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CN116635229A - 固化性树脂组合物及粘接剂 - Google Patents

固化性树脂组合物及粘接剂 Download PDF

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CN116635229A
CN116635229A CN202180086056.1A CN202180086056A CN116635229A CN 116635229 A CN116635229 A CN 116635229A CN 202180086056 A CN202180086056 A CN 202180086056A CN 116635229 A CN116635229 A CN 116635229A
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CN
China
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curable resin
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epoxy
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CN202180086056.1A
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Inventor
冈本敏彦
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Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
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Abstract

本发明的课题在于提供作为双组分型或多组分型的环氧树脂组合物比以往更优异的固化性树脂组合物。固化性树脂组合物包含环氧树脂、环氧固化剂及聚合物粒子,(i)进一步以特定量包含特定粒径的氢氧化铝,或者(ii)进一步包含氢氧化铝且聚合物粒子为特定的构成,或者(iii)进一步包含具有特定的构成的化合物、且环氧固化剂为特定的构成。

Description

固化性树脂组合物及粘接剂
技术领域
本发明涉及包含环氧树脂的双组分型的固化性树脂组合物、以及包含其的粘接剂。
背景技术
作为粘接剂,已知有各种组合物(例如,专利文献1)。另外,将环氧树脂组合物固化而得到的固化物的强度、耐热性、耐水性、耐化学药品性及电绝缘性等优异。因此,环氧树脂组合物已用于工业用途及土木建筑用途等广泛用途。目前,作为环氧树脂组合物,已开发了各种组合物(例如,专利文献2~4等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2016-137303号公报
专利文献2:WO2009-034966号公报
专利文献3:WO2009-025991号公报
专利文献4:日本特开2017-149887号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,上述这样的现有技术作为双组分型或多组分型的环氧树脂组合物并不充分,仍有进一步改进的余地。
本发明的一个实施方式是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于提供比以往更优异的新固化性树脂组合物作为双组分型或多组分型的环氧树脂组合物。
解决课题的方法
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究,结果完成了本发明。
即,本发明的一个实施方式的固化性树脂组合物为双组分型的固化性树脂组合物,所述固化性树脂组合物包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分,上述固化性树脂组合物进一步含有聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C),所述聚合物粒子(B)具有包含核层和壳层的核壳结构,上述固化性树脂组合物的总重量100重量%中的上述氢氧化铝(C)的总重量为55重量%以上且85重量%以下,上述氢氧化铝(C)的平均粒径为11μm以上且200μm以下。
另外,本发明的另一个实施方式的固化性树脂组合物为双组分型的固化性树脂组合物,所述固化性树脂组合物包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分,上述固化性树脂组合物进一步含有聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C),所述聚合物粒子(B)具有包含核层和壳层的核壳结构,上述固化性树脂组合物的总重量100重量%中的上述氢氧化铝(C)的总重量为55重量%以上且85重量%以下,上述聚合物粒子(B)的平均粒径为0.15μm以上且0.30μm以下,上述聚合物粒子(B)中上述核层的重量相对于上述壳层的重量之比(上述核层的重量/上述壳层的重量)为65/35~92/8,上述聚合物粒子(B)的上述壳层是将下述单体成分进行聚合而成的共聚物,所述单体成分100重量%中含有55wt%以上的(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯,上述单体成分在该单体成分100重量%中含有10~100wt%的(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及0~80wt%的(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯。
另外,本发明的另一个实施方式的固化性树脂组合物为双组分型或多组分型的固化性树脂组合物,所述固化性树脂组合物包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分,上述固化性树脂组合物进一步含有聚合物粒子(B)和化合物(G),所述聚合物粒子(B)具有包含核层和壳层的核壳结构,所述化合物(G)在1分子中具有(i)1个芳香环及(ii)至少2个酚羟基,在上述化合物(G)中,位于上述酚羟基的邻位的叔烷基的个数为1分子中0个或1个,上述环氧固化剂(D)为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上。
发明的效果
根据本发明的一个实施方式,可发挥能够提供作为双组分型或多组分型的环氧树脂组合物的比以往更优异的固化性树脂组合物的效果。
具体实施方式
以下,对本发明的一个实施方式进行说明,但本发明并不限定于此。本发明并不限定于以下说明的各构成,可以在权利要求书所示的范围进行各种变更。另外,将不同的实施方式或实施例中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式或实施例也包含于本发明的技术范围。此外,通过将各实施方式中分别公开的技术手段进行组合,能够形成新的技术特征。需要说明的是,本说明书中记载的全部学术文献及专利文献均以参考文献的形式援引至本说明书中。另外,在本说明书中,在没有特别说明的情况下,表示数值范围的“A~B”是指“A以上(包含A且大于A)且B以下(包含B且小于B)”。
〔I.第1实施方式〕
第1实施方式涉及包含环氧树脂的双组分型的固化性树脂组合物、以及包含其的粘接剂。
对于二次电池、半导体等电气设备而言,随着近年的高功能化,来自设备的发热量增大,设备的散热变得重要。特别是对于无线移动设备、电动汽车(EV)的电池组件等所使用的锂离子电池等二次电池而言,充放电时在电池内部产生的热蓄积而使电池的内部温度上升,因此,效率良好地散热是与电池的可靠性、寿命相关的重要课题。专利文献1中公开了用导热性的粘接剂将电池单元(cell)固定于组件壳体的电池组件。
另外,如专利文献1中记载所述,为了提高对于伴随充放电时的热的积蓄而会发生的火灾及其它事故的安全性,要求上述设备所使用的固化性树脂组合物显示出阻燃性,希望依据UL 94V Test(Vertical Burning Test)显示为V-0等级。
另外,如专利文献1中记载所述,EV电池为使大量电池单元并联的结构,由于车辆的碰撞等外部冲击而施加剪切应力,因此,对于将各电池单元固定于电池壳体的粘接剂,要求高的粘接力和耐冲击性。
另一方面,环氧树脂在其固化物的尺寸稳定性、机械强度、电绝缘特性、耐热性、耐水性、耐化学药品性等多个方面优异,因此,作为粘接剂、密封剂等固化性树脂组合物而广泛用于电气设备。
专利文献2公开了通过使聚合物微粒分散于以环氧树脂等固化性树脂作为主成分的固化性树脂组合物而改善得到的固化物的韧性、耐冲击性的技术。
另外,锂离子电池具有耐热性差的特性,难以使用加热固化型的单组分型环氧类固化性树脂组合物。专利文献3等公开了能够以室温或接近室温的低温进行固化的双组分型环氧类固化性树脂组合物。
为了提高电气设备的散热性,探讨了在设备所使用的固化性树脂组合物中添加氢氧化铝、氧化铝等导热性填料而提高导热性。然而,随着导热性填料的添加,有时将固化性树脂组合物固化而得到的固化物的机械强度、韧性及耐冲击性降低。此外,电气设备中广泛使用的环氧树脂的固化物的破坏韧性小,存在显示出非常脆性的性质的问题。
专利文献1所述的树脂组合物的耐冲击性不足,存在改进的余地。另外,专利文献2~3没有记载使环氧树脂与大量氢氧化铝组合而成的环氧类固化性树脂组合物的耐冲击粘接性的改善技术。
鉴于上述现状,第1实施方式的发明的目的在于提供配合环氧树脂和氢氧化铝、且可得到显示出优异的导热性、阻燃性、粘接强度及耐冲击剥离粘接性的固化物、在室温或接近室温的低温下也能够固化的双组分型的固化性树脂组合物。
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,通过在包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分的双组分型的固化性树脂组合物中以特定的重量比配合具有核壳结构的聚合物粒子(B)和具有特定的平均粒径的氢氧化铝(C),能够得到显示出优异的导热性、阻燃性、粘接强度及耐冲击剥离粘接性的固化物。
即,第1实施方式的发明涉及一种固化性树脂组合物,其包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分,其中,上述第一成分和/或上述第二成分中进一步含有具有核壳结构的聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C),上述氢氧化铝(C)的总重量相对于上述固化性树脂组合物的总重量为55重量%以上且85重量%以下,上述氢氧化铝(C)的平均粒径为11μm以上且200μm以下,上述固化性树脂组合物为双组分型或多组分型。
根据第1实施方式的固化性树脂组合物,通过环氧树脂和高添加量的氢氧化铝而得到的固化物能够表现出优异的导热性、阻燃性及粘接强度。此外,在第1实施方式的固化性树脂组合物中,通过使用特定平均粒径的氢氧化铝,能够有效地表现出具有核壳结构的聚合物粒子所带来的韧性改善效果。其结果是,由第1实施方式的固化性树脂组合物得到的固化物能够显示出优异的耐冲击性。即,根据第1实施方式,能够提供可以得到显示出优异的导热性、阻燃性、粘接强度及耐冲击剥离粘接性的固化物、且在室温或接近室温的低温下也能够固化的双组分型的固化性树脂组合物。
换言之,第1实施方式为至少含有环氧树脂(A)、具有核壳结构的聚合物粒子(B)、氢氧化铝(C)及环氧固化剂(D)的固化性树脂组合物。第1实施方式的固化性树脂组合物是包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分作为必须成分、并进一步根据需要在即将使用之前混合彩色调色剂、固化性调整剂等其它成分而使用的双组分型或多组分型固化性树脂组合物。另外,第1实施方式的固化性树脂组合物进一步含有具有核壳结构的聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C)。具有核壳结构的聚合物粒子(B)及氢氧化铝(C)优选分别包含于第一成分和/或第二成分。第1实施方式的固化性树脂组合物除第一成分及第二成分以外,还可以根据需要包含其它成分。
在本说明书中,“环氧树脂(A)”、“聚合物粒子(B)”、“氢氧化铝(C)”及“环氧固化剂(D)”有时分别表示为“(A)成分”、“(B)成分”、“(C)成分”及“(D)成分”。
在本说明书中,将“粘接强度”及“耐冲击剥离粘接性”总称为“粘接性”。
另外,在本说明书中,粘接强度通过剪切粘接强度(MPa)来评价。即,粘接强度是指剪切粘接强度(MPa)的值。固化后的剪切粘接强度(MPa)的值越大,意味着固化性树脂组合物的粘接强度越优异。
另外,在本说明书中,耐冲击剥离粘接性可以按照ISO 11343通过以23℃测定的动态劈裂阻力来评价。即,耐冲击剥离粘接性是指动态劈裂阻力(kN/m)的值。固化后的动态劈裂阻力的值越大,意味着固化性树脂组合物的耐冲击剥离粘接性越优异。
<环氧树脂(A)>
第1实施方式的固化性树脂组合物在第一成分中含有环氧树脂(A)作为固化性树脂。作为环氧树脂,可以使用各种环氧树脂。例如可以示例出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、缩水甘油基酯型环氧树脂、缩水甘油基胺型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、双酚A环氧丙烷加合物的缩水甘油醚型环氧树脂、氢化双酚A(或F)型环氧树脂、氟化环氧树脂、四溴双酚A的缩水甘油醚等阻燃型环氧树脂、对羟基苯甲酸缩水甘油醚酯型环氧树脂、间氨基苯酚型环氧树脂、二氨基二苯基甲烷系环氧树脂、各种脂环式环氧树脂、N,N-二缩水甘油基苯胺、N,N-二缩水甘油基-邻甲苯胺、三缩水甘油基异氰脲酸酯、二乙烯基苯二氧化物、间苯二酚二缩水甘油醚、聚亚烷基二醇二缩水甘油醚、二醇二缩水甘油醚、脂肪族多元酸的二缩水甘油基酯、甘油这样的二元以上的多元脂肪族醇的缩水甘油醚、螯合改性环氧树脂、橡胶改性环氧树脂、氨基甲酸酯改性环氧树脂、乙内酰脲型环氧树脂、石油树脂等不饱和聚合物的环氧化物、含氨基缩水甘油醚树脂、使双酚A(或F)类或多元酸类等对上述的环氧树脂进行加成反应而得到的环氧化合物等,但并不限定于此,可以使用通常使用的环氧树脂。这些环氧树脂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
其中,作为上述聚亚烷基二醇二缩水甘油醚,可以更具体举出聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚等。作为上述二醇二缩水甘油醚,可以更具体举出新戊二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、环己烷二甲醇二缩水甘油醚等。作为上述脂肪族多元酸的二缩水甘油基酯,可以更具体举出二聚酸二缩水甘油基酯、己二酸二缩水甘油基酯、癸二酸二缩水甘油基酯、马来酸二缩水甘油基酯等。作为上述二元以上的多元脂肪族醇的缩水甘油醚,可以更具体举出三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、三羟甲基乙烷三缩水甘油醚、蓖麻油改性聚缩水甘油醚、丙氧基化甘油三缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚等。作为使多元酸类等与环氧树脂进行加成反应而得到的环氧化合物,可以举出例如国际公开第2010-098950号中记载的、妥尔油脂肪酸二聚体(二聚酸)与双酚A型环氧树脂的加成反应产物。
上述聚亚烷基二醇二缩水甘油醚、上述二醇二缩水甘油醚、上述脂肪族多元酸的二缩水甘油基酯、上述二元以上的多元脂肪族醇的缩水甘油醚是具有较低粘度的环氧树脂,在与双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂等其它环氧树脂组合使用时,作为反应性稀释剂而发挥功能,能够改善组合物的粘度与固化物的物性的平衡。即,上述环氧树脂(A)优选包含作为反应性稀释剂的聚环氧化物。另一方面,如后所述,单环氧化物虽然作为反应性稀释剂而发挥功能,但并不包含于环氧树脂(A)。这些作为反应性稀释剂而发挥功能的环氧树脂的含量优选为(A)成分中的0.5~30重量%、更优选为2~20重量%、进一步优选为5~15重量%。
上述螯合改性环氧树脂是环氧树脂与含有螯合官能团的化合物(螯合配体)的反应产物,在将添加有螯合改性环氧树脂的固化性树脂组合物用作车辆用粘接剂的情况下,能够改善对于被油状物质污染的金属基材表面的粘接性。螯合官能团是在分子内具有多个能够与金属离子配位的配位原子的化合物的官能团,可以举出例如,含磷酸基(例如,-PO(OH)2)、羧酸基(-CO2H)、含硫酸基(例如,-SO3H)、氨基及羟基(特别是在芳香环上彼此相邻的羟基)等。作为螯合配体,可以列举:乙二胺、联吡啶、乙二胺四乙酸、菲咯啉、卟啉、冠醚等。作为市售的螯合改性环氧树脂,可以举出ADEKA制ADEKA RESIN EP-49-10N等。(A)成分中的螯合改性环氧树脂的用量优选为0.1~10重量%、更优选为0.5~3重量%。
上述橡胶改性环氧树脂是使橡胶与含环氧基化合物反应而得到的平均每1分子具有1.1个以上、优选具有2个以上环氧基的反应产物。作为橡胶,可以列举:丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、乙丙橡胶(EPDM)、丙烯酸橡胶(ACM)、丁基橡胶(IIR)、丁二烯橡胶、聚氧化丙烯、聚氧化乙烯、聚环氧丁烷等聚氧化烯等橡胶类聚合物。该橡胶类聚合物优选在末端具有氨基、羟基或羧基等反应性基团。这些橡胶类聚合物和环氧树脂通过公知的方法以适当的配合比反应而成的产物为橡胶改性环氧树脂。其中,从得到的固化性树脂组合物的粘接强度及耐冲击剥离粘接性的观点考虑,优选为丙烯腈-丁二烯橡胶改性环氧树脂、聚氧化烯改性环氧树脂,更优选为丙烯腈-丁二烯橡胶改性环氧树脂。需要说明的是,丙烯腈-丁二烯橡胶改性环氧树脂例如可以通过羧基末端NBR(CTBN)与双酚A型环氧树脂的反应而得到。
在上述丙烯腈-丁二烯橡胶改性环氧树脂中,从得到的固化性树脂组合物的粘接强度及耐冲击剥离粘接性的观点考虑,丙烯腈-丁二烯橡胶中的丙烯腈单体成分的含量优选为5~40重量%、更优选为10~35重量%、进一步优选为15~30重量%。从得到的固化性树脂组合物的操作性的观点考虑,特别优选为20~30重量%。
在本说明书中,“固化性树脂组合物的操作性”是指使用固化性树脂组合物的操作(涂布等)的操作性。
另外,例如,氨基末端聚氧化烯与环氧树脂的加成反应产物(以下也称为“加合物”)也包含于橡胶改性环氧树脂。上述加合物的制造例如如美国专利第5084532号、美国专利第6015865号等中记载的那样,可以通过公知的方法简易地制造。制造加合物时所使用的上述环氧树脂可以举出例如上述的(A)成分的具体例,优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂,更优选为双酚A型环氧树脂。制造加合物时所使用的市售的上述氨基末端聚氧化烯可以举出例如Huntsman公司制的Jeffamine D-230、Jeffamine D-400、Jeffamine D-2000、Jeffamine D-4000、Jeffamine T-5000等。
上述橡胶中平均每1分子的环氧化物反应性末端基团的数量优选为1.5~2.5个、更优选为1.8~2.2个。需要说明的是,“环氧化物反应性末端基团”是指具有与环氧基的反应性的末端基团。
橡胶的数均分子量以通过GPC测得的聚苯乙烯换算分子量计优选为1000~10000、更优选为2000~8000、特别优选为3000~6000。
对于橡胶改性环氧树脂的制造方法,没有特别限制,例如,可以在大量的含环氧基化合物中使橡胶与含环氧基化合物进行反应而制造。具体而言,优选相对于橡胶中的1当量的环氧反应性末端基团,使2当量以上的含环氧基化合物进行反应而制造。更优选使足够量的含环氧基化合物进行反应,使得得到的产物成为橡胶与含环氧基化合物的加成物和游离的含环氧基化合物的混合物。例如,通过在苯基二甲基脲、三苯基膦等催化剂的存在下加热至100~250℃的温度,可制造橡胶改性环氧树脂。制造橡胶改性环氧树脂时所使用的含环氧基化合物没有特别限制,优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂,更优选为双酚A型环氧树脂。需要说明的是,在橡胶改性环氧树脂的制造时使用了过量的含环氧基化合物的情况下,反应后残留的未反应的含环氧基化合物不包含于本说明书中所述的橡胶改性环氧树脂。
对于橡胶改性环氧树脂而言,通过与双酚成分进行预反应,能够将环氧树脂改性。改性所使用的双酚成分相对于橡胶改性环氧树脂中的橡胶成分100重量份优选为3~35重量份、更优选为5~25重量份。将含有改性后的橡胶改性环氧树脂的固化性树脂组合物固化而成的固化物在暴露于高温后的粘接耐久性优异,而且低温时的耐冲击性也优异。
橡胶改性环氧树脂的玻璃化转变温度(Tg)没有特别限制,优选为-25℃以下、更优选为-35℃以下、进一步优选为-40℃以下、特别优选为-50℃以下。
橡胶改性环氧树脂的数均分子量以通过GPC测得的聚苯乙烯换算分子量计优选为1500~40000、更优选为3000~30000、特别优选为4000~20000。分子量分布(重均分子量与数均分子量之比)优选为1~4、更优选为1.2~3、特别优选为1.5~2.5。
橡胶改性环氧树脂可以单独使用,或者可以组合2种以上使用。
(A)成分中的橡胶改性环氧树脂的用量优选为1~50重量%、更优选为2~40重量%、进一步优选为5~30重量%、特别优选为10~20重量%。
上述氨基甲酸酯改性环氧树脂是使含有具有与异氰酸酯基的反应性的基团和环氧基的化合物与含有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物进行反应而得到的平均每1分子具有1.1个以上、优选具有2个以上环氧基的反应产物。例如,通过使含羟基环氧化合物与氨基甲酸酯预聚物进行反应,可以得到氨基甲酸酯改性环氧树脂。
氨基甲酸酯改性环氧树脂的数均分子量以通过GPC测得的聚苯乙烯换算分子量计优选为1500~40000、更优选为3000~30000、特别优选为4000~20000。分子量分布(重均分子量与数均分子量之比)优选为1~4、更优选为1.2~3、特别优选为1.5~2.5。
氨基甲酸酯改性环氧树脂可以单独使用,或者可以组合2种以上使用。
(A)成分中的氨基甲酸酯改性环氧树脂的用量优选为1~50重量%、更优选为2~40重量%、进一步优选为5~30重量%、特别优选为10~20重量%。
这些环氧树脂中,从固化性高、固化后的挠性优异、提高由配合核壳聚合物粒子(B)所带来的耐冲击剥离性的效果优异等的观点考虑,优选为一分子中至少具有2个环氧基的环氧树脂。特别优选为一分子中具有2个环氧基的化合物。
作为(A)成分,在上述的环氧树脂中,双酚A型环氧树脂及双酚F型环氧树脂的得到的固化物的弹性模量高,耐热性及粘接性优异,比较廉价。因此,环氧树脂(A)优选为双酚A型环氧树脂和/或双酚F型环氧树脂。另外,从能够以低价格得到可提供耐热性优异的固化物的固化性树脂组合物的方面出发,环氧树脂(A)特别优选为双酚A型环氧树脂。
另外,在各种环氧树脂中,环氧当量小于220的环氧树脂的得到的固化物的弹性模量及耐热性高,因此优选,更优选环氧当量为90以上且小于210,进一步优选为150以上且小于200。
特别是环氧当量小于220的双酚A型环氧树脂及双酚F型环氧树脂在常温下为液体,得到的固化性树脂组合物的操作性良好,因此优选。
(A)成分在(A)成分100重量%中优选以40重量%以下、更优选以20重量%以下的范围包含环氧当量为220以上且小于5000的双酚A型环氧树脂及双酚F型环氧树脂时,得到的固化物的耐冲击性优异,因此优选。
<具有核壳结构的聚合物粒子(B)>
第1实施方式的固化性树脂组合物在第一成分和/或上述第二成分中含有具有核壳结构的聚合物粒子作为(B)成分。这里,“聚合物粒子(B)具有核壳结构”是指聚合物粒子(B)具有核层和壳层。
在固化性树脂组合物包含(B)成分的情况下,通过由(B)成分带来的韧性改良效果,得到的固化物(例如粘接层)的耐冲击剥离粘接性优异。另外,在固化性树脂组合物包含(B)成分的情况下,具有得到的固化物的粘接强度优异的倾向。(B)成分可以仅包含于第一成分,可以仅包含于第二成分,也可以包含于第一成分和第二成分这两者。(B)成分可能因第二成分中的(D)成分等所包含的低分子化合物而发生溶胀等。因此,从组合物的储藏稳定性的观点考虑,(B)成分优选至少包含于第一成分,更优选仅包含于第一成分。以下,也将“具有核壳结构的聚合物粒子(B)”称为“核壳聚合物粒子(B)”。
核壳聚合物粒子(B)可以在壳层具有环氧基,也可以不具有。换言之,核壳聚合物粒子(B)的壳层可以具有环氧基,也可以不具有环氧基。从得到的固化物的耐冲击剥离粘接性优异的方面出发,核壳聚合物粒子(B)优选在壳层具有环氧基。在核壳聚合物粒子(B)的壳层具有环氧基的情况下,从得到的固化物的耐冲击剥离粘接性的观点考虑,相对于核壳聚合物粒子(B)的壳层的总重量,上述壳层所具有的环氧基的含量优选为大于0mmol/g且2.0mmol/g以下、更优选为0.1mmol/g以上且2.0mmol/g以下、更优选为0.3mmol/g以上且1.5mmol/g以下。由此,核壳聚合物粒子(B)的凝聚受到抑制,核壳聚合物粒子(B)能够以初级粒子的状态分散在固化物中,可以推测其结果是能够改善固化物的耐冲击剥离粘接性。在壳层具有环氧基的情况下,(B)成分优选仅包含于第一成分。另外,从固化性树脂组合物的储藏稳定性的观点考虑,核壳聚合物粒子(B)优选在壳层不具有环氧基。在含有具有与环氧基的反应性的后述的环氧固化剂(D)的第二成分中添加核壳聚合物粒子(B)的情况下,(B)成分优选在壳层不具有环氧基。
固化性树脂组合物可以(i)在第一成分中含有在壳层具有环氧基的核壳聚合物粒子(B)、且(ii)在第二成分中含有在壳层不具有环氧基的核壳聚合物粒子(B)。
在第1实施方式中,核壳聚合物粒子(B)的粒径没有特别限定。考虑到工业生产性,第1实施方式中的核壳聚合物粒子(B)的体积平均粒径(Mv)优选为0.01μm~2.00μm(10nm~2000nm)、更优选为0.03μm~0.60μm(30nm~600nm)、更优选为0.05μm~0.40μm(50nm~400nm)、更优选为0.10μm~0.30μm(100nm~300nm)、更优选为0.15μm~0.30μm、更优选为0.16μm~0.28μm、更优选为0.17μm~0.27μm、进一步优选为0.18μm~0.25μm。关于核壳聚合物粒子(B)的体积平均粒径(Mv),(a)为0.01μm以上的情况下,固化性树脂组合物的粘度降低,因此操作性变得良好,(b)为2.00μm以下的情况下,(B)成分的聚合时间缩短,工业生产性提高。需要说明的是,在本说明书中,聚合物粒子的体积平均粒径(Mv)可以使用Microtrac UPA150(日机装株式会社制)对聚合物粒子的胶乳进行测定。
在固化性树脂组合物中,核壳聚合物粒子(B)在其粒径的个数分布中具有上述体积平均粒径的0.5倍以上、且1倍以下的半值宽度时,得到的固化性树脂组合物易于以低粘度操作,因此优选。
从容易实现上述的特定的粒径分布的观点考虑,在核壳聚合物粒子(B)的粒径的个数分布中,优选存在2个以上极大值,从制造时的人工、成本的观点考虑,更优选存在2~3个极大值,进一步优选存在2个极大值。特别优选包含体积平均粒径为10nm以上且小于150nm的核壳聚合物粒子10~90重量%、以及体积平均粒径为150nm以上且2000nm以下的核壳聚合物粒子90~10重量%。
核壳聚合物粒子(B)优选在固化性树脂组合物中以初级粒子的状态分散。本说明书中的“核壳聚合物粒子以初级粒子的状态分散”(以下也称为初级分散)是指核壳聚合物粒子彼此实质上独立(无接触)地分散,其分散状态例如可以通过将固化性树脂组合物的一部分溶解于甲乙酮这样的溶剂、并利用基于激光散射的粒径测定装置等测定其粒径而确认。
通过上述粒径测定而得到的体积平均粒径(Mv)/个数平均粒径(Mn)的值没有特别限制,优选为3.0以下、更优选为2.5以下、进一步优选为2.0以下、特别优选为1.5以下。体积平均粒径(Mv)/个数平均粒径(Mn)为3.0以下时,可以认为核壳聚合物粒子(B)良好地分散,得到的固化物的耐冲击性、粘接性等物性变得良好。
需要说明的是,体积平均粒径(Mv)/个数平均粒径(Mn)可以使用Microtrac UPA(日机装株式会社制)进行测定、并用Mv除以Mn而求出。
另外,核壳聚合物粒子的“稳定的分散”是指核壳聚合物粒子在连续层中不发生凝聚、分离、沉淀,在通常的条件下长时间稳定地分散的状态。另外,优选核壳聚合物粒子在连续层中的分布也没有实质上变化,而且即使通过以没有危险的范围加热这些组合物来降低粘度进行搅拌,也能够保持“稳定的分散”。
核壳聚合物粒子(B)可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
核壳聚合物粒子(B)的结构没有特别限定,优选具有2层以上。另外,也可以具有包含包覆核层的中间层和进一步包覆该中间层的壳层的3层以上的结构。
以下,对于核壳聚合物粒子(B)的各层具体进行说明。
《核层》
为了提高固化性树脂组合物的固化物的韧性,核层优选为具有作为橡胶的性质的弹性核层。为了具有作为橡胶的性质,弹性核层的凝胶含量优选为60重量%以上、更优选为80重量%以上、进一步优选为90重量%以上、特别优选为95重量%以上。需要说明的是,本说明书中所述的凝胶含量是指,将通过凝固、干燥而得到的碎屑(crumb)0.5g浸渍于甲苯100g,在23℃下静置24小时后分成不溶成分和可溶成分时的不溶成分相对于不溶成分和可溶成分的合计量的比率。
核层优选包含选自二烯类橡胶、(甲基)丙烯酸酯类橡胶、以及有机硅氧烷类橡胶中的1种以上。从得到的固化物的耐冲击剥离粘接性的改善效果高的观点、以及由于与环氧树脂(A)的亲和性低而不容易发生由(A)成分引起的核层溶胀所导致的经时的粘度上升的观点考虑,核层优选包含二烯类橡胶。
(二烯类橡胶)
作为构成上述二烯类橡胶的共轭二烯类单体,可以列举例如:1,3-丁二烯、异戊二烯、2-氯-1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯等。这些共轭二烯类单体可以单独使用,也可以组合2种以上使用。
上述共轭二烯类单体的含量优选为核层的50~100重量%的范围、更优选为70~100重量%的范围、进一步优选为90~100重量%的范围。共轭二烯类单体的含量为50重量%以上时,得到的固化物的耐冲击剥离粘接性能够变得更加良好。
作为能够与共轭二烯类单体共聚的乙烯基类单体,可以列举例如:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、单氯苯乙烯、二氯苯乙烯等乙烯基芳烃类;丙烯酸、甲基丙烯酸等乙烯基羧酸类;丙烯腈、甲基丙烯腈等乙烯基氰类;氯乙烯、溴乙烯、氯丁二烯等卤代乙烯基类;乙酸乙烯酯;乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯等烯类;邻苯二甲酸二烯丙基酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、二乙烯基苯等多官能性单体等。这些乙烯基类单体可以单独使用,也可以组合2种以上使用。特别优选为苯乙烯。
上述能够与共轭二烯类单体共聚的乙烯基类单体的含量优选为核层的0~50重量%的范围、更优选为0~30重量%的范围、进一步优选为0~10重量%的范围。能够与共轭二烯类单体共聚的乙烯基类单体的含量为50重量%以下时,得到的固化物的耐冲击剥离粘接性能够变得更加良好。
从耐冲击剥离粘接性的改良效果高的观点、以及由于与环氧树脂(A)的亲和性低而不容易发生由核层溶胀所导致的经时的粘度上升的观点考虑,二烯类橡胶优选为使用1,3-丁二烯的丁二烯橡胶、和/或作为1,3-丁二烯与苯乙烯的共聚物的丁苯橡胶,更优选为丁二烯橡胶。另外,从能够通过调整折射率而提高得到的固化物的透明性的观点考虑,优选为丁苯橡胶。
((甲基)丙烯酸酯类橡胶)
上述(甲基)丙烯酸酯类橡胶优选为将如下单体混合物聚合而得到的橡胶弹性体,所述单体混合物含有选自(甲基)丙烯酸酯类单体中的至少1种单体50~100重量%、以及能够与(甲基)丙烯酸酯类单体共聚的其它乙烯基类单体0~50重量%。
作为上述(甲基)丙烯酸酯类单体,可以列举例如:(i)(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;(ii)(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯等含芳香环(甲基)丙烯酸酯类;(iii)(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯类;(iv)(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油基烷基酯等(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯类;(v)(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯类;(vi)(甲基)丙烯酸烯丙基酯及(甲基)丙烯酸烯丙基烷基酯等(甲基)丙烯酸烯丙基烷基酯类;(vii)单乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能性(甲基)丙烯酸酯类等。这些(甲基)丙烯酸酯类单体可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。作为(甲基)丙烯酸酯类单体,优选为(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、以及(甲基)丙烯酸2-乙基己酯。
作为能够与(甲基)丙烯酸酯类单体共聚的其它乙烯基类单体,可以列举例如:(i)苯乙烯、α-甲基苯乙烯、单氯苯乙烯、二氯苯乙烯等乙烯基芳烃类;(ii)丙烯酸、甲基丙烯酸等乙烯基羧酸类;(iii)丙烯腈、甲基丙烯腈等乙烯基氰类;(iv)氯乙烯、溴乙烯、氯丁二烯等卤代乙烯基类;(v)乙酸乙烯酯;(vi)乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯等烯类;(vii)邻苯二甲酸二烯丙基酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、二乙烯基苯等多官能性单体等。这些乙烯基类单体可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。从能够易于增大折射率的观点考虑,特别优选为苯乙烯。
(有机硅氧烷类橡胶)
作为上述有机硅氧烷类橡胶,可以列举例如:(i)二甲基甲硅烷氧基、二乙基甲硅烷氧基、甲基苯基甲硅烷氧基、二苯基甲硅烷氧基、二甲基甲硅烷氧基-二苯基甲硅烷氧基等由烷基或芳基二取代甲硅烷氧基单元构成的聚硅氧烷类聚合物;(ii)侧链的烷基的一部分被取代为氢原子的有机氢甲硅烷氧基等由烷基或芳基一取代甲硅烷氧基单元构成的聚硅氧烷类聚合物等。这些聚硅氧烷类聚合物可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。其中,从能够对固化物赋予耐热性的方面出发,优选为二甲基甲硅烷氧基、甲基苯基甲硅烷氧基、以及二甲基甲硅烷氧基-二苯基甲硅烷氧基,从能够容易地获得的方面出发,最优选为二甲基甲硅烷氧基。在核层由有机硅氧烷类橡胶形成的方式中,为了不损害固化物的耐热性,以有机硅氧烷类橡胶总体作为100重量%,优选含有80重量%以上(更优选为90重量%以上)的聚硅氧烷类聚合物部位。
为了提高得到的固化物的韧性,核层的玻璃化转变温度(以下有时简称为“Tg”)优选为0℃以下、更优选为-20℃以下、进一步优选为-40℃以下、特别优选为-60℃以下。
另外,核层的体积平均粒径没有特别限定,优选为0.03μm~2μm、更优选为0.05μm~1μm、更优选为0.12μm~0.50μm、更优选为0.12μm~0.28μm、进一步优选为0.14~0.25μm。核层的体积平均粒径为该范围内时,能够稳定地制造核层,而且固化物的耐热性及耐冲击性能够变得良好。需要说明的是,在本说明书中,核层的体积平均粒径可以使用MicrotracUPA150(日机装株式会社制)对核层的胶乳进行测定。
在第1实施方式的核壳聚合物粒子(B)中,核层的比例没有特别限定。将核壳聚合物粒子(B)总体设为100重量%,该核层的比例优选为40重量%~97重量%、更优选为60重量%~95重量%、进一步优选为70重量%~93重量%、特别优选为80重量%~90重量%。核层的比例为40重量%以上时,得到的固化物的耐冲击剥离粘接性能够变得更加良好。核层的比例为97重量%以下时,核壳聚合物粒子不容易凝聚,固化性树脂组合物为更低的粘度,操作性能够变得更加良好。
在第1实施方式的核壳聚合物粒子(B)中,核层的重量相对于壳层的重量之比(核层的重量/壳层的重量)没有特别限定。从固化性树脂组合物的操作性变得更加良好、且固化物的耐冲击粘接性变得更加良好的方面出发,该比值(核层的重量/壳层的重量)优选为65/35~92/8、更优选为68/32~91/9、更优选为70/30~90/10。
核层多数情况下为单层结构,但也可以为由具有橡胶弹性的层形成的多层结构。另外,在核层为多层结构的情况下,各层的聚合物组成可以在上述公开的范围内彼此不同。
《中间层》
在核层与壳层之间可以根据需要而形成中间层。特别是可以形成以下的橡胶表面交联层作为中间层。从改善得到的固化物的韧性的效果及改善耐冲击剥离粘接性的效果的观点考虑,优选不含有中间层,特别优选不含有以下的橡胶表面交联层。
在存在中间层的情况下,中间层相对于核层100重量份的比例优选为0.1~30重量份、更优选为0.2~20重量份、进一步优选为0.5~10重量份、特别优选为1~5重量份。
上述橡胶表面交联层由将橡胶表面交联层成分聚合而成的中间层聚合物形成,所述橡胶表面交联层成分包含在一分子内具有2个以上自由基聚合性双键的多官能性单体30~100重量%、以及其它乙烯基单体0~70重量%,该橡胶表面交联层具有降低固化性树脂组合物的粘度的效果、提高核壳聚合物粒子(B)在(A)成分中的分散性的效果。另外,提高核层的交联密度也具有提高壳层的接枝效率的效果。
作为上述多官能性单体的具体例,可以示例出不包括丁二烯等共轭二烯类单体的烯丙基(甲基)丙烯酸酯、烯丙基烷基(甲基)丙烯酸酯等烯丙基烷基(甲基)丙烯酸酯类;烯丙氧基烷基(甲基)丙烯酸酯类;(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等具有2个以上(甲基)丙烯酸基的多官能(甲基)丙烯酸酯类;邻苯二甲酸二烯丙基酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、二乙烯基苯等,优选为甲基丙烯酸烯丙基酯、三烯丙基异氰脲酸酯。在本说明书中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
《壳层》
存在于核壳聚合物粒子的最外侧的壳层是将壳层形成用单体聚合而得到的聚合物。构成壳层的聚合物(壳聚合物)起到提高核壳聚合物粒子(B)与(A)成分的相容性、使核壳聚合物粒子(B)能够在固化性树脂组合物或其固化物中以初级粒子的状态分散的作用。
这样的壳聚合物优选接枝于上述核层和/或中间层。需要说明的是,以下,“接枝于核层”的情况也包括在该核层上形成中间层时接枝于中间层的方式。更准确地说,优选壳层的形成所使用的单体成分接枝聚合于形成核层的核聚合物(在形成了中间层的情况下,核聚合物也包含形成中间层的中间层聚合物。以下相同),壳聚合物与核聚合物实质上化学键合在一起(在形成了中间层的情况下,也优选壳聚合物与中间层聚合物化学键合在一起)。即、优选壳聚合物通过在核聚合物的存在下使上述壳层形成用单体接枝聚合而形成,由此,接枝聚合于核聚合物,包覆了核聚合物的一部分或整体。该聚合操作可以通过对于以水性的聚合物胶乳状态制备的核聚合物的胶乳添加壳聚合物层形成用单体并使其聚合而实施。
需要说明的是,在核壳聚合物粒子(B)中,只要形成壳层的壳聚合物的至少一部分接枝聚合(接枝键合)于核聚合物即可,核层和壳层可以不形成完整的层结构。换言之,壳聚合物可以不包覆整个核层。在核壳聚合物粒子(B)中,壳聚合物的一部分可以进入核层。在核壳聚合物粒子(B)中,优选壳聚合物的一部分包覆了核层,换言之,优选壳聚合物的一部分存在于核壳聚合物粒子(B)的最表面(形成最外层)。
壳层形成用单体的组成、即壳层形成用单体中包含的单体的种类及含有比率没有特别限定。作为壳层形成用单体,从核壳聚合物粒子(B)在固化性树脂组合物中的相容性及分散性的观点考虑,例如优选为芳香族乙烯基单体、乙烯基氰单体、或(甲基)丙烯酸酯单体,更优选为(甲基)丙烯酸酯单体。特别优选壳层形成用单体包含甲基丙烯酸甲酯。这些壳层形成用单体可以单独使用1种,也可以适当组合使用。
换言之,壳层中包含的结构单元的种类及含有比率没有特别限定。从核壳聚合物粒子(B)在固化性树脂组合物中的相容性及分散性的观点考虑,壳层优选包含来自于选自芳香族乙烯基单体、乙烯基氰单体及(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上单体的结构单元,更优选包含来自于(甲基)丙烯酸酯单体的结构单元。特别优选壳层包含来自于甲基丙烯酸甲酯的结构单元。
芳香族乙烯基单体、乙烯基氰单体、以及(甲基)丙烯酸酯单体的合计量在壳层形成用单体100重量%中优选为10.0重量%~99.5重量%、更优选为50.0重量%~99.0重量%、进一步优选为65.0重量%~98.0重量%、特别优选为67.0重量%~80.0重量%、最优选为67.0~85.0重量%。
换言之,壳层优选在壳层(壳聚合物)100重量%中包含合计10.0重量%~99.5重量%的来自于选自含芳香族乙烯基单体、乙烯基氰单体及(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上单体的结构单元,更优选包含50.0重量%~99.0重量%、进一步优选包含65.0重量%~98.0重量%、特别优选包含67.0重量%~80.0重量%、最优选包含67.0~85.0重量%。
作为上述芳香族乙烯基单体的具体例,可以列举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、二乙烯基苯等乙烯基苯类。
作为上述乙烯基氰单体的具体例,可以列举:丙烯腈、或甲基丙烯腈等。
作为上述(甲基)丙烯酸酯单体的具体例,可以列举:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸羟基烷基酯等。
作为上述(甲基)丙烯酸羟基烷基酯的具体例,可以列举例如:(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等(甲基)丙烯酸羟基直链烷基酯(特别是(甲基)丙烯酸羟基直链C1-6烷基酯);己内酯改性羟基(甲基)丙烯酸酯;α-(羟甲基)丙烯酸甲酯、α-(羟甲基)丙烯酸乙酯等(甲基)丙烯酸羟基支链烷基酯、由二元羧酸(邻苯二甲酸等)和二元醇(丙二醇等)得到的聚酯二醇(特别是饱和聚酯二醇)的单(甲基)丙烯酸酯等含羟基(甲基)丙烯酸酯类等。
第1实施方式的壳层优选为在壳层形成用单体100重量%中将含有(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯55重量%以上的壳层形成用单体聚合而成的共聚物。换言之,第1实施方式的壳层优选在壳层100重量%中含有来自于(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯的结构单元55重量%以上。第1实施方式的壳层优选为在壳层形成用单体100重量%中将含有(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯65重量%以上的单体成分聚合而成的共聚物,更优选为将含有75重量%以上的单体成分聚合而成的共聚物,进一步优选为将含有78重量%以上的单体成分聚合而成的共聚物,特别优选为将含有83重量%以上的单体成分聚合而成的共聚物。在壳层形成用单体以上述的范围包含(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯的情况下,具有固化性树脂组合物的操作性变得良好的优点。
作为(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯的具体例,可以列举:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、异丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯。
第1实施方式的壳层形成用单体优选在壳层形成用单体100重量%中含有(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯10重量%~100重量%、以及(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯0重量%~80重量%。换言之,第1实施方式的壳层优选含有来自于(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯的结构单元10重量%~100重量%、以及来自于(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯的结构单元0重量%~80重量%。
第1实施方式的壳层形成用单体更优选在壳层形成用单体100重量%中含有(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯11重量%~95重量%、更优选含有12重量%~92重量%、进一步优选含有13重量%~55重量%、特别优选含有14重量%~50重量%。第1实施方式的壳层形成用单体优选在壳层形成用单体100重量%中含有(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯1重量%~89重量%、更优选含有1重量%~88重量%、优选含有1重量%~87重量%、优选含有1重量%~86重量%、更优选含有1重量%~78重量%、更优选含有2重量%~76重量%、更优选含有5重量%~76重量%、更优选含有8重量%~76重量%、更优选含有20重量%~74重量%、更优选含有35重量%~72重量%、进一步优选含有35重量%~60重量%、特别优选含有35重量%~50重量%。在构成核壳聚合物粒子(B)的壳层的壳层形成用单体以上述的范围包含(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯和/或(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯的情况下,能够适当地控制核壳聚合物粒子(B)与(C)成分的相互作用,因此,固化性树脂组合物的粘度被抑制为很低的水平,具有操作性变得良好的优点。
作为(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯,可以使用甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸甲酯。作为(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯,可以使用丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、以及甲基丙烯酸叔丁酯。
从使固化性树脂组合物的操作性变得更加良好的观点考虑,第1实施方式的壳层形成用单体优选具有(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯这两者,更优选含有(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯13重量%~55重量%、以及(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯20重量%~74重量%。换言之,第1实施方式的壳层优选具有来自于(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯的结构单元及来自于(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯的结构单元这两者,优选含有来自于(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯的结构单元13重量%~55重量%、以及来自于(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯的结构单元20重量%~74重量%。
需要说明的是,第1实施方式的壳层形成用单体不需要使壳层形成用单体100重量%中(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯的合计为100重量%。换言之,对于第1实施方式的壳层形成用单体而言,在壳层形成用单体100重量%中,只要(a)(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯、(b)(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯、以及(c)(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯以外的单体的合计为100重量%即可。即,第1实施方式的壳层形成用单体可以包含(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯以外的单体。
在壳层形成单体含有芳香族乙烯基单体和/或乙烯基氰单体的情况下,即,在壳层含有来自于芳香族乙烯基单体的结构单元和/或来自于乙烯基氰单体的结构单元的情况下,核壳聚合物粒子(B)在固化性树脂组合物中的相容性及分散性变得良好。另一方面,从能够通过减小(B)成分与(C)成分的相互作用而使固化性树脂组合物的操作性变得良好的方面出发,在第1实施方式中,壳层形成用单体100重量%中的芳香族乙烯基单体的含量可以为30重量%以下、可以为20重量%以下、可以为10重量%以下、可以为8重量%以下、可以为6重量%以下。换言之,在第1实施方式中,壳层100重量%中的来自于芳香族乙烯基单体的结构单元的含量可以为30重量%以下、可以为20重量%以下、可以为10重量%以下、可以为8重量%以下、可以为6重量%以下。另外,从使固化性树脂组合物的操作性变得良好的观点考虑,在第1实施方式中,壳层形成用单体100重量%中的乙烯基氰单体的含量可以为10重量%、可以为8重量%以下、可以为5重量%以下、可以为4重量%以下、可以为3重量%以下、可以为2重量%以下。换言之,在第1实施方式中,壳层100重量%中的来自于乙烯基氰单体的结构单元的含量优选为10重量%以下、可以为8重量%以下、可以为5重量%以下、可以为4重量%以下、可以为3重量%以下、可以为2重量%以下。
作为壳层形成单体,可以进一步具有碳原子数5以上的(甲基)丙烯酸酯单体。换言之,壳层可以进一步具有来自于碳原子数5以上的(甲基)丙烯酸酯单体的结构单元。作为碳原子数5以上的(甲基)丙烯酸酯单体的具体例,可以举出(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯等。
为了使核壳聚合物粒子(B)在固化物、固化性树脂组合物中不凝聚而保持良好的分散状态,从与(A)成分化学键合的观点考虑,作为壳层形成用单体,优选含有含反应性基团单体,所述含反应性基团单体含有选自环氧基、氧杂环丁烷基、羟基、氨基、酰亚胺基、羧酸基、羧酸酐基、环状酯、环状酰胺、苯并嗪基、以及氰酸酯基中的1种以上,特别优选为具有环氧基的单体。
壳层优选为使包含具有环氧基的单体成分的壳层形成用单体接枝聚合于核层(核聚合物)而成的聚合物。根据该构成,得到的固化物具有耐冲击剥离粘接性优异的优点。
从耐冲击剥离粘接性、储藏稳定性的观点考虑,在壳层形成用单体100重量%中优选含有0重量%~90重量%的具有环氧基的单体、更优选含有1重量%~50重量%、进一步优选含有2重量%~35重量%、特别优选含有3重量%~20重量%。
换言之,壳层优选具有来自于具有环氧基的单体的结构单元。另外,壳层优选在壳层100重量%中包含来自于具有环氧基的单体的结构单元0重量%~90重量%、更优选包含1重量%~50重量%、进一步优选包含2重量%~35重量%、特别优选包含3重量%~20重量%。
具有环氧基的单体优选用于壳层的形成,更优选仅用于壳层的形成。
另外,作为壳层形成用单体,在使用具有2个以上自由基聚合性双键的多官能性单体时,可防止固化性树脂组合物中核壳聚合物粒子发生溶胀,而且具有固化性树脂组合物的粘度低、操作性变得良好的倾向,因此优选。另一方面,从改善得到的固化物的韧性的效果及改善耐冲击剥离粘接性的效果的观点考虑,作为壳层形成用单体,优选不使用具有2个以上自由基聚合性双键的多官能性单体。
在壳层形成用单体100重量%中,例如可以包含多官能性单体0重量%~20重量%、优选包含1重量%~20重量%、更优选为5重量%~15重量%。
作为上述含反应性基团单体的具有羟基的单体的具体例,可以列举例如:(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等(甲基)丙烯酸羟基直链烷基酯(特别是(甲基)丙烯酸羟基直链C1-6烷基酯);己内酯改性羟基(甲基)丙烯酸酯;α-(羟甲基)丙烯酸甲酯、α-(羟甲基)丙烯酸乙酯等(甲基)丙烯酸羟基支链烷基酯、由二元羧酸(邻苯二甲酸等)和二元醇(丙二醇等)得到的聚酯二醇(特别是饱和聚酯二醇)的单(甲基)丙烯酸酯等含羟基(甲基)丙烯酸酯类等。
作为上述具有环氧基的单体的具体例,可以列举:(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚等含有缩水甘油基的乙烯基单体。
作为上述具有2个以上自由基聚合性双键的多官能性单体的具体例,可以示例出与上述的多官能性单体相同的单体,优选为甲基丙烯酸烯丙基酯、三烯丙基异氰脲酸酯。
第1实施方式的壳层优选为例如以下的壳层形成用单体的聚合物:将(a)芳香族乙烯基单体(特别是苯乙烯)0~50重量%(优选为1~50重量%、更优选为2~48重量%)、(b)乙烯基氰单体(特别是丙烯腈)0~50重量%(优选为0~30重量%、更优选为10~25重量%)、(c)(甲基)丙烯酸酯单体(特别是甲基丙烯酸甲酯)0~100重量%(优选为5~100重量%、更优选为70~95重量%)、以及(d)具有环氧基的单体(特别是甲基丙烯酸缩水甘油酯)1~50重量%(优选为2~35重量%、更优选为3~20重量%)组合而成的壳层形成用单体(合计100重量%)。由此,能够平衡良好地实现期望的韧性改善效果和机械特性。
另外,第1实施方式的壳层优选为例如以下的壳层形成用单体的聚合物:将(a)(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯单体(特别是甲基丙烯酸甲酯)10~100重量%(优选为11~95重量%、特别优选为14~50重量%)、(b)(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯单体(特别是丙烯酸丁酯)0~80重量%(优选为1~78重量%、特别优选为35~72重量%)、(c)芳香族乙烯基单体(特别是苯乙烯)30重量%以下(优选为10重量%以下、更优选为0重量%)、(d)乙烯基氰单体(特别是丙烯腈)10重量%以下(优选为5重量%以下、更优选为0重量%)、以及(e)具有环氧基的单体(特别是甲基丙烯酸缩水甘油酯)0~45重量%(优选为0~25重量%、更优选为3~20重量%)组合而成的壳层形成用单体(合计100重量%)。由此,能够平衡良好地实现期望的改善韧性的效果和操作性。
这些单体成分可以单独使用,也可以组合2种以上使用。壳层除上述单体成分以外,还可以包含其它单体成分而形成。
从使固化性树脂组合物的操作性变得良好的观点考虑,壳层的玻璃化转变温度(以下有时简称为“Tg”)优选为-45℃以上且110℃以下、更优选为-40℃以上且100℃以下、进一步优选为-35℃以上且50℃以下、特别优选为-30℃以上且10℃以下。
壳层的接枝率优选为70%以上、更优选为80%以上、进一步优选为90%以上。接枝率为70%以上时,固化性树脂组合物能够成为更低的粘度。
上述接枝率的计算方法如下所述。首先,使含有核壳聚合物粒子的水性胶乳凝固/脱水,最后进行干燥,得到核壳聚合物粒子的粉末。接着,将核壳聚合物粒子的粉末2g于23℃浸渍在甲乙酮(MEK)100g中24小时后,将MEK可溶成分与MEK不溶成分分离,进一步从MEK可溶成分中分离出甲醇不溶成分。然后,通过求出MEK不溶成分相对于MEK不溶成分与甲醇不溶成分的合计量的比率,计算出接枝率。
《核壳聚合物粒子的制造方法》
(核层的制造方法)
构成核壳聚合物粒子(B)的核层的形成例如可以通过乳液聚合、悬浮聚合、微悬浮聚合等而制造,例如可以使用国际公开第2005/028546号、国际公开2006/070664号中记载的方法。
(壳层及中间层的形成方法)
中间层可以通过利用公知的自由基聚合将中间层形成用单体进行聚合而形成。在以乳液的形式得到构成核层的橡胶弹性体的情况下,中间层形成用单体的聚合优选通过乳液聚合法来进行。
壳层可以通过利用公知的自由基聚合将壳层形成用单体进行聚合而形成。在以乳液的形式得到核层、或以中间层包覆核层而构成的聚合物粒子前体的情况下,壳层形成用单体的聚合优选通过乳液聚合法来进行,例如,可以按照国际公开第2005/028546号中记载的方法来制造。
作为能够在乳液聚合中使用的乳化剂(分散剂),可以列举:以磺基丁二酸二辛酯、十二烷基苯磺酸等为代表的烷基或芳基磺酸、烷基或芳基醚磺酸、以十二烷基硫酸为代表的烷基或芳基硫酸、烷基或芳基醚硫酸、烷基或芳基取代磷酸、烷基或芳基醚取代磷酸、以十二烷基肌氨酸为代表的N-烷基或芳基肌氨酸、以油酸、硬脂酸等为代表的烷基或芳基羧酸、烷基或芳基醚羧酸等各种酸类、这些酸类的碱金属盐或铵盐等阴离子型乳化剂(分散剂);烷基或芳基取代聚乙二醇等非离子型乳化剂(分散剂);聚乙烯醇、烷基取代纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸衍生物等分散剂。这些乳化剂(分散剂)可以单独使用,也可以组合2种以上使用。
只要不妨害聚合物粒子的水性胶乳的分散稳定性,则乳化剂(分散剂)的用量优选减少。另外,乳化剂(分散剂)的水溶性越高越优选。水溶性高时,乳化剂(分散剂)的水洗去除变得容易,能够容易地防止对最终得到的固化物的不良影响。
在采用乳液聚合法的情况下,可以使用公知的引发剂、即2,2’-偶氮二异丁腈、过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵等作为热分解型引发剂。
另外,也可以使用氧化还原型引发剂,所述氧化还原型引发剂组合使用了过氧化异丙基碳酸叔丁酯、萜烷过氧化氢、过氧化氢异丙苯、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、叔己基过氧化物等有机过氧化物;过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵等无机过氧化物这样的过氧化物、以及根据需要添加的甲醛次硫酸钠、葡萄糖等还原剂、及根据需要添加的硫酸铁(II)等过渡金属盐、进一步根据需要添加的乙二胺四乙酸二钠等螯合剂、进一步根据需要添加的焦磷酸钠等含磷化合物等。
在使用氧化还原型引发剂类的情况下,在上述过氧化物实质上不发生热分解的低温下也能够进行聚合,能够在宽广的范围设定聚合温度,是优选的。其中,优选使用过氧化氢异丙苯、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢等有机过氧化物作为氧化还原型引发剂。关于上述引发剂的用量,在使用氧化还原型引发剂的情况下,上述还原剂/过渡金属盐/螯合剂等的用量可以以公知的范围使用。另外,在将具有2个以上自由基聚合性双键的单体聚合时,可以以公知的范围使用。可以追加使用表面活性剂,其也为公知的范围。
聚合时的聚合温度、压力、脱氧等条件可以应用公知的范围的条件。另外,中间层形成用单体的聚合可以以1步进行,也可以以2步以上进行。可以采用例如:在构成弹性核层的橡胶弹性体的乳液中一次性添加中间层形成用单体的方法、连续追加的方法、以及在预先投入了中间层形成用单体的反应器中加入构成弹性核层的橡胶弹性体的乳液后实施聚合的方法等。
在使用核壳聚合物粒子作为(B)成分的情况下,从得到的固化性树脂组合物的操作容易程度和得到的固化物的韧性改善效果的平衡的方面出发,固化性树脂组合物中的核壳聚合物粒子的含量相对于环氧树脂(A)100重量份优选为1重量份~100重量份、更优选为5重量份~90重量份、进一步优选为10重量份~80重量份、更进一步优选为20重量份~70重量份、特别优选为30重量份~60重量份。
<氢氧化铝(C)>
第1实施方式的固化性树脂组合物在第一成分和/或上述第二成分中含有平均粒径为11μm以上且200μm以下的氢氧化铝作为(C)成分。在第1实施方式的固化性树脂组合物包含(C)成分的情况下,得到的固化物具有导热性及阻燃性(例如,通过垂直燃烧试验(UL94)评价的阻燃性)优异的优点。
在第1实施方式中,氢氧化铝(C)的总重量相对于固化性树脂组合物的总重量必须为55重量%以上且85重量%以下。
(C)成分可以仅包含于第一成分,可以仅包含于第二成分,也可以包含于第一成分和第二成分这两者。从在固化性树脂组合物中大量配合(C)成分的观点考虑,(C)成分优选至少包含于第一成分,更优选包含于第一成分和第二成分这两者。
氢氧化铝是以Al(OH)3或Al2O3·3H2O的化学式表示的白色粉末结晶,一般以铝土矿作为原料通过拜耳法而制造。氢氧化铝通过分级而存在具有各种平均粒径的产品。
第1实施方式中使用的氢氧化铝的平均粒径为11μm以上且200μm以下是非常重要的。
(C)成分可以为了提高与(A)成分的粘接性而经过偶联处理。由此,能够提高得到的固化物的耐冲击性、强度、耐水性等物性。作为这些偶联处理剂,没有特别限定,可以列举:硅烷类偶联剂、铬类偶联剂、钛类偶联剂、铝类偶联剂、锆类偶联剂等,其中,优选为硅烷类偶联剂,更优选为环氧硅烷偶联剂。另外,偶联处理剂可以单独使用,也可以组合2种以上使用。
在第1实施方式中,从兼顾得到的固化物的耐冲击性和粘接强度的观点、以及抑制固化前的固化性树脂组合物中(C)成分的经时沉降的观点考虑,(C)成分的平均粒径必须为11μm以上且200μm以下、优选为12μm以上且150μm以下、更优选为13μm以上且100μm以下、进一步优选为15μm以上且50μm以下、特别优选为17μm以上且30μm以下。
需要说明的是,在本说明书中,(C)成分的平均粒径可以根据使用了激光散射法粒度测定仪的测定而求出,是与累计粒度分布率50体积%相对应的粒径(Dp50)。
在使用具有不同平均粒径的多种(C)成分的情况下,可以通过各(C)成分相对于(C)成分的总量的重量%乘以各自的平均粒径而得到的值的加权平均来计算出(C)成分总体的平均粒径。
在第1实施方式中,从提高得到的固化物特性(导热性、阻燃性、粘接强度及耐冲击性)的观点、以及提高固化前的组合物的操作性的观点考虑,氢氧化铝(C)的总重量相对于固化性树脂组合物的总重量必须为55重量%以上且85重量%以下、优选为57重量%以上且80重量%以下、更优选为60重量%以上且76重量%以下、进一步优选为62重量%以上且73重量%以下、特别优选为65重量%以上且70重量%以下。
从提高得到的固化物特性(导热性、阻燃性、粘接强度及耐冲击性)、以及提高固化前的组合物的操作性的观点考虑,上述氢氧化铝(C)的含量(配合量)相对于上述环氧树脂(A)100重量份优选为250重量份以上且750重量份以下、更优选为300重量份以上且700重量份以下、进一步优选为350重量份以上且650重量份以下、特别优选为400重量份以上且600重量份以下。(C)成分可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
如上所述,具有核壳结构的聚合物粒子(B)及氢氧化铝(C)优选分别包含于第一成分和/或第二成分中。此时,聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C)可以包含于同一成分内,也可以不包含于同一成分内,在包含(B)成分和(C)成分的情况下,优选包含(B)成分及(C)成分作为第一成分,包含(C)成分作为第二成分。
需要说明的是,在第1实施方式中,(C)成分在固化性树脂组合物中大量配合为55重量%以上且85重量%以下。然而,在第1实施方式中,通过将(C)成分的平均粒径设为11μm以上且200μm以下,能够高水平地保持由上述的(B)成分带来的改善耐冲击性的效果,其原因如下所述,根据添加橡胶粒子体系相关的塑性变形区域的理论推测是妥当的(参照岸肇等,“日本粘接学会志,Vol.40,No.5,177-183”)。
平面应变场的塑性变形区域rp通过Irwin式使用树脂韧性值KIC和拉伸屈服应力σ表示为rp=1/6π×(KIC/σ)2。这里,将用核壳聚合物粒子强韧化的双组分环氧粘接剂的KIC和σ分别假设为1.5Mpa·m1/2和50Mpa时,rp为48μm,塑性变形区域rp大致为数十~100μm左右的大小。
另一方面,在第1实施方式的固化性树脂组合物中氢氧化铝(C)以55重量%以上且85重量%以下的范围高填充,在使用了数μm左右的小粒径的氢氧化铝的情况下,氢氧化铝粒子间的距离为数μm左右,无法确保足够的塑性变形区域,通过大于10μm的氢氧化铝粒子,能够逐渐确保一定程度的塑性变形区域,可以推测表现出了由核壳聚合物粒子(B)带来的韧性改善效果。
<氢氧化铝以外的导热性填料>
第1实施方式的固化性树脂组合物可以含有氢氧化铝以外的导热性填料。可以列举例如:二氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硼、氮化硅、ZnO、SiC及BeO等。
固化性树脂组合物中的氢氧化铝以外的导热性填料的含量相对于环氧树脂(A)100重量份优选为1~300重量份、更优选为2~200重量份、特别优选为5~100重量份。
<氢氧化铝以外的阻燃剂>
第1实施方式的固化性树脂组合物可以含有氢氧化铝以外的阻燃剂。可以列举例如:氢氧化镁、多磷酸铵、磷酸三甲苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、磷酸三(氯丙基)酯、甲基膦酸二甲酯、溴化聚醚多元醇、碳酸铵、以及三聚氰胺氰脲酸酯等。
固化性树脂组合物中的氢氧化铝以外的阻燃剂的含量相对于环氧树脂(A)100重量份优选为1~100重量份、更优选为2~70重量份、特别优选为5~50重量份。
<环氧固化剂(D)>
第1实施方式的固化性树脂组合物在第二成分中含有环氧固化剂作为(D)成分。
(D)成分是含有活性氢基的化合物(包含低聚物或聚合物),所述活性氢基即使在室温程度的低温下也能与环氧树脂(A)反应而形成交联。
环氧固化剂(D)在室温附近(例如,5℃~50℃以下)具有与环氧基的反应性。环氧固化剂(D)与加热固化用的环氧固化剂相比,具有低温下与环氧基的反应性。环氧固化剂(D)通过组合使用聚合物粒子(B)及后述的化合物(G),具有不需要超过50℃的高温下的热处理而兼顾优异的快速固化性和良好的粘接强度的效果。
作为第1实施方式的环氧固化剂(D),没有特别限定,可以使用各种环氧固化剂。作为第1实施方式的环氧固化剂(D),可以列举例如:(a)(a-1)芳香族胺、脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚及端氨基丁腈橡胶、以及(a-2)它们的改性物、即胺类固化剂;以及(b)硫醇类固化剂;等。作为第1实施方式的环氧固化剂(D),其中,从得到的固化物的粘接强度的观点考虑,更优选为胺类固化剂。
对于第1实施方式的环氧固化剂(D)而言,在胺类固化剂中,从室温下的固化性(快速固化性)的观点考虑,(a)优选包含选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的1种以上,(b)更优选为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的1种以上。对于第1实施方式的环氧固化剂(D)而言,在胺类固化剂中,(a)从得到的固化物的耐冲击性的观点考虑,(a-1)优选包含选自端氨基聚醚及端氨基丁腈橡胶中的1种以上,(a-2)更优选为选自端氨基聚醚及端氨基丁腈橡胶中的1种以上,(b)进一步从固化性的观点考虑,更优选包含端氨基丁腈橡胶,进一步优选为端氨基丁腈橡胶。对于第1实施方式的环氧固化剂(D)而言,在胺类固化剂中,(a)从得到的固化物的粘接强度的观点考虑,(a-1)优选包含选自脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的1种以上,(a-2)更优选为选自脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的1种以上,(b)进一步从固化性的观点考虑,(b-1)更优选包含选自脂环族胺及端氨基丁腈橡胶中的1种以上,(b-2)更优选为选自脂环族胺及端氨基丁腈橡胶中的1种以上。从得到的固化物的粘接强度及固化性的观点考虑,第1实施方式的环氧固化剂(D)更优选包含选自脂环族胺、端氨基丁腈橡胶、脂环族胺的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上,进一步优选为选自脂环族胺、端氨基丁腈橡胶、脂环族胺的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上。
作为上述芳香族胺,可以列举:间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜等。
作为上述脂肪族胺,可以列举:二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、二丙基二胺、二乙基氨基丙胺、六亚甲基二胺等链状脂肪族多胺类、间苯二甲胺等脂肪芳香族胺类等。
作为上述脂环族胺,可以列举:N-氨基乙基哌嗪、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、孟烷二胺、异佛尔酮二胺、4,4’-二氨基二环己基甲烷、作为螺环缩醛二胺的一种的3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、降冰片烷二胺、三环癸烷二胺、1,3-双氨基甲基环己烷等。
上述酰胺胺是通过妥尔油脂肪酸的二聚体(二聚酸)与三乙四胺、四乙五胺等多胺的缩合而生成的化合物,作为市售的酰胺胺,可以举出Versamid140、Versamid 115等。
上述端氨基聚醚是包含聚醚主链、且平均每1分子优选具有1~4个(更优选具有1.5~3个)氨基和/或亚氨基的端氨基聚醚,作为市售的端氨基聚醚,可以举出Huntsman公司制的Jeffamine D-230、Jeffamine D-400、Jeffamine D-2000、Jeffamine D-4000、Jeffamine T-5000等。
上述端氨基丁腈橡胶是平均每1分子优选具有1~4个(更优选具有1.5~3个)氨基和/或亚氨基、且主链的丙烯腈单体含量为5~40质量%(更优选为10~35质量%、进一步优选为15~30质量%)的聚丁二烯/丙烯腈共聚物。作为市售的端氨基橡胶,可以举出CVC公司制的Hypro 1300X16 ATBN等。
作为胺类固化剂的改性物,可以举出作为上述的脂肪族胺、脂环族胺等各种多胺与低于等量的环氧树脂的反应物的多胺环氧树脂加合物类、或者作为多胺与甲乙酮、异丁基甲基酮等酮类的脱水反应产物的酮亚胺类等。
作为上述硫醇类固化剂,更具体可以举出:季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、1,4-双(3-巯基丁氧基)丁烷、1,3,5-三(2-(3-磺酰基丁酰氧基)乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、硫醇末端聚醚、硫醇末端多硫化物等。
从固化性树脂组合物的快速固化性及得到的固化物的粘接强度及耐冲击性的观点考虑,上述环氧树脂(A)所具有的环氧基的摩尔数与上述环氧固化剂(D)所具有的活性氢基的摩尔数之比(上述环氧基的摩尔数/上述活性氢基的摩尔数)优选为0.5以上且1.6以下、更优选为1.1以上且1.6以下、进一步优选为1.1以上且1.5以下、特别优选为1.2以上且1.4以下。
从兼顾得到的固化物的粘接强度和耐冲击性的观点、以及将第一成分与第二成分混合时的混合容易程度的观点考虑,上述环氧固化剂(D)的含量(配合量)相对于上述环氧树脂(A)100重量份优选为15重量份以上且300重量份以下、更优选为20重量份以上且200重量份以下、进一步优选为30重量份以上且150重量份以下、特别优选为40重量份以上且100重量份以下。(D)成分可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
第1实施方式的固化性树脂组合物可以包含芳香族胺,也可以不包含。从得到的固化物在加热时的拉伸物性优异的方面出发,第1实施方式的固化性树脂组合物优选实质上不含芳香族胺。在本说明书中,“实质上不含芳香族胺”是指固化性树脂组合物100重量份中的芳香族胺的含量为1000ppm以下。作为芳香族胺,可以举出间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜等。
<(D)成分以外的在高温下显示出活性的环氧固化剂>
可以在不损害第1实施方式的固化性树脂组合物的固化速度的范围内包含除含有能够在低温下与环氧树脂反应的活性氢基的环氧固化剂(上述的胺类固化剂、硫醇类固化剂等)以外的在高温下显示出活性的环氧固化剂。作为在高温下显示出活性的环氧固化剂,可以列举:酸酐类固化剂;三氟化硼-胺络合物;双氰胺;有机酸酰肼等。
与胺类固化剂相比,上述酸酐类固化剂需要高温,适用期长,固化物的电特性、化学特性、机械特性等物性平衡良好。作为酸酐类固化剂,更具体可以列举:聚癸二酸聚酸酐、聚壬二酸聚酸酐、丁二酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐、烯基取代丁二酸酐、十二烯基丁二酸酐、马来酸酐、丙三酸酐、纳迪克酸酐(nadic anhydride)、甲基纳迪克酸酐、基于马来酸酐的亚油酸加合物、烷基化末端亚烷基四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐、偏苯三酸酐、邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、四溴邻苯二甲酸酐、二氯马来酸酐、氯纳迪克酸酐、及氯菌酸酐(chlorendicanhydride)、以及马来酸酐-接枝化聚丁二烯等。
作为上述三氟化硼-胺络合物,更具体可以举出:三氟化硼-单乙胺、三氟化硼-哌啶、三氟化硼-三乙胺、三氟化硼-苯胺等。
作为上述有机酸酰肼,更具体可以举出:己二酸二酰肼、硬脂酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼、氨基脲(semicarbazide)等。
固化性树脂组合物中的除(D)成分以外的在高温下显示出活性的环氧固化剂的含量(配合量)相对于上述环氧树脂(A)100重量份优选为0.1重量份以上且30重量份以下、更优选为0.5重量份以上且20重量份以下、进一步优选为1重量份以上且15重量份以下、特别优选为2重量份以上且10重量份以下。
<环氧固化促进剂(E)>
第1实施方式的固化性树脂组合物可以在第一成分和/或上述第二成分中含有环氧固化促进剂(E)。(E)成分是不易与环氧树脂(A)反应而形成交联的化合物,但能够加速基于环氧树脂(A)和环氧固化剂(D)的固化反应。特别优选(E)成分为通过与脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、它们的改性物等室温下的固化性高的环氧固化剂组合使用而显示出显著的加速效果的物质。
(E)成分可以仅包含于第一成分,可以仅包含于第二成分,也可以包含于第一成分和第二成分这两者。从固化性树脂组合物的储存稳定性的观点考虑,(E)成分优选仅包含于第二成分。
作为(E)成分,可以列举例如:C1-C12亚烷基咪唑、N-芳基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-2-甲基咪唑、N-丁基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑/偏苯三酸盐、环氧树脂与咪唑的加成产物等咪唑类;N,N-二甲基哌嗪、二氮杂双环十一碳烯、二氮杂双环壬烯、三乙二胺、苄基二甲胺、三乙胺等叔胺类;2-(二甲基氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、导入至聚(对乙烯基苯酚)基体中的2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、对叔丁基苯酚、苯酚、4-甲氧基苯酚、间苯二酚、邻苯二酚、4-叔丁基邻苯二酚等酚类;等。其中,从固化性改善效果的观点考虑,优选为酚类,更优选为间苯二酚、邻苯二酚、4-叔丁基邻苯二酚等二元酚类。(E)成分可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
从提高固化性的效果和保存稳定性的观点考虑,上述环氧固化促进剂(E)的配合量相对于上述环氧树脂(A)100重量份优选为0.1重量份以上且30重量份以下、更优选为1重量份以上且20重量份以下、进一步优选为2重量份以上且15重量份以下、特别优选为3重量份以上且10重量份以下。
<硅烷偶联剂(F)>
第1实施方式的固化性树脂组合物可以在第一成分和/或上述第二成分中含有硅烷偶联剂(F)。
在固化性树脂组合物含有(F)成分的情况下,该(F)成分起到协助玻璃及金属等被粘附物表面和固化性树脂组合物这两者的粘接助剂的作用。
作为硅烷偶联剂(F)的具体例,可以列举:γ-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基甲基二甲氧基硅烷等含异氰酸酯基硅烷类;γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2-丙基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-丙基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2-丙基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等含氨基硅烷类;N-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧基甲硅烷基)-1-丙烷胺等酮亚胺型硅烷类;γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷等含巯基硅烷类;γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷等含环氧基硅烷类;三(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯等异氰脲酸酯硅烷类;等。其中,从得到的固化物的粘接强度的观点考虑,优选为含环氧基硅烷类。
在本说明书中,有时将作为含环氧基硅烷类的硅烷偶联剂(F)称为“环氧硅烷偶联剂(F1)”。
(F)成分可以仅包含于第一成分,可以仅包含于第二成分,也可以包含于第一成分和第二成分这两者。从固化性树脂组合物的储存稳定性的观点考虑,(a)在(F)成分为选自含异氰酸酯基硅烷类、含环氧基硅烷类(环氧硅烷偶联剂(F1))及异氰脲酸酯硅烷类中的1种以上的情况下,优选仅在第一成分中含有(F)成分,(b)在(F)成分为选自含氨基硅烷类、酮亚胺型硅烷类及含巯基硅烷类中的1种以上的情况下,优选仅在第二成分中含有(F)成分。
从提高粘接性的效果和保存稳定性的观点考虑,上述硅烷偶联剂(F)的配合量相对于上述环氧树脂(A)100重量份优选为0.1重量份以上且20重量份以下、更优选为1重量份以上且15重量份以下、进一步优选为2重量份以上且10重量份以下、特别优选为3重量份以上且7重量份以下。
从得到的固化性树脂组合物的储存稳定性优异、且将该固化性树脂组合物固化而成的固化物的粘接强度优异的方面出发,固化性树脂组合物更优选第一成分含有环氧硅烷偶联剂(F1)作为(F)成分。
<增强剂>
为了进一步提高韧性、耐冲击性、粘接强度(剪切粘接性(剪切粘接强度))、以及剥离粘接性等性能,固化性树脂组合物可以根据需要含有嵌段氨基甲酸酯、环氧未改性橡胶类聚合物作为增强剂。增强剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
<嵌段氨基甲酸酯>
嵌段氨基甲酸酯为弹性体型,是含有氨基甲酸酯基和/或脲基、且在末端具有异氰酸酯基的化合物的该末端异氰酸酯基的全部或一部分被具有活性氢基的各种封端剂封端的化合物。特别优选为该末端异氰酸酯基的全部被封端剂封端的化合物。这样的化合物例如可以通过如下方式而得到:使过量的多异氰酸酯化合物与末端具有含活性氢基团的有机聚合物进行反应,制成在主链中具有氨基甲酸酯基和/或脲基且在末端具有异氰酸酯基的聚合物(氨基甲酸酯预聚物)后或同时,用具有活性氢基的封端剂对该异氰酸酯基的全部或一部分进行封端。
作为嵌段氨基甲酸酯的具体例,可以举出国际公开2016/163491号中记载的化合物。
嵌段氨基甲酸酯的数均分子量以通过GPC测得的聚苯乙烯换算分子量计优选为2000~40000、更优选为3000~30000、特别优选为4000~20000。分子量分布(重均分子量与数均分子量之比)优选为1~4、更优选为1.2~3、特别优选为1.5~2.5。
嵌段氨基甲酸酯可以单独使用,或者可以组合2种以上使用。
嵌段氨基甲酸酯的量相对于环氧树脂(A)100重量份优选为1~50重量份、更优选为2~40重量份、特别优选为5~30重量份。为1重量份以上时,韧性、耐冲击性、粘接性等的改善效果良好,为50重量份以下时,得到的固化物的弹性模量增高。
<环氧未改性橡胶类聚合物>
在未使橡胶类聚合物与环氧树脂反应的未改性的状态下,可以根据需要包含(配合)于固化性树脂组合物中。
作为上述橡胶类聚合物,可以列举:丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、乙丙橡胶(EPDM)、丙烯酸橡胶(ACM)、丁基橡胶(IIR)、丁二烯橡胶、聚氧化丙烯、聚氧化乙烯、聚环氧丁烷等聚氧化烯等橡胶类聚合物。该橡胶类聚合物优选在末端具有氨基、羟基或羧基等反应性基团。其中,从得到的固化性树脂组合物的粘接性、耐冲击剥离粘接性的观点考虑,优选为NBR、聚氧化烯,更优选为NBR、特别优选为羧基末端NBR(CTBN)。
上述橡胶类聚合物的玻璃化转变温度(Tg)没有特别限制,优选为-25℃以下、更优选为-35℃以下、进一步优选为-40℃以下、特别优选为-50℃以下。
上述橡胶类聚合物的数均分子量以通过GPC测得的聚苯乙烯换算分子量计优选为1500~40000、更优选为3000~30000、特别优选为4000~20000。分子量分布(重均分子量与数均分子量之比)优选为1~4、更优选为1.2~3、特别优选为1.5~2.5。
橡胶类聚合物可以单独使用,或者可以组合2种以上使用。
橡胶类聚合物的量相对于环氧树脂(A)100重量份优选为1~30重量份、更优选为2~20重量份、特别优选为5~10重量份。为1重量份以上时,韧性、耐冲击性、粘接性等的改善效果良好,为50重量份以下时,得到的固化物的弹性模量增高。
<(C)成分以外的无机填充材料>
固化性树脂组合物可以含有氢氧化铝(C)以外的无机填充材料。作为(C)成分以外的无机填充材料,可以使用例如硅酸和/或硅酸盐,作为其具体例,可以列举:干式二氧化硅、湿式二氧化硅、硅酸铝、硅酸镁、硅酸钙、硅灰石、滑石等。
上述干式二氧化硅也称为气相二氧化硅,可以举出:表面无处理的亲水性气相二氧化硅、以及用硅烷、硅氧烷对亲水性气相二氧化硅的硅烷醇基部分进行化学处理而制造的疏水性气相二氧化硅,从在(A)成分、(D)成分中的分散性的观点考虑,优选为疏水性气相二氧化硅。气相二氧化硅可以通过添加于第一成分、第二成分而赋予触变性,显示出防止垂落的效果。
作为(C)成分以外的无机填充材料的其它具体例,可以列举:白云石及炭黑这样的增强性填充材料;重质碳酸钙、胶质碳酸钙、硅灰石、碳酸镁、氧化钛、氧化铁、铝微粉末、氧化锌、活性锌华等。
(C)成分以外的无机填充材料优选通过表面处理剂进行了表面处理。通过表面处理,(C)成分以外的无机填充材料在固化性树脂组合物中的分散性提高,其结果是得到的固化物的各种物性提高。
(C)成分以外的无机填充材料可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
(C)成分以外的无机填充材料的含量(用量)相对于(A)成分100重量份优选为1~100重量份、更优选为2~70重量份、进一步优选为5~40重量份、特别优选为7~20重量份。
<单环氧化物>
固化性树脂组合物可以根据需要而含有单环氧化物。单环氧化物可以作为反应性稀释剂而发挥功能。作为单环氧化物的具体例,可以列举例如:丁基缩水甘油醚等脂肪族缩水甘油醚、或例如苯基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚等芳香族缩水甘油醚、例如2-乙基己基缩水甘油醚等由碳原子数8~10的烷基和缩水甘油基形成的醚、例如对叔丁基苯基缩水甘油醚等由能够被碳原子数2~8的烷基取代的碳原子数6~12的苯基和缩水甘油基形成的醚、例如十二烷基缩水甘油醚等由碳原子数12~14的烷基和缩水甘油基形成的醚;例如缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、马来酸缩水甘油酯等脂肪族缩水甘油酯;叔碳酸缩水甘油基酯、新癸酸缩水甘油基酯、月桂酸缩水甘油基酯等碳原子数8~12的脂肪族羧酸的缩水甘油基酯;对叔丁基苯甲酸缩水甘油基酯等。
使用单环氧化物的情况下,固化性树脂组合物中的单环氧化物的含量(用量)相对于(A)成分100重量份优选为0.1~20重量份、更优选为0.5~10重量份、特别优选为1~5重量份。为0.1重量份以上时,低粘度化效果良好,为20重量份以下时,粘接性等物性变得良好。
<其它配合成分>
固化性树脂组合物可以根据需要而含有其它配合成分(添加剂)。作为其它配合成分,可以列举:自由基固化性树脂、热自由基聚合引发剂、光固化性树脂、光聚合引发剂、偶氮型化学发泡剂、热膨胀性微球等膨胀剂、芳族聚酰胺类浆粕等纤维浆粕、颜料、染料等着色剂、体质颜料、紫外线吸收剂、抗氧剂、稳定化剂(凝胶化防止剂)、增塑剂、流平剂、消泡剂、防静电剂、润滑剂、减粘剂、低收缩剂、有机质填充剂、热塑性树脂、干燥剂、分散剂、溶剂等。
固化性树脂组合物中各成分的“含量”也可以称为各成分的“配合量”。
<固化性树脂组合物的制造方法>
作为固化性树脂组合物的制造方法,没有特别限定。固化性树脂组合物的第一成分包含含有作为固化性树脂的环氧树脂(A)和作为(B)成分的核壳聚合物粒子的组合物(以下也称为“含有聚合物粒子的组合物”)的情况下,该含有聚合物粒子的组合物优选为核壳聚合物粒子(B)以初级粒子的状态分散的组合物。
得到这样的使核壳聚合物粒子(B)以初级粒子的状态分散的组合物(含有聚合物粒子的组合物)的方法可以利用各种方法,可以举出例如:使以水性胶乳状态得到的核壳聚合物粒子(B)与(A)成分接触后,将水等不需要的成分去除的方法;将核壳聚合物粒子(B)暂时提取至有机溶剂后,将提取出的核壳聚合物粒子(B)与(A)成分混合后,将有机溶剂去除的方法等,优选利用国际公开第2005/028546号中记载的方法。含有聚合物粒子的组合物的具体制造方法优选依次包括以下工序而制备:第1工序,将含有核壳聚合物粒子(B)的水性胶乳(详细而言,为通过乳液聚合制造核壳聚合物粒子(B)后的反应混合物)与对于20℃下的水的溶解度为5重量%以上且40重量%以下的有机溶剂混合后,将得到的混合物进一步与过量的水混合,使核壳聚合物粒子(B)凝聚;第2工序,将凝聚的核壳聚合物粒子(B)从液相分离/回收后,将得到的核壳聚合物粒子(B)的凝聚体再次与有机溶剂混合,得到核壳聚合物粒子(B)的有机溶剂分散液;第3工序,将有机溶剂分散液进一步与(A)成分混合后,从得到的混合物蒸馏去除上述有机溶剂。
(A)成分在23℃下为液态时,上述第3工序变得容易,因此优选。“23℃下为液态”是指软化点为23℃以下,在23℃下显示出流动性。
通过使用行星式搅拌机等搅拌机将(C)成分以及根据需要追加的(A)成分及其它成分((E)成分和/或(F)成分等)与经过上述的工序而得到的核壳聚合物粒子(B)以初级粒子的状态分散在(A)成分中的组合物(含有聚合物粒子的组合物)混合,能够得到核壳聚合物粒子(B)以初级粒子的状态分散的固化性树脂组合物的第一成分。另外,通过使用行星式搅拌机等搅拌机将(D)成分、(C)成分、以及根据需要追加的其它成分((B)成分、(E)成分和/或(F)成分等)混合,可以得到固化性树脂组合物的第二成分。
需要说明的是,在上述中,对于在制备了包含核壳聚合物粒子(B)的第一成分后将该第一成分与包含或不包含核壳聚合物粒子(B)的第二成分混合而制造固化性树脂组合物的方式进行了说明。然而,也可以在制备了不包含核壳聚合物粒子(B)的第一成分后,将该第一成分与包含核壳聚合物粒子(B)的第二成分混合而制造固化性树脂组合物。
如上所述,包含环氧树脂(A)的第一成分和包含环氧固化剂(D)的第二成分优选分别制备。第一成分和第二成分优选在即将使用前(也可以称为即将进行被粘接体的粘接操作之前、或即将进行固化性树脂组合物的固化之前)混合。
另一方面,可以使用三辊磨机、辊磨机及捏合机等具有高机械剪切力的分散机将通过盐析等方法凝固后进行干燥而得到的粉体状的核壳聚合物粒子(B)再分散于(A)成分中或(D)成分中。此时,通过在高温下施加机械剪切力,能够效率良好地进行(B)成分的再分散。使(B)成分再分散于(A)成分中或(D)成分中时的温度优选为50~200℃、更优选为70~170℃、进一步优选为80~150℃、特别优选为90~120℃。
<固化物>
使用静态混合器等将固化性树脂组合物的第一成分和第二成分均匀地混合,将得到的混合物在后述的固化温度下固化,由此可以得到固化物。可以认为在通过上述方法得到的第一成分中核壳聚合物粒子(B)均匀地分散,因此可以认为,在使用这样的第一成分而得到的固化物中核壳聚合物粒子(B)均匀地分散。
另外,固化性树脂组合物固化而成的固化物也是本发明的一个实施方式(例如第1实施方式~第3实施方式)。本发明的一个实施方式(例如第1实施方式~第3实施方式)的固化物具有粘接强度优异的优点。本发明的一个实施方式(例如第1实施方式~第3实施方式)的固化物也具有耐冲击剥离粘接性优异的优点。
<涂布方法>
固化性树脂组合物可以通过任意的方法涂布于基材。根据优选的实施方式,能够以室温程度的低温进行涂布,也可以根据需要加热进行涂布。
固化性树脂组合物的第一成分和第二成分可以在从定量喷出装置喷出后,通过连接于装置的前端的静态混合器一边均匀混合一边施工。另外,也可以在前端连接有静态混合器的双筒型填缝枪的各筒体中填充固化性树脂组合物的第一成分和第二成分,通过手动挤出进行涂布。也可以使用涂布机器人以珠状、单丝状或旋涡(swirl)状挤出至基材上。需要说明的是,固化性树脂组合物在涂布温度下的粘度没有特别限定,在挤出珠法中优选为150~600Pa·s左右,在旋涡(swirl)涂布法中优选为100Pa·s左右,在使用高速流动装置的高体积涂布法中优选为20~400Pa·s左右。
<粘接剂>
由于得到的固化物的粘接强度和耐冲击性优异,因此优选用作粘接剂的一种材料。另外,包含固化性树脂组合物的粘接剂也是本发明的一个实施方式(例如第1实施方式~第3实施方式)。本发明的一个实施方式(例如第1实施方式~第3实施方式)的粘接剂具有快速固化性优异、且得到的固化物(粘接层)的粘接强度及耐冲击性优异的优点。
在使用固化性树脂组合物作为粘接剂将各种基材彼此粘接的情况下,例如,可以将铝板、钢板等金属、木材、塑料、玻璃等基材接合。作为基材,可以列举:冷轧钢、熔融镀锌钢等钢材、铝、包覆铝等铝材、通用塑料、工程塑料、CFRP、GFRP等复合材料等各种塑料类基板。
另外,固化性树脂组合物的固化物的导热性和阻燃性优异,因此优选作为用于将EV电池单元固定于组件壳体的粘接剂而使用。换言之,本发明的一个实施方式(例如第1实施方式~第3实施方式)的粘接剂优选为二次电池用粘接剂。关于使用了含有固化性树脂组合物的粘接剂的电池组件的制造方法、以及该粘接剂在该组件的涂布部位及涂布方法,可以举出国际公开2016/137303号中记载的方法。
固化性树脂组合物的粘接性优异。因此,固化性树脂组合物优选作为用于粘接(接合)2片基材的粘接剂而使用。这样得到的层叠体包含2片基材和粘接层,所述粘接层是包含固化性树脂组合物的粘接剂在该2片基材之间固化而成的。另外,该粘接层也是本发明的一个实施方式(例如第1实施方式~第3实施方式)。本发明的一个实施方式(例如第1实施方式~第3实施方式)的层叠体例如可以通过以下的方法而得到:(1)将包含固化性树脂组合物的粘接剂涂布于一片基材或两片基材;(2)以在想要接合的2片基材之间配置该粘接剂的方式使基材彼此接触;(3)在该状态下使粘接剂固化而将2片基材接合。由此得到的本发明的一个实施方式(例如第1实施方式~第3实施方式)的层叠体显示出很高的粘接强度,因此优选。
固化性树脂组合物、及包含该固化性树脂组合物的粘接剂的韧性优异,因此适合于线膨胀系数不同的异种基材间的接合。
另外,固化性树脂组合物、及包含该固化性树脂组合物的粘接剂也可以用于航空航天用的结构材料、特别是外装金属结构材料的接合。
<固化温度>
固化性树脂组合物的固化温度没有特别限定,从能够以常温附近容易地固化的观点考虑,优选为5℃~60℃、更优选为10℃~50℃、进一步优选为15℃~40℃、特别优选为20℃~30℃。
<用途>
固化性树脂组合物可以优选用于适合车辆、飞机的结构用粘接剂、EV电池单元等的二次电池用粘接剂、风力发电用结构粘接剂等粘接剂、涂料、为了得到复合材料而用于与玻璃纤维和/或碳纤维层叠的材料、印刷布线基板用材料、阻焊剂、层间绝缘膜、积层(buildup)材料、FPC用粘接剂、半导体/LED等电子部件用密封材料等电绝缘材料、芯片接合材料、底层填料、半导体(例如ACF、ACP、NCF、NCP等)的安装材料、显示设备(例如液晶面板及OLED显示器等)及照明设备(例如OLED照明等)用的密封材料、混凝土修补用复合材料等用途。固化性树脂组合物作为二次电池用粘接剂是特别有用的。
在将固化性树脂组合物用于复合材料的情况下,可以没有特别限制地使用广泛的成型法。具体而言,可以用手糊成型法、喷涂成型法、挤拉成型法、纤维缠绕成型法、对模成型法、预浸料法、离心成型法、液态成型法、热压法、浇铸法、注射成型法、连续层压法、树脂传递模塑成型(RTM)法、真空袋成型法、冷压法等公知的成型方法进行成型。固化性树脂组合物作为与玻璃纤维、碳纤维的复合材料、BMC(团状模塑料)、SMC(片状模塑料)的原材料是合适的。另外,应用部位也没有特别限制,具体而言,作为厨柜、洗脸盆、浴缸、墙壁材料等人造大理石用途、树脂混凝土、水箱、压力容器、工业用管线、工厂配管、接头、管道、波纹板、头盔、竿、风力发电用桨叶、抽油杆/泵等油田的泵采油系统的配管、电机部件、汽车部件、铁路车辆部件、船舶部件、飞机部件、工业机械部件、建设材料、家具、乐器等的结构构件、装饰板、装饰片等片材是合适的。
〔II.第2实施方式〕
第2实施方式涉及包含环氧树脂的双组分型的固化性树脂组合物、以及包含其的粘接剂。
加热固化型的单组分型固化性树脂组合物可以通过提高涂布时的温度而降低组合物粘度,但能够在低温下固化的双组分型固化性树脂组合物希望涂布时的温度也低,期望低粘度且操作性良好的双组分型固化性树脂组合物。
为了提高从电气设备的散热性,探讨了在设备所使用的固化性树脂组合物中添加氢氧化铝、氧化铝等导热性填料而提高导热性。然而,随着导热性填料的添加,固化性树脂组合物的粘度增高,有时操作性降低。此外,电气设备中广泛使用的环氧树脂的固化物的破坏韧性小,存在显示出非常脆性的性质的问题。
专利文献1所述的树脂组合物的耐冲击性不足,存在改进的余地。另外,专利文献2~3没有记载使环氧树脂与大量氢氧化铝组合而成的环氧类固化性树脂组合物的操作性的改善技术。
鉴于上述现状,第2实施方式的发明的目的在于提供配合环氧树脂和氢氧化铝、并且粘度低、操作性良好、且可得到显示出优异的导热性、阻燃性及粘接强度的固化物、在室温或接近室温的低温下也能够固化的双组分型的固化性树脂组合物。
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,通过在包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分的双组分型的固化性树脂组合物中以特定的重量比配合具有特定的平均粒径和特定的组成的具有核壳结构的聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C),能够得到固化前的组合物为低粘度、且显示出优异的导热性、阻燃性及粘接强度的固化物。
即,第2实施方式的发明涉及一种固化性树脂组合物,其是包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分的双组分型的固化性树脂组合物,其中,上述固化性树脂组合物进一步含有具有核壳结构的聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C),上述氢氧化铝(C)的总重量相对于上述固化性树脂组合物的总重量为55重量%以上且85重量%以下,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)的平均粒径为0.15μm以上且0.30μm以下,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)的核层/壳层的重量比为65/35~92/8,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)的壳层是含有(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯55wt%以上的单体成分的共聚物,作为构成上述壳层的单体成分,含有(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯10~100wt%、(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯0~80wt%。
根据上述这样构成的本发明的固化性树脂组合物,通过环氧树脂和高添加量的氢氧化铝而得到的固化物能够表现出优异的导热性、阻燃性及粘接强度。此外,通过使用具有特定的平均粒径和特定的组成的具有核壳结构的聚合物粒子,能够降低固化性树脂组合物的粘度。即,根据第2实施方式,可以提供能够得到显示出优异的导热性、阻燃性及粘接强度的固化物、粘度低、操作性良好、且在室温或接近室温的低温下也能够固化的双组分型的固化性树脂组合物。
换言之,第2实施方式为至少含有环氧树脂(A)、具有核壳结构的聚合物粒子(B)、氢氧化铝(C)及环氧固化剂(D)的固化性树脂组合物。第2实施方式的固化性树脂组合物是包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分作为必须成分、并进一步根据需要在即将使用之前混合彩色调色剂、固化性调整剂等其它成分而使用的双组分型的固化性树脂组合物。另外,第2实施方式的固化性树脂组合物进一步含有具有核壳结构的聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C)。具有核壳结构的聚合物粒子(B)及氢氧化铝(C)优选分别包含于第一成分和/或第二成分。第2实施方式的固化性树脂组合物除第一成分及第二成分以外,还可以根据需要包含其它成分。
根据第2实施方式的固化性树脂组合物,通过环氧树脂和高添加量的氢氧化铝而得到的固化物能够表现出优异的导热性、阻燃性及粘接强度。此外,在第2实施方式的固化性树脂组合物中,通过使用具有特定的平均粒径和特定的组成的具有核壳结构的聚合物粒子,能够降低固化性树脂组合物的粘度。
以下,对于与第2实施方式相关的各方式进行说明,除了以下详细说明的事项以外,适当援引第1实施方式的记载。
<环氧树脂(A)>
关于第2实施方式中的环氧树脂(A)的各方式(种类、含量及它们的优选方式等)与第1实施方式中的<环氧树脂(A)>一项中的说明相同,因此援引该记载,这里省略其说明。
<具有核壳结构的聚合物粒子(B)>
第2实施方式的固化性树脂组合物在第一成分和/或上述第二成分中含有具有核壳结构的聚合物粒子作为(B)成分。
在第2实施方式中,从工业生产性和固化性树脂组合物的操作性的观点考虑,核壳聚合物粒子(B)的平均粒径必须为0.15μm以上且0.30μm以下、优选为0.16μm以上且0.28μm以下、更优选为0.17μm以上且0.27μm以下、进一步优选为0.18μm以上且0.25μm以下。在第2实施方式中,通过将核壳聚合物粒子(B)的平均粒径(a)设为0.15μm以上,固化性树脂组合物的粘度进一步降低,因此操作性变得更加良好,(b)设为0.30μm以下,(B)成分的聚合时间进一步缩短,工业生产性进一步提高。
在第2实施方式的核壳聚合物粒子(B)中,从固化性树脂组合物的操作性变得更加良好、且固化物的耐冲击粘接性变得更加良好的方面出发,核层的重量相对于壳层的重量之比(核层的重量/壳层的重量)必须为65/35~92/8、优选为68/32~91/9、更优选为70/30~90/10。
对于第2实施方式的核壳聚合物粒子(B)而言,从固化性树脂组合物的操作性变得良好的方面出发,壳层必须为单体成分(壳层形成用单体)100重量%中将含有(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯55重量%以上的单体成分(壳层形成用单体)聚合而成的共聚物,优选为将含有65重量%以上的单体成分聚合而成的共聚物,更优选为将含有75重量%以上的单体成分聚合而成的共聚物,进一步优选为将含有78重量%以上的单体成分聚合而成的共聚物,特别优选为将含有83重量%以上的单体成分聚合而成的共聚物。
换言之,第2实施方式的壳层必须在壳层100重量%中含有来自于(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯的结构单元55重量%以上,优选含有65重量%以上、更优选含有75重量%以上、进一步优选含有78重量%以上、特别优选含有83重量%以上。
在第2实施方式中,构成聚合物粒子(B)的壳层的单体成分(壳层形成用单体)必须在单体成分100重量%中含有(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯10重量%~100重量%、优选含有11重量%~95重量%、更优选含有12重量%~92重量%、进一步优选含有13重量%~55重量%、特别优选含有14重量%~50重量%。另外,在第2实施方式中,构成核壳聚合物粒子(B)的壳层的单体成分(壳层形成用单体)必须在该单体成分100重量%中含有(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯0重量%~80重量%、优选含有1重量%~89重量%、更优选含有1重量%~88重量%、优选含有1重量%~87重量%、优选含有1重量%~86重量%、更优选含有1重量%~78重量%、更优选含有2重量%~76重量%、更优选含有5重量%~76重量%、更优选含有8重量%~76重量%、更优选含有20重量%~74重量%、更优选含有35重量%~72重量%、进一步优选含有35重量%~60重量%、特别优选含有35重量%~50重量%。在构成核壳聚合物粒子(B)的壳层的壳层形成用单体以上述的范围包含(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯和/或(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯的情况下,能够适当地控制核壳聚合物粒子(B)与(C)成分的相互作用,因此能够将固化性树脂组合物的粘度控制为低水平,具有操作性变得良好的优点。
在第2实施方式中,固化性树脂组合物中的氢氧化铝(C)的含量如后所述,在固化性树脂组合物的总重量100重量%中为55重量%以上且85重量%以下,非常高,因此,(B)成分与(C)成分接触的概率高。因此,在第2实施方式中,通过将(B)成分的上述壳聚合物设为与极性高的(C)成分的表面的相互作用减小的单体组成,从而将固化性树脂组合物的粘度抑制为低水平,使操作性变得良好是非常重要的。在第2实施方式中,核壳聚合物粒子(B)的壳层具有上述的特定的构成。与环氧树脂混合的核壳聚合物粒子(B)的壳层通常设为能够提高与环氧树脂的相容性的组成,可以认为,第2实施方式中的上述的(B)成分的特定的平均粒径及特定的组成是以与大量含有氢氧化铝(C)的第2实施方式的配合组成的组合的方式进行了最优化的特异性设计。第2实施方式中的上述的(B)成分的特定的平均粒径及特定的组成是本发明人在与第2实施方式相关的深入研究中发现的独特的构成。
从使固化性树脂组合物的操作性变得更加良好的观点考虑,第2实施方式的壳层形成用单体优选具有(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯这两者、更优选含有(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯13重量%~55重量%及(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯20重量%~74重量%。换言之,第2实施方式的壳层优选具有来自于(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯的结构单元及来自于(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯的结构单元这两者、优选含有来自于(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯的结构单元13重量%~55重量%及来自于(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯的结构单元20重量%~74重量%。
需要说明的是,第2实施方式的单体成分不需要使单体成分100重量%中(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯的合计为100重量%。换言之,对于第2实施方式的单体成分而言,在单体成分100重量%中,只要(a)(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯、(b)(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯、以及(c)(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯以外的单体的合计为100重量%即可。即,第2实施方式的单体成分可以包含(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯以外的单体。
从核壳聚合物粒子(B)在固化性树脂组合物中的相容性及分散性变得良好的方面出发,在第2实施方式中,作为壳层形成单体,例如可以进一步具有芳香族乙烯基单体和/或乙烯基氰单体。通过减小(B)成分与(C)成分的相互作用,能够使固化性树脂组合物的操作性变得良好,从这一点出发,在第2实施方式中,壳层形成用单体100重量%中的芳香族乙烯基单体的含量优选为30重量%以下、更优选为20重量%以下、更优选为10重量%以下、更优选为8重量%以下、更优选为6重量%以下、进一步优选为5重量%以下、特别优选为0重量%以下(即,不含有芳香族乙烯基单体)。同样地,从使固化性树脂组合物的操作性变得良好的观点考虑,在第2实施方式中,壳层形成用单体100重量%中的乙烯基氰单体的含量优选为10重量%以下、更优选为8重量%以下、更优选为5重量%以下、更优选为4重量%以下、更优选为3重量%以下、进一步优选为2重量%以下、更进一步优选为1重量%以下、特别优选为0重量%以下(即,不含有乙烯基氰单体)。
在第2实施方式中,例如,优选将使壳层形成用单体(合计100重量%)聚合而成的共聚物形成壳层,所述壳层形成用单体是将(a)(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯单体(特别是甲基丙烯酸甲酯)10~100重量%(优选为11~95重量%、特别优选为14~50重量%)、(b)(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯单体(特别是丙烯酸丁酯)0~80重量%(优选为1~78重量%、特别优选为35~72重量%)、(c)芳香族乙烯基单体(特别是苯乙烯)30重量%以下(优选为20重量%以下、更优选为10重量%以下、更优选为8重量%以下、更优选为6重量%以下、进一步优选为5重量%以下、特别优选为0重量%)、(d)乙烯基氰单体(特别是丙烯腈)10重量%以下(优选为8重量%以下、更优选为5重量%以下、更优选为4重量%以下、更优选为3重量%以下、更优选为2重量%以下、进一步优选为1重量%以下、特别优选为0重量%)、以及(e)具有环氧基的单体(特别是甲基丙烯酸缩水甘油酯)0~45重量%(优选为0~25重量%、更优选为3~20重量%)组合而成的。由此,能够平衡良好地实现期望的改善韧性的效果和操作性。
<氢氧化铝(C)>
第2实施方式的固化性树脂组合物在第一成分和/或上述第二成分中含有氢氧化铝作为(C)成分。在第2实施方式的固化性树脂组合物包含(C)成分的情况下,得到的固化物具有导热性及阻燃性(例如,通过垂直燃烧试验(UL94)评价的阻燃性)优异的优点。
在第2实施方式中,氢氧化铝(C)的总重量相对于固化性树脂组合物的总重量必须为55重量%以上且85重量%以下。
在第2实施方式中,(C)成分的平均粒径没有特别限定。在第2实施方式中,从兼顾得到的固化物的耐冲击性和粘接强度的观点、以及抑制固化前的固化性树脂组合物中的(E)成分的经时沉降的观点考虑,(C)成分的平均粒径优选为11μm以上且200μm以下、更优选为12μm以上且150μm以下、进一步优选为13μm以上且100μm以下、进一步更优选为15μm以上且50μm以下、特别优选为17μm以上且30μm以下。
在第2实施方式中,从提高得到的固化物特性(导热性、阻燃性、粘接强度及耐冲击性)的观点、提高固化前的组合物的操作性的观点考虑,氢氧化铝(C)的总重量相对于固化性树脂组合物的总重量必须为55重量%以上且85重量%以下、优选为57重量%以上且80重量%以下、更优选为60重量%以上且76重量%以下、进一步优选为62重量%以上且73重量%以下、特别优选为65重量%以上且70重量%以下。
关于第2实施方式的氢氧化铝(C),对于上述的事项以外的方式,适当援引第1实施方式的记载。
第2实施方式的固化性树脂组合物可以含有氢氧化铝以外((C)成分以外)的导热性填料和/或氢氧化铝以外((C)成分以外)的阻燃剂。关于第2实施方式中的“氢氧化铝以外的导热性填料”及“氢氧化铝以外的阻燃剂”的各方式(种类、含量及它们的优选方式等),与第1实施方式中的<氢氧化铝以外的导热性填料>及<氢氧化铝以外的阻燃剂>一项中的说明相同,因此援引该记载,这里省略其说明。
<环氧固化剂(D)>
第2实施方式的固化性树脂组合物在第二成分中含有环氧固化剂作为(D)成分。关于第2实施方式中的“环氧固化剂(D)”的各方式(种类、含量及它们的优选方式等),与第1实施方式中的<环氧固化剂(D)>一项中的说明相同,因此援引该记载,这里省略其说明。
<(D)成分以外的在高温下显示出活性的环氧固化剂>
可以在不损害第2实施方式的固化性树脂组合物的固化速度的范围内包含除含有能够在低温下与环氧树脂反应的活性氢基的环氧固化剂(上述的胺类固化剂、硫醇类固化剂等)以外的在高温下显示出活性的环氧固化剂。关于第2实施方式中的“(D)成分以外的在高温下显示出活性的环氧固化剂”的各方式(种类、含量及它们的优选方式等),与第1实施方式中的<(D)成分以外的在高温下显示出活性的环氧固化剂>一项中的说明相同,因此援引该记载,这里省略其说明。
<环氧固化促进剂(E)>
第2实施方式的固化性树脂组合物可以在第一成分和/或上述第二成分中含有环氧固化促进剂(E)。关于第2实施方式中的“环氧固化促进剂(E)”的各方式(种类、含量及它们的优选方式等),与第1实施方式中的<环氧固化促进剂(E)>一项中的说明相同,因此援引该记载,这里省略其说明。
<硅烷偶联剂(F)>
第2实施方式的固化性树脂组合物可以在第一成分和/或上述第二成分中含有硅烷偶联剂(F)。关于第2实施方式中的“硅烷偶联剂(F)”的各方式(种类、含量及它们的优选方式等),与第1实施方式中的<硅烷偶联剂(F)>一项中的说明相同,因此援引该记载,这里省略其说明。
〔III.第3实施方式〕
第3实施方式涉及固化性树脂组合物、固化物、粘接剂及层叠体。
使用脂肪族胺类固化剂的双组分型环氧树脂组合物在低温下固化。因此,双组分型环氧树脂组合物不需要用于固化的加热设备等。从强度、耐热性、耐水性、耐化学药品性及电绝缘性等优异的方面出发,将双组分型环氧树脂组合物固化而得到的固化物已用于工业用途及土木建筑用途等广泛用途。目前,作为双组分型环氧树脂组合物,已开发了各种组合物(例如,专利文献4等)。
如上所述,虽然将双组分型环氧树脂组合物固化而得到的固化物的强度优异,但对于双组分型环氧树脂组合物而言,存在具有固化速度慢的倾向的课题。
特别是在汽车等重视生产性(生产节拍时间)的领域,双组分型粘接剂的快速固化性是重要的。另外,对于电动汽车(EV)的电池固定所使用的双组分型粘接剂也要求快速固化性。
然而,从快速固化性的观点考虑,上述这样的现有技术(例如专利文献4中记载的技术)并不充分,仍有进一步改进的余地。
第3实施方式是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于提供快速固化性优异的双组分型或多组分型的新固化性树脂组合物。
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究,结果是完成了第3实施方式的发明。
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究,结果是独立地新发现了以下的见解,从而完成了第3实施方式的本发明:通过除了环氧树脂(A)和特定的环氧固化剂以外,还组合使用1分子中具有1个芳香环及至少2个酚羟基、而且位于该酚羟基的邻位的叔烷基的个数为1分子中0个或1个的化合物,从而能够得到快速固化性优异的双组分型或多组分型的固化性树脂组合物。
第3实施方式的固化性树脂组合物是包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分的双组分型或多组分型的固化性树脂组合物,其中,上述固化性树脂组合物进一步含有聚合物粒子(B)和化合物(G),所述聚合物粒子(B)具有包含核层和壳层的核壳结构,所述化合物(G)在1分子中具有(i)1个芳香环及(ii)至少2个酚羟基,在上述化合物(G)中,位于上述酚羟基的邻位的叔烷基的个数为1分子中0个或1个,上述环氧固化剂(D)为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上。
有时将“第3实施方式的固化性树脂组合物”称为“第3固化性树脂组合物”。
根据第3实施方式,起到能够提供快速固化性优异的双组分型或多组分型的固化性树脂组合物的效果。
以下,对于与第3实施方式相关的各方式进行说明,在以下详细说明的事项以外,适当援引第1实施方式及第2实施方式的记载。
第3固化性树脂组合物由于具有上述的构成,因此具有能够显示出优异的快速固化性的优点。需要说明的是,在本说明书中,“快速固化性”是指能够在室温附近(例如,5℃~50℃)以短时间(例如,数分钟~数小时左右)固化的性质。即,第3固化性树脂组合物具有不需要超过50℃的高温下的热处理而在5℃~50℃以下的温度下以短时间(例如,数分钟~数小时左右)固化的优点。
第3固化性树脂组合物在第一成分中包含环氧树脂(A),换言之,也可以称为双组分型环氧树脂组合物或多组分型环氧树脂组合物。因此,第3固化性树脂组合物也具有粘接强度优异的优点。
作为双组分型粘接剂,除了双组分型环氧树脂组合物以外,还已知有以氨基甲酸酯树脂作为主成分的双组分型氨基甲酸酯类组合物。与双组分型环氧树脂组合物相比,双组分型氨基甲酸酯类组合物具有能够以短时间固化的快速固化性。然而,与双组分型环氧树脂组合物相比,双组分型氨基甲酸酯类组合物存在具有得到的固化物的强度及耐热性等不足的倾向的课题。
对于电动汽车(EV)的电池固定所使用的双组分型粘接剂而言,多数情况下要求兼顾快速固化性及强度。
如上所述,第3固化性树脂组合物的粘接强度优异,并且快速固化性优异。因此,第3固化性树脂组合物特别优选用作电动汽车(EV)的电池固定用的双组分型粘接剂。
另外,第3固化性树脂组合物包含具有含有核层和壳层的核壳结构的聚合物粒子(B),因此,第3固化性树脂组合物也具有耐冲击剥离粘接性优异的优点。
<环氧树脂(A)>
关于第3实施方式中的环氧树脂(A)的各方式(种类、含量及它们的优选方式等),与第1实施方式中的<环氧树脂(A)>一项中的说明相同,因此援引该记载,这里省略其说明。
<具有核壳结构的聚合物粒子(B)>
第3实施方式的固化性树脂组合物在第一成分和/或上述第二成分中含有具有核壳结构的聚合物粒子作为(B)成分。关于第3实施方式中的具有核壳结构的聚合物粒子(B)的各方式(例如,核层的组成、壳层的组成及它们的优选方式等),与第1实施方式中的<具有核壳结构的聚合物粒子(B)>一项中的说明相同,因此援引该记载,这里省略其说明。
<化合物(G)>
第3实施方式的固化性树脂组合物在第一成分中和/或上述第二成分中含有在1分子中具有(i)1个芳香环及(ii)至少2个酚羟基的化合物(G)作为(G)成分。在该化合物(G)中,位于酚羟基的邻位的叔烷基的个数为1分子中0个或1个。
化合物(G)通过组合使用聚合物粒子(B)及后述的环氧固化剂(D),从而具有在保持了良好的粘接强度的状态下提高固化性树脂组合物的固化速度的效果。另外,第3实施方式的固化性树脂组合物通过与聚合物粒子(B)及后述的环氧固化剂(D)一起包含化合物(G),不需要超过50℃的高温下的热处理,显示出优异的快速固化性,与不含化合物(G)的固化性树脂组合物相比,能够以短时间固化。
(G)成分可以仅包含于第一成分,可以仅包含于第二成分,也可以包含于第一成分和第二成分这两者。从固化性树脂组合物的储存稳定性的观点考虑,(G)成分优选仅包含于第二成分。
在本说明书中,芳香环是指满足休克尔规则的环状烃及杂环式化合物。作为芳香环的具体例,可以列举:苯、萘、薁、蒽、吡咯、吡啶、呋喃、噻吩等。从提高快速固化性的效果及获得的容易程度等的观点考虑,其中,特别优选为苯。
在本说明书中,酚羟基是指键合于芳香环的碳原子的羟基。在化合物(G)中,2个酚羟基的位置没有特别限定,可以位于芳香环的任意碳原子上。
在芳香环为苯的情况下,2个酚羟基可以彼此为邻位、间位或对位的任意位置关系,从发挥优异的快速固化性提高效果的方面出发,更优选为邻位或间位的位置关系,进一步优选为间位的位置关系。
在不损害本发明的一个实施方式的效果的范围内,除了2个酚羟基以外,化合物(G)还可以在芳香环上具有至少1个进一步的取代基。作为进一步的取代基,没有特别限定,可以列举例如:碳原子数8以下的烷基(甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基(异丙基)、丁基、1,1-二甲基乙基(叔丁基基)等)、卤素(氯、溴、碘)等。
其中,在化合物(G)具有叔烷基(例如,叔丁基基等)作为进一步的取代基的情况下,位于酚羟基的邻位的叔烷基的个数为1分子中0个或1个。在化合物(G)1分子中位于酚羟基的邻位的叔烷基的个数为2个以上时,无法获得快速固化性提高效果,固化所用的时间增多,因此不优选。其原因没有确定,但可以推测这是由于,通过叔烷基的立体位阻而使快速固化性提高效果受到阻碍。
化合物(G)优选在芳香环上不具有除2个酚羟基以外的取代基。根据该构成,具有快速固化性提高效果增大的优点。
作为化合物(G),可以列举:1,3-二羟基苯(别名;间苯二酚)、1,2-二羟基苯(别名;邻苯二酚)、1,4-二羟基苯(别名;氢醌)、4-叔丁基邻苯二酚、甲基氢醌、叔丁基氢醌、氯氢醌、2,5-二氯氢醌、2,5-二溴氢醌、邻苯三酚、羟基喹啉、间苯三酚等。从发挥优异的快速固化性提高效果的方面出发,其中,更优选为间苯二酚、邻苯二酚、氢醌及甲基氢醌、进一步优选为间苯二酚及邻苯二酚、特别优选为间苯二酚。
化合物(G)可以仅使用1种,也可以组合2种以上使用。
第3实施方式的固化性树脂组合物相对于环氧树脂(A)100重量份含有1~25重量份的化合物(G)、更优选含有2~20重量份、进一步优选含有3~15重量份、特别优选含有4~10重量份。化合物(G)的含量相对于环氧树脂(A)100重量份(a)为1重量份以上的情况下,可良好地发挥化合物(G)的快速固化性提高效果,(b)为25重量份以下的情况下,具有固化性树脂组合物的储藏稳定性变得良好、易于操作的优点。
需要说明的是,作为加速后述的环氧固化剂(D)的固化速度的固化助剂,已知有双酚A及2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚等具有酚羟基的化合物。双酚A等在1分子中具有2个芳香环和2个酚羟基的化合物因环境规则等而使使用受到限制,因此难以操作。因此,在第3实施方式的固化性树脂组合物中,1分子中具有2个芳香环和2个酚羟基的化合物(双酚A)的含量越少越优选,例如优选相对于环氧树脂(A)100重量份为3重量份以下。然而,在不损害本发明的一个实施方式的效果的范围内,第3实施方式的固化性树脂组合物可以包含在1分子中具有2个芳香环和2个酚羟基的化合物(例如双酚A)。
在第3实施方式的固化性树脂组合物中,1分子中具有2个芳香环和2个酚羟基的化合物(双酚A)的含量相对于环氧树脂(A)100重量份可以为2重量份以下、可以为1重量份以下、可以为0.5重量份以下、可以小于0.1重量份。
另外,在第3实施方式中,本发明人独立地发现,使用2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚等1分子中具有1个酚羟基的化合物作为固化剂来代替后述的环氧固化剂(D),结果是快速固化性的改善效果并不充分。然而,在不损害本发明的一个实施方式的效果的范围内,第3实施方式的固化性树脂组合物可以包含1分子中具有1个酚羟基的化合物(例如2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚)。
<氢氧化铝(C)>
第3实施方式的固化性树脂组合物可以进一步含有氢氧化铝(C),也可以不含有。第3实施方式的固化性树脂组合物优选在第一成分和/或上述第二成分中含有氢氧化铝(C)。在第3实施方式的固化性树脂组合物包含(C)成分的情况下,得到的固化物具有导热性及阻燃性(例如,通过垂直燃烧试验(UL94)评价的阻燃性)优异的优点。
在第3实施方式中,(C)成分的平均粒径没有特别限定。在第3实施方式中,从兼顾得到的固化物的耐冲击性和粘接强度的观点、以及抑制固化前的固化性树脂组合物中的(C)成分的经时沉降的观点考虑,(C)成分的平均粒径优选为11μm以上且200μm以下、更优选为12μm以上且150μm以下、进一步优选为13μm以上且100μm以下、进一步更优选为15μm以上且50μm以下、特别优选为为17μm以上且30μm以下。
在第3实施方式中,氢氧化铝(C)的总重量相对于固化性树脂组合物的总重量没有特别限定。在第3实施方式中,从提高得到的固化物特性(导热性、阻燃性、粘接强度及耐冲击性)的观点、以及提高固化前的组合物的操作性的观点考虑,氢氧化铝(C)的总重量相对于固化性树脂组合物的总重量优选为55重量%以上且85重量%以下、更优选为57重量%以上且80重量%以下、更优选为60重量%以上且76重量%以下、进一步优选为62重量%以上且73重量%以下、特别优选为65重量%以上且70重量%以下。
关于第3实施方式的氢氧化铝(C),对于上述的事项以外的方式,适当援引第1实施方式的记载。
第3实施方式的固化性树脂组合物可以含有氢氧化铝以外((C)成分以外)的导热性填料和/或氢氧化铝以外((C)成分以外)的阻燃剂。关于第3实施方式中的“氢氧化铝以外的导热性填料”及“氢氧化铝以外的阻燃剂”的各方式(种类、含量及它们的优选方式等),与第1实施方式中的<氢氧化铝以外的导热性填料>及<氢氧化铝以外的阻燃剂>一项中的说明相同,因此援引该记载,这里省略其说明。
<环氧固化剂(D)>
第3实施方式的固化性树脂组合物在第二成分中含有环氧固化剂作为(D)成分。在第3实施方式中,作为环氧固化剂(D),优选使用胺类固化剂。
在第3实施方式中,胺类固化剂为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上。在第3实施方式中,环氧固化剂(D)可以为选自包含脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物的组中的至少1种以上,也可以仅由选自该组中的至少1种以上构成。在环氧固化剂(D)为选自上述的组中的至少1种以上、或者仅由选自该组中的1种以上构成的情况下,固化性树脂组合物具有室温下的固化性(快速固化性)优异的优点。在第3实施方式中,环氧固化剂(D)可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
对于第3实施方式的环氧固化剂(D)而言,在胺类固化剂中,(a)从得到的固化物的耐冲击性的观点考虑,(a-1)优选包含选自端氨基聚醚及端氨基丁腈橡胶中的1种以上,(a-2)更优选为选自端氨基聚醚及端氨基丁腈橡胶中的1种以上,(b)进一步从固化性的观点考虑,更优选包含端氨基丁腈橡胶,进一步优选为端氨基丁腈橡胶。对于第3实施方式的环氧固化剂(D)而言,在胺类固化剂中,(a)从得到的固化物的粘接强度的观点考虑,(a-1)优选包含选自脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的1种以上,(a-2)更优选为选自脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的1种以上,(b)进一步从固化性的观点考虑,(b-1)更优选包含选自脂环族胺及端氨基丁腈橡胶中的1种以上,(b-2)更优选为选自脂环族胺及端氨基丁腈橡胶中的1种以上。从得到的固化物的粘接强度及固化性的观点考虑,第3实施方式的环氧固化剂(D)更优选包含选自脂环族胺、端氨基丁腈橡胶、脂环族胺的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上,进一步优选为选自脂环族胺、端氨基丁腈橡胶、脂环族胺的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上。
关于第3实施方式的环氧固化剂(D),对于上述的事项以外的方式,适当援引第1实施方式的记载。
<(D)成分以外的在高温下显示出活性的环氧固化剂>
在不损害第3实施方式的固化性树脂组合物的固化速度的范围内可以包含除含有能够在低温下与环氧树脂反应的活性氢基的环氧固化剂(上述的胺类固化剂、硫醇类固化剂等)以外的在高温下显示出活性的环氧固化剂。关于第3实施方式中的“(D)成分以外的在高温下显示出活性的环氧固化剂”的各方式(种类、含量及它们的优选方式等),与第1实施方式中的<(D)成分以外的在高温下显示出活性的环氧固化剂>一项中的说明相同,因此援引该记载,这里省略其说明。
<化合物(G)以外的环氧固化促进剂(H)>
第3实施方式的固化性树脂组合物的第一成分和/或上述第二成分可以含有化合物(G)以外的环氧固化促进剂(H)(以下也有时称为“(H)成分”)。
(H)成分是不易与环氧树脂(A)反应而形成交联的化合物,但能够加速基于环氧树脂(A)和环氧固化剂(D)的固化反应。特别优选(H)成分为通过与上述(D)成分、即室温下的固化性高的环氧固化剂组合使用而显示出显著的固化加速效果的物质。
(H)成分可以仅包含于第一成分,可以仅包含于第二成分,也可以包含于第一成分和第二成分这两者。从固化性树脂组合物的储存稳定性的观点考虑,(H)成分优选仅包含于第二成分。
作为(H)成分,可以列举例如:亚烷基的碳原子数为1~12(C1-C12)的亚烷基咪唑、N-芳基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-2-甲基咪唑、N-丁基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑/偏苯三酸盐、环氧树脂与咪唑的加成产物等咪唑类;N,N-二甲基哌嗪、二氮杂双环十一碳烯、二氮杂双环壬烯、三乙二胺、苄基二甲胺、三乙胺等叔胺类;2-(二甲基氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、导入至聚(对乙烯基苯酚)基体中的2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、对叔丁基苯酚、苯酚、4-甲氧基苯酚等酚类;等。其中,从固化性改善效果的观点考虑,优选为咪唑类及酚类,更优选为2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚等酚类。(H)成分可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
从兼顾固化性的提高效果及保存稳定性的观点考虑,第3实施方式的固化性树脂组合物中的上述环氧固化促进剂(H)相对于上述环氧树脂(A)100重量份的含量优选为0.1重量份以上且30重量份以下、更优选为1重量份以上且20重量份以下、进一步优选为2重量份以上且15重量份以下、特别优选为3重量份以上且10重量份以下。
本发明的一个实施方式可以为以下的构成。
〔A1〕一种固化性树脂组合物,其是包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分的双组分型的固化性树脂组合物,
上述固化性树脂组合物进一步含有具有核壳结构的聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C),上述氢氧化铝(C)的总重量相对于上述固化性树脂组合物的总重量为55重量%以上且85重量%以下,上述氢氧化铝(C)的平均粒径为11μm以上且200μm以下。
〔A2〕根据〔A1〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)及上述氢氧化铝(C)分别包含于上述第一成分和/或上述第二成分。
〔A3〕根据〔A1〕或〔A2〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧树脂(A)所具有的环氧基的摩尔数/上述环氧固化剂(D)所具有的活性氢基的摩尔数之比为0.5以上且1.5以下。
〔A4〕根据〔A1〕~〔A3〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧树脂(A)为双酚A型环氧树脂和/或双酚F型环氧树脂。
〔A5〕根据〔A1〕~〔A4〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧固化剂(D)为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶中的1种以上胺固化剂或其改性物。
〔A6〕根据〔A1〕~〔A5〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述核壳聚合物粒子(B)相对于上述环氧树脂(A)100重量份的配合量为1重量份以上且100重量份以下。
〔A7〕根据〔A1〕~〔A6〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述氢氧化铝(C)相对于上述环氧树脂(A)100重量份的配合量为250重量份以上且750重量份以下。
〔A8〕根据〔A1〕~〔A7〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧固化剂(D)相对于上述环氧树脂(A)100重量份的配合量为15重量份以上且300重量份以下。
〔A9〕根据〔A1〕~〔A8〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其在上述第一成分和/或上述第二成分中进一步含有环氧固化促进剂(E)。
〔A10〕根据〔A1〕~〔A9〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其在上述第一成分和/或上述第二成分中进一步含有硅烷偶联剂(F)。
〔A11〕根据〔A1〕~〔A10〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)具有选自二烯类橡胶、(甲基)丙烯酸酯类橡胶、以及有机硅氧烷类橡胶中1种以上的核层。
〔A12〕根据〔A11〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)具有二烯类橡胶,上述二烯类橡胶为丁二烯橡胶和/或丁苯橡胶。
〔A13〕根据〔A1〕~〔A12〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)具有将选自芳香族乙烯基单体、乙烯基氰单体、以及(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上单体成分接枝聚合于核层而成的壳层。
〔A14〕根据〔A1〕~〔A13〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)在壳层具有环氧基。
〔A15〕根据〔A1〕~〔A14〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)具有将具有环氧基的单体成分接枝聚合于核层而成的壳层。
〔A16〕根据〔A1〕~〔A15〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)在壳层具有环氧基,相对于上述壳层的总量,上述具有壳层的上述环氧基的含量为0.1~2.0mmol/g以下。
〔A17〕根据〔A1〕~〔A13〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)在壳层不含有环氧基。
〔A18〕一种固化物,其是〔A1〕~〔A17〕中任一项所述的固化性树脂组合物固化而成的。
〔A19〕一种粘接剂,其包含〔A1〕~〔A17〕中任一项所述的固化性树脂组合物。
〔A20〕根据〔A19〕所述的粘接剂,其中,上述粘接剂为二次电池用粘接剂。
〔A21〕一种层叠体,其包含:
2片基材、以及
接合该2片基材的〔A19〕或〔A20〕所述的粘接剂固化而成的粘接层。
本发明的一个实施方式可以为以下的构成。
〔B1〕一种固化性树脂组合物,其是包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分的双组分型的固化性树脂组合物,其中,上述固化性树脂组合物进一步含有具有核壳结构的聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C),上述氢氧化铝(C)的总重量相对于上述固化性树脂组合物的总重量为55重量%以上且85重量%以下,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)的平均粒径为0.15μm以上且0.30μm以下,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)的核层/壳层的重量比为65/35~92/8,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)是壳层含有(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯55wt%以上的单体成分的共聚物,作为上述构成壳层的单体成分,含有(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯10~100wt%、(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯0~80wt%。
〔B2〕根据〔B1〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)及上述氢氧化铝(C)分别包含于上述第一成分和/或上述第二成分。
〔B3〕根据〔B1〕或〔B2〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧树脂(A)所具有的环氧基的摩尔数/上述环氧固化剂(D)所具有的活性氢基的摩尔数之比为0.5以上且1.5以下。
〔B4〕根据〔B1〕~〔B3〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧树脂(A)为双酚A型环氧树脂和/或双酚F型环氧树脂。
〔B5〕根据〔B1〕~〔B4〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧固化剂(D)为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶中的1种以上胺固化剂或其改性物。
〔B6〕根据〔B1〕~〔B5〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述核壳聚合物粒子(B)相对于上述环氧树脂(A)100重量份的配合量为1重量份以上且100重量份以下。
〔B7〕根据〔B1〕~〔B6〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述氢氧化铝(C)相对于上述环氧树脂(A)100重量份的配合量为250重量份以上且750重量份以下。
〔B8〕根据〔B1〕~〔B7〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧固化剂(D)相对于上述环氧树脂(A)100重量份的配合量为15重量份以上且300重量份以下。
〔B9〕根据〔B1〕~〔B8〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其在上述第一成分和/或上述第二成分中进一步含有环氧固化促进剂(E)。
〔B10〕根据〔B1〕~〔B9〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其在上述第一成分和/或上述第二成分中进一步含有硅烷偶联剂(F)。
〔B11〕根据〔B1〕~〔B10〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)具有选自二烯类橡胶、(甲基)丙烯酸酯类橡胶、以及有机硅氧烷类橡胶中的1种以上的核层。
〔B12〕根据〔B11〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)具有二烯类橡胶,上述二烯类橡胶为丁二烯橡胶和/或丁苯橡胶。
〔B13〕根据〔B1〕~〔B12〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)具有将选自芳香族乙烯基单体、乙烯基氰单体、以及(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上单体成分接枝聚合于核层而成的壳层。
〔B14〕根据〔B1〕~〔B13〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)在壳层具有环氧基。
〔B15〕根据〔B1〕~〔B14〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)具有将具有环氧基的单体成分接枝聚合于核层而成的壳层。
〔B16〕根据〔B1〕~〔B15〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)在壳层具有环氧基,相对于上述壳层的总量,上述壳层所具有的上述环氧基的含量为0.1~2.0mmol/g以下。
〔B17〕根据〔B1〕~〔B13〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)在壳层不含有环氧基。
〔B18〕一种固化物,其是〔B1〕~〔B17〕中任一项所述的固化性树脂组合物固化而成的。
〔B19〕一种粘接剂,其包含〔B1〕~〔B17〕中任一项所述的固化性树脂组合物。
〔B20〕根据〔B19〕所述的粘接剂,其中,上述粘接剂为二次电池用粘接剂。
〔B21〕一种层叠体,其包含:
2片基材、以及
接合该2片基材的〔B19〕或〔B20〕所述的粘接剂固化而成的粘接层。
本发明的一个实施方式可以为以下的构成。
〔C1〕一种固化性树脂组合物,其是包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分的双组分型或多组分型的固化性树脂组合物,其中,上述固化性树脂组合物进一步含有聚合物粒子(B)和化合物(G),所述聚合物粒子(B)具有包含核层和壳层的核壳结构,所述化合物(G)在1分子中具有(i)1个芳香环及(ii)至少2个酚羟基,在上述化合物(G)中,位于上述酚羟基的邻位的叔烷基的个数为1分子中0个或1个,上述环氧固化剂(D)为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上。
〔C2〕根据〔C1〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧树脂(A)所具有的环氧基的摩尔数与上述环氧固化剂(D)所具有的活性氢基的摩尔数之比(上述环氧基的摩尔数/上述活性氢基的摩尔数)为0.5以上且1.6以下。
〔C3〕根据〔C1〕或〔C2〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧树脂(A)为双酚A型环氧树脂和/或双酚F型环氧树脂。
〔C4〕根据〔C1〕~〔C3〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧固化剂(D)为选自脂环族胺、端氨基丁腈橡胶、脂环族胺的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上。
〔C5〕根据〔C1〕~〔C4〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述聚合物粒子(B)相对于上述环氧树脂(A)100重量份的含量为1重量份以上且100重量份以下。
〔C6〕根据〔C1〕~〔C5〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其在上述第一成分和/或上述第二成分中进一步含有氢氧化铝(C)。
〔C7〕根据〔C1〕~〔C6〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述固化性树脂组合物中的上述环氧固化剂(D)相对于上述环氧树脂(A)100重量份的含量为15重量份以上且300重量份以下。
〔C8〕根据〔C6〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述固化性树脂组合物中的上述氢氧化铝(C)相对于上述环氧树脂(A)100重量份的含量为250重量份以上且750重量份以下。
〔C9〕根据〔C1〕~〔C8〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其在上述第一成分和/或上述第二成分中进一步含有硅烷偶联剂(F)。
〔C10〕根据〔C1〕~〔C9〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述第一成分进一步含有环氧硅烷偶联剂(F1)。
〔C11〕根据〔C1〕~〔C10〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述壳层具有环氧基。
〔C12〕根据〔C1〕~〔C11〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述壳层是将具有环氧基的单体成分接枝聚合于上述核层而成的聚合物。
〔C13〕根据〔C1〕~〔C12〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述壳层具有环氧基,
相对于上述壳层的总重量,上述壳层所具有的上述环氧基的含量为大于0mmol/g且2.0mmol/g以下。
〔C14〕根据〔C1〕~〔C13〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述壳层不具有环氧基。
〔C15〕根据〔C1〕~〔C14〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述化合物(G)在上述芳香环上不具有除上述酚羟基以外的取代基。
〔C16〕一种固化物,其是〔C1〕~〔C15〕中任一项所述的固化性树脂组合物固化而成的。
〔C17〕一种粘接剂,其包含〔C1〕~〔C15〕中任一项所述的固化性树脂组合物。
〔C18〕根据〔C17〕所述的粘接剂,其中,上述粘接剂为二次电池用粘接剂。
〔C19〕一种层叠体,其包含:
2片基材、以及
〔C17〕或〔C18〕所述的粘接剂在该2片基材之间固化而成的粘接层。
本发明的一个实施方式可以为以下的构成。
〔X1〕一种固化性树脂组合物,其为双组分型的固化性树脂组合物,该固化性树脂组合物包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分,上述固化性树脂组合物进一步含有聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C),所述聚合物粒子(B)具有包含核层和壳层的核壳结构,上述固化性树脂组合物的总重量100重量%中的上述氢氧化铝(C)的总重量为55重量%以上且85重量%以下,上述氢氧化铝(C)的平均粒径为11μm以上且200μm以下。
〔X2〕根据〔X1〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述聚合物粒子(B)的平均粒径为0.15μm以上且0.30μm以下,上述聚合物粒子(B)中上述核层的重量相对于上述壳层的重量之比(上述核层的重量/上述壳层的重量)为65/35~92/8,上述聚合物粒子(B)的上述壳层是将下述单体成分进行聚合而成的共聚物,所述单体成分100重量%中含有55wt%以上的(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯,上述单体成分在该单体成分100重量%中含有10~100wt%的(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及0~80wt%的(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯。
〔X3〕根据〔X1〕或〔X2〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧固化剂(D)为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的1种以上。
〔X4〕根据〔X1〕或〔X2〕所述的固化性树脂组合物,其中,上述固化性树脂组合物进一步含有化合物(G),所述化合物(G)在1分子中具有(i)1个芳香环及(ii)至少2个酚羟基,在上述化合物(G)中,位于上述酚羟基的邻位的叔烷基的个数为1分子中0个或1个,上述环氧固化剂(D)为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上。
〔X5〕根据〔X1〕~〔X4〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述环氧树脂(A)所具有的环氧基的摩尔数相对于上述环氧固化剂(D)所具有的活性氢基的摩尔数之比(上述环氧树脂(A)所具有的环氧基的摩尔数/上述环氧固化剂(D)所具有的活性氢基的摩尔数)为0.5以上且1.5以下。
〔X6〕根据〔X1〕~〔X5〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述聚合物粒子(B)在上述核层具有二烯类橡胶,上述二烯类橡胶为丁二烯橡胶和/或丁苯橡胶。
〔X7〕根据〔X1〕~〔X6〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述具有核壳结构的聚合物粒子(B)在壳层具有环氧基。
〔X8〕根据〔X1〕~〔X7〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述聚合物粒子(B)在上述壳层具有环氧基,相对于上述壳层的总量,上述壳层所具有的上述环氧基的含量为0.1~2.0mmol/g以下。
〔X9〕根据〔X1〕~〔X6〕中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,上述聚合物粒子(B)在上述壳层不含有环氧基。
〔X10〕一种固化物,其是将〔X1〕~〔X9〕中任一项所述的固化性树脂组合物固化而成的。
〔X11〕一种粘接剂,其包含〔X1〕~〔X9〕中任一项所述的固化性树脂组合物。
〔X12〕根据〔X11〕所述的粘接剂,其中,上述粘接剂为二次电池用粘接剂。
〔X13〕一种层叠体,其包含2片基材和将〔X12〕所述的粘接剂固化而成的粘接层,上述粘接层将上述2片基材接合在一起。
〔X14〕一种固化性树脂组合物,其为双组分型的固化性树脂组合物,该固化性树脂组合物包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分,
上述固化性树脂组合物进一步含有聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C),所述聚合物粒子(B)具有包含核层和壳层的核壳结构,上述固化性树脂组合物的总重量100重量%中的上述氢氧化铝(C)的总重量为55重量%以上且85重量%以下,上述聚合物粒子(B)的平均粒径为0.15μm以上且0.30μm以下,上述聚合物粒子(B)中上述核层的重量相对于上述壳层的重量之比(上述核层的重量/上述壳层的重量)为65/35~92/8,上述聚合物粒子(B)的上述壳层是将下述单体成分进行聚合而成的共聚物,所述单体成分100重量%中含有55wt%以上的(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯,上述单体成分在该单体成分100重量%中含有10~100wt%的(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及0~80wt%的(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯。
〔X15〕一种固化性树脂组合物,其为双组分型或多组分型的固化性树脂组合物,该固化性树脂组合物包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分,上述固化性树脂组合物进一步含有聚合物粒子(B)和化合物(G),所述聚合物粒子(B)具有包含核层和壳层的核壳结构,所述化合物(G)在1分子中具有(i)1个芳香环及(ii)至少2个酚羟基,在上述化合物(G)中,位于上述酚羟基的邻位的叔烷基的个数为1分子中0个或1个,上述环氧固化剂(D)为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上。
实施例
〔实施例A〕
以下,列举实施例A对第1实施方式进一步详细地进行说明,但本发明并不限定于这些实施例A。
(体积平均粒径的测定)
对于制造例中记载的聚丁二烯橡胶胶乳中的聚丁二烯橡胶粒子、以及核壳聚合物胶乳中的核壳聚合物粒子(B),通过以下的方法测定了各自的平均粒径。水性胶乳中分散的粒子的体积平均粒径(Mv)使用Microtrac UPA150(日机装株式会社制)测定。将用去离子水稀释后的试样作为测定试样使用。输入水的折射率及各核壳聚合物粒子(B)的折射率,以测量时间600秒钟、Signal Level为0.6~0.8的范围内的方式调整试样浓度进行了测定。
A1.核层的形成
制造例A1;聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)的制备
在耐压聚合机中投入水200重量份、磷酸三钾0.03重量份、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)0.002重量份、硫酸亚铁七水合物(FE)0.001重量份、以及十二烷基苯磺酸钠(SDBS)1.55重量份,一边搅拌,一边充分进行氮置换而去除了氧后,将丁二烯(Bd)100重量份投入体系中,升温至45℃。先后投入萜烷过氧化氢(PHP)0.03重量份、甲醛次硫酸钠(SFS)0.10重量份,引发聚合。在从引发聚合起第3、5、7小时分别投入PHP 0.025重量份。另外,在从引发聚合起第4、6、8小时分别投入EDTA 0.0006重量份及FE 0.003重量份。在聚合第15小时于减压下脱挥去除残留单体,结束聚合,得到了以聚丁二烯橡胶作为主成分的聚丁二烯橡胶胶乳(R-1)。得到的胶乳中包含的聚丁二烯橡胶粒子的体积平均粒径为80nm。
在耐压聚合机中投入聚丁二烯橡胶胶乳(R-1)21重量份(包含聚丁二烯橡胶7重量份)、去离子水185重量份、磷酸三钾0.03重量份、EDTA 0.002重量份、以及FE 0.001重量份,一边搅拌,一边充分进行氮置换而去除了氧后,将Bd 93重量份投入体系中,升温至45℃。先后投入PHP 0.02重量份、SFS 0.10重量份,引发聚合。从引发聚合起至第24小时,每3小时分别投入PHP 0.025重量份、EDTA 0.0006重量份、以及FE 0.003重量份。在聚合第30小时于减压下脱挥去除残留单体,结束聚合,得到了以聚丁二烯橡胶作为主成分的聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)。得到的胶乳中包含的聚丁二烯橡胶粒子的体积平均粒径为200nm。
A2.核壳聚合物胶乳的制备(壳层的形成)
制造例A2-1;核壳聚合物胶乳(AL-1)的制备
在具有温度计、搅拌机、回流冷却器、氮气流入口、以及单体的添加装置的玻璃反应器中投入制造例A1中制备的聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)262重量份(包含聚丁二烯橡胶粒子87重量份)、以及去离子水57重量份,一边进行氮置换,一边在60℃下搅拌。加入EDTA 0.004重量份、FE 0.001重量份、以及SFS 0.2重量份后,用120分钟连续地添加了壳单体(甲基丙烯酸甲酯(MMA)4重量份、苯乙烯(ST)6重量份、丙烯腈(AN)2重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)1重量份)、以及过氧化氢异丙苯(CHP)0.04重量份的混合物。添加结束后,添加CHP0.04重量份,进一步持续搅拌2小时,使聚合完成,得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(AL-1)。单体成分的聚合转化率为99%以上。水性胶乳(AL-1)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为0.5mmol/g。
制造例A2-2;核壳聚合物胶乳(AL-2)的制备
将壳单体变更为MMA 5重量份、ST 6重量份、AN 2重量份,除此以外,与制造例A2-1同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(AL-2)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(AL-2)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为0.0mmol/g。
制造例A2-3;核壳聚合物胶乳(AL-3)的制备
将壳单体变更为MMA 3重量份、ST 6重量份、AN 2重量份、GMA 2重量份,除此以外,与制造例A2-1同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(AL-3)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(AL-3)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为1.1mmol/g。
制造例A2-4;核壳聚合物胶乳(AL-4)的制备
将壳单体变更为MMA 1重量份、ST 6重量份、AN 2重量份、GMA 4重量份,除此以外,与制造例A2-1同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(AL-4)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(AL-4)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为2.2mmol/g。
制造例A2-5;核壳聚合物胶乳(AL-5)的制备
将壳单体变更为MMA 13重量份,除此以外,与制造例A2-1同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(AL-5)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(AL-5)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为0.0mmol/g。
A3.固化性树脂中分散有核壳聚合物粒子(B)的分散物(M)的制备
制造例A3-1;分散物(AM-1)的制备
在25℃的1L混合槽中导入甲乙酮(MEK)132g,一边搅拌,一边投入制造例A2-1中得到的核壳聚合物胶乳(AL-1)132g(相当于核壳聚合物粒子40g)。在均匀地混合后,以80g/分的供给速度投入水200g。供给结束后,快速停止搅拌,得到了由漂浮性的凝聚体及部分包含有机溶剂的水相形成的浆料液。接着,残留包含一部分水相的凝聚体,将水相360g从槽下部的排放口排出。在得到的凝聚体中追加MEK 90g并均匀地混合,得到了使核壳聚合物粒子均匀地分散的分散体。在该分散体中混合了作为(A)成分的环氧树脂(A-1;三菱化学株式会社制、JER828:液态双酚A型环氧树脂)60g。利用旋转式的蒸发装置从该混合物中去除了MEK。由此,得到了在环氧树脂中分散有核壳聚合物粒子的分散物(AM-1)。
制造例A3-2;分散物(AM-2)的制备
在制造例A3-1中,作为核壳聚合物胶乳,使用了制造例A2-2中得到的(AL-2)来代替(AL-1),除此以外,与制造例A3-1同样地得到了在环氧树脂中分散有核壳聚合物粒子的分散物(AM-2)。
制造例A3-3;分散物(AM-3)的制备
在制造例A3-1中,作为核壳聚合物胶乳,使用了制造例A2-3中得到的(AL-3)来代替(AL-1),除此以外,与制造例A3-1同样地得到了在环氧树脂中分散有核壳聚合物粒子的分散物(AM-3)。
制造例A3-4;分散物(AM-4)的制备
在制造例A3-1中,作为核壳聚合物胶乳,使用了制造例A2-4中得到的(AL-4)来代替(AL-1),除此以外,与制造例A3-1同样地得到了在环氧树脂中分散有核壳聚合物粒子的分散物(AM-4)。
制造例A3-5;分散物(AM-5)的制备
在制造例A3-1中,作为核壳聚合物胶乳,使用了制造例A2-5中得到的(AL-5)来代替(AL-1),并使用了环氧树脂(A-2;Hexion公司制、EPON863:液态双酚F型环氧树脂)60g来代替环氧树脂(A-1)60g,除此以外,与制造例A3-1同样地得到了在环氧树脂中分散有核壳聚合物粒子的分散物(AM-5)。
(实施例A1~17、比较例A1~8)
按照表1~表3所示的配方,分别计量各成分,充分混合,得到了双组分型固化性树脂组合物的第一成分和第二成分。
对于表1~表3的各双组分型固化性树脂组合物,按照以下的方法进行了动态劈裂阻力(耐冲击剥离粘接性)、剪切粘接强度、导热性、阻燃性(UL-94)的评价。
<动态劈裂阻力(耐冲击剥离粘接性)>
将表1~表3的第一成分和第二成分充分混合而得到的各组合物涂布于2片冷轧钢板(SPCC-SD),将其叠合,使得粘接层厚度为0.25mm,在23℃×7天的条件下使其固化而得到了层叠体。使用该层叠体,按照ISO 11343在23℃下测定了动态劈裂阻力(耐冲击剥离粘接性)。将结果示于表1~表3。
<剪切粘接强度>
将表2的第一成分和第二成分充分混合而得到的各组合物涂布于宽度25mm×长度100mm×厚度1.6mm的2片冷轧钢板(SPCC-SD)或铝板(A-5052P)并贴合,使得粘接层为宽度25mm×长度12.5mm×厚度0.13mm,在23℃×7天的条件下使其固化,得到了层叠体。
在将测定温度设为23℃、测试速度设为1.3mm/min的测定条件下,测定了将单位设为MPa的剪切粘接强度。将结果示于表2。
<导热系数>
将表3的第一成分和第二成分混合后进行脱泡而得到的各组合物注入夹有厚度3mm的间隔物的2片玻璃板之间,在23℃×7天的条件下使其固化,得到了厚度3mm的固化板。切削该固化板,得到了2片直径20mm的圆盘状样品。使用Hot Disk法导热系数测定装置TPA-501(京都电子工业株式会社制)通过用2片试样夹住4φ尺寸的传感器的方法测定了固化物的导热系数。
<阻燃性>
将表3的第一成分和第二成分混合后进行脱泡而得到的各组合物注入夹有厚度3mm的间隔物的2片玻璃板之间,在23℃×7天的条件下使其固化,得到了厚度3mm的固化板。将该固化板切削成127mm×12.7mm×3mm厚度的长方形,依据UL-94 20mm垂直燃烧试验(V试验)进行了评价。试验结果从阻燃性良好者起以“V-0”、“V-1”、“V-2”的顺序表示,将UL-94V试验不合格者作为“不符合标准”。
需要说明的是,表1~表3中的各种配合剂使用了以下所示的物质。
<环氧树脂(A)>
A-1:JER828(三菱化学株式会社制、常温下为液态的双酚A型环氧树脂、环氧当量:184~194)
A-2:EPON863(Hexion公司制、常温下为液态的双酚F型环氧树脂、环氧当量:165~174)
A-3:YED216M(三菱化学株式会社制、烷基二缩水甘油醚、环氧当量:140~160)
<环氧树脂(A)中分散有聚合物粒子(B)的分散物(M)>
AM-1~5:上述制造例A3-1~5中得到的分散物
<氢氧化铝(C)>
C-1:B303(日本轻金属株式会社制、无处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):26μm)
C-2:B303STE(日本轻金属株式会社制、环氧硅烷偶联剂处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):17μm)
C-3:B53(日本轻金属株式会社制、无处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):57μm)
C-4:SB93(日本轻金属株式会社制、无处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):114μm)
C-5:BE033(日本轻金属株式会社制、无处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):3.2μm)
C-6:BE043STE(日本轻金属株式会社制、环氧硅烷偶联剂处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):3.7μm)
C-7:BF013(日本轻金属株式会社制、无处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):1.2μm)
C-8:BF013ST(日本轻金属株式会社制、环氧硅烷偶联剂处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):1.2μm)
<环氧固化剂(D)>
D-1:1,3-双(氨基甲基)环己烷(FUJIFILM Wako Pure Chemical公司制、活性氢当量:35.5g/eq)
D-2:Jeffamine T-5000(Huntsman公司制、甘油聚(氧化丙烯)三胺、分子量:约5000、活性氢当量:952g/eq)
D-3:Hypro ATBN 1300x16(Huntsman公司制、端氨基丁二烯-丙烯腈共聚物、分子量:约3800、活性氢当量:800~1000g/eq)
D-4:异佛尔酮二胺(FUJIFILM Wako Pure Chemical公司制、活性氢当量:41g/eq)
<环氧固化促进剂(E)>
E-1:间苯二酚(FUJIFILM Wako Pure Chemical公司制)
<环氧硅烷偶联剂(F)>
F-1:DOWSIL Z-6040Silane(Dow Toray公司制)
根据表1可知,对于第一成分中含有(A)成分、(B)成分及(C)成分、第二成分中含有(C)成分及(D)成分的实施例A1~8的双组分型固化性树脂组合物而言,得到的固化物的动态劈裂阻力的值大,耐冲击剥离粘接性良好。
实施例A1、3~8和比较例A1~5的组合物仅添加的(C)成分的种类不同,除(C)成分以外全部为相同的配合组成。实施例A1、3~8的组合物中使用的氢氧化铝的平均粒径大,相比之下,比较例A1~5的组合物中使用的氢氧化铝的平均粒径小,与实施例A1、3~8相比,耐冲击剥离粘接性低。
实施例A2的组合物为在实施例A1的组合物中添加了环氧固化促进剂(E)的配合组成,可知耐冲击剥离粘接性也优异。
根据表2可知,第一成分中含有(A)成分、(B)成分及(C)成分、第二成分中含有(C)成分及(D)成分的实施例A9~14的双组分型固化性树脂组合物将对于钢板、铝板的剪切粘接性保持为高水平、并且得到的固化物的耐冲击剥离粘接性良好。
实施例A9~11和比较例A6的组合物仅添加的(C)成分的种类不同,除(C)成分以外全部为相同的配合组成。实施例A9~11的组合物中使用的氢氧化铝的平均粒径大,相比之下,比较例A6的组合物中使用的氢氧化铝的平均粒径小,与实施例A9~11相比,耐冲击剥离粘接性低。
实施例A9、12~14的组合物仅添加的(B)成分不同,除(B)成分以外全部为相同的配合组成。实施例A9、12~14的组合物中使用的(B)成分的壳层的环氧基含量不同。在壳层不含有环氧基的情况(实施例A12)、以及壳层的环氧基含量为0.5mmol/g(实施例A9)和为1.1mmol/g(实施例A13)的情况下,显示出比较良好的耐冲击剥离粘接性。
根据表3可知,第一成分中含有(A)成分、(B)成分及(C)成分、第二成分中含有(C)成分及(D)成分的实施例A15~17的双组分型固化性树脂组合物的导热系数高,阻燃性优异,得到的固化物的耐冲击剥离粘接性良好。
实施例A15~17和比较例A7的组合物仅添加的(C)成分量不同,除(C)成分量以外全部为相同的配合组成。在(C)成分的总重量相对于固化性树脂组合物的总重量少的比较例A7中,导热系数较低,UL-94阻燃性试验中为不合格(不符合标准)。在同样地不含有(C)成分的比较例A8中,导热系数低,UL-94阻燃性试验中为不合格(不符合标准)。
〔实施例B〕
以下,列举实施例B对第2实施方式进一步详细地进行说明,但本发明并不限定于这些实施例B。
(体积平均粒径的测定)
制造例B中记载的聚丁二烯橡胶胶乳中的聚丁二烯橡胶粒子、以及核壳聚合物胶乳中的核壳聚合物粒子的平均粒径的测定方法与上述〔实施例A〕的(体积平均粒径的测定)一项中记载的方法相同。因此,援引上述〔实施例A〕的(体积平均粒径的测定)一项的记载,这里,省略其说明。
B1.核层的形成
在实施例B中,作为核层,使用了通过上述〔实施例A〕的“制造例A1;聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)的制备”一项中记载的方法得到的R-2。因此,援引上述〔实施例A〕的“制造例A1;聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)的制备”一项的记载,这里,省略其说明。
B2.核壳聚合物胶乳的制备(壳层的形成)
制造例B2-1;核壳聚合物胶乳(BL-1)的制备
在具有温度计、搅拌机、回流冷却器、氮气流入口、以及单体的添加装置的玻璃反应器中投入制造例A1中制备的聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)271重量份(包含聚丁二烯橡胶粒子90重量份)、以及去离子水51重量份,一边进行氮置换,一边在60℃下搅拌。加入EDTA 0.004重量份、FE 0.001重量份、以及SFS 0.2重量份后,用120分钟连续地添加了壳单体(甲基丙烯酸甲酯(MMA)9重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)1重量份)、以及过氧化氢异丙苯(CHP)0.14重量份的混合物。添加结束后,添加CHP 0.04重量份,进一步持续搅拌2小时,使聚合完成,得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-1)。单体成分的聚合转化率为99%以上。水性胶乳(BL-1)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为0.7mmol/g。
制造例B2-2;核壳聚合物胶乳(BL-2)的制备
在具有温度计、搅拌机、回流冷却器、氮气流入口、以及单体的添加装置的玻璃反应器中投入制造例A1中制备的聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)262重量份(包含聚丁二烯橡胶粒子87重量份)、以及去离子水57重量份,一边进行氮置换,一边在60℃下搅拌。加入EDTA 0.004重量份、FE 0.001重量份、以及SFS 0.2重量份后,用120分钟连续地添加了壳单体(MMA 11重量份、GMA 2重量份)及CHP 0.06重量份的混合物。添加结束后,添加CHP 0.04重量份,进一步持续搅拌2小时,使聚合完成,得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-2)。单体成分的聚合转化率为99%以上。水性胶乳(BL-2)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为1.1mmol/g。
制造例B2-3;核壳聚合物胶乳(BL-3)的制备
将壳单体变更为MMA 2重量份、丙烯酸丁酯(BA)9重量份、GMA 2重量份,除此以外,与制造例B2-2同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-3)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(BL-3)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为1.1mmol/g。
制造例B2-4;核壳聚合物胶乳(BL-4)的制备
在具有温度计、搅拌机、回流冷却器、氮气流入口、以及单体的添加装置的玻璃反应器中投入制造例A1中制备的聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)223重量份(包含聚丁二烯橡胶粒子74重量份)、以及去离子水83重量份,一边进行氮置换,一边在60℃下搅拌。加入EDTA 0.004重量份、FE 0.001重量份、以及SFS 0.2重量份后,用120分钟连续地添加了壳单体(MMA 4重量份、BA 18重量份、GMA 4重量份)、以及CHP 0.12重量份的混合物。添加结束后,添加CHP0.04重量份,进一步持续搅拌2小时,使聚合完成,得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-4)。单体成分的聚合转化率为99%以上。水性胶乳(BL-4)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.22μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为1.1mmol/g。
制造例B2-5;核壳聚合物胶乳(BL-5)的制备
将壳单体变更为BA 11重量份、GMA 2重量份,除此以外,与制造例B2-2同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-5)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(BL-5)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为1.1mmol/g。
制造例B2-6;核壳聚合物胶乳(BL-6)的制备
将壳单体变更为MMA 1重量份、ST 6重量份、AN 2重量份、GMA 4重量份,除此以外,与制造例B2-2同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-6)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(BL-6)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为2.2mmol/g。
制造例B2-7;核壳聚合物胶乳(BL-7)的制备
将壳单体变更为MMA 8重量份、GMA 2重量份,除此以外,与制造例B2-1同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-7)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(BL-7)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为1.4mmol/g。
制造例B2-8;核壳聚合物胶乳(BL-8)的制备
将壳单体变更为MMA 6重量份、GMA 4重量份,除此以外,与制造例B2-1同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-8)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(BL-8)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为2.8mmol/g。
制造例B2-9;核壳聚合物胶乳(BL-9)的制备
将壳单体变更为MMA 6重量份、BA 7重量份,除此以外,与制造例B2-2同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-9)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(BL-9)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为0mmol/g。
制造例B2-10;核壳聚合物胶乳(BL-10)的制备
将壳单体变更为MMA 5重量份、BA 6重量份、GMA 2重量份,除此以外,与制造例B2-2同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-10)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(BL-10)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为1.1mmol/g。
制造例B2-11;核壳聚合物胶乳(BL-11)的制备
将壳单体变更为MMA 13重量份,除此以外,与制造例B2-2同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-11)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(BL-11)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.21μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为0mmol/g。
制造例B2-12;核壳聚合物胶乳(BL-12)的制备
将壳单体变更为MMA 4重量份、BA 8重量份、甲基丙烯酸丁酯(BMA)10重量份、GMA4重量份,除此以外,与制造例B2-4同样地得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-12)。单体成分的转化率为99%以上。水性胶乳(BL-12)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.22μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为1.1mmol/g。
制造例B2-13;核壳聚合物胶乳(BL-13)的制备
在具有温度计、搅拌机、回流冷却器、氮气流入口、以及单体的添加装置的玻璃反应器中投入制造例A1中制备的聚丁二烯橡胶胶乳(R-1)241重量份(包含聚丁二烯橡胶粒子80重量份)、以及去离子水71重量份,一边进行氮置换,一边在60℃下搅拌。加入EDTA 0.004重量份、FE 0.001重量份、以及SFS 0.2重量份后,用120分钟连续地添加了壳单体(MMA 20重量份)及CHP 0.09重量份的混合物。添加结束后,添加CHP 0.04重量份,进一步持续搅拌2小时,使聚合完成,得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-13)。单体成分的聚合转化率为99%以上。水性胶乳(BL-13)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.09μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为0mmol/g。
制造例B2-14;核壳聚合物胶乳(BL-14)的制备
在具有温度计、搅拌机、回流冷却器、氮气流入口、以及单体的添加装置的玻璃反应器中投入制造例A1中制备的聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)145重量份(包含聚丁二烯橡胶粒子48重量份)、以及去离子水135重量份,一边进行氮置换,一边在60℃下搅拌。加入EDTA0.004重量份、FE 0.001重量份、以及SFS 0.3重量份后,用240分钟连续地添加了壳单体(MMA 8重量份、BA 16重量份、BMA 20重量份、GMA 8重量份)、以及CHP 0.24重量份的混合物。添加结束后,添加CHP 0.04重量份,进一步持续搅拌2小时,使聚合完成,得到了包含核壳聚合物粒子的水性胶乳(BL-14)。单体成分的聚合转化率为99%以上。水性胶乳(BL-14)中包含的核壳聚合物粒子的体积平均粒径为0.24μm。相对于该核壳聚合物粒子的壳层的总量,环氧基的含量为1.1mmol/g。
B3.固化性树脂中分散有核壳聚合物粒子(B)的分散物(M)的制备
制造例B3-1;分散物(BM-1)的制备
在25℃的1L混合槽中导入甲乙酮(MEK)132g,一边搅拌,一边投入制造例B2-1中得到的核壳聚合物胶乳(BL-1)132g(相当于核壳聚合物粒子40g)。均匀地混合后,以80g/分的供给速度投入水200g。供给结束后,快速停止搅拌,得到了由漂浮性的凝聚体及部分包含有机溶剂的水相形成的浆料液。接着,残留包含一部分水相的凝聚体,将水相360g从槽下部的排放口排出。在得到的凝聚体中追加MEK 90g并均匀地混合,得到了使核壳聚合物粒子均匀地分散的分散体。在该分散体中混合了作为(A)成分的环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828:液态双酚A型环氧树脂)60g。利用旋转式的蒸发装置从该混合物中去除了MEK。由此,得到了在环氧树脂中分散有核壳聚合物粒子的分散物(BM-1)。
制造例B3-2~3-14;分散物(BM-2)~(BM-14)的制备
在制造例B3-1中,作为核壳聚合物胶乳,使用了制造例B2-2~2-14中得到的(BL-2)~(BL-14)来代替(BL-1),除此以外,与制造例B3-1同样地得到了在环氧树脂中分散有核壳聚合物粒子的分散物(BM-2)~(BM-14)。
(实施例B1~17、比较例B1~6)
根据表4~表7所示的配方,分别计量各成分,充分混合,得到了双组分型固化性树脂组合物的第一成分和第二成分。
对于表4~表7的各双组分型固化性树脂组合物,按照以下的方法进行了粘度、剪切粘接强度、动态劈裂阻力(耐冲击剥离粘接性)、导热性及阻燃性(UL-94)的评价。
<粘度>
使用流变仪,以剪切速度5s-1测定了表4~表7的第一成分或第二成分在25℃下的粘度。粘度的值越小,意味着操作性越优异。
<剪切粘接强度>
将表4~表6的第一成分和第二成分充分混合而得到的各组合物涂布于宽度25mm×长度100mm×厚度1.6mm的2片SPCC钢板或铝板(A-5052P)并贴合,使得粘接层为宽度25mm×长度12.5mm×厚度0.13mm,在23℃×7天的条件下使其固化,得到了层叠体。
在将测定温度设为23℃、测试速度设为1.3mm/min的测定条件下,测定了将单位设为MPa的剪切粘接强度。
<动态劈裂阻力(耐冲击剥离粘接性)>
将表5~表6的第一成分和第二成分充分混合而得到的各组合物涂布于2片SPCC钢板,将其叠合,使得粘接层厚度为0.25mm,在23℃×7天的条件下使其固化而得到了层叠体。使用该层叠体,按照ISO 11343在23℃下测定了动态劈裂阻力(耐冲击剥离粘接性)。
<导热系数>
将表7的第一成分和第二成分混合后进行脱泡而得到的各组合物注入夹有厚度3mm的间隔物的2片玻璃板之间,在23℃×7天的条件下使其固化,得到了厚度3mm的固化板。切削该固化板,得到了2片直径20mm的圆盘状样品。使用Hot Disk法导热系数测定装置TPA-501(京都电子工业株式会社制)通过用2片试样夹住4φ尺寸的传感器的方法测定了固化物的导热系数。
<阻燃性>
将表7的第一成分和第二成分混合后进行脱泡而得到的各组合物注入夹有厚度3mm的间隔物的2片玻璃板之间,在23℃×7天的条件下使其固化,得到了厚度3mm的固化板。将该固化板切削成127mm×12.7mm×3mm厚度的长方形,依据UL-94 20mm垂直燃烧试验(V试验)进行了评价。试验结果从阻燃性良好者起以“V-0”、“V-1”、“V-2”的顺序表示,将UL-94V试验不合格者作为“不符合标准”。
需要说明的是,表4~表7中的各种配合剂使用了以下所示的物质。
<环氧树脂(A)>
A-1:JER828(三菱化学株式会社制、常温下为液态的双酚A型环氧树脂、环氧当量:184~194)
A-2:YED216M(三菱化学株式会社制、烷基二缩水甘油醚、环氧当量:140~160)
<环氧树脂(A)中分散有聚合物粒子(B)的分散物(M)>
BM-1~14:上述制造例B3-1~14中得到的分散物
<氢氧化铝(C)>
C-1:B303(日本轻金属株式会社制、无处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):26μm)
C-2:BE033(日本轻金属株式会社制、无处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):3.2μm)
<环氧固化剂(D)>
D-1:1,3-双(氨基甲基)环己烷(FUJIFILM Wako Pure Chemical公司制)
D-2:Jeffamine T-5000(Huntsman公司制、甘油聚(氧化丙烯)三胺、分子量:约5000、活性氢当量:952g/eq)
D-3:Hypro ATBN 1300x16(Huntsman公司制、端氨基丁二烯-丙烯腈共聚物、分子量:约3800、活性氢当量:800~1000g/eq)
<环氧固化促进剂(E)>
E-1:间苯二酚(FUJIFILM Wako Pure Chemical公司制)
<环氧硅烷偶联剂(F)>
F-1:DOWSIL Z-6040Silane(Dow Toray公司制)
根据表4可知,对于第一成分中含有(A)成分、(B)成分及(C)成分、第二成分中含有(C)成分及(D)成分的实施例B1~4的双组分型固化性树脂组合物而言,粘度低,操作性优异,得到的固化物的剪切粘接性良好。
实施例B1~4和比较例B1~2的组合物仅添加的(B)成分不同,除(B)成分以外全部为相同的配合组成。对于实施例B1~4的组合物中使用的(B)成分而言,作为构成壳层的单体成分,以(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯作为主成分(55重量%以上)、且(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯的含量为80重量%以下。另一方面,(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯的含量为85重量%的壳层的比较例B1的粘度非常高,操作性差,因此没有测定剪切粘接强度。另外,与实施例B1~4相比,(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯少至8重量%、以其它单体成分作为主成分的壳层的比较例B2的组合物显示出第一成分的粘度高、得到的固化物的剪切粘接性也低的值。
根据表5可知,实施例B5~10的双组分型固化性树脂组合物与表4的实施例B1~4同样,粘度低,操作性优异。
实施例B1和2的第一成分相同,但实施例B2的第二成分将实施例B1的第二成分的各配合剂的添加量减量至0.75倍。由此,实施例B2的(A)成分中的环氧基的摩尔数/(D)成分中的活性氢基的摩尔数之比高,成为环氧过量的组合物,剪切粘接性显示出很低的值。
实施例B5、7~10的组合物仅添加的(B)成分不同,除(B)成分以外全部为相同的配合组成。(B)成分的壳层中的环氧基的含量多的实施例B8的组合物的耐冲击剥离粘接性显示出很低的值。另外,(B)成分的壳层中不含有环氧基的实施例B9的组合物的耐冲击剥离粘接性也显示出较低的值。该结果表明,(A)成分中的环氧基的摩尔数/(D)成分中的活性氢基的摩尔数之比对于剪切粘接强度是有效的,(B)成分的壳层中的环氧基的量对于耐冲击剥离粘接性是有效的。
根据表6可知,实施例B11~14的双组分型固化性树脂组合物的粘度低,操作性优异,得到的固化物的剪切粘接性和耐冲击剥离粘接性良好。
实施例B11~14和比较例B3~5的组合物仅添加的(B)成分不同,除(B)成分以外全部为相同的配合组成。实施例B11~14的组合物中使用的(B)成分的平均粒径为0.15~0.30μm,核层/壳层的重量比为65/35~92/8,构成壳层的单体成分以(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯作为主成分(55重量%以上)。另一方面,(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯少至8重量%的比较例B3的组合物、(B)成分的平均粒径小至0.09μm的比较例B4的组合物、核层/壳层的重量比为48/52的核层少的比较例B5的组合物均第一成分的粘度高,操作性差。此外,由于比较例B5的组合物的耐冲击剥离粘接性显示出很低的值,因此可以认为(B)成分的核层/壳层的重量比对于耐冲击剥离粘接性是有效的。另外,(B)成分的壳层中不含有环氧基的实施例B12和比较例B4的组合物的耐冲击剥离粘接性也显示出较低的值。根据该结果可以认为,(B)成分的壳层中的环氧基的量对于耐冲击剥离粘接性是有效的。
根据表7可知,第一成分中含有(A)成分、(B)成分及(C)成分、第二成分中含有(C)成分及(D)成分的实施例B15~17的双组分型固化性树脂组合物的导热系数高,阻燃性优异,粘度低,操作性优异。
实施例B15~17和比较例B6的组合物仅添加的(C)成分量不同,(C)成分量以外全部为相同的配合组成。在(C)成分的总重量相对于固化性树脂组合物的总重量小的比较例B6中,导热系数较低,UL-94阻燃性试验中为不合格(不符合标准)。
〔实施例C〕
以下,列举实施例C对第2实施方式进一步详细地进行说明,但本发明并不限定于这些实施例C。
(体积平均粒径的测定)
制造例C中记载的聚丁二烯橡胶胶乳中的聚丁二烯橡胶粒子、以及核壳聚合物胶乳中的核壳聚合物粒子的平均粒径的测定方法与上述〔实施例A〕的(体积平均粒径的测定)一项中记载的方法相同。因此,援引上述〔实施例A〕的(体积平均粒径的测定)一项的记载,这里,省略其说明。
C1.核层的形成
在实施例C中,作为核层,使用了通过上述〔实施例A〕的“制造例A1;聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)的制备”一项中记载的方法得到的R-2。因此,援引上述〔实施例A〕的“制造例A1;聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)的制备”一项的记载,这里,省略其说明。
C2.核壳聚合物胶乳的制备(壳层的形成)
制造例C2-1;核壳聚合物胶乳(CL-1)的制备
在具有温度计、搅拌机、回流冷却器、氮气流入口、以及单体的添加装置的玻璃反应器中投入制造例A1中制备的聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)262重量份(包含聚丁二烯橡胶粒子87重量份)、以及去离子水57重量份,一边进行氮置换,一边在60℃下搅拌。加入EDTA 0.004重量份、FE 0.001重量份、以及SFS 0.2重量份后,用120分钟连续地添加了壳单体(甲基丙烯酸甲酯(MMA)3重量份、苯乙烯(ST)6重量份、丙烯腈(AN)2重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)2重量份)、以及过氧化氢异丙苯(CHP)0.04重量份的混合物。添加结束后,添加CHP0.04重量份,进一步持续搅拌2小时,使聚合完成,得到了包含核壳聚合物粒子(B)的水性胶乳(CL-1)。单体成分的聚合转化率为99%以上。水性胶乳(CL-1)中包含的核壳聚合物粒子(B)的体积平均粒径为0.21μm。
C3.固化性树脂中分散有核壳聚合物粒子(B)的分散物(M)的制备
制造例C3-1;分散物(M-1)的制备
在25℃的1L混合槽中导入甲乙酮(MEK)132g,一边搅拌,一边投入制造例C2-1中得到的核壳聚合物胶乳(CL-1)132g(相当于核壳聚合物粒子(B)40g)。均匀地混合后,以80g/分的供给速度投入水200g。供给结束后,快速停止搅拌,得到了由漂浮性的凝聚体及部分包含有机溶剂的水相形成的浆料液。接着,残留包含一部分水相的凝聚体,将水相360g从槽下部的排放口排出。在得到的凝聚体中追加MEK 90g并均匀地混合,得到了使核壳聚合物粒子(B)均匀地分散的分散体。在该分散体中混合了作为(A)成分的环氧树脂(A-1;三菱化学株式会社制、JER828:液态双酚A型环氧树脂、环氧当量:184~194g/eq)60g。利用旋转式的蒸发装置从该混合物中去除了MEK。由此,得到了在环氧树脂中分散有核壳聚合物粒子(B)的分散物(M-1)。
制造例C3-2;分散物(M-2)的制备
在制造例C3-1中,使用了环氧树脂(A-2;Hexion公司制、EPON863:双酚F型环氧树脂、环氧当量:165~174g/eq)60g来代替环氧树脂(A-1)60g,除此以外,与制造例C3-1同样地得到了在环氧树脂中分散有核壳聚合物粒子(B)的分散物(M-2)。
(实施例C1~23、比较例C1~7)
根据表8~表12所示的配方,分别计量各成分,充分混合,得到了双组分型固化性树脂组合物的第一成分及第二成分。实施例C1~23中得到的双组分型固化性树脂组合物为第3实施方式的固化性树脂组合物(双组分型固化性树脂组合物)。
对于表8或9的各双组分型固化性树脂组合物,按照以下的方法进行了固化时间的评价。
<固化时间>
利用Malvern公司制“BohlinCVO流变仪”,使用PP25,在板间隙0.2mm下以剪切速度5s-1测定了将表8或9的第一成分和第二成分充分混合而得到的各双组分型固化性树脂组合物在50℃下的粘度的经时变化。每隔10秒钟进行粘度测定,将使第一成分和第二成分刚刚混合后的粘度作为初期粘度,测量达到初期粘度的10倍的粘度的时间,将其作为固化时间。固化时间越短,固化性越优异。
对于表8~表12的各双组分型固化性树脂组合物,通过以下的方法进行了剪切粘接强度的评价。
<剪切粘接强度>
将表8~表12的第一成分和第二成分充分混合而得到的各双组分型固化性树脂组合物涂布于宽度25mm×长度100mm×厚度1.6mm的2片铝板(A-5052P)或冷轧钢板并贴合,使得涂布的双组分型固化性树脂组合物(粘接层)为宽度25mm×长度12.5mm×厚度0.25mm,在23℃×7天的条件下使其固化,得到了层叠体。
在将测定温度设为23℃、测试速度设为1.3mm/min的测定条件下,测定了将单位设为MPa的剪切粘接强度。将结果示于表8~表12。
对于表10的各双组分型固化性树脂组合物,通过以下的方法进行了动态劈裂阻力(耐冲击剥离粘接性)的评价。
<动态劈裂阻力(耐冲击剥离粘接性)>
将表10的第一成分和第二成分充分混合而得到的各组合物涂布于2片冷轧钢板,将其叠合,使得粘接层厚度为0.25mm,在23℃×7天的条件下使其固化而得到了层叠体。使用该层叠体,按照ISO 11343在23℃下测定了动态劈裂阻力(耐冲击剥离粘接性)。将结果示于表10。
需要说明的是,表8~表12中的各种配合剂使用了以下所示的物质。
<环氧树脂(A)>
A-1:JER828(三菱化学株式会社制、常温下为液态的双酚A型环氧树脂、环氧当量:184~194)
A-2:EPON863(Hexion公司制、双酚F型环氧树脂、环氧当量:165~174)
<环氧树脂(A)中分散有核壳聚合物粒子(B)的分散物(M)>
CM-1~2:上述制造例C3-1~2中得到的分散物
<化合物(G)>
间苯二酚(FUJIFILM Wako Pure Chemical公司制)
邻苯二酚(FUJIFILM Wako Pure Chemical公司制)
4-叔丁基邻苯二酚(FUJIFILM Wako Pure Chemical公司制)
甲基氢醌(东京化成株式会社制)
叔丁基氢醌(东京化成株式会社制)
<与(G)成分不同的具有酚羟基的化合物>
2,5-二叔丁基氢醌(东京化成株式会社制)
2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚(东京化成株式会社制)
4-叔丁基苯酚(东京化成株式会社制)
苯酚(FUJIFILM Wako Pure Chemical公司制)
4-甲氧基苯酚(FUJIFILM Wako Pure Chemical公司制)
<环氧固化剂(D)>
D-1(脂环族胺):1,3-双(氨基甲基)环己烷(FUJIFILM Wako Pure Chemical公司制)
D-2(端氨基聚醚):Ancamine 1922A(Evonik公司制、3,3’-[氧双(2,1-乙二基氧)]双1-丙胺(3,3’-(Oxybis(2,1-ethane-diyloxy))bis-1-popanamine)、活性氢当量:55g/eq)
D-3(端氨基丁腈橡胶):Hypro ATBN 1300x16(Huntsman公司制、端氨基丁二烯-丙烯腈共聚物、分子量:约3800、活性氢当量:800~1000g/eq)
D-4(酰胺胺):Vegechem Green V140(筑野食品工业株式会社制、二聚酸、脂肪酸与多胺的缩合物、活性氢当量:97g/eq)
D-5(端氨基聚醚):Jeffamine T-5000(Huntsman公司制、甘油聚(氧化丙烯)三胺、分子量:约5000、活性氢当量:952g/eq)
<氢氧化铝(C)>
C-1:B303(日本轻金属株式会社制、无处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):26μm)
C-2:BE033(日本轻金属株式会社制、无处理氢氧化铝、平均粒径(Dp50):3.2μm)
<环氧硅烷偶联剂(F)>
F-1:DOWSIL Z-6040Silane(Dow Toray公司制、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)
F-2:KBM 603Silane(信越有机硅公司制、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷)
<重质碳酸钙>
WHITON SB(白石钙株式会社制、平均粒径:1.8μm)
<炭黑>
MONARCH 280(Cabot公司制)
<气相二氧化硅>
CAB-O-SIL TS-720(CABOT公司制、用聚二甲基硅氧烷进行了表面处理的气相二氧化硅)、
根据表8可知,第一成分中含有(A)成分~(B)成分、第二成分中含有(G)成分及(D)成分的实施例C1~12的双组分型固化性树脂组合物的固化时间短,固化性优异。
特别是可知,对于使用了芳香环上不具有除酚羟基以外的取代基的(G)成分的实施例C1、2、7~12的双组分型固化性树脂组合物而言,得到的固化物的剪切粘接强度高,粘接性也优异。
另外可知,对于含有环氧硅烷偶联剂作为(F)成分的实施例C9~10的双组分型固化性树脂组合物而言,得到的固化物的剪切粘接强度特别高,粘接性优异。
另一方面,根据表9可知,对于不含有(G)成分的比较例C1、含有具有2个酚羟基且在其邻位具有2个叔烷基的化合物的比较例C2、以及含有具有1个酚羟基的化合物的比较例C3~6的双组分型固化性树脂组合物而言,固化时间长,固化性差。
根据表11可知,对于第一成分中含有(A)成分~(B)成分、第二成分中含有(G)成分及(D)成分的实施例C14~19的双组分型固化性树脂组合物而言,得到的固化物的剪切粘接强度良好。
需要说明的是,与上述摩尔数之比为1.0的实施例C14的双组分型固化性树脂组合物相比,上述摩尔数之比为1.1~1.6的范围的实施例C15~17的双组分型固化性树脂组合物的得到的固化物的剪切粘接强度显示出很高的值,上述摩尔数之比为1.1~1.6的双组分型固化性树脂组合物的粘接性特别优异。
另外可知,对于含有环氧硅烷偶联剂作为(F)成分的实施例C18~19的双组分型固化性树脂组合物而言,得到的固化物的剪切粘接强度特别高,粘接性优异。
根据表12可知,对于第一成分中含有(A)成分、(B)成分及(G)成分、第二成分中含有(G)成分及(D)成分或含有(D)成分的实施例C20~23的双组分型固化性树脂组合物而言,得到的固化物的剪切粘接强度良好。
另一方面,与实施例C20~23的双组分型固化性树脂组合物相比,第一成分及第二成分均不含有(G)成分的比较例C7的双组分型固化性树脂组合物(i)固化时间非常长、且(ii)剪切粘接强度显示出很低的值。
需要说明的是,(G)成分以外的成分(例如,(D)成分、(E)成分、(F)成分及(E)以外的无机填充材料)对于固化时间基本上没有影响。因此,实施例C13~23的双组分型固化性树脂组合物显示出与实施例C1或2相同程度的固化时间的盖然性很高,至少比比较例C1~7的双组分型固化性树脂组合物的固化时间更短。
工业实用性
根据本发明的一个方式,作为双组分型或多组分型的环氧树脂组合物,可以提供比以往更优异的新的固化性树脂组合物。例如,根据第1实施方式,可以提供能够得到显示出优异的导热性、阻燃性、粘接强度及耐冲击剥离粘接性的固化物、且在室温或接近室温的低温下也能够固化的双组分型的固化性树脂组合物。例如,根据第2实施方式,可以提供能够得到显示出优异的导热性、阻燃性及粘接强度的固化物、粘度低、操作性良好、且在室温或接近室温的低温下也能够固化的双组分型的固化性树脂组合物。例如,根据第3实施方式,可以提供快速固化性优异的双组分型或多组分型的固化性树脂组合物。因此,本发明的一个实施方式的固化性树脂组合物可以优选用于适合车辆、飞机的结构用粘接剂、EV电池单元等的二次电池用粘接剂、风力发电用结构粘接剂等粘接剂、涂料、为了得到复合材料而用于与玻璃纤维和/或碳纤维层叠的材料、印刷布线基板用材料、阻焊剂、层间绝缘膜、积层(buildup)材料、FPC用粘接剂、半导体/LED等电子部件用密封材料等电绝缘材料、芯片接合材料、底层填料、半导体(例如ACF、ACP、NCF、NCP等)的安装材料、显示设备(例如液晶面板及OLED显示器等)及照明设备(例如OLED照明等)用的密封材料、混凝土修补用复合材料等用途,特别可以优选用作二次电池用粘接剂。

Claims (15)

1.一种固化性树脂组合物,其是双组分型的固化性树脂组合物,
所述固化性树脂组合物包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分,
所述固化性树脂组合物进一步含有聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C),所述聚合物粒子(B)具有包含核层和壳层的核壳结构,
所述固化性树脂组合物的总重量100重量%中所述氢氧化铝(C)的总重量为55重量%以上且85重量%以下,
所述氢氧化铝(C)的平均粒径为11μm以上且200μm以下。
2.根据权利要求1所述的固化性树脂组合物,其中,
所述聚合物粒子(B)的平均粒径为0.15μm以上且0.30μm以下,
所述聚合物粒子(B)中所述核层的重量相对于所述壳层的重量之比(所述核层的重量/所述壳层的重量)为65/35~92/8,
所述聚合物粒子(B)的所述壳层是将下述单体成分进行聚合而成的共聚物,所述单体成分100重量%中含有55wt%以上的(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯,
在所述单体成分100重量%中含有10~100wt%的(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及0~80wt%的(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯。
3.根据权利要求1或2所述的固化性树脂组合物,其中,
所述环氧固化剂(D)为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的1种以上。
4.根据权利要求1或2所述的固化性树脂组合物,其中,
所述固化性树脂组合物还含有在1分子中具有(i)1个芳香环及(ii)至少2个酚羟基的化合物(G),
在所述化合物(G)中,位于所述酚羟基的邻位的叔烷基的个数为1分子中0个或1个,
所述环氧固化剂(D)为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,
所述环氧树脂(A)所具有的环氧基的摩尔数相对于所述环氧固化剂(D)所具有的活性氢基的摩尔数之比(所述环氧树脂(A)所具有的环氧基的摩尔数/所述环氧固化剂(D)所具有的活性氢基的摩尔数)为0.5以上且1.5以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,
所述聚合物粒子(B)在所述核层具有二烯类橡胶,所述二烯类橡胶为丁二烯橡胶和/或丁苯橡胶。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,
具有所述核壳结构的聚合物粒子(B)在壳层具有环氧基。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,
所述聚合物粒子(B)在所述壳层具有环氧基,相对于所述壳层的总量,所述壳层所具有的所述环氧基的含量为0.1~2.0mmol/g以下。
9.根据权利要求1~6中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,
所述聚合物粒子(B)在所述壳层不含有环氧基。
10.一种固化物,其是将权利要求1~9中任一项所述的固化性树脂组合物固化而成的。
11.一种粘接剂,其包含权利要求1~9中任一项所述的固化性树脂组合物。
12.根据权利要求11所述的粘接剂,其中,
所述粘接剂为二次电池用粘接剂。
13.一种层叠体,其包含2片基材和将权利要求12所述的粘接剂固化而成的粘接层,
所述粘接层将所述2片基材接合在一起。
14.一种固化性树脂组合物,其为双组分型的固化性树脂组合物,
所述固化性树脂组合物包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分,
所述固化性树脂组合物进一步含有聚合物粒子(B)和氢氧化铝(C),所述聚合物粒子(B)具有包含核层和壳层的核壳结构,
所述固化性树脂组合物的总重量100重量%中所述氢氧化铝(C)的总重量为55重量%以上且85重量%以下,
所述聚合物粒子(B)的平均粒径为0.15μm以上且0.30μm以下,
所述聚合物粒子(B)中所述核层的重量相对于所述壳层的重量之比(所述核层的重量/所述壳层的重量)为65/35~92/8,
所述聚合物粒子(B)的所述壳层是将下述单体成分进行聚合而成的共聚物,所述单体成分100重量%中含有55wt%以上的(甲基)丙烯酸碳原子数1~4的烷基酯,
在所述单体成分100重量%中含有10~100wt%的(甲基)丙烯酸碳原子数1的烷基酯及0~80wt%的(甲基)丙烯酸碳原子数4的烷基酯。
15.一种固化性树脂组合物,其为双组分型或多组分型的固化性树脂组合物,
所述固化性树脂组合物包含含有环氧树脂(A)的第一成分和含有环氧固化剂(D)的第二成分,
所述固化性树脂组合物进一步含有聚合物粒子(B)和化合物(G),所述聚合物粒子(B)具有包含核层和壳层的核壳结构,所述化合物(G)在1分子中具有(i)1个芳香环及(ii)至少2个酚羟基,
在所述化合物(G)中,位于所述酚羟基的邻位的叔烷基的个数为1分子中0个或1个,
所述环氧固化剂(D)为选自脂肪族胺、脂环族胺、酰胺胺、端氨基聚醚、端氨基丁腈橡胶、脂肪族胺的改性物、脂环族胺的改性物、酰胺胺的改性物、端氨基聚醚的改性物及端氨基丁腈橡胶的改性物中的至少1种以上。
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