JP2009298930A - ポリシロキサン系組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐熱性、耐光性、基材との接着性、密着性に優れるポリシロキサン系組成物を提供する。
【解決手段】アルケニル基および/またはヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)に対して、前記(a)成分とヒドロシリル化反応可能なヒドロシリル基および/またはアルケニル基を有する化合物を変性して得られた多面体構造ポリシロキサン、硬化剤、ヒドロシリル化触媒、分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサン、といった成分からなるポリシロキサン系組成物。
【選択図】なし
【解決手段】アルケニル基および/またはヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)に対して、前記(a)成分とヒドロシリル化反応可能なヒドロシリル基および/またはアルケニル基を有する化合物を変性して得られた多面体構造ポリシロキサン、硬化剤、ヒドロシリル化触媒、分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサン、といった成分からなるポリシロキサン系組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、高い透明性を維持し、耐熱性、耐光性、基材との接着性、密着性に優れる硬化性組成物に関する。
多面体骨格を有するポリシロキサンを含有することを特徴とする樹脂組成物は公知である。例えば、多面体骨格を有する官能基含有ポリシロキサンのヒドロシリル化硬化性組成物について、開示されている(例えば、非特許文献1)。該技術では、多面体骨格を有するビニル基含有ポリシロキサンと多面体骨格を有するヒドロシリル基含有ポリシロキサンから構成される例が示されており、耐熱性、耐光性に優れるが剛直で非常に脆い材料となり、成型加工性が悪く、接着性も低い。
他にも、エポキシ基を含有する多面体骨格を有するポリシロキサンを用いた硬化性組成物(特許文献1、2)や、特定の構造を有するポリシロキサンと直鎖状ポリシロキサンとのハイブリッド材料(特許文献3)など、多面体骨格を有するポリシロキサン化合物を用いた材料の開示は見られるが、高い透明性を維持し、耐熱性、耐光性に優れ十分な接着性を持ち合わせた例は見られず、新たな材料の開発が望まれていた。
J.Am.Chem.Soc.1998,120,8380−8391 特表2004−529984
特開2004−359933
特開2006−22207
J.Am.Chem.Soc.1998,120,8380−8391
高い透明性を維持し、耐熱性、耐光性、基材との接着性、密着性に優れるポリシロキサン系組成物を提供する。
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、アルケニル基および/またはヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)に対して、前記(a)成分とヒドロシリル化反応可能なヒドロシリル基および/またはアルケニル基を有する化合物を変性して得られた多面体構造ポリシロキサン、硬化剤、ヒドロシリル化触媒、分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサン、
といった成分からなるポリシロキサン系組成物が上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
といった成分からなるポリシロキサン系組成物が上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
すなわち本発明は、以下の構成を有するものである。
1).(A)アルケニル基および/またはヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)に対して、前記(a)成分とヒドロシリル化反応可能なヒドロシリル基および/またはアルケニル基を有する化合物(b)を変性して得られた多面体構造ポリシロキサン、
(B)硬化剤、
(C)ヒドロシリル化触媒、
(D)分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサン、
とから成るポリシロキサン系組成物。
(B)硬化剤、
(C)ヒドロシリル化触媒、
(D)分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサン、
とから成るポリシロキサン系組成物。
2).(A)成分が、温度20℃において、液状であることを特徴とする、1)に記載のポリシロキサン系組成物。
3).化合物(b)が、ヒドロシリル基および/またはアルケニル基を含有する環状シロキサンであることを特徴とする、1)または2)に記載のポリシロキサン系組成物。
4).化合物(b)が、分子末端にアルケニル基および/またはヒドロシリル基を含有する直鎖状シロキサンであることを特徴とする、1)または2)に記載のポリシロキサン系組成物。
5).(A)成分が、
[XR2SiO−SiO3/2]a[R'3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Rは、アルキル基またはアリール基;R'は、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンと連結している基、Xは、下記一般式(1)あるいは一般式(2)のいずれかの構造を有する
[XR2SiO−SiO3/2]a[R'3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Rは、アルキル基またはアリール基;R'は、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンと連結している基、Xは、下記一般式(1)あるいは一般式(2)のいずれかの構造を有する
6).(B)成分が、分子末端にヒドロシリル基またはアルケニル基を有するポリシロキサンであることを特徴とする1)〜5)のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
7).(B)成分が、両末端にヒドロシリル基またはアルケニル基を有する直鎖状のポリシロキサンであることを特徴とする1)〜6)のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
8).(D)成分が、
[SiO4/2]a[XR2SiO1/2] b[YR2SiO1/2]c[R3SiO1/2]d
(a,b,cは1以上の整数、dは0または1以上の整数;Xは水素原子、Yはエポキシ基を有する有機基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
の組成を有することを特徴とする1)〜7)のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
[SiO4/2]a[XR2SiO1/2] b[YR2SiO1/2]c[R3SiO1/2]d
(a,b,cは1以上の整数、dは0または1以上の整数;Xは水素原子、Yはエポキシ基を有する有機基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
の組成を有することを特徴とする1)〜7)のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
9).(D)成分が、
[XSiO3/2]a[YSiO3/2]b[RSiO3/2]c
(a,bは1以上の整数、cは0または1以上の整数;Xは水素原子、ヒドロシリル基を有する基、Yはエポキシ基を有する基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
の組成を有することを特徴とする1)〜7)のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
[XSiO3/2]a[YSiO3/2]b[RSiO3/2]c
(a,bは1以上の整数、cは0または1以上の整数;Xは水素原子、ヒドロシリル基を有する基、Yはエポキシ基を有する基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
の組成を有することを特徴とする1)〜7)のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
10).(D)成分が、多面体構造ポリシロキサンであることを特徴とする1)〜9)のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
11).(D)成分が、温度20℃において、液状であることを特徴とする1)〜10)のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
高い透明性を維持し、耐熱性、耐光性、基材との接着性、密着性に優れるポリシロキサン系組成物を提供することができる。
以下に、本発明について詳細に説明する。
<(A)多面体構造ポリシロキサン>
本発明における(A)成分は、アルケニル基および/またはヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)に対して、前記(a)成分とヒドロシリル化反応可能なヒドロシリル基および/またはアルケニル基を有する化合物(b)を変性して得られた多面体構造ポリシロキサンである。本発明においては、ポリシロキサン合成時にはゲル化しないことを特徴とし、得られる多面体構造ポリシロキサンは、ハンドリング性、成形加工性の観点から、温度20℃で液状とすることが可能である。
本発明における(A)成分は、アルケニル基および/またはヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)に対して、前記(a)成分とヒドロシリル化反応可能なヒドロシリル基および/またはアルケニル基を有する化合物(b)を変性して得られた多面体構造ポリシロキサンである。本発明においては、ポリシロキサン合成時にはゲル化しないことを特徴とし、得られる多面体構造ポリシロキサンは、ハンドリング性、成形加工性の観点から、温度20℃で液状とすることが可能である。
本発明における好ましい多面体構造ポリシロキサンについて、以下、具体的に説明する。
本発明における好ましい多面体構造ポリシロキサンは、シロキサン単位 [XR2SiO−SiO3/2]を必須単位として構成されることを特徴とし、必要に応じて、物性調整ユニットとしての任意のシロキサン単位[R'3SiO−SiO3/2]を構成単位として含有し、以下の式、
[XR2SiO−SiO3/2]a[R'3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Xは一般式(1)あるいは一般式(2)のいずれかの構造を有し、Xが複数ある場合は一般式(1)あるいは一般式(2)の構造が異なっていても良くまた一般式(1)あるいは一般式(2)の構造が混在していても良い;Rは、アルキル基またはアリール基;R'は、アルキル基、アリール基、または、他の多面体構造ポリシロキサンと連結している基)
で表されるシロキサン単位から構成される多面体構造ポリシロキサンが例示される。ここで、aは平均して1以上、好ましくは2以上であることが好ましく、また、bは0または1以上の整数である。a+bは6〜24の整数、好ましくは、6〜12の整数である。
本発明における好ましい多面体構造ポリシロキサンは、シロキサン単位 [XR2SiO−SiO3/2]を必須単位として構成されることを特徴とし、必要に応じて、物性調整ユニットとしての任意のシロキサン単位[R'3SiO−SiO3/2]を構成単位として含有し、以下の式、
[XR2SiO−SiO3/2]a[R'3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Xは一般式(1)あるいは一般式(2)のいずれかの構造を有し、Xが複数ある場合は一般式(1)あるいは一般式(2)の構造が異なっていても良くまた一般式(1)あるいは一般式(2)の構造が混在していても良い;Rは、アルキル基またはアリール基;R'は、アルキル基、アリール基、または、他の多面体構造ポリシロキサンと連結している基)
で表されるシロキサン単位から構成される多面体構造ポリシロキサンが例示される。ここで、aは平均して1以上、好ましくは2以上であることが好ましく、また、bは0または1以上の整数である。a+bは6〜24の整数、好ましくは、6〜12の整数である。
以下、シロキサン単位
[XR2SiO−SiO3/2]
について説明する。
[XR2SiO−SiO3/2]
について説明する。
シロキサン単位[XR2SiO−SiO3/2]は、後述のヒドロシリル化触媒存在下、ヒドロシリル化反応により硬化剤との架橋反応を発生させる、あるいは、硬化させる役割を担うユニットである。
ここで、好ましいXとしては、一般式(1)あるいは一般式(2)のいずれかの式で表される基であれば特に限定はないが、mは1〜7の整数であることが好ましく、nは2〜4の整数であることが好ましい。
本発明におけるシロキサン単位は、多面体骨格の構成する全シロキサン単位のうち、平均して2つ以上含有することが好ましい。すなわち、一般式(1)におけるaは2以上が好ましい。含有するシロキサン単位が少ないと硬化性が不十分となり、さらには、得られる硬化物の強度が低下する恐れがある。
次に、任意のシロキサン単位
[R'3SiO−SiO3/2]
について説明する。
[R'3SiO−SiO3/2]
について説明する。
シロキサン単位[R'3SiO−SiO3/2]は、本発明における多面体構造ポリシロキサンおよび得られる硬化物の物性調整を行うためのユニットである。本シロキサン単位は、実質的に、反応可能な置換基を含有しないため、架橋密度の調整、皮膜性、レベリング性、脆さ改善などが可能となる。
本シロキサン単位におけるR'としては、アルキル基、アリール基、アルケニル基、水素原子、または、他の多面体構造ポリシロキサンと連結している基を好適に用いることができる。
前記アルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが例示されるが、さらには、実質的に反応性を有しない置換基で一部を置き換えられていてもよい。実質的に反応性を有しない置換基で一部を置き換えられたアルキル基としては、具体的に例えば、ポリシロキサニルアルキル基が例示され、レベリング性や皮膜性、また、後述の硬化剤や硬化開始剤との相溶性などの付与も可能となり、また、化合物の性状を液状にすることも可能である。
前記アルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが例示されるが、さらには、実質的に反応性を有しない置換基で一部を置き換えられていてもよい。実質的に反応性を有しない置換基で一部を置き換えられたアルキル基としては、具体的に例えば、ポリシロキサニルアルキル基が例示され、レベリング性や皮膜性、また、後述の硬化剤や硬化開始剤との相溶性などの付与も可能となり、また、化合物の性状を液状にすることも可能である。
<多面体構造ポリシロキサン変性体の製造方法>
まず、多面体構造シロキサン系化合物(a)について、詳しく説明する。
まず、多面体構造シロキサン系化合物(a)について、詳しく説明する。
前記アルケニル基および/またはヒドロシリル基を含有する多面体構造シロキサン系化合物(a)の合成方法としては、例えば、R1SiXa 3(式中R1は、アルケニル基または水素原子を表し、Xaは、ハロゲン原子、アルコキシ基等の加水分解性官能基を表す)のシラン化合物の加水分解縮合反応によって得ることができる。
または、R1SiXa 3の加水分解縮合反応によって分子内に3個のシラノール基を有するトリシラノール化合物を合成したのち、さらに、同一もしくは異なる3官能性シラン化合物を反応させることにより閉環し、多面体構造ポリシロキサンを合成する方法も知られている。
その他の多面体構造シロキサン系化合物(a)の合成方法としては、例えば、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランを、トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウムヒドロキシド等の塩基存在下、加水分解縮合反応により、多面体構造を有するケイ酸塩を得、さらに得られたケイ酸塩をアルケニル基および/またはヒドロシリル基を有するシリルクロライド等のシリル化剤と反応させることにより合成することができる。本発明においては、テトラアルコキシランの替わりに、シリカや稲籾殻等のシリカを含有する物質からも、同様の多面体構造ポリシロキサンを得ることが可能である。
本発明における多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)の好ましい例としては、具体的に例えば、以下の式で表されるアルケニル基を有する多面体構造ポリシロキサン系化合物
[AR2 2SiO−SiO3/2]a[R3 3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Aはアルケニル基および/または水素原子。ただし、少なくとも1つはアルケニル基である;R2は、アルキル基またはアリール基;R3は、アルケニル基および水素原子以外の置換基、例えば、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンやシロキサン化合物と連結している基)が例示される。
[AR2 2SiO−SiO3/2]a[R3 3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Aはアルケニル基および/または水素原子。ただし、少なくとも1つはアルケニル基である;R2は、アルキル基またはアリール基;R3は、アルケニル基および水素原子以外の置換基、例えば、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンやシロキサン化合物と連結している基)が例示される。
このような(a)成分を用いる場合、(b)成分としてヒドロシリル基を有する化合物を用いることにより、例えば、後述のヒドロシリル化触媒の存在下、ヒドロシリル化反応によって多面体構造ポリシロキサン変性体を得ることができる。この際、前記多面体構造シロキサン系化合物(a)のアルケニル基は、すべて反応する必要はなく、一部残存していてもよい。また、複数の多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)と複数のヒドロシリル基を有する化合物(b)が反応していても良い。
本発明における多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)の他の好ましい例としては、具体的に例えば、
[BR2 2SiO−SiO3/2]a[R3 3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Bはアルケニル基および/または水素原子。ただし、少なくとも1つは水素原子である;R2は、アルキル基またはアリール基;R3は、アルケニル基および水素原子以外の置換基、例えば、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンやシロキサン化合物と連結している基)が例示される。
[BR2 2SiO−SiO3/2]a[R3 3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Bはアルケニル基および/または水素原子。ただし、少なくとも1つは水素原子である;R2は、アルキル基またはアリール基;R3は、アルケニル基および水素原子以外の置換基、例えば、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンやシロキサン化合物と連結している基)が例示される。
このような(a)成分を用いる場合、(b)成分としてアルケニル基を有する化合物を用いることにより、例えば、後述のヒドロシリル化触媒の存在下、ヒドロシリル化反応によって多面体構造ポリシロキサン変性体を得ることができる。この際、前記多面体構造シロキサン系化合物(a)の水素原子は、すべて反応する必要はなく、一部残存していてもよい。また、複数の多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)と複数のヒドロシリル基を有する化合物(b)が反応していても良い。
次に、ヒドロシリル基および/またはアルケニル基を有する化合物(b)について、説明する。
前記、ヒドロシリル基を有する化合物は、ヒドロシリル基(Si原子に直結した水素原子)を有するものであり、前記多面体構造シロキサン系化合物(a)のアルケニル基と反応して、多面体構造ポリシロキサン分子に新たに反応性官能基を有する基を導入するための成分である。
本発明における好ましいヒドロシリル基を有する化合物としては、具体的に例えば、ヒドロシリル基(Si原子に直結した水素原子)を有するものであり、前記多面体構造シロキサン系化合物(a)のアルケニル基と反応して、一般式(1)あるいは一般式(2)のいずれかの式で表されるXを形成するものが挙げられる。
前記、ヒドロシリル基を有する化合物としては、ヒドロシリル基含有シロキサン化合物、具体的に例えば、両末端にヒドロシリル基を有する直鎖状のポリシロキサン、ヒドロシリル基を含有する環状シロキサンなどが好ましいものとして挙げられる。これらヒドロシリル基を有する化合物は単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記、両末端にヒドロシリル基を有する直鎖状のポリシロキサンの具体例としては、ジメチルハイドロジェンシリル基で末端が封鎖されたポリもしくはオリゴシロキサン、テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルトリシロキサンなどが例示される。
ヒドロシリル基を含有する環状シロキサンとしては、1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1−プロピル−3,5,7−トリハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5−ジハイドロジェン−3,7−ジヘキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5−トリハイドロジェン−トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタハイドロジェン−1,3,5,7,9−ペンタメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9,11−ヘキサハイドロジェン−1,3,5,7,9,11−ヘキサメチルシクロシロキサンなどが例示される。
上記ヒドロシリル基含有シロキサン化合物の添加量は、多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)のアルケニル基の個数1個あたり、Si原子に直結した水素原子の数が2.5〜20個になるように用いることが好ましいが、化合物に依存する。添加量が少ないと、架橋反応によりゲル化が生じてハンドリング性の劣るポリシロキサン系化合物となり、多すぎると、硬化物の物性に悪影響を及ぼす場合がある。さらには、過剰量のヒドロシリル基含有シロキサン化合物を存在させるため、例えば減圧・加熱条件下にて、未反応のヒドロシリル基含有シロキサン化合物を取り除くことが好ましい。
その他の好ましいヒドロシリル基を有する化合物としては、エポキシ基、加水分解性シリル基、オキセタニル基、(メタ)アクリロイル基、チオール基からなる群において選ばれる少なくとも1つの反応性官能基を含有するヒドロシリル基含有化合物が例示できる。
上記反応性官能基を含有するヒドロシリル基含有化合物の添加量は、多面体構造シロキサン中間体のアルケニル基の個数1個あたり、Si原子に直結した水素原子の数が0.2〜1.5個になるように用いることが好ましいが、化合物に依存する。添加量が少ないと、反応性官能基の導入率が低下し、得られる硬化物の物性に悪影響を及ぼす場合がある。また、添加量が多すぎると、未反応の反応性官能基を含有するヒドロシリル基含有化合物が残留し、硬化物の物性に悪影響を及ぼす場合がある。
前記、アルケニル基を有する化合物は、アルケニル基を有するものであり、前記多面体構造シロキサン系化合物(a)のヒドロシリル基と反応して、多面体構造ポリシロキサン分子に新たな官能基を導入するための成分である。
前記、アルケニル基を有する化合物としては、アルケニル基含有シロキサン化合物、具体的に例えば、両末端にアルケニル基を有する直鎖状のポリシロキサン、アルケニル基を含有する環状シロキサンなどが好ましいものとして挙げられる。これらヒドロシリル基を有する化合物は単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記、アルケニル基を有する化合物は、前記多面体構造シロキサン系化合物(a)のヒドロシリル基と反応して、多面体構造ポリシロキサン分子に新たな官能基を導入するための成分である。
前記、アルケニル基を有する化合物としては、アルケニル基含有シロキサン化合物、具体的に例えば、両末端にアルケニル基を有する直鎖状のポリシロキサン、アルケニル基を含有する環状シロキサンなどが好ましいものとして挙げられる。これらアルケニル基を有する化合物は単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記、両末端にアルケニル基を有する直鎖状のポリシロキサンの具体例としては、ジメチルビニルシリル基で末端が封鎖されたポリもしくはオリゴシロキサン、テトラメチルジビニルジシロキサン、ヘキサメチルジビニルトリシロキサンなどが例示される。
アルケニル基を含有する環状シロキサンとしては、1,3,5,7−テトラビニル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1−プロピル−3,5,7−トリビニル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5−ジビニル−3,7−ジヘキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5−トリビニル−トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタビニル−1,3,5,7,9−ペンタメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9,11−ヘキサビニル−1,3,5,7,9,11−ヘキサメチルシクロシロキサンなどが例示される。
アルケニル基を有する化合物の添加量は、多面体構造シロキサン中間体のSi原子に直結した水素原子1個あたり、アルケニル基が2.5〜20個になるように用いることが好ましいが、化合物に依存する。添加量が少ないと、架橋反応によりゲル化が生じてハンドリング性の劣るポリシロキサン系化合物となり、多すぎると、硬化物の物性に悪影響を及ぼす場合がある。
上記反応性官能基を含有するアルケニル基含有化合物の添加量は、多面体構造シロキサン中間体のアルケニル基の個数1個あたり、Si原子に直結した水素原子の数が0.2〜1.5個になるように用いることが好ましいが、化合物に依存する。添加量が少ないと、反応性官能基の導入率が低下し、得られる硬化物の物性に悪影響を及ぼす場合がある。また、添加量が多すぎると、未反応の反応性官能基を含有するアルケニル基含有化合物が残留し、硬化物の物性に悪影響を及ぼす場合がある。
本発明においては、耐熱性、耐光性の観点から、Si原子上は、水素原子、ビニル基およびメチル基から構成されることが好ましい。
本願発明の多面体構造ポリシロキサン系化合物は、硬化物を調整する上でハンドリング性等の面から液体であることが好ましく、また、成型体の光線透過率の面で透明であることが好ましい。
<(B)硬化剤>
本発明における(B)成分は、前記多面体構造ポリシロキサン(A)と反応可能なヒドロシリル基またはアルケニル基を有する化合物であり、多面体構造ポリシロキサン分子を硬化させる成分である。
本発明における(B)成分は、前記多面体構造ポリシロキサン(A)と反応可能なヒドロシリル基またはアルケニル基を有する化合物であり、多面体構造ポリシロキサン分子を硬化させる成分である。
前記、アルケニル基を有する化合物は1分子中に少なくともアルケニル基を2個含有するものが好ましく、アルケニル基を有する直鎖構造のポリシロキサン、分子末端にアルケニル基を有するポリシロキサン、アルケニル基を含有する環状シロキサンなどが例示される。本発明において、アルケニル基を有する化合物は、得られる硬化物の強度の観点から、分子末端にアルケニル基を有するポリシロキサンであることが好ましく、両末端にアルケニル基を有する直鎖状のポリシロキサンであることがさらに好ましい。これらアルケニル基を有する化合物は単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
直鎖構造を有するアルケニル基含有ポリシロキサンの具体例としては、ジメチルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位及び末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、ジフェニルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位及び末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、メチルフェニルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位及び末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、ジメチルビニルシリル基で末端が封鎖されたポリシロキサン、などが例示される。
分子末端にアルケニル基を有するポリシロキサンの具体例としては、先に例示したジメチルアルケニル基で末端が封鎖されたポリシロキサン、ジメチルアルケニルシロキサン単位とSiO2単位、SiO3/2単位、SiO単位からなる群において選ばれる少なくとも1つのシロキサン単位からなるポリシロキサンなどが例示される。
アルケニル基を含有する環状シロキサン化合物としては、1,3,5,7−ビニル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1−プロピル−3,5,7−トリビニル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5−ジビニル−3,7−ジヘキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5−トリビニル−トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタビニル−1,3,5,7,9−ペンタメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9,11−ヘキサビニル−1,3,5,7,9,11−ヘキサメチルシクロシロキサンなどが例示される。
本発明においては、耐熱性、耐光性の観点から、Si原子上は、水素原子、ビニル基およびメチル基から構成されることが好ましい。
前記、ヒドロシリル基を有する化合物は、ヒドロシリル基を有する化合物であれば特に限定されないが、1分子中に少なくともヒドロシリル基を2個含有するものが好ましく、ヒドロシリル基を有する直鎖構造のポリシロキサン、分子末端にヒドロシリル基を有するポリシロキサン、ヒドロシリル基を含有する環状シロキサンなどのシロキサン化合物が特に好ましい。これらヒドロシリル基を有する化合物は単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
直鎖構造を有するヒドロシリル基含有ポリシロキサンの具体例としては、ジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位及び末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、ジフェニルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位及び末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、メチルフェニルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位及び末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、ジメチルハイドロジェンシリル基で末端が封鎖されたポリシロキサン、などが例示される。
分子末端にヒドロシリル基を有するポリシロキサンの具体例としては、先に例示したジメチルハイドロジェンシリル基で末端が封鎖されたポリシロキサン、ジメチルハイドロジェンシロキサン単位(H(CH3)2SiO1/2単位)とSiO2単位、SiO3/2単位、SiO単位からなる群において選ばれる少なくとも1つのシロキサン単位からなるポリシロキサンなどが例示される。
ヒドロシリル基を含有する環状シロキサン化合物としては、1,3,5,7−ハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1−プロピル−3,5,7−トリハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5−ジハイドロジェン−3,7−ジヘキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5−トリハイドロジェン−トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタハイドロジェン−1,3,5,7,9−ペンタメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9,11−ヘキサハイドロジェン−1,3,5,7,9,11−ヘキサメチルシクロシロキサンなどが例示される。
本発明においては、耐熱性、耐光性の観点から、Si原子上は、水素原子、ビニル基およびメチル基から構成されることが好ましい。
硬化剤の添加量は種々設定できるが、アルケニル基1個あたり、Si原子に直結した水素原子が0.3〜5個、好ましくは、0.5〜2個となる割合であることが望ましい。
アルケニル基の割合が少なすぎると、発泡等による外観不良が生じやすくなり、また、多すぎると、硬化物の物性に悪影響を及ぼす場合がある。
アルケニル基の割合が少なすぎると、発泡等による外観不良が生じやすくなり、また、多すぎると、硬化物の物性に悪影響を及ぼす場合がある。
<(C)ヒドロシリル化触媒>
本発明の(C)成分であるヒドロシリル化触媒については、通常ヒドロシリル化触媒化触媒として用いられるものを用いることができ特に制限はなく、任意のものが使用できる。
本発明の(C)成分であるヒドロシリル化触媒については、通常ヒドロシリル化触媒化触媒として用いられるものを用いることができ特に制限はなく、任意のものが使用できる。
具体的には例示すれば、白金−オレフィン錯体、塩化白金酸、白金の単体、担体(アルミナ、シリカ、カーボンブラック等)に固体白金を担持させたもの;白金−ビニルシロキサン錯体{例えば、Ptn(ViMe2SiOSiMe2Vi)n、Pt〔(MeViSiO)4〕m};白金−ホスフィン錯体{例えば、Pt(PPh3)4、Pt(PBu3)4};白金−ホスファイト錯体{例えば、Pt〔P(OPh)3〕4、Pt〔P(OBu)3〕4}(式中、Meはメチル基、Buはブチル基、Viはビニル基、Phはフェニル基を表し、n、mは整数を表す)、Pt(acac)2、また、Ashbyらの米国特許第3159601及び3159662号明細書中に記載された白金−炭化水素複合体、並びにLamoreauxらの米国特許第3220972号明細書中に記載された白金アルコラ−ト触媒も挙げられる。
また、白金化合物以外の触媒の例としては、RhCl(PPh3)3、RhCl3、Rh/Al2O3、RuCl3、IrCl3、FeCl3、AlCl3、PdCl2・2H2O、NiCl2、TiCl4、等が挙げられる。これらの触媒は単独で使用してもよく、2種以上併用しても構わない。触媒活性の点から塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体、Pt(acac)2等が好ましい。
ヒドロシリル化触媒の添加量としては特に制限はないが、(A)成分中のポリシロキサン化合物(a)に含有されるアルケニル基1molに対して10-1〜10-10molの範囲で用いるのがよい。好ましくは10-4〜10-8molの範囲で用いるのがよい。また、ヒドロシリル化触媒は、一般に高価で腐食性であり、また、水素ガスを大量に発生して硬化物が発泡してしまう場合があるので10-1mol以上用いない方がよい。また、前述した(A)成分中に、ヒドロシリル化触媒が残存する場合は、残存するヒドロシリル化触媒を(C)成分として代用することも可能である。
ヒドロシリル化反応の反応温度としては、30〜400℃、さらに好ましくは、40〜250℃であることが好ましい。
<(D)分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサン>
(D)成分であるポリシロキサンとしては本願発明の組成物の基材との接着性を向上する目的で用いるものであり、分子内にエポキシ基、及びヒロシリル基を含有するポリシロキサンであれば特に限定はされない。
(D)成分であるポリシロキサンとしては本願発明の組成物の基材との接着性を向上する目的で用いるものであり、分子内にエポキシ基、及びヒロシリル基を含有するポリシロキサンであれば特に限定はされない。
本発明における好ましい分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサンは、ヒドロシリル基を有するシロキサン単位[XR2SiO1/2]、エポキシ基を有するシロキサン単位[YR2SiO1/2]、4官能性シロキサン単位[SiO4/2]を必須単位として構成されることを特徴とし、必要に応じて、物性調整ユニットとしての任意のシロキサン単位[R3SiO1/2]を構成単位として含有し、以下の式、
[SiO4/2]a[XR2SiO1/2] b[YR2SiO1/2]c[R3SiO1/2]d
(a,b,cは1以上の整数、dは0または1以上の整数;Xは水素原子、Yはエポキシ基を有する有機基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
で表されるシロキサン単位から構成されるポリシロキサンが例示される。
[SiO4/2]a[XR2SiO1/2] b[YR2SiO1/2]c[R3SiO1/2]d
(a,b,cは1以上の整数、dは0または1以上の整数;Xは水素原子、Yはエポキシ基を有する有機基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
で表されるシロキサン単位から構成されるポリシロキサンが例示される。
ヒドロシリル基を有するシロキサン単位[XR2SiO1/2]は前述のヒドロシリル化触媒存在下、ヒドロシリル化反応により多面体構造ポリシロキサン(A)、または硬化剤(B)との架橋反応が生じる、あるいは硬化、接着させる役割を担うことができるユニットである。
本発明におけるヒドロシリル基を有するシロキサン単位は、全シロキサン単位のうち、平均して1つ以上含有することが好ましい。すなわち、bは1以上が好ましい。含有するヒドロシリル基を有するシロキサン単位が少ないと硬化、接着が不十分となる恐れがある。
エポキシ基を有するシロキサン単位[YR2SiO1/2]におけるYとしては、下記一般式(3)で表される基が例示され、lは2〜4の整数、基材との接着性の観点から、Zは脂環式エポキシ基、グリシジル基を有する基を好適に使用することができる。
本発明におけるエポキシ基を有するシロキサン単位は、全シロキサン単位のうち、平均して1つ以上含有することが好ましい。すなわち、cは1以上が好ましい。含有するエポキシ基を有するシロキサン単位が少ないと接着性が低下する恐れがある。
4官能シロキサン単位[SiO4/2]は、本発明におけるポリシロキサンの主鎖構造を形成するためのユニットであり、全シロキサン単位のうち、平均して1つ以上含有することが好ましい。すなわち、aは1以上、好ましくは3以上が好ましい。
任意のシロキサン単位[R3SiO1/2]は、本発明におけるポリシロキサンの物性調整を行うためのユニットである。本シロキサン単位は、実質的に、反応可能な置換基を含有しないため、架橋密度の調整、皮膜性、レベリング性、脆さ改善などが可能となる。
本シロキサン単位におけるRとしては、アルキル基、アリール基等の有機基であれば特に制限はなく、アルキルであることが好ましい。
本発明における分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサンの他の好ましい例は、ヒドロシリル基を有するシロキサン単位[XSiO3/2]、エポキシ基を有するシロキサン単位[YSiO3/2]を必須単位として構成されることを特徴とし、必要に応じて、物性調整ユニットとしての任意のシロキサン単位[RSiO3/2]を構成単位として含有するポリシロキサンが例示される。
前記ポリシロキサンの好ましい例としては、具体的に例えば、
[XSiO3/2]a[YSiO3/2]b[RSiO3/2]c
(a,bは1以上の整数、cは0または1以上の整数;Xは水素原子、ヒドロシリル基を有する基、Yはエポキシ基を有する有機基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
ヒドロシリル基を有するシロキサン単位[XSiO3/2]は前述のヒドロシリル化触媒存在下、ヒドロシリル化反応により多面体構造ポリシロキサン(A)、または硬化剤(B)との架橋反応を発生させる、あるいは硬化、接着させる役割を担うユニットである。
[XSiO3/2]a[YSiO3/2]b[RSiO3/2]c
(a,bは1以上の整数、cは0または1以上の整数;Xは水素原子、ヒドロシリル基を有する基、Yはエポキシ基を有する有機基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
ヒドロシリル基を有するシロキサン単位[XSiO3/2]は前述のヒドロシリル化触媒存在下、ヒドロシリル化反応により多面体構造ポリシロキサン(A)、または硬化剤(B)との架橋反応を発生させる、あるいは硬化、接着させる役割を担うユニットである。
本発明におけるヒドロシリル基を有するシロキサン単位は、全シロキサン単位のうち、平均して1つ以上含有することが好ましい。すなわち、aは1以上が好ましい。含有するヒドロシリル基を有するシロキサン単位が少ないと硬化、接着が不十分となる恐れがある。
エポキシ基を有するシロキサン単位[YSiO3/2]における、Yとしては、前記した一般式(3)で表される基が例示される。
本発明におけるエポキシ基を有するシロキサン単位は、全シロキサン単位のうち、平均して1つ以上含有することが好ましい。すなわち、bは1以上が好ましい。含有するエポキシ基を有するシロキサン単位が少ないと接着性が低下する恐れがある。
任意のシロキサン単位[RSiO3/2]は、本発明におけるポリシロキサンの物性調整を行うためのユニットである。本シロキサン単位は、実質的に、反応可能な置換基を含有しないため、架橋密度の調整、皮膜性、レベリング性、脆さ改善などが可能となる。
本シロキサン単位におけるRとしては、アルキル基、アリール基等の有機基であれば特に制限はなく、アルキルであることが好ましい。
本発明における分子内にエポキシ基、及びヒロシリル基を含有するポリシロキサンは、多面体構造ポリシロキサン(A)及び硬化剤(B)との相溶性、反応性の面から多面体構造ポリシロキサンが好ましく、硬化させることで高い透明性を有する硬化物を与えることも可能である。
多面体構造ポリシロキサンとしては、具体的に例えば、
[SiO4/2]a[XR2SiO1/2] b[YR2SiO1/2]c[R3SiO1/2]d
(a,b,cは1以上の整数、dは0または1以上の整数;Xは水素原子、Yはエポキシ基を有する有機基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
で表されるシロキサン単位から構成される多面体構造ポリシロキサンが好ましい。ここで、a、b、cは平均して1以上、好ましくは2以上であることが好ましく、dは0または1以上の整数である。a、およびb+c+dは6〜24の整数、好ましくは、6〜12の整数である。
[SiO4/2]a[XR2SiO1/2] b[YR2SiO1/2]c[R3SiO1/2]d
(a,b,cは1以上の整数、dは0または1以上の整数;Xは水素原子、Yはエポキシ基を有する有機基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
で表されるシロキサン単位から構成される多面体構造ポリシロキサンが好ましい。ここで、a、b、cは平均して1以上、好ましくは2以上であることが好ましく、dは0または1以上の整数である。a、およびb+c+dは6〜24の整数、好ましくは、6〜12の整数である。
多面体構造ポリシロキサンの他の好ましい例としては、具体的に例えば、
[XSiO3/2]a[YSiO3/2]b[RSiO3/2]c
(a,bは1以上の整数、cは0または1以上の整数;Xは水素原子、ヒドロシリル基を有する基、Yはエポキシ基を有する基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
で表されるシロキサン単位から構成される多面体構造ポリシロキサンが好ましい。ここで、a、b、cは平均して1以上、好ましくは2以上であることが好ましい。a+b+cは6〜24の整数、好ましくは、6〜12の整数である。
[XSiO3/2]a[YSiO3/2]b[RSiO3/2]c
(a,bは1以上の整数、cは0または1以上の整数;Xは水素原子、ヒドロシリル基を有する基、Yはエポキシ基を有する基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
で表されるシロキサン単位から構成される多面体構造ポリシロキサンが好ましい。ここで、a、b、cは平均して1以上、好ましくは2以上であることが好ましい。a+b+cは6〜24の整数、好ましくは、6〜12の整数である。
次に、分子内にエポキシ基、及びヒロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサンの製造方法について述べる。
分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物の合成方法としては、例えば、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランを、トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウムヒドロキシド等の塩基存在下、加水分解縮合反応により、多面体構造を有するケイ酸塩を得、さらに得られたケイ酸塩をヒドロシリル基を有するシリルクロライド等のシリル化剤と反応させ、前記のヒドロシリル化触媒存在下、アルケニル基及びエポキシ基を有する化合物とヒドロシリル化することにより合成することができる。
本発明においては、テトラアルコキシランの替わりに、シリカや稲籾殻等のシリカを含有する物質からも、同様の多面体構造ポリシロキサンを得ることが可能である
ポリシロキサンの添加量としては、(A)成分および(B)成分の合計重量の0.05〜30重量%であることが好ましく、さらに好ましくは、0.1〜10重量%である。添加量が少ないと接着性改良効果が表れず、添加量が多いと硬化物の物性に悪影響を及ぼす場合がある。
ポリシロキサンの添加量としては、(A)成分および(B)成分の合計重量の0.05〜30重量%であることが好ましく、さらに好ましくは、0.1〜10重量%である。添加量が少ないと接着性改良効果が表れず、添加量が多いと硬化物の物性に悪影響を及ぼす場合がある。
本願発明の分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサンは、相溶性、ハンドリング性等の面から液体であることが好ましく、硬化させて得られる成形体の光線透過率の面で透明であることが好ましい。
<組成物>
本発明のポリシロキサン系組成物は、(A)多面体構造ポリシロキサン、(B)硬化物、(C)ヒドロシリル化触媒、(D)分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサンを必須成分として構成される。本発明のポリシロキサン系組成物は、透明な液状樹脂組成物となす事が可能である。液状組成物と成すことにより、基材に塗布し、加熱して硬化させることで基材との接着性に優れる透明の膜を得ることができ、例えば、各種接着剤、コーティング剤、封止剤として好適に用いることが可能である。
本発明のポリシロキサン系組成物は、(A)多面体構造ポリシロキサン、(B)硬化物、(C)ヒドロシリル化触媒、(D)分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサンを必須成分として構成される。本発明のポリシロキサン系組成物は、透明な液状樹脂組成物となす事が可能である。液状組成物と成すことにより、基材に塗布し、加熱して硬化させることで基材との接着性に優れる透明の膜を得ることができ、例えば、各種接着剤、コーティング剤、封止剤として好適に用いることが可能である。
また、本組成物は成形体に流し込み、加熱することにより、硬化物として得ることもできる。
硬化させる際に温度を加える場合は、好ましくは、30〜400℃、さらに好ましくは40〜250℃である。硬化温度が高くなり過ぎると、得られる硬化物に外観不良が生じる傾向があり、低すぎると硬化が不十分となる。また、2段階以上の温度条件を組み合わせて硬化させてもよい。具体的には例えば、70℃、120℃、150℃の様に段階的に硬化温度を引き上げていくことで、良好な硬化物を得ることができ好ましい。
硬化時間は硬化温度、用いるヒドロシリル化触媒の量及びヒドロシリル基の量その他、本願組成物のその他の配合物の組み合わせにより適宜選択することができるが、あえて例示すれば、1分〜10時間、好ましくは10分〜8時間行うことにより、良好な硬化物を得ることができる。
本発明に用いるポリシロキサン系組成物には、上記必須成分に加え、任意成分として本発明の効果を妨げない範囲で、必要に応じ増量剤として粉砕石英、炭酸カルシウム、カーボンなどの充填剤を添加してもよい。
また、本発明のポリシロキサン系組成物には、必要に応じて着色剤、耐熱性向上剤などの各種添加剤や反応制御剤、離型剤あるいは充填剤用分散剤などを任意で添加することができる。
この充填剤用分散剤としては、例えば、ジフェニルシランジオール、各種アルコキシシラン、カーボンファンクショナルシラン、シラノール基含有低分子量シロキサンなどが挙げられる。
また、本発明のポリシロキサン系組成物を難燃性、耐火性にするためには二酸化チタン、炭酸マンガン、Fe2O3、フェライト、マイカ、ガラス繊維、ガラスフレークなどの公知の添加剤を添加してもよい。なお、これら任意成分は、本発明の効果を損なわないように最小限の添加量に止めることが好ましい。
本発明に用いるポリシロキサン系組成物は、上記した成分をロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどの混練機を用いたり、遊星式攪拌脱泡機を用いて均一に混合し、必要に応じ加熱処理を施したりすることにより得ることができる。
本発明のポリシロキサン系組成物は、成形体として使用することができる。成形方法としては、押出成形、圧縮成形、ブロー成形、カレンダー成形、真空成形、発泡成形、射出成形、液状射出成形、注型成形などの任意の方法を使用することができる。
本発明によるポリシロキサン系組成物から得られる成形体は、耐熱性、耐光性に優れる。
本発明のポリシロキサン系組成物は、光学材料用組成物として用いることができる。ここで言う光学材料とは、可視光、赤外線、紫外線、X線、レーザーなどの光をその材料中を通過させる用途に用いる材料一般を示す。
本発明において得られる組成物および成形体の用途としては、具体的には、カラーフィルター、レジスト材料、液晶ディスプレイ分野における基板材料、パッシベーション膜、導光板、プリズムシート、偏向板、位相差板、視野角補正フィルム、接着剤、偏光子保護フィルムなどの液晶用フィルムなどの液晶表示装置周辺材料が例示される。
また、次世代フラットパネルディスプレイとして期待されるカラーPDP(プラズマディスプレイ)の封止剤、反射防止フィルム、光学補正フィルム、ハウジング材、前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材料、接着剤、またLED表示装置に使用されるLED素子のモールド材、前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材料、接着剤、またプラズマアドレス液晶(PALC)ディスプレイにおける基板材料、導光板、プリズムシート、偏向板、位相差板、視野角補正フィルム、接着剤、偏光子保護フィルム、また有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイにおける前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材料、接着剤、またフィールドエミッションディスプレイ(FED)における各種フィルム基板、前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材料、接着剤が例示される。
光記録分野では、VD(ビデオディスク)、CD/CD−ROM、CD−R/RW、DVD−R/DVD−RAM、MO/MD、PD(相変化ディスク)、光カード用のディスク基板材料、ピックアップレンズ、保護フィルム、封止剤、接着剤が例示される。
光学機器分野では、スチールカメラのレンズ用材料、ファインダプリズム、ターゲットプリズム、ファインダーカバー、受光センサー部が例示される。また、ビデオカメラの撮影レンズ、ファインダーが例示される。またプロジェクションテレビの投射レンズ、保護フィルム、封止剤、接着剤などが例示される。光センシング機器のレンズ用材料、封止剤、接着剤、フィルムなどが例示される。
光部品分野では、光通信システムでの光スイッチ周辺のファイバー材料、レンズ、導波路、素子の封止剤、接着剤などが例示される。光コネクタ周辺の光ファイバー材料、フェルール、封止剤、接着剤などが例示される。光受動部品、光回路部品ではレンズ、導波路、LED素子の封止剤、接着剤などが例示される。光電子集積回路(OEIC)周辺の基板材料、ファイバー材料、素子の封止剤、接着剤などが例示される。
光ファイバー分野では、装飾ディスプレイ用照明・ライトガイドなど、工業用途のセンサー類、表示・標識類など、また通信インフラ用および家庭内のデジタル機器接続用の光ファイバーが例示される。
半導体集積回路周辺材料では、LSI、超LSI材料用のマイクロリソグラフィー用のレジスト材料が例示される。
自動車・輸送機分野では、自動車用のランプリフレクタ、ベアリングリテーナー、ギア部分、耐蝕コート、スイッチ部分、ヘッドランプ、エンジン内部品、電装部品、各種内外装品、駆動エンジン、ブレーキオイルタンク、自動車用防錆鋼板、インテリアパネル、内装材、保護・結束用ワイヤーネス、燃料ホース、自動車ランプ、ガラス代替品が例示される。また、鉄道車輌用の複層ガラスが例示される。また、航空機の構造材の靭性付与剤、エンジン周辺部材、保護・結束用ワイヤーネス、耐蝕コートが例示される。
建築分野では、内装・加工用材料、電気カバー、シート、ガラス中間膜、ガラス代替品、太陽電池周辺材料が例示される。農業用では、ハウス被覆用フィルムが例示される。
次世代の光・電子機能有機材料としては、次世代DVD、有機EL素子周辺材料、有機フォトリフラクティブ素子、光−光変換デバイスである光増幅素子、光演算素子、有機太陽電池周辺の基板材料、ファイバー材料、素子の封止剤、接着剤などが例示される。
次に本発明の組成物を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(接着性試験)
ガラスチップ(2mm角)の片面にポリシロキサン系組成物(150g/m2)を塗布し、ガラスエポキシ板(太佑機材株式会社製)に積層し、60℃で3時間、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で1時間、180℃で1時間加熱した。室温まで冷却後、ボンドテスターSERIES4000(テイジ社製)を用いて、ガラスチップとガラスエポキシ板との接着強度を測定した。結果を表1に示す。
(接着性試験)
ガラスチップ(2mm角)の片面にポリシロキサン系組成物(150g/m2)を塗布し、ガラスエポキシ板(太佑機材株式会社製)に積層し、60℃で3時間、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で1時間、180℃で1時間加熱した。室温まで冷却後、ボンドテスターSERIES4000(テイジ社製)を用いて、ガラスチップとガラスエポキシ板との接着強度を測定した。結果を表1に示す。
(耐熱試験)
200℃に温度設定した熱風循環オーブン内にて、3mm厚板状成形体を24時間養生し、養生後の外観を評価し、変化がみられない場合を○、着色がみられる場合を×とした。
200℃に温度設定した熱風循環オーブン内にて、3mm厚板状成形体を24時間養生し、養生後の外観を評価し、変化がみられない場合を○、着色がみられる場合を×とした。
(耐光試験)
スガ試験機(株)社製、メタリングウェザーメーター(形式M6T)を用いた。ブラックパネル温度120℃、放射照度0.53kW/m2で、積算放射照度50MJ/m2まで照射後、照射後の外観を評価し、変化がみられない場合を○、着色がみられる場合を×とした。
スガ試験機(株)社製、メタリングウェザーメーター(形式M6T)を用いた。ブラックパネル温度120℃、放射照度0.53kW/m2で、積算放射照度50MJ/m2まで照射後、照射後の外観を評価し、変化がみられない場合を○、着色がみられる場合を×とした。
(製造例1)
アリルグリシジルエーテル1.12g、白金ビニルシロキサン錯体(3%白金、キシレン溶液)0.55μL、メチルシクロヘキサン10mLの混合溶液を、オクタ(ヒドロキシジメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサン2.00gとメチルシクロヘキサン10mLの混合溶液に滴下し、95℃で2時間加温したのち、室温まで冷却した。得られた反応溶液から、メチルシクロヘキサンと未反応のオクタ(ヒドロキシジメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサンを留去することにより、ポリシロキサン1.90gを得た。
アリルグリシジルエーテル1.12g、白金ビニルシロキサン錯体(3%白金、キシレン溶液)0.55μL、メチルシクロヘキサン10mLの混合溶液を、オクタ(ヒドロキシジメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサン2.00gとメチルシクロヘキサン10mLの混合溶液に滴下し、95℃で2時間加温したのち、室温まで冷却した。得られた反応溶液から、メチルシクロヘキサンと未反応のオクタ(ヒドロキシジメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサンを留去することにより、ポリシロキサン1.90gを得た。
(実施例1)
ポリシロキサン系化合物7.0gに、ビニル基を末端に含有する直鎖状ポリジメチルシロキサン(MVD8MV、クラリアント製)11.69g、製造例1で得たポリシロキサン0.58gを加え、ポリシロキサン系組成物を調整した。得られたポリシロキサン系組成物を型枠に流し込み、60℃で3時間、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で1時間、180℃で1時間加熱して硬化させ、3mm厚の評価用成形体を得た。このようにして得られた成形体の耐熱試験、耐光試験を行った。また、得られた組成物を接着性試験に供した。結果を表1に示す。
ポリシロキサン系化合物7.0gに、ビニル基を末端に含有する直鎖状ポリジメチルシロキサン(MVD8MV、クラリアント製)11.69g、製造例1で得たポリシロキサン0.58gを加え、ポリシロキサン系組成物を調整した。得られたポリシロキサン系組成物を型枠に流し込み、60℃で3時間、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で1時間、180℃で1時間加熱して硬化させ、3mm厚の評価用成形体を得た。このようにして得られた成形体の耐熱試験、耐光試験を行った。また、得られた組成物を接着性試験に供した。結果を表1に示す。
(比較例1)
製造例1で得たポリシロキサン系化合物1.0gに、ビニル基を末端に含有する直鎖状ポリジメチルシロキサン(MVD8MV、クラリアント製)1.65gを加え、ポリシロキサン系組成物を調整した。得られたポリシロキサン系組成物を型枠に流し込み、60℃で3時間、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で1時間、180℃で1時間加熱して硬化させ、3mm厚の評価用成形体を得た。このようにして得られた成形体の耐熱試験、耐光試験を行った。また、得られた組成物を接着性試験に供した。結果を表1に示す。
製造例1で得たポリシロキサン系化合物1.0gに、ビニル基を末端に含有する直鎖状ポリジメチルシロキサン(MVD8MV、クラリアント製)1.65gを加え、ポリシロキサン系組成物を調整した。得られたポリシロキサン系組成物を型枠に流し込み、60℃で3時間、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で1時間、180℃で1時間加熱して硬化させ、3mm厚の評価用成形体を得た。このようにして得られた成形体の耐熱試験、耐光試験を行った。また、得られた組成物を接着性試験に供した。結果を表1に示す。
Claims (11)
- (A)アルケニル基および/またはヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)に対して、前記(a)成分とヒドロシリル化反応可能なヒドロシリル基および/またはアルケニル基を有する化合物(b)を変性して得られた多面体構造ポリシロキサン、
(B)硬化剤、
(C)ヒドロシリル化触媒、
(D)分子内にエポキシ基、及びヒドロシリル基を含有するポリシロキサン、
とから成るポリシロキサン系組成物。 - (A)成分が、温度20℃において、液状であることを特徴とする、請求項1に記載のポリシロキサン系組成物。
- 化合物(b)が、ヒドロシリル基および/またはアルケニル基を含有する環状シロキサンであることを特徴とする、請求項1または2に記載のポリシロキサン系組成物。
- 化合物(b)が、分子末端にアルケニル基および/またはヒドロシリル基を含有する直鎖状シロキサンであることを特徴とする、請求項1または2に記載のポリシロキサン系組成物。
- (A)成分が、
[XR2SiO−SiO3/2]a[R'3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Rは、アルキル基またはアリール基;R'は、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンと連結している基、Xは、下記一般式(1)あるいは一般式(2)のいずれかの構造を有する
(lは2以上の整数;mは0以上の整数;nは2以上の整数;Yは水素原子、アルケニル基、アルキル基、アリール基、もしくは、アルキレン鎖を介して多面体構造ポリシロキサンと結合している部位であり、同一であっても異なっていてもよい;Zは、水素原子、アルケニル基、アルキル基、アリール基、もしくは、アルキレン鎖を介して多面体構造ポリシロキサンと結合している部位であり、同一であっても異なっていてもよい。ただし、YあるいはZの少なくとも1つは水素原子である;また、Xが複数ある場合は式(1)あるいは式(2)の構造が異なっていても良くまた式(1)あるいは式(2)の構造が混在していても良い))を構成単位とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。 - (B)成分が、分子末端にヒドロシリル基またはアルケニル基を有するポリシロキサンであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
- (B)成分が、両末端にヒドロシリル基またはアルケニル基を有する直鎖状のポリシロキサンであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
- (D)成分が、
[SiO4/2]a[XR2SiO1/2] b[YR2SiO1/2]c[R3SiO1/2]d
(a,b,cは1以上の整数、dは0または1以上の整数;Xは水素原子、Yはエポキシ基を有する有機基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
の組成を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。 - (D)成分が、
[XSiO3/2]a[YSiO3/2]b[RSiO3/2]c
(a,bは1以上の整数、cは0または1以上の整数;Xは水素原子、ヒドロシリル基を有する基、Yはエポキシ基を有する基、Rはアルキル基、アリール基等の有機基である)
の組成を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。 - (D)成分が、多面体構造ポリシロキサンであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
- (D)成分が、温度20℃において、液状であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリシロキサン系組成物。
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- 2008-06-13 JP JP2008155464A patent/JP2009298930A/ja active Pending
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