CN101981088B - 有机基聚硅氧烷，其制备方法，可固化的硅氧烷组合物及其固化产物 - Google Patents

有机基聚硅氧烷，其制备方法，可固化的硅氧烷组合物及其固化产物 Download PDF

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Abstract

一种可固化有机基聚硅氧烷组合物，它包含：(A)用下述平均结构式表示的新型有机基聚硅氧烷：R1 aSiO(4-a)/2{其中R1表示取代或未取代的单价烃基，烷氧基，羟基，或下述通式的有机基聚硅氧烷残基：-X-(SiR2 2O)mSiR2 3(其中R2是相同或不同的取代或未取代的单价烃基；X表示氧原子或二价烃基；和m是等于或大于1的整数)；然而，在一个分子中，至少一个R1是前述的有机基聚硅氧烷残基，至少一个R1是具有脂族碳-碳双键的单价烃基，和a是满足下述条件的正数：0＜a＜2}}；(B)在一个分子内具有至少两个与硅键合的氢原子的有机硅化合物；和(C)催化量的氢化硅烷化催化剂；它能形成挠性高的固化产物。

Description

有机基聚硅氧烷,其制备方法,可固化的硅氧烷组合物及其固化产物
技术领域
本发明涉及有机基聚硅氧烷，其制备方法，具有前述有机基聚硅氧烷作为主要组分的可固化的硅氧烷组合物，和由前述组合物获得的固化产物。
背景技术
提出使用可固化的硅氧烷组合物，所述可固化的硅氧烷组合物形成作为涂布或密封剂的耐热和不透光的固化产物(参见日本未审专利申请公布(下文称为“Kokai”)Hei 11-1619、2002-265787和2004-186168)。然而，尽管这种可固化的硅氧烷组合物证明具有比环氧树脂好的耐热性和耐紫外辐射性，但它们的挠性不如环氧树脂。因此，使用这些可固化的硅氧烷组合物与一些问题例如密封元件的损坏和对基底粘合性的损害有关。
另一方面，本领域已知拥有挠性的可固化硅橡胶组合物。然而，这些组合物具有低的强度和不足的弹性模量。
基于此处本发明人进行的深入研究，结果发现，具有含事先引入的具有三维结构的二有机基聚硅氧烷残基的有机基聚硅氧烷形式的主要组分的可固化的硅氧烷组合物能形成具有高硬度和改进的抗龟裂性的固化产物。
本发明的目的是通过提供新型的有机基聚硅氧烷，其制备方法，具有前述有机基聚硅氧烷作为主要组分且能形成挠性高的固化产物的可固化的硅氧烷组合物，和由前述组合物获得的固化产物，解决了现有技术的问题。
发明公开
用下述平均结构式表示本发明的有机基聚硅氧烷：
R1 aSiO(4-a)/2
{其中R1表示取代或未取代的单价烃基，烷氧基，羟基，或下述通式的有机基聚硅氧烷残基：
-X-(SiR2 2O)mSiR2 3
(其中R2是相同或不同的取代或未取代的单价烃基；X表示氧原子或二价烃基；和m是等于或大于1的整数)；然而，在一个分子中，至少一个R1是前述的有机基聚硅氧烷残基，和a是满足下述条件的正数：0＜a＜2)}。
推荐在前述有机基聚硅氧烷中，在一个分子内至少一个R1是具有脂族碳-碳双键的单价烃基。推荐在有机基聚硅氧烷中，在一个分子内至少一个R1是芳基。还推荐在有机基聚硅氧烷中，在一个分子内至少一个R2是甲基。在25℃下，有机基聚硅氧烷是固体物质或粘度等于或大于10mPa.s的液体。
本发明制备前述有机基聚硅氧烷的方法包括下述步骤：
在(i)用下述平均结构式表示的有机基聚硅氧烷：
R3 aSiO(4-a)/2
(其中R3表示取代或未取代的单价烃基，烷氧基或羟基，和其中在一个分子内，至少一个R3是具有脂族碳-碳双键的单价烃基；和a是满足下述条件的正数：0＜a＜2)；和
(ii)用下述通式表示的二有机基聚硅氧烷之间进行反应：
H(SiR4 2O)mSiR4 3
(其中R4表示可以相同或不同且不含不饱和脂族键的取代或未取代的单价烃基，和m是等于或大于1的整数)，
{成分(ii)的用量使得相对于1mol前述成分(i)中具有脂族碳-碳双键的单价烃基，这一成分中与硅键合的氢原子的含量小于1mol}，
其中该反应在(iii)氢化硅烷化催化剂存在下进行。
本发明的可固化的硅氧烷组合物包含：
(A)用下述平均结构式表示的有机基聚硅氧烷：
R1 aSiO(4-a)/2
{其中R1表示取代或未取代的单价烃基，烷氧基，羟基，或下述通式的有机基聚硅氧烷残基：
-X-(SiR2 2O)mSiR2 3
(其中R2是相同或不同的取代或未取代的单价烃基；X表示氧原子或二价烃基；和m是等于或大于1的整数)；然而，在一个分子中，至少一个R1是前述的有机基聚硅氧烷残基，至少一个R1是具有脂族碳-碳双键的单价烃基，和a是满足下述条件的正数：0＜a＜2)}；
(B)在一个分子内具有至少两个与硅键合的氢原子的有机硅化合物{这一组分的用量使得相对于1mol前述组分(A)中具有脂族碳-碳双键的单价烃基，这一组分中与硅键合的氢原子的含量范围为0.1-10mol}；和
(C)催化量的氢化硅烷化催化剂。
优选地，组分(A)是在一个分子中至少一个R1作为芳基的有机基聚硅氧烷。组分(A)应当优选在一个分子内具有至少一个R2作为甲基，和在25℃下，组分(A)是固体物质或粘度等于或大于10mPa.s的液体。
通过固化前述可固化的硅氧烷组合物，获得本发明的固化产物。
发明效果
本发明的有机基聚硅氧烷是一种新型的化合物。本发明的方法允许有效地制备这一化合物。本发明的可固化的硅氧烷组合物使得可形成具有有利的弹性模量的固化产物，同时本发明的固化产物的特征在于有利的弹性模量。
发明详述
用下述平均结构式表示有机基聚硅氧烷：
R1 aSiO(4-a)/2
在该式中，R1表示取代或未取代的单价烃基，烷氧基，羟基，或下述通式的有机基聚硅氧烷残基：
-X-(SiR2 2O)mSiR2 3
用R1表示的取代或未取代的单价烃基含有1-12个碳原子，优选1-8个碳原子，且可用下述具体实例表示：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、环己基、辛基、壬基、癸基或类似烷基；乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、环己烯基、辛烯基或类似烯基；苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基或类似芳基；苄基、苯乙基、苯丙基或类似芳烷基；以及其中氢原子被氟、溴、氯或其他卤素原子或氰基部分或全部取代的前述基团。具体实例是下述：氯甲基、氯丙基、溴乙基、三氟丙基或类似卤素取代的烷基或氰乙基。优选烷基、烯基和芳基，特别是甲基、乙烯基或苯基。用R1表示的烷氧基可例举甲氧基、乙氧基和丙氧基。优选甲氧基和乙氧基。
在用R1表示的二有机基聚硅氧烷残基中，用R2表示的取代或未取代的单价烃基相同或不同且可例举与以上针对R1例举相同的基团。在该式中，X表示氧原子或二价烃基。二价烃基可例举亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基或类似亚烷基；甲基亚苯基、乙基亚苯基或类似烷基亚芳基；乙烯基氧基亚乙基、乙烯基氧基亚丙基或类似的烯基氧基亚烷基。最优选亚烷基。在该式中，m是等于或大于1的整数，优选范围为1-100的整数，和更优选范围为4-80的整数。
在本发明的有机基聚硅氧烷中，在一个分子内至少一个R1是前述的二有机基聚硅氧烷残基。推荐至少一个R1是具有脂族碳-碳双键的单价烃基。具有脂族碳-碳双键的单价烃基可以例举烯基，优选乙烯基或烯丙基。还推荐在一个分子中，用R1表示的至少一个基团包括芳基，优选苯基。进一步推荐在一个分子中，用R2表示的至少一个基团包括甲基。
在上式中，a是满足下述条件的正数：0＜a＜2，优选1≤a＜2，更优选1≤a≤1.8，和最优选1≤a≤1.5。
对前述有机基聚硅氧烷的分子结构没有特别限制，它可具有支化的分子结构或者具有三维网络的结构。对这一有机基聚硅氧烷在25℃下的状态没有特别限制，和它可以是固体物质或者粘度等于或大于10mPa.s的液体物质。
制备本发明的有机基聚硅氧烷的方法可包括例如下述步骤：
在(i)用下述平均结构式表示的有机基聚硅氧烷：
R3 aSiO(4-a)/2
(其中R3表示取代或未取代的单价烃基，烷氧基或羟基，和其中在一个分子内，至少一个R3是具有脂族碳-碳双键的单价烃基；和a是满足下述条件的正数：0＜a＜2)；和
(ii)用下述通式表示的二有机基聚硅氧烷之间进行反应：
H(SiR4 2O)mSiR4
(其中R4表示可以相同或不同且不含不饱和脂族键的取代或未取代的单价烃基，和m是等于或大于1的整数)，
{成分(ii)的用量使得相对于1mol前述成分(i)中具有脂族碳-碳双键的单价烃基，这一成分中与硅键合的氢原子的含量小于1mol}，
其中该反应在(iii)氢化硅烷化催化剂存在下进行。
因此，成分(i)是用下述平均结构式表示的有机基聚硅氧烷：
R3 aSiO(4-a)/2
在上式中，R3表示取代或未取代的单价烃基，它可例举以上针对R1的实例给出的相同基团。用R3表示的烷氧基是与以上针对R1的实例给出的相同烷氧基。在一个分子中，至少一个R3是具有脂族碳-碳双键的单价烃基。优选地，至少两个R3是具有脂族碳-碳双键的单价烃基。这些基团的具体实例是下述：乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、环己烯基、环庚烯基或类似烯基。优选乙烯基和烯丙基。在该式中，a是满足下述条件的正数：0＜a＜2，优选1≤a＜2，更优选1≤a≤1.8，和最优选1≤a≤1.5。
成分(ii)是用下述通式表示的二有机基聚硅氧烷：
H(SiR4 2O)mSiR4 3
在该式中，R4表示可以相同或不同且不含不饱和脂族键的取代或未取代的单价烃基。用R4表示的单价烃基可例举以上针对用R1表示的取代或未取代的单价烃基给出的实例相同的基团，它们不含不饱和脂族键。在一个分子中，用R4表示的至少一个基团是甲基。在该式中，m是等于或大于1的整数，优选范围为1-100和更优选范围为4-80的整数。
在本发明的制备方法中，成分(ii)的添加量使得相对于1mol成分(i)中具有脂族碳-碳双键的单价烃基，这一成分中与硅键合的氢原子的含量小于1mol，优选范围为0.05-0.95mol，更优选范围为0.1-0.95mol，和最优选范围为0.2-0.8mol。
成分(iii)的氢化硅烷化催化剂用于加速成分(i)和(ii)之间的氢化硅烷化反应。成分(iii)用铂类催化剂、铑类催化剂或钯类催化剂为代表。铂类催化剂提供最显著的氢化硅烷化反应加速。铂类催化剂可用微细粉化的铂、氯铂酸、氯铂酸的醇溶液，铂-烯基硅氧烷络合物、铂-烯烃络合物或铂-羰基络合物为代表。最优选铂-烯基硅氧烷络合物，它可例举1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷，1，3，5，7-四甲基-1，3，5，7-四乙烯基环四硅氧烷，其中它的一部分甲基被乙基、苯基或类似基团取代的前述烯基硅氧烷，或者其乙烯基被烯丙基、己烯基或类似基团取代的前述烯基硅氧烷。
对成分(iii)可在其内添加的用量没有特别限制。然而，可推荐以重量单位计，成分(iii)的用量相对于成分(i)和(ii)的总重量为0.01-1000ppm，和优选0.1-500ppm这一组分内包含的催化金属。
对氢化硅烷化反应的条件没有特别限制，和可通过加热加速反应。当反应体系含有溶剂，例如甲苯、二甲苯或类似芳烃类溶剂，或庚烷、己烷或类似脂族类溶剂时，推荐反应温度可以是该溶剂的回流温度。若该体系不含有机溶剂，则反应温度可以等于或低于200℃。通过添加有机溶剂，可降低反应体系的粘度，和通过共沸除去水，从而使反应体系脱水。
可将以上所述获得的有机基聚硅氧烷溶解在甲苯、二甲苯或类似的芳烃类溶剂，或庚烷、己烷或类似的脂族类溶剂中。对这一组分在25℃下的状态没有特别限制，和它可以是液体、粘稠液体、或固体物质形式。更具体地，所得组分(A)的外观取决于成分(i)和(ii)的相容性的差别及其含量比而不同。若成分(i)具有低的分子量或者以降低的用量使用，则组分(A)包括透明或半透明的固体。若成分(i)是大分子或以增加的用量使用，则组分(A)是半透明的胶料状或具有白色浊度的胶料。对组分(A)的分子量没有特别限制，但为了更好的可处理性和在溶剂内的溶解性，推荐通过凝胶渗透色谱法测定的以聚苯乙烯为基准的重均分子量范围为500-100,000，和优选范围为1000-50,000。
下述说明涉及本发明的可固化的硅氧烷组合物。
本发明的可固化的硅氧烷组合物包含：
(A)用下述平均结构式表示的有机基聚硅氧烷：
R1 aSiO(4-a)/2
{其中R1表示取代或未取代的单价烃基，烷氧基，羟基，或下述通式的有机基聚硅氧烷残基：
-X-(SiR2 2O)mSiR2 3
(其中R2是相同或不同的取代或未取代的单价烃基；X表示氧原子或二价烃基；和m是等于或大于1的整数)；然而，在一个分子中，至少一个R1是前述的有机基聚硅氧烷残基，至少一个R1是具有脂族碳-碳双键的单价烃基，和a是满足下述条件的正数：0＜a＜2)}；
(B)在一个分子内具有至少两个与硅键合的氢原子的有机硅化合物{这一组分的用量使得相对于1mol前述组分(A)中具有脂族碳-碳双键的单价烃基，这一组分中与硅键合的氢原子的含量范围为0.1-10mol}；和
(C)催化量的氢化硅烷化催化剂。
组分(A)的有机基聚硅氧烷用下述平均结构式表示：
R1 aSiO(4-a)/2
在该式中，R1表示取代或未取代的单价烃基，烷氧基，羟基，或下述通式的有机基聚硅氧烷残基：
-X-(SiR2 2O)mSiR2 3
这些基团可例举与以上给出的相同的基团。
在一个分子中，至少一个R1应当是前述有机基聚硅氧烷残基，和至少一个R1应当是具有脂族碳-碳双键的单价烃基。具有脂族碳-碳双键的单价烃基的具体实例是烯基，优选乙烯基和烯丙基。此外，在一个分子中，用R1表示的至少一个基团可以是芳基，优选苯基。此外，在一个分子中，用R2表示的至少一个基团是甲基。在该式中，a是满足下述条件的数：0＜a＜2。
对组分(A)的有机基聚硅氧烷在25℃下的状态没有特别限制，它可以是固体物质或者粘度等于或大于10mPa.s的液体物质。
组分(B)的有机硅化合物是用于交联组分(A)的组分。对这一组分没有特别限制，条件是它在一个分子中含有至少两个与硅键合的氢原子。此外，对组分(B)的粘度没有特别限制。然而，推荐在25℃下的粘度等于或低于1000mPa.s，优选范围为0.5-500mPa.s，和更优选范围为0.9-100mPa.s。对组分(B)的一个分子内包含的硅原子数量没有特别限制，但优选这一数目范围应当为2-200，更优选3-100，和最优选4-50。同样不限制组分(B)的分子结构，和这一组分可具有直链结构，环状分子结构，上述结构(即，部分支化或三维网络分子结构)。
组分(B)可例举例如下述化合物：双(二甲基甲硅烷基)苯，或类似的含二有机基甲硅烷基的非硅氧烷类化合物，含有与硅键合的氢原子的硅氧烷类化合物，和优选用下述平均结构式表示的硅氧烷类化合物：
R4 bHcSiO(4-b-c)/2
在该式中，R4表示不含不饱和脂族键的单价烃基。这些基团可例举以上针对这一符号给出的相同基团。在该式中，b和c是满足下述条件的正数：0.7≤b≤2.1；0.001≤c≤1.0；和0.8≤(b+c)≤2.6，和优选下述条件：0.8≤b≤2；0.01≤c≤1；和1≤(b+c)≤2.4。
组分(B)可例举下述化合物：1，1，3，3-四甲基二硅氧烷，1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷，分子两端均用三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基氢聚硅氧烷，分子两端均用三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物，分子两端均用二甲基氢甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷，分子两端均用二甲基氢甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物，分子两端均用三甲基甲硅烷氧基封端的二苯基硅氧烷和甲基氢甲硅烷氧基的共聚物，分子两端均用三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷、二苯基硅氧烷和甲基氢硅氧烷的共聚物，由(CH3)2HSiO1/2单元和SiO4/2单元组成的共聚物，和由(CH3)2HSiO1/2单元、SiO4/2单元和(C6H5)SiO3/2单元组成的共聚物。
组分(B)的用量使得这一组分中氢原子的含量相对于1mol组分(A)中具有脂族碳-碳双键的单价烃基范围应当为0.1-10mol，优选0.1-5mol，和更优选0.5-5mol，最优选0.8-2mol，和甚至进一步优选1.0-1.5mol。若组分(B)的用量小于推荐下限，则组合物没有在充足的程度上固化，或者该组合物的固化产物在升高的温度下因存在残留的不饱和碳-碳双键导致易于氧化和泛黄。这将破坏产品外观。另一方面，若组分(B)的含量超过推荐上限，则这使得固化产物发脆。
使用组分(C)的氢化硅烷化催化剂加速含有脂族碳-碳双键的组分(A)中的单价烃基和组分(B)中与硅键合的氢原子之间的氢化硅烷化反应引起的交联。组分(C)的催化剂例举以上参考成分(iii)给出的相同实例。
对组分(C)的添加量没有特别限制。然而，可推荐以重量单位计，应当相对于组分(A)和(B)的总重量，以0.01-1000ppm，优选0.1-500ppm这一成分内包含的催化金属的用量，添加组分(C)到组合物中。
本发明的组合物可含有有机基聚硅氧烷形式的任选的组分，例如在一个分子内含有至少两个烯基的前述成分(i)。对这一有机基聚硅氧烷的用量没有特别限制。然而，可推荐相对于100重量份组分(A)，添加用量为0.1-100重量份的这一化合物。
为了调节固化速度可添加的组合物中的其他任选的组分例举2-甲基-3-丁炔-2-醇，3，5-二甲基-1-己炔-3-醇，苯基丁炔醇或类似的炔醇；3-甲基-3-戊烯-1-炔，3，5-二甲基-3-己烯-1-炔，或类似的烯炔化合物；1，3，5，7-四甲基-1，3，5，7-四乙烯基环四硅氧烷，1，3，5，7-四甲基-1，3，5，7-四己烯基环四硅氧烷，和苯并三唑，或类似的反应抑制剂。对这种反应抑制剂的添加量没有特别限制，但一般地推荐以组合物的重量计，添加量范围为10-1000ppm。
为了改进组合物的粘合性能，组合物可含有粘合促进剂。粘合促进剂可包括在一个分子中含有至少一个与硅键合的烷氧基的有机硅化合物。这种烷氧基可用甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基和甲氧基乙氧基表示，其中尤其优选甲氧基。
除了在有机硅化合物内包含的烷氧基以外的与硅键合的有机基团的实例是前述烷基、烯基、芳基、芳烷基、卤素取代的烷基，或其他任选取代的单价烃基；3-环氧丙氧丙基、4-环氧丙氧丁基和其他环氧丙氧烷基，2-(3，4-环氧基环己基)乙基，3-(3，4-环氧基环己基)丙基和其他环氧基环己基烷基；4-环氧乙烷基丁基、8-环氧乙烷基辛基和其他环氧乙烷基烷基；或类似的含环氧基的单价有机基团；3-甲基丙烯酰氧基丙基或其他含丙烯酰基的单价有机基团。合适的与硅键合的基团的其他实例包括氢原子。优选地，这一有机硅化合物含有对组分(A)或(B)具有反应性的基团，例如烯基或与硅键合的氢原子。从对各种基底的改进的粘合性角度考虑，推荐使用在一个分子内含有至少一个含环氧基的有机基团的有机硅化合物。以上提及的有机硅化合物可例举有机基硅烷化合物或有机基硅氧烷低聚物。有机基硅氧烷低聚物可具有直链、部分支化的直链、支链、环状或网状分子结构。最优选直链、支化或网状分子结构。
这一有机硅化合物可例举3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或类似的硅烷化合物；在一个分子内含有至少一个烯基或至少一个与硅键合的氢原子和与硅键合的烷氧基的硅氧烷化合物；或者硅烷化合物或含有至少一个与硅键合的烷氧基的硅氧烷化合物与在一个分子内含有至少一个与硅键合的羟基和至少一个烯基的硅氧烷化合物的混合物；用下式表示的硅氧烷化合物：
[第一化学式]
(其中k、m和p是正数)或用下式表示的硅氧烷化合物：
[第二化学式]
(其中k、m、p和q是正数)。
推荐粘合促进剂为低粘度液体形式。尽管对这一组分的粘度没有特别要求，但推荐在25℃下的粘度范围为1-500mPa.s。此外，对粘合促进剂可加入到组合物内的用量没有特别限制。然而，可推荐相对于100重量份组合物的总重量，添加用量小于或等于15重量份，例如范围为0.01-10重量份，优选0.5-10重量份的这一组分。
在不与本发明目的冲突的限制内，组合物可含有其他任意组分，例如敏化剂、高级脂肪酸的金属盐，酯类蜡，增塑剂，挠性促进剂，填料，硅烷偶联剂等。挠性促进剂可包括硅油或硅橡胶。填料可例举玻璃纤维、氧化铝纤维、氧化铝-二氧化硅陶瓷纤维、硼纤维、氧化锆纤维、硅-碳化物纤维、金属纤维、聚酯纤维、芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维、酚纤维、动物来源的纤维或其他纤维状纤维；熔凝硅石、沉淀二氧化硅、热解法二氧化硅、烘烤二氧化硅、氧化锌、烘烤粘土、炭黑、玻璃珠、氧化铝、滑石、碳酸钙、粘土、氢氧化铝、硫酸钡、二氧化钛、氮化铝、碳化硅、氧化镁、氧化铍、高岭土、云母、氧化锆或其他填料，或上述两种或更多种物质的混合物。
以下是本发明组合物的固化产物的更加详细的说明
可在室温下或者在加热下固化本发明的组合物。优选采用加热固化，因为加热会加速固化。加热温度范围应当为50-250℃。以橡胶，尤其是硬橡胶，或具有挠性的树脂形式获得组合物的固化产物。这一组合物可用作粘合剂、封装剂、保护涂布剂、底层填充剂等用于电子和电气应用中。鉴于由本发明组合物获得的固化产物具有高的透光率，因此该组合物特别地适合于用作粘合剂、封装剂、保护涂布剂、底层填充剂用于光学器件中的半导体元件上。
实施例
参考实践例和对比例，进一步详细地描述本发明的有机基聚硅氧烷，其制备方法，可固化的硅氧烷组合物，和该组合物的固化产物。在这些实施例中，在25℃下测量粘度值。通过使用THF作为溶剂，获得重均分子量，并以聚苯乙烯为参考再计算的数值形式列出，且使用凝胶渗透色谱法(下文称为“GPC”)测量。
[弹性储能模量和玻璃化转变点(Tg)]
借助切割机，从可固化的硅氧烷组合物的固化体中切割出小片，生产宽度10mm、长度40mm和厚度2mm的样品。使用RheometricScientific，Inc.的粘弹性分析仪(型号RDA 700)，测量所得样品固有的动态粘弹性指数。在3℃/分钟的加热速度下，在1Hz的振动和0.05％的扭应变下，在150℃到+250℃的温度范围内，测定弹性储能模量和tgδ。由tgδ值确定固化产物的玻璃化转变点(Tg)。
[固化产物的外观和透明度]
通过肉眼检测与测量复合弹性模量所要求的样品相同的样品，评价这些特征。
[在固化产物的表面上的表面粘性性能]
通过当用手指接触与测量复合弹性模量所要求的样品相同的样品时感受到的感觉，评价表面粘性性能。
[实践例1]
通过混合276.04重量份54.4wt％的在25℃下为固体且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷(重均分子量＝1550；乙烯基含量＝5.6wt％)的甲苯溶液
(C6H5SiO3/2)0.75[(CH2＝CH)(CH3)2SiO1/2]0.25
与13.35重量份用下式表示的二甲基聚硅氧烷，制备混合物：
H[(CH3)2SiO]12Si(CH3)3
(相对于1mol前述有机基聚硅氧烷内包含的乙烯基，这一组分含有0.04mol与硅键合的氢原子)。通过加热该混合物，以与甲苯的共沸物形式，从混合物中除去水。在冷却混合物到室温之后，混合该产物与1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物(在组合物内包含的量使得以重量单位计，在络合物内金属铂的量为5ppm)。然后缓慢地加热该混合物，并在103℃-107℃的温度下搅拌3小时。在138℃下，在28mmHg的减压下加热，除去甲苯，然后冷却该混合物，生产有机基聚硅氧烷，它在25℃下为固体且透明，并以99％的产率获得(重均分子量＝1770，乙烯基含量＝4.8wt％)。
[实践例2]
通过混合275.70重量份54.4wt％在25℃下为固体且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷(重均分子量＝1550；乙烯基含量＝5.6wt％)的甲苯溶液
(C6H5SiO3/2)0.75[(CH2＝CH)(CH3)2SiO1/2]0.25
与12.89重量份用下式表示的二甲基聚硅氧烷，制备混合物：
H[(CH3)2SiO]25Si(CH3)3
(相对于1mol前述有机基聚硅氧烷内包含的乙烯基，这一组分含有0.02mol与硅键合的氢原子)。通过加热该混合物，以与甲苯的共沸物形式，从混合物中除去水。在冷却混合物到室温之后，混合该产物与1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物(在组合物内包含的量使得以重量单位计，在络合物内金属铂的量为5ppm)。然后缓慢地加热该混合物，并在108℃-109℃的温度下搅拌1小时。在130℃下，在37mmHg的减压下加热，除去甲苯，然后冷却该混合物，生产有机基聚硅氧烷，它在25℃下为浅白色的固体物质，并以99％的产率获得(重均分子量＝1710，乙烯基含量＝4.8wt％)。
[实践例3]
通过混合275.87重量份54.4wt％在25℃下为固体且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷(重均分子量＝1550；乙烯基含量＝5.6wt％)的甲苯溶液
(C6H5SiO3/2)0.75[(CH2＝CH)(CH3)2SiO1/2]0.25
与12.38重量份用下式表示的二甲基聚硅氧烷，制备混合物：
H[(CH3)2SiO]50Si(CH3)3
(相对于1mol前述有机基聚硅氧烷内包含的乙烯基，这一组分含有0.01mol与硅键合的氢原子)。通过加热该混合物，以与甲苯的共沸物形式，从混合物中除去水。在冷却混合物到室温之后，混合该产物与1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物(在组合物内包含的量使得以重量单位计，在络合物内金属铂的量为5ppm)。然后缓慢地加热该混合物，并在110℃的温度下搅拌40分钟。在130℃下，在37mmHg的减压下加热，除去甲苯，然后冷却该混合物，生产有机基聚硅氧烷，它在25℃下为浅白色的固体物质，并以99％的产率获得(重均分子量＝1670，乙烯基含量＝4.8wt％)。
[实践例4]
通过混合275.70重量份54.4wt％在25℃下为固体且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷(重均分子量＝1550；乙烯基含量＝5.6wt％)的甲苯溶液
(C6H5SiO3/2)0.75[(CH2＝CH)(CH3)2SiO1/2]0.25
与26.40重量份用下式表示的二甲基聚硅氧烷，制备混合物：
H[(CH3)2SiO]12Si(CH3)3
(相对于1mol前述有机基聚硅氧烷内包含的乙烯基，这一组分含有0.08mol与硅键合的氢原子)。通过加热该混合物，以与甲苯的共沸物形式，从混合物中除去水。在冷却混合物到室温之后，混合该产物与1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物(在组合物内包含的量使得以重量单位计，在络合物内金属铂的量为5ppm)。然后缓慢地加热该混合物，并在90℃-113℃的温度下搅拌1小时。在138℃下，在28mmHg的减压下加热，除去甲苯，然后冷却该混合物，生产有机基聚硅氧烷，它在25℃下包括油状和固体物质的混合物，并以99％的产率获得(重均分子量＝2000，乙烯基含量＝4.8wt％)。
[实践例5]
通过混合148.21重量份54.4wt％在25℃下为固体且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷(重均分子量＝1550；乙烯基含量＝5.6wt％)的甲苯溶液
(C6H5SiO3/2)0.75[(CH2＝CH)(CH3)2SiO1/2]0.25
与35.21重量份用下式表示的有机基聚硅氧烷，制备混合物：
H[(CH3)2SiO]12Si(CH3)3
(相对于1mol前述有机基聚硅氧烷内包含的乙烯基，这一组分含有0.2mol与硅键合的氢原子)。通过加热该混合物，以与甲苯的共沸物形式，从混合物中除去水。在冷却混合物到室温之后，混合该产物与1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物(在组合物内包含的量使得以重量单位计，在络合物内金属铂的量为5ppm)。然后缓慢地加热该混合物，并在106℃的温度下搅拌1小时。在140℃下，在5mmHg的减压下加热，除去甲苯，然后冷却该混合物，生产有机基聚硅氧烷，它在25℃下为胶料状白色粘稠物质，并以99％的产率获得{重均分子量＝3610(根据GPC的比表面积之比＝55.2％)；重均分子量＝1190(根据GPC的比表面积之比＝44.8％)，乙烯基含量＝4.8wt％}。
[实践例6]
在将9.82重量份实践例5中制备的有机基聚硅氧烷溶解在相同重量的甲苯内之后，均匀地混合该溶液与下述组分：64.83重量份在25℃下为固体且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷(重均分子量＝1550，乙烯基含量＝5.6wt％)
(C6H5SiO3/2)0.75[(CH2＝CH)(CH3)2SiO1/2]0.25
25.35重量份粘度为950mPa.s且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷：
(C6H5SiO3/2)0.40[(CH3)2HSiO1/2]0.60
(使用这一组分，其用量使得相对于1mol前述两种有机基聚硅氧烷内包含的乙烯基，具有1.1mol这一组分中与硅键合的氢原子)和1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物(在组合物内包含的量使得以重量单位计，在络合物内金属铂的量为5ppm)。结果获得可固化的硅氧烷组合物。在模具内铸塑所得组合物，并在大气压下在80℃下加热干燥，随后在150℃下固化1小时。在表1中示出了所得固化产物的特征。
[实践例7]
在将56.74重量份实践例5中制备的有机基聚硅氧烷溶解在相同重量的甲苯内之后，均匀地混合该溶液与下述组分：23.65重量份在25℃下为固体且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷(重均分子量＝1550，乙烯基含量＝5.6wt％)
(C6H5SiO3/2)0.75[(CH2＝CH)(CH3)2SiO1/2]0.25
19.61重量份粘度为950mPa.s且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷：
(C6H5SiO3/2)0.40[(CH3)2HSiO1/2]0.60
(使用这一组分，其用量使得相对于1mol前述两种有机基聚硅氧烷内包含的乙烯基，具有1.1mol这一组分中与硅键合的氢原子)和1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物(在组合物内包含的量使得以重量单位计，在络合物内金属铂的量为5ppm)。结果获得可固化的硅氧烷组合物。在模具内铸塑所得组合物，并在大气压下在80℃下加热干燥，随后在150℃下固化1小时。在表1中示出了所得固化产物的特征。
[实践例8]
在将67.63重量份实践例5中制备的有机基聚硅氧烷溶解在相同重量的甲苯内之后，均匀地混合该溶液与下述组分：14.10重量份在25℃下为固体且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷(C6H5SiO3/2)0.75[(CH2＝CH)(CH3)2SiO1/2]0.25
18.27重量份粘度为950mPa.s且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷：
(C6H5SiO3/2)0.40[(CH3)2HSiO1/2]0.60
(使用这一组分，其用量使得相对于1mol前述两种有机基聚硅氧烷内包含的乙烯基，具有1.1mol这一组分中与硅键合的氢原子)和1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物(在组合物内包含的量使得以重量单位计，在络合物内金属铂的量为5ppm)。结果获得可固化的硅氧烷组合物。在模具内铸塑所得组合物，并在大气压下在80℃下加热干燥，随后在150℃下固化1小时。在表1中示出了所得固化产物的特征。
[实践例9]
在将83.69重量份实践例5中制备的有机基聚硅氧烷溶解在相同重量的甲苯内之后，均匀地混合该溶液与下述组分：16.31重量份在25℃下粘度为950mPa.s且用下述平均单元式表示的部分支化的有机基聚硅氧烷：
(C6H5SiO3/2)0.40[(CH3)2HSiO1/2]0.60
(使用这一组分，其用量使得相对于1mol前述有机基聚硅氧烷内包含的乙烯基，具有1.1mol这一组分中与硅键合的氢原子)和1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物(在组合物内包含的量使得以重量单位计，在络合物内金属铂的量为5ppm)。结果获得可固化的硅氧烷组合物。在模具内铸塑所得组合物，并在大气压下在80℃下加热干燥，随后在150℃下固化1小时。在表1中示出了所得固化产物的特征。
[对比例1]
通过混合73.5重量份在25℃下为固体且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷(重均分子量＝1600，乙烯基含量＝5.6wt％)：
(C6H5SiO3/2)0.75[(CH2＝CH)(CH3)2SiO1/2]0.25
26.5重量份粘度为950mPa.s且用下述平均单元式表示的有机基聚硅氧烷：
(C6H5SiO3/2)0.40[(CH3)2SiO1/2]0.60
(相对于1mol前述有机基聚硅氧烷内包含的乙烯基，这一组分含有1.1mol与硅键合的氢原子)和1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物(在组合物内包含的量使得以重量单位计，在络合物内金属铂的量为2ppm)，制备混合物。结果获得可固化的硅氧烷组合物。在模具内铸塑所得组合物，并在150℃下固化1小时。在表1中示出了所得固化产物的特征。
[表1]
Figure BPA00001231451400181
由于本发明的可固化的硅氧烷组合物能形成固化产物，该固化产物抗因在热振动诱导的应力影响下产生的变形引起的龟裂，且拥有优良的耐久性、挠性并具有与硬塑料相同的硬度。在优选的实施方案中，该组合物的固化产物证明具有高的透光率性能。该组合物适合于用作涂布材料，或用作密封剂用于光学器件，例如LED等。该组合物也可用作制备光学透镜的材料，用作硬涂布剂等。由于该组合物本身具有粘合性能，因此它可用作结实和耐热的粘合剂。

Claims (11)

1.一种用下述平均结构式表示的有机基聚硅氧烷：
R1 aSiO(4-a)/2
其中R1表示取代或未取代的单价烃基，烷氧基，羟基，或下述通式的有机基聚硅氧烷残基：
-X-(SiR2 2O)mSiR2 3
其中R2是相同或不同的取代或未取代的单价烃基；X表示氧原子或二价烃基；和m是等于或大于1的整数；
然而，在一个分子中，至少一个R1是前述的有机基聚硅氧烷残基，和a是满足下述条件的正数：0＜a＜2。
2.权利要求1的有机基聚硅氧烷，其中在一个分子中，至少一个R1是具有脂族碳-碳双键的单价烃基。
3.权利要求1的有机基聚硅氧烷，其中在一个分子中，至少一个R1是芳基。
4.权利要求1的有机基聚硅氧烷，其中在一个分子中，至少一个R2是甲基。
5.权利要求1的有机基聚硅氧烷，其中在25℃下，它是固体物质或者粘度等于或大于10mPa.s的液体物质。
6.一种制备权利要求1的有机基聚硅氧烷的方法，该方法包括下述步骤：
在(i)用下述平均结构式表示的有机基聚硅氧烷：
R3 aSiO(4-a)/2
其中R3表示取代或未取代的单价烃基，烷氧基或羟基，和其中在一个分子内，至少一个R3是具有脂族碳-碳双键的单价烃基；和a是满足下述条件的正数：0＜a＜2；和
(ii)用下述通式表示的二有机基聚硅氧烷之间进行反应：
H(SiR4 2O)mSiR4 3
其中R4表示可以相同或不同且不含不饱和脂族键的取代或未取代的单价烃基，和m是等于或大于1的整数，
成分(ii)的用量使得相对于1mol成分(i)中具有脂族碳-碳双键的单价烃基这一成分中与硅键合的氢原子的含量小于1mol，
其中该反应在(iii)氢化硅烷化催化剂存在下进行。
7.一种可固化的硅氧烷组合物，它包含：
(A)用下述平均结构式表示的有机基聚硅氧烷：
R1 aSiO(4-a)/2
其中R1表示取代或未取代的单价烃基，烷氧基，羟基，或下述通式的有机基聚硅氧烷残基：
-X-(SiR2 2O)mSiR2 3
其中R2是相同或不同的取代或未取代的单价烃基；X表示氧原子或二价烃基；和m是等于或大于1的整数；
然而，在一个分子中，至少一个R1是前述的有机基聚硅氧烷残基，至少一个R1是具有脂族碳-碳双键的单价烃基，和a是满足下述条件的正数：0＜a＜2；
(B)在一个分子内具有至少两个与硅键合的氢原子的有机硅化合物，
这一组分的用量使得相对于1mol前述组分(A)中具有脂族碳-碳双键的单价烃基，这一组分中与硅键合的氢原子的含量范围为0.1-10mol；和
(C)催化量的氢化硅烷化催化剂。
8.权利要求7的可固化的硅氧烷组合物，其中组分(A)是在一个分子中具有至少一个R1作为芳基的有机基聚硅氧烷。
9.权利要求7的可固化的硅氧烷组合物，其中组分(A)是在一个分子内具有至少一个R2作为甲基的有机基聚硅氧烷。
10.权利要求7的可固化的硅氧烷组合物，其中在25℃下，组分(A)是固体物质或粘度等于或大于10mPa.s的液体。
11.通过固化权利要求7-10任何一项的可固化的硅氧烷组合物获得的固化产物。
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