(1)〜(HI)中,作為以R2、R4或R6所表示之鹵 原子’可列舉氟、氯、溴及碘。至於可含有雜原子之脂肪 族烴基’可列舉:甲基、乙基、丁基、第三丁基、環己 基甲氧I乙氧基、丁氧基、羥甲基'羥乙基、甲硫 基、乙硫基、甲胺基、二甲胺基、乙胺基及二乙胺基等。 以上述通式(I)所表示之含有金剛烷基之環氧改質(甲基) 丙稀,醋,可藉由使以下述通式(IV)所表示之含有金剛燒 基之環氧化合物與(甲基)丙烯酸反應而獲得。 [化 10] 120529.doc -13- 1379844
ον)
於上述通式(IV)中’ R2、m及η與上述通式⑴相同。至於 以通式(IV)所表示之含有金剛烷基之環氧化合物,可列 舉:1,3·雙(4-縮水甘油氧基苯基)金剛烷、丨’弘雙^·縮水甘 油氧基-3-甲苯基)金剛烷、;ι,3_雙(4_縮水甘油氧基_3,5_二 甲苯基)金剛烷、2,2-雙(4-縮水甘油氧基苯基)金剛烷、 2,2-雙(4-縮水甘油氧基_3_甲苯基)金剛烷及2,2_雙(4_縮水 甘油氧基-3,5-二曱苯基)金剛烷等。 以上述通式(II)所表示之含有金剛烷基之環氧改質(甲基) 丙烯酸酯,可藉由使以下述通式(v)所表示之含有金剛烷 基之環氧化合物與(甲基)丙烯酸反應而獲得。
[化 11]
於上述通式(V)中,R4、p及q與通式(π)相同。至於以通 式(V)所表示之含有金剛烷基之環氧化合物,可列舉:卜 (2,3·二縮水甘油氧基苯基)金剛炫、卜⑹·二縮水甘油氧 120529.doc 1379844 基苯基)金剛烷、1-(2,5-二縮水甘油氧基苯基)金剛烷、u (2,6-二縮水甘油氧基苯基)金剛烷以及ι_(3 4_二縮水甘油 氧基苯基)金剛烷等。 以上述通式(III)所表示之含有金剛烷基之環氧改質(甲基) 丙烯酸酯,可藉由使以下述通式(VI)所表示之含有金剛燒 基之環氧化合物與(甲基)丙烯酸反應而獲得。 [化 12]
於上述通式(VI)中,R6及r與上述通式(111)相同。至於以 通式(VI)所表示之含有金剛烷基之環氧化合物,可列舉: 1,3-雙(2,3-一縮水甘油氧基苯基)金剛院、1,3_雙(2,4-二縮 水甘油氧基苯基)金剛炫、1,3-雙(2,5-二縮水甘油氧基苯基) 金剛烷、1,3-雙(2,6-二縮水甘油氧基苯基)金剛烷、丨,3_雙 (3’4_二縮水甘油氧基苯基)金剛烧、2,2-雙(2,3-二縮水甘油 氧基苯基)金剛烷' 2,2·雙(2,4-二縮水甘油氧基笨基)金剛 烷、2,2-雙(2,5-二縮水甘油氧基苯基)金剛烷、2,2_雙(2,6_ 二縮水甘油氧基苯基)金剛烷以及2,2·雙(3,4-二縮水甘油氧 基苯基)金剛烷等。 上述反應通常於50〜200。(:左右、較理想的是7〇〜150°C之 m·度下進行。:¾•反應溫度為5 0 °C以上,則以反應速度不降 低之狀態而成為適度者’故反應時間縮短。又,若反應溫 120529.doc •15- 1379844 度為200°C以下,則並不引起副反應,且抑制產物之著 色。反應時之壓力,以絕對壓力為0.01〜1〇 MPa左右,較 理想的是常壓〜1 MPa。若壓力為MPa以下,則可確保 安全性’故不需要特殊裝置’在產#上有用。反應時間通 常為1〜50小時左右,較理想的是卜”小時。 上述反應通常於觸媒之存在下進行。至於觸媒,可列 舉:三乙胺、三丁胺、吼咬、二甲胺基n比咬等有機胺,四 曱基氣化銨、四曱基溴化銨、四乙基氣化銨、目乙基溴化 銨等4級銨鹽以及三苯基膦等。觸媒之使用量相對於以上 述通式⑽〜㈤分別表示之含有金龍基之環氧化合物與 (甲基)丙烯酸之總量,通常為〇〇1〜2〇質量%左右,較好的 是0.05〜15質量%。 反應於無溶劑或溶劑之存在下進行。作為溶劑,使用以 上述通式(IV)〜(VI)分別表示之含有金剛烷基之環氧化合物 的溶解度為ο.5質量。/。以上、較理想的是5質量%以上之容 劑較為有利。溶劑之使用量為上述含有金剛烷基之環氧2 合物之濃度成為0_5質量%以上 '較理想的是5質量%以上 之量。此時,上述含有金剛烷基之環氧化合物可為懸濁狀 態,較理想的是溶解狀態。至於溶劑,具體可列舉:環己 烷、甲基環己烷、乙基環己⑯、甲苯、二甲苯、甲 基乙基酮)、MIBK(甲基異丁基_ )、DMF(二 v 一 7暴甲酿 胺)、ΝΜΡ(Ν-甲基-2-吡咯烷酮)、DMAc(N,N•二 一 T基乙酿 胺)' DM SO(二甲亞礙)以及丙二醇單甲醚乙酸輯等。該等 可單獨或者組合二種以上使用。 120529.doc -16- 1379844 反應時,可根據需要添加氫g昆、對曱氧基苯紛、龄嗟嗪 及甲乳基酌嘆°秦等聚合抑制劑。聚合抑制劑之使用比例相 對於(曱基)丙烯酸,通常為10〜10000質量ppm左右,較好 的是50〜5000質量ppm。 反應產物可以蒸餾、晶析、管柱分離等加以純化,純化 方法可根據反應產物之性狀及雜質種類來選擇。 本發明之樹脂組合物含有以上述通式〇)〜(ΠΙ)分別表示 之含有金剛烧基之環氧改質(曱基)丙烯酸酯。於本發明之 樹脂組合物中,只要不對透明性或耐熱性等造成惡劣影 響’則亦可使用上述含有金剛烷基之環氧改質(甲基)丙缔 酸自a與其他聚合性單體之混合樹脂。至於其他聚合性單 體’例如可列舉:(甲基)丙烯酸曱酯、(甲基)丙烯酸乙 醋、(甲基)丙烯酸丙醋、(甲基)丙烯酸丁 g旨、(甲基)丙婦酸 環己酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸i金剛院 Sa、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、ι,3_丙二醇二(甲基)丙缔酸 酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯 酸S曰、季戍四醇四(甲基)丙稀酸酯、二季戊四醇五(甲基) 丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙院 三(甲基)丙烯酸酯以及二(三羥甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯 等°該等可單獨或者組合二種以上使用。 又’於本發明之樹脂組合物中,亦可使用上述含有金剛 烧基之環氧改質(甲基)丙烯酸酯、與藉由以下之環氧樹脂 與(甲基)丙烯酸之反應而獲得之環氧樹脂改質(甲基)丙稀 酸酯的混合樹脂。至於環氧樹脂,例如可列舉:雙酚八型 120529.doc •17· 1379844 壤乳樹脂、雙紛F型環氧樹脂、雙㈣型環氧樹脂、 AD_氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚g型 脂、四甲基雙紛A型環氧樹脂、雙盼AF型環氧樹脂等 %氧樹脂以及雙酚C型環氧樹脂等縮水甘油醚3 脂、苯齡祕清漆型環氧樹脂或甲㈣搭清漆型環 等㈣清漆型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、異三聚氮酸一曰 縮水甘油醋、乙内酿腺環氧樹脂等含氮環環氧樹脂、脂肪 族糸%氧樹脂、作為低吸水率硬化物型之主流的聯苯型環 氧樹脂以及二環環型環氧樹脂、蔡型環氧樹脂、三經甲夷 丙院聚縮水甘油域、甘油聚縮水甘油驗、季戊四醇聚縮; 甘油醚等多官能環氧樹脂等。該等可單獨或者組合二種 上使用。 於以上述通式⑴〜(m)分別表示之含有金剛烷基之環氧 改質(甲基)丙婦酸醋、與上述其他聚合性單體及 脂改質(甲基)丙稀酸醋的混合樹脂中,上述含有金剛院基 之環氧改質(甲基)丙稀酸醋的含量較好的是5質量%以上, 更好的是1 0質晋% u μ . 以上。若該含有金剛烷基之環氧改質(曱 基)丙稀酸醋的含量為5質量%以上,則本發明之樹脂組合 物的先學特性、長期耐熱性及電氣特性變得充分。 本發月之樹月曰組合物可藉由使用熱聚合引發劑及/或光 =口引發劑進行聚合而硬化。作為熱聚合引發劑,若為以 具有不飽和鍵之基團、丙稀醒基或甲基丙稀酿基反應 者即可,例如可列舉:過氧化苯甲醯、過氧化甲基乙基 明、過氧Μ基異丁基酮、氫過氧化異丙苯及氫過氧化第 120529.doc 1379844 *三丁基等有機過氧化物以及偶氮雙異丁腈等偶氮系引發劑 等。該等可單獨或者組合二種以上使用。 作為光聚合引發劑,若為以光與具有不飽和鍵之基團、 丙烯醯基或甲基丙烯醯基反應者即可,例如可列舉:苯乙 鋼類—苯基酮類、节基類、安息香趟類、节基二縮_ 類、嗟仙類、酿基膦氧化物類以及酿基麟酸醋類等。該 等可單獨或者組合二種以上使用。 聚合引發劑及/或光聚合引發劑之使用量,相對於ι〇〇 量份上述含有金剛貌基之環氧改質(甲基)丙烯酸醋或上述 。树月a (以下有時稱為「樹脂成分」),較好的是〜1〇 質里伤,更好的是〇.〇5〜5質量份。藉由將聚合引發劑之含 有率設為上述範圍’可表現良好之聚合及光學特性等物 性。 於本發明之樹脂組合物中’可根據需要適當添加自先前 斤使用之例如.劣化防止劑、改質劑、石夕院偶合劑、消泡 劑無機叔末、溶劑、均染劑、脫模劑、染料、顏料等公 知之各種添加劑。 作為劣化防止劑,例如可列舉:酚系化合物、胺系化合 物有機爪系化D物、破系化合物等先前公知之劣化防止 劑。 作為紛系化合物,可列舉以下市售品:irg_x刪 (Irganox 1〇1〇 ’汽巴精化股份有限公司Speciamy Chemicals)!^ ’ 商標)、ΐΓβ_χ 叩哪臓 1〇76,汽 巴精化股伤有限公司製造,商標)、^麵133。(1哪麵 八1巴精化股份有限公司製造,商標)、Irganox 3 114 120529.doc -19- (Irganox 3114,汽巴精化股份有限公司製造,商標)、 Irganox 3125(Irganox 3125,汽巴精化股份有限公司製 造,商標)、Irganox 3790(Irganox 3790 ’汽巴精化股份有 限公司製造,商標)BHT、Cyanox 1790(Cyanox 1790, Cyanamide公司製造,商標)、Sumilizer GA-80(Sumilizer GA-80,住犮化學公司製造,商標)等。 作為胺系化合物,可列舉:Irgastab FS042(汽巴精化股 份有限公司製造,商標)、GENOX EP(Crompton公司製 造,商標,化合物名:二烷基-N-甲基氧化胺)等;進而可 列舉:作為受阻胺系之旭電化公司製造之ADK STAB LA-52 、 LA-57、LA-62、LA-63、LA-67、LA-68、LA-77、 LA-82、LA-87、LA-94,CSC 公司製造之 Tinuvin 123、 144、440、662、Chimassorb 2020、119、944,Hoechst公 司製造之 Hostavin N30 ’ Cytec 公司製造之匚>^3〇1*1)11'\/· 3346、UV-3526,GLC公司製造之Uval 299,Clariant公司 製造之 Sanduvor PR-31 等。 作為有機硫系化合物,可列舉以下市售品:DSTP (Yoshitomi)(吉富公司製造,商標)、DLTP(Yoshitomi)(吉 富公司製造,商標)、DLTOIB(吉富公司製造,商標)、 DMTP(Yoshitomi)(吉富公司製造,商標)、Seenox 412S (Shipro化成公司製造,商標)、Cyanox 1212(Cyanamide公 司製造,商標)等。 作為改質劑,例如可列舉乙二醇類、聚矽氧類、醇類等 先前公知之改質劑。至於矽烷偶合劑,例如可列舉矽烷 系、鈦酸鹽系等先前公知之矽烷偶合劑。作為消泡劑,例 120529.doc -20- 1379844 二可列舉聚碎氧系等先前公知之消泡劍。作為無機粉末, 可根據用途而使用粒徑為數一〇㈣者例如可列舉· 破璃粉末、氧化石夕粉末、氧化敍、氧化鋅、氧化”公知 之無機粉末。作為溶劑,於樹脂成分為粉末之情形時,可 使用甲苯或二甲苯等芳香族系溶劑或者尹基乙基辆、Μ 異丁基_、環㈣等㈣溶劑等,來作為塗佈之稀料 劑。 、本發明之樹脂組合物,將上述樹脂成分、熱聚合引發劑 以及/或光聚合引發劑、及各種添加劑混合,注入至成型 之模具(樹腊模具)中,或者藉由塗佈而成為所期望之形狀 後,進行加熱硬化或者藉由照射紫外線等而使其光硬化。 於熱硬化之情形時’硬化溫度通常為30〜2〇〇t左右,較好 2的〇〇是50〜靴。因設為30°c以上,故無硬化不良,因設為 C 乂下故未產生著色等。硬化時間因所使用之樹脂 成分或聚料發劑等而不同,較好的是0.5〜6小時。 於藉由照射紫外線而進行光硬化之情形時,紫外線之照 射強度由樹脂成分或聚合引發劑之種類、硬化物之膜厚等 來決定,因此為任意’通常為1〇〇〜测mj/cm2左右較 :的:500〜4000 mJ/cm2。可於照射紫外線後進行後加 …,較好的是於70〜200T:下進行〇.5〜12小時。 成形方法為射出成形、吹塑成形、擠壓成形等,並並特 別限定,較好的是藉由使用射出成形機,射出成形顆粒狀 樹脂組合物而製造。 硬化本發明之樹脂組合物而成之硬化物,其透明性、耐 120529.doc 1379844 熱性、硬度等機械物性優異,可適於料料基板用限坪 劑、液晶顯示器及影像感測器之彩色遽光片用保護膜、參 色光阻劑、電子電路用密封劑(光半導體用密封劑及有機 EL元件用密封劑)、光學電子部件(光學波導、級信用透 鏡及光學膜等)以及用於該等之接著劑等。 又,本發明之樹脂組合物可作為半導體元件/積體電路 (除K:以外)、個別半導體(二極體、電晶體 '熱阻器等), 用於LED(LED燈、晶片LED、光敏元件、光半導體用透 鏡)、感測器(溫度感測器、光感測器、磁感測器)、被動零 件(高頻裝置、電阻器、電容器等)、機構零件(連接器、開 關、繼電器等)、汽車零件(電路系統、控制系統、感測器 類、燈密封件等)、接著劑(光學零件、光碟、讀取頭)等, 亦可作為表面塗佈用而用於光學用膜等。 實施例 以下’根據f施例對本發明加以進一步詳細㈣,但本 發明不受該等實施例任何限定。 合成例1 (1,3-雙(4-縮水甘油氧基苯基)金剛烷之合成) 於具備回流冷卻官、攪拌機及溫度計之内容積為3〇〇 mi 之可刀離燒瓶中,加入2〇·〇 g(〇.〇6 111〇1)之1,3_雙(4_經基苯 基)金剛烷、46 g(0.50 m〇l)之表氣醇、3〇 ml之MIBK以及 60 mi之DMS0,加熱至45。〇。於該溶液中以少量為單位 以1.5小時添加5.5 g(0.14 m〇1)氫氧化鈉。添加結束後,使 反應溫度上升至75t,使其反應4小時。反應結束後,冷 卻至室溫,添加25 ml之MIBK ’進行水洗直至水層成為中 120529.doc •22· 1379844 性後,濃縮有機層’獲得淡黃色固體。使該淡黃色固體溶 解於285 g之ΜΕΚ中,添加34 §之25質量%氫氧化納水^ 液,攪拌2小時,使其加熱回流。其後,冷卻至室溫,進 行水洗直至水層自驗性成為中性,進—步水洗2次。濃縮 有機層,以THF(四氫呋喃)與異丙醚之混合溶劑使所獲得 之淡黃色㈣再結晶,獲得24」g以下述式所表示之^
雙(4-縮水甘油氧基苯基)金剛烧(LC(液相層析法)純度 94%,環氧當量224)。 又 [化 13] 以核磁共振光譜Gh-nmr、丨3c_nmr)鑑定該丨,3·雙(4縮 水甘油氧基苯基)金剛烷。將光譜資料表示如下。核磁共 振光譜係使用氘化氯仿作為溶劑,以曰本電子股份有限公 司製造之JNM-ECA500進行測定。
^-NMR (500 MHz): 1.75 (s, 2H), 1.90 (Sj 8H), 1.96 (s, 2H): 2.28 (s, 2H), 2.72 (dd, 2H), 2.87 (dd, 2H), 3.32 (m, 2H), 3.94 (dd, 2H), 4.17 (dd, 2H), 6.87 (d, 4H), 7.29 (d, 4H) -C-NMR (125 MHz): 29.6, 35.8, 36.7, 42.4, 44.7, 49.3, 50.2, 68.8, 114.2, 125.9, 143.5, 156.4 合成例2 (l-(2,4-二縮水甘油氧基苯基)金剛烷之合成) 於具備回流冷卻管、攪拌機、溫度計及氮氣導入管之内 容積為300 ml之可分離燒瓶中,添加3〇⑷之厘出尺、6〇 ml 之DMSO以及65 g(0.7〇 m〇1)之表氣醇,進行氮氣置換。於 120529.doc 23· 1379844 其中添加20.6 g(0.〇9 mol)之1-(2,4-二羥基苯基)金剛烷,一 面攪拌一面加熱至45°C。於該溶液中,以少量為單位以〇 5 小時添加7.6 g(〇.l9 mol)之氫氧化鈉,進一步攪拌2小時。 其後’將反應液冷卻至室溫’添加25 ml之MIBK,進行水 洗直至水層成為中性後,濃縮有機層,獲得淡黃色黏性液 體。使該淡黃色黏性液體溶解於285 g之MEK中,添加3 4 g之25質量%氫氧化鈉水溶液,攪拌2小時,使其加熱回 流。其後,冷卻至室溫,進行水洗直至水層自鹼性成為中 性,進一步水洗2次。濃縮有機層,獲得28 3 g以下述式所 表示之1-(2,4-二縮水甘油氧基苯基)金剛烷(Ιχ純度, 環氧當量185)。 [化 14]
以核磁共振光譜"c 水甘油氧基苯基)金剛燒。將光驾 、C_NMR)鑑定該 1-(2,4·二縮 振光譜係使用DMSO-d6作為溶劑 司製造之JNM-ECA500進行測定。 ]H-NMR (500 MHz): 1.72 (s 。將光譜資料表示如下。核磁共 。核磁共 溶劑,以 曰本電子股份有限公 1H), 2.76 (dd, 1H), 2.83 (dd, 1H),3.37 (m,1H),3.80 (dd,1H), 1H),4.32 (dd,1H),6.48 (dd,1H)
1H), 6.56 (d, 1H)’ 7.02 (d,1H) 120529.doc •24- 1379844 nC-NMR (125 MHz): 28.4, 35.8, 36.6, 40.4, 43.6, 43.7, 49.7, 49.8, 68.7, 68.9, 100.8, 105.3, 126.5, 130.5, 157.3, 158.0 合成例3 (1,3-雙(2,4-二縮水甘油氧基苯基)金剛烷之合成) 於具備回流冷卻管、攪拌機、溫度計及氮氣導入管之内 容積為300 ml之可分離燒瓶中,添加3〇 ml之MIBK、60 ml 之DMSO以及80 g(0.86 mol)之表氯醇,進行氮氣置換。於 其中添加20.5 g(0.06 mol)之l,3-雙(2,4-二羥基苯基)金剛 烧,一面攪拌一面加熱至45°C。於該溶液中以0.5小時添加 12.2 g(〇.30 mol)氫氧化鈉,進一步攪拌2小時。將反應液 冷卻至室溫’添加25 ml之MIBK,進行水洗直至水層成為 中性後’濃縮有機層’獲得淡黃色黏性液體。使該淡黃色 黏性液體溶解於285 g之MEK中,添加3.4 g之25質量%氫氧 化鈉水溶液’授拌2小時’使其加熱回流。其後,冷卻至 室溫’進行水洗直至水層自鹼性成為中性,進一步水洗2 次。濃縮有機層,獲得24.1 g以下述式所表示之U·雙 (2’4-二縮水甘油氧基苯基)金剛烧(LC純度84%,環氧當量 164)。 [化 15]
120529.doc -25- 1379844 二縮水甘油氧基苯基)金剛烷。將光譜資料表示如下。核 磁共振光譜係使用DMS〇-d0作為溶劑,以日本電子股份^ 限公司製造之JNM-ECA500進行測定。 乃 ^-NMR (500 MHz): 1.73 (s, 2H), 1.98 (br, 4H), 2.11 (br, 6H),2.30 (s,2H),2.70 (m,4H),2.82 (m,4H),3 31 加,4H),’ 3.84 (m,4H),4.29 (m,4H),6.49 (dd,2H),6.60 (d,2H), 7.08 (d, 2H) , , 13C-NMR (125 MHz): 29.7, 36.5, 37.4, 40.4, 44.2, 44.3, 44.7,50.3, 50_4, 69.3,69.5,l〇1_5,1〇6 〇,127 2,i3i i, 157.9, 158.7 ’ 合成例4 (2,2-雙(4-縮水甘油氧基苯基)金剛烷之合成) 於具備回流冷卻管、攪拌機及溫度計之内容積為3〇〇 Μ 之可分離燒瓶中,加入20.0 g(0.06 〇1〇1)之2,2_雙(4羥基笨 基)金剛烷、46 g(0.50 mol)之表氯醇、3〇瓜丨之“汨艮以及 60 ml之DMSO,加熱至45。〇。於該溶液中’以少量為單位 以1.5小時添加5.5 g(〇.14 mol)之氫氧化鈉。添加結束後, 使反應溫度上升至75。(:,使其反應4小時。反應結束後, 冷卻至室溫,添加25 ml之MIBK,進行水洗直至水層成為 中性後,濃縮有機層,獲得淡黃色固體。使該淡黃色固體 溶解於285 g之MEK中,添加3.4 g之25質量〇/〇氫氧化鈉水溶 液,攪拌2小時,使其加熱回流。其後,冷卻至室溫,進 行水洗直至水層自鹼性成為中性,進一步水洗2次。濃縮 有機層,以THF與異丙醚之混合溶劑使所獲得之淡黃色固 體再結晶,獲得23.2 g以下述式所表示之2,2_雙(4_縮水甘 120529.doc • 26- 1379844 油氧基苯基)金剛烷(LC純度96°/。,環氧當量224) [化 16]
以核磁共振光譜(丨H-NMR、13C-NMR)鑑定該2,2_雙(4_縮
水甘油氧基苯基)金剛烷。將光譜資料表示如下。核磁共 振光譜係使用氘化氯仿作為溶劑,以曰本電子股份有限公 司製造之JNM-ECA500進行測定。 ^-NMR (500 MHz): 1.70 (s, 6H)9 1.79 (s, 2H), 2.00 (d, 2H), 2.67 (dd, 2H), 2.83 (dd, 2H), 3.16 (s, 2H), 3.27 (m, 2H), 3.66 (dd, 2H), 4.07 (dd, 2H), 6.77 (d, 4H)} 7.27 (d, 4H) 13C-NMR (125 MHz): 27.5, 32.1, 33.3, 38.0, 44.8, 49.4, 50.1, 68.6, 114.5, 126.7, 141.5, 155.5
合成例5 (2,2-雙(4-縮水甘油氧基-3,5_二甲苯基)金剛烧之 合成) 於具備回流冷卻管、攪拌機及溫度計之内容積為5〇〇 ml 之可分離燒瓶中,添加50.2 g(0.13 mol)之2,2-雙(4-經基_ 3,5-二甲苯基)金剛烧、99.6 g(1.06 mol)之表氣醇、75 ml 之MIBK及15 0 ml之DMSO,加熱至45t:。於該溶液中,以 少量為單位以1.0小時添加13.2 g(0.33 mol)之氫氧化納。 其後,升溫至65°C,使其反應2小時。反應結束後,冷卻 120529.doc • 27· 1379844 至室溫’添加250 ml之MIBK,進行水洗直至水層成為中 性後’濃縮有機層,獲得黃色黏性液體之粗產物》使該粗 產物溶解於70 ml之THF中後,將該溶液滴下至350 ml之甲 醇中’使固體析出。過濾固體,收集乾燥,獲得60.5 g以 下述式所表示之2,2-雙(4-縮水甘油氧基-3,5-二甲苯基)金 剛烷(LC純度94%,環氧當量259)。 [化 17]
以核磁共振光譜GH-NMR、13C-NMR)鑑定該2,2-雙(4-縮 水甘油氧基-3,5-二曱苯基)金剛烷。核磁共振光譜係使用 氘化氣仿作為溶劑,以日本電子股份有限公司製造之 JNM-ECA50O進行測定。 ]H-NMR (500 MHz): 1.64-1.69 (m5 6H), 1.76 (s, 2H)? 1.99 (d, 4H), 2.21 (s, 12H), 2.66 (dd, 2H), 2.84 (t, 2H), 3.11 (s, 2H), 3.29-3.32 (m, 2H), 3.69 (dd, 2H), 3.95 (dd, 2H), 7.00 (s, 4H) 13C-NMR (127 MHz): 16.8, 27.6, 32.1, 33.5, 38.2, 44.7, 49.4, 50.8, 72.9, 126.4, 130.1, 144.0, 152.6 實施例1 (含有金剛烷基之環氧改質丙烯酸酯之合成) 於具備回流冷卻管、攪拌機、溫度計及空氣導入管之内 120529.doc • 28 · 1379844 容積為300 ml之可分離燒瓶中,添加22 4 g之合成例1中所 獲得之1,3-雙(4-縮水甘油氧基苯基)金剛烧、7.6 g之丙稀 酸、20 ml之MIBK、0.76 g之四乙基溴化銨以及7.6 mg之 對甲氧基苯酚’一面通入少量空氣一面加熱至12〇。〇,搜 拌20小時。其後,添加8〇 ,將反應液冷卻至室 溫。將該MIBK溶液以5質量。/。氯化鈉水溶液清洗2次,以 純水清洗1次後,濃縮有機層,獲得26·8 §以下述式所表示 之含有金剛烷基之環氧改質丙烯酸酯(LC純度91❶/〇)。 [化 18] 以核磁共振光譜CH-NMR、I3c-NMR)鑑定該環氧改質丙 烯酸醋。將光譜資料表示如下。核磁共振光譜係使用氣化 氣仿作為溶劑,以日本電子股份有限公司製造之JNm_ E C A 5 0 0進行測定。
'H-NMR (500 MHz): 1.75 (s> 2H), 1.89 (s, 8H), 1.95 (s> 2H) 4.0-4.44 (10H), 5.85 (d, 2H), 6.16 (dd, 2H), 6.42 (d, 2H) 6.86 (d, 4H), 7.29 (d, 4H) 13C-NMR (125 MHz): 29.5,35.8,36.7,42.4,49.3,65 5 68.5, 68.7, 114.2, 125.9, 127.9, 131.5, 143.6, 156.3, i66 3 實施例2 (含有金剛烷基之環氧改質丙烯酸酯之合成) 於具備回流冷卻管、攪拌機、溫度計及空氣導入管之内 容積為300 ml之可分離燒瓶中,添加18 5 g之合成例2中所 120529.doc -29- 1379844 獲付之1-(2,4·二縮水甘油氧基苯基)金剛烷、7 9 g之丙烯 . 酸、5〇 ml之曱苯、0.79 g之四乙基溴化銨以及7.9 mg之對 . 甲氧基苯齡’一面通入少量空氣一面加熱至12〇。(:、攪拌 10小時。其後添加8〇 ml之曱苯,將反應液冷卻至室溫。 將該曱苯溶液以5質量%氣化鈉水溶液清洗2次,以純水清 洗1次後,濃縮有機層,獲得241呂以下述式所表示之含有 金剛院基之環氧丙烯酸酯(LC純度87%)。 [化 19]
以核磁共振光譜dH-NMR、I3c-NMR)鑑定該環氧改質丙 稀酸醋°將光譜資料表示如下。核磁共振光譜係使用氘化 氯仿作為溶劑,以日本電子股份有限公司製造之JNM_ ECA500進行測定。 H-NMR (500 MHz): 1.74 (s, 6H), 2.05 (s, 9H), 3.97-4.48 (10H), 5.85 (d, H), 5.87 (d, 1H), 6.14 (dd, 1H), 6.18 (dd, 1H), 6.43-6.50 (m, 4H), 7.16 (d, 1H) 13C-NMR (125 MHz): 29.0,36.5,37.1,40.8,41.1,65.5, 65.8,68.3,68.5,68.7,68.8,100.9,105.0,127.3,127.8, 127.9, 131.7,131.8, 131.9, 157.4, 158.2, 166.0, 166.3 實施例3 (含有金剛烷基之環氧改質丙烯酸酯之合成) 120529.doc •30- 1379844 於具備回流冷卻管、攪拌機、溫度計及空氣導入管之内 容積為300 ml之可分離燒瓶中,添加16 4 g合成例3中所獲 得之1,3-雙(2,4-二縮水甘油氧基苯基)金剛烷、79 g之丙烯 酸、50 ml之曱苯、〇_79 g之四乙基溴化銨以及7 9 mg之對 曱氧基苯酚,一面通入少量空氣一面加熱至12(rc,攪拌 12小時。其後添加80 mi之甲苯,將反應液冷卻至室溫。 將該甲苯溶液以5質量。/◦氣化鈉水溶液清洗2次,以純水清 洗1次後,濃縮有機層,獲得14 8 g以下述式所表示之含有 金剛烷基之環氧改質丙烯酸酯(LC純度87%)。 [化 20]
以核磁共振光譜(!H-NMR、13C-NMR)鑑定該環氧改質丙 烯酸酿。將光譜資料表示如下。核磁共振光譜係使用氘化 氯仿作為溶劑’以曰本電子股份有限公司製造之jnm_ ECA5 00進行測定。 !H-NMR (500 MHz): 1.75 (s, 2H), 2.00-2.22 (m, 1〇Η), 2.33 (s, 2H), 3.90-4.45 (20H), 5.86 (d, 4H), 6.15 (dd, 4H), 6.41-6.53 (m,8H), 7.15 (d,2H) 13C-NMR (125 MHz): 29.6, 36.4, 40.5, 44.9, 65.5, 65.8, 68.5, 68.7, 68.8, 68.9, 101.1, 105.1, 127.2, 127.8, 127.9, 120529.doc 1379844 131.7, 131.8, 131.9, 157.5, 158.2, 166.2, 166.3 實施例4 (含有金剛烷基之環氧改質丙烯酸酯之合成) 於具備回流冷卻管、攪拌機、溫度計及空氣導入管之内 容積為300 ml之可分離燒瓶中,添加22 4 g合成例4中所獲 得之2,2-雙(4-縮水甘油氧基苯基)金剛烷、7.9 g之丙烯 酸、50 ml之甲苯、〇·79 g之四乙基溴化敍以及7.9 mg之對 曱氧基苯酚,一面通入少量空氣一面加熱至12〇。〇,攪拌 20小時。其後’添加8〇 mi之甲笨,將反應液冷卻至室 溫。將該甲苯溶液以5質量%氣化鈉水溶液清洗2次,以純 水清洗1次後,濃縮有機層,獲得26·3 g以下述式所表示之 含有金剛烷基之環氧改質丙烯酸酯(LC純度93 %)。 [化 21]
以核磁共振光譜(丨H-NMR ' nc_NMR)鑑定該環氧改質 稀酸醋。絲譜㈣表^下。㈣共減譜係使用气化 氯仿作為溶劑,以日本電子股份有限公司製造之魏 ECA500進行測定》 ^H.NMR (500 MHZ): 1>71 (s, 6H)j 1>8〇 (Sj 2H)) 2 〇i 2H), 3.16 (s, 2H), 3.86-4.41 (1〇H)j 5.82 (d, 2H), 6.12 (dd| 2H), 6.41 (d, 2H), 6.76 (d5 4H), 7.28 (d, 4H) ’ 120529.doc -32- 1379844 13C-NMR (125 MHz): 27.5, 32.0, 33.3, 38.0, 49.4, 65.4, 68.4, 68.5, 114.5, 126.7, 127.9, 131.6, 141.7, 155.3, 166.2 實施例5 (含有金剛烷基之環氡改質丙烯酸酯之合成)
於具備回流冷卻管、攪拌機、溫度計及空氣導入管之内 容積為300 ml之可分離燒瓶中,添加25.9 g合成例5中所獲 得之2,2-雙(4-縮水甘油氧基-3,5-二甲苯基)金剛烷、7.9 g 之丙烯酸、50 ml之甲苯、0.79 g之四乙基溴化銨以及7.9 mg之對甲氧基苯紛,一面通入少量空氣一面加熱至 120 °C,擾拌20小時。其後,添加80 ml之甲苯,將反應液 冷卻至室溫。將該甲苯溶液以5質量%氯化鈉水溶液清洗2 次’以純水清洗1次後’濃縮有機層,獲得3 〇. 3 g以下述式 所表示之含有金剛烷基之環氧改質丙烯酸醋(LC純度 93%) ° [化 22]
以核磁共振光譜OH-NMR、13C-NMR)鑑定該環氧改質内 烯酸酯。核磁共振光譜係使用氘化氯仿作為溶劑,以日本 電子股份有限公司製造之JNM-ECA500進行測定。 ^-N'MR (500 MHz): 1.64-1.68 (m, 6H), 77 (s,2H),2.00 120529.doc •33- (d,4H),2.19 (s,12H),3.11 (s,2H),3.73-4.42 (m,1〇H), 5-B0 (d, 2H), 6.12 (dd, 2H), 6.39 (d, 2H), 6.98 (s, 4H) 3C-NMR (127 MHz): 16.6, 27.5, 32.0, 33.4, 38.1, 49.4 65.3, 69.1,72,0, 126.4, 127.9, 129.9, 131.4, 144.1,i519, 166.2 ’ 實施例6 將30質量份之實施例i中所獲得之含有金剛烷基之環氧 改質丙烯酸酯、0.03質量份之安息香異丁醚、作為溶劑之 質量份丙二醇單曱醚乙酸酯混合,以製備樹脂組合物。 將該樹脂組合物塗佈於玻璃基板上,以使溶劑乾燥後之膜 厚成為100 μιη,使溶劑乾燥。利用水銀燈以1〇〇〇 之強度照射紫外線,獲得硬化物。以下述方法評價 之硬化物。將評價結果表示於表丄中。 又于 (1)玻璃轉移溫度 藉由使用示差掃描熱析儀⑶金埃爾默公司製造,Dsc 7),將Η) mg之試料於氮氣環境、5〇t下保持以鐘後以 ⑽/心使其升溫而獲得熱通量曲線,將在其上觀測到的 不連續點作為玻璃轉移溫度Tg。 (2)光線透過率 ^ ^ E 〜竹,根據JIS K7105,以^ 疋波長400 11111進行測定。使 ^ 造之分光光度計购咖作為測定裝p 作所1 (3)对光性試驗 使用股份有限公司東洋精機 製作所製 造之 Suntest CPS+ , 120529.doc •34· 將也著於玻璃基板上之試料於6〇1下進行5〇〇小時光照 射’使用陽光試驗機(sunshine tester)測定照射前後4〇〇 nm 處之光線透過率變化,將光線透過率之降低率小於2〇%之 情形記為「〇」,將20%以上之情形記為「χ」。 (4)長期耐熱性試驗 使用捃著於玻璃基板上之試料,對在j4〇。〇之恆溫槽中 放置100小時後之試料及放置於恆溫槽中前的試料,使用 陽光試驗機測定400 nm處之光線透過率變化,將放置於恆 溫槽中後的試料之光線透過率之降低率小於2〇%之情形記 為「〇」,將20%以上之情形記為r χ」。 實施例7 於實施例6中,使用實施例2中所獲得之含有金剛烷基之 環氧改質丙烯酸酯,代替實施例丨中所獲得之含有金剛烷 基之%氧改質丙烯酸酯,除此以外,以與實施例6相同之 方式製造硬化物,進行相同之評價。將評價結果表示於表 1中。 實施例8 於實施例6中,使用實施例3中所獲得之含有金剛烷基之 環氧改質丙烯酸酯,代替實施例1中所獲得之含有金剛烷 基之環氧改質丙烯酸酯,除此以外,以與實施例6相同之 方式製造硬化物,進行相同之評價》將評價結果表示於表 1中。 實施例9 於實施例6中,使用實施例4中所獲得之含有金剛烷基之 120529.doc •35· 1379844 環氧改質丙烯酸酯,代替實施例1中所獲得之含有金剛烷 基之%氧改質丙烯酸酯,除此以外,以與實施例6相同之 方式製造硬化物,進行相同之評價。將評價結果表示於表 1中。 實施例10 於實施例6中,使用實施例5中所獲得之含有金剛烷基之 環氧改質丙烯酸酯,代替實施例丨中所獲得之含有金剛烷 基之環氧改質丙烯酸錯,除此以外,以與實施例6相同2 方式製造硬化物,進行相同之評價。將評價結果表示於表 1中。 比較例1 於具備回流冷卻管、攪拌機、溫度計、空氣導入管之内 容積為300 ml之可分離燒瓶中,添加18 6 g之雙酚A型環氧 樹脂(日本環氧樹脂股份有限公司製造,Epik〇te 828)、7 9 g之丙烯酸、50…之甲笨、0.79 g之四乙基漠化錄以及Μ mg之對甲氧基苯酚,一面通入少量空氣一面加熱至 120Hf拌20小時。其後’添加8〇 ml之甲苯,將反應液 冷卻至室溫。將該f笨溶液以5質量%氣化納水溶液清洗2 次,以純水清洗1次後,濃縮有機層,獲得24 5 §之雙酚A 型環氧改質丙烯酸酯(LC純度93%)。 於實施例6中,使用上述中所獲得之雙盼a型環氧改質丙 烯錢,代替實施例i中所獲得之含有金剛院基之環氧敦 質丙婦酸醋’&此以外,以與實施例6相同之方式製造硬 化物,進行相同之評價。將評價結果表示於表丨中。 120529.doc • 36 · 1379844 [表l]
本發明之含有金剛烧基之環氧改質(甲基)丙烯酸輯及含 有其之樹脂組合物’可製造透明性、(長期)耐光性等光學 特性,(長期)耐熱性及機械物性優異之硬化物,適於用作 佈線基板之阻焊劑、液晶顯示器及影像感測器之彩色濾光 片用保護膜、彩色光阻劑、電子電路用密封劑(光半導體 用密封劑及有機EL元件用密封劑)、光學電子部件(光學波 導、光通信用透鏡及光學膜等)以及用於該等之接著劑 等。
120529.doc -37-
Claims (1)
1379844 十、申請專利範圍: 1. 一種含有金剛烷基之環氧改質(曱基)丙烯酸酯,其係以 通式(I)表示,
[式中’ R1表示氫原子或甲基,R2表示鹵原子、或者可含 有雜原子之脂肪族烴基;複數個R2可相同亦 个 I 口J,m 為〇〜4之整數,η為〇以上之整數]。 2· 一種含有金剛烷基之環氧改質(甲基)丙烯酸酯,其係以 通式(II)表示, ” μ
[式中,R3表示氫原子或甲基,R4表示鹵原子、 A者可含 有雜原子之脂肪族烴基;複數個R4可相同亦可不5 . 為0〜3之整數,q為〇以上之整數]β P 3· 一種含有金剛烷基之環氧改質(甲基)丙烯酸萨 通式(m)表示, 9 Hx 120529.doc
[式中,R5表示氫原子或 〇6 . _ . ^ 飞甲基,R表不鹵原子、或者可含 有雜原子之脂肪族煙其., 6 , 土,複數個R6可相同亦可不同;r為 〇〜3之整數]。
之含有金剛烷基之環氧改質(甲基) ’其特徵在於:使以通式(1¥)所表 一種以通式(I)所表示 丙稀酸醋的製造方法 示之含有金剛院基之環氧化合物與(甲基)丙燦酸反應
1 0V) (1)
气中,R表示鼠原子或甲基,R2表示鹵原子、或者可含 有雜原子之脂肪族烴基;複數個R2可相同亦可不同;m 為0〜4之整數,n為〇以上之整數]。 5. 種以通式(II)所表示之含有金剛烷基之環氧改質(甲基) 丙烯釀酯的製造方法,其特徵在於:使以通式(V)所表 120529.doc 示 之含有金剛烧基之環备, 礼化合物與(甲基)丙烯酸反 應
6’種以通式(ΠΙ)所表示之含有金剛烷基之環氧改質(甲基) 丙烯酸酯的製造方法,其特徵在於:使以通式(VI)所表 不之金剛烷基環氧化合物與(甲基)丙烯酸反應,
120529.doc 1379844
[式中,R5表示氫原子或甲基,R6表示鹵原子或者可含 有雜原子之脂肪族烴基;複數個R6可相同亦可不同;犷為 0〜3之整數]。 —種樹脂魟合物,其特徵在於:含有如請求項⑴中任 -項之含有金剛炫基之環氧改質(甲基)丙稀酸酿。 120529.doc -4-
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