説明

耐熱性接着剤

【課題】接着性及び耐熱性に優れ、光硬化による正確な位置選択性を有する耐熱性接着剤を提供すること。
【解決手段】(1)エポキシ樹脂、(2)ラジカル硬化性樹脂、(3)光ラジカル開始剤
(4)(a)下記一般式(I)で表されるアミン化合物、(b)分子内に2個以上のアミノ基を有するポリアミン化合物、(c)有機ポリイソシアネート化合物、及び(d)エポキシ化合物を反応させて得られる潜在性エポキシ硬化剤を耐熱性接着剤の必須成分とする。


(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、又はR1及びR2が互いに結合して形成されるアルキレン基を表し、該アルキレン基は、酸素原子又は窒素原子を含んでいてもよく、nは1〜6の整数を表す。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐熱性接着剤に関する。より詳しくは、光硬化性及び熱硬化性を有する液晶ポリマーとガラスとの接着に好適な耐熱性接着剤に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、半導体素子、プリント配線基板等の表面実装基板に液晶ポリマーが用いられるようになってきているが、この実装工程においては、300℃以上のはんだ耐熱性が要求され、液晶ポリマーの接着に用いられる接着剤にもはんだ耐熱性が要求されている。従来、この接着剤としてはエポキシ樹脂系接着剤が用いられてきたが接着性に問題があった(特許文献1参照)。
【0003】
特許文献2には、エポキシ樹脂のビニルエステル化合物と、アクリル系反応性希釈剤と、光重合開始剤と、エポキシ硬化剤とを含有して成る感光感熱型接着剤が開示されている。
【0004】
特許文献3には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、潜在性エポキシ硬化剤及び光ラジカル重合開始剤を含有する光及び熱併用硬化性樹脂組成物が開示されているが、該光及び熱併用硬化性樹脂組成物は、液晶シール剤用途に好適に用いられているものの、耐熱性が110〜140℃と低い。
【0005】
特許文献4には、エポキシ化合物、アクリル化合物、アミン系硬化剤及び光開始剤を含有するエポキシ樹脂組成物が開示されており、該エポキシ樹脂組成物は、ハードディスクドライブの部品接着に好適に用いられる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2007−332337号公報
【特許文献2】特開平2−020579号公報
【特許文献3】国際特開2005/052021号公報
【特許文献4】特開2010−013507号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従って、本発明の目的は、接着性及び耐熱性に優れ、光硬化による正確な位置選択性を有する耐熱性接着剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、鋭意検討の結果、特定のエポキシ樹脂、ラジカル硬化性樹脂、光ラジカル開始剤、及び特定の潜在性エポキシ硬化剤を耐熱性接着剤の必須成分とすることで、上記目的を達成したものである。
【0009】
よって、本発明は、下記の(1)、(2)、(3)及び(4)成分を必須成分とする耐熱性接着剤を提供するものである。
(1)エポキシ樹脂
(2)ラジカル硬化性樹脂
(3)光ラジカル開始剤
(4)(a)下記一般式(I)で表されるアミン化合物、(b)分子内に2個以上のアミノ基を有するポリアミン化合物、(c)有機ポリイソシアネート化合物、及び(d)エポキシ化合物を反応させて得られる潜在性エポキシ硬化剤
【0010】
【化1】

(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、又はR1及びR2が互いに結合して形成されるアルキレン基を表し、該アルキレン基は、酸素原子又は窒素原子を含んでいてもよく、nは1〜6の整数を表す。)
【発明の効果】
【0011】
本発明の耐熱性接着剤は、光硬化及び熱硬化の2段階硬化を特長とする接着剤であり、該接着剤は、耐熱性が高く、携帯カメラレンズホルダーと保護ガラスとの接着に好適である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の耐熱性接着剤について、その好ましい実施形態に基づき詳細に説明する。
【0013】
本発明の耐熱性接着剤は、下記の(1)、(2)、(3)及び(4)成分を必須成分とする。
(1)エポキシ樹脂
(2)ラジカル硬化性樹脂
(3)光ラジカル開始剤
(4)(a)上記一般式(I)で表されるアミン化合物、(b)分子内に2個以上のアミノ基を有するポリアミン化合物、(c)有機ポリイソシアネート化合物、及び(d)エポキシ化合物を反応させて得られる潜在性エポキシ硬化剤
【0014】
上記(1)エポキシ樹脂としては、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、ビスフェールFのジグリシジルエーテル、ビスフェノールSのジグリシジルエーテル等のビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラックエポキシ樹脂;クレゾールノボラックエポキシ樹脂;ヒドロキシベンズアルデヒドフェノールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型のエポキシ樹脂;テトラヒドロキシフェニルメタンのグリシジルエーテル、テトラヒドロキシベンゾフェノンのグリシジルエーテル、エポキシ化ポリビニルフェノール等の多官能型のエポキシ樹脂等の芳香族エポキシ樹脂;脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル;脂肪族多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル;脂肪族多価アルコールと脂肪族多価カルボン酸とのポリエステルポリオールのポリグリシジルエーテル;脂肪族多価カルボン酸のポリグリシジルエステル;脂肪族多価アルコールと脂肪族多価カルボン酸とのポリエステルポリカルボン酸のポリグリシジルエステル;グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートのビニル重合により得られるダイマー、オリゴマー又はポリマー; グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートと他のビニルモノマーとのビニル重合により得られるオリゴマー又はポリマー;エポキシ化植物油;エポキシ化植物油のエステル交換体;エポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。
【0015】
上記脂肪族多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、3,5−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール等の脂肪族ジオール;シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF等の脂環式ジオール;トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキシトール類、ペンチトール類、グリセリン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、テトラメチロールプロパン等の三価以上のポリオールが挙げられる。
【0016】
また、上記のアルキレンオキサイドとして、より具体的には、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が挙げられる。
【0017】
上記脂肪族多価カルボン酸として、より具体的には、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、2−メチルコハク酸、2−メチルアジピン酸、3−メチルアジピン酸、3−メチルペンタン二酸、2−メチルオクタン二酸、3,8−ジメチルデカン二酸、3,7−ジメチルデカン二酸、1,20−エイコサメチレンジカルボン酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−ジカルボキシルメチレンシクロヘキサン、1,2,3−プロパントリカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸が挙げられる。
【0018】
上記(1)エポキシ樹脂としては、下記一般式(II)で表されるエポキシ樹脂が、反応が速やかに進行し耐熱性が高いので好ましい。
【0019】
【化2】

(式中、Z1及びZ3は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐のアルキリデン基を表し、Z2は、単結合、炭素原子数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキリデン基、−O−、−S−、−SO2−、−SS−、−SO−、−CO−、−OCO−、又は−CF2−を表し、該アルキリデン基中のメチレン鎖は、酸素原子で中断されていてもよい。)
【0020】
上記一般式(II)におけるZ1及びZ3で表される炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐のアルキリデン基としては、メチリデン、エチリデン、プロピリデン、イソプロピリデン、ブチリデン、イソブチリデン、ペンチリデン、ヘキシリデン、ヘプチリデン、オクチリデン、トリフルオロメチリデン、ジトリフルオロイソプロピリデン等が挙げられ、Z2で表される炭素原子数1〜4の直鎖又は分岐のアルキリデン基としては、Z1及びZ3で表わされる炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐のアルキリデン基として例示した基のうち、炭素原子1〜4のものが挙げられる。
【0021】
上記一般式(II)で表されるエポキシ樹脂としては、例えば、EP−4000L、EP−4080E、EP−4088L、EP−4901L、EPR−4033、EPR−1415−1(ADEKA社製);アラルダイトPY4122(ハンツマン社製)等の市販品を用いることもできる。
【0022】
上記(2)ラジカル硬化性樹脂は、ラジカル重合性官能基を有し、紫外線等の光を照射することにより重合して硬化する樹脂である。上記ラジカル重合性官能基とは、紫外線等の活性エネルギー線によって重合し得る官能基を意味し、例えば、(メタ)アクリル基、アリル基、スチリル基等が挙げられる。上記ラジカル重合性官能基を有する光硬化性樹脂としては、例えば、(メタ)アクリレート、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、速やかに反応が進行することや接着性や揮発性が良好であるという点から、(メタ)アクリレート、特に分子内に3個以上の(メタ)アクリル基を有する又は分子量300〜10000、好ましくは分子量500〜3000であるモノマー及び/又はオリゴマーが好適である。
【0023】
上記(メタ)アクリレートとしては特に限定されず、例えば、ウレタン結合を有するウレタン(メタ)アクリレート、グリシジル基を有する化合物と(メタ)アクリル酸とから誘導されるエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0024】
上記ウレタン(メタ)アクリレートとしては特に限定されず、例えば、イソホロンジイソシアネート等のジイソシアネートと、アクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート等のイソシアネートと付加反応する反応性化合物との誘導体等が挙げられる。これらの誘導体はカプロラクトンやポリオール等で鎖延長させてもよい。市販品としては、例えば、U−122P、U−3,40P、U−4HA、U−1084A(新中村化学工業社製);KRM7595、KRM7610、KRM7619(ダイセルユーシービー社製)等が挙げられる。
【0025】
上記エポキシ(メタ)アクリレートとしては特に限定されず、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂やプロピレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ樹脂と、(メタ)アクリル酸とから誘導されたエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられ、原料のエポキシ樹脂としては、上記一般式(II)で表されるエポキシ樹脂も用いることができる。また、市販品としては、例えば、EA−1020、EA−6320、EA−5520(新中村化学工業社製);エポキシエステル70PA、エポキシエステル3002A(共栄社化学社製)等が挙げられる。
【0026】
また、その他の(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジルメタクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル類、メトキシジエチレングリコール(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、イソオクチルオキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、グリセリンジメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート等の(メタ)アクリレート類が挙げられる。
【0027】
また、上記(2)ラジカル硬化性樹脂としては、1分子内に(メタ)アクリル基とエポキシ基とをそれぞれ少なくとも1つ以上有するエポキシ/(メタ)アクリル樹脂も好適に用いることができる。このエポキシ/(メタ)アクリル樹脂は、ラジカル硬化性の官能基((メタ)アクリル基)と熱硬化性の官能基(エポキシ基)を含むため、ラジカル硬化性だけでなく、熱硬化性も有する。上記エポキシ/(メタ)アクリル樹脂としては、例えば、上記エポキシ樹脂のエポキシ基の一部分を常法に従って、塩基性触媒の存在下(メタ)アクリル酸と反応させることにより得られる化合物、2官能以上のイソシアネート1モルに水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを1/2モル、続いてグリシドールを1/2モル反応させて得られる化合物、イソシアネート基を有する(メタ)アクリレートにグリシドールを反応させて得られる化合物等が挙げられる。上記エポキシ/(メタ)アクリル樹脂は市販品を用いてもよく、例えば、UVAC1561(ダイセルユーシービー社製)、NKエステルA−9300、NKエステルA−TMPT−3EO、NKエステルA−TMPT−3PO、NKエステルATM−4E、NKエステルATM−4P(新中村化学株式会社製)、これらアクリレートをメタクリレートとした化合物等が挙げられる。
【0028】
本発明の耐熱性接着剤中、上記(1)成分及び(2)成分の合計の含有量は、好ましくは20〜70質量%、更に好ましくは30〜50質量%である。
【0029】
上記(3)光ラジカル開始剤としては、従来既知の化合物を用いることが可能であり、例えば、ベンゾインブチルエーテル等のベンゾインエーテル類;ベンジルジメチルケタール等のベンジルケタール類;2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン等のアセトフェノン類;1−ヒドロキシ−1−ベンゾイルシクロヘキサン、2−ヒドロキシ−2−ベンゾイルプロパン、2−ヒドロキシ−2−(4’−イソプロピル)ベンゾイルプロパン等のα−ヒドロキシアセトフェノン類;4−ブチルベンゾイルトリクロロメタン、4−フェノキシベンゾイルジクロロメタン等のクロロアセトフェノン類;1−ベンジル−1−ジメチルアミノ−1−(4’−モルホリノベンゾイル)プロパン、2−モルホリル−2−(4’−メチルメルカプト)ベンゾイルプロパン、9−n−ブチル−3,6−ビス(2’−モルホリノイソブチロイル)カルバゾール、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン等のα−アミノアセトフェノン類;ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド類;ベンジル、ベンゾイル蟻酸メチル等のα−ジカルボニル類;p−メトキシフェニル−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ナフチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−ブトキシスチリル)−s−トリアジン等のトリアジン類;特開2000−80068号公報、特開2001−233842号公報、特開2005−97141号公報、特表2006−516246号公報、特許第3860170号公報、特許第3798008号公報、WO2006/018973号公報に記載の化合物等のα−アシルオキシムエステル類;過酸化ベンゾイル、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、エチルアントラキノン、1,7−ビス(9’−アクリジニル)ヘプタン、チオキサントン、1−クロル−4−プロポキシチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンゾフェノン、フェニルビフェニルケトン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド、2−(p−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル−1,3,4−オキサジアゾール、9−フェニルアクリジン、9,10−ジメチルベンズフェナジン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール、チオキサントン/アミン等が挙げられ、中でも、分子量が大きいものが、揮発性が高いので好ましい。
【0030】
上記(4)潜在性エポキシ硬化剤は、(a)上記一般式(I)で表されるアミン化合物、(b)分子内に2個以上のアミノ基を有するポリアミン化合物、(c)有機ポリイソシアネート化合物、及び(d)エポキシ化合物を反応させて得られる。この(4)潜在性エポキシ硬化剤は、必要がなければ加えなくてもよい。
上記(4)潜在性エポキシ硬化剤を構成する上記(a)成分は、上記一般式(I)で表されるアミン化合物であり、該アミン化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記一般式(I)におけるR1及びR2で表される炭素原子数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、アミル、イソアミル、第三アミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、2−エチルヘキシル、第三オクチル、ノニル、イソノニル、デシル等が挙げられる。
1及びR2で表される互いに結合して形成されるアルキレン基としては、5又は6員環の複素環等が挙げられ、5又は6員環の複素環としては、モルホリン、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
上記一般式(I)で表されるアミン化合物としては、N,N−ジアルキルアミノアルキルアミン等が挙げられ、例えば、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、N,N−ジエチルアミノプロピルアミン、N,N−ジプロピルアミノプロピルアミン、N,N−ジブチルアミノプロピルアミン、N,N−ジメチルアミノエチルアミン、N,N−ジメチルアミノエチルアミン、N,N−ジメチルアミノブチルアミン、アミノプロピルモルホリン、アミノエチルピペリジン、1−(2−アミノエチル)−4−メチルピペラジン等が挙げられる。
【0031】
上記(a)成分であるポリアミン化合物の中でも、得られる(4)潜在性エポキシ硬化剤の反応促進能が高い点から、N,N−ジメチルアミノプロピルアミンが好ましい。
【0032】
上記(4)潜在性エポキシ硬化剤を構成する上記(b)成分は、分子内に2個以上のアミノ基を有するポリアミン化合物である。該ポリアミン化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。ポリアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシプロピレントリアミン等の脂肪族ポリアミン; イソホロンジアミン、メンセンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキシル)メタン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、N−アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等の脂環式ポリアミン;m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、トリレン−2,4−ジアミン、トリレン−2,6−ジアミン、メシチレン−2,4−ジアミン、メシチレン−2,6−ジアミン、3,5−ジエチルトリレン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトリレン−2,6−ジアミン等の単核ポリアミン;ビフェニレンジアミン、4,4−ジアミノジフェニルメタン、2,5−ナフチレンジアミン、2,6−ナフチレンジアミン等の芳香族ポリアミン;2−アミノプロピルイミダゾール等のイミダゾール等が挙げられる。
【0033】
上記(b)成分であるポリアミン化合物の中でも、接着性及び硬化物の物性等を向上させる観点から、特に、(b−1)分子内にそれぞれ反応性を異にする2個の第1級又は第2級アミノ基を有するジアミン、及び/又は(b−2)分子内に2個以上の第1級又は第2級アミノ基を有し、その1個がエポキシ基と反応した場合その立体障害により残りの第1級又は第2級アミノ基のエポキシ基との反応性が低下するポリアミンを使用することが好ましい。
【0034】
上記(b−1)に該当するジアミンとしては、例えば、イソホロンジアミン、メンタンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン等が挙げられ、上記(b−2)に該当するジアミンとしては、例えば、m−キシリレンジアミン、1,3−ビスアミノシクロヘキサン等が挙げられるが、本発明は特にこれらの記載によって限定されるものではない。
【0035】
本発明においては、上記(b) 成分を、上記(a)成分1モルに対して5モル以下、好ましくは0.1〜3モルの範囲で使用することが、接着性を向上させる上から好ましい。5モルより多く使用した場合には、硬化性が低下するおそれがあるので好ましくない。
【0036】
上記(4)潜在性エポキシ硬化剤を構成する上記(c)成分である有機ポリイソシアネート化合物としては、脂肪族、脂環式及び芳香族ポリイソシアネートが挙げられる。具体的には、2,4 −トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、テトラ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、リジンジイソシアネートエステル、1,4−シクロへキシレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,5−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
上記(c)成分である有機ポリイソシアネート化合物の中でも、得られる(4)潜在性エポキシ硬化剤の反応促進能が高い点から、イソホロンジイソシアネートが好ましい。
【0037】
本発明においては、上記(a)及び(b)のアミン化合物のNH2基1個に対し、上記(c)の有機ポリイソシアネートのNCO基が0.1〜2個、好ましくは0.5〜1個となる量使用することが、接着剤の保存安定性を向上させる上から好ましい。NCO基が0.1個未満の使用では保存安定性が低下するおそれがあり、2個よりも多く使用した場合には、硬化性に悪影響を与えるおそれがあるため好ましくない。
【0038】
上記(4)潜在性エポキシ硬化剤を構成する上記(d)成分であるエポキシ化合物としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、第二ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、2−メチルオクチルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル等のモノグリシジルエーテル化合物; バーサティック酸グリシジルエステル等のモノグリシジルエステル化合物; ハイドロキノン、レゾルシン、ピロカテコール、フロログルクシノールなどの単核多価フェノール化合物のポリグリシジルエーテル化合物;ジヒドロキシナフタレン、ビフェノール、メチレンビスフェノール(ビスフェノールF)、メチレンビス(オルトクレゾール)、エチリデンビスフェノール、イソプロピリデンビスフェノール(ビスフェノールA)、イソプロピリデンビス(オルトクレゾール)、テトラブロモビスフェノールA、1,3−ビス(4−ヒドロキシクミルベンゼン)、1,4 −ビス(4−ヒドロキシクミルベンゼン)、1,1,3−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,2,2−テトラ(4−ヒドロキシフェニル)エタン、チオビスフェノール、スルホビスフェノール、オキシビスフェノール、フェノールノボラック、オルソクレゾールノボラック、エチルフェノールノボラック、ブチルフェノールノボラック、オクチルフェノールノボラック、レゾルシンノボラック、テルペンフェノール等の多核多価フェノール化合物のポリグリジルエーテル化合物;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ポリグリコール、チオジグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ビスフェノールA−エチレンオキシド付加物等の多価アルコール類のポリグリシジルエーテル;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、グルタル酸、スベリン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、トリマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸等の脂肪族、芳香族又は脂環族多塩基酸のグリシジルエステル類及びグリシジルメタクリレートの単独重合体又は共重合体;N,N−ジグリシジルアニリン、ビス(4−(N−メチル−N−グリシジルアミノ)フェニル)メタン、ジグリシジルオルトトルイジン等のグリシジルアミノ基を有するエポキシ化合物; ビニルシクロヘキセンジエポキシド、ジシクロペンタンジエンジエポキサイド、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、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−6−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート等の環状オレフィン化合物のエポキシ化物;エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化スチレン− ブタジエン共重合物等のエポキシ化共役ジエン重合体、トリグリシジルイソシアヌレート等の複素環化合物が挙げられる。
上記(d)成分であるエポキシ化合物の中でも、得られる(4)潜在性エポキシ硬化剤の反応促進能が高い点から、グリシジルアミノ基を有するエポキシ化合物を使用することが好ましく、とりわけ、ジグリシジルオルトトルイジンを使用することが好ましい。
【0039】
本発明において上記(d)成分としてエポキシ化合物を使用する場合には、(a)成分及び(b)成分の合計のNH2基1個に対して(d)成分のエポキシ基が0.9個以下、好ましくは0.01〜0.5個となる範囲で使用される。0.9個より多く使用した場合には、本発明の接着剤の硬化性が低下するおそれがあるため好ましくない。
【0040】
上記(4)潜在性エポキシ硬化剤としては、上記硬化剤に替えて、又は上記硬化剤と共に、酸無水物、ジシアンジアミド、メラミン、ヒドラジド、イミダゾール類、アルキル尿素類、グアナミン類等の従来の潜在性エポキシ硬化剤を使用することも可能である。
【0041】
上記(3)ラジカル開始剤の配合量は、上記(2)ラジカル硬化性樹脂100重量部に対して、0.1〜20重量部、特に0.5〜10重量部であるのが好ましい。配合量が0.1重量部未満であると、反応性二重結合の残存による硬化不足となり、ガラス転移温度の低下を生じ、耐熱、耐湿熱性能の低下を生じるため好ましくなく、20重量部を超えると、開始剤分解物が揮発成分となり、耐熱、耐湿熱の劣化を引き起こす、また、未反応の開始剤による汚染を引き起こすため好ましくない。
【0042】
上記(4)潜在性エポキシ硬化剤の配合量は、耐熱性接着剤の合計100重量部に対して、0.3〜150重量部、特に5〜100重量部であるのが好ましい。配合量が0.3重量部未満であると、未反応のグリシジル基の残存による硬化物のガラス転移温度の低下を生じ、耐熱、耐湿熱性の低下を生じるため好ましくなく、150重量部を超えると、未反応のアミノ基の残存による硬化物のガラス転移温度の低下による耐熱、耐湿熱性の低下を引き起こすため好ましくない。
【0043】
本発明の耐熱性接着剤において、上記(1)、(2)、(3)及び(4)成分の好ましい含有量は、以下の通りである。
(1)成分:本発明の耐熱性接着剤中、好ましくは1〜80質量%、より好ましくは30〜70質量%
(2)成分:本発明の耐熱性接着剤中、好ましくは5〜70質量%、より好ましくは10〜50質量%
(3)成分:本発明の耐熱性接着剤中、好ましくは0.1〜10質量%、より好ましくは0.3〜5質量%
(4)成分:本発明の耐熱性接着剤中、好ましくは0.1〜50質量%、より好ましくは1〜40質量%
【0044】
本発明の耐熱性接着剤には、必要に応じて(5)充填剤を配合することもできる。上記充填剤としては、溶融シリカ、結晶シリカ、シリコンカーバイド、窒化珪素、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、マイカ、タルク、クレー、活性炭、コアシェルゴム、ブロック共重合高分子、ガラスフィラー、アルミナ、チタニア、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸リチウムアルミニウム、珪酸ジルコニウム、チタン酸バリウム、硝子繊維、炭素繊維、二硫化モリブデン、珪石粉、瀝青物、繊維素、粘土、雲母、アルミニウム粉末、エロージール、ベントナイト等が挙げられ、好ましくは溶融シリカ、結晶シリカ、窒化珪素、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、マイカ、タルク、クレー、アルミナ、 水酸化アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウムであり、更に好ましくは溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、タルクである。これら充填材は2種以上を混合して用いても良い。
【0045】
上記(5)充填剤の配合量は、本発明の耐熱性接着剤中、通常10〜70質量%、好ましくは20〜60質量%である。
【0046】
さらに、本発明の耐熱性接着剤には、接着強度を向上させ、耐湿信頼性が優れた耐熱性接着剤を得るために、シランカップリング剤を配合することもできる。上記シランカップリング剤としては、例えば3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、 2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、N−(2−(ビニルベンジルアミノ)エチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。これらシランカップリング剤は2種以上を混合して用いても良い。
【0047】
上記シランカップリング剤の配合量は、本発明の耐熱性接着剤中、通常0.1〜4質量%、好ましくは0.5〜3質量%である。
【0048】
本発明による耐熱性接着剤には、さらに必要に応じて、その他の添加物を添加しても良い。このような添加物の例としては、例えば有機溶媒、顔料、レベリング剤、チクソ剤、消泡剤、導通材料及びこれらに類似する物が挙げられる。又、本発明の耐熱性接着剤には必要に応じてその他稀釈剤、難燃剤等を添加してもよい。
【0049】
上記その他の添加物の配合量は、本発明の耐熱性接着剤中、好ましくは合計で10質量%以下とする。
【0050】
本発明の耐熱性接着剤は、携帯電話のカメラモジュールの他、フレキシブルプリント基板、カバーレイフィルムやTABテープ、タッチパネル用基板、ICカード、ICタグ用基板、電子ペーパー用基板、フレキシブルディスプレイ用基板、光学部品、液晶表示素子、流体素子、インクジェットノズル、精密加工部品等の接合に用いることができる。
【実施例】
【0051】
以下、実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例等に限定されるものではない。
【0052】
下記の製造例1は、上記(4)潜在性エポキシ硬化剤の製造例を示し、実施例1〜13及び比較例1〜2は、本発明又は比較用の耐熱性接着剤の製造例及び評価例を示す。
【0053】
[製造例1]潜在性エポキシ硬化剤No.1の製造
イソブタノール162.5g、キシレン162.5g、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン(DMAPA)357g(1.75モル)、及び1,2−プロパンジアミン(12−DAP)222g(3モル)を仕込み、60〜70℃で30分間混合撹拌した後、ジグリシジルトルイジン(GOT)540g(2モル)を滴下し、2時間還流熟成した。次いでイソホロンジイソシアネート(IPDI)の67質量%キシレン溶液1166g(3.5モル)を滴下した。滴下終了後昇温して140〜150℃で2時間還流熟成を行い、IRでイソシアネートの吸収である2250cm-1の吸収が消えたことを確認し、200℃まで昇温して2時間常圧脱溶剤を行った。さらに190〜200℃、50〜60mmHgで1時間減圧脱溶剤を行い、潜在性エポキシ硬化剤No.1を得た。
【0054】
[実施例1〜13及び比較例1〜2]
以下の原料を[表1]及び[表2]に従い配合し、三本ロールミルにて分散、混練を行い、本発明の耐熱性接着剤を得た。得られた耐熱性接着剤に関し、以下の評価方法により、熱硬化前後の接着性及び熱硬化前後の揮発性を評価した。結果を下記[表1]及び[表2]に示す。
(1−1)PY4122(二官能グリシジル型エポキシ樹脂;ハンツマン社製)
(1−2)EP−4901L(二官能グリシジル型エポキシ樹脂;ADEKA社製)
(1−3)EPR−4030(NBR変性型エポキシ樹脂;ADEKA社製)
(1−4)ED−506(二官能グリシジル型エポキシ樹脂;ADEKA社製)
(1−5)EP−4088L(二官能グリシジル型エポキシ樹脂;ADEKA社製)
(1−6)EP−4080E(二官能グリシジル型エポキシ樹脂;ADEKA社製)
(1−7)EP−4000L(二官能グリシジル型エポキシ樹脂;ADEKA社製)
(1−8)ED−523(二官能グリシジル型エポキシ樹脂;ADEKA社製)
(1−9)ED−505(二官能グリシジル型エポキシ樹脂;ADEKA社製)
(2−1)A−9300−1CL(イソシアヌル酸トリアクリレート;新中村化学工業社製)
(2−2)DPHA(多官能アクリレート;日本化薬社製)
(2−3)DPCA−60(多官能アクリレート;日本化薬社製)
(2−4)DPEA−12(多官能アクリレート;日本化薬社製)
(2−5)A−9300−3CL(イソシアヌル酸トリアクリレート;新中村化学工業社製)
(3)IRGACURE 127(BASF社製)
(4−1)製造例1で得られた潜在性エポキシ硬化剤No.1
(4−2)EH−4357(潜在性エポキシ硬化剤;ADEKA社製)
(4−1’)PN−23(アミン系硬化剤;味の素ファインテクノ社製)
(5−1)R−972(疎水性シリカ;アエロジル社製):一次粒径16nm: 充填剤
(5−2)SOE−5(真球状シリカ;アドマテックス社製):一次粒径1.5μm: 充填剤
【0055】
【表1】

【0056】
【表2】

【0057】
<接着性の評価>
1.1mm厚の液晶ポリマー板に、本発明及び比較用の耐熱性接着剤をディスペンサで塗布し、同様のガラス板にて貼り合わせ、直径3mm程度の円形に押し伸ばし、試験片を作製した。超高圧水銀灯にて、UV(1000mJ/cm2)を照射した。UV硬化後の試験片を150℃×1時間で熱硬化させた後、更に160℃×1分、続いて1分かけて260℃まで昇温することを2サイクル行うという条件でリフロー処理を行った。熱硬化後とリフロー後の引っ張り強度(JIS K−7161,7162)を測定した。
【0058】
<揮発性の評価>
1.1mm厚の液晶ポリマー板に、本発明及び比較用の耐熱性接着剤をディスペンサで塗布し、同様のガラス板にて貼り合わせ、直径3mm程度の円形に押し伸ばし、試験片を作製した。超高圧水銀灯にて、UV(1000mJ/cm2)を照射した。UV硬化後の試験片を150℃×1時間で熱硬化させた後、250℃×5分間加熱し、UV硬化後の試験片に対する熱硬化後加熱した試験片の重量減少の割合を算出して揮発性評価とした。
【0059】
上記[表1]及び[表2]から明らかなように、本発明の耐熱性接着剤が接着性、揮発性及び耐熱性にすぐれることは明らかであり、液晶ポリマーとガラスとの接着に好適に用いられることが明らかである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記の(1)、(2)、(3)及び(4)成分を必須成分とする耐熱性接着剤。
(1)エポキシ樹脂
(2)ラジカル硬化性樹脂
(3)光ラジカル開始剤
(4)(a)下記一般式(I)で表されるアミン化合物、(b)分子内に2個以上のアミノ基を有するポリアミン化合物、(c)有機ポリイソシアネート化合物、及び(d)エポキシ化合物を反応させて得られる潜在性エポキシ硬化剤
【化1】

(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、又はR1及びR2が互いに結合して形成されるアルキレン基を表し、該アルキレン基は、酸素原子又は窒素原子を含んでいてもよく、nは1〜6の整数を表す。)
【請求項2】
上記(1)エポキシ樹脂が、下記一般式(II)で表されるものであることを特徴とする請求項1記載の耐熱性接着剤。
【化2】

(式中、Z1及びZ3は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐のアルキリデン基を表し、Z2は、単結合、炭素原子数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキリデン基、−O−、−S−、−SO2−、−SS−、−SO−、−CO−、−OCO−、又は−CF2−を表し、該アルキリデン基中のメチレン鎖は、酸素原子で中断されていてもよい。)
【請求項3】
上記(2)ラジカル硬化性樹脂が、分子内に3個以上の(メタ)アクリル基を有するモノマー及び/又はオリゴマーである請求項1又は2に記載の耐熱性接着剤。
【請求項4】
全組成に対する上記(1)、(2)、(3)及び(4)成分の含有量が、以下の通りである請求項1〜3の何れか1項に記載の耐熱性接着剤。
(1)成分:1〜80質量%
(2)成分:5〜70質量%
(3)成分:0.05〜10質量%
(4)成分:0.03〜50質量%
【請求項5】
第一段階でエネルギー線を照射して、第二段階で加熱硬化する二段階硬化方法による液晶ポリマーとガラスとの接着に使用される請求項1〜4の何れか1項に記載の耐熱性接着剤。

【公開番号】特開2013−82836(P2013−82836A)
【公開日】平成25年5月9日(2013.5.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−224960(P2011−224960)
【出願日】平成23年10月12日(2011.10.12)
【出願人】(000000387)株式会社ADEKA (987)
【Fターム(参考)】