JP2015199851A - 電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物 - Google Patents
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Landscapes
- Sealing Material Composition (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
【課題】低温かつ短時間で硬化させた場合であっても、硬化途上で接触している各種基材に対しては初期接着性、接着耐久性、接着強度に優れ、かつ、十分な使用可能時間を確保できる電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物を提供する。
【解決手段】(A)1種類または2種類以上の硬化性オルガノポリシロキサン、(B)(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンにより、(b2)1種類または2種類以上の無機フィラーが予め表面処理されてなる補強性充填剤、および(C)硬化触媒を含有してなる、電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物および電気・電子部品が当該組成物により封止またはシールされてなる電気・電子機器。
【選択図】 なし
【解決手段】(A)1種類または2種類以上の硬化性オルガノポリシロキサン、(B)(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンにより、(b2)1種類または2種類以上の無機フィラーが予め表面処理されてなる補強性充填剤、および(C)硬化触媒を含有してなる、電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物および電気・電子部品が当該組成物により封止またはシールされてなる電気・電子機器。
【選択図】 なし
Description
本発明は、硬化性オルガノポリシロキサン、分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンにより予め表面処理されてなる補強性充填剤および硬化触媒を含有してなる電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物に関するものである。また、本発明は、電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物の製法、当該組成物により電気・電子部品が封止またはシールされてなる電気・電子機器に関するものである。
硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、電気・電子部品の保護剤組成物として広く使用されているが、生産性の向上の見地から、短い硬化時間であっても、硬化途上で接触する基材に対し、優れた自己接着性を示し、かつ、長期間にわたる接着耐久性を有することが求められる。初期接着性の改善の手段としては、例えば、一分子中にエポキシ基とケイ素原子結合アルコキシ基を有する有機ケイ素化合物等の接着促進剤を配合してなる、硬化性オルガノポリシロキサン組成物が知られている(特許文献1、特許文献2参照)が、これらの接着促進剤を用いても、15分程度の短い効果時間では、所望の接着強度や接着耐久性は実現できないものであった。一方、短時間で硬化させるために、硬化温度を高めることもできるが、電気・電子部品を150℃を超える高温に晒す結果を伴うため、部品の保護および信頼性の見地から、低温かつ短時間で硬化可能な電気・電子部品の保護剤組成物が強く求められている。さらに、これらの接着促進剤を含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、アルミダイキャストや樹脂材料への初期接着性が不十分であり、さらに、経時で、接着性が低下あるいは被着体から界面剥離を起こし、特に過酷な環境下で使用される今日の電気・電子部品の保護材として、信頼性・耐久性が不十分となる場合がある。
一方、ヒドロキシ官能性オリゴシロキサン等を、硬化性シリコーン組成物の充填材の処理剤として用いることは特許文献3等で提案されているが、これらの文献は、特定の組成において、ヒドロキシ官能性オリゴシロキサンを選択すること、ヒドロキシ官能性オリゴシロキサンで処理した場合の技術的効果について、記載も示唆もされていない。また、電気・電子部品の保護剤組成物の用途は記載も示唆もされていない。
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、比較的低温かつ短時間で硬化させた場合であっても、硬化途上で接触している各種基材に対しては初期接着性に優れ、硬化後は、特に接着耐久性に優れ、高い接着強度を実現でき、かつ、1液型の硬化性組成物とした場合、十分な使用可能時間(保存期間および取り扱い作業時間)を確保できる電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物を提供することを目的とする。また、そのような電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物の製造方法、および、信頼性・耐久性に優れた電気・電子部品を提供することを目的とする。
鋭意検討の結果、本発明者らは、(A)1種類または2種類以上の硬化性オルガノポリシロキサン、(B)(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンにより、(b2)1種類または2種類以上の無機フィラーが予め表面処理されてなる補強性充填剤、および(C)硬化触媒を含有してなる、電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
また、本発明者らは、前記の成分(b1)が、25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有し、分子中に当該末端シラノール基以外の反応性官能基を有しないジメチルポリシロキサンである場合、特に良好に上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の目的は、以下の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物により達成される。
[1] (A)1種類または2種類以上の硬化性オルガノポリシロキサン、
(B)(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンにより、(b2)1種類または2種類以上の無機フィラーが予め表面処理されてなる補強性充填剤、および
(C)硬化触媒
を含有してなる、電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[2] 前記の成分(b1)が、25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有し、分子中に当該末端シラノール基以外の反応性官能基を有しないジメチルポリシロキサンである、[1]に記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[3] 前記の成分(A)が、
(a1)分子中に少なくとも2以上のアルケニル基を有する、直鎖状または分岐鎖状構造のオルガノポリシロキサン、
(a2)RSiO1/2(Rは炭素原子数2〜8のアルケニル基)で示されるアルケニル基含有シロキサン単位、R´SiO1/2(R´は炭素原子数1〜10のアルキル基またはフェニル基)で示されるシロキサン単位およびSiO4/2で表されるシロキサン単位から本質的になり、分子中に少なくとも2以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、および
(a3)一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン
を含有してなる硬化性オルガノポリシロキサンである、[1]または[2]に記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[4] 前記の成分(C)が、ヒドロシリル化反応触媒、縮合反応触媒またはそれらの混合物である、[1]〜[3]のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[5] 前記の成分(b2)が、ヒュームドシリカ微粉末、沈降性シリカ微粉末、焼成シリカ微粉末、ヒュームド酸化チタン微粉末、および石英微粉末からなる群より選択される少なくとも一種の無機フィラーである、[1]〜[4]のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[6] 前記の成分(A)の少なくとも一部が、一般式(1):
(式中、R1は同じかまたは異なる、脂肪族不飽和結合を有さない一価炭化水素基であり、R2はアルキル基であり、R3は同じかまたは異なるアルキレン基であり、aは0〜2の整数であり、pは1〜50の整数である。)
で表されるアルコキシシリル含有基を一分子中に少なくとも1個以上有する硬化性オルガノポリシロキサンである、[1]〜[5]のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[7] さらに、(D)1種類または2種類以上の接着促進剤を含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[1] (A)1種類または2種類以上の硬化性オルガノポリシロキサン、
(B)(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンにより、(b2)1種類または2種類以上の無機フィラーが予め表面処理されてなる補強性充填剤、および
(C)硬化触媒
を含有してなる、電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[2] 前記の成分(b1)が、25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有し、分子中に当該末端シラノール基以外の反応性官能基を有しないジメチルポリシロキサンである、[1]に記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[3] 前記の成分(A)が、
(a1)分子中に少なくとも2以上のアルケニル基を有する、直鎖状または分岐鎖状構造のオルガノポリシロキサン、
(a2)RSiO1/2(Rは炭素原子数2〜8のアルケニル基)で示されるアルケニル基含有シロキサン単位、R´SiO1/2(R´は炭素原子数1〜10のアルキル基またはフェニル基)で示されるシロキサン単位およびSiO4/2で表されるシロキサン単位から本質的になり、分子中に少なくとも2以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、および
(a3)一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン
を含有してなる硬化性オルガノポリシロキサンである、[1]または[2]に記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[4] 前記の成分(C)が、ヒドロシリル化反応触媒、縮合反応触媒またはそれらの混合物である、[1]〜[3]のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[5] 前記の成分(b2)が、ヒュームドシリカ微粉末、沈降性シリカ微粉末、焼成シリカ微粉末、ヒュームド酸化チタン微粉末、および石英微粉末からなる群より選択される少なくとも一種の無機フィラーである、[1]〜[4]のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[6] 前記の成分(A)の少なくとも一部が、一般式(1):
で表されるアルコキシシリル含有基を一分子中に少なくとも1個以上有する硬化性オルガノポリシロキサンである、[1]〜[5]のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
[7] さらに、(D)1種類または2種類以上の接着促進剤を含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
また、本発明の目的は、以下の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物の製造方法および電気・電子機器により、達成される。
[8](b2)1種類または2種類以上の無機フィラー 100質量部と、(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサン 0.5〜20質量部を、機械力を用いて混合することにより成分(B)を調製する工程を有することを特徴とする、前記の[1]〜[7]のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物の製造方法。
[9]電気・電子部品が前記の[1]〜[7]のいずれかに記載の保護剤または接着剤組成物により封止またはシールされてなる電気・電子機器。
[8](b2)1種類または2種類以上の無機フィラー 100質量部と、(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサン 0.5〜20質量部を、機械力を用いて混合することにより成分(B)を調製する工程を有することを特徴とする、前記の[1]〜[7]のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物の製造方法。
[9]電気・電子部品が前記の[1]〜[7]のいずれかに記載の保護剤または接着剤組成物により封止またはシールされてなる電気・電子機器。
なお、本発明の目的は、前記の組成物を、電気・電子部品の保護剤または接着剤として使用することにより達成されうる。同様に、本発明の目的は、前記組成物により、電気・電子部品を保護または接着する方法、または、前記組成物の硬化物を供えた電気・電子機器によっても達成されうる。
本発明の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物により、比較的低温かつ短時間で硬化させた場合であっても、硬化途上で接触している各種基材に対しては初期接着性に優れ、硬化後は、特に接着耐久性に優れ、高い接着強度を実現できる電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物を提供することができる。また、1液型の硬化性組成物とした場合に、十分な使用時間(保存期間および取扱作業時間)を確保することができる電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物を提供することができる。さらに、本発明により、そのような電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物の製造方法、および、信頼性・耐久性に優れた電気・電子部品を提供することができる。
本発明の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物は、分子鎖両末端にシラノール基を有する低重合度のオルガノポリシロキサンにより予め表面処理された無機フィラーを、補強性充填剤として用いることを特徴の一つとする。かかる補強性充填剤を、他の硬化性オルガノポリシロキサンおよび硬化触媒と共に用いることにより、比較的低温(例えば150℃以下)かつ短時間(例えば、30分以下)で硬化させた場合であっても、硬化途上で接触している各種基材に対しては初期接着性に優れ、硬化後は、特に接着耐久性に優れ及び高い接着強度を実現できる。また、1液型の硬化性組成物とした場合、十分な使用可能時間(保存期間および取り扱い作業時間)を確保できる。特に、分子鎖両末端にシラノール基を有する低重合度のオルガノポリシロキサンが、分子中に当該末端シラノール基以外の反応性官能基を有しないジメチルポリシロキサンであると、より低い温度かつより短い時間で優れた初期接着性、接着耐久性および接着強度を実現できる。以下、当該組成物について説明する。
本発明の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物は、以下の成分(A)〜(C)を含有してなる。
(A)1種類または2種類以上の硬化性オルガノポリシロキサン、
(B)(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンにより、(b2)1種類または2種類以上の無機フィラーが予め表面処理されてなる補強性充填剤、および
(C)硬化触媒
(A)1種類または2種類以上の硬化性オルガノポリシロキサン、
(B)(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンにより、(b2)1種類または2種類以上の無機フィラーが予め表面処理されてなる補強性充填剤、および
(C)硬化触媒
成分(A)は、本発明の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物の主剤であり、ヒドロシリル化反応硬化性オルガノポリシロキサン;脱アルコール縮合反応、脱水縮合反応、脱水素縮合反応、脱オキシム縮合反応、脱酢酸縮合反応、脱アセトン縮合反応等の縮合反応により硬化する縮合反応硬化性オルガノポリシロキサン、パーオキサイド硬化性オルガノポリシロキサン、メルカプト−ビニル付加反応、アクリル官能基のラジカル反応、エポキシ基やビニルエーテル基のカチオン重合反応等の高エネルギー線(例えば、紫外線等)により硬化反応する高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン等である。本発明の硬化性オルガノポリシロキサンは、その硬化系において特に限定されるものではないが、ヒドロシリル化反応;脱アルコール縮合反応、脱水縮合反応、脱水素縮合反応、脱オキシム縮合反応、脱酢酸縮合反応、脱アセトン縮合反応等の縮合反応により硬化することが好ましい。
ヒドロシリル化反応硬化性オルガノポリシロキサンは、一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンおよび一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンを少なくとも1種類ずつ含むものである。
一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンにおいて、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基が例示され、好ましくは、ビニル基である。このアルケニル基の結合位置は特に限定されず、分子鎖末端、あるいは分子鎖側鎖が例示される。また、当該オルガノポリシロキサン中のアルケニル基以外のケイ素原子に結合している有機基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基等の脂肪族不飽和結合を有さない一価炭化水素基が例示され、好ましくは、アルキル基、アリール基であり、特に好ましくは、メチル基、フェニル基である。当該オルガノポリシロキサンの分子構造は特に限定されず、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、分岐鎖状、環状、網目状、樹枝状が例示される。
本発明の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物において、一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンは、直鎖状/分岐鎖状のオルガノポリシロキサンとシロキサンレジンと呼ばれる網目状/樹枝状のオルガノポリシロキサンの混合物であることが、硬化性および接着強度の点から特に好ましい。
特に、(a1)分子中に少なくとも2以上のアルケニル基を有する、直鎖状または分岐鎖状構造のオルガノポリシロキサン、および(a2)RSiO1/2(Rは炭素原子数2〜8のアルケニル基)で示されるアルケニル基含有シロキサン単位、R´SiO1/2(R´は炭素原子数1〜10のアルキル基またはフェニル基)で示されるシロキサン単位およびSiO4/2で表されるシロキサン単位から本質的になり、分子中に少なくとも2以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンの組み合わせであることが好適であり、成分(a1)と成分(a2)の質量比は5/95〜95/5、50/50〜90/10の範囲であってよい。特に、成分(a2)を併用することにより、硬化後に得られるシリコーンゴムの機械的強度が改善される実益がある。
また、本発明に係る硬化性オルガノポリシロキサンは、少なくとも一部が、一般式(1):
(式中、R1は同じかまたは異なる、脂肪族不飽和結合を有さない一価炭化水素基であり、R2はアルキル基であり、R3は同じかまたは異なるアルキレン基であり、aは0〜2の整数であり、pは1〜50の整数である。)
で表されるアルコキシシリル含有基を一分子中に少なくとも1個以上有する硬化性オルガノポリシロキサンであってよい。
で表されるアルコキシシリル含有基を一分子中に少なくとも1個以上有する硬化性オルガノポリシロキサンであってよい。
特に、前記のアルコキシシリル含有基および少なくとも平均0.5個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、または当該オルガノポリシロキサンと一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有し、前記アルコキシシリル含有基を有さないオルガノポリシロキサンとの混合物を用いることにより、優れた低温接着性が実現できる実益がある。
前記の一般式で表されるアルコキシシリル含有基としては、例えば、式:
で表される基、式:
で表される基、式:
で表される基、式:
で表される基、式:
で表される基、式:
で表される基、式:
で表される基が例示される。このアルコキシシリル含有基の結合位置は限定されず、分子鎖末端、分子鎖側鎖のいずれであってもよい。
(a3)一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンは、前記の一分子中に2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンの架橋剤である。成分(a3)中のケイ素原子に結合している有機基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基等の脂肪族不飽和結合を有さない一価炭化水素基が例示され、好ましくは、アルキル基、アリール基であり、特に好ましくは、メチル基、フェニル基である。成分(a3)の分子構造は特に限定されず、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、分岐鎖状、環状、網目状、樹枝状が例示され、好ましくは、直鎖状である。また、成分(a3)の25℃における粘度は特に限定されないが、好ましくは、1〜10,000mPa・sの範囲内である。
このような成分(a3)としては、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、およびこれらのオルガノポリシロキサンの2種以上の混合物が例示される。本発明において、成分(a3)は、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体および分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサンの混合物であることが、アルミダイキャストや樹脂材料への初期接着性および接着耐久性の改善の見地から、特に好ましい。
本発明のヒドロシリル化反応硬化性オルガノポリシロキサンにおいて、成分(a3)の含有量は、成分(a1)および成分(a2)中のアルケニル基1個に対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が0.3〜20個の範囲内となる量である。これは、成分(a3)の含有量が、上記範囲の下限未満であると、得られる組成物が十分に硬化しなくなるためであり、一方、上記範囲の上限を超えると、得られる組成物が硬化途上で水素ガスが発生したり、得られた硬化物の耐熱性が著しく低下する恐れがあるからである。一般に、成分(a3)を成分(a1)および成分(a2)の和100質量部に対して0.5〜50質量部の範囲内で配合することにより、上記の条件を達成することができる。
成分(B)は、本発明の特徴的成分であり、(A)硬化性オルガノポリシロキサンおよび(C)硬化触媒と、電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物において併用することで、本発明の技術的効果を実現することができる。
成分(B)は、(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンにより、(b2)1種類または2種類以上の無機フィラーが予め表面処理されてなる補強性充填剤である。
(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンは、分子構造は特に限定されず、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、分岐鎖状が例示され、好ましくは、下記構造式で示される直鎖状オルガノポリシロキサンである。
式中、RAは、炭素原子数2〜20のアルケニル基であり、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基等が例示され、ビニル基またはヘキセニル基であってよい。RBは脂肪族不飽和結合を有さない一価炭化水素基であり、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基等が例示され、好ましくは、アルキル基、アリール基であり、特に好ましくは、メチル基、フェニル基である。RCは、RAまたはRBで示される基である。d,eは0以上の数であり、d+eは、成分(b1)の25℃における粘度が20〜100mPa・sとなる範囲の数である。このような成分(b1)は、α,ω−シラノール基封鎖ジメチルシロキサン、α,ω−シラノール基封鎖メチルフェニルシロキサン、α,ω−シラノール基封鎖メチルビニルシロキサン等が例示される。
前記の成分(b1)は、25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有し、分子中に当該末端シラノール基以外の反応性官能基を有しないジメチルポリシロキサンであると、得られる電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物が、より低い温度かつより短い時間で優れた初期接着性、接着耐久性および接着強度を実現できる点で有用である。具体的には、前記の構造式において、eが0であり、RCおよびRBが全てメチル基であることが好ましい。さらに、dは、成分(b1)の25℃における粘度が20〜100mPa・sとなる範囲の正の数であり、特に、1〜40、2〜35または3〜20の範囲の数であってよい。
前記の成分(b1)として、特に好適には、25℃における粘度が20〜100mPa・sであり、下記構造式で表される分子鎖両末端がジメチルヒドロキシシロキシ基で封止された、α,ω−シラノール基封鎖ジメチルシロキサンである。特に、dが3〜20の範囲の数であるものが好ましい。
前記の成分(b1)で(b2)1種類または2種類以上の無機フィラーが予め表面処理されてなる補強性充填剤を用いることにより、本発明の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物は、予期せぬことに、比較的低温かつ短時間で硬化させた場合であっても、硬化途上で接触している各種基材に対しては初期接着性に優れ、硬化後は、特に接着耐久性に優れ及び高い接着強度を実現でき、かつ、1液型の硬化性組成物とした場合、十分な使用可能時間(保存期間および取り扱い作業時間)を確保できるものである。かかる技術的効果は、成分(b1)として、分子鎖両末端にシラノール基を有し、分子中に当該末端シラノール基以外の反応性官能基を有しないジメチルポリシロキサンを用いた場合に特に顕著である。
成分(B)である補強性充填剤は、前記の成分(b1)により、無機フィラーが予め表面処理されてなることが必要であり、表面処理されていない無機フィラー、前記の成分(b1)、硬化性オルガノポリシロキサンおよび硬化触媒を混合した電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物では、本発明の技術的効果を実現することができない。
前記の成分(b1)による無機フィラーの表面処理方法は、特に限定はなく、公知の方法が挙げられる。例えば、無機フィラーと前記の成分(b1)を10〜100℃で0.1〜72時間、機械力または超音波等を用いて攪拌する方法(湿式方法)が例示される。前記の分散・攪拌処理に用いる装置は、特に限定されるものではなく、二種類以上の分散機を段階的に使用しても差し支えない。分散攪拌処理に用いる装置として、具体的には、ホモミキサー、パドルミキサー、ヘンシェルミキサー、ラインミキサー、ホモディスパー、プロペラ攪拌機、真空式練合機、ホモジナイザー、ニーダー、ディゾルバー、高速ディスパーザー、サンドミル、ロールミル、ボールミル、チューブミル、コニカルミル、振動ボールミル、ハイスイングボールミル、ジェットミル、アトライター、ダイノミル、GPミル、湿式微粒化装置(スギノマシン製、アルティマイザーなど)、超音波分散機(超音波ホモジナイザー)、ビーズミル、バンバリーミキサー、石臼式ミル、砥石方式の粉砕機が例示できる。
(b2)1種類または2種類以上の無機フィラーは、補強性フィラー、熱伝導性フィラーおよび導電性フィラーから選ばれる1種類以上であり、少なくとも1種類以上の補強性フィラーを含有する。
補強性フィラーは、本組成物を硬化して得られるシリコーンゴム硬化物に機械的強度を付与し、保護剤としての性能を向上させるための成分である。このような補強性フィラーとしては、例えば、ヒュームドシリカ微粉末、沈降性シリカ微粉末、焼成シリカ微粉末、ヒュームド二酸化チタン微粉末、石英微粉末、炭酸カルシウム微粉末、ケイ藻土微粉末、酸化アルミニウム微粉末、水酸化アルミニウム微粉末、酸化亜鉛微粉末、炭酸亜鉛微粉末等の無機質充填剤を挙げることができ、これらの無機質充填剤は、本発明の技術的効果を損なわない限り、メチルトリメトキシシラン等のオルガノアルコキシシラン、トリメチルクロロシラン等のオルガノハロシラン、ヘキサメチルジシラザン等のオルガノシラザン等の処理剤により表面処理した無機質充填剤を含有してもよい。補強性フィラーの微粉末の粒子径は、特に限定されないが、例えばレーザー回折散乱式粒度分布測定によるメジアン径で0.01μm〜1000μmの範囲内であり得る。
前記の成分(b1)による成分(b2)の表面処理量は特に限定されるものではないが、表面処理される無機フィラー100質量部に対して、0.1〜50質量部であることが好ましく、特には、1.0〜25質量部であることが好ましく、2.0〜10質量部の範囲が最も好ましい。
前記の成分(b1)により表面処理された無機フィラーは、成分(B)である補強性充填剤として、硬化性オルガノポリシロキサンおよび硬化触媒を含む電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物に配合することができる。
成分(B)である補強性充填剤の含有量は、限定されないが、前記の硬化性オルガノポリシロキサン100質量部に対して0.1〜200質量部の範囲内であることが好ましく、10〜100質量部の範囲内であることが特に好ましい。
熱伝導性フィラーまたは導電性フィラーは、所望により、本組成物を硬化して得られるシリコーンゴム硬化物に熱伝導性または電気伝導性を付与する成分であり、金、銀、ニッケル、銅等の金属微粉末;セラミック、ガラス、石英、有機樹脂等の微粉末表面に金、銀、ニッケル、銅等の金属を蒸着またはメッキした微粉末;酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛等の金属化合物、およびこれらの2種以上の混合物が例示される。このような熱伝導性フィラーまたは導電性フィラーの平均粒子径としては、メジアン径で1〜100μmの範囲内であることが好ましく、特に、1〜50μmの範囲内であることが好ましい。これらの無機フィラーは、前記の補強性フィラーと共に成分(b1)により、その一部または全部が表面処理されたものであってもよい。
成分(C)である硬化触媒は、成分(A)である硬化性オルガノポリシロキサンの硬化剤であり、成分(A)の硬化反応系に応じて、ヒドロシリル化反応用触媒;縮合反応用触媒;有機酸過酸化物、アゾ系化合物等のラジカル重合開始剤;光増感剤から選ばれる1種類または2種類以上が使用できる。本発明の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物においては、ヒドロシリル化反応硬化性オルガノポリシロキサンまたは縮合反応硬化性オルガノポリシロキサンの使用が好適であり、ヒドロシリル化反応用触媒または縮合反応用触媒を含むことが好ましい。
ヒドロシリル化反応用触媒は、ヒドロシリル化反応硬化性オルガノポリシロキサンを含む本組成物を硬化させるための成分である。このような成分としては、白金黒、白金担持活性炭、白金担持シリカ微粉末、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のオレフィン錯体、白金のビニルシロキサン錯体等の白金系触媒;テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム等のパラジウム系触媒;ロジウム系触媒が例示される。特に、(C)成分は、白金系ヒドロシリル化反応用触媒であることが好ましい。その使用量は触媒量であり、所望の硬化条件に合わせて適宜選択可能であるが、前記の硬化性オルガノポリシロキサンに対して、1〜1000ppm程度の範囲が一般的である。
縮合反応触媒は、縮合反応硬化性オルガノポリシロキサンを含む本組成物を硬化させるための成分である。一方、ヒドロシリル化反応硬化性オルガノポリシロキサンおよびヒドロシリル化反応用触媒と併用することにより、本組成物の室温〜50度以下の加温における硬化性および各種基材への接着性を改善することができる場合がある。このような縮合反応触媒は、例えば、ジメチル錫ジネオデカノエートおよびスタナスオクトエート等の錫化合物;テトラ(イソプロポキシ)チタン、テトラ(n−ブトキシ)チタン、テトラ(t−ブトキシ)チタン、ジ(イソプロポキシ)ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ(イソプロポキシ)ビス(メチルアセトアセテート)チタン、およびジ(イソプロポキシ)ビス(アセチルアセトネート)チタン等のチタン化合物が例示される。その使用量は触媒量であり、所望の硬化条件に合わせて適宜選択可能であるが、組成物全体中の硬化性オルガノポリシロキサンの合計100質量部に対して0.01〜5質量部範囲が一般的である。
本発明にかかる組成物は、特に1液型のヒドロシリル化硬化型組成物とする場合、貯蔵安定性および取扱作業性を向上するための任意の成分として、2−メチル−3−ブチン−2−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、2−フェニル−3−ブチン−2−オール、1−エチニルシクロヘキサノール等のアセチレン系化合物;3−メチル−3−ペンテン−1−イン,3,5−ジメチル−3−ヘキセン−1−イン等のエンイン化合物;1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラヘキセニルシクロトトラシロキサン、ベンゾトリアゾール等のトリアゾール類,フォスフィン類,メルカプタン類,ヒドラジン類等の硬化抑制剤を適宜配合することができる。これらの硬化抑制剤の含有量は、本組成物の硬化条件により適宜選択すべきであり、例えば、反応性官能基を有するオルガノポリシロキサンの合計100質量部に対して0.001〜5質量部の範囲内であることが好ましい。なお、本組成物を室温で硬化させる場合には、含有しないことが好ましい。
本発明にかかる組成物は、その初期接着性および接着耐久性を改善する目的で、(D)1種類または2種類以上の接着促進剤を含有することが好ましい。
成分(D)である接着促進剤は、特に限定されるものではないが、以下の成分(d1)〜(d3)から選ばれる1種類または2種類以上の接着促進剤を含むことが好ましい。これらの成分は、単独または2種類だけでも、本組成物を硬化して得られるシリコーンゴム硬化物の接着性を改善するものであるが、以下の3種類の成分を併用することで、未洗浄のアルミダイキャストや樹脂材料への初期接着性に優れ、過酷な環境下で使用した場合であっても、接着耐久性と接着強度にさらに改善され、電気・電子部品の信頼性・耐久性を長期間に渡って維持することを可能とする。
(e1) アミノ基含有オルガノアルコキシシランとエポキシ基含有オルガノアルコキシシランとの反応混合物 100質量部
(e2) 一分子中に少なくとも二つのアルコキシシリル基を有し,かつそれらのシリル基の間にケイ素−酸素結合以外の結合が含まれている有機化合物 10〜800質量部、
(e3) 一般式:
Ra nSi(ORb)4−n
(式中、Raは一価のエポキシ基含有有機基であり、Rbは炭素原子数1〜6のアルキル基または水素原子である。nは1〜3の範囲の数である)
で表されるエポキシ基含有シランまたはその部分加水分解縮合物 10〜800質量部
(e1) アミノ基含有オルガノアルコキシシランとエポキシ基含有オルガノアルコキシシランとの反応混合物 100質量部
(e2) 一分子中に少なくとも二つのアルコキシシリル基を有し,かつそれらのシリル基の間にケイ素−酸素結合以外の結合が含まれている有機化合物 10〜800質量部、
(e3) 一般式:
Ra nSi(ORb)4−n
(式中、Raは一価のエポキシ基含有有機基であり、Rbは炭素原子数1〜6のアルキル基または水素原子である。nは1〜3の範囲の数である)
で表されるエポキシ基含有シランまたはその部分加水分解縮合物 10〜800質量部
成分(d1)は、アミノ基含有オルガノアルコキシシランとエポキシ基含有オルガノアルコキシシランとの反応混合物である。このような成分(e1)は、硬化途上で接触している各種基材に対する初期接着性、特に未洗浄被着体に対しても低温接着性を付与するための成分である。また、本接着促進剤を配合した硬化性組成物の硬化系によっては、架橋剤としても作用する場合もある。このような反応混合物は、特公昭52−8854号公報や特開平10−195085号公報に開示されている。
このような成分(d1)を構成するアミノ基含有有機基を有するアルコキシシランとしては、アミノメチルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)アミノメチルトリブトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アニリノプロピルトリエトキシシランが例示される。
また、エポキシ基含有オルガノアルコキシシランとしては、3−グリシドキシプロリルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシランが例示される。
これらアミノ基含有有機基を有するアルコキシシランとエポキシ基含有有機基を有するアルコキシシランとの比率はモル比で、(1:1.5)〜(1:5)の範囲内にあることが好ましく、(1:2)〜(1:4)の範囲内にあることが特に好ましい。この成分(d1)は、上記のようなアミノ基含有有機基を有するアルコキシシランとエポキシ基含有有機基を有するアルコキシシランとを混合して、室温下あるいは加熱下で反応させることによって容易に合成することができる。
特に、本発明においては、特開平10−195085号公報に記載の方法により、アミノ基含有有機基を有するアルコキシシランとエポキシ基含有有機基を有するアルコキシシランとを反応させる際、特に、アルコール交換反応により環化させてなるカルバシラトラン誘導体を含有することが特に好ましい。このようなカルバシラトラン誘導体として、以下の構造で表される1分子中にアルケニル基およびケイ素原子結合アルコキシ基を有するシラトラン誘導体が例示される。
成分(d2)は一分子中に少なくとも二つのアルコキシシリル基を有し、かつそれらのシリル基の間にケイ素−酸素結合以外の結合が含まれている有機化合物であり、単独でも初期接着性を改善するほか、特に前記の成分(d1)および成分(d3)と併用することにより本接着促進剤を含んでなる硬化物に苛酷な条件下での接着耐久性を向上させる場合がある。
成分(d2)の具体例としては、ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2-ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2-ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,2-ビス(メチルジメトキシシリル)エタン、1,2-ビス(メチルジエトキシシリル)エタン、1,1-ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ブタン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ブタン、1−メチルジメトキシシリル−4−トリメトキシシリルブタン、1−メチルジエトキシシリル−4−トリエトキシシリルブタン、1,4−ビス(メチルジメトキシシリル)ブタン、1,4−ビス(メチルジエトキシシリル)ブタン、1,5−ビス(トリメトキシシリル)ペンタン、1,5−ビス(トリエトキシシリル)ペンタン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ペンタン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ペンタン、1−メチルジメトキシシリル−5−トリメトキシシリルペンタン、1−メチルジエトキシシリル−5−トリエトキシシリルペンタン、1,5−ビス(メチルジメトキシシリル)ペンタン、1,5−ビス(メチルジエトキシシリル)ペンタン、1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,6−ビス(トリエトキシシリル)ヘキサン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,5−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、2,5−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1−メチルジメトキシシリル−6−トリメトキシシリルヘキサン、1−フェニルジエトキシシリル−6−トリエトキシシリルヘキサン、1,6−ビス(メチルジメトキシシリル)ヘキサン、1,7−ビス(トリメトキシシリル)ヘプタン、2,5−ビス(トリメトキシシリル)ヘプタン、2,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘプタン、1,8−ビス(トリメトキシシリル)オクタン、2,5−ビス(トリメトキシシリル)オクタン、2,7−ビス(トリメトキシシリル)オクタン、1,9−ビス(トリメトキシシリル)ノナン、2,7−ビス(トリメトキシシリル)ノナン、1,10−ビス(トリメトキシシリル)デカン、3,8−ビス(トリメトキシシリル)デカンが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また2種以上を混合しても良い。本発明において、好適には、1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,6−ビス(トリエトキシシリル)ヘキサン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,5−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、2,5−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1−メチルジメトキシシリル−6−トリメトキシシリルヘキサン、1−フェニルジエトキシシリル−6−トリエトキシシリルヘキサン、1,6−ビス(メチルジメトキシシリル)ヘキサンが例示できる。
成分(d3)は、一般式:
Ra nSi(ORb)4−n
(式中、Raは一価のエポキシ基含有有機基であり、Rbは炭素原子数1〜6のアルキル基または水素原子である。nは1〜3の範囲の数である)
で表されるエポキシ基含有シランまたはその部分加水分解縮合物であり、単独でも初期接着性を改善するほか、特に前記の成分(d1)および成分(d2)と併用することにより本接着促進剤を含んでなる硬化物に苛酷な条件下での耐水性の改善を含む接着耐久性が向上する場合があり、当該保護剤または接着剤組成物を用いてシールされた電気・電子部品の信頼性および耐久性を向上させる場合がある。
Ra nSi(ORb)4−n
(式中、Raは一価のエポキシ基含有有機基であり、Rbは炭素原子数1〜6のアルキル基または水素原子である。nは1〜3の範囲の数である)
で表されるエポキシ基含有シランまたはその部分加水分解縮合物であり、単独でも初期接着性を改善するほか、特に前記の成分(d1)および成分(d2)と併用することにより本接着促進剤を含んでなる硬化物に苛酷な条件下での耐水性の改善を含む接着耐久性が向上する場合があり、当該保護剤または接着剤組成物を用いてシールされた電気・電子部品の信頼性および耐久性を向上させる場合がある。
このようなエポキシ基含有シランとしては、3−グリシドキシプロリルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシランが例示される。
本発明にかかる組成物について、(D)1種類または2種類以上の接着促進剤の配合量は限定されないが、組成物中に0.5〜20質量%の範囲であってよく、1.0〜10質量%、特に、1.0〜5.0質量%含有していることが好ましい。
また、本組成物は、任意の架橋剤成分として、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等の3官能性アルコキシシラン;テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の4官能性アルコキシシラン;およびこれらの部分加水分解縮合物を含んでも良い。さらに、本組成物は、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ヘキサン、ヘプタン等の有機溶剤;α,ω−トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、α,ω−トリメチルシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン等の非架橋性のジオルガノポリシロキサン;カーボンブラック等の難燃剤;ヒンダードフェノール系酸化防止剤等の酸化防止剤;酸化鉄等の耐熱剤;分子鎖両末端ヒドロキシジアルキルシロキシ基封鎖ジアルキルシロキサンオリゴマー等の可塑剤;その他、顔料、チクソ性付与剤、防カビ剤を、本発明の目的を損なわない範囲で任意に含有してもよい。
本発明の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物は、前記の硬化性オルガノポリシロキサン、シラノール基を有するオルガノポリシロキサンにより予め表面処理されてなる補強性充填剤、硬化触媒、接着促進剤およびその他の任意成分を、均一に混合することにより製造することができる。オルガノポリシロキサン組成物の各成分の混合方法は、従来公知の方法でよく特に限定されないが、通常、単純な攪拌により均一な混合物となる。また、任意成分として無機質充填剤等の固体成分を含む場合は、混合装置を用いた混合がより好ましい。こうした混合装置としては特に限定がなく、一軸または二軸の連続混合機、二本ロール、ロスミキサー、ホバートミキサー、デンタルミキサー、プラネタリミキサー、ニーダーミキサー、およびヘンシェルミキサー等が例示される。なお、所望により、本発明に係る保護剤または接着剤組成物は、2成分以上の多成分からなる硬化性組成物とすることもできる。
本発明に係る電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物は、比較的低温かつ短時間で硬化させた場合であっても、硬化途上で接触している各種基材に対しては初期接着性に優れ、硬化後は、特に接着耐久性に優れ及び高い接着強度を実現でき、かつ、1液型の硬化性組成物とした場合、十分な使用可能時間(保存期間および取り扱い作業時間)を確保できるという利点を有する。さらに、本発明に係る電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物は、硬化途上で接触している各種基材、特に、未洗浄のアルミダイキャスト、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂等の有機樹脂に対しては初期接着性に優れ、硬化後は、特に接着耐久性に優れ及び高い接着強度を実現できる点で有用である。
本発明に係る電気・電子部品は、前記の保護剤または接着剤組成物により封止またはシールされてなる限り、特に限定されないが、例えば、ガラス、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、セラミック等の基材上に、銀、銅、アルミニウム、または金等の金属電極;ITO(Indium Tin Oxide)等の金属酸化膜電極が形成された電気回路または電極等を含む電子機器が例示される。本発明に係る保護剤または接着剤組成物は、初期接着性の改善効果に優れ、硬化後は、特に接着耐久性に優れ及び高い接着強度を実現でき、かつ、1液型の硬化性組成物とした場合、十分な使用可能時間(保存期間および取り扱い作業時間)を確保できるので、接着剤、ポッティング材、コーティング材、またはシーリング材等として電気・電子部品の保護に用いた場合、これらの電気・電子部品の信頼性および耐久性を改善することができる。特に、電子回路基板の防水構造の形成等に好適に用いることができる。
より具体的には、本発明の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物は、電気・電子機器の周辺部品や車載用部品ケース、端子箱、照明部品、太陽電池用モジュールのような、耐久性及び耐水性等が求められる金属および/または樹脂からなる構造体のシーリング材として有用であり、例えば、輸送機中のエンジン制御やパワー・トレーン系、エアコン制御などのパワー半導体用途の回路基板およびその収納ケースに適用した場合にも、初期接着性および接着耐久性に優れるものである。さらに、電子制御ユニット(ECU)など車載電子部品に組み込まれて過酷な環境下で使用された場合にも、優れた接着耐久性を実現し、これらのパワー半導体や車載用部品等の信頼性、耐久性および雨水等への耐水性を改善できる利点がある。さらに、1液型の硬化性組成物とした場合、十分な使用時間を確保でき、工業生産性に優れる。その使用方法は特に制限されるものではないが、例えば、特開2007−235013号公報に記載された車載用エンジン制御回路の防水構造における、弾性シール材のような形で使用しても良い。同様に、特開2009−135105号公報に記載された端子付自動車ハーネスにおける、防水を目的としたシール材として用いてもよく、特開2012−204016号公報に記載された電線の止水方法および電線の止水構造におけるシリコーン樹脂からなる止水剤として用いてもよい。さらに、特開2002−170978号公報等に記載されたような、太陽電池モジュール,端子箱及び太陽電池モジュールの接続方法におけるシール用樹脂として用いてもよい。
以下、本発明に関して実施例を挙げて説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。また、本発明に係る電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物の接着性は次の方法により評価した。
[接着性]
2枚のポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂板の間に、表1に示す組成物をそれぞれ厚さ0.08mmとなるように挟み込み、温度130℃で、15分、30分または60分静置して、硬化性オルガノポリシロキサンを含む保護剤または接着剤組成物を硬化させた。得られた接着試験体の引張りせん断接着強さをJIS K 6850:1999「接着剤−剛性被着材の引張りせん断接着強さ試験方法」に規定の方法に準じて測定した。また、接着面を観察し、シリコーンゴムの凝集破壊率(CF%,接着部分の面積に対する凝集破壊したシリコーンゴムの接着面積の割合)を観察した。それの結果を表1に示した。
[保存安定性]
50ccのガラスビン中に試料(表1に示す各組成物)を40cc入れて密栓し、50℃で保管し、粘度変化を測定して、25℃における試料の粘度が200Pa.s以上に達した点を「ゲル化」と判定して、ゲル化までに要した日数を計測した。 それの結果を表1に示した。
2枚のポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂板の間に、表1に示す組成物をそれぞれ厚さ0.08mmとなるように挟み込み、温度130℃で、15分、30分または60分静置して、硬化性オルガノポリシロキサンを含む保護剤または接着剤組成物を硬化させた。得られた接着試験体の引張りせん断接着強さをJIS K 6850:1999「接着剤−剛性被着材の引張りせん断接着強さ試験方法」に規定の方法に準じて測定した。また、接着面を観察し、シリコーンゴムの凝集破壊率(CF%,接着部分の面積に対する凝集破壊したシリコーンゴムの接着面積の割合)を観察した。それの結果を表1に示した。
[保存安定性]
50ccのガラスビン中に試料(表1に示す各組成物)を40cc入れて密栓し、50℃で保管し、粘度変化を測定して、25℃における試料の粘度が200Pa.s以上に達した点を「ゲル化」と判定して、ゲル化までに要した日数を計測した。 それの結果を表1に示した。
表1において、使用された各成分は以下の通りである。なお、粘度は25℃において、回転粘度計により測定した値である。また、表1中の数字は、ヒドロシリル化反応触媒である(c1)Pt錯体を除き、全て質量部である。
(a1−1)Vi両末端シロキサン(1):
分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン (粘度 40,000mPa・s,Vi含有量 0.08質量%)
(a1−2)Vi両末端シロキサン(2):
分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン (粘度 2,000mPa・s,Vi含有量 0.23質量%)
(a2)Viシロキサンレジン:
(CH2=CH(CH3)2SiO0.5)4((CH3)3SiO0.5)40(SiO2.0)56 で示される、Vi含有量0.68質量%、重量平均分子量20,000のシロキサンレジン
(a3)SiHシロキサン:
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体 (粘度 5mPa・s, Si−H 含有量 0.72質量%)
(b1−1)α,ω−シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン (粘度:40mPa・s)
(b1−2)α,ω−シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン・メチルビニルポリシロキサン共重合体(粘度:40mPa・s)
(b1−3)α,ω−シラノール基封鎖メチルビニルポリシロキサン (粘度:30mPa・s)
(b2)シリカ粉(平均粒径(d50)が1.7μmのシリカ粉末)
表1において「表面処理あり」とした実施例1〜3は、以下の方法で(b2)シリカ粉を予め表面処理した。一方、「処理なし」とした比較例1、2では、組成物の各成分を混合しただけで、シリカ粉の表面処理は行っていない。
<シリカ粉の表面処理方法>
(b2)シリカ粉全量を、表1に示す量の(b1−1)〜(b1−3)の各成分と表1に示す量の50質量%の(a1-1)Vi両末端シロキサン(1)と表1に示す量の90質量%の(a2)Viシロキサンレジンをミキサーで、室温で30分間予備混合した後、0.02MPa以下の減圧下、0.98MPaのスチーム圧下で60分間加熱混合することにより、表面処理を行った。
(c1)Pt錯体:白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(本組成物中のオルガノポリシロキサン成分の合計に対して、白金金属が質量単位で表1に示す各ppmとなる量)
(d1)Epシラン:3−グリシドキシプロリルトリメトキシシラン
<硬化抑制剤>
(e1)PBO:2−フェニル−3−ブチン−2−オール
(a1−1)Vi両末端シロキサン(1):
分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン (粘度 40,000mPa・s,Vi含有量 0.08質量%)
(a1−2)Vi両末端シロキサン(2):
分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン (粘度 2,000mPa・s,Vi含有量 0.23質量%)
(a2)Viシロキサンレジン:
(CH2=CH(CH3)2SiO0.5)4((CH3)3SiO0.5)40(SiO2.0)56 で示される、Vi含有量0.68質量%、重量平均分子量20,000のシロキサンレジン
(a3)SiHシロキサン:
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体 (粘度 5mPa・s, Si−H 含有量 0.72質量%)
(b1−1)α,ω−シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン (粘度:40mPa・s)
(b1−2)α,ω−シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン・メチルビニルポリシロキサン共重合体(粘度:40mPa・s)
(b1−3)α,ω−シラノール基封鎖メチルビニルポリシロキサン (粘度:30mPa・s)
(b2)シリカ粉(平均粒径(d50)が1.7μmのシリカ粉末)
表1において「表面処理あり」とした実施例1〜3は、以下の方法で(b2)シリカ粉を予め表面処理した。一方、「処理なし」とした比較例1、2では、組成物の各成分を混合しただけで、シリカ粉の表面処理は行っていない。
<シリカ粉の表面処理方法>
(b2)シリカ粉全量を、表1に示す量の(b1−1)〜(b1−3)の各成分と表1に示す量の50質量%の(a1-1)Vi両末端シロキサン(1)と表1に示す量の90質量%の(a2)Viシロキサンレジンをミキサーで、室温で30分間予備混合した後、0.02MPa以下の減圧下、0.98MPaのスチーム圧下で60分間加熱混合することにより、表面処理を行った。
(c1)Pt錯体:白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(本組成物中のオルガノポリシロキサン成分の合計に対して、白金金属が質量単位で表1に示す各ppmとなる量)
(d1)Epシラン:3−グリシドキシプロリルトリメトキシシラン
<硬化抑制剤>
(e1)PBO:2−フェニル−3−ブチン−2−オール
比較例1、2は、シラノール基封鎖オルガノポリシロキサンによる表面処理を行わなかったものであるが、実施例に比して、低温かつ短時間で硬化させた場合には接着性に劣る結果となった。さらに、50℃で保存した場合における使用可能時間も10日未満と不十分であった。
実施例1〜3においては、特に、α,ω−シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサンによる表面処理を行った実施例1において、最も顕著に、低温かつ短時間で硬化させた場合であっても、硬化途上で接触している各種基材に対しては初期接着性に優れ、硬化後は、特に接着耐久性に優れ及び高い接着強度を実現でき、かつ、1液型の硬化性組成物とした場合、50℃で保管した場合であっても、10日以上の十分な使用可能時間(保存期間および取り扱い作業時間)を確保できるものであった。
本発明の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物は、太陽電池パネル等の耐候性が求められる建築用部材や、電気・電子部品や車両用部品のシーリング材、ポッティング材、シール材や接着剤として好適である。具体的には、電気・電子部品ユニットを含むガラスの接着用シーリング剤;電気・電子部品を含む浴槽ユニットのシール材;自動車などの車両の照明部品用接着剤やシール材などとしても好適に使用することができる。
また、本発明の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物は、近年需要が拡大している、過酷な環境下で使用されるモータ制御、輸送機用モータ制御、発電システム、または宇宙輸送システム等のパワーデバイスの保護材料としても有用であり、輸送機中のエンジン制御やパワー・トレーン系、エアコン制御などの汎用インバータ制御、電子制御ユニット(ECU)など車載電子部品、サーボモータ制御、工作機械・エレベータなどのモータ制御、電気自動車、ハイブリッドカー、または鉄道の輸送機用モータ制御、太陽光・風力・燃料電池発電等の発電機用システム、宇宙空間で使用される宇宙輸送システム等の保護材料または接着剤として有用である。
Claims (9)
- (A)1種類または2種類以上の硬化性オルガノポリシロキサン、
(B)(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンにより、(b2)1種類または2種類以上の無機フィラーが予め表面処理されてなる補強性充填剤、および
(C)硬化触媒
を含有してなる、電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。 - 前記の成分(b1)が、25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有し、分子中に当該末端シラノール基以外の反応性官能基を有しないジメチルポリシロキサンである、請求項1に記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
- 前記の成分(A)が、
(a1)分子中に少なくとも2以上のアルケニル基を有する、直鎖状または分岐鎖状構造のオルガノポリシロキサン、
(a2)RSiO1/2(Rは炭素原子数2〜8のアルケニル基)で示されるアルケニル基含有シロキサン単位、R´SiO1/2(R´は炭素原子数1〜10のアルキル基またはフェニル基)で示されるシロキサン単位およびSiO4/2で表されるシロキサン単位から本質的になり、分子中に少なくとも2以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、および
(a3)一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン
を含有してなる硬化性オルガノポリシロキサンである、請求項1または請求項2に記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。 - 前記の成分(C)が、ヒドロシリル化反応触媒、縮合反応触媒またはそれらの混合物である、請求項1〜3のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
- 前記の成分(b2)が、ヒュームドシリカ微粉末、沈降性シリカ微粉末、焼成シリカ微粉末、ヒュームド酸化チタン微粉末、および石英微粉末からなる群より選択される少なくとも一種の無機フィラーである、請求項1〜4のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
- さらに、(D)1種類または2種類以上の接着促進剤を含有する、請求項1〜6のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
- (b2)1種類または2種類以上の無機フィラー 100質量部と、(b1) 25℃における粘度が20〜100mPa・sの分子鎖両末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサン 0.5〜20質量部を、機械力を用いて混合することにより成分(B)を調製する工程を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物の製造方法。
- 電気・電子部品が請求項1〜請求項7のいずれかに記載の保護剤または接着剤組成物により封止またはシールされてなる電気・電子機器。
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2014
- 2014-04-09 JP JP2014079876A patent/JP2015199851A/ja active Pending
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