TWI638849B - Cationic polymerizable composition - Google Patents
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Abstract
本發明之陽離子聚合性組合物含有(1)陽離子聚合性有機物質混合物、及(2)能量線敏感性陽離子聚合起始劑,該(1)陽離子聚合性有機物質混合物含有脂肪族環氧化合物(1A)或脂環式環氧化合物(1B)之至少一者作為陽離子聚合性有機物質,含有至少一種單官能環氧化合物作為該脂肪族環氧化合物(1A)或脂環式環氧化合物(1B),或者進而含有芳香族環氧化合物(1C),且含有至少一種單官能環氧化合物作為該脂肪族環氧化合物(1A)、脂環式環氧化合物(1B)或芳香族環氧化合物(1C)。
Description
本發明係關於一種陽離子聚合性組合物及藉由對該陽離子聚合性組合物照射活性能量線而獲得之硬化物。該陽離子聚合性組合物尤其作為接著劑有用。
陽離子聚合性組合物係用於油墨、塗料、各種塗佈劑、接著劑、光學構件等領域。
例如下述專利文獻1中揭示有各種光硬化性接著劑。
[專利文獻1]國際公開2008/111584號公報
本發明之目的在於提供一種硬化性、接著性較高、低黏度且塗敷性優異、硬化後具有高耐水性之硬化性組合物。
本發明係基於上述見解而成者,藉由提供如下陽離子聚合性組合物而達成上述目的,該陽離子聚合性組合物之特徵在於:含有(1)陽離子聚合性有機物質混合物、及(2)能量線敏感性陽離子聚合起始劑,該(1)陽離子聚合性有機物質混合物含有脂肪族環氧化合物(1A)或脂環式環氧化合物(1B)之至少一者作為陽離子聚合性有機物質,且含
有至少一種單官能環氧化合物作為該脂肪族環氧化合物(1A)或脂環式環氧化合物(1B)。
又,本發明藉由提供如下陽離子聚合性組合物而達成上述目的,該陽離子聚合性組合物之特徵在於:含有(1)陽離子聚合性有機物質混合物、及(2)能量線敏感性陽離子聚合起始劑,該(1)陽離子聚合性有機物質混合物含有脂肪族環氧化合物(1A)或脂環式環氧化合物(1B)之至少一種、及芳香族環氧化合物(1C)作為陽離子聚合性有機物質,且含有至少一種單官能環氧化合物作為該脂肪族環氧化合物(1A)、脂環式環氧化合物(1B)或芳香族環氧化合物(1C)。
又,本發明提供一種接著劑,其包含上述陽離子聚合性組合物。
本發明之陽離子聚合性組合物於硬化性、接著性、塗敷性、硬化後之耐水性方面優異,具有高彈性模數,因此作為接著劑用途尤其有用。
以下,對本發明之陽離子聚合性組合物及包含該陽離子聚合性組合物之接著劑進行詳細說明。
本發明所使用之上述(1)陽離子聚合性有機物質混合物中,構成該混合物之陽離子聚合性有機物質係利用藉由光照射而活化之能量線敏感性陽離子聚合起始劑而高分子化或引起交聯反應的化合物,較佳為環氧化合物。作為該環氧化合物,使用脂肪族環氧化合物(1A)或脂環式環氧化合物(1B),進而可使用芳香族環氧化合物(1C)、具有環氧基之重量平均分子量1000~1000000之高分子量體(1D)。又,作為陽
離子聚合性有機物質,亦可使用乙烯醚化合物或氧雜環丁烷化合物(1E)。
作為上述脂環式環氧化合物(1B)之具體例,可列舉藉由利用氧化劑將具有至少1個脂環式環之多元醇之多縮水甘油醚或含環己烯或環戊烯環化合物進行環氧化而獲得之含氧化環己烯或氧化環戊烯之化合物。例如可列舉:環氧環己烷、氫化雙酚A二縮水甘油醚、伸乙基雙(3,4-環氧環己烷羧酸酯)、3,4-環氧-1-甲基己烷羧酸3,4-環氧-1-甲基環己酯、6-甲基-3,4-環氧環己烷羧酸6-甲基-3,4-環氧環己基甲酯、3,4-環氧-3-甲基環己烷羧酸3,4-環氧-3-甲基環己基甲酯、3,4-環氧-5-甲基環己烷羧酸3,4-環氧-5-甲基環己基甲酯、己二酸雙(3,4-環氧環己基甲基)酯、羧酸3,4-環氧-6-甲基環己酯、亞甲基雙(3,4-環氧環己烷)、丙烷-2,2-二基雙(3,4-環氧環己烷)、2,2-雙(3,4-環氧環己基)丙烷、二環戊二烯二環氧化物、伸乙基雙(3,4-環氧環己烷羧酸酯)、環氧六氫鄰苯二甲酸二辛酯、環氧六氫鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、1-環氧乙基-3,4-環氧環己烷、1,2-環氧-2-環氧乙基環己烷、氧化α-蒎烯、二氧化檸檬烯等。
作為上述脂環式環氧化合物(1B),就硬化性及組合物之低黏度化之觀點而言,較佳為環氧當量為80~500或黏度為2000mPa‧s以下者。上述黏度係25℃下之黏度,藉由下述實施例中所記載之方法而測定。
作為上述脂環式環氧化合物(1B),可使用市售品,例如可列舉:Celloxide 2021P、Celloxide 2081、Celloxide 2000、Celloxide 3000(Daicel公司製造)等。
作為上述脂肪族環氧化合物(1A)之具體例,可列舉:脂肪族醇之縮水甘油醚化物、烷基羧酸之縮水甘油酯等單官能環氧化合物,或脂肪族多元醇或其環氧烷加成物之多縮水甘油醚化物、脂肪族長鏈多元
酸之多縮水甘油酯等多官能環氧化合物。作為代表性化合物,可列舉:烯丙基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、C12~13混合烷基縮水甘油醚、1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、甘油之三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷之三縮水甘油醚、山梨糖醇之四縮水甘油醚、二季戊四醇之六縮水甘油醚、聚乙二醇之二縮水甘油醚、聚丙二醇之二縮水甘油醚等多元醇之縮水甘油醚,又,藉由對丙二醇、三羥甲基丙烷、甘油等脂肪族多元醇加成1種或2種以上環氧烷而獲得之聚醚多元醇之多縮水甘油醚化物、脂肪族長鏈二元酸之二縮水甘油酯。進而,可列舉脂肪族高級醇之單縮水甘油醚或藉由對該等加成環氧烷而獲得之聚醚醇之單縮水甘油醚、高級脂肪酸之縮水甘油酯、環氧化大豆油、環氧硬脂酸辛酯、環氧硬脂酸丁酯、環氧化大豆油、環氧化聚丁二烯等。
作為上述脂肪族環氧化合物(1A),就硬化性及組合物之低黏度化之觀點而言,較佳為環氧當量為80~500或黏度為2000mPa‧s以下者。該黏度係25℃下之黏度,藉由下述實施例中所記載之方法而測定。
作為上述脂肪族環氧化合物(1A),可使用市售品,例如可列舉:Denacol EX-121、Denacol EX-171、Denacol EX-192、Denacol EX-211、Denacol EX-212、Denacol EX-313、Denacol EX-314、Denacol EX-321、Denacol EX-411、Denacol EX-421、Denacol EX-512、Denacol EX-521、Denacol EX-611、Denacol EX-612、Denacol EX-614、Denacol EX-622、Denacol EX-810、Denacol EX-811、Denacol EX-850、Denacol EX-851、Denacol EX-821、Denacol EX-830、Denacol EX-832、Denacol EX-841、Denacol EX-861、Denacol EX-911、Denacol EX-941、Denacol EX-920、Denacol EX-931(長瀨化成公司製造);Epolight M-1230、Epolight 40E、Epolight 100E、
Epolight 200E、Epolight 400E、Epolight 70P、Epolight 200P、Epolight 400P、Epolight 1500NP、Epolight 1600、Epolight 80MF、Epolight 100MF(共榮社化學公司製造);ADEKA GLYCIROL ED-503、ADEKA GLYCIROL ED-503G、ADEKA GLYCIROL ED-506、ADEKA GLYCIROL ED-523T(ADEKA公司製造)等。
上述所謂芳香族環氧化合物(1C)係指含有芳香環之環氧化合物,作為該芳香族環氧化合物之具體例,可列舉:苯酚、甲酚、丁基苯酚等具有至少1個芳香族環之一元酚、或其環氧烷加成物之單/多縮水甘油醚化物例如雙酚A、雙酚F、或對該等進而加成環氧烷而成之化合物之縮水甘油醚化物或環氧酚醛清漆樹脂;間苯二酚或對苯二酚、鄰苯二酚等具有2個以上酚性羥基之芳香族化合物之單/多縮水甘油醚化物;苯二甲醇或苯二乙醇、苯二丁醇等具有2個以上醇性羥基之芳香族化合物之縮水甘油醚化物;鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、偏苯三甲酸等具有2個以上羧酸之多元酸芳香族化合物之縮水甘油酯;苯甲酸之縮水甘油酯或甲苯甲酸、萘甲酸之縮水甘油酯等苯甲酸之縮水甘油酯類;氧化苯乙烯或烷基化氧化苯乙烯、乙烯基萘之環氧化物等氧化苯乙烯類或二乙烯苯之二環氧化物等。
其中,作為上述芳香族環氧化合物(1C),就組合物之低黏度化之觀點而言,較佳為含有選自酚類之縮水甘油醚、苯甲酸之縮水甘油酯類或氧化苯乙烯類之群中之至少一種。
作為上述芳香族環氧化合物,環氧當量為80~500或黏度為2000mPa‧s以下者因硬化性及組合物之低黏度化優異,故而較佳。該黏度係25℃下之黏度,藉由下述實施例中所記載之方法而測定。
作為上述芳香族環氧化合物(1C),可使用市售品,例如可列舉:Denacol EX-121、Denacol EX-145、Denacol EX-146、Denacol EX-147、Denacol EX-201、Denacol EX-711、Denacol EX-721、Oncoat
EX-1020、Oncoat EX-1030、Oncoat EX-1040、Oncoat EX-1050、Oncoat EX-1051、Oncoat EX-1010、Oncoat EX-1011、Oncoat 1012(長瀨化成公司製造);Ogsol PG-100、Ogsol EG-200、Ogsol EG-210、Ogsol EG-250(大阪瓦斯化學公司製造);HP4032、HP4032D、HP4700(DIC公司製造);ESN-475V(新日鐵住金化學公司製造);152、154、157S70、YX8800(三菱化學公司製造);ADEKA RESIN EP-4100、ADEKA RESIN EP-4100G、ADEKA RESIN EP-4100E、ADEKA RESIN EP-4100L、ADEKA RESIN EP-4100TX、ADEKA RESIN EP-4000、ADEKA RESIN EP-4005、ADEKA RESIN EP-4080E、ADEKA RESIN EP-4082HT、ADEKA RESIN EP-4901、ADEKA RESIN EP-4901E、ADEKA GLYCIROL ED-501、ADEKA GLYCIROL ED-509E、ADEKA GLYCIROL ED-509S、ADEKA GLYCIROL ED-529(ADEKA公司製造);TECHMORE VG3101L、EPOX-MKR710、EPOX-MKR151(Printec公司製造)等。
本發明之陽離子聚合性組合物含有至少一種單官能環氧化合物作為上述之脂肪族環氧化合物(1A)、脂環式環氧化合物(1B)或芳香族環氧化合物(1C)。進而,本發明之陽離子聚合性組合物含有至少一種單官能環氧化合物作為脂肪族環氧化合物(1A)或脂環式環氧化合物(1B),或者必須含有上述芳香族環氧化合物(1C)。本發明之陽離子聚合性組合物含有單官能環氧化合物作為脂肪族環氧化合物(1A)或脂環式環氧化合物(1B)之情形時,該單官能環氧化合物之含量根據所使用之環氧化合物之種類或組合物之用途等而異,例如單官能之脂肪族環氧化合物(1A)及單官能之脂環式環氧化合物(1B)之合計量相對於(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份,較佳為5~60質量份,尤佳為10~50質量份。又,相對於(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份,單官能之脂肪族環氧化合物(1A)之含量較佳為0~30質量份,單
官能之脂環式環氧化合物(1B)之含量較佳為0~40質量份。又,相對於脂肪族環氧化合物(1A)100質量份,單官能脂肪族環氧化合物(1A)之含量較佳為25~100質量份,相對於脂環式環氧化合物(1B)100質量份,單官能脂環式環氧化合物(1B)之含量較佳為5~100質量份。
此處,上述(1A)及(1B)之量係包括相當於(1D)者在內之量。
本發明之陽離子聚合性組合物含有上述芳香族環氧化合物(1C)之情形時,就耐水性及接著性之觀點而言,較佳為含有至少一種單官能環氧化合物作為該芳香族環氧化合物(1C)。於含有單官能環氧化合物作為芳香族環氧化合物(1C)之情形時,單官能之芳香族環氧化合物之含量例如相對於(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份,較佳為0~70質量份,尤佳為10~60質量份。又,相對於芳香族環氧化合物(1C)100質量份,單官能芳香族環氧化合物(1C)之含量較佳為5~100質量份。
芳香族環氧化合物(1C)中,就組合物之低黏度化方面而言,單官能芳香族環氧化合物(1C)之含量較佳為多於多官能芳香族環氧化合物(1C)之含量。
此處,上述(1C)之量係包括相當於(1D)者在內之量。
作為上述具有環氧基之重量平均分子量1000~1000000之高分子量體(1D),可列舉藉由自由基聚合而獲得之聚合物,較佳為將一種具有陽離子聚合性取代基之乙烯性不飽和單體均聚合而成之聚合物或與不具有陽離子聚合性取代基之乙烯性不飽和單體共聚合而成之聚合物。
作為構成上述具有環氧基之重量平均分子量1000~1000000之高分子量體(1D)的乙烯性不飽和單體,並無特別限制,可使用公知者。例如作為不具有陽離子聚合性取代基之乙烯性不飽和單體之一例,可列舉以下之通式(1)所表示之基,作為具有陽離子聚合性取代基之乙
烯性不飽和單體之一例,可列舉以下之通式(1)中之烷基、芳基或脂環式烴基中之1個或2個以上之氫原子經環氧基、氧雜環丁基或乙烯醚基取代而成之基。
[化1]R11R12=R13R14 (1)
(式中,R11、R12、R13及R14分別獨立為氫原子、碳原子數1~10之直鏈狀、支鏈狀或環狀之烷基、碳原子數6~12之芳基或碳原子數6~10之脂環式烴基,該等基中之亞甲基可被取代為-CO-、-O-或-COO-)
又,於為上述共聚物之情形時,高分子量體(1D)較佳為含有具有經環氧基、氧雜環丁基、乙烯醚基等陽離子聚合性取代基取代之結構之乙烯性不飽和單體10~80質量%,含有未經陽離子聚合性取代基取代且經甲基、乙基或碳原子數3~7之支鏈烷基、碳原子數6~12之芳基、碳原子數6~10之脂環式烴基取代之乙烯性不飽和單體20~90質量%,及與該等合計成為100質量%之其他乙烯性不飽和單體。
上述具有環氧基之重量平均分子量1000~1000000之高分子量體(1D)較佳為重量平均分子量5000~100000者,進而較佳為7000~70000。
作為上述乙烯醚化合物或氧雜環丁烷化合物(1E),可列舉:乙二醇二乙烯醚、三乙二醇二乙烯醚、正十二烷基乙烯醚、環己基乙烯醚、2-乙基己基乙烯醚、2-氯乙基乙烯醚、乙基乙烯醚、異丁基乙烯醚、三乙二醇乙烯醚、2-羥基乙基乙烯醚、4-羥基丁基乙烯基醚、1,6-環己烷二甲醇單乙烯醚、1,4-丁二醇單乙烯醚、二乙二醇單乙烯醚、1,4-丁二醇二乙烯基醚、1,6-環己烷二甲醇二乙烯醚等乙烯醚化
合物;3,7-雙(3-氧雜環丁基)-5-氧雜-壬烷、1,4-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁基甲氧基)甲基]苯、1,2-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁基甲氧基)甲基]乙烷、1,3-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁基甲氧基)甲基]丙烷、乙二醇雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、三乙二醇雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、四乙二醇雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、1,4-雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲氧基)丁烷、1,6-雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲氧基)己烷、3-乙基-3-[(苯氧基)甲基]氧雜環丁烷、3-乙基-3-(己氧基甲基)氧雜環丁烷、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧雜環丁烷、3-乙基-3-(羥基甲基)氧雜環丁烷、3-乙基-3-(氯甲基)氧雜環丁烷等氧雜環丁烷化合物等。作為乙烯醚化合物,較佳為分子量為58~500者,更佳為分子量為70~300者。作為氧雜環丁烷化合物,較佳為分子量為100~1000者,更佳為分子量為110~500者。又,作為上述乙烯醚化合物或氧雜環丁烷化合物(1E),亦可使用單官能及多官能之任一者,較佳為使用具有1個或2個乙烯醚基之乙烯醚化合物或具有1個或2個氧雜環丁基之氧雜環丁烷化合物。
作為上述乙烯醚化合物或氧雜環丁烷化合物(1E),可使用以陽離子聚合性單體作為主成分之市售品,例如可列舉:2-羥基乙基乙烯醚、二乙二醇單乙烯醚、4-羥基丁基乙烯基醚(丸善石油化學公司製造);ARON OXETANE OXT-121、OXT-221、EXOH、POX、OXA、OXT-101、OXT-211、OXT-212(東亞合成公司製造);Etanacol OXBP、OXTP(宇部興產公司製造)等。
上述(1)陽離子聚合性有機物質混合物中,上述脂環式環氧化合物(1B)、脂肪族環氧化合物(1A)、芳香族環氧化合物(1C)等之使用比率相對於(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份,較佳為脂環式環氧化合物(1B)為1~60質量份,脂肪族環氧化合物(1A)為0~70質量份,相對於(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份,進而較佳為
脂環式環氧化合物(1B)為1~50質量份,尤佳為5~50質量份,脂肪族環氧化合物(1A)為0~50質量份,芳香族環氧化合物(1C)為20~80質量份,尤佳為30~70質量份,具有環氧基之重量平均分子量1000~1000000之高分子量體(1D)為0~50質量份,尤佳為0~20質量份,乙烯醚化合物或氧雜環丁烷化合物(1E)為0~30質量份,尤佳為0~20質量份,芳香族環氧化合物(1C)為主成分。
其中,此處上述(1A)及(1B)之量係除去相當於上述(1D)之量,(1C)之量係包括相當於(1D)者在內之量。
又,此處,所謂主成分係指將環氧化合物混合數種時,相同種類之環氧化合物之合計量最多者,於陽離子聚合性有機物質混合物包含環氧化合物以外之陽離子聚合性有機物質之情形時,數種環氧化合物中合計量最多之種類之該合計量係指多於環氧化合物以外之陽離子聚合性有機物質之合計量。此處所謂各種環氧化合物之合計量包括相當於(1D)者。
又,上述(1)陽離子聚合性有機物質混合物中,關於單官能環氧化合物之比率,就組合物之低黏度化之觀點而言,相對於(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份較佳為20~80質量份。
本發明所使用之上述(2)能量線敏感性陽離子聚合起始劑只要為藉由能量線照射可釋放開始陽離子聚合之物質的化合物,則可使用任意者,較佳為藉由能量線之照射而釋放路易斯酸的作為鎓鹽之複鹽、或其衍生物。作為該化合物之代表性者,可列舉下述通式[A]r+[B]r-
(式中,A表示陽離子種,B表示陰離子種,r表示價數)
所表示之陽離子與陰離子之鹽。
此處,陽離子[A]r+較佳為鎓離子,其結構例如可由下述通式[(R1)aQ]r+
表示。
進而,此處R1為碳原子數1~60且可包含若干除碳原子以外之原子的有機基。a為1~5之整數。a個R1分別獨立可相同亦可不同。又,較佳為至少一個為具有芳香環之如上述之有機基。Q為選自由S、N、Se、Te、P、As、Sb、Bi、O、I、Br、Cl、F、N=N所組成之群中之原子或原子團。又,陽離子[A]r+中之Q之原子價為q時,必須成立r=a-q之關係(其中,N=N視為原子價0)。
又,陰離子[B]r-較佳為鹵化物錯合物,其結構例如可由下述通式[LXb]r-
表示。
進而,此處L為鹵化物錯合物之中心原子即金屬或半金屬(Metalloid),為B、P、As、Sb、Fe、Sn、Bi、Al、Ca、In、Ti、Zn、Sc、V、Cr、Mn、Co等。X為鹵素原子。b為3~7之整數。又,陰離子[B]r-中之L之原子價為p時,必須成立r=b-p之關係。
作為上述通式之陰離子[LXb]r-之具體例,可列舉:四(五氟苯基)硼酸根離子、四(3,5-二氟-4-甲氧基苯基)硼酸根離子、四氟硼酸根離子(BF4)-、六氟磷酸根離子(PF6)-、六氟銻酸根離子(SbF6)-、六氟砷酸根離子(AsF6)-、六氯銻酸根離子(SbCl6)-等。
又,陰離子[B]r-亦可使用下述通式[LXb-1(OH)]r-
所表示之結構者。L、X、b與上述相同。又,作為其他可使用之陰離子,可列舉:過氯酸根離子(ClO4)-、三氟甲基亞硫酸根離子(CF3SO3)-、氟磺酸根離子(FSO3)-、甲苯磺酸根陰離子、三硝基苯磺酸根陰離子、樟腦磺酸根離子、十氯丁磺酸根離子、十六氯辛烷磺酸根離子、四芳基硼酸根離子、四(五氟苯基)硼酸根離子等。
本發明中,此種鎓鹽之中,尤其有效的是使用下述(甲)~(丙)之
芳香族鎓鹽。該等之中,可單獨使用其1種,或將2種以上混合而使用。
(甲)苯基重氮鎓六氟磷酸鹽、4-甲氧基苯基重氮鎓六氟銻酸鹽、4-甲基苯基重氮鎓六氟磷酸鹽等芳基重氮鎓鹽
(乙)二苯基錪六氟銻酸鹽、二(4-甲基苯基)錪六氟磷酸鹽、二(4-第三丁基苯基)錪六氟磷酸鹽、三異丙苯基錪四(五氟苯基)硼酸鹽等二芳基錪鹽
(丙)下述群I或群II所表示之鋶陽離子與六氟銻離子、六氟磷酸根離子、四(五氟苯基)硼酸根離子等之鋶鹽
[化2]
[化3]
又,作為其他較佳者,亦可列舉(η5-2,4-環戊二烯-1-基)[(1,2,3,4,5,6-η)-(1-甲基乙基)苯]-鐵-六氟磷酸鹽等鐵-芳烴錯合物、或三(乙醯丙酮)鋁、三(乙基丙酮乙酸)鋁、三(水楊醛酸)鋁等鋁錯合物與三苯基矽烷醇等矽烷醇類之混合物等。
該等之中,就實用方面及光感度之觀點而言,較佳為使用芳香族錪鹽、芳香族鋶鹽、鐵-芳烴錯合物。
(2)能量線敏感性陽離子聚合起始劑相對於上述(1)陽離子聚合性有機物質混合物之使用比率並無特別限定,只要於不阻礙本發明之目的之範圍內以大致通常之使用比率使用即可,例如可相對於(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份,將(2)能量線敏感性陽離子聚合起始劑設為0.001~10質量份,較佳為0.1~5質量份。若過少則容易變得硬化不充分,若過多則有時會對硬化物之吸水率或硬化物強度等各種物性產生不良影響。
本發明之陽離子聚合性組合物中可視需要使用矽烷偶合劑。
作為矽烷偶合劑,例如可使用二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、甲基乙基二甲氧基矽烷、甲基乙基二乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷等烷基官能性烷氧基矽烷,乙烯基三氯矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷等烯基官能性烷氧基矽烷,3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等環氧官能性烷氧基矽烷,N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基官能性烷氧基矽烷,γ-巰基丙基三甲氧基矽烷等巰基官能性烷氧基矽烷,四異丙醇鈦、四正丁醇鈦等烷醇鈦類,二辛氧基鈦雙(辛二醇)、二異丙醇鈦雙(乙醯乙酸乙酯)等鈦螯合物類,四乙醯丙酮酸鋯、三丁氧基單乙醯丙酮酸鋯等鋯螯合物類,三丁氧基單硬脂酸鋯等醯化鋯類,甲基三異氰酸酯基矽烷等異氰酸酯基矽烷類等。
上述矽烷偶合劑之使用量並無特別限定,通常相對於陽離子聚合性組合物中之固形物之總量100質量份為1~20質量份之範圍。
本發明之陽離子聚合性組合物中可視需要使用熱聚合起始劑。
所謂熱聚合起始劑係指藉由加熱而產生陽離子種或路易斯酸之化合物,可列舉:鋶鹽、硫苯鎓鹽、硫雜環戊鎓鹽、苄基銨、吡啶鎓鹽、鹽等鹽;二乙三胺、三乙三胺、四乙五胺等聚烷基多胺類;1,2-二胺基環己烷、1,4-二胺基-3,6-二乙基環己烷、異佛酮二胺等脂環式多胺類;間苯二甲胺、二胺基二苯基甲烷、二胺基二苯基碸等芳
香族多胺類;藉由利用常法使上述多胺類與苯基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、雙酚A-二縮水甘油醚、雙酚F-二縮水甘油醚等縮水甘油醚類或羧酸之縮水甘油酯類等各種環氧樹脂進行反應而製造之多環氧加成改性物;藉由利用常法使上述有機多胺類與鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、二聚酸等羧酸類進行反應而製造之醯胺化改性物;藉由利用常法使上述多胺類與甲醛等醛類及苯酚、甲酚、二甲苯酚、第三丁酚、間苯二酚等核上具有至少一個醛化反應性部位之酚類進行反應而製造之曼尼希化改性物;多元羧酸(草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、2-甲基琥珀酸、2-甲基己二酸、3-甲基己二酸、3-甲基戊二酸、2-甲基辛二酸、3,8-二甲基癸二酸、3,7-二甲基癸二酸、氫化二聚酸、二聚酸等脂肪族二羧酸類;鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二羧酸等芳香族二羧酸類;環己烷二羧酸等脂環式二羧酸類;偏苯三甲酸、均苯三甲酸、蓖麻油脂肪酸之三聚物等三羧酸類;均苯四甲酸等四羧酸類等)之酸酐;雙氰胺、咪唑類、羧酸酯、磺酸酯、胺醯亞胺等。
作為上述熱聚合起始劑,亦可使用市售品,例如可列舉:Adekaopton CP77、Adekaopton CP66(ADEKA公司製造);CI-2639、CI-2624(日本曹達公司製造);San-Aid SI-60L、San-Aid SI-80L、San-Aid SI-100L(三新化學工業公司製造)等。
上述熱聚合起始劑之使用量並無特別限定,通常相對於陽離子聚合性組合物中之固形物之總量100質量份,為0.001~10質量份之範圍,於使用該熱聚合起始劑之情形時,較佳為使本發明之陽離子聚合性組合物硬化時於130~180℃下加熱20分鐘~1小時。
本發明之陽離子聚合性組合物亦可視需要藉由使用熱塑性有機聚合物(其中具有環氧基之重量平均分子量1000~1000000之高分子量體(1D)除外)而改善硬化物之特性。作為該熱塑性有機聚合物,例如
可列舉:聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物、聚(甲基)丙烯酸、苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯-聚(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯基丁醛、纖維素酯、聚丙烯醯胺、飽和聚酯等。
本發明之陽離子聚合性組合物中,可無特別限制地使用通常使用之可溶解或分散上述(1)及(2)之各成分的溶劑,例如可列舉:甲基乙基酮、甲基戊基酮、二乙基酮、丙酮、甲基異丙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、2-庚酮等酮類;乙醚、二烷、四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、丙二醇單甲醚、二丙二醇二甲醚等醚系溶劑;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸環己酯、乳酸乙酯、琥珀酸二甲酯、Texanol等酯系溶劑;乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚等溶纖素系溶劑;甲醇、乙醇、異丙醇或正丙醇、異丁醇或正丁醇、戊醇等醇系溶劑;乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇-1-單甲醚-2-乙酸酯(PGMEA)、二丙二醇單甲醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯、丙酸乙氧基乙酯等醚酯系溶劑;苯、甲苯、二甲苯等BTX系溶劑;己烷、庚烷、辛烷、環己烷等脂肪族烴系溶劑;松節油、D-檸檬烯、蒎烯等萜烯系烴油;礦油精、Swazol#310(科斯莫松山石油(股份))、Solvesso#100(Exxon化學(股份))等石蠟系溶劑;四氯化碳、氯仿、三氯乙烯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等鹵化脂肪族烴系溶劑;氯苯等鹵化芳香族烴系溶劑;碳酸丙二酯、卡必醇系溶劑、苯胺、三乙基胺、吡啶、乙酸、乙腈、二硫化碳、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、二甲基亞碸、水等,該等溶劑可以1種或以2種以上之混合溶劑之形式使用。
本發明之陽離子聚合性組合物中除(1)陽離子聚合性有機物質混
合物、及(2)能量線敏感性陽離子聚合起始劑以外之任意成分之合計量雖然亦取決於本發明之用途等,但就進一步提高本發明之效果之觀點而言,相對於(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份,較佳為20質量份以下,尤佳為10質量份以下。
本發明之陽離子聚合性組合物就硬化性、接著性、液體保存穩定性之觀點而言,水分量較佳為5質量%以下,進而較佳為3質量%以下。若水分過多,則有白濁或成分析出之虞,故而欠佳。水分量係藉由下述實施例中所記載之方法而測定。
本發明之陽離子聚合性組合物就塗敷性之觀點而言,較佳為其黏度為200mPa‧s以下,進而較佳為1~100mPa‧s。該黏度係25℃下之黏度,藉由下述實施例中所記載之方法而測定。
本發明之陽離子聚合性組合物係利用輥式塗佈機、簾幕式塗佈機、各種之印刷、浸漬等之公知之機構應用於支持基體上。又,亦可暫時於膜等支持基體上實施後,轉印於其他支持基體上,其應用方法並無限制。
作為上述支持基體之材料,可無特別限制地使用通常所使用者,例如可列舉:玻璃等無機材料;二乙醯纖維素、三乙醯纖維素(TAC)、丙醯纖維素、丁醯纖維素、乙醯丙醯纖維素、硝基纖維素等纖維素酯;聚醯胺;聚醯亞胺;聚胺基甲酸酯;環氧樹脂;聚碳酸酯;聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸1,4-環己烷二甲酯、聚1,2-二苯氧基乙烷-4,4'-二羧酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯;聚苯乙烯;聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等聚烯烴;聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚氟乙烯等乙烯基化合物;聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯等丙烯酸系樹脂;聚碳酸酯;聚碸;聚醚碸;聚醚酮;聚醚醯亞胺;聚氧乙烯、降冰片烯樹脂、環烯烴聚合物(COP)等高分子材料。
再者,對上述支持基體亦可進行電暈放電處理、火焰處理、紫外線處理、高頻處理、輝光放電處理、活性電漿處理、雷射處理等表面活化處理。
又,只要無損本發明之效果,則亦可視需要添加其他單體、其他能量線敏感性聚合起始劑、無機填料、有機填料、顏料、染料等著色劑,光增感劑、消泡劑、增黏劑、界面活性劑、調平劑、阻燃劑、觸變劑、稀釋劑、塑化劑、穩定劑、聚合抑制劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、抗靜電劑、流動調整劑、接著促進劑等各種樹脂添加物等。
本發明之陽離子聚合性組合物係藉由對其照射活性能量線而硬化,作為活性能量線,可列舉:紫外線、電子束、X射線、放射線、高頻等,就經濟性而言最佳為紫外線。作為紫外線之光源,可列舉:紫外線雷射、水銀燈、氙氣雷射、金屬鹵素燈等。
作為本發明之陽離子聚合性組合物之具體用途,可列舉:眼鏡、攝像用透鏡所代表之光學材料、塗料、塗佈劑、襯裏劑、油墨、抗蝕劑、液狀抗蝕劑、接著劑、印刷版、絕緣清漆、絕緣片、積層板、印刷基板、半導體裝置用/LED封裝用/液晶注入口用/有機EL用/光元件用/電氣絕緣用/電子零件用/分離膜用等之密封劑、成形材料、油灰、玻璃纖維含浸劑、填縫劑、半導體用/太陽電池用等之鈍化膜、層間絕緣膜、保護膜、液晶顯示裝置之背光所使用之稜鏡片(prismatic lens sheet)、投影電視等之網版所使用之菲涅耳透鏡片、雙凸透鏡片等透鏡片之透鏡部、或使用此種片之背光等、微透鏡等光學透鏡、光學元件、光連接器、光波導路、光學造形用注型劑等,作為可用作例如塗佈劑之基材,可列舉:金屬、木材、橡膠、塑膠、玻璃、陶瓷製品等。
以下,列舉實施例等而更詳細地說明本發明,但本發明並不限
定於該等實施例。
以下,關於本發明之陽離子聚合性組合物及使該陽離子聚合性組合物硬化而獲得之硬化物,藉由實施例、評估例及比較例更具體地進行說明。再者,於實施例及比較例中,份意指質量份,%意指質量%。
[實施例1~20、比較例1~2]
以下述[表1]~[表3]所示之調配組成將各成分充分地混合,而獲得各實施組合物1~20及比較組合物1~2。
(1)陽離子聚合性有機物質係使用下述化合物(1A-1)~(1A-4)、(1B-1)~(1B-3)、(1C-1)~(1C-7)、(1D-1)~(1D-2)以及(1E-1)~(1E-4)。將該等之環氧當量與黏度(mPa‧s)一併示於[表1]~[表3]。該等表中所記載之黏度係於下述評估例中藉由與測定組合物之黏度之方法相同之方法而測定。
化合物1A-1:2-乙基己基縮水甘油醚
化合物1A-2:烯丙基縮水甘油醚
化合物1A-3:新戊二醇二縮水甘油醚
化合物1A-4:三縮水甘油基三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯
化合物1B-1:Celloxide 2021P(脂環式環氧樹脂:Daicel公司製造)
化合物1B-2:3,4-環氧環己烷羧酸甲酯
化合物1B-3:Celloxide 3000(脂環式環氧樹脂:Daicel公司製造)
化合物1C-1:苯基縮水甘油醚
化合物1C-2:氧化苯乙烯
化合物1C-3:縮水甘油基鄰苯二甲醯亞胺(EX-731:長瀨化成公司製造)
化合物1C-4:間苯二酚二縮水甘油醚
化合物1C-5:ADEKA GLYCIROL ED-509S(ADEKA公司製造)
化合物1C-6:ADEKA GLYCIROL ED-501(ADEKA公司製造)
化合物1C-7:ADEKA RESIN EP-4100L(ADEKA公司製造)
化合物1D-1:GMA/MMA(甲基丙烯酸縮水甘油酯/甲基丙烯酸甲酯)=3/7之共聚物(Mw:8000)
化合物1D-2:GMA/MMA(甲基丙烯酸縮水甘油酯/甲基丙烯酸甲酯)=3/7之共聚物(Mw:15000)
化合物1E-1:ARON OXETANE OXT-101(東亞合成公司製造)
化合物1E-2:ARON OXETANE OXT-221(東亞合成公司製造)
化合物1E-3:羥基丁基乙烯基醚
化合物1E-4:1,4-丁二醇二乙烯基醚
(2)能量線敏感性陽離子聚合起始劑係使用下述化合物(2-1)。
化合物2-1:CPI-100P(San-Apro公司製造)
[評估例1~20、比較評估例1~2]
對上述實施例1~20中所獲得之實施組合物及比較例1~2中所獲得之比較組合物進行下述評估。將結果示於上述[表1]~[表3]。
(黏度)
將所獲得之實施組合物1~20、比較組合物1~2之各者於25℃下利用E型黏度計測定黏度。將結果示於[表1]~[表3]。
(硬化性)
將所獲得之實施組合物1~20、比較組合物1~2之各者於PET膜上利用棒式塗佈機塗佈成3~6μm之厚度,使用無電極紫外光燈,照射1000mJ/cm2之能量。將照射5分鐘後塗佈面成為不黏著者評估為◎,將15分鐘後成為不黏著者評估為○,將15分鐘後亦殘留黏性者評估為×。將結果示於上述[表1]~[表3]。
(耐溫水試驗)
將所獲得之實施組合物1~20、比較組合物1~2之各者塗佈於TAC(三乙醯纖維素)膜上之後,使用貼合機貼合COP(環烯烴聚合物)膜,自COP膜側,使用無電極紫外光燈照射1000mJ/cm2之能量使之接著,而獲得試驗片。48小時後,切出2cm×4cm之試驗片,浸於60℃溫水中並觀察經過情況。12、24小時後,觀察試驗片之狀態,將較開始前可見變化者評估為○,將於端面可見剝離者評估為△,將膜之
貼合被剝落而完全脫落者評估為×。將結果示於上述[表1]~[表3]。
(接著性)
將所獲得之實施組合物1~20、比較組合物1~2之各者塗佈於一片實施過電暈放電處理之COP(環烯烴聚合物)膜上之後,使用貼合機,將該膜與實施過電暈放電處理之另一片COP(環烯烴聚合物)膜貼合,使用無電極紫外光燈,照射1000mJ/cm2之能量使之接著,而獲得試驗片。進行所獲得之試驗片之90度剝離試驗,將強度為2.0N/cm以上者評估為◎,將強度為1.0~2.0N/cm者評估為○,將強度為1.0N/cm以下者評估為×。將結果示於上述[表1]~[表3]。
(水分量)
針對所獲得之各實施組合物1~20、比較組合物1~2,依據卡氏法測定水分量。將結果示於上述[表1]~[表3]。
由[表1]~[表3]明確,本發明之陽離子聚合性組合物為低黏度且塗敷性及硬化性優異,硬化後接著性、耐溫水性優異。
Claims (9)
- 一種陽離子聚合性組合物,其特徵在於:含有(1)陽離子聚合性有機物質混合物、及(2)能量線敏感性陽離子聚合起始劑,該(1)陽離子聚合性有機物質混合物含有脂肪族環氧化合物(1A)或脂環式環氧化合物(1B)之至少一者作為陽離子聚合性有機物質,且含有至少一種單官能環氧化合物作為該脂肪族環氧化合物(1A)或脂環式環氧化合物(1B),相對於上述(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份,脂環式環氧化合物(1B)為1~60質量份,脂肪族環氧化合物(1A)為0~70質量份,相對於上述(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份,上述單官能之脂肪族環氧化合物(1A)及單官能之脂環式環氧化合物(1B)之合計量為30~60質量份,相對於上述(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份,上述單官能之脂肪族環氧化合物(1A)之含量為0~30質量份,上述單官能之脂環式環氧化合物(1B)之含量為0~40質量份。
- 一種陽離子聚合性組合物,其特徵在於:含有(1)陽離子聚合性有機物質混合物、及(2)能量線敏感性陽離子聚合起始劑,該(1)陽離子聚合性有機物質混合物含有脂肪族環氧化合物(1A)或脂環式環氧化合物(1B)之至少一種、及芳香族環氧化合物(1C)作為陽離子聚合性有機物質,且含有至少一種單官能環氧化合物作為該脂肪族環氧化合物(1A)、脂環式環氧化合物(1B)或芳香族環氧化合物(1C),上述陽離子聚合性有機物質混合物係以上述芳香族環氧化合物(1C)作為主成分, 相對於上述(1)陽離子聚合性有機物質混合物100質量份,脂環式環氧化合物(1B)為1~60質量份,脂肪族環氧化合物(1A)為0~70質量份,芳香族環氧化合物(1C)為20~80質量份。
- 如請求項2之陽離子聚合性組合物,其中上述芳香族環氧化合物(1C)之環氧當量為80~500或黏度為2000mPa‧s以下。
- 如請求項2之陽離子聚合性組合物,其含有選自酚類之縮水甘油醚、苯甲酸之縮水甘油酯類或氧化苯乙烯類之群中之至少一種作為上述芳香族環氧化合物(1C)。
- 如請求項1或2之陽離子聚合性組合物,其進而包含具有環氧基之重量平均分子量1000~1000000之高分子量體(1D)、乙烯醚化合物或氧雜環丁烷化合物(1E)之至少一者作為(1)陽離子聚合性有機物質。
- 如請求項1或2之陽離子聚合性組合物,其中(2)能量線敏感性陽離子聚合起始劑係[A]r+[B]r-(式中,A表示陽離子種,B表示陰離子種,r表示價數)所表示之陽離子與陰離子之鹽。
- 如請求項1或2之陽離子聚合性組合物,其水分量為5質量%以下。
- 如請求項1或2之陽離子聚合性組合物,其黏度為200mPa‧s以下。
- 一種接著劑,其特徵在於:包含如請求項1或2之陽離子聚合性組合物。
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