CN113227249B - 树脂组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供环境负荷小、并且聚合物微粒的分散性优异的新型的树脂组合物。一种树脂组合物,分别以特定量含有水、具有特定构成的聚合物微粒(A)以及具有特定构成的热固化性树脂(B),实质上不包含有机溶剂,硫元素(S)和磷元素(P)的含量在特定的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及树脂组合物及其利用。
背景技术
热固化性树脂具有较高的耐热性、机械强度等各种优异的性质,由此在各种领域中使用。热固化性树脂中,环氧树脂例如作为电子电路密封剂、涂料、粘接剂以及纤维强化材料的基体树脂而用于广泛的用途中。环氧树脂的耐热性、耐试剂性、绝缘性等优异,但存在热固化性树脂的特征即耐冲击性不充分的问题。为了改善热固化性树脂的耐冲击性,广泛使用在热固化性树脂中添加弹性体的方法。
作为上述弹性体,可举出聚合物微粒(例如交联聚合物微粒)。将聚合物微粒与热固化性树脂(例如环氧树脂)简单混合是容易的。作为混合方法,例如可举出集中若干具有小于1μm的粒径的聚合物微粒而制成具有1μm以上的粒径的聚合物微粒的粉粒体后,将该粉粒体与热固化性树脂机械混合的方法。应予说明,将这样集中若干聚合物微粒而制成的聚合物微粒的粉粒体称为2次粒子,将成为粉粒体前的、具有小于1μm的粒径的聚合物微粒本身称为1次粒子。利用上述的混合方法,能够在热固化性树脂中分散聚合物微粒的2次粒子。然而,使具有小于1μm的粒径的聚合物微粒的1次粒子分散于热固化性树脂在工业等级上非常困难。
如上述那样,在将聚合物微粒的2次粒子(粉粒体)与热固化性树脂机械混合而得到树脂组合物的情况下,在树脂组合物中,聚合物微粒的1次粒子彼此凝聚。由此,存在使得到的树脂组合物固化而得到的固化物的表面外观非常差的问题。因此,提出了向热固化性树脂以1次粒子的状态分散聚合物微粒的各种制造方法。
专利文献1中公开了使用溶剂向聚合性有机化合物(H)(热固化性树脂)分散橡胶态聚合物粒子(A)(聚合物微粒)的制造方法。
专利文献2中公开了通过利用脱水树脂,在不使用溶剂的情况下向含环氧基的化合物(热固化性树脂)分散交联橡胶态共聚物(聚合物微粒)的制造方法。
专利文献3中公开了通过将环氧树脂和核/壳交联共聚物的胶乳投入到具备搅拌机的烧瓶中,一边搅拌一边进行减压蒸馏而得到的环氧树脂组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国际公开WO2005/028546号公报
专利文献2:日本特开平5-339471
专利文献3:日本特开平8-183836
发明内容
然而,从环境负荷或者树脂组合物中的聚合物微粒的分散性的观点考虑,上述那样的现有技术并不充分,有进一步改善的余地。
本发明的一个实施方式鉴于所述问题点,其目的在于提供一种环境负荷小、且聚合物微粒的分散性优异的新型树脂组合物。
本发明人等为了解决上述课题反复进行了深入研究,其结果发现可提供一种环境负荷小并且聚合物微粒的分散性优异的树脂组合物,从而完成本发明。
即,本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物的制造方法包括如下工序:工序1,得到包含聚合物微粒(A)和乳化剂(C)的水性胶乳;工序2,使用上述水性胶乳,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料;工序3,从上述浆料取出上述凝析物,并且以该凝析物的重量作为基准将上述凝析物的含水量调整为10%以上;工序4,将上述凝析物与热固化性树脂(B)混合;上述聚合物微粒(A)包含含橡胶接枝共聚物,上述含橡胶接枝共聚物具有弹性体和接枝键合于该弹性体的接枝部,上述接枝部是包含来自于以下单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物,上述单体是选自芳香族乙烯基单体、乙烯基氰单体和(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上的单体,上述工序2中,还具有在上述水性胶乳中添加树脂(E)的工序,上述树脂(E)是在25℃中具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度的液体、半固体、或固体。
另外,本发明的一实施方式涉及的树脂组合物是含有水、聚合物微粒(A)及热固化性树脂(B)的树脂组合物,上述聚合物微粒(A)包含含橡胶接枝共聚物,上述含橡胶接枝共聚物具有弹性体和接枝键合于该弹性体的接枝部,上述弹性体包含选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶及聚硅氧烷橡胶系弹性体中的1种以上,上述接枝部是包含来自于以下单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物,上述单体是选自芳香族乙烯基单体、乙烯基氰单体和(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上的单体,上述热固化性树脂(B)包含选自含有使乙烯性不饱和单体聚合而成的聚合物的树脂、环氧树脂、酚醛树脂、多元醇树脂和氨基甲醛树脂中的至少1种热固化性树脂,在上述聚合物微粒(A)和上述热固化性树脂(B)的合计100重量%中,上述聚合物微粒(A)为1~50重量%,上述热固化性树脂(B)为50~99重量%,上述树脂组合物中的含水量以该树脂组合物的重量作为基准时为2000ppm~40000ppm,实质上不包含有机溶剂,硫元素(S)的含量为2300ppm以下,并且,磷元素(P)的含量为1200ppm以下,这里,上述“实质上不包含有机溶剂”是指上述树脂组合物中包含的上述有机溶剂的量以该树脂组合物的重量作为基准时为100ppm以下。
另外,本发明的一实施方式涉及的固化物是使本发明的一实施方式涉及的树脂组合物固化而成的固化物。
另外,本发明的一实施方式涉及的粘接剂包含本发明的一实施方式涉及的树脂组合物。
根据本发明的一个实施方式,能够提供一种环境负荷小,并且聚合物微粒的分散性优异的树脂组合物。
具体实施方式
以下说明本发明的一实施方式,但本发明并不限于此。本发明并不限于以下进行说明的各构成,能够在要求保护的范围内进行各种变更。另外,对于适当地组合不同的实施方式或实施例中分别公开的技术手段而得到的实施方式或者实施例,也包含于本发明的技术范围。另外,通过在各实施方式中分别组合公开的技术手段,能够形成新技术特征。应予说明,本说明书中记载的学术文献和专利文献的全部内容在本说明书中作为参考文献引用。另外,本说明书中只要没有特别记载,表示数值范围的“A~B”表示“A以上(包括A且比A大)B以下(包括B且比B小)”。
〔1.本发明的一实施方式的技术思想〕
本发明人反复进行了深入的研究,其结果,在上述的现有技术文献(专利文献1和2)所记载的技术中,发现了存在以下所示这样的改善余地或问题。
专利文献1中记载的技术能够得到大幅度减少来自于聚合物粒子的乳化剂、电解质等杂质的树脂组合物。然而,对于专利文献1中记载的技术,本发明人等从环境负荷和成本的观点考虑独自发现有进一步改善的余地。
专利文献2中记载的技术并不使用溶剂。然而,本发明人等研究了专利文献2中记载的技术,其结果本发明人等独自发现了专利文献2中记载的这样的不具有核壳结构的交联橡胶态共聚物对于专利文献2中记载的方法而言在含有环氧基的化合物(热固化性树脂)中的分散性差。
另外,专利文献4所记载的技术不具有从核/壳交联共聚物的胶乳取出核/壳交联共聚物的凝析物的工序。本发明人等独自发现了在专利文献4的技术中在得到的环氧树脂组合物中大量残留有来自于乳化剂的物质。并且,本发明人等独自发现了来自于乳化剂的物质大量存在的树脂组合物在树脂组合物中无法充分享受由聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)带来的诸多物性和诸多性能。
本发明人等为了解决上述课题,反复深入进行了研究,其结果完成了本发明。具体而言,本发明人等独自发现了通过经过将使用包含聚合物微粒的水性胶乳而得到的聚合物微粒的凝析物的含水量调整为特定的量的工序,能够在不使用溶剂的情况下,得到在热固化性树脂中聚合物微粒良好地分散的树脂组合物。
〔2.树脂组合物〕
本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物是含有水、聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的树脂组合物。上述聚合物微粒(A)包含含橡胶接枝共聚物,所述含橡胶接枝共聚物具有弹性体和接枝键合于该弹性体的接枝部。上述弹性体包含选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶以及聚硅氧烷橡胶系弹性体中的1种以上。上述接枝部是包含来自于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种以上单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物。上述热固化性树脂(B)包含选自含有使乙烯性不饱和单体聚合而成的聚合物的树脂、环氧树脂、酚醛树脂、多元醇树脂以及氨基甲醛树脂中的至少1种热固化性树脂。在上述聚合物微粒(A)和上述热固化性树脂(B)的合计100重量%中,上述聚合物微粒(A)为1~50重量%,上述热固化性树脂(B)为50~99重量%。本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物中的含水量以该树脂组合物的重量作为基准是2000ppm~40000ppm。本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物实质上不包含有机溶剂。本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物的硫元素(S)的含量为2300ppm以下,并且,磷元素(P)的含量为1200ppm以下。本说明书中,上述“实质上不包含有机溶剂”是指上述树脂组合物中包含的上述有机溶剂的量以该树脂组合物的重量作为基准是100ppm以下。
将本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物也简称为本树脂组合物。
本树脂组合物具有上述构成,因此在热固化性树脂(B)中,聚合物微粒(A)的分散性优异。其结果是本树脂组合物能够提供表面美观性优异的固化物。另外,本树脂组合物实质上不包含有机溶剂,因此环境负荷小。
本树脂组合物的硫元素(S)的含量和磷元素(P)的含量少。其结果本树脂组合物能够大量获得该树脂组合物中由聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)带来的诸多物性和诸多性能。
本树脂组合物包含热固化性树脂(B),因此使树脂组合物固化,由此能够得到固化物。因此,使本树脂组合物固化得到的固化物也在本发明的范围内。
以下,对本树脂组合物中包含的各成分进行说明,其后,对本树脂组合物的物性进行说明。
(2-1.聚合物微粒(A))
(2-1-1.弹性体)
弹性体优选包含选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶及聚硅氧烷橡胶系弹性体中的1种以上。弹性体可以又称为橡胶粒子。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。
对弹性体包含二烯系橡胶的情况(情况A)进行说明。在情况A下,得到的树脂组合物可提供韧性和耐冲击性优异的固化物。
上述二烯系橡胶是包含来自于二烯系单体的构成单元作为构成单元的弹性体。上述二烯系单体可又称为共轭二烯系单体。在情况A下,二烯系橡胶可以是在构成单元100重量%中包含来自于二烯系单体的构成单元50~100重量%以及来自于能够与二烯系单体共聚的二烯系单体以外的乙烯基系单体的构成单元0~50重量%。在情况A下,二烯系橡胶可以以比来自于二烯系单体的构成单元少的量包含来自于(甲基)丙烯酸酯系单体的构成单元作为构成单元。
作为二烯系单体,例如可举出1,3-丁二烯、异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)、2-氯-1,3-丁二烯等。这些二烯系单体可仅使用1种,也可组合使用2种以上。
作为能够与二烯系单体共聚的二烯系单体以外的乙烯基系单体(以下也称为乙烯基系单体A),例如可举出(a)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;(b)丙烯酸、甲基丙烯酸等的乙烯基羧酸类;(c)丙烯腈、甲基丙烯腈等乙烯基氰类;(d)氯乙烯、溴乙烯、氯丁烯等卤化乙烯类;(e)乙酸乙烯酯;(f)乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯等烯烃类;(g)邻苯二甲酸二烯丙基酯、氰脲酸三烯丙基酯、异氰脲酸三烯丙基酯、二乙烯基苯等多官能性单体等。上述乙烯基系单体A可仅使用1种,也可组合使用2种以上。上述乙烯基系单体A中,特别优选为苯乙烯。应予说明,在情况A下的二烯系橡胶中,来自于乙烯基系单体A的构成单元为任意成分。在情况A下,二烯系橡胶可仅由来自于二烯系单体的构成单元构成。
在情况A下,作为二烯系橡胶,优选由来自于1,3-丁二烯的构成单元构成的丁二烯橡胶(也称为聚丁二烯橡胶)、或者1,3-丁二烯与苯乙烯的共聚物即丁二烯-苯乙烯橡胶(也称为聚苯乙烯-丁二烯),更优选丁二烯橡胶。若为上述构成,则可进一步发挥由聚合物微粒(A)包含二烯系橡胶所带来的期望效果。另外,丁二烯-苯乙烯橡胶从能够通过折射率的调整而提高得到的固化物的透明性的观点考虑,更优选。
对弹性体包含(甲基)丙烯酸酯系橡胶的情况(情况B)进行说明。情况B中,根据多种单体的组合,能够设计弹性体的广泛的聚合物。
上述(甲基)丙烯酸酯系橡胶是包含来自于(甲基)丙烯酸酯系单体的构成单元作为构成单元的弹性体。在情况B下,(甲基)丙烯酸酯系橡胶可以在构成单元100重量%中包含来自于(甲基)丙烯酸酯系单体的构成单元50~100重量%以及来自于能够与(甲基)丙烯酸酯系单体共聚的(甲基)丙烯酸酯系单体以外的乙烯基系单体的构成单元0~50重量%。在情况B下,(甲基)丙烯酸酯系橡胶可以以比来自于(甲基)丙烯酸酯系单体的构成单元少的量包含来自于二烯系单体的构成单元作为构成单元。
作为(甲基)丙烯酸酯系单体,例如可举出(a)(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)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯等的(甲基)丙烯酸烷基酯类;(b)(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯等的含有芳香环的(甲基)丙烯酸酯类;(c)(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁基酯等的(甲基)丙烯酸羟基烷基酯类;(d)(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的(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯类;(e)(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯类;(f)(甲基)丙烯酸烯丙基酯、(甲基)丙烯酸烯丙基烷基酯等(甲基)丙烯酸烯丙基烷基酯类;(g)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)丙烯酸酯等的多官能性(甲基)丙烯酸酯类等。这些的(甲基)丙烯酸酯系单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。这些(甲基)丙烯酸酯系单体中,特别优选为(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)丙烯酸酯系单体共聚的(甲基)丙烯酸酯系单体以外的乙烯基系单体(以下,也称为乙烯基系单体B),可举出在上述乙烯基系单体A中列举的单体。乙烯基系单体B可仅使用1种,也可组合使用2种以上。乙烯基系单体B中,特别优选为苯乙烯。应予说明,在情况B的(甲基)丙烯酸酯系橡胶中,来自于乙烯基系单体B的构成单元是任意成分。在情况B下,(甲基)丙烯酸酯系橡胶可仅由来自于(甲基)丙烯酸酯系单体的构成单元构成。
对于弹性体包含聚硅氧烷橡胶系弹性体的情况(情况C)进行说明。在情况C下,得到的树脂组合物能够提供具有充分的耐热性,并且低温下的耐冲击性优异的固化物。
作为聚硅氧烷橡胶系弹性体,例如可举出(a)由二甲基甲硅烷基氧基、二乙基甲硅烷基氧基、甲基苯基甲硅烷基氧基、二苯基甲硅烷基氧基、二甲基甲硅烷基氧基-二苯基甲硅烷基氧基等的烷基或芳基2取代甲硅烷基氧基单元构成的聚硅氧烷系聚合物,(b)由侧链的烷基的一部分被氢原子取代的有机氢甲硅烷基氧基等烷基或芳基1取代甲硅烷基氧基单元构成的聚硅氧烷系聚合物。这些聚硅氧烷系聚合物可仅使用1种,也可组合使用2种以上。这些聚硅氧烷系聚合物中,(a)从得到的树脂组合物能够提供耐热性优异的固化物来看,优选由二甲基甲硅烷基氧基单元、甲基苯基甲硅烷基氧基单元和/或二甲基甲硅烷基氧基-二苯基甲硅烷基氧基单元构成的聚合物,(b)从能够容易获得较为经济来看,最优选由二甲基甲硅烷基氧基单元构成的聚合物。
在情况C下,聚合物微粒(A)优选在聚合物微粒(A)所包含的弹性体100重量%中包含聚硅氧烷橡胶系弹性体80重量%以上,更优选包含90重量%以上。若为上述构成,得到的树脂组合物能够提供耐热性优异的固化物。
弹性体可以进一步包含二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶以及聚硅氧烷橡胶系弹性体以外的弹性体。作为二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶及聚硅氧烷橡胶系弹性体以外的弹性体,例如可举出天然橡胶。
(弹性体的交联结构)
由于能够保持聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散稳定性,所以优选在弹性体中导入交联结构。作为交联结构向弹性体的导入方法,可采用一般使用的方法,例如可举出以下的方法。即,可举出在弹性体的制造中,在能够构成弹性体的单体中混合多官能性单体和/或含巯基化合物等交联性单体,接着进行聚合的方法。本说明书中,将制造弹性体等聚合物的事项也称为将聚合物进行聚合。
另外,作为在聚硅氧烷橡胶系弹性体中导入交联结构的方法,可举出如下的方法:(a)在将聚硅氧烷橡胶系弹性体聚合时,使多官能性的烷氧基硅烷化合物与其它的材料一起并用一部分的方法,(b)将乙烯基反应性基团、巯基等反应性基团导入聚硅氧烷橡胶系弹性体,其后添加乙烯基聚合性的单体或有机过氧化物等进行自由基反应的方法,或者(c)将聚硅氧烷橡胶系弹性体聚合时,使多官能性单体和/或含巯基化合物等交联性单体与其他的材料一起混合,接着进行聚合的方法等。
多官能性单体可称为在同一分子内具有2个以上的自由基聚合性反应基团的单体。上述自由基聚合性反应基团优选为碳-碳双键。作为多官能性单体,不包含丁二烯,可例示(甲基)丙烯酸烯丙基酯(例如(甲基)丙烯酸烯丙基烷基酯类和(甲基)丙烯酸烯丙基氧基烷基酯类等)这样的具有烯键式不饱和双键的(甲基)丙烯酸酯等。作为具有2个(甲基)丙烯酸基的单体,可举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、己烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯以及聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯类。作为上述聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯类,可例示三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二(甲基)丙烯酸酯等。另外,作为具有3个(甲基)丙烯酸酯基的单体,可例示烷氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯类、甘油丙氧基三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯等。作为烷氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯类,可举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三乙氧基三(甲基)丙烯酸酯等。另外,作为具有4个(甲基)丙烯酸基的单体,可例示季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯等。并且,作为具有5个(甲基)丙烯酸基的单体,可例示二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。并且,作为具有6个(甲基)丙烯酸基的单体,可例示二(三羟甲基丙烷)六(甲基)丙烯酸酯等。作为多官能性单体,另外,可举出邻苯二甲酸二烯丙基酯、氰脲酸三烯丙基酯、异氰脲酸三烯丙基酯、二乙烯基苯等。
作为含巯基化合物,可举出烷基取代硫醇、烯丙基取代硫醇、芳基取代硫醇、羟基取代硫醇、烷氧基取代硫醇、氰基取代硫醇、氨基取代硫醇、甲硅烷基取代硫醇、酸基取代硫醇、卤素基取代硫醇及酰基取代硫醇等。作为烷基取代硫醇,优选碳原子数1~20的烷基取代硫醇,更优选为碳原子数1~10的烷基取代硫醇。作为芳基取代硫醇,优选苯基取代硫醇。作为烷氧基取代硫醇,优选碳原子数1~20的烷氧基取代硫醇,更优选碳原子数1~10的烷氧基取代硫醇。作为酸基取代硫醇,优选具有羧基的碳原子数1~10的烷基取代硫醇、或者具有羧基的碳原子数1~12的芳基取代硫醇。
(弹性体的玻璃化转变温度)
从得到具有优异的韧性的固化物来看,弹性体的玻璃化转变温度(以下,有时简称为“Tg”)优选为80℃以下,更优选为70℃以下,更优选为60℃以下,更优选为50℃以下,更优选为40℃以下,更优选为30℃以下,更优选为20℃以下,更优选为10℃以下,更优选为0℃以下,更优选为-20℃以下,更优选为-40℃以下,更优选为-45℃以下,更优选为-50℃以下,更优选为-55℃以下,更优选为-60℃以下,更优选为-65℃以下,更优选为-70℃以下,更优选为-75℃以下,更优选为-80℃以下,更优选为-85℃以下,更优选为-90℃以下,更优选为-95℃以下,更优选为-100℃以下,更优选为-105℃以下,更优选为-110℃以下,更优选为-115℃以下,进一步优选为-120℃以下,特别优选为-125℃以下。
另一方面,从能够抑制得到的固化物的弹性模量(刚性)的降低、即得到具有充分的弹性模量(刚性)的固化物来看,弹性体的Tg优选比0℃大,更优选为20℃以上,进一步优选为50℃以上,特别优选为80℃以上,最优选为120℃以上。
弹性体的Tg可根据弹性体中包含的构成单元的组成等进行确定。换言之,通过使制造(聚合)弹性体时使用的单体的组成变化,能够调整所得的弹性体的Tg。
这里,将形成仅使1种单体聚合而成的均聚物时提供具有大于0℃的Tg的均聚物的单体的组称为单体组a。另外,将形成仅使1种单体聚合而成的均聚物时提供具有小于0℃的Tg的均聚物的单体的组称为单体组b。将包含来自于选自单体组a的至少1种单体的至少1种构成单元50~100重量%(更优选为65~99重量%)和来自于选自单体组b的至少1种单体的至少1种构成单元0~50重量%(更优选为1~35重量%)的弹性体作为弹性体X。弹性体X的Tg比0℃大。另外,在弹性体包含弹性体X的情况下,得到的树脂组合物能够提供具有充分的刚性的固化物。
弹性体的Tg大于0℃的情况下也优选向弹性体导入交联结构。作为交联结构的导入方法,可举出上述的方法。
弹性体的Tg可以通过使用由聚合物微粒(A)构成的平面板,进行粘弹性测定而得到。具体而言,如下能够测定弹性体的Tg:(1)对于由聚合物微粒(A)构成的平面板,使用动态粘弹性测定装置(例如,IT计测控制株式会社制,DVA-200),利用拉伸条件进行动态粘弹性测定,得到tanδ的图表;(2)对于得到的tanδ的图表,将tanδ的峰温度作为弹性体的玻璃化转变温度。这里,在tanδ的图表中,当得到多个峰时,将最低的峰温度作为弹性体的玻璃化转变温度。
作为上述单体组a中可包含的单体,并不限于以下的物质,例如可举出苯乙烯、2-乙烯基萘等无取代乙烯基芳香族化合物类;α―甲基苯乙烯等乙烯基取代芳香族化合物类;3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,5-二甲基苯乙烯、3,5-二甲基苯乙烯、2,4,6―三甲基苯乙烯等环烷基化乙烯基芳香族化合物类;4-甲氧基苯乙烯、4-乙氧基苯乙烯等环烷氧基化乙烯基芳香族化合物类;2-氯苯乙烯、3―氯苯乙烯等环卤素化乙烯基芳香族化合物类;4-乙酰氧基苯乙烯等环酯取代乙烯基芳香族化合物类;4-羟基苯乙烯等环羟基化乙烯基芳香族化合物类;乙烯基苯甲酸酯、乙烯基环己酸酯等乙烯基酯类;氯乙烯等乙烯基卤素化物类;苊烯、茚等芳香族单体类;甲基丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸乙基酯、甲基丙烯酸异丙基酯等甲基丙烯酸烷基酯类;甲基丙烯酸苯基酯等芳香族甲基丙烯酸酯;甲基丙烯酸异冰片基酯、三甲基甲硅烷基甲基丙烯酸酯等甲基丙烯酸酯类;甲基丙烯腈等包含甲基丙烯酸衍生物的甲基丙烯酰单体;丙烯酸异冰片基酯、丙烯酸叔丁基酯等某种的丙烯酸酯;丙烯腈等包含丙烯酸衍生物的丙烯酰单体等。另外,作为上述单体组a中可包含的单体,可举出丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸异冰片基酯、甲基丙烯酸二环戊基酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金刚烷基酯、丙烯酸1-金刚烷基酯以及甲基丙烯酸1-金刚烷基酯等形成均聚物时能够提供具有120℃以上的Tg的均聚物的单体。这些单体a可以仅使用1种,也可以组合2种以上使用。
作为上述单体b,可举出丙烯酸乙基酯、丙烯酸丁基酯、丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸辛基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-羟基乙基酯、丙烯酸4-羟基丁基酯等。这些单体b可仅使用1种,也可组合2种以上使用。这些单体b中,特别优选为丙烯酸乙基酯、丙烯酸丁基酯以及丙烯酸2-乙基己基酯。
(弹性体的体积平均粒径)
弹性体的体积平均粒径优选为0.03~50.00μm,更优选为0.03~10.00μm,优选为0.03~2.00μm,更优选为0.05~1.00μm,更优选为0.08~1.00μm,进一步优选为0.10~0.80μm,特别优选为0.10~0.50μm。对于弹性体的体积平均粒径,(a)在为0.03μm以上的情况下,能够稳定地得到具有所希望的体积平均粒径的弹性体,(b)在为50.00μm以下的情况下,得到的固化物的耐热性和耐冲击性良好。对于弹性体的体积平均粒径而言,以含有弹性体的水性胶乳作为试样,使用动态光散射式粒径分布测定装置等进行测定。弹性体的体积平均粒径在下述实施例中进行详述。
(弹性体的比例)
弹性体在聚合物微粒(A)中所占的比例以聚合物微粒(A)整体作为100重量%,优选为40~97重量%,更优选为60~95重量%,更优选为70~95重量%,更优选为75~95重量%,更优选为80~95重量%,进一步优选为85~93重量%。对于弹性体的上述比例而言,(a)在为40重量%以上的情况下,得到的树脂组合物能够提供韧性和耐冲击性优异的固化物,(b)在为97重量%以下的情况下,聚合物微粒(A)不容易凝聚(不易凝聚),因此树脂组合物不会成为高粘度,其结果是得到的树脂组合物容易操作。
一般而言,弹性体在聚合物微粒(A)中所占的比例越增加,聚合物微粒(A)越容易凝聚,由此,有基体树脂中的聚合物微粒(A)的分散性劣化的趋势。在以往的树脂组合物的制造方法中,将弹性体在聚合物微粒100重量%中所占的比例为70重量%以上的聚合物微粒与基体树脂混合而得到树脂组合物时,基体树脂中的聚合物微粒的分散性变差。如果为后述的本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物的制造方法,则即使将弹性体在聚合物微粒(A)100重量%中所占的比例为70重量%以上的聚合物微粒(A)与基体树脂(C)混合而制造树脂组合物的情况下,基体树脂(C)中的聚合物微粒(A)的分散性也良好。
(弹性体的凝胶含量)
弹性体可相对于适当的溶剂溶胀,但优选实质上不溶解。弹性体优选相对于所使用的热固化性树脂(B)不溶。
弹性体优选凝胶含量为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。在弹性体的凝胶含量为上述范围内的情况下,得到的树脂组合物可提供韧性优异的固化物。
本说明书中,凝胶含量的计算方法如下所述。首先,将利用凝析和干燥得到的聚合物微粒(A)的碎屑2.0g溶解于甲基乙基酮(MEK)50mL。其后,将得到的MEK溶解物分离为可溶于MEK的成分(MEK可溶成分)和不溶于MEK的成分(MEK不溶成分)。具体而言,使用离心分离机(日立工机(株)社制,CP60E),以转速30000rpm将得到的MEK溶解物供于离心分离1小时,将该溶解物分离为MEK可溶成分和MEK不溶成分。这里,离心分离作业实施合计3组。测定得到的MEK可溶成分和MEK不溶成分的重量,利用下式计算凝胶含量。
凝胶含量(%)=(甲基乙基酮不溶成分的重量)/{(甲基乙基酮不溶成分的重量)+(甲基乙基酮可溶成分的重量)}×100。
这里,得到聚合物微粒(A)的碎屑的方法没有特别限定。例如可以得到包含聚合物微粒(A)的水性胶乳,接下来,由该水性胶乳得到聚合物微粒(A)的碎屑(也有时称为粉粒体)。作为由水性胶乳得到聚合物微粒(A)的碎屑的方法,没有特别限定,例如可举出(i)使该水性胶乳中的聚合物微粒(A)凝聚,(ii)对得到的凝聚物进行脱水,(iii)进一步对凝聚物进行干燥,得到聚合物微粒(A)的碎屑的方法。
(弹性体的变形例)
在本发明的一实施方式中,聚合物微粒(A)的“弹性体”可以仅由构成单元的组成为相同的1种弹性体构成。该情况下,聚合物微粒(A)的“弹性体”优选为选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶及有机硅氧烷系橡胶中的1种。
在本发明的一实施方式中,聚合物微粒(A)的“弹性体”可以由构成单元的组成分别不同的多种弹性体构成。该情况下,聚合物微粒(A)的“弹性体”优选为(a)选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶及有机硅氧烷系橡胶中的两种以上,或者(b)选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶及有机硅氧烷系橡胶中的1种。
在本发明的一实施方式中,对于聚合物微粒(A)的“弹性体”由构成单元的组成分别不同的多种弹性体构成的情况进行说明。该情况下,将多种弹性体分别设为弹性体1、弹性体2、···及弹性体n。这里,n为2以上的整数。聚合物微粒(A)的“弹性体”可以包含将各自分别聚合的弹性体1、弹性体2、···以及弹性体n混合而得到的混合物(也称为复合体)。聚合物微粒(A)的“弹性体”也可以包含将弹性体1、弹性体2、···以及弹性体n分别依次聚合而得到的一个聚合物(弹性体)。这样,将多个聚合物(弹性体)分别依次聚合的方案也称为多段聚合。将对多种弹性体进行多段聚合而得到的聚合物也称为多段聚合弹性体。多段聚合弹性体的制造方法如后详述。
对由弹性体1、弹性体2、···以及弹性体n构成的多段聚合弹性体进行说明。在该多段聚合弹性体中,弹性体n可包覆弹性体n-1的至少一部分,或者可包覆弹性体n-1的整体。在该多段聚合弹性体中,弹性体n的一部分有时也进入弹性体n-1的内侧。
在多段聚合弹性体中,多个弹性体可以分别形成层结构。例如多段聚合弹性体由弹性体1、弹性体2及弹性体3构成的情况下,弹性体1形成最内层,在弹性体1的外侧形成有弹性体2的层,另外在弹性体2层的外侧形成弹性体3的层作为弹性体的最外层,这样的方式也是本发明的一个方式。这样,多个弹性体分别形成层结构的多段聚合弹性体也称为多层弹性体。即,在本发明的一实施方式中,聚合物微粒(A)的“弹性体”可包含多种弹性体的混合物(复合体)、多段聚合弹性体和/或多层弹性体。
(2-1-2.接枝部)
本说明书中,将接枝键合于弹性体的聚合物称为接枝部。接枝部是包含来自于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种以上单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物。接枝部由于具有上述构成,所以能够起到各种作用。“各种作用”是指例如:(a)提高聚合物微粒(A)与热固化性树脂(B)的相溶性,(b)提高聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性,和(c)在树脂组合物或者其固化物中聚合物微粒(A)能够以一次粒子的状态分散等。
作为芳香族乙烯基单体的具体例,可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯以及二乙烯基苯等。
作为乙烯基氰单体的具体例,可举出丙烯腈和甲基丙烯腈等。
作为(甲基)丙烯酸酯单体的具体例,可举出(甲基)丙烯酸甲基酯、(甲基)丙烯酸乙基酯、(甲基)丙烯酸丁基酯、(甲基)丙烯酸羟基乙基酯以及(甲基)丙烯酸羟基丁基酯等。
上述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种以上的单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
对于接枝部,作为构成单元,来自于芳香族乙烯基单体的构成单元、来自于乙烯基氰单体的构成单元以及来自于(甲基)丙烯酸酯单体的构成单元合计在总构成单元100重量%中优选包含10~95重量%,更优选为包含30~92重量%,进一步优选包含50~90重量%,特别优选包含60~87重量%,最优选包含70~85重量%。
接枝部优选包含来自于含反应性基团的单体的构成单元作为构成单元。上述含反应性基团的单体优选为包含选自环氧基、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、苯并噁嗪基以及氰酸酯基中的1种以上的反应性基团的单体,更优选为包含选自环氧基、羟基以及羧酸基中的1种以上的反应性基团的单体。为上述构成时,能够在树脂组合物中使聚合物微粒(A)的接枝部与热固化性树脂(B)化学键合。由此,能够在树脂组合物中或其固化物中,在不使聚合物微粒(A)凝聚的情况下维持聚合物微粒(A)的良好分散状态。
作为具有环氧基的单体的具体例,可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯、4-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯缩水甘油基醚及烯丙基缩水甘油基醚等含缩水甘油基的乙烯基单体等。
作为具有羟基的单体的具体例,例如可举出:(a)(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸羟基丙基酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁基酯等(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);(b)己内酯改性羟基(甲基)丙烯酸酯;(c)α-(羟基甲基)丙烯酸甲酯、α-(羟基甲基)丙烯酸乙酯等(甲基)丙烯酸羟基支链烷基酯;(d)由二元羧酸(邻苯二甲酸等)与二元醇(丙二醇等)得到的聚酯二醇(特别是饱和聚酯二醇)的单(甲基)丙烯酸酯等含羟基的(甲基)丙烯酸酯类等。
作为具有羧酸基的单体的具体例,例如可举出丙烯酸、甲基丙烯酸以及巴豆酸等单羧酸、以及马来酸、富马酸及衣康酸等二羧酸等。作为具有羧酸基的单体,优选使用上述单羧酸。
上述含反应性基团的单体可以仅使用1种,也可以组合2种以上使用。
接枝部在接枝部100重量%中优选包含来自于含反应性基团的单体的构成单元0.5~90重量%,更优选包含1~50重量%,进一步优选包含2~35重量%,特别优选包含3~20重量%。接枝部在接枝部100重量%中,(a)包含来自于含反应性基团的单体的构成单元0.5重量%以上的情况下,得到的树脂组合物能够提供具有充分的耐冲击性的固化物,(b)包含90重量%以下的情况下,得到的树脂组合物能够提供具有充分的耐冲击性的固化物,并且具有该树脂组合物的储藏稳定性良好的优点。
来自于含反应性基团的单体的构成单元优选包含于接枝部,更优选仅包含于接枝部。
接枝部可以包含来自于多官能性单体的构成单元作为构成单元。接枝部包含来自于多官能性单体的构成单元的情况下,存在如下优点:(a)在树脂组合物中能够防止聚合物微粒(A)的溶胀,(b)树脂组合物的粘度变低,所以有树脂组合物的操作性变得良好的趋势,以及(c)聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性提高等。
在接枝部不包含来自于多官能性单体的构成单元的情况下,与接枝部包含来自于多官能性单体的构成单元的情况比较,得到的树脂组合物能够提供韧性和耐冲击性优异的固化物。
作为可用于接枝部的聚合的多官能性单体,可举出与上述的多官能性单体相同的单体。这些多官能性单体中,作为可优选用于接枝部的聚合的多官能性单体,可举出甲基丙烯酸烯丙基酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、己烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯以及聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯类。作为上述聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯类,可举出三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸三烯丙基酯。这些多官能性单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
接枝部优选在接枝部100重量%中包含来自于多官能性单体的构成单元1~20重量%,更优选包含5~15重量%。
在接枝部的聚合中,上述单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
接枝部作为构成单元,除了来自于上述单体的构成单元之外,还可以包含来自于其它单体的构成单元。
(接枝部的玻璃化转变温度)
接枝部的玻璃化转变温度优选为190℃以下,更优选为160℃以下,更优选为140℃以下,更优选为120℃以下,优选为80℃以下,更优选为70℃以下,更优选为60℃以下,更优选为50℃以下,更优选为40℃以下,更优选为30℃以下,更优选为20℃以下,更优选为10℃以下,更优选为0℃以下,更优选为-20℃以下,更优选为-40℃以下,更优选为-45℃以下,更优选为-50℃以下,更优选为-55℃以下,更优选为-60℃以下,更优选为-65℃以下,更优选为-70℃以下,更优选为-75℃以下,更优选为-80℃以下,更优选为-85℃以下,更优选为-90℃以下,更优选为-95℃以下,更优选为-100℃以下,更优选为-105℃以下,更优选为-110℃以下,更优选为-115℃以下,进一步优选为-120℃以下,特别优选为-125℃以下。
接枝部的玻璃化转变温度优选为0℃以上,更优选为30℃以上,更优选为50℃以上,更优选为70℃以上,进一步优选为90℃以上,特别优选为110℃以下。
接枝部的Tg可根据接枝部中包含的构成单元的组成等进行确定。换言之通过使制造(聚合)接枝部时所使用的单体的组成变化,可调整得到的接枝部的Tg。
接枝部的Tg可通过使用由聚合物微粒(A)构成的平面板,进行粘弹性测定得到。具体而言,可如下测定接枝部的Tg:(1)对于由聚合物微粒(A)构成的平面板,使用动态粘弹性测定装置(例如,IT计测控制株式会社制,DVA-200),以拉伸条件进行动态粘弹性测定,得到tanδ的图表;(2)对于得到的tanδ的图表,将tanδ的峰温度作为玻璃化转变温度。这里,在tanδ的图表中,在得到多个峰的情况下,将最高的峰温度作为接枝部的玻璃化转变温度。
(接枝部的接枝率)
在本发明的一实施方式中,聚合物微粒(A)可以含有与接枝部具有相同构成且未接枝键合于弹性体的聚合物。在本说明书中,将与接枝部具有相同构成且未接枝键合于弹性体的聚合物也称为非接枝聚合物。该非接枝聚合物也构成本发明的一实施方式所涉及的聚合物微粒(A)的一部分。上述非接枝聚合物是在接枝部的聚合所制造的聚合物中未接枝键合于弹性体的物质。
本说明书中,将接枝部的聚合所制造的聚合物中、接枝键合于弹性体的聚合物即接枝部的比例称为接枝率。接枝率可称为由(接枝部的重量)/(接枝部的重量)+(非接枝聚合物的重量)×100所示的值。
接枝部的接枝率优选为70%以上,更优选为80%以上,进一步优选为90%以上。在接枝率为70%以上的情况下,具有树脂组合物的粘度不会变得过高的优点。
在本说明书中,接枝率的计算方法如下所述。首先,得到含有聚合物微粒(A)的水性胶乳,接下来,由该水性胶乳得到聚合物微粒(A)的粉粒体。作为由水性胶乳得到聚合物微粒(A)的粉粒体的方法,具体而言,可举出以下方法:通过(i)将上述水性胶乳中的聚合物微粒(A)进行凝析,(ii)将得到的凝析物脱水,(iii)进一步对凝析物进行干燥,由此得到聚合物微粒(A)的粉粒体。接着,使聚合物微粒(A)的粉粒体2g溶解于甲基乙基酮50mL。其后,将得到的MEK溶解物分离成可溶于MEK的成分(MEK可溶成分)和不溶解于MEK的成分(MEK不溶成分)。具体而言,使用离心分离机(日立工机(株)社制,CP60E),以转速30000rpm将得到的MEK溶解物供于离心分离1小时,将该溶解物分离成MEK可溶成分和MEK不溶成分。这里,离心分离作业合计实施3组。接下来,将浓缩的MEK可溶成分20ml与甲醇200ml混合,添加将氯化钙0.01g溶于水而成的氯化钙水溶液,搅拌1小时。其后,分离成甲醇可溶成分和甲醇不溶成分,将甲醇不溶成分的重量作为自由聚合物(FP)量。
利用下式,计算接枝率。
接枝率(%)=100-[(FP量)/{(FP量)+(MEK不溶成分的重量)}]/(接枝部的聚合物的重量)×10000。
应予说明,接枝部以外的聚合物的重量是构成接枝部以外的聚合物的单体的投入量。接枝部以外的聚合物例如是弹性体。另外,聚合物微粒(A)包含后述的表面交联聚合物的情况下,接枝部以外的聚合物包含弹性体和表面交联聚合物这两者。接枝部的聚合物的重量是构成接枝部的聚合物的单体的投入量。另外,接枝率的计算中,对聚合物微粒(A)进行凝析的方法没有特别限定,可采用利用溶剂的方法、利用凝析剂的方法、将水性胶乳进行喷雾的方法等。
(接枝部的变形例)
本发明的一实施方式中,接枝部可以仅由构成单元的组成相同的1种接枝部构成。本发明的一实施方式中,接枝部也可以由构成单元的组成各自不同的多种接枝部构成。
本发明的一实施方式中,对接枝部由构成单元的组成各自不同的多种接枝部构成的情况进行说明。该情况下,将多种接枝部分别设为接枝部1、接枝部2、···、接枝部n(n是2以上的整数)。接枝部可以包含分别将各自聚合而得的接枝部1、接枝部2、···以及接枝部n混合所得到的混合物(也称为复合体)。接枝部也可以包含将接枝部1、接枝部2、···以及接枝部n进行多段聚合而得到的一个聚合物。将多种接枝部多段聚合而得到的聚合物也称为多段聚合接枝部。多段聚合接枝部的制造方法如后进行详细描述。
接枝部由多种接枝部构成的情况下,可以不是全部这些多种接枝部都接枝键合于弹性体。至少1种接枝部的至少一部分接枝键合于弹性体即可,其他种类(其他多种)的接枝部也可以与接枝键合于弹性体的接枝部进行接枝键合。另外,接枝部由多种接枝部构成的情况下,也可以含有与多种接枝部具有相同构成且不接枝键合于弹性体的多种聚合物(多种非接枝聚合物)。
对由接枝部1、接枝部2、···以及接枝部n构成的多段聚合接枝部进行说明。在该多段聚合接枝部中,接枝部n可包覆接枝部n-1的至少一部分,或者可包覆接枝部n-1的整体。在该多段聚合接枝部中,接枝部n的一部分也可进入到接枝部n-1的内侧。
在多段聚合接枝部中,多个接枝部可以分别形成层结构。例如,多段聚合接枝部由接枝部1、接枝部2以及接枝部3构成的情况下,接枝部1形成接枝部的最内层,在接枝部1的外侧形成接枝部2的层,另外,在接枝部2的层的外侧形成有接枝部3的层作为最外层,这种方式也是本发明的一个实施方式。这样,多个接枝部分别形成层结构的多段聚合接枝部也可称为多层接枝部。即,本发明的一实施方式中,接枝部可以包含多种接枝部的混合物(复合体)、多段聚合接枝部和/或多层接枝部。
在聚合物微粒(A)的制造中当弹性体和接枝部依次聚合的情况下,得到的聚合物微粒(A)中,接枝部的至少一部分可包覆弹性体的至少一部分。弹性体和接枝部依次聚合换言之也可称为弹性体和接枝部被多段聚合。将弹性体和接枝部多段聚合而得到的聚合物微粒(A)也称为多段聚合物。
在聚合物微粒(A)为多段聚合物的情况下,接枝部可包覆弹性体的至少一部分,或者可包覆弹性体的整体。在聚合物微粒(A)为多段聚合物的情况下,接枝部的一部分也可进入弹性体的内侧。
聚合物微粒(A)为多段聚合物的情况下,弹性体和接枝部可具有层结构。例如将弹性体作为最内层(也称为核层)、在弹性体的外侧存在接枝部的层作为最外层(也称为壳层),这种方式也是本发明的一个实施方式。将弹性体为核层、接枝部为壳层的结构也称为核壳结构。这样,弹性体和接枝部具有层结构(核壳结构)的聚合物微粒(A)也称为多层聚合物或核壳聚合物。即,在本发明的一实施方式中,聚合物微粒(A)可以为多段聚合物,且/或可以为多层聚合物或核壳聚合物。其中,只要是接枝部接枝键合于弹性体,聚合物微粒(A)并不限于上述构成。
优选接枝部的至少一部分包覆弹性体的至少一部分。换言之,优选接枝部的至少一部分存在于聚合物微粒(A)的最外侧。
(2-1-3.表面交联聚合物)
聚合物微粒(A)优选在弹性体和接枝键合于该弹性体的接枝部以外还具有表面交联聚合物。根据上述构成,(a)在聚合物微粒(A)的制造中能够改善耐成块性,并且(b)聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性更良好。作为这些理由,没有特别限定,推测如下:通过使表面交联聚合物包覆弹性体的至少一部分,聚合物微粒(A)的弹性体部分的露出减少,其结果,弹性体彼此不易黏着,因而聚合物微粒(A)的分散性提高。
在聚合物微粒(A)还具有表面交联聚合物的情况下,还可具有以下的效果:(a)使本树脂组合物的粘度降低的效果,(b)提高弹性体的交联密度的效果,以及(c)提高接枝部的接枝效率的效果。弹性体的交联密度是指弹性体整体的交联结构的数量的程度。
表面交联聚合物由如下聚合物构成:作为构成单元,包含来自于多官能性单体的构成单元30~100重量%、以及来自于其它的乙烯基系单体的构成单元0~70重量%,合计100重量%。
作为表面交联聚合物的聚合中可使用的多官能性单体,可举出与上述的多官能性单体相同的单体。这些多官能性单体中,作为表面交联聚合物的聚合可优选使用的多官能性单体,可举出甲基丙烯酸烯丙基酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯(例如1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯等)、丁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、己烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、以及聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯类。作为上述聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯类,可举出三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸三烯丙基酯。这些多官能性单体可以仅使用1种,也可组合使用2种以上。
聚合物微粒(A)可以包含与含橡胶接枝共聚物的聚合独立地聚合而成的表面交联聚合物,或者可以包含与含橡胶接枝共聚物共同聚合而成的表面交联聚合物。聚合物微粒(A)可以是将弹性体、表面交联聚合物和接枝部依次进行多段聚合而得到的多段聚合物。在这些任一方式中,表面交联聚合物可包覆弹性体的至少一部分。
表面交联聚合物也可视为弹性体的一部分。在聚合物微粒(A)包含表面交联聚合物的情况下,对于接枝部,(a)可以接枝键合于表面交联聚合物以外的弹性体,(b)也可以接枝键合于表面交联聚合物,(c)还可以接枝键合于表面交联聚合物以外的弹性体和表面交联聚合物这两方。在聚合物微粒(A)包含表面交联聚合物的情况下,上述弹性体的体积平均粒径是指包含表面交联聚合物的弹性体的体积平均粒径。
对聚合物微粒(A)为将弹性体、表面交联聚合物和接枝部依次进行多段聚合而得到的多段聚合物的情况(情况D)进行说明。在情况D中,表面交联聚合物可包覆弹性体的一部分,或者可包覆弹性体的整体。在情况D下,表面交联聚合物的一部分有时进入到弹性体的内侧。在情况D下,接枝部可包覆表面交联聚合物的一部分,或者可包覆表面交联聚合物的整体。在情况D下,接枝部的一部分有时进入到表面交联聚合物的内侧。在情况D下,弹性体、表面交联聚合物以及接枝部可以具有层结构。例如,将弹性体作为最内层(核层)、在弹性体的外侧存在表面交联聚合物的层作为中间层,在表面交联聚合物的外侧存在接枝部的层作为最外层(壳层),这种方式也是本发明的一个实施方式。
(聚合物微粒(A)的体积平均粒径(Mv))
聚合物微粒(A)的体积平均粒径(Mv)从具有所希望的粘度并且能够得到高度稳定的树脂组合物来看,优选为0.03μm~50.00μm,更优选为0.05μm~10.00μm,更优选为0.05μm~2.00μm,更优选为0.05~1.00μm,进一步优选为0.10μm~1.00μm,更进一步优选为0.10μm~0.80μm。对于聚合物微粒(A)的体积平均粒径(Mv)而言,从聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性良好来看,特别优选为0.10μm~0.50μm。应予说明,本说明书中,“聚合物微粒(A)的体积平均粒径(Mv)”除了没有特别提及的情况,是指聚合物微粒(A)的1次粒子的体积平均粒径。聚合物微粒(A)的体积平均粒径能够通过以包含聚合物微粒(A)的水性胶乳作为试样,使用动态光散射式粒径分布测定装置等测定。聚合物微粒(A)的体积平均粒径在下述实施例详细描述。聚合物微粒(A)的体积平均粒径还可以通过切断树脂组合物的固化物,使用电子显微镜等拍摄切截面,使用得到的拍摄数据(拍摄图像)进行测定。
热固化性树脂(B)中的聚合物微粒(A)的粒径的个数分布,从得到低粘度且容易操作的树脂组合物的观点出发,优选具有体积平均粒径的0.5倍~1倍的半峰宽。
(2-2.聚合物微粒(A)的制造方法)
聚合物微粒(A)能够通过在将弹性体聚合后,在弹性体的存在下将构成接枝部的聚合物接枝聚合于弹性体来进行制造。将构成接枝部的聚合物也称为接枝聚合物。
聚合物微粒(A)能够利用公知的方法例如乳液聚合、悬浮聚合、微悬浮聚合等方法制造。具体而言,聚合物微粒(A)的弹性体的聚合、接枝部的聚合(接枝聚合)、表面交联聚合物的聚合能够利用公知的方法例如乳液聚合、悬浮聚合、微悬浮聚合等方法制造。这些中特别是从聚合物微粒(A)的组成设计容易、工业生产容易以及容易得到能适合用于制造本树脂组合物的聚合物微粒(A)的水性胶乳的观点出发,作为聚合物微粒(A)的制造方法,优选乳液聚合。以下,对聚合物微粒(A)中可包含的弹性体、接枝部以及任意的构成即表面交联聚合物的制造方法进行说明。
(弹性体的制造方法)
考虑弹性体包括选自二烯系橡胶和(甲基)丙烯酸酯系橡胶中的至少1种以上的情况。该情况下,弹性体例如可利用乳液聚合、悬浮聚合、微悬浮聚合等方法进行制造,作为其制造方法,例如能够使用WO2005/028546号公报中记载的方法。
考虑弹性体包括聚硅氧烷橡胶系弹性体的情况。该情况下,弹性体例如能够利用乳液聚合、悬浮聚合、微悬浮聚合等方法进行制造,作为其制造方法,例如能够使用WO2006/070664号公报中记载的方法。
对聚合物微粒(A)的“弹性体”由多种弹性体(例如弹性体1、弹性体2、···、弹性体n)构成的情况下的、弹性体的制造方法进行说明。该情况下,弹性体1、弹性体2、···、弹性体n可以通过分别利用上述的方法聚合,其后进行混合而复合化,从而制造由多种弹性体构成的弹性体(复合体)。或者可以分别依次多段聚合弹性体1、弹性体2、···、弹性体n,制造由多种弹性体构成的一个弹性体。
对于弹性体的多段聚合,具体进行说明。例如(1)将弹性体1聚合得到弹性体1;(2)接着在弹性体1的存在下将弹性体2聚合得到2段弹性体1+2;(3)接着在弹性体1+2的存在下将弹性体3聚合而得到3段弹性体1+2+3;(4)以下,同样地进行后,在弹性体1+2+···+(n-1)的存在下将弹性体n聚合而得到多段聚合弹性体1+2+···+n。
(接枝部的制造方法)
接枝部例如可将用于接枝部的形成的单体利用公知的自由基聚合进行聚合而形成。在得到(a)弹性体、或者(b)包含弹性体和表面交联聚合物的聚合物微粒前体作为水性胶乳的情况下,接枝部的聚合优选利用乳液聚合法进行。接枝部例如能够根据WO2005/028546号公报中记载的方法进行制造。
对接枝部由多种接枝部(例如接枝部1、接枝部2、···、接枝部n)构成的情况下的、接枝部的制造方法进行说明。该情况下,接枝部1、接枝部2、···、接枝部n可以分别利用上述的方法聚合,其后进行混合进行复合化,由此制造由多种接枝部构成的接枝部(复合体)。或者可以分别依次多段聚合接枝部1、接枝部2、···、接枝部n,制造由多种接枝部构成的一个接枝部。
对于接枝部的多段聚合具体进行说明。例如(1)将接枝部1聚合得到接枝部1;(2)接着在接枝部1的存在下聚合接枝部2得到2段接枝部1+2;(3)接着在接枝部1+2的存在下聚合接枝部3得到3段接枝部1+2+3;(4)以下,同样地进行后,在接枝部1+2+···+(n-1)的存在下聚合接枝部n得到多段聚合接枝部1+2+···+n。
在接枝部由多种接枝部构成的情况下,可以将具有多种接枝部的接枝部聚合后,对弹性体接枝聚合这些接枝部,制造聚合物微粒(A)。也可以在弹性体的存在下,相对于弹性体依次多段接枝聚合多种构成接枝部的多种聚合物,制造聚合物微粒(A)。
(表面交联聚合物的制造方法)
表面交联聚合物可通过利用公知的自由基聚合使表面交联聚合物的形成中使用的单体聚合而形成。作为水性胶乳得到弹性体的情况下,优选利用乳液聚合法进行表面交联聚合物的聚合。
作为聚合物微粒(A)的制造方法,采用乳液聚合法的情况下,聚合物微粒(A)的制造能够使用公知的乳化剂(分散剂)。乳液聚合中能够使用的乳化剂(分散剂)在下述(乳化剂(C))项中进行详述。
作为聚合物微粒(A)的制造方法,采用乳液聚合法的情况下,聚合物微粒(A)的制造中可使用热分解型引发剂。作为上述热分解型引发剂,例如可举出2,2’-偶氮二异丁腈、过氧化氢、过硫酸钾以及过硫酸铵等公知的引发剂。
聚合物微粒(A)的制造中,还可使用氧化还原型引发剂。上述氧化还原型引发剂是并用了(a)有机过氧化物和无机过氧化物等过氧化物,(b)根据需要的甲醛次硫酸钠、葡萄糖等还原剂,以及根据需要的硫酸铁(II)等过渡金属盐,以及根据需的乙二胺四乙酸二钠等螯合剂,进一步根据需要的焦磷酸钠等含磷化合物等而成的引发剂。作为上述有机过氧化物,可举出叔丁基过氧异丙基碳酸酯、过氧化氢对孟烷、枯烯氢过氧化物、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物以及叔己基过氧化物等。作为上述无机过氧化物,可举出过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵等。
在使用氧化还原型引发剂的情况下,即使在上述过氧化物实质上不会热分解的低温度下也能进行聚合,能够在广范围内设定聚合温度。因此,优选使用氧化还原型引发剂。在氧化还原型引发剂中,优选将枯烯氢过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化氢对孟烷以及叔丁基过氧化氢等有机过氧化物用作氧化还原型引发剂。上述引发剂的使用量以及在使用氧化还原型引发剂的情况下上述还原剂、过渡金属盐及螯合剂等的使用量能够在公知的范围使用。
出于在弹性体、接枝部或者表面交联聚合物导入交联结构的目的,在弹性体、接枝部或者表面交联聚合物的聚合中使用多官能性单体的情况下,能够以公知的使用量的范围使用公知的链转移剂。通过使用链转移剂,能够容易地调节得到的弹性体、接枝部或表面交联聚合物的分子量和/或交联度。
聚合物微粒(A)的制造中,在上述成分的基础上,还能够使用表面活性剂。上述表面活性剂的种类和使用量为公知的范围。
在聚合物微粒(A)的制造中,聚合的聚合温度、压力以及脱氧等条件可以应用公知的范围。
(2-3.热固化性树脂(B))
热固化性树脂(B)优选包含选自含有使乙烯性不饱和单体聚合而成的聚合物的树脂、环氧树脂、酚醛树脂、多元醇树脂以及氨基甲醛树脂中的至少1种热固化性树脂。以往,使具有上述构成的聚合物微粒(A)在具有上述构成的热固化性树脂(B)中以一次粒子的状态分散非常困难。然而,本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物具有如下的优点:具有上述构成的聚合物微粒(A)在上述构成这样的热固化性树脂(B)中良好地分散。作为热固化性树脂(B),还可举出含有使芳香族聚酯原料聚合而成的聚合物的树脂。作为芳香族聚酯原料,可举出芳香族乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸衍生物、氰化乙烯基化合物、马来酰亚胺化合物等自由基聚合性单体、对苯二甲酸二甲基酯、烷二醇等。这些热固化性树脂可仅使用1种,也可并用2种以上使用。本说明书中,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
(乙烯性不饱和单体)
作为乙烯性不饱和单体,只要是在分子中具有至少1个烯键式不饱和键就没有特别限定。
作为乙烯性不饱和单体,可举出丙烯酸、α-烷基丙烯酸、α-烷基丙烯酸酯、β-烷基丙烯酸、β-烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸的酯、甲基丙烯酸的酯、乙酸乙烯酯、乙烯基酯、不饱和酯、多不饱和羧酸、多不饱和酯、马来酸、马来酸酯、马来酸酐以及乙酰氧基苯乙烯。这些可仅使用1种,也可并用2种以上使用。
(环氧树脂)
作为环氧树脂,只要在分子中具有至少1个环氧基,没有特别限定。
作为环氧树脂的具体例,例如可举出双酚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环氧丙烷加成物的缩水甘油基醚型环氧树脂、氢化双酚A(或F)型环氧树脂、氟化环氧树脂、含有聚丁二烯或NBR的橡胶改性环氧树脂、四溴双酚A的缩水甘油基醚等阻燃型环氧树脂、对羟基苯甲酸缩水甘油基醚酯型环氧树脂、间氨基苯酚型环氧树脂、二氨基二苯基甲烷系环氧树脂、具有氨基甲酸酯键的氨基甲酸酯改性环氧树脂、各种脂环式环氧树脂、多元醇的缩水甘油基醚、乙内酰脲型环氧树脂、石油树脂等这样的不饱和聚合物的环氧化物以及含氨基缩水甘油基醚树脂等。作为上述多元醇,可举出N,N-二缩水甘油基苯胺、N,N-二缩水甘油基-邻甲苯胺、异氰脲酸三缩水甘油基酯、聚亚烷基二醇二缩水甘油基醚以及甘油等。作为环氧树脂,也可举出在上述的环氧树脂中使双酚A(或F)类、或者多元酸类等进行加成反应而得到的环氧化合物。环氧树脂并不限于这些,可使用通常使用的环氧树脂。这些环氧树脂可仅使用1种,也可并用2种以上。
上述环氧树脂中,从树脂组合物的固化中反应性高并且得到的固化物容易形成三维网络等观点考虑,优选一分子中具有至少2个环氧基的物质。另外,作为环氧树脂,从经济性和获得容易度优异的方面出发,在一分子中具有至少2个环氧基的环氧树脂中,优选以双酚型环氧树脂作为主成分。
(酚醛树脂)
酚醛树脂只要是使酚类与醛类反应得到的化合物,没有特别限定。作为酚类,没有特别限定,例如可举出苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、二甲苯酚、对叔丁基苯酚、对辛基苯酚、对苯基苯酚、双酚A、双酚F以及间苯二酚等酚类。作为特别优选的酚类,可举出苯酚和甲酚。
作为醛类,没有特别限定,例如可举出甲醛、乙醛、丁醛以及丙烯醛等、以及它们的混合物。作为醛类,可使用成为上述醛类的发生源的物质、或者这些醛类的溶液。作为醛类,从使酚类与醛类反应时的操作容易来看,优选甲醛。
使酚类与醛类反应时的酚类(P)与醛类(F)的摩尔比(F/P)(以下,也称为反应摩尔比)没有特别限定。在反应中使用酸催化剂的情况下,上述反应摩尔比(F/P)优选为0.4~1.0,更优选为0.5~0.8。在反应中使用碱催化剂的情况下,上述反应摩尔比(F/P)优选为0.4~4.0,更优选为0.8~2.5。在反应摩尔比为上述下限值以上的情况下,收率不会变得过低,另外,所得到的酚醛树脂的分子量不担心变小。另一方面,在反应摩尔比为上述上限值以下的情况下,酚醛树脂的分子量不会变得过大,并且软化点不会变得过高,所以加热时得到充分的流动性。另外,在反应摩尔比为上述上限值以下的情况下,容易控制分子量,不担心产生由反应条件引起的凝胶化、或部分的凝胶化物。
(多元醇树脂)
多元醇树脂是在末端具有2个以上活性氢的化合物,是分子量50~20000左右的2官能以上的多元醇。作为多元醇树脂,可举出脂肪族醇类、芳香族醇类、聚醚型多元醇类、聚酯型多元醇类、聚烯烃多元醇类以及丙烯酸多元醇类等。
脂肪族醇可以是二元醇或者三元以上的醇(三元醇、四元醇等)中的任一个。作为二元醇,可举出(a)乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇等亚烷基二醇类(特别是碳原子数为1~6左右的亚烷基二醇类)以及(b)该亚烷基二醇类的化合物的2分子以上(例如2~6分子左右)的脱水缩合物(二乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等)等。作为三元醇,可举出甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、1,2,6-己三醇等(特别是碳原子数为3~10左右的三元醇)。作为四元醇,可举出季戊四醇、二甘油等。另外,可举出单糖、寡聚糖、多糖等糖类。
作为芳香族醇,可举出双酚A、双酚F等双酚类;二羟基联苯等联苯类;对苯二酚、苯酚甲醛缩合物等多元苯酚类;萘二醇等。
作为聚醚型多元醇,例如可举出(a)在含有活性氢的引发剂1种或2种以上的存在下,将环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、苯环氧乙烷等开环聚合得到的无规共聚物或嵌段共聚物等以及(b)这些共聚物的混合物等。作为聚醚型多元醇的开环聚合中使用的含有活性氢的引发剂,可举出乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、双酚A等二醇类;三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、甘油等三醇类;单糖、寡聚糖、多糖等糖类;山梨糖醇;氨、乙二胺、尿素、单甲基二乙醇胺、单乙基二乙醇胺等胺类;等。
作为聚酯型多元醇,例如可举出将(a)马来酸、富马酸、己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、十二烷二酸、间苯二甲酸、壬二酸等多元酸和/或其酸酐与(b)乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇等多元醇在酯化催化剂的存在下以150~270℃的温度范围缩聚而得到的聚合物。并且,作为聚酯型多元醇,可举出(a)ε-己内酯、戊内酯等的开环聚合物以及(b)聚碳酸酯二醇、蓖麻油等具有2个以上的活性氢的活性氢化合物等。
作为聚烯烃型多元醇,可举出聚丁二烯多元醇、聚异戊二烯多元醇以及它们的氢化物等。
作为丙烯酸多元醇,例如可举出(a)(甲基)丙烯酸羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸羟基丁基酯以及乙烯基苯酚等含羟基的单体与(b)(甲基)丙烯酸正丁基酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯等通用单体的共聚物以及这些共聚物的混合物等。
这些多元醇树脂中,从得到的树脂组合物的粘度低,作业性优异,该树脂组合物能够提供硬度与韧性的平衡优异的固化物来看,优选聚醚型多元醇。另外,这些多元醇树脂中,从得到的树脂组合物能够提供粘接性优异的固化物来看,优选聚酯型多元醇。
(氨基甲醛树脂)
氨基甲醛树脂只要是使氨基化合物与醛类在碱性催化剂下反应得到的化合物就没有特别限定。作为上述氨基化合物,可举出三聚氰胺;胍胺、乙酰胍胺、苯并胍胺等6-取代胍胺类;CTU胍胺(3,9-双[2-(3,5-二氨基-2,4,6-三氮杂苯基)乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷)、CMTU胍胺(3,9-双[(3,5-二氨基-2,4,6-三氮杂苯基)甲基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷)等胺取代三嗪化合物;脲、硫脲、乙烯脲等尿素类。另外,作为上述氨基化合物,也可使用(a)将三聚氰胺的氨基的氢用烷基、烯基、和/或苯基取代而得的取代三聚氰胺化合物(美国专利第5998573号说明书(对应日本公开公报:日本特开平9-143238号)中记载)以及(b)将三聚氰胺的氨基的氢用羟基烷基、羟基烷基氧基烷基、和/或氨基烷基取代而得的取代三聚氰胺化合物(美国专利第5322915号说明书(对应日本公开公报:日本特开平5-202157号)中记载)等。作为上述氨基化合物,上述化合物中,从能工业化生产且廉价来看,优选多官能性氨基化合物的三聚氰胺、胍胺、乙酰胍胺以及苯并胍胺,特别优选为三聚氰胺。上述的氨基化合物可仅使用1种,也可并用2种以上。另外,在这些氨基化合物的基础上,还可追加使用(a)苯酚、甲酚、烷基苯酚、间苯二酚、对苯二酚以及邻苯三酚等酚类以及(b)苯胺等。
作为上述醛类,可举出甲醛、多聚甲醛、乙醛、苯甲醛以及糠醛等。作为上述醛类,从较为廉价且与之前举出的氨基化合物的反应性良好来看,优选甲醛和多聚甲醛。氨基甲醛树脂的制造中,优选相对于氨基化合物1摩尔使用有效醛基当量1.1~6.0摩尔醛类,特别优选使用1.2~4.0摩尔。
(热固化性树脂(B)的物性)
热固化性树脂(B)的性状没有特别限定。热固化性树脂(B)在25℃中优选具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度。换言之,25℃的热固化性树脂(B)优选具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度。
热固化性树脂(B)的粘度在25℃中更优选为50000mPa·s以下,进一步优选为30000mPa·s以下,特别优选为15000mPa·s以下。成为上述构成时,热固化性树脂(B)具有流动性优异的优点。在25℃中具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度的热固化性树脂(B)可以说是液体。
热固化性树脂(B)的流动性越大,换言之粘度变得越小,在热固化性树脂(B)中,使聚合物微粒(A)以一次粒子的状态分散越困难。以往,在25℃具有1000000mPa·s以下的粘度的热固化性树脂(B)中使聚合物微粒(A)以一次粒子的状态分散非常困难。然而,本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物具有如下的优点:具有上述构成的聚合物微粒(A)在25℃具有1000000mPa·s以下的粘度的热固化性树脂(B)中良好地分散。
另外,热固化性树脂(B)的粘度,从通过热固化性树脂(B)进入聚合物微粒(A)中从而能够防止聚合物微粒(A)彼此的熔合来看,在25℃更优选为100mPa·s以上,进一步优选为500mPa·s以上,更进一步优选为1000mPa·s以上,特别优选为1500mPa·s以上。
热固化性树脂(B)可以具有比1000000mPa·s大的粘度。热固化性树脂(B)可以为半固体(半液体),也可以为固体。在热固化性树脂(B)具有比1000000mPa·s大的粘度的情况下,得到的树脂组合物具有粘性少且容易操作的优点。
热固化性树脂(B)优选在差示扫描量热测定(DSC)的热分析图中具有25℃以下的吸热峰,更优选具有0℃以下的吸热峰。根据上述构成,热固化性树脂(B)具有流动性优异的优点。
在本树脂组合物中,在聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计100重量%中,聚合物微粒(A)为1~50重量%,热固化性树脂(B)为50~99重量%。在本树脂组合物中,在聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计100重量%中,优选(a)聚合物微粒(A)为1~45重量%,热固化性树脂(B)为55~99重量%,更优选(b)聚合物微粒(A)为10~45重量%,热固化性树脂(B)为55~90重量%,进一步优选(c)聚合物微粒(A)为25~45重量%,热固化性树脂(B)为55~75重量%,特别优选(d)聚合物微粒(A)为30~45重量%,热固化性树脂(B)为55~70重量%。本树脂组合物中,聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计100重量%中,聚合物微粒(A)可以为40~50重量%,热固化性树脂(B)可以为50~60重量%。聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计量中聚合物微粒(A)的含量越多,具有实际配合品的上述树脂组合物的添加量越少的优点。聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计量中聚合物微粒(A)的含量越低,具有上述树脂组合物的粘度越低的优点。
本说明书中,在聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计100重量%中,将聚合物微粒(A)为10重量%~50重量%的树脂组合物也称为“母料”。本树脂组合物可以为母料。
本树脂组合物根据需要可以包含聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)以外的成分。本树脂组合物例如有时包含来自于乳化剂(C)和凝析剂(D)的成分。
(2-4.乳化剂(C))
本树脂组合物还优选包含磷元素。在本树脂组合物包含磷元素的情况下,作为该磷元素的由来,没有特别限定。在本树脂组合物包含磷元素的情况下,该磷元素例如可以是来自于乳化剂(C)的成分。
本树脂组合物可包含乳化剂(C)和/或来自于乳化剂(C)的成分。在本树脂组合物包含乳化剂(C)的情况下,该乳化剂(C)例如可来自于树脂组合物的制造中使用的乳化剂。在本树脂组合物可包含来自于乳化剂(C)的成分的情况下,作为来自于该乳化剂(C)的成分,例如可举出乳化剂(C)与树脂组合物的制造中使用的电解质(例如凝析剂(D))的反应物等。凝析剂(D)在下述〔3.树脂组合物的制造方法〕的项目中详细论述。在以下的记载中,为了方便,将“乳化剂(C)和来自于乳化剂(C)的成分”集中表述为“乳化剂(C)等”。
在本树脂组合物包含乳化剂(C)等的情况下,作为该乳化剂(C)等的由来,没有特别限定。即,即使在本树脂组合物包含乳化剂(C)等的情况下,也并不限定成树脂组合物由乳液聚合法制造。本树脂组合物可以利用乳液聚合以外的方法制造。在本说明书中,乳化剂可称为分散剂,术语“乳化剂”和“分散剂”意义相同,能够相互取代。
作为乳化剂(C),可举出(a)以下例示这样的酸类、该酸类的碱金属盐、或者该酸类的铵盐等阴离子性乳化剂、(b)烷基或者芳基取代聚乙二醇等非离子性乳化剂、(c)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。作为上述酸类,可举出(a1)以二辛基磺基琥珀酸以及十二烷基苯磺酸等为代表的烷基或芳基磺酸、或者烷基或芳基醚磺酸、(a2)以十二烷基硫酸为代表的烷基或芳基硫酸、或者烷基或芳基醚硫酸、(a3)烷基或芳基取代磷酸、或者烷基或芳基醚取代磷酸、(a4)以十二烷基肌氨酸为代表的N-烷基或芳基肌氨酸、(a5)以油酸和硬脂酸等为代表的烷基或芳基羧酸、或者烷基或芳基醚羧酸等。这里,将由上述(a1)和(a2)中记载的酸类形成的阴离子性乳化剂称为硫系乳化剂,将由上述(a3)中记载的酸类形成的阴离子性乳化剂称为磷系乳化剂,将上述(a4)中记载的酸类形成的阴离子性乳化剂称为肌氨酸系乳化剂,将由上述(a5)中记载的酸类形成的阴离子性乳化剂称为羧酸系乳化剂。这些乳化剂可仅使用1种,也可组合使用2种以上。
在树脂组合物包含乳化剂(C)等的情况下,该乳化剂(C)等在树脂组合物中对由聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)带来的各种物性(效果)给予影响。因此,为了充分享受在树脂组合物中由聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)带来的各种物性和各种性能,树脂组合物中的乳化剂(C)等的含量越少越好。
在树脂组合物的制造过程中使用乳化剂(C)的情况下,由于容易水洗除去中间产物(例如水性胶乳)中的乳化剂(C)等,所以乳化剂(C)等优选水溶性越高越好。
乳化剂(C)从乳化剂和/或来自于乳化剂的成分的水溶性高来看,优选为选自磷系乳化剂、肌氨酸系乳化剂、羧酸系乳化剂和非离子性乳化剂中的1种以上,更优选为磷系乳化剂。
将本树脂组合物中的乳化剂(C)等的含量也称为残存乳化剂量。残存乳化剂量可使用荧光X射线分析装置或液相色谱进行测定。例如在使用荧光X射线分析装置的情况下,通过测定来自于乳化剂(C)等的元素,可测定残存乳化剂量。作为来自于上述乳化剂(C)等的元素,乳化剂在硫系乳化剂的情况下为硫元素(S),在磷系乳化剂的情况下为磷元素(P)。
本树脂组合物中,使用荧光X射线分析装置测定的来自于乳化剂(C)的元素的量在树脂组合物中,优选为1200ppm以下,更优选为1000ppm以下,更优选为800ppm以下,更优选为500ppm以下,更优选为300ppm以下,进一步优选为200ppm以下,更进一步优选为110ppm以下,特别优选为100ppm以下。
本树脂组合物中,使用荧光X射线分析装置测定的硫元素(S)的含量在树脂组合物中优选为2300ppm以下,更优选为2000ppm以下,更优选为1800ppm以下,更优选为1500ppm以下,更优选为1300ppm以下,更优选为1000ppm以下,更优选为800ppm以下,更优选为500ppm以下,更优选为300ppm以下,进一步优选为200ppm以下,更进一步优选为150ppm以下,特别优选为100ppm以下。根据该构成,得到的树脂组合物能够充分享受该树脂组合物中由聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)带来的各种物性和各种性能。
本树脂组合物中,使用荧光X射线分析装置测定的磷元素(P)的含量在树脂组合物中优选为1200ppm以下,更优选为1000ppm以下,更优选为800ppm以下,更优选为500ppm以下,更优选为200ppm以下,进一步优选为110ppm以下,更进一步优选为100ppm以下,特别优选为80ppm以下。根据该构成,得到的树脂组合物能够充分享受该树脂组合物中由聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)带来的各种物性和各种性能。
(2-5.树脂(E))
本树脂组合物优选还包含树脂(E)。树脂(E)是树脂组合物的制造方法(例如下述〔3.树脂组合物的制造方法〕的项目中记载的制造方法)中可使用的树脂(E)。即,在树脂组合物的制造方法中使用树脂(E)的情况下,本树脂组合物可包含树脂(E)。
作为树脂(E),可以是与热固化性树脂(B)相同的树脂,也可以是与热固化性树脂(B)不同的树脂。考虑在树脂组合物的制造方法中使用树脂(E),并且树脂(E)是与热固化性树脂(B)相同的树脂的情况。该情况下,得到的树脂组合物中,由于无法区别热固化性树脂(B)与树脂(E),所以外观上,得到的树脂组合物看起来仅具有热固化性树脂(B)。考虑在树脂组合物的制造方法中使用树脂(E),并且树脂(E)是与热固化性树脂(B)不同的树脂的情况。该情况下,在得到的树脂组合物中,热固化性树脂(B)与树脂(E)能够识别。该情况下,最终得到的树脂组合物作为热固化性树脂(B)以外的树脂,可包含树脂(E)。
树脂(E)例如是热固化性树脂、热塑性树脂、或热固化性树脂与热塑性树脂的任意组合。本树脂组合物包含树脂(E)的情况下,树脂(E)在热固化性树脂(B)中具有提高聚合物微粒(A)的分散性的效果。
作为树脂(E)中的热固化性树脂,可举出上述(2-2.热固化性树脂(B))的项目中说明的各种热固化性树脂。树脂(E)中,热固化性树脂可仅使用1种,也可并用2种以上。
作为树脂(E)的热塑性树脂,例如可举出包含来自于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种以上单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物等。
作为树脂(E)的热塑性树脂,可举出丙烯酸系聚合物、乙烯基系共聚物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯、聚亚苯基醚、聚氨基甲酸酯及聚乙酸乙烯酯等。
在树脂(E)中,热塑性树脂可仅使用1种,也可并用2种以上。
本说明书中,油脂和脂肪酸酯也包含在树脂(B)中。作为能够优选地用作树脂(B)的油脂,可举出环氧化大豆油和环氧化亚麻籽油等环氧化油脂等。作为环氧化大豆油,可使用市售品,例如可举出ADEKA公司制Adekizer O-130P等。作为能够优选地用作树脂(B)的脂肪酸酯,可举出环氧化脂肪酸丁酯、环氧化脂肪酸2-乙基己基酯、环氧化脂肪酸辛基酯以及环氧化脂肪酸烷基酯等的环氧化脂肪酸酯等。
环氧化油脂和环氧化脂肪酸酯也有时称为环氧类增塑剂。即,本说明书中,树脂(B)也包含环氧类增塑剂。作为环氧化油脂和环氧化脂肪酸酯以外的环氧类增塑剂,可举出环氧六氢邻苯二甲酸二环氧硬脂酯和环氧六氢邻苯二甲酸二2-乙基己基酯等。
由于有可能对热塑性树脂(B)的各种物性带来影响,所以树脂(E)优选与热固化性树脂(B)同种。即,热固化性树脂(B)为环氧树脂的情况下,树脂(E)也优选为环氧树脂。树脂(E)与热固化性树脂(B)不同的情况下,树脂(E)优选与热固化性树脂(B)相溶。
(树脂(E)的物性)
树脂(E)的性状没有特别限定。树脂(E)优选是在25℃下具有100mPa·s~1000000mPa·s粘度的液体、半固体、或者固体。换言之,优选25℃的树脂(E)是具有100mPa·s~1000000mPa·s粘度的液体、半固体、或者固体。
树脂(E)的粘度在25℃更优选为50000mPa·s以下,进一步优选为30000mPa·s以下,特别优选为15000mPa·s以下。根据上述构成,树脂(E)具有流动性优异的优点。在25℃具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度的树脂(E)可称为液体。
另外,树脂(E)是液体,并且树脂(E)的粘度在25℃更优选为100mPa·s以上,进一步优选为500mPa·s以上,更进一步优选为1000mPa·s以上,特别优选为1500mPa·s以上。根据该构成,能够通过树脂(E)进入聚合物微粒(A)中,防止聚合物微粒(A)彼此的熔合。
树脂(E)可以具有比1000000mPa·s大的粘度。树脂(E)可以是半固体(半液体),也可以是固体。在树脂(E)具有比1000000mPa·s大的粘度的情况下,得到的树脂组合物具有粘性少、容易操作的优点。
在本树脂组合物包含树脂(E)的情况下,树脂组合物中的树脂(E)的含量相对于聚合物微粒(A)100重量份优选为1~50重量份,更优选为1~30重量份,更优选为1~20重量份,进一步优选为1~15重量份,更进一步优选为1~12重量份,特别优选为1~10重量份。树脂组合物中的树脂(E)的含量相对于聚合物微粒(A)100重量份,(i)为1重量份以上的情况下,树脂(E)的含量越多,树脂(E)在热固化性树脂(B)中越可具有提高聚合物微粒(A)的分散性的效果,(ii)为50重量份以下的情况下,树脂(E)的含量越少,树脂(E)给予由热固化性树脂(B)对树脂组合物带来的效果和性能的影响越小。
对于本树脂组合物中的树脂(E)的含量,从耐成块性优异的观点考虑进行说明。在将上述聚合物微粒(A)与上述树脂(E)的合计作为100重量%时,更优选聚合物微粒(A)为55~99重量%,树脂(E)为1~45重量%,更优选聚合物微粒(A)为60~99重量%,树脂(E)为1~40重量%,更优选聚合物微粒(A)为65~99重量%,树脂(E)为1~35重量%,更优选聚合物微粒(A)为70~99重量%、树脂(E)为1~30重量%,更优选聚合物微粒(A)为75~99重量%、树脂(E)为1~25重量%,更优选聚合物微粒(A)为80~99重量%、树脂(E)为1~20重量%,进一步优选聚合物微粒(A)为85~99重量%、树脂(E)为1~15重量%,更进一步优选聚合物微粒(A)为90~99重量%、树脂(E)为1~10重量%,特别优选聚合物微粒(A)为95~99重量%、树脂(E)为1~5重量%。
对于本树脂组合物中的树脂(E)的含量,从聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性良好的观点考虑进行说明。在将聚合物微粒(A)与树脂(E)的合计作为100重量%时,优选聚合物微粒(A)为50~97重量%、树脂(E)为3~50重量%,更优选聚合物微粒(A)为50~95重量%、树脂(E)为5~50重量%,更优选聚合物微粒(A)为50~92重量%、树脂(E)为8~50重量%,更优选聚合物微粒(A)为50~90重量%、树脂(E)为10~50重量%,更优选聚合物微粒(A)为50~87重量%、树脂(E)为13~50重量%,更优选聚合物微粒(A)为50~85重量%、树脂(E)为15~50重量%,进一步优选聚合物微粒(A)为50~82重量%、树脂(E)为18~50重量%,更进一步优选聚合物微粒(A)为50~80重量%、树脂(E)为20~50重量%,特别优选聚合物微粒(A)为60~80重量%、树脂(E)为20~40重量%。
本树脂组合物中的树脂(E)的含量也可称为后述的本制造方法中的、树脂(E)的添加量(使用量)。因此,后述本制造方法中的树脂(E)的添加量的优选的方式是将“含量”取代为“添加量”,能够引用上述树脂(E)的含量的方式。例如树脂(E)的含量相对于聚合物微粒(A)100重量份为1~50重量份是指,树脂(E)向水性胶乳的添加量是相对于聚合物微粒(A)100重量份为1~50重量份。另外,本树脂组合物中的树脂(E)的含量也可称为后述本制造方法中的凝析物中的树脂(E)的含量。因此,后述本制造方法中的凝析物中的树脂(E)的含量的优选方式能够引用上述本树脂组合物中的树脂(E)的含量的方式。例如本树脂组合物中的树脂(E)的含量相对于聚合物微粒(A)100重量份为1~50重量份是指,凝析物中的树脂(E)的含量相对于聚合物微粒(A)100重量份为1~50重量份。
(2-6.含水量)
本说明书中,“树脂组合物中的含水量”是指以树脂组合物的重量作为基准树脂组合物中包含的水的量。本树脂组合物的含水量是以树脂组合物的重量作为基准为2000ppm~40000ppm。根据上述构成,本树脂组合物的聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性优异。另外,根据上述构成,本树脂组合物能够提供表面美观性优异的固化物。
本树脂组合物可以如后所述经由将聚合物微粒(A)的凝析物的含水量调整为特定量的工序进行制造。在树脂组合物经由将聚合物微粒(A)的凝析物的含水量调整为特定量的工序进行制造的情况下,作为结果,得到的树脂组合物可以以树脂组合物的重量作为基准包含2000ppm~40000ppm的水。树脂组合物的制造中,通过适当变更聚合物微粒(A)的凝析物与热固化性树脂(B)的混合方法、以及得到的树脂组合物的脱挥方法和脱挥条件等,能够将得到的树脂组合物的含水量调整在上述范围内。
本树脂组合物的含水量以树脂组合物的重量作为基准,优选为2000ppm~20000ppm,更优选为2000ppm~15000ppm,更优选为2000ppm~10000ppm,更优选为2000ppm~9000ppm,更优选为2000ppm~8000ppm,进一步优选为2000ppm~7000ppm,更进一步优选为2000ppm~6000ppm,特别优选为2000ppm~5000ppm。另外,本树脂组合物的含水量以聚合物微粒(A)的重量作为基准,优选为4000ppm~400000ppm,更优选为4000ppm~200000ppm,更优选为4000ppm~150000ppm,更优选为4000ppm~100000ppm,更优选为4000ppm~90000ppm,更优选为4000ppm~80000ppm,进一步优选为4000ppm~70000ppm,更进一步优选为4000ppm~60000ppm,特别优选为4000ppm~50000ppm。树脂组合物中的水在树脂组合物中对由聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)带来的各种物性(效果)给予影响。例如(a)树脂组合物的含水量以树脂组合物的重量作为基准比40000ppm多的情况下或者(b)树脂组合物的含水量以聚合物微粒(A)的重量作为基准比400000ppm多的情况下,得到的固化物在表面美观性方面差。为了兼得(a)聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性优异和(b)充分享受树脂组合物中由聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)带来的各种物性,树脂组合物的含水量(也称为水的含量)优选在上述范围内。
在本说明书中,树脂组合物的含水量是使用水分测定装置测定的值。含水量的测定方法在下述实施例中进行详细描述。
(2-7.有机溶剂)
本树脂组合物实质上不包含有机溶剂。本树脂组合物能够如后所述在不使用有机溶剂的情况下进行制造,其结果是能够得到实质上不包含有机溶剂的树脂组合物。
本树脂组合物中包含的有机溶剂的量(也称为含溶剂量)优选为100ppm以下,更优选为50ppm以下,进一步优选为25ppm以下,特别优选为10ppm以下。本树脂组合物中包含的有机溶剂的量也可称为本树脂组合物中包含的挥发成分(其中,不包括水)的量。本树脂组合物中包含的有机溶剂(挥发成分)的量例如可以通过利用热风干燥机对规定量的树脂组合物进行加热,测定加热前后的树脂组合物的重量,作为减少的重量成分求出。另外,本树脂组合物中包含的有机溶剂(挥发成分)的量也能够通过气相色谱求出。另外,在本树脂组合物的制造中,在不使用有机溶剂的情况下,得到的树脂组合物中包含的有机溶剂的量可视为0ppm。本树脂组合物中包含的有机溶剂的测定方法利用下述实施例进行详细描述。
作为本树脂组合物中实质上不包含的有机溶剂,可举出(a)乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等酯类、(b)丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基异丁基酮等酮类、(c)乙醇、(异)丙醇、丁醇等醇类、(d)四氢呋喃、四氢吡喃、二烷、二乙基醚等醚类、(e)苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类以及(f)二氯甲烷、氯仿等卤代烃类。
(2-8.其他的任意成分)
本树脂组合物根据需要可以包含上述成分以外的、其他的任意成分。作为其他的任意成分,可举出固化剂、颜料和染料等着色剂、填充颜料、紫外线吸收剂、抗氧化剂、热稳定剂(凝胶化防止剂)、增塑剂、流平剂、消泡剂、硅烷偶联剂、抗静电剂、阻燃剂、润滑剂、减粘剂、低收缩剂、无机填充剂、有机填充剂、热塑性树脂、干燥剂以及分散剂等。
作为抗氧化剂,没有特别限定。作为抗氧化剂,例如可举出(a)酚系抗氧化剂、胺系抗氧化剂、内酯系抗氧化剂、羟胺系抗氧化剂等一次抗氧化剂、以及(b)硫系抗氧化剂、磷系抗氧化剂等二次抗氧化剂等。
作为上述酚系抗氧化剂,可举出受阻酚系抗氧化剂。作为受阻酚系抗氧化剂,可举出在分子内具有受阻酚结构或者单受阻酚结构的化合物。作为酚系抗氧化剂,可使用市售品,例如可举出BASF日本株式会社制IRGANOX 245、IRGANOX 1135等。
本树脂组合物可以进一步包含热固化性树脂(B)以外的、公知的热固化性树脂。本树脂组合物可以进一步包含公知的热塑性树脂。
(2-9.分散性)
本树脂组合物的聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性优异。本树脂组合物的分散性使用粒度计基于JIS K5101进行评价。本树脂组合物针对聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性,使用粒度计基于JIS K5101进行评价时,优选分散性为0μm以下。本树脂组合物的、聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性的评价方法在下述实施例中进行详细描述。
本树脂组合物中(热固化性树脂(B)中)的聚合物微粒(A)的分散性使用粒度计基于JIS K5101评价时,优选为小于100μm,更优选为小于90μm,更优选为小于80μm,更优选为小于70μm,更优选为小于60μm,更优选为小于50μm,更优选为小于40μm,优选为小于30μm,更优选为小于20μm,进一步优选为小于10μm,特别优选为0μm。
(2-10.树脂组合物的粘度)
本树脂组合物的性状没有特别限定。本树脂组合物优选在25℃具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度。树脂组合物的粘度在25℃更优选为50000mPa·s以下,进一步优选为30000mPa·s以下,特别优选为15000mPa·s以下。根据上述构成,树脂组合物具有流动性优异的优点。在25℃具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度的树脂组合物也可称为液体。
本树脂组合物可具有比1000000mPa·s大的粘度。本树脂组合物可以为半固体(半液体),也可以为固体。在本树脂组合物具有比1000000mPa·s大的粘度的情况下,得到的树脂组合物具有粘性少、容易操作的优点。
本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物可以是以下的方式。
·包含聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B),聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计100重量%中,聚合物微粒(A)小于10重量%的树脂组合物
·包含聚合物微粒(A)、热固化性树脂(B)和树脂(E),在聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计100重量%中,聚合物微粒(A)小于10重量%的树脂组合物
·包含聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B),在聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计100重量%中,聚合物微粒(A)为10重量%~50重量%的树脂组合物(以下,称为母料A)
·包含聚合物微粒(A)、热固化性树脂(B)和树脂(E),在聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计100重量%中,聚合物微粒(A)为10重量%~50重量%的树脂组合物(以下,称为母料B)
·包含上述母料A、热固化性树脂(B)以外的热固化性树脂和/或热塑性树脂、以及其他任意成分的树脂组合物
·包含上述母料B、热固化性树脂(B)以外的热固化性树脂和/或热塑性树脂、以及其他任意成分的树脂组合物
本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物可以包含以下的构成。
一种树脂组合物,是包含水、聚合物微粒(A)以及热固化性树脂(B)的树脂组合物,
上述聚合物微粒(A)为由包含下述(1)和(2)的聚合阶段的多段聚合得到的多段聚合接枝共聚物,上述(1)和(2)的聚合阶段的顺序是上述(1)聚合阶段为比上述(2)聚合阶段靠前的阶段,
上述热固化性树脂(B)包含选自含有使乙烯性不饱和单体聚合而成的聚合物的树脂、环氧树脂、酚醛树脂、多元醇树脂以及氨基甲醛树脂中的至少1种热固化性树脂,
上述聚合物微粒(A)和上述热固化性树脂(B)的合计100重量%中,上述聚合物微粒(A)为1~50重量%,上述热固化性树脂(B)为50~99重量%,
上述树脂组合物中的含水量以该树脂组合物的重量作为基准是2000ppm~40000ppm,
实质上不包含有机溶剂;
这里,上述“实质上不包含有机溶剂”是指上述树脂组合物中包含的上述有机溶剂的量以该树脂组合物的重量作为基准为100ppm以下;
(1)将选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶以及聚硅氧烷橡胶系弹性体中的1种以上进行聚合而得到弹性体,
(2)将包含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种以上单体的单体混合物进行聚合而得到接枝部。
〔3.树脂组合物的制造方法〕
本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物的制造方法包括以下的工序1~工序4:
(工序1)得到包含聚合物微粒(A)和乳化剂(C)的水性胶乳的工序;
(工序2)使用上述水性胶乳,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料的工序;
(工序3)从上述浆料取出上述凝析物,并且使上述凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整为10%以上的工序;以及
(工序4)将上述凝析物与热固化性树脂(B)混合的工序。
在本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物的制造方法中,上述聚合物微粒(A)包含含橡胶接枝共聚物,所述含橡胶接枝共聚物具有弹性体和接枝键合于该弹性体的接枝部。在本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物的制造方法中,上述接枝部是包含来自于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种以上单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物。
在本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物的制造方法的上述工序2中,还具有向上述水性胶乳添加树脂(E)的工序。在本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物的制造方法中,上述树脂(E)是在25℃下具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度的液体、半固体、或者固体。
将本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物的制造方法简称为本制造方法。
本制造方法由于具有上述构成,所以能够提供环境负荷小的树脂组合物。具体而言,本制造方法提供一种实质上不包含有机溶剂的树脂组合物。上述“实质上不包含有机溶剂”是指如上所述树脂组合物中包含的上述有机溶剂的量为100ppm以下。本制造方法能够提供一种在热固化性树脂(B)中聚合物微粒(A)的分散性优异的树脂组合物。另外,利用本制造方法得到的树脂组合物能够提供表面美观性优异的固化物。
本制造方法由于具有上述构成,所以能够提供树脂组合物中的聚合物微粒(A)为高浓度,并且在热固化性树脂(B)中聚合物微粒(A)的分散性优异的树脂组合物。这里,作为树脂组合物中的聚合物微粒(A)为高浓度的树脂组合物,例如可举出在树脂组合物中,在聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计100重量%中,聚合物微粒(A)为40重量%~50重量%的树脂组合物。
本制造方法可优选用于得到〔2.树脂组合物〕这一项中记载的树脂组合物。换言之,根据本制造方法,能够得到〔2.树脂组合物〕这一项中记载的树脂组合物。本制造方法中的聚合物微粒(A)、热固化性树脂(B)以及乳化剂(C)分别可以是〔2.树脂组合物〕这一项中记载的聚合物微粒(A)、热固化性树脂(B)以及乳化剂(C)。本制造方法中的聚合物微粒(A)、热固化性树脂(B)以及乳化剂(C)的方式(包含优选的方式)能够适当地引用〔2.树脂组合物〕这一项的聚合物微粒(A)、热固化性树脂(B)以及乳化剂(C)的说明。
(3-1.工序1)
工序1是得到包含聚合物微粒(A)和乳化剂(C)的水性胶乳的工序。上述水性胶乳可以通过将水、预先制备的聚合物微粒(A)以及乳化剂(C)混合而得到。上述水性胶乳如上述〔2.树脂组合物〕的项目中的(2-2.聚合物微粒(A)的制造方法)一项所记载的那样,可以通过使用乳化剂(C)的乳液聚合方法制造聚合物微粒(A)而得到。因此,工序1的方式(包括优选的方式)能够适当地引用(2-2.聚合物微粒(A)的制造方法)一项和(2-4.乳化剂(C))的说明。
工序1中,水性胶乳中可以进一步根据需要包含抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、颜料或染料等着色剂、抗静电剂、润滑剂等的其它添加剂。或者,也可以在工序2中相对于水性胶乳进一步添加上述其它添加剂。
(3-2.工序2)
工序2是使用水性胶乳,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料的工序。浆料也可称为包含水性溶剂、聚合物微粒(A)的凝析物及乳化剂(C)的混合物。聚合物微粒(A)的凝析物能够利用化学性处理水性胶乳的方法、物理性处理水性胶乳的方法、以及化学性且物理性处理水性胶乳的方法等得到。作为化学性处理水性胶乳的方法,可举出在水性胶乳中添加凝析剂的方法。作为物理性处理水性胶乳的方法,可举出将水性胶乳喷雾的方法等。工序2优选化学性处理水性胶乳的方法,优选是通过对水性胶乳添加凝析剂的方法而得到聚合物微粒(A)的凝析物的工序。
本制造方法中,在工序2中,优选还具有在水性胶乳中添加凝析剂(D)的工序。通过相对于上述水性胶乳添加凝析剂(D),能够得到包含该聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。凝析剂(D)如后所述例如可以是盐。由此,当工序2中还具有在水性胶乳中添加凝析剂(D)的工序时,工序2也称为将聚合物微粒(A)盐析的工序。
可以在相对于上述水性胶乳添加凝析剂(D)后,加热该水性胶乳。通过对添加了凝析剂(D)的水性胶乳进行加热,能够更容易地得到聚合物微粒(A)的凝析物。作为对添加了凝析剂(D)的水性胶乳进行加热时的加热温度,没有特别限定,优选为0℃~100℃,更优选为25℃~70℃。
(凝析剂(D))
相对于水性胶乳添加凝析剂(D)可促进水性胶乳中的聚合物微粒(A)的凝析,并且(b)可引起来自于乳化剂(C)的电解质(离子)与来自于凝析剂(D)的电解质的反应,由此产生盐。
作为凝析剂(D),可举出乙酸钠、氯化钠、硫酸钠、乙酸钙、氯化钙、硫酸钙、乙酸镁、氯化镁、硫酸镁、乙酸铝、氯化铝、硫酸铝、氯化铁(II)、氯化铁(III)等。
对水性胶乳添加凝析剂(D)的方法没有特别限定。例如可举出对水性胶乳直接添加固体状的凝析剂(D)的方法、以适当的溶剂(例如水)使凝析剂(D)形成为溶液状态后进行添加的方法等。
当在工序2中还具有在水性胶乳中添加凝析剂(D)的工序的情况下,对于所使用的乳化剂(C)和凝析剂(D),优选满足以下(1)或(2)中任一条件:(1)包含乳化剂(C)0.1%和凝析剂(D)0.5%的水溶液是基于罗斯-迈尔斯法的起泡性(气泡力,cm)为17cm以下;(2)在包含乳化剂(C)1%和凝析剂(D)5%的水溶液中,没有固体物质的沉淀。
对于上述(1)的条件具体进行说明。包含乳化剂(C)0.1%和凝析剂(D)0.5%的水溶液优选基于罗斯-迈尔斯法的起泡性(气泡力,cm)为17cm以下,更优选为15cm以下,进一步优选为10cm以下,特别优选为5cm以下。在本制造方法包含后述脱挥工序的情况下,在树脂组合物的制造过程中,包含乳化剂(C)和凝析剂(D)的中间产物的起泡性越低,树脂组合物的脱挥效率越高。由此,制造方法的生产成本优异。包含乳化剂(C)0.1%和凝析剂(D)0.5%的水溶液的罗斯-迈尔斯法在下述实施例中进行详细描述。
对于上述(2)的条件具体进行说明。在包含乳化剂(C)1%和凝析剂(D)5%的水溶液中,优选为没有固体物质的沉淀,更优选为水溶液不发生白浊。在树脂组合物的制造过程中,乳化剂(C)与凝析剂(D)发生反应,可生成反应物。在乳化剂(C)与凝析剂(D)的反应物的溶解性非常低,反应物形成大块(固体物质)的情况下,该反应物(固体物质)沉淀。在乳化剂(C)与凝析剂(D)的反应物的溶解性低、反应物形成微细的块(固体物质)的情况下,该反应物(固体物质)不沉淀而包含该反应物(固体物质)的水溶液发生白浊。在包含乳化剂(C)1%和凝析剂(D)5%的水溶液中,(a)没有固体物质的沉淀是指乳化剂(C)与凝析剂(D)的反应物的溶解度大,(b)水溶液不发生白浊是指上述反应物的溶解度更大。该反应物相对于水的溶解度越大,越容易水洗除去来自于乳化剂(C)的反应物。即,树脂组合物中的残存乳化剂量变小。
当在工序2中还具有在水性胶乳中添加凝析剂(D)的工序的情况下,对于所使用的乳化剂(C)和凝析剂(D),更优选满足上述(1)和(2)这两个条件。本发明人等反复深入研究,结果独自发现了通过使用磷系乳化剂作为乳化剂(C),即使使用任意的凝析剂(D)的情况下,也能够满足上述(1)和(2)这两个条件。在本制造方法中,乳化剂(C)优选为磷系乳化剂。
工序2中,优选还具有在上述水性胶乳中添加树脂(E)的工序。工序2中,优选还具有在使用上述水性胶乳而得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料前,在上述水性胶乳添加树脂(E)的工序。换言之,工序2优选是使用包含聚合物微粒(A)、乳化剂(C)以及树脂(E)的水性胶乳,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料的工序。工序2中得到的浆料优选是包含水性溶剂、聚合物微粒(A)、乳化剂(C)以及树脂(E)的混合物。根据上述构成,得到的聚合物微粒(A)的凝析物中可包含树脂(E)。由此,得到的聚合物微粒(A)的凝析物是缓慢集中的凝析物,最终能够得到在热固化性树脂(B)中聚合物微粒(A)的分散性优异的树脂组合物。换言之,工序2中得到的聚合物微粒(A)的凝析物优选包含树脂(E)。
工序2的树脂(E)是与上述(2-5.树脂(E))这一项说明的树脂(E)相同的物质。工序2中的树脂(E)的方式(包含优选的方式)能够适当地引用上述(2-5.树脂(E))这一项中说明的方式。
树脂(E)的性状没有特别限定,如上所述,优选是在25℃具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度的液体、半固体、或者固体。例如树脂(E)为液体,并且树脂(E)的粘度在25℃为100mPa·s以上的情况下,在工序2中特别是在凝析物中,通过树脂(E)进入聚合物微粒(A)中,能够防止聚合物微粒(A)彼此的熔合。
工序2的树脂(E)的添加量相对于水性胶乳中的聚合物微粒(A)100重量份优选为1~50重量份,更优选为1~40重量份,更优选为1~30重量份,更优选为1~20重量份,进一步优选为1~15重量份,更进一步优选为1~12重量份,特别优选为1~10重量份。若工序2的树脂(E)的添加量在上述范围内,(a)能够得到分散性优异的树脂组合物,并且(b)具有耐成块性优异的优点。
考虑工序2中得到的凝析物包含树脂(E)的情况(在本制造方法中为优选方式的情况)。该情况下,从防止凝析物中的聚合物微粒(A)彼此的熔合的观点考虑,优选在凝析物中具有聚合物微粒(A)的1次粒子的平均粒径的1.5倍以上的长径的树脂(E)较少。具体而言,假定将凝析物从水性胶乳取出,将凝析物供于透射式电子显微镜分析(TEM),取得TEM图像。此时,在TEM图像中,树脂(E)的长径为聚合物微粒(A)的平均粒径的1.5倍以上的结构域优选为5个以下,更优选为3个以下,进一步优选为1个以下,最优选为0个以下。
作为将供于上述透射式电子显微镜分析所使用的凝析物从水性胶乳取出的方法,没有特别限定。例如可举出对包含凝析物的水性胶乳进行过滤得到凝析物,将得到的凝析物进行脱水和干燥的方法等。作为上述透射式电子显微镜分析,能够使用公知的方法。例如将凝析物冻结后,使用超薄切片机,将凝析物薄薄地切断,制成具有100nm左右的厚度的薄片样品。其后,可举出用锇(OsO4)将该薄片染色后,用于透射式电子显微镜(TEM)的方法。树脂(E)的长径是指在TEM图像中最大长度(外周上的2点连结的直线中最大的直线的长度)。另外,聚合物微粒(A)的1次粒子的平均粒径例如可在TEM图像中根据由与随机抽取的30个聚合物微粒(A)的投影面积相等的圆的直径(圆面积相当径)的平均进行计算。
工序2中,对水性胶乳添加树脂(E)的方法没有特别限定。例如可举出相对于水性胶乳直接添加树脂(E)的方法、将树脂(E)制成水性胶乳后添加的方法、将树脂(E)制成溶液状态后添加的方法等。优选将树脂(E)制成水性胶乳后添加到水性胶乳的方法。
为了使耐成块性良好并且在工序4中在热固化性树脂(B)中使聚合物微粒(A)良好地分散,优选在工序2中相对于水性胶乳进一步添加防成块剂。工序2中,在使用上述水性胶乳而得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料前,还优选具有在上述水性胶乳中添加防成块剂的工序。换言之,工序2优选是(a)使用包含聚合物微粒(A)、乳化剂(C)和防成块剂的水性胶乳,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料的工序,进一步优选是(b)使用包含聚合物微粒(A)、乳化剂(C)、树脂(E)和防成块剂的水性胶乳,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料的工序。工序2中得到的浆料优选是(a)包含水性溶剂、聚合物微粒(A)、乳化剂(C)和防成块剂的混合物,进一步优选是(b)包含水性溶剂、聚合物微粒(A)、乳化剂(C)、树脂(E)以及防成块剂的混合物。
防成块剂只要是可达成使用上述防成块剂的目的就没有特别限制。作为防成块剂,可举出由二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆、硅酸铝、硅藻土、沸石、高岭土、滑石、碳酸钙、磷酸钙、硫酸钡、氢硅酸镁等无机微粒构成的防成块剂;由有机微粒构成的防成块剂;聚乙烯蜡、高级脂肪酸酰胺、金属皂、硅油等油脂系防成块剂。这些中,优选由微粒(无机微粒以及有机微粒)构成的防成块剂,更优选为由有机微粒构成的防成块剂。作为由有机微粒构成的防成块剂,特别优选由将包含选自芳香族乙烯基单体、乙烯基氰单体、(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上单体的组合物进行聚合而成的聚合物的有机微粒构成的防成块剂。
由上述微粒构成的防成块剂通常是微粒分散在液体中而成的物质或胶体状的物质。防成块剂中的微粒优选体积平均粒径(Mv)为10μm以下,更优选为0.05~10μm。防成块剂的添加量相对于水性胶乳中的聚合物微粒(A)和所添加的树脂(E)的合计100重量份优选为0.01~5.0重量份,更优选为0.5~3.0重量份。
工序2中,相对于水性胶乳的、凝析剂(D)和树脂(E)、以及任意的防成块剂和上述其它添加剂的各成分的添加顺序没有特别限定。可以相对于水性胶乳全部同时添加上述各成分,还可以分别以任意的顺序添加。另外,防成块剂及其它添加剂也可以在得到聚合物微粒(A)的凝析物后,即在工序2后,添加于包含凝析物的水性胶乳中。
(3-3.工序3)
工序3是从浆料取出凝析物,并且将凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整成10%以上的工序。
作为从浆料取出凝析物的方法,只要能够将浆料的水性溶剂与凝析物分离,没有特别限定,能够使用公知的方法。例如可举出过滤浆料的方法、将浆料离心脱水的方法等。工序3中得到的凝析物还可以进行清洗。
作为将凝析物的含水量以凝析物的重量作为基准调整为10%以上的方法,没有特别限定。例如在从浆料取出凝析物时所使用的过滤或离心脱水等方法中,能够通过变更各种条件来调整凝析物的含水量。上述各种条件例如可举出离心脱水时的离心力、转速、离心半径及离心时间等。
工序3中,更优选将凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整为10%以上,更优选为调整为15%以上,更优选为调整为20%以上,进一步优选调整为25%以上,特别优选调整为30%以上。根据上述构成,能够继续经由工序4得到在热固化性树脂(B)中聚合物微粒(A)的分散性优异的树脂组合物。
工序3中得到的凝析物的含水量以凝析物的重量作为基准,更优选为10%~80%,进一步优选为20%~70%,特别优选为30%~60%。根据上述构成,能够继续经由工序4得到在热固化性树脂(B)中聚合物微粒(A)的分散性优异的树脂组合物。
工序3中得到的凝析物,为了在将该凝析物与热固化性树脂(B)混合而形成混合物(即树脂组合物)时在该混合物中的聚合物微粒(A)的分散性变得良好,优选是聚合物微粒(A)凝聚的凝析物。将工序3中得到的凝析物与热固化性树脂(B)混合得到的混合物(即树脂组合物)进行搅拌直至该混合物中的聚合物微粒(A)的分散性良好时,优选搅拌转速和/或搅拌时间越少越好,搅拌所需要的能量越小越好。例如优选对于工序3中得到的凝析物,在将该凝析物与热固化性树脂(B)的混合物在1000rpm搅拌30分钟的情况下,该混合物中的聚合物微粒(A)的分散性使用粒度计基于JIS K5101进行评价时小于100μm。根据该构成,能够得到聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性良好的树脂组合物。
(3-4.工序4)
工序4是通过将工序3中得到的凝析物与热固化性树脂(B)混合而得到树脂组合物的工序。
热固化性树脂(B)的状态只要是与凝析物混合时流动,没有特别限定,可以室温下为固体,但从作业性的观点来看,优选在室温下为液状。
凝析物与热固化性树脂(B)的混合方法没有特别限定,可使用公知的方法。作为凝析物与热固化性树脂(B)的混合方法,例如可举出使用了自转公转混合器、行星搅拌机、分散机等的机械式混合方法等。
工序4中,在凝析物和热固化性树脂(B)的基础上,还可以混合其他的任意成分。作为上述其他的任意成分,可举出上述(2-8.其他的任意成分)这一项所述的各成分。这些其他的任意成分可以与凝析物和热固化性树脂(B)同时进行混合,也可以将凝析物和热固化性树脂(B)混合而得到树脂组合物后进一步混合于该树脂组合物。
凝析物与热固化性树脂(B)的混合比率没有特别限定。将凝析物与热固化性树脂(B)的合计设为100重量%时,上述混合比率优选为凝析物0.5~50重量%和热固化性树脂(B)50~99.5重量%,更优选为凝析物1~35重量%和热固化性树脂(B)65~99重量%,进一步优选为凝析物1.5~25重量%和热固化性树脂(B)75~98.5重量%,特别优选为凝析物2.5~20重量%和热固化性树脂(B)80~97.5重量%。
本发明人等惊奇地独自地发现了在与热固化性树脂(B)混合的凝析物的量、即聚合物微粒(A)的量多的情况下,通过对得到的混合物进行搅拌,能够从混合物除去(排斥)水的见解。即在与热固化性树脂(B)混合的凝析物的量多的情况下,本制造方法可以通过不对得到的混合物实施后述的脱挥工序,或者以较少时间实施后述的脱挥工序,从而提供本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物。由于能够从混合物高效地除去水,所以凝析物与热固化性树脂(B)的混合比率在凝析物与热固化性树脂(B)的合计设为100重量%时,优选为凝析物10~80重量%和热固化性树脂(B)20~90重量%,更优选为凝析物20~80重量%和热固化性树脂(B)20~80重量%,更优选为凝析物30~80重量%和热固化性树脂(B)20~70重量%,更优选为凝析物40~80重量%和热固化性树脂(B)20~60重量%,更优选为凝析物45~80重量%和热固化性树脂(B)20~55重量%,更优选为凝析物50~80重量%和热固化性树脂(B)20~50重量%,更优选为凝析物55~80重量%和热固化性树脂(B)20~45重量%,进一步优选为凝析物57~80重量%和热固化性树脂(B)20~43重量%,更进一步优选为凝析物60~80重量%和热固化性树脂(B)20~40重量%,特别优选为凝析物63~80重量%以及热固化性树脂(B)20~37重量%。
工序4优选为按照得到在混合物100重量%中聚合物微粒(A)优选为10重量%以上、更优选为20重量%以上、更优选为25重量%以上、更优选为30重量%以上、进一步优选为35重量%以上、特别优选为40重量%以上的混合物的方式将凝析物与热固化性树脂(B)混合的工序。这里提及的“混合物”也称为“树脂组合物”。根据该构成,能够从得到的树脂组合物(混合物)高效地除去水。
工序4优选进一步包括下述的工序4a~4c:
(工序4a)将凝析物与热固化性树脂(B)混合而得到混合物的工序;
(工序4b)通过对上述4a得到的混合物进行搅拌,从上述凝析物除去水的工序;以及
(工序4c)在上述4b中得到的混合物中进一步混合热固化性树脂(B)的工序。
根据上述构成,本制造方法可以通过不对得到的混合物实施后述的脱挥工序或者以较少时间实施后述的脱挥工序,从而提供含水量以聚合物微粒(A)的重量作为基准为4000ppm~400000ppm的树脂组合物。另外,根据上述构成,本制造方法还可以通过不对得到的混合物具有后述脱挥工序或者以较少时间实施后述脱挥工序,从而提供含水量以树脂组合物的重量作为基准为2000ppm~40000ppm的树脂组合物。因此,能够在后述的脱挥工序中抑制耗费的成本(时间和热能等)。
工序4a也可称为得到聚合物微粒(A)为高浓度的混合物的工序。工序4c也可称为得到聚合物微粒(A)的浓度比工序4a中得到的混合物低的混合物(树脂组合物)的工序。
在工序4b中,将工序4a中得到的混合物搅拌的方法没有特别限定,能够使用公知的方法。
工序4c也可称为在工序4b中得到的混合物中进一步添加热固化性树脂(B)的工序,也可称为将工序4b中得到的混合物与热固化性树脂(B)混合的工序。
在将凝析物与热固化性树脂(B)混合而制造聚合物微粒(A)的浓度为规定的浓度的树脂组合物时,将以实现聚合物微粒(A)的目标浓度的方式调整的特定量的凝析物与热固化性树脂(B)一次性混合的情况作为情况D。情况D也称为不包含上述工序4a~4c的情况。将凝析物与热固化性树脂(B)混合而制造聚合物微粒(A)的浓度为规定的浓度的树脂组合物时,制造聚合物微粒(A)的浓度比规定的浓度高的凝析物与热固化性树脂(B)的混合物后,搅拌该混合物,进一步在该混合物中添加热固化性树脂(B)而得到实现聚合物微粒(A)的目标浓度的树脂组合物,将该情况作为情况E。情况E也可称为包含上述工序4a~4c的情况。本发明人等惊奇地独自发现了与情况D相比较,情况E能够降低所得到的树脂组合物中的含水量。
作为工序4a~4c的具体方式,可举出以下的方式:
(工序4a)将凝析物35重量份~50重量份与热固化性树脂(B)50重量份~65重量份混合而得到混合物的工序;
(工序4b)通过对上述4a中得到的混合物进行搅拌,从上述凝析物除去水的工序;以及
(工序4c)在上述4b中得到的混合物中进一步混合热固化性树脂(B)5重量份~20重量份的工序。
工序4a优选为以得到在混合物100重量%中聚合物微粒(A)优选为10重量%以上,更优选为20重量%以上,更优选为25重量%以上,更优选为30重量%以上,进一步优选为35重量%以上,特别优选为40重量%以上的混合物的方式将凝析物与热固化性树脂(B)混合的工序。根据该构成,能够在工序4b中从凝析物高效地除去水。
本制造方法可以具有用于进一步将工序4中得到的树脂组合物脱挥的脱挥工序。通过具有脱挥工序,能够进一步减少树脂组合物中的含水量。应予说明,本发明中术语“脱挥”能够视为与术语“脱气”相同含义,也能够相互取代。作为脱挥的方法,没有特别限定,能够使用公知的方法。例如可举出在容器内投入树脂组合物、将容器内加热减压的方法,在容器内使干燥气体与树脂组合物对流接触的方法,使用薄膜式蒸发机这样的连续式的方法,使用具备脱挥机构的挤出机或连续式搅拌槽的方法等。脱挥工序中的温度或所需要时间等条件能够在不损害树脂组合物的品质和物性等的范围内适当地设定。
〔4.固化物〕
本发明的一实施方式所涉及的固化物是使〔2.树脂组合物〕这一项中说明的本树脂组合物、或者由〔3.树脂组合物的制造方法〕这一项中说明的本制造方法制造而得的树脂组合物固化而得到的物质。本发明的一实施方式所涉及的固化物具有上述构成,所以(a)表面美观,(b)具有高刚性及高弹性模量,并且(c)韧性及粘接性优异。
将本发明的一实施方式所涉及的固化物简称为本固化物。
本固化物能够使用本树脂组合物由本树脂组合物制造。作为本固化物的制造方法、换言之本树脂组合物或者由本制造方法制造的树脂组合物的固化方法,没有特别限定,能够使用公知的方法。
〔5.用途〕
本树脂组合物、由本制造方法制造的树脂组合物及本固化物能够用于各种用途,它们的用途没有特别限定。本树脂组合物、由本制造方法制造的树脂组合物及本固化物分别例如优选地用于粘接剂、涂覆材料、强化纤维的粘结剂、复合材料、3D打印机的造形材料、密封剂、电子基板、油墨粘结剂、木材碎屑粘结剂、橡胶碎屑用粘结剂、泡沫碎屑粘结剂、铸物用粘结剂、地板材料用及陶瓷用的岩石固结材料、聚氨酯泡沫等用途。作为聚氨酯泡沫,可举出汽车板材、汽车内装部件、吸音材料、减振材料、减震器(冲击吸收材料)、隔热材料、工程用地板垫材等。
本树脂组合物、由本制造方法制造的树脂组合物以及本固化物在上述用途中,更优选用作粘接剂、涂覆材料、强化纤维的粘结剂、复合材料、3D打印机的造形材料、密封剂以及电子基板。
(5-1.粘接剂)
本发明的一实施方式所涉及的粘接剂包含〔2.树脂组合物〕这一项中说明的本树脂组合物、或者由〔3.树脂组合物的制造方法〕这一项中说明的本制造方法制造而成的树脂组合物。本发明的一实施方式所涉及的粘接剂由于具有上述构成,所以粘接性优异。
将本发明的一实施方式所涉及的粘接剂简称为本粘接剂。
本粘接剂可优选地用于汽车内部装饰材料用、一般木工用、家具用、内装用、壁材用以及食品包装用等各种的用途。
本粘接剂显示出对冷轧钢、铝、由玻璃纤维强化而成的聚酯(FRP)、由碳纤维强化而成的环氧树脂等热固化性树脂的固化物的面板、由碳纤维强化而成的热塑性树脂片的面板、片状模塑料(SMC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯、聚丙烯、TPO、木材以及玻璃等各种被覆体具有良好的粘接性。
本粘接剂不仅从低温(-20℃左右)到常温粘接性能和柔软性优异,在高温(80℃左右)粘接性能和柔软性也优异。因此,本粘接剂能够作为结构用粘接剂更优选地使用。
使用本粘接剂的结构用粘接剂例如可作为汽车以及车辆(新干线、电车等)、土木、建筑、建材、木工、电气、电子制品、飞机、宇宙工业领域等的结构部件的粘接剂使用。特别是作为汽车相关的用途,可举出天花板、门、板材等内部装饰材料的粘接以及灯等汽车照明灯具、侧板等外部装饰材料的粘接等。
本粘接剂使用本树脂组合物,能够由本树脂组合物制造。作为本粘接剂的制造方法,没有特别限定,能够使用公知的方法。
(5-2.涂覆材料)
作为本发明的一实施方式所涉及的涂覆材料包含〔2.树脂组合物〕这一项中说明的本树脂组合物、或者由〔3.树脂组合物的制造方法〕这一项中说明的本制造方法制造而成的树脂组合物。本发明的一实施方式所涉及的涂覆材料由于具有上述构成,所以能够提供耐载荷性和耐磨损性优异的涂膜。
将本发明的一实施方式所涉及的涂覆材料也简称为本涂覆材料。
在例如对地板或者走廊实施本涂覆材料的情况下,能够应用通常实施的施工方法。例如在对造坯而得的基底涂覆底漆后,根据施工条件,使用泥刀、辊、耙、喷枪等在基底上的底漆上均匀地涂装本涂覆材料。涂装本涂覆材料后,进行固化,得到性能良好的铺装膜。将本涂覆材料固化得到的涂膜可成为耐载荷性和耐磨损性优异的涂膜。
可以取决于本涂覆材料的施工方法,调整该涂覆材料中使用的树脂组合物的粘度。例如在本涂覆材料的施工中使用泥刀或耙的情况下,用于该涂覆材料的树脂组合物的粘度通常可调整成500~9000cps/25℃左右。在本涂覆材料的施工中使用辊或喷雾的情况下,用于该涂覆材料的树脂组合物的粘度通常可调整为100~3000cps/25℃左右。
作为涂覆有本涂覆材料的基底(换言之地板或走廊的材质),没有特别限定。作为上述基底,具体而言,可举出(a)混凝土壁、混凝土板、混凝土块、CMU(Concrete MasonryUnit)、砂浆板、ALC(Autoclaved Light-weight Concrete)板、石膏板(Dens Glass Gold:Georgia Pacific公司制等)、石板等无机系基底,(b)木质系基底(木材、合板、OSB(Oriented Strand Board)等)、沥青、改性沥青的防水片、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)的防水片、TPO的防水片、塑料、FRP、聚氨酯泡沫隔热材等有机系基底,以及(c)金属面板等金属系基底等。
对于将本涂覆材料涂覆于金属的基底或多孔质基底的情况进行说明。在上述涂覆后,使涂覆材料固化得到的层叠体对上述基底的防腐蚀性优异。另外,上述涂覆后涂覆材料固化得到的涂膜对基底可赋予优异的耐裂缝性和耐载荷性。因此,将本涂覆材料涂覆于金属的基底或多孔质基底的方式是特别优选的方式。
作为本涂覆材料的涂覆方法,没有特别限定,能够利用泥刀、耙、刷毛、辊、空气喷雾器、无空气喷涂机等公知涂覆方法进行。
作为本涂覆材料的用途,没有特别限定,可举出汽车用、电气设备用、办公设备用、建材用、木材用、涂地板用、铺装用、重防腐蚀用、混凝土防腐蚀用、屋顶以及屋檐的防水用、屋顶以及屋檐的耐腐蚀用、地面防水用的涂膜防水材料用、汽车修补用、桶涂装用、上涂用、中涂用、下涂用、底漆用、电装涂料用、高耐候涂料用、无黄变涂料用等。在用于涂地板用涂覆材料及铺装用涂覆材料等的情况下,能够用于工厂、实验室、仓库以及洁净室等。
本涂覆材料能够使用本树脂组合物,由本树脂组合物制造。作为本涂覆材料的制造方法,没有特别限定,能够使用公知的方法。
(5-3.复合材料)
本发明的一实施方式所涉及的复合材料包含〔2.树脂组合物〕中任一项中说明的本树脂组合物、或者由〔3.树脂组合物的制造方法〕这一项中说明的本制造方法制造而成的树脂组合物作为强化纤维的粘结剂。本发明的一实施方式所涉及的复合材料由于具有上述构成,所以具有韧性和耐冲击性优异的优点。
将本发明的一实施方式所涉及的复合材料简称为本复合材料。
本复合材料可包含强化纤维。作为上述强化纤维,没有特别限定,可举出玻璃纤维、玻璃长纤维、碳纤维、天然纤维、金属纤维、热塑性树脂纤维、硼纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、木纤维强化纤维等。这些强化纤维中,特别优选玻璃纤维和碳纤维。
作为本复合材料的制造方法(成型方法),没有特别限定,可举出使用了预浸料的高压釜成型法、长丝缠绕成型法、手工铺叠成型法、真空袋成型法、树脂注入成型(RTM)法、真空辅助树脂注入成型(VARTM)法、拉拔成型法、注射成型法、片材缠绕成型法、喷涂法、BMC(Bulk Molding Compound,整体模制塑料)法、SMC(Sheet Molding Compound,片状模塑料)法等。
特别是使用碳纤维作为强化纤维的情况下,作为本复合材料的制造方法,优选使用利用预浸料的高压釜成型法、纤维缠绕成型法、手工铺叠成型法、真空袋成型法、树脂注入成型(RTM)法、真空辅助树脂注入成型(VARTM)法等。
作为本复合材料的用途,没有特别限定,可举出飞行器、航天器、汽车、自行车、船舶、兵器、风车、运动用品、容器、建筑材料、防水材、印刷电路基板、电气绝缘材料等。
本复合材料能够使用本树脂组合物,由本树脂组合物制造。对于涉及本复合材料的强化纤维、制造方法(成型方法)、制造条件(成型条件)、配合剂、用途等的详细内容,可举出美国公开专利2006/0173128号公报、美国公开专利2012/0245286号公报、日本特表2002-530445号公报(国际公开WO2000/029459号公报)、日本特开昭55-157620号公报(美国专利第4251428号公报)、日本特表2013-504007号公报(国际公开WO2011/028271号公报)、日本特开2007-125889号公报(美国公开专利2007/0098997号公报)、日本特开2003-220661号公报(美国公开专利2003/0134085号公报)中记载的内容。
(5-4.3D打印机的造形材料)
本发明的一实施方式所涉及的3D打印机的造形材料包含〔2.树脂组合物〕这一项中说明的本树脂组合物、或者由〔3.树脂组合物的制造方法〕这一项中说明的本制造方法制造而成的树脂组合物。本发明的一实施方式所涉及的3D打印机的造形材料由于具有上述构成,所以具有韧性和耐冲击性优异的优点。
将本发明的一实施方式所涉及的3D打印机的造形材料简称为本造形材料。
作为本造形材料的用途,没有特别限定,可举出实际制成制品前的以验证设计和验证功能等作为目的的试制品、飞行器的部件、建筑部件及医疗设备的部件等。
本造形材料能够使用本树脂组合物,由本树脂组合物制造。作为本造形材料的制造方法,没有特别限定,能够使用公知的方法。
(5-5.密封剂)
本发明的一实施方式所涉及的密封剂使用〔2.树脂组合物〕这一项中说明的本树脂组合物、或者由〔3.树脂组合物的制造方法〕这一项中说明的本制造方法制造而成的树脂组合物而得到。本发明的一实施方式所涉及的密封剂由于具有上述构成,所以具有韧性和耐冲击性优异的优点。
将本发明的一实施方式所涉及的密封剂简称为本密封剂。
作为本密封剂的用途,没有特别限定,可举出半导体等各种电气设备及动力设备等的密封等。
本密封剂能够使用本树脂组合物,由本树脂组合物制造。作为本密封剂的制造方法,没有特别限定,能够使用公知的方法。
(5-6.电子基板)
本发明的一实施方式所涉及的电子基板使用〔2.树脂组合物〕这一项中说明的本树脂组合物、或者由〔3.树脂组合物的制造方法〕这一项中说明的本制造方法制造的树脂组合物而得到。本发明的一实施方式所涉及的电子基板由于具有上述构成,所以具有韧性和耐冲击性优异的优点。
将本发明的一实施方式所涉及的电子基板简称为本电子基板。
作为本电子基板的用途,没有特别限定,可举出印刷电路、印刷布线、印刷电路板、印刷电路安装品、印刷布线板及印刷板等。
本电子基板能够使用本树脂组合物,由本树脂组合物制造。作为本电子基板的制造方法,没有特别限定,能够使用公知的方法。
本发明的一实施方式可以为如下的构成。
〔X1〕一种树脂组合物的制造方法:具有如下工序:得到包含聚合物微粒(A)和乳化剂(C)的水性胶乳的工序1;使用上述水性胶乳,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料的工序2;从上述浆料取出上述凝析物,并且将上述凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整为10%以上的工序3;混合上述凝析物和热固化性树脂(B)的工序4;上述聚合物微粒(A)包含具有弹性体和接枝键合于该弹性体的接枝部的含橡胶接枝共聚物,上述接枝部是包含来自于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种以上单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物,上述工序2中,还具有在上述水性胶乳中添加树脂(E)的工序,上述树脂(E)是在25℃具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度的液体、半固体、或者固体。
〔X2〕根据〔X1〕所述的树脂组合物的制造方法,其中,对于上述工序3中得到的上述凝析物,在将该凝析物与上述热固化性树脂(B)的混合物以1000rpm搅拌30分钟的情况下,该混合物中的聚合物微粒(A)的分散性使用粒度计基于JIS K5101进行评价时小于100μm。
〔X3〕根据〔X1〕或者〔X2〕所述的树脂组合物的制造方法,其中,上述工序4是以得到在混合物100重量%中上述聚合物微粒(A)为40重量%以上的该混合物的方式将上述凝析物与上述热固化性树脂(B)混合的工序。
〔X4〕根据〔X1〕或者〔X2〕所述的树脂组合物的制造方法,上述工序4还包括下述工序:将上述凝析物和热固化性树脂(B)混合而得到混合物的工序4a;将上述工序4a中得到的混合物搅拌,由此从上述凝析物除去水的工序4b;以及在上述工序4b中得到的混合物中进一步混合热固化性树脂(B)的工序4c。
〔X5〕根据〔X4〕所述的树脂组合物的制造方法,上述工序4a是以得到在上述混合物100重量%中上述聚合物微粒(A)为40重量%以上的该混合物的方式混合上述凝析物和上述热固化性树脂(B)的工序。
〔X6〕根据〔X1〕~〔X5〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法,满足以下(1)或(2)中任一条件:(1)上述工序2中,还具有在上述水性胶乳中添加凝析剂(D)的工序,这里,包含上述乳化剂(C)0.1%和上述凝析剂(D)0.5%的水溶液基于罗斯-迈尔斯法的起泡性(气泡力、cm)为17cm以下;(2)上述工序2中,还具有在上述水性胶乳添加凝析剂(D)的工序,这里,在包含上述乳化剂(C)1%和上述凝析剂(D)5%的水溶液中,没有固体物质的沉淀。
〔X7〕根据〔X1〕~〔X6〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法,其中,上述乳化剂(C)为磷系乳化剂。
〔X8〕根据〔X1〕~〔X7〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法,其中,上述热固化性树脂(B)包含选自含有使乙烯性不饱和单体聚合而成的聚合物的树脂、环氧树脂、酚醛树脂、多元醇树脂以及氨基甲醛树脂中的至少1种的热固化性树脂。
〔X9〕根据〔X1〕~〔X8〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法,其中,上述弹性体包含选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶以及聚硅氧烷橡胶系弹性体中的1种以上。
〔X10〕一种树脂组合物,是含有水、聚合物微粒(A)以及热固化性树脂(B)的树脂组合物,上述聚合物微粒(A)包含具有弹性体和接枝键合于该弹性体的接枝部的含橡胶接枝共聚物,上述弹性体包含选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶以及聚硅氧烷橡胶系弹性体中的1种以上,上述接枝部是包含来自于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种以上单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物,上述热固化性树脂(B)包含选自含有使乙烯性不饱和单体聚合而成的聚合物的树脂、环氧树脂、酚醛树脂、多元醇树脂以及氨基甲醛树脂中的至少1种热固化性树脂,上述聚合物微粒(A)和上述热固化性树脂(B)的合计100重量%中上述聚合物微粒(A)为1~50重量%,上述热固化性树脂(B)为50~99重量%,上述树脂组合物中的含水量以该树脂组合物的重量作为基准为2000ppm~40000ppm,实质上不包含有机溶剂,硫元素(S)的含量为2300ppm以下,并且磷元素(P)的含量为1200ppm以下。这里,上述“实质上不包含有机溶剂”是指上述树脂组合物中包含的上述有机溶剂的量以该树脂组合物的重量作为基准为100ppm以下。
〔X11〕根据〔X10〕所述的树脂组合物,其中,上述树脂组合物中的聚合物微粒(A)的分散性使用粒度计基于JIS K5101评价时小于100μm。
〔X12〕根据〔X10〕或〔X11〕所述的树脂组合物,其中,还包含磷元素。
〔X13〕根据〔X10〕~〔X12〕中任一项所述的树脂组合物,其中,还包含树脂(E),上述树脂(E)是在25℃具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度的液体、半固体、或者固体。
〔X14〕一种固化物,使〔X10〕~〔X13〕中任一项所述的树脂组合物固化而得到。
〔X15〕一种粘接剂,包含〔X10〕~〔X13〕中任一项所述的树脂组合物。
本发明的一实施方式还可以是以下的构成。
〔Y1〕一种树脂组合物,是包含水、聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的树脂组合物,上述聚合物微粒(A)包含具有弹性体和接枝键合于该弹性体的接枝部的含橡胶接枝共聚物,上述弹性体包含选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶以及聚硅氧烷橡胶系弹性体中的1种以上,上述接枝部是包含来自于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种以上单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物,上述热固化性树脂(B)包含选自含有使乙烯性不饱和单体聚合而成的聚合物的树脂、环氧树脂、酚醛树脂、多元醇树脂以及氨基甲醛树脂中的至少1种热固化性树脂,在上述聚合物微粒(A)和上述热固化性树脂(B)的合计100重量%中,上述聚合物微粒(A)为1~50重量%,上述热固化性树脂(B)为50~99重量%,上述树脂组合物中的含水量以该树脂组合物的重量作为基准为2000ppm~40000ppm,实质上不包含有机溶剂。这里,上述“实质上不包含有机溶剂”是指上述树脂组合物中含的上述有机溶剂的量以该树脂组合物的重量作为基准是100ppm以下。
〔Y2〕根据〔Y1〕所述的树脂组合物,其中,还包含磷元素。
〔Y3〕根据〔Y1〕或〔Y2〕所述的树脂组合物,其中,还包含树脂(E),上述树脂(E)在25℃具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度。
〔Y4〕一种树脂组合物的制造方法,包括以下工序:得到包含聚合物微粒(A)和乳化剂(C)的水性胶乳的工序1;使用上述水性胶乳,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料的工序2;从上述浆料取出上述凝析物,并且将上述凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整为10%以上的工序3;将上述凝析物与热固化性树脂(B)混合的工序4;上述聚合物微粒(A)包含具有弹性体和接枝键合于该弹性体的接枝部的含橡胶接枝共聚物,上述接枝部是包含来自于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种以上单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物。
〔Y5〕根据〔Y4〕所述的树脂组合物的制造方法,上述工序4还包括下述的工序:将上述凝析物与热固化性树脂(B)混合,得到混合物的工序4a;通过对上述工序4a中得到的混合物进行搅拌,从上述凝析物除去水的工序4b;以及在上述工序4b中得到的混合物中进一步混合热固化性树脂(B)的工序4c。
〔Y6〕根据〔Y4〕或〔Y5〕所述的树脂组合物的制造方法,满足以下(1)或(2)中任一条件:(1)上述工序2中,还具有在上述水性胶乳添加凝析剂(D)的工序,这里,包含上述乳化剂(C)0.1%和上述凝析剂(D)0.5%的水溶液基于罗斯-迈尔斯法的起泡性(气泡力、cm)为17cm以下;(2)在上述工序2中,还具有在上述水性胶乳中添加凝析剂(D)的工序,这里,在包含上述乳化剂(C)1%和上述凝析剂(D)5%的水溶液中,没有固体物质的沉淀。
〔Y7〕根据〔Y6〕所述的树脂组合物的制造方法,其中,上述乳化剂(C)为磷系乳化剂。
〔Y8〕根据〔Y4〕~〔Y7〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法,其中,上述工序2中,还具有在上述水性胶乳中添加树脂(E)的工序,上述树脂(E)在25℃具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度。
〔Y9〕根据〔Y4〕~〔Y8〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法,其中,上述热固化性树脂(B)包含选自含有使乙烯性不饱和单体聚合而成的聚合物的树脂、环氧树脂、酚醛树脂、多元醇树脂以及氨基甲醛树脂中的至少1种热固化性树脂。
〔Y10〕根据〔Y4〕~〔Y9〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法,其中,上述弹性体包含选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶以及聚硅氧烷橡胶系弹性体中的1种以上。
〔Y11〕一种固化物,使〔Y1〕~〔Y3〕中任一项所述的树脂组合物、或者由〔Y4〕~〔Y10〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法制造而得的树脂组合物固化而成。
〔Y12〕一种粘接剂,包含〔Y1〕~〔Y3〕中任一项所述的树脂组合物、或者由〔Y4〕~〔Y10〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法制造而得的树脂组合物。
〔Y13〕一种涂覆材料,包含〔Y1〕~〔Y3〕中任一项所述的树脂组合物、或由〔Y4〕~〔Y10〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法制造而得的树脂组合物。
〔Y14〕一种复合材料,包含〔Y1〕~〔Y3〕中任一项所述的树脂组合物或者由〔Y4〕~〔Y10〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法制造而得的树脂组合物作为强化纤维的粘结剂。
〔Y15〕一种3D打印机的造形材料,包含〔Y1〕~〔Y3〕中任一项所述的树脂组合物、或者由〔Y4〕~〔Y10〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法制造而得的树脂组合物。
〔Y16〕一种密封剂,包含〔Y1〕~〔Y3〕中任一项所述的树脂组合物、或者由〔Y4〕~〔Y10〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法制造而得的树脂组合物。
〔Y17〕一种电子基板,包含〔Y1〕~〔Y3〕中任一项所述的树脂组合物、或者由〔Y4〕~〔Y10〕中任一项所述的树脂组合物的制造方法制造而得的树脂组合物。
实施例
以下,根据实施例和比较例,更详细说明本发明的一实施方式,但本发明并不限于这些。本发明的一实施方式能够在适合上述或后述的主旨的范围内适当地变更而实施,它们分别包含于本发明的技术范围。应予说明,在下述实施例和比较例中,“份”和“%”是指重量份或重量%。
[评价方法]
首先,对根据实施例和比较例制造而成的树脂组合物的评价方法,以下进行说明。
<体积平均粒径的测定>
分散于水性胶乳的弹性体或者聚合物微粒(A)的体积平均粒径(Mv)使用NanotracWaveII-EX150(MicrotracBEL株式会社制)进行测定。将利用去离子水稀释水性胶乳而成的物质作为测定试样使用。测定通过输入水和各制造例中得到的弹性体或聚合物微粒(A)的折射率,以计测时间120秒、负荷指数1~20的范围内的方式调整试样浓度来进行。
<热固化性树脂(B)的差示扫描量热测定(DSC)>
对于以下的实施例和比较例中使用的热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)的差示热扫描热量,使用DSC7020(株式会社日立High techscience制)进行测定。升温速度为10℃/min。其结果是,可知液状环氧树脂在-15℃具有吸热峰。
<粘度测定>
进行(a)以下的实施例和比较例中使用的热固化性树脂(B)和树脂(E)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)、或者(b)得到的树脂组合物的粘度测定。使用的装置是BROOKFIELD公司制数字粘度计DV-II+Pro型。另外,根据粘度区域,使用主轴CPE-52,在测定温度25℃,根据需要使Shear Rate(剪切速度)变化,测定粘度。其结果是,液状环氧树脂为12000mPa·s。
<凝析物的含水量的测定>
利用120℃的烘箱使含水树脂干燥1小时,根据干燥前后的重量,测定含水树脂的含水量。
<凝析物的分散性的评价>
使用实施例和比较例中得到的凝析物的一部分,评价凝析物的分散性。具体而言如下所示。将凝析物的一部分和热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)加入到容器(一次性杯)内,得到混合物。这里,(i)混合物中的聚合物微粒(A)的浓度为30%,(ii)混合物中的固体成分的重量(聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的合计重量)为40g,(iii)容器的容积为100mL。容器的容积为所准备的凝析物和液状环氧树脂的混合物的体积的约1~3倍。对得到的混合物,使用自转·公转混合器(株式会社Shinky制、ARE310),通过(i)以转速1000rpm30分钟、(i)以转速1000rpm120分钟、或(iii)以转速2000rpm30分钟中的任一条件进行混合。其后,将得到的混合物转移到烧瓶中,利用水浴80℃的蒸发器进行真空脱气。使用粒度计,基于JIS K5101将得到的混合物中的聚合物微粒(A)的分散性进行评价。具体而言,将得到的混合物载置在粒度计上,利用金属刮刀,刮擦粒度计上的混合物,目视观察分散状态进行确认。读取刮刀的运动所产生的粒状痕在3mm宽度带中产生有5~10个点的位置的刻度。将结果示于表1。应予说明,分散性的评价是指为0μm时的转速和搅拌时间越小,分散性越优异。
<树脂组合物的分散性的评价>
对于树脂组合物中的、热固化性树脂(B)中的、聚合物微粒(A)或者橡胶粒子的分散性,使用粒度计,基于JIS K5101评价分散性。具体的方法如下所述。将树脂组合物载置在粒度计上,利用金属刮刀,刮擦粒度计上的树脂组合物,目视观察确认分散状态。读取刮刀的运动所产生的粒状痕在3mm宽度的带中产生有5~10个点的位置的刻度。将结果示于表1。
<树脂组合物中的含水量的测定>
得到的树脂组合物中的含水量使用卡尔一费希尔水分测定装置CA-100(三菱化学社制)进行测定。将树脂组合物与利用沸石脱水得到的甲基乙基酮进行等量混合,将所得试样作为测定试样使用。
<树脂组合物中的含溶剂量的测定>
得到的树脂组合物中的含溶剂量使用气相色谱法(岛津制作所社制、GC-2014)测定。
<残存乳化剂量>
树脂组合物中的乳化剂(C)的含量(残存乳化剂量)使用荧光X射线分析装置SPECTRO XEPOS(SPECTRO公司制)测定。使用十二烷基苯磺酸钠(DBS)作为乳化剂的情况下,将得到的结果中的硫元素的量的结果作为残存乳化剂量。使用聚氧乙烯月桂基醚磷酸钠作为乳化剂(C)的情况下,将得到的结果中的磷元素的量的结果作为残存乳化剂量。
<表面美观性>
目视观察得到的固化物的表面,利用以下的基准评价表面美观性。
合格:固化物的表面不存在气泡
不合格:固化物的表面存在气泡。
<乳化剂(C)和凝析剂(D)的关系性:基于罗斯-迈尔斯法的起泡性>
制成包含所使用的乳化剂(C)中的1种0.1%以及所使用的凝析剂(D)中的1种0.5%的水溶液(试验用水溶液)。将试验用水溶液注入到直径50mm的筒状容器中50g,从距离液面起900mm的高度,流下乳化剂水溶液200g,测定所产生的泡的高度。将结果示于表1。
<乳化剂(C)和凝析剂(D)的关系性:反应物的沉淀物的评价>
制成包含所使用的乳化剂(C)中的1种1%以及所使用的凝析剂(D)中的1种5%的水溶液(试验用水溶液)。使用具有5~10μm的细孔的玻璃过滤器对试验用水溶液进行过滤,将玻璃过滤器在50℃干燥5小时。其后,测定过滤前后的玻璃过滤器的重量差。在过滤前后的玻璃过滤器的重量差为0的情况下,判断水溶液中没有固体物质的沉淀,“固体物质的沉淀”这一栏记载“无”。在过滤前后的玻璃过滤器的重量差大于0的情况下,是指在水溶液中存在有固体物质的沉淀。该情况下,还记载有得到的结果(沉淀物的重量)。另外,对于水溶液中没有固体物质的沉淀的情况,利用目视观察评价水溶液的白浊。将结果示于表1。
表1
表1
1.弹性体的聚合
制造例1-1;聚丁二烯橡胶胶乳(R-1)的制备
耐压聚合器中,投入去离子水200份、磷酸三钾0.03份、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)0.002份、硫酸亚铁·7水合盐0.001份以及作为乳化剂(C)的十二烷基苯磺酸钠(DBS)1.55份。接下来,通过一边搅拌投入的原料,一边氮取代耐压聚合器内部的气体,从耐压聚合器内部充分除去氧。其后,将丁二烯(Bd)100份投入到耐压聚合器内,使耐压聚合器内的温度升温到45℃。其后,将过氧化氢对孟烷(PHP)0.03份投入到耐压聚合器内,接着,将甲醛次硫酸钠(SFS)0.10份投入到耐压聚合器内,开始聚合。从聚合开始第15小时,通过在减压下脱挥反应溶液,从反应溶液中脱挥除去不用于聚合而残存的单体,结束聚合。聚合中,将PHP、EDTA以及硫酸亚铁·7水合盐分别以任意的量和任意的时刻添加到耐压聚合器内。利用该聚合,得到包含以聚丁二烯橡胶为主成分的弹性体的水性胶乳(R-1)。得到的水性胶乳中包含的弹性体的体积平均粒径为90nm。
制造例1-2;聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)的制备
在耐压聚合器中,投入以固体成分计为7份的上述得到的聚丁二烯橡胶胶乳(R-1)、去离子水200份、磷酸三钾0.03份、EDTA0.002份以及硫酸亚铁·7水合盐0.001份。接下来,通过一边搅拌投入的原料,一边氮取代耐压聚合器内部的气体,从耐压聚合器内部充分除去氧。其后,将Bd93份投入到耐压聚合器内,将耐压聚合器内的温度升温到45℃。其后,将PHP0.02份投入到耐压聚合器内,接着,将SFS0.10份投入到耐压聚合器内,开始聚合。通过在从聚合开始第30小时,在减压下脱挥反应溶液,将未用于聚合而残存的单体从反应溶液脱挥除去,结束聚合。聚合中,将PHP、EDTA、硫酸亚铁·7水合盐及SDBS分别以任意的量以及任意的时刻添加在耐压聚合器内。利用该聚合,得到包含以聚丁二烯橡胶作为主成分的弹性体的水性胶乳(R-2)。得到的水性胶乳中包含的弹性体的体积平均粒径为195nm。
制造例1-3;聚苯乙烯-丁二烯橡胶胶乳(R-3)的制备
在耐压聚合器中,投入去离子水160份、EDTA0.002份、硫酸亚铁·7水合盐0.001份、聚氧乙烯月桂基醚磷酸0.029份、以及氢氧化钠0.003份。这里,聚氧乙烯月桂基醚磷酸在氢氧化钠的存在下成为聚氧乙烯月桂基醚磷酸钠,作为乳化剂(C)发挥功能。接下来,通过一边搅拌投入的原料,一边对耐压聚合器内部的气体进行氮置换,从耐压聚合器内部充分除去氧。其后,将Bd76.5份和苯乙烯(St)23.5份投入到耐压聚合器内,将耐压聚合器内的温度升温到45℃。其后,将PHP0.03份投入到耐压聚合器内,接着,将SFS0.05份投入到耐压聚合器内,开始聚合。从聚合开始第20小时,在减压下,脱挥反应溶液,将不用于聚合而残存的单体从反应溶液脱挥除去,结束聚合。聚合中,将PHP、聚氧乙烯月桂基醚磷酸和氢氧化钠分别以任意的量和任意的时刻添加在耐压聚合器内。利用该聚合,得到包含以聚苯乙烯-丁二烯橡胶作为主成分的弹性体的水性胶乳(R-3)。得到的水性胶乳中包含的弹性体的体积平均粒径为192nm。
2.聚合物微粒(A)的制备(接枝部的聚合)
制造例2-1;聚合物微粒胶乳(L-1)的制备
在玻璃制反应器中,投入上述聚丁二烯橡胶胶乳(R-2)250份(包含以聚丁二烯橡胶作为主成分的弹性体87份)以及去离子水50份。这里,上述玻璃制反应器具有温度计、搅拌机、回流冷却器、氮流入口以及单体的添加装置。用氮置换玻璃制反应器中的气体,在60℃将投入的原料进行搅拌。接下来,将EDTA0.004份、硫酸亚铁·7水合盐0.001份以及SFS0.2部加入到玻璃制反应器内,搅拌10分钟。其后,将甲基丙烯酸甲酯(MMA)12.5份、St0.5份以及叔丁基过氧化氢(BHP)0.035份的混合物在80分钟内连续地添加到玻璃制反应器内。其后,将BHP0.013份添加到玻璃制反应器内,进一步持续1小时搅拌玻璃制反应器内的混合物,完结聚合。利用以上的操作,得到包含聚合物微粒(A)和乳化剂(C)的水性胶乳(L-1)。单体成分的聚合转化率为99%以上。得到的水性胶乳中包含的聚合物微粒(A)的体积平均粒径为200nm。得到的水性胶乳(L-1)中的固体成分浓度(聚合物微粒(A)的浓度)为30%。
制造例2-2;聚合物微粒胶乳(L-2)的制备
在玻璃制反应器中,投入上述聚苯乙烯-丁二烯橡胶胶乳(R-3)250部(包含以聚苯乙烯-丁二烯橡胶作为主成分的弹性体87份)以及去离子水50份。这里,上述玻璃制反应器具有温度计、搅拌机、回流冷却器、氮流入口以及单体的添加装置。用氮置换玻璃制反应器中的气体,在60℃搅拌投入的原料。接下来,将EDTA0.004份、硫酸亚铁·7水合盐0.001份、以及SFS0.2份加入到玻璃制反应器内,搅拌10分钟。其后,在玻璃制反应器内用80分钟连续添加MMA12.5份、St0.5份以及BHP0.035份的混合物。其后,将BHP0.013份添加到玻璃制反应器内,进一步持续搅拌玻璃制反应器内的混合物1小时,使聚合完结。利用以上的操作,得到包含聚合物微粒(A)和乳化剂(C)的水性胶乳(L-2)。单体成分的聚合转化率为99%以上。得到的水性胶乳中包含的聚合物微粒(A)的体积平均粒径为200nm。得到的水性胶乳(L-2)中的固体成分浓度(聚合物微粒(A)的浓度)为30%。
3.树脂组合物以及固化物的制备
(实施例1)
将相当于聚合物微粒(A)100份的水性胶乳(L-1)333份和IRGANOX 1135(3-(4-羟基-3,5-二异丙基苯基)丙酸辛酯、BASF JAPAN株式会社制)的1份混合,得到水性胶乳。接下来,通过对得到的水性胶乳添加乙酸钙5份作为凝析剂(D),使水性胶乳中的聚合物微粒(A)凝析,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。
接下来,如下所述,从得到的浆料取出凝析物,并且将该凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整到10%以上。即,将包含凝析物的浆料投入到离子交换水600份后,对得到的混合物进行离心脱水,得到凝析物。并且,使用得到的凝析物,将凝析物投入到离子交换水500份中的操作和对得到的混合物进行离心脱水的操作重复合计2个周期,清洗凝析物,得到凝析物。这里,最终获得的凝析物的含水量以凝析物的重量作为基准是50.4%。应予说明,在以下的实施例和比较例中,“凝析物的含水量”与实施例1同样地以凝析物的重量作为基准。使用得到的凝析物的一部分,评价得到的凝析物的分散性,将该结果示于表2。
接下来,相对于剩余的凝析物,以聚合物微粒(A)的最终浓度为30%的方式添加热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)。使用自转和公转混合器,对得到的混合物进行混合,得到树脂组合物。其后,将得到的树脂组合物转移到烧瓶中,利用水浴80℃的蒸发器,进行真空脱挥,直到树脂组合物中的含水量成为2374ppm。应予说明,在真空脱挥中,烧瓶内没有发生树脂组合物的起泡,真空脱挥时的烧瓶内的压力可下降到3torr为止。利用以上的操作,得到树脂组合物(P-1)。对于得到的树脂组合物(P-1),评价分散性,测定含水量、含溶剂量及残存乳化剂量(硫元素(S)的含量),将结果示于表2。
(实施例2)
通过将水、树脂(E)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)和乳化剂(C)即DBS一同使用均质器进行混合,制备使树脂(E)乳化而成的水性乳液(E-1)(环氧树脂含量40%)。接下来,将相当于聚合物微粒(A)90份的水性胶乳(L-1)300份、上述水性乳液(E-1)25份(包含环氧树脂10份)、以及IRGANOX 1135的0.9份混合,得到水性胶乳。接下来,通过在得到的水性胶乳中添加乙酸钙5份作为凝析剂(D),使水性胶乳中的聚合物微粒(A)凝析,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。
接下来,如下所述,从得到的浆料取出凝析物,并且将该凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整为10%以上。即,在离子交换水600份中投入包含凝析物的浆料后,对得到的混合物进行离心脱水,得到凝析物。并且,使用得到的凝析物,重复2个周期将凝析物投入到离子交换水500份中的操作和对得到的混合物进行离心脱水的操作,清洗凝析物,得到凝析物。这里,最终得到的凝析物的含水量为55.2%。使用得到的凝析物的一部分,评价得到的凝析物的分散性,将结果示于表2。
接下来,相对于剩余的凝析物,以成为聚合物微粒(A)的最终浓度为30%的方式添加热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)。将得到的混合物使用自转和公转混合器进行混合,得到树脂组合物。其后,将得到的树脂组合物转移到烧瓶中,在水浴80℃的蒸发器中,进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量成为3068ppm。应予说明,在真空脱挥中,在烧瓶内不发生树脂组合物的起泡,所以真空脱挥时的烧瓶内的压力能够下降到3torr。利用以上的操作,得到树脂组合物(P-2)。对得到的树脂组合物(P-2),评价分散性,测定含水量、含溶剂量以及残存乳化剂量(硫元素(S)的含量),将结果示于表2。
接下来,使用自转和公转混合器,将树脂组合物(P-2)13.5重量份、液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)86.5重量份以及芳香族聚胺(三菱化学株式会社制、JERcureW)25重量份进行混合。在100℃对得到的混合物(树脂组合物)处理2小时,进一步在175℃处理4小时,得到固化物。评价得到的固化物的表面性,将结果示于表4。
(实施例3)
作为凝析剂(D),代替实施例2中使用的乙酸钙,使用乙酸钠,除此以外,利用与实施例2相同的方法,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。
接下来,利用与实施例2相同的方法,从得到的浆料取出凝析物,并且将该凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整到10%以上。实施例3中,最终得到的凝析物的含水量为54.2%。使用得到的凝析物的一部分,评价得到的凝析物的分散性,将结果示于表2。
接下来,相对于剩余的凝析物,以聚合物微粒(A)的最终浓度成为30%的方式添加热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)。使用自转和公转混合器,将得到的混合物进行混合,得到树脂组合物。其后,将得到的树脂组合物转移到烧瓶中,利用水浴80℃的蒸发器,进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为4102ppm。应予说明,在真空脱挥中,由于烧瓶内的树脂组合物的起泡,所以只能将烧瓶内的压力降低到20torr。因此,真空脱挥在到达20torr后,持续脱挥1小时。利用以上的操作,得到树脂组合物(P-3)。对于得到的树脂组合物(P-3),评价分散性,测定含水量、含溶剂量及残存乳化剂量(硫元素(S)的含量),将结果示于表2。
(实施例4)
通过使用均质器将水、树脂(E)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)、聚氧乙烯月桂基醚磷酸和氢氧化钠一同进行混合,制备使树脂(E)乳化而成的水性乳液(E-2)(环氧树脂含量40%)。这里,聚氧乙烯月桂基醚磷酸在氢氧化钠的存在下成为聚氧乙烯月桂基醚磷酸钠,作为乳化剂(C)发挥功能。接下来,将相当于聚合物微粒(A)90份的水性胶乳(L-2)300份、上述水性乳液(E-2)25份(包含环氧树脂10份)、以及IRGANOX 1135的0.9份混合,得到水性胶乳。接下来,通过在得到的水性胶乳中添加乙酸钙5份作为凝析剂(D),使水性胶乳中的聚合物微粒(A)凝析,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。
接下来,利用与实施例2相同的方法,从得到的浆料取出凝析物,并且将该凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整为10%以上。实施例4中,最终得到的凝析物的含水量是51.1%。使用得到的凝析物的一部分,评价得到的凝析物的分散性,将结果示于表2。
接下来,使用剩余的凝析物,进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为3031ppm,除此以外,利用与实施例2相同的方法,得到树脂组合物(P-4)。对于得到的树脂组合物(P-4),评价分散性,测定含水量、含溶剂量及残存乳化剂量(磷元素(P)的含量),将结果示于表2。
(实施例5)
作为凝析剂(D),代替实施例4中使用的乙酸钙,使用乙酸镁,除此以外,利用与实施例4相同的方法,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。
接下来,利用与实施例2相同的方法,从得到的浆料取出凝析物,并且将该凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整为10%以上。实施例5中,最终得到的凝析物的含水量为48.3%。使用得到的凝析物的一部分,评价得到的凝析物的分散性,将结果示于表2。
接下来,使用剩余的凝析物,进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为2898ppm,除此以外,利用与实施例2相同的方法,得到树脂组合物(P-5)。对于得到的树脂组合物(P-5),评价分散性,测定含水量、含溶剂量及残存乳化剂量(磷元素(P)的含量),将结果示于表2。
(实施例6)
作为凝析剂(D),代替实施例4中使用的乙酸钙,使用乙酸钠,除此以外,利用与实施例4相同的方法,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。
接下来,利用与实施例2相同的方法,从得到的浆料取出凝析物,并且将该凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整为10%以上。实施例6中,最终得到的凝析物的含水量为52.3%。使用得到的凝析物的一部分,评价得到的凝析物的分散性,将结果示于表2。
接下来,使用剩余的凝析物,进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为2742ppm,除此以外,利用与实施例2相同的方法,得到树脂组合物(P-6)。对于得到的树脂组合物(P-6),评价分散性,测定含水量、含溶剂量和残存乳化剂量(磷元素(P)的含量),将结果示于表2。
(比较例1)
将相当于弹性体90份的水性胶乳(R-2)300份和IRGANOX 1135的0.9份混合,得到水性胶乳。接下来,通过向得到的水性胶乳中投入乙酸钙5份作为凝析剂(D),使水性胶乳中的弹性体凝析,得到包含弹性体的凝析物的浆料。
接下来,如下所示,从得到的浆料取出弹性体的凝析物,并且将该凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整到10%以上。即在将包含弹性体的凝析物的浆料投入到离子交换水600份后,对得到的混合物离心脱水,得到弹性体的凝析物。进而,使用得到的弹性体的凝析物,重复合计2周期将该凝析物投入到离子交换水500份中的操作以及对得到的混合物进行离心脱水的操作,得到弹性体的凝析物。这里,最终得到的弹性体的凝析物的含水量为53.2%。使用得到的凝析物的一部份,评价得到的凝析物的分散性,将结果示于表3。
接下来,相对于剩余的弹性体的凝析物,以弹性体的最终浓度成为30%的方式添加热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)。使用自转和公转混合器混合得到的混合物,得到弹性体组合物。其后,将得到的弹性体组合物移动到烧瓶中,利用水浴80℃的蒸发器进行真空脱挥。应予说明,在真空脱挥中,由于烧瓶内没有弹性体组合物的起泡,所以真空脱挥时的烧瓶内的压力能够下降到3torr。利用以上的操作,得到弹性体组合物(P-7)。对得到的弹性体组合物(P-7)评价分散性,将结果示于表3。
(比较例2)
作为包含弹性体的水性胶乳,代替比较例1中使用的水性胶乳(R-2),使用水性胶乳(R-3),除此以外,利用与比较例1相同的方法,得到包含弹性体的凝析物的浆料。
接下来,利用与比较例1相同的方法,从得到的浆料取出弹性体的凝析物,并且将该凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整到10%以上。比较例2中,最终得到的弹性体的凝析物的含水量为50.4%。使用得到的凝析物的一部分,评价得到的凝析物的分散性,将结果示于表3。
接下来,使用剩余的弹性体的凝析物,利用与比较例1相同的方法,得到弹性体组合物(P-8)。对于得到的弹性体组合物(P-8),评价分散性,将结果示于表3。
(比较例3)
将相当于聚合物微粒(A)100份的水性胶乳(L-1)333份和IRGANOX 1135(3-(4-羟基-3,5-二异丙基苯基)丙酸辛酯、BASF JAPAN株式会社制)的1份混合,得到水性胶乳。接下来,通过在得到的水性胶乳添加乙酸钙5份作为凝析剂(D),使水性胶乳中的聚合物微粒(A)凝析,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。
接下来,如下所述,从得到的浆料取出凝析物。即,将包含凝析物的浆料投入到离子交换水600份后,将得到的混合物离心脱水得到凝析物。进而,使用得到的凝析物,重复合计2个周期将凝析物投入到离子交换水500份中的操作和将得到的混合物离心脱水的操作。接下来,通过使得到的凝析物干燥,得到干燥的凝析物(也称为干燥凝析物)。这里,最终得到的凝析物(干燥凝析物)的含水量为0.5%。使用得到的干燥凝析物的一部分,评价得到的凝析物的分散性,将结果示于表3。
接下来,相对于剩余的干燥凝析物,以聚合物微粒(A)的最终浓度成为30%的方式添加热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制JER828)。使用自转和公转混合器将得到的混合物混合,得到树脂组合物。利用以上的操作,得到树脂组合物(P-9)。对于得到的树脂组合物(P-9),评价分散性,测定含水量和含溶剂量,将结果示于表3。
(比较例4)
作为包含聚合物微粒(A)的水性胶乳,代替比较例3中使用的水性胶乳(L-1),使用水性胶乳(L-2),除此以外,利用与比较例3相同的方法,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。
接下来,利用与比较例3相同的方法,从得到的浆料取出凝析物,并且得到干燥的凝析物(干燥凝析物)。这里,最终得到的凝析物(干燥凝析物)的含水量为0.5%。使用得到的干燥凝析物的一部分,评价得到的凝析物的分散性,将结果示于表3。
接下来,使用剩余的干燥凝析物,利用与比较例3相同的方法,得到树脂组合物(P-10)。对于得到的树脂组合物(P-10),评价分散性,测定含水量和含溶剂量,将结果示于表3。
(比较例5)
将1L混合槽的混合槽内的温度设为30℃后,在混合槽中投入甲基乙基酮(MEK)126份。其后,一边搅拌混合槽内的MEK,一边向混合槽投入聚合物微粒(A)的水性胶乳(L-1)126份。将投入的原料均匀地混合后,一边搅拌原料一边将水200份(合计452份)以80份/分钟的供给速度投入到混合槽中。水供给结束后,迅速停止搅拌,其结果得到包含浮上性的凝聚体的浆料液。
接下来,在混合槽内残留凝聚体,使液相350质量份从混合槽下部的排出口排出。在得到的凝聚体(掺杂有聚合物微粒(A))追加MEK150份,将它们混合,得到分散有聚合物微粒(A)的有机溶剂溶液。相对于该有机溶剂溶液,以聚合物微粒(A)的最终浓度成为30%的方式投入热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828),得到混合物。对得到的混合物进行搅拌后,将MEK减压馏去,得到树脂组合物(P-11)。对得到的树脂组合物(P-11)评价分散性,测定含水量和含溶剂量,将结果示于表3。
(实施例7)
利用与实施例2相同的方法,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。
接下来,利用与实施例2相同的方法,从得到的浆料取出凝析物,并且将该凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整到10%以上。
接下来,相对于得到的凝析物,以聚合物微粒(A)的最终浓度成为37%的方式添加热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828),得到混合物。使用自转和公转混合器将得到的混合物混合,得到树脂组合物。得到的树脂组合物的含水量以树脂组合物的重量作为基准是13.8%,即为138000ppm。
其后,将得到的树脂组合物移动至烧瓶,在水浴80℃的蒸发器,进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为40000ppm以下。真空脱气的时间为2小时。利用所述操作,得到含水量为40000ppm以下的树脂组合物。
(实施例8)
利用与实施例2相同的方法,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。
接下来,利用与实施例2相同的方法,从得到的浆料取出凝析物,并且将该凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整为10%以上。
接下来,相对于得到的凝析物,以聚合物微粒(A)的最终浓度成为45%的方式添加热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828),得到混合物。通过对得到的混合物进行搅拌,从上述凝析物除去水,得到树脂组合物。具体而言,对使用自转和公转混合器得到的混合物进行搅拌。其后,除去由混合物的搅拌排斥的水。得到的树脂组合物的含水量以树脂组合物的重量作为基准是0.94%,即为9400ppm。
(实施例9)
利用与实施例2相同的方法,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料。
接下来,利用与实施例2相同的方法,从得到的浆料取出凝析物,并且将该凝析物的含水量以该凝析物的重量作为基准调整到10%以上。
接下来,相对于得到的凝析物,以聚合物微粒(A)的最终浓度成为45%的方式添加热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828),得到混合物。通过对得到的混合物进行搅拌,从上述凝析物除去水。具体而言,对使用自转和公转混合器得到的混合物进行搅拌。其后,除去由混合物的搅拌排斥的水。以聚合物微粒(A)的最终浓度成为37%的方式向除去水的混合物添加热固化性树脂(B)即液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)。使用自转和公转混合器混合得到的混合物,得到树脂组合物。得到的树脂组合物的含水量以树脂组合物的重量作为基准是0.81%,即为8100ppm。
(实施例10)
进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为7496ppm为止,除此以外,利用与实施例2相同的方法,得到树脂组合物(P-12)。
接下来,使用树脂组合物(P-12),利用与实施例2相同的方法,得到固化物。评价得到的固化物的表面性,将结果示于表4。
(实施例11)
进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为10009ppm,除此以外,利用与实施例2相同的方法,得到树脂组合物(P-13)。
接下来,使用树脂组合物(P-13),利用与实施例2相同的方法,得到固化物。评价得到的固化物的表面性,将结果示于表4。
(实施例12)
进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为19984ppm,除此以外,利用与实施例2相同的方法,得到树脂组合物(P-14)。
接下来,使用树脂组合物(P-14),利用与实施例2相同的方法,得到固化物。评价得到的固化物的表面性,将结果示于表4。
(实施例13)
进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为30145ppm,除此以外,利用与实施例2相同的方法,得到树脂组合物(P-15)。
接下来,使用树脂组合物(P-15),利用与实施例2相同的方法,得到固化物。评价得到的固化物的表面性,将结果示于表4。
(比较例6)
进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为50136ppm为止,除此以外,利用与实施例2相同的方法,得到树脂组合物(P-16)。
接下来,使用树脂组合物(P-16),利用与实施例2相同的方法,得到固化物。评价得到的固化物的表面性,将结果示于表4。
(比较例7)
进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为74939ppm,除此以外,利用与实施例2相同的方法,得到树脂组合物(P-17)。
接下来,使用树脂组合物(P-17),利用与实施例2相同的方法,得到固化物。评价得到的固化物的表面性,将结果示于表4。
(比较例8)
进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为100113ppm,除此以外,利用与实施例2相同的方法,得到树脂组合物(P-18)。
接下来,使用树脂组合物(P-18),利用与实施例2相同的方法,得到固化物。评价得到的固化物的表面性,将结果示于表4。
(比较例9)
将相当于聚合物微粒(A)30份的水性胶乳(L-1)100份和液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)70份转移至烧瓶中,利用水浴80℃的蒸发器,进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为4502ppm。应予说明,在真空脱挥中,由于烧瓶内的树脂组合物的起泡,仅能将烧瓶内的压力降低到20torr。因此,真空脱挥到达20torr后持续脱挥1小时。利用以上的操作,得到树脂组合物(P-19)。对于得到的树脂组合物(P-19),评价分散性,测定含水量、含溶剂量以及残存乳化剂量(硫元素(S)的含量),将结果示于表3。
(比较例10)
将相当于聚合物微粒(A)30份的水性胶乳(L-2)100份和液状环氧树脂(三菱化学株式会社制、JER828)70份转移至烧瓶中,利用水浴80℃的蒸发器,进行真空脱挥直到树脂组合物中的含水量为3002ppm。应予说明,在真空脱挥中,由于烧瓶内的树脂组合物的起泡,仅能将烧瓶内的压力降低到20torr。因此,真空脱挥到达20torr后,持续脱挥1小时。利用以上的操作,得到树脂组合物(P-20)。对得到的树脂组合物(P-20),评价分散性,测定含水量、含溶剂量以及残存乳化剂量(磷元素(P)的含量),将结果示于表3。
[表2]
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[表3]
[表4]
根据表2可知,实施例1~6中得到的树脂组合物,聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性优异。另一方面,根据表3可知,由比较例1~5得到的树脂组合物,聚合物微粒(A)在热固化性树脂(B)中的分散性差。
另外,根据表3可知,比较例9和10得到的树脂组合物,热固化性树脂(B)中的乳化剂残存量具体而言硫元素(S)或者磷元素(S)含量多。
由表4可知,实施例2和10~13的树脂组合物的含水量在2000ppm~40000ppm的范围内,另外,由这些树脂组合物得到的固化物的表面性优异。另一方面,比较例6~8的树脂组合物的含水量比40000ppm多,另外,由这些树脂组合物得到的固化物的表面性差。
工业上的可利用性
根据本发明的一实施方式,能够提供环境负荷小,并且聚合物微粒的分散性优异的树脂组合物。另外,使本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物固化而得到的固化物,表面美观。因此,本发明的一实施方式所涉及的树脂组合物或使该树脂组合物固化而得到的固化物例如能够优选地用于粘接剂、涂覆材料、强化纤维的粘结剂、复合材料、3D打印机的造形材料、密封剂、电子基板等用途。
Claims (13)
1.一种树脂组合物的制造方法,包括以下工序:
工序1,得到包含聚合物微粒(A)和乳化剂(C)的水性胶乳;
工序2,使用所述水性胶乳,得到包含聚合物微粒(A)的凝析物的浆料;
工序3,从所述浆料取出所述凝析物,并且以该凝析物的重量作为基准将所述凝析物的含水量调整为10%以上;
工序4,将所述凝析物与热固化性树脂(B)混合;
所述聚合物微粒(A)包含含橡胶接枝共聚物,所述含橡胶接枝共聚物具有弹性体和接枝键合于该弹性体的接枝部,
所述接枝部是包含来自于以下单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物,所述单体是选自芳香族乙烯基单体、乙烯基氰单体和(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上的单体,
所述热固化性树脂(B)为选自环氧树脂、酚醛树脂、多元醇树脂以及氨基甲醛树脂中的至少1种热固化性树脂,
所述工序2中,还具有在所述水性胶乳中添加树脂(E)的工序,
所述树脂(E)相对于所述聚合物微粒(A)100重量份为1~50重量份,
所述树脂(E)是在25℃具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度的液体或半固体,
所述树脂(E)为热固化性树脂。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物的制造方法,其中,对于所述工序3中得到的所述凝析物,使用粒度计基于JIS K5101评价在将该凝析物与所述热固化性树脂(B)的混合物以1000rpm搅拌30分钟的情况下该混合物中的聚合物微粒(A)的分散性时,该分散性小于100μm。
3.根据权利要求1或2所述的树脂组合物的制造方法,其中,所述工序4是如下的工序,即,以得到在混合物100重量%中所述聚合物微粒(A)为40重量%以上的该混合物的方式将所述凝析物与所述热固化性树脂(B)混合。
4.根据权利要求1或2所述的树脂组合物的制造方法,其中,所述工序4还包括下述的工序:
工序4a,将所述凝析物与热固化性树脂(B)混合,得到混合物;
工序4b,通过将所述工序4a中得到的混合物进行搅拌,而从所述凝析物除去水;以及
工序4c,在所述工序4b中得到的混合物中进一步混合热固化性树脂(B)。
5.根据权利要求4所述的树脂组合物的制造方法,其中,所述工序4a是如下的工序,即,以得到在所述混合物100重量%中所述聚合物微粒(A)为40重量%以上的该混合物的方式将所述凝析物与所述热固化性树脂(B)混合。
6.根据权利要求1或2所述的树脂组合物的制造方法,其中,满足以下(1)或者(2)中任一条件:
(1)所述工序2中,还具有在所述水性胶乳中添加凝析剂(D)的工序,在此,含有所述乳化剂(C)0.1%和所述凝析剂(D)0.5%的水溶液的基于罗斯-迈尔斯法测定的起泡性即气泡力为17cm以下;
(2)所述工序2中,还具有在所述水性胶乳中添加凝析剂(D)的工序,在此,在含有所述乳化剂(C)1%和所述凝析剂(D)5%的水溶液中没有固体物质的沉淀。
7.根据权利要求1或2所述的树脂组合物的制造方法,其中,所述乳化剂(C)为磷系乳化剂。
8.根据权利要求1或2所述的树脂组合物的制造方法,其中,所述弹性体包含选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶以及聚硅氧烷橡胶系弹性体中的1种以上。
9.一种树脂组合物,是包含水、聚合物微粒(A)和热固化性树脂(B)的树脂组合物,
所述聚合物微粒(A)包含含橡胶接枝共聚物,所述含橡胶接枝共聚物具有弹性体和接枝键合于该弹性体的接枝部,
所述弹性体包含选自二烯系橡胶、(甲基)丙烯酸酯系橡胶和聚硅氧烷橡胶系弹性体中的1种以上,
所述接枝部是包含来自于以下单体的1种以上的构成单元作为构成单元的聚合物,所述单体是选自芳香族乙烯基单体、乙烯基氰单体和(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上的单体,
所述热固化性树脂(B)为选自环氧树脂、酚醛树脂、多元醇树脂和氨基甲醛树脂中的至少1种热固化性树脂,
所述聚合物微粒(A)和所述热固化性树脂(B)的合计100重量%中,所述聚合物微粒(A)为1~50重量%,所述热固化性树脂(B)为50~99重量%,
所述树脂组合物中的含水量以该树脂组合物的重量作为基准时为2000ppm~40000ppm,
实质上不包含有机溶剂,
硫元素S的含量为2300ppm以下,并且磷元素P的含量为1200ppm以下,
所述树脂组合物进一步含有树脂(E),
所述树脂(E)相对于所述聚合物微粒(A)100重量份为1~50重量份,
所述树脂(E)是在25℃具有100mPa·s~1000000mPa·s的粘度的液体或半固体,
所述树脂(E)为热固化性树脂,
在此,所述“实质上不包含有机溶剂”是指所述树脂组合物中包含的所述有机溶剂的量以该树脂组合物的重量作为基准时为100ppm以下。
10.根据权利要求9所述的树脂组合物,其中,使用粒度计基于JIS K5101评价所述树脂组合物中的聚合物微粒(A)的分散性时,该分散性小于100μm。
11.根据权利要求9或10所述的树脂组合物,其中,还包含磷元素。
12.一种固化物,是使权利要求9~11中任一项所述的树脂组合物固化而成的。
13.一种粘接剂,包含权利要求9~11中任一项所述的树脂组合物。
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