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光固化性组合物

阅读:517发布:2021-02-27

IPRDB可以提供光固化性组合物专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明可提供一种光固化性组合物。在能够确保现有的光固化性组合物对难以粘合材料的粘合力的同时、即使在耐湿试验或热循环试验后也能维持其粘合力是很困难的。本发明的所述光固化性组合物包含(A)~(D)成分,但不包含(B)成分以外的具有一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体,相对于100质量份的(A)成分而包含100~300质量份的(B)成分。(A)成分是苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物;(B)成分是具有烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体;(C)成分是具有两个以上硫醇基的化合物;(D)成分是光引发剂。,下面是光固化性组合物专利的具体信息内容。

1.一种光固化性组合物,所述光固化性组合物包含(A)~(D)成分,但不包含(B)成分以外的具有一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体,相对于100质量份的(A)成分而包含100~300质量份的(B)成分,(A)成分是苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物;

(B)成分是具有烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体;

(C)成分是具有两个以上硫醇基的化合物;

(D)成分是光引发剂。

2.根据权利要求1所述的光固化性组合物,其中,所述光固化性组合物在-20℃下的8

储能模量是5.0×10Pa以下,损耗模量的玻璃化转变温度在-30℃以下。

3.根据权利要求1或2所述的光固化性组合物,其中,相对于100质量份的(A)成分,包含0.1~10质量份的所述(C)成分。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的光固化性组合物,其中,所述(A)成分包含:马来酸酐改性的苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的光固化性组合物,其中,所述(B)成分包含:具有链状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体以及具有环状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的光固化性组合物,其中,所述光固化性组合物还包含:具有两个以上(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体。

7.权利要求1~6中任一项所述的光固化性组合物在光学部件用粘合剂中的应用。

说明书全文

光固化性组合物

技术领域

[0001] 本发明涉及一种适合于粘合透镜等光学部件的光固化性组合物。

背景技术

[0002] 在专利文献1中,公开了一种以热塑性弹性体、丙烯酸酯单体以及光引发剂作为必须成分的光固化性组合物。特别是,其特征在于:对难以粘合的材料具有粘合力。然而,专利文献1的发明由于在表面容易残留粘性,在光学部件的粘合中,尘埃等容易附着于固化物表面,因此导致不良率的增加,难以进行工序管理。另外,由于光固化性组合物在电子设备中是重要部分,所以需要对耐湿试验(例如在85℃×85%RH的环境下500小时)或热循环试验(例如以-40℃×30分钟和80℃×30分钟作为一个循环,500个循环)等可靠性试验具有耐性。耐性具体是指粘合力等试验项目稳定。特别是,由于在透镜等光学部件中大多使用难以粘合的工程塑料或该材料与金属的组合,因此难以实现粘合力的稳定化(以下,将丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基一并称作(甲基)丙烯酸酯基)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特开2005-307082号公报

发明内容

[0006] 发明所要解决的课题
[0007] 由于现有的光固化性组合物难以使固化物维持柔软性的同时、提高表面固化性,所以对制造环境方面的考虑不足。另外,要确保对难以粘合材料的粘合力、并且即使在耐湿试验或热循环试验等可靠性试验后也能维持其粘合力是很困难的。
[0008] 因此,本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于:提供一种即使对难以粘合的材料也能够发挥足够的粘合力的光固化性组合物。
[0009] 本发明的另一目的在于:提供一种即使在耐湿试验和/或热循环试验后也能够维持粘合力的光固化性组合物。
[0010] 本发明的又一目的在于:提供如上所述的光固化性组合物在光学部件用粘合剂中的应用。
[0011] 用于解决课题的方法
[0012] 本发明人为了解决上述课题进行了深入研究的结果是,完成了即使在可靠性试验后也能维持粘合力的光固化性组合物。
[0013] 接下来说明本发明的要旨。本发明的第一实施方式涉及一种光固化性组合物,所述光固化性组合物包含(A)~(D)成分,但不包含(B)成分以外的具有一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体,相对于100质量份的(A)成分而包含100~300质量份的(B)成分。
[0014] (A)成分是苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物;
[0015] (B)成分是具有烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体;
[0016] (C)成分是具有两个以上硫醇基的化合物;
[0017] (D)成分是光引发剂。
[0018] 本发明的第二实施方式涉及第一实施方式所述的光固化性组合物,其中,所述光8
固化性组合物在-20℃下的储能模量是5.0×10Pa以下,损耗模量的玻璃化转变温度在-
30℃以下。
[0019] 本发明的第三实施方式涉及第一或第二实施方式所述的光固化性组合物,其中,相对于100质量份的(A)成分,添加0.1~10质量份的(C)成分。
[0020] 本发明的第四实施方式涉及第一~第三实施方式中任一项所述的光固化性组合物,其中,(A)成分包含:马来酸酐改性的苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物。
[0021] 本发明的第五实施方式涉及第一~第四实施方式中任一项所述的光固化性组合物,其中,(B)成分包含:具有链状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体以及具有环状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体。
[0022] 本发明的第六实施方式涉及第一~第五实施方式中任一项所述的光固化性组合物,其中,所述光固化性组合物还包含:具有两个以上(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体。
[0023] 本发明的第七实施方式为,第一~第六实施方式中任一项所述的光固化性组合物在光学部件用粘合剂中的应用。
[0024] 发明效果
[0025] 本发明涉及一种形成具有适合于光学部件的柔软性、表面固化性和粘合性的固化物的光固化性组合物,所述光固化性组合物即使对于在要求减少应力的光学部件的用途中所使用的难以粘合的材料也具有稳定的粘合性,同时固化物虽然为软质但在固化物表面没有粘性,由于其软质性所以在可靠性试验后也能确保有稳定的粘合性。

具体实施方式

[0026] 本发明的光固化性组合物包含下述(A)~(D)成分。在这里,所述光固化性组合物不包含(B)成分以外的具有一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体,相对于100质量份的(A)成分而包含100~300质量份的(B)成分:
[0027] (A)成分是苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物;
[0028] (B)成分是具有烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体;
[0029] (C)成分是具有两个以上硫醇基的化合物;以及
[0030] (D)成分是光引发剂。
[0031] 接下来,说明本发明的细节。
[0032] 作为能够在本发明中使用的(A)成分,是苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物。在这里,嵌段共聚物是指,使不同种类的聚合物彼此之间进行共聚而得到的聚合物,根据其结构,已知有直链A-B嵌段型或直链A-B-A嵌段型。丁烯(butene)的结构异构体统称为丁烯(butylene),“乙烯/丁烯聚合物”是指使乙烯与丁烯进行共聚而得到的聚合物。在这里,对乙烯/丁烯聚合物的结构也没有特别限定,可以是无规共聚物、交替共聚物、周期共聚物、嵌段共聚物中的任意一种。(A)成分由于不包含不饱和键因此具有柔软性,即使在可靠性试验后也可以稳定地维持该特性。
[0033] 特别是,优选(A)成分包含马来酸酐改性的苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物,更优选(A)成分由苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯共聚物的嵌段共聚物以及马来酸酐改性的苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物构成。在这里,马来酸酐改性是指,包含一部分马来酸酐在内进行聚合的嵌段共聚物。
[0034] 在(A)成分包含苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯共聚物的嵌段共聚物以及马来酸酐改性的苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物的情况下,虽然对苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯共聚物的嵌段共聚物、与马来酸酐改性的苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物的混合比没有特别限定,但苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯共聚物的嵌段共聚物、与马来酸酐改性的苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物的混合比(质量比)优选为10:90~90:10,更优选为20:80~80:20,特别优选为30:70~80:20。
[0035] 对作为(A)成分的苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯共聚物的嵌段共聚物的重均分子量没有特别限定,能够根据所期望的特性进行适当选择。另外,对使用马来酸酐改性的苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物作为(A)成分时的改性度没有特别限定,但相对于来自苯乙烯的所有结构单元优选为10~40%,更优选为20~40%。另外,对马来酸酐改性的苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物的重均分子量也没有特别限定,能够根据所期望的特性进行适当选择。
[0036] 作为(A)成分的具体例子,可以列举Kraton Polymers Japan株式会社制造的G1650、G1651、G1652、G1654X、G1657、G1726、FG1901X、FG1924X等,但并不仅限于此。
[0037] 作为能够在本发明中使用的(B)成分,是具有烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体(以下,将具有一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体称作单官能(甲基)丙烯酸酯单体)。在本说明书中,“(甲基)丙烯酸((meth)acrylic)”或“(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)”是丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯的统称。(甲基)丙烯酸酯等包含(甲基)的化合物等也一样,是名称中具有“甲基”的化合物和不具有“甲基”的化合物的统称。即、“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯”。
[0038] 特别是,优选对具有链状烃基的(甲基)丙烯酸酯单体和具有环状烃基的(甲基)丙烯酸酯单体进行混合。即、优选(B)成分包含:具有链状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体以及具有环状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体,更优选(B)成分由具有链状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体以及具有环状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体组成。上述烃基不包含像降低(A)成分的溶解性那样的醚基或酯基等极性基团,并且是指仅由碳原子和氢原子组成的基团。通过添加具有环状烃基的(甲基)丙烯酸酯单体,能够实现粘合力的提高。在这里,不包含(B)成分以外的具有一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体。像这样在不包含(B)成分以外的具有一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体时,表面固化性良好,并且在可靠性试验后的粘合力稳定。
[0039] 在(B)成分包含具有链状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体以及具有环状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体的情况下,对具有链状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体、与具有环状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体的混合比没有特别限定,但具有链状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体、与具有环状烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体的混合比(质量比)优选为1~20:1,更优选为1.5~15:1,特别优选为大于2且小于等于11:1。
[0040] 作为具有链状烃基的(甲基)丙烯酸酯单体的具体例子,可以列举:(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异肉豆蔻酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯等,但并不仅限于这些。其中,优选(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异辛酯,更优选丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸异十八烷基酯、丙烯酸异辛酯,特别优选至少包含丙烯酸异辛酯作为(B)成分。
[0041] 作为具有环状烃基的(甲基)丙烯酸酯单体的具体例子,可以列举(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯等,但并不仅限于这些。其中,优选(甲基)丙烯酸异冰片酯,更优选丙烯酸异冰片酯。
[0042] 作为(B)成分的具体商品,可以列举:共荣社化学株式会社制造的light acrylate IAA、L-A、IM-A、S-A、IB-XA等;或大阪有机化学工业株式会社制造的AIB、TBA、IOAA、LA、STA、IBXA、V#155等;或新中村化学工业株式会社制造的S-1800A等,但并不仅限于这些。
[0043] 相对于100质量份的(A)成分,包含100~300质量份的(B)成分,优选包含200~300质量份的(B)成分,更优选包含210~290质量份的(B)成分。若(B)成分为100质量份以上,则能够使(A)成分充分溶解,同时能够降低粘度。另一方面,若(B)成分为300质量份以下,虽然原因尚未明确,但能够抑制组合物的外观呈现白浊。
[0044] 在本发明的光固化性组合物中,作为单官能(甲基)丙烯酸酯单体仅包含具有烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体,但除了单官能(甲基)丙烯酸酯单体以外,还可以使用在分子内具有两个以上(甲基)丙烯酸酯基的化合物(以下,将该化合物称作多官能(甲基)丙烯酸酯单体)。即、根据本发明的一个实施方式,本发明的光固化性组合物还包含:具有两个以上(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体。从更稳定地表现出粘合力的观点考虑,相对于100质量份的(A)成分,优选包含30质量份以下的多官能(甲基)丙烯酸酯单体,更优选为5~30质量份,特别优选为10~25质量份。另外,若多官能(甲基)丙烯酸酯单体为30质量份以下,则不会对其与(A)成分的相容性产生不良影响,可抑制白浊或(A)成分的析出。
[0045] 作为在本发明的组合物包含多官能(甲基)丙烯酸酯单体时的多官能(甲基)丙烯酸酯单体的例子,可以列举:三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、聚(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯等,但并不仅限于这些。其中,优选三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯,更优选三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯,特别优选至少包含二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯。作为具体的商品,可以列举:新中村化学工业株式会社制造的A-TMPT、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、AD-TMP、A-TMMT、A-DPH;共荣社化学株式会社制造的light acrylate DCP-A、light acrylate BEPG-A、light acrylate 1.6HX-A、light acrylate 1.9ND-A、light acrylate MPD-A、light acrylate TMP-A、light acrylate PE-3A等,但并不仅限于这些。
[0046] 对本发明的光固化性组合物包含单官能(甲基)丙烯酸酯单体以及多官能(甲基)丙烯酸酯单体时的这些成分的总量没有特别限定,只要以上述的量含有单官能(甲基)丙烯酸酯单体以及多官能(甲基)丙烯酸酯单体即可。相对于100质量份的(A)成分,优选包含单官能(甲基)丙烯酸酯单体以及多官能(甲基)丙烯酸酯单体的总量为130~330质量份,更优选包含200~300质量份。
[0047] 作为能够在本发明中使用的(C)成分,是具有两个以上硫醇基的化合物,特别是在分子中具有2~6个硫醇基的化合物。通过添加(C)成分,在光固化性组合物的固化物表面上粘性会消失。
[0048] 作为具体的硫醇化合物,可以列举:三-[(3-巯基丙酸基)-乙基]-异氰脲酸酯、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯、季戊四醇四巯基乙酸酯等,但并不仅限于这些。作为具体的商品,可以列举:SC有机化学株式会社制造的TEMPIC、PEMP、PEMP-20P、DPMP、TMMP;淀化学株式会社制造的TMTP、PETP、TMTG、PETG等,但并不仅限于这些。
[0049] 相对于包含了(B)成分的(甲基)丙烯酸酯单体100质量份,优选添加0.1~10质量份的(C)成分,更优选添加0.1~5质量份的(C)成分,特别优选添加1~5质量份的(C)成分。若(C)成分为0.1质量份以上,表面固化性会提高,且粘性消失;若(C)成分为10质量份以下,在光固化性组合物的固化中不会产生不均匀。
[0050] 作为能够在本发明中使用的(D)成分是光引发剂,为了使(B)成分等(甲基)丙烯酸酯单体固化而照射了紫外线或可见光等能量射线时,光引发剂发生分解。特别优选为,在照射了能量射线时产生自由基物种的光引发剂。
[0051] 作为(D)成分的具体例子,可以列举:苯乙酮、苯丙酮、二苯甲酮、呫吨醇(xanthol)、芴、苯甲醛、蒽醌、三苯胺、咔唑、3-甲基苯乙酮、4-甲基苯乙酮、3-戊基苯乙酮、4-甲氧基苯乙酮、3-溴苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、对二乙酰基苯、3-甲氧基二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、聚合(2-羟基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、4-烯丙基苯乙酮、莰醌、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、4-甲基二苯甲酮、4-氯-4’-苄基二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、3-氯呫吨酮、3,9-二氯呫吨酮、3-氯-8-壬基呫吨酮、苯甲酰、苯甲酰基甲基醚、苯偶姻丁醚、双(4-二甲基氨基苯基)酮、苄基甲氧基缩酮、2-氯噻吨酮、邻甲基苯甲酸酯、苯偶酰二甲基缩酮、苯甲酰甲酸甲酯等,但并不仅限于这些。
[0052] 相对于包含了(B)成分的(甲基)丙烯酸酯单体100质量份,优选添加0.1~20质量份的(D)成分,更优选添加0.1~10质量份的(D)成分,更进一步优选添加1~10质量份的(D)成分,特别优选添加1~8质量份的(D)成分。若(D)成分多于0.1质量份,则表面固化性提高,粘性消失;若(D)成分少于10质量份,则能够维持光固化性组合物的保存稳定性。
[0053] 在本发明中,能够适当添加无机填充剂或有机填充剂等填充剂。通过添加填充剂,不仅能够调节粘性、触变性,而且还能够调节固化性、强韧性。作为无机填充剂,可以列举氧化铝、二氧化硅、无定形二氧化硅等,但并不仅限于这些。另一方面,作为有机填充剂,可以列举苯乙烯填充剂、橡胶填充剂、核壳型丙烯酸酯填充剂等,但并不仅限于这些。作为具体产品,可以列举:Admatechs Company Limited制造的AO-802、日本AEROSIL株式会社制造的作为Aerosil系列的R972(二甲基二氯硅烷处理)、R976(二甲基二氯硅烷处理)、RY200(二甲基硅酮处理)、RX200(六甲基二硅氮烷处理)、R800(辛基硅烷处理)等,但并不仅限于这些。
[0054] 在本发明的光固化性组合物包含填充剂的情况下,填充剂的混合量只要不阻碍本发明的效果、并发挥所期望的效果就没有特别限定,相对于100质量份的(A)成分,优选添加0.1~15质量份的填充剂,更优选添加1~10质量份的填充剂。
[0055] 为了将其特性调节至不损害本发明的性状或固化物的物性的程度,可以混合自由基热固化剂、感光剂、硅烷类偶联剂、钛类偶联剂、均化剂、阻聚剂、抗老化剂、增塑剂、触变赋予剂、溶剂等添加剂。此外,在本发明的光固化性组合物包含如上所述的添加剂的情况下,对添加剂的混合量没有特别限定,可以采用与公知相同的量。
[0056] 本发明的光固化性组合物通过紫外线或可见光等活性能量射线的照射而迅速聚合,以粘合被粘体。本发明的光固化性组合物即使对于聚苯硫醚树脂、环烯烃聚合物等难以粘合的材料,也能够发挥足够的粘合力。另外,本发明的光固化性组合物即使对于材质不同的被粘体也能够发挥足够的粘合性/固定性。具体而言,该光固化性组合物在-20℃8 8
下的储能模量(E’)优选为10.0×10Pa以下,更优选为5.0×10Pa以下,特别优选为
8
4.0×10Pa以下。另外,该光固化性组合物的损耗模量的玻璃化转变温度(损耗模量的最大值(玻璃化转变温度))(E”)优选为-30℃以下,更优选为-40℃以下。并且,该光固化性组合物的拉伸剪切粘合强度(剪切强度)优选为1.0MPa以上,更优选为2.0MPa以上。
此外,上述“-20℃下的储能模量(E’)”、“损耗模量的玻璃化转变温度(损耗模量的最大值(玻璃化转变温度))(E”)”以及“拉伸剪切粘合强度(剪切强度)”是指,通过下述实施例测定的值。
[0057] 并且,本发明的光固化性组合物即使在耐湿试验和/或热循环试验后也能够维持粘合力。具体而言,耐湿试验后的拉伸剪切粘合强度(剪切强度)的变化率优选为-50~100%。同样,热循环试验后的拉伸剪切粘合强度(剪切强度)的变化率优选为-50~
100%。此外,上述“耐湿试验后的拉伸剪切粘合强度(剪切强度)的变化率”以及“热循环试验后的拉伸剪切粘合强度(剪切强度)的变化率”是指,在下述实施例中进行测定的值。
[0058] 因此,本发明的光固化性组合物能适合用作光学部件用粘合剂。即、本发明的另一实施方式可提供光固化性组合物在光学部件用粘合剂中的应用。本发明的光固化性组合物(光学部件用粘合剂),对以超级工程塑料等为原材料的电子材料或光学部件底座或支撑体等的固定有效。特别是,本发明的光固化性组合物(光学部件用粘合剂)能够在较小的粘合面积上进行粘合、并且适合用于即使在可靠性试验(例如耐湿或热循环试验)后也需要有稳定粘合力的透镜等光学部件。
[0059] [实施例]
[0060] 接下来列举实施例,更详细地说明本发明,但本发明并不仅限于这些实施例(以下,将光固化性组合物仅称作“组合物”)。
[0061] 在下述实施例中,只要没有特别说明,则操作在室温(25℃)下进行。另外,只要没有特别说明,则“%”和“份”分别是指“质量%”以及“质量份”。
[0062] 为了调制组合物,准备了下述成分。
[0063] (A)成分:苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物
[0064] ·具有苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯的骨架的嵌段共聚物(G1726Kraton Polymers Japan株式会社制造)
[0065] ·马来酸酐改性的苯乙烯聚合物与乙烯/丁烯聚合物的嵌段共聚物(FG1901X Kraton Polymers Japan株式会社制造)
[0066] (B)成分:具有烃基和一个(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体[0067] ·丙烯酸异冰片酯(light acrylate IB-XA共荣社化学株式会社制造)[0068] ·丙烯酸异辛酯(IOAA大阪有机化学工业株式会社制造)
[0069] ·丙烯酸十二烷基酯(light acrylate L-A共荣社化学株式会社制造)[0070] ·丙烯酸异十八烷基酯(S-1800A新中村化学工业株式会社制造)
[0071] (B’)成分:(B)成分以外的(甲基)丙烯酸酯单体
[0072] ·甲氧基二丙二醇丙烯酸酯(light acrylate DPM-A共荣社化学株式会社制造)[0073] 多官能(甲基)丙烯酸酯单体
[0074] ·三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(A-TMPT新中村化学工业株式会社制造)
[0075] ·二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯(light acrylate DCP-A共荣社化学株式会社制造)
[0076] ·2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯(light acrylate BEPG-A共荣社化学株式会社制造)
[0077] (C)成分:具有两个以上硫醇基的化合物
[0078] ·季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(PEMP-20P SC有机化学株式会社制造)[0079] (D)成分:光引发剂
[0080] ·1-羟基环己基苯基酮(IRGACURE 184BASF公司制造)1-羟基环己基苯基甲酮[0081] 填充剂
[0082] ·用二甲基二氯硅烷进行了表面处理后的无定形二氧化硅(AEROSIL R976日本AEROSIL株式会社制造)
[0083] [实施例1~6、比较例1]
[0084] 进行了实施例1~6和比较例1的光固化性组合物的调制。称取(A)成分、(B)成分以及其他的(甲基)丙烯酸酯单体并投入搅拌釜中,用搅拌器搅拌30分钟使其均匀。之后,再称取(C)成分并将其投入搅拌釜中,再搅拌30分钟。最后,称取(D)成分并将其投入搅拌釜中,进行30分钟的减压脱泡搅拌。详细的调制量均依据下述表1,数值均用质量份进行表记。另外,在下述表1中,将仅为(B)成分的总计记作“(B)成分的总计”,将(B)成分、(B’)成分和其他(甲基)丙烯酸酯单体的总计记作“总(甲基)丙烯酸酯单体的总计”,将以所有的(甲基)丙烯酸酯单体的总计作为100质量份时的(C)成分的添加量记作“相对于100质量份的总(甲基)丙烯酸酯单体的(C)成分”。
[0085] [表1]
[0086] 表1
[0087]
[0088] 对于实施例1~6、比较例1的光固化性组合物,按照下述方法进行外观确认、粘度测定、表面固化性确认、厚膜固化性确认、硬度测定(Shore A),将其结果汇总在下述表2中。
[0089] [外观确认]
[0090] 将各组合物装入玻璃容器中,通过目视来确认玻璃容器为“透明”或“白浊”,将其结果作为“外观”。从厚膜固化性的观点考虑,优选玻璃容器为“透明”。
[0091] [粘度测定]
[0092] 分别采集1cc的组合物,将其排出到测定用杯中。在以下的条件下,使用EHD型粘度计(东机产业株式会社制造)进行粘度测定。将其结果作为“初始粘度(Pa·s)”。从操作性的观点考虑,优选初始粘度在50Pa·s以下。
[0093] 测定条件
[0094] 锥形转子(cone rotor):3°×R14
[0095] 旋转速度:10rpm
[0096] 测定时间:3分钟
[0097] 测定温度:25℃(利用恒温槽来控制温度)
[0098] [表面固化性确认]
[0099] 将各组合物放入玻璃容器内直至达到2mm的深度,在该状态下通过使用高压水银2
灯的带式输送机型紫外线照射器,照射了30kJ/m的累计光量,来制作薄片状的固化物。按照以下的评价基准,利用指触进行确认,并作为“表面固化性”。为了防止尘埃等的附着,表面固化性优选为“○”。
[0100] ○:在固化物表面没有残留指纹
[0101] ×:在固化物表面残留有指纹(有粘性)
[0102] [厚膜固化性确认]
[0103] 将各组合物放入玻璃容器内直至达到6mm的深度,在该状态下通过使用高压水银2
灯的带式输送机型紫外线照射器,照射了30kJ/m的累计光量,来制作薄片状的固化物。擦去未固化物,利用游标卡尺测定厚度,将该数值作为“厚膜固化性(mm)”。为了使固化物的固化状态均匀,优选厚膜固化性为2mm以上。
[0104] [硬度测定(Shore A)]
[0105] 在将各组合物的厚度设定为2mm的状态下,通过使用高压水银灯的带式输送机型2
紫外线照射器照射了30kJ/m的累积光量,来制作薄片状的固化物。反复进行上述操作共计3次,将该固化物重叠成三层,从而制作6mm的薄片状的固化物(样品)。一边使A型硬度计的加压面与薄片状固化物保持平行,一边以10N的力迅速地按压A型硬度计的加压面而不伴有冲击,并使加压面与样品(薄片状固化物)密合。在测定时读取最大值,将最大值作为“硬度(没有单位)”。详细情况依据JIS K6253:2012。若硬度为A60以下,则能够追随环境的温度变化。
[0106] [表2]
[0107] 表2
[0108]
[0109] 在实施例1~6以及比较例1的光固化性组合物中,比较例1在外观上呈现白浊。虽然其原因尚未明确,但推测其原因在于:在比较例1中,相对于100质量份的(A)成分而包含比本发明的范围更多的、334质量份的(B)成分,因此(B)成分的添加量过多。相对于此,如果像实施例6那样,相对于100质量份的(A)成分,(B)成分为300质量份以下,则能够使组合物的外观呈现透明。
[0110] [实施例7、比较例2~4]
[0111] 为了进一步进行验证,按照下述表3,调制了实施例7和比较例2~4的光固化性组合物。数值均以质量份进行表记。称取(A)成分、(B)成分(在比较例3、4中是(B’)成分和(B’)成分)以及其他(甲基)丙烯酸酯单体并投入搅拌釜中,用搅拌器搅拌30分钟使其均匀。之后,再称取(C)成分并将其投入搅拌釜中,再搅拌30分钟。最后,称取(D)成分并将其投入搅拌釜中,进行30分钟的减压脱泡搅拌。另外,在下述表3中,将仅为(B)成分的总计记作“(B)成分的总计”,将(B)成分、(B’)成分和其他(甲基)丙烯酸酯单体的总计记作“总(甲基)丙烯酸酯单体的总计”,将以所有的(甲基)丙烯酸酯单体的总计作为100质量份时的(C)成分的添加量记作“相对于100质量份的总(甲基)丙烯酸酯单体的(C)成分”。
[0112] [表3]
[0113] 表3
[0114]
[0115] 对于实施例7、比较例2~4的光固化性组合物,按照下述方法,进行DMA(动态粘弹性)测定、拉伸剪切粘合强度测定,将其结果汇总在下述表4中。除了上述以外,对于实施例7、比较例2~4的光固化性组合物,也进行与上述“表面固化性确认”相同的操作,即进行表面固化性确认,并将其结果汇总在下述表4中。
[0116] [DMA(动态粘弹性)测定]
[0117] 将各组合物的厚度设定为1mm,照射30kJ/m2的累计光量,从而制作薄片状固化物。将其冲压成宽度为10mm,制作了试验片。将该试验片安装在DMA装置((株)日立High-Tech Science DMS6100)上,在-40~100℃的温度范围进行DMA(动态粘弹性)的测定。确认了在-20℃下的储能模量、损耗模量的最大值(玻璃化转变温度)、tanδ的最大值(玻璃
8
化转变温度),分别表示为“E’(×10Pa)”、“E”(℃)”、“tanδ(℃)”。另外,在无法制作试验片的情况下,记作“无法测定”。在对不同材质的被粘体进行粘合时,为了追随在高温环境
8
下的被粘体的热膨胀率的不同,优选E’中的储能模量为5.0×10Pa以下,E”在-30℃以下。
[0118] [拉伸剪切粘合强度测定]
[0119] 对于与下述被粘体(1)~(3)的组合,测定了拉伸剪切粘合强度。被粘体的形状为长100mm×宽25mm×厚1mm,在宽25mm×长10mm的粘合面积上贴合各组合物,擦去溢出2
的部分,之后用夹子固定被粘体的端部。然后,使用紫外线照射机,照射30kJ/m的累计光量而使组合物固化,从而制作试验片。将试验片固定在拉伸试验机((株)TSE AC-1KN)上,以50mm/分钟的速度沿拉伸方向进行拉伸,并测定最大强度(N),由粘合面积进行计算,并作为“剪切强度(MPa)”。优选为,若“剪切强度”为1.0MPa以上,则能够充分地固定被粘体。
[0120] 被粘体(1):聚苯硫醚树脂和环烯烃聚合物
[0121] 被粘体(2):环烯烃聚合物和环烯烃聚合物
[0122] 被粘体(3):锌压铸用合金和环烯烃聚合物
[0123] ·环烯烃聚合物(ZEONEX 480R日本ZEON株式会社制造)
[0124] ·聚苯硫醚树脂(SUSTEEL PPS GS-40TOSOH株式会社制造)
[0125] ·锌压铸用合金:ZDC2
[0126] 以下,将被粘体(1)~(3)的测定结果分别称作剪切强度1~3。
[0127] [表4]
[0128] 表4
[0129]
[0130] 由上述表4的结果可知:本发明的组合物在表面固化性、储能模量、损耗模量的最大值(玻璃化转变温度)以及拉伸剪切粘合强度的方面均表现出足够的性能。相对于此,不包含(C)成分的比较例2、4的组合物的表面固化性较差。另外,虽然推测比较例3和4的组合物的E”在-30℃以下,但固化物过软,无法制作试验片。另外,比较例3的组合物的表面固化性也是“×”。推测其原因在于:含有(B’)成分。此外,在实施例7和比较例2~4的组合物中,剪切强度1~3的初始测定值为1.0MPa以上的数值。
[0131] [实施例8~11]
[0132] 为了进一步进行验证,按照下述表5,调制了实施例8~11的光固化性组合物。数值均以质量份进行表记。称取(A)成分、(B)成分以及其他(甲基)丙烯酸酯单体并投入搅拌釜中,用搅拌器搅拌30分钟使其均匀。之后,再称取(C)成分并将其投入搅拌釜中,再搅拌30分钟。最后,称取(D)成分并将其投入搅拌釜中,进行30分钟的减压脱泡搅拌。另外,在下述表5中,将仅为(B)成分的总计记作“(B)成分的总计”,将(B)成分、(B’)成分和其他(甲基)丙烯酸酯单体的总计记作“总(甲基)丙烯酸酯单体的总计”,将以所有的(甲基)丙烯酸酯单体的总计作为100质量份时的(C)成分的添加量记作“相对于100质量份的总(甲基)丙烯酸酯单体的(C)成分”。
[0133] 并且,对于实施例1~6、8~11的光固化性组合物,进行与上述[实施例7、比较例2~4]所记载的方法相同的操作,进行DMA(动态粘弹性)测定、拉伸剪切粘合强度测定,将其结果汇总在表6中。除了上述以外,对于实施例1~6、8~11的光固化性组合物,也进行与上述[表面固化性确认]相同的操作,即进行表面固化性确认,并将其结果汇总在下述表6中。
[0134] [表5]
[0135] 表5
[0136]
[0137] [表6]
[0138] 表6
[0139]
[0140] 关于大部分的实施例1~6和实施例8~11的组合物,由DMA测定的结果可知:E’8
为5.0×10Pa以下,E”在-30℃以下。另外,关于剪切强度1~3,可知已表现出1.0MPa以上的强度。
[0141] 为了进一步进行验证,对于表3和表5中记载的实施例7~10的光固化性组合物,进行下述的耐湿试验和热循环试验,确认了拉伸剪切粘合强度的变化。在这里,拉伸剪切粘合强度测定的初始值使用了表4和表6的数值。将其结果汇总在表7中。
[0142] [耐湿试验]
[0143] 以与所述[拉伸剪切粘合强度测定]中的试验片制作方法相同的方法,制作了试验片。在85℃×85%RH的环境下,将试验片放置500小时,进行耐湿试验。在耐湿试验结束后取出试验片,在试验片的温度达到室温(25℃)后,进行与上述[拉伸剪切粘合强度测定]所记载的方法相同的操作,测定了“剪切强度(MPa)”。另外,将来自初始剪切强度的变化作为“变化率(%)”。关于剪切强度1~3,优选“变化率”位于-50~100%的范围。
[0144] [热循环试验]
[0145] 以与所述[拉伸剪切粘合强度测定]中的试验片制作方法相同的方法,制作了试验片。以-40℃×30分钟和80℃×30分钟作为一个循环,放置试验片达到500个循环,进行热循环试验。在热循环试验结束后取出试验片,在试验片的温度达到室温(25℃)后,进行与上述[拉伸剪切粘合强度测定]所记载的方法相同的操作,测定了“剪切强度(MPa)”。另外,将来自初始剪切强度的变化作为“变化率(%)”。关于剪切强度1~3,优选“变化率”位于-50~100%的范围。
[0146] [表7]
[0147] 表7
[0148] 耐湿试验
[0149]
[0150] 热循环试验
[0151]
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