CN103926795A - 光固化性组合物 - Google Patents

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CN103926795A CN201410008630.3A CN201410008630A CN103926795A CN 103926795 A CN103926795 A CN 103926795A CN 201410008630 A CN201410008630 A CN 201410008630A CN 103926795 A CN103926795 A CN 103926795A
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山家宏士
冈村直实
斋藤敦
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Abstract

本发明提供一种光固化性组合物、该光固化性组合物的固化物、含有该固化物的光学设备构件、光学设备、使用该光固化性组合物的显示模块的制造方法,所述光固化性组合物的耐热蠕变性、作业性、耐久性及粘接性优异,且能厚膜固化。本发明的解决手段是含有(A)在1分子中平均具有0.8个以上的交联性甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯系聚合物、(B)具有下述通式(1)所示的(甲基)丙烯酰系基的含(甲基)丙烯酰系基的化合物、(C)固化促进剂、(F)光自由基引发剂及(I)平均粒径1~150μm的树脂填料。-OC(O)C(R1)=CH2···(1)(在上述通式(1)中,R1表示氢原子或碳原子数1~20的有机基团)。

Description

光固化性组合物
技术领域
本发明涉及光固化性组合物、该光固化性组合物的固化物、含有该固化物的光学设备构件、光学设备、使用该光固化性组合物的显示模块的制造方法。本发明的光固化性组合物作为光学设备,特别是作为液晶显示器的封闭剂,可适宜地用于液晶面板等光学材料部件的固定、防止背光的光的泄漏、防外光的进入用途。
背景技术
近年来,伴随着液晶显示器等显示器或光学透镜、光学拾波器、传感器等光电设备的高性能化,为了实现、维持高灵敏度,必须使从构件、固定树脂层通过的、来自外部的透射光、来自内部的漏光、来自空隙的漏光引起的损失降低,特别是,在像固定树脂层那样要求粘接性或粘合性、强度、耐久性、耐湿性等各种特性的部分中,同一树脂需要兼具这些特性和遮光。
为了达到上述要求,专利文献1公开了一种光固化性树脂组合物,其通过利用基体树脂的光固化性树脂的固化物与在其中添加的化合物之间的折射率差,利用光有效地固化,因此即使膜厚较厚的树脂也能固化,所得的固化树脂的透光率低。
另外,现状是,通常使用将未固化的粘合性膜冲裁加工为框状,贴合于玻璃基板后,使膜固化的方法。
将光固化性树脂组合物作为液晶显示器的封闭剂等使用时,在基板等上以框状形成光固化性树脂组合物后,实施使光固化性树脂固化,用光固化性树脂组合物粘接被粘接物(液晶面板)的工序。此处,为了将在专利文献1中记载的光固化性树脂组合物作为液晶显示器的封闭剂等使用,在光固化性树脂组合物中配合热固性树脂,谋求对光固化后的光固化性树脂组合物赋予粘接性。因此,除了光固化的工序以外,还需要热固化的工序,该热固化的工序需要长时间。另外,在液晶显示器的部件中,有时包含在约70℃变形的部件,此时,在光固化性树脂组合物的热固化工序中,有液晶显示器的部件会变形的问题。
另外,在使用加工为框状的粘合性膜的方法中,有下述问题:膜的冲裁宽度极限为约0.5mm,高密度安装化有限度,另外,因产生在冲裁后不使用的膜部分,故材料成品率低。
另外,在使用加工为框状的膜的方法中,因加工后的膜的处理麻烦,进一步,膜的贴合工序的机械化困难,故现状是通过劳动力手工操作来进行膜的贴合,有生产线的自动化难的问题。
为了消除上述问题,在专利文献2中,记载了一种光固化性树脂组合物,其含有:(A)光固化性树脂、(B)增粘剂、(C)具有与该(A)成分及(B)成分的固化物的折射率之差为0.01以上的折射率、相对于该(A)成分及(B)成分呈不相容性且具有分散性的化合物、以及(D)黑色颜料。然而,在专利文献2中记载的光固化性树脂组合物出现了粘接性不充分的问题点。
另外,因以往的粘合剂的耐热蠕变性差,因在夏季或使用时产生的热而导致流动,故出现了产生偏移的问题。另外,为了消除偏移而需要一定程度的面积,不得不使遮光板(ベゼル)部分***,出现了设计性变差的问题。近年来出现了想要将遮光板部分变细的需求。另外,以往,大型,例如47寸以上的液晶显示器出现了易产生应变的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-119684号公报
专利文献2:日本特开2010-126630号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的是提供耐热蠕变性、作业性、耐久性及粘接性优异,能厚膜固化的光固化性组合物、该光固化性组合物的固化物、含有该固化物的光学设备构件、光学设备、使用该光固化性组合物的显示模块的制造方法。
解决问题的手段
为了解决上述问题,本发明的光固化性组合物的特征在于,其含有:(A)在1分子中平均具有0.8个以上的交联性甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯系聚合物、(B)具有下述通式(1)所示的基团(在本发明中将该基团称为(甲基)丙烯酰系基)的含(甲基)丙烯酰系基的化合物、(C)固化促进剂、(F)光自由基引发剂及(I)平均粒径1~150μm的树脂填料。
-OC(O)C(R1)=CH2···(1)
(在所述通式(1)中,R1表示氢原子或碳原子数1~20的有机基团)
需要说明的是,在本发明中将甲基丙烯酸和丙烯酸统称为(甲基)丙烯酸,将甲基丙烯酰基和丙烯酰基统称为(甲基)丙烯酰基。
在本发明的光固化性组合物中,利用下述数学式(1)由厚度1000μm的光固化性组合物的固化物在400~800nm波长下的透射率算出的OD值优选为2.5以上。
OD值=-log10T···(1)
(在所述数学式(1)中,T表示各波长的透射率(%)。)
所述(I)树脂填料宜包含黑色的树脂填料。
所述(B)含(甲基)丙烯酰系基的化合物优选为选自(P)主链不是聚硅氧烷的含(甲基)丙烯酰系基的有机聚合物、(D)具有烃基的(甲基)丙烯酸酯单体、(E)具有极性基团的含(甲基)丙烯酰系基的单体、(G)1或2官能性的具有磷酸基的含(甲基)丙烯酰系基的单体及(H)多官能性含(甲基)丙烯酰系基的单体多官能性含(甲基)丙烯酰系基的单体中的1种以上。
所述(C)固化促进剂优选为光产酸剂。
作为所述光产酸剂,可适宜地使用选自硫鎓盐及碘鎓盐中的1种以上。
另外,所述光产酸剂优选具有选自(R11SO22N-、(R11SO23C-、R11SO3 -及PF6 -中的1种以上的阴离子(此处,R11表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的全氟烷基或碳原子数6~20的芳基,烷基及全氟烷基可以为直链、支链状或环状中的任一种,芳基可以是未取代的,也可以具有取代基。)作为抗衡阴离子,从粘接性方面考虑该阴离子更优选为(R11SO22N-、(R11SO23C-或R11SO3 -
所述(I)树脂填料的Tg优选为20℃~-60℃,更优选为0℃~-50℃。
本发明的光固化性组合物优选还含有(J)水分吸收剂。
本发明的光固化性组合物优选还含有(K)遮光性材料。
本发明的固化物是本发明的光固化性组合物的固化物。
本发明的光学设备构件的特征在于含有本发明的固化物。
本发明的光学设备的特征在于包含本发明的光学设备构件。
作为该光学设备,例如,显示模块是优选的。
本发明的显示模块的制造方法的特征在于使用本发明的光固化性组合物。
本发明的显示模块的制造方法优选包括:在第1构件的外周区域涂布所述光固化性组合物的工序;对所述被涂布的光固化性组合物照射光,使所述(B)含(甲基)丙烯酰系基的化合物固化的第1固化工序;在所述第1固化工序后,将第2构件接合于所述第1构件来贴合显示模块的工序;在所述贴合工序后,利用所述(A)聚合物的湿固化使所述第1构件与第2构件粘接固化的工序。
发明效果
本发明的光固化性组合物因发生UV延迟固化,利用光而凝胶化并在表现出初始粘接性后,暂时固定,之后,通过利用湿气的第2固化进行粘接,故具有能在第2固化前贴合且能进行偏移复原,作业性、耐久性优异,耐热蠕变性优异,即使在高温下也稳定的效果。因本发明可消除应变的问题,故特别适用于大型的显示模块。
另外,本发明的光固化性组合物能在常温(室温)下固化。进一步,本发明的光固化性组合物能厚膜固化。
进一步,本发明还能达成优异的遮光性及粘接耐久性。以往,为了获得遮光性而需要为黑色,但制成黑色时出现了厚膜固化变差的问题。本发明即使在制成黑色而具有遮光性的情况下也能厚膜固化。
因本发明的光固化性组合物可有效地固化故能厚膜固化,所得的固化物的自内向外的光透射性低,即遮光性高,粘合性优异,且强度、耐久性、耐湿性等各种特性也优异。另外,因本发明的光固化性组合物可进行印刷、涂布等,故不仅光固化性组合物的使用率高,而且微细线路的形成容易,进一步,生产线能自动化,因此可使产率大幅提高。因此,本发明的光固化性组合物优选作为粘接剂、封闭剂、涂层剂,更是适合作为光学设备,特别是液晶显示器的封闭剂。
附图说明
图1是显示本发明的显示模块的制造方法的一例的示意图,(a)表示涂布光固化性组合物的工序,(b)表示利用光照射的第1固化工序以及(c)表示贴合显示模块的工序。
标号说明
10:显示模块
12:光固化性组合物
14:粘合层
16:粘接层
18:内部区域
20:涂布器
22:背光单元
24:紫外线照射装置
26:液晶面板
W:宽度尺寸
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明,但自不必说这些仅是例示,只要不脱离本发明的技术思想就能进行各种变形。
本发明的光固化性组合物含有下述成分(A)、(B)、(C)、(F)及(I)。
(A)在1分子中平均具有0.8个以上的交联性甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯系聚合物、
(B)具有下述通式(1)所示的(甲基)丙烯酰系基的含(甲基)丙烯酰系基的化合物、
(C)固化促进剂、
(F)光自由基引发剂及
(I)平均粒径1~150μm的树脂填料。
在上述(A)在1分子中平均具有0.8个以上的交联性甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯系聚合物中,作为交联性甲硅烷基可列举出下述式(2)所示的基团。
-[Si(R22-b(Y)bO]m-Si(R33-a(Y)a···(2)
在上述式(2)中,R2及R3相同或不同,表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数7~20的芳烷基、或(R′)3SiO-所表示的三有机硅氧基(式中,R′表示碳原子数1~20的1价的烃基。多个R′可以相同也可不同)。分别存在两个以上R2或R3时,它们可以相同也可不同。Y表示羟基或水解性基团。存在两个以上Y时,它们可以相同也可不同。a表示0、1、2或3。b表示0、1或2。m表示0~19的整数。但是,满足a+mb≥1。
Y作为水解性基团,可列举如:氢原子、烷氧基、酰氧基、酮肟基、氨基、酰胺基、氨氧基、巯基、烯氧基等通常使用的基团。在它们之中,优选烷氧基、酰胺基、氨氧基,但从水解性温和且易处理方面考虑,特别优选烷氧基。
上述(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物中的交联性甲硅烷基的数目在1分子中平均为0.8个以上,优选为1~5个,更优选为1.3~3个。交联性甲硅烷基可以在侧链或分子末端中的任一处,但优选在分子末端。
作为成为上述(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物的原料的(甲基)丙烯酸酯系单体,可列举如:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸甲苯甲酰酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸-2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸-2-氨基乙酯、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酸的环氧乙烷加成物、(甲基)丙烯酸三氟甲基甲酯、(甲基)丙烯酸-2-三氟甲基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-全氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-全氟乙基-2-全氟丁基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟乙酯、(甲基)丙烯酸全氟甲酯、(甲基)丙烯酸二全氟甲基甲酯、(甲基)丙烯酸-2-全氟甲基-2-全氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-全氟己基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-全氟癸基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-全氟十六烷基乙酯等。它们可单独使用也可多种组合使用。
在本发明中,就上述(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物而言,除了使(甲基)丙烯酸酯系单体聚合以外,根据需要还可使其他单体共聚,此时,以质量比计优选含有40%以上(甲基)丙烯酸酯系单体。
作为上述其他单体,优选其他乙烯基系单体,可列举如:苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、苯乙烯磺酸及其盐等芳香族乙烯基系单体;全氟乙烯、全氟丙烯、偏二氟乙烯等含氟的乙烯基单体;乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等含硅的乙烯基系单体;马来酸酐、马来酸、马来酸的单烷基酯及二烷基酯;富马酸、富马酸的单烷基酯及二烷基酯;马来酰亚胺、甲基马来酰亚胺、乙基马来酰亚胺、丙基马来酰亚胺、丁基马来酰亚胺、己基马来酰亚胺、辛基马来酰亚胺、十二烷基马来酰亚胺、硬脂基马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺、环己基马来酰亚胺等马来酰亚胺系单体;丙烯腈、甲基丙烯腈等含腈基的乙烯基系单体;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等含酰胺基的乙烯基系单体;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯等乙烯基酯类;乙烯、丙烯等烯烃类;丁二烯、异戊二烯等共轭二烯类;氯乙烯、偏二氯乙烯、烯丙基氯、烯丙醇等。
上述(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物的分子量分布(用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的质均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比)没有特别限定,但优选为不足1.8,更优选为1.7以下,进一步优选为1.6以下,特别优选为1.5以下,尤其优选为1.4以下,最优选为1.3以下。
需要说明的是,在本发明中的GPC测定时,通常将氯仿或四氢呋喃作为流动相,使用聚苯乙烯凝胶柱,以聚苯乙烯换算值的形式求出分子量的值。
上述(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物的数均分子量的下限优选为500,更优选为3,000,上限优选为100,000,更优选为40,000。若分子量不足500,则有变得难以表现出聚合物本来的特性的倾向,若超过100,000,则有处理容易变困难的倾向。
关于上述(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物的制造方法没有特别限定,但优选通过阴离子聚合或自由基聚合来制造,从单体的通用性或控制的容易度考虑更优选自由基聚合。在自由基聚合中,优选通过活性自由基聚合或使用了链转移剂的自由基聚合来制造,更优选活性自由基聚合法,特别优选原子转移自由基聚合法。
(聚合)
上述(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物的制造所用的自由基聚合法可分为:使用偶氮系化合物、过氧化物等作为聚合引发剂,使具有特定的官能团的单体与乙烯基系单体单纯进行共聚的“通常的自由基聚合法”、和能在末端等被控制的位置导入特定的官能团的“可控自由基聚合法”。
“通常的自由基聚合法”是简便的方法,但因该方法只能随机地在聚合物中导入具有特定的官能团的单体,故在想要获得官能化率高的聚合物时,需要相当大量地使用该单体,有反之若少量使用则未导入该特定的官能团的聚合物的比例变大的问题。另外,因为是自由基聚合,故还有只能获得分子量分布广且粘度高的聚合物的问题。
“可控自由基聚合法”可进一步分类为:通过使用具有特定的官能团的链转移剂进行聚合而得到在末端具有官能团的乙烯基系聚合物的“链转移剂法”;和通过聚合生长末端不引起停止反应等地进行生长而获得大致和所设计的一样的分子量的聚合物的“活性自由基聚合法”。
“链转移剂法”虽能获得官能化率高的聚合物,但需要相对于引发剂的相当大量的具有特定的官能团的链转移剂,包括处理在内在经济层面存在问题。另外,与上述“通常的自由基聚合法”同样,因为是自由基聚合故存在只能获得分子量分布广、粘度高的聚合物的问题。
与这些聚合法不同,“活性自由基聚合法”虽然被认为是由于聚合速度快、易引起自由基彼此的偶联等造成的停止反应所以难以控制的自由基聚合,但是,其不易引起停止反应,在获得分子量分布窄的(Mw/Mn为1.1~1.5左右)聚合物的同时,通过单体与引发剂的投料比可自由地控制分子量。
因此,“活性自由基聚合法”不仅可获得分子量分布窄、粘度低的聚合物,而且可在聚合物的几乎任意位置导入具有特定的官能团的单体,故其作为上述具有特定的官能团的乙烯基系聚合物的制造方法更为优选。
需要说明的是,活性聚合狭义地是指末端始终持续具有活性从而分子链生长下去的聚合,通常也包括末端被钝化的物质和被活化的物质处于平衡状态的同时生长下去的准活性聚合。本发明中的定义也是后者。
近年来各种各样的组织积极地对“活性自由基聚合法”开展着研究。作为其例子,可列举如:使用在Journal·of·the·American·Chemical·Society(J.Am.Chem.Soc.),1994年,116卷,7943页中所示的那样的钴卟啉络合物的方法;使用在Macromolecules(大分子),1994年,27卷,7228页中所示的那样的氮氧化物等自由基捕捉剂的方法;将有机卤化物等作为引发剂并将过渡金属络合物作为催化剂的“原子转移自由基聚合”(AtomTransfer Radical Polymerization:ATRP)等。
在“活性自由基聚合法中”,将有机卤化物或卤化磺酰基化合物等作为引发剂、将过渡金属络合物作为催化剂将乙烯基系单体进行聚合的“原子转移自由基聚合法”,除了上述“活性自由基聚合法”的特征以外,因在末端具有在官能团转化反应中相对有利的卤素等,引发剂或催化剂的设计自由度大,故进一步优选作为具有特定的官能团的乙烯基系聚合物的制造方法。
作为上述原子转移自由基聚合法,可列举如在Matyjaszewski人等,Journal·of·the·American·Chemical·Society(J.Am.Chem.Soc.)1995年,117卷,5614页;Macromolecules(大分子)1995年,28卷,7901页,Science(科学)1996年,272卷,866页;WO96/30421号小册子;WO97/18247号小册子或Sawamoto人等,Macromolecules(大分子)1995年,28卷,1721页等中记载的方法。
在本发明中,使用这些之中的何种方法并无特别制约,但基本上利用可制自由基聚合法,进一步从控制的容易度等考虑优选活性自由基聚合法,特别优选原子转移自由基聚合法。
在原子转移自由基聚合中,作为用作聚合催化剂的过渡金属络合物,虽无特别限定,但可优选列举出以0价的铜、1价的铜、2价的钌、2价的铁或2价的镍为中心金属的过渡金属络合物,可特别优选列举出铜的络合物。
(官能团的导入)
作为为了获得上述(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物而向聚合物导入交联性甲硅烷基的方法虽无特别限定,但可列举如在日本特开2004-210858号公报段落[0102]~[0112]中记载的方法。在这些方法之中从控制更容易的方面考虑,优选:通过利用具有交联性甲硅烷基的氢硅烷化合物的氢甲硅烷化反应、通过将具有末端烯基的聚合物的烯基变换为交联性甲硅烷基的方法而进行制造的方法。
上述(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物可单独使用也可两种以上组合使用。
上述(B)含(甲基)丙烯酰系基的化合物是具有下述通式(1)所示的(甲基)丙烯酰系基的化合物,能使用单体、低聚物及聚合物中的任一种。
-OC(O)C(R1)=CH2···(1)
式(1)中,R1表示氢原子或碳原子数1~20的有机基团,优选为氢原子或碳原子数1~20的取代或未取代的烃基。
作为上述碳原子数1~20的取代或未取代的烃基,可列举出碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数7~20的芳烷基、腈基等,它们可以具有羟基等取代基。
作为上述碳原子数1~20的烷基,可列举如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基等。作为碳原子数6~20的芳基,可列举如:苯基、萘基等。作为碳原子数7~20的芳烷基,可列举如:苄基,苯基乙基等。
作为R1的具体例,可列举如:-H、-CH3、-CH2CH3、-(CH2nCH3(n表示2~19的整数)、-C6H5、-CH2OH、-CN等,优选为-H(即,式(1)为丙烯酰氧基)、-CH3(即,式(1)为甲基丙烯酰氧基)。
使用低聚物或聚合物作为上述(B)含(甲基)丙烯酰系基的化合物时,优选(P)主链不是聚硅氧烷的含(甲基)丙烯酰系基的有机聚合物。使用单体作为上述(B)含(甲基)丙烯酰系基的化合物时,可优选地使用(D)具有烃基的(甲基)丙烯酸酯单体、(E)具有极性基团的含(甲基)丙烯酰系基的单体、(G)1或2官能性的具有磷酸基的含(甲基)丙烯酰系基的单体、(H)多官能性含(甲基)丙烯酰系基的单体。它们可单独使用或两种以上组合使用。
成分(B)的配合比例虽无特别限制,但相对于成分(A)100质量份优选为10~300质量份,更优选为20~180质量份。
上述(P)有机聚合物中的(甲基)丙烯酰系基的数目,从使其交联的观点考虑在1分子中平均为0.8个以上,优选为1个以上,更优选为1~5个,进一步优选为1.3~3个。(甲基)丙烯酰系基可以处于侧链或分子末端中的任一处,但从使交联点间分子量均匀且大,优选为制成500~100000而获得橡胶弹性的观点考虑,优选存在于聚合物的分子末端。
构成上述(P)有机聚合物的主链的成分只要不是聚硅氧烷就无特别限制,能使用低聚物及聚合物,从耐热性的观点考虑优选乙烯基系聚合物,更优选(甲基)丙烯酸系聚合物。
作为具有上述(甲基)丙烯酰系基的乙烯基系聚合物,能使用含(甲基)丙烯酰系基的乙烯基系低聚物和含(甲基)丙烯酰系基的乙烯基系聚合物中的任一种。成为上述含(甲基)丙烯酰系基的乙烯基系聚合物的原料的乙烯基系单体没有特别限制,例如,优选使用在上述(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物的说明中所述的乙烯基系单体、(甲基)丙烯酸酯系单体。另外,使用了该单体的乙烯基系聚合物的制造方法也没有特别限制,例如,优选在上述(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物的说明中所述的方法。
作为在聚合物中导入(甲基)丙烯酰系基的方法,可利用公知的方法。可列举如在日本特开2004-203932号公报段落[0080]~[0091]中记载的方法。除了这些方法以外,有使具有异氰酸酯基及(甲基)丙烯酰系基的单体与具有羟基末端的(甲基)丙烯酸系聚合物反应的方法,可列举如使用2-(甲基)丙烯酰氧乙基异氰酸酯等的方法。
另外,具有(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸系聚合物、具有官能团的(甲基)丙烯酸系聚合物,可使用在侧链导入了(甲基)丙烯酰系基的物质。
另外,作为上述(P)有机聚合物,可使用聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯及氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物等含(甲基)丙烯酰系基的低聚物。
作为聚酯(甲基)丙烯酸酯低聚物,可列举出聚酯多元醇与(甲基)丙烯酸的脱水缩合物等。此处,作为聚酯多元醇,可列举出多元醇与羧酸或其酸酐的反应产物等。
作为多元醇,可列举出乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、聚丁二醇、四亚甲基二醇、六亚甲基二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇及二季戊四醇等低分子量多元醇、以及它们的环氧烷加成物等。
作为羧酸或其酸酐,可列举出邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸、琥珀酸、富马酸、马来酸、六氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸及偏苯三酸等二元酸或其酸酐等。
环氧(甲基)丙烯酸酯是使(甲基)丙烯酸与环氧树脂进行加成反应而成的化合物。作为环氧树脂,可列举出芳香族环氧树脂及脂肪族环氧树脂等。
作为芳香族环氧树脂,可具体列举出间苯二酚二缩水甘油醚;双酚A、双酚F、双酚S、双酚芴或其环氧烷加成物的二或聚缩水甘油醚;苯酚酚醛型环氧树脂及甲酚酚醛型环氧树脂等酚醛型环氧树脂;缩水甘油基邻苯二甲酰亚胺;邻苯二甲酸二缩水甘油酯等。
除了它们以外,还可列举出在文献“环氧树脂-最近的进步-”(昭晃堂,1990年出版)2章、在文献“高分子加工”分册9、第22卷增刊号环氧树脂〔高分子刊行会,昭和48年出版〕的4~6页、9~16页中记载的那样的化合物。
作为脂肪族环氧树脂,可具体列举出乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇及1,6-己二醇等亚烷基二醇的二缩水甘油醚;聚乙二醇及聚丙二醇的二缩水甘油醚等聚亚烷基二醇的二缩水甘油醚;新戊二醇、二溴新戊二醇及其环氧烷加成物的二缩水甘油醚;三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、甘油及其环氧烷加成物的二或三缩水甘油醚、以及季戊四醇及其环氧烷加成物的二、三或四缩水甘油醚等多元醇的聚缩水甘油醚;氢化双酚A及其环氧烷加成物的二或聚缩水甘油醚;四氢邻苯二甲酸二缩水甘油醚;对苯二酚二缩水甘油醚等。
除了它们以外,可列举出在上述文献“高分子加工”分册环氧树脂的3~6页中记载的化合物。除了这些芳香族环氧树脂及脂肪族环氧树脂以外,还可列举出在骨架中具有三嗪核的环氧化合物,例如TEPIC(日产化学(株))、DENACOL EX-310(长濑化成(株))等,或可列举出在上述文献“高分子加工”分册环氧树脂的289~296页中记载的那样的化合物等。
在上述中,作为环氧烷加成物的环氧烷,优选为环氧乙烷及环氧丙烷等。
作为聚醚(甲基)丙烯酸酯低聚物,有聚亚烷基二醇(甲基)二丙烯酸酯,可列举出聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯及聚四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物,可列举出使多元醇与有机多异氰酸酯反应产物进一步与含羟基的(甲基)丙烯酸酯反应而成的反应产物等。此处,作为多元醇,有低分子量多元醇、聚乙二醇及聚酯多元醇等。作为低分子量多元醇,可列举出乙二醇、丙二醇、环己烷二甲醇及3-甲基-1,5-戊二醇等,作为聚醚多元醇,可列举出聚乙二醇及聚丙二醇等,作为聚酯多元醇,可列举出这些低分子量多元醇或/和聚醚多元醇与己二酸、琥珀酸、邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸及对苯二甲酸等二元酸或其酸酐等酸成分的反应产物。作为有机多异氰酸酯,可列举出甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯等。作为含羟基的(甲基)丙烯酸酯,可列举出(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯及(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯等(甲基)丙烯酸羟烷基酯等。这些氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物只要按照以往已知的合成法来制造即可。可列举如在二丁基锡二月桂酸酯等加成催化剂存在下,将所使用的有机异氰酸酯和多元醇成分加热搅拌并使其进行加成反应,再添加(甲基)丙烯酸羟烷基酯,加热搅拌并使其进行加成反应的方法等。
作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物的分子量,从使所得的组合物的固化膜的耐久性优异的方面考虑,以数均分子量计优选为500~10,000,更优选为1,000~10,000。
上述(P)有机聚合物的分子量分布(通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的质均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比)虽无特别限定,但优选为不足1.8,更优选为1.7以下,进一步优选为1.6以下,特别优选为1.5以下,尤其优选为1.4以下,最优选为1.3以下。
上述(P)有机聚合物的数均分子量的下限优选为500,更优选为3,000,上限优选为100,000,更优选为40,000。若分子量不足500,则有难以表现出聚合物本来的特性的倾向,若超过100,000,则有处理易变困难的倾向。
通过在本发明中配合(P)成分,可表现出充分的粘合力,用于粘接剂等时,在接合操作中可将被粘接材料暂时固定。另外,(P)成分可提高固化物的凝聚力,可提高耐热性。
成分(P)的配合比例虽无特别限制,但相对于成分(A)100质量份优选为0.1~100质量份,更优选为1~50质量份。若超过100质量份,则处于粘度变高,涂布等作业性降低的倾向。上述(P)有机聚合物可单独使用也可两种以上组合使用。
作为上述(D)具有烃基的(甲基)丙烯酸酯单体,虽可使用公知的具有烃基的(甲基)丙烯酸酯系化合物,但优选为不具有极性基团的物质,例如,优选为具有碳原子数1~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯、碳原子数13~20的支链状烷基醇的(甲基)丙烯酸酯、脂环式(甲基)丙烯酸酯单体。
作为上述具有碳原子数1~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,可列举如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等。它们可单独使用,也可两种以上并用。
作为上述碳原子数13~20的支链状烷基醇的(甲基)丙烯酸酯,可列举如:异十四烷醇(别名:异肉豆蔻醇)、异十五烷醇、异十六烷醇、异十七烷醇、异十八烷醇(别名:异硬脂醇)、异十九烷醇、二十烷醇等的丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。上述支链状丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯可分别单独使用或两种以上适当组合使用。
作为上述脂环式(甲基)丙烯酸酯单体,优选为具有环状的烃基的(甲基)丙烯酸酯单体,例如,可例示出日本特开昭61-136529号公报、日本特开平2-588529号公报等中公知的物质,可具体列举出:(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯、(甲基)丙烯酸双环戊酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等。
通过在本发明中配合(D)成分,可提高柔软性。
成分(D)的配合比例虽无特别限制,但相对于成分(A)100质量份优选为1~500质量份,更优选为10~200质量份。成分(D)可单独使用也可两种以上并用。
作为上述(E)具有极性基团的含(甲基)丙烯酰系基的单体,可使用具有极性基团及上述通式(1)所示的(甲基)丙烯酰系基的公知的化合物,可列举如:(甲基)丙烯酸、衣康酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基丙酯等含羧基的(甲基)丙烯酰系单体;(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯、己内酯改性(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等具有羟基的(甲基)丙烯酰系单体;(甲基)丙烯酸二甲基氨基甲酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯等含氮的(甲基)丙烯酰系单体等,优选为含羧基的(甲基)丙烯酸系单体及含氮的(甲基)丙烯酸系单体,更优选为含羧基的(甲基)丙烯酸系单体。它们可单独使用,也可两种以上并用。
通过在本发明中配合(E)成分,可使凝聚力提高,使粘接性及耐热蠕变性提高。
成分(E)的配合比例虽无特别限制,但相对于成分(A)100质量份,优选为0.1~30质量份,更优选为0.5~20质量份。成分(E)可单独使用也可两种以上并用。
在本发明中,可并用具有极性基团、和上述通式(1)所示的(甲基)丙烯酰系基以外的乙烯基的乙烯基系单体。作为该含极性基团的乙烯基系单体,可列举如:巴豆酸、马来酸(酐)、富马酸(酐)、(甲基)丙烯腈、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基月桂内酰胺、(甲基)丙烯酰吗啉、(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、二甲基酰胺丙基(甲基)丙烯酰胺等。
作为上述(G)1或2官能性的具有磷酸基的含(甲基)丙烯酰系基的单体,可列举如:单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酸式磷酸酯、即CH2=C(CH3)COO(CH22OPO(OH)2、单(3-甲基丙烯酰氧基丙基)酸式磷酸酯即CH2=C(CH3)COO(CH23OPO(OH)2、单(2-丙烯酰氧乙基)酸式磷酸酯即CH2=CHCOO(CH22OPO(OH)2、单(3-丙烯酰氧丙基)酸式磷酸酯即CH2=CHCOO(CH23OPO(OH)2等2官能性的具有磷酸基的含(甲基)丙烯酰系基的单体;二(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酸式磷酸酯即[CH2=C(CH3)COO(CH22O]2PO(OH)、二(3-甲基丙烯酰氧基丙基)酸式磷酸酯即[CH2=C(CH3)COO(CH23O]2PO(OH)、二(2-丙烯酰氧乙基)酸式磷酸酯即[CH2=CHCOO(CH22O]2PO(OH)、二(3-丙烯酰氧丙基)酸式磷酸酯即[CH2=CHCOO(CH23O]2PO(OH)等1官能性的具有磷酸基的含(甲基)丙烯酰系基的单体,或它们的混合单体。使用混合单体时,可适当变更各单体的混合比。
在它们之中,从密合性、耐水性的观点考虑,优选为1官能性的具有磷酸基的含(甲基)丙烯酰系基的单体,更优选为二(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酸式磷酸酯。
另外,具有下述结构的类型也可作为1或2官能性的具有磷酸基的含(甲基)丙烯酰系基的单体使用。
CH2=C(CH3)COO(CH2lOCO-R-CO-OPO(OH)R’
(式中,R为可以具有取代基的(CH2k或C6H4,R’为羟基或CH2=C(CH3)COO(CH2nOCO-R-CO-O-基,l、k及n分别独立地为1~6的整数。)
上述具有磷酸基的含(甲基)丙烯酰系基的单体以如下的商品名市售。可列举如:Light ester P-1M,Light ester P-2M(以上,共荣社化学公司制)、Phosmer M(以上,Uni-Chemical公司制)。
在本发明的光固化性组合物中,通过配合(G)成分,发挥出可使粘接性、耐热蠕变性及黑色时的固化性提高的非常大的效果。
成分(G)的配合比例虽无特别限制,但相对于成分(A)100质量份,优选为0.01~20质量份,更优选为0.1~10质量份。若少于0.01质量份则有时不能获得充分的初始粘接性,有时固化速度变慢。另外,若多于20质量份,则有时储存稳定性降低,有耐水性降低的倾向。成分(G)可单独使用也可两种以上并用。
作为上述多官能含(甲基)丙烯酰系基的单体(H)没有特别限定,可列举如:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯等2官能性(甲基)丙烯酸系单体;三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等3官能性(甲基)丙烯酸系单体;季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等4官能以上的(甲基)丙烯酸系单体等。根据初始粘接力与耐热性的平衡,优选为2官能性(甲基)丙烯酸系单体、3官能性(甲基)丙烯酸系单体,更优选为2官能性(甲基)丙烯酸系单体。
在本发明的光固化性组合物中,通过配合(H)成分,可使耐热性提高。
成分(H)的配合比例虽无特别限制,但相对于成分(A)100质量份,优选为0.01~20质量份,更优选为0.02~10质量份。若少于0.01质量份,则有时耐热蠕变性降低,若多于20质量份,则有时不能获得充分的初始粘接性。成分(H)可单独使用也可两种以上并用。
在本发明的光固化性组合物中使用(C)固化促进剂。在本发明中使用的(A)在1分子中平均具有0.8个以上的交联性甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯系聚合物在以往公知的各种固化促进剂(也称为固化催化剂、缩合催化剂)的存在下、或在其不存在下利用水、空气中的湿分形成硅氧烷键,进行交联、固化。
在本发明的光固化性组合物中,作为上述(C)固化促进剂,可广泛使用促进(A)(甲基)丙烯酸酯系聚合物的交联反应的公知的固化促进剂,无特别限制,可列举如:光产酸剂、光产碱剂、硅醇缩合催化剂等,特别是从可在光照射后作为固化促进剂起作用,可在单元等基材上涂布后,确保操作时间的观点考虑,优选为光产酸剂。另外,因照射光后的酸的产生效率良好,故作为成分(C)优选为硫鎓盐及碘鎓盐,更优选为硫鎓盐。
作为上述硫鎓盐中的硫鎓离子,可列举如:三苯基硫鎓、三对甲苯基硫鎓、三邻甲苯基硫鎓、三(4-甲氧基苯基)硫鎓、1-萘基二苯基硫鎓、2-萘基二苯基硫鎓、三(4-氟苯基)硫鎓、三-1-萘基硫鎓、三-2-萘基硫鎓、三(4-羟基苯基)硫鎓、4-(苯硫基)苯基二苯基硫鎓、4-(对甲苯基硫基)苯基二对甲苯基硫鎓、4-(4-甲氧基苯硫基)苯基双(4-甲氧基苯基)硫鎓、4-(苯硫基)苯基双(4-氟苯基)硫鎓、4-(苯硫基)苯基双(4-甲氧基苯基)硫鎓、4-(苯硫基)苯基二对甲苯基硫鎓、双[4-(二苯基锍基)苯基]硫醚、双〔4-{双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]锍基}苯基〕硫醚、双{4-[双(4-氟苯基)锍基]苯基}硫醚、双{4-[双(4-甲基苯基)锍基]苯基}硫醚、双{4-[双(4-甲氧基苯基)锍基]苯基}硫醚、4-(4-苯甲酰基-2-氯苯硫基)苯基双(4-氟苯基)硫鎓、4-(4-苯甲酰基-2-氯苯硫基)苯基二苯基硫鎓、4-(4-苯甲酰基苯硫基)苯基双(4-氟苯基)硫鎓、4-(4-苯甲酰基苯硫基)苯基二苯基硫鎓、7-异丙基-9-氧杂-10-硫-9,10-二氢化蒽-2-基二对甲苯基硫鎓、7-异丙基-9-氧杂-10-硫代-9,10-二氢化蒽-2-基二苯基硫鎓、2-[(二对甲苯基)锍基]噻吨酮、2-[(二苯基)锍基]噻吨酮、4-[4-(4-叔丁基苯甲酰基)苯硫基]苯基二对甲苯基硫鎓、4-[4-(4-叔丁基苯甲酰基)苯硫基]苯基二苯基硫鎓、4-[4-(苯甲酰基苯硫基)]苯基二对甲苯基硫鎓、4-[4-(苯甲酰基苯硫基)]苯基二苯基硫鎓、5-(4-甲氧基苯基)噻蒽鎓(Thianthrenium)、5-苯基噻蒽鎓、5-甲苯基噻蒽鎓、5-(4-乙氧基苯基)噻蒽鎓、5-(2,4,6-三甲基苯基)噻蒽鎓等三芳基硫鎓;二苯基苯甲酰甲基硫鎓、二苯基4-硝基苯甲酰甲基硫鎓、二苯基苄基硫鎓、二苯基甲基硫鎓等二芳基硫鎓;苯基甲基苄基硫鎓、4-羟基苯基甲基苄基硫鎓、4-甲氧基苯基甲基苄基硫鎓、4-乙酰羰氧基苯基甲基苄基硫鎓、2-萘基甲基苄基硫鎓、2-萘基甲基(1-乙氧基羰基)乙基硫鎓、苯基甲基苯甲酰甲基硫鎓、4-羟基苯基甲基苯甲酰甲基硫鎓、4-甲氧基苯基甲基苯甲酰甲基硫鎓、4-乙酰羰氧基苯基甲基苯甲酰甲基硫鎓、2-萘基甲基苯甲酰甲基硫鎓、2-萘基十八烷基苯甲酰甲基硫鎓、9-蒽基甲基苯甲酰甲基硫鎓等单芳基硫鎓;二甲基苯甲酰甲基硫鎓、苯甲酰甲基四氢噻吩鎓、二甲基苄基硫鎓、苄基四氢噻吩鎓、十八烷基甲基苯甲酰甲基硫鎓等三烷基硫鎓等。
作为上述碘鎓盐中的碘鎓离子,可列举如:二苯基碘鎓、二对甲苯基碘鎓、双(4-十二烷基苯基)碘鎓、双(4-甲氧基苯基)碘鎓、(4-辛氧基苯基)苯基碘鎓、双(4-癸氧基苯基)碘鎓、4-(2-羟基十四烷氧基)苯基苯基碘鎓、4-异丙基苯基(对甲苯基)碘鎓、异丁基苯基(对甲苯基)碘鎓等。
它们之中特别优选的物质可列举出三苯基硫鎓、三对甲苯基硫鎓、4-(苯硫基)苯基二苯基硫鎓、双[4-(二苯基锍基)苯基]硫醚、双〔4-{双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]锍基}苯基〕硫醚、双{4-[双(4-氟苯基)锍基]苯基}硫醚、4-(4-苯甲酰基-2-氯苯硫基)苯基双(4-氟苯基)硫鎓、4-(4-苯甲酰基苯硫基)苯基二苯基硫鎓、7-异丙基-9-氧杂-10-硫代-9,10-二氢化蒽-2-基二对甲苯基硫鎓、7-异丙基-9-氧杂-10-硫代-9,10-二氢化蒽-2-基二苯基硫鎓、2-[(二对甲苯基)锍基]噻吨酮、2-[(二苯基)锍基]噻吨酮、4-[4-(4-叔丁基苯甲酰基)苯硫基]苯基二对甲苯基硫鎓、4-[4-(苯甲酰基苯硫基)]苯基二苯基硫鎓、5-(4-甲氧基苯基)噻蒽鎓、5-苯基噻蒽鎓、二苯基苯甲酰甲基硫鎓、4-羟基苯基甲基苄基硫鎓、2-萘基甲基(1-乙氧基羰基)乙基硫鎓、4-羟基苯基甲基苯甲酰甲基硫鎓及十八烷基甲基苯甲酰甲基硫鎓等的硫鎓离子以及二苯基碘鎓、二对甲苯基碘鎓、双(4-十二烷基苯基)碘鎓、双(4-甲氧基苯基)碘鎓、(4-辛氧基苯基)苯基碘鎓、双(4-癸氧基)苯基碘鎓、4-(2-羟基十四烷氧基)苯基苯基碘鎓、4-异丙基苯基(对甲苯基)碘鎓及4-异丁基苯基(对甲苯基)碘鎓等的碘鎓离子。另外,可使用在WO2011/016425中记载的阳离子。
作为上述光产酸剂的抗衡阴离子虽无特别限制,但优选具有选自(R11SO22N-、(R11SO23C-、R11SO3 -及PF6 -中的1种以上的阴离子(此处,R11表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的全氟烷基或碳原子数6~20的芳基,烷基及全氟烷基可以是直链、支链状或环状中的任一种,芳基可以是未取代的,也可以具有取代基。)作为抗衡阴离子,从粘接性方面考虑更优选(R11SO22N-、(R11SO23C-、R11SO3 -
作为(R11SO22N-所表示的阴离子,可列举出(CF3SO22N-、(C2F5SO22N-、(C3F7SO22N-或(C4F9SO22N-等。
作为(R11SO23C-所表示的阴离子,可列举出(CF3SO23C-、(C2F5SO23C-、(C3F7SO23C-或(C4F9SO23C-等。
作为R11SO3 -所表示的阴离子,可列举出三氟甲烷磺酸阴离子、五氟乙烷磺酸阴离子、七氟丙烷磺酸阴离子、九氟丁烷磺酸阴离子、五氟苯基磺酸阴离子、对甲苯磺酸阴离子、苯磺酸阴离子、樟脑磺酸阴离子、甲烷磺酸阴离子、乙烷磺酸阴离子、丙烷磺酸阴离子及丁烷磺酸阴离子等。它们之中,优选三氟甲烷磺酸阴离子、九氟丁烷磺酸阴离子、苯磺酸阴离子或对甲苯磺酸阴离子。
这些阴离子之中,更优选三氟甲烷磺酸阴离子、九氟丁烷磺酸阴离子、苯磺酸阴离子或对甲苯磺酸阴离子、(CF3SO23C-、(CF3SO22N-
可使用非离子系光产酸剂来代替上述硫鎓盐及碘鎓盐,但因被光照射时的酸的产生效率良好,故优选硫鎓盐及碘鎓盐。
作为该非离子系光产酸剂,能广泛使用公知的非离子系光产酸剂,虽无特别限制,但可列举如:砜化合物、磺酸酯化合物、砜酰亚胺化合物、二磺酰基二偶氮甲烷化合物、二磺酰基甲烷化合物、肟磺酸酯化合物、肼磺酸酯化合物、三嗪化合物、硝基苄基(ニトロベンジル)化合物、有机卤化物类、二砜等,优选为选自砜化合物、砜酰亚胺化合物、二偶氮甲烷化合物及肟磺酸酯化合物中的1种以上。
作为上述砜化合物,可列举如:β-酮砜、β-磺酰基砜或它们的α-二偶氮化合物等。
另外,作为上述磺酸酯化合物,可列举如:烷基磺酸酯、卤烷基磺酸酯、芳基磺酸酯、亚氨基磺酸酯等。
另外,作为上述酰亚胺磺酸酯化合物,可列举如下述通式(3)所表示的化合物。
[化1]
〔在通式(3)中,R12表示1价的有机基团,R13表示2价的有机基团。〕
另外,作为上述二磺酰基二偶氮甲烷,可列举如下述通式(4)所表示的化合物。
[化2]
〔在通式(4)中,各R14相互独立地表示直链状或支链状的1价的脂肪族烃基、环烷基、直链状或支链状的1价的卤取代脂肪族烃基、卤取代环烷基、芳基、卤代芳基等。〕
另外,作为上述二磺酰基甲烷化合物,可列举如下述通式(5)所表示的化合物。
[化3]
〔在通式(5)中,各R15相互独立地表示直链状或支链状的1价的脂肪族烃基、环烷基、芳基、芳烷基或具有杂原子的1价的有机基团,V及W相互独立地表示芳基、氢原子、直链状或支链状的1价的脂肪族烃基或具有杂原子的1价的其他有机基团,且V及W中的至少一个为芳基,或V与W相互连接而形成具有至少1个不饱和键的单环或多环,或V与W相互连接而形成下述式(i)所表示的基团。〕
[化4]
〔在式(i)中,V’及W’相互独立,且多个存在的V’之间及W’之间可以相同也可以不同,其表示氢原子、卤原子、直链状或支链状的烷基、环烷基、芳基或芳烷基,或与相同的或不同的碳原子键合的V’与W’相互连接而形成碳环结构,x为2~10的整数。〕
另外,作为上述肟磺酸酯化合物,可列举如下述通式(6-1)或通式(6-2)所表示的化合物。
[化5]
[化6]
〔在通式(6-1)及通式(6-2)中,R16及R17相互独立地表示1价的有机基团,通式(6-2)中的两个的R16之间及两个的R17之间可以分别相同也可以不同。〕
作为上述肟磺酸酯化合物的具体例,可列举出α-(对甲苯磺酰氧基亚氨基)苯基乙腈、α-(苯磺酰氧基亚氨基)-2,4-二氯苯基乙腈、α-(苯磺酰氧基亚氨基)-2,6-二氯苯基乙腈、α-(2-氯苯磺酰氧基亚氨基)-4-甲氧基苯基乙腈、α-(乙基磺酰氧基亚氨基)-1-环戊烯基乙腈、α-(甲基磺酰氧基亚氨基)-1-苯基乙腈、α-(甲基磺酰氧基亚氨基)-1-(对甲基苯基)乙腈、α-(甲基磺酰氧基亚氨基)-1-(对甲氧基苯基)乙腈、〔2-(丙基磺酰氧基亚氨基)-2,3-二羟基噻吩-3-亚基〕(邻甲苯基)乙腈及下述化学式(7-1)~(7-8)所表示物质。
[化7]
[化8]
另外,作为上述肼磺酸酯化合物,可列举如:通式(8-1)或通式(8-2)所表示的化合物。
[化9]
〔在通式(8-1)及通式(8-2)中,R18表示1价的有机基团,在通式(6-2)中的两个的R18可以相互相同也可以不同。〕
成分(C)的配合比例虽无特别限制,但相对于成分(A)100质量份,优选为0.01~20质量份,更优选为0.1~10质量份。若成分(C)少于0.01质量份,则有固化速度变慢的情况。
作为上述硅醇缩合催化剂,例如,可例示出钛酸四丁酯、钛酸四丙酯、钛酸四异丙酯、四乙酰丙酮钛等钛酸酯类;二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二丁基二乙酰丙酮锡、二丁基氧化锡、二月桂酸二辛基锡、马来酸二辛基锡、二乙酸二辛基锡、二新癸酸二辛基锡(二柯赫酸二辛基锡)、二辛基氧化锡、二丁基氧化锡与邻苯二甲酸酯的反应产物等4价锡化合物;辛酸锡、环烷酸锡、硬脂酸锡、二新癸酸锡(柯赫酸锡)等2价锡化合物等有机锡化合物类;三乙酰丙酮铝、铝三乙基乙酰乙酸酯、二异丙氧基铝乙基乙酰乙酸酯等有机铝化合物类;三(2-乙基己酸)铋、三(新戊酸)铋等铋盐与有机羧酸或有机胺的反应产物等;四乙酰丙酮锆、四乙酰丙酮钛等螯合物类;辛酸铅等有机铅化合物;环烷酸铁等有机铁化合物;有机钒化合物;丁胺、辛胺、月桂胺、二丁胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二亚乙三胺、三亚乙四胺、油胺、环己胺、苄胺、二乙氨基丙胺、亚二甲苯二胺、三亚乙二胺、胍、二苯基胍、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、吗啉、N-甲基吗啉、2-乙基-4-甲基咪唑、1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯-7(DBU)等胺系化合物或它们与羧酸等的盐;由过量的多胺与多元酸得到的低分子量聚酰胺树脂;过量的多胺与环氧化合物的反应产物等。然而,根据伯或仲胺化合物的添加量,有时所得的光固化性组合物的储存稳定性降低。
成分(C)可单独使用也可两种以上并用。另外,成分(C)为光产酸剂时,可与其他鎓盐化合物等以往公知的其他光产酸剂并用。另外上述光产酸剂可在碳酸亚丙酯等有机溶剂中稀释、配合。
作为上述(F)光自由基引发剂,可广泛使用公知的光自由基引发剂,无特别限制,可列举如:苯偶姻***、苯偶姻丁醚及苯偶姻异丙醚等苯偶姻醚类;4,4’-双二甲基氨基二苯甲酮及4,4’-双二乙基氨基二苯甲酮等二苯甲酮类;苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、1,1-二氯苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基-]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1,2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮及N,N-二甲基氨基苯乙酮等苯乙酮类;2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮及2-异丙基噻吨酮等噻吨酮类;苯偶酰二甲基缩酮、苯乙酮二甲基缩酮等缩酮类;2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦等氧化膦类;乙基对二甲基氨基苯甲酸酯、(2-二甲基氨基)乙基苯甲酸酯、双-4,4’-二甲基氨基二苯甲酮等胺协同剂等。
它们之中,在深部固化性方面优选2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1及2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮等α-氨基苯乙酮类;2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦等酰基氧化膦类;及胺协同剂等在长波长(例如,波长300nm)具有光吸收的光自由基引发剂,更优选酰基氧化膦类及胺协同剂。
另外,因苯偶酰二甲基缩酮等苯偶酰缩酮类促进酸产生,作为敏化剂起作用,故而优选。
另外,1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基-]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮等α-羟基苯乙酮类可使表面固化性提高,从而优选。
成分(F)的配合比例虽无特别限制,但相对于成分(B)100质量份,优选为0.01~20质量份,更优选为0.1~10质量份。成分(F)可单独使用也可两种以上并用。
通过在本发明的光固化性组合物中配合(I)树脂填料,可增强固化物,使耐热蠕变性提高。上述树脂填料(I)是包含有机树脂等的粒状的填料,可使用聚丙烯酸乙酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯等公知的有机质微粒。
例如作为脲醛树脂系填料,可列举出ALBEMARLE公司制造的“PERGOPAK系列”等。另外作为三聚氰胺树脂系填料,可列举出日本触媒株式会社制造的“EPOSTAR M30”等。另外作为氨基甲酸酯树脂系填料,可列举出根上工业株式会社制造的“Art-Pearl C-200、C-300、C-400、C-800”等交联氨基甲酸酯珠粒等。另外,作为苯代胍胺树脂系填料,可列举出日本触媒株式会社制造的“EPOSTAR M05、MS”等。作为酚醛树脂系填料,可列举出住友电木公司制造的“PR-RES-5”、昭和高分子公司制造的“Shonol PMB-1010”等。作为丙烯酸类树脂系填料,可列举出积水化成品工业株式会社制造的“Techpolymer MBX系列”等。另外,作为苯乙烯树脂系填料,可列举出积水化成品工业株式会社制造的“Techpolymer SBX系列”等。
作为上述树脂填料(I),在对成分(A)、(B)的相容性良好方面优选为氨基甲酸酯树脂系填料、丙烯酸类树脂系填料,更优选为氨基甲酸酯树脂系填料。
树脂填料(I)的平均粒径为1~150μm,优选为5~30μm。在本发明中,上述平均粒径通过激光折射散射法测定。若平均粒径小于1μm,则有时变得在组合物的体系中难以分散。另外,若大于150μm则有涂布器的喷嘴变得易堵塞的倾向。
上述(I)树脂填料的Tg优选为20℃~-60℃,进一步优选为0℃~-50℃。需要说明的是,Tg通过差示扫描热量测定法(DSC法)测定。若Tg低于-60℃,则有时变得在组合物的体系中难以分散。另外,若高于20℃则有时耐热蠕变性降低。
将本发明的光固化性组合物用于要求遮光性的用途时,上述(I)树脂填料优选包含黑色的树脂填料。以往,若在光固化性组合物中添加遮光性材料则深部固化性变差,有厚膜固化变困难的问题,寻求赋予遮光性的同时可获得良好的深部固化性的材料。通过在本发明的光固化性组合物中使用平均粒径1~150μm的黑色的树脂填料,即使在使用单一波长的LED灯等的情况下也可获得良好的深部固化性,可达成优异的遮光性和深部固化性。进一步,因改善了深部固化性,故也可使耐热蠕变性提高。
成分(I)的配合比例虽无特别限制,但相对于成分(A)及(B)的合计100质量份,优选为0.5~200质量份,更优选为1~50质量份。若少于0.5质量份则有时耐热蠕变性降低,若多于200质量份则有时不能获得充分的初始粘接性。成分(I)可单独使用也可两种以上并用。
本发明的光固化性组合物优选还含有(J)水分吸收剂。
作为上述水分吸收剂,后述的硅烷偶联剂、硅酸盐是优选的。作为上述硅酸盐,没有特别限定,可列举如四烷氧基硅烷或其部分水解缩合物,可更具体列举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、乙氧基三甲氧基硅烷、二甲氧基二乙氧基硅烷、甲氧基三乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四异丁氧基硅烷、四叔丁氧基硅烷等四烷氧基硅烷(四烷基硅酸盐)、以及它们的部分水解缩合物。
作为用作(J)水分吸收剂的硅烷偶联剂,只要是作为水分吸收剂起作用的物质就无特别限制,但优选为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等(甲基)丙烯酰基以外的含有乙烯基的含烯属不饱和基团的硅烷类;己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷等烷基硅烷类;含苯基的硅烷类。
成分(J)的配合比例虽无特别限制,但相对于成分(A)、(B)及(I)的合计100质量份,优选为0.1~50质量份,更优选为1~50质量份。若少于0.1质量份则有固化性(UV、湿气固化两者)降低的倾向。另外,若多于50质量份,则有储存稳定性降低的倾向。成分(J)可单独使用也可两种以上并用。
将本发明的光固化性组合物用于要求遮光性的用途时,可配合上述黑色树脂填料以外的(K)遮光性材料。该(K)遮光性材料是对光固化性树脂组合物赋予遮光性的物质,优选为黑色颜料。若成分(K)过多,则因有发生组合物的固化物物性降低、或光固化性降低等不良情况的风险,故优选以少量的添加而赋予遮光性的遮光性材料。作为成分(K),可列举出无机或有机颜料。作为无机颜料,可列举出碳粉末、象牙墨、马尔斯黑(Mars Black)、桃黑(Peach Black)、灯黑、含铜、铁、铬、锰、钴等的无机系黑、钛黑等。优选为碳粉末,更优选为碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、天然石墨粉末、人造石墨粉末等,从以少量的添加对固化后的光固化性组合物赋予遮光性的观点考虑,特别优选为碳黑、乙炔黑、科琴黑。作为有机颜料,可列举出苯胺黑、苝黑,优选为苝黑。作为市售的制品,可列举出Nikko bics株式会社制造的黑色颜料(制品名:NBD-0744)等。
成分(K)的配合比例虽无特别限制,但相对于成分(A)、(B)及(I)的合计100质量份,优选为0.001~20质量份,更优选为0.01~10质量份。若少于0.001质量份,则有时不能获得充分的遮光性,若多于20质量份,则厚膜固化性降低。成分(K)可单独使用也可两种以上并用。
<其他添加剂>
在本发明的光固化性组合物中,以光固化性组合物或其固化物的各物性的调整为目的,可根据需要添加各种添加剂。作为这样的添加物的例子,可列举如:填充材料、抗氧化剂、增塑剂、反应性稀释剂、光稳定剂、增粘剂、溶剂、光敏化剂、阻燃剂、抗老化剂、自由基抑制剂、金属钝化剂、抗臭氧剂、磷系过氧化物分解剂、润滑剂、发泡剂等。这些各种添加剂可单独使用,也可两种以上并用。这样的添加物的具体例例如记载于日本特公平4-69659号公报、日本特公平7-108928号公报、日本特开昭63-254149号公报、日本特开昭64-22904号公报的各说明书等。
<填充材料>
作为填充材料,虽无特别限定,但可列举出在日本特开2005-232419号公报段落[0158]中记载的填充材料。在这些填充材料之中,优选为结晶性二氧化硅、熔融二氧化硅、白云石、碳酸钙、氧化钛、滑石等。
特别是在想要用这些填充材料获得强度高的固化物时,可添加主要选自结晶性二氧化硅、熔融二氧化硅、无水硅酸、水合硅酸、表面处理微细碳酸钙、焙烧粘土、粘土及活性氧化锌等填充材料。其中,优选:比表面积(根据BET吸附法)为50m2/g以上,通常为50~400m2/g,优选为100~300m2/g左右的超微粉末状的二氧化硅。另外进一步优选其表面用有机硅烷、有机硅氮烷、二有机聚硅氧烷等有机硅化合物预先进行疏水处理过的二氧化硅。
上述填充材料可根据目的、需要单独使用,也可两种以上并用。就使用填充材料时的添加量而言,相对于(A)成分及(B)成分的合计100质量份,优选以5~1000质量份的范围使用填充材料,更优选以20~500质量份的范围使用,特别优选以40~300质量份的范围使用。在配合量不足5质量份时,有时固化物的断裂强度、断裂伸长率、粘接性和耐候粘接性的改善效果不充分,若超过1000质量份则有时该光固化性组合物的作业性降低。
<抗氧化剂>
在本发明的光固化性组合物中,可根据需要使用各种抗氧化剂。作为这些抗氧化剂,可列举出对苯二胺系抗氧化剂、胺系抗氧化剂、受阻酚系抗氧化剂,作为二次抗氧化剂可列举出磷系抗氧化剂,硫系抗氧化剂等。
抗氧化剂的添加量虽无特别限定,但相对于(A)成分及(B)成分的合计100质量份,优选在0.1~10质量份,进一步优选在0.5~5质量份的范围内使用。
<增塑剂>
可在本发明的光固化性组合物中根据需要配合增塑剂。
作为增塑剂虽无特别限定,但以物性的调整、性状的调节等为目的,可列举如在日本特开2005-232419号公报段落[0173]中记载的增塑剂。在它们之中,从粘度的降低效果显著,耐热性试验时的挥发率低方面考虑,优选聚酯系增塑剂、乙烯基系聚合物。另外,通过添加作为数均分子量500~15000的聚合物的高分子增塑剂,可调整该光固化性组合物的粘度及将该光固化性组合物固化所得的固化物的拉伸强度、伸长率等机械特性的同时,与使用作为在分子中不含聚合物成分的增塑剂的低分子增塑剂的情况相比,可长期维持初始的物性,故而优选。需要说明的是,虽无限定,但该高分子增塑剂具有或不具有官能团皆可。
虽然上述高分子增塑剂的数均分子量记载为500~15000,但优选为800~10000,更优选为1000~8000。若分子量过低则有时暴露于热或与液体接触时增塑剂随时间流出,不能长期维持初始的物性。另外,若分子量过高则有粘度变高、作业性降低的倾向。
从相容性及耐候性、耐热老化性方面考虑,在这些高分子增塑剂之中优选乙烯基系聚合物。在乙烯基系聚合物之中优选(甲基)丙烯酸系聚合物,进一步优选丙烯酸系聚合物。就该丙烯酸系聚合物的合成法而言,可列举出由以往的溶液聚合得到的丙烯酸系聚合物、无溶剂型丙烯酸聚合物等。因后者的丙烯酸系增塑剂不使用溶剂、链转移剂而是利用高温连续聚合法(USP4414370、日本特开昭59-6207号公报、日本特公平5-58005号公报、日本特开平1-313522号公报、USP5010166)制作,故在本发明的目的中更优选。作为其例子无特别限定,可列举出东亚合成品UP系列等(参照工业材料1999年10月号)。不用说,作为其他合成法还可列举出活性自由基聚合法。利用该方法,因其聚合物的分子量分布窄,能低粘度化故而优选,更优选原子转移自由基聚合法,但不限于此。
高分子增塑剂的分子量分布虽无特别限定,但优选较窄,优选为不足1.8。更优选为1.7以下,更优选为1.6以下,进一步优选为1.5以下,特别优选为1.4以下,最优选为1.3以下。
含有上述高分子增塑剂的增塑剂可单独使用,也可两种以上并用,但并不是必须的物质。另外可根据需要使用高分子增塑剂,在不对物性产生不良影响的范围内还可并用低分子增塑剂。需要说明的是这些增塑剂也能在制造聚合物时配合。
使用增塑剂时的用量虽无限定,但相对于(A)成分及(B)成分的合计100质量份,优选为1~100质量份,更优选为5~50质量份。若不足1质量份则有难以表现出作为增塑剂的效果的倾向,若超过100质量份则有固化物的机械强度不足的倾向。
<反应性稀释剂>
除了上述增塑剂以外,在本发明中,可使用后述反应性稀释剂。作为反应性稀释剂,在使用可在固化养护中挥发的那样的低沸点的化合物的情况下,因在固化前后发生形状变化,且挥发物还对环境造成不良影响,故特别优选在常温下的沸点为100℃以上的有机化合物。
作为反应性稀释剂的具体例,可列举出1-辛烯、4-乙烯基环己烯、乙酸烯丙酯、1,1-二乙酰氧基-2-丙烯、1-十一碳烯酸甲酯、8-乙酰氧基-1,6-辛二烯等,但不限于这些。
相对于(A)成分及(B)成分的合计100质量份,反应性稀释剂的添加量优选为0.1~100质量份,更优选为0.5~70质量份,进一步优选为1~50质量份。
<光稳定剂>
在本发明的光固化性组合物中,可根据需要添加光稳定剂。光稳定剂已知各种物质,可列举如在大成社发行的“抗氧化剂手册”、CMC化学发行的“高分子材料的劣化与稳定化”(235~242)等中记载的各种物质,但不限于这些。
虽无特别限定,但在光稳定剂之中,优选紫外线吸收剂,可具体例示出像Tinuvin P、Tinuvin234、Tinuvin320、Tinuvin326、Tinuvin327、Tinuvin329,Tinuvin213(以上均为日本汽巴-嘉基公司制造)等那样的苯并***系化合物、Tinuvin1577等那样的三嗪系、CHIMASSORB81等那样的二苯甲酮系、Tinuvin120(日本汽巴-嘉基公司制)等那样的苯甲酸酯系化合物等。
另外,也优选受阻胺系化合物,这样的化合物可具体列举出在日本特开2006-274084号公报中记载的物质,但不限于这些。进一步因有时紫外线吸收剂与受阻胺系化合物的组合更能发挥出效果,故虽无特别限定但可以并用,有时优选并用。
光稳定剂可与上述抗氧化剂并用,通过并用而进一步发挥出其效果,特别是因有时耐候性提高故特别优选。可使用预先将光稳定剂与抗氧化剂混合而成的Tinuvin C353、Tinuvin B75(以上均为日本汽巴-嘉基公司制造)等。
相对于(A)成分及(B)成分的合计100质量份,光稳定剂的用量优选为0.1~10质量份的范围。若不足0.1质量份则改善耐候性的效果小,若超过10质量份则就效果而言没有显著差别从而在经济层面不利。
<增粘剂>
通过配合上述增粘剂,可使对金属、塑料、玻璃等全体的被粘接物的粘接性提高。作为上述增粘剂,优选为公知的硅烷偶联剂,可列举如: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、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、1,3-二氨基异丙基三甲氧基硅烷等含氨基的硅烷类;N-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧基甲硅烷基)-1-丙胺、N-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙胺等酮亚胺型硅烷类;γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等含环氧基的硅烷类;γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷等含巯基的硅烷类;γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷等含(甲基)丙烯酰基的硅烷类;γ-氯丙基三甲氧基硅烷等含氯原子的硅烷类;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的硅烷类;苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷等含苯基的硅烷类等,但不限于这些。另外,可使用使上述含氨基的硅烷类与上述含硅烷类的含环氧基的化合物、含异氰酸酯基的化合物、含(甲基)丙烯酰基的化合物反应,将氨基改性而成的含有改性氨基的硅烷类。
相对于(A)成分及(B)成分的合计100质量份,优选配合上述增粘剂0.01~20质量份。若不足0.01质量份则粘接性的改善效果小,若超过20质量份则有固化物物性易降低的倾向。优选为0.1~10质量份,进一步优选为0.5~5质量份。
上述增粘剂可仅使用1种,也可两种以上混合使用。
<溶剂>
可以在本发明的光固化性组合物中根据需要配合溶剂。作为可配合的溶剂,可列举如:甲苯、二甲苯等芳香族烃系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸溶纤剂等酯系溶剂;丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮、二异丁酮等酮系溶剂等。这些溶剂可在聚合物的制造时使用。
作为上述光敏化剂,可列举如:9,10-二丁氧基蒽、蒽、苝、蔻、并四苯、苯并蒽、吩噻嗪、黄素、吖啶、香豆素酮、噻吨酮衍生物、二苯甲酮、苯乙酮、2-氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮或异丙基噻吨酮等。
本发明的光固化性组合物能以将全部配合成分预先配合密封而成的单组分型的形式制备,另外,还能以将仅去掉(C)光产酸剂及(F)光自由基引发剂等引发剂的A液、和将引发剂与填充材料、增塑剂、溶剂等混合而成的B液在紧接成形之前混合而成的双组分型的形式制备。
本发明包含光固化性组合物的固化物。因该固化物可以具有遮光性和粘接性,且强度、耐久性、耐湿性等各种特性优异,故同时满足固定(密封)用树脂和遮光用树脂的特性。本发明的固化物在1000μm的范围的膜厚内,利用下述数学式(1)由400~800nm的透射率算出的OD值优选为2.5以上。
OD值=-log10T···(1)
(在上述数学式(1)中,T表示各波长的透射率(%)。)
本发明还包括包含上述固化物的光学设备构件。作为光学设备构件,可列举如:液晶面板、传感器、光学拾波器、光学透镜、LED。本发明特别适合于液晶面板。
本发明还涉及包含上述光学设备构件的光学设备。作为光学设备,可列举如:各种显示器、数码相机、各种记录介质播放器等,特别适合于液晶显示器等显示模块。
本发明的显示模块的制造方法以使用本发明的光固化性组合物为特征,优选包括:在第1构件的外周区域涂布上述光固化性组合物的工序、对上述涂布的光固化性组合物照射光,使上述(B)含(甲基)丙烯酰系基的化合物固化的第1固化工序、在上述第1固化工序后将第2构件接合于上述第1构件来贴合显示模块的工序、在上述贴合工序后利用上述(A)聚合物的湿固化使上述第1构件与第2构件粘接固化的工序。
实施例
以下列举实施例对本发明进一步进行具体地说明,不用说,这些实施例仅是例示,不得限定性地进行解释。
(合成例1)
采用后述原子转移自由基法,合成具有丙烯酰氧基的聚合物B1。
将丙烯酸正丁酯100份脱氧。将反应容器的内部脱氧,添加溴化亚铜0.42份、脱氧了的丙烯酸正丁酯中的20份、乙腈4.4份、2,5-二溴己二酸二乙酯1.8份并在80℃混合,添加五甲基二亚乙三胺(以下,简称为三胺)0.018份,引发聚合反应。分次添加剩下的丙烯酸正丁酯80份,进行聚合反应。在聚合过程中,适当补加三胺来调整聚合速度,边将内温调整为约80℃~约90℃边使聚合进行。单体转化率(聚合反应率)为约95%以上时在反应容器气相部中导入氧-氮混合气体,边将内温保持在约80℃~约90℃边加热搅拌。将挥发成分减压除去并浓缩。将其用乙酸丁酯稀释,加入过滤助剂并过滤。对滤液添加吸附剂(协和化学工业制Kyowaad700SEN、Kyowaad500SH)并加热搅拌后,过滤并浓缩滤液。使其溶解于N,N-二甲基乙酰胺,添加丙烯酸钾(相对于末端Br基约2摩尔当量)、热稳定剂(H-TEMPO:4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-n-氧)、吸附剂(Kyowaad700SEN),在约70℃下进行加热搅拌。减压蒸馏除去挥发成分,然后用乙酸丁酯稀释,添加过滤助剂并过滤。浓缩滤液,得到在两末端具有丙烯酰氧基作为紫外线交联基团的聚合物B1。聚合物B1的数均分子量为22500、分子量分布为1.25、导入到每1个聚合物分子中的平均的丙烯酰氧基数为1.9。
(合成例2)
采用后述原子转移自由基法,合成具有二甲氧基甲硅烷基的聚(丙烯酸正丁酯)聚合物A1。
在氮气氛下,在250L反应器中加入CuBr(1.09kg)、乙腈(11.4kg)、丙烯酸丁酯(26.0kg)及2,5-二溴己二酸二乙酯(2.28kg),在70~80℃下搅拌30分钟左右。在其中加入五甲基二亚乙三胺,引发反应。从反应开始30分钟后用2小时连续补加丙烯酸丁酯(104kg)。在反应过程中适当添加五甲基二亚乙三胺,使内温变至70℃~90℃。到此为止使用的五甲基二亚乙三胺总量为220g。从反应开始4小时后,在80℃减压下,通过加热搅拌除去挥发成分。在其中添加乙腈(45.7kg)、1,7-辛二烯(14.0kg)、五甲基二亚乙三胺(439g)并持续8小时搅拌。将混合物在80℃减压下,加热搅拌并除去挥发成分。在该浓缩物中加入甲苯,使聚合物溶解后,加入硅藻土作为过滤助剂,加入硅酸铝、水滑石作为吸附剂,在氧氮混合气体气氛下(氧浓度6%),在内温100℃下加热搅拌。过滤除去混合液中的固态成分,将滤液在内温100℃减压下,加热搅拌并除去挥发成分。
进一步在该浓缩物中添加硅酸铝、水滑石作为吸附剂、热劣化防止剂,在减压下,加热搅拌(平均温度约175℃、减压度10Torr以下)。进一步补加硅酸铝、水滑石作为吸附剂,加入抗氧化剂,在氧氮混合气体气氛下(氧浓度6%),在内温150℃下加热搅拌。在该浓缩物中加入甲苯,使聚合物溶解后,过滤除去混合液中的固态成分,在减压下加热搅拌滤液并除去挥发成分,得到具有烯基的聚合物。将该具有烯基的聚合物、二甲氧基甲基硅烷(相对于烯基为2.0摩尔当量)、原甲酸甲酯(相对于烯基为1.0摩尔当量)、铂催化剂(双(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷)铂络合物催化剂的二甲苯溶液,铂相对于1kg聚合物为10mg))混合,在氮气氛下,在100℃下加热搅拌。确认烯基消失,将反应混合物浓缩而得到在末端具有二甲氧基甲硅烷基的聚(丙烯酸正丁酯)聚合物A1。所得的聚合物A1的数均分子量约为26000,分子量分布为1.3,Tg为-56.0℃。用1HNMR分析求出在每1分子聚合物中导入的平均甲硅烷基数,结果约为1.8个。
(实施例1)
按照表1所示的配合比例,在装有搅拌器、温度计的烧瓶中,将合成例1所得的聚合物B1、Light acrylate L-A(共荣社化学公司制,丙烯酸月桂酯)、IBXA(大阪有机化学工业公司制,丙烯酸异冰片酯)、合成例2所得的聚合物A1、Art-Pearl C-800透明(根上工业公司制,交联氨基甲酸酯珠粒,平均粒径6μm)及Disparlon#6500(楠本化成公司制,酰胺蜡)混合。通过将该混合物加热(100℃)、脱气、搅拌2小时进行混炼及脱水。
冷却后,在其混合物中分别添加并混合搅拌1,6-己二醇二丙烯酸酯、KBM-403(信越化学工业公司制,3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷)、KBM-503(信越化学工业公司制,3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)、KBM-1003(信越化学工业公司制,乙烯基三甲氧基硅烷)、碳黑(Nikkobics公司制造的黑色颜料(固态成分30%,DINP))、丙烯酸及Light esterP-2M(共荣社化学公司制,2-甲基丙烯酰氧基乙基酸式磷酸酯)。
进一步,通过添加Irgacure651(BASF日本公司制,2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮)、Darocur1173(BASF日本公司制,2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮)、Irgacure819(BASF日本公司制,双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦)、CPI-110TF(三氟甲烷磺酸酯的三芳基硫鎓盐系化合物)、PC(Godo公司制,碳酸亚丙酯)的混合物并搅拌混合来制备光固化性组合物。
对上述得到的光固化性组合物进行下述试验。
1)耐热耐蠕变试验
基于JIS K6859.6的图2,在75mm×25mm×3mm的聚碳酸酯板上,将所得的光固化性组合物在从一端算起25mm的长度部分以成为1mm厚度的方式进行涂布,照射金属卤化物灯(照度:50mW/cm2)的光30秒钟使其表现出粘合性。之后,马上贴合75mm×25mm×3mm的玻璃板。之后在23℃、50%RH下养护1天时间,得到拉伸剪切蠕变试验片。之后,在规定的温度条件(50℃或60℃)的无风烘箱中放入试验片,在试验片的一方的聚碳酸酯的端部上载置500g的重物,在上述温度条件下进行耐热耐蠕变试验,测定直到试验片的破坏为止的时间。在表2中显示结果。
2)厚膜固化性试验
将所得的光固化性组合物填充于厚度约2mm的片状型框,照射金属卤化物灯(照度:50mW/cm2)的光30秒钟,或LED灯(波长:405nm)的光(照度:1000mW/cm2,累积光量:1500mJ/cm2)。之后在23℃、50%RH下养护1天时间。就评价而言,使用金属卤化物灯时,若从表面起固化1.5mm以上则记为“◎”,固化范围为从表面起1.0mm以上且不足1.5mm的范围时记为“○”,固化范围为从表面起不足1.0mm的范围时或未固化时记为“×”。同样地,使用LED灯时,若从表面起固化1.0mm以上则记为“◎”,固化范围为从表面起0.5mm以上且不足1.0mm的范围时记为“○”,固化范围为从表面起不足0.5mm的范围时或未固化时记为“×”。在表2中显示结果。
3)遮光性试验
将所得的光固化性组合物以厚度1000μm涂布于浮法玻璃板上,照射金属卤化物灯(照度:50mW/cm2)的光30秒钟使其固化。使用紫外分光光度计,测定透射试验体的各波长的透射率,根据下述数学式(1)的计算式算出OD值,评价遮蔽性。在表3中显示结果。需要说明的是,对从实施例5的光固化性组合物中除去碳黑后的组合物也进行同样的试验(实验例1)。
OD值=-log10T···(1)
需要说明的是,在数学式(1)中,T表示各波长的透射率(%)。
[表1]
在表1中,各配合物质的配合量以g表示,聚合物B1是在合成例1中得到的聚合物B1,聚合物A1是在合成例2中得到的聚合物A1,其他配合物质的详细情况同下。
CPI-110TF:San-apro公司制造的制品名,三氟甲烷磺酸酯的三芳基硫鎓盐系化合物。
CPI-100P:San-apro公司制造的制品名,二苯基[4-(苯硫基)苯基]硫鎓六氟磷酸盐的50%碳酸亚丙酯溶液。
Irgacure250:BASF日本公司制造的制品名,碘鎓(4-甲基苯基)[4-(2-甲基丙基)苯基]-六氟磷酸盐与碳酸亚丙酯的3:1的混合物。
LA:制品名Light acrylate L-A,共荣社化学公司制,丙烯酸月桂酯。
IBXA:大阪有机化学工业公司制,丙烯酸异冰片酯。
HDDA:1,6-己二醇二丙烯酸酯。
Light ester P-2M:共荣社化学公司制造的制品名,2-甲基丙烯酰氧基乙基酸式磷酸酯。
Irgacure651:BASF日本公司制造的制品名,2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮。
Darocur1173:BASF日本公司制造的制品名,2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮。
Irgacure819:BASF日本公司制造的制品名,双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦。
Art-Pearl C-800透明:根上工业公司制造的制品名,交联氨基甲酸酯珠粒,平均粒径6μm,Tg-13℃。
Art-Pearl C-800黑:根上工业公司制造的制品名,黑色的交联氨基甲酸酯珠粒,平均粒径6μm,Tg-13℃。
Art-Pearl C-400透明:根上工业公司制造的制品名,交联氨基甲酸酯珠粒,平均粒径15μm,Tg-13℃。
Art-Pearl J-4PY:根上工业公司制造的制品名,PBMA(聚甲基丙烯酸丁酯)交联珠粒,平均粒径2.2μm。
KBM-403:信越化学工业公司制造的制品名,3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。
KBM-503:信越化学工业公司制造的制品名,3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
KBM-1003:信越化学工业公司制造的制品名,乙烯基三甲氧基硅烷。
Disparlon#6500:楠本化成公司制造的制品名,酰胺蜡。
碳黑:Nikko bics公司制,黑色颜料(固态成分30%,DINP)。
[表2]
[表3]
(实施例2~7,比较例1及2)
除了如表1所示变更配合物质以外与实施例1同样地制备光固化性组合物,进行各测定。在表2中显示结果。
如表2及3所示,实施例1~7的光固化性组合物的耐热蠕变性优异,显示优异的粘接耐久性的同时,可兼具遮光性和深部固化性,在赋予遮光性的同时能厚膜固化。进一步,如实施例7所示,通过使用黑色的树脂填料作为(I)成分,得以进一步使深部固化性提高。
(实施例8)
使用在实施例7中所得的光固化性组合物,利用下述方法制作显示模块。其过程用图1进行说明。此处,图1是示意性地表示显示模块10的制造方法的各工序的侧面截面图。
首先,如图1(a)所示,使用涂布器20,在背光单元22的显示侧的面的周围区域,以成为宽度2.0mm、厚度1.2mm的方式涂布未固化的液状的光固化性组合物12。
接着,如图1(b)所示,对在背光单元22上涂布的液状的光固化性组合物12的层照射光[照射条件:LED灯(波长:405nm),照度:1000mW/cm2,累积光量:1500mJ/cm2]。利用紫外线照射装置24,对光固化性组合物12照射紫外线,在使光固化性组合物12固化的同时使其表现出粘合力,形成粘合层14。利用紫外线照射,使光固化性组合物产生粘合性,因该粘合性在结束紫外线照射后也保持,故可在之后的工序进行构件的接合操作。另外,固化的粘合层14也具有弹性。
接着,如图1(c)所示,从在周围区域形成了粘合层14的背光单元22的上方,使液晶面板26下降,使液晶面板26的下表面周围区域与粘合层14的上表面接触,将背光单元22与液晶面板26接合,组装成显示模块10。之后,在23℃、50%RH下用1周时间使粘合层14固化使之成为粘接层16,制成显示模块。粘接层16的厚度为1.0mm。由此,形成背光单元22、液晶面板26、粘接层16所包围的显示模块的内部区域18,该内部区域18处于从外部被密封了的状态。另外,通过如上适当地取粘接层16的宽度尺寸W,内部区域18被实质性地从外部遮光。
对所得的显示模块在60℃下立放1500小时确认了显示模块未产生偏移。

Claims (13)

1.一种光固化性组合物,其特征在于,含有:
(A)在1分子中平均具有0.8个以上的交联性甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯系聚合物、
(B)具有下述通式(1)所示的(甲基)丙烯酰系基的含(甲基)丙烯酰系基的化合物、
(C)固化促进剂、
(F)光自由基引发剂及
(I)平均粒径1~150μm的树脂填料,
-OC(O)C(R1)=CH2···(1),
在所述通式(1)中,R1表示氢原子或碳原子数1~20的有机基团。
2.根据权利要求1所述的光固化性组合物,其特征在于,利用下述数学式(1),由厚度1000μm的光固化性组合物的固化物在400~800nm波长下的透射率算出的OD值为2.5以上,
OD值=-log10T···(1)
在所述数学式(1)中,T表示各波长的透射率,T的单位为%。
3.根据权利要求1或2所述的光固化性组合物,其特征在于,所述(I)树脂填料包含黑色的树脂填料。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的光固化性组合物,其特征在于,所述(B)含(甲基)丙烯酰系基的化合物是选自(P)主链不是聚硅氧烷的含(甲基)丙烯酰系基的有机聚合物、(D)具有烃基的(甲基)丙烯酸酯单体、(E)具有极性基团的含(甲基)丙烯酰系基的单体、(G)1或2官能性的具有磷酸基的含(甲基)丙烯酰系基的单体及(H)多官能性含(甲基)丙烯酰系基的单体中的1种以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的光固化性组合物,其特征在于,所述(C)固化促进剂为光产酸剂。
6.根据权利要求5所述的光固化性组合物,其特征在于,所述光产酸剂是选自硫鎓盐及碘鎓盐中的1种以上。
7.根据权利要求5或6所述的光固化性组合物,其特征在于,所述光产酸剂具有选自(R11SO22N-、(R11SO23C-、R11SO3 -及PF6 -中的1种以上的阴离子作为抗衡阴离子,其中,R11表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的全氟烷基或碳原子数6~20的芳基,烷基及全氟烷基可以是直链、支链状或环状中的任一种,芳基可以是未取代的,也可以具有取代基。
8.一种权利要求1~7中任一项所述的光固化性组合物的固化物。
9.一种光学设备构件,其特征在于,其含有权利要求8所述的固化物。
10.一种光学设备,其特征在于,其包含权利要求9所述的光学设备构件。
11.根据权利要求10所述的光学设备,其特征在于,其是显示模块。
12.一种显示模块的制造方法,其特征在于,其使用权利要求1~7中任一项所述的光固化性组合物。
13.根据权利要求12所述的显示模块的制造方法,其特征在于,包括:在第1构件的外周区域涂布所述光固化性组合物的工序、
对所述被涂布的光固化性组合物照射光,使所述(B)含(甲基)丙烯酰系基的化合物进行固化的第1固化工序、
在所述第1固化工序后,将第2构件接合于所述第1构件来贴合显示模块的工序、
在所述贴合工序后,通过所述(A)聚合物的湿固化使所述第1构件与第2构件粘接固化的工序。
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