JPH04149443A - 2液混合型硬化性樹脂組成物 - Google Patents

2液混合型硬化性樹脂組成物

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JPH04149443A
JPH04149443A JP27378490A JP27378490A JPH04149443A JP H04149443 A JPH04149443 A JP H04149443A JP 27378490 A JP27378490 A JP 27378490A JP 27378490 A JP27378490 A JP 27378490A JP H04149443 A JPH04149443 A JP H04149443A
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智文 中野
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光(放射線、遠紫外線、紫外線、可視光l1
s)を照射して即時または短時間に仮硬化させたのち、
室温に保持して本硬化させうる2液温台型硬化性樹脂組
成物に関する。
[従来の技術] 紫外線硬化樹脂はその硬化の速さから、接着剤、ポツテ
ィング材料、塗料、インキなどのさまざまな用途に利用
されている。しかしながら、エポキシ樹脂やウレタン樹
脂に比べて硬化収縮が大きく、基板との密着性もわるい
という欠点がある。さらに光の当たらない箇所が未硬化
部分として残るため、用途が制約されている。
そこで、紫外線で仮硬化し、それ以外の要因で完全硬化
する樹脂が従来より研究されており、特開昭63−20
HllZ号公報に開示されて′いるようにUV・熱併用
低吸湿樹脂の開発が行なわれている。これは、系中にア
クリロイル基、エポキシ基およびカルボキシル基を含有
させたものであり、光硬化の際はアクリロイル基が重合
することにより硬化し、熱硬化の際はエポキシ基とカル
ボキシル基が結合することにより硬化するものである。
しかし、この系ではエポキシ基とカルボキシル基が結合
する際に加熱を要するため、熱に弱い基材には適用する
ことができない。
また、系中にエポキシ基とアクリロイル基を含む樹脂に
使用直前にエポキシ基を開環させる触媒を加えることに
より、光硬化ではアクリロイル基の重合が起こり、熱硬
化または常温硬化ではエポキシ基同士またはエポキシ基
と系中に含まれている水酸基とが結合して硬化するもの
も市販されている。しかし、この系では主剤に対して添
加する触媒の量が著しく少なく、しかも両者の粘度も大
きく異なるため自動混合には不適当である。
特開平1.−85288号公報では紫外線および湿気で
硬化する接着剤組成物が開発されている。しかし、この
系では湿気の到達できない厚膜の硬化ができない、イソ
シアネートを用いているため炭酸ガスが気泡となって発
泡しやすいという欠点がある。
アクリロイル基を含む感光性樹脂にさらに熱重合性の過
酸化物を加えることにより熱重合性を付与することが特
開昭63−230705号公報に開示されているが、厚
膜硬化のばあい重合熱が大きく、さらにアクリロイル基
の重合自体の収縮の影響で基材に対する密着性がわるく
、また酸素の重合阻害による表面硬化阻害のため、表面
にべたつきが残るという問題がある。
[発明が解決しようとする課題〕 以上のように、従来の樹脂組成物では、光で仮硬化し、
常温で完全硬化が可能で、ボッティングなどによる厚膜
硬化、自動塗布に適し、とくに自動化生産ラインでその
効果を如何なく発揮できる表面硬化性の良好なものにす
ることができない。
本発明はこれらの欠点をすべて解消し、光照射で固体と
なり、さらに常温で強靭な硬化物となり、しかも厚膜硬
化性、表面硬化性、基材との密着性、耐環境性、電気絶
縁性に優れ、かつ自動混合塗布可能な2液混合型硬化性
樹脂組成物を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、 囚分子内のエポキシ基の一部がアクリル変性されたエポ
キシアクリレート、分子内に少なくとも2個のアクリロ
イル基を有するウレタンアクリレート、ビスフェノール
型エポキシオリゴマーおよび光重合開始剤を主成分とす
る主剤液ならびに(3) 3 、9−ビス(3−アミノ
プロピル) −2,4,g、IO−テトラスピロ[5,
5]ウンデカンまたはその変性物を主成分とする硬化剤
液 からなる2液混合型硬化性樹脂組成物 に関する。
[作用・実施例] 本発明の2液混合型硬化性樹脂組成物は、以下に示す主
剤液と硬化剤液とからなる。
主剤液は、分子内のエポキシ基の一部がアクリル変性さ
れたエポキシアクリレート、分子内に少なくとも2個の
アクリロイル基を有するウレタンアクリレート、ビスフ
ェノール型エポキシオリゴマーおよび光重合開始剤を主
成分とする。
前記エポキシアクリレートは、光重合成分として配合さ
れる成分である。
エポキシアクリレートの分子量は200〜5000が好
ましく、 250〜4000がさらに好ましい。該分子
量が200未満では樹脂の硬化収縮が大きいため基材に
対する密着性が低下し、さらに樹脂自体の可塑性が失な
われるため、靭性が低下し、5000をこえるとエポキ
シアクリレート自体が高粘度または固体状になり、さら
にエポキシ当量が増加するので、主剤に対する添加量に
著しい制限を受け、また分子量が大きくなると硬化剤と
の相溶性も低下し、硬化がさまたげられる傾向がある。
エポキシアクリレートのアクリル変性率(エステル化率
)は、0.3〜0.8が好ましく 、OJ5〜0.75
がさらに好ましい。エステル化率が0.8をこえると樹
脂組成物の靭性が低下し、0.3未満では光重合性が低
下するので、実用的ではない。
このようなエポキシアクリレートの例としては、たとえ
ばビスフェノールA型部分エステル化エポキシアクリレ
ート(たとえば昭和高分子鰭製、630X−150)、
ビスフェノールF型部分エステル化エポキシアクリレー
ト、ビスフェノールAD型部分エステル化エポキシアク
リレートなどの2官能ビスフエノール型エポキシオリゴ
マーを変性したものが好ましい。なお、多官能のノボラ
ック系は、密着性に悪影響をもたらすため適当ではない
。さらに、前記エポキシアクリレートに可撓性をもたせ
るためにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、
エピクロルヒドリン、ウレタンなどで変性したものや、
難燃性を付与するためにBr付加型のものも好ましい。
これらは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよ
い。
エポキシアクリレートの配合割合は、主剤液中8〜75
%(重量%、以下同様)、さらには10〜50%が好ま
しい。エポキシアクリレートが少なすぎると樹脂の靭性
に対する効果が見られず、多すぎると光硬化状態での靭
性が低下する。
主剤液には、光硬化の際の感度を増大させ、光硬化物の
靭性を向上させるために光重合成分としてさらにウレタ
ンアクリレートが配合される。
ウレタンアクリレートは2官能または3官能の化合物で
、分子量が500〜20000のものが好ましく、 7
00〜10000のものがさらに好ましい。該分子量が
500未満では光硬化の際に形成される光硬化膜の強度
が弱< 、20000をこえると硬化剤との相溶性が低
下して光硬化速度も小さくなる傾向がある。
このようなウレタンアクリレートの具体例としては、た
とえばケミリンク9503、同9504、同9505(
以上、サトマー社製)、アロニクスト1200、同M−
1100(以上、東亜合成化学工業■製) 、NKエス
テルU−108−A(新中村化学工業銖製) 、XP−
4200B、XP−7000BSXP−2700、XP
−3000B、 XP−2000BSXP−10(以上
、日本合成化学工業■製) 、Ebecryl−204
、同205、同210、同220、同230、同254
、同2B4、同265、同270、同320(以上、U
CB社製)、アートレジンllN−5200、同UN−
1,100、同0N−6060、同0N−9000、同
lN−1255、同UN −2500、同UN−125
5TM 、同SR−500、同5R−380G^、同5
H−9832(以上、根上工業株製)、ビームセット5
02H(荒用化学工業■製)などがあげられる。これら
は1種を用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
ウレタンアクリレートの配合割合は、主剤液中5〜50
%が好ましく、7〜40%がさらに好ましい。
該割合が5%未満では光硬化の際の感度増大、光硬化物
の靭性向上効果かえられに<<、50%をこえると基材
との密着性が低下し、さらに光来照射部分は常温硬化後
でも靭性向上効果が弱い傾向にある。この感度増大、靭
性向上効果は、光硬化状態でのハンドリングの際に重要
である。
主剤液には、粘度調整および光による硬化速度の向上を
計るために、分子量100〜2000の多官能アクリレ
ート系反応性希釈剤を添加してもよい。
前記反応性希釈剤の具体例としては、たとえばジペンタ
エリスリトールへキサアクリレート、ジベンタエリスリ
トールモノヒドロキシベンタアクリレ〜ト、アルキル変
性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(日本化
薬味製のカヤラッドD−310)、アルキル変性ジペン
タエリスリトールテトラアクリレート(日本化薬■製の
カヤラッドD−320)、カプロラクトン変性ジペンタ
エリスリトールへキサアクリレート類(日本化薬■製の
DPCA−20、DPCA−30、DPCA−80、D
PCA−120) 、ジトリメチロールプロパンテトラ
アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート
、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチ
ロールプロパントリアクリレートがあげられる。当然の
ことながらアクリレートがメタクリレートにおきかわっ
たものも使用しうる。
前記反応性希釈剤の配合割合は、多すぎると樹脂の靭性
が損なわれるので、主剤液中20%以下が好ましい。
主剤液には、さらに密着性、靭性の向上のためにビスフ
ェノール型エポキシオリゴマーが配合される。
ビスフェノール型エポキシオリゴマーの分子量は 30
0〜3000が好ましく、 500〜2000がさらに
好ましい。該分子量300未満では硬化物がもろくなり
、かつ基材との密着性が低下し、3000をこえると系
のエポキシ当量が大きくなるため、硬化剤との混合比の
バランスがわるくなり、さらに系の粘度も高くなるため
作業性が低下する傾向がある。
また、エポキシ当量は150〜1000が好ましい。
このようなエポキシオリゴマーの具体例とじては、たと
えばビスフェノールA型エポキシオリゴマー ビスフェ
ノールF型エポキシオリゴマービスフェノールAD型エ
ポキシオリゴマーなどがあげられ、主剤液の粘度に応じ
て選択される。
ビスフェノール型エポキシオリゴマーの配合割合は、主
剤液中の20〜85%が好ましく、30〜80%がさら
に好ましい。該割合が20%未満では硬化物に充分な耐
熱性、靭性がえられない傾向があり、85%をこえると
光硬化性が低下する傾向がある。
また、主剤液には必要に応じて、樹脂に可撓性を付与す
るため、ビスフェノール型エポキシオリゴマーの一部(
20%程度以下)のかわりにウレタン変性エポキシオリ
ゴマーを配合してもよく、その具体例としては、たとえ
ば旭電化工業観製のEPU−6、EPU−6A、 EP
tJ−11、EPU−15、EPU−73、EPU−1
7などがあげられる。
主剤液に配合される光重合開始剤としては、厚膜硬化に
適したものが好ましい。このような光重合開始剤の具体
例としては、たとえばジェトキシアセトフェノン、ベン
ゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテ
ル、ベンジルジメチルケタール、カンファーキノン、2
−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニルツー2−
モルフォリノプロパン−1,2−ヒドロキシ−2−メチ
ル−ニーフェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソ
プロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロ
パンなどがあげられる。
光重合開始剤の配合割合は主剤液中2〜10%が好まし
く、2.5〜5%がさらに好ましい。該割合が2%未満
では光硬化の感度が低下する傾向があり、10%をこえ
ると光硬化膜厚が薄くなり、硬化物の密着性、耐湿性、
耐熱性が低下する傾向がある。
さらに、低粘度の主剤液をうるために脂肪族ジグリシジ
ルエーテル類などのエポキシ樹脂希釈剤を用いてもよい
。エポキシ樹脂希釈剤を用いるばあい、その配合割合は
、主剤液中20%以下であるのが、硬化物の靭性、耐熱
性および基材との密着性の点から好ましい。
また、主剤液には用途に合わせてカップリング剤、増粘
剤、レベリング剤、着色剤、フィラーなどを配合しても
よい。
主剤液の粘度は、通常400〜10000cps(35
℃)程度に調整される。
本発明に用いる硬化剤液は、3.9−ビス(3−アミノ
プロピル)−2,4,Ill、10−テトラスピロ[5
,5コウンデカン(以下、ATUという)またはその変
性物を主成分とするものである。
ATUは脂肪族の化合物であるため、紫外線の透過性が
よく、しかも他の脂肪族系エポキシ硬化剤と比較して、
硬化物の耐熱性、靭性を優れたものにしうる。なお、こ
の化合物は常温で結晶を形成するため、通常、変性して
販売されており、本発明にはそのような変性物をそのま
ま用いてもよい。
該変性物としては、たとえば油化シェルエポキシ■製の
エポメイトシリーズがあげられる。
ATUやATLI変性物の配合割合は、硬化剤液中50
〜100%が好ましく、55〜100%がさらに好まし
い。該割合が50%未満ではATLIの特徴を生かした
硬化物かえられず、とくに熱衝撃で耐クラツク性が低下
する。
硬化剤液には、ほかの硬化剤成分を配合してもよく、そ
のような硬化剤成分としては活性水素当量の大きなポリ
アミドやポリエーテルジアミン、その変性物が適当であ
る。ポリエーテルジアミンは粘度が低いのでビスフェノ
ール型エポキシオリゴマーと反応させることにより増粘
することができる。しかしながらこれらは反応速度や活
性水素当量を調節するのに有効であるが、多量に用いる
と硬化物の靭性および耐湿性を低下させる。したがって
配合割合は硬化剤液中50%以下が好ましい。
また、硬化剤液には用途に合わせてカップリング剤、増
粘剤、消泡剤、レベリング剤、着色剤、フィラーなどを
配合してもよい。
硬化剤液の粘度は、通常400〜10000cps(3
5℃)程度に調整される。
本発明の2液混合型硬化性樹脂組成物は、前記主剤液と
硬化剤液とからなるものであり、使用直前に混合して使
用される。
主剤液と硬化剤液の混合比は、エポキシ当量/活性水素
当量が0.8/ 1〜110.8の範囲が好ましい。ま
た重量比では主剤液/硬化剤液が1/4〜4/1の範囲
が好ましく、1/1に近い程好ましいが、通常は硬化剤
の配合比の方が少ない。
混合方法にはとくに限定はなく、たとえば自動混合吐出
機を用いたり、人による計量混合、吐出をしたりするこ
とができる。
自動混合吐出機を用いるばあい、均一に混合するために
2つの液の粘度の差は小さい方が好ましく、また、2つ
の液の混合比は極端に異ならないようにするのが好まし
いが、本発明の樹脂組成物においては、主剤液と硬化剤
液の粘度を容易に調整でき、使用量が大きく違わないよ
うにしうるため、自動塗布に適した樹脂組成物とするこ
とができる。
本発明の樹脂組成物は、光を照射して樹脂組成物を仮硬
化させ、室温または加熱条件下に放置することにより序
々に本硬化させることが可能であり、厚さがlan程度
のポツティングでも完全に硬化でき、表面硬化性、基材
との密着性、電気絶縁性に優れた硬化物かえられる。
つぎに本発明を実施例によってさらに具体的に説明する
が、これらはいずれも−例にすぎず、本発明はこれらに
限定されるものではない。
実施例1 リポキシ830X−150(昭和高分子仲製の50%ア
クリル化ビスA型エポキシアクリレート)23.8g。
EP−4901(旭電化工業■製のビスフェノールF型
エポキシ樹脂) 47.6g1SH−380G^(根土
工業■製の3官能ウレタンアクリレート)9.5g、グ
リシロールED−503(旭電化工業■製の2官能エポ
キシモノマー) 9.5 g、アロニクスト320(東
亜合成化学工業観製のプロピレンオキサイドダイマー変
性トリメチロールプロパントリアクリレート)4.8g
およびジェトキシアセトフェノン(DEAP)4.8g
を混合し、80℃に暖めながら撹拌した。混合物が透明
になったのち室温に戻して粘度が約700Cps (3
5℃)の樹脂組成物をえた。これを主剤液1とする。
一方、EH−28[1(旭電化工業■製のポリエーテル
ジアミン)N、、9rにEP−49013,1gを加え
た液を攪拌しながらチッ素雰囲気下で120℃4時間反
応させたのち、室温に戻した。えられた液体の粘度は約
750cps (35℃)であった。これにエポメート
BOO2(油化シェルエポキシ銖製のATO変性エポキ
シ硬化剤) 35.Ogを加え、全体が均一になるまで
撹拌して粘度が960cps (35℃)の硬化剤液を
えた。
これを硬化剤液1とする。
主剤液1と硬化剤液1を2=1(重量比)の割合で2液
混合吐出装置(ナカリキッドコントロール■製)を用い
て直径9cI111深さ10龍のポリエステルPRPシ
ャーレに注型し、250w超高圧水銀灯で50騰w/c
I#の照射強度で14秒間照射したところ、表面から約
4 mmの深さまで硬化した。さらにこのシャーレを2
0℃で12時間放置したところ、底まで完全に硬化した
。えられた硬化物はシャーレ壁面とよく密着しており、
シャーレを赤インク中に浸漬し、真空ポンプで減圧した
が、界面でのしみ込みは見られなかった。
硬化物のシヨアD硬度は21、UVを照射しないで硬化
させた硬化物のシヨアD硬度は19であった。
えられた硬化物とUv照射しなかったほかは同様にして
硬化させた硬化物との硬度の差はわずかであることから
、物性はほとんどエポキシ/アミン成分に起因している
と考えられる。
またポツティングしたシャーレを用いて一20℃1 h
r/ +80℃lhrのヒートショック試験を300サ
イクル行なったのち、さらに60℃、95%Rhの耐湿
試験30日の条件下に暴露したが、外観は当然のこと、
硬度、電気抵抗の変化は見られなかった。
実施例2 リポキン830X−15024,7g 、 EP−19
0149,4g 。
5)1−380G^12.3 g、 EPU−6(旭電
化工業■製のウレタン変性エポキシオリゴマー) 9.
9 g 、 5H−380GAI2.8g5DEAP 
3.7gおよびシリコーン系消泡剤0.005 gを混
合し、80℃に暖めながら撹拌した。
混合物が透明になってから室温に戻して粘度が約246
0cps (35℃)の樹脂組成物をえた。これを主剤
液2とする。
一方、EH−28011,5gにEP−49013,5
gを加えた液を撹拌しながらチッ素雰囲気下で120℃
4時間反応させたのち、室温に戻した。えられた液体の
粘度は約1800eps(35℃)であった。これにエ
ポメートBOO285゜Ogを加え、全体が均一になる
まで撹拌して粘度が約1870cps(35℃)の硬化
剤液をえた。これを硬化剤液2とする。
主剤液2と硬化剤液2を2:1の割合で2液混合吐出装
置(ナカリキッドコントロール■製)を用いて直径9■
、深さ10mmのポリエステルF”RPシャーレに注型
し、250w超高圧水銀灯で50+aW/c−の照射強
度で14秒間照射したところ、表面から約5 +amの
深さまで硬化した。さらにこのシャーレを20℃で12
時間放置したところ、底まで完全に硬化した。
えられた硬化物はシャーレ壁面とよく密着しており、シ
ャーレを赤インク中に浸漬し、真空ポンプで減圧したか
、界面でのしみ込みは見られなかった。
硬化物のUV照射面のシヨアD硬度は22、UVを照射
しないで硬化させた硬化物のシヨアD硬度は21.5で
あった。えられた硬化物とt+V照射しなかったほかは
同様にして硬化させた硬化物との硬度の差はわずかであ
ることから、物性はほとんどエポキシ/アミン成分に起
因していると考えられる。
またポツティングしたシャーレを用いて一20℃1 h
r/+80℃lhrのヒートショック試験を300サイ
クル行なったのち、さらに60℃、95%Rhの耐湿試
験30日の条件下に暴露したが、外観は当然のこと、硬
度、電気抵抗の変化は見られなかった。
実施例3 リポキシ[180X−15024,7g、 EP−49
0149,4g。
ビームセット502)1 (荒用化学工業■製のウレタ
ンアクリレート>7.41g、グリシロールED−50
34,94g、ジペンタエリスリトールへキサアクリレ
ート(DEHA)4.94g 5DEAP 3.7gお
よびシリコーン系消泡剤0.005 gを混合し、80
℃に暖めながら撹拌した。中の樹脂が透明になったのち
室温に戻して粘度約1900eps(35℃)の樹脂組
成物をえた。これを主剤液3とする。
一方、E)I−28011,5gにEP−49013,
5gを加えた液を撹拌しながらチッ素雰囲気下で120
℃4時間反応させたのち、室温に戻した。えられた液体
の粘度は約1350cps(35℃)であった。これに
エポメートBOO235,Ogを加え、全体が均一にな
るまで撹拌して粘度が約1350cps(35℃)の硬
化剤液をえた。これを硬化剤液3とする。
主剤液3と硬化剤液3を2=1の割合で2液混合吐出装
置(ナカリキッドコントロール■製)を用いて直径9部
、深さlhmのポリエステルFRPシャーレに注型し、
250v超高圧水銀灯で50mW/c−の照射強度で1
4秒間照射したところ、表面より約4 mmの深さまで
硬化した。さらにこのシャーレを20℃で12時間放置
したところ、底まで完全に硬化した。
えられた硬化物はシャーレ壁面とよく密着しており、硬
化物のUV照射面のシヨアD硬度は20,5、UVを照
射しないで硬化させた硬化物のシヨアD硬度は19,5
であった。えられた硬化物とUV照射しなかったほかは
同様にして硬化させた硬化物との硬度の差はわずかであ
ることから、物性はほとんどエポキシ/アミン成分に起
因していると考えられる。
またボッティングしたシャーレを用いて一20℃lhr
/+80℃lhrのヒートショック試験を300サイク
ル行なったのち、さらに60℃95%Rhの耐湿試験3
0日の条件下に暴露したが、外観は当然のこと、硬度、
電気抵抗の変化は見られなかった。
[発明の効果] 本発明の2液混合型硬化性樹脂組成物は、自動混合塗布
が可能であり、光照射で仮硬化し、常温での放置により
完全硬化でき、しかもその硬化物は基材との密着性、耐
環境性、電気絶縁性に優れたものになるという効果を奏
する。
代 理 人 大 石 増 雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(A)分子内のエポキシ基の一部がアクリル変性
    されたエポキシアクリレート、分子内に少なくとも2個
    のアクリロイル基を有するウレタンアクリレート、ビス
    フェノール型エポキシオリゴマーおよび光重合開始剤を
    主成分とする主剤液ならびに (B)3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,
    8,10−テトラスピロ[5,5]ウンデカンまたはそ
    の変性物を主成分とする硬化剤液 からなる2液混合型硬化性樹脂組成物。
JP27378490A 1990-10-12 1990-10-12 2液混合型硬化性樹脂組成物 Expired - Fee Related JP2761092B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1995018183A1 (en) * 1993-12-29 1995-07-06 Henkel Corporation Epoxy resins compatible with polyamine curing agents
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