CN103582678B - 保护透明非金属导电部件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种保护在例如玻璃基材的透明基材上的通过例如ITO形成的透明非金属导电部件免于电化学腐蚀的方法，其特征在于使用可室温固化的有机硅橡胶组合物涂布透明非金属导电部件，所述可室温固化的有机硅橡胶组合物含有1重量-ppm至30重量%的三唑化合物，例如1,2,4-三唑化合物或苯并三唑化合物；以及随后固化所述组合物。

Description

保护透明非金属导电部件的方法
技术领域
本发明涉及一种保护由例如铟锡氧化物（ITO）形成的透明非金属导电部件免于电化学腐蚀的方法。
本发明要求2011年5月13日提交的日本专利申请No.2011-107848的优先权，所述专利申请的内容以引用方式并入本文。
背景技术
具有透明非金属导电部件（例如由例如ITO形成的电极或电路）的玻璃基材在光接收显示器件（如液晶显示器（LCD）和电致变色显示器（ECD））和光发射显示器件（如电致发光显示器（ELD））中使用。由例如ITO形成的透明非金属导电部件通常在如下环境中由于例如冷凝、盐等而倾向于发生电化学腐蚀：高湿度环境、其中发生极端温度变化的环境、以及其中悬浮盐分（这易于导致发生电阻增加或发生互连切断，或者导致外观缺陷的产生）的环境。
这已导致出现一种其中透明非金属导电部件与具有0.1至5.0%的吸水率的甲基丙烯酸酯型或有机硅型模制剂组合（参见日本未审专利申请公布（本文称为“公开”）H05-019280）的方法，以及一种其中用含有成膜剂和离子交换材料的防腐蚀油漆覆盖透明非金属导电部件的方法（参见公开H11-286628）。然而，即使使用这些方法，仍然出现如下问题：无法令人满意地抑制透明非金属导电部件的电化学腐蚀。
在另一方面，为了抑制金属导电部件被存在于大气中的腐蚀性气体（例如硫化氢气体或硫酸气体）腐蚀，已知如下方法：所述方法中用含有1,2,4-三唑或苯并三唑或前述的衍生物的可室温固化的有机硅橡胶组合物涂布金属导电部件，然后固化该组合物（参见公开2004-149611和2006-206817）。然而，这些文献未公开保护由例如ITO形成的透明非金属导电部件免于电化学腐蚀。
本发明的目的是提供一种保护由例如ITO形成的透明非金属导电部件免于电化学腐蚀的方法。
发明内容
用于保护透明非金属导电部件的本发明的方法的特征在于，用含有1重量-ppm至30重量%的三唑化合物的可室温固化的有机硅橡胶组合物涂布透明非金属导电部件，随后固化该组合物。
本发明的效果
用于保护透明非金属导电部件的本发明的方法可基本上抑制由于冷凝和盐所导致的电化学腐蚀。
附图说明
图1为用于电化学腐蚀测试的测试试样的顶视图，所述测试试样通过如下方式制得：在具有梳状ITO电极的玻璃基材的表面上涂布可室温固化的有机硅橡胶组合物，随后固化。
说明书中所用的参考标号
1其上已形成梳状ITO电极的玻璃基材
2得自可室温固化的有机硅橡胶组合物的经固化的产物
具体实施方式
用于保护透明非金属导电部件的本发明的方法在下文详细描述。
本发明的方法通过如下方式抑制透明非金属导电部件的电化学腐蚀：用可室温固化的有机硅橡胶组合物涂布导电部件，然后固化所述组合物。该透明非金属导电部件由即金属氧化物的非金属形成，如铟锡氧化物（ITO）、掺杂锑的氧化锡（ATO）、氧化锌（ZnO）等。这种非金属导电部件作为透明基材（例如玻璃基材）上的电路或电极形成。具有这种透明非金属导电部件的透明基材用于，例如，光接收显示器件（如LCD和ECD）和光发射显示器件（如ELD）。
在本发明的方法中，三唑化合物特征性地存在于用于保护透明非金属导电部件的可室温固化的有机硅橡胶组合物中。该三唑化合物可以以诸如下列的1,2,4-三唑化合物为例：1,2,4-三唑、1-甲基-1,2,4-三唑、1,3-二苯基-1,2,4-三唑、5-氨基-3-甲基-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、1,2,4-三唑-3-羧酸、1-苯基-1,2,4-三唑-5-酮和1-苯基尿唑，以及可以以诸如下列的苯并三唑化合物为例：苯并三唑、甲苯基三唑、羧基苯并三唑、羧基苯并三唑丁酯和氯苯并三唑，优选可以以苯并三唑化合物为例。这些三唑化合物中的两种或更多种的组合也可用于本发明的方法中。三唑化合物的含量为在可室温固化的有机硅橡胶组合物中提供1重量-ppm至30重量%的量，并优选为在可室温固化的有机硅橡胶组合物中提供10重量-ppm至1重量%的量。其原因如下：当三唑化合物含量在上述范围的下限以下时，无法令人满意地抑制透明非金属导电部件的电化学腐蚀；当超过上述范围的上限时，所得经固化的产物的物理性质下降。
可室温固化的有机硅橡胶组合物可以以如下为例：通过醇消除的缩合反应而固化的可室温固化的有机硅橡胶组合物、通过消除丙酮的缩合反应而固化的可室温固化的有机硅橡胶组合物、以及通过氢消除的缩合反应而固化的可室温固化的有机硅橡胶组合物，其中优选通过醇消除的缩合反应而固化的可室温固化的有机硅橡胶组合物。通过释放醇的缩合反应而固化的这种可室温固化的有机硅橡胶组合物优选至少包含：
(A)100重量份的有机聚硅氧烷，所述有机聚硅氧烷具有20至1,000,000mPa·s的25℃下的粘度，并且在每个分子中具有至少两个硅键合的羟基或硅键合的烷氧基；
(B)0.5至15重量份的由如下通式表示的烷氧基硅烷或者这种烷氧基硅烷的部分水解和缩合产物
R1 aSi(OR2)(4–a)
其中R1为未取代的或卤素取代的单价烃基，R2为烷基，且a为0至2的整数；
(C)在本组合物中1重量-ppm至30重量%的三唑化合物；和
(D)0.1至10重量份的缩合反应催化剂。
组分(A)为该组合物的碱性组分，并且是在每个分子中具有至少两个硅键合的羟基或硅键合的烷氧基的有机聚硅氧烷。当每个分子含有少于两个硅键合的羟基或硅键合的烷氧基时，所得组合物不发生令人满意的固化。该烷氧基可以以如下为例：甲氧基、乙氧基和丙氧基。该烷氧基可直接键合至分子链中的硅原子，或者可为在本身键合至分子链中的硅原子的烷氧基硅烷基(alkoxysilalkyl)中的烷氧基，其中这种烷氧基硅烷基可以以如下为例：三甲氧基甲硅烷基乙基、甲基二甲氧基甲硅烷基乙基、三乙氧基甲硅烷基乙基和三甲氧基甲硅烷基丙基。组分(A)中的其他硅键合的基团可以以如下为例：未取代的单价烃基和卤素取代的单价烃基，例如烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基和辛基；烯基，如乙烯基和烯丙基；芳基，如苯基和甲苯基；芳烷基，如苄基和苯乙基；卤素取代的烷基，如3,3,3-三氟丙基和3-氯丙基；和卤素取代的芳基，如氯苄基。对组分(A)的分子结构没有限制，组分(A)可具有例如直链、部分支化的直链、支链或树状分子结构，其中优选直链和部分支化的直链。组分(A)在25℃下的粘度在20至1,000,000mPa·s范围内，优选在100至100,000mPa·s范围内。其原因如下：当组分(A)的粘度小于上述范围的下限时，所得经固化的产品的强度显示出降低趋势；当超过前述范围的上限时，处理特性和可涂布性显示出降低趋势。
组分(A)可以以如下为例：在两个分子链末端由羟基封端的二甲基聚硅氧烷、在两个分子链末端由羟基封端的二甲基硅氧烷·甲基乙烯基硅氧烷共聚物、在两个分子链末端由羟基封端的二甲基硅氧烷·甲基苯基硅氧烷共聚物、在两个分子链末端由羟基封端的二甲基硅氧烷·甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷共聚物、在两个分子链末端由三甲氧基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷、在两个分子链末端由三甲氧基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷·甲基乙烯基硅氧烷共聚物、在两个分子链末端由三甲氧基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷·甲基苯基硅氧烷共聚物、在两个分子链末端由三甲氧基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷·甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷共聚物、在两个分子链末端由三甲氧基甲硅烷基乙基二甲基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷、在两个分子链末端由三甲氧基甲硅烷基乙基二甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷·甲基乙烯基硅氧烷共聚物、在两个分子链末端由三甲氧基甲硅烷基乙基二甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷·甲基苯基硅氧烷共聚物、在两个分子链末端由三甲氧基甲硅烷基乙基二甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷·甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷共聚物、和前述中的两种或更多种的混合物。
组分(B)为用于本发明的组合物的固化剂，并且为由如下通式表示的烷氧基硅烷或者这种烷氧基硅烷的部分水解和缩合产物。
R1 aSi(OR2)(4–a)
前式中的R1为未取代的单价烃基或卤素取代的单价烃基，并可以以如下为例：烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基和辛基；烯基，如乙烯基和烯丙基；芳基，如苯基和甲苯基；芳烷基，如苄基和苯乙基；卤素取代的烷基，如3,3,3-三氟丙基和3-氯丙基；和卤素取代的芳基，如氯苄基。前式中的R2为烷基，并可以以如下为例：甲基、乙基、丙基、丁基和辛基。前式中的a为0至2的整数。
组分(B)可以以如下为例：四官能烷氧基硅烷，如四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷和甲基溶纤剂原硅酸酯；三官能烷氧基硅烷，如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷；二官能烷氧基硅烷，如二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷；和这些烷氧基硅烷的部分水解和缩合产物。所考虑的组合物也可使用前述中的两种或更多种的混合物作为组分(B)。
组分(B)的含量在每100重量份组分(A)的0.5至15重量份的范围内。当组分(A)含有硅键合的羟基时，组分(B)的含量优选为如下的量：组分(B)中的烷氧基的摩尔数超过组分(A)中的硅键合的羟基的摩尔数。当组分(A)含有硅键合的烷氧基时，组分(B)的含量优选在每100重量份组分(A)的2至15重量份的范围内。
组分(C)为三唑化合物，并且为用于抑制透明非金属导电部件的电化学腐蚀的特性组分。组分(C)可以以如上提供的相同化合物为例。
组分(C)的含量为在所考虑的组合物中提供1重量-ppm至30重量%的量，并优选为在所考虑的组合物中提供10重量-ppm至1重量%的量。其原因如下：当组分(C)的含量低于上述范围的下限时，无法令人满意地抑制透明非金属导电部件的电化学腐蚀，而当超过上述范围的上限时，所得经固化的产品的物理性质降低。
组分(D)为缩合反应催化剂，其加速本发明的组合物的交联。组分(D)可以以诸如二新癸酸二甲基锡和辛酸亚锡的锡化合物为例，和可以以诸如下列的钛化合物为例：四(异丙氧基)钛、四(正丁氧基)钛、四(叔丁氧基)钛、二(异丙氧基)双(乙酰乙酸乙酯)钛、二(异丙氧基)双(乙酰乙酸甲酯)钛和二(异丙氧基)双(乙酰丙酮酸)钛），且特别优选以钛化合物为例。
组分(D)的含量在每100重量份组分(A)的0.1至10重量份范围内，并优选在每100重量份组分(A)的0.3至6重量份范围内。其原因如下：当组分(D)的含量小于上述范围的下限时，所得组合物的固化不被加速，而当超过上述范围的上限时，所得组合物的储存性质受到损害。
作为其他任选的组分，所考虑的组合物可含有（在本发明的目的不受到损害的范围内）无机填料，如热解法二氧化硅、沉淀二氧化硅、煅烧二氧化硅、细分石英粉末、碳酸钙、热解法二氧化钛、硅藻土、氢氧化铝、细分氧化铝粉末、氧化镁、氧化锌、碳酸锌、细分金属粉末等；通过如下方式提供的填料：使如前所述的填料经受使用例如硅烷、硅氮烷、具有低聚合度的硅氧烷或有机化合物的表面处理；粘合促进剂，如毒鼠硅衍生物或碳杂氮硅环(carbasilatrane)衍生物；以及防霉剂、阻燃剂、热稳定剂、增塑剂、赋予触变性的试剂、颜料等。
对制备所考虑的组合物的方法没有限制，但该组合物必须在排除水分下制得，因为其在水分的作用下固化。该组合物可作为单个包装的产品在排除水分下储存，也可作为双包装产品实现。所考虑的组合物在大气水分的作用下固化，形成经固化的产品。
在本发明的方法中，将可室温固化的有机硅橡胶组合物涂布于透明非金属导电部件上。在施用该组合物之前，可任选地清洁透明非金属导电部件。对施用该组合物的方法没有限制，且施用方法可以以如下为例：使用分配器涂布、使用刮刀涂布、和使用刷子涂布。在本发明的制备方法中对涂布于透明非金属导电部件上的可室温固化的有机硅橡胶组合物的厚度没有限制，但该厚度优选在100μm至5mm的范围内。其原因如下：当涂布于透明非金属导电部件上的可室温固化的有机硅橡胶组合物的厚度小于上述下限时，所得经固化的产品可能不能令人满意地抑制透明非金属导电部件的电化学腐蚀，而当在上述范围的上限以上时，暴露于水分的透明非金属导电部件的电化学腐蚀的抑制不显著改进。在本发明的方法中，随后固化可室温固化的有机硅橡胶组合物。对固化条件没有限制，且由于该组合物在室温下固化，该组合物很好适用于其中需要避免加热电气/电子器件的那些情况。该组合物的固化当然通过施加热量而加速，但推荐加热至不超过60℃，因为过高的温度可导致产生气泡和表面皱折。当该组合物待在室温下固化时，静置数分钟至约1周。
实例
将使用实例详细描述用于保护透明非金属导电部件的本发明的方法。实例中报道的粘度为在25℃下的值。如下进行透明非金属导电部件的电化学腐蚀测试。
[透明非金属导电部件的电化学腐蚀测试]
测试试样通过如下方式制得：将可室温固化的有机硅橡胶组合物在玻璃基材上涂布至0.6mm的厚度，然后在25℃/50%RH下静置1周以引起固化，如图1所示，在所述玻璃基材上已形成梳状电极，其在ITO导电区域之间使用10μm的间隙。该测试试样随后在60℃/95%RH下保持96小时，同时在测试试样的电极之间施加20V的电压。在测试之后，使用显微镜检查透明非金属导电区域的状态，确定由经腐蚀的透明非金属导电面积所占据的百分比（相比于起始透明非金属导电面积的表面积）。
[实践例1]
当在排除水分下操作时，通过醇消除的缩合反应而固化的可室温固化的有机硅橡胶组合物通过混合如下物质而制得：86重量份的具有3,000mPa·s的粘度的在两个分子链末端由三甲氧基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷、9重量份的具有200m2/g的BET比表面积的热解法二氧化硅、4重量份的二甲基二甲氧基硅烷、0.1重量份的苯并三唑和1重量份的二异丙氧基双(乙酰乙酸乙酯)钛。如上所述的测试试样使用该组合物制得。透明非金属导电部件的上述电化学腐蚀测试使用该测试试样进行。结果在表1中给出。
[实践例2]
如实践例1进行制备通过醇消除的缩合反应而固化的可室温固化的有机硅橡胶组合物，不同的是实践例1中所用的苯并三唑的添加量改为0.01重量份。如上所述的测试试样使用该组合物制得。透明非金属导电部件的上述电化学腐蚀测试使用该测试试样进行。结果在表1中给出。
[实践例3]
如实践例1进行制备通过醇消除的缩合反应而固化的可室温固化的有机硅橡胶组合物，不同的是实践例1中所用的苯并三唑改为甲苯基三唑。如上所述的测试试样使用该组合物制得。透明非金属导电部件的上述电化学腐蚀测试使用该测试试样进行。结果在表1中给出。
[比较例1]
如实践例1进行制备通过醇消除的缩合反应而固化的可室温固化的有机硅橡胶组合物，不同的是不添加实践例1中所用的苯并三唑。如上所述的测试试样使用该组合物制得。透明非金属导电部件的上述电化学腐蚀测试使用该测试试样进行。结果在表1中给出。
表1
工业实用性
用于保护透明非金属导电部件的本发明的方法良好适合用作用于使用具有透明非金属导电部件的透明基材（例如玻璃基材）的光接收显示器件（例如LCD和ECD）的防潮密封方法，并适合用作用于使用具有透明非金属导电部件的透明基材（例如玻璃基材）的光发射显示器件（例如ELD）的防潮密封方法。

Claims (4)

1.一种保护透明非金属导电部件的方法，其特征在于
使用可室温固化的有机硅橡胶组合物涂布所述透明非金属导电部件，所述可室温固化的有机硅橡胶组合物含有1重量-ppm至30重量％的苯并三唑化合物；并且
随后固化所述组合物。
2.根据权利要求1所述的保护透明非金属导电部件的方法，其特征在于，所述透明非金属导电部件通过铟锡氧化物(ITO)形成。
3.根据权利要求1或2所述的保护透明非金属导电部件的方法，其中所述可室温固化的有机硅橡胶组合物为通过醇消除、酮消除或氢消除的缩合反应而固化的类型。
4.根据权利要求3所述的保护透明非金属导电部件的方法，其特征在于，通过醇消除的缩合反应固化的所述可室温固化的有机硅橡胶组合物包含至少：
(A)100重量份的有机聚硅氧烷，所述有机聚硅氧烷具有20至1,000,000mPa·s的25℃下的粘度，并且在每个分子中具有至少两个硅键合的羟基或硅键合的烷氧基；
(B)0.5重量份至15重量份的由如下通式表示的烷氧基硅烷或者这种烷氧基硅烷的部分水解和缩合产物
R1 aSi(OR2)(4–a)
其中R1为未取代的或卤素取代的单价烃基，R2为烷基，且a为0至2的整数；
(C)在本组合物中1重量-ppm至30重量％的三唑化合物；和
(D)0.1重量份至10重量份的缩合反应催化剂。
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