JP3954582B2 - 硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、耐熱性に優れるエポキシシリカハイブリッド体を含有する硬化性樹脂組成物に関する。
近年、エポキシ樹脂硬化物には、用途に応じて高度の性能が要求されるようになっており、例えば、プリント基板、半導体封止剤等の電子部品や、航空機分野においては、耐熱性の向上が望まれている。
耐熱性に優れるエポキシ樹脂組成物としては、エポキシシリカハイブリッド体が注目されている。例えば、特許文献１には、水酸基を有するビスフェノール型エポキシ樹脂と加水分解性アルコキシシランとを脱アルコール反応させて得られるアルコキシ基含有シラン変性エポキシ樹脂と、硬化剤とを含有するエポキシ樹脂組成物が記載されている。
耐熱性に優れるエポキシ樹脂組成物としては、エポキシシリカハイブリッド体が注目されている。例えば、特許文献１には、水酸基を有するビスフェノール型エポキシ樹脂と加水分解性アルコキシシランとを脱アルコール反応させて得られるアルコキシ基含有シラン変性エポキシ樹脂と、硬化剤とを含有するエポキシ樹脂組成物が記載されている。
また、本発明者は、より耐熱性に優れるエポキシシリカハイブリッド体を用いた硬化性樹脂組成物として、一級アミノ基およびアルコキシシリル基を含有する一級アミノ基含有アルコキシシリル化合物とケトンとを反応させて得られるケチミンオリゴマーを含有する第一液と、エポキシ基含有化合物を含有する第二液とを有する二液型硬化性樹脂組成物を提案した（非特許文献１参照。）。
しかしながら、上記非特許文献１に記載されている硬化性樹脂組成物においては、貯蔵弾性率の変化から判断される耐熱性はガラス転移点（Ｔｇ）が消滅している観点から十分に良好であると判断できるが、その貯蔵弾性率の変化率（保持率）を更に向上させる余地があった。
そこで、本発明は、エポキシシリカハイブリッド体を用いた硬化性樹脂組成物であって、従来の組成物よりも耐熱性に優れ、特に、低温から高温まで貯蔵弾性率に変化がない硬化性樹脂組成物を提供することを課題とする。
そこで、本発明は、エポキシシリカハイブリッド体を用いた硬化性樹脂組成物であって、従来の組成物よりも耐熱性に優れ、特に、低温から高温まで貯蔵弾性率に変化がない硬化性樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく、非特許文献１に記載されている硬化性樹脂組成物について鋭意研究した結果、エポキシ基（オキシラン環）を有する特定のシラン化合物と、アミノ基を有する特定のシラン化合物とを含有する組成物が、耐熱性に優れ、特に、低温から高温まで貯蔵弾性率に変化がなくなることを見出した。
本発明者は、これらの知見に基づき、本発明を完成させた。即ち、本発明は、下記（１）〜（３）に示す硬化性樹脂組成物および下記（４）に示す硬化物品を提供する。
本発明者は、これらの知見に基づき、本発明を完成させた。即ち、本発明は、下記（１）〜（３）に示す硬化性樹脂組成物および下記（４）に示す硬化物品を提供する。
（１）３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランの縮合物、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランの縮合物、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランと２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランとの縮合物、ならびに、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランと、３−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルアルキルジアルコキシシランとの縮合物からなる群から選択される少なくとも１種を含むシラン化合物（Ａ）と、
アミノ基が窒素原子もしくは酸素原子を含んでいてもよい有機基を介してケイ素原子に結合したシラン化合物（Ｂ）とを含有し、
前記シラン化合物（Ｂ）がアミノ基含有アルコキシシランまたはその縮合物である硬化性樹脂組成物（第１の態様）。
（２）前記シラン化合物（Ａ）が、更に、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、３−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランおよび２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルアルキルジアルコキシシランからなる群から選択される少なくとも１種を含む上記（１）に記載の硬化性樹脂組成物。
（３）前記アミノ基含有アルコキシシランが、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、下記式（１）で表される化合物、下記式（２）で表される化合物、Ｎ，Ｎ−ビス［（３−トリメトキシシリル）プロピル］アミンおよびＮ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される少なくとも１種を含む上記（１）または（２）に記載の硬化性樹脂組成物。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物を塗布して得られる硬化物品（第２の態様）。
アミノ基が窒素原子もしくは酸素原子を含んでいてもよい有機基を介してケイ素原子に結合したシラン化合物（Ｂ）とを含有し、
前記シラン化合物（Ｂ）がアミノ基含有アルコキシシランまたはその縮合物である硬化性樹脂組成物（第１の態様）。
（２）前記シラン化合物（Ａ）が、更に、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、３−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランおよび２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルアルキルジアルコキシシランからなる群から選択される少なくとも１種を含む上記（１）に記載の硬化性樹脂組成物。
（３）前記アミノ基含有アルコキシシランが、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、下記式（１）で表される化合物、下記式（２）で表される化合物、Ｎ，Ｎ−ビス［（３−トリメトキシシリル）プロピル］アミンおよびＮ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される少なくとも１種を含む上記（１）または（２）に記載の硬化性樹脂組成物。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物を塗布して得られる硬化物品（第２の態様）。
以下に説明するように、本発明によれば、従来の組成物よりも耐熱性に優れ、特に、低温から高温まで貯蔵弾性率に変化がない硬化性樹脂組成物を提供することができるため有用である。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の第１の態様に係る硬化性樹脂組成物（以下、単に「本発明の硬化性樹脂組成物」という場合がある。）は、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランの縮合物、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランの縮合物、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランと２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランとの縮合物、ならびに、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランと、３−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルアルキルジアルコキシシランとの縮合物からなる群から選択される少なくとも１種を含むシラン化合物（Ａ）と、アミノ基が窒素原子もしくは酸素原子を含んでいてもよい有機基を介してケイ素原子に結合したシラン化合物（Ｂ）とを含有し、該シラン化合物（Ｂ）がアミノ基含有アルコキシシランまたはその縮合物である硬化性樹脂組成物である。
次に、本発明の硬化性樹脂組成物に用いるシラン化合物（Ａ）およびシラン化合物（Ｂ）について詳述する。
本発明の第１の態様に係る硬化性樹脂組成物（以下、単に「本発明の硬化性樹脂組成物」という場合がある。）は、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランの縮合物、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランの縮合物、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランと２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランとの縮合物、ならびに、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランと、３−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルアルキルジアルコキシシランとの縮合物からなる群から選択される少なくとも１種を含むシラン化合物（Ａ）と、アミノ基が窒素原子もしくは酸素原子を含んでいてもよい有機基を介してケイ素原子に結合したシラン化合物（Ｂ）とを含有し、該シラン化合物（Ｂ）がアミノ基含有アルコキシシランまたはその縮合物である硬化性樹脂組成物である。
次に、本発明の硬化性樹脂組成物に用いるシラン化合物（Ａ）およびシラン化合物（Ｂ）について詳述する。
＜シラン化合物（Ａ）＞
本発明の硬化性樹脂組成物に用いられるシラン化合物（Ａ）は、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランの縮合物、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランの縮合物、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランと２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランとの縮合物、ならびに、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランと、３−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルアルキルジアルコキシシランとの縮合物からなる群から選択される少なくとも１種を含むシラン化合物である。
本発明の硬化性樹脂組成物に用いられるシラン化合物（Ａ）は、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランの縮合物、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランの縮合物、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランと２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランとの縮合物、ならびに、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランと、３−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルアルキルジアルコキシシランとの縮合物からなる群から選択される少なくとも１種を含むシラン化合物である。
上記シラン化合物（Ａ）としては、具体的には、例えば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどの３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランもしくは３−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシラン；２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルメチルジエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシランなどの２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランもしくは２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルアルキルジアルコキシシラン；およびこれらの縮合物；等が挙げられ、これらを１種単独で用いても２種以上を併用してもよい。
これらの縮合物としては、具体的には、例えば、下記式（３）〜（５）に示す鎖状、ラダー状およびかご状のシロキサン骨格、またはこれらが混在するシロキサン骨格に、エポキシ基が有機基を介して結合した構造のものが挙げられる。なお、下記式（３）で表される鎖状のシロキサン骨格を形成する場合においては、シロキサン結合およびエポキシ基との結合に関与しないシラン残基は、アルコキシシリル基および／またはシラノール基である。また、これらの縮合物は、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランを原料として生成することが、原料の入手し易さおよび反応性が高いことから好ましい。
これらの縮合物としては、具体的には、例えば、下記式（３）〜（５）に示す鎖状、ラダー状およびかご状のシロキサン骨格、またはこれらが混在するシロキサン骨格に、エポキシ基が有機基を介して結合した構造のものが挙げられる。なお、下記式（３）で表される鎖状のシロキサン骨格を形成する場合においては、シロキサン結合およびエポキシ基との結合に関与しないシラン残基は、アルコキシシリル基および／またはシラノール基である。また、これらの縮合物は、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランを原料として生成することが、原料の入手し易さおよび反応性が高いことから好ましい。
上記式（３）中、Ｒは、それぞれ独立に、水素原子もしくは炭素数１〜３のアルキル基を表す。
また、上記シラン化合物（Ａ）としては、市販品を使用することもでき、具体的には、例えば、Ａ１８６、Ａ１８７（日本ユニカー社製）；ＫＢＥ−４０２、ＫＢＥ−４０３（信越化学工業社製）；等を用いることができる。
また、上記シラン化合物（Ａ）としては、市販品を使用することもでき、具体的には、例えば、Ａ１８６、Ａ１８７（日本ユニカー社製）；ＫＢＥ−４０２、ＫＢＥ−４０３（信越化学工業社製）；等を用いることができる。
本発明においては、上記シラン化合物（Ａ）の縮合物は、例えば、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランと２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシラン、または、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランおよび／もしくは２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランと、３−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシランおよび／もしくは２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルアルキルジアルコキシシランとを加水分解により縮合させて得ることができるが、特にこれに限定されず、シロキサン骨格を形成した後に、該シロキサン骨格にエポキシ基を有する化合物を導入することにより合成してもよい。また、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、イソシアネート基等の官能基を分子内に有するシラン化合物、または、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランを併用して縮合したものでもよい。
なお、加水分解および縮合反応によるシロキサン結合の形成時にアルコールが生成するため、シラン化合物（Ａ）の縮合物の生成時には、該アルコールを減圧除去するのが好ましい。
なお、加水分解および縮合反応によるシロキサン結合の形成時にアルコールが生成するため、シラン化合物（Ａ）の縮合物の生成時には、該アルコールを減圧除去するのが好ましい。
＜シラン化合物（Ｂ）＞
本発明の硬化性樹脂組成物に用いられるシラン化合物（Ｂ）は、アミノ基が窒素原子もしくは酸素原子を含んでいてもよい有機基を介してケイ素原子に結合したシラン化合物であって、アミノ基含有アルコキシシランまたはその縮合物である。その具体例としては、架橋性のシリル基を有する下記一般式（６）〜（８）で表される化合物およびその縮合物等が挙げられる。
ここで、シラン化合物（Ｂ）が有するアミノ基とは、１級アミノ基（−ＮＨ2）または２級アミノ基（イミノ基：−ＮＨ−）のことをいう。
以下、縮合物でない（縮合が形成されていない）シラン化合物（Ｂ）を「アミノ基含有シラン化合物」といい、更に、このアミノ基含有シラン化合物の縮合物を「アミノ基含有シラン縮合物」ということとする。
本発明の硬化性樹脂組成物に用いられるシラン化合物（Ｂ）は、アミノ基が窒素原子もしくは酸素原子を含んでいてもよい有機基を介してケイ素原子に結合したシラン化合物であって、アミノ基含有アルコキシシランまたはその縮合物である。その具体例としては、架橋性のシリル基を有する下記一般式（６）〜（８）で表される化合物およびその縮合物等が挙げられる。
ここで、シラン化合物（Ｂ）が有するアミノ基とは、１級アミノ基（−ＮＨ2）または２級アミノ基（イミノ基：−ＮＨ−）のことをいう。
以下、縮合物でない（縮合が形成されていない）シラン化合物（Ｂ）を「アミノ基含有シラン化合物」といい、更に、このアミノ基含有シラン化合物の縮合物を「アミノ基含有シラン縮合物」ということとする。
上記アミノ基含有シラン化合物としては、下記一般式（６）〜（８）で表されるアミノ基含有アルコキシシランが好適に例示される。
上記一般式（６）中、ｎは１〜３の整数を表す。
Ｒ 1 は、炭素数１〜３のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 1 が複数ある場合は、複数のＲ 1 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Ｒ 2 は、炭素数１〜６のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 2 が複数ある場合は、複数のＲ 2 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、Ｒ 3 は、窒素原子もしくは酸素原子を含んでいてもよい有機基を表し、窒素原子を含んでいてもよい炭素数２〜８の２価の非環状脂肪族基であるのが好ましい。
Ｒ 1 は、炭素数１〜３のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 1 が複数ある場合は、複数のＲ 1 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Ｒ 2 は、炭素数１〜６のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 2 が複数ある場合は、複数のＲ 2 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、Ｒ 3 は、窒素原子もしくは酸素原子を含んでいてもよい有機基を表し、窒素原子を含んでいてもよい炭素数２〜８の２価の非環状脂肪族基であるのが好ましい。
上記一般式（６）で表されるアミノ基含有アルコキシシランとしては、具体的には、例えば、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、下記式（１）〜（２）および（９）〜（１２）で表される各化合物等が好適に挙げられる。
これらのうち、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、下記式（１）、（２）で表される各化合物であるのが、生成するアルコール体積が小さいため硬化物を作りやすく、硬化時に３次元のシリカネットワークを形成し、架橋密度を上げ、貯蔵弾性率の保持率を向上できる理由から好ましい。
また、上記一般式（６）で表されるこのようなアミノ基含有アルコキシシランとしては、市販品を使用することもでき、具体的には、例えば、Ａ１１１０、Ａ１１００（日本ユニカー社製）；ＫＢＭ−９０３、ＫＢＥ−９０３（信越化学社製）等を用いることができる。
これらのうち、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、下記式（１）、（２）で表される各化合物であるのが、生成するアルコール体積が小さいため硬化物を作りやすく、硬化時に３次元のシリカネットワークを形成し、架橋密度を上げ、貯蔵弾性率の保持率を向上できる理由から好ましい。
また、上記一般式（６）で表されるこのようなアミノ基含有アルコキシシランとしては、市販品を使用することもでき、具体的には、例えば、Ａ１１１０、Ａ１１００（日本ユニカー社製）；ＫＢＭ−９０３、ＫＢＥ−９０３（信越化学社製）等を用いることができる。
上記一般式（７）中、ｎは１〜３の整数を表す。
Ｒ 1 は、炭素数１〜３のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 1 が複数ある場合は、複数のＲ 1 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Ｒ 2 は、炭素数１〜６のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 2 が複数ある場合は、複数のＲ 2 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、Ｒ 4 は、炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、具体的には、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられ、トリメチレン基であるのが好ましい。複数のＲ 4 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
Ｒ 1 は、炭素数１〜３のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 1 が複数ある場合は、複数のＲ 1 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Ｒ 2 は、炭素数１〜６のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 2 が複数ある場合は、複数のＲ 2 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、Ｒ 4 は、炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、具体的には、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられ、トリメチレン基であるのが好ましい。複数のＲ 4 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式（７）で表されるアミノ基含有アルコキシシランとしては、具体的には、例えば、Ｎ，Ｎ−ビス［（３−トリメトキシシリル）プロピル］アミン、Ｎ，Ｎ−ビス［（３−トリエトキシシリル）プロピル］アミン、Ｎ，Ｎ−ビス［（３−トリプロポキシシリル）プロピル］アミン、Ｎ，Ｎ−ビス［（３−メトキシジメトキシシリル）プロピル］アミン、Ｎ，Ｎ−ビス［（３−エトキシジエトキシシリル）プロピル］アミン等が好適に挙げられる。
これらのうち、Ｎ，Ｎ−ビス［（３−トリメトキシシリル）プロピル］アミンであるのが、生成するアルコール体積が小さいため硬化物を作りやすく、硬化時に３次元のシリカネットワークを形成し、架橋密度を上げ、貯蔵弾性率の保持率を向上できる理由から好ましい。
これらのうち、Ｎ，Ｎ−ビス［（３−トリメトキシシリル）プロピル］アミンであるのが、生成するアルコール体積が小さいため硬化物を作りやすく、硬化時に３次元のシリカネットワークを形成し、架橋密度を上げ、貯蔵弾性率の保持率を向上できる理由から好ましい。
上記一般式（８）中、ｎは１〜３の整数を表す。
Ｒ 1 は、炭素数１〜３のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 1 が複数ある場合は、複数のＲ 1 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Ｒ 2 は、炭素数１〜６のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 2 が複数ある場合は、複数のＲ 2 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
Ｒ 5 は、炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、上記一般式（７）で説明したＲ 4 と基本的に同一である。
また、Ｒ 6 は、炭素数１〜８の分岐していてもよいアルキル基、炭素数７〜１８のアラルキル基もしくは炭素数６〜１８のアリール基を表す。
Ｒ 1 は、炭素数１〜３のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 1 が複数ある場合は、複数のＲ 1 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Ｒ 2 は、炭素数１〜６のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であるのが好ましく、メチル基、エチル基であるのがより好ましい。Ｒ 2 が複数ある場合は、複数のＲ 2 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
Ｒ 5 は、炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、上記一般式（７）で説明したＲ 4 と基本的に同一である。
また、Ｒ 6 は、炭素数１〜８の分岐していてもよいアルキル基、炭素数７〜１８のアラルキル基もしくは炭素数６〜１８のアリール基を表す。
ここで、炭素数１〜８の分岐していてもよいアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルブチル基、２−メチルブチル基、１，２−ジメチルプロピル基等が挙げられ、これらの基が二重結合または三重結合を含んでいてもよい。これらのうち、メチル基、エチル基であるのが好ましい。
炭素数７〜１８の分岐していてもよいアラルキル基としては、具体的には、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
炭素数６〜１８のアリール基としては、具体的には、例えば、フェニル基、メチルフェニル基（トルイル基）、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基等が挙げられる。また、アリール基の置換基としては、上記で例示したアルキル基の他に、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子からなる基等が例示され、これらの置換基を２以上有してもよく、また置換位置も限定されない。
炭素数７〜１８の分岐していてもよいアラルキル基としては、具体的には、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
炭素数６〜１８のアリール基としては、具体的には、例えば、フェニル基、メチルフェニル基（トルイル基）、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基等が挙げられる。また、アリール基の置換基としては、上記で例示したアルキル基の他に、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子からなる基等が例示され、これらの置換基を２以上有してもよく、また置換位置も限定されない。
上記一般式（８）で表されるアミノ基含有アルコキシシランとしては、具体的には、例えば、Ｎ−ブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−エチルアミノイソブチルトリメトキシシラン；Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリエトキシシランおよびそれらの誘導体（例えば、Ｎ−（２−メチルフェニル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（３−メチルフェニル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランなど）；等が好適に挙げられる。
これらのうち、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランであるのが、アミンの反応性が低く、硬化時におけるシランの縮合反応を穏やかな条件下で行うことができる理由から好ましい。
また、上記一般式（８）で表されるこのようなアミノ基含有アルコキシシランとしては、市販品を使用することもでき、具体的には、例えば、Ｄｙｎａｓｉｌａｎｅ１１８９（デグサヒュルス社製）、Ａ９６６９（日本ユニカー社製）等を用いることができる。
これらのうち、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランであるのが、アミンの反応性が低く、硬化時におけるシランの縮合反応を穏やかな条件下で行うことができる理由から好ましい。
また、上記一般式（８）で表されるこのようなアミノ基含有アルコキシシランとしては、市販品を使用することもでき、具体的には、例えば、Ｄｙｎａｓｉｌａｎｅ１１８９（デグサヒュルス社製）、Ａ９６６９（日本ユニカー社製）等を用いることができる。
一方、上記アミノ基含有シラン縮合物としては、上記で例示したアミノ基含有アルコキシシランの縮合物が好適に例示される。
これらのうち、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、上記式（１）、（２）で表される各化合物の縮合物であるのが、該縮合物を硬化して得られる硬化物の最終的なシリカネットワークが密である理由から好ましく、また、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランの縮合物であるのが、シラン化合物（Ａ）との反応性が室温以下において抑制されるため、得られる本発明の硬化性樹脂組成物の貯蔵安定性が優れ、１液型として使用できる可能性があるという理由から好ましい。
これらのうち、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、上記式（１）、（２）で表される各化合物の縮合物であるのが、該縮合物を硬化して得られる硬化物の最終的なシリカネットワークが密である理由から好ましく、また、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランの縮合物であるのが、シラン化合物（Ａ）との反応性が室温以下において抑制されるため、得られる本発明の硬化性樹脂組成物の貯蔵安定性が優れ、１液型として使用できる可能性があるという理由から好ましい。
本発明においては、このようなアミノ基含有シラン縮合物は、例えば、上記アミノ基含有シラン化合物を加水分解により縮合させて得ることができるが、特にこれに限定されず、シロキサン骨格を形成した後に、該シロキサン骨格にアミノ基を有する化合物を導入することにより合成してもよい。また、上記シラン化合物（Ａ）の縮合物と同様、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、イソシアネート基等の官能基を分子内に有するシラン化合物、または、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランを併用して縮合したものでもよい。
なお、加水分解および縮合反応によるシロキサン結合の形成時にアルコールが生成するため、アミノ基含有シラン縮合物の生成時には、該アルコールを減圧除去するのが好ましい。
なお、加水分解および縮合反応によるシロキサン結合の形成時にアルコールが生成するため、アミノ基含有シラン縮合物の生成時には、該アルコールを減圧除去するのが好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、上述したように、上記シラン化合物（Ａ）と上記シラン化合物（Ｂ）とを含有する。具体的には、シラン化合物（Ａ）およびシラン化合物（Ｂ）がともに縮合物である態様が好ましく、より具体的には、上記シラン化合物（Ａ）が上述した３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランの縮合物であり、上記シラン化合物（Ｂ）が上述したアミノ基含有アルコキシシランの縮合物である組合せが好適に例示される。また、シラン化合物（Ａ）が縮合物でシラン化合物（Ｂ）が縮合物ではない態様も好ましく、より具体的には、上記シラン化合物（Ａ）が上述した３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランの縮合物であり、上記シラン化合物（Ｂ）が上述したアミノ基含有アルコキシシランである組合せも好適に例示される。
このような態様において、特に、上記シラン化合物（Ｂ）が２級アミンのみを含有する化合物（例えば、上記一般式（７）および（８）で表される化合物またはこれらの縮合物）であることが、該シラン化合物（Ｂ）の上記シラン化合物（Ａ）に対する含有割合が増加するため得られる本発明の硬化性樹脂組成物の貯蔵弾性率の保持率が向上する理由から好ましい。
このような態様において、特に、上記シラン化合物（Ｂ）が２級アミンのみを含有する化合物（例えば、上記一般式（７）および（８）で表される化合物またはこれらの縮合物）であることが、該シラン化合物（Ｂ）の上記シラン化合物（Ａ）に対する含有割合が増加するため得られる本発明の硬化性樹脂組成物の貯蔵弾性率の保持率が向上する理由から好ましい。
本発明においては、上記シラン化合物（Ａ）と上記シラン化合物（Ｂ）との含有割合は、該シラン化合物（Ａ）のエポキシ基が、該シラン化合物（Ｂ）のアミノ基の活性水素に対して、０．５〜１．５倍当量となる割合で含有しているのが好ましく、０．８〜１．２倍当量となる割合で含有しているのがより好ましい。上記シラン化合物（Ａ）と上記シラン化合物（Ｂ）との含有割合がこの範囲であれば、得られる本発明の硬化性樹脂組成物の貯蔵弾性率の保持率が非常に高くなり、耐熱性に格段に優れるものとなる理由から好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、上記シラン化合物（Ａ）および上記シラン化合物（Ｂ）以外に、本発明の目的を損なわない範囲で、充填剤、可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、顔料、チクソトロピー性付与剤、接着性付与剤、難燃剤、染料、帯電防止剤、分散剤、溶剤等の各種添加剤を含有することができる。
充填剤としては、各種形状の有機または無機の充填剤が挙げられる。具体的には、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ；ケイソウ土；酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグレシウム；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛；ろう石クレー、カオリンクレー、焼成クレー；カーボンブラック；これらの脂肪酸処理物、樹脂酸処理物、ウレタン化合物処理物、脂肪酸エステル処理物が挙げられる。充填剤の含有量は、硬化物の物性の点で、上記シラン化合物（Ａ）および上記シラン化合物（Ｂ）の合計（以下、単に「主剤」という）１００質量部に対して、３００質量部以下であるのが好ましい。
これらのうち、炭酸カルシウム、特に、表面処理炭酸カルシウムを含有することにより、粘度の調整が容易となり、また、良好な初期チクソ性および貯蔵安定性を得ることができる。
このような炭酸カルシウムとしては、脂肪酸、樹脂酸、ウレタン化合物または脂肪酸エステルにより表面処理された従来公知の表面処理炭酸カルシウムを用いることができる。具体的には、例えば、脂肪酸で表面処理された炭酸カルシウムとして、カルファイン２００（丸尾カルシウム社製）、ホワイトン３０５（重質炭酸カルシウム、白石カルシウム社製）、脂肪酸エステルで表面処理された炭酸カルシウムとして、シーレッツ２００（丸尾カルシウム社製）が好適に用いられる。
このような炭酸カルシウムとしては、脂肪酸、樹脂酸、ウレタン化合物または脂肪酸エステルにより表面処理された従来公知の表面処理炭酸カルシウムを用いることができる。具体的には、例えば、脂肪酸で表面処理された炭酸カルシウムとして、カルファイン２００（丸尾カルシウム社製）、ホワイトン３０５（重質炭酸カルシウム、白石カルシウム社製）、脂肪酸エステルで表面処理された炭酸カルシウムとして、シーレッツ２００（丸尾カルシウム社製）が好適に用いられる。
可塑剤としては、具体的には、例えば、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）；アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル；ジエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル；オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル；リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル；アジピン酸プロピレングリコールポリエステル、アジピン酸ブチレングリコールポリエステルが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。可塑剤の含有量は、作業性の観点から、主剤１００質量部に対して、５０質量部以下であるのが好ましい。
酸化防止剤としては、具体的には、例えば、ブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、ブチルヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）が挙げられる。
老化防止剤としては、具体的には、例えば、ヒンダードフェノール系等の化合物が挙げられる。
老化防止剤としては、具体的には、例えば、ヒンダードフェノール系等の化合物が挙げられる。
顔料としては、具体的には、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、群青、ベンガラ、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム、塩酸塩、硫酸塩などの無機顔料；アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、キナクリドンキノン顔料、ジオキサジン顔料、アントラピリミジン顔料、アンサンスロン顔料、インダンスロン顔料、フラバンスロン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、ジケトピロロピロール顔料、キノナフタロン顔料、アントラキノン顔料、チオインジゴ顔料、ベンズイミダゾロン顔料、イソインドリン顔料、カーボンブラックなどの有機顔料；等が挙げられる。
チクソトロピー性付与剤としては、具体的には、例えば、エアロジル（日本エアロジル（株）製）、ディスパロン（楠本化成（株）製）が挙げられる。
接着性付与剤としては、具体的には、例えば、テルペン樹脂、フェノール樹脂、テルペンーフェノール樹脂、ロジン樹脂、キシレン樹脂が挙げられる。
接着性付与剤としては、具体的には、例えば、テルペン樹脂、フェノール樹脂、テルペンーフェノール樹脂、ロジン樹脂、キシレン樹脂が挙げられる。
難燃剤としては、具体的には、例えば、クロロアルキルホスフェート、ジメチル・メチルホスホネート、臭素・リン化合物、アンモニウムポリホスフェート、ネオペンチルブロマイドーポリエーテル、臭素化ポリエーテルが挙げられる。
帯電防止剤としては、一般的に、第四級アンモニウム塩；ポリグリコール、エチレンオキサイド誘導体などの親水性化合物；等が挙げられる。
帯電防止剤としては、一般的に、第四級アンモニウム塩；ポリグリコール、エチレンオキサイド誘導体などの親水性化合物；等が挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、塗料、防錆塗料、接着剤、シーリング剤等の用途に好適に用いることができる。特に、優れた耐熱性が要求されるプリント基板、半導体封止剤、航空機用樹脂等の用途に好適に用いることができる。
本発明の第２の態様に係る硬化物品は、上述した第２の態様に係る硬化性樹脂組成物を塗布して得られる硬化物品であって、その具体例としては、プリント基板、半導体封止剤、航空機用樹脂などの被着体に該硬化性樹脂組成物を塗布して得られる塗装物等が好適に挙げられる。
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限られるものではない。
＜シラン化合物（Ａ）の合成＞
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（Ａ１８７、日本ユニカー社製）２３６ｇにテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１００ｇを溶解させた後、水５４ｇを添加し、更にジブチル錫ジラウレートを触媒量添加して、８０℃で８時間かくはんした。その後、ＴＨＦおよび脱離したメタノールを減圧除去し、粘調のエポキシシラン縮合物Ａ１８０ｇ（エポキシ当量１８０）を得た。
＜シラン化合物（Ａ）の合成＞
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（Ａ１８７、日本ユニカー社製）２３６ｇにテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１００ｇを溶解させた後、水５４ｇを添加し、更にジブチル錫ジラウレートを触媒量添加して、８０℃で８時間かくはんした。その後、ＴＨＦおよび脱離したメタノールを減圧除去し、粘調のエポキシシラン縮合物Ａ１８０ｇ（エポキシ当量１８０）を得た。
＜シラン化合物（Ｂ）の合成＞
Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（Ａ９６６９、日本ユニカー社製）１００ｇ（０．３９ｍｏｌ）と、水７ｇ（０．３９ｍｏｌ）とを、錫触媒（ジブチル錫ジラウレート）存在下、フラスコ内で混合し、４０℃で２４時間かくはんした。その後、脱離したメタノールを減圧除去し、アミノ基含有シラン縮合物Ｂ８０ｇ（アミン当量２０９）を得た。
Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（Ａ９６６９、日本ユニカー社製）１００ｇ（０．３９ｍｏｌ）と、水７ｇ（０．３９ｍｏｌ）とを、錫触媒（ジブチル錫ジラウレート）存在下、フラスコ内で混合し、４０℃で２４時間かくはんした。その後、脱離したメタノールを減圧除去し、アミノ基含有シラン縮合物Ｂ８０ｇ（アミン当量２０９）を得た。
＜シラン化合物（Ｃ）の合成＞
３−アミノプロピルトリメトキシシラン（Ａ１１１０、日本ユニカー社製）２００ｇ（１．１２ｍｏｌ）と、ＭＩＰＫ１０６ｇ（１．２３ｍｏｌ）とを、錫触媒（ジブチル錫ジラウレート）存在下、フラスコ内で混合し、４０℃で２４時間かくはんした。このとき、３−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基に対するＭＩＰＫのカルボニル基の量は、１．１倍当量であった。その後、脱離したメタノールおよび過剰なＭＩＰＫを減圧除去し、ケチミン基含有シラン縮合物Ｃ２２５ｇ（ケチミン当量２０１）を得た。
３−アミノプロピルトリメトキシシラン（Ａ１１１０、日本ユニカー社製）２００ｇ（１．１２ｍｏｌ）と、ＭＩＰＫ１０６ｇ（１．２３ｍｏｌ）とを、錫触媒（ジブチル錫ジラウレート）存在下、フラスコ内で混合し、４０℃で２４時間かくはんした。このとき、３−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基に対するＭＩＰＫのカルボニル基の量は、１．１倍当量であった。その後、脱離したメタノールおよび過剰なＭＩＰＫを減圧除去し、ケチミン基含有シラン縮合物Ｃ２２５ｇ（ケチミン当量２０１）を得た。
（実施例１）
上記で得られたエポキシシラン縮合物Ａ５０ｇと、上記で得られたアミノ基含有シラン縮合物Ｂ５８ｇ（１．０ｅｑ）と、水５ｇとを混合し、２５℃下で２週間養生し、室温硬化物を得た。
更に、室温硬化物を６０℃から２００℃まで、約１２時間かけて昇温させて硬化させ、加熱硬化物を得た。
上記で得られたエポキシシラン縮合物Ａ５０ｇと、上記で得られたアミノ基含有シラン縮合物Ｂ５８ｇ（１．０ｅｑ）と、水５ｇとを混合し、２５℃下で２週間養生し、室温硬化物を得た。
更に、室温硬化物を６０℃から２００℃まで、約１２時間かけて昇温させて硬化させ、加熱硬化物を得た。
（比較例１）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＥＰ４１００Ｅ、旭電化工業社製）１００ｇと、上記で得られたケチミン基含有シラン縮合物Ｃ５３ｇ（１．０ｅｑ）と、水９．５ｇとを混合し、２５℃下で２週間養生し、室温硬化物を得た。
更に、室温硬化物を６０℃から２００℃まで、約１２時間かけて昇温させて硬化させ、加熱硬化物を得た。
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＥＰ４１００Ｅ、旭電化工業社製）１００ｇと、上記で得られたケチミン基含有シラン縮合物Ｃ５３ｇ（１．０ｅｑ）と、水９．５ｇとを混合し、２５℃下で２週間養生し、室温硬化物を得た。
更に、室温硬化物を６０℃から２００℃まで、約１２時間かけて昇温させて硬化させ、加熱硬化物を得た。
実施例１および比較例１で得られた加熱硬化物を、３０℃から２５０℃まで昇温速度２℃／ｍｉｎの条件で昇温して、貯蔵弾性率（Ｅ′）および損失正接（ｔａｎδ）の温度依存性を調べた。その結果を下記表１に示す。
上記表１に示す結果から、本発明の硬化性樹脂組成物の加熱硬化物（実施例１）は、エポキシ樹脂とケチミン基含有シラン縮合物とを混合しただけの従来の硬化性樹脂組成物の加熱硬化物（比較例１）と比べて、貯蔵弾性率の保持率が高く、また、損失正接が小さいことが分かる。即ち、本発明の硬化性樹脂組成物は、従来の硬化性樹脂組成物と比べて、耐熱性に優れる。
Claims (4)
- ３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランの縮合物、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランの縮合物、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランと２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランとの縮合物、ならびに、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランと、３−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシランおよび／または２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルアルキルジアルコキシシランとの縮合物からなる群から選択される少なくとも１種を含むシラン化合物（Ａ）と、
アミノ基が窒素原子もしくは酸素原子を含んでいてもよい有機基を介してケイ素原子に結合したシラン化合物（Ｂ）とを含有し、
前記シラン化合物（Ｂ）がアミノ基含有アルコキシシランまたはその縮合物である硬化性樹脂組成物。 - 前記シラン化合物（Ａ）が、更に、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、３−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランおよび２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルアルキルジアルコキシシランからなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記アミノ基含有アルコキシシランが、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、下記式（１）で表される化合物、下記式（２）で表される化合物、Ｎ，Ｎ−ビス［（３−トリメトキシシリル）プロピル］アミンおよびＮ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１または２に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物を塗布して得られる硬化物品。
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