WO2014038592A1 - 湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a moisture curable and photocurable resin composition. More specifically, the present invention relates to a resin composition having excellent moisture curability and storage stability.
- the photo-curing resin is characterized by excellent curing speed and simple curing process.
- the photocurable resin has a disadvantage that it cures only the portion irradiated with the light beam and remains uncured when it enters the gap or shadow of the member.
- resins that have been provided with moisture curability as well as photocuring properties have been developed so as not to leave such uncured portions.
- Patent Document 1 discloses a urethane (meth) acrylate oligomer, a compound having an alkyl group having 8 or more carbon atoms or a cycloalkyl group having 8 or more carbon atoms and one (meth) acryloyl group in the molecule, and 2 in the molecule.
- An invention relating to a photocurable composition for electrode coating containing a compound having one or more isocyanate groups, a moisture curing catalyst, and a photopolymerization initiator is disclosed.
- Patent Document 2 discloses a curable composition having thermal conductivity, which includes a compound having one or more vinyl groups and isocyanate groups in one molecule, a photopolymerization initiator, and a thermally conductive filler. Such an invention is disclosed.
- Patent Documents 1 and 2 disclose that an organic tin compound is effective as a moisture curing catalyst.
- organotin compounds are highly toxic and harmful to the human body, causing movements to regulate the use of organotin compounds. Therefore, there is a strong demand for a catalyst that can replace the organotin compound for the moisture curing catalyst.
- a titanium catalyst is known as a catalyst that can replace the organic tin compound.
- a resin composition using a titanium catalyst as a moisture curing catalyst has a problem that the cured product turns yellow when photocured, and is not suitable for applications such as adhesion and sealing that require transparency. there were.
- the present invention has been made in view of the above problems, and the purpose thereof is excellent in curability because it has a good balance between moisture curability and photocurability without using an organotin compound, and also excellent after storage.
- Another object of the present invention is to provide a moisture curable and photo-curable resin composition having excellent moisture curable properties and excellent transparency.
- the present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, the inventors have found that the above-described problems can be solved by specific moisture curable and photocurable compositions, and have completed the present invention.
- each R is independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
- each X is independently methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, propyl acetoacetate, butyl acetoacetate, pentylacetate. It is selected from the group consisting of acetate, hexyl acetoacetate, acetylacetonate, ethyl lactate, methyl pivaloyl acetate, methyl isobutyroyl acetate, ethyl benzoyl acetate, and n is an integer of 0-3.
- the content of the component (B) is 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the component (A), according to [1] or [2]
- the present invention without using an organic tin compound, it has excellent moisture curability because it has a good balance between moisture curability and photocurability, and retains excellent moisture curability after storage, and also has transparency.
- An excellent moisture curable and photocurable resin composition can be obtained.
- the component (A) is a compound having at least one isocyanate group and one vinyl group.
- the vinyl group is not particularly limited as long as it is a group having a double bond between carbon atoms, and examples thereof include a (meth) acryloyl group and an alkenyl group. Of these, a (meth) acryloyl group is preferable.
- Examples of the compound having at least one isocyanate group and vinyl group include (a-1) reacting a vinyl group-containing compound having an active hydrogen group such as a hydroxyl group or an amino group with a compound having two or more isocyanate groups. Compounds obtained, (a-2) vinyl group-containing compounds having active hydrogen groups such as hydroxyl groups and amino groups, compounds having two or more isocyanate groups, compounds obtained by reacting polyols, (a-3) 2- (Meth) acryloyloxyethyl isocyanate, 1,1- (bisacryloyloxymethyl) ethyl isocyanate and the like. These components (A) may be used alone or in combination of two or more.
- Examples of the compound having two or more isocyanate groups include isophorone diisocyanate, dicyclopentanyl diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, Naphthalene-1,4-diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 3,3'-diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, xylene-1,4-diisocyanate, 4,4'-diphenylpropane diisocyanate, trimethylene Diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, propylene-1,2-diisocyanate, butylene-1,2-diisocyanate, cyclohexylene-1,2-diisocyanate, cyclohex Diisocyanates such as len-1,4-d
- Examples of the vinyl group-containing compound having an active hydrogen group include a (meth) acryloyl group-containing compound having an active hydrogen group. Specifically, hydroxyl group-containing (meth) acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate; amino groups such as N-isopropylacrylamide ( And (meth) acrylate. These vinyl group-containing compounds having an active hydrogen group can be used alone or in combination.
- polystyrene resin examples include polyether polyols such as polypropylene glycol and polytetramethylene glycol, polyester polyols obtained by reaction of polyhydric alcohols and polybasic acids, caprolactone polyols, polycarbonate polyols, polybutadiene polyols, and hydrogenated polybutadiene polyols.
- polyether polyols such as polypropylene glycol and polytetramethylene glycol
- polyester polyols obtained by reaction of polyhydric alcohols and polybasic acids
- caprolactone polyols examples include polycarbonate polyols, polybutadiene polyols, and hydrogenated polybutadiene polyols.
- Castor oil-based polyol hydrogenated castor oil-based polyol, polyisoprene polyol, hydrogenated polyisoprene polyol, and the like.
- These polyols can be used individually or in mixture of multiple types.
- the component (B) has a function as a moisture curing catalyst.
- the component (B) is a zirconium chelate compound.
- a zirconium chelate compound By using a zirconium chelate compound as the component (B), the resulting moisture-curing and photo-curing resin composition has moisture-curing properties and retains excellent moisture-curing properties after storage and is cured.
- the cured product is excellent in transparency.
- the “zirconium chelate compound” means a compound in which at least one ligand is coordinated to a zirconium ion.
- the “ligand” has at least two groups selected from the group consisting of an alkoxy group, a carbonyl group, an ester group, an amino group, and an amide group, and has two or more coordination positions. It means what you have.
- ligand examples include diol, diketone, dicarboxylic acid, diamine, ketoalcohol, ketoester, ketoacid, ketoamine, ketoamide, hydroxycarboxylic acid, hydroxylamine, aminocarboxylic acid, etc.
- the specific component (B) is not particularly limited as long as it is a zirconium chelate compound, but a compound having a structure represented by the following formula (1) is preferable from the viewpoint of excellent moisture curability after storage.
- each R is independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
- each X is independently methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, propyl acetoacetate, butyl acetoacetate, pentylacetate.
- X is acetylacetonate, methylacetoacetate, ethylacetoacetate, propylacetate.
- R is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of better moisture curability.
- component (B) examples include zirconium tetraacetylacetonate, zirconium diethoxybis (ethylacetoacetate), zirconium diethoxybis (methylacetoacetate, zirconium dipropoxybis (ethylacetoacetate), zirconium Dipropoxy bis (methyl acetoacetate), zirconium dibutoxy bis (ethyl acetoacetate), zirconium dibutoxy bis (methyl acetoacetate), zirconium butoxy tris (ethyl acetoacetate), zirconium tributoxy acetylacetonate Zirconium tetraacetylacetonate and zirconium dibutoxybis (ethyl acetoacetate).
- (B) As a component a commercial item can be used without limitation. Specific examples include ZC-150, ZC-540, ZC-580, ZC-700 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) and the like.
- the blending ratio of the component (B) is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.03 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the component (A). It is preferable that the content is 0.01 parts by mass or more because moisture curability can be maintained for a long time. On the other hand, the content of 5 parts by mass or less is preferable because excellent storage stability can be obtained.
- the photoinitiator that is the component (C) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound that generates radicals when irradiated with active energy rays such as ultraviolet rays.
- Examples of the component (C) include acetophenone photoinitiators, benzoin photoinitiators, benzophenone photoinitiators, thioxanthone photoinitiators, acylphosphine oxide photoinitiators, and the like.
- acetophenone photoinitiator acylphosphine oxide light are used from the viewpoint that a curable composition having excellent curability can be obtained by having a good balance between moisture curable property and photocurable property without using an organotin compound. It is preferable to use an initiator. Moreover, these photoinitiators may be used independently and 2 or more types may be used together.
- the acetophenone photoinitiator is not particularly limited, but is diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2 -Hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4- And morpholinophenyl) butanone and 2-hydroxy-2-methyl-1- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanone oligomer.
- the acylphosphine oxide photoinitiator is not particularly limited, and examples thereof include bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide and 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide.
- the compounding amount of the component (C) in the present invention is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.3 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). It is preferable for it to be 10 parts by mass or less since the transparency of the cured product can be obtained. On the other hand, it is preferable that it is 0.1 parts by mass or more because excellent photocurability is obtained.
- the moisture curable and photocurable composition according to the present invention may further use a radically polymerizable compound other than the component (A) according to the desired properties such as adhesive strength, resin strength, and flexibility.
- a radically polymerizable compound other than the component (A) examples include monofunctional (meth) acrylate monomers, polyfunctional (meth) acrylate monomers, and (meth) acryl oligomers.
- Examples of monofunctional (meth) acrylate monomers include isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, tricyclodecane (meth) acrylate, dicyclopentadieneoxyethyl (meth) acrylate, and dicyclopentanyl (meth) acrylate.
- Phenyloxyethyl (meth) acrylate Phenyloxyethyl (meth) acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, morpholine (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, Stearyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate And the like.
- polyfunctional (meth) acrylate monomer examples include neopentyl glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, dicyclopentanyl di (meth) acrylate, and 1,6-hexanediol di (meth) acrylate.
- Examples thereof include nurate, ethylene oxide-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and epoxy (meth) acrylate.
- (Meth) acrylic oligomer includes urethane (meth) acrylate.
- the (meth) acryl oligomer is preferably solid at room temperature because it is excellent in moisture curability.
- the amount of the radical polymerizable compound other than the component (A) is preferably 1 to 100 parts by mass, more preferably 5 to 75 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
- the moisture curable and photocurable composition is a filler, a storage stabilizer, an antioxidant, a light stabilizer, an adhesion aid, an elastomer, as long as the object of the present invention is not impaired.
- Additives such as plasticizers, dyes, pigments, flame retardants, and surfactants can be used.
- the moisture curable and photocurable composition may be added with a filler for the purpose of improving the elastic modulus and fluidity of the cured product.
- a filler examples include glass, fumed silica, alumina, mica, ceramics, silicone rubber powder, calcium carbonate, magnesium oxide, aluminum nitride, carbon powder, kaolin clay, dry clay mineral, and dry diatomaceous earth.
- the blending amount of the filler is preferably about 0.1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A). It is preferable for it to be at least 0.1 part by mass since the elastic modulus and fluidity of the cured product can be improved. On the other hand, when the amount is 100 parts by mass or less, the fluidity of the composition is suitable, and high workability is obtained, which is preferable.
- the (A) component has a vinyl group that can be cured by reacting with radicals generated by the action of the (C) component, and thus has photocurability. Moreover, since the component (A) has an isocyanate group that can be cured by reacting with moisture, it has moisture curability. At this time, moisture curability is promoted by the catalyst of component (B). In addition, by using a zirconium chelate compound as the component (B), problems such as yellowing of the cured product hardly occur or do not occur. Since these photo-curing properties and moisture-curing properties proceed by different mechanisms, each performance can be expressed in a well-balanced manner and excellent curability can be exhibited. Thereby, the moisture curable and photocurable resin composition according to the present embodiment has excellent moisture curability because it has a good balance between moisture curable and photocurable without using an organotin compound, and even after storage. Maintains excellent moisture curability and excellent transparency.
- the light source irradiated for photocuring is not particularly limited.
- an ultrahigh pressure mercury lamp, a deep UV lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an LED light source, an excimer laser, or the like is used as the light source.
- the light irradiation conditions for example high-pressure mercury lamp which emits light of 0.99 ⁇ 450 nm wavelength range, a metal halide lamp, xenon lamp, using a chemical lamp or the like may be irradiated approximately 100 ⁇ 10000mJ / cm 2.
- the moisture curable and photocurable resin composition according to the present invention is suitably used as an adhesive, a pressure-sensitive adhesive, a paint, a coating agent, a sealant, a resist, a sealing material, an ink, or the like.
- the moisture curable and photocurable compositions are particularly preferably used as an adhesive, a coating agent, and a sealant.
- the moisture curable and photocurable resin composition of the present invention has excellent moisture curability because it has a good balance between moisture curable and photocurable without using an organotin compound, and excellent moisture curing even after storage. It has the effect of maintaining the properties and is excellent in transparency. Therefore, when the present invention is used in an assembly process for electronic parts or the like, the work efficiency can be improved. In particular, in application to a component where the sagging of the gap portion may cause a defect, the sagging property can be further suppressed and the defect rate of the product can be lowered, which is industrially useful.
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Abstract
【課題】本発明は、人体への有害性が問題となっている有機スズ化合物を用いることなく、湿気硬化性及び光硬化性をともにバランスよく有するため硬化性に優れ、かつ、貯蔵後も優れた湿気硬化性を保持するとともに、透明性に優れる湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。 【解決手段】下記の(A)~(C)成分を含有する湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物: (A)成分:イソシアネート基及びビニル基をそれぞれ1以上有する化合物 (B)成分:ジルコニウムキレート化合物 (C)成分:光開始剤。
Description
本発明は、湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物に関する。より詳細には、本発明は、優れた湿気硬化性、貯蔵安定性に優れる樹脂組成物に関する。
光硬化性樹脂は硬化速度に優れ、硬化工程が簡便であるなどの特徴がある。しかしながら、光硬化性樹脂は、光線が照射された部分しか硬化せず、部材の隙間部や陰部に入り込むと未硬化のままとなってしまうといった短所があった。しかし近年では、このような未硬化の部分を残存させないように、光硬化性とともに湿気硬化性を付与した樹脂が開発されている。
例えば、特許文献1には、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、分子中に炭素数8以上のアルキル基又は炭素数8以上のシクロアルキル基と(メタ)アクリロイル基を1個有する化合物、分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物、湿気硬化用触媒並びに光重合開始剤を含有する電極被覆用光硬化型組成物に係る発明が開示されている。また、特許文献2には、一分子中にビニル基とイソシアネート基をそれぞれ1つ以上有する化合物と、光重合開始剤と、熱伝導性充填材とを含む熱伝導性を有する硬化性組成物に係る発明が開示されている。
ここで、特許文献1、2においては、湿気硬化触媒として有機スズ化合物が有効である旨が開示されている。しかしながら、有機スズ化合物は毒性が強く、人体への有害性が問題となっており、有機スズ化合物の使用を規制する動きが出てきている。そのため、湿気硬化触媒について有機スズ化合物の代替となる触媒が強く要望されている。
なお、有機スズ化合物の代替となりうる触媒としてチタン触媒が知られている。しかしながら、湿気硬化触媒としてチタン触媒を用いた樹脂組成物は、光硬化させた場合に硬化物が黄変してしまうという問題があり、透明性が求められる接着、封止等の用途に不向きであった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、有機スズ化合物を用いることなく、湿気硬化性及び光硬化性をともにバランスよく有するため硬化性に優れ、かつ、貯蔵後も優れた湿気硬化性を保持するとともに、透明性に優れる湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った。その結果、特定の湿気硬化性及び光硬化性組成物により上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の要旨を次に説明する。
[1]下記の(A)~(C)成分を含有する湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物:
(A)成分:イソシアネート基及びビニル基をそれぞれ1以上有する化合物
(B)成分:ジルコニウムキレート化合物
(C)成分:光開始剤;
[2]前記(B)成分が、下記式(1)で表される化合物であることを特徴とする、[1]に記載の湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物;
(A)成分:イソシアネート基及びビニル基をそれぞれ1以上有する化合物
(B)成分:ジルコニウムキレート化合物
(C)成分:光開始剤;
[2]前記(B)成分が、下記式(1)で表される化合物であることを特徴とする、[1]に記載の湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物;
(上記式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~10のアルキル基であり、Xは、それぞれ独立して、メチルアセトアセテート、エチルアセトアセテート、プロピルアセトアセテート、ブチルアセトアセテート、ペンチルアセトアセテート、ヘキシルアセトアセテート、アセチルアセトネート、エチルラクテート、メチルピバロイルアセテート、メチルイソブチロイルアセテート、エチルベンゾイルアセテートからなる群から選択されるものであり、nは、0~3の整数である。)
[3]前記(B)成分の含有量が、(A)成分の合計量100質量部に対して、0.01~5質量部であることを特徴とする、[1]または[2]に記載の湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物;
[4]前記(A)成分が、イソシアネート基及び(メタ)アクリロイル基をそれぞれ1以上有する化合物であることを特徴とする、[1]~[3]のいずれか1項に記載の湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物。
[3]前記(B)成分の含有量が、(A)成分の合計量100質量部に対して、0.01~5質量部であることを特徴とする、[1]または[2]に記載の湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物;
[4]前記(A)成分が、イソシアネート基及び(メタ)アクリロイル基をそれぞれ1以上有する化合物であることを特徴とする、[1]~[3]のいずれか1項に記載の湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物。
本発明によれば、有機スズ化合物を用いることなく、湿気硬化性及び光硬化性をともにバランスよく有するため硬化性に優れ、かつ、貯蔵後も優れた湿気硬化性を保持するとともに、透明性に優れる湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物を得ることができる。
以下に発明の詳細を説明する。
<(A)成分>
(A)成分は、イソシアネート基及びビニル基をそれぞれ1以上有する化合物である。この際、前記ビニル基としては、炭素原子どうしの二重結合を有する基であれば特に制限されないが、(メタ)アクリロイル基、アルケニル基等が挙げられる。このうち、(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。
(A)成分は、イソシアネート基及びビニル基をそれぞれ1以上有する化合物である。この際、前記ビニル基としては、炭素原子どうしの二重結合を有する基であれば特に制限されないが、(メタ)アクリロイル基、アルケニル基等が挙げられる。このうち、(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。
イソシアネート基及びビニル基をそれぞれ1以上有する化合物としては、例えば、(a-1)水酸基やアミノ基などの活性水素基を有するビニル基含有化合物とイソシアネート基を2以上有する化合物とを反応させることで得られる化合物、(a-2)水酸基やアミノ基などの活性水素基を有するビニル基含有化合物、イソシアネート基を2以上有する化合物、ポリオールを反応させることで得られる化合物、(a-3)2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等が挙げられる。これらの(A)成分は、それぞれ単独で使用してもよく、また複数種を併用してもよい。
前記イソシアネート基を2以上有する化合物としては、例えば、イソホロンジイソシネート、ジシクロペンタニルジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、ナフタレン-1,4-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4′-ジイソシアネート、3,3′-ジフェニルメタン-4,4′-ジイソシアネート、キシレン-1,4-ジイソシアネート、4,4′-ジフェニルプロパンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、プロピレン-1,2-ジイソシアネート、ブチレン-1,2-ジイソシアネート、シクロヘキシレン-1,2-ジイソシアネート、シクロヘキシレン-1,4-ジイソシアネート等のジイソシアネート類;4,4′,4″-トリフェニルメタントリイソシアネート、トルエン-2,4,6-トリイソシアネート等のトリイソシアネート類;4,4′-ジメチルジフェニルメタン-2,2′,5,5′-テトライソシアネート等のテトライソシアネート類が挙げられる。これらのイソシアネート基を2以上有する化合物は、単独または複数種を混合して使用することができる。
前記活性水素基を有するビニル基含有化合物としては、例えば、活性水素基を有する(メタ)アクリロイル基含有化合物等が挙げられる。具体的には、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート;N-イソプロピルアクリルアミド等のアミノ基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの活性水素基を有するビニル基含有化合物は、単独または複数種を混合して使用することができる。
前記ポリオールとしては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオール、多価アルコールと多塩基酸との反応によって得られるポリエステルポリオール、カプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添化ポリブタジエンポリオール、ヒマシ油系ポリオール、水添化ヒマシ油系ポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添化ポリイソプレンポリオール等が挙げられる。これらのポリオールは、単独または複数種を混合して使用することができる。
<(B)成分>
(B)成分は、湿気硬化触媒としての機能を有する。
(B)成分は、湿気硬化触媒としての機能を有する。
当該(B)成分は、ジルコニウムキレート化合物である。(B)成分としてジルコニウムキレート化合物を用いることにより、得られる湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物は、湿気硬化性を有し、かつ、貯蔵後を優れた湿気硬化性を保持するとともに、硬化させた硬化物が透明性に優れる。なお、本明細書において「ジルコニウムキレート化合物」とは、ジルコニウムイオンに対し、少なくとも1つの配位子が配位するものを意味する。この際、「配位子」とは、アルコキシ基、カルボニル基、エステル基、アミノ基、およびアミド基からなる群から選択される少なくとも2つの基を有し、かつ、2以上の配位座を有するものを意味する。当該配位子の具体例としては、ジオール、ジケトン、ジカルボン酸、ジアミン、ケトアルコール、ケトエステル、ケト酸、ケトアミン、ケトアミド、ヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシルアミン、アミノカルボン酸等のうち、複数の配位座を有する基等が挙げられる。
具体的な(B)成分としては、ジルコニウムキレート化合物であれば特に制限されないが、貯蔵後の湿気硬化性に特に優れるという観点から、下記式(1)で表される構造の化合物が好ましい。
(上記式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~10のアルキル基であり、Xは、それぞれ独立して、メチルアセトアセテート、エチルアセトアセテート、プロピルアセトアセテート、ブチルアセトアセテート、ペンチルアセトアセテート、ヘキシルアセトアセテート、アセチルアセトネート、エチルラクテート、メチルピバロイルアセテート、メチルイソブチロイルアセテート、エチルベンゾイルアセテートからなる群から選択されるものであり、nは0~3の整数である。)
上記式(1)で表される構造の化合物のうち、貯蔵後も優れた湿気硬化性を保持する組成物が得られることから、Xがアセチルアセトネート、メチルアセトアセテート、エチルアセトアセテート、プロピルアセトアセテートであることが好ましい。また、Rは、炭素数1~8のアルキル基であることが好ましく、より湿気硬化性に優れる観点から炭素数1~4のアルキル基であることがより好ましい。
上記式(1)で表される構造の化合物のうち、貯蔵後も優れた湿気硬化性を保持する組成物が得られることから、Xがアセチルアセトネート、メチルアセトアセテート、エチルアセトアセテート、プロピルアセトアセテートであることが好ましい。また、Rは、炭素数1~8のアルキル基であることが好ましく、より湿気硬化性に優れる観点から炭素数1~4のアルキル基であることがより好ましい。
(B)成分の具体的な化合物としては、例えば、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムジエトキシビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムジエトキシビス(メチルアセトアセテート、ジルコニウムジプロポキシビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムジプロポキシビス(メチルアセトアセテート)、ジルコニウムジブトキシビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムジブトキシビス(メチルアセトアセテート)、ジルコニウムブトキシトリス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネート等が挙げられ、好ましくは、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビス(エチルアセトアセテート)が挙げられる。
(B)成分としては、特に限定することなく市販品を使用することができる。具体例としては、ZC-150、ZC-540、ZC-580、ZC-700(マツモトファインケミカル株式会社製)等が挙げられる。
前記(B)成分の配合割合は、(A)成分の合計量100質量部に対して、好ましくは0.01~5質量部であり、さらに好ましくは0.03~3質量部である。0.01質量部以上であると湿気硬化性を長期間維持できることができることから好ましい。一方、5質量部以下であると優れた貯蔵安定性が得られることから好ましい。
<(C)成分>
本発明に用いられる(C)成分である光開始剤は、紫外線等の活性エネルギー線を照射することにより、ラジカルが発生する化合物であれば、特に制限されない。(C)成分としては、例えば、アセトフェノン系光開始剤、ベンゾイン系光開始剤、ベンゾフェノン系光開始剤、チオキサントン系光開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光開始剤等が挙げられる。これらのうち、有機スズ化合物を用いることなく湿気硬化性及び光硬化性をともにバランスよく有することにより硬化性に優れる硬化性組成物が得られるという観点から、アセトフェノン系光開始剤、アシルホスフィンオキサイド光開始剤を用いることが好ましい。またこれらの光開始剤は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
本発明に用いられる(C)成分である光開始剤は、紫外線等の活性エネルギー線を照射することにより、ラジカルが発生する化合物であれば、特に制限されない。(C)成分としては、例えば、アセトフェノン系光開始剤、ベンゾイン系光開始剤、ベンゾフェノン系光開始剤、チオキサントン系光開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光開始剤等が挙げられる。これらのうち、有機スズ化合物を用いることなく湿気硬化性及び光硬化性をともにバランスよく有することにより硬化性に優れる硬化性組成物が得られるという観点から、アセトフェノン系光開始剤、アシルホスフィンオキサイド光開始剤を用いることが好ましい。またこれらの光開始剤は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
アセトフェノン系光開始剤としては、特に制限されないが、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等が挙げられる。
アシルホスフィンオキサイド系光開始剤としては、特に制限されないが、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。
本発明における(C)成分の配合量は、(A)成分割合100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部であり、より好ましくは0.3~5質量部である。10質量部以下であると、硬化物の透明性が得られることから好ましい。一方、0.1質量部以上であると、優れた光硬化性が得られることから好ましい。
本発明に係る湿気硬化性及び光硬化性組成物は、接着力、樹脂強度、柔軟性など、求めている特性に応じて、(A)成分以外のラジカル重合性化合物をさらに使用してもよい。(A)成分以外のラジカル重合性化合物としては、単官能(メタ)アクリレートモノマー、多官能(メタ)アクリレートモノマー、(メタ)アクリルオリゴマーなどが挙げられる。前記(A)成分以外のラジカル重合性化合物を使用することにより、接着力、樹脂強度、柔軟性を向上させることができる。
単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカン(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエンオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、フェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、モルフォリン(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリス[(メタ)アクリロキシエチル]イソシアヌレート、エチレンオキシド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(メタ)アクリルオリゴマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレートなどが挙げられる。当該(メタ)アクリルオリゴマーは、湿気硬化性に優れることから、常温で固体であることが好ましい。
(A)成分以外のラジカル重合性化合物の配合量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは1~100質量部であり、より好ましくは5~75質量部である。
本発明の一実施形態において、湿気硬化性及び光硬化性組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、充填材、保存安定剤、酸化防止剤、光安定剤、接着助剤、エラストマー、可塑剤、染料、顔料、難燃剤、及び界面活性剤等の添加剤を使用することができる。
また、本発明の一実施形態において、湿気硬化性及び光硬化性組成物は、硬化物の弾性率、流動性などの改良を目的として、充填材を添加してもよい。充填材としては、ガラス、フュームドシリカ、アルミナ、マイカ、セラミックス、シリコーンゴム粉体、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、窒化アルミ、カーボン粉、カオリンクレー、乾燥粘土鉱物、乾燥珪藻土等が挙げられる。充填材の配合量は、(A)成分100質量部に対して、0.1~100質量部程度が好ましい。0.1質量部以上であると、硬化物の弾性率、流動性が改良されうることから好ましい。一方、100質量部以下であると、組成物の流動性が好適なものとなり、高い作業性が得られることから好ましい。
本形態に係る湿気硬化性及び光硬化性組成物によれば、(A)成分が(C)成分の作用により発生するラジカルと反応し硬化できるビニル基を有するため光硬化性を有する。また、(A)成分が、水分と反応し硬化できるイソシアネート基を有するため湿気硬化性を有する。この際、湿気硬化性は(B)成分の触媒により促進される。また、(B)成分としてジルコニウムキレート化合物を用いることにより、硬化物の黄変等の問題も生じにくい、または生じない。そして、これらの光硬化性および湿気硬化性の性質は、互いに別のメカニズムにより進行するためバランスよく各性能を発現し、優れた硬化性を示すことができる。これにより、本形態に係る湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物は、有機スズ化合物を用いることなく、湿気硬化性及び光硬化性をともにバランスよく有するため硬化性に優れ、かつ、貯蔵後も優れた湿気硬化性を保持するとともに、透明性に優れる。
本発明に係る湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物において、光硬化させるために照射される光源は、特に限定されない。光源として、超高圧水銀灯、Deep UV ランプ、高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、LED光源又はエキシマレーザー等が用いられる。光照射条件としては、例えば150~450nm波長域の光を発する高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ等を用いて、100~10000mJ/cm2程度照射すればよい。
本発明に係る湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物は、接着剤、粘着剤、塗料、コーティング剤、封止剤、レジスト、シーリング材又はインキ等として好適に用いられる。なかでも、湿気硬化性及び光硬化性組成物は、接着剤、コーティング剤、封止剤として特に好適に用いられる。
以下に実施例をあげて本発明を更に詳細の説明をするが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
<実施例1~7及び比較例1~8>
組成物を調製するために下記成分を準備した。
組成物を調製するために下記成分を準備した。
<(A)成分>
(a-1)イソシアネート基及びビニル基を有するウレタンアクリレート
<ウレタンアクリレート(a-1)の合成>
温度計、攪拌機を備えたガラス製反応容器に、ヘキサメチレンジイソシアネート168質量部とオクチル酸亜鉛0.01質量部を仕込み、撹拌しながら60℃に加温した。これに2-ヒドロキシプロピルアクリレート144質量部を滴下し、3時間撹拌して反応させイソシアネート基及びビニル基を有するウレタンアクリレート(a-1)を得た。
(a-1)イソシアネート基及びビニル基を有するウレタンアクリレート
<ウレタンアクリレート(a-1)の合成>
温度計、攪拌機を備えたガラス製反応容器に、ヘキサメチレンジイソシアネート168質量部とオクチル酸亜鉛0.01質量部を仕込み、撹拌しながら60℃に加温した。これに2-ヒドロキシプロピルアクリレート144質量部を滴下し、3時間撹拌して反応させイソシアネート基及びビニル基を有するウレタンアクリレート(a-1)を得た。
(a-2)2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート
<(B)成分>
(b-1)ジルコニウムテトラアセチルアセトネート(ZC-150、マツモトファインケミカル株式会社製)
(b-2)ジルコニウムジブトキシビス(エチルアセトアセテート)(ZC-580、マツモトファインケミカル株式会社製)
(b-3)ジルコニウムトリブトキシ モノアセチルアセトネート(ZC-540、マツモトファインケミカル株式会社製)
<(B)成分の比較成分>
(b’-1)ジルコニウムテトラノルマルプロポキシド(ZA-45、マツモトファインケミカル株式会社製)
(b’-2)チタンジイソプロヒポキシビス(エチルアセトアセテート)
(b’-3)ビスマス触媒(プキャット25、日本化学産業株式会社製)
(b’-4)1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7
(b’-5)アルミニウム触媒(XC-5218、King Industries inc社製)
(b’-6)アセチルアセトンバナジウム
<(C)成分>
(c-1)1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン
<その他成分>
(UA)常温で固体であるウレタン(メタ)アクリレート
実施例及び比較例において使用した試験法は下記の通りである。
<(B)成分>
(b-1)ジルコニウムテトラアセチルアセトネート(ZC-150、マツモトファインケミカル株式会社製)
(b-2)ジルコニウムジブトキシビス(エチルアセトアセテート)(ZC-580、マツモトファインケミカル株式会社製)
(b-3)ジルコニウムトリブトキシ モノアセチルアセトネート(ZC-540、マツモトファインケミカル株式会社製)
<(B)成分の比較成分>
(b’-1)ジルコニウムテトラノルマルプロポキシド(ZA-45、マツモトファインケミカル株式会社製)
(b’-2)チタンジイソプロヒポキシビス(エチルアセトアセテート)
(b’-3)ビスマス触媒(プキャット25、日本化学産業株式会社製)
(b’-4)1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7
(b’-5)アルミニウム触媒(XC-5218、King Industries inc社製)
(b’-6)アセチルアセトンバナジウム
<(C)成分>
(c-1)1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン
<その他成分>
(UA)常温で固体であるウレタン(メタ)アクリレート
実施例及び比較例において使用した試験法は下記の通りである。
<組成物の調製>
各成分を表1、2に示す質量部で採取し、常温にてプラネタリーミキサーで30分混合し、樹脂組成物を調製し、各種物性に関して次のようにして測定した。尚詳細な組成物の各成分の配合量は表1、2に従い、数値は全て質量部で表記する。表2に記載のゲル化とは組成物の調製時にゲル化してしまったものであり、貯蔵安定性がないことを意味する。
各成分を表1、2に示す質量部で採取し、常温にてプラネタリーミキサーで30分混合し、樹脂組成物を調製し、各種物性に関して次のようにして測定した。尚詳細な組成物の各成分の配合量は表1、2に従い、数値は全て質量部で表記する。表2に記載のゲル化とは組成物の調製時にゲル化してしまったものであり、貯蔵安定性がないことを意味する。
<湿気硬化性確認試験>
実施例及び比較例の組成物をガラス板の上に1mmの厚みになるように皮膜形成させた。この皮膜を25℃×55%Rhの恒温槽内にて放置し、1時間毎に表面硬化性を指触により確認し、下記評価基準に基づき評価した。その結果を表1、2に示す。
実施例及び比較例の組成物をガラス板の上に1mmの厚みになるように皮膜形成させた。この皮膜を25℃×55%Rhの恒温槽内にて放置し、1時間毎に表面硬化性を指触により確認し、下記評価基準に基づき評価した。その結果を表1、2に示す。
[評価基準]
◎:18時間以内に硬化が確認された
○:18~24時間で硬化が確認された
×:24時間たっても硬化が確認されなかった。
◎:18時間以内に硬化が確認された
○:18~24時間で硬化が確認された
×:24時間たっても硬化が確認されなかった。
<貯蔵後の湿気硬化性確認試験>
実施例及び比較例の組成物を50℃に保たれた高温槽に10日間貯蔵後、上記同様に湿気硬化性確認試験を行った。その結果を表1、2に示す。
実施例及び比較例の組成物を50℃に保たれた高温槽に10日間貯蔵後、上記同様に湿気硬化性確認試験を行った。その結果を表1、2に示す。
<光硬化性試験>
内径30mmのポリエチレン製キャップを用意し、このキャップに実施例及び比較例の各組成物を1g取り、紫外線照射装置を用いて紫外線(3000mJ/cm2の積算光量)を照射した。照射後に組成物を指触により確認し、下記評価基準に基づき評価した。その結果を表1、2に示す。
内径30mmのポリエチレン製キャップを用意し、このキャップに実施例及び比較例の各組成物を1g取り、紫外線照射装置を用いて紫外線(3000mJ/cm2の積算光量)を照射した。照射後に組成物を指触により確認し、下記評価基準に基づき評価した。その結果を表1、2に示す。
○:表面の硬化が確認された
×:表面の硬化が確認されなかった。
×:表面の硬化が確認されなかった。
<硬化物の外観>
上記光硬化性試験で得られた光硬化物の外観を下記評価基準に基づき評価した。その結果を表1、2に示す。
上記光硬化性試験で得られた光硬化物の外観を下記評価基準に基づき評価した。その結果を表1、2に示す。
○:硬化物が透明であった
×:硬化物に黄変が生じていた。
×:硬化物に黄変が生じていた。
表1および2の結果からも明らかなように、湿気硬化性確認試験(初期)および光硬化性試験の結果から、実施例の組成物は、有機スズ化合物を用いることなく、湿気硬化性及び光硬化性をともにバランスよく有していることが分かる。また、湿気硬化性確認試験(貯蔵後)の結果から、実施例の組成物は、貯蔵後も優れた湿気硬化性を保持することが分かる。さらに、硬化物の外観の結果から、実施例の組成物の外観は透明性に優れ、比較例2のチタン触媒を用いた樹脂組成物のように黄変しなかった。
本発明の湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物は、有機スズ化合物を用いることなく、湿気硬化性及び光硬化性をともにバランスよく有するため硬化性に優れ、かつ、貯蔵後も優れた湿気硬化性を保持する効果を有するとともに、透明性に優れる。したがって、本発明を電子部品等の組立工程に用いた場合、作業効率の向上が可能となる。特に隙間部の垂れが不良の原因となりうる部品への塗布では、垂れ性をより抑えることができ、製品の不良率を低くすることが出来ることから、産業上有用である。
本出願は、2012年9月10日に出願された日本特許出願番号2012-198214号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
Claims (4)
- 下記の(A)~(C)成分を含有する湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物;
(A)成分:イソシアネート基及びビニル基をそれぞれ1以上有する化合物
(B)成分:ジルコニウムキレート化合物
(C)成分:光開始剤。 - 前記(B)成分の含有量が、(A)成分の合計量100質量部に対して、0.01~5質量部であることを特徴とする、請求項1または2項に記載の湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物。
- 前記(A)成分が、イソシアネート基及び(メタ)アクリロイル基をそれぞれ1以上有する化合物であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の湿気硬化性及び光硬化性樹脂組成物。
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JP2012198214A JP2015221841A (ja) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | 湿気硬化及び光硬化性樹脂組成物 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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- 2012-09-10 JP JP2012198214A patent/JP2015221841A/ja active Pending
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