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JP7391043B2 - 樹脂組成物およびその利用 - Google Patents

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JP7391043B2 JP2020562394A JP2020562394A JP7391043B2 JP 7391043 B2 JP7391043 B2 JP 7391043B2 JP 2020562394 A JP2020562394 A JP 2020562394A JP 2020562394 A JP2020562394 A JP 2020562394A JP 7391043 B2 JP7391043 B2 JP 7391043B2
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Description

本発明は、樹脂組成物およびその利用に関する。
熱硬化性樹脂は高い耐熱性、機械的強度などの種々の優れた性質を持つため、様々な分野で使用されている。熱硬化性樹脂の中でもエポキシ樹脂は、例えば、電子回路封止剤、塗料、接着剤及び繊維強化材料のマトリクス樹脂として幅広い用途に用いられている。エポキシ樹脂は耐熱性、耐薬品性、絶縁性などに優れているが、熱硬化性樹脂の特徴である耐衝撃性が不十分という問題を有している。熱硬化性樹脂の耐衝撃性を改善するために、熱硬化性樹脂にエラストマーを添加する方法が広く用いられている。
前記エラストマーとしては、重合体微粒子(例えば架橋重合体微粒子)が挙げられる。重合体微粒子と熱硬化性樹脂(例えばエポキシ樹脂)とを単に混合することは容易である。混合方法としては、例えば、1μmより小さい粒子径を有する重合体微粒子を幾つか集めて、1μm以上の粒子径を有する重合体微粒子の粉粒体を作製した後、当該粉粒体と熱硬化性樹脂とを機械的に混合する方法が挙げられる。なお、このように重合体微粒子を幾つか集めて作製された重合体微粒子の粉粒体を2次粒子といい、粉粒体となる前の、1μmより小さい粒子径を有する重合体微粒子そのものを1次粒子ともいう。上述の混合方法により、熱硬化性樹脂中に、重合体微粒子の2次粒子を分散させることは可能である。しかしながら、1μmより小さい粒子径を有する重合体微粒子の1次粒子を熱硬化性樹脂に分散させることは、工業レベルでは非常に難しい。
上述のように、重合体微粒子の2次粒子(粉粒体)と熱硬化性樹脂とを機械的に混合して樹脂組成物を得る場合、樹脂組成物中で重合体微粒子の1次粒子同士は凝集したままである。そのため、得られた樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物の表面外観が非常に悪いという問題がある。そのため、熱硬化性樹脂へ重合体微粒子を1次粒子の状態で分散させる各種の製造方法が提案されている。
特許文献1には、溶剤を使用して重合性有機化合物(H)(熱硬化性樹脂)へゴム状重合体粒子(A)(重合体微粒子)を分散させる製造方法が開示されている。
特許文献2には、脱水樹脂を利用することにより、溶剤を使用することなく、エポキシ基を含有する化合物(熱硬化性樹脂)へ架橋ゴム状共重合体(重合体微粒子)を分散させる製造方法が開示されている。
特許文献3には、エポキシ樹脂とコア/シェル架橋共重合体のラテックスとを、攪拌機を備えたフラスコに仕込み、撹拌しつつ減圧蒸留することによって得られる、エポキシ樹脂組成物が開示されている。
国際公開WO2005/028546号公報 特開平5-339471 特開平8-183836
しかしながら、上述のような従来技術は、環境負荷または樹脂組成物中の重合体微粒子の分散性の観点からは、十分なものでなく、さらなる改善の余地があった。
本発明の一実施形態は、前記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、環境負荷が小さく、かつ重合体微粒子の分散性に優れた新規の樹脂組成物を提供することである。
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、環境負荷が小さく、かつ重合体微粒子の分散性に優れた樹脂組成物を提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の一実施形態に係る樹脂組成物の製造方法は、重合体微粒子(A)および乳化剤(C)を含む水性ラテックスを得る工程1と、前記水性ラテックスを使用して、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得る工程2と、前記スラリーから前記凝析物を取り出すとともに、前記凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整する工程3と、前記凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程4と、を有し、前記重合体微粒子(A)は、弾性体と、当該弾性体に対してグラフト結合されたグラフト部と、を有するゴム含有グラフト共重合体を含み、前記グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体であり、前記工程2では、前記水性ラテックスに樹脂(E)を添加する工程をさらに有し、前記樹脂(E)は、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する液体であるか、半固体であるか、または固体である。
また、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、水、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)を含有する樹脂組成物であり、前記重合体微粒子(A)は、弾性体と、当該弾性体に対してグラフト結合されたグラフト部と、を有するゴム含有グラフト共重合体を含み、前記弾性体は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体からなる群より選択される1種以上を含み、前記グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体であり、前記熱硬化性樹脂(B)は、エチレン性不飽和単量体を重合させてなる重合体を含む樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリオール樹脂およびアミノ-ホルムアルデヒド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含み、前記重合体微粒子(A)および前記熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、前記重合体微粒子(A)は1~50重量%であり、前記熱硬化性樹脂(B)は50~99重量%であり、前記樹脂組成物中の含水量は、当該樹脂組成物の重量を基準として2000ppm~40000ppmであり、有機溶剤を実質的に含むものではなく、硫黄元素(S)の含有量が2300ppm以下であり、かつ、リン元素(P)の含有量が1200ppm以下である:ここで、前記「有機溶剤を実質的に含むものではない」とは、前記樹脂組成物に含まれる前記有機溶剤の量が、当該樹脂組成物の重量を基準として100ppm以下であることをいう。
また、本発明の一実施形態に係る硬化物は、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物を硬化させた硬化物である。
また、本発明の一実施形態に係る接着剤は、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物を含む。
本発明の一実施形態によれば、環境負荷が小さく、かつ重合体微粒子の分散性に優れた樹脂組成物を提供することができる。
本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。また、異なる実施形態または実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態または実施例についても、本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。なお、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意図する。
〔1.本発明の一実施形態の技術的思想〕
本発明者が鋭意検討した結果、上述した先行技術文献(特許文献1および2)に記載の技術には、以下に示すような改善の余地または問題点があることを見出した。
特許文献1に記載の技術は、重合体粒子由来の乳化剤や電解質などの不純物を大幅に低減した樹脂組成物を得ることができる。しかし本発明者らは、特許文献1に記載の技術には環境負荷およびコストの観点から、さらなる改善の余地があることを独自に見出した。
特許文献2に記載の技術は、溶剤を使用するものではない。しかし、本発明者らが特許文献2に記載の技術を検討したところ、特許文献2に記載されたようなコアシェル構造を持たない架橋ゴム状共重合体は、特許文献2に記載の方法ではエポキシ基を含有する化合物(熱硬化性樹脂)中の分散性が劣ることを、本発明者らは独自に見出した。
さらに、特許文献4に記載の技術は、コア/シェル架橋共重合体のラテックスからコア/シェル架橋共重合体の凝析物を取り出す工程を有していない。本発明者は、特許文献4の技術では、得られたエポキシ樹脂組成物に、乳化剤に由来する物質が多量に残ることを、独自に見出した。さらに、乳化剤に由来する物質が多量に樹脂組成物は、樹脂組成物において重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)によってもたらせる諸物性および諸性能を十分に享受できないことを、本発明者らは独自に見出した。
本発明者らは、上述した課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。具体的には、本発明者らは、重合体微粒子を含む水性ラテックスを使用して得た重合体微粒子の凝析物の含水量を、特定の量に調整する工程を経ることにより、溶剤を用いることなく、熱硬化性樹脂中で重合体微粒子が良好に分散している樹脂組成物を得ることができることを、独自に見出した。
〔2.樹脂組成物〕
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、水、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)を含有する樹脂組成物である。前記重合体微粒子(A)は、弾性体と、当該弾性体に対してグラフト結合されたグラフト部と、を有するゴム含有グラフト共重合体を含む。前記弾性体は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体からなる群より選択される1種以上を含む。前記グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体である。前記熱硬化性樹脂(B)は、エチレン性不飽和単量体を重合させてなる重合体を含む樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリオール樹脂およびアミノ-ホルムアルデヒド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含む。前記重合体微粒子(A)および前記熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、前記重合体微粒子(A)は1~50重量%であり、前記熱硬化性樹脂(B)は50~99重量%である。本発明の一実施形態に係る樹脂組成物中の含水量は、当該樹脂組成物の重量を基準として2000ppm~40000ppmである。本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、有機溶剤を実質的に含むものではない。本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、硫黄元素(S)の含有量が2300ppm以下であり、かつ、リン元素(P)の含有量が1200ppm以下である。本明細書において、前記「有機溶剤を実質的に含むものではない」とは、前記樹脂組成物に含まれる前記有機溶剤の量が、当該樹脂組成物の重量を基準として100ppm以下であることをいう。
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物を、単に本樹脂組成物ともいう。
本樹脂組成物は、前記構成を有するため、熱硬化性樹脂(B)中にて、重合体微粒子(A)の分散性に優れるものである。その結果、本樹脂組成物は、表面美麗性に優れた硬化物を提供することができる。また、本樹脂組成物は、有機溶剤を実質的に含まないため、環境負荷も小さい。
本樹脂組成物は硫黄元素(S)の含有量およびリン元素(P)の含有量が少ない。その結果、本樹脂組成物は、当該樹脂組成物において重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)によってもたらせる諸物性および諸性能を多く享受することができる。
本樹脂組成物は熱硬化性樹脂(B)を含んでいるため、樹脂組成物を硬化させることにより、硬化物を得ることができる。従って、本樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物もまた、本発明の範囲内である。
以下、本樹脂組成物に含まれる各成分を説明し、その後、本樹脂組成物の物性を説明する。
(2-1.重合体微粒子(A))
(2-1-1.弾性体)
弾性体は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体からなる群より選択される1種以上を含むことが好ましい。弾性体は、ゴム粒子と言い換えることもできる。本明細書において(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよび/またはメタクリレートを意味する。
弾性体がジエン系ゴムを含む場合(場合A)について説明する。場合Aにおいて、得られる樹脂組成物は、靱性および耐衝撃性に優れる硬化物を提供することができる。
前記ジエン系ゴムは、構成単位として、ジエン系単量体に由来する構成単位を含む弾性体である。前記ジエン系単量体は、共役ジエン系単量体と言い換えることもできる。場合Aにおいて、ジエン系ゴムは、構成単位100重量%中、ジエン系単量体に由来する構成単位を50~100重量%、およびジエン系単量体と共重合可能なジエン系単量体以外のビニル系単量体に由来する構成単位を0~50重量%、含むものであってもよい。場合Aにおいて、ジエン系ゴムは、構成単位として、ジエン系単量体に由来する構成単位よりも少ない量において、(メタ)アクリレート系単量体に由来する構成単位を含んでいてもよい。
ジエン系単量体としては、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレン(2-メチル-1,3-ブタジエン)、2-クロロ-1,3-ブタジエンなどが挙げられる。これらのジエン系単量体は、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ジエン系単量体と共重合可能なジエン系単量体以外のビニル系単量体(以下、ビニル系単量体A、とも称する。)としては、例えば、(a)スチレン、α-メチルスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレンなどのビニルアレーン類;(b)アクリル酸、メタクリル酸などのビニルカルボン酸類;(c)アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのビニルシアン類;(d)塩化ビニル、臭化ビニル、クロロプレンなどのハロゲン化ビニル類;(e)酢酸ビニル;(f)エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのアルケン類;(g)ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼンなどの多官能性単量体、などが挙げられる。上述したビニル系単量体Aは、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上述したビニル系単量体Aの中でも、特に好ましくはスチレンである。なお、場合Aにおけるジエン系ゴムにおいて、ビニル系単量体Aに由来する構成単位は任意成分である。場合Aにおいて、ジエン系ゴムは、ジエン系単量体に由来する構成単位のみから構成されてもよい。
場合Aにおいて、ジエン系ゴムとしては、1,3-ブタジエンに由来する構成単位からなるブタジエンゴム(ポリブタジエンゴムとも称する。)、または、1,3-ブタジエンとスチレンとの共重合体であるブタジエン-スチレンゴム(ポリスチレン-ブタジエンとも称する。)が好ましく、ブタジエンゴムがより好ましい。前記構成によると、重合体微粒子(A)がジエン系ゴムを含むことによる所望の効果がより発揮され得る。また、ブタジエン-スチレンゴムは、屈折率の調整により、得られる硬化物の透明性を高めることができる点においても、より好ましい。
弾性体が(メタ)アクリレート系ゴムを含む場合(場合B)について説明する。場合Bでは、多種の単量体の組合せにより、弾性体の幅広い重合体設計が可能となる。
前記(メタ)アクリレート系ゴムは、構成単位として、(メタ)アクリレート系単量体に由来する構成単位を含む弾性体である。場合Bにおいて、(メタ)アクリレート系ゴムは、構成単位100重量%中、(メタ)アクリレート系単量体に由来する構成単位を50~100重量%、および(メタ)アクリレート系単量体と共重合可能な(メタ)アクリレート系単量体以外のビニル系単量体に由来する構成単位を0~50重量%、含むものであってもよい。場合Bにおいて、(メタ)アクリレート系ゴムは、構成単位として、(メタ)アクリレート系単量体に由来する構成単位よりも少ない量において、ジエン系単量体に由来する構成単位を含んでいてもよい。
(メタ)アクリレート系単量体としては、例えば、(a)メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート類;(b)フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどの芳香環含有(メタ)アクリレート類;(c)2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;(d)グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルアルキル(メタ)アクリレートなどのグリシジル(メタ)アクリレート類;(e)アルコキシアルキル(メタ)アクリレート類;(f)アリル(メタ)アクリレート、アリルアルキル(メタ)アクリレートなどのアリルアルキル(メタ)アクリレート類;(g)モノエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの多官能性(メタ)アクリレート類などが挙げられる。これらの(メタ)アクリレート系単量体は、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの(メタ)アクリレート系単量体の中でも、特に好ましくは、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、および2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートである。
(メタ)アクリレート系単量体と共重合可能な(メタ)アクリレート系単量体以外のビニル系単量体(以下、ビニル系単量体B、とも称する。)としては、前記ビニル系単量体Aにおいて列挙した単量体が挙げられる。ビニル系単量体Bは、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ビニル系単量体Bの中でも、特に好ましくはスチレンである。なお、場合Bにおける(メタ)アクリレート系ゴムにおいて、ビニル系単量体Bに由来する構成単位は任意成分である。場合Bにおいて、(メタ)アクリレート系ゴムは、(メタ)アクリレート系単量体に由来する構成単位のみから構成されてもよい。
弾性体がポリシロキサンゴム系弾性体を含む場合(場合C)について説明する。場合Cにおいて、得られる樹脂組成物は、十分な耐熱性を有し、かつ低温での耐衝撃性に優れる硬化物を提供することができる。
ポリシロキサンゴム系弾性体としては、例えば、(a)ジメチルシリルオキシ、ジエチルシリルオキシ、メチルフェニルシリルオキシ、ジフェニルシリルオキシ、ジメチルシリルオキシ-ジフェニルシリルオキシなどの、アルキルもしくはアリール2置換シリルオキシ単位から構成されるポリシロキサン系重合体、(b)側鎖のアルキルの一部が水素原子に置換されたオルガノハイドロジェンシリルオキシなどの、アルキルもしくはアリール1置換シリルオキシ単位から構成されるポリシロキサン系重合体、が挙げられる。これらのポリシロキサン系重合体は、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのポリシロキサン系重合体の中でも、(a)得られる樹脂組成物が耐熱性に優れる硬化物を提供することができることから、ジメチルシリルオキシ単位、メチルフェニルシリルオキシ単位、および/またはジメチルシリルオキシ-ジフェニルシリルオキシ単位から構成される重合体が好ましく、(b)容易に入手できて経済的でもあることから、ジメチルシリルオキシ単位から構成される重合体が最も好ましい。
場合Cにおいて、重合体微粒子(A)は、重合体微粒子(A)に含まれる弾性体100重量%中、ポリシロキサンゴム系弾性体を80重量%以上含有していることが好ましく、90重量%以上含有していることがより好ましい。前記構成によると、得られる樹脂組成物は、耐熱性に優れる硬化物を提供することができる。
弾性体は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体以外の弾性体をさらに含んでいてもよい。ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体以外の弾性体としては、例えば天然ゴムが挙げられる。
(弾性体の架橋構造)
重合体微粒子(A)の熱硬化性樹脂(B)中での分散安定性を保持できることから、弾性体には、架橋構造が導入されていることが好ましい。弾性体に対する架橋構造の導入方法としては、一般的に用いられる手法を採用することができ、例えば以下の方法が挙げられる。すなわち、弾性体の製造において、弾性体を構成し得る単量体に、多官能性単量体および/またはメルカプト基含有化合物などの架橋性単量体を混合し、次いで重合する方法が挙げられる。本明細書において、弾性体など重合体を製造することを、重合体を重合する、とも称する。
また、ポリシロキサンゴム系弾性体に架橋構造を導入する方法としては、次のような方法も挙げられる:(a)ポリシロキサンゴム系弾性体を重合するときに、多官能性のアルコキシシラン化合物を他の材料と共に一部併用する方法、(b)ビニル反応性基、メルカプト基などの反応性基をポリシロキサンゴム系弾性体に導入し、その後ビニル重合性の単量体または有機過酸化物などを添加してラジカル反応させる方法、または、(c)ポリシロキサンゴム系弾性体を重合するときに、多官能性単量体および/またはメルカプト基含有化合物などの架橋性単量体を他の材料と共に混合し、次いで重合を行う方法、など。
多官能性単量体は、同一分子内にラジカル重合性反応基を2つ以上有する単量体ともいえる。前記ラジカル重合性反応基は、好ましくは炭素-炭素二重結合である。多官能性単量体としては、ブタジエンは含まれず、アリル(メタ)アクリレート(例えば、アリルアルキル(メタ)アクリレート類およびアリルオキシアルキル(メタ)アクリレート類など)のようなエチレン性不飽和二重結合を有する(メタ)アクリレートなどが例示される。(メタ)アクリル基を2つ有する単量体としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、およびポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類が挙げられる。前記ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類としては、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(600)ジ(メタ)アクリレートなどが例示される。また、3つの(メタ)アクリレート基を有する単量体として、アルコキシレーテッドトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート類、グリセロールプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレートなどが例示される。アルコキシレーテッドトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート類としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。さらに、4つの(メタ)アクリル基を有する単量体として、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、などが例示される。またさらに、5つの(メタ)アクリル基を有する単量体として、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどが例示される。またさらに、6つの(メタ)アクリル基を有する単量体として、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレートなどが例示される。多官能性単量体としては、また、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン等も挙げられる。
メルカプト基含有化合物としては、アルキル基置換メルカプタン、アリル基置換メルカプタン、アリール基置換メルカプタン、ヒドロキシ基置換メルカプタン、アルコキシ基置換メルカプタン、シアノ基置換メルカプタン、アミノ基置換メルカプタン、シリル基置換メルカプタン、酸基置換メルカプタン、ハロ基置換メルカプタンおよびアシル基置換メルカプタン等が挙げられる。アルキル基置換メルカプタンとしては、炭素数1~20のアルキル基置換メルカプタンが好ましく、炭素数1~10のアルキル基置換メルカプタンがより好ましい。アリール基置換メルカプタンとしては、フェニル基置換メルカプタンが好ましい。アルコキシ基置換メルカプタンとしては、炭素数1~20のアルコキシ基置換メルカプタンが好ましく、炭素数1~10のアルコキシ基置換メルカプタンがより好ましい。酸基置換メルカプタンとしては、好ましくは、カルボキシル基を有する炭素数1~10のアルキル基置換メルカプタン、または、カルボキシル基を有する炭素数1~12のアリール基置換メルカプタン、である。
(弾性体のガラス転移温度)
優れた靱性を有する硬化物が得られることから、弾性体のガラス転移温度(以下、単に「Tg」と称する場合がある)は、80℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましく、60℃以下がより好ましく、50℃以下がより好ましく、40℃以下がより好ましく、30℃以下がより好ましく、20℃以下がより好ましく、10℃以下がより好ましく、0℃以下がより好ましく、-20℃以下がより好ましく、-40℃以下がより好ましく、-45℃以下がより好ましく、-50℃以下がより好ましく、-55℃以下がより好ましく、-60℃以下がより好ましく、-65℃以下がより好ましく、-70℃以下がより好ましく、-75℃以下がより好ましく、-80℃以下がより好ましく、-85℃以下がより好ましく、-90℃以下がより好ましく、-95℃以下がより好ましく、-100℃以下がより好ましく、-105℃以下がより好ましく、-110℃以下がより好ましく、-115℃以下がより好ましく、-120℃以下がさらに好ましく、-125℃以下が特に好ましい。
一方、得られる硬化物の弾性率(剛性)の低下を抑制することができる、すなわち十分な弾性率(剛性)を有する硬化物が得られることから、弾性体のTgは、0℃よりも大きいことが好ましく、20℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることがさらに好ましく、80℃以上であることが特に好ましく、120℃以上であることが最も好ましい。
弾性体のTgは、弾性体に含まれる構成単位の組成などによって、決定され得る。換言すれば、弾性体を製造(重合)するときに使用する単量体の組成を変化させることにより、得られる弾性体のTgを調整することができる。
ここで、1種類の単量体のみを重合させてなる単独重合体としたとき、0℃よりも大きいTgを有する単独重合体を提供する単量体の群を、単量体群aとする。また、1種類の単量体のみを重合させてなる単独重合体としたとき、0℃未満のTgを有する単独重合体を提供する単量体の群を、単量体群bとする。単量体群aから選択される少なくとも1種の単量体に由来する少なくとも1種の構成単位を50~100重量%(より好ましくは、65~99重量%)、および単量体群bから選択される少なくとも1種の単量体に由来する少なくとも1種の構成単位を0~50重量%(より好ましくは、1~35重量%)含む弾性体を、弾性体Xとする。弾性体Xは、Tgが0℃よりも大きい。また、弾性体が弾性体Xを含む場合、得られる樹脂組成物は、十分な剛性を有する硬化物を提供することができる。
弾性体のTgが0℃よりも大きい場合も、弾性体に架橋構造が導入されていることが好ましい。架橋構造の導入方法としては、前記の方法が挙げられる。
弾性体のTgは、重合体微粒子(A)からなる平面板を用いて、粘弾性測定を行うことによって得ることができる。具体的には、以下のようにして弾性体のTgを測定できる:(1)重合体微粒子(A)からなる平面板について、動的粘弾性測定装置(例えば、アイティー計測制御株式会社製、DVA-200)を用いて、引張条件で動的粘弾性測定を行い、tanδのグラフを得る;(2)得られたtanδのグラフについて、tanδのピーク温度を弾性体のガラス転移温度とする。ここで、tanδのグラフにおいて、複数のピークが得られた場合には、最も低いピーク温度を弾性体のガラス転移温度とする。
前記単量体群aに含まれ得る単量体としては、以下に限るものではないが、例えば、スチレン、2-ビニルナフタレンなどの無置換ビニル芳香族化合物類;α―メチルスチレンなどのビニル置換芳香族化合物類;3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、2,5-ジメチルスチレン、3,5-ジメチルスチレン、2,4,6―トリメチルスチレンなどの環アルキル化ビニル芳香族化合物類;4-メトキシスチレン、4-エトキシスチレンなどの環アルコキシル化ビニル芳香族化合物類;2-クロロスチレン、3―クロロスチレンなどの環ハロゲン化ビニル芳香族化合物類;4-アセトキシスチレンなどの環エステル置換ビニル芳香族化合物類;4-ヒトロキシスチレンなどの環ヒドロキシル化ビニル芳香族化合物類;ビニルベンゾエート、ビニルシクロヘキサノエートなどのビニルエステル類;塩化ビニルなどのビニルハロゲン化物類;アセナフタレン、インデンなどの芳香族単量体類;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレートなどのアルキルメタクリレート類;フェニルメタクリレートなどの芳香族メタクリレート;イソボルニルメタクリレート、トリメチルシリルメタクリレートなどのメタクリレート類;メタクリロニトリルなどのメタクリル酸誘導体を含むメタクリル単量体;イソボルニルアクリレート、tert-ブチルアクリレートなどのある種のアクリル酸エステル;アクリロニトリルなどのアクリル酸誘導体を含むアクリル単量体、などが挙げられる。さらに、前記単量体群aに含まれ得る単量体としては、アクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、N-ビニルピロリドン、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート、1-アダマンチルアクリレート及び1-アダマンチルメタクリレート、など、単独重合体としたとき120℃以上のTgを有する単独重合体を提供し得る単量体が挙げられる。これらの単量体aは、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記単量体bとしては、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレートなどが挙げられる。これらの単量体bは、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの単量体bの中でも、特に好ましくは、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、および2-エチルヘキシルアクリレートである。
(弾性体の体積平均粒子径)
弾性体の体積平均粒子径は0.03~50.00μmが好ましく、0.03~10.00μmがより好ましく、0.03~2.00μmが好ましく、0.05~1.00μmがより好ましく、0.08~1.00μmがより好ましく、0.10~0.80μmがさらに好ましく、0.10~0.50μmが特に好ましい。弾性体の体積平均粒子径が(a)0.03μm以上である場合、所望の体積平均粒子径を有する弾性体を安定的に得ることでき、(b)50.00μm以下である場合、得られる硬化物の耐熱性および耐衝撃性が良好となる。弾性体の体積平均粒子径は、弾性体を含む水性ラテックスを試料として、動的光散乱式粒子径分布測定装置などを用いて、測定することができる。弾性体の体積平均粒子径については、下記実施例にて詳述する。
(弾性体の割合)
重合体微粒子(A)中に占める弾性体の割合は、重合体微粒子(A)全体を100重量%として、40~97重量%が好ましく、60~95重量%がより好ましく、70~95重量%がより好ましく、75~95重量%がより好ましく、80~95重量%がより好ましく、85~93重量%がさらに好ましい。弾性体の前記割合が、(a)40重量%以上である場合、得られる樹脂組成物は、靱性および耐衝撃性に優れる硬化物を提供することができ、(b)97重量%以下である場合、重合体微粒子(A)は容易には凝集しない(凝集しにくい)ため、樹脂組成物が高粘度となることがなく、その結果、得られる樹脂組成物は取り扱い易いものとなり得る。
一般的に、重合体微粒子(A)中に占める弾性体の割合が増加するほど、重合体微粒子(A)は凝集し易く、それゆえに、マトリクス樹脂中における重合体微粒子(A)の分散性が悪化する傾向がある。従来の樹脂組成物の製造方法では、重合体微粒子100重量%中に占める弾性体の割合が70重量%で以上である重合体微粒子をマトリクス樹脂と混合して樹脂組成物を得たとき、マトリクス樹脂中における重合体微粒子の分散性が悪かった。後述する本発明の一実施形態に係る樹脂組成物の製造方法であれば、重合体微粒子(A)100重量%中に占める弾性体の割合が70重量%で以上である重合体微粒子(A)をマトリクス樹脂(C)と混合して樹脂組成物を製造した場合であっても、マトリクス樹脂(C)中における重合体微粒子(A)の分散性が良好である。
(弾性体のゲル含量)
弾性体は、適切な溶媒に対して膨潤し得るが、実質的には溶解しないものであることが好ましい。弾性体は、使用する熱硬化性樹脂(B)に対して、不溶であることが好ましい。
弾性体は、ゲル含量が60重量%以上であることが好ましく、80重量%以上であることがより好ましく、90重量%以上であることがさらに好ましく、95重量%以上であることが特に好ましい。弾性体のゲル含量が前記範囲内である場合、得られる樹脂組成物は、靱性に優れる硬化物を提供できる。
本明細書においてゲル含量の算出方法は下記の通りである。先ず、凝析および乾燥により得られた重合体微粒子(A)のクラム2.0gをメチルエチルケトン(MEK)50mLに溶解する。その後、得られたMEK溶解物を、MEKに可溶な成分(MEK可溶分)とMEKに不溶な成分(MEK不溶分)とに分離する。具体的には、遠心分離機(日立工機(株)社製、CP60E)を用い、回転数30000rpmにて1時間、得られたMEK溶解物を遠心分離に供し、当該溶解物を、MEK可溶分とMEK不溶分とに分離する。ここで、遠心分離作業は合計3セット実施する。得られたMEK可溶分とMEK不溶分との重量を測定し、次式よりゲル含量を算出する。
ゲル含量(%)=(メチルエチルケトン不溶分の重量)/{(メチルエチルケトン不溶分の重量)+(メチルエチルケトン可溶分の重量)}×100。
ここで、重合体微粒子(A)のクラムを得る方法は特に限定されない。例えば、重合体微粒子(A)を含有する水性ラテックスを得、次に、当該水性ラテックスから、重合体微粒子(A)のクラム(粉粒体と称する場合もある。)を得ることができる。水性ラテックスから重合体微粒子(A)のクラムを得る方法としては、特に限定されないが、例えば、(i)当該水性ラテックス中の重合体微粒子(A)を凝集させ、(ii)得られる凝集物を脱水し、(iii)さらに凝集物を乾燥することにより、重合体微粒子(A)のクラムを得る方法が挙げられる。
(弾性体の変形例)
本発明の一実施形態において、重合体微粒子(A)の「弾性体」は、構成単位の組成が同一である1種の弾性体のみからなってもよい。この場合、重合体微粒子(A)の「弾性体」は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびオルガノシロキサン系ゴムからなる群より選択される1種類であることが好ましい。
本発明の一実施形態において、重合体微粒子(A)の「弾性体」は、構成単位の組成がそれぞれ異なる複数種の弾性体からなってもよい。この場合、重合体微粒子(A)の「弾性体」は、(a)ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびオルガノシロキサン系ゴムからなる群より選択される2種類以上であるか、または、(b)ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびオルガノシロキサン系ゴムからなる群より選択される1種類であることが好ましい。
本発明の一実施形態において、重合体微粒子(A)の「弾性体」が、構成単位の組成がそれぞれ異なる複数種の弾性体からなる場合について説明する。この場合、複数種の弾性体のそれぞれを、弾性体、弾性体、・・・、および弾性体とする。ここで、nは2以上の整数である。重合体微粒子(A)の「弾性体」は、それぞれ別々に重合された弾性体、弾性体、・・・、および弾性体を混合して得られる混合物(複合体ともいえる。)を含んでいてもよい。重合体微粒子(A)の「弾性体」は、弾性体、弾性体、・・・、および弾性体をそれぞれ順に重合して得られる1つの重合体(弾性体)を含んでいてもよい。このように、複数の重合体(弾性体)をそれぞれ順に重合することを、多段重合とも称する。複数種の弾性体を多段重合して得られる重合体を、多段重合弾性体とも称する。多段重合弾性体の製造方法については、後に詳述する。
弾性体、弾性体、・・・、および弾性体からなる多段重合弾性体について説明する。当該多段重合弾性体において、弾性体は、弾性体n-1の少なくとも一部を被覆し得るか、または弾性体n-1の全体を被覆し得る。当該多段重合弾性体において、弾性体の一部は弾性体n-1の内側に入り込んでいることもある。
多段重合弾性体において、複数の弾性体のそれぞれが、層構造を形成していてもよい。例えば、多段重合弾性体が、弾性体、弾性体、および弾性体からなる場合、弾性体が最内層を形成し、弾性体の外側に弾性体の層が形成され、さらに弾性体の層の外側に弾性体の層が弾性体における最外層として形成される態様も、本発明の一態様である。このように、複数の弾性体のそれぞれが層構造を形成している多段重合弾性体は、多層弾性体ともいえる。すなわち、本発明の一実施形態において、重合体微粒子(A)の「弾性体」は、複数種の弾性体の混合物(複合体)、多段重合弾性体および/または多層弾性体を含んでいてもよい。
(2-1-2.グラフト部)
本明細書において、弾性体に対してグラフト結合された重合体をグラフト部と称する。グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体である。グラフト部は、前記構成を有するため、種々の役割を担うことができる。「種々の役割」とは、例えば、(a)重合体微粒子(A)と熱硬化性樹脂(B)との相溶性を向上させること、(b)熱硬化性樹脂(B)における重合体微粒子(A)の分散性を向上させること、および(c)樹脂組成物またはその硬化物中において重合体微粒子(A)が一次粒子の状態で分散することを可能にすること、などである。
芳香族ビニル単量体の具体例としては、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、およびジビニルベンゼンなどが挙げられる。
ビニルシアン単量体の具体例としては、アクリロニトリル、およびメタクリロニトリルなどが挙げられる。
(メタ)アクリレート単量体の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、およびヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
上述した、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体は、1種類のみが用いられてもよく、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体に由来する構成単位、ビニルシアン単量体に由来する構成単位および(メタ)アクリレート単量体に由来する構成単位を合計で、全構成単位100重量%中に、10~95重量%含むことが好ましく、30~92重量%含むことがより好ましく、50~90重量%含むことがさらに好ましく、60~87重量%含むことが特に好ましく、70~85重量%含むことが最も好ましい。
グラフト部は、構成単位として、反応性基含有単量体に由来する構成単位を含むことが好ましい。前記反応性基含有単量体は、エポキシ基、オキセタン基、水酸基、アミノ基、イミド基、カルボン酸基、カルボン酸無水物基、環状エステル、環状アミド、ベンズオキサジン基、およびシアン酸エステル基からなる群から選択される1種以上の反応性基を含有する単量体であることが好ましく、エポキシ基、水酸基、およびカルボン酸基からなる群から選択される1種以上の反応性基を含有する単量体であることがより好ましい。前記構成によると、樹脂組成物中で重合体微粒子(A)のグラフト部と熱硬化性樹脂(B)とを化学結合させることができる。これにより、樹脂組成物中またはその硬化物中で、重合体微粒子(A)を凝集させることなく、重合体微粒子(A)の良好な分散状態を維持することができる。
エポキシ基を有する単量体の具体例としては、グリシジル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、およびアリルグリシジルエーテルなどのグリシジル基含有ビニル単量体、などが挙げられる。
水酸基を有する単量体の具体例としては、例えば、(a)2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシ直鎖アルキル(メタ)アクリレート(特に、ヒドロキシ直鎖C1-6アルキル(メタ)アクリレート);(b)カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレート;(c)α-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、α-(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチルなどのヒドロキシ分岐アルキル(メタ)アクリレート;(d)二価カルボン酸(フタル酸など)と二価アルコール(プロピレングリコールなど)とから得られるポリエステルジオール(特に飽和ポリエステルジオール)のモノ(メタ)アクリレートなどのヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート類、などが挙げられる。
カルボン酸基を有する単量体の具体例としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸およびクロトン酸などのモノカルボン酸、並びに、マレイン酸、フマル酸、およびイタコン酸などのジカルボン酸などが挙げられる。カルボン酸基を有する単量体としては、前記モノカルボン酸が好適に用いられる。
上述した反応性基含有単量体は、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
グラフト部は、グラフト部100重量%中、反応性基含有単量体に由来する構成単位を、0.5~90重量%含むことが好ましく、1~50重量%含むことがより好ましく、2~35重量%含むことがさらに好ましく、3~20重量%含むことが特に好ましい。グラフト部が、グラフト部100重量%中、反応性基含有単量体に由来する構成単位を、(a)0.5重量%以上含む場合、得られる樹脂組成物は、十分な耐衝撃性を有する硬化物を提供することができ、(b)90重量%以下含む場合、得られる樹脂組成物は、十分な耐衝撃性を有する硬化物を提供することができ、かつ、当該樹脂組成物の貯蔵安定性が良好となるという利点を有する。
反応性基含有単量体に由来する構成単位は、グラフト部に含まれることが好ましく、グラフト部にのみ含まれることがより好ましい。
グラフト部は、構成単位として、多官能性単量体に由来する構成単位を含んでいてもよい。グラフト部が、多官能性単量体に由来する構成単位を含む場合、(a)樹脂組成物中において重合体微粒子(A)の膨潤を防止することができる、(b)樹脂組成物の粘度が低くなるため、樹脂組成物の取扱い性が良好となる傾向がある、および(c)熱硬化性樹脂(B)における重合体微粒子(A)の分散性が向上する、などの利点を有する。
グラフト部が多官能性単量体に由来する構成単位を含まない場合、グラフト部が多官能性単量体に由来する構成単位を含む場合と比較して、得られる樹脂組成物は、靱性および耐衝撃性により優れる硬化物を提供することができる。
グラフト部の重合に用いられ得る多官能性単量体としては、上述の多官能性単量体と同じ単量体が挙げられる。それら多官能性単量体の中でも、グラフト部の重合に好ましく用いられ得る多官能性単量体としては、アリルメタクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、およびポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類が挙げられる。前記ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類としては、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(600)ジ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレートが挙げられる。これら多官能性単量体は、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
グラフト部は、グラフト部100重量%中、多官能性単量体に由来する構成単位を、1~20重量%含むことが好ましく、5~15重量%含むことがより好ましい。
グラフト部の重合において、上述した単量体は、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
グラフト部は、構成単位として、上述した単量体に由来する構成単位の他に、他の単量体に由来する構成単位を含んでいてもよい。
(グラフト部のガラス転移温度)
グラフト部のガラス転移温度は、190℃以下が好ましく、160℃以下がより好ましく、140℃以下がより好ましく、120℃以下がより好ましく、80℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましく、60℃以下がより好ましく、50℃以下がより好ましく、40℃以下がより好ましく、30℃以下がより好ましく、20℃以下がより好ましく、10℃以下がより好ましく、0℃以下がより好ましく、-20℃以下がより好ましく、-40℃以下がより好ましく、-45℃以下がより好ましく、-50℃以下がより好ましく、-55℃以下がより好ましく、-60℃以下がより好ましく、-65℃以下がより好ましく、-70℃以下がより好ましく、-75℃以下がより好ましく、-80℃以下がより好ましく、-85℃以下がより好ましく、-90℃以下がより好ましく、-95℃以下がより好ましく、-100℃以下がより好ましく、-105℃以下がより好ましく、-110℃以下がより好ましく、-115℃以下がより好ましく、-120℃以下がさらに好ましく、-125℃以下が特に好ましい。
グラフト部のガラス転移温度は、0℃以上が好ましく、30℃以上がより好ましく、50℃以上がより好ましく、70℃以上がより好ましく、90℃以上がさらに好ましく、110℃以下であることが特に好ましい。
グラフト部のTgは、グラフト部に含まれる構成単位の組成などによって、決定され得る。換言すれば、グラフト部を製造(重合)するときに使用する単量体の組成を変化させることにより、得られるグラフト部のTgを調整することができる。
グラフト部のTgは、重合体微粒子(A)からなる平面板を用いて、粘弾性測定を行うことによって得ることができる。具体的には、以下のようにしてグラフト部のTgを測定できる:(1)重合体微粒子(A)からなる平面板について、動的粘弾性測定装置(例えば、アイティー計測制御株式会社製、DVA-200)を用いて、引張条件で動的粘弾性測定を行い、tanδのグラフを得る;(2)得られたtanδのグラフについて、tanδのピーク温度をガラス転移温度とする。ここで、tanδのグラフにおいて、複数のピークが得られた場合には、最も高いピーク温度をグラフト部のガラス転移温度とする。
(グラフト部のグラフト率)
本発明の一実施形態において、重合体微粒子(A)は、グラフト部と同じ構成を有する重合体であり、かつ弾性体に対してグラフト結合されていない重合体を有していてもよい。本明細書において、グラフト部と同じ構成を有する重合体であり、かつ弾性体に対してグラフト結合されていない重合体を、非グラフト重合体とも称する。当該非グラフト重合体も、本発明の一実施形態に係る重合体微粒子(A)の一部を構成するものとする。前記非グラフト重合体は、グラフト部の重合において製造された重合体のうち、弾性体に対してグラフト結合していないものともいえる。
本明細書において、グラフト部の重合において製造された重合体のうち、弾性体に対してグラフト結合された重合体、すなわちグラフト部の割合を、グラフト率と称する。グラフト率は、(グラフト部の重量)/(グラフト部の重量)+(非グラフト重合体の重量)×100で表される値、ともいえる。
グラフト部のグラフト率は、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。グラフト率が70%以上である場合、樹脂組成物の粘度が高くなりすぎないという利点を有する。
本明細書において、グラフト率の算出方法は下記の通りである。先ず、重合体微粒子(A)を含有する水性ラテックスを得、次に、当該水性ラテックスから、重合体微粒子(A)の粉粒体を得る。水性ラテックスから重合体微粒子(A)の粉粒体を得る方法としては、具体的には、(i)前記水性ラテックス中の重合体微粒子(A)を凝析し、(ii)得られる凝析物を脱水し、(iii)さらに凝析物を乾燥することにより、重合体微粒子(A)の粉粒体を得る方法が挙げられる。次いで、重合体微粒子(A)の粉粒体2gをメチルエチルケトン50mLに溶解する。その後、得られたMEK溶解物を、MEKに可溶な成分(MEK可溶分)とMEKに不溶な成分(MEK不溶分)とに分離する。具体的には、遠心分離機(日立工機(株)社製、CP60E)を用い、回転数30000rpmにて1時間、得られたMEK溶解物を遠心分離に供し、当該溶解物を、MEK可溶分とMEK不溶分とに分離する。ここで、遠心分離作業は合計3セット実施する。次に、濃縮したMEK可溶分20mlをメタノール200mlと混合し、塩化カルシウム0.01gを水に溶かした塩化カルシウム水溶液を添加し1時間攪拌する。その後、メタノール可溶分とメタノール不溶分に分離し、メタノール不溶分の重量をフリー重合体(FP)量とする。
次式よりグラフト率を算出する。
グラフト率(%)=100-[(FP量)/{(FP量)+(MEK不溶分の重量)}]/(グラフト部の重合体の重量)×10000。
なお、グラフト部以外の重合体の重量は、グラフト部以外の重合体を構成する単量体の仕込み量である。グラフト部以外の重合体は、例えば弾性体である。また、重合体微粒子(A)が後述する表面架橋重合体を含む場合、グラフト部以外の重合体は、弾性体および表面架橋重合体の両方を含む。グラフト部の重合体の重量は、グラフト部の重合体を構成する単量体の仕込み量である。また、グラフト率の算出において、重合体微粒子(A)を凝析する方法は特に限定されず、溶剤を用いる方法、凝析剤を用いる方法、水性ラテックスを噴霧する方法などが用いられ得る。
(グラフト部の変形例)
本発明の一実施形態において、グラフト部は、構成単位の組成が同一である1種のグラフト部のみからなってもよい。本発明の一実施形態において、グラフト部は、構成単位の組成がそれぞれ異なる複数種のグラフト部からなってもよい。
本発明の一実施形態において、グラフト部が、構成単位の組成がそれぞれ異なる複数種のグラフト部からなる場合について説明する。この場合、複数種のグラフト部のそれぞれを、グラフト部、グラフト部、・・・、グラフト部とする(nは2以上の整数)。グラフト部は、それぞれ別々に重合されたグラフト部、グラフト部、・・・、およびグラフト部を混合して得られる混合物(複合体ともいえる。)を含んでいてもよい。グラフト部は、グラフト部、グラフト部、・・・、およびグラフト部を多段重合して得られる1つの重合体を含んでいてもよい。複数種のグラフト部を多段重合して得られる重合体を、多段重合グラフト部とも称する。多段重合グラフト部の製造方法については、後に詳述する。
グラフト部が複数種のグラフト部からなる場合、これら複数種のグラフト部の全てが弾性体に対してグラフト結合されていなくてもよい。少なくとも1種のグラフト部の少なくとも一部が弾性体に対してグラフト結合されていればよく、その他の種(その他の複数種)のグラフト部は、弾性体に対してグラフト結合されているグラフト部にグラフト結合されていてもよい。また、グラフト部が複数種のグラフト部からなる場合、複数種のグラフト部と同じ構成を有する重合体であり、かつ弾性体に対してグラフト結合されていない複数種の重合体(複数種の非グラフト重合体)を有していてもよい。
グラフト部、グラフト部、・・・、およびグラフト部からなる多段重合グラフト部について説明する。当該多段重合グラフト部において、グラフト部は、グラフト部n-1の少なくとも一部を被覆し得るか、またはグラフト部n-1の全体を被覆し得る。当該多段重合グラフト部において、グラフト部の一部はグラフト部n-1の内側に入り込んでいることもある。
多段重合グラフト部において、複数のグラフト部のそれぞれが、層構造を形成していてもよい。例えば、多段重合グラフト部が、グラフト部、グラフト部、およびグラフト部からなる場合、グラフト部がグラフト部における最内層を形成し、グラフト部の外側にグラフト部の層が形成され、さらにグラフト部の層の外側にグラフト部の層が最外層として形成される態様も、本発明の一態様である。このように、複数のグラフト部のそれぞれが層構造を形成している多段重合グラフト部は、多層グラフト部ともいえる。すなわち、本発明の一実施形態において、グラフト部は、複数種のグラフト部の混合物(複合体)、多段重合グラフト部および/または多層グラフト部を含んでいてもよい。
重合体微粒子(A)の製造において弾性体とグラフト部とがこの順で重合される場合、得られる重合体微粒子(A)において、グラフト部の少なくとも一部分は、弾性体の少なくとも一部分を被覆し得る。弾性体とグラフト部とがこの順で重合されるとは、換言すれば、弾性体とグラフト部とが多段重合されるともいえる。弾性体とグラフト部とを多段重合して得られる重合体微粒子(A)は、多段重合体ともいえる。
重合体微粒子(A)が多段重合体である場合、グラフト部は弾性体の少なくとも一部を被覆し得るか、または弾性体の全体を被覆し得る。重合体微粒子(A)が多段重合体である場合、グラフト部の一部は弾性体の内側に入り込んでいることもある。
重合体微粒子(A)が多段重合体である場合、弾性体およびグラフト部が、層構造を有していてもよい。例えば、弾性体を最内層(コア層とも称する。)とし、弾性体の外側にグラフト部の層が最外層(シェル層とも称する。)として存在する態様も、本発明の一態様である。弾性体をコア層とし、グラフト部をシェル層とする構造はコアシェル構造ともいえる。このように、弾性体およびグラフト部が層構造(コアシェル構造)を有する重合体微粒子(A)は、多層重合体またはコアシェル重合体ともいえる。すなわち、本発明の一実施形態において、重合体微粒子(A)は、多段重合体であってもよく、かつ/または、多層重合体もしくはコアシェル重合体であってもよい。ただし、グラフト部が弾性体に対してグラフト結合している限り、重合体微粒子(A)は前記構成に制限されるわけではない。
グラフト部の少なくとも一部分は、弾性体の少なくとも一部分を被覆していることが好ましい。換言すれば、グラフト部の少なくとも一部分は、重合体微粒子(A)の最も外側に存在することが好ましい。
(2-1-3.表面架橋重合体)
重合体微粒子(A)は、弾性体、および、当該弾性体に対してグラフト結合されたグラフト部以外に、表面架橋重合体をさらに有することが好ましい。前記構成によると、(a)重合体微粒子(A)の製造において、耐ブロッキング性を改善することができるとともに、(b)熱硬化性樹脂(B)における重合体微粒子(A)の分散性がより良好となる。これらの理由としては、特に限定されないが、以下のように推測され得る:表面架橋重合体が弾性体の少なくとも一部を被覆することにより、重合体微粒子(A)の弾性体部分の露出が減り、その結果、弾性体同士が引っ付きにくくなるため、重合体微粒子(A)の分散性が向上する。
重合体微粒子(A)が表面架橋重合体をさらに有する場合、さらに以下の効果も有し得る:(a)本樹脂組成物の粘度を低下させる効果、(b)弾性体における架橋密度を上げる効果、および(c)グラフト部のグラフト効率を高める効果。弾性体における架橋密度とは、弾性体全体における架橋構造の数の程度を意味する。
表面架橋重合体は、構成単位として、多官能性単量体に由来する構成単位を30~100重量%、およびその他のビニル系単量体に由来する構成単位を0~70重量%、合計100重量%含む重合体からなる。
表面架橋重合体の重合に用いられ得る多官能性単量体としては、上述の多官能性単量体と同じ単量体が挙げられる。それら多官能性単量体の中でも、表面架橋重合体の重合に好ましく用いられ得る多官能性単量体としては、アリルメタクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート(例えばジメタクリル酸1,3-ブチレングリコールなど)、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、およびポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類が挙げられる。前記ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類としては、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(600)ジ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレートが挙げられる。これら多官能性単量体は、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合体微粒子(A)は、ゴム含有グラフト共重合体の重合とは独立して重合された表面架橋重合体を含んでいてもよく、または、ゴム含有グラフト共重合体と共に重合された表面架橋重合体を含んでいてもよい。重合体微粒子(A)は、弾性体と表面架橋重合体とグラフト部とをこの順に多段重合して得られる多段重合体であってもよい。これらいずれの態様においても、表面架橋重合体は弾性体の少なくとも一部を被覆し得る。
表面架橋重合体は、弾性体の一部とみなすこともできる。重合体微粒子(A)が表面架橋重合体を含む場合、グラフト部は、(a)表面架橋重合体以外の弾性体に対してグラフト結合されていてもよく、(b)表面架橋重合体に対してグラフト結合されていてもよく、(c)表面架橋重合体以外の弾性体および表面架橋重合体の両方に対してグラフト結合されていてもよい。重合体微粒子(A)が表面架橋重合体を含む場合、上述した弾性体の体積平均粒子径とは、表面架橋重合体を含む弾性体の体積平均粒子径を意図する。
重合体微粒子(A)が、弾性体と表面架橋重合体とグラフト部とをこの順に多段重合して得られる多段重合体である場合(場合D)について説明する。場合Dにおいて、表面架橋重合体は、弾性体の一部を被覆し得るか、または弾性体の全体を被覆し得る。場合Dにおいて、表面架橋重合体の一部は弾性体の内側に入り込んでいることもある。場合Dにおいて、グラフト部は、表面架橋重合体の一部を被覆し得るか、または表面架橋重合体の全体を被覆し得る。場合Dにおいて、グラフト部の一部は表面架橋重合体の内側に入り込んでいることもある。場合Dにおいて、弾性体、表面架橋重合体およびグラフト部が、層構造を有していてもよい。例えば、弾性体を最内層(コア層)とし、弾性体の外側に表面架橋重合体の層が中間層として存在し、表面架橋重合体の外側にグラフト部の層が最外層(シェル層)として存在する態様も、本発明の一態様である。
(重合体微粒子(A)の体積平均粒子径(Mv))
重合体微粒子(A)の体積平均粒子径(Mv)は、所望の粘度を有し、かつ高度に安定した樹脂組成物を得ることができることから、0.03μm~50.00μmが好ましく、0.05μm~10.00μmがより好ましく、0.05μm~2.00μmがより好ましく、0.05~1.00μmであることがより好ましく、0.10μm~1.00μmがさらに好ましく、0.10μm~0.80μmがよりさらに好ましい。重合体微粒子(A)の体積平均粒子径(Mv)は、熱硬化性樹脂(B)における重合体微粒子(A)の分散性が良好となることから、0.10μm~0.50μmであることが特に好ましい。なお、本明細書において、「重合体微粒子(A)の体積平均粒子径(Mv)」とは、特に言及する場合を除き、重合体微粒子(A)の1次粒子の体積平均粒子径を意図する。重合体微粒子(A)の体積平均粒子径は、重合体微粒子(A)を含む水性ラテックスを試料として、動的光散乱式粒子径分布測定装置などを用いて、測定することができる。重合体微粒子(A)の体積平均粒子径については、下記実施例にて詳述する。重合体微粒子(A)の体積平均粒子径は、樹脂組成物の硬化物を切断し、切断面を電子顕微鏡などを用いて撮像し、得られた撮像データ(撮像画像)を用いて測定することもできる。
熱硬化性樹脂(B)中における重合体微粒子(A)の粒子径の個数分布は、低粘度であり取り扱い易い樹脂組成物が得られることから、体積平均粒子径の0.5倍以上1倍以下の半値幅を有することが好ましい。
(2-2.重合体微粒子(A)の製造方法)
重合体微粒子(A)は、弾性体を重合した後、弾性体の存在下にて弾性体に対してグラフト部を構成する重合体をグラフト重合することによって、製造できる。グラフト部を構成する重合体を、グラフト重合体とも称する。
重合体微粒子(A)は、公知の方法、例えば、乳化重合、懸濁重合、マイクロサスペンジョン重合などの方法により製造することができる。具体的には、重合体微粒子(A)における弾性体の重合、グラフト部の重合(グラフト重合)、表面架橋重合体の重合は、公知の方法、例えば、乳化重合、懸濁重合、マイクロサスペンジョン重合などの方法により製造することができる。これらの中でも特に、重合体微粒子(A)の組成設計が容易である、工業生産が容易である、および本樹脂組成物の製造に好適に用いられ得る重合体微粒子(A)の水性ラテックスが容易に得られることから、重合体微粒子(A)の製造方法としては、乳化重合が好ましい。以下、重合体微粒子(A)に含まれ得る弾性体、グラフト部、および任意の構成である表面架橋重合体の製造方法について、説明する。
(弾性体の製造方法)
弾性体が、ジエン系ゴムおよび(メタ)アクリレート系ゴムからなる群より選択される少なくとも1種以上を含む場合を考える。この場合、弾性体は、例えば、乳化重合、懸濁重合、マイクロサスペンジョン重合などの方法により製造することができ、その製造方法としては、例えばWO2005/028546号公報に記載の方法を用いることができる。
弾性体が、ポリシロキサンゴム系弾性体を含む場合を考える。この場合、弾性体は、例えば、乳化重合、懸濁重合、マイクロサスペンジョン重合などの方法により製造することができ、その製造方法としては、例えばWO2006/070664号公報に記載の方法を用いることができる。
重合体微粒子(A)の「弾性体」が複数種の弾性体(例えば弾性体、弾性体、・・・、弾性体)からなる場合の、弾性体の製造方法について説明する。この場合、弾性体、弾性体、・・・、弾性体は、それぞれ別々に上述の方法により重合され、その後混合されて複合化されることにより、複数種の弾性体からなる弾性体(複合体)が製造されてもよい。または、弾性体、弾性体、・・・、弾性体が、それぞれ順に多段重合され、複数種の弾性体からなる1つの弾性体が製造されてもよい。
弾性体の多段重合について、具体的に説明する。例えば、(1)弾性体を重合して弾性体を得る;(2)次いで弾性体の存在下にて弾性体を重合して2段弾性体1+2を得る;(3)次いで弾性体1+2の存在下にて弾性体を重合して3段弾性体1+2+3を得る;(4)以下、同様に行った後、弾性体1+2+・・・+(n-1)の存在下にて弾性体を重合して多段重合弾性体1+2+・・・+nを得る。
(グラフト部の製造方法)
グラフト部は、例えば、グラフト部の形成に用いる単量体を、公知のラジカル重合により重合することによって形成することができる。(a)弾性体、または(b)弾性体および表面架橋重合体を含む重合体微粒子前駆体、を水性ラテックスとして得た場合には、グラフト部の重合は乳化重合法により行うことが好ましい。グラフト部は、例えば、WO2005/028546号公報に記載の方法に従って製造することができる。
グラフト部が複数種のグラフト部(例えばグラフト部、グラフト部、・・・、グラフト部)からなる場合の、グラフト部の製造方法について説明する。この場合、グラフト部、グラフト部、・・・、グラフト部は、それぞれ別々に上述の方法により重合され、その後混合されて複合化されることにより、複数種のグラフト部からなるグラフト部(複合体)が製造されてもよい。または、グラフト部、グラフト部、・・・、グラフト部が、それぞれ順に多段重合され、複数種のグラフト部からなる1つのグラフト部が製造されてもよい。
グラフト部の多段重合について、具体的に説明する。例えば、(1)グラフト部を重合してグラフト部を得る;(2)次いでグラフト部の存在下にてグラフト部を重合して2段グラフト部1+2を得る;(3)次いでグラフト部1+2の存在下にてグラフト部を重合して3段グラフト部1+2+3を得る;(4)以下、同様に行った後、グラフト部1+2+・・・+(n-1)の存在下にてグラフト部を重合して多段重合グラフト部1+2+・・・+nを得る。
グラフト部が複数種のグラフト部からなる場合、複数種のグラフト部を有するグラフト部を重合した後、弾性体にそれらグラフト部をグラフト重合して、重合体微粒子(A)を製造してもよい。弾性体の存在下にて、弾性体に対して複数種のグラフト部構成する複数種の重合体を順に多段グラフト重合して、重合体微粒子(A)を製造してもよい。
(表面架橋重合体の製造方法)
表面架橋重合体は、表面架橋重合体の形成に用いる単量体を公知のラジカル重合により重合することによって形成することができる。弾性体を水性ラテックスとして得た場合には、表面架橋重合体の重合は乳化重合法により行うことが好ましい。
重合体微粒子(A)の製造方法として、乳化重合法を採用する場合、重合体微粒子(A)の製造には、公知の乳化剤(分散剤)を用いることができる。乳化重合において用いることができる乳化剤(分散剤)については、下記(乳化剤(C))の項にて詳述する。
重合体微粒子(A)の製造方法として、乳化重合法を採用する場合、重合体微粒子(A)の製造には、熱分解型開始剤を用いることができる。前記熱分解型開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、過酸化水素、過硫酸カリウム、および過硫酸アンモニウムなどの公知の開始剤を挙げることができる。
重合体微粒子(A)の製造には、レドックス型開始剤を使用することもできる。前記レドックス型開始剤は、(a)有機過酸化物および無機過酸化物などの過酸化物と、(b)必要に応じてナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、グルコースなどの還元剤、および必要に応じて硫酸鉄(II)などの遷移金属塩、さらに必要に応じてエチレンジアミン四酢酸二ナトリウムなどのキレート剤、さらに必要に応じてピロリン酸ナトリウムなどのリン含有化合物などと、を併用した開始剤である。前記有機過酸化物としては、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、パラメンタンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、およびt-ヘキシルパーオキサイドなどが挙げられる。前記無機過酸化物としては、過酸化水素、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。
レドックス型開始剤を用いた場合には、前記過酸化物が実質的に熱分解しない低い温度でも重合を行うことができ、重合温度を広い範囲で設定することができるようになる。そのため、レドックス型開始剤を用いることが好ましい。レドックス型開始剤の中でも、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、およびt-ブチルハイドロパーオキサイドなどの有機過酸化物をレドックス型開始剤として用いることが好ましい。前記開始剤の使用量、並びに、レドックス型開始剤を用いる場合には前記還元剤、遷移金属塩およびキレート剤などの使用量は、公知の範囲で用いることができる。
弾性体、グラフト部または表面架橋重合体に架橋構造を導入する目的で、弾性体、グラフト部または表面架橋重合体の重合に多官能性単量体を使用する場合、公知の連鎖移動剤を公知の使用量の範囲で用いることができる。連鎖移動剤を使用することにより、得られる弾性体、グラフト部もしくは表面架橋重合体の分子量および/または架橋度を容易に調節することができる。
重合体微粒子(A)の製造には、上述した成分に加えて、さらに界面活性剤を用いることができる。前記界面活性剤の種類および使用量は、公知の範囲である。
重合体微粒子(A)の製造において、重合における重合温度、圧力、および脱酸素などの条件は、公知の範囲のものが適用することができる。
(2-3.熱硬化性樹脂(B))
熱硬化性樹脂(B)は、エチレン性不飽和単量体を重合させてなる重合体を含む樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリオール樹脂およびアミノ-ホルムアルデヒド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。従来、上述した構成を有する重合体微粒子(A)を、前記構成を有する熱硬化性樹脂(B)中に、一次粒子の状態で分散させることは非常に困難であった。しかし、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、上述した構成を有する重合体微粒子(A)が、前記構成のような熱硬化性樹脂(B)中で良好に分散しているという利点を有する。熱硬化性樹脂(B)としては、芳香族ポリエステル原料を重合させてなる重合体を含む樹脂も挙げられる。芳香族ポリエステル原料としては、芳香族ビニル化合物、(メタ)アクリル酸誘導体、シアン化ビニル化合物、マレイミド化合物などのラジカル重合性単量体、ジメチルテレフタレート、アルキレングリコールなどが挙げられる。これら熱硬化性樹脂は1種類のみを用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。本明細書において、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸および/またはメタクリル酸を意味する。
(エチレン性不飽和単量体)
エチレン性不飽和単量体としては、分子中にエチレン性不飽和結合を少なくとも1個有するものであれば特に限定されない。
エチレン性不飽和単量体としては、アクリル酸、α-アルキルアクリル酸、α-アルキルアクリル酸エステル、β-アルキルアクリル酸、β-アルキルアクリル酸エステル、メタクリル酸、アクリル酸のエステル、メタクリル酸のエステル、酢酸ビニル、ビニルエステル、不飽和エステル、多不飽和カルボン酸、多不飽和エステル、マレイン酸、マレイン酸エステル、無水マレイン酸およびアセトキシスチレンが挙げられる。これらは1種類のみを用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂としては、分子中にエポキシ基を少なくとも1個有するものであれば特に限定されない。
エポキシ樹脂の具体例としては例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAプロピレンオキシド付加物のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA(もしくはF)型エポキシ樹脂、フッ素化エポキシ樹脂、ポリブタジエンもしくはNBRを含有するゴム変性エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールAのグリシジルエーテルなどの難燃型エポキシ樹脂、p-オキシ安息香酸グリシジルエーテルエステル型エポキシ樹脂、m-アミノフェノール型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン系エポキシ樹脂、ウレタン結合を有するウレタン変性エポキシ樹脂、各種脂環式エポキシ樹脂、多価アルコールのグリシジルエーテル、ヒダントイン型エポキシ樹脂、石油樹脂などのような不飽和重合体のエポキシ化物、および含アミノグリシジルエーテル樹脂、などが挙げられる。前記多価アルコールとしては、N,N-ジグリシジルアニリン、N,N-ジグリシジル-o-トルイジン、トリグリシジルイソシアヌレート、ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテル、およびグリセリンなどが挙げられる。エポキシ樹脂としては、前記のエポキシ樹脂にビスフェノールA(もしくはF)類、または多塩基酸類などを付加反応させて得られるエポキシ化合物も挙げられる。エポキシ樹脂は、これらに限定されるものではなく、一般に使用されているエポキシ樹脂が使用され得る。これらのエポキシ樹脂は、1種類のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上述したエポキシ樹脂の中でもエポキシ基を一分子中に少なくとも2個有するものが、樹脂組成物の硬化において、反応性が高く、かつ得られた硬化物が3次元的網目を作りやすいなどの点から好ましい。また、エポキシ樹脂としては、経済性および入手のし易さに優れることから、エポキシ基を一分子中に少なくとも2個有するエポキシ樹脂の中でもビスフェノール型エポキシ樹脂を主成分とするものが好ましい。
(フェノール樹脂)
フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類とを反応させて得られる化合物であれば特に限定されない。フェノール類としては特に限定されないが、例えば、フェノール、オルソクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾール、キシレノール、パラターシャリーブチルフェノール、パラオクチルフェノール、パラフェニルフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、およびレゾルシンなどのフェノール類が挙げられる。特に好ましいフェノール類としては、フェノール、およびクレゾールが挙げられる。
アルデヒド類としては特に限定されないが、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、およびアクロレインなど、並びにこれらの混合物が挙げられる。アルデヒド類としては、上述したアルデヒド類の発生源となる物質、またはこれらのアルデヒド類の溶液を使用することもできる。アルデヒド類としては、フェノール類とアルデヒド類とを反応させるときの操作が容易であることから、ホルムアルデヒドが好ましい。
フェノール類とアルデヒド類とを反応させるときの、フェノール類(P)とアルデヒド類(F)とのモル比(F/P)(以下、反応モル比とも称する)は特に限定されない。反応において酸触媒を使用する場合、前記反応モル比(F/P)は0.4~1.0であることが好ましく、0.5~0.8であることがより好ましい。反応においてアルカリ触媒を使用する場合、前記反応モル比(F/P)は0.4~4.0であることが好ましく、0.8~2.5であることがより好ましい。反応モル比が前記下限値以上である場合、歩留まりが低くなりすぎず、また、得られるフェノール樹脂の分子量が小さくなる虞がない。一方、反応モル比が前記上限値以下である場合、フェノール樹脂の分子量が大きくなりすぎずかつ軟化点が高くなりすぎないため、加熱時に充分な流動性を得られる。また、反応モル比が前記上限値以下である場合、分子量のコントロールが容易であり、反応条件に起因したゲル化、もしくは部分的なゲル化物が生じる虞がない。
(ポリオール樹脂)
ポリオール樹脂は、末端に活性水素を2個以上有する化合物であり、分子量50~20,000程度の2官能以上のポリオールである。ポリオール樹脂としては、脂肪族アルコール類、芳香族アルコール類、ポリエーテル型ポリオール類、ポリエステル型ポリオール類、ポリオレフィンポリオール類、およびアクリルポリオール類などを挙げることができる。
脂肪族アルコールは、二価アルコール、または三価以上のアルコール(三価アルコール、四価アルコールなど)のいずれであってもよい。二価アルコールとしては、(a)エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコールなどのアルキレングリコール類(特に炭素数が1~6程度のアルキレングリコール類)、および(b)当該アルキレングリコール類の化合物の2分子以上(例えば、2~6分子程度)の脱水縮合物(ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールなど)、などが挙げられる。三価アルコールとしては、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,2,6-ヘキサントリオールなど(特に炭素数が3~10程度の三価アルコール)が挙げられる。四価アルコールとしては、ペンタエリスリトール、ジグリセリンなどが挙げられる。また、単糖、オリゴ糖、多糖などの糖類が挙げられる。
芳香族アルコールとしては、ビスフェノールA、ビスフェノールFなどのビスフェノール類;ジヒドロキシビフェニルなどのビフェニル類;ハイドロキノン、フェノールホルムアルデヒド縮合物などの多価フェノール類;ナフタレンジオールなどが挙げられる。
ポリエーテル型ポリオールとしては、例えば、(a)活性水素を含有する開始剤、1種類または2種以上の存在下、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイドなどを開環重合して得られるランダム共重合体またはブロック共重合体など、および(b)これら共重合体の混合物などが挙げられる。ポリエーテル型ポリオールの開環重合に用いられる、活性水素を含有する開始剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールAなどのジオール類;トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリンなどのトリオール類;単糖、オリゴ糖、多糖などの糖類;ソルビトール;アンモニア、エチレンジアミン、尿素、モノメチルジエタノールアミン、モノエチルジエタノールアミンなどのアミン類;などが挙げられる。
ポリエステル型ポリオールとしては、例えば(a)マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、ドデカン二酸、イソフタル酸、アゼライン酸などの多塩基酸および/またはその酸無水物と、(b)エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-へキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオールなどの多価アルコールとを、エステル化触媒の存在下、150~270℃の温度範囲で重縮合させて得られる重合体が挙げられる。さらに、ポリエステル型ポリオールとしては、(a)ε-カプロラクトン、バレロラクトンなどの開環重合物、および、(b)ポリカーボネートジオール、ヒマシ油などの活性水素を2個以上有する活性水素化合物、などが挙げられる。
ポリオレフィン型ポリオールとしては、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、およびそれらの水添物などが挙げられる。
アクリルポリオールとしては、例えば、(a)ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、およびビニルフェノールなどの水酸基含有単量体と、(b)n-ブチル(メタ)アクリレートおよび2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートなどの汎用単量体との共重合体、並びにそれら共重合体の混合物などが挙げられる。
これらポリオール樹脂の中でも、得られる樹脂組成物の粘度が低く作業性に優れ、当該樹脂組成物が硬度と靱性とのバランスに優れた硬化物を提供できることから、ポリエーテル型ポリオールが好ましい。また、これらポリオール樹脂の中でも、得られる樹脂組成物が接着性に優れる硬化物を提供できることから、ポリエステル型ポリオールが好ましい。
(アミノ-ホルムアルデヒド樹脂)
アミノ-ホルムアルデヒド樹脂は、アミノ化合物とアルデヒド類とをアルカリ性触媒下で反応させて得られる化合物であれば特に限定されない。前記アミノ化合物としては、メラミン;グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミンなどの6-置換グアナミン類;CTUグアナミン(3,9-ビス[2-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)エチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン)、CMTUグアナミン(3,9-ビス[(3,5-ジアミノ-2,4,6-卜リアザフェニル)メチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン)などのアミン置換トリアジン化合物;尿素、チオ尿素、エチレン尿素などの尿素類を挙げることができる。また前記アミノ化合物としては、(a)メラミンのアミノ基の水素をアルキル基、アルケニル基、および/またはフェニル基で置換した置換メラミン化合物(米国特許第5,998,573号明細書(対応日本公開公報:特開平9-143238号)に記載されている。)、並びに、(b)メラミンのアミノ基の水素をヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルキルオキシアルキル基、および/またはアミノアルキル基で置換した置換メラミン化合物(米国特許第5,322,915号明細書(対応日本公開公報:特開平5-202157号)に記載されている。)なども使用することができる。前記アミノ化合物としては、上述した化合物中でも、工業的に生産されており安価であることから、多官能性アミノ化合物である、メラミン、グアナミン、アセトグアナミン、およびベンゾグアナミンが好ましく、メラミンが特に好ましい。上述したアミノ化合物は、1種類のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。またこれらアミノ化合物に加えて、(a)フェノール、クレゾール、アルキルフェノール、レゾルシン、ハイドロキノン、およびピロガロールなどのフェノール類、並びに(b)アニリン、などを追加して用いても良い。
前記アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、およびフルフラールなどが挙げられる。前記アルデヒド類としては、安価であり、先に挙げたアミノ化合物との反応性が良いことから、ホルムアルデヒド、およびパラホルムアルデヒドが好ましい。アミノ-ホルムアルデヒド樹脂の製造において、アルデヒド類は、アミノ化合物1モルに対して、有効アルデヒド基当たり1.1~6.0モルを使用することが好ましく、1.2~4.0モルを使用することが特に好ましい。
(熱硬化性樹脂(B)の物性)
熱硬化性樹脂(B)の性状は特に限定されない。熱硬化性樹脂(B)は、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有することが好ましい。換言すれば、25℃である熱硬化性樹脂(B)は、100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有することが好ましい。
熱硬化性樹脂(B)の粘度は、25℃において、50,000mPa・s以下であることがより好ましく、30,000mPa・s以下であることがさらに好ましく、15,000mPa・s以下であることが特に好ましい。前記構成によると、熱硬化性樹脂(B)は流動性に優れるという利点を有する。25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する熱硬化性樹脂(B)は、液体であるともいえる。
熱硬化性樹脂(B)の流動性が大きくなるほど、換言すれば粘度が小さくなるほど、熱硬化性樹脂(B)中に、重合体微粒子(A)を一次粒子の状態で分散させることが困難となる。従来、25℃において1,000,000mPa・s以下の粘度を有する熱硬化性樹脂(B)中に、重合体微粒子(A)を一次粒子の状態で分散させることは非常に困難であった。しかし、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、上述した構成を有する重合体微粒子(A)が、25℃において1,000,000mPa・s以下の粘度を有する熱硬化性樹脂(B)中で良好に分散しているという利点を有する。
また熱硬化性樹脂(B)の粘度は、重合体微粒子(A)中に熱硬化性樹脂(B)が入り込むことにより重合体微粒子(A)同士の融着を防ぐことができることから、25℃において、100mPa・s以上であることがより好ましく、500mPa・s以上であることがさらに好ましく、1000mPa・s以上であることがよりさらに好ましく、1500mPa・s以上であることが特に好ましい。
熱硬化性樹脂(B)は、1,000,000mPa・sより大きい粘度を有していてもよい。熱硬化性樹脂(B)は、半固体(半液体)であってもよく、固体であってもよい。熱硬化性樹脂(B)が1,000,000mPa・sより大きい粘度を有する場合、得られる樹脂組成物が、べたつきが少なく取り扱いやすいという利点を有する。
熱硬化性樹脂(B)は、示差熱走査熱量測定(DSC)のサーモグラムにて25℃以下の吸熱ピークを有することが好ましく、0℃以下の吸熱ピークを有することがより好ましい。前記構成によると、熱硬化性樹脂(B)は流動性に優れるという利点を有する。
本樹脂組成物において、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、重合体微粒子(A)は1~50重量%であり、熱硬化性樹脂(B)は50~99重量%である。本樹脂組成物において、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、(a)重合体微粒子(A)は1~45重量%であり、熱硬化性樹脂(B)は55~99重量%であることが好ましく、(b)重合体微粒子(A)は10~45重量%であり、熱硬化性樹脂(B)は55~90重量%であることがより好ましく、(c)重合体微粒子(A)は25~45重量%であり、熱硬化性樹脂(B)は55~75重量%であることがさらに好ましく、(d)重合体微粒子(A)は30~45重量%であり、熱硬化性樹脂(B)は55~70重量%であることが特に好ましい。本樹脂組成物において、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、重合体微粒子(A)は40~50重量%であり、熱硬化性樹脂(B)は50~60重量%であってもよい。重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計量中、重合体微粒子(A)の含有量が多いほど、実配合品における前記樹脂組成物の添加量が少なくてすむという利点を有する。重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計量中、重合体微粒子(A)の含有量が低いほど、前記樹脂組成物の粘度が低いという利点を有する。
本明細書において、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、重合体微粒子(A)が10重量%以上50重量%以下である樹脂組成物を、「マスターバッチ」とも称する。本樹脂組成物は、マスターバッチであってもよい。
本樹脂組成物は、必要に応じて、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)以外の成分を含んでいてもよい。本樹脂組成物は、例えば、乳化剤(C)および凝析剤(D)に由来する成分を含む場合がある。
(2-4.乳化剤(C))
本樹脂組成物は、さらにリン元素を含むことが好ましい。本樹脂組成物がリン元素を含む場合、当該リン元素の由来としては特に限定されない。本樹脂組成物がリン元素を含む場合、当該リン元素は、例えば乳化剤(C)に由来する成分であり得る。
本樹脂組成物は、乳化剤(C)および/または乳化剤(C)に由来する成分を含み得る。本樹脂組成物が乳化剤(C)を含む場合、当該乳化剤(C)は、例えば樹脂組成物の製造に使用された乳化剤由来であり得る。本樹脂組成物が乳化剤(C)に由来する成分を含み得る場合、当該乳化剤(C)に由来する成分としては、例えば、乳化剤(C)と、樹脂組成物の製造で用いられた電解質(例えば凝析剤(D))との反応物などが挙げられる。凝析剤(D)については、下記〔3.樹脂組成物の製造方法〕の項にて詳述する。以下の記載において、便宜上、「乳化剤(C)および乳化剤(C)に由来する成分」をまとめて「乳化剤(C)等」と表記する。
本樹脂組成物が乳化剤(C)等を含む場合、当該乳化剤(C)等の由来としては特に限定されない。すなわち、本樹脂組成物が乳化剤(C)等を含む場合であっても、樹脂組成物が乳化重合法により製造されたと限定するものではない。本樹脂組成物は乳化重合以外の方法によって製造されてもよい。本明細書において、乳化剤は、分散剤ともいえ、用語「乳化剤」および「分散剤」は同義であり、相互置換可能である。
乳化剤(C)としては、(a)以下に例示するような酸類、当該酸類のアルカリ金属塩、または当該酸類のアンモニウム塩などのアニオン性乳化剤、(b)アルキルまたはアリール置換ポリエチレングリコールなどの非イオン性乳化剤、(c)ポリビニルアルコール、アルキル置換セルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸誘導体などが挙げられる。前記酸類としては、(a1)ジオクチルスルホコハク酸およびドデシルベンゼンスルホン酸などに代表されるアルキルもしくはアリールスルホン酸、またはアルキルもしくはアリールエーテルスルホン酸、(a2)ドデシル硫酸に代表されるアルキルもしくはアリール硫酸、またはアルキルもしくはアリールエーテル硫酸、(a3)アルキルもしくはアリール置換リン酸、またはアルキルまたはアリールエーテル置換リン酸、(a4)ドデシルザルコシン酸に代表されるN-アルキルもしくはアリールザルコシン酸、(a5)オレイン酸およびステアリン酸などに代表されるアルキルもしくはアリールカルボン酸、またはアルキルもしくはアリールエーテルカルボン酸、などが挙げられる。ここで、前記(a1)および(a2)に記載の酸類から形成されるアニオン性乳化剤を、硫黄系乳化剤といい、前記(a3)に記載の酸類から形成されるアニオン性乳化剤を、リン系乳化剤といい、前記(a4)に記載の酸類から形成されるアニオン性乳化剤を、ザルコシン酸系乳化剤といい、前記(a5)に記載の酸類から形成されるアニオン性乳化剤を、カルボン酸系乳化剤という。これらの乳化剤は、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
樹脂組成物が乳化剤(C)等を含む場合、当該乳化剤(C)等は、樹脂組成物において重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)によってもたらせる諸物性(効果)に影響を与え得る。従って、樹脂組成物において重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)によってもたらせる諸物性および諸性能を多く享受するために、樹脂組成物における乳化剤(C)等の含有量は少ないほど好ましい。
樹脂組成物の製造過程で乳化剤(C)が使用される場合、中間生成物(例えば、水性ラテックス)における乳化剤(C)等の水洗除去が容易となることから、乳化剤(C)等は、水溶性が高いほど好ましい。
乳化剤(C)は、乳化剤および/または乳化剤に由来する成分の水溶性が高いことから、リン系乳化剤、ザルコシン酸系乳化剤、カルボン酸系乳化剤および非イオン性乳化剤からなる群から選択される1種以上であることが好ましく、リン系乳化剤であることがより好ましい。
本樹脂組成物中の、乳化剤(C)等の含有量を、残存乳化剤量とも称する。残存乳化剤量は、蛍光X線分析装置もしくは液体クロマトグラフィーを用いて測定することができる。例えば、蛍光X線分析装置を用いる場合、乳化剤(C)等に由来する元素を測定することによって、残存乳化剤量を測定することができる。前記乳化剤(C)等に由来する元素としては、乳化剤が、硫黄系乳化剤である場合硫黄元素(S)であり、リン系乳化剤である場合リン元素(P)である。
本樹脂組成物では、蛍光X線分析装置を用いて測定された乳化剤(C)に由来する元素の量は、樹脂組成物中、1200ppm以下であることが好ましく、1000ppm以下であることがより好ましく、800ppm以下であることがより好ましく、500ppm以下であることがより好ましく、300ppm以下であることがより好ましく、200ppm以下であることがさらに好ましく、110ppm以下であることがよりさらに好ましく、100ppm以下であることが特に好ましい。
本樹脂組成物では、蛍光X線分析装置を用いて測定された硫黄元素(S)の含有量は、樹脂組成物中、2300ppm以下であることが好ましく、2000ppm以下であることがより好ましく、1800ppm以下であることがより好ましく、1500ppm以下であることがより好ましく、1300ppm以下であることがより好ましく、1000ppm以下であることがより好ましく、800ppm以下であることがより好ましく、500ppm以下であることがより好ましく、300ppm以下であることがより好ましく、200ppm以下であることがさらに好ましく、150ppm以下であることがよりさらに好ましく、100ppm以下であることが特に好ましい。当該構成によると、得られる樹脂組成物は、当該樹脂組成物において重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)によってもたらせる諸物性および諸性能を多く享受することができる。
本樹脂組成物では、蛍光X線分析装置を用いて測定されたリン元素(P)の含有量は、樹脂組成物中、1200ppm以下であることが好ましく、1000ppm以下であることがより好ましく、800ppm以下であることがより好ましく、500ppm以下であることがより好ましく、200ppm以下であることがより好ましく、110ppm以下であることがさらに好ましく、100ppm以下であることがよりさらにkのましく、80ppm以下であることが特に好ましい。当該構成によると、得られる樹脂組成物は、当該樹脂組成物において重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)によってもたらせる諸物性および諸性能を多く享受することができる。
(2-5.樹脂(E))
本樹脂組成物は、樹脂(E)をさらに含むことが好ましい。樹脂(E)は、樹脂組成物の製造方法(例えば、下記〔3.樹脂組成物の製造方法〕の項に記載の製造方法)において用いられ得る樹脂(E)である。すなわち、樹脂組成物の製造方法において樹脂(E)が使用される場合、本樹脂組成物は樹脂(E)を含み得る。
樹脂(E)としては、熱硬化性樹脂(B)と同じ樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂(B)と異なる樹脂であってもよい。樹脂組成物の製造方法において樹脂(E)が使用され、かつ樹脂(E)が熱硬化性樹脂(B)と同じ樹脂である場合を考える。この場合、得られる樹脂組成物では熱硬化性樹脂(B)と樹脂(E)との区別をつけることはできないため、外見上、得られる樹脂組成物は熱硬化性樹脂(B)のみを有しているように見える。樹脂組成物の製造方法において樹脂(E)が使用され、かつ樹脂(E)が熱硬化性樹脂(B)と異なる樹脂である場合を考える。この場合、得られる樹脂組成物では熱硬化性樹脂(B)と樹脂(E)とは識別可能である。この場合、最終的に得られる樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(B)以外の樹脂として、樹脂(E)を含み得る。
樹脂(E)は、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、または熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との任意の組み合わせである。本樹脂組成物が樹脂(E)を含む場合、樹脂(E)は、熱硬化性樹脂(B)中にて、重合体微粒子(A)の分散性を高める効果を有し得る。
樹脂(E)における熱硬化性樹脂としては、前記(2-2.熱硬化性樹脂(B))の項で説明した種々の熱硬化性樹脂が挙げられる。樹脂(E)において、熱硬化性樹脂は1種類のみ使用されてもよく、2種以上が併用されてもよい。
樹脂(E)における熱可塑性樹脂としては、例えば、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体などが挙げられる。
樹脂(E)における熱可塑性樹脂としては、アクリル系重合体、ビニル系共重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリウレタンおよびポリ酢酸ビニル等も挙げられる。
樹脂(E)において、熱可塑性樹脂は1種類のみ使用されてもよく、2種以上が併用されてもよい。
本明細書では、油脂および脂肪酸エステルもまた、樹脂(B)に含まれる。樹脂(B)として好適に利用できる、油脂としては、エポキシ化大豆油およびエポキシ化アマニ油などのエポキシ化油脂、などが挙げられる。エポキシ化大豆油としては市販品を用いることもでき、例えば、ADEKA社製、アデカイザーO-130P等を挙げることができる。樹脂(B)として好適に利用できる、脂肪酸エステルとしては、エポキシ化脂肪酸ブチル、エポキシ化脂肪酸2-エチルヘキシル、エポキシ化脂肪酸オクチルエステルおよびエポキシ化脂肪酸アルキルエステルなどのエポキシ化脂肪酸エステル、などが挙げられる。
エポキシ化油脂およびエポキシ化脂肪酸エステルは、エポキシ系可塑剤と称される場合もある。すなわち、本明細書では、エポキシ系可塑剤もまた、樹脂(B)に含まれる。エポキシ化油脂およびエポキシ化脂肪酸エステル以外のエポキシ系可塑剤としては、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジエポキシステアリルおよびエポキシヘキサヒドロフタル酸ジ2-エチルヘキシルなどが挙げられる。
熱可塑性樹脂(B)の種々の物性へ影響を与える虞がないことから、樹脂(E)は熱硬化性樹脂(B)と同種類であることが好ましい。つまり、熱硬化性樹脂(B)がエポキシ樹脂である場合、樹脂(E)もエポキシ樹脂であることが好ましい。樹脂(E)が熱硬化性樹脂(B)と異なる場合、樹脂(E)は熱硬化性樹脂(B)と相溶することが好ましい。
(樹脂(E)の物性)
樹脂(E)の性状は特に限定されない。樹脂(E)は、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する液体であるか、半固体であるか、または固体であることが好ましい。換言すれば、25℃である樹脂(E)は、100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する液体であるか、半固体であるか、または固体であることが好ましい。
樹脂(E)の粘度は、25℃において、50,000mPa・s以下であることがより好ましく、30,000mPa・s以下であることがさらに好ましく、15,000mPa・s以下であることが特に好ましい。前記構成によると、樹脂(E)は流動性に優れるという利点を有する。25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する樹脂(E)は、液体であるともいえる。
また樹脂(E)は液体であり、かつ樹脂(E)の粘度は、25℃において、100mPa・s以上であることがより好ましく、500mPa・s以上であることがさらに好ましく、1000mPa・s以上であることがよりさらに好ましく、1500mPa・s以上であることが特に好ましい。当該構成によると、重合体微粒子(A)中に樹脂(E)が入り込むことにより重合体微粒子(A)同士の融着を防ぐことができる。
樹脂(E)は、1,000,000mPa・sより大きい粘度を有していてもよい。樹脂(E)は、半固体(半液体)であってもよく、固体であってもよい。樹脂(E)が1,000,000mPa・sより大きい粘度を有する場合、得られる樹脂組成物が、べたつきが少なく取り扱いやすいという利点を有する。
本樹脂組成物が樹脂(E)を含む場合、樹脂組成物における樹脂(E)の含有量は、重合体微粒子(A)100重量部に対して、1~50重量部であることが好ましく、1~30重量部であることがより好ましく、1~20重量部であることがより好ましく、1~15重量部であることがさらに好ましく、1~12重量部であることがよりさらに好ましく、1~10重量部であることが特に好ましい。樹脂組成物における樹脂(E)の含有量が、重合体微粒子(A)100重量部に対して、(i)1重量部以上である場合、樹脂(E)の含有量が多くなるほど、樹脂(E)は熱硬化性樹脂(B)中にて、重合体微粒子(A)の分散性を高める効果を有し得、(ii)50重量部以下である場合、樹脂(E)の含有量が少なくなるほど、熱硬化性樹脂(B)によって樹脂組成物にもたらされる効果および性能に、樹脂(E)が与える影響が小さくなる。
本樹脂組成物における樹脂(E)の含有量について、耐ブロッキング性に優れる点から説明する。前記重合体微粒子(A)と前記樹脂(E)との合計を100重量%とした場合に、重合体微粒子(A)が55~99重量%、樹脂(E)が1~45重量%であることがより好ましく、重合体微粒子(A)が60~99重量%、樹脂(E)が1~40重量%であることがより好ましく、重合体微粒子(A)が65~99重量%、樹脂(E)が1~35重量%であることがより好ましく、重合体微粒子(A)が70~99重量%、樹脂(E)が1~30重量%であることがより好ましく、重合体微粒子(A)が75~99重量%、樹脂(E)が1~25重量%であることがより好ましく、重合体微粒子(A)が80~99重量%、樹脂(E)が1~20重量%であることがより好ましく、重合体微粒子(A)が85~99重量%、樹脂(E)が1~15重量%であることがさらに好ましく、重合体微粒子(A)が90~99重量%、樹脂(E)が1~10重量%であることがよりさらに好ましく、重合体微粒子(A)が95~99重量%、樹脂(E)が1~5重量%であることが特に好ましい。
本樹脂組成物における樹脂(E)の含有量について、重合体微粒子(A)の熱硬化性樹脂(B)中の分散性が良好となる点から説明する。重合体微粒子(A)と樹脂(E)との合計を100重量%とした場合に、重合体微粒子(A)が50~97重量%、樹脂(E)が3~50重量%であることが好ましく、重合体微粒子(A)が50~95重量%、樹脂(E)が5~50重量%であることがより好ましく、重合体微粒子(A)が50~92重量%、樹脂(E)が8~50重量%であることがより好ましく、重合体微粒子(A)が50~90重量%、樹脂(E)が10~50重量%であることがより好ましく、重合体微粒子(A)が50~87重量%、樹脂(E)が13~50重量%であることがより好ましく、重合体微粒子(A)が50~85重量%、樹脂(E)が15~50重量%であることがより好ましく、重合体微粒子(A)が50~82重量%、樹脂(E)が18~50重量%であることがさらに好ましく、重合体微粒子(A)が50~80重量%、樹脂(E)が20~50重量%であることがよりさらに好ましく、重合体微粒子(A)が60~80重量%、樹脂(E)が20~40重量%であることが特に好ましい。
本樹脂組成物における樹脂(E)の含有量は、後述する本製造方法における、樹脂(E)の添加量(使用量)ともいえる。従って、後述する本製造方法における、樹脂(E)の添加量の好ましい態様は、「含有量」を「添加量」に置き換えて、上述した樹脂(E)の含有量の態様を援用できる。例えば、樹脂(E)の含有量が、重合体微粒子(A)100重量部に対して1~50重量部であるとは、水性ラテックスへの樹脂(E)の添加量が、重合体微粒子(A)100重量部に対して、1~50重量部であることを意図する。また、本樹脂組成物における樹脂(E)の含有量は、後述する本製造方法における、凝析物中の樹脂(E)の含有量ともいえる。従って、後述する本製造方法における、凝析物中の樹脂(E)の含有量の好ましい態様は、上述した、本樹脂組成物における樹脂(E)の含有量の態様を援用できる。例えば、本樹脂組成物における樹脂(E)の含有量が、重合体微粒子(A)100重量部に対して1~50重量部であるとは、凝析物中の樹脂(E)の含有量が、重合体微粒子(A)100重量部に対して、1~50重量部であることを意図する。
(2-6.含水量)
本明細書において、「樹脂組成物中の含水量」とは、樹脂組成物の重量を基準として、樹脂組成物中に含まれる水の量を意図する。本樹脂組成物の含水量は、樹脂組成物の重量を基準として2000ppm~40000ppmである。前記構成によると、本樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(B)中における重合体微粒子(A)の分散性に優れるものである。また、前記構成によると、本樹脂組成物は、表面美麗性に優れた硬化物を提供することができる。
本樹脂組成物は後述するように、重合体微粒子(A)の凝析物の含水量を、特定の量に調整する工程を経て、製造されてもよい。樹脂組成物が、重合体微粒子(A)の凝析物の含水量を特定の量に調整する工程を経て製造される場合、結果として、得られる樹脂組成物は、樹脂組成物の重量を基準として2000ppm~40000ppmの水を含み得る。樹脂組成物の製造において、重合体微粒子(A)の凝析物と熱硬化性樹脂(B)との混合方法、並びに、得られた樹脂組成物の脱揮方法および脱揮条件などを適宜変更することにより、得られる樹脂組成物の含水量を前記範囲内に調整できる。
本樹脂組成物の含水量は、樹脂組成物の重量を基準として、2000ppm~20000ppmであることが好ましく、2000ppm~15000ppmであることがより好ましく、2000ppm~10000ppmであることがより好ましく、2000ppm~9000ppmであることがより好ましく、2000ppm~8000ppmであることがより好ましく、2000ppm~7000ppmであることがさらに好ましく、2000ppm~6000ppmであることがよりさらに好ましく、2000ppm~5000ppmであることが特に好ましい。また、本樹脂組成物の含水量は、重合体微粒子(A)の重量を基準として4000ppm~400000ppmであることが好ましく、4000ppm~200000ppmであることがより好ましく、4000ppm~150000ppmであることがより好ましく、4000ppm~100000ppmであることがより好ましく、4000ppm~90000ppmであることがより好ましく、4000ppm~80000ppmであることがより好ましく、4000ppm~70000ppmであることがさらに好ましく、4000ppm~60000ppmであることがよりさらに好ましく、4000ppm~50000ppmであることが特に好ましい。樹脂組成物中の水は、樹脂組成物において重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)によってもたらせる諸物性(効果)に影響を与え得る。例えば、(a)樹脂組成物の含水量が、樹脂組成物の重量を基準として、40000ppmより多い場合、または(b)樹脂組成物の含水量が、重合体微粒子(A)の重量を基準として、400000ppmより多い場合、得られる硬化物は、表面美麗性に劣るものとなる。(a)熱硬化性樹脂(B)中における重合体微粒子(A)の分散性に優れることと、(b)樹脂組成物において重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)によってもたらせる諸物性を多く享受することとを両立させるために、樹脂組成物の含水量(水の含有量とも称する。)は、前記範囲内であることが好ましい。
本明細書中において、樹脂組成物の含水量は、水分測定装置を用いて測定された値とする。含水量の測定方法については、下記実施例にて詳述する。
(2-7.有機溶剤)
本樹脂組成物は、有機溶剤を実質的に含まないものである。本樹脂組成物は後述するように有機溶剤を用いることなく製造することができ、その結果、有機溶剤を実質的に含まない樹脂組成物を得ることができる。
本樹脂組成物に含まれる有機溶剤の量(含溶剤量とも称する。)は100ppm以下であることが好ましく、50ppm以下であることがより好ましく、25ppm以下であることがさらに好ましく、10ppm以下であることが特に好ましい。本樹脂組成物に含まれる有機溶剤の量は、本樹脂組成物に含まれる揮発成分(但し水は除く)の量ともいえる。本樹脂組成物に含まれる有機溶剤(揮発成分)の量は、例えば、所定量の樹脂組成物を熱風乾燥機などで加熱し、加熱前後の樹脂組成物の重量を測定することにより、減少した重量分として求めることができる。また、本樹脂組成物に含まれる有機溶剤(揮発成分)の量は、ガスクロマトグラフィーによって求めることもできる。また、本樹脂組成物の製造において、有機溶剤を使用していない場合、得られる樹脂組成物に含まれる有機溶剤の量は、0ppmとみなすことができる。本樹脂組成物に含まれる有機溶剤の測定方法については、下記実施例にて詳述する。
本樹脂組成物に実質的に含まれない有機溶剤としては、(a)酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル類、(b)アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、(c)エタノール、(イソ)プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、(d)テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル類、(e)ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、並びに(f)塩化メチレン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類が挙げられる。
(2-8.その他の任意成分)
本樹脂組成物は、必要に応じて、前述した成分以外の、その他の任意成分を含有してもよい。その他の任意成分としては、硬化剤、顔料および染料などの着色剤、体質顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、熱安定化剤(ゲル化防止剤)、可塑剤、レベリング剤、消泡剤、シランカップリング剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、減粘剤、低収縮剤、無機質充填剤、有機質充填剤、熱可塑性樹脂、乾燥剤、並びに分散剤などが挙げられる。
酸化防止剤としては、特に限定されない。酸化防止剤としては、例えば、(a)フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤、ヒドロキシルアミン系酸化防止剤等の一次酸化防止剤、および(b)イオウ系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等の二次酸化防止剤、などが挙げられる。
前記フェノール系酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系酸化防止剤を挙げることができる。ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、分子内にヒンダードフェノール構造あるいは片ヒンダードフェノール構造を有する化合物が挙げられる。フェノール系酸化防止剤としてはとしては市販品を用いることもでき、例えば、BASFジャパン株式会社製、イルガノックス245、イルガノックス1135等を挙げることができる。
本樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(B)以外の、公知の熱硬化性樹脂をさらに含んでいてもよい。本樹脂組成物は、公知の熱可塑性樹脂をさらに含んでいてもよい。
(2-9.分散性)
本樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(B)中における重合体微粒子(A)の分散性に優れるものである。本樹脂組成物における分散性は、グラインドゲージを用いてJIS K5101に従い評価することができる。本樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(B)中における重合体微粒子(A)の分散性について、グラインドゲージを用いてJIS K5101に従い評価したとき、分散性が0μm以下であることが好ましい。本樹脂組成物における、熱硬化性樹脂(B)中における重合体微粒子(A)の分散性の評価方法については、下記実施例にて詳述する。
本樹脂組成物中(熱硬化性樹脂(B)中)における重合体微粒子(A)の分散性が、グラインドゲージを用いてJIS K5101に従い評価したとき、100μm未満であることが好ましく、90μm未満であることがより好ましく、80μm未満であることがより好ましく、70μm未満であることがより好ましく、60μm未満であることがより好ましく、50μm未満であることがより好ましく、40μm未満であることがより好ましく、30μm未満であることがより好ましく、20μm未満であることがより好ましく、10μm未満であることがさらに好ましく、0μmであることが特に好ましい。
(2-10.樹脂組成物の粘度)
本樹脂組成物の性状は特に限定されない。本樹脂組成物は、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有することが好ましい。樹脂組成物の粘度は、25℃において、50,000mPa・s以下であることがより好ましく、30,000mPa・s以下であることがさらに好ましく、15,000mPa・s以下であることが特に好ましい。前記構成によると、樹脂組成物は流動性に優れるという利点を有する。25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する樹脂組成物は、液体であるともいえる。
本樹脂組成物は、1,000,000mPa・sより大きい粘度を有していてもよい。本樹脂組成物は、半固体(半液体)であってもよく、固体であってもよい。本樹脂組成物が1,000,000mPa・sより大きい粘度を有する場合、得られる樹脂組成物が、べたつきが少なく取り扱いやすいという利点を有する。
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、以下のような態様であってもよい。
・重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)を含み、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、重合体微粒子(A)が10重量%未満である樹脂組成物
・重合体微粒子(A)、熱硬化性樹脂(B)および樹脂(E)を含み、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、重合体微粒子(A)が10重量%未満である樹脂組成物
・重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)を含み、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、重合体微粒子(A)が10重量%以上50重量%以下である樹脂組成物(以下、マスターバッチAとする)
・重合体微粒子(A)、熱硬化性樹脂(B)および樹脂(E)を含み、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、重合体微粒子(A)が10重量%以上50重量%以下である樹脂組成物(以下、マスターバッチBとする)
・前記マスターバッチA、熱硬化性樹脂(B)以外の熱硬化性樹脂および/または熱可塑性樹脂、並びにその他任意成分を含む樹脂組成物
・前記マスターバッチB、熱硬化性樹脂(B)以外の熱硬化性樹脂および/または熱可塑性樹脂、並びにその他任意成分を含む樹脂組成物
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、以下の構成を含むものであってもよい。
水、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)を含有する樹脂組成物であり、
前記重合体微粒子(A)が、次の(1)および(2)の重合段階を含む多段重合で得られる多段重合グラフト共重合体であり、前記(1)および(2)の重合段階の順序が、前記(1)重合段階が前記(2)重合段階よりも前の段階であり、
前記熱硬化性樹脂(B)は、エチレン性不飽和単量体を重合させてなる重合体を含む樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリオール樹脂およびアミノ-ホルムアルデヒド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含み、
前記重合体微粒子(A)および前記熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、前記重合体微粒子(A)は1~50重量%であり、前記熱硬化性樹脂(B)は50~99重量%であり、
前記樹脂組成物中の含水量は、当該樹脂組成物の重量を基準として2000ppm~40000ppmであり、
有機溶剤を実質的に含むものではない、樹脂組成物:
ここで、前記「有機溶剤を実質的に含むものではない」とは、前記樹脂組成物に含まれる前記有機溶剤の量が、当該樹脂組成物の重量を基準として100ppm以下であることをいう;
(1)ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体からなる群より選択される1種以上を重合して弾性体を得る、
(2)芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体を含む単量体混合物を重合してグラフト部を得る。
〔3.樹脂組成物の製造方法〕
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物の製造方法は、以下の工程1~工程4を含む:
(工程1)重合体微粒子(A)および乳化剤(C)を含む水性ラテックスを得る工程;
(工程2)前記水性ラテックスを使用して、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得る工程;
(工程3)前記スラリーから前記凝析物を取り出すとともに、前記凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整する工程;および
(工程4)前記凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程。
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物の製造方法において、前記重合体微粒子(A)は、弾性体と、当該弾性体に対してグラフト結合されたグラフト部と、を有するゴム含有グラフト共重合体を含む。本発明の一実施形態に係る樹脂組成物の製造方法において、前記グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体である。
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物の製造方法の前記工程2では、前記水性ラテックスに樹脂(E)を添加する工程をさらに有する。本発明の一実施形態に係る樹脂組成物の製造方法において、前記樹脂(E)は、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する液体であるか、半固体であるか、または固体である。
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物の製造方法を、単に本製造方法ともいう。
本製造方法は、前記構成を有するため、環境負荷が小さい樹脂組成物を提供できる。具体的には、本製造方法は、有機溶剤を実質的に含むものではない、樹脂組成物を提供できる。前記「有機溶剤を実質的に含むものではない」とは、上述したように樹脂組成物に含まれる前記有機溶剤の量が100ppm以下であることをいう。本製造方法は、熱硬化性樹脂(B)中にて、重合体微粒子(A)の分散性に優れる樹脂組成物を提供できる。さらに、本製造方法により得られる樹脂組成物は、表面美麗性に優れた硬化物を提供することができる。
本製造方法は、前記構成を有するため、樹脂組成物中の重合体微粒子(A)が高濃度であり、かつ、熱硬化性樹脂(B)中にて重合体微粒子(A)の分散性に優れる、樹脂組成物を提供できる。ここで、樹脂組成物中の重合体微粒子(A)が高濃度である樹脂組成物としては、例えば、樹脂組成物において、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、重合体微粒子(A)が40重量%~50重量%である樹脂組成物が挙げられる。
本製造方法は、〔2.樹脂組成物〕の項に記載の樹脂組成物を得るために好適に用いられ得る。換言すれば、本製造方法によれば、〔2.樹脂組成物〕の項に記載の樹脂組成物を得ることができる。本製造方法における、重合体微粒子(A)、熱硬化性樹脂(B)および乳化剤(C)は、それぞれ、〔2.樹脂組成物〕の項に記載の重合体微粒子(A)、熱硬化性樹脂(B)および乳化剤(C)であってもよい。本製造方法における、重合体微粒子(A)、熱硬化性樹脂(B)および乳化剤(C)の態様(好ましい態様含む)については、〔2.樹脂組成物〕の項の、重合体微粒子(A)、熱硬化性樹脂(B)および乳化剤(C)の説明を適宜援用することができる。
(3-1.工程1)
工程1は、重合体微粒子(A)および乳化剤(C)を含む水性ラテックスを得る工程である。前記水性ラテックスは、水と、予め調製された重合体微粒子(A)と、乳化剤(C)とを混合することによって得られてもよい。前記水性ラテックスは、前記〔2.樹脂組成物〕の項の(2-2.重合体微粒子(A)の製造方法)の項にて記載したように、乳化剤(C)を使用する乳化重合方法によって、重合体微粒子(A)を製造することによって得ることができる。そのため、工程1の態様(好ましい態様含む)については、(2-2.重合体微粒子(A)の製造方法)の項および(2-4.乳化剤(C))の説明を適宜援用することができる。
工程1において、水性ラテックスには、必要に応じて、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、顔料もしくは染料などの着色剤、帯電防止剤、滑剤などのその他添加剤をさらに含んでいてもよい。あるいは、工程2において、水性ラテックスに対して上述したその他添加剤をさらに添加してもよい。
(3-2.工程2)
工程2は、水性ラテックスを使用して、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得る工程である。スラリーは、水性溶媒、重合体微粒子(A)の凝析物および乳化剤(C)を含む混合物ともいえる。重合体微粒子(A)の凝析物は、水性ラテックスを化学的に処理する方法、水性ラテックスを物理的に処理する方法、および水性ラテックスを化学的かつ物理的に処理する方法などによって得ることができる。水性ラテックスを化学的に処理する方法としては、水性ラテックスに凝析剤を添加する方法が挙げられる。水性ラテックスを物理的に処理する方法としては、水性ラテックスを噴霧する方法などが挙げられる。工程2は、水性ラテックスを化学的に処理する方法が好ましく、水性ラテックスに凝析剤を添加する方法によって重合体微粒子(A)の凝析物を得る工程であることが好ましい。
本製造方法では、工程2において、水性ラテックスに凝析剤(D)を添加する工程をさらに有することが好ましい。前記水性ラテックスに対して、凝析剤(D)を添加することにより、当該重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得ることができる。凝析剤(D)は、後述するように例えば塩であり得る。それ故に、工程2において水性ラテックスに凝析剤(D)を添加する工程をさらに有する場合、工程2は重合体微粒子(A)を塩析する工程ともいえる。
前記水性ラテックスに対して凝析剤(D)を添加した後、当該水性ラテックスを加熱してもよい。凝析剤(D)を添加した水性ラテックスを加熱することにより、重合体微粒子(A)の凝析物をより容易に得ることができる。凝析剤(D)を添加した水性ラテックスを加熱するときの加熱温度としては、特に限定されないが、0℃~100℃が好ましく、25℃~70℃がより好ましい。
(凝析剤(D))
水性ラテックスに対する凝析剤(D)の添加は、水性ラテックス中における重合体微粒子(A)の凝析を促進し得るとともに、(b)乳化剤(C)由来の電解質(イオン)と凝析剤(D)由来の電解質との反応を引き起こし得、これにより塩が生じ得る。
凝析剤(D)としては、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、酢酸カルシウム、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、酢酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、酢酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化鉄(II)、塩化鉄(III)などが挙げられる。
水性ラテックスに対して凝析剤(D)を添加する方法は特に限定されない。例えば、水性ラテックスに対して、固体状の凝析剤(D)を直接添加する方法、凝析剤(D)を適切な溶媒(例えば水)で溶液状態とした後添加する方法、などが挙げられる。
工程2において水性ラテックスに凝析剤(D)を添加する工程をさらに有する場合、使用される乳化剤(C)および凝析剤(D)について、以下(1)または(2)の何れかの条件を満たすことが好ましい:(1)乳化剤(C)を0.1%および凝析剤(D)を0.5%含む水溶液は、ロスマイルス法に基づく泡立ち性(気泡力、cm)が17cm以下である;(2)乳化剤(C)を1%および凝析剤(D)を5%含む水溶液において、固形物の沈殿がない。
前記(1)の条件について、具体的に説明する。乳化剤(C)を0.1%および凝析剤(D)を0.5%含む水溶液は、ロスマイルス法に基づく泡立ち性(気泡力、cm)が17cm以下であることが好ましく、15cm以下であることがより好ましく、10cm以下であることがさらに好ましく、5cm以下であることが特に好ましい。本製造方法が後述する脱揮工程を含む場合、樹脂組成物の製造過程において、乳化剤(C)および凝析剤(D)を含む中間生成物の泡立ち性が低いほど、樹脂組成物の脱揮効率が高くなる。それ故に、製造方法は生産コストに優れるものとなる。乳化剤(C)を0.1%および凝析剤(D)を0.5%含む水溶液のロスマイルス法については、下記実施例にて詳述する。
前記(2)の条件について、具体的に説明する。乳化剤(C)を1%および凝析剤(D)を5%含む水溶液において、固形物の沈殿がないことが好ましく、水溶液が白濁しないことがより好ましい。樹脂組成物の製造過程において、乳化剤(C)と凝析剤(D)とは反応し、反応物を生成し得る。乳化剤(C)と凝析剤(D)との反応物の溶解性が非常に低く、反応物が大きな塊(固形物)を形成する場合、当該反応物(固形物)は沈殿する。乳化剤(C)と凝析剤(D)との反応物の溶解性が低く、反応物が微細な塊(固形物)を形成する場合、当該反応物(固形物)が沈殿することはないが、当該反応物(固形物)を含む水溶液は白濁する。乳化剤(C)を1%および凝析剤(D)を5%含む水溶液において、(a)固形物の沈殿がないことは、乳化剤(C)と凝析剤(D)との反応物の溶解度が大きいことを意味し、(b)水溶液が白濁しないことは、前記反応物の溶解度がより大きいことを意味する。当該反応物の水に対する溶解度が大きいほど、乳化剤(C)由来の反応物の水洗除去が容易となる。すなわち、樹脂組成物中の残存乳化剤量は小さくなる。
工程2において水性ラテックスに凝析剤(D)を添加する工程をさらに有する場合、使用される乳化剤(C)および凝析剤(D)について、上述した(1)および(2)の両方の条件を満たすことがより好ましい。本発明者は、鋭意検討の結果、乳化剤(C)としてリン系乳化剤を使用することにより、任意の凝析剤(D)を使用した場合であっても、上述した(1)および(2)の両方の条件を満たすことができることを独自に見出した。本製造方法において、乳化剤(C)は、リン系乳化剤であることが好ましい。
工程2では、前記水性ラテックスに樹脂(E)を添加する工程をさらに有することが好ましい。工程2では、前記水性ラテックスを使用して、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得る前に、前記水性ラテックスに樹脂(E)を添加する工程をさらに有することが好ましい。換言すれば、工程2は、重合体微粒子(A)、乳化剤(C)および樹脂(E)を含む水性ラテックスを使用して、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得る工程であることが好ましい。工程2で得られるスラリーは、水性溶媒、重合体微粒子(A)、乳化剤(C)および樹脂(E)を含む混合物であることが好ましい。前記構成によると、得られる重合体微粒子(A)の凝析物中に樹脂(E)が含まれ得る。これにより、得られる重合体微粒子(A)の凝析物は緩い集まりの凝析物となり、最終的に、熱硬化性樹脂(B)中にて重合体微粒子(A)の分散性に優れた樹脂組成物を得ることができる。換言すれば、工程2にて得られる重合体微粒子(A)の凝析物は、樹脂(E)を含むことが好ましい。
工程2における樹脂(E)は、前記(2-5.樹脂(E))の項にて説明した樹脂(E)と同じ物質を意図する。工程2における樹脂(E)の態様(好ましい態様含む)は、前記(2-5.樹脂(E))の項にて説明した態様を適宜援用できる。
樹脂(E)の性状は特に限定されないが、上述したように、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する液体であるか、半固体であるか、または固体であることが好ましい。例えば、樹脂(E)が液体であり、かつ樹脂(E)の粘度が25℃において100mPa・s以上である場合、工程2において、特に凝析物中において、重合体微粒子(A)中に樹脂(E)が入り込むことにより重合体微粒子(A)同士の融着を防ぐことができる。
工程2における樹脂(E)の添加量は、水性ラテックス中の重合体微粒子(A)100重量部に対して、1~50重量部であることが好ましく、1~40重量部であることがより好ましく、1~30重量部であることがより好ましく、1~20重量部であることがより好ましく、1~15重量部であることがさらに好ましく、1~12重量部であることがよりさらに好ましく、1~10重量部であることが特に好ましい。工程2における樹脂(E)の添加量が前記範囲内であれば、(a)分散性に優れた樹脂組成物を得ることができ、かつ(b)耐ブロッキング性に優れるという利点を有する。
工程2にて得られる凝析物が樹脂(E)を含む場合(本製造方法において好まし態様である場合)を考える。この場合、凝析物における重合体微粒子(A)同士の融着を防ぐ観点から、凝析物中において、重合体微粒子(A)の1次粒子の平均粒子径の1.5倍以上の長径を有する樹脂(E)は少ないことが好ましい。具体的には、凝析物を水性ラテックスから取り出し、凝析物を透過型電子顕微鏡分析(TEM)に供し、TEM画像を取得したと仮定する。このとき、TEM画像において、樹脂(E)の長径がポリマー微粒子(A)の平均粒子径の1.5倍以上であるドメインは、5個以下であることが好ましく、3個以下であることがより好ましく、1個以下であることがさらに好ましく、0個以下であることがもっとも好ましい。
前記透過型電子顕微鏡分析に供するために用いる凝析物を、水性ラテックスから取り出す方法としては、特に限定されない。例えば、凝析物を含む水性ラテックスを濾過して凝析物を得、得られた凝析物を脱水および乾燥に供する方法などが挙げられる。前記透過型電子顕微鏡分析としては、公知の方法を用いることができる。例えば、凝析物を凍結後、ウルトラミクロトームを用いて凝析物を薄く切断して、100nm程の厚さを有する薄片サンプルを作製する。その後、当該薄片をオスミウム(OsO)で染色した後、透過型電子顕微鏡(TEM)に供する方法が挙げられる。樹脂(E)の長径とは、TEM画像において、最大長さ(外周上の2点を結ぶ直線のうち、最大の直線の長さ)をいう。また重合体微粒子(A)の1次粒子の平均粒子径は、例えば、TEM画像において、無作為に抽出された30個の重合体微粒子(A)の投影面積に等しい円の径(面積円相当径)の平均から算出することができる。
工程2において、水性ラテックスに対して樹脂(E)を添加する方法は特に限定されない。例えば、水性ラテックスに対して、樹脂(E)を直接添加する方法、樹脂(E)を水性ラテックスとした後添加する方法、樹脂(E)を溶液状態とした後添加する方法、などが挙げられる。水性ラテックスに対して、樹脂(E)を水性ラテックスとした後添加する方法が好ましい。
耐ブロッキング性を良好とするため、また工程4にて熱硬化性樹脂(B)中で重合体微粒子(A)を良好に分散させるため、工程2において、水性ラテックスに対してブロッキング防止剤をさらに添加することが好ましい。工程2では、前記水性ラテックスを使用して、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得る前に、前記水性ラテックスにブロッキング防止剤を添加する工程をさらに有することが好ましい。換言すれば、工程2は、(a)重合体微粒子(A)、乳化剤(C)およびブロッキング防止剤を含む水性ラテックスを使用して、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得る工程であることが好ましく、(b)重合体微粒子(A)、乳化剤(C)、樹脂(E)およびブロッキング防止剤を含む水性ラテックスを使用して、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得る工程であることがさらに好ましい。工程2で得られるスラリーは、(a)水性溶媒、重合体微粒子(A)、乳化剤(C)およびブロッキング防止剤を含む混合物であることが好ましく、(b)水性溶媒、重合体微粒子(A)、乳化剤(C)、樹脂(E)およびブロッキング防止剤を含む混合物であることがさらに好ましい。
ブロッキング防止剤は、上述したブロッキング防止剤を用いる目的を達成し得るものであれば特に制限されない。ブロッキング防止剤としては、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、ケイ酸アルミニウム、珪藻土、ゼオライト、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、ヒドロケイ酸マグネシウムなどの無機微粒子からなるブロッキング防止剤;有機微粒子からなるブロッキング防止剤;ポリエチレンワックス、高級脂肪酸アミド、金属セッケン、シリコーン油などの油脂系ブロッキング防止剤が挙げられる。これらの中で、微粒子(無機微粒子および有機微粒子)からなるブロッキング防止剤が好ましく、有機微粒子からなるブロッキング防止剤がより好ましい。有機微粒子からなるブロッキング防止剤としては、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、(メタ)アクリレート単量体からなる群から選択される1種以上の単量体を含む組成物を重合してなる重合体の有機微粒子からなるブロッキング防止剤が特に好ましい。
前記微粒子からなるブロッキング防止剤は、一般に、微粒子が液中に分散してなるもの、またはコロイド状のものである。ブロッキング防止剤中の微粒子は、体積平均粒子径(Mv)が、10μm以下であることが好ましく、0.05~10μmであることがより好ましい。ブロッキング防止剤の添加量は、水性ラテックス中の重合体微粒子(A)および添加する樹脂(E)の合計100重量部に対して、0.01~5.0重量部であることが好ましく、0.5~3.0重量部であることがより好ましい。
工程2において、水性ラテックスに対する、凝析剤(D)および樹脂(E)、並びに任意でブロッキング防止剤および上述したその他添加剤、の各成分の添加順序は特に限定されない。水性ラテックスに対して、上述した各成分を全て同時に添加してもよく、それぞれ別々に、任意の順で添加してもよい。また、ブロッキング防止剤およびその他添加剤は、重合体微粒子(A)の凝析物を得た後に、すなわち、工程2の後に、凝析物を含む水性ラテックス中に添加してもよい。
(3-3.工程3)
工程3は、スラリーから凝析物を取り出すとともに、凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整する工程である。
スラリーから凝析物を取り出す方法としては、スラリーの水性溶媒と凝析物とを分離することができれば特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、スラリーを濾過する方法、スラリーを遠心脱水する方法等が挙げられる。工程3で得られた凝析物は、さらに洗浄されてもよい。
凝析物の含水量を、凝析物の重量を基準として10%以上に調整する方法としては、特に限定されない。例えば、スラリーから凝析物を取り出すときに用いられた濾過または遠心脱水などの方法において、様々な条件を変更することによって、凝析物の含水量を調整することができる。前記様々な条件とは、たとえば遠心脱水のときの遠心力、回転数、遠心半径および遠心時間などが挙げられる。
工程3では、凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整することがより好ましく、15%以上に調整することがより好ましく、20%以上に調整することがより好ましく、25%以上に調整することがさらに好ましく、30%以上に調整することが特に好ましい。前記構成によれば、続く工程4を経て、熱硬化性樹脂(B)中にて重合体微粒子(A)の分散性に優れた樹脂組成物を得ることができる。
工程3で得られる凝析物の含水量は、凝析物の重量を基準として、10%~80%であることがより好ましく、20%~70%であることがさらに好ましく、30%~60%であることが特に好ましい。前記構成によれば、続く工程4を経て、熱硬化性樹脂(B)中にて重合体微粒子(A)の分散性に優れた樹脂組成物を得ることができる。
工程3で得られる凝析物は、当該凝析物を熱硬化性樹脂(B)と混合して混合物(すなわち、樹脂組成物)とするとき、当該混合物中における重合体微粒子(A)の分散性が良好となるように、重合体微粒子(A)が凝集したものであることが好ましい。工程3で得られる凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合して得られた混合物(すなわち、樹脂組成物)を、当該混合物中における重合体微粒子(A)の分散性が良好となるまで攪拌するとき、攪拌回転数および/または撹拌時間が少ないほど好ましく、攪拌に要するエネルギーが小さいほど好ましい。例えば、工程3で得られる凝析物は、当該凝析物と熱硬化性樹脂(B)との混合物を1000rpmで30分間撹拌した場合、当該混合物中における重合体微粒子(A)の分散性が、グラインドゲージを用いてJIS K5101に従い評価したとき、100μm未満であることが好ましい。当該構成によると、熱硬化性樹脂(B)中の重合体微粒子(A)の分散性が良好である樹脂組成物を得ることができる。
(3-4.工程4)
工程4は、工程3で得られた凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合することにより、樹脂組成物を得る工程である。
熱硬化性樹脂(B)の状態は、凝析物との混合時に流動するのであれば特に限定されず、室温で固体であってもよいが、作業性の点から室温で液状であることが好ましい。
凝析物と熱硬化性樹脂(B)との混合方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。凝析物と熱硬化性樹脂(B)との混合方法としては、例えば、自転公転ミキサー、プラネタリーミキサー、ディスパーなど用いた機械的な混合方法などを挙げることができる。
工程4において、凝析物および熱硬化性樹脂(B)に加えて、さらにその他の任意成分を混合してもよい。前記その他の任意成分としては、前記(2-8.その他の任意成分)の項に記載の各成分を挙げることができる。これらその他の任意成分は、凝析物および熱硬化性樹脂(B)と同時に混合してもよく、凝析物および熱硬化性樹脂(B)を混合して樹脂組成物を得た後、当該樹脂組成物にさらに混合してもよい。
凝析物と熱硬化性樹脂(B)との混合比率は、特に限定されない。凝析物と熱硬化性樹脂(B)との合計を100重量%としたとき、前記混合比率は、凝析物0.5~50重量%および熱硬化性樹脂(B)50~99.5重量%であることが好ましく、凝析物1~35重量%および熱硬化性樹脂(B)65~99重量%であることがより好ましく、凝析物1.5~25重量%および熱硬化性樹脂(B)75~98.5重量%であることがさらに好ましく、凝析物2.5~20重量%および熱硬化性樹脂(B)80~97.5重量%であることが特に好ましい。
本発明者らは、驚くべきことに、熱硬化性樹脂(B)と混合する凝析物の量、すなわち重合体微粒子(A)の量が多い場合、得られる混合物を撹拌することにより、混合物から水を除去(排斥)できるという知見を独自に見出した。すなわち、熱硬化性樹脂(B)と混合する凝析物の量が多い場合、本製造方法は、得られる混合物に対して、後述する脱揮工程を実施することなく、または後述する脱揮工程をわずかな時間実施することにより、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物を提供できる。混合物から効率的に水を除去できることから、凝析物と熱硬化性樹脂(B)との混合比率は、凝析物と熱硬化性樹脂(B)との合計を100重量%としたとき、凝析物10~80重量%および熱硬化性樹脂(B)20~90重量%であることが好ましく、凝析物20~80重量%および熱硬化性樹脂(B)20~80重量%であることがより好ましく、凝析物30~80重量%および熱硬化性樹脂(B)20~70重量%であることがより好ましく、凝析物40~80重量%および熱硬化性樹脂(B)20~60重量%であることがより好ましく、凝析物45~80重量%および熱硬化性樹脂(B)20~55重量%であることがより好ましく、凝析物50~80重量%および熱硬化性樹脂(B)20~50重量%であることがより好ましく、凝析物55~80重量%および熱硬化性樹脂(B)20~45重量%であることがより好ましく、凝析物57~80重量%および熱硬化性樹脂(B)20~43重量%であることがさらに好ましく、凝析物60~80重量%および熱硬化性樹脂(B)20~40重量%であることがよりさらに好ましく、凝析物63~80重量%および熱硬化性樹脂(B)20~37重量%であることが特に好ましい。
工程4は、混合物100重量%中、重合体微粒子(A)が、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上、より好ましくは25重量%以上、より好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは35重量%以上、特に好ましくは40重量%以上、である混合物が得られるように、凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程であることが好ましい。ここで言及する「混合物」は、「樹脂組成物」ともいえる。当該構成によると得られる樹脂組成物(混合物)から効率的に水を除去できる。
工程4は、さらに下記の工程4a~4cを含むことが好ましい:
(工程4a)凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合して、混合物を得る工程;
(工程4b)前記4aで得られた混合物を撹拌することにより、前記凝析物から水を除去する工程;および
(工程4c)前記4bで得られた混合物に、さらに熱硬化性樹脂(B)を混合する工程。
前記構成によると、本製造方法は、得られる混合物に対して、後述する脱揮工程を実施することなく、または後述する脱揮工程をわずかな時間実施することにより、含水量が重合体微粒子(A)の重量を基準として4000ppm~400000ppmである樹脂組成物を提供できる。また、前記構成によると、本製造方法は、得られる混合物に対して、後述する脱揮工程を有することなく、または後述する脱揮工程をわずかな時間実施することにより、含水量が樹脂組成物の重量を基準として2000ppm~40000ppmである樹脂組成物も提供できる。そのため、後述する脱揮工程に費やすコスト(時間および熱エネルギーなど)を抑えることができる。
工程4aは、重合体微粒子(A)が高濃度である混合物を得る工程ともいえる。工程4cは、重合体微粒子(A)の濃度が、工程4aで得られた混合物よりも低濃度の混合物(樹脂組成物)を得る工程ともいえる。
工程4bにおいて、工程4aで得られた混合物を撹拌する方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
工程4cは、工程4bで得られた混合物に、さらに熱硬化性樹脂(B)を添加する工程ともいえ、工程4bで得られた混合物と熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程ともいえる。
凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合して重合体微粒子(A)の濃度が所定の濃度である樹脂組成物を製造するとき、重合体微粒子(A)の目的とする濃度が達成されるように調整された特定量の凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを一度に混合する場合を場合Dとする。場合Dは、上述した工程4a~4cを含まない場合ともいえる。凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合して重合体微粒子(A)の濃度が所定の濃度である樹脂組成物を製造するとき、重合体微粒子(A)が所定の濃度よりも高濃度である凝析物と熱硬化性樹脂(B)との混合物を製造したのち、当該混合物を撹拌し、さらに当該混合物に熱硬化性樹脂(B)を添加して重合体微粒子(A)の目的とする濃度が達成された樹脂組成物を得る場合を場合Eとする。場合Eは、上述した工程4a~4cを含む場合ともいえる。本発明者らは、驚くべきことに、場合Dと比較して場合Eの方が、得られる樹脂組成物中の含水量を低くすることができるということを独自に見出した。
工程4a~4cの具体的な態様として、以下のような態様が挙げられる:
(工程4a)凝析物35重量部~50重量部と熱硬化性樹脂(B)50重量部~65重量部とを混合して、混合物を得る工程;
(工程4b)前記4aで得られた混合物を撹拌することにより、前記凝析物から水を除去する工程;および
(工程4c)前記4bで得られた混合物に、さらに熱硬化性樹脂(B)5重量部~20重量部を混合する工程。
工程4aは、混合物100重量%中、重合体微粒子(A)が、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上、より好ましくは25重量%以上、より好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは35重量%以上、特に好ましくは40重量%以上、である混合物が得られるように、凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程であることが好ましい。当該構成によると、工程4bにおいて凝析物から効率的に水を除去できる。
本製造方法は、工程4にて得られた樹脂組成物をさらに脱揮するための、脱揮工程を有していてもよい。脱揮工程を有することにより、樹脂組成物中の含水量をさらに減らすことができる。なお、本発明において用語「脱揮」は用語「脱気」と同義とみなすことができ、相互置換可能である。脱揮の方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、容器内に樹脂組成物を仕込み、容器内を加熱減圧する方法、容器内で乾燥ガスと樹脂組成物とを向流接触させる方法、薄膜式蒸発機を用いるような連続式の方法、脱揮機構を備えた押出機もしくは連続式撹拌槽を用いる方法、などが挙げられる。脱揮工程における温度または所要時間などの条件は、樹脂組成物の品質および物性などを損なわない範囲で適宜設定することができる。
〔4.硬化物〕
本発明の一実施形態に係る硬化物は、〔2.樹脂組成物〕の項で説明した本樹脂組成物、または〔3.樹脂組成物の製造方法〕の項で説明した本製造方法によって製造された樹脂組成物を硬化させたものである。本発明の一実施形態に係る硬化物は、前記構成を有するため、(a)表面美麗であり、(b)高剛性および高弾性率を有し、かつ(c)靱性および接着性に優れるものである。
本発明の一実施形態に係る硬化物を、単に本硬化物ともいう。
本硬化物は、本樹脂組成物を用いて、本樹脂組成物から製造することができる。本硬化物の製造方法、換言すれば本樹脂組成物または本製造方法によって製造された樹脂組成物の硬化方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
〔5.用途〕
本樹脂組成物、本製造方法によって製造された樹脂組成物、および本硬化物は、様々な用途に使用することができ、それらの用途は特に限定されない。本樹脂組成物、本製造方法によって製造された樹脂組成物および本硬化物は、それぞれ、例えば、接着剤、コーティング材、強化繊維のバインダー、複合材料、3Dプリンターの造形材料、封止剤、電子基板、インキバインダー、木材チップバインダー、ゴムチップ用バインダー、フォームチップバインダー、鋳物用バインダー、床材用およびセラミック用の岩盤固結材、ウレタンフォームなどの用途に好ましく用いられる。ウレタンフォームとしては、自動車シート、自動車内装部品、吸音材、制振材、ショックアブソーバー(衝撃吸収材)、断熱材、工事用床材クッションなどが挙げられる。
本樹脂組成物、本製造方法によって製造された樹脂組成物および本硬化物は、上述した用途の中でも、接着剤、コーティング材、強化繊維のバインダー、複合材料、3Dプリンターの造形材料、封止剤、および電子基板として用いられることがより好ましい。
(5-1.接着剤)
本発明の一実施形態に係る接着剤は、〔2.樹脂組成物〕の項で説明した本樹脂組成物、または〔3.樹脂組成物の製造方法〕の項で説明した本製造方法によって製造された樹脂組成物を含むものである。本発明の一実施形態に係る接着剤は、前記構成を有するため、接着性に優れるものである。
本発明の一実施形態に係る接着剤を、単に本接着剤ともいう。
本接着剤は、自動車内装材用、一般木工用、家具用、内装用、壁材用および食品包装用などの種々の用途に好適に用いられ得る。
本接着剤は、冷間圧延鋼、アルミニウム、ファイバーグラスで強化されたポリエステル(FRP)、炭素繊維で強化されたエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂の硬化物のパネル、炭素繊維で強化された熱可塑性樹脂シートのパネル、シートモウルディングコンパウンド(SMC)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリカーボネート、ポリプロピレン、TPO、木材およびガラス、など、種々の被着体へ良好な接着性を示す。
本接着剤は低温(-20℃程度)から常温のみならず、高温(80℃程度)においても接着性能および柔軟性に優れる。よって本接着剤は構造用接着剤としてより好適に用いることができる。
本接着剤を用いた構造用接着剤は、例えば、自動車および車両(新幹線、電車など)、土木、建築、建材、木工、電気、エレクトロニクス、航空機、宇宙産業分野などの構造部材の接着剤として使用することができる。特に、自動車関連の用途としては、天井、ドア、シートなどの内装材の接着、および、ランプなどの自動車照明灯具、サイドモールなどの外装材の接着などを挙げることができる。
本接着剤は、本樹脂組成物を用いて、本樹脂組成物から製造することができる。本接着剤の製造方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
(5-2.コーティング材)
本発明の一実施形態に係るコーティング材は、〔2.樹脂組成物〕の項で説明した本樹脂組成物、または〔3.樹脂組成物の製造方法〕の項で説明した本製造方法によって製造された樹脂組成物を含むものである。本発明の一実施形態に係るコーティング材は、前記構成を有するため、耐荷重性および耐摩耗性に優れた塗膜を提供できる。
本発明の一実施形態に係るコーティング材を、単に本コーティング材ともいう。
本コーティング材を、例えば床または廊下に施工する場合には、一般に実施されている施工法を適用することができる。たとえば、素地調整した下地にプライマーを塗布後、施工条件に応じて、コテ、ローラー、レーキ、スプレーガンなどを用いて下地上のプライマー上に本コーティング材を均一に塗工する。本コーティング材を塗工後、硬化が進み、性能の良い舗装膜が得られる。本コーティング材を硬化して得た塗膜は、耐荷重性および耐摩耗性に優れた塗膜となり得る。
本コーティング材の施工方法に依存して、当該コーティング材に用いられる樹脂組成物の粘度を調整してもよい。例えば、本コーティング材の施工にコテまたはレーキを使用する場合、当該コーティング材に用いられる樹脂組成物の粘度は、一般的には500~9,000cps/25℃程度に調整され得る。本コーティング材の施工にローラーまたはスプレーを使用する場合、当該コーティング材に用いられる樹脂組成物の粘度は、一般的には100~3,000cps/25℃程度に調整され得る。
本コーティング材が塗付される下地(換言すれば、床または廊下の材質)としては特に限定は無い。前記下地としては、具体的には、(a)コンクリート壁、コンクリート板、コンクリートブロック、CMU(Concrete Masonry Unit)、モルタル板、ALC(Autoclaved Light-weight Concrete)板、石膏板(Dens Glass Gold:Georgia Pacific社製など)、スレート板などの無機系下地、(b)木質系下地(木材、合板、OSB(Oriented Strand Board)など)、アスファルト、変性ビチューメンの防水シート、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)の防水シート、TPOの防水シート、プラスチック、FRP、ウレタンフォーム断熱材などの有機系下地、および(c)金属パネルなどの金属系下地、などが挙げられる。
本コーティング材を、金属の下地または多孔質下地に塗布する場合について説明する。前記塗布の後、コーティング材を硬化して得られる積層体は、前記下地への防食性に優れるものである。また、前記塗布の後、コーティング材が硬化されて得られる塗膜は、下地に対して、優れた耐クラック性および耐荷重性を付与し得る。そのため、本コーティング材を、金属の下地または多孔質下地に塗布する態様は特に好ましい態様である。
本コーティング材の塗付方法としては特に限定は無いが、コテ、レーキ、刷毛、ローラー、エアースプレー、エアレススプレーなどの公知の塗布方法により行うことができる。
本コーティング材の用途としては、特に限定されないが、自動車用、電気機器用、事務機用、建材用、木材用、塗り床用、舗装用、重防食用、コンクリート防食用、屋上および屋根の防水用、屋上および屋根の耐食用、地下防水用の塗膜防水材用、自動車補修用、缶塗装用、上塗り用、中塗り用、下塗り用、プライマー用、電着塗料用、高耐候塗料用、無黄変塗料用、などが挙げられる。塗り床用コーティング材、および舗装用コーティング材などに使用する場合、工場、実験室、倉庫、およびクリーンルームなどに使用することができる。
本コーティング材は、本樹脂組成物を用いて、本樹脂組成物から製造することができる。本コーティング材の製造方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
(5-3.複合材料)
本発明の一実施形態に係る複合材料は、〔2.樹脂組成物〕の項で説明した本樹脂組成物、または〔3.樹脂組成物の製造方法〕の項で説明した本製造方法によって製造された樹脂組成物を、強化繊維のバインダーとして含むものである。本発明の一実施形態に係る複合材料は、前記構成を有するため、靭性および耐衝撃性に優れるという利点を有する。
本発明の一実施形態に係る複合材料を、単に本複合材料ともいう。
本複合材料は、強化繊維を含み得る。前記強化繊維としては、特に限定されないが、ガラス繊維、ガラス長繊維、炭素繊維、天然繊維、金属繊維、熱可塑性樹脂繊維、ボロン繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ザイロン強化繊維などが挙げられる。これら強化繊維の中でも、特に、ガラス繊維および炭素繊維が好ましい。
本複合材料の製造方法(成形方法)としては、特に限定されないが、プリプレグを用いたオートクレーブ成形法、フィラメントワインド成形法、ハンドレイアップ成形法、真空バッグ成形法、樹脂注入成形(RTM)法、バキュームアシスト樹脂注入成形(VARTM)法、引き抜き成形法、射出成型法、シートワインディング成形法、スプレーアップ法、BMC(Bulk Molding Compound)法、SMC(Sheet MoldingCompound)法、などが挙げられる。
特に、強化繊維として炭素繊維を用いた場合、本複合材料の製造方法としては、プリプレグを用いたオートクレーブ成形法、フィラメントワインド成形法、ハンドレイアップ成形法、真空バッグ成形法、樹脂注入成形(RTM)法、バキュームアシスト樹脂注入成形(VARTM)法、などを使用することが好ましい。
本複合材料の用途としては、特に限定されないが、航空機、宇宙機、自動車、自転車、船舶、兵器、風車、スポーツ用品、容器、建築材料、防水材、プリント基板、電気絶縁材料、などが挙げられる。
本複合材料は、本樹脂組成物を用いて、本樹脂組成物から製造することができる。本複合材料に関する、強化繊維、製造方法(成形方法)、製造条件(成形条件)、配合剤、用途、などのより詳細内容については、米国公開特許2006/0173128号公報、米国公開特許2012/0245286号公報、特表2002-530445号公報(国際公開WO2000/029459号公報)、特開昭55-157620号公報(米国特許第4251428号公報)、特表2013-504007号公報(国際公開WO2011/028271号公報)、特開2007-125889号公報(米国公開特許2007/0098997号公報)、特開2003-220661号公報(米国公開特許2003/0134085号公報)に記載された内容を挙げることができる。
(5-4.3Dプリンターの造形材料)
本発明の一実施形態に係る3Dプリンターの造形材料は、〔2.樹脂組成物〕の項で説明した本樹脂組成物、または〔3.樹脂組成物の製造方法〕の項で説明した本製造方法によって製造された樹脂組成物を含むものである。本発明の一実施形態に係る3Dプリンターの造形材料は、前記構成を有するため、靭性および耐衝撃性に優れるという利点を有する。
本発明の一実施形態に係る3Dプリンターの造形材料を、単に本造形材料ともいう。
本造形材料の用途としては、特に限定されないが、実際に製品を作る前のデザインの検証および機能検証などを目的とした試作品、航空機の部品、建築部材および医療機器の部品などが挙げられる。
本造形材料は、本樹脂組成物を用いて、本樹脂組成物から製造することができる。本造形材料の製造方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
(5-5.封止剤)
本発明の一実施形態に係る封止剤は、〔2.樹脂組成物〕の項で説明した本樹脂組成物、または〔3.樹脂組成物の製造方法〕の項で説明した本製造方法によって製造された樹脂組成物を用いてなるものである。本発明の一実施形態に係る封止剤は、前記構成を有するため、靭性および耐衝撃性に優れるという利点を有する。
本発明の一実施形態に係る封止剤を、単に本封止剤ともいう。
本封止剤の用途としては、特に限定されないが、半導体などの各種電気機器およびパワ-デバイスなどの封止などが挙げられる。
本封止剤は、本樹脂組成物を用いて、本樹脂組成物から製造することができる。本封止剤の製造方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
(5-6.電子基板)
本発明の一実施形態に係る電子基板は、〔2.樹脂組成物〕の項で説明した本樹脂組成物、または〔3.樹脂組成物の製造方法〕の項で説明した本製造方法によって製造された樹脂組成物を用いてなるものである。本発明の一実施形態に係る電子基板は、前記構成を有するため、靭性および耐衝撃性に優れるという利点を有する。
本発明の一実施形態に係る電子基板を、単に本電子基板ともいう。
本電子基板の用途としては、特に限定されないが、プリント回路、プリント配線、プリント回路板、プリント回路実装品、プリント配線板およびプリント板などが挙げられる。
本電子基板は、本樹脂組成物を用いて、本樹脂組成物から製造することができる。本電子基板の製造方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
本発明の一実施形態は、以下の様な構成であってもよい。
〔X1〕重合体微粒子(A)および乳化剤(C)を含む水性ラテックスを得る工程1と、前記水性ラテックスを使用して、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得る工程2と、前記スラリーから前記凝析物を取り出すとともに、前記凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整する工程3と、前記凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程4と、を有し、前記重合体微粒子(A)は、弾性体と、当該弾性体に対してグラフト結合されたグラフト部と、を有するゴム含有グラフト共重合体を含み、前記グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体であり、前記工程2では、前記水性ラテックスに樹脂(E)を添加する工程をさらに有し、前記樹脂(E)は、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する液体であるか、半固体であるか、または固体である、樹脂組成物の製造方法。
〔X2〕前記工程3で得られる前記凝析物は、当該凝析物と前記熱硬化性樹脂(B)との混合物を1000rpmで30分間撹拌した場合、当該混合物中における重合体微粒子(A)の分散性が、グラインドゲージを用いてJIS K5101に従い評価したとき、100μm未満である、〔X1〕に記載の樹脂組成物の製造方法。
〔X3〕前記工程4は、混合物100重量%中、前記重合体微粒子(A)が40重量%以上である当該混合物が得られるように、前記凝析物と前記熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程である、〔X1〕または〔X2〕に記載の樹脂組成物の製造方法。
〔X4〕前記工程4は、さらに下記の工程を含む、〔X1〕または〔X2〕に記載の樹脂組成物の製造方法:前記凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合して、混合物を得る工程4a;前記工程4aで得られた混合物を撹拌することにより、前記凝析物から水を除去する工程4b;および前記工程4bで得られた混合物に、さらに熱硬化性樹脂(B)を混合する工程4c。
〔X5〕前記工程4aは、前記混合物100重量%中、前記重合体微粒子(A)が40重量%以上である当該混合物が得られるように、前記凝析物と前記熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程である、〔X4〕に記載の樹脂組成物の製造方法。
〔X6〕以下(1)または(2)の何れかの条件を満たす、〔X1〕~〔X5〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法:(1)前記工程2では、前記水性ラテックスに凝析剤(D)を添加する工程をさらに有し、ここで、前記乳化剤(C)を0.1%および前記凝析剤(D)を0.5%含む水溶液は、ロスマイルス法に基づく泡立ち性(気泡力、cm)が17cm以下である;(2)前記工程2では、前記水性ラテックスに凝析剤(D)を添加する工程をさらに有し、ここで、前記乳化剤(C)を1%および前記凝析剤(D)を5%含む水溶液において、固形物の沈殿がない。
〔X7〕前記乳化剤(C)は、リン系乳化剤である、〔X1〕~〔X6〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法。
〔X8〕前記熱硬化性樹脂(B)は、エチレン性不飽和単量体を重合させてなる重合体を含む樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリオール樹脂およびアミノ-ホルムアルデヒド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含む、〔X1〕~〔X7〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法。
〔X9〕前記弾性体は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体からなる群より選択される1種以上を含む、〔X1〕~〔X8〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法。
〔X10〕水、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)を含有する樹脂組成物であり、前記重合体微粒子(A)は、弾性体と、当該弾性体に対してグラフト結合されたグラフト部と、を有するゴム含有グラフト共重合体を含み、前記弾性体は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体からなる群より選択される1種以上を含み、前記グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体であり、前記熱硬化性樹脂(B)は、エチレン性不飽和単量体を重合させてなる重合体を含む樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリオール樹脂およびアミノ-ホルムアルデヒド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含み、前記重合体微粒子(A)および前記熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、前記重合体微粒子(A)は1~50重量%であり、前記熱硬化性樹脂(B)は50~99重量%であり、前記樹脂組成物中の含水量は、当該樹脂組成物の重量を基準として2000ppm~40000ppmであり、有機溶剤を実質的に含むものではなく、硫黄元素(S)の含有量が2300ppm以下であり、かつ、リン元素(P)の含有量が1200ppm以下である、樹脂組成物:ここで、前記「有機溶剤を実質的に含むものではない」とは、前記樹脂組成物に含まれる前記有機溶剤の量が、当該樹脂組成物の重量を基準として100ppm以下であることをいう。
〔X11〕前記樹脂組成物中における重合体微粒子(A)の分散性が、グラインドゲージを用いてJIS K5101に従い評価したとき、100μm未満である、〔X10〕に記載の樹脂組成物。
〔X12〕さらにリン元素を含む、〔X10〕または〔X11〕に記載の樹脂組成物。
〔X13〕樹脂(E)をさらに含み、前記樹脂(E)は、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する液体であるか、半固体であるか、または固体である、〔X10〕~〔X12〕の何れか1つに記載の樹脂組成物。
〔X14〕〔X10〕~〔X13〕の何れか1つに記載の樹脂組成物を硬化させた硬化物。
〔X15〕〔X10〕~〔X13〕の何れか1つに記載の樹脂組成物を含む接着剤。
本発明の一実施形態は、以下の様な構成であってもよい。
〔Y1〕水、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)を含有する樹脂組成物であり、前記重合体微粒子(A)は、弾性体と、当該弾性体に対してグラフト結合されたグラフト部と、を有するゴム含有グラフト共重合体を含み、前記弾性体は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体からなる群より選択される1種以上を含み、前記グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体であり、前記熱硬化性樹脂(B)は、エチレン性不飽和単量体を重合させてなる重合体を含む樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリオール樹脂およびアミノ-ホルムアルデヒド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含み、前記重合体微粒子(A)および前記熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、前記重合体微粒子(A)は1~50重量%であり、前記熱硬化性樹脂(B)は50~99重量%であり、前記樹脂組成物中の含水量は、当該樹脂組成物の重量を基準として2000ppm~40000ppmであり、有機溶剤を実質的に含むものではない、樹脂組成物:ここで、前記「有機溶剤を実質的に含むものではない」とは、前記樹脂組成物に含まれる前記有機溶剤の量が、当該樹脂組成物の重量を基準として100ppm以下であることをいう。
〔Y2〕さらにリン元素を含む、〔Y1〕に記載の樹脂組成物。
〔Y3〕樹脂(E)をさらに含み、前記樹脂(E)は、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する、〔Y1〕または〔Y2〕に記載の樹脂組成物。
〔Y4〕重合体微粒子(A)および乳化剤(C)を含む水性ラテックスを得る工程1と、前記水性ラテックスを使用して、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得る工程2と、前記スラリーから前記凝析物を取り出すとともに、前記凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整する工程3と、前記凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程4と、を有し、前記重合体微粒子(A)は、弾性体と、当該弾性体に対してグラフト結合されたグラフト部と、を有するゴム含有グラフト共重合体を含み、前記グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体である、樹脂組成物の製造方法。
〔Y5〕前記工程4は、さらに下記の工程を含む、〔Y4〕に記載の樹脂組成物の製造方法:前記凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合して、混合物を得る工程4a;前記工程4aで得られた混合物を撹拌することにより、前記凝析物から水を除去する工程4b;および前記工程4bで得られた混合物に、さらに熱硬化性樹脂(B)を混合する工程4c。
〔Y6〕以下(1)または(2)の何れかの条件を満たす、〔Y4〕または〔Y5〕に記載の樹脂組成物の製造方法:(1)前記工程2では、前記水性ラテックスに凝析剤(D)を添加する工程をさらに有し、ここで、前記乳化剤(C)を0.1%および前記凝析剤(D)を0.5%含む水溶液は、ロスマイルス法に基づく泡立ち性(気泡力、cm)が17cm以下である;(2)前記工程2では、前記水性ラテックスに凝析剤(D)を添加する工程をさらに有し、ここで、前記乳化剤(C)を1%および前記凝析剤(D)を5%含む水溶液において、固形物の沈殿がない。
〔Y7〕前記乳化剤(C)は、リン系乳化剤である、〔Y6〕に記載の樹脂組成物の製造方法。
〔Y8〕前記工程2では、前記水性ラテックスに樹脂(E)を添加する工程をさらに有し、前記樹脂(E)は、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する、〔Y4〕~〔Y7〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法。
〔Y9〕前記熱硬化性樹脂(B)は、エチレン性不飽和単量体を重合させてなる重合体を含む樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリオール樹脂およびアミノ-ホルムアルデヒド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含む、〔Y4〕~〔Y8〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法。
〔Y10〕前記弾性体は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体からなる群より選択される1種以上を含む、〔Y4〕~〔Y9〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法。
〔Y11〕〔Y1〕~〔Y3〕の何れか1つに記載の樹脂組成物、または〔Y4〕~〔Y10〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法によって製造された樹脂組成物を硬化させた硬化物。
〔Y12〕〔Y1〕~〔Y3〕の何れか1つに記載の樹脂組成物、または〔Y4〕~〔Y10〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法によって製造された樹脂組成物を含む接着剤。
〔Y13〕〔Y1〕~〔Y3〕の何れか1つに記載の樹脂組成物、または〔Y4〕~〔Y10〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法によって製造された樹脂組成物を含むコーティング材。
〔Y14〕〔Y1〕~〔Y3〕の何れか1つに記載の樹脂組成物、または〔Y4〕~〔Y10〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法によって製造された樹脂組成物を、強化繊維のバインダーとして含む複合材料。
〔Y15〕〔Y1〕~〔Y3〕の何れか1つに記載の樹脂組成物、または〔Y4〕~〔Y10〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法によって製造された樹脂組成物を含む3Dプリンターの造形材料。
〔Y16〕〔Y1〕~〔Y3〕の何れか1つに記載の樹脂組成物、または〔Y4〕~〔Y10〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法によって製造された樹脂組成物を含む封止剤。
〔Y17〕〔Y1〕~〔Y3〕の何れか1つに記載の樹脂組成物、または〔Y4〕~〔Y10〕の何れか1つに記載の樹脂組成物の製造方法によって製造された樹脂組成物を含む電子基板。
以下、実施例および比較例によって本発明の一実施形態をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明の一実施形態は、前記または後記の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更して実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお下記実施例および比較例において「部」および「%」とあるのは、重量部または重量%を意味する。
[評価方法]
先ず、実施例および比較例によって製造した樹脂組成物の評価方法について、以下説明する。
<体積平均粒子径の測定>
水性ラテックスに分散している弾性体または重合体微粒子(A)の体積平均粒子径(Mv)は、Nanotrac WaveII-EX150(マイクロトラックベル株式会社製)を用いて測定した。脱イオン水で水性ラテックスを希釈したものを測定試料として用いた。測定は、水、および、各製造例で得られた弾性体または重合体微粒子(A)の屈折率を入力し、計測時間120秒、ローディングインデックス1~20の範囲内になるように試料濃度を調整して行った。
<熱硬化性樹脂(B)の示差熱走査熱量測定(DSC)>
以下の実施例および比較例で使用した熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)の示差熱走査熱量を、DSC7020(株式会社日立ハイテクサイエンス製)を用いて測定した。昇温速度は10℃/minとした。その結果、液状エポキシ樹脂は、-15℃に吸熱ピークを有することが分かった。
<粘度測定>
(a)以下の実施例および比較例で使用した熱硬化性樹脂(B)および樹脂(E)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)、または(b)得られた樹脂組成物の粘度測定行った。使用した装置は、BROOKFIELD社製デジタル粘度計DV-II+Pro型であった。また、粘度領域によってスピンドルCPE-52を用い、測定温度25℃にてShear Rate(ずり速度)を必要に応じ変化させて、粘度を測定した。その結果、液状エポキシ樹脂は12,000mPa・sであった。
<凝析物の含水量の測定>
含水樹脂を120℃のオーブンにて1時間乾燥させ、乾燥前後の重量から含水樹脂の含水量を測定した。
<凝析物の分散性の評価>
実施例および比較例で得られた凝析物の一部を使用して、凝析物の分散性を評価した。具体的には以下の通りである。凝析物の一部と、熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)とを、容器(ディスポーサブルカップ)内に加え、混合物を得た。ここで、(i)混合物中の重合体微粒子(A)の濃度は30%であり、(ii)混合物中の固形分の重量(重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)の合計重量)は40gであり、(iii)容器の容積は100mLであった。容器の容積は、準備した凝析物および液状エポキシ樹脂の混合物の体積の約1~3倍であった。得られた混合物を、自転・公転ミキサー(株式会社シンキー製、ARE310)を用い、(i)回転数1000rpmで30分間、(i)回転数1000rpmで120分間、または(iii)回転数2000rpmで30分間、の何れかの条件にて混合した。その後、得られた混合物をフラスコに移し、水浴80℃のエバポレーターにて、真空脱気を行った。得られた混合物中における重合体微粒子(A)の分散性を、グラインドゲージを用いてJIS K5101に従い評価した。具体的には、得られた混合物をグラインドゲージ上に載せ、金属スクレーパーでゲージ上の混合物をかき取り、分散状態を目視で確認した。スクレーパーの運動で生じた粒状痕が、3mm幅の帯の中に5~10個の点が発生した位置の目盛りを読み取った。結果を表1に示す。なお、分散性の評価が0μmとなるときの回転数および撹拌時間が小さいほど、分散性に優れることを意味する。
<樹脂組成物の分散性の評価>
樹脂組成物における、熱硬化性樹脂(B)中の、重合体微粒子(A)またはゴム粒子の分散性について、グラインドゲージを用いてJIS K5101に従い分散性を評価した。具体的な方法は下記の通りである。樹脂組成物をグラインドゲージ上に載せ、金属スクレーパーでゲージ上の樹脂組成物をかき取り、分散状態を目視で確認した。スクレーパーの運動で生じた粒状痕が、3mm幅の帯の中に5~10個の点が発生した位置の目盛りを読み取った。結果を表1に示す。
<樹脂組成物中の含水量の測定>
得られた樹脂組成物中の含水量は、カールフィッシャー水分測定装置CA-100(三菱ケミカル社製)を用いて測定した。樹脂組成物とゼオライトによって脱水したメチルエチルケトンとを等量ずつ混合した試料を測定試料として用いた。
<樹脂組成物中の含溶剤量の測定>
得られた樹脂組成物中の含溶剤量は、ガスクロマトグラフィー(島津製作所社製、GC-2014)を用いて測定した。
<残存乳化剤量>
樹脂組成物中の乳化剤(C)の含有量(残存乳化剤量)は、蛍光X線分析装置SPECTRO XEPOS(SPECTRO社製)を用いて測定した。乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(DBS)を用いた場合には、得られた結果のうち硫黄元素の量の結果を、残存乳化剤量とした。乳化剤(C)としてポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウムを用いた場合には、得られた結果のうちリン元素の量の結果を、残存乳化剤量とした。
<表面美麗性>
得られた硬化物の表面を目視で観察し、以下の基準により表面美麗性を評価した。
合格:硬化物の表面に気泡が存在しない
不合格:硬化物の表面に気泡が存在する。
<乳化剤(C)および凝析剤(D)の関係性:ロスマイルス法に基づく泡立ち性>
使用した乳化剤(C)のうち1種を0.1%、および、使用した凝析剤(D)のうち1種を0.5%含む水溶液(試験用水溶液)を作製した。試験用水溶液を、直径50mmの筒状容器に50g注ぎ、液面から900mmの高さから乳化剤水溶液200gを流下させ、発生する泡の高さを測った。結果を、表1に示した。
<乳化剤(C)および凝析剤(D)の関係性:反応物の沈殿物の評価>
使用した乳化剤(C)のうち1種を1%、および、使用した凝析剤(D)のうち1種を5%含む水溶液(試験用水溶液)を作製した。試験用水溶液を、5~10μmの細孔を持つガラスフィルターを用いてろ過し、ガラスフィルターを50℃にて5時間乾燥させた。その後、ろ過前後のガラスフィルターの重量差を測定した。ろ過前後のガラスフィルターの重量差が0である場合、水溶液中に固形物の沈殿はないと判断し、「固形物の沈殿」の欄に「なし」と記載した。ろ過前後のガラスフィルターの重量差が0より大きい場合、水溶液中に固形物の沈殿が存在することを意味する。その場合、得られた結果(沈殿物の重量)も記載した。また、水溶液中に固形物の沈殿がなかったものについて、水溶液の白濁を目視により評価した。結果を、表1に示した。
Figure 0007391043000001
1.弾性体の重合
製造例1-1;ポリブタジエンゴムラテックス(R-1)の調製
耐圧重合器中に、脱イオン水200部、リン酸三カリウム0.03部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA)0.002部、硫酸第一鉄・7水和塩0.001部、および乳化剤(C)としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(DBS)1.55部を投入した。次に、投入した原料を撹拌しつつ、耐圧重合器内部の気体を窒素置換することにより、耐圧重合器内部から酸素を十分に除いた。その後、ブタジエン(Bd)100部を耐圧重合器内に投入し、耐圧重合器内の温度を45℃に昇温した。その後、パラメンタンハイドロパーオキサイド(PHP)0.03部を耐圧重合器内に投入し、続いてナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.10部を耐圧重合器内に投入し、重合を開始した。重合開始から15時間目に、減圧下にて反応溶液を脱揮して、重合に使用されずに残存した単量体を反応溶液から脱揮除去することにより、重合を終了した。重合中、PHP、EDTAおよび硫酸第一鉄・7水和塩のそれぞれを、任意の量および任意の時宜で耐圧重合器内に添加した。当該重合により、ポリブタジエンゴムを主成分とする弾性体を含む水性ラテックス(R-1)を得た。得られた水性ラテックスに含まれる弾性体の体積平均粒子径は90nmであった。
製造例1-2;ポリブタジエンゴムラテックス(R-2)の調製
耐圧重合器中に、前記で得たポリブタジエンゴムラテックス(R-1)を固形分で7部、脱イオン水200部、リン酸三カリウム0.03部、EDTA0.002部、及び硫酸第一鉄・7水和塩0.001部を投入した。次に、投入した原料を撹拌しつつ、耐圧重合器内部の気体を窒素置換することにより、耐圧重合器内部から酸素を十分に除いた。その後、Bd93部を耐圧重合器内に投入し、耐圧重合器内の温度を45℃に昇温した。その後、PHP0.02部を耐圧重合器内に投入し、続いてSFS0.10部を耐圧重合器内に投入し、重合を開始した。重合開始から30時間目に、減圧下にて反応溶液を脱揮して、重合に使用されずに残存した単量体を反応溶液から脱揮除去することにより、重合を終了した。重合中、PHP、EDTA、硫酸第一鉄・7水和塩およびSDBSのそれぞれを、任意の量および任意の時宜で耐圧重合器内に添加した。当該重合により、ポリブタジエンゴムを主成分とする弾性体を含む水性ラテックス(R-2)を得た。得られた水性ラテックスに含まれる弾性体の体積平均粒子径は195nmであった。
製造例1-3;ポリスチレン-ブタジエンゴムラテックス(R-3)の調製
耐圧重合器中に、脱イオン水160部、EDTA0.002部、硫酸第一鉄・7水和塩0.001部、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸0.029部、および水酸化ナトリウム0.003部を投入した。ここで、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸は、水酸化ナトリウムの存在下で、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウムとなり、乳化剤(C)として機能した。次に、投入した原料を撹拌しつつ、耐圧重合器内部の気体を窒素置換することにより、耐圧重合器内部から酸素を十分に除いた。その後、Bd76.5部、およびスチレン(St)23.5部を耐圧重合器内に投入し、耐圧重合器内の温度を45℃に昇温した。その後、PHP0.03部を耐圧重合器内に投入し、続いてSFS0.05部を耐圧重合器内に投入し、重合を開始した。重合開始から20時間目に、減圧下にて反応溶液を脱揮して、重合に使用されずに残存した単量体を反応溶液から脱揮除去することにより、重合を終了した。重合中、PHP、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸および水酸化ナトリウムのそれぞれを、任意の量および任意の時宜で耐圧重合器内に添加した。当該重合により、ポリスチレン-ブタジエンゴムを主成分とする弾性体を含む水性ラテックス(R-3)を得た。得られた水性ラテックスに含まれる弾性体の体積平均粒子径は192nmであった。
2.重合体微粒子(A)の調製(グラフト部の重合)
製造例2-1;重合体微粒子ラテックス(L-1)の調製
ガラス製反応器に、前記ポリブタジエンゴムラテックス(R-2)250部(ポリブタジエンゴムを主成分とする弾性体87部を含む)、および、脱イオン水50部を投入した。ここで、前記ガラス製反応器は、温度計、撹拌機、還流冷却器、窒素流入口、および単量体の添加装置を有していた。ガラス製反応器中の気体を窒素で置換し、60℃にて投入した原料を撹拌した。次に、EDTA0.004部、硫酸第一鉄・7水和塩0.001部、およびSFS0.2部をガラス製反応器内に加え、10分間撹拌した。その後、メチルメタクリレート(MMA)12.5部、St0.5部、およびt-ブチルハイドロパーオキサイド(BHP)0.035部の混合物をガラス製反応器内に、80分間かけて連続的に添加した。その後、BHP0.013部をガラス製反応器内に添加し、さらに1時間、ガラス製反応器内の混合物の撹拌を続けて重合を完結させた。以上の操作により、重合体微粒子(A)および乳化剤(C)を含む水性ラテックス(L-1)を得た。単量体成分の重合転化率は99%以上であった。得られた水性ラテックスに含まれる重合体微粒子(A)の体積平均粒子径は200nmであった。得られた水性ラテックス(L-1)における固形分濃度(重合体微粒子(A)の濃度)は30%であった。
製造例2-2;重合体微粒子ラテックス(L-2)の調製
ガラス製反応器に、前記ポリスチレン-ブタジエンゴムラテックス(R-3)250部(ポリスチレン-ブタジエンゴムを主成分とする弾性体87部を含む)、および、脱イオン水50部を投入した。ここで、前記ガラス製反応器は、温度計、撹拌機、還流冷却器、窒素流入口、および単量体の添加装置を有していた。ガラス製反応器中の気体を窒素で置換し、60℃にて投入した原料を撹拌した。次に、EDTA0.004部、硫酸第一鉄・7水和塩0.001部、およびSFS0.2部をガラス製反応器内に加え、10分間撹拌した。その後、MMA12.5部、St0.5部、およびBHP0.035部の混合物をガラス製反応器内に、80分間かけて連続的に添加した。その後、BHP0.013部をガラス製反応器内に添加し、さらに1時間、ガラス製反応器内の混合物の撹拌を続けて重合を完結させた。以上の操作により、重合体微粒子(A)および乳化剤(C)を含む水性ラテックス(L-2)を得た。単量体成分の重合転化率は99%以上であった。得られた水性ラテックスに含まれる重合体微粒子(A)の体積平均粒子径は200nmであった。得られた水性ラテックス(L-2)における固形分濃度(重合体微粒子(A)の濃度)は30%であった。
3.樹脂組成物および硬化物の調製
(実施例1)
重合体微粒子(A)100部相当である水性ラテックス(L-1)333部と、イルガノックス1135(3-(4-ヒドロキシ-3,5-ジイソプロピルフェニル)プロピオン酸オクチル、BASFジャパン株式会社製)の1部とを混合し、水性ラテックスを得た。次に、得られた水性ラテックスに、凝析剤(D)として酢酸カルシウム5部を添加することにより、水性ラテックス中の重合体微粒子(A)を凝析させ、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、以下のようにして、得られたスラリーから凝析物を取り出すとともに、当該凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整した。すなわち、凝析物を含むスラリーをイオン交換水600部に投入した後、得られた混合物を遠心脱水して凝析物を得た。さらに、得られた凝析物を用いて、凝析物をイオン交換水500部中に投入する操作と、得られた混合物を遠心脱水する操作を合計2サイクル繰り返し、凝析物を洗浄し、凝析物を得た。ここで、最終的に得られた凝析物の含水量は、凝析物の重量を基準として、50.4%であった。なお、以下の実施例および比較例において、「凝析物の含水量」は、実施例1と同様に凝析物の重量を基準とした。得られた凝析物の一部を使用し、得られた凝析物の分散性を評価し、結果を表2に示した。
次に、残りの凝析物に対して、熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)を、重合体微粒子(A)の最終濃度が30%となるように添加した。得られた混合物を、自転および公転ミキサーを用いて混合し、樹脂組成物を得た。その後、得られた樹脂組成物をフラスコに移し、水浴80℃のエバポレーターにて、樹脂組成物中の含水量が2374ppmとなるまで真空脱揮を行った。なお、真空脱揮において、フラスコ内で樹脂組成物の泡立ちがなかったため、真空脱揮時のフラスコ内の圧力は3torrまで下げることができた。以上の操作により、樹脂組成物(P-1)を得た。得られた樹脂組成物(P-1)について、分散性を評価し、含水量、含溶剤量および残存乳化剤量(硫黄元素(S)の含有量)を測定し、結果を表2に示した。
(実施例2)
水と樹脂(E)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)と乳化剤(C)であるDBSとを、共にホモジナイザーを用いて混合することにより、樹脂(E)を乳化させた水性エマルジョン(E-1)(エポキシ樹脂含有量40%)を調製した。次に、重合体微粒子(A)90部相当である水性ラテックス(L-1)300部と、前記水性エマルジョン(E-1)25部(エポキシ樹脂10部を含む)と、イルガノックス1135の0.9部とを混合し、水性ラテックスを得た。次に、得られた水性ラテックスに、凝析剤(D)として酢酸カルシウム5部を添加することにより、水性ラテックス中の重合体微粒子(A)を凝析させ、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、以下のようにして、得られたスラリーから凝析物を取り出すとともに、当該凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整した。すなわち、凝析物を含むスラリーをイオン交換水600部に投入した後、得られた混合物を遠心脱水して凝析物を得た。さらに、得られた凝析物を用いて、凝析物をイオン交換水500部中に投入する操作と、得られた混合物を遠心脱水する操作を合計2サイクル繰り返し、凝析物を洗浄し、凝析物を得た。ここで、最終的に得られた凝析物の含水量は、55.2%であった。得られた凝析物の一部を使用し、得られた凝析物の分散性を評価し、結果を表2に示した。
次に、残りの凝析物に対して、熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)を、重合体微粒子(A)の最終濃度が30%となるように添加した。得られた混合物を、自転および公転ミキサーを用いて混合し、樹脂組成物を得た。その後、得られた樹脂組成物をフラスコに移し、水浴80℃のエバポレーターにて、樹脂組成物中の含水量が3068ppmとなるまで真空脱揮を行った。なお、真空脱揮において、フラスコ内で樹脂組成物の泡立ちがなかったため、真空脱揮時のフラスコ内の圧力は3torrまで下げることができた。以上の操作により、樹脂組成物(P-2)を得た。得られた樹脂組成物(P-2)について、分散性を評価し、含水量、含溶剤量および残存乳化剤量(硫黄元素(S)の含有量)を測定し、結果を表2に示した。
次に、樹脂組成物(P-2)13.5重量部と、液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)86.5重量部と、芳香族ポリアミン(三菱ケミカル株式会社製、JERcureW)25重量部とを自転および公転ミキサーを用いて混合した。得られた混合物(樹脂組成物)を100℃で2時間処理し、さらに175℃で4時間処理して、硬化物を得た。得られた硬化物の表面性を評価し、結果を表4に示した。
(実施例3)
凝析剤(D)として、実施例2で使用した酢酸カルシウムの代わりに、酢酸ナトリウムを使用した以外は、実施例2と同じ方法にて、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、実施例2と同じ方法にて、得られたスラリーから凝析物を取り出すとともに、当該凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整した。実施例3では、最終的に得られた凝析物の含水量は、54.2%であった。得られた凝析物の一部を使用し、得られた凝析物の分散性を評価し、結果を表2に示した。
次に、残りの凝析物に対して、熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)を、重合体微粒子(A)の最終濃度が30%となるように添加した。得られた混合物を、自転および公転ミキサーを用いて混合し、樹脂組成物を得た。その後、得られた樹脂組成物をフラスコに移し、水浴80℃のエバポレーターにて、樹脂組成物中の含水量が4102ppmとなるまで真空脱揮を行った。なお、真空脱揮において、フラスコ内の樹脂組成物の泡立ちのため、20torrまでしか、フラスコ内の圧力を下げることができなかった。そのため、真空脱揮は、20torr到達後1時間脱揮し続けた。以上の操作により、樹脂組成物(P-3)を得た。得られた樹脂組成物(P-3)について、分散性を評価し、含水量、含溶剤量および残存乳化剤量(硫黄元素(S)の含有量)を測定し、結果を表2に示した。
(実施例4)
水と樹脂(E)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)とポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸と水酸化ナトリウムとを、共にホモジナイザーを用いて混合することにより、樹脂(E)を乳化させた水性エマルジョン(E-2)(エポキシ樹脂含有量40%)を調製した。ここで、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸は、水酸化ナトリウムの存在下で、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウムとなり、乳化剤(C)として機能した。次に、重合体微粒子(A)90部相当である水性ラテックス(L-2)300部と、前記水性エマルジョン(E-2)25部(エポキシ樹脂10部を含む)と、イルガノックス1135の0.9部とを混合し、水性ラテックスを得た。次に、得られた水性ラテックスに、凝析剤(D)として酢酸カルシウム5部を添加することにより、水性ラテックス中の重合体微粒子(A)を凝析させ、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、実施例2と同じ方法にて、得られたスラリーから凝析物を取り出すとともに、当該凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整した。実施例4では、最終的に得られた凝析物の含水量は、51.1%であった。得られた凝析物の一部を使用し、得られた凝析物の分散性を評価し、結果を表2に示した。
次に、残りの凝析物を使用して、樹脂組成物中の含水量が3031ppmとなるまで真空脱揮を行った以外は、実施例2と同じ方法にて、樹脂組成物(P-4)を得た。得られた樹脂組成物(P-4)について、分散性を評価し、含水量、含溶剤量および残存乳化剤量(リン元素(P)の含有量)を測定し、結果を表2に示した。
(実施例5)
凝析剤(D)として、実施例4で使用した酢酸カルシウムの代わりに、酢酸マグネシウムを使用した以外は、実施例4と同じ方法にて、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、実施例2と同じ方法にて、得られたスラリーから凝析物を取り出すとともに、当該凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整した。実施例5では、最終的に得られた凝析物の含水量は、48.3%であった。得られた凝析物の一部を使用し、得られた凝析物の分散性を評価し、結果を表2に示した。
次に、残りの凝析物を使用して、樹脂組成物中の含水量が2898ppmとなるまで真空脱揮を行った以外は、実施例2と同じ方法にて、樹脂組成物(P-5)を得た。得られた樹脂組成物(P-5)について、分散性を評価し、含水量、含溶剤量および残存乳化剤量(リン元素(P)の含有量)を測定し、結果を表2に示した。
(実施例6)
凝析剤(D)として、実施例4で使用した酢酸カルシウムの代わりに、酢酸ナトリウムを使用した以外は、実施例4と同じ方法にて、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、実施例2と同じ方法にて、得られたスラリーから凝析物を取り出すとともに、当該凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整した。実施例6では、最終的に得られた凝析物の含水量は、52.3%であった。得られた凝析物の一部を使用し、得られた凝析物の分散性を評価し、結果を表2に示した。
次に、残りの凝析物を使用して、樹脂組成物中の含水量が2742ppmとなるまで真空脱揮を行った以外は、実施例2と同じ方法にて、樹脂組成物(P-6)を得た。得られた樹脂組成物(P-6)について、分散性を評価し、含水量、含溶剤量および残存乳化剤量(リン元素(P)の含有量)を測定し、結果を表2に示した。
(比較例1)
弾性体90部相当である水性ラテックス(R-2)300部と、イルガノックス1135の0.9部とを混合し、水性ラテックスを得た。次に、得られた水性ラテックスに、凝析剤(D)として酢酸カルシウム5部を投入することにより、水性ラテックス中の弾性体を凝析させ、弾性体の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、以下のようにして、得られたスラリーから弾性体の凝析物を取り出すとともに、当該凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整した。すなわち、弾性体の凝析物を含むスラリーをイオン交換水600部に投入した後、得られた混合物を遠心脱水して弾性体の凝析物を得た。さらに、得られた弾性体の凝析物を用いて、当該凝析物をイオン交換水500部中に投入する操作と、得られた混合物を遠心脱水する操作を合計2サイクル繰り返し、弾性体の凝析物を得た。ここで、最終的に得られた弾性体の凝析物の含水量は、53.2%であった。得られた凝析物の一部を使用し、得られた凝析物の分散性を評価し、結果を表3に示した。
次に、残りの弾性体の凝析物に対して、熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)を、弾性体の最終濃度が30%となるように添加した。得られた混合物を、自転および公転ミキサーを用いて混合し、弾性体組成物を得た。その後、得られた弾性体組成物をフラスコに移し、水浴80℃のエバポレーターにて、真空脱揮を行った。なお、真空脱揮において、フラスコ内で弾性体組成物の泡立ちがなかったため、真空脱揮時のフラスコ内の圧力は3torrまで下げることができた。以上の操作により、弾性体組成物(P-7)を得た。得られた弾性体組成物(P-7)について分散性を評価し、結果を表3に示した。
(比較例2)
弾性体を含む水性ラテックスとして、比較例1で使用した水性ラテックス(R-2)の代わりに、水性ラテックス(R-3)を使用した以外は、比較例1と同じ方法にて、弾性体の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、比較例1と同じ方法にて、得られたスラリーから弾性体の凝析物を取り出すとともに、当該凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整した。比較例2では、最終的に得られた弾性体の凝析物の含水量は、50.4%であった。得られた凝析物の一部を使用し、得られた凝析物の分散性を評価し、結果を表3に示した。
次に、残りの弾性体の凝析物を使用して、比較例1と同じ方法にて、弾性体組成物(P-8)を得た。得られた弾性体組成物(P-8)について分散性を評価し、結果を表3に示した。
(比較例3)
重合体微粒子(A)100部相当である水性ラテックス(L-1)333部と、イルガノックス1135(3-(4-ヒドロキシ-3,5-ジイソプロピルフェニル)プロピオン酸オクチル、BASFジャパン株式会社製)の1部とを混合し、水性ラテックスを得た。次に、得られた水性ラテックスに、凝析剤(D)として酢酸カルシウム5部を添加することにより、水性ラテックス中の重合体微粒子(A)を凝析させ、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、以下のようにして、得られたスラリーから凝析物を取り出した。すなわち、凝析物を含むスラリーをイオン交換水600部に投入した後、得られた混合物を遠心脱水して凝析物を得た。さらに、得られた凝析物を用いて、凝析物をイオン交換水500部中に投入する操作と、得られた混合物を遠心脱水する操作を合計2サイクル繰り返し、凝析物を得た。次に、得られた凝析物を乾燥させることにより、乾燥した凝析物(乾燥凝析物とも称する。)を得た。ここで、最終的に得られた凝析物(乾燥凝析物)の含水量は、0.5%であった。得られた乾燥凝析物の一部を使用し、得られた凝析物の分散性を評価し、結果を表3に示した。
次に、残りの乾燥凝析物に対して、熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)を、重合体微粒子(A)の最終濃度が30%となるように添加した。得られた混合物を、自転および公転ミキサーを用いて混合し、樹脂組成物を得た。以上の操作により、樹脂組成物(P-9)を得た。得られた樹脂組成物(P-9)について、分散性を評価し、含水量および含溶剤量を測定し、結果を表3に示した。
(比較例4)
重合体微粒子(A)を含む水性ラテックスとして、比較例3で使用した水性ラテックス(L-1)の代わりに、水性ラテックス(L-2)を使用した以外は、比較例3と同じ方法にて、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、比較例3と同じ方法にて、得られたスラリーから凝析物を取り出すとともに、乾燥した凝析物(乾燥凝析物)を得た。ここで、最終的に得られた凝析物(乾燥凝析物)の含水量は、0.5%であった。得られた乾燥凝析物の一部を使用し、得られた凝析物の分散性を評価し、結果を表3に示した。
次に、残りの乾燥凝析物を使用して、比較例3と同じ方法にて、樹脂組成物(P-10)を得た。得られた樹脂組成物(P-10)について分散性を評価し、含水量および含溶剤量を測定し、結果を表3に示した。
(比較例5)
1L混合槽の混合槽内の温度を30℃とした後、混合槽にメチルエチルケトン(MEK)126部を投入した。その後、混合槽内のMEKを撹拌しながら、混合槽に、重合体微粒子(A)の水性ラテックス(L-1)を126部投入した。投入された原料を均一に混合後、原料を撹拌しながら、水200部(合計452部)を混合槽に80部/分の供給速度で投入した。水の供給終了後、速やかに撹拌を停止したところ、浮上性の凝集体を含むスラリー液を得た。
次に、混合槽内に凝集体を残し、液相350質量部を混合槽下部の払い出し口より排出した。得られた凝集体(重合体微粒子(A)ドープ)にMEK150部を追加してこれらを混合し、重合体微粒子(A)が分散した有機溶媒溶液を得た。この有機溶媒溶液に対して、熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)を、重合体微粒子(A)の最終濃度が30%となるように投入し、混合物を得た。得られた混合物を攪拌後、MEKを減圧留去し、樹脂組成物(P-11)を得た。得られた樹脂組成物(P-11)について、分散性を評価し、含水量および含溶剤量を測定し、結果を表3に示した。
(実施例7)
実施例2と同じ方法にて、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、実施例2と同じ方法にて、得られたスラリーから凝析物を取り出すとともに、当該凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整した。
次に、得られた凝析物に対して、熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)を、重合体微粒子(A)の最終濃度が37%となるように添加し、混合物を得た。得られた混合物を、自転および公転ミキサーを用いて混合し、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物の含水量は、樹脂組成物の重量を基準として、13.8%であり、すなわち138000ppmであった。
その後、得られた樹脂組成物をフラスコに移し、水浴80℃のエバポレーターにて、樹脂組成物中の含水量が40000ppm以下となるまで真空脱揮を行った。真空脱気の時間は2時間であった。かかる操作により、含水量が40000ppm以下である樹脂組成物を得た。
(実施例8)
実施例2と同じ方法にて、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、実施例2と同じ方法にて、得られたスラリーから凝析物を取り出すとともに、当該凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整した。
次に、得られた凝析物に対して、熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)を、重合体微粒子(A)の最終濃度が45%となるように添加し、混合物を得た。得られた混合物を、撹拌することにより、前記凝析物から水を除去し、樹脂組成物を得た。具体的には、自転および公転ミキサーを用いて得られた混合物を撹拌した。その後、混合物の撹拌によって排斥された水を除去した。得られた樹脂組成物の含水量は、樹脂組成物の重量を基準として0.94%であり、すなわち9400ppmであった。
(実施例9)
実施例2と同じ方法にて、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得た。
次に、実施例2と同じ方法にて、得られたスラリーから凝析物を取り出すとともに、当該凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整した。
次に、得られた凝析物に対して、熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)を、重合体微粒子(A)の最終濃度が45%となるように添加し、混合物を得た。得られた混合物を、撹拌することにより、前記凝析物から水を除去した。具体的には、自転および公転ミキサーを用いて得られた混合物を撹拌した。その後、混合物の撹拌によって排斥された水を除去した。水が除去された混合物に、熱硬化性樹脂(B)である液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)を、重合体微粒子(A)の最終濃度が37%となるように添加した。得られた混合物を、自転および公転ミキサーを用いて混合し、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物の含水量は、樹脂組成物の重量を基準として0.81%であり、すなわち8100ppmであった。
(実施例10)
樹脂組成物中の含水量が7496ppmとなるまで真空脱揮を行った以外は、実施例2と同じ方法にて、樹脂組成物(P-12)を得た。
次に、樹脂組成物(P-12)を使用して、実施例2と同じ方法にて、硬化物を得た。得られた硬化物の表面性を評価し、結果を表4に示した。
(実施例11)
樹脂組成物中の含水量が10009ppmとなるまで真空脱揮を行った以外は、実施例2と同じ方法にて、樹脂組成物(P-13)を得た。
次に、樹脂組成物(P-13)を使用して、実施例2と同じ方法にて、硬化物を得た。得られた硬化物の表面性を評価し、結果を表4に示した。
(実施例12)
樹脂組成物中の含水量が19984ppmとなるまで真空脱揮を行った以外は、実施例2と同じ方法にて、樹脂組成物(P-14)を得た。
次に、樹脂組成物(P-14)を使用して、実施例2と同じ方法にて、硬化物を得た。得られた硬化物の表面性を評価し、結果を表4に示した。
(実施例13)
樹脂組成物中の含水量が30145ppmとなるまで真空脱揮を行った以外は、実施例2と同じ方法にて、樹脂組成物(P-15)を得た。
次に、樹脂組成物(P-15)を使用して、実施例2と同じ方法にて、硬化物を得た。得られた硬化物の表面性を評価し、結果を表4に示した。
(比較例6)
樹脂組成物中の含水量が50136ppmとなるまで真空脱揮を行った以外は、実施例2と同じ方法にて、樹脂組成物(P-16)を得た。
次に、樹脂組成物(P-16)を使用して、実施例2と同じ方法にて、硬化物を得た。得られた硬化物の表面性を評価し、結果を表4に示した。
(比較例7)
樹脂組成物中の含水量が74939ppmとなるまで真空脱揮を行った以外は、実施例2と同じ方法にて、樹脂組成物(P-17)を得た。
次に、樹脂組成物(P-17)を使用して、実施例2と同じ方法にて、硬化物を得た。得られた硬化物の表面性を評価し、結果を表4に示した。
(比較例8)
樹脂組成物中の含水量が100113ppmとなるまで真空脱揮を行った以外は、実施例2と同じ方法にて、樹脂組成物(P-18)を得た。
次に、樹脂組成物(P-18)を使用して、実施例2と同じ方法にて、硬化物を得た。得られた硬化物の表面性を評価し、結果を表4に示した。
(比較例9)
重合体微粒子(A)30部相当である水性ラテックス(L-1)100部と、液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)70部とをフラスコに移し、水浴80℃のエバポレーターにて、樹脂組成物中の含水量が4502ppmとなるまで真空脱揮を行った。なお、真空脱揮において、フラスコ内の樹脂組成物の泡立ちのため、20torrまでしか、フラスコ内の圧力を下げることができなかった。そのため、真空脱揮は、20torr到達後1時間脱揮し続けた。以上の操作により、樹脂組成物(P-19)を得た。得られた樹脂組成物(P-19)について、分散性を評価し、含水量、含溶剤量および残存乳化剤量(硫黄元素(S)の含有量)を測定し、結果を表3に示した。
(比較例10)
重合体微粒子(A)30部相当である水性ラテックス(L-2)100部と、液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、JER828)70部とをフラスコに移し、水浴80℃のエバポレーターにて、樹脂組成物中の含水量が3002ppmとなるまで真空脱揮を行った。なお、真空脱揮において、フラスコ内の樹脂組成物の泡立ちのため、20torrまでしか、フラスコ内の圧力を下げることができなかった。そのため、真空脱揮は、20torr到達後1時間脱揮し続けた。以上の操作により、樹脂組成物(P-20)を得た。得られた樹脂組成物(P-20)について、分散性を評価し、含水量、含溶剤量および残存乳化剤量(リン元素(P)の含有量)を測定し、結果を表3に示した。
Figure 0007391043000002
Figure 0007391043000003
Figure 0007391043000004
表2より、実施例1~6にて得られた樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(B)中における重合体微粒子(A)の分散性に優れることがわかる。一方、表3より、比較例1~5にて得られた樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(B)中における重合体微粒子(A)の分散性に劣ることがわかる。
また、表3より、比較例9および10にて得られた樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(B)中における乳化剤残存量、具体的には、硫黄元素(S)またはリン元素(S)含有量が多いことがわかる。
表4より、実施例2および10~13の樹脂組成物は、含水量が2000ppm~40000ppmの範囲内であり、またこれら樹脂組成物から得られた硬化物は、表面性に優れることがわかる。一方、比較例6~8の樹脂組成物は、含水量が40000ppmより多く、またこれら樹脂組成物から得られた硬化物は、表面性に劣ることがわかる。
本発明の一実施形態によれば、環境負荷が小さく、かつ重合体微粒子の分散性に優れた樹脂組成物を提供することができる。また、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物を硬化して得られる硬化物は、表面美麗である。従って、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物または当該樹脂組成物を硬化して得られる硬化物は、例えば、着剤、コーティング材、強化繊維のバインダー、複合材料、3Dプリンターの造形材料、封止剤、電子基板などの用途に好適に用いることができる。

Claims (14)

  1. 重合体微粒子(A)および乳化剤(C)を含む水性ラテックスを得る工程1と、
    前記水性ラテックスを使用して、重合体微粒子(A)の凝析物を含むスラリーを得る工程2と、
    前記スラリーから前記凝析物を取り出すとともに、前記凝析物の含水量を、当該凝析物の重量を基準として10%以上に調整する工程3と、
    前記凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程4と、を有し、
    前記重合体微粒子(A)は、弾性体と、当該弾性体に対してグラフト結合されたグラフト部と、を有するゴム含有グラフト共重合体を含み、
    前記グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体であり、
    前記工程2では、前記水性ラテックスに樹脂(E)を添加する工程をさらに有し、
    前記樹脂(E)は、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する液体であるか、半固体であるか、または固体である、樹脂組成物の製造方法。
  2. 前記工程3で得られる前記凝析物は、当該凝析物と前記熱硬化性樹脂(B)との混合物を1000rpmで30分間撹拌した場合、当該混合物中における重合体微粒子(A)の分散性が、グラインドゲージを用いてJIS K5101に従い評価したとき、100μm未満である、請求項1に記載の樹脂組成物の製造方法。
  3. 前記工程4は、混合物100重量%中、前記重合体微粒子(A)が40重量%以上である当該混合物が得られるように、前記凝析物と前記熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程である、請求項1または2に記載の樹脂組成物の製造方法。
  4. 前記工程4は、さらに下記の工程を含む、請求項1または2に記載の樹脂組成物の製造方法:
    前記凝析物と熱硬化性樹脂(B)とを混合して、混合物を得る工程4a;
    前記工程4aで得られた混合物を撹拌することにより、前記凝析物から水を除去する工程4b;および
    前記工程4bで得られた混合物に、さらに熱硬化性樹脂(B)を混合する工程4c。
  5. 前記工程4aは、前記混合物100重量%中、前記重合体微粒子(A)が40重量%以上である当該混合物が得られるように、前記凝析物と前記熱硬化性樹脂(B)とを混合する工程である、請求項4に記載の樹脂組成物の製造方法。
  6. 以下(1)または(2)の何れかの条件を満たす、請求項1~5の何れか1項に記載の樹脂組成物の製造方法:
    (1)前記工程2では、前記水性ラテックスに凝析剤(D)を添加する工程をさらに有し、ここで、前記乳化剤(C)を0.1%および前記凝析剤(D)を0.5%含む水溶液は、ロスマイルス法に基づく泡立ち性(気泡力、cm)が17cm以下である;
    (2)前記工程2では、前記水性ラテックスに凝析剤(D)を添加する工程をさらに有し、ここで、前記乳化剤(C)を1%および前記凝析剤(D)を5%含む水溶液において、固形物の沈殿がない。
  7. 前記乳化剤(C)は、リン系乳化剤である、請求項1~6の何れか1項に記載の樹脂組成物の製造方法。
  8. 前記熱硬化性樹脂(B)は、エチレン性不飽和単量体を重合させてなる重合体を含む樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリオール樹脂およびアミノ-ホルムアルデヒド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含む、請求項1~7の何れか1項に記載の樹脂組成物の製造方法。
  9. 前記弾性体は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体からなる群より選択される1種以上を含む、請求項1~8の何れか1項に記載の樹脂組成物の製造方法。
  10. 水、重合体微粒子(A)および熱硬化性樹脂(B)を含有する樹脂組成物であり、
    前記重合体微粒子(A)は、弾性体と、当該弾性体に対してグラフト結合されたグラフト部と、を有するゴム含有グラフト共重合体を含み、
    前記弾性体は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴムおよびポリシロキサンゴム系弾性体からなる群より選択される1種以上を含み、
    前記グラフト部は、構成単位として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体、および(メタ)アクリレート単量体からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する1種以上の構成単位を含む重合体であり、
    前記熱硬化性樹脂(B)は、エチレン性不飽和単量体を重合させてなる重合体を含む樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリオール樹脂およびアミノ-ホルムアルデヒド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含み、
    前記重合体微粒子(A)および前記熱硬化性樹脂(B)の合計100重量%中、前記重合体微粒子(A)は1~50重量%であり、前記熱硬化性樹脂(B)は50~99重量%であり、
    前記樹脂組成物中の含水量は、当該樹脂組成物の重量を基準として2000ppm~40000ppmであり、
    有機溶剤を実質的に含むものではなく、
    硫黄元素(S)の含有量が2300ppm以下であり、かつ、リン元素(P)の含有量が1200ppm以下である、樹脂組成物:
    ここで、前記「有機溶剤を実質的に含むものではない」とは、前記樹脂組成物に含まれる前記有機溶剤の量が、当該樹脂組成物の重量を基準として100ppm以下であることをいう。
  11. 前記樹脂組成物中における重合体微粒子(A)の分散性が、グラインドゲージを用いてJIS K5101に従い評価したとき、100μm未満である、請求項10に記載の樹脂組成物。
  12. 樹脂(E)をさらに含み、
    前記樹脂(E)は、25℃において100mPa・s~1,000,000mPa・sの粘度を有する液体であるか、半固体であるか、または固体である、請求項10または11に記載の樹脂組成物。
  13. 請求項10~12の何れか1項に記載の樹脂組成物を硬化させた硬化物。
  14. 請求項10~12の何れか1項に記載の樹脂組成物を含む接着剤。
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