JP5593614B2 - グラフト共重合体、それを含有する樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Description
例えば、トランジスタ、IC等の電気・電子部品では、エポキシ樹脂組成物を用いた樹脂封止が主流となってきている。このエポキシ樹脂組成物による樹脂封止は、量産性に優れ、安価な生産が可能となるものの、半導体素子に比べて樹脂の線膨張係数が大きいため、封止後の応力緩和が大きな課題である。
エポキシ樹脂組成物を低弾性率化するために、ブタジエン系ゴム粒子を改質剤として配合する方法が提案されている(特許文献1)。しかしながら、このようなゴム成分を液状のエポキシ樹脂に配合した場合、樹脂組成物は経時的に増粘するため、貯蔵安定性が十分ではなかった。
本発明の成形体は、前述の樹脂組成物を成形して得られる。
本発明の樹脂組成物によれば、経時的な増粘が抑制され、低弾性率で難燃性に優れた成形体を得ることができる。
本発明の成形体は、低弾性率で難燃性に優れる。
尚、本発明書において、(メタ)アクリルは、アクリル又はメタクリルを意味する。
ポリオルガノシロキサン(a1)は、オルガノシロキサン、ポリオルガノシロキサン用グラフト交叉剤(以下、「シロキサン交叉剤」という。)、及び必要に応じてポリオルガノシロキサン用架橋剤(以下、「シロキサン架橋剤」という。)からなるオルガノシロキサン混合物を乳化重合して得られる。
シロキサン架橋剤としては、例えば、トリメトキシメチルシラン等のトリアルコキシアルキルシラン;トリエトキシフェニルシラン等のトリアルコキシアリールシラン;テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシランが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中では、テトラアルコキシシランが好ましく、テトラエトキシシランがさらに好ましい。
オルガノシロキサン混合物(100質量%)中の、シロキサン架橋剤の含有率が30質量%以下であれば、ポリオルガノシロキサン(a1)のゴム弾性を維持することができる。
これらの中では、アクリル酸n−ブチル又はアクリル酸2−エチルヘキシルが好ましい。
かかるアクリル交叉剤としては、例えば、アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリ(メタ)アクリル酸エステル(a2)中に温存されたアリル基は、その後の単量体(B)の重合工程において、グラフト重合起点として作用し、グラフト共重合体を形成するものである。
アクリル架橋剤としては、例えば、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸トリエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸テトラエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ネオペンチルグリコール、ジ(メタ)アクリル酸ブタンジオール、ジ(メタ)アクリル酸ヘキサンジオール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、テトラ(メタ)アクリル酸テトラメチロール、ジビニルベンゼンが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体混合物(100質量%)中の、アクリル架橋剤の含有率が10質量%以下であれば、ポリ(メタ)アクリル酸エステル(a2)のゴム弾性を維持することができる。
重合体(A)が、ポリオルガノシロキサン(a1)とポリ(メタ)アクリル酸エステル(a2)を含有する場合には、重合体(A)は、ポリオルガノシロキサン(a1)とポリ(メタ)アクリル酸エステル(a2)が複合化したものである。
単独重合体のTgが0℃を超える(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)、芳香族ビニル単量体(b2)及びシアン化ビニル単量体(b3)のいずれか1種以上を主成分とすることにより、単量体(B)は、それを重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgが0℃を超えるが、耐熱性が向上することから、芳香族ビニル単量体(b2)及びシアン化ビニル単量体(b3)のいずれか1種以上を主成分とすることが好ましい。
単独重合体のTgが0℃を超えるシアン化ビニル単量体(b3)としては、例えば、アクリロニトリル(単独重合体のTg:125℃)、メタクリロニトリル(単独重合体のTg:120℃)が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体(B)を重合して得られる重合体のTgは、上記のTgの数値を用い、Fox式により求めることができる。尚、単量体(B)を重合して得られる重合体のTgは、単量体(B)から架橋性単量体を除いた単量体について、求めることとする。
その他の単量体(b5)としては、例えば、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル等のアクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基を有するビニル単量体;メタクリル酸ヒドロキシエチル等のヒドロキシ基を有するビニル単量体が挙げられる。
その他の単量体(b5)は、本願の目的を逸脱しない範囲で用いることができる。
単量体(B)(100質量%)中の、架橋性単量体(b4)の含有率が0.5質量%以上であれば、グラフト共重合体を樹脂に配合した際の、経時的な増粘を抑制することができる。
単量体(B)(100質量%)中の、架橋性単量体(b4)の含有率が10.0質量%以下であれば、得られる成形体の低弾性率化に効果がある。
グラフト共重合体の全体(100質量%)中の、単量体(B)を重合して得られるグラフト部の含有率が5質量%以上であれば、グラフト共重合体を樹脂に配合した際の、経時的な増粘を抑制することができ、50質量%以下であれば、得られる成形体の低弾性率化の効果が優れる。
本発明においては、副生したフリーポリマーも含めてグラフト共重合体という。また、単量体(B)を重合して得られた重合体については、フリーポリマーも含めてグラフト部という。
水系重合は、重合体が粒子状で得られることが特徴であり、グラフト共重合体を樹脂に配合する場合に、例えば、塊状重合ではなし得ない、良好な分散性が得られる。
微粒子化後のラテックスと混合する場合は、酸触媒を水溶液とし、高温の酸水溶液中に微粒子化後のラテックスを一定速度で滴下し、重合反応を進行させる方法や、微粒子化後のラテックスに酸触媒を水溶液として又は固体を直接添加する方法で行なってもよい。
酸触媒の使用量は、オルガノシロキサン混合物100質量部に対して0.1〜15質量部の範囲であることが好ましい。
重合の停止は、反応液を冷却し、更に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水等のアルカリ性物質で中和することにより行なう。
ポリオルガノシロキサン(a1)のラテックス中に、(メタ)アクリル酸エステル単量体混合物を添加することにより、ポリオルガノシロキサン(a1)とポリ(メタ)アクリル酸エステル(a2)が複合化した重合体(A)が得られる。
また、(メタ)アクリル酸エステル単量体混合物の重合には、連鎖移動剤を用いることもできる。
乳化剤としては、例えば、サルコシン酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、脂肪酸ナトリウム、アルケニルコハク酸ジカリウム、ロジン酸石鹸等の各種カルボン酸塩;アルキル硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、アルキルスルホコハク酸アンモニウム等のアニオン系乳化剤、ポリオキシエチレン(85)モノテトラデシルエーテル等のノニオン系乳化剤が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、ポリオルガノシロキサン(a1)の製造に用いた乳化剤を代用することもできる。
グラフト重合に用いる乳化剤としては、ポリ(メタ)アクリル酸エステル(a2)の製造に用いる乳化剤と同様のものを用いることができる。
また、グラフト重合には、ポリ(メタ)アクリル酸エステル(a2)の製造に用いる連鎖移動剤と同様の連鎖移動剤を用いることができる。
ラテックス中のグラフト共重合体の平均粒子径が0.01〜3μmであれば、樹脂中でのグラフト共重合体の分散性が良好となる。
尚、グラフト共重合体のラテックスには、必要に応じて、酸化防止剤や添加剤を配合することができる。
液滴を発生する装置として、回転円盤型式、圧力ノズル式、二流体ノズル式、加圧二流体ノズル式等のいずれのものでも使用することができる。
また、乾燥機は、容量が実験室で用いる小規模のものから、工業的に用いる大規模のものまで用いることができる。
また、噴霧乾燥する際に、グラフト重合体のラテックスは単独でもよいが、複数のラテックスの混合物であってもよい。さらには、噴霧乾燥時のブロッキング、嵩比重等の粉末特性を向上させるために、シリカ等の任意成分を添加して噴霧乾燥を行なうこともできる。
グラフト共重合体の粉体が含有する水分の比率が1.5質量%以下であれば、樹脂組成物を成形した際に、クラックが発生するおそれが少ない。
対象樹脂(100質量部)に対する、グラフト共重合体の配合量が0.1質量部以上であれば、グラフト共重合体を配合する効果が充分に発現し、40質量部以下であれば、対象樹脂中での分散性が低下しない。
また、エポキシ樹脂としては、上記エポキシ樹脂のプレポリマーや、ポリエーテル変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂のような前記エポキシ樹脂と他の重合体との共重合体、及びエポキシ樹脂の一部がエポキシ基を有する反応性希釈剤で置換されたものを挙げることもできる。
これらのエポキシ樹脂は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
エポキシ樹脂の硬化剤の使用量については特に制限はないが、エポキシ基の化学量論量を加えることが必要である。
硬化促進剤としては、エポキシ樹脂の熱硬化触媒として用いられている公知のものを使用することができ、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物;イミダゾール化合物とエポキシ樹脂のアダクト類;トリフェニルホスフィン等の有機リン化合物類;テトラフェニルホスフィンテトラフェニルボレート等のボレート類;及びジアザビシクロウンデセン(DBU)が挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
潜在性硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド、カルボヒドラジド、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、イミノジ酢酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、ピメリン酸ジヒドラジド、スベリン酸ジヒドラジド、アゼライン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカンジヒドラジド、ヘキサデカンジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、ジグリコール酸ジヒドラジド、酒石酸ジヒドラジド、リンゴ酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド、2,6−ナフトエ酸ジヒドラジド、4,4’−ビスベンゼンジヒドラジド、1,4−ナフトエ酸ジヒドラジド、アミキュアVDH及びアミキュアUDH(いずれも商品名、味の素(登録商標)(株)製)、クエン酸トリヒドラジド等の有機酸ヒドラジドが挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
尚、実施例中の「部」及び「%」は、それぞれ「質量部」及び「質量%」を表す。
また、重合体ラテックスの平均粒子径、重合体粉体の平均粒子径、重合体粉体の含有水分率、重合体粉体の10%質量減少温度は、以下に示す方法で測定したものである。
重合体ラテックスを脱イオン水で希釈し、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(LA−910、(株)堀場製作所製)を用い、50%体積平均粒子径を測定した。
重合体粉体を脱イオン水に分散させ、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(LA−910、(株)堀場製作所製)を用い、50%体積平均粒子径を測定した。
ハロゲン水分計(MB−45、メトラー・トレド(株)製)を用い、105℃×15分間で重合体粉体の含有水分率を測定した。
TG/DTA6200(セイコーインスツル(株)製)を用い、重合体粉体の10%質量減少時の温度を測定した。
オクタメチルシクロテトラシロキサン96.0部、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン2.0部、及びテトラエトキシシラン2.0部を混合して、オルガノシロキサン混合物100部を得た。
脱イオン水にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.0部を溶解した水溶液150部を、前記のオルガノシロキサン混合物100部に添加した。これを、ホモミキサーで10,000rpm×5分間攪拌した後、20MPaの圧力でホモジナイザーに3回通し、オルガノシロキサンエマルションを得た。
次いで、セパラブルフラスコの内温を80℃に昇温させ、6時間保持して反応を進行させ、冷却した。
冷却後、反応物を水酸化ナトリウム水溶液で中和し、ポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックスを得た。
ポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックスを180℃で30分間乾燥して固形分を求めたところ、29.7%であった。また、ポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックスの平均粒子径は310nmであった。
オクタメチルシクロテトラシロキサン98.0部、及びγ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン2.0部を混合して、オルガノシロキサン混合物100部を得た。
脱イオン水にポリオキシエチレン(85)モノテトラデシルエーテル1.0部を溶解した水溶液150部を、前記のオルガノシロキサン混合物100部に添加した。これを、ホモミキサーで10,000rpm×5分間攪拌した後、20MPaの圧力でホモジナイザーに3回通し、オルガノシロキサンエマルションを得た。
次いで、セパラブルフラスコの内温を80℃に昇温させ、80時間保持して反応を進行させ、冷却した。
冷却後、反応物をアンモニア水溶液で中和し、ポリオルガノシロキサン(a1−2)ラテックスを得た。
ポリオルガノシロキサン(a1−2)ラテックスを180℃で30分間乾燥して固形分を求めたところ、29.3%であった。また、ポリオルガノシロキサン(a1−2)ラテックスの平均粒子径は650nmであった。
温度計、窒素導入管、冷却管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコに、製造例1で得たポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス及び脱イオン水を投入し、窒素雰囲気下でセパラブルフラスコの内温を70℃まで昇温させた。
ポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス 134.7部
(固形分換算:40.0部)
脱イオン水 125.3部
次いで、下記の開始剤水溶液を添加した。
開始剤水溶液:
2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]
0.1部
脱イオン水 9.9部
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは101.2℃である。
単量体(B):
メタクリル酸メチル 58.0部
アクリル酸ブチル 0.5部
メタクリル酸アリル 1.5部
(単量体(B)に対して2.5%)
グラフト共重合体(1)のラテックスの平均粒子径は600nmであった。グラフト共重合体(1)の粉体の平均粒子径は38μm、含有水分率は0.85%、10%質量減少温度は340℃であった。
温度計、窒素導入管、冷却管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコに、製造例1で得たポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス及び脱イオン水を投入し、窒素雰囲気下でセパラブルフラスコの内温を70℃まで昇温させた。
ポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス 235.7部
(固形分換算:70.0部)
脱イオン水 54.3部
次いで、下記の開始剤水溶液を添加した。
開始剤水溶液:
2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]
0.1部
脱イオン水 9.9部
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは99.0℃である。
単量体(B):
メタクリル酸メチル 28.75部
アクリル酸ブチル 0.5部
メタクリル酸アリル 0.75部
(単量体(B)に対して2.5%)
グラフト共重合体(2)のラテックスの平均粒子径は540nmであった。グラフト共重合体(2)の粉体の平均粒子径は40μm、含有水分率は0.90%、10%質量減少温度は360℃であった。
温度計、窒素導入管、冷却管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコに、製造例1で得たポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス及び脱イオン水を投入し、窒素雰囲気下でセパラブルフラスコの内温を70℃まで昇温させた。
ポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス 303.1部
(固形分換算:90.0部)
脱イオン水 6.9部
次いで、下記の開始剤水溶液を添加した。
開始剤水溶液:
2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]
0.1部
脱イオン水 9.9部
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは90.3℃である。
単量体(B):
メタクリル酸メチル 9.25部
アクリル酸ブチル 0.5部
メタクリル酸アリル 0.25部
(単量体(B)に対して2.5%)
グラフト共重合体(3)のラテックスの平均粒子径は480nmであった。グラフト共重合体(3)の粉体の平均粒子径は42μm、含有水分率は0.78%、10%質量減少温度は380℃であった。
単量体(B)の組成を、下記のように変更したこと以外は、実施例2と同様にして、グラフト共重合体(4)を製造した。
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは99.9℃である。
単量体(B):
メタクリル酸メチル 29.2部
アクリル酸ブチル 0.5部
メタクリル酸アリル 0.3部
(単量体(B)に対して1.0%)
グラフト共重合体(4)のラテックスの平均粒子径は550nmであった。グラフト共重合体(4)の粉体の平均粒子径は38μm、含有水分率は0.79%、10%質量減少温度は365℃であった。
単量体(B)の組成を、下記のように変更したこと以外は、実施例2と同様にして、グラフト共重合体(5)を製造した。
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは97.5℃である。
単量体(B):
メタクリル酸メチル 28.0部
アクリル酸ブチル 0.5部
メタクリル酸アリル 1.5部
(単量体(B)に対して5.0%)
グラフト共重合体(5)のラテックスの平均粒子径は570nmであった。グラフト共重合体(5)の粉体の平均粒子径は40μm、含有水分率は0.65%、10%質量減少温度は360℃であった。
単量体(B)の組成を、下記のように変更したこと以外は、実施例2と同様にして、グラフト共重合体(6)を製造した。
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは94.6℃である。
単量体(B):
メタクリル酸メチル 26.5部
アクリル酸ブチル 0.5部
メタクリル酸アリル 3.0部
(単量体(B)に対して10.0%)
グラフト共重合体(6)のラテックスの平均粒子径は570nmであった。グラフト共重合体(6)の粉体の平均粒子径は39μm、含有水分率は0.75%、10%質量減少温度は360℃であった。
温度計、窒素導入管、冷却管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコに、製造例1で得たポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス及び脱イオン水を投入した。
ポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス 185.2部
(固形分換算:55.0部)
脱イオン水 89.8部
単量体混合物:
アクリル酸ブチル 14.85部
メタクリル酸アリル 0.15部
次いで、下記の開始剤水溶液を添加し、60分間保持して重合を終了し、ポリオルガノシロキサンとポリ(メタ)アクリル酸エステルを含有する重合体のラテックスを得た。
開始剤水溶液:
2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]
0.15部
脱イオン水 9.85部
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは99.0℃である。
単量体(B):
メタクリル酸メチル 28.75部
アクリル酸ブチル 0.5部
メタクリル酸アリル 0.75部
(単量体(B)に対して2.5%)
グラフト共重合体(7)のラテックスの平均粒子径は570nmであった。グラフト共重合体(7)の粉体の平均粒子径は35μm、含有水分率は0.59%、10%質量減少温度は355℃であった。
温度計、窒素導入管、冷却管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコに、製造例1で得たポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス及び脱イオン水を投入した。
ポリオルガノシロキサンラテックス(a1−1) 134.7部
(固形分換算:40.0部)
脱イオン水 125.3部
単量体混合物:
アクリル酸ブチル 29.7部
メタクリル酸アリル 0.3部
次いで、下記の開始剤水溶液を添加し、60分間保持して重合を終了し、ポリオルガノシロキサンとポリ(メタ)アクリル酸エステルを含有する重合体のラテックスを得た。
開始剤水溶液:
2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]
0.15部
脱イオン水 9.85部
これ以降の操作を実施例7と同様に行なって、グラフト共重合体(8)を製造した。
グラフト共重合体(8)のラテックスの平均粒子径は610nmであった。グラフト共重合体(8)の粉体の平均粒子径は38μm、含有水分率は0.65%、10%質量減少温度は355℃であった。
温度計、窒素導入管、冷却管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコに、製造例1で得たポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス及び脱イオン水を投入した。
ポリオルガノシロキサンラテックス(a1−1) 84.2部
(固形分換算:25.0部)
脱イオン水 160.8部
単量体混合物:
アクリル酸ブチル 44.55部
メタクリル酸アリル 0.45部
次いで、下記の開始剤水溶液を添加し、60分間保持して重合を終了し、ポリオルガノシロキサンとポリ(メタ)アクリル酸エステルを含有する重合体のラテックスを得た。
開始剤水溶液:
2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]
0.15部
脱イオン水 9.85部
グラフト共重合体(9)のラテックスの平均粒子径は640nmであった。グラフト共重合体(9)の粉体の平均粒子径は37μm、含有水分率は0.62%、10%質量減少温度は340℃であった。
温度計、窒素導入管、冷却管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコに、製造例1で得たポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス及び脱イオン水を投入し、窒素雰囲気下でセパラブルフラスコの内温を70℃まで昇温させた。
ポリオルガノシロキサン(a1−1)ラテックス 235.7部
(固形分換算:70.0部)
脱イオン水 54.3部
次いで、下記の開始剤水溶液を添加した。
開始剤水溶液:
2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]
0.15部
脱イオン水 9.85部
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは98.6℃である。
単量体(B):
スチレン 29.25部
メタクリル酸アリル 0.75部
(単量体(B)に対して2.5%)
グラフト共重合体(10)のラテックスの平均粒子径は570nmであった。グラフト共重合体(10)の粉体の平均粒子径は48μm、含有水分率は0.75%、10%質量減少温度は400℃であった。
単量体(B)の組成を、下記のように変更したこと以外は、実施例7と同様にして、グラフト共重合体(11)を製造した。
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは98.6℃である。
単量体(B):
スチレン 29.25部
メタクリル酸アリル 0.75部
(単量体(B)に対して2.5%)
グラフト共重合体(11)のラテックスの平均粒子径は580nmであった。グラフト共重合体(11)の粉体の平均粒子径は44μm、含有水分率は0.70%、10%質量減少温度は385℃であった。
単量体(B)の組成を、下記のように変更したこと以外は、実施例7と同様にして、グラフト共重合体(12)を製造した。
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは103.7℃である。
単量体(B):
アクリロニトリル 7.32部
スチレン 21.93部
メタクリル酸アリル 0.75部
(単量体(B)に対して2.5%)
グラフト共重合体(12)のラテックスの平均粒子径は570nmであった。グラフト共重合体(12)の粉体の平均粒子径は49μm、含有水分率は0.55%、10%質量減少温度は390℃であった。
温度計、窒素導入管、冷却管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコに、製造例2で得たポリオルガノシロキサン(a1−2)ラテックス及び脱イオン水を投入し、窒素雰囲気下でセパラブルフラスコの内温を70℃まで昇温させた。
ポリオルガノシロキサン(a1−2)ラテックス 238.9部
(固形分換算:70.0部)
脱イオン水 2.37部
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは98.6℃である。
単量体(B):
スチレン 29.25部
メタクリル酸アリル 0.75部
(単量体(B)に対して2.5%)
開始剤水溶液:
2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]
0.2部
ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム 0.35部
脱イオン水 14.3部
グラフト共重合体(13)のラテックスの平均粒子径は730nmであった。グラフト共重合体(13)の粉体の平均粒子径は41μm、含有水分率は0.60%、10%質量減少温度は410℃であった。
温度計、窒素導入管、冷却管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコに、製造例2で得たポリオルガノシロキサン(a1−2)ラテックス及び脱イオン水を投入した。
ポリオルガノシロキサンラテックス(a1−2) 85.3部
(固形分換算:25.0部)
脱イオン水 82.4部
単量体混合物:
アクリル酸ブチル 44.55部
メタクリル酸アリル 0.45部
次いで、下記の開始剤水溶液を添加し、60分間保持して重合を終了し、ポリオルガノシロキサンとポリ(メタ)アクリル酸エステルを含有する重合体のラテックスを得た。
開始剤水溶液:
2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]
0.1部
脱イオン水 9.9部
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは98.6℃である。
単量体(B):
スチレン 29.25部
メタクリル酸アリル 0.75部
(単量体(B)に対して2.5%)
開始剤水溶液:
2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]
0.2部
ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム 0.35部
脱イオン水 14.3部
グラフト共重合体(14)のラテックスの平均粒子径は950nmであった。グラフト共重合体(14)の粉体の平均粒子径は46μm、含有水分率は0.52%、10%質量減少温度は380℃であった。
単量体(B)の組成を、下記のように変更したこと以外は、実施例2と同様にして、グラフト共重合体(15)を製造した。
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは100.5℃である。
単量体(B):
メタクリル酸メチル 29.5部
アクリル酸ブチル 0.5部
グラフト共重合体(15)のラテックスの平均粒子径は570nmであった。グラフト共重合体(15)の粉体の平均粒子径は40μm、含有水分率は0.83%であった。
温度計、窒素導入管、冷却管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコに、下記の単量体及び脱イオン水を投入し、窒素雰囲気下でセパラブルフラスコの内温を80℃まで昇温させた。
アクリル酸ブチル 4.88部
メタクリル酸アリル 0.12部
脱イオン水 86.0部
次いで、下記の開始剤水溶液を添加し、60分間保持して一段目のソープフリー乳化重合を行なった。
開始剤水溶液:
過硫酸カリウム 0.1部
脱イオン水 9.9部
単量体混合物:
アクリル酸ブチル 63.42部
メタクリル酸アリル 1.58部
ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム 0.59部
脱イオン水 33.0部
ここで、単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたTgは99.0℃である。
単量体(B):
メタクリル酸メチル 28.75部
アクリル酸ブチル 0.5部
メタクリル酸アリル 0.75部
(単量体(B)中の単量体に対して2.5%)
ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム 0.39部
脱イオン水 15.0部
グラフト共重合体(16)のラテックスの平均粒子径は620nmであった。グラフト共重合体(16)の粉体の平均粒子径は38μm、含有水分率は0.60%であった。
得られたグラフト共重合体(1)〜(16)の、重合体(A)中のポリオルガノシロキサン(a1)の含有率と、単量体(B)が含有する架橋性単量体の含有率、ラテックス平均粒子径、10%質量減少温度を表1に示す。
MMA :メタクリル酸メチル
BA :アクリル酸ブチル
AMA :メタクリル酸アリル
St :スチレン
AN :アクリロニトリル
耐熱性の高い樹脂組成物は、鉛フリー半田を用いた工程等、耐熱性が要求される工程にも対応可能であることから、有用性が高い。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エピコート828、ジャパンエポキシレジン(株)製)、及びグラフト共重合体を、表2に記載した組成で配合し、3本ロールで混練して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物について、以下の評価を行なった。
樹脂組成物の40℃での粘度をB型粘度計で測定した。この粘度を、樹脂組成物の初期粘度とする。
測定結果を表2に示す。
樹脂組成物をガラス容器に入れ、40℃の恒温水槽内に100時間静置した後、40℃での粘度をB型粘度計で測定した。この粘度を、樹脂組成物の100時間後の粘度とする。
測定結果を表2に示す。
前述の評価で測定した「初期粘度」と「100時間後の粘度」の数値を用い、樹脂組成物の貯蔵安定性を評価した。
「100時間後の粘度」/「初期粘度」を、貯蔵安定性の指標とし、以下の基準で評価した。評価結果を表2に示す。
○:「100時間後の粘度」/「初期粘度」 ≦1.25
△:1.25< 「100時間後の粘度」/「初期粘度」 ≦1.50
×:1.50< 「100時間後の粘度」/「初期粘度」
表2において、貯蔵安定性の評価における括弧内の値は、「100時間後の粘度」/「初期粘度」の値である。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エピコート828、ジャパンエポキシレジン(株)製)、酸無水物系硬化剤(リカシッドMH−700、新日本理化(株)製)、及びグラフト共重合体を、表3に記載した組成で配合し、3本ロールで混練して樹脂組成物を得た。
次いで、硬化促進剤(N−ベンジル−2−メチルイミダゾール)を添加して撹拌混合し、得られた樹脂組成物を金型に充填し、80℃で2時間、さらに120℃で6時間加熱して硬化させ、シート状の成形体を得た。
この成形体について、以下の評価を行なった。
成形体を切断後、ASTM D256に準じてアイゾット衝撃強度を測定した。試験片の厚さは1/4インチである。
測定結果を表3に示す。
成形体を、長さ60mm×幅10mm×厚さ3mmに切断して試験片とし、JIS K7171に準じて曲げ弾性率を測定した。測定は、23℃及び−40℃で実施した。
測定結果を表3に示す。
成形体を、長さ127mm×幅12.7mm×厚さ3mmに切断して5本の試験片を作製し、温度23℃、湿度50%下に48時間静置した後、UL94試験を行なった。
5本の試験片の内、脱脂綿を着火させる有炎落下物が発生した本数を数え、これを難燃性の指標とした。難燃性は、以下の基準で評価した。評価結果を表3に示す。
○:有炎落下物が発生した試験片の本数が0〜2本
△:有炎落下物が発生した試験片の本数が3〜4本
×:有炎落下物が発生した試験片の本数が5本
表3において、難燃性評価における括弧内の値は、有炎落下物が発生した試験片の本数である。
成形体を、長さ7mm×幅7mm×厚さ3mmに切断して試験片とし、TMA/SS6100(セイコーインスツル(株)製)を用いて、昇温速度2℃/分、荷重20mNの条件で測定した線膨張曲線の屈曲点から、ガラス転移温度を求めた。
また、ガラス転移温度以下(具体的には0〜100℃)での線膨張曲線の傾きと、ガラス転移温度以上(具体的には200〜240℃)での線膨張曲線の傾きから、それぞれ平均線膨張係数(以下、前者をα1、後者をα2という。)を求めた。測定結果を表3に示す。
さらに、ポリオルガノシロキサン(a1)の含有率が高い、グラフト共重合体(2)〜(6)、(10)、(13)を配合した樹脂組成物は、難燃性の評価も良好であり、線膨張係数の増加抑制にも効果が見られた。
グラフト共重合体(16)は、ポリオルガノシロキサン(a1)を含有せず、これを配合した樹脂組成物は、難燃性の評価が不良であり、線膨張係数も増加した。
(態様1)
ポリオルガノシロキサン(a1)0.1〜100質量%及びポリ(メタ)アクリル酸エステル(a2)99.9〜0質量%(a1+a2=100質量%)を含有する重合体(A)のラテックスの存在下に、(メタ)アクリル酸エステル単量体、芳香族ビニル単量体及びシアン化ビニル単量体のいずれか1種以上の単量体(B)を重合して得られるグラフト共重合体において、
単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたガラス転移温度が0℃を超え、
単量体(B)が架橋性単量体を0.5質量%以上(但し、(B)を100質量%とする)含有することを特徴とするグラフト共重合体。
(態様2)
態様1に記載のグラフト共重合体と樹脂を含有する樹脂組成物。
(態様3)
態様1に記載のグラフト共重合体と樹脂を含有する半導体封止材用樹脂組成物。
(態様4)
態様1に記載のグラフト共重合体と樹脂を含有する接着剤用樹脂組成物。
(態様5)
態様2又は3に記載の樹脂組成物を成形して得られる成形体。
Claims (6)
- ポリオルガノシロキサン(a1)35.7〜100質量%及びポリ(メタ)アクリル酸エステル(a2)64.3〜0質量%(a1+a2=100質量%)を含有する重合体(A)のラテックスの存在下に、(メタ)アクリル酸エステル単量体、芳香族ビニル単量体及びシアン化ビニル単量体のいずれか1種以上の単量体(B)を重合して得られるグラフト共重合体において、
単量体(B)を重合して得られる重合体の、Fox式で求めたガラス転移温度が0℃を超え、
単量体(B)が架橋性単量体を0.5質量%以上、10.0質量%以下(但し、(B)を100質量%とする)含有することを特徴とする硬化性樹脂用グラフト共重合体。 - 請求項1に記載のグラフト共重合体と硬化性樹脂を含有する硬化性樹脂組成物。
- 硬化性樹脂がエポキシ樹脂である請求項2に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1に記載のグラフト共重合体と樹脂を含有する半導体封止材用樹脂組成物。
- 請求項1に記載のグラフト共重合体と樹脂を含有する接着剤用樹脂組成物。
- 請求項2〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物を成形して得られる成形体。
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