JP7375502B2 - (メタ)アクリレート樹脂、硬化性樹脂組成物、硬化物及び物品 - Google Patents
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Description
カラム ; 東ソー株式会社製ガードカラムHXL-H
+東ソー株式会社製 TSKgel G5000HXL
+東ソー株式会社製 TSKgel G4000HXL
+東ソー株式会社製 TSKgel G3000HXL
+東ソー株式会社製 TSKgel G2000HXL
検出器 ; RI(示差屈折計)
データ処理:東ソー株式会社製 SC-8010
測定条件: カラム温度 40℃
溶媒 テトラヒドロフラン
流速 1.0ml/分
標準 ;ポリスチレン
試料 ;樹脂固形分換算で0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(100μl)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ピロガロール126質量部とエチレンカーボネート277質量部と50%水酸化カリウム水溶液0.7質量部を添加し、窒素雰囲気下において170℃で20時間反応させた。次いで、得られた反応物をトルエン333質量部に溶解させた後、アクリル酸228質量部、パラトルエンスルホン酸5.0質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、100℃で10時間反応させた。その後、50℃まで冷却し、得られた反応溶液を水洗し、トルエンを脱溶剤して、(メタ)アクリレート化合物(A-1)を得た。この(メタ)アクリレート化合物(A-1)の重量平均分子量(Mw)は、620であり、25℃での粘度は330mPa・sであった。なお、粘度は、E型回転粘度計(東機産業株式会社製「RE80U」)を用いて、25℃条件下で測定した値である。また、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状カーボネート化合物(a2-1)とのモル比[(a2-1)/(a1)]に相当するピロガロールとエチレンカーボネートとのモル比[(エチレンカーボネートのモル数)/(ピロガロールのモル数)]は、3.15であり、環状カーボネート化合物(a2-1)と不飽和カルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-1)]に相当するエチレンカーボネートとアクリル酸のモル比[(アクリル酸のモル数)/(エチレンカーボネートのモル数)]は、1.004であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ピロガロール126質量部とプロピレンカーボネート337質量部と50%水酸化カリウム水溶液0.7質量部を添加し、窒素雰囲気下において170℃で30時間反応させた。次いで、得られた反応物をトルエン379質量部に溶解させた後、アクリル酸237質量部、パラトルエンスルホン酸5.7質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、100℃で20時間反応させた。その後、50℃まで冷却し、得られた反応溶液を水洗し、トルエンを脱溶剤して、(メタ)アクリレート化合物(A-2)を得た。この(メタ)アクリレート化合物(A-2)の重量平均分子量(Mw)は、780であり、25℃での粘度は500mPa・sであった。また、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状カーボネート化合物(a2-1)とのモル比[(a2-1)/(a1)]に相当するピロガロールとプロピレンカーボネートとのモル比[(プロピレンカーボネートのモル数)/(ピロガロールのモル数)]は、3.30であり、環状カーボネート化合物(a2-1)と不飽和カルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-1)]に相当するプロピレンカーボネートとアクリル酸のモル比[(アクリル酸のモル数)/(プロピレンカーボネートのモル数)]は、0.994であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ピロガロール126質量部とエチレンカーボネート277質量部と50%水酸化カリウム水溶液0.7質量部を添加し、窒素雰囲気下において170℃で20時間反応させた。次いで、得られた反応物をトルエン282質量部に溶解させた後、アクリル酸152質量部、パラトルエンスルホン酸4.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、100℃で10時間反応させた。その後、50℃まで冷却し、得られた反応溶液を水洗し、トルエンを脱溶剤して、(メタ)アクリレート化合物(A-3)を得た。この(メタ)アクリレート化合物(A-3)の重量平均分子量(Mw)は、580であり、25℃での粘度は520mPa・sであった。また、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状カーボネート化合物(a2-1)とのモル比[(a2-1)/(a1)]に相当するピロガロールとエチレンカーボネートとのモル比[(エチレンカーボネートのモル数)/(ピロガロールのモル数)]は、3.15であり、環状カーボネート化合物(a2-1)と不飽和カルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-1)]に相当するエチレンカーボネートとアクリル酸のモル比[(アクリル酸のモル数)/(エチレンカーボネートのモル数)]は、0.669であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ピロガロール126質量部とエチレンカーボネート277質量部と50%水酸化カリウム水溶液0.7質量部を添加し、窒素雰囲気下において170℃で20時間反応させた。次いで、得られた反応物をトルエン277質量部に溶解させた後、アクリル酸144質量部、パラトルエンスルホン酸4.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、100℃で10時間反応させた。その後、50℃まで冷却し、得られた反応溶液を水洗し、トルエンを脱溶剤して、(メタ)アクリレート化合物(A-4)を得た。この(メタ)アクリレート化合物(A-4)の重量平均分子量(Mw)は、560であり、25℃での粘度は600mPa・sであった。また、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状カーボネート化合物(a2-1)とのモル比[(a2-1)/(a1)]に相当するピロガロールとエチレンカーボネートとのモル比[(エチレンカーボネートのモル数)/(ピロガロールのモル数)]は、3.15であり、環状カーボネート化合物(a2-1)と不飽和カルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-1)]に相当するエチレンカーボネートとアクリル酸のモル比[(アクリル酸のモル数)/(エチレンカーボネートのモル数)]は、0.636であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、酢酸ブチル54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、酢酸ブチル68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させ、目的の(メタ)アクリレート樹脂(1)を得た。得られた(メタ)アクリレート樹脂(1)の固形分酸価は、2mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、14300であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、酢酸ブチル54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例2で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-2)5質量部、酢酸ブチル68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させ、目的の(メタ)アクリレート樹脂(2)を得た。得られた(メタ)アクリレート樹脂(2)の固形分酸価は、2mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、15050であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、酢酸ブチル54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例3で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-3)5質量部、酢酸ブチル68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させ、目的の(メタ)アクリレート樹脂(3)を得た。得られた(メタ)アクリレート樹脂(3)の固形分酸価は、2mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、13890であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、酢酸ブチル54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例4で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-4)5質量部、酢酸ブチル68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させ、目的の(メタ)アクリレート樹脂(4)を得た。得られた(メタ)アクリレート樹脂(4)の固形分酸価は、2mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、13340であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、酢酸ブチル54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル18質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)10質量部、酢酸ブチル68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させ、目的の(メタ)アクリレート樹脂(5)を得た。得られた(メタ)アクリレート樹脂(5)の固形分酸価は、2mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、16340であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、メタクリル酸69質量部、メタクリル酸メチル26質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル66質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、グリシジルメタクリレート112質量部、トリフェニルホスフィン0.8質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、110℃で20時間反応させ、目的の(メタ)アクリレート樹脂(6)を得た。得られた(メタ)アクリレート樹脂(6)の固形分酸価は、3mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、18760であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、メタクリル酸84質量部、メタクリル酸メチル11質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル46質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、グリシジルメタクリレート90質量部、トリフェニルホスフィン0.8質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、110℃で15時間反応させ、目的の(メタ)アクリレート樹脂(7)を得た。得られた(メタ)アクリレート樹脂(7)の固形分酸価は、102mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、15840であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、メタクリル酸78質量部、メタクリル酸メチル17質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル46質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、グリシジルメタクリレート90質量部、トリフェニルホスフィン0.8質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、110℃で15時間反応させ、目的の(メタ)アクリレート樹脂(8)を得た。得られた(メタ)アクリレート樹脂(8)の固形分酸価は、82mgKOH/gであった。であり、重量平均分子量(Mw)は、14730であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、メタクリル酸72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル47質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、グリシジルメタクリレート90質量部、トリフェニルホスフィン0.8質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、110℃で15時間反応させ、目的の(メタ)アクリレート樹脂(9)を得た。得られた(メタ)アクリレート樹脂(9)の固形分酸価は、61mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、13640であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、酢酸ブチル54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート30質量部、メタクリル酸メチル70質量部、酢酸ブチル68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させ、目的の(メタ)アクリレート樹脂(10)を得た。得られた(メタ)アクリレート樹脂(10)の固形分酸価は、2mgKOH/gであった。
実施例1で得た不揮発分53質量%の(メタ)アクリレート樹脂(1)100質量部と、光重合性開始剤(IGM社製「Omnirad907」)2.7質量部とを混合し、硬化性樹脂組成物(1)を得た。
実施例10で用いた(メタ)アクリレート樹脂(1)の代わりに、実施例2~6で得た(メタ)アクリレート樹脂(2)~(6)を表1に示した配合量で用いた以外は、実施例10と同様にして、硬化性樹脂組成物(2)~(7)を得た。
実施例7で得た不揮発分53質量%の(メタ)アクリレート樹脂(7)100質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 850S」、エポキシ当量:188g/当量)21.7質量部と、光重合性開始剤(IGM社製「Omnirad907」)2.7質量部とを混合し、硬化性樹脂組成物(8)を得た。
実施例17で用いた(メタ)アクリレート樹脂(7)の代わりに、実施例8及び9で得た(メタ)アクリレート樹脂(8)及び(9)を表1に示した配合量で用いた以外は、実施例17と同様にして、硬化性樹脂組成物(9)及び(10)を得た。
比較例1で得た不揮発分53質量%の(メタ)アクリレート樹脂(10)100質量部と、光重合性開始剤(IGM社製「Omnirad907」)2.7質量部とを混合し、硬化性樹脂組成物(C1)を得た。
耐熱性の評価は、ガラス転移温度の測定により行った。
実施例で得られた硬化性樹脂組成物(1)~(10)、及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物(C1)を、アプリケーターを用いて銅箔(古河産業株式会社製、電解銅箔「F2-WS」18μm)上に膜厚50μmとなるように塗布し、80℃で30分乾燥させた。次いで、メタルハライドランプを用いて1000mJ/cm2の紫外線を照射した後、160℃で1時間加熱し、硬化物を銅箔から剥離し、前記硬化物を試験片1とした。
前記試験片1を6mm×35mmの大きさに切り出し、粘弾性測定装置(DMA:レオメトリック社製固体粘弾性測定装置「RSAII」、引張り法:周波数1Hz、昇温速度3℃/分)を用いて、弾性率変化が最大となる温度をガラス転移温度(以下、「Tg」と略記する。)として評価した。なお、Tgが高いほど耐熱性に優れていることを示す。
基材密着性の評価は、ピール強度の測定により行った。
<試験片2の作製>
銅箔(古河産業株式会社製、電解銅箔「F2-WS」18μm)上に実施例及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物を50μmのアプリケーターで塗布し、メタルハライドランプを用いて1000mJ/cm2の紫外線を照射した後、160℃で1時間加熱し、試験片2を得た。
前記試験片2を幅1cm、長さ12cmの大きさに切り出し、剥離試験機(株式会社A&D製「A&Dテンシロン」、剥離速度50mm/分)を用いて90°ピール強度を測定した。
弾性の評価は、引張試験による弾性率の測定により行った。
前記試験片1を10mm×80mmの大きさに切り出し、株式会社島津製作所製精密万能試験機オートグラフ「AG-IS」を用いて、下記の測定条件で試験片の引張試験を行った。試験片が破断するまでの弾性率(MPa)を測定し、以下の基準に従い評価した。
Claims (8)
- (メタ)アクリレート化合物(A)、及び前記(メタ)アクリレート化合物(A)以外の反応性官能基を有する重合性不飽和結合含有化合物(B)を必須の重合成分として含有する重合物からなる共重合体(I)と、
前記重合性不飽和結合含有化合物(B)が有する反応性官能基と反応し得る官能基を有する、前記(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記重合性不飽和結合含有化合物(B)以外の重合性不飽和結合含有化合物(C)とを、
必須の反応原料とする(メタ)アクリレート樹脂であって、
前記(メタ)アクリレート化合物(A)が、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と、環状カーボネート化合物(a2-1)または環状エーテル化合物(a2-2)と、不飽和モノカルボン酸(a3)とを必須の反応原料とするものであり、
前記フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状カーボネート化合物(a2-1)とのモル比[(a2-1)/(a1)]、または、前記フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状エーテル化合物(a2-2)とのモル比[(a2-2)/(a1)]が、3以上であり、
前記環状カーボネート化合物(a2-1)と前記不飽和モノカルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-1)]、または、前記環状エーテル化合物(a2-2)と前記不飽和モノカルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-2)]が、0.65以上であり、
前記フェノール性水酸基含有化合物(a1)が、芳香環上の置換基として少なくとも水酸基を3つ有するフェノール化合物であり、
前記芳香環上の置換基として少なくとも水酸基を3つ有するフェノール化合物が、1,2,3-トリヒドロキシベンゼンまたは1,2,4-トリヒドロキシベンゼンであり、
前記不飽和モノカルボン酸(a3)が、アクリル酸、メタクリル酸、下記構造式(2)で表される化合物、またはこれらのエステル化物、酸ハロゲン化物、もしくは酸無水物であり、
前記重合性不飽和結合含有化合物(B)が、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物、イソシアネート基含有(メタ)アクリレート化合物、カルボキシル基含有化合物、及びアクリルアミド基を有する化合物からなる群より選ばれる1種以上であり、
前記重合性不飽和結合含有化合物(C)が、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物、イソシアネート基含有(メタ)アクリレート化合物、カルボキシル基含有化合物、及びアクリルアミド基を有する化合物からなる群より選ばれる1種以上である(メタ)アクリレート樹脂。 - 前記重合性不飽和結合含有化合物(B)が水酸基含有(メタ)アクリレート化合物である場合、前記重合性不飽和結合含有化合物(C)がイソシアネート基含有(メタ)アクリレート化合物及び/またはアクリルアミド基含有化合物であり、
前記重合性不飽和結合含有化合物(B)がエポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物である場合、前記重合性不飽和結合含有化合物(C)がカルボキシル基含有化合物であり、
前記重合性不飽和結合含有化合物(B)がイソシアネート基含有(メタ)アクリレート化合物である場合、前記重合性不飽和結合含有化合物(C)が水酸基含有(メタ)アクリレートであり、
前記重合性不飽和結合含有化合物(B)がカルボキシル基含有化合物である場合、前記重合性不飽和結合含有化合物(C)がエポキシ基含有(メタ)アクリレートであり、
前記重合性不飽和結合含有化合物(B)がアクリルアミド基含有化合物である場合、前記重合性不飽和結合含有化合物(C)が水酸基含有(メタ)アクリレートである請求項1記載の(メタ)アクリレート樹脂。 - 前記環状カーボネート化合物(a2-1)が、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、またはペンチレンカーボネートである請求項1記載の(メタ)アクリレート樹脂。
- 前記環状エーテル化合物(a2-2)が、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、またはテトラヒドロフランである請求項1記載の(メタ)アクリレート樹脂。
- 請求項1~4のいずれか1項記載の(メタ)アクリレート樹脂と、光重合開始剤とを含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化性樹脂組成物が、さらに、前記(メタ)アクリレート化合物(A)、前記重合性不飽和結合含有化合物(B)、及び重合性不飽和結合含有化合物(C)以外のその他の(メタ)アクリレート化合物(D)を含有するものである請求項5記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項5又は6記載の硬化性樹脂組成物の硬化反応物であることを特徴とする硬化物。
- 請求項7記載の硬化物からなる塗膜を有することを特徴とする物品。
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