(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
(A)成分が、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂環式グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、トリアジン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂及びエポキシ変性樹脂からなる群より選ばれる1種以上のエポキシ樹脂である、請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、初期透明性が優れているとともに耐熱黄変性に優れる、エポキシ樹脂組成物及びエポキシ薄膜硬化物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明者らは、上記の課題を解決するために検討を重ねた結果、エポキシ樹脂、硬化剤として特定のポリカルボン酸無水物及び硬化促進剤に、さらにフェノール化合物及び/又は有機リン系化合物を含有したエポキシ樹脂組成物を硬化して得られるエポキシ薄膜硬化物は初期透明性及び耐熱黄変性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0014】
本発明は上記知見に基づき完成されたものであり、下記のエポキシ樹脂組成物及びエポキシ薄膜硬化物などを提供するものである。
【0015】
[項1]
下記(A)〜(D)成分を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
(A)成分:エポキシ樹脂
(B)成分:一般式(1)
【化1】
[式中、Aは、シクロアルキレン基、又は2以上のシクロアルキレン基が単結合若しくは2価の基を介して結合した基を示し、ここで、当該シクロアルキレン基は、置換基を有していてもよい。
R
1〜R
10は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基を示す。R
1〜R
10のうち、2つの基が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。]
で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物
(C)成分:硬化促進剤
(D)成分:フェノール系化合物及び/又は有機リン系化合物
【0016】
[項2]
(B)成分が、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂環式グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、トリアジン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂及びエポキシ変性樹脂からなる群より選ばれる1種以上のエポキシ樹脂である、[項1]に記載のエポキシ樹脂組成物。
【0017】
[項3]
一般式(1)で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物において、Aが、一般式(2)
【化2】
[式中、W
1及びW
2は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキレン基を示し、L
1は、単結合、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキリデン基、−O−、−S−、−CO−、−SO−、又は−SO
2−を示す。nは、0又は1の整数を示す。波線は、結合部位を示す。]
で表される2価の基である、[項1]又は[項2]に記載のエポキシ樹脂組成物。
【0018】
[項4]
一般式(2)で表される2価の基において、W
1及びW
2が、同一又は異なって、下記一般式(a)又は(b)で表される2価の基から選択される、[項3]に記載のエポキシ樹脂組成物。
【化3】
[式中、R
11は、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。rは0〜8の整数を示し、rが2〜8を示す場合は、2〜8個のR
11は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。rが2〜8を示す場合は、2個のR
11が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。波線は、結合部位を示す。]
【化4】
[式中、R
12は、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。sは0〜12の整数を示し、sが2〜12を示す場合は、2〜12個のR
12は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。sが2〜12を示す場合は、2個のR
12が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。波線は、結合部位を示す。]
【0019】
[項5]
一般式(2)で表される2価の基において、L
1が、下記一般式(c)で表される2価の基から選択される、[項3]又は[項4]に記載のエポキシ樹脂組成物。
【化5】
[式中、R
14及びR
15は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子が置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又はハロゲン原子が置換されていてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。波線は、結合部位を示す。]
【0020】
[項6]
一般式(2)で表される2価の基において、L
1が、下記一般式(c−1)〜(c−8)で表される2価の基から選択される、[項3]又は[項4]に記載のエポキシ樹脂組成物。
【化6】
【0021】
[項7]
一般式(1)で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物が、一般式(3)
【化7】
[式中、A及びR
1〜R
10は、前記一般式(1)におけると同義である。R
13は、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。xは、2以上を示す。]
で表される化合物である、[項1]〜[項6]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
【0022】
[項8]
一般式(3)のR
13が、メチル基、エチル基、イソブチル基又はtert−ブチル基である、[項7]に記載のエポキシ樹脂組成物。
【0023】
[項9]
ポリカルボン酸無水物の数平均分子量(ポリスチレン換算)が、500〜6000である、[項1]〜[項8]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
【0024】
[項10]
(C)成分が、第三級アミン化合物、イミダゾール化合物、第四級アンモニウム塩、有機金属化合物及び有機ホスホニウム化合物からなる群より選ばれる1種以上の硬化促進剤である、[項1]〜[項9]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
【0025】
[項11]
フェノール系化合物が、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)プロピオネート、2−メチル−4,6−ビス−オクチルチオメチルフェノール、3,9−ビス[2−{3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサピロ[5.5]ウンデカン、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、トリエチレングリコールビス{3−(3’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェノール)}プロピオネート、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンゼン)イソシアヌレート、2−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2−[1−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル−9−エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート、トリス(3,5,−ジブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート及びテトラキス{メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}メタンからなる群から選ばれた少なくとも1種以上のフェノール系化合物である、[項1]〜[項10]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
【0026】
[項12]
有機リン系化合物が、ジデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ジトリデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(デシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチル−1−フェニルオキシ)(2−エチルヘキシルオキシ)ホスホラス、6−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−tert−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキシド、3,9−ビス(2,6−ジーtert−ブチル−4−メチルフェノキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、2,2’−メチレンビス(4,6−ジーtert−ブチルフェニル)−2−エチルヘキシルホスファイト、3,9−ビス(オクタデシロキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、水添ビスフェノールA・ペンタエリスリトールホスファイトポリマー、水添ビスフェノールAホスファイトポリマー、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(クレジル)ホスファイト、トリス(2−エチルヘキシル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリス(トリデシル)ホスファイト、トリステアリルホスファイト、トリオレイルホスファイト、ジフェニル(2−エチルヘキシル)ホスファイト、ジフェニル(デシル)ホスファイト、ジフェニル(トリデシル)ホスファイト、フェニル(ジイソデシル)ホスファイト、テトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、テトラフェニル(テトラトリデシル)ペンタエリスリトールテトラホスファイト、テトラアルキル(炭素数12〜15のアルキル基)−4,4’−イソプロピリデンジフェニルジホスファイト、アルキル(C
12,C
14,C
16,C
18)アシッドホスフェート、ビス(2−エチルヘキシル)ハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト及びジフェニルハイドロゲンホスファイトからなる群から選ばれた少なくとも1種以上の有機リン系化合物である、[項1]〜[項11]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
【0027】
[項13]
(D)成分の含有量は、(B)成分100重量部に対して、0.01〜1.0重量部である、[項1]〜[項12]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
【0028】
[項14]
下記(B)成分及び(D)成分を含有することを特徴とする酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物。
(B)成分:一般式(1)
【化8】
[式中、Aは、シクロアルキレン基、又は2以上のシクロアルキレン基が単結合若しくは2価の基を介して結合した基を示し、ここで、当該シクロアルキレン基は、置換基を有していてもよい。
R
1〜R
10は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基を示す。R
1〜R
10のうち、2つの基が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。]
で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物
(D)成分:フェノール系化合物及び/又は有機リン系化合物
【0029】
[項15]
一般式(1)で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物において、Aが、一般式(2)
【化9】
[式中、W
1及びW
2は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキレン基を示し、L
1は、単結合、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキリデン基、−O−、−S−、−CO−、−SO−、又は−SO
2−を示す。nは、0又は1の整数を示す。波線は、結合部位を示す。]
で表される2価の基である、[項14]に記載の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物。
【0030】
[項16]
一般式(2)で表される2価の基において、W
1及びW
2が、同一又は異なって、下記一般式(a)又は(b)で表される2価の基から選択される、[項14]又は[項15]に記載の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物。
【化10】
[式中、R
11は、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。rは0〜8の整数を示し、rが2〜8を示す場合は、2〜8個のR
11は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。rが2〜8を示す場合は、2個のR
11が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。波線は、結合部位を示す。]
【化11】
[式中、R
12は、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。sは0〜12の整数を示し、sが2〜12を示す場合は、2〜12個のR
12は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。sが2〜12を示す場合は、2個のR
12が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。波線は、結合部位を示す。]
【0031】
[項17]
一般式(2)で表される2価の基において、L
1が、下記一般式(c)で表される2価の基から選択される、[項15]又は[項16]に記載の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物。
【化12】
[式中、R
14及びR
15は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子が置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又はハロゲン原子が置換されていてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。波線は、結合部位を示す。]
【0032】
[項18]
一般式(2)で表される2価の基において、L
1が、下記一般式(c−1)〜(c−8)で表される2価の基から選択される、[項15]又は[項16]に記載の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物。
【化13】
【0033】
[項19]
一般式(1)で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物が、一般式(3)
【化14】
[式中、A及びR
1〜R
10は、前記一般式(1)におけると同義である。R
13は、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。xは、2以上を示す。]
で表される化合物である、[項14]〜[項18]のいずれかに記載の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物。
【0034】
[項20]
一般式(3)のR
13が、メチル基、エチル基、イソブチル基又はtert−ブチル基である、[項19]に記載の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物。
【0035】
[項21]
ポリカルボン酸無水物の数平均分子量(ポリスチレン換算)が、500〜6000である、[項14]〜[項20]のいずれかに記載の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物。
【0036】
[項22]
フェノール系化合物が、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)プロピオネート、2−メチル−4,6−ビス−オクチルチオメチルフェノール、3,9−ビス[2−{3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサピロ[5.5]ウンデカン、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、トリエチレングリコールビス{3−(3’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェノール)}プロピオネート、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンゼン)イソシアヌレート、2−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2−[1−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル−9−エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート、トリス(3,5,−ジブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート及びテトラキス{メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}メタンからなる群から選ばれた少なくとも1種以上のフェノール系化合物である、[項14]〜[項21]のいずれかに記載の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物。
【0037】
[項23]
有機リン系化合物が、ジデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ジトリデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(デシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチル−1−フェニルオキシ)(2−エチルヘキシルオキシ)ホスホラス、6−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−tert−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキシド、3,9−ビス(2,6−ジーtert−ブチル−4−メチルフェノキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、2,2’−メチレンビス(4,6−ジーtert−ブチルフェニル)−2−エチルヘキシルホスファイト、3,9−ビス(オクタデシロキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、水添ビスフェノールA・ペンタエリスリトールホスファイトポリマー、水添ビスフェノールAホスファイトポリマー、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(クレジル)ホスファイト、トリス(2−エチルヘキシル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリス(トリデシル)ホスファイト、トリステアリルホスファイト、トリオレイルホスファイト、ジフェニル(2−エチルヘキシル)ホスファイト、ジフェニル(デシル)ホスファイト、ジフェニル(トリデシル)ホスファイト、フェニル(ジイソデシル)ホスファイト、テトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、テトラフェニル(テトラトリデシル)ペンタエリスリトールテトラホスファイト、テトラアルキル(炭素数12〜15のアルキル基)−4,4’−イソプロピリデンジフェニルジホスファイト、アルキル(C
12,C
14,C
16,C
18)アシッドホスフェート、ビス(2−エチルヘキシル)ハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト及びジフェニルハイドロゲンホスファイトからなる群から選ばれた少なくとも1種以上の有機リン系化合物である、[項14]〜[項22]のいずれかに記載の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物。
【0038】
[項24]
(D)成分の含有量は、(B)成分100重量部に対して、0.01〜1.0重量部である、[項14]〜[項23]のいずれかに記載の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物。
【0039】
[項25]
下記(A)成分、(C)成分及び
[項14]〜[項24]のいずれかに記載の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物
を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
(A)成分:エポキシ樹脂
(C)成分:硬化促進剤
【0040】
[項26]
[項1]〜[項13]又は[項25]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなるエポキシ薄膜硬化物。
【0041】
[項27]
エポキシ薄膜硬化物の厚さが、1mm以下である、[項26]に記載のエポキシ薄膜硬化物。
【0042】
[項28]
[項26]又は[項27]に記載のエポキシ薄膜硬化物を使用した機能性フィルム。
【0043】
[項29]
[項1]〜[項13]又は[項25]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を含有する、接着材、コーティング材又は発光素子用封止材。
【0044】
[項30]
[項1]〜[項13]又は[項25]のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を基板上に塗布し、塗膜を硬化させて、厚さ1mm以下のエポキシ薄膜硬化物を形成することを特徴とする、薄膜の形成方法。
【0045】
[項31]
(B)成分:一般式(1)
【化15】
[式中、Aは、シクロアルキレン基、又は2以上のシクロアルキレン基が単結合若しくは2価の基を介して結合した基を示し、ここで、当該シクロアルキレン基は、置換基を有していてもよい。
R
1〜R
10は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基を示す。R
1〜R
10のうち、2つの基が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。]
で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物、及び
(D)成分:フェノール系酸化防止剤及び/又は有機リン系酸化防止剤
を混合して得られる酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物と、
(A)成分:エポキシ樹脂と、(C)成分:硬化促進剤とを、
混合することを特徴とするエポキシ樹脂組成物の製造方法。
【発明の効果】
【0046】
本発明のエポキシ樹脂組成物を硬化することにより、初期透明性及び耐熱黄変性が良好なエポキシ薄膜硬化物を容易に得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0047】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、下記(A)〜(D)成分を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。
(A)成分:エポキシ樹脂
(B)成分:一般式(1)
【化16】
[式中、Aは、シクロアルキレン基、又は2以上のシクロアルキレン基が単結合若しくは2価の基を介して結合した基を示し、ここで、当該シクロアルキレン基は、置換基を有していてもよい。R
1〜R
10は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基を示す。R
1〜R
10のうち、2つの基が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。]
で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物
(C)成分:硬化促進剤
(D)成分:フェノール系化合物及び/又は有機リン系化合物
【0048】
[ (A)成分:エポキシ樹脂 ]
本発明に係る(A)成分としては、従来公知のエポキシ樹脂が挙げられ、特に制限はないが、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、ビフェノール等のビスフェノール類とエピクロロヒドリンとの反応により得られるビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラックとエピクロロヒドリンとの反応により得られるフェノールノボラック型エポキシ樹脂、多価カルボン酸とエピクロロヒドリンとの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、多価アルコールとエピクロロヒドリンとの反応により得られるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂環式グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、トリアジン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂、エポキシ変性樹脂などの各種エポキシ樹脂などが挙げられる。
【0049】
ビスフェノール型エポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0050】
フェノールノボラック型エポキシ樹脂の具体例としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0051】
グリシジルエステル型エポキシ樹脂の具体例としては、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。
【0052】
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の具体例としては、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加アルコールのジグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加アルコールのジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール類のジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
【0053】
アミン型エポキシ樹脂の具体例としては、トリグリシジル−p−アミノフェノール、トリグリシジルイソシアヌレート、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン等が挙げられる。
【0054】
脂環式エポキシ樹脂の具体例としては、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等が挙げられる。
【0055】
脂環式グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の具体例としては、水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールAのジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0056】
トリアジン型エポキシ樹脂の具体例としては、1,3,5−トリス(2,3−エポキシプロピル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、1−アリル−3,5−ビス(2,3−エポキシプロパン−1−イル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、1,3,5−トリス(2,3−エポキシプロピル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオンとプロピオン酸無水物との反応生成物と1,3,5−トリス(2,3−エポキシプロピル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオンから成る混合物、1,3,5−トリス(2,3−エポキシプロピル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオンのエポキシ変性物等のトリアジン型エポキシ樹脂が挙げられる。
【0057】
複素環式エポキシ樹脂の具体例としては、1,3,4,6−テトラグリシジルグリコールウリル型エポキシ樹脂等の複素環式エポキシ樹脂が挙げられる。
【0058】
推奨される(A)成分であるエポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂環式グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、トリアジン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂が挙げられ、特に推奨されるエポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂環式グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、トリアジン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂があげられる。
【0059】
上記の(A)成分は、夫々単独で又は2種以上を適宜組み合わせることができる。
【0060】
[ (B)成分:ポリカルボン酸無水物 ]
本発明に係る(B)成分は、
一般式(1)
【化17】
[式中、Aは、シクロアルキレン基、又は2以上のシクロアルキレン基が単結合若しくは2価の基を介して結合した基を示し、ここで、当該シクロアルキレン基は、置換基を有していてもよい。
R
1〜R
10は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基を示す。R
1〜R
10のうち、2つの基が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。]
で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物である。
【0061】
前記一般式(1)で表される構造単位からなるポリカルボン酸無水物は、
一般式(4)
【化18】
[式中、A及びR
1〜R
10は、前記一般式(1)におけると同義である。]
で表されるジカルボン酸化合物を含む反応液中で、縮合反応して得られることができる。
【0062】
上記一般式(4)又は一般式(1)におけるAとしては、シクロアルキレン基、又は2以上のシクロアルキレン基が単結合若しくは2価の基を介して結合した基であり、例えば、一般式(2)で表される2価の基が好ましい態様として推奨される。
【化19】
[式中、W
1及びW
2は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキレン基を示し、L
1は、単結合、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキリデン基、−O−、−S−、−CO−、−SO−、又は−SO
2−を示す。nは、0又は1の整数を示す。波線は、結合部位を示す。]
【0063】
具体的には、Aが、上記一般式(2)で表される2価の基である場合、ポリカルボン酸無水物は、
一般式(5)
【化20】
[式中、W
1、W
2、L
1、nは、前記一般式(2)におけると同義である。またR
1〜R
10は、前記一般式(1)におけると同義である。]
で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物となる。
【0064】
前記一般式(5)で表される構造単位からなるポリカルボン酸無水物は、
一般式(6)
【化21】
[式中、W
1、W
2、L
1、nは、前記一般式(2)におけると同義である。またR
1〜R
10は、前記一般式(1)におけると同義である。]
で表されるジカルボン酸化合物を含む反応液中で、縮合反応して得られることができる。
【0065】
本発明の上記一般式(1)又は一般式(5)で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物は、両末端にカルボキシル基(−COOH)を有する化合物が挙げられるが、好ましくは、本発明のポリカルボン酸無水物の両末端にあるカルボキシル基の水素原子が、一般式(7)
【化22】
[式中、R
13は、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。*は、結合部位を示す。]
で表される基に置換されたポリカルボン酸無水物が推奨される。
【0066】
その具体例としては、一般式(3)
【化23】
[式中、A及びR
1〜R
10は、前記一般式(1)におけると同義である。R
13は、前記一般式(7)におけると同義である。xは、2以上を示す。]
で表される化合物、又は一般式(8)
【化24】
[式中、W
1、W
2、L
1、nは、前記一般式(2)におけると同義である。R
1〜R
10は、前記一般式(1)におけると同義である。R
13は、前記一般式(7)におけると同義である。xは、2以上を示す。]
で表される化合物が挙げられる。
【0067】
上記一般式において示される各基は、具体的に次のとおりである。
【0068】
一般式(1)において、Aがシクロアルキレン基の場合、例えば、好ましくは炭素数3〜50のシクロアルキレン基、より好ましくは炭素数3〜30のシクロアルキレン基が挙げられる。より具体的には、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等の単環式のシクロアルキレン基;7−オキサビシクロ[2,2,1]へプチレン基、デカヒドロナフタレン基(水素化ナフタレン基)、ノルボルニレン基、アダマンチレン基等の多環式のシクロアルキレン基が挙げられる。ここで、当該シクロアルキレン基は、さらに、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子等の置換基を1〜8個有していてもよい。
【0069】
また一般式(2)において、W
1及びW
2は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキレン基であり、より好ましくは置換基を有していてもよい炭素数3〜20のシクロアルキレン基が推奨される。具体的には、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等の単環式のシクロアルキレン基;7−オキサビシクロ[2,2,1]へプチレン基、デカヒドロナフタレン基(水素化ナフタレン基)、ノルボルニレン基、アダマンチレン基等の多環式のシクロアルキレン基が挙げられる。ここで、当該シクロアルキレン基は、さらに、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子等の置換基を1〜8個有していてもよい。
【0070】
前記W
1及びW
2における好ましい態様として、下記一般式(a)又は(b)で表される2価の基が推奨される。
【化25】
[式中、R
11は、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。rは0〜8の整数を示し、rが2〜8を示す場合は、2〜8個のR
11は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。rが2〜8を示す場合は、2個のR
11が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。]
【化26】
[式中、R
12は、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。sは0〜12の整数を示し、sが2〜12を示す場合は、2〜12個のR
12は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。sが2〜12を示す場合は、2個のR
12が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。波線は、結合部位を示す。]
【0071】
上記一般式(a)で表されるシクロアルキレン基として、より好ましくは下記式(a−1)〜(a−8)で表される2価の基である。
【化27】
[式中、波線は、結合部位を示す。]
上記一般式(b)で表されるデカヒドロナフタレン基としては、下記の式(b−1)で表される2,7−デカヒドロナフタレン基、式(b−2)で表される2,6−デカヒドロナフタレン基、式(b−3)で表される1,6−デカヒドロナフタレン基、式(b−4)で表される1,7−デカヒドロナフタレン基、式(b−5)で表される1,8−デカヒドロナフタレン基及び式(b−6)で表される1,5−デカヒドロナフタレン基で表される2価の基が例示されるが、特に好ましくは、式(b−1)で表される2,7−デカヒドロナフタレン基又は式(b−2)で表される2,6−デカヒドロナフタレン基である。
【化28】
[式中、R
16、sは、前記一般式(b)におけると同義である。波線は、結合部位を示す。]
【0072】
上記一般式(b)で表される2価の基として、特に好ましくは下記式(b−1−1)又は(b−2−1)で表される2価の基である。
【化29】
[式中、波線は、結合部位を示す。]
【0073】
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、波線で結合部位を示している基については、その基の向きは特に限定されず、紙面に記載する向きでも、反転した向きでもよい。
【0074】
一般式(1)におけるAが、シクロアルキレン基、又はAにおける2以上のシクロアルキレン基が単結合若しくは2価の基を介して結合した基のとき、及び、一般式(3)におけるW
1及びW
2が、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキレン基のとき、それぞれの基はシクロアルカンジオールから2つの水酸基を除いた基と言い換えることができる。
【0075】
シクロアルカンジオールから2つの水酸基を除いた基としては、例えば、1,2−シクロプロパンジオール、1,2−シクロブタンジオール、1,3−シクロブタンジオール、1,2−シクロペンタンジオール、1,3−シクロペンタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘプタンジオール、1,3−シクロヘプタンジオール、1,4−シクロヘプタンジオール等の単環式のシクロアルカンジオールから2つの水酸基を除いた基;ノルボルネン、ジシクロペンタジエンジオール類、アダマンタンジオール類、水素化ナフタレンジオール類、水素化ビフェニルジオール類、水素化ビスフェノールA、水素化ビスフェノールC、水素化ビスフェノールE、水素化ビスフェノールF、水素化ビスフェノールZ等の水素化ビスフェノール類などの多環式のシクロアルカンジオールから2つの水酸基を除いた基が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、1,4−シクロヘキサンジオール、水素化ナフタレンジオール類又は水素化ビスフェノール類から2つの水酸基を除いた基である。
【0076】
一般式(2)、(5)、(6)及び(8)におけるL
1は、単結合、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキリデン基、−O−、−S−、−CO−、−SO−、又は−SO
2−で示される2価の基である。
【0077】
ここで、上記L
1における置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキレン基は、好ましくは置換基を有していてもよい直鎖状の炭素数1〜10のアルキレン基、より好ましくは置換基を有していてもよい直鎖状の炭素数1〜6のアルキレン基(その直鎖状の炭素数1〜6のアルキレン基は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基及びヘキシレン基が相当する。)、特に好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基が推奨される。
【0078】
また、当該L
1が、置換基を有していてもよいメチレン基である場合の具体例としては、一般式(c)
【化30】
[式中、R
14及びR
15は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子が置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又はハロゲン原子が置換されていてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基を示す。波線は、結合部位を示す。]
で表される基が挙げられる。
【0079】
上記一般式(c)の中でも、好ましくは、下記式(c−1)〜(c−8)で表される2価の基である。
【化31】
[式中、波線は、結合部位を示す。]
【0080】
一般式(2)、(5)、(6)及び(8)に記載のL
1における置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキレン基は、好ましくは置換基を有していてもよい炭素数3〜10のシクロアルキレン基、より好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数3〜6のシクロアルキレン基が推奨される。その炭素数3〜6のシクロアルキレン基としては、具体的には、1,2−シクロプロパンジイル基、1,2−シクロブタンジイル基、1,2−シクロペンタンジイル基、1,3−シクロペンタンジイル基、1,2−シクロヘキサンジイル基、1,3−シクロヘキサンジイル基、1,4−シクロヘキサンジイル基等が例示される。特に好ましくは置換基を有していてもよい1,4−シクロヘキサンジイル基が推奨される。また、その置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子等が例示され、置換基の数は、シクロアルキル基の炭素数にもよるが、1〜3個又は4個以上が例示される。
【0081】
一般式(2)、(5)、(6)及び(8)に記載のL
1における置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキリデン基は、好ましくは、シクロプロピリデン基、シクロブチリデン基、シクロヘプチリデン基、シクロヘキシリデン基、3,5,5−トリメチルシクロヘキシリデン基等が例示される置換基を有していてもよい炭素数3〜20のシクロアルキリデン基、より好ましくは、シクロヘキシリデン基、3,5,5−トリメチルシクロヘキシリデン基が推奨される。
【0082】
一般式(1)に記載のR
1〜R
10における置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基は、好ましくは、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1〜6のアルキル基が推奨される。その直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。より好ましくは、置換基を有していてもよい、メチル基、エチル基、イソブチル基及びtert−ブチル基が推奨される。また、その置換基としては、シクロアルキル基、ハロゲン原子等が例示され、置換基の数は、アルキル基の炭素数にもよるが1〜3個又は4個以上が例示される。
【0083】
一般式(a)に記載のR
11における置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基は、好ましくは、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1〜6のアルキル基が推奨される。その直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。より好ましくは、置換基を有していてもよい、メチル基、エチル基、イソブチル基及びtert−ブチル基が推奨される。また、その置換基としては、シクロアルキル基、ハロゲン原子等が例示され、置換基の数は、アルキル基の炭素数にもよるが、1〜3個又は4個以上が例示される。
なお、前記一般式(a)に記載のR
11の説明は、一般式(b)に記載のR
12で示される置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基の説明と同義となる。
【0084】
一般式(a)に記載のR
11で示される置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基において、その炭素数3〜30のシクロアルキル基としては、具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環式シクロアルキル基;テトラヒドロナフチル基(水素化ナフチル基)、ノルボルニル基、アダマンチル基等の多環式のシクロアルキル基が例示され、好ましくは、シクロヘキシル基が推奨される。また、その置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子等が例示され、置換基の数は、シクロアルキル基の炭素数にもよるが、1〜3個又は4個以上が例示される。
なお、前記一般式(a)に記載のR
11の説明は、一般式(b)に記載のR
12で示される置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基の説明と同義となる。
【0085】
上記一般式(3)、一般式(7)及び一般式(8)に記載のR
13における置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基は、好ましくは、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1〜6のアルキル基が推奨される。その直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。より好ましくは、置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、イソブチル基及びtert−ブチル基が推奨される。また、置換基としては、シクロアルキル基、ハロゲン原子等が例示され、置換基の数は、アルキル基の炭素数にもよるが、1〜3個又は4個以上が例示される。
【0086】
上記R
13で示される置換基を有していてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基において、その炭素数3〜30のシクロアルキル基としては、具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環式シクロアルキル基;テトラヒドロナフチル基(水素化ナフチル基)、ノルボルニル基、アダマンチル基等の多環式のシクロアルキル基が例示され、好ましくは、シクロヘキシル基が推奨される。また、その置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子等が例示され、置換基の数は、シクロアルキル基の炭素数にもよるが、1〜3個又は4個以上が例示される。
【0087】
上記R
14及びR
15で示されるハロゲン原子が置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の未置換の直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1〜10のアルキル基;トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、トリクロロメチル基等のハロゲン原子が置換されている直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1〜10のアルキル基が挙げられる。これらのうち好ましくは、直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲン原子が置換されている直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1〜6のアルキル基、より好ましくは、メチル基、エチル基、イソブチル基、トリフルオロメチル基が推奨される。
【0088】
上記R
14及びR
15で示されるハロゲン原子が置換されていてもよい炭素数3〜30のシクロアルキル基としては、具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環式シクロアルキル基;テトラヒドロナフチル基(水素化ナフチル基)、ノルボルニル基、アダマンチル基等の多環式のシクロアルキル基、シクロアルキル基に置換基としてハロゲン原子を1〜3個又は4個以上有しているハロゲン原子が置換されている炭素数3〜30のシクロアルキル基が例示され、好ましくはシクロヘキシル基が推奨される。
【0089】
本明細書及び特許請求の範囲において、置換基として示されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。好ましくはフッ素又は塩素である。
【0090】
一般式(1)におけるR
1〜R
10のうち、2つの基が互いに結合して2価の基を形成する場合、その2価の基としては、例えば、アルキレン基が挙げられる。
【0091】
一般式(1)におけるR
1〜R
10のうち、2つの基が互いに結合してアルキレン基を有する場合について、具体例を掲げて説明するが、これに限定されるものではない。下記の式(d)は、一般式(1)におけるR
1〜R
10が記載されている基を示している。
【化32】
[式中、R
1〜R
10は、前記一般式(1)におけると同義である。波線は、結合部位を示す。]
このR
1〜R
10のうち、例えばR
2とR
9とが互いに結合してアルキレン基(R
17)を形成することにより、下記(d−1)で表される基のように示すことができる。
【化33】
[式中、R
1、R
3〜R
8、R
10は、一般式(1)におけると同義である。R
17は、置換基を有していてもよいアルキレン基を示す。波線は、結合部位を示す。]
ここで、そのアルキレン基としては、例えば、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基が挙げられる。好ましくは、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等の直鎖状の炭素数1〜4のアルキレン基であり、より好ましくは、メチレン基又はエチレン基である。
【0092】
上記式(d−1)で表される基において、より具体的には、下記式(d−1−1)で表される基、式(d−1−2)で表される基、式(d−1−3)で表される基などが例示され、それら例示は好ましい態様として推奨される。
【化34】
[式中、波線は、結合部位を示す。]
【0093】
上記一般式(a)において、rが2〜8を示す場合は、2個のR
11が互いに結合して2価の基を形成していてもよく、該2価の基としては、例えば、置換基を有していてもよい直鎖状の炭素数1〜10のアルキレン基が挙げられ、好ましくは、置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基及びヘキシレン基が挙げられる。その中でも置換基を有していてもよいメチレン基が推奨される。
【0094】
上記一般式(b)において、sが2〜12を示す場合は、2個のR
12が互いに結合して2価の基を形成していてもよく、該2価の基としては、例えば、置換基を有していてもよい直鎖状の炭素数1〜10のアルキレン基が挙げられ、好ましくは、置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基及びヘキシレン基が挙げられる。その中でも置換基を有していてもよいメチレン基が推奨される。
【0095】
このようにして得られるポリカルボン酸無水物は、2つのアルコール基又は2つのカルボキシル基の立体配置によりトランス体とシス体の異性体が存在する場合があるが、本発明の効果を発揮させる上ではトランス体、シス体及びそれらの混合物の何れも使用が可能である。
【0096】
一般式(3)及び一般式(8)におけるxは、2以上を示し、好ましくは2〜100であり、より好ましくは4〜20である。xは、ポリマー中のユニットの平均個数を表し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)から求められる。
【0097】
(B)成分であるポリカルボン酸無水物の数平均分子量は、500〜6000の範囲が好ましく、2000〜6000の範囲がより好ましい。数平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)等の公知の方法を用いて測定でき、ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)として求められる。
【0098】
(B)成分であるポリカルボン酸無水物の酸無水物当量としては、300〜5000g/eqの範囲が好ましく、500〜3000g/eqの範囲がより好ましく、600〜1500g/eqの範囲が特に好ましい。なお、酸無水物当量は、後述の実施例に記載する計算式に当てはめて算出される。
【0099】
(B)成分であるポリカルボン酸無水物は、エポキシ樹脂を硬化させるのに通常本技術分野で採用される温度域での揮発性が極めて低い。
【0100】
[ (C)成分:硬化促進剤 ]
本発明に係る(C)成分は、従来公知の硬化促進剤(硬化触媒)が挙げられ、特に制限はないが、例えば、トリエチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジメチルアニリン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の第三級アミン化合物;2−ウンデシルイミダゾール、2−へプタデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物;テトラエチルアンモニウム臭素塩、テトラブチルアンモニウム臭素塩等の第四級アンモニウム塩;酢酸亜鉛、酢酸ナトリウム、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、アルミニウムアセチルアセトン等の有機金属化合物;有機ホスホニウム化合物等のなどが例示される。
【0101】
これらの硬化促進剤の中でも、第三級アミン化合物、イミダゾール化合物及び有機ホスホニウム化合物が好ましく、特に、有機ホスホニウム化合物が好ましい。
【0102】
有機ホスホニウム化合物としては、例えば、テトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルホスホニウムベンゾトリアゾレート、テトラ−n−ブチルホスホニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、メチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、エチルトリフェニルホスホニウムヨーダイド、エチルトリフェニルホスホニウムアセテート、n−ブチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、ベンジルトリフェニルホスホニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルホスホニウム−O,O−ジエチルホスホロジチオエート、メチルトリ−n−ブチルホスホニウムジメチルホスフェート、テトラ−n−ブチルホスホニウムアセテート、テトラ−n−ブチルホスホニウムn−デカン酸塩、テトラ−n−ブチルホスホニウムラウリン酸塩、テトラ−n−ブチルホスホニウムミリスチン酸塩、テトラ−n−ブチルホスホニウムパルミチン酸塩、テトラ−n−ブチルホスホニウムカチオンとビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸モノアニオンとの塩、テトラ−n−ブチルホスホニウムカチオンとビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸モノアニオンとメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸モノアニオンからなる混合アニオンとの塩、テトラ−n−ブチルホスホニウムメタンスルホン酸塩、テトラ−n−ブチルホスホニウムベンゼンスルホン酸塩、テトラ−n−ブチルホスホニウムトルエンスルホン酸塩、テトラ−n−ブチルホスホニウム4−クロロベンゼンスルホン酸塩、テトラ−n−ブチルホスホニウムn−ドデシルベンゼンスルホン酸塩、テトラ−n−ブチルホスホニウムテトラ−p−トリルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ−p−トリルボレート、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムジシアナミド、n−ブチルトリフェニルホスホニウムジシアナミド等が例示される。その中でも、テトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルホスホニウム−O,O−ジエチルホスホロジチオエート、メチルトリ−n−ブチルホスホニウムジメチルホスフェート、テトラ−n−ブチルホスホニウムベンゾトリアゾレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ−p−トリルボレート、テトラ−n−ブチルホスホニウムラウリン酸塩が好ましい。
【0103】
上記の本発明に係る(C)成分は、夫々単独で又は2種以上を適宜組み合わせることができる。
【0104】
[ (D)成分 ]
(D)成分としては、従来公知のフェノール系化合物、有機リン系化合物が挙げられる。
【0105】
(フェノール系化合物)
本発明に係るフェノール系化合物としては、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)プロピオネート、2−メチル−4,6−ビス−オクチルチオメチルフェノール、3,9−ビス[2−{3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサピロ[5.5]ウンデカン、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、トリエチレングリコールビス{3−(3’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェノール)}プロピオネート、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンゼン)イソシアヌレート、トリス(3,5,−ジブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、テトラキス{メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}メタンなどが挙げられる。その中でも、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)プロピオネート、3,9−ビス[2−{3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサピロ[5.5]ウンデカン、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、テトラキス{メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}メタンが好ましい。
【0106】
上記のフェノール系化合物は、夫々単独で又は2種以上を適宜組み合わせることができる。
【0107】
(有機リン系化合物)
本発明に係る有機リン系化合物としては、ジデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ジトリデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(デシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチル−1−フェニルオキシ)(2−エチルヘキシルオキシ)ホスホラス、6−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−tert−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキシド、3,9−ビス(2,6−ジーtert−ブチル−4−メチルフェノキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、2,2’−メチレンビス(4,6−ジーtert−ブチルフェニル)−2−エチルヘキシルホスファイト、3,9−ビス(オクタデシロキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、水添ビスフェノールA・ペンタエリスリトールホスファイトポリマー、水添ビスフェノールAホスファイトポリマー、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(クレジル)ホスファイト、トリス(2−エチルヘキシル)ホスファイト、トリイソデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリス(トリデシル)ホスファイト、トリステアリルホスファイト、トリオレイルホスファイト、ジフェニル(2−エチルヘキシル)ホスファイト、ジフェニル(デシル)ホスファイト、ジフェニル(トリデシル)ホスファイト、フェニル(ジイソデシル)ホスファイト、テトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、テトラフェニル(テトラトリデシル)ペンタエリスリトールテトラホスファイト、テトラアルキル(炭素数12〜15のアルキル基)−4,4’−イソプロピリデンジフェニルジホスファイト、ビス(2−エチルヘキシル)ハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト、ジフェニルハイドロゲンホスファイトなどが挙げられる。その中でも、6−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−tert−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキシド、トリフェニルホスファイト、テトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイトが好ましい。
【0108】
上記の有機リン系化合物は、夫々単独で又は2種以上を適宜組み合わせることができる。
【0109】
本発明に係る(D)成分は、上記フェノール系化合物又は有機リン系化合物を夫々単独で又はフェノール系化合物と有機リン系化合物を適宜組み合わせることができる。
【0110】
フェノール系化合物と有機リン系化合物を組み合わせる場合の具体例としは、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールとテトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールと9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキシド、テトラキス{メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}メタンとテトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、テトラキス{メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}メタンと9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキシド、n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)プロピオネートとテトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)プロピオネートと9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキシドとの組み合わせが挙げられる。その中でも、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールとテトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールと9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキシドとの組み合わせが好ましい。
【0111】
< エポキシ樹脂組成物 >
本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分を含有するものである。
【0112】
(B)成分であるポリカルボン酸無水物の含有量は、(A)成分のエポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eg)と、(B)成分のポリカルボン酸無水物の酸無水物当量(g/eq)の当量比 [酸無水物当量/エポキシ当量] が通常0.8〜1.2の範囲となる量が例示され、0.9〜1.1がより好ましい。当量比が0.8より少ないと、硬化が不十分となり、硬化物の耐熱性や機械的特性が著しく低下し硬化物に黄着色が生じるおそれがある。また、当量比が1.2を超えると、同様に硬化物の耐熱性や機械的特性が低下するおそれがある。
【0113】
本発明のエポキシ樹脂組成物における(C)成分である硬化促進剤の含有量は、(A)成分のエポキシ樹脂100重量部に対し、好ましくは0.1〜5重量部、より好ましくは0.5〜2重量部配合することができる。硬化促進剤を0.1重量部以上配合することで硬化促進効果は得られるが、0.5重量部以上配合することで、硬化時間をより短縮することができる。
【0114】
本発明のエポキシ樹脂組成物における(D)成分の含有量は、(B)成分のポリカルボン酸無水物100重量部に対して、0.01〜1.0重量部が好ましく、特に0.05〜0.8重量部が好ましい。0.01重量部よりも少ないと耐熱黄変性に対する効果が不十分となり、1.0重量部を超えると硬化物に黄着色が生じる傾向がある。
【0115】
また、(D)成分がフェノール系化合物と有機リン系化合物を含む場合、フェノール系化合物と有機リン系化合物との比率(重量比)は、フェノール系化合物:有機リン系化合物=5:1〜1:5の範囲が好ましく、特に3:1〜1:3の範囲が好ましい。フェノール系化合物の比率が5:1よりも多くなる又は1:5よりも少なくなると、耐熱黄変性に対する効果が不十分となる傾向がある。
【0116】
本発明のエポキシ樹脂組成物の製造方法は、特に制限は無く、公知の方法を適用することができる。例えば、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分を1度に(同時に)混合することにより、又は複数回に分けて少しずつ混合することにより、目的とするエポキシ樹脂組成物を得ることができる。混合時の温度としては、室温(25℃)〜80℃が好ましく、より好ましくは60℃以下、特に40℃以下が好ましい。
【0117】
本発明におけるエポキシ樹脂組成物には、得られる硬化物の初期透明性及び耐熱黄変性の効果を奏する範囲で各種添加剤を目的に応じてさらに添加することができる。添加剤としては、可撓化剤、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤、消泡剤、チキソトロピー性付与剤、離型剤等が挙げられる。更に、例えば、硬化における重合反応を制御するための連鎖移動剤や、硬化物の機械的物性、接着性、取扱い性を改良するための充填剤、可塑剤、低応力化剤、(シラン)カップリング剤、染料、顔料、光散乱剤などが挙げられる。
【0118】
<酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物>
本発明の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物は、下記(B)成分及び(D)成分を含有することを特徴とする酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物である。
(B)成分
一般式(1)
【化35】
[式中、Aは、シクロアルキレン基、又は2以上のシクロアルキレン基が単結合若しくは2価の基を介して結合した基を示し、ここで、当該シクロアルキレン基は、置換基を有していてもよい。
R
1〜R
10は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基を示す。R
1〜R
10のうち、2つの基が互いに結合して2価の基を形成していてもよい。]
で表される構造単位を含むポリカルボン酸無水物
(D)成分:フェノール系化合物及び/又は有機リン系化合物
【0119】
(B)成分であるポリカルボン酸無水物及び(D)成分の説明は、上記<エポキシ樹脂組成物>の説明と同義である。
【0120】
本発明の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物において、(D)成分の含有量は、(B)成分100重量部に対して、0.01〜1.0重量部が好ましく、特に0.05〜0.8重量部の割合が好ましい。0.01重量部よりも少ないと硬化促進硬化が得られず硬化不十分となり、1.0重量部を超えると硬化物に黄着色が生じる傾向がある。
【0121】
また、(D)成分がフェノール系化合物と有機リン系化合物を含む場合、フェノール系化合物と有機リン系化合物との比率(重量比)は、フェノール系化合物:有機リン系化合物=5:1〜1:5の範囲が好ましく、特に3:1〜1:3の範囲が好ましい。フェノール系化合物の比率が5:1よりも多くなる又は1:5よりも少なくなると、耐熱黄変性に対する効果が不十分となる傾向がある。
【0122】
本発明の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物は、(B)成分及び(D)成分を混合することにより目的とする酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物を得ることができる。該酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物としては、保存安定性の観点から均質(各成分が溶解して外観が透明となる状態)であることが好ましい。
【0123】
酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物の製造方法は、特に制限は無く、公知の方法を適用することができる。なお前記「混合する」とは、ポリカルボン酸無水物と酸化防止剤が溶融できる温度で混合を行うこと、或いは溶剤を加えて溶解ないし分散混合することで達成できる。混合時の温度は、室温(25℃)〜150℃が好ましく、より好ましくは100℃以下、特に80℃以下が好ましい。
【0124】
また、上記の酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物と(A)成分及び(C)成分を混合することによって、本発明のエポキシ樹脂組成物を得ることができる。なお、(A)成分及び(C)成分の説明は、上記<エポキシ樹脂組成物>の説明と同義である。
【0125】
<エポキシ薄膜硬化物>
本発明のエポキシ薄膜硬化物は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分、並びに必要に応じて、その他の添加剤等を含有するエポキシ樹脂組成物から製造される。
【0126】
こうして得られた本発明のエポキシ薄膜硬化物は、初期透明性及び耐熱黄変性に優れるエポキシ薄膜硬化物が得られる。従って、比較的高温で硬化させる必要がある薄膜形成に特に適したものとなる。
【0127】
例えば、本発明のエポキシ樹脂組成物からエポキシ薄膜硬化物を製造する方法としては、基板上に塗布し、塗膜を硬化させることにより、薄膜を形成することができる。薄膜の厚さとしては、通常1mm以下、好ましくは0.3mm以下程度である。また本発明のエポキシ樹脂組成物が適用し得る薄膜の厚さの下限値は、通常0.001mm程度である。
【0128】
基板としては、特に限定されないが、例えばガラス、セラミック、アルミニウム、CCL(銅張積層板)、耐熱性高分子フィルム等が挙げられる。
【0129】
本発明のエポキシ樹脂組成物を基板上に塗布する方法としては、従来公知の方法が特に制限されることなく採用でき、例えば、スクリーン印刷、ダイコーター、コンマコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアコーターカーテンコーター、スプレーコーターエアーナイフコーター、リバースコーター、ディップスクイズコーター等公知の方法が例示できる。
【0130】
塗膜の硬化方法は特に限定されず、公知の方法を採用できる。熱硬化には、密閉式硬化炉、連続硬化が可能なトンネル炉等の従来公知の硬化装置を使用することができる。加熱は、熱風循環、赤外線加熱、高周波加熱等の従来公知の方法で行うことができる。
【0131】
硬化温度及び硬化時間は、通常、120〜200℃程度で5分〜5時間程度とすることができる。特に、120〜180℃程度で10分〜3時間程度の条件で硬化することが好ましい。
【0132】
本発明のエポキシ薄膜硬化物は、透明性を重視する用途においては、可視光から近紫外光の波長領域において透過率が高いことが好ましい。本発明のエポキシ薄膜硬化物の初期透明性(YI)は、エポキシ樹脂組成物を硬化した後にイエローインデックス(YI)を測定することにより評価することができる。YIはエポキシ薄膜硬化物の黄色度を示し、この値が小さいほど無色透明性に優れ、値が大きくなるにつれ黄色度が増す。YIは−0.3〜0.5の範囲が好ましく、−0.2〜0.3の範囲がより好ましい。なお、上記イエローインデックスは、後記実施例に記載した方法にて得られた値である。
【0133】
本発明のエポキシ薄膜硬化物の耐熱着色性は耐熱試験後のイエローインデックス(YI)を測定することにより評価することができる。耐熱試験後のYIの値が小さいほど耐熱着色性に優れる。YIは、−0.2〜1.0の範囲が好ましく、−0.1〜0.8の範囲がより好ましく、特に、−0.1〜0.5の範囲が好ましい。前記耐熱試験後のYIは、後記実施例に記載した方法にて得られた値である。
【0134】
本発明のエポキシ薄膜硬化物の耐熱黄変性(ΔYI)は、耐熱試験後のYIと初期透明性(YI)の差で評価することができ、ΔYIの値が小さいほど耐熱黄変性に優れる。ΔYIは、0〜1.0の範囲が好ましく、−0〜0.8の範囲がより好ましく、特に、0〜0.5の範囲が好ましい。前記耐熱黄変性は、後記実施例に記載した方法にて得られた値である。
【0135】
( 用途 )
本発明のエポキシ樹脂組成物及びエポキシ薄膜硬化物は、熱硬化性樹脂が使用可能な様々な分野で適用できる。例えば、接着材、塗料、インク、トナー、コーティング材、成形材料(シート、フィルム、FRP等を含む)、電気絶縁材料(プリント基板、電線被覆等を含む)、半導体封止材料、レジスト材料、可塑剤、潤滑油、繊維処理剤、界面活性剤、医薬、農薬等が挙げられる。
【0136】
また、このエポキシ薄膜硬化物は、透明性及び耐熱黄変性に優れることから、各種ガラス基板、自動車部品特にグレージング材料、液晶表示装置やプラズマディスプレイのような表示装置等の透明ハードコーティング材料として好適に使用できる。液晶表示装置は、バックライトの高熱によって黄変し難いことが重要であるため、本発明のエポキシ樹脂組成物は液晶表示装置のコーティング材として好適に使用できる。このように、本発明のエポキシ薄膜硬化物は、ディスプレイ用のコーティング材としても有用である。
【実施例】
【0137】
以下に実施例を掲げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例におけるエポキシ薄膜硬化物の各特性の測定方法は以下の方法の通りである。また、特に言及していない化合物は試薬を使用した。
【0138】
実施例及び比較例中の化合物の略称は以下のとおりである。
[ジオール化合物]
HB:水素化ビスフェノールA(新日本理化株式会社製 製品名「リカビノール HB」)
27DH:デカヒドロ−2,7−ナフタレンジオール(スガイ化学工業株式会社製 製品名「27DH」)
[酸無水物]
HH:ヘキサヒドロ無水フタル酸(新日本理化株式会社製 製品名「リカシッド HH」)
MH−T:4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(新日本理化株式会社製 製品名「リカシッド MH−T」)
<(A)成分:エポキシ樹脂>
(a1)2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジグリシジルエーテル(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)(三菱化学株式会社製 製品名「jER828」) エポキシ当量:185(g/eq)
(a2)1,3,5−トリス(2,3−エポキシプロピル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン(日産化学工業株式会社製 製品名「TEPIC−L」) エポキシ当量:99(g/eq)
(a3)1,3,4,6−テトラグリシジルグリコールウリル型エポキシ樹脂(四国化成工業株式会社製 製品名「TG−G」) エポキシ当量:92(g/eq)
(a4)1−アリル−3,5−ビス(2,3−エポキシプロパン−1−イル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン(四国化成工業株式会社製 製品名「MA−DGIC」) エポキシ当量:141(g/eq)
(a5)トリアジン型エポキシ樹脂(日産化学工業株式会社製 製品名「TEPIC−VL」) エポキシ当量:126(g/eq)
(a6)トリアジン型エポキシ樹脂(日産化学工業株式会社製 製品名「TEPIC−PAS」) エポキシ当量:137(g/eq)
(a7)水素化ビスフェノールAのジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(新日本理化株式会社製 製品名「リカレジン HBE−100」) エポキシ当量:215(g/eq)
(a8)水素化ビスフェノールAのジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製 製品名「YX−8000」) エポキシ当量:204(g/eq)
(a9)ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル型エポキシ樹脂(ハンツマン・アドバンスト・マテリアル株式会社製 製品名「CY−184」) エポキシ当量:165(g/eq)
(a10)3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(株式会社 ダイセル製 製品名「セロキサイド 2021P」) エポキシ当量:130(g/eq)
(a11)ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加アルコールのジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(新日本理化株式会社製 製品名「リカレジン BPO−20E」) エポキシ当量:376(g/eq)
<(C)成分:硬化促進剤>
(c1)テトラ−n−ブチルホスホニウム−O,O−ジエチルホスホロジチオエート(日本化学工業株式会社製 製品名「ヒシコーリン PX−4ET」)
(c2)テトラフェニルホスホニウムテトラ−p−トリルボレート(北興化学工業株式会社製 製品名「TPP−MK」)
(c3)テトラ−n−ブチルホスホニウムラウリン酸塩(北興化学工業株式会社製 製品名「TBPLA」)
(c4)メチルトリ−n−ブチルホスホニウムジメチルホスフェート(日本化学工業株式会社 製品名「ヒシコーリン PX−4MP」)
(c5)テトラ−n−ブチルホスホニウムベンゾトリアゾレート(日本化学工業株式会社 製品名「ヒシコーリン PX−4BT」)
(c6)テトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド(北興化学工業株式会社製 製品名「TBP−BB」)
(c7)2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(三菱化学株式会社製 製品名「jER3010」)
(c8)1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製 製品名「キュアゾール 2E4MZ−CN」
<(D)成分:フェノール系化合物/有機リン系化合物>
(d1−1)2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(本州化学工業株式会社製 製品名「H−BHT」)
(d1−2)3,9−ビス[2−{3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサピロ[5.5]ウンデカン(住友化学株式会社製 製品名「スミライザー GA−80」)
(d1−3)2,2’−メチレンビス(6−tert−ブチル−4−メチルフェノール)(住友化学株式会社製 製品名「スミライザー MDP−S」)
(d1−4)2−[1−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル−9−エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート(住友化学株式会社製 製品名「スミライザー GS」)
(d1−5)テトラキス{メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}メタン(BASF社製 製品名「Irganox 1010」)
(d1−6)n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)プロピオネート(BASF社製 製品名「Irganox 1076」)
(d1−7)1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシベンジル)ベンゼン(BASF社製 製品名「イルガノックス 1330」)
(d1−8)4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)(三菱化学株式会社製 製品名「ヨシノックス BB」)
(d2−1)テトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト(城北化学工業株式会社製 製品名「JPP−100」)
(d2−2)9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキシド(三光株式会社製 製品名「HCA」)
(d2−3)6−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−tert−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン(住友化学株式会社製 製品名「スミライザー GP」)
(d2−4)トリフェニルホスファイト(城北化学工業株式会社製 製品名「JP−360」)
(d2−5)トリデシルホスファイト(城北化学工業株式会社製 製品名「JP−310」)
(d2−6)ジラウリルハイドロゲンホスファイト(城北化学工業株式会社製 製品名「JP−212」)
(d2−7)トリス(トリデシル)ホスファイト(城北化学工業株式会社製 製品名「JP−333E」)
(d2−8)ジフェニルハイドロゲンホスファイト(城北化学工業株式会社製 製品名「JP−260」)
(d2−9)アルキル(C
12,C
14,C
16,C
18)アシッドホスフェート(城北化学工業株式会社製 製品名「JP−512」)
<酸無水物系硬化剤>
(e1)4−メチルシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物(新日本理化株式会社製 製品名「リカシッド MH−T」)酸無水物当量:169(g/eq)
(e2)4−メチルシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物とシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物の混合物(重量比 7:3)(新日本理化株式会社製 製品名「リカシッド MH−700」)酸無水物当量:164(g/eq)
(e3)水素化メチルナジック酸無水物(新日本理化株式会社製 製品名「リカシッド HNA−100」)酸無水物当量:179(g/eq)
【0139】
(エポキシ薄膜硬化物の物性評価方法)
<初期透明性>
エポキシ樹脂組成物(溶液)を、アルミ箔を敷いた直径約4cmの金属製の皿に硬化後の厚みが100μmとなるように流し込み、100℃で10分間溶剤を乾燥し、130℃で2時間硬化した。片面にアルミ箔を接着した状態の試験片を、分光測色計(SPECTROPHOTOMETER CM−5(コニカミノルタ(株)製)を用いて反射率を測定した。反射率からのYIの算出はASTM D1925−70(Reapproved 1988)の規定に準じて行った。YIは硬化膜(エポキシ薄膜硬化物)の黄色度を示し、この値が大きくなるにつれ黄色度が増すことを示し、測定対象が無色透明に近いときは、この値は0に近い値を示す。
【0140】
<耐熱試験>
初期透明性で使用した片面にアルミ箔を接着した状態の試験片を150℃で120時間熱処理した後のYIを測定した。YIは硬化膜(エポキシ薄膜硬化物)の黄色度を示し、この値が大きくなるにつれ黄色度が増すことを示し、測定対象が無色透明に近いときは、この値は0に近い値を示す。
【0141】
<耐熱黄変性>
耐熱試験後のYIと初期透明性のYIの差を耐熱黄変性(ΔYI)とした。ΔYIは、熱履歴を受けた場合の黄変の程度、即ち耐熱黄変性を示し、この値が小さいほどエポキシ薄膜硬化物の耐熱黄変性が良好である。
【0142】
(B成分:ポリカルボン酸無水物の分析)
<数平均分子量>
ポリカルボン酸無水物溶液約0.1gをテトラヒドロフラン2mlで溶解して、分子量測定用の試料溶液を調製する。数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)を用いて下記の測定条件でポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)を求めた。
[測定条件]
装置:ポンプ(株式会社島津製作所製LC−20AD型)、カラム(Shodex KF−801,Shodex KF−802,Shodex KF−804,いずれも昭和電工(株)製)、検出器(株式会社島津製作所製RID−10A型)
溶離液:テトラヒドロフラン
カラム温度40℃、流量1.0ml/min
【0143】
<酸無水物当量>
ポリカルボン酸無水物溶液を三角フラスコに3.00g量り取り、ピリジン10mlを加えて溶解する。さらにイオン交換水50mlを加えて3時間加熱還流した後、室温(25℃)まで放冷する。放冷後、1重量%フェノールフタレイン溶液を5滴加え、0.5M水酸化カリウムエタノール溶液で滴定を行い、呈色が30秒間持続する点を終点とした。酸無水物当量は以下の計算式(1)に当てはめて算出した。酸無水物当量(g/eq)とは、酸無水物基1モルを含むポリカルボン酸無水物溶液の質量をそのグラムで表わしたものである。
酸無水物当量=(B×2×10
3)/(A×N) (1)
A:滴定で使用した0.5M水酸化カリウムエタノール溶液(ml)
B:試料採取量(g)
N:水酸化カリウムエタノール溶液の規定度
【0144】
<エポキシ当量>
エポキシ樹脂を三角フラスコに0.50g量り取り、塩化メチレン20ml、40重量%臭化テトラエチルアンモニウムの氷酢酸溶液4mlを加えて溶解させる。0.1重量%クリスタルバイオレット氷酢酸溶液を5滴加え、0.1M過塩素酸氷酢酸溶液で滴定を行い、呈色が1分間持続する点を終点とした。空試験も同時に行い、エポキシ樹脂の代わりに15mlの氷酢酸を入れ、同様に滴定を行った。エポキシ当量は以下の計算式(2)に当てはめて算出した。エポキシ当量(g/eq)とは、エポキシ基1モルを含むエポキシ樹脂の質量をそのグラムで表わしたものである。
エポキシ当量=(C×10000)/{(D−E)×F} (2)
C:エポキシ樹脂の採取量(g)
D:滴定で使用した0.1M過塩素酸氷酢酸溶液(ml)
E:空試験で使用した0.1M過塩素酸氷酢酸溶液(ml)
F:0.1M過塩素酸氷酢酸溶液の力価係数
【0145】
(B成分:ポリカルボン酸無水物の製造例)
[製造例1]
酢酸ブチル15.0g中、HB17.6g(73.0mmol)にHH22.5g(146.0mmol、HBに対し2.0倍mmol)を加え、窒素気流下にて110℃で3時間攪拌してジカルボン酸化合物の酢酸ブチル溶液を得た。このジカルボン酸化合物溶液に無水酢酸26.1g(255.5mmol、HBに対し3.5倍mmol)を加えて、1時間窒素気流下にて100℃で攪拌した。続いて、反応容器内を10.7〜13.3kPaに徐々に減圧し、溶剤滴下抜出(60ml/hの酢酸ブチル滴下及び抜出)のもと、5時間にわたって反応し、ポリカルボン酸無水物溶液を得た。その後、酢酸ブチルで希釈して40重量%に調整し、ポリカルボン酸無水物(b1)の酢酸ブチル溶液とした。当該ポリカルボン酸無水物(b1)の数平均分子量(Mn)は4700であり、また、当該ポリカルボン酸無水物溶液の酸無水物当量は1140(g/eq)であった。
【0146】
[製造例2]
HH22.5g(146.0mmol)を、MH−T24.5g(146.0mmol)に代えた他は製造例1と同様に行い、ポリカルボン酸無水物溶液を得た。その後、酢酸ブチルで希釈し、40重量%に調整し、ポリカルボン酸無水物(b2)の酢酸ブチル溶液とした。当該ポリカルボン酸無水物(b2)の数平均分子量(Mn)は3300であり、また、当該ポリカルボン酸無水物溶液の酸無水物当量は943(g/eq)であった。
【0147】
[製造例3]
HB17.6g(73.0mmol)を、27DH12.4g(73.0mmol)に代えた他は製造例1と同様に行い、ポリカルボン酸無水物溶液を得た。その後、酢酸ブチルで希釈して40重量%に調整し、ポリカルボン酸無水物(b3)の酢酸ブチル溶液とした。当該ポリカルボン酸無水物(b3)の数平均分子量(Mn)は3400であり、また、当該ポリカルボン酸無水物溶液の酸無水物当量は925(g/eq)であった。
【0148】
[実施例1]
製造例1で得られた40重量%のポリカルボン酸無水物(b1)の酢酸ブチル溶液、(a1)成分、(c1)成分及び(d1−1)成分を表1に示す組成比(重量部)で一括して仕込み、30℃で混合し、引き続き、脱泡装置(製品名:あわとり練太郎,(株)シンキー製)を用いて脱気して、エポキシ樹脂組成物溶液を得た。得られたエポキシ樹脂組成物溶液を用いて、上記のエポキシ薄膜硬化物の物性評価方法に従って、エポキシ薄膜硬化物の初期透明性、耐熱試験後のYI及び耐熱黄変性を測定した。その結果を表1に示した。
【0149】
[実施例2〜8、10〜18、20〜38、40〜66]
製造例1〜3で得られた40重量%のポリカルボン酸無水物((B)成分)の酢酸ブチル溶液と(A)成分、(C)成分及び(D)成分を表1〜表7に示す組成比(重量部)で用いて、実施例1と同様に実施して、エポキシ樹脂組成物溶液を得た。得られたエポキシ樹脂組成物溶液を用いて、上記のエポキシ薄膜硬化物の物性評価方法に従って、エポキシ薄膜硬化物の初期透明性、耐熱試験後のYI及び耐熱黄変性を測定した。その結果を表1〜表7に示した。
【0150】
[実施例9]
製造例1で得られた40重量%のポリカルボン酸無水物(b1)の酢酸ブチル溶液と(d1−1)成分を60℃で1時間加熱・攪拌し溶解した後、室温まで冷却し酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物の溶液を得た。得られた酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物の溶液に(a1)成分及び(c1)成分を30℃で混合し、引き続き、脱泡装置(製品名:あわとり練太郎,(株)シンキー製)を用いて脱気して、エポキシ樹脂組成物溶液を得た(組成比(重量部)は表1に記載)。得られたエポキシ樹脂組成物溶液を用いて、上記のエポキシ薄膜硬化物の物性評価方法に従って、エポキシ薄膜硬化物の初期透明性、耐熱試験後のYI及び耐熱黄変性を測定した。その結果を表1に示した。
【0151】
[実施例19、39]
製造例1で得られた40重量%のポリカルボン酸無水物(b1)の酢酸ブチル溶液と(D)成分を60℃で1時間加熱・攪拌し溶解した後、室温まで冷却し酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物の溶液を得た。得られた酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤組成物の溶液に(a1)成分及び(c1)成分を30℃で混合し、引き続き、脱泡装置(製品名:あわとり練太郎,(株)シンキー製)を用いて脱気して、エポキシ樹脂組成物溶液を得た(組成比(重量部)は表2、表4に記載)。得られたエポキシ樹脂組成物溶液を用いて、上記のエポキシ薄膜硬化物の物性評価方法に従って、エポキシ薄膜硬化物の初期透明性、耐熱試験後のYI及び耐熱黄変性を測定した。その結果を表2、表4に示した。
【0152】
[比較例1]
(D)成分を加えない以外は実施例1と同様に混合し、エポキシ樹脂組成物溶液を得た。得られたエポキシ樹脂組成物溶液を用いて、上記のエポキシ薄膜硬化物の物性評価方法に従って、エポキシ薄膜硬化物の初期透明性、耐熱試験後のYI及び耐熱黄変性を測定した。その結果を表1及び表2に示した。
【0153】
[参考例1〜3]
酸無水物系硬化剤((E)成分)、(A)成分、(C)成分及び(D)成分を表8に示す組成比(重量部)で、30℃で混合し、引き続き、あわとり練太郎((株)シンキー)を用いて脱気して、エポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物、アルミ箔を敷いた直径約4cmの金属製の皿に硬化後の厚みが100μmとなるように流し込み、130℃で2時間硬化したが、物性評価ができるようなエポキシ薄膜硬化物は得られなかった。これは、加熱硬化させる際に酸無水物系硬化剤((E)成分)が揮発してエポキシ樹脂組成物中の酸無水物が一部失われることにより、エポキシ樹脂の配合バランスが崩れために、硬化不良となったものと考えられる。
【0154】
【表1】
【0155】
【表2】
【0156】
【表3】
【0157】
【表4】
【0158】
【表5】
【0159】
【表6】
【0160】
【表7】
【0161】
【表8】
【0162】
表1〜表7から、実施例1〜66の本発明のエポキシ樹脂組成物から得られたエポキシ薄膜硬化物は、初期透明性(YI)が−0.12〜0.19の範囲であり、耐熱試験後のYIが−0.01〜0.48の範囲であり、また、耐熱黄変性(YI)が0〜0.48の範囲であることから極めて良好であることが分かる。