CN104321385A - 固化性树脂组合物及其固化物、密封剂以及光半导体装置 - Google Patents

固化性树脂组合物及其固化物、密封剂以及光半导体装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种固化性树脂组合物,其为耐热性、透明性、柔软性优异的材料,特别是可以形成对腐蚀性气体(硫氧化物等)的阻隔性优异的固化物。一种固化性树脂组合物,其为含有具有脂肪族碳-碳不饱和键的化合物(U)和具有氢化甲硅烷基的化合物(H)的组合物,其特征在于,具有脂肪族碳-碳不饱和键,具有利用凝胶渗透色谱法的换算成标准聚苯乙烯的数均分子量为500~1500、分子量分布(Mw/Mn)为1.00~1.40的梯形倍半硅氧烷[A1]及氢化甲硅烷基,至少含有利用凝胶渗透色谱法的换算成标准聚苯乙烯的数均分子量为500~1500、分子量分布(Mw/Mn)为1.00~1.40的梯形倍半硅氧烷[A2]中的任一方或两方。

Description

固化性树脂组合物及其固化物、密封剂以及光半导体装置
技术领域
本发明涉及一种固化性树脂组合物及其固化物、含有上述固化性树脂组合物的密封剂以及使用上述密封剂对光半导体元件进行密封而得到的光半导体装置。
背景技术
作为在高耐热、高耐电压的半导体装置中包覆半导体元件的材料,要求具有150℃以上耐热性的材料。特别是对包覆光半导体元件等光学材料的材料(密封材料),除耐热性之外,要求透明性、柔软性等各种物性优异。目前,例如作为液晶显示器的背光单元中的密封材料,主要使用苯基聚硅氧烷等硅类材料。
在专利文献1中,作为透明性、耐UV性、耐热着色性优异的光元件密封用树脂组合物,公开了下述光元件密封用树脂组合物,其包含:选自含有脂肪族碳-碳不饱和键但不含有H-Si键的笼型结构体的液态倍半硅氧烷、以及含有H-Si键但不含有脂肪族碳-碳不饱和键的笼型结构体的液态倍半硅氧烷中的至少一种倍半硅氧烷作为树脂成分。但是,由于含有笼型倍半硅氧烷的树脂组合物的固化物比较硬,柔软性不足,因此,存在容易产生裂纹或开裂的问题。
另外,在专利文献2中公开了下述固化性组合物,其包含1分子中含有至少2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的三烯丙基异氰酸脲酯等有机化合物、1分子中含有至少2个SiH基的链状和/或环状聚有机硅氧烷等化合物、氢化甲硅烷基化催化剂作为必需成分。但是,这些材料的耐裂纹性等物性还无法令人满意。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-031619号公报
专利文献2:日本特开2002-314140号公报
发明内容
发明所要解决的技术方案
另外,对于光半导体元件的密封材料而言,要求相对于SOX气体等腐蚀性气体具有高的阻隔性。这是因为,光半导体装置中的电极等金属材料容易因腐蚀性气体而腐蚀,由于这种腐蚀,随时间推移会产生光半导体装置的通电特性(例如高温环境中的通电特性)变差的情况。目前,作为光半导体元件的密封材料被广泛使用的苯基聚硅氧烷类密封材料具有特别是相对于上述腐蚀性气体的阻隔性不充分的问题。
因此,本发明的目的在于,提供一种固化性树脂组合物,其为耐热性、透明性、柔软性优异的材料(硅类材料),特别是可以形成对腐蚀性气体(例如硫氧化物等)具有优异阻隔性的固化物。
另外,本发明的其它目的在于,提供一种为耐热性、透明性、柔软性优异的材料、特别是对腐蚀性气体(例如硫氧化物等)具有优异的阻隔性的材料(固化物)。
另外,本发明的其它目的在于,提供一种含有上述固化性树脂组合物的密封剂及通过使用该密封剂对光半导体元件进行密封而得到的光半导体装置。
用于解决技术方案的技术方案
本发明人发现,含有具有特定结构、并且分子量及分子量分布控制在特定范围的聚有机倍半硅氧烷作为必需成分的固化性树脂组合物特别可以形成对腐蚀性气体(特别是硫氧化物等)具有优异阻隔性的固化物,完成了本发明。
即,本发明涉及一种固化性树脂组合物,其含有具有脂肪族碳-碳不饱和键的化合物<U>和具有氢化甲硅烷基的化合物<H>的组合物,其中,
化合物<U>为选自梯形倍半硅氧烷[A1]、梯形倍半硅氧烷[A1]以外的具有脂肪族碳-碳不饱和键的梯形倍半硅氧烷[B1]、具有脂肪族碳-碳不饱和键的直链或支链状的聚硅氧烷[C1]以及具有脂肪族碳-碳不饱和键的环状硅氧烷[E1]中的至少一种,所述梯形倍半硅氧烷[A1]具有脂肪族碳-碳不饱和键、且利用凝胶渗透色谱法测定的换算成标准聚苯乙烯的数均分子量为500~1500、分子量分布(Mw/Mn)为1.00~1.40,
化合物<H>为选自梯形倍半硅氧烷[A2]、梯形倍半硅氧烷[A2]以外的具有氢化甲硅烷基的梯形倍半硅氧烷[B2]、具有氢化甲硅烷基的直链或支链状的聚硅氧烷[C2]以及具有氢化甲硅烷基的环状硅氧烷[E2]中的至少一种,所述梯形倍半硅氧烷[A2]具有氢化甲硅烷基、且利用凝胶渗透色谱法测定的换算成标准聚苯乙烯的数均分子量为500~1500、分子量分布(Mw/Mn)为1.00~1.40,
所述固化性树脂组合物含有梯形倍半硅氧烷[A1]以及梯形倍半硅氧烷[A2]之一或二者。
另外,提供上述固化性树脂组合物,其中,梯形倍半硅氧烷[B1]是在梯形倍半硅氧烷的一部分或全部分子链末端具有含有下述式(b-1)表示的单元结构及下述式(b-2)表示的单元结构的聚有机倍半硅氧烷残基的梯形倍半硅氧烷,
[化学式1]
[式(b-1)中,R11表示含有脂肪族碳-碳双键的一价基团]
[化学式2]
[式(b-2)中,R12相同或不同,表示一价烃基]。
另外,提供上述固化性树脂组合物,其中,梯形倍半硅氧烷[B2]为在梯形倍半硅氧烷的一部分或全部分子链末端具有含有下述式(b-3)表示的单元结构及下述式(b-4)表示的单元结构的聚有机倍半硅氧烷残基的梯形倍半硅氧烷,
[化学式3]
[式(b-3)中,X表示单键或连结基。多个R13相同或不同,表示氢原子、卤原子、一价有机基团、含氧原子的一价基团、含氮原子的一价基团或含硫原子的一价基团。多个R14相同或不同,表示氢原子、卤原子、一价有机基团、含氧原子的一价基团、含氮原子的一价基团或含硫原子的一价基团。n1表示1~100的整数。]
[化学式4]
[式(b-4)中,R15相同或不同,表示一价烃基]。
另外,提供上述的固化性树脂组合物,其中,所述聚硅氧烷[C1]为含有下述式(c-1a)表示的结构的聚硅氧烷,
[化学式5]
[式(c-1a)中,R21~R26相同或不同,表示氢原子、一价烃基、或一价杂环基团。但是,R21~R26中的1个以上为含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。R27表示二价烃基。s1、s2分别表示1以上的整数]。
另外,提供上述的固化性树脂组合物,其中,所述聚硅氧烷[C2]为含有下述式(c-1b)表示的结构的聚硅氧烷,
[化学式6]
[式(c-1b)中,R21~R26相同或不同,表示氢原子、一价烃基或一价杂环基团。但是,R21~R26中的1个以上为氢原子。R27表示二价烃基。s1、s2分别表示1以上的整数]。
另外,提供上述的固化性树脂组合物,其含有下述式(f-1)表示的化合物及下述式(f-2)表示的化合物的缩合化合物[F],
[化学式7]
R51-Si(OR52)3       (f-1)
[式(f-1)中,R51、R52相同或不同,表示一价烃基。]
[化学式8]
[式(f-2)中,R53、R54相同或不同,表示一价烃基。R55表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团]。
另外,提供上述的固化性树脂组合物,其含有氢化甲硅烷基化催化剂。
另外,提供上述的固化性树脂组合物,其含有下述式(d-1)表示的三聚异氰酸化合物[D],
[化学式9]
[上述式(d-1)中,R31相同或不同,表示在与式中所示的氮原子相键合的部位具有碳原子的一价有机基团]。
另外,提供上述的固化性树脂组合物,其中,所述三聚异氰酸化合物[D]是选自下述式(d-2)表示的化合物、下述式(d-3)表示的化合物及下述式(d-4)表示的化合物中的至少一种化合物,
[化学式10]
[式(d-2)中,R32表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。R33相同或不同,表示氢原子或碳原子数1~8的直链或支链状的烷基],
[化学式11]
[式(d-3)中,R34相同或不同,表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。R35表示氢原子或碳原子数1~8的直链或支链状的烷基。]
[化学式12]
[式(d-4)中,R36相同或不同,表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团]。
另外,提供上述的固化性树脂组合物,其中,三聚异氰酸化合物[D]为选自单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸、1-烯丙基-3,5-双(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、1-(2-甲基丙烯基)-3,5-二缩水甘油基三聚异氰酸、1-(2-甲基丙烯基)-3,5-双(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、二烯丙基单缩水甘油基三聚异氰酸、1,3-二烯丙基-5-(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、1,3-双(2-甲基丙烯基)-5-缩水甘油基三聚异氰酸、1,3-双(2-甲基丙烯基)-5-(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、三烯丙基三聚异氰酸、三(2-甲基丙烯基)三聚异氰酸、三缩水甘油基三聚异氰酸、二甲基烯丙基三聚异氰酸、甲基二烯丙基三聚异氰酸、乙基二烯丙基三聚异氰酸、丙基二烯丙基三聚异氰酸、丁基二烯丙基三聚异氰酸、苯基二烯丙基三聚异氰酸及下述式(d-9)表示的化合物中的至少一种化合物。
[化学式13]
另外,提供上述的固化性树脂组合物,其含有硅烷偶联剂。
另外,提供上述的固化性树脂组合物,其为光半导体密封用树脂组合物。
另外,本发明提供一种固化物,其通过使所述固化性树脂组合物固化而得到。
另外,本发明提供一种密封剂,其含有所述固化性树脂组合物。
另外,本发明提供一种光半导体装置,其使用所述密封剂对光半导体元件进行密封而得到。
发明的效果
由于本发明的固化性树脂组合物具有上述构成,因此,可以形成耐热性、透明性、柔软性优异的固化物(硅类材料)。特别地,上述固化物具有对腐蚀性气体(例如SOX气体等)的阻隔性优异的特性。因此,本发明的固化性树脂组合物可以优选作为光半导体密封用树脂组合物、具体而言作为光半导体元件(LED元件)的密封剂使用,使用上述密封剂对光半导体元件进行密封而得到的光半导体装置备有优异的品质和耐久性。特别是,本发明的固化性树脂组合物可以用于对迄今为止没有的高温(例如180℃以上)具有耐热性的新一代光源用密封剂用途等。另外,使本发明的固化性树脂组合物固化而得到的固化物在上述固化性树脂组合物具有特定构成的情况下,发挥优异的耐热冲击性(在施加了冷热循环等热冲击的情况下也不易产生裂纹的特性)。
附图说明
图1是制造例1中得到的在末端具有含SiH的基团和TMS基的梯形倍半硅氧烷的原料、即具有乙烯基且末端具有三甲基甲硅烷基的梯形苯基甲基乙烯基倍半硅氧烷的1H-NMR光谱图。
图2是制造例1中得到的末端具有含SiH的基团和TMS基的梯形倍半硅氧烷的1H-NMR光谱图。
图3是制造例2中得到的具有乙烯基的聚有机倍半硅氧烷的1H-NMR光谱图。
图4是制造例3中得到的具有氢化甲硅烷基的聚有机倍半硅氧烷的1H-NMR光谱图。
图5是示出对腐蚀性气体的阻隔性分别对应于A~D的情况的电极状态(例)的样本的图。
具体实施方式
[固化性树脂组合物]
本发明的固化性树脂组合物至少含有具有氢化甲硅烷基的化合物<H>(有时简称为“化合物<H>”)和具有脂肪族碳-碳不饱和键的化合物<U>(有时简称为“化合物<U>”)。另外,本发明的固化性树脂组合物中的化合物<U>为选自下述梯形倍半硅氧烷[A1]、梯形倍半硅氧烷[A1]以外的具有脂肪族碳-碳不饱和键的梯形倍半硅氧烷[B1]、具有脂肪族碳-碳不饱和键的直链或支链状的聚硅氧烷[C1]以及具有脂肪族碳-碳不饱和键的环状硅氧烷[E1]中的至少一种,化合物<H>为选自下述梯形倍半硅氧烷[A2]、梯形倍半硅氧烷[A2]以外的具有氢化甲硅烷基的梯形倍半硅氧烷[B2]、具有氢化甲硅烷基的直链或支链状的聚硅氧烷[C2]以及具有氢化甲硅烷基的环状硅氧烷[E2]中的至少一种。另外,本发明的固化性树脂组合物为含有下述梯形倍半硅氧烷[A1]及梯形倍半硅氧烷[A2]中之一或二者作为必需成分的组合物。
·梯形倍半硅氧烷[A1]:具有脂肪族碳-碳不饱和键、且利用凝胶渗透色谱法测定的换算成标准聚苯乙烯的数均分子量为500~1500、分子量分布(Mw/Mn)为1.00~1.40的梯形倍半硅氧烷;
·梯形倍半硅氧烷[A2]:具有氢化甲硅烷基、且利用凝胶渗透色谱法测定的换算成标准聚苯乙烯的数均分子量为500~1500、分子量分布(Mw/Mn)为1.00~1.40的梯形倍半硅氧烷
以下示出本发明的固化性树脂组合物的优选方案。但是,本发明的固化性树脂组合物并不限定于以下方案。
第1方式:
至少含有梯形倍半硅氧烷[A1]作为化合物<U>且至少含有梯形倍半硅氧烷[A2]作为化合物<H>的固化性树脂组合物。
第2方式:
至少含有梯形倍半硅氧烷[B1]作为化合物<U>且至少含有梯形倍半硅氧烷[A2]作为化合物<H>的固化性树脂组合物。
第3方式:
至少含有梯形倍半硅氧烷[A1]作为化合物<U>且至少含有梯形倍半硅氧烷[B2]作为化合物<H>的固化性树脂组合物。
第4方式
至少含有聚硅氧烷[C1]作为化合物<U>且至少含有梯形倍半硅氧烷[A2]作为化合物<H>的固化性树脂组合物。
第5方式
至少含有梯形倍半硅氧烷[A1]作为化合物<U>且至少含有聚硅氧烷[C2]作为化合物<H>的固化性树脂组合物。
第6方式
至少含有环状硅氧烷[E1]作为化合物<U>,且至少含有梯形倍半硅氧烷[A2]作为化合物<H>的固化性树脂组合物。
第7方式
至少含有梯形倍半硅氧烷[A1]作为化合物<U>,且至少含有环状硅氧烷[E2]作为化合物<H>的固化性树脂组合物。
需要说明的是,在本说明书中,有时将上述梯形倍半硅氧烷[A1]和梯形倍半硅氧烷[A2]总称为“聚有机倍半硅氧烷[A]”。另外,有时将上述的梯形倍半硅氧烷[B1]和梯形倍半硅氧烷[B2]总称为“梯形倍半硅氧烷[B]”。另外,有时将上述聚硅氧烷[C1]和聚硅氧烷[C2]总称为“聚硅氧烷[C]”。另外,有时将环状硅氧烷[E1]和环状硅氧烷[E2]总称为“环状硅氧烷[E]”。
<聚有机倍半硅氧烷[A]>
本发明的固化性树脂组合物中的聚有机倍半硅氧烷[A]为分子内具有脂肪族碳-碳不饱和键或氢化甲硅烷基、且利用凝胶渗透色谱法测定的换算成标准聚苯乙烯的数均分子量为500~1500、分子量分布(Mw/Mn)为1.00~1.40的梯形倍半硅氧烷(梯形倍半硅氧烷[A1]、梯形倍半硅氧烷[A2])。
一般而言,聚有机倍半硅氧烷[A]是至少具有实验式(基本结构式)RASiO1.5表示的梯形聚有机倍半硅氧烷骨架(梯形的Si-O-Si结构)作为倍半硅氧烷骨架的聚有机倍半硅氧烷。需要说明的是,上述实验式中的RA表示氢原子或一价有机基团,作为该一价有机基团,可列举例如作为后述式(a-1)中的R1a~R1f例示的一价烃基或一价杂环基团等。具有上述梯形聚有机倍半硅氧烷骨架由聚有机倍半硅氧烷[A]在FT-IR光谱中在1050cm-1附近(例如1000~1100cm-1)和1150cm-1附近(例如超过1100cm-1且为1200cm-1以下)分别具有固有吸收峰(即,在1000~1200cm-1具有至少2个吸收峰)来确认[参考文献:R.H.Raney,M.Itoh,A.Sakakibara and T.Suzuki,Chem.Rev.95,1409(1995)]。需要说明的是,聚有机倍半硅氧烷[A]的FT-IR光谱可以根据例如下述的装置及条件来测定。
测定装置:商品名“FT-720”((株)堀场制作所制造)
测定方法:透过法
分辨率:4cm-1
测定频率域:400~4000cm-1
累计次数:16次
另外,聚有机倍半硅氧烷[A]除上述梯形倍半硅氧烷骨架之外,可以含有其它倍半硅氧烷骨架作为倍半硅氧烷骨架,例如可以具有笼结构或无规结构的倍半硅氧烷骨架。
利用凝胶渗透色谱法测定的聚有机倍半硅氧烷[A]的换算成标准聚苯乙烯的数均分子量(Mn)为500~1500,优选为550~1450,更优选为600~1400。数均分子量低于500时,存在例如固化物的物性(耐热性、气体阻隔性等)降低的倾向。另一方面,数均分子量超过1500时,存在在室温下容易变成固体、操作性降低的倾向。另外,有时与其它成分的相容性变差。
利用凝胶渗透色谱法测定的聚有机倍半硅氧烷[A]的换算成标准聚苯乙烯的分子量分布(Mw/Mn)为1.00~1.40,优选为1.35以下(例如1.05~1.35),更优选为1.30以下(例如1.10~1.30)。分子量分布超过1.40时,存在例如低分子硅氧烷增加、密合性或气体阻隔性等降低的倾向。另一方面,将例如分子量分布设为1.05以上时,往往在室温下容易变为液体(液态),操作性提高。
需要说明的是,聚有机倍半硅氧烷[A]的数均分子量、分子量分布例如可以根据下述的装置及条件进行测定。
测定装置:商品名“LC-20AD”((株)岛津制作所制造)
柱:Shodex KF-801×2根、KF-802及KF-803(昭和电工(株)制造)
测定温度:40℃
洗提液:THF、试样浓度0.1~0.2重量%
流量:1mL/分钟
检测器:UV-VIS检测器(商品名“SPD-20A”、(株)岛津制作所制造)
分子量:换算成标准聚苯乙烯
聚有机倍半硅氧烷[A]在氮氛围下的5%重量减少温度(Td5)没有特别限定,优选为150℃以上,更优选为240℃以上,进一步优选为260~500℃,特别优选为262℃以上,最优选为265℃以上。5%重量减少温度低于150℃(特别是低于240℃)时,有时不能满足某些用途所要求的耐热性。需要说明的是,5%重量减少温度是在以一定的升温温度加热时相对于加热前的重量减少5%的时刻的温度,作为耐热性的指标。上述5%重量减少温度例如可以利用TGA(热重量分析),在氮氛围下,在升温速度20℃/分钟的条件下进行测定。
聚有机倍半硅氧烷[A]没有特别限定,优选在室温(25℃)下为液体。具体而言,聚有机倍半硅氧烷[A]在25℃时的粘度没有特别限定,优选为30,000Pa·s以下(例如1~30,000Pa·s),更优选为25,000Pa·s以下,进一步优选为10,000Pa·s以下。上述粘度例如可以使用粘度计(商品名“MCR301”、Anton Paar公司制造)、在振动角5%、频率0.1~100(1/s)、温度:25℃的条件下进行测定。
作为聚有机倍半硅氧烷[A],可列举例如用下述式(a-1)表示、且分子内具有氢化甲硅烷基或脂肪族碳-碳不饱和键、利用凝胶渗透色谱法测定的换算成标准聚苯乙烯的数均分子量(Mn)为500~1500、分子量分布(Mw/Mn)为1.00~1.40的梯形倍半硅氧烷(梯形倍半硅氧烷[A1]、梯形倍半硅氧烷[A2])。
[化学式14]
上述式(a-1)中,R1a~R1f(R1a、R1b、R1c、R1d、R1e及R1f)分别表示氢原子、一价烃基或一价杂环基团。R1a~R1f分别既可以为相同基团,也可以为不同基团。作为上述一价烃基,可列举例如:一价脂肪族烃基;一价脂环式烃基;一价芳香族烃基;脂肪族烃基、脂环式烃基及芳香族烃基中2种以上键合成的一价基团等。作为上述一价杂环基团,可列举例如:吡啶基、呋喃基、噻吩基等。
作为上述一价的脂肪族烃基,可列举例如:烷基、烯基、炔基等。作为上述烷基,可列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、己基、辛基、异辛基、癸基、十二烷基等直链或支链状的C1-20烷基(优选C1-10烷基、更优选C1-4烷基)等。作为上述烯基,可列举例如:乙烯基、烯丙基、甲基烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、5-己烯基等C2-20烯基(优选C2-10烯基、进一步优选C2-4烯基)等。作为上述炔基,可列举例如:乙炔基、丙炔基等C2-20炔基(优选C2-10炔基、进一步优选C2-4炔基)等。
作为上述一价脂环式烃基,可列举例如:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环十二烷基等C3-12的环烷基;环己烯基等C3-12的环烯基;双环庚基、双环庚烯基等C4-15的交联环式烃基等。
作为上述一价芳香族烃基,可列举例如:苯基、萘基、蒽基等C6-14芳基(特别是C6-10芳基)等。
另外,作为脂肪族烃基和脂环式烃基键合而成的基团,可列举例如:环己基甲基、甲基环己基等。作为脂肪族烃基和芳香族烃基键合而成的基团,可列举:苄基、苯乙基等C7-18芳烷基(特别是C7-10芳烷基)、肉桂基等C6-10芳基-C2-6烯基、甲苯基等C1-4烷基取代芳基、苯乙烯基等C2-4烯基取代芳基等。
上述一价烃基可以具有取代基。即,上述一价烃基可以为上述例示的一价烃基的至少1个氢原子取代为取代基的一价烃基。上述取代基的碳原子数优选为0~20,更优选为0~10。作为上述取代基,具体而言,可列举例如:卤原子;羟基;烷氧基;烯氧基;芳氧基;芳烷基氧基;酰氧基;巯基;烷基硫基;烯硫基;芳硫基;芳烷硫基;羧基;烷氧基羰基;芳氧基羰基;芳烷基氧基羰基;氨基;单或二烷基氨基;单或二苯基氨基;酰基氨基;含有环氧基的基团;含氧杂环丁烷基的基团;酰基;桥氧基;异氰酸酯基;这些基团中的2种以上根据需要经由C1-6亚烷基而键合而成的基团等。
作为上述烷氧基,可列举例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基等C1-6烷氧基(优选C1-4烷氧基)等。作为上述烯氧基,可列举例如:烯丙氧基等C2-6烯氧基(优选C2-4烯氧基)等。作为上述芳氧基,可列举例如苯氧基、甲苯基氧基、萘基氧基等在芳香环上可以具有C1-4烷基、C2-4烯基、卤原子、C1-4烷氧基等取代基的C6-14芳氧基等。作为上述芳烷基氧基,可列举例如:苄基氧基、苯乙基氧基等C7-18芳烷基氧基等。作为上述酰基氧基,可列举例如:乙酰氧基、丙酰氧基、(甲基)丙烯酰氧基、苯甲酰氧基等C1-12酰基氧基等。
作为上述烷基硫基,可列举例如:甲硫基、乙硫基等C1-6烷硫基(优选C1-4烷硫基)等。作为上述烯硫基,可列举例如烯丙基硫基等C2-6烯硫基(优选C2-4烯硫基)等。作为上述芳硫基,可列举例如苯基硫基、甲苯基硫基、萘基硫基等在芳香环可以具有C1-4烷基、C2-4烯基、卤原子、C1-4烷氧基等取代基的C6-14芳硫基等。作为上述芳烷基硫基,可列举例如:苄基硫基、苯乙基硫基等C7-18芳烷基硫基等。作为上述烷氧基羰基,可列举例如:甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基等C1-6烷氧基羰基等。作为上述芳氧基羰基,可列举例如:苯氧基羰基、甲苯基氧基羰基、萘基氧基羰基等C6-14芳氧基羰基等。作为上述芳烷氧基羰基,可列举例如苄氧基羰基等C7-18芳烷氧基羰基等。作为上述单或二烷基氨基,可列举甲基氨基、乙基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基等单或二C1-6烷基氨基等。作为上述单或二苯基氨基,可列举例如苯基氨基等。作为上述酰基氨基,可列举例如乙酰基氨基、丙酰基氨基、苯甲酰氨基等C1-11酰基氨基等。作为上述含有环氧基的基图案,可列举例如:缩水甘油基、缩水甘油氧基、3,4-环氧基环己基等。作为上述含氧杂环丁烷基的基团,可列举例如乙基氧杂环丁烷基氧基等。作为上述酰基,可列举例如:乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等。作为上述卤原子,可列举氯原子、溴原子、碘原子等。
上述一价杂环基团可以具有取代基。作为上述取代基,可例示与上述一价烃基可以具有的取代基同样的基团。
作为上述一价烃基、一价杂环基团,更具体而言,可列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、己基、辛基、癸基、苯基、萘基、蒽基、苄基、苯乙基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、乙烯基、烯丙基、苯乙烯基(例如对苯乙烯基)、具有取代基的烃基(例如2-(3,4-环氧基环己基)乙基、3-缩水甘油基丙基、3-甲基丙烯酰氧基丙基、3-丙烯酰氧基丙基、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基、3-氨基丙基、N-苯基-3-氨基丙基、3-巯基丙基、3-异氰酸酯丙基等)等。
上述中,聚有机倍半硅氧烷[A]中,作为上述式(a-1)中的R1a~R1f,优选至少具有选自芳香族烃基(1价芳香族烃基)及脂肪族烃基(1价的脂肪族烃基)中的至少一种基团,更优选至少具有选自烷基、芳基及烯基中的至少一种基团,进一步优选至少具有选自苯基、乙烯基及甲基中的至少一种基团。
聚有机倍半硅氧烷[A]的上述式(a-1)中的R1a~R1f(氢原子、一价烃基、一价杂环基团)的总量(100重量%)中,苯基、乙烯基及甲基的比例(总含量)没有特别限定,优选为50~100重量%,更优选为70~100重量%,进一步优选为80~100重量%。
聚有机倍半硅氧烷[A]的上述式(a-1)中的R1a~R1f(氢原子、一价烃基、一价杂环基团)的总量(100重量%)中,苯基的比例(含量)没有特别限定,优选为0~100重量%,更优选为1~100重量%,进一步优选为5~100重量%。聚有机倍半硅氧烷[A]的上述式(a-1)中的R1a~R1f(氢原子、一价烃基、一价杂环基团)的总量(100重量%)中乙烯基的比例(含量)没有特别限定,优选为0~100重量%,更优选为1~100重量%,进一步优选为5~90重量%,特别优选为10~80重量%。聚有机倍半硅氧烷[A]的上述式(a-1)中的R1a~R1f(氢原子、一价烃基、一价杂环基团)的总量(100重量%)中,甲基的比例(含量)没有特别限定,优选为0~100重量%,更优选为1~100重量%,进一步优选为5~100重量%。
需要说明的是,聚有机倍半硅氧烷[A]的上述式(a-1)中的R1a~R1f(氢原子、一价烃基、一价杂环基团)的组成(例如苯基、乙烯基、甲基的比例等)可以利用例如NMR光谱(例如1H-NMR光谱)测定等算出。
上述式(a-1)中,Ra~Rd(Ra、Rb、Rc及Rd)分别表示氢原子、直链或支链状的烷基、下述式(a-2)表示的一价基团、下述式(a-3)表示的一价基团、或下述式(a-4)表示的一价基团。
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
上述式(a-2)中,R2a、R2b分别表示氢原子或一价烃基。作为R2a、R2b中的一价烃基,可例示与R1a~R1f中的一价烃基同样的基团。其中,作为R2a、R2b,优选一价脂肪族烃基,更优选烷基。R2a、R2b既可以为相同的基团,也可以为不同的基团。另外,上述式(a-2)中,R2c、R2d分别表示一价烃基。作为R2c、R2d中的一价烃基,可例示与R1a~R1f中的一价烃基同样的基团。其中,作为R2c、R2d,优选为一价的脂肪族烃基,更优选为烷基。R2c、R2d既可以为相同的基团,也可以为不同的基团。另外,上述式(a-2)中、p1表示0以上的整数。p1优选0~5,更优选0~3,进一步优选0。
上述式(a-3)中,R3a、R3b分别表示氢原子或一价烃基。作为R3a、R3b中的一价烃基,可例示与R1a~R1f中的一价烃基同样的基团。其中,作为R3a、R3b,优选为一价的脂肪族烃基,更优选为烷基。R3a、R3b既可以为相同的基团,也可以为不同的基团。另外,上述式(a-3)中,R3c、R3d分别表示一价烃基。作为R3c、R3d中的一价烃基,可例示与R1a~R1f中的一价烃基同样的基团。其中,作为R3c、R3d,优选为一价的脂肪族烃基,更优选为烷基。R3c、R3d既可以为相同的基团,也可以为不同的基团。上述式(a-3)中,R3e表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。另外,上述式(a-3)中,p2表示0以上的整数。作为p2,优选为0~5,更优选为0~3,进一步优选为0。
作为含有上述脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团,可列举例如:乙烯基、烯丙基、甲基烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、5-己烯基等烯基;乙炔基、丙炔基等炔基;环己烯基等环烯基;具有上述烯基、炔基、环烯基的其它基团(例如:丙烯酰基、甲基丙烯酰基、2-烯丙基苯基、3-烯丙基苯基、4-烯丙基苯基、2-(烯丙氧基)苯基、3-(烯丙氧基)苯基、4-(烯丙氧基)苯基、2-(烯丙氧基)乙基、3-(烯丙氧基)丙基、2,2-双(烯丙氧基甲基)丁基、3-烯丙氧基-2,2-双(烯丙氧基甲基)丙基等)等。
上述式(a-4)中,R4a、R4b分别表示氢原子或一价烃基。作为R4a、R4b中的一价烃基,可例示与R1a~R1f中的一价烃基同样的基团。其中,作为R4a、R4b,优选为一价的脂肪族烃基,更优选为烷基。R4a、R4b既可以为相同的基团,也可以为不同的基团。另外,上述式(a-4)中,R4c~R4e(R4c、R4d及R4e)分别表示一价的饱和脂肪族烃基。作为R4c~R4e中的一价的饱和脂肪族烃基,可例示与R1a~R1f中的一价的饱和脂肪族烃基同样的基团(例如烷基、环烷基等)。其中,作为R4c~R4e,优选为烷基。R4c~R4e分别既可以为相同的基团,也可以为不同的基团。另外,上述式(a-4)中,p3表示0以上的整数。作为p3,优选为0~5,更优选为0~3,进一步优选为0。
上述式(a-1)中,n表示0以上的整数。上述n通常为0以上的偶数(例如2以上的偶数)。上述n只要控制在聚有机倍半硅氧烷[A]的数均分子量为500~1500、分子量分布为1.00~1.40,就没有特别限定。聚有机倍半硅氧烷[A]的分子量分布超过1.00时,该聚有机倍半硅氧烷[A]一般而言为式(a-1)表示的聚有机倍半硅氧烷,n为不同的两种以上的混合物。聚有机倍半硅氧烷[A]特别优选含有n为1以上(特别是2以上)的成分作为必需成分。
聚有机倍半硅氧烷[A]用上述式(a-1)表示时,作为梯形倍半硅氧烷[A1],可列举例如:上述式(a-1)中的R1a~R1f的任意基团为含有脂肪族碳-碳不饱和键的基团(例如烯基、炔基、环烯基等)的物质、R2a~R2d中的任意基团为含有脂肪族碳-碳不饱和键的基团且具有式(a-2)表示的一价基团的物质、具有式(a-3)表示的一价基团的物质、R4a及R4b中的任一个为含有脂肪族碳-碳不饱和键的基团且具有式(a-4)表示的一价基团的物质等。
由于梯形倍半硅氧烷[A1]含有脂肪族碳-碳不饱和键,因此,对于具有氢化甲硅烷基的化合物(化合物<H>)具有优异的反应性(在氢化甲硅烷基化反应中的反应性)。梯形倍半硅氧烷[A1]在其分子内所具有的含有脂肪族碳-碳不饱和键的基团(例如烯基)的数目只要为1个以上即可,没有特别限定,优选为2个以上(例如2~50个),更优选为2~30个。需要说明的是,梯形倍半硅氧烷[A1]所具有的含有脂肪族碳-碳不饱和键的基团的数目可以利用例如1H-NMR光谱测定等算出。需要说明的是,梯形倍半硅氧烷[A1]可以在分子内具有氢化甲硅烷基,在该情况下,有时可以将该梯形倍半硅氧烷[A1]作为梯形倍半硅氧烷[A2]使用。
聚有机倍半硅氧烷[A]用上述式(a-1)表示的情况,作为梯形倍半硅氧烷[A2],可列举例如:上述式(a-1)中的R1a~R1f的任意基团为氢原子的物质、具有式(a-2)表示的一价基团的物质、R3a及R3b的任意基团为氢原子且具有式(a-3)表示的一价基团的物质、R4a及R4b的任意基团为原子且具有式(a-4)表示的一价基团的物质等。
梯形倍半硅氧烷[A2]对于含有脂肪族碳-碳不饱和键的化合物(化合物<U>)具有优异的反应性(在氢化甲硅烷基化反应中的反应性)。梯形倍半硅氧烷[A2]在其分子内所具有的氢化甲硅烷基的数只要为1个以上即可,没有特别限定,优选为2个以上(例如2~50个),更优选为2~30个。需要说明的是,梯形倍半硅氧烷[A2]所具有的氢化甲硅烷基的数可以利用例如1H-NMR光谱测定等算出。需要说明的是,梯形倍半硅氧烷[A2]可以在分子内具有脂肪族碳-碳不饱和键,在该情况下,有时可以将该梯形倍半硅氧烷[A2]作为梯形倍半硅氧烷[A1]使用。
聚有机倍半硅氧烷[A]没有特别限定,可以通过众所周知惯用的方法、例如日本特开平4-28722号公报、日本特开2010-518182号公报、日本特开平5-39357号公报、日本特开2004-99872号公报、国际公开第1997/007156号、日本特开平11-246662号、日本特开平9-20826号公报、国际公开第2006/033147号、日本特开2005-239829号公报等文献中所公开的方法等来制造。
更具体而言,聚有机倍半硅氧烷[A]例如含有下述的第1工序作为必须的工序,根据需要可以进一步含有下述的第2工序的制造方来制造。
第1工序:使上述式(a-I)表示的化合物进行水解反应及缩合反应的工序
第2工序:在上述第1工序后,进一步使甲硅烷基化剂反应的工序
[化学式18]
R1-Si(OR5)3          (a-I)
上述式(a-I)中的R1表示氢原子或有机基团(一价有机基团)。作为上述有机基团,可列举例如作为式(a-1)中的R1a~R1f例示的一价烃基或一价杂环基团等。
其中,作为上述R1,优选为芳香族烃基、脂肪族烃基,更优选为烷基、芳基、烯基、进一步优选甲基、苯基、乙烯基。
上述式(a-I)中的R5表示一价烃基。作为上述一价烃基,可列举例如作为式(a-1)中的R1a~R1f例示的一价烃基或一价杂环基团等,其中,优选为烷基。作为上述烷基,可列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等碳原子数1~20的烷基等。其中,作为上述R5,在上述第1工序中的反应性的观点方面,优选为碳原子数1~6的烷基,更优选为甲基、乙基。需要说明的是,上述式(a-I)表示的化合物中的3个R5既可以分别相同,也可以不同。
作为上述式(a-I)表示的化合物,具体而言,可列举例如:甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、萘基三甲氧基硅烷、蒽基三甲氧基硅烷、苄基三甲氧基硅烷、苯乙基三甲氧基硅烷、吡啶基三甲氧基硅烷、呋喃基三乙氧基硅烷、噻吩基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷等。
作为聚有机倍半硅氧烷[A]的原料,既可以单独使用式(a-I)表示的化合物一种,也可以组合使用两种以上。即,使用的式(a-I)表示的化合物的种类或比例(组成)等可以根据制造的聚有机倍半硅氧烷[A]具有的有机基团的种类或比例(组成)而适当选择。
聚有机倍半硅氧烷[A]的制造方法中的第1工序为生成至少含有梯形倍半硅氧烷骨架且数均分子量及分子量分布受到控制的聚有机倍半硅氧烷的工序。具体而言,通过进行式(a-I)表示的化合物的水解反应及缩合反应而生成梯形倍半硅氧烷骨架的工序。
为了进行上述的数均分子量及分子量分布的控制,在第1工序的式(a-I)表示的化合物的反应中,可列举例如适当调整反应温度、反应时间、水的使用(添加)、水的使用量、催化剂的使用(添加)、催化剂的种类、催化剂的使用量、溶剂的种类、溶剂的使用量等工序条件的方法。优选列举进一步含有上述工序条件不同的2以上的工序的方法。例如,含有3个工序的情况下,可列举最初的工序在低的反应温度下进行,下一工序在中程度的反应温度下进行,最后的工序在高的反应温度下进行的方法等。另外,例如对式(a-1)中的n的值,为了得到在最初的工序中n=0、在下一工序中n=1、在最后的工序中n=2的聚有机倍半硅氧烷[A],可列举适当调整反应温度的方法等。上述2段以上的工序既可以连续地进行,也可以阶段性地进行。此外,例如为了调整聚有机倍半硅氧烷[A]的操作性,可列举例如适当调整反应温度或反应时间的方法等。例如,在含有苯基作为上述有机基团的情况下,通过适当调整反应温度或反应时间,可以实现含有与作为上述有机基团的乙烯基或甲基的情况同程度的粘度。
第1工序中的反应可以在存在或不存在溶剂的情况下实施。作为上述溶剂,可列举例如:苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烃;二乙基醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二噁烷等醚;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁酮等酮;醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸异丙酯、醋酸丁基等酯;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺;乙腈、丙腈、苯甲腈等腈;甲醇、乙醇、异丙基醇、丁醇等醇等。作为上述溶剂,其中,优选酮(酮类溶剂)。需要说明的是,溶剂可以单独使用一种,或组合使用两种以上。
上述溶剂的使用量没有特别限定,相对于式(a-I)表示的化合物100重量份,可以在0~50重量份的范围内根据所期望的反应时间等而适当调整。
在第1工序中使用(添加)水的情况下,上述水的使用量没有特别限定,相对于式(a-I)表示的化合物1摩尔,可以在0.5~6.0摩尔的范围内适当调整。
上述水的添加方法没有特别限定,既可以成批添加使用的水的总量(总使用量),也可以依次添加。在依次添加时,既可以连续地添加,也可以间歇地添加。
第1工序可以根据需要在催化剂的存在下实施。上述催化剂可以为酸催化剂,也可以为碱催化剂。作为上述酸催化剂,可列举例如:盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等无机酸;磷酸酯;醋酸、甲酸、三氟醋酸等羧酸;甲磺酸、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸等磺酸;活性白土等固体酸;氯化铁等路易斯酸等。需要说明的是,酸催化剂可以单独使用一种,或组合使用两种以上。另外,酸催化剂也可以在溶解或分散于水等溶剂的状态下使用。作为上述碱催化剂,可列举例如:氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯等碱金属氢氧化物;氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡等碱土金属氢氧化物;碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯等碱金属碳酸盐;碳酸镁等碱土金属碳酸盐;碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铯等碱金属碳酸氢盐;醋酸锂、醋酸钠、醋酸钾、醋酸铯等碱金属有机酸盐(例如醋酸盐);醋酸镁等碱土金属有机酸盐(例如醋酸盐);甲醇锂、甲醇钠、乙醇钠、异丙醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾等碱金属醇盐;苯氧基钠等碱金属苯氧化物;三乙基胺、N-甲基哌啶、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯等胺类(叔胺等);吡啶、2,2’-联吡啶、1,10-菲绕啉等含氮芳香族杂环化合物等。需要说明的是,碱催化剂可以单独使用一种,或组合使用两种以上。另外,碱催化剂也可以在溶解或分散于水等溶剂的状态下使用。
上述催化剂的使用量没有特别限定,相对于式(a-I)表示的化合物1摩尔,可以在0.002~0.200摩尔的范围内适当调整。
第1工序中的反应温度没有特别限定,例如可以在0~80℃的范围内适当调整。例如,第1工序含有上述工序条件不同的2个以上的工序时,在最初的工序中,可以将反应温度适当调整为0~20℃,在下一工序中,可以将反应温度适当调整为40~80℃等。
第1工序中的反应时间没有特别限定,例如可以在10~720分钟的范围内适当调整。例如,第1工序含有上述工序条件不同的2个以上的工序时,在最初的工序中,可以将反应温度适当调整为30~180分钟,在下一工序中,可以将反应温度适当调整为60~360分钟等。
实施第1工序时的氛围没有特别限定,可以为例如氮气氛围、氩气氛围等任一种。
如上所述,通过在第1工序中使式(a-I)表示的化合物进行水解反应及缩合反应,可得到至少含有梯形倍半硅氧烷骨架的聚有机倍半硅氧烷。在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷既可以将其作为聚有机倍半硅氧烷[A](即,聚有机倍半硅氧烷[A]可以是在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷),也可以将上述聚有机倍半硅氧烷进一步供给于第2工序,将得到的生成物作为聚有机倍半硅氧烷[A]。
在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷通常含有式(a-i)表示的单元结构(称为“T2体”)和式(a-ii)表示的单元结构(称为“T3体”)。式(a-i)或式(a-ii)中的R1表示氢原子或有机基团(一价有机基团)。作为上述有机基团,没有特别限定,可列举例如作为式(a-1)中的R1a~R1f例示的一价烃基或一价杂环基团等。
[化学式19]
[化学式20]
另外,式(a-i)中的R6表示氢原子或一价烃基。作为上述一价烃基,可列举作为式(a-1)中的R1a~R1f例示的一价烃基或一价杂环基团等,特别优选为直链或支链状的烷基。作为上述直链或支链状的烷基,可列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、己基、辛基、异辛基、癸基、十二烷基等的直链或支链状的C1-20烷基(优选C1-10烷基、进一步优选C1-4烷基)等。
在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷中,式(a-i)表示的单元结构(T2体)与式(a-ii)表示的单元结构(T3体)的比例[T3体/T2体]没有特别限定,优选为0.4~1.5,更优选为0.5~1.5,进一步优选为0.6~1.4,特别优选为0.7~1.3。位于T2体硅原子的上方和下方的2个氧原子分别与其它硅原子(式(a-i)中没有示出的硅原子)键合。另外,T3体中示出的3个氧原子分别与其它硅原子(式(a-ii)中没有示出的硅原子)键合。T3体/T2体低于0.4时,存在例如聚有机倍半硅氧烷固化物的物性(耐热性、柔软性、透明性、气体阻隔性等)降低的倾向。另一方面,T3体/T2体超过1.5时,存在在室温下容易变为固体、适用性降低的倾向。另外,有时与其它成分的相容性变差。
在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷中,式(a-i)表示的单元结构(T2体)和式(a-ii)表示的单元结构(T3体)的比例[T3体/T2体]例如可以通过29Si-NMR光谱测定来求出。在29Si-NMR光谱中,式(a-i)表示的单元结构(T2体)中的硅原子和式(a-ii)表示的单元结构(T3体)中的硅原子在不同的位置(化学位移)表示信号(峰),因此,通过分别算出这些峰的积分比而求出上述比例[T3体/T2体]。具体而言,在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷中,例如,在具有选自苯基及乙烯基中的一种或两种作为有机基团的情况下,式(a-i)表示的单元结构(T2体)中的硅原子的信号出现在-65~-74ppm,另一方面,式(a-ii)表示的单元结构(T3体)中的硅原子的信号出现在-75~-82ppm。因此,该情况下,通过算出-75~-82ppm的信号(T3体)和-65~-74ppm的信号(T2体)的积分比,可以求出上述比例[T3体/T2体]。另外,在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷在具有甲基作为有机基团的情况下,式(a-i)表示的单元结构(T2体)中的硅原子的信号在-50~-60ppm出现,另一方面,式(a-ii)表示的单元结构(T3体)中的硅原子的信号在-60~-70ppm出现。因此,该情况下,通过算出-60~-70ppm的信号(T3体)和-50~-60ppm的信号(T2体)的积分比,可以求出上述比例[T3体/T2体]。需要说明的是,大致的标准是:在上述比例[T3体/T2体]为0.5左右的情况下,式(a-1)表示的n=1的物质为主成分,在上述比例为1.0左右的情况下,式(a-1)表示的n=2的物质为主成分,上述比例为1.5左右的情况下,成为式(a-1)表示的n=3的物质为主成分等。但是,受到上述凝胶渗透色谱法测定中得到的峰形状等的影响。
在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷的29Si-NMR光谱可以根据例如下述的装置及条件进行测定。
测定装置:商品名“JNM-ECA500NMR”(日本电子(株)制造)
溶剂:重氯仿
累计次数:1800次
测定温度:25℃
在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷没有特别限定,例如优选含有用式(a-1)表示且Ra~Rd为氢原子或一价烃基的聚有机倍半硅氧烷,更优选含有该聚有机倍半硅氧烷作为主成分(例如聚有机倍半硅氧烷的总量中,含有50重量%以上)。例如,在式(a-i)表示的单元结构(T2体)和式(a-ii)表示的单元结构(T3体)的比例[T3体/T2体]为0.4~1.5的情况下,可以说在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷含有用式(a-1)表示且Ra~Rd为氢原子或一价烃基的聚有机倍半硅氧烷作为主成分。
[第2工序]
作为在聚有机倍半硅氧烷[A]的制造方法的第2工序中使用的甲硅烷基化剂,可以使用众所周知常用的甲硅烷基化剂,没有特别限定。其中,作为上述甲硅烷基化剂,特别优选使用下述式(a-II)表示的化合物或下述式(a-III)表示的化合物作为甲硅烷基化剂。在使用式(a-II)表示的化合物的情况下,会在生成的聚有机倍半硅氧烷[A]中导入上述式(a-2)表示的一价基团。另一方面,在使用式(a-III)表示的化合物的情况下,会在生成的聚有机倍半硅氧烷[A]中导入上述式(a-3)表示的一价基团。
[化学式21]
[化学式22]
式(a-II)中,R2a、R2b相同或不同,与上述式(a-2)中的情况相同,表示氢原子或一价烃基。另外,R2e~R29相同或不同,表示氢原子或一价烃基。R2c、R2d相同或不同,与上述式(a-2)中的情况相同,表示一价烃基。p1与上述式(a-2)中的情相同,表示0以上的整数。
作为式(a-II)表示的化合物,具体而言,可列举例如:四甲基二氢硅氧烷(例如1,1,3,3-四甲基二硅氧烷)、1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基四硅氧烷、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-十甲基五硅氧烷等。
式(a-III)中,R3a、R3b相同或不同,但与上述式(a-3)中的情况相同,表示氢原子或一价烃基。另外,R3f~R3h相同或不同,表示氢原子或一价烃基。R3c、R3d相同或不同,但与上述式(a-3)中的情况相同,表示一价烃基。R3e与上述式(a-3)中的情况相同,表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。p2与上述式(a-3)中的情况相同,表示0以上的整数。
作为式(a-III)表示的化合物,具体而言,可列举例如:四甲基二乙烯基二硅氧烷(例如1,1,3,3-四甲基二乙烯基二硅氧烷)、1,1,1,3,3-五甲基二乙烯基二硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基二乙烯基三硅氧烷、1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基二乙烯基四硅氧烷、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-十甲基二乙烯基五硅氧烷等。
作为在第2工序中使用的甲硅烷基化剂,可以使用或组合使用式(a-II)表示的化合物、式(a-III)表示的化合物以外的甲硅烷基化剂(有时称为“其它甲硅烷基化剂”)。作为上述其它甲硅烷基化剂,可以使用众所周知常用的甲硅烷基化剂,可列举例如:六甲基二硅氧烷、1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、氯三甲基硅烷等。例如,作为上述其它甲硅烷基化剂,通过使用下述式表示的化合物,可以导入聚有机倍半硅氧烷[A]导入上述式(a-4)表示的一价基团。
[化学式23]
上述式中,R4a、R4b相同或不同,但与上述式(a-4)中的情况相同,表示氢原子或一价烃基。另外,R4f~R4h相同或不同,表示氢原子或一价烃基。R4c~R4e相同或不同,但与上述式(a-4)中的情况相同,表示一价的饱和脂肪族烃基。p3与上述式(a-4)中的情况相同,表示0以上的整数。
上述甲硅烷基化剂(式(a-II)表示的化合物、式(a-III)表示的化合物、其它甲硅烷基化剂)的使用量可以根据制造的聚有机倍半硅氧烷[A]的结构而适当调整。需要说明的是,甲硅烷基化剂可以单独使用一种,或组合使用两种以上。
在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷和甲硅烷基化剂的反应可以在溶剂中实施。作为溶剂,没有特别限定,可列举例如:环己烷等脂环式烃;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烃;二乙基醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二噁烷等醚;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁酮等酮;醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸异丙基、醋酸丁基等酯;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺;乙腈、丙腈、苯甲腈等腈;甲醇、乙醇、异丙基醇、丁醇等醇等。作为上述溶剂,优选为可以同时溶解在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷和甲硅烷基化剂的两者的溶剂,更优选为酮(酮类溶剂)。需要说明的是,溶剂可以单独使用一种,或组合使用两种以上。
作为在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷和甲硅烷基化剂的反应的条件,可以采用公知或常用的条件,没有特别限定,例如,作为反应温度,优选为40~80℃,更优选为45~80℃,进一步优选为50~80℃。另外,作为反应时间,没有特别限定,优选为10~720分钟,更优选为60~480分钟,进一步优选为120~300分钟。另外,实施上述反应的氛围只要不阻碍反应即可,没有特别限定,可列举例如氮氛围、氩氛围等。
需要说明的是,在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷与甲硅烷基化剂的反应既可以以一个阶段实施,也可以以二阶段以上的多阶段实施。例如,在多阶段实施上述反应的情况下,通过在各阶段使用不同的两种以上的甲硅烷基化剂,可以在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷的结构中(例如末端结构;例如式(a-1)中的Ra~Rd)导入两种以上的结构(例如上述式(a-2)~(a-4)表示的一价基团中的两种以上)。另外,也可以通过在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷和甲硅烷基化剂的反应,仅在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷的结构中(例如末端结构;例如式(a-1)中的Ra~Rd)的一部分中导入上述式(a-2)~(a-4)表示的一价基团。
在第2工序中,通过使在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷和甲硅烷基化剂反应,生成在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷所具有的硅烷醇基或烷氧基甲硅烷基进行了甲硅烷基化的聚有机倍半硅氧烷,可以将其作为聚有机倍半硅氧烷[A]取得。即,聚有机倍半硅氧烷[A]可以具有在第1工序中得到的上述聚有机倍半硅氧烷所具有的Si-OR6基团(R6与上述相同,表示氢原子或一价烃基)的R6的一部分或全部用来自甲硅烷基化剂的基团(例如上述式(a-2)表示的一价基团、上述式(a-3)表示的一价基团、上述式(a-4)表示的一价基团等)取代的结构。需要说明的是,如上所述,聚有机倍半硅氧烷[A]优选具有上述式(a-2)表示的一价基团或上述式(a-3)表示的一价基团作为必需的基团。
聚有机倍半硅氧烷[A]的制造方法可以含有上述的第1工序、第2工序以外的工序。具体而言,聚有机倍半硅氧烷[A]的制造方法可以含有例如纯化原料的工序、从反应结束后的溶液中除去溶剂等纯化生成物的工序、回收未反应的原料的工序等。
本发明的固化性树脂组合物(100重量%)中聚有机倍半硅氧烷[A]的含量(总量)没有特别限定,优选为0.01重量%以上(例如0.1重量%以上、100重量%未满),更优选为1~99重量%,进一步优选为5~95重量%。聚有机倍半硅氧烷[A]的含量低于0.01重量%时,有时不能得到充分提高固化物对腐蚀性气体的阻隔性的效果。需要说明的是,含有两种以上聚有机倍半硅氧烷[A]时(例如含有梯形倍半硅氧烷[A1]及梯形倍半硅氧烷[A2]的情况),上述“聚有机倍半硅氧烷[A]的含量”是指它们的总含量。
相对于固化性树脂组合物中的具有脂肪族碳-碳不饱和键的化合物(化合物<U>)的总量(100重量%)的梯形倍半硅氧烷[A1]的含量没有特别限定,优选为0.1重量%以上(例如0.1重量%以上且低于100重量%),更优选为0.5重量%以上,进一步优选为1重量%以上,特别优选为5重量%以上。梯形倍半硅氧烷[A1]的含量低于0.1重量%时,有时不能得到充分提高固化物对腐蚀性气体的阻隔性的效果。需要说明的是,在本发明的固化性树脂组合物含有梯形倍半硅氧烷[A2]的情况下,可以在本发明的固化性树脂组合物中不一定含有梯形倍半硅氧烷[A1]。
相对于固化性树脂组合物中的具有氢化甲硅烷基的化合物(化合物<H>)的总量(100重量%)的梯形倍半硅氧烷[A2]的含量没有特别限定,优选为0.1重量%以上(例如0.1重量%以上且低于100重量%),更优选为0.5重量%以上,进一步优选为1重量%以上,特别优选为5重量%以上。梯形倍半硅氧烷[A2]的含量低于0.1重量%时,有时不能得到充分提高固化物对腐蚀性气体的阻隔性的效果。需要说明的是,在本发明的固化性树脂组合物含有梯形倍半硅氧烷[A1]的情况下,在本发明的固化性树脂组合物中也可以不含有梯形倍半硅氧烷[A2]。
<梯形倍半硅氧烷[B]>
本发明的固化性树脂组合物中的梯形倍半硅氧烷[B]为聚有机倍半硅氧烷[A]以外的倍半硅氧烷、且为氢化甲硅烷基或具有脂肪族碳-碳不饱和键的梯形倍半硅氧烷(梯形倍半硅氧烷[B1]、梯形倍半硅氧烷[B2])。需要说明的是,如上所述,梯形倍半硅氧烷[B1]为分子内具有脂肪族碳-碳不饱和键的梯形倍半硅氧烷[B],梯形倍半硅氧烷[B2]为分子内具有氢化甲硅烷基的梯形倍半硅氧烷[B]。
作为梯形倍半硅氧烷[B1],可列举例如:在具有梯形结构的聚有机倍半硅氧烷(梯形倍半硅氧烷)的一部分或全部分子链末端中具有含有上述式(b-1)表示的单元结构及上述式(b-2)表示的单元结构的聚有机倍半硅氧烷残基(有时称为“聚有机倍半硅氧烷残基(a)”)的梯形倍半硅氧烷(有时称为“梯形倍半硅氧烷[B1-1]”)。
梯形倍半硅氧烷[B1-1]中的聚有机倍半硅氧烷为实验式(基本结构式)RSiO1.5表示的聚硅氧烷。需要说明的是,R表示氢原子、卤原子、一价有机基团、含氧原子的一价基团、含氮原子的一价基团、或含硫原子的一价基团,R(上述聚有机倍半硅氧烷中的R)的至少一部分为一价有机基团。上述聚有机倍半硅氧烷中的R既可以分别相同,也可以不同。
作为上述R中的卤原子,可列举例如:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作为上述R中的一价有机基团,可列举例如:取代或无取代的烃基(一价烃基)、烷氧基、烯氧基、芳氧基、芳烷基氧基、酰氧基、烷硫基、烯硫基、芳硫基、芳烷硫基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、芳烷基氧基羰基、环氧基、氰基、异氰酸酯基、氨基甲酰基、异硫代氰酸酯基等。
作为上述R中的烃基,可列举例如:脂肪族烃基、脂环式烃基、芳香族烃基、这些基团2以上键合而成的基团。
作为上述R中的脂肪族烃基,可列举例如:烷基、烯基、炔基。作为烷基,可列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、己基、辛基、异辛基、癸基、十二烷基等C1-20烷基(优选C1-10烷基、进一步优选C1-4烷基)等。作为烯基,可列举例如:乙烯基、烯丙基、甲基烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、5-己烯基等C2-20烯基(优选C2-10烯基、进一步优选C2-4烯基)等。作为炔基,可列举例如:乙炔基、丙炔基等C2-20炔基(优选C2-10炔基、进一步优选C2-4炔基)等。
作为上述R中的脂环式烃基,可列举例如:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环十二烷基等C3-12的环烷基;环己烯基等C3-12的环烯基;双环庚烷基、双环庚烯基等C4-15的交联环式烃基等。
作为上述R中的芳香族烃基团,可列举例如:苯基、萘基等C6-14芳基(特别是C6-10芳基)等。
另外,作为上述R中的脂肪族烃基和脂环式烃基键合而成的基团,可列举例如:环己基甲基、甲基环己基等。作为脂肪族烃基和芳香族烃基键合成的基,可列举例如:苄基、苯乙基等C7-18芳烷基(特别是C7-10芳烷基)、肉桂基等C6-10芳基-C2-6烯基、甲苯基等C1-4烷基取代芳基、苯乙烯基等C2-4烯基取代芳基等。
上述R中的烃基可以具有取代基。上述烃基中的取代基的碳原子数优选为0~20,更优选为0~10。作为该取代基,可列举例如:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤原子;羟基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基等烷氧基(优选C1-6烷氧基、更优选C1-4烷氧基);烯丙氧基等烯氧基(优选C2-6烯氧基、更优选C2-4烯氧基);苯氧基、甲苯基氧基、萘基氧基等在芳香环上可以具有C1-4烷基、C2-4烯基、卤原子、C1-4烷氧基等取代基的芳氧基(优选C6-14芳氧基);苄基氧基、苯乙基氧基等芳烷基氧基(优选C7-18芳烷基氧基);乙酰氧基、丙酰氧基、(甲基)丙烯酰氧基、苯甲酰氧基等酰基氧基(优选C1-12酰基氧基);巯基;甲硫基、乙硫基等烷硫基(优选C1-6烷硫基、更优选C1-4烷硫基);烯丙基硫基等烯硫基(优选C2-6烯硫基、更优选C2-4烯硫基);苯基硫基、甲苯基硫基、萘基硫基等在芳香环上可以具有C1-4烷基、C2-4烯基、卤原子、C1-4烷氧基等取代基的芳硫基(优选C6-14芳硫基);苄基硫基、苯乙基硫基等芳烷基硫基(优选C7-18芳烷基硫基);羧基;甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基等烷氧基羰基(优选C1-6烷氧基-羰基);苯氧羰基、甲苯氧基羰基、萘氧基羰基等芳氧基羰基(优选C6-14芳氧基-羰基);苄氧基羰基等芳烷氧基羰基(优选C7-18芳烷基氧基-羰基);氨基;甲基氨基、乙基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基等单或二烷基氨基(优选单或二C1-6烷基氨基);乙酰基氨基、丙酰基氨基、苯甲酰氨基等酰基氨基(优选C1-11酰基氨基);缩水甘油氧基等含有环氧基的基团;乙基氧杂环丁烷基氧基等含氧杂环丁烷基的基团;乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等酰基;桥氧基;这些基团的2以上根据需要经由C1-6亚烷基键合而成的基团等。
作为上述R中的含氧原子的一价基团,可列举例如:羟基、过氧化氢基、烯氧基、芳氧基、芳烷基氧基、酰氧基、异氰酸酯基、磺基、氨基甲酰基等。作为上述含氮原子的一价基团,可列举例如:氨基或取代氨基(单或二烷基氨基、酰基氨基等)、氰基、异氰酸酯基、异硫代氰酸酯基、氨基甲酰基等。另外,作为上述含硫原子的一价基团,可列举例如:巯基(硫醇基)、磺基、烷基硫基、烯硫基、芳硫基、芳烷基硫基、异硫代氰酸酯基等。需要说明的是,上述的一价有机基团、含氧原子的一价基团、含氮原子的一价基团、含硫原子的一价基团可以相互重复。
另外,作为上述R,可列举下述式(b-s)表示的基团。
[化学式24]
上述式(b-s)中的多个R’既可以相同,也可以分别不同。式(b-s)中的R’表示氢原子、卤原子、一价有机基团、含氧原子的一价基团、含氮原子的一价基团、或含硫原子的一价基团,作为这些基团,可列举与作为上述R例示的基团同样的基团。
在上述式(b-s)表示的基团中,作为各R’,分别优选氢原子、C1-10烷基(特别是C1-4烷基)、C2-10烯基(特别是C2-4烯基)、C3-12环烷基、C3-12环烯基、在芳香环上可以具有C1-4烷基、C2-4烯基、卤原子、C1-4烷氧基等取代基的C6-14芳基、C7-18芳烷基、C6-10芳基-C2-6烯基、羟基、C1-6烷氧基、卤原子。
上述中,作为R,优选为氢原子、或取代或无取代的烃基,更优选为取代或无取代的烃基、进一步优选脂肪族烃基(特别是烷基)、芳香族烃基(特别是苯基)。
一般而言,作为聚有机倍半硅氧烷的结构,可列举:梯形的Si-O-Si结构(梯形结构)、笼状的Si-O-Si结构(笼结构)、无规的Si-O-Si结构(无规结构)等,梯形倍半硅氧烷[B1-1]中的聚有机倍半硅氧烷为至少含有上述梯形结构的聚有机倍半硅氧烷(具有梯形结构的聚有机倍半硅氧烷)。
梯形倍半硅氧烷[B1-1]中的聚有机倍半硅氧烷例如用下述式(b-L)表示。
[化学式25]
在上述式(b-L)中,p表示1以上的整数(例如1~5000),优选为1~2000的整数,进一步优选为1~1000的整数。式(b-L)中的R表示与上述R相同的基团。T表示末端基。
与梯形倍半硅氧烷[B1-1]中聚有机倍半硅氧烷中的硅原子直接键合的基团(上述实验式中的R,例如式(b-L)中的R)没有特别限定,取代或无取代的烃基在上述基团的总量(100摩尔%)中所占的比例优选为50摩尔%以上,更优选为80摩尔%以上,进一步优选为90摩尔%以上。特别是,在上述基团的总量(100摩尔%)中,取代或无取代的碳原子数1~10的烷基(特别是甲基、乙基等碳原子数1~4的烷基)、取代或无取代的碳原子数6~10的芳基(特别是苯基)、取代或无取代的碳原子数7~10的芳烷基(特别是苄基)的合计量优选为50摩尔%以上,更优选为80摩尔%以上,进一步优选为90摩尔%以上。
梯形倍半硅氧烷[B1-1]在具有上述梯形结构的聚有机倍半硅氧烷的一部分或全部分子链末端上具有聚有机倍半硅氧烷残基(a)。上述聚有机倍半硅氧烷用上述式(b-L)表示的情况下,梯形倍半硅氧烷[B1-1]具有式(b-L)中的T的一部分或全部用上述聚有机倍半硅氧烷残基(a)取代的结构。
如上所述,上述聚有机倍半硅氧烷残基(a)为至少含有式(b-1)表示的单元结构及式(b-2)表示的单元结构的残基。
上述式(b-1)中的R11表示具有脂肪族碳-碳双键的基团(含有脂肪族碳-碳双键的一价基团)。作为具有上述脂肪族碳-碳双键的基团,可列举例如:乙烯基、烯丙基、甲基丙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、5-己烯基等C2-20烯基(优选C2-10烯基、进一步优选C2-4烯基);环己烯基等C3-12的环烯基;双环庚烯基等C4-15交联环式不饱和烃基;苯乙烯基等C2-4烯基取代芳基;肉桂基等。需要说明的是,具有上述脂肪族碳-碳双键的基团包括:在上述式(b-s)表示的基团中3个R’中至少1个为上述的C2-20烯基、C3-12的环烯基、C4-15的交联环式不饱和烃基、C2-4烯基取代芳基、肉桂基等基团。其中,作为R11,优选为烯基,更优选为C2-20烯基,进一步优选为乙烯基。
上述式(b-2)中的R12(3个R12)分别独立地表示烃基(一价烃基)。作为上述烃基,可例示与作为上述R例示的基团同样的烃基。其中,作为R12,优选为C1-20烷基,更优选为C1-10烷基,进一步优选为C1-4烷基,特别优选为甲基。特别优选式(b-2)中的R12均为甲基。3个R12既可以相同,也可以分别不同。
上述聚有机倍半硅氧烷残基(a)除上述式(b-1)表示的单元结构和上述式(b-2)表示的单元结构以外,可以具有例如下述式(b-1’)
[化学式26]
表示的单元结构。
上述式(b-1’)中的R11’表示除具有脂肪族碳-碳双键的基团以外的一价基团。具体而言,可列举例如:氢原子、卤原子、除了具有脂肪族碳-碳双键的基团以外的一价有机基团、含氧原子的一价基团、含氮原子的一价基团、或含硫原子的一价基团等。
上述聚有机倍半硅氧烷残基(a)中键合有式(b-1)所示的3个氧原子的硅原子的量没有特别限定,相对于构成聚有机倍半硅氧烷残基(a)的硅原子的总量(100摩尔%),优选为20~80摩尔%,更优选为25~60摩尔%。含量低于20摩尔%时,有时梯形倍半硅氧烷[B1-1]具有的脂肪族碳-碳双键的量不充分,不能充分得到固化物的硬度。另一方面,含量超过80摩尔%时,在梯形倍半硅氧烷[B1-1]中较多地残存硅烷醇基或水解性甲硅烷基,因此,有时不能以液态形式得到梯形倍半硅氧烷[B1-1]。另外,在生成物中会发生缩合反应导致分子量发生变化,因此,保存稳定性变差。
上述聚有机倍半硅氧烷残基(a)中键合有式(b-2)所示的1个氧原子的硅原子的量没有特别限定,相对于构成聚有机倍半硅氧烷残基(a)的硅原子的总量(100摩尔%),优选为20~85摩尔%,更优选为30~75摩尔%。含量低于20摩尔%时,有时在梯形倍半硅氧烷[B1-1]中容易残存硅烷醇基或水解性甲硅烷基,不能以液态形式得到梯形倍半硅氧烷[B1-1]。另外,有时在生成物中会发生缩合反应而导致分子量发生变化,保存稳定性变差。另一方面,含量超过85摩尔%时,有时梯形倍半硅氧烷[B1-1]所具有的脂肪族碳-碳双键的量不充分,不能得到硬度充分的固化物。
作为上述聚有机倍半硅氧烷残基(a)具有的Si-O-Si结构(骨架),没有特别限定,可列举例如:梯形结构、笼结构、无规结构等。
聚有机倍半硅氧烷[B1-1]例如可以用下述式(b-La)表示。作为式(b-La)中的p、R,可例示与上述式(b-L)同样的p、R。式(b-La)中的A表示聚有机倍半硅氧烷残基(a)、或羟基、卤原子、烷氧基、或酰基氧基,A的一部分或全部为聚有机倍半硅氧烷残基(a)。4个A既可以相同,也可以分别不同。需要说明的是,式(b-La)中的多个(2~4个)A为聚有机倍半硅氧烷残基(a)的情况下,各个A可以相互经由1个以上的Si-O-Si键而键合。
[化学式27]
需要说明的是,梯形倍半硅氧烷[B1-1]中的聚有机倍半硅氧烷残基(a)可以进一步具有后述的梯形倍半硅氧烷[B2-1]中的式(b-3)表示的单元结构。该情况下,梯形倍半硅氧烷[B1-1]有时也可以作为梯形倍半硅氧烷[B2-1]使用。
梯形倍半硅氧烷[B1-1]的制造方法没有特别限定,可列举例如在具有梯形结构、且在分子链末端具有硅烷醇基和/或水解性甲硅烷基(硅烷醇基及水解性甲硅烷基中之一或二者)的聚有机倍半硅氧烷(有时称为“原料梯形聚合物”)的分子链末端上,形成上述倍半硅氧烷残基(a)的方法。
作为上述原料梯形聚合物中的水解性甲硅烷基,可列举例如:卤化甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基等。作为上述卤化甲硅烷基中的卤原子,可列举例如:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作为上述烷氧基甲硅烷基中的烷氧基,可列举例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基等C1-10烷氧基。作为上述酰氧基甲硅烷基中的酰氧基,可列举例如:乙酰氧基、丙酰氧基、苯甲酰氧基等C1-10酰基氧基。
作为上述原料梯形聚合物,可列举例如上述式(b-L)中的末端基T的一部分或全部为羟基、卤原子、烷氧基、或酰基氧基的聚有机倍半硅氧烷。
上述原料梯形聚合物具有的硅烷醇基及水解性甲硅烷基的数(总数)没有特别限定,优选1分子中为1个以上(例如1~10个),更优选为2~6个。需要说明的是,上述原料梯形聚合物具有的硅烷醇基及水解性甲硅烷基的数(总数)例如通过1H-NMR光谱测定来求出。
上述原料梯形聚合物的分子量没有特别限定,优选为100~80万,更优选为200~10万,进一步优选为300~3万,特别优选为1000~20000,最优选为1500~10000。分子量低于100时,有时固化物的耐热性降低。另一方面,分子量超过80万时,有时梯形倍半硅氧烷[B1-1](或[B2-1])与其它成分的相容性降低。需要说明的是,上述原料梯形聚合物可以为具有上述范围的各种分子量的物质的混合物。需要说明的是,上述分子量可以作为例如利用凝胶渗透色谱法的聚苯乙烯换算的分子量算出。
上述原料梯形聚合物的重均分子量(Mw)没有特别限定,优选为100~80万,更优选为200~10万,进一步优选为300~3万,特别优选为1000~20000,最优选为1500~10000。分子量低于100时,有时固化物的耐热性降低。另一方面,分子量超过80万时,有时梯形倍半硅氧烷[B1-1](或[B2-1])与其它成分的相容性降低。需要说明的是,上述重均分子量可以由例如利用凝胶渗透色谱法的换算成标准聚苯乙烯的分子量算出。
上述原料梯形聚合物可以通过具有公知或常用的梯形结构的聚有机倍半硅氧烷的制造方法来制造,其制造方法没有特别限定。具体而言,上述原料梯形聚合物可以通过例如3官能硅烷化合物的水解、缩合反应(溶胶凝胶反应)来制造。
作为上述3官能硅烷化合物的水解、缩合反应的原料梯形聚合物的制造方法,可列举例如将下述式(b-i)
[化学式28]
RSiY3                   (b-i)
[式(b-i)中,R如上所述。3个Y分别独立地(即,3个Y既可以相同,也可以分别不同)表示羟基、卤原子、烷氧基或酰氧基。]表示的3官能硅烷化合物的一种或两种以上供给于水解、缩合反应(溶胶凝胶反应)的方法。
上述水解、缩合反应可以通过例如在硅烷醇缩合催化剂的存在下,在水或水和有机溶剂的混合溶剂中使上述式(b-i)表示的3官能硅烷化合物的一种或两种以上进行硅烷醇缩合、在反应中或反应后馏去溶剂和/或副生物(醇等)来实施。反应温度没有特别限定,优选为-78~150℃,更优选为-20~100℃。水的使用量没有特别限定,相对于式(b-i)表示的3官能硅烷化合物的合计量1摩尔,优选为1摩尔以上(例如1~20摩尔),更优选为1~10摩尔。
作为上述有机溶剂,可列举例如:己烷、庚烷、辛烷等脂肪族烃;环己烷等脂环式烃;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烃;氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等卤化烃;二乙基醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二噁烷等醚;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁酮等酮;醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸异丙基、醋酸丁基等酯;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺;乙腈、丙腈、苯甲腈等腈;甲醇、乙醇、异丙基醇、丁醇等醇;这些物质的混合溶剂等。有机溶剂的使用量没有特别限定,相对于原料3官能硅烷化合物的总量1容量份,例如为0.5~30容量份。
作为上述硅烷醇缩合催化剂,可以使用例如酸催化剂、碱催化剂。作为上述酸催化剂,可列举例如:盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等无机酸;磷酸酯;醋酸、三氟醋酸等羧酸;甲烷磺酸、三氟甲烷磺酸、对甲苯磺酸等磺酸;活性白土等固体酸;氯化铁等路易斯酸等。作为上述碱催化剂,可列举例如:氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物;氢氧化钡、氢氧化镁等碱土金属的氢氧化物;碳酸钠等碱金属碳酸盐;碳酸钡、碳酸镁等碱土金属碳酸盐;碳酸氢钠等碱金属碳酸氢盐;甲醇钠、乙醇钠等碱金属醇盐;甲醇钡等碱土金属醇盐;苯氧基钠等碱金属的苯氧化物;四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等四烷基氢氧化铵等季氢氧化铵;四甲基氢氧化鏻、四丁基氢氧化鏻等四烷基氢氧化鏻等季氢氧化鏻;三乙基胺、N-甲基哌啶、4-二甲基氨基吡啶、1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU)等叔胺等胺;吡啶等含氮芳香族杂环化合物等。另外,作为硅烷醇缩合催化剂,也可以使用四丁基氟化铵、氟化钾、氟化钠等氟化合物。
得到的原料梯形聚合物可以通过例如水洗、酸清洗、碱清洗、过滤、浓缩、蒸馏、萃取、晶析、重结晶、柱色谱法等分离方法或组合这些方法而成的分离方法等来分离纯化。
接着,作为在上述原料梯形聚合物的分子链末端形成上述聚倍半硅氧烷残基(a),从而生成梯形倍半硅氧烷[B1-1]的方法,没有特别限定,可列举例如在上述原料梯形聚合物中使下述式(b-I)
[化学式29]
R11SiY3                     (b-I)
[式(b-I)中,R11如上所述。Y分别独立地表示羟基、卤原子、烷氧基、或酰基氧基]表示的3官能硅烷化合物反应(缩合、或水解及缩合),然后使下述式(b-II)
[化学式30]
R12 3SiY                     (b-II)
[式(b-II)中,R12如上所述。Y表示羟基、卤原子、烷氧基、或酰基氧基]表示的1官能硅烷化合物反应(缩合、或水解及缩合)的方法。
使上述原料梯形聚合物与式(b-I)表示的3官能硅烷化合物反应时,该3官能硅烷化合物的使用量没有特别限定,相对于原料梯形聚合物具有的硅烷醇基及水解性甲硅烷基的总量1摩尔,优选为0.2~50摩尔,更优选为0.25~10摩尔,进一步优选为1~5摩尔。使用量低于0.2摩尔时,有时相对于原料梯形聚合物不能导入充分量的脂肪族碳-碳双键。另一方面,使用量超过50摩尔时,有时容易形成上述3官能硅烷化合物之间的缩合物,低分子量的缩合物增加。
需要说明的是,在上述反应中,可以组合使用上述式(b-I)表示的3官能硅烷化合物以外的3官能硅烷化合物(有时称为“其它3官能硅烷化合物”)。即,可以使式(b-I)表示的3官能硅烷化合物及其它3官能硅烷化合物与上述原料梯形聚合物进行反应(共缩合反应)。作为上述其它3官能硅烷化合物,可列举例如:式(b-I)中的R11为具有脂肪族碳-碳双键的基团以外的一价有机基团(例如饱和脂肪族烃基、芳香族烃基等)的3官能硅烷化合物等。组合使用上述其它3官能硅烷化合物的情况下,其使用量没有特别限定,例如相对于式(b-I)表示的3官能硅烷化合物100重量份,优选为0.2~50重量份,更优选为0.25~10重量份。
上述原料梯形聚合物和3官能硅烷化合物(单独的式(b-I)表示的3官能硅烷化合物、或式(b-I)表示的3官能硅烷化合物及其它3官能硅烷化合物)的反应(缩合、或水解及缩合)优选在有机溶剂中进行。作为上述有机溶剂,可列举例如:己烷、庚烷、辛烷等脂肪族烃;环己烷等脂环式烃;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烃;氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等卤化烃;二乙基醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二噁烷等醚;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁酮等酮;醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸异丙酯、醋酸丁酯等酯;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺;乙腈、丙腈、苯甲腈等腈;甲醇、乙醇、异丙基醇、丁醇等醇等。需要说明的是,有机溶剂可以单独使用一种,或组合使用两种以上。其中,优选为甲基异丁酮。
上述原料梯形聚合物和上述3官能硅烷化合物的反应可以在水的存在下进行。水的使用量没有特别限定,相对于存在于体系中的水解性甲硅烷基的总量1摩尔,优选为1~10摩尔,更优选为1.5~6摩尔,进一步优选为2~4摩尔。使用量低于1摩尔时,水解难以进行,因此,有时缩合反应的进行不充分。另一方面,使用量超过10摩尔时,硅烷化合物的浓度降低,因此,有时反应速度变慢,反应不能充分进行。
上述原料梯形聚合物和上述3官能硅烷化合物的反应进一步优选在硅烷醇缩合催化剂(特别是酸催化剂)的存在下进行。作为硅烷醇缩合催化剂,可例示与在原料梯形聚合物的制造中使用的硅烷醇缩合催化剂同样的催化剂。硅烷醇缩合催化剂的使用量没有特别限定,相对于存在于体系中的硅烷醇基及水解性甲硅烷基的总量1摩尔,优选为0.001~0.5摩尔,更优选为0.005~0.3摩尔,进一步优选为0.01~0.1摩尔。使用量低于0.001摩尔时,有时缩合反应的进行得不充分。另一方面,使用量超过0.5摩尔时,有时副反应或分解反应同时发生,收率降低。
实施上述原料梯形聚合物和上述3官能硅烷化合物的反应的温度(反应温度)没有特别限定,优选为50~100℃,更优选为60~90℃,进一步优选为70~80℃。反应温度低于50℃时,有时缩合反应的进行不充分。另一方面,反应温度超过100℃时,有时副反应或分解反应同时发生,收率降低。
实施上述原料梯形聚合物和上述3官能硅烷化合物的反应的时间(反应时间)没有特别限定,优选为15~720分钟,更优选为30~360分钟,进一步优选为60~240分钟。反应时间低于15分钟时,有时缩合反应的进行不充分。另一方面,反应时间超过720分钟时,有时副反应或分解反应同时发生,收率降低。
通过上述原料梯形聚合物和上述3官能硅烷化合物的反应,可得到原料梯形聚合物和上述3官能硅烷化合物形成的缩合物(有时简称为“缩合物”)。这样得到的缩合物可以不进行纯化而直接供给于下一反应(与式(b-II)表示的1官能硅烷化合物的反应),也可以在进行纯化后供给于下一反应。在纯化时,可以利用例如水洗、酸清洗、碱清洗、过滤、浓缩、蒸馏、萃取、晶析、重结晶、柱色谱法等分离方法、或组合这些方法而成的分离方法等公知或惯用的方法。
接着,使上述原料梯形聚合物和上述3官能硅烷化合物形成的缩合物与上述式(b-II)表示的1官能硅烷化合物(单官能硅烷化合物)反应。更详细而言,将原料梯形聚合物和上述3官能硅烷化合物形成的缩合物所具有的硅烷醇基及水解性甲硅烷基利用式(b-II)表示的1官能硅烷化合物进行封端,生成梯形倍半硅氧烷[B1-1]。即,梯形倍半硅氧烷[B1-1]具有上述缩合物中的硅烷醇基及水解性甲硅烷基利用式(b-II)表示的1官能硅烷化合物封端的结构。
上述式(b-II)表示的1官能硅烷化合物的使用量没有特别限定,相对于上述缩合物具有的硅烷醇基及水解性甲硅烷基的总量1摩尔,优选为1~10摩尔,更优选为1~5摩尔,进一步优选为1~3摩尔。使用量低于1摩尔时,有时在梯形倍半硅氧烷[B1-1]或固化物中容易较多地残存硅烷醇基和/或水解性甲硅烷基,保存稳定性变差。另一方面,使用量超过10摩尔时,有时在成本方面是不利的。
上述缩合物和上述式(b-II)表示的1官能硅烷化合物的反应优选在有机溶剂中进行。作为上述有机溶剂,可例示与上述原料梯形聚合物上述3官能硅烷化合物的缩合反应中的有机溶剂同样的有机溶剂。
上述缩合物和上述式(b-II)表示的1官能硅烷化合物的反应可以在水存在下进行。水的使用量没有特别限定,相对于存在于体系中的水解性甲硅烷基的总量1摩尔,优选为1~10摩尔,更优选为1~5摩尔,进一步优选为1~3摩尔。使用量低于1摩尔时,水解不充分进行,因此,有时缩合反应的进行不充分。另一方面,使用量超过10摩尔时,有时基质浓度下降,反应速度降低。
上述缩合物和上述式(b-II)表示的1官能硅烷化合物的反应优选在硅烷醇缩合催化剂(特别是酸催化剂)的共存下进行。上述硅烷醇缩合催化剂的使用量没有特别限定,相对于存在于体系中的硅烷醇基及水解性甲硅烷基的总量1摩尔,优选为0.0001~1.0摩尔,更优选为0.001~0.1摩尔,进一步优选为0.005~0.03摩尔。使用量低于0.0001摩尔时,有时反应速度慢,缩合反应的进行不充分。另一方面,使用量超过1.0摩尔时,有时副反应容易进行。
实施上述缩合物和上述式(b-II)表示的1官能硅烷化合物的反应的温度(反应温度)没有特别限定,优选为50~100℃,更优选为60~80℃,进一步优选为65~75℃。反应温度低于50℃时,有时缩合反应的进行不充分。另一方面,反应温度超过100℃时,有时会同时产生副反应或分解反应,收率降低。
实施上述缩合物和上述式(b-II)表示的1官能硅烷化合物的反应的时间(反应时间)没有特别限定,优选为60~600分钟,更优选为90~360分钟,进一步优选为120~240分钟。反应时间低于60分钟时,有时缩合反应的进行不充分。另一方面,反应时间超过600分钟时,有时会同时产生副反应或分解反应,分子量降低。
得到的梯形倍半硅氧烷[B1-1]可以通过利用例如水洗、酸清洗、碱清洗、过滤、浓缩、蒸馏、萃取、晶析、重结晶、柱色谱法等分离方法、或组合这些方法而成的分离方法等公知或惯用的方法来纯化。
梯形倍半硅氧烷[B1-1]中分子内(一分子中)的脂肪族碳-碳双键的数量没有特别限定,优选为2个以上(例如2~50个),更优选为2~30个。通过在上述的范围内具有脂肪族碳-碳双键,存在容易得到耐热性等各种物性、耐裂纹性、对腐蚀性气体的阻隔性优异的固化物的倾向。需要说明的是,脂肪族碳-碳双键的数量可以通过例如1H-NMR光谱测定等来算出。
梯形倍半硅氧烷[B1-1]中的脂肪族碳-碳双键的含量没有特别限定,优选为0.7~5.5mmol/g,更优选为1.1~4.4mmol/g。另外,梯形倍半硅氧烷[B1-1]中所含的脂肪族碳-碳双键的比例(重量基准)没有特别限定,以乙烯基换算计,优选为2.0~15.0重量%,更优选为3.0~12.0重量%。
梯形倍半硅氧烷[B1-1]的分子量没有特别限定,优选为100~80万,更优选为200~10万,进一步优选为300~1万,特别优选为500~8000,最优选为1500~7000。梯形倍半硅氧烷[B1-1]的分子量在该范围时,在室温下容易变为液体,并且其粘度容易变得比较低,因此,操作容易。需要说明的是,梯形倍半硅氧烷[B1-1]可以是具有上述范围的各种分子量的物质的混合物。需要说明的是,上述分子量可以以例如利用凝胶渗透色谱法得到的换算成标准聚苯乙烯的分子量的形式进行测定。
梯形倍半硅氧烷[B1-1]的重均分子量(Mw)没有特别限定,优选为100~80万,更优选为200~10万,进一步优选为300~1万,特别优选为500~8000,最优选为1700~7000。重均分子量低于100时,有时固化物的耐热性降低。另一方面,重均分子量超过80万时,有时与其它成分的相容性降低。需要说明的是,上述重均分子量可以由例如利用凝胶渗透色谱法得到的换算成标准聚苯乙烯的分子量算出。
梯形倍半硅氧烷[B1-1]的数均分子量(Mn)没有特别限定,优选为80~80万,更优选为150~10万,进一步优选为250~1万,特别优选为400~8000,最优选为1500~7000。数均分子量低于80时,有时固化物的耐热性降低。另一方面,数均分子量超过80万时,有时与其它成分的相容性降低。需要说明的是,上述数均分子量可以由例如利用凝胶渗透色谱法得到的换算成标准聚苯乙烯的分子量算出。
梯形倍半硅氧烷[B1-1]没有特别限定,优选在常温(约25℃)下为液体。更具体而言,梯形倍半硅氧烷[B1-1]在23℃下的粘度优选为100~100000mPa·s,更优选为500~10000mPa·s,进一步优选为1000~8000mPa·s。粘度低于100mPa·s时,有时固化物的耐热性降低。另一方面,粘度超过100000mPa·s时,有时固化性树脂组合物的制备或操作困难。需要说明的是,23℃下的粘度可以使用例如流变仪(商品名“Physica UDS-200”、Anton Paar公司制造)和锥板(圆锥直径:16mm、锥角度=0°)、在温度:23℃、转速:20rpm的条件下进行测定。
作为梯形倍半硅氧烷[B2],可列举例如在具有梯形结构的聚有机倍半硅氧烷(梯形倍半硅氧烷)的一部分或全部分子链末端上具有含有上述式(b-3)表示的单元结构及上述式(b-4)表示的单元结构的聚有机倍半硅氧烷残基(有时称为“聚有机倍半硅氧烷残基(b)”)的梯形倍半硅氧烷(有时称为“梯形倍半硅氧烷[B2-1]”)。
梯形倍半硅氧烷[B2-1]中的聚有机倍半硅氧烷为实验式(基本结构式)RSiO1.5表示的聚硅氧烷。作为梯形倍半硅氧烷[B2-1]中的聚有机倍半硅氧烷,可例示与梯形倍半硅氧烷[B1-1]中的聚有机倍半硅氧烷(例如上述式(b-L)表示的聚有机倍半硅氧烷)同样的聚有机倍半硅氧烷。
即,上述聚有机倍半硅氧烷用上述式(b-L)表示的情况下,梯形倍半硅氧烷[B2-1]具有式(b-L)中的T的一部分或全部用上述聚有机倍半硅氧烷残基(b)取代的结构。
如上所述,上述聚有机倍半硅氧烷残基(b)为至少含有上述式(b-3)表示的单元结构及上述式(b-4)表示的单元结构的残基。需要说明的是,有时将上述式(b-3)表示的单元结构中的有机基团(-X-CHR13-CR13 2-[SiR14 2-O-]n1SiHR14 2)称为“含SiH的基团”。
上述式(b-3)中,X表示单键或连结基(具有1个以上的原子的二价基团)。作为上述连结基,可列举例如:二价烃基、羰基、醚基(醚键)、硫醚基(硫醚键)、酯基(酯键)、碳酸酯基(碳酸酯键)、酰胺基(酰胺键)、这些基团多个连结而成的基团等。
作为上述二价烃基,可列举例如碳原子数为1~18的直链或支链状的亚烷基、二价脂环式烃基等。作为碳原子数为1~18的直链或支链状的亚烷基,可列举例如:亚甲基、甲基亚甲基、二甲基亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基等。作为二价脂环式烃基,可列举例如:1,2-亚环戊基、1,3-亚环戊基、环戊叉基、1,2-亚环己基、1,3-亚环己基、1,4-亚环己基、环己叉基等二价亚环烷基(包括环烷叉基)等。
上述式(b-3)中的多个R13分别独立地表示氢原子、卤原子、一价有机基团、含氧原子的一价基团、含氮原子的一价基团、或含硫原子的一价基团。即,多个R13既可以相同,也可以分别不同。作为R13,可例示与上述R同样的基团。其中,作为R13,分别优选为氢原子、或取代或无取代的烃基,更优选为氢原子。
上述式(b-3)中的多个R14分别独立地表示氢原子、卤原子、一价有机基团、含氧原子的一价基团、含氮原子的一价基团、或含硫原子的一价基团。即,多个R14既可以相同,也可以分别不同。作为上述卤原子、一价有机基团、含氧原子的一价基团、含氮原子的一价基团、含硫原子的一价基团,可例示与上述R同样的基团。需要说明的是,式(b-3)中的n1为2以上的整数的情况下,n1所附的各括号内的R14既可以相同,也可以分别不同。
在上述中,作为R14,分别优选为氢原子、或取代或无取代的烃基,更优选为取代或无取代的烃基,进一步优选为脂肪族烃基(特别是甲基)、芳香族烃基(特别是苯基)。
上述式(b-3)中的n1表示1~100的整数,优选为1~30的整数,更优选为1~10的整数,进一步优选为1~5的整数。n1过大时,存在固化物对气体(特别是腐蚀性气体)的阻隔性降低的倾向,因此,例如有时不适合作为光半导体元件的密封剂。
上述式(b-4)中的R15(3个R15)分别独立地与上述式(b-2)中的R12同样地表示烃基(一价烃基)。作为上述烃基,可例示与在上述R中例示的烃基同样的烃基。其中,作为R15,优选为C1-20烷基,更优选为C1-10烷基,进一步优选为C1-4烷基,特别优选为甲基。特别优选式(b-4)中的R15均为甲基。
上述聚有机倍半硅氧烷残基(b)除式(b-3)表示的单元结构和式(b-4)表示的单元结构以外,还可以具有例如上述式(b-1’)表示的单元结构。
上述聚有机倍半硅氧烷残基(b)中的式(b-3)中的键合有3个氧原子的硅原子(不含有含SiH的基团中的硅原子)的量没有特别限定,相对于构成聚有机倍半硅氧烷残基(b)的硅原子的总量(100摩尔%),优选为20~80摩尔%,更优选为25~60摩尔%。含量低于20摩尔%时,有时梯形倍半硅氧烷[B2-1]所具有的氢化甲硅烷基的量不充分,不能得到硬度充分的固化物。另一方面,含量超过80摩尔%时,在梯形倍半硅氧烷[B2-1]中较多地残存硅烷醇基或水解性甲硅烷基,因此,有时不能以液态得到梯形倍半硅氧烷。另外,由于在生成物中缩合反应进行而分子量发生变化,因此,有时保存稳定性变差。
上述聚有机倍半硅氧烷残基(b)中的式(b-4)中的键合有1个氧原子的硅原子的量没有特别限定,相对于构成聚有机倍半硅氧烷残基(b)的硅原子的总量(100摩尔%),优选为20~85摩尔%,更优选为30~75摩尔%。含量低于20摩尔%时,有时在梯形倍半硅氧烷[B2-1]中容易残存硅烷醇基或水解性甲硅烷基,不能以液态得到梯形倍半硅氧烷。另外,由于在生成物中缩合反应进行而分子量发生变化,因此,有时保存稳定性变差。另一方面,含量超过85摩尔%时,有时梯形倍半硅氧烷[B2-1]具有的氢化甲硅烷基的量不充分,不能得到硬度充分的固化物。
作为上述聚有机倍半硅氧烷残基(b)所具有的Si-O-Si结构(骨架),没有特别限定,可列举例如梯形结构、笼结构、无规结构等。
聚有机倍半硅氧烷[B2-1]可以用例如下述式(b-Lb)表示。作为式(b-Lb)中的p、R,可例示与上述式(b-L)同样的p、R。式(b-Lb)中的B表示聚有机倍半硅氧烷残基(b)、或羟基、卤原子、烷氧基、或酰基氧基,式(b-Lb)中的B的一部分或全部为聚有机倍半硅氧烷残基(b)。4个B既可以相同,也可以分别不同。需要说明的是,式(b-Lb)中的多个(2~4个)的B为聚有机倍半硅氧烷残基(b)的情况下,各个B可以相互经由1个以上的Si-O-Si键而键合。
[化学式31]
需要说明的是,梯形倍半硅氧烷[B2-1]中的聚有机倍半硅氧烷残基(b)可以进一步具有上述的梯形倍半硅氧烷[B1-1]中的式(b-1)表示的单元结构。该情况下,梯形倍半硅氧烷[B2-1]有时也可以作为梯形倍半硅氧烷[B1-1]使用。
梯形倍半硅氧烷[B2-1]的制造方法没有特别限定,可列举例如在具有梯形结构、在分子链末端具有硅烷醇基和/或水解性甲硅烷基的聚有机倍半硅氧烷(原料梯形聚合物)的分子链末端上,形成上述聚有机倍半硅氧烷残基(b)的方法。
作为梯形倍半硅氧烷[B2-1]中的原料梯形聚合物,可以使用与梯形倍半硅氧烷[B1-1]中的原料梯形聚合物同样的原料梯形聚合物。
作为在上述原料梯形聚合物的分子链末端形成上述聚倍半硅氧烷残基(b)、生成梯形倍半硅氧烷[B2-1]的方法,没有特别限定,可列举例如由上述原料梯形聚合物形成梯形倍半硅氧烷[B1-1]使该梯形倍半硅氧烷[B1-1]和下述式(b-5)
[化学式32]
[式(b-5)中,R14、n1如上所述]表示的化合物在氢化甲硅烷基化催化剂的存在下反应的方法等。但是,并不限定于该方法。
作为上述式(b-5)表示的化合物,具体而言,可列举例如1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基四硅氧烷、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-十甲基五硅氧烷等在两末端具有1~10个(优选2~5个)具有氢化甲硅烷基的(Si-O)单元的直链状聚二甲基硅氧烷、在两末端具有SiH基的直链状聚二烷基硅氧烷(优选直链状聚二C1-10烷基硅氧烷)等。
使梯形倍半硅氧烷[B1-1]和上述式(b-5)表示的化合物反应时式(b-5)表示的化合物的使用量没有特别限定,相对于梯形倍半硅氧烷[B1-1]所具有的脂肪族碳-碳双键的总量1摩尔,上述(b-5)表示的化合物具有的氢化甲硅烷基(Si-H)优选设为变为3摩尔以上(例如3~500摩尔)的使用量,更优选为5~300摩尔,进一步优选为8~100摩尔,特别优选为8~20摩尔。氢化甲硅烷基的量为低于3摩尔的使用量时,有时梯形倍半硅氧烷[B1-1]和式(b-5)表示的化合物的固化反应进行并进行凝胶化。另一方面,氢化甲硅烷基的量为超过500摩尔的使用量时,有时在成本方面是不利的。
作为上述氢化甲硅烷基化催化剂,可例示铂系催化剂、铑系催化剂、钯系催化剂等众所周知的氢化甲硅烷基化反应用催化剂,具体而言,可以列举,铂微粉末、铂黑、担载有铂的二氧化硅微粉末、担载有铂的活性炭、氯铂酸、氯化铂酸与醇、醛、酮等形成的络合物、铂的烯烃络合物、铂-羰基乙烯基甲基络合物等铂的羰基络合物、铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物或铂-环乙烯基甲基硅氧烷络合物等铂乙烯基甲基硅氧烷络合物、铂-膦络合物、铂-亚磷酸酯络合物等铂系催化剂、以及在上述铂系催化剂中取代铂原子而含有钯原子或铑原子的钯系催化剂或铑系催化剂。上述氢化甲硅烷基化催化剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。其中,铂乙烯基甲基硅氧烷络合物或铂-羰基乙烯基甲基络合物或氯化铂酸与醇、醛形成的络合物由于反应速度良好,因此优选。
上述氢化甲硅烷基化催化剂的使用量没有特别限定,相对于梯形倍半硅氧烷[B1-1]所具有的脂肪族碳-碳双键的总量1摩尔,优选为1×10-8~1×10-2摩尔,更优选为1.0×10-6~1.0×10-3摩尔。使用量低于1×10-8摩尔时,有时反应不充分地进行。另一方面,使用量超过1×10-2摩尔时,有时容易产生固化物的着色。
在制造梯形倍半硅氧烷[B2-1]时,在上述氢化甲硅烷基化反应(梯形倍半硅氧烷[B1-1]和式(b-5)表示的化合物的反应)中,根据需要可以在反应体系中添加其它添加剂。另外,上述氢化甲硅烷基化反应根据需要可以在溶剂(例如上述例示的有机溶剂等)中实施。另外,实施上述氢化甲硅烷基化反应的氛围只要不阻碍反应即可,没有特别限定,可以为例如空气氛围、氮氛围、氩氛围等任一种。另外,上述氢化甲硅烷基化反应也可以用间歇式、半间歇式、连续式等任一种方法进行。
上述氢化甲硅烷基化反应的温度(反应温度)没有特别限定,优选为0~200℃,更优选为20~150℃,进一步优选为30~100℃。反应温度低于0℃时,有时反应的进行慢,生产率降低。另一方面,反应温度超过200℃时,有时会同时发生反应物的分解或副反应,收率降低。需要说明的是,反应温度既可以在反应期间控制为一定,也可以依次或连续地变化。
另外,上述氢化甲硅烷基化反应的时间(反应时间)没有特别限定,优选为10~1400分钟,更优选为60~720分钟。反应时间低于10分钟时,有时不能使反应充分地进行,收率降低。另一方面,反应时间超过1400分钟时,有时会同时发生反应物的分解或副反应,收率降低,或较浓地着色。
上述氢化甲硅烷基化反应中的压力(反应压力)没有特别限定,可以在常压下、加压下、减压下等任一压力下实施反应。
上述中得到的梯形倍半硅氧烷[B2-1]可以利用例如水洗、酸清洗、碱清洗、过滤、浓缩、蒸馏、萃取、晶析、重结晶、柱色谱法等分离方法、或组合这些方法而成的分离方法等公知或惯用的方法进行纯化。
梯形倍半硅氧烷[B2-1]中的分子内(一分子中)的上述含SiH的基团的数量没有特别限定,优选为2个以上(例如2~50个),更优选为2~30个。通过在上述的范围具有上述含SiH的基团,存在固化性树脂组合物的固化物的耐热性提高的倾向。需要说明的是,含SiH的基团的数量可以通过例如1H-NMR光谱测定等来算出。
梯形倍半硅氧烷[B2-1]所具有的氢化甲硅烷基(SiH基)的含量没有特别限定,优选为0.01~0.5mmol/g,更优选为0.08~0.28mmol/g。另外,梯形倍半硅氧烷[B2-1]所具有的氢化甲硅烷基(SiH基)的重量基准含量没有特别限定,优选以SiH基中的H(氢)的重量换算(H换算)计为0.01~0.50重量%,更优选为0.08~0.28重量%。氢化甲硅烷基的含量过少时(例如低于0.01mmol/g、以H换算计低于0.01重量%的情况),有时不能进行固化性树脂组合物的固化。另一方面,氢化甲硅烷基的含量过多时(例如超过0.50mmol/g的、以H换算计超过0.50重量%的情况),有时固化物的硬度过高,变得容易开裂。需要说明的是,梯形倍半硅氧烷[B2-1]中的氢化甲硅烷基的含量可以利用例如1H-NMR等进行测定。
需要说明的是,含SiH的基团相对于梯形倍半硅氧烷[B2-1]所具有的氢化甲硅烷基的总量(100摩尔%)的含量没有特别限定,在固化度的观点方面,优选为50~100摩尔%,更优选为80~100摩尔%。
梯形倍半硅氧烷[B2-1]的分子量没有特别限定,优选为100~80万,更优选为200~10万,进一步优选为300~1万,特别优选为500~9000,最优选为2500~7000。梯形倍半硅氧烷[B2-1]的分子量在该范围时,有时在室温下容易成为液体,并且其粘度容易变得比较低,因此操作容易。需要说明的是,梯形倍半硅氧烷[B2-1]可以为具有上述范围的各种分子量的物质的混合物。需要说明的是,上述分子量可以以例如利用凝胶渗透色谱法得到的换算成标准聚苯乙烯的分子量的形式测出。
梯形倍半硅氧烷[B2-1]的重均分子量(Mw)没有特别限定,优选为100~80万,更优选为200~10万,进一步优选为300~1万,特别优选为500~9000,最优选为2500~7000。重均分子量低于100时,有时固化物的耐热性降低。另一方面,分子量超过80万时,有时与其它成分的相容性降低。需要说明的是,上述重均分子量可以由例如利用凝胶渗透色谱法得到的换算成标准聚苯乙烯的分子量算出。
梯形倍半硅氧烷[B2-1]的数均分子量(Mn)没有特别限定,优选为80~80万,更优选为150~10万,进一步优选为250~1万,特别优选为400~8000,最优选为2000~7000。数均分子量低于80时,有时固化物的耐热性降低。另一方面,数均分子量超过80万时,有时与其它成分的相容性降低。需要说明的是,上述数均分子量可以由例如利用凝胶渗透色谱法得到的换算成标准聚苯乙烯的分子量算出。
梯形倍半硅氧烷[B2-1]没有特别限定,优选在常温(约25℃)下为液体。更具体而言,梯形倍半硅氧烷[B2-1]在23℃下的粘度优选为100~100000mPa·s,更优选为500~10000mPa·s,进一步优选为1000~8000mPa·s。粘度低于100mPa·s时,有时固化物的耐热性降低。另一方面,粘度超过100000mPa·s时,有时固化性树脂组合物的制备及操作困难。需要说明的是,23℃下的粘度可以通过例如与梯形倍半硅氧烷[B1-1]的粘度同样的方法来测定。
作为梯形倍半硅氧烷[B],除上述梯形倍半硅氧烷[B1-1]、[B2-1]以外,可列举例如在25℃下为固体、并且具有脂肪族碳-碳不饱和键的梯形倍半硅氧烷(有时称为“梯形倍半硅氧烷[B1-2]”)、在25℃下为固体、并且具有氢化甲硅烷基的梯形倍半硅氧烷(有时称为“梯形倍半硅氧烷[B2-2]”)等。在本发明的固化性树脂组合物含有梯形倍半硅氧烷[B1-2]和/或[B2-2]的情况下,特别是存在通过固化而形成的固化物对腐蚀性气体的阻隔性提高,另外强韧性(特别是耐裂纹性)提高的倾向。
上述梯形倍半硅氧烷[B1-2]中的、分子内(一分子中)的脂肪族碳-碳不饱和键的数量没有特别限定,优选为2个以上(例如2~50个),更优选为2~30个。另外,上述梯形倍半硅氧烷[B1-2]中的脂肪族碳-碳不饱和键的位置没有特别限定,既可以为侧链,也可以为末端。需要说明的是,脂肪族碳-碳不饱和键的数量可以通过例如1H-NMR光谱测定等来算出。
上述梯形倍半硅氧烷[B2-2]中的分子内(一分子中)的氢化甲硅烷基的数量没有特别限定,优选为2个以上(例如2~50个),更优选为2~30个。另外,上述梯形倍半硅氧烷[B2-2]中的氢化甲硅烷基的位置没有特别限定,既可以为侧链,也可以为末端。需要说明的是,氢化甲硅烷基的数量可以通过例如1H-NMR光谱测定等来算出。
梯形倍半硅氧烷[B1-2]、[B2-2]的重均分子量(Mw)没有特别限定,优选为2000~80万,更优选为6000~10万。重均分子量低于2000时,有时固化物对腐蚀性气体的阻隔性降低。另一方面,分子量超过80万时,有时与其它成分的相容性降低。需要说明的是,上述重均分子量可以由例如利用凝胶渗透色谱法的换算成标准聚苯乙烯的分子量算出。
梯形倍半硅氧烷[B1-2]、[B2-2]可以通过公知或惯用的梯形倍半硅氧烷的制造方法(例如以3官能硅烷化合物为原料的溶胶凝胶法)来制造。
作为梯形倍半硅氧烷[B],除上述的梯形倍半硅氧烷[B1-1]、[B1-2]、[B2-1]、[B2-2]以外,可以使用例如上述的原料梯形聚合物,还可以具有氢原子或脂肪族碳-碳不饱和键作为R的上述原料梯形聚合物、即末端基(上述式(b-L)中的T)被三甲基甲硅烷基等甲硅烷基进行了封端的梯形倍半硅氧烷。
在本发明的固化性树脂组合物中,梯形倍半硅氧烷[B]既可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
固化性树脂组合物(100重量%)中梯形倍半硅氧烷[B]的含量(总量)没有特别限定,优选为0重量%以上且低于100重量%,更优选为5~95重量%,进一步优选为10~90重量%,特别优选为15~85重量%,最优选为20~80重量%。需要说明的是,在含有两种以上梯形倍半硅氧烷[B]的情况(例如含有梯形倍半硅氧烷[B1]及梯形倍半硅氧烷[B2]的情况)下,上述“梯形倍半硅氧烷[B]的含量”是指它们的总含量。
梯形倍半硅氧烷[B1]相对于固化性树脂组合物中具有脂肪族碳-碳不饱和键的化合物(化合物<H>)的总量(100重量%)的含量没有特别限定,优选为0重量%以上且低于100重量%,更优选为5~95重量%,进一步优选为10~90重量%,特别优选为15~85重量%,最优选为20~80重量%。
梯形倍半硅氧烷[B2]相对于固化性树脂组合物中具有氢化甲硅烷基的化合物(化合物<U>)的总量(100重量%)的含量没有特别限定,优选为0重量%以上且低于100重量%,更优选为5~95重量%,进一步优选为10~90重量%,特别优选为15~85重量%,最优选为20~80重量%。
<聚硅氧烷[C]>
本发明的固化性树脂组合物中的聚硅氧烷[C]是由硅氧烷键合(Si-O-Si)构成的聚有机硅氧烷,并且是具有氢化甲硅烷基或脂肪族碳-碳不饱和键的直链或支链状的聚硅氧烷(聚硅氧烷树脂:聚硅氧烷[C1]、聚硅氧烷[C2])。需要说明的是,如上所述,聚硅氧烷[C1]是分子内具有脂肪族碳-碳不饱和键的聚硅氧烷[C],聚硅氧烷[C2]是分子内具有氢化甲硅烷基的聚硅氧烷[C]。特别是在本发明的固化性树脂组合物含有聚硅氧烷[C]的情况下,通过使该固化性树脂组合物固化而得到的固化物存在发挥出更优异的耐热冲击性的倾向。需要说明的是,聚硅氧烷[C]中不包括上述的聚有机倍半硅氧烷[A]或梯形倍半硅氧烷[B]等聚有机倍半硅氧烷。作为构成上述聚硅氧烷[C1]、[C2]的聚硅氧烷骨架,可列举例如:苯基聚硅氧烷骨架(聚二苯基硅氧烷)、苯基甲基聚硅氧烷骨架(聚甲基苯基硅氧烷)、二甲基聚硅氧烷骨架(聚二甲基硅氧烷)等众所周知惯用的聚硅氧烷骨架。
聚硅氧烷[C]中的氢化甲硅烷基、脂肪族碳-碳不饱和键的位置没有特别限定,既可以位于聚硅氧烷骨架的侧链,也可以位于末端。
聚硅氧烷[C]的末端结构没有特别限定,可列举例如:硅烷醇基、烷氧基甲硅烷基、三烷基甲硅烷基(例如三甲基甲硅烷基)等。可以在聚硅氧烷[C]的末端上导入例如含有脂肪族碳-碳不饱和键的基团及氢化甲硅烷基等各种有机基团。
聚硅氧烷[C]的分子量没有特别限定,优选为100~80万,更优选为200~10万,进一步优选为300~5万,特别优选为1000~30000,最优选为2500~20000。分子量低于100时,有时固化物的耐热性降低。另一方面,分子量超过80万时,有时相对于其它成分的相容性降低。需要说明的是,上述分子量可以采用例如凝胶渗透色谱法以聚苯乙烯换算的分子量算出。
聚硅氧烷[C]的重均分子量(Mw)没有特别限定,优选为100~80万,更优选为200~10万,进一步优选为300~5万,特别优选为1000~30000,最优选为2500~20000。重均分子量低于100时,有时固化物的耐热性降低。另一方面,重均分子量超过80万时,有时相对于其它成分的相容性降低。需要说明的是,上述重均分子量可以由例如利用凝胶渗透色谱法的换算成标准聚苯乙烯的分子量算出。
聚硅氧烷[C1]中的分子内(一分子中)的脂肪族碳-碳不饱和键的数量没有特别限定,优选为2个以上(例如2~50个),更优选为2~30个。需要说明的是,脂肪族碳-碳不饱和键的数量可以通过例如1H-NMR光谱测定等来算出。
聚硅氧烷[C2]中的分子内(一分子中)的氢化甲硅烷基的数量没有特别限定,优选为2个以上(例如2~50个),更优选为2~30个。需要说明的是,氢化甲硅烷基的数量可以通过例如1H-NMR光谱测定等来算出。
聚硅氧烷[C]可以通过如下的公知或惯用方法来制造:使对应于该聚硅氧烷[C]结构的2官能硅烷进行缩聚,并根据需要适当进行改性的方法等。另外,作为聚硅氧烷[C],也可以使用市售品。
作为聚硅氧烷[C],可列举例如分子内不具有芳基的聚硅氧烷(有时称为“不含芳基的聚硅氧烷”)、分子内具有芳基的聚硅氧烷(有时称为“含芳基的聚硅氧烷”)等。这些聚硅氧烷可以根据例如所期望的固化物的机械物性或折射率等光学物性等任意选择,或适当选择以哪种组合来使用两者等。
上述不含芳基的聚硅氧烷中,作为直接键合于硅原子的基团,包括芳基以外的基团(有时称为“非芳基”),作为这种非芳基,可列举例如:氢原子、具有Si-H键的基团、取代或无取代的烃基(其中不包含芳基及含有芳基的基团)、羟基、烷氧基、烯氧基、酰氧基、巯基(硫醇基)、烷基硫基、烯硫基、羧基、烷氧基羰基、氨基或取代氨基(单或二烷基氨基、酰基氨基等)、环氧基、卤原子等。需要说明的是,作为上述烃基,可列举例如:烷基、烯基、环烷基、环烯基等。
作为上述烷基,优选为C1-10烷基,更优选为C1-4烷基。作为上述烯基,优选为C2-10烯基,更优选为C2-4烯基。作为上述环烷基,优选为C3-12环烷基。作为上述环烯基,优选为C3-12环烯基。作为上述烷氧基,优选为C1-6烷氧基。作为上述烯氧基,优选为C1-6烯氧基。作为上述酰基氧基,优选为C1-6酰基氧基。作为上述烷基硫基,优选为C1-6烷基硫基。作为上述烯硫基,优选为C1-6烯硫基。作为上述烷氧基羰基,优选为C1-6烷氧基羰基。
作为上述的非芳基,更具体而言,可列举例如与作为式(a-1)中的R1a~R1f例示的非芳基同样的非芳基。
上述不含芳基的聚硅氧烷在分子内实质上不含有芳基。具体而言,芳基相对于上述不含芳基的聚硅氧烷的总量(100重量%)的含量优选为0.5重量%以下(例如0~0.5重量%),更优选为0.2重量%以下,进一步优选为0.1重量%以下。芳基的含量超过0.5重量%时,有时不能赋予固化物以所期望的物性(例如高折射率等)。
作为上述不含芳基的聚硅氧烷所具有的非芳基(直接键合于硅原子的非芳基),特别优选选自氢原子、具有Si-H键的基团及取代或无取代的烃基(优选烷基或烯基)中的至少一种基团。需要说明的是,在上述不含芳基的聚硅氧烷具有含有脂肪族碳-碳不饱和键的基团(例如烯基)作为非芳基的情况下,上述不含芳基的聚硅氧烷可以作为聚硅氧烷[C1]使用。另一方面,在上述不含芳基的聚硅氧烷含有具有Si-H键的基团(例如氢化甲硅烷基或含有其的基团)作为非芳基的情况下,上述不含芳基的聚硅氧烷可以作为聚硅氧烷[C2]使用。
上述不含芳基的聚硅氧烷的数均分子量没有特别限定,优选为500~20000,更优选为600~10000,进一步优选为700~5000。另外,不具有上述芳基的聚硅氧烷的重均分子量没有特别限定,优选为500~50000,更优选为1000~40000,进一步优选为2000~30000。上述数均分子量及重均分子量可以由例如利用凝胶渗透色谱法的换算成标准聚苯乙烯的分子量算出。
需要说明的是,上述不含芳基的聚硅氧烷既可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。组合使用上述不具有芳基的聚硅氧烷的2种以上的情况下,例如,可以列举,含有具有脂肪族碳-碳不饱和键的基团(例如烯基)的不含芳基的聚硅氧烷(聚硅氧烷[C1])和含有具有Si-H键的基团(例如氢化甲硅烷基或含有其的基团)的不含芳基的聚硅氧烷(聚硅氧烷[C2])。另外,作为不具有上述芳基的聚硅氧烷,也可以使用例如商品名“GD-1012A”、“GD-1012B”(以上,长兴化学工业制造);商品名“KER-2500A”、“KER-2500B”(以上,信越化学工业(株)制造)等市售品。
需要说明的是,具有脂肪族碳-碳不饱和键的不含芳基的聚硅氧烷可以是同时具有Si-H键的不含芳基的聚硅氧烷。另外,具有Si-H键的不含芳基的聚硅氧烷也可以是同时具有脂肪族碳-碳不饱和键的不含芳基的聚硅氧烷。
作为上述聚硅氧烷[C]的含芳基的聚硅氧烷具有的芳基,可列举例如:苯基、萘基等C6-14芳基(特别是C6-10芳基)等。上述芳基可以是直接键合于构成含芳基的聚硅氧烷的硅原子上的基团。
上述含芳基的聚硅氧烷除芳基之外,还可以含有上述非芳基。作为上述非芳基,优选选自氢原子、具有Si-H键的基团(氢化甲硅烷基或含有其的基团等)、及取代或无取代的烃基(其中,不包含芳基及含有其的基团;优选烷基或烯基)中的至少1种基团。需要说明的是,上述含芳基的聚硅氧烷具有含有脂肪族碳-碳不饱和键的基团(例如烯基)作为非芳基的情况下,上述含芳基的聚硅氧烷可以作为聚硅氧烷[C1]使用。另一方面,在上述含芳基的聚硅氧烷具有含Si-H键的基团(例如氢化甲硅烷基或含有其的基团)具有作为非芳基的情况下,上述含芳基的聚硅氧烷可以作为聚硅氧烷[C2]使用。上述非芳基可以是直接键合于构成含芳基的聚硅氧烷的硅原子上的基团。
芳基(苯基换算)相对于上述含芳基的聚硅氧烷的总量(100重量%)的含量没有特别限定,优选为35重量%以上,更优选为40重量%以上,进一步优选为45重量%以上。上述芳基的含量低于35重量%时,有时得到的固化物对SOX等腐蚀性气体的阻隔性变低。另外,由上述含芳基的聚硅氧烷中由硅氧烷键(Si-O-Si)构成的主链中的全部取代基可以为芳基,或者仅上述取代基的一部分为芳基。需要说明的是,上述芳基的含量可以通过例如1H-NMR光谱测定等算出。
上述含芳基的聚硅氧烷的数均分子量(Mn)没有特别限定,优选为500~4000,更优选为550~2800,进一步优选为600~1500。另外,上述具有芳基的聚硅氧烷的重均分子量(Mw)没有特别限定,优选为500~20000,更优选为600~10000,进一步优选为700~6500。数均分子量和/或重均分子量(数均分子量及重均分子量中的一者或二者)低于500时,有时得到的固化物的耐热性降低。另一方面,数均分子量超过4000和/或重均分子量超过20000时,与上述含芳基的聚硅氧烷中的其它成分的相容性降低,另外,在组合使用2种以上具有芳基的聚硅氧烷的情况下,有时它们之间的相容性降低。需要说明的是,上述含芳基的聚硅氧烷可以是平均分子量控制在上述范围且具有各种分子量的物质的混合物。需要说明的是,数均分子量及重均分子量可以由例如利用凝胶渗透色谱法得到的换算成标准聚苯乙烯的分子量算出。
由上述含芳基的聚硅氧烷的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)算出的分子量分布(Mw/Mn)没有特别限定,优选为0.95~4.00,更优选为1.00~3.80,进一步优选为1.20~3.50。分子量分布超过4.00时,有时得到的固化物的耐热性或对SOX气体等腐蚀性气体的阻隔性变低。
作为上述含芳基的聚硅氧烷的一个实施方式,可列举例如具有脂肪族碳-碳不饱和键的含芳基的聚硅氧烷。上述脂肪族碳-碳不饱和键可以为直接键合于构成上述具有脂肪族碳-碳不饱和键的含芳基的聚硅氧烷的硅原子上的基团。另外,上述脂肪族碳-碳不饱和键可以存在于具有脂肪族碳-碳不饱和键的含芳基的聚硅氧烷的由硅氧烷键(Si-O-Si)构成的主链(直链和/或支链)的末端。
作为含有上述脂肪族碳-碳不饱和键的基团,可列举例如:乙烯基、烯丙基、甲基烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、5-己烯基等C2-20烯基(优选C2-10烯基、进一步优选C2-4烯基);环己烯基等C3-12的环烯基;双环庚烯基等C4-15交联环式不饱和烃基;苯乙烯基等C2-4烯基取代芳基;肉桂基等。需要说明的是,具有上述脂肪族碳-碳双键的基团在式(b-s)表示的基团中,也包含3个R’中至少1个为上述的C2-20烯基、C3-12的环烯基、C4-15的交联环式不饱和烃基、C2-4烯基取代芳基、肉桂基等的基团。其中,优选为烯基,更优选为C2-20烯基,进一步优选为乙烯基。
上述脂肪族碳-碳不饱和键相对于上述具有脂肪族碳-碳不饱和键的含芳基的聚硅氧烷的总量(100重量%)的含量(乙烯基换算)没有特别限定,优选1.5~15.0重量%,更优选2.0~13.0重量%,进一步优选3.0~12.0重量%。通过在上述范围内具有脂肪族碳-碳不饱和键,存在容易得到耐热性等各种物性、耐裂纹性、对腐蚀性气体的阻隔性优异的固化物的倾向。需要说明的是,上述脂肪族碳-碳不饱和键的含量可以通过例如1H-NMR光谱测定等算出。
另一方面,作为上述含芳基的聚硅氧烷的其它实施方式,可列举例如具有Si-H键的含芳基的聚硅氧烷。上述Si-H键可以具有取代基,所述取代基键合于构成上述具有Si-H键的含芳基的聚硅氧烷的硅原子上。另外,上述Si-H键可以存在于具有Si-H键的含芳基的聚硅氧烷的由硅氧烷键合(Si-O-Si)构成的主链(直链和/或支链)的末端。
作为上述具有Si-H键的基团,可列举例如在上述的式(b-s)表示的基团中、3个R’中至少1个为氢原子的基团等。
上述Si-H键合相对于上述具有Si-H键的含芳基的聚硅氧烷的总量(100重量%)的含量没有特别限定,以Si-H键合中的H(氢)的重量换算(H换算)计,优选为0.01~0.50重量%,更优选为0.05~0.30重量%,进一步优选为0.08~0.20重量%。通过在上述范围内具有上述Si-H键,存在容易得到耐热性等各种物性、耐裂纹性、对腐蚀性气体的阻隔性优异的固化物的倾向。需要说明的是,上述Si-H键的含量可以通过例如1H-NMR光谱测定等来算出。
需要说明的是,上述含芳基的聚硅氧烷既可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。组合使用上述含芳基的聚硅氧烷的2种以上的情况,例如组合使用2种以上上述含芳基的聚硅氧烷的情况下,例如优选包含:含有具有脂肪族碳-碳不饱和键的基团(例如烯基)的含芳基的聚硅氧烷(聚硅氧烷[C1])和含有具有Si-H键的基团(例如氢化甲硅烷基或含有其的基团)的含芳基的聚硅氧烷(聚硅氧烷[C2])。另外,作为上述含芳基的聚硅氧烷,也可以使用例如:商品名“GD-1130A”、“GD-1130B”(以上,长兴化学工业制造);商品名“OE-6630A”、“OE-6630B”(以上,东丽·道康宁制造);商品名“ASP-1120A”、“ASP-1120B”(以上,信越化学工业(株)制造)等市售品。
需要说明的是,具有脂肪族碳-碳不饱和键的含芳基的聚硅氧烷可以为同时具有Si-H键的含芳基的聚硅氧烷,另外,具有Si-H键的含芳基的聚硅氧烷也可以为同时具有脂肪族碳-碳不饱和键的含芳基的聚硅氧烷。
作为本发明的固化性树脂组合物中的聚硅氧烷[C],更具体而言,可列举例如含有下述式(c-1)表示的结构的聚硅氧烷(有时称为“聚硅氧烷[C-1]”)。
[化学式33]
上述式(c-1)中,R21~R26分别表示氢原子、一价烃基或一价杂环基团。其中,R21~R26中的1个以上为氢原子或含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。作为上述一价烃基、一价杂环基团,可列举与作为上述式(a-1)中的R1a~R1f例示的基团同样的基团。另外,作为含有上述脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团,可列举与作为上述式(a-3)中的R3e例示的基团同样的基团。R21~R26既可以相同,也可以分别不同。
需要说明的是,有时将R21~R26中的1个以上为含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团时的上述式(c-1)称为式(c-1a)。另一方面,有时将R21~R26中的1个以上为氢原子时的上述式(c-1)称为式(c-1b)。即,聚硅氧烷[C1]可以为含有式(c-1a)表示的结构的聚硅氧烷,聚硅氧烷[C2]可以为含有式(c-1b)表示的结构的聚硅氧烷。
上述式(c-1)中,R27表示二价烃基。作为上述二价烃基,可列举例如:直链或支链状的亚烷基(例如-[CH2]t-表示的基团等;t表示1以上的整数)、二价脂环式烃基等。作为直链或支链状的亚烷基,可列举例如:亚甲基、甲基亚甲基、二甲基亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基等碳原子数为1~18的直链或支链状的亚烷基等。作为二价脂环式烃基,可列举例如:1,2-亚环戊基、1,3-亚环戊基、环戊叉基、1,2-环亚己基、1,3-环亚己基、1,4-环亚己基、环己叉基等二价亚环烷基(包括环烷叉基)等。
上述式(c-1)中,s1表示1以上的整数。需要说明的是,s1为2以上的整数的情况下,s1所附的括号内的结构既可以相同,也可以分别不同。在具有两种以上s1所附括号内的结构的情况下,各结构支架的加成形态没有特别限定,可以为无规型,也可以为嵌段型。
上述式(c-1)中,s2表示1以上的整数。需要说明的是,s2为2以上的整数的情况下,s2所附的括号内的结构既可以相同,也可以分别不同。具有两种以上s2所附的括号内的结构的情况下,各结构之间的加成形态没有特别限定,可以为无规型,也可以为嵌段型。
另外,在上述式(c-1)中,s1所附括号内的结构和s2所附括号内的结构的加成形态也没有特别限定,可以为无规型,也可以为嵌段型。
聚硅氧烷[C-1]的末端结构没有特别限定,可列举例如:硅烷醇基、烷氧基甲硅烷基、三烷基甲硅烷基(例如三甲基甲硅烷基)等。可以在聚硅氧烷[C-1]的末端导入含有脂肪族碳-碳不饱和键的基团或氢化甲硅烷基等各种有机基团。即,作为聚硅氧烷[C-1],更具体而言,可列举下述结构表示的聚硅氧烷等。
[化学式34]
[上述式(c’-1)中,R21~R27、s1、s2如上所述。R28分别表示氢原子、一价烃基或下述式表示的一价基团。]
[化学式35]
[上述式中,R29分别表示(多个R29既可以相同,也可以分别不同)、氢原子或一价烃基。s3表示0以上的整数。]
固化性树脂组合物(100重量%)中聚硅氧烷[C]的含量(总量)没有特别限定,优选为0重量%以上且低于100重量%,更优选为0.01~95重量%,进一步优选为0.1~90重量%,特别优选为1~80重量%,最优选为3~70重量%。需要说明的是,含有两种以上作为聚硅氧烷[C]的情况(例如含有聚硅氧烷[C1]及聚硅氧烷[C2]的情况)下,上述“聚硅氧烷[C]的含量”是指它们的总含量。
聚硅氧烷[C1相对于固化性树脂组合物中具有脂肪族碳-碳不饱和键的化合物(化合物<U>)的总量(100重量%)]的含量没有特别限定,优选0重量%以上且低于100重量%,更优选为0.01~95重量%,进一步优选为0.1~90重量%,特别优选为1~80重量%,最优选为3~70重量%。
聚硅氧烷[C2]相对于固化性树脂组合物中的具有氢化甲硅烷基的化合物(化合物<H>)的总量(100重量%)的含量没有特别限定,优选为0重量%以上且低于100重量%,更优选为0.01~95重量%,进一步优选为0.1~90重量%,特别优选为1~80重量%,最优选为3~70重量%。
<三聚异氰酸化合物[D]>
本发明的固化性树脂组合物可以含有上述式(d-1)表示的化合物(三聚异氰酸衍生物;有时称为“三聚异氰酸化合物[D]”)。
上述式(d-1)中,R31分别表示在与式中所示的氮原子相键合的部位具有碳原子的一价有机基团。R31既可以分别相同,也可以不同。作为上述一价有机基团,可列举例如作为上述梯形倍半硅氧烷[B1]中的R例示的一价有机基团等。其中,三聚异氰酸化合物[D]作为上述一价有机基团(上述式(d-1)中的R31),优选具有至少含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团(特别是烯基)。
作为三聚异氰酸化合物[D],在导入固化物中方面,特别优选至少具有脂肪族碳-碳不饱和键的三聚异氰酸化合物。具体而言,可列举例如上述式(d-2)表示的化合物、上述式(d-3)表示的化合物、上述式(d-4)表示的化合物等。
上述(d-2)中,R32表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。作为含有上述脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团,可列举例如:乙烯基、烯丙基、甲基烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、5-己烯基等烯基;乙炔基、丙炔基等炔基;环己烯基等环烯基;具有上述烯基、炔基、环烯基的基团等。R33分别表示氢原子或碳原子数1~8的直链或支链状的烷基。作为碳原子数1~8的直链或支链状的烷基,可列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、戊基、己基、庚基、辛基、乙基己基等。上述烷基中,优选为甲基、乙基、丙基、异丙基等碳原子数1~3的直链或支链状的烷基。多个R33既可以相同,也可以分别不同。上述式(d-2)中的2个R33特别优选均为氢原子。
上述式(d-2)表示的化合物也可以使用与醇或酸酐等与环氧基反应的化合物发生反应而改性成的化合物。
上述式(d-2)表示的化合物也可以在与具有氢化甲硅烷基的化合物预先反应(氢化甲硅烷基化)的基础上使用。例如,可以使用使上述式(d-2)表示的化合物与上述梯形倍半硅氧烷[B2]在氢化甲硅烷基化催化剂的存在下反应所得的产物作为本发明的固化性树脂组合物的构成成分。另外,例如可以使用使上述式(d-2)表示的化合物和后述的环状硅氧烷[E2]在氢化甲硅烷基化催化剂的存在下反应所得的产物作为本发明的固化性树脂组合物的构成成分。作为上述氢化甲硅烷基化催化剂,可例示与在梯形倍半硅氧烷[B2]的制造方法中例示的梯形倍半硅氧烷同样的催化剂。另外,上述氢化甲硅烷基化反应的条件可以从公知或惯用的氢化甲硅烷基化反应的条件中适当选择使用。
从提高与其它成分的相容性的观点出发,如后所述,上述式(d-2)表示的化合物可以与硅烷偶联剂预先混合后再与其它成分混合。
上述式(d-2)表示的化合物的含量没有特别限定,相对于固化性树脂组合物(100重量%),优选为0.01~10重量%,更优选为0.05~5重量%,进一步优选为0.1~3重量%。上述式(d-2)表示的化合物的含量低于0.01重量%时,有时固化物对腐蚀性气体的阻隔性、对被粘附体的密合性降低。另一方面,上述式(d-2)表示的化合物的含量超过10重量%时,有时从固化性树脂组合物中析出固体,或固化物发生白浊。
式(d-3)中,R34分别表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。作为含有上述脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团,可列举与在上述式(d-2)中例示的基团同样的基团。多个R34既可以相同,也可以分别不同。R35表示氢原子或碳原子数1~8的直链或支链状的烷基,可列举例如与R33同样的基团。上述式(d-3)中的R35特别优选为氢原子。
上述式(d-3)表示的化合物也可以与上述式(d-2)表示的化合物同样地,使用与醇或酸酐等与环氧基反应的化合物反应并改性而成的化合物。
上述式(d-3)表示的化合物也可以与上述式(d-2)表示的化合物同样地,在与具有氢化甲硅烷基的化合物预先反应(氢化甲硅烷基化)的基础上使用。具体而言,可以使用例如与梯形倍半硅氧烷[B2]或环状硅氧烷[E2]预先反应所得的产物作为本发明的固化性树脂组合物的构成成分。
从提高与其它成分的相容性的观点出发,上述式(d-3)表示的化合物可以与后述的硅烷偶联剂预先混合后与其它成分混合。
上述式(d-3)表示的化合物的含量没有特别限定,相对于固化性树脂组合物(100重量%),优选为0.01~10重量%,更优选为0.05~5重量%,进一步优选为0.1~3重量%。上述式(d-3)表示的化合物的含量低于0.01重量%时,有时固化物对于腐蚀性气体的阻隔性、对被粘附体的密合性降低。另一方面,上述式(d-3)表示的化合物的含量超过10重量%时,有时从固化性树脂组合物中析出固体,或固化物白浊。
式(d-4)中,R36分别表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。作为含有上述脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团,可列举与在上述式(d-2)中例示的基团同样的基团。多个R36既可以分别相同,也可以不同。
上述式(d-4)表示的化合物也可以与上述式(d-2)表示的化合物同样地,在与具有氢化甲硅烷基的化合物预先反应(氢化甲硅烷基化)的基础上使用。具体而言,可以使用例如与梯形倍半硅氧烷[B2]或环状硅氧烷[E2]预先反应所得的产物作为本发明的固化性树脂组合物的构成成分。
从提高与其它成分的相容性的观点出发,上述式(d-4)表示的化合物可以与后述的硅烷偶联剂预先混合后再与其它成分混合。
上述式(d-4)表示的化合物的含量没有特别限定,相对于固化性树脂组合物(100重量%),优选为0.01~10重量%,更优选为0.05~5重量%,进一步优选为0.1~3重量%。上述式(d-4)表示的化合物的含量低于0.01重量%时,有时固化物对腐蚀性气体的阻隔性、对被粘附体的密合性降低。另一方面,上述式(d-4)表示的化合物的含量超过10重量%时,有时从固化性树脂组合物中析出固体,或固化物白浊。
作为三聚异氰酸化合物[D],除上述式(d-2)~(d-4)表示的化合物以外,也可以使用例如下述式(d-5)表示的化合物等。
[化学式36]
上述式(d-5)中,R37分别表示氢原子或碳原子数1~8的直链或支链状的烷基,可列举例如与R33同样的基团。多个R37既可以相同,也可以分别不同。上述式(d-5)中的R37特别优选为氢原子。
另外,作为三聚异氰酸化合物[D],此外,也可以使用例如下述式(d-6)~(d-8)表示的化合物(具有脂环式环氧基的化合物)等。
[化学式37]
[化学式38]
[化学式39]
上述式(d-6)及(d-7)中,R38表示烷基(直链或支链状的烷基)。作为R38,特别优选为碳原子数1~10的烷基,更优选为碳原子数1~4的烷基。需要说明的是,上述式(d-7)中的R38可以相同,也可以不同。上述式(d-6)~(d-8)中,R39表示下述式(d’)表示的一价基团。下述式(d’)中的Z表示在与式(d-6)~(d-8)中所示的氮原子的相键合的部位具有碳原子的连结基(具有1个以上的原子的二价基团)。作为上述连结基团,可列举例如:二价烃基(例如亚甲基、亚乙基等碳原子数1~30的亚烷基、亚环烷基等)、1个以上的二价烃基与1个以上含有杂原子的二价基团(例如羰基、醚基、硫醚基、酯基、碳酸酯基、酰胺基等)连结而成的基团等。需要说明的是,上述式(d-6)、(d-8)中的多个R39既可以相同,也可以分别不同。
[化学式40]
作为三聚异氰酸化合物[D],更详细而言,可列举例如:单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸、1-烯丙基-3,5-双(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、1-(2-甲基丙烯基)-3,5-二缩水甘油基三聚异氰酸、1-(2-甲基丙烯基)-3,5-双(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、二烯丙基单缩水甘油基三聚异氰酸、1,3-二烯丙基-5-(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、1,3-双(2-甲基丙烯基)-5-缩水甘油基三聚异氰酸、1,3-双(2-甲基丙烯基)-5-(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、三烯丙基三聚异氰酸、三(2-甲基丙烯基)三聚异氰酸、三缩水甘油基三聚异氰酸、二甲基烯丙基三聚异氰酸、甲基二烯丙基三聚异氰酸、乙基二烯丙基三聚异氰酸、丙基二烯丙基三聚异氰酸、丁基二烯丙基三聚异氰酸、苯基二烯丙基三聚异氰酸、上述式(d-9)表示的化合物等。需要说明的是,在本发明的固化性树脂组合物中,三聚异氰酸化合物[D]既可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
三聚异氰酸化合物[D]的含量(总量)没有特别限定,相对于固化性树脂组合物(100重量%),优选为0.01~10重量%,更优选为0.05~5重量%,进一步优选为0.1~3重量%。三聚异氰酸化合物[D]的含量低于0.01重量%时,有时固化物对腐蚀性气体的阻隔性、对被粘附体的密合性降低。另一方面,三聚异氰酸化合物[D]的含量超过10重量%时,有时固化性变差,有时从固化性树脂组合物中析出固体,或固化物白浊。需要说明的是,含有两种以上作为三聚异氰酸化合物[D]的情况下,上述“三聚异氰酸化合物[D]的含量”是指它们的总含量。
<环状硅氧烷[E]>
本发明的固化性树脂组合物中的环状硅氧烷[E]为具有由Si-O键构成的环状结构的化合物(环状硅氧烷[E1]、环状硅氧烷[E2])。需要说明的是,如上所述,环状硅氧烷[E1]为分子内具有脂肪族碳-碳不饱和键的环状硅氧烷[E],环状硅氧烷[E2]为分子内具有氢化甲硅烷基的环状硅氧烷[E]。
环状硅氧烷[E1]只要是分子内具有脂肪族碳-碳不饱和键(特别是脂肪族碳-碳双键),并且具有由Si-O键构成的环状结构的硅氧烷化合物即可,没有特别限定,可列举例如下述式(e-1)表示的具有含有脂肪族碳-碳不饱和键的基团的化合物等。但是,环状硅氧烷[E1]中不包括具有环结构的倍半硅氧烷(例如聚有机倍半硅氧烷[A]、梯形倍半硅氧烷[B]等)。
[化学式41]
上述式(e-1)中的R41表示一价有机基团,可例示与上述R中的一价有机基团同样的有机基团。R41中至少1个为含有脂肪族碳-碳不饱和键的基团。多个R41可以相同,也可以不同。其中,优选的是,式(e-1)表示的化合物的R41中的2个以上为含有脂肪族碳-碳不饱和键(特别是脂肪族碳-碳双键)的基团。作为含有上述脂肪族碳-碳不饱和键的基团,可列举与上述式(a-3)中的R3e同样的基团。作为上述具有脂肪族碳-碳不饱和键的基团,其中,优选为烯基(特别是乙烯基)。式(e-1)中的q表示3以上的整数(例如3~10的整数),优选为3~7的整数,更优选为4。
作为环状硅氧烷[E1],具体而言,可列举例如: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、1-丙基-3,5,7-三乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1,5-二乙烯基-3,7-二己基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1,3,5-三乙烯基-1,3,5-三甲基环三硅氧烷、1,3,5,7,9-五乙烯基-1,3,5,7,9-五甲基环五硅氧烷、1,3,5,7,9,11-六乙烯基-1,3,5,7,9,11-六甲基环六硅氧烷等。需要说明的是,环状硅氧烷[E1]可以单独使用一种,或组合使用两种以上。其中,作为环状硅氧烷[E1],在容易得到初期粘度降低的固化性树脂组合物、或固化物对腐蚀性气体的阻隔性提高的效果方面,特别优选为1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷。
需要说明的是,环状硅氧烷[E1]还可以在分子内具有2个以上的氢化甲硅烷基。该情况下,环状硅氧烷[E1]有时可以作为环状硅氧烷[E2]使用。
本发明的固化性树脂组合物中环状硅氧烷[E1]的含量(总量)没有特别限定,相对于固化性树脂组合物(100重量%),优选为0.01~20重量%,更优选为0.1~10重量%,进一步优选为0.5~5重量%。含量低于0.01重量%时,有时固化物对腐蚀性气体的阻隔性降低,或固化性树脂组合物的粘度过高。另一方面,含量超过20重量%时,有时硬度过高而在固化物上容易产生裂纹,或容易从被粘附体上剥离。
环状硅氧烷[E2]只要是分子内具有氢化甲硅烷基、并且具有由Si-O键构成的环状结构的硅氧烷化合物即可,没有特别限定,可列举例如下述式(e-2)表示的化合物等。其中,环状硅氧烷[E2]中不含有具有环结构的倍半硅氧烷(例如聚有机倍半硅氧烷[A]、梯形倍半硅氧烷[B]等)。
[化学式42]
上述式(e-2)中的R42表示氢原子或一价有机基团,作为上述一价有机基团,可例示与上述R中的一价有机基团同样的有机基团。R42中至少1个为氢原子。其中,优选的是,式(e-2)表示的化合物的R42中2个以上为氢原子。多个R42既可以相同,也可以分别不同。式(e-2)中的r表示3以上的整数(例如3~10的整数),优选为3~7的整数,更优选为4。
作为环状硅氧烷[E2],具体而言,可列举例如:环三硅氧烷、六甲基环六硅氧烷(例如1,3,5,7,9,11-六甲基环六硅氧烷)等分子内具有6个氢化甲硅烷基的环状硅氧烷;五甲基环五硅氧烷(例如1,3,5,7,9-五甲基环五硅氧烷)等分子内具有5个氢化甲硅烷基的环状硅氧烷;四甲基环四硅氧烷(例如1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷)等分子内具有4个氢化甲硅烷基的环状硅氧烷;1-丙基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、三甲基环三硅氧烷(1,3,5-三甲基环三硅氧烷)、五甲基环四硅氧烷(例如1,1,3,5,7-五甲基环四硅氧烷)、七甲基环五硅氧烷(例如1,1,3,5,5,7,9-七甲基环五硅氧烷)等分子内具有3个氢化甲硅烷基的环状硅氧烷;二己基四甲基环四硅氧烷(例如3,7-二己基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷)、六甲基环四硅氧烷(例如1,1,3,5,5,7-六甲基环四硅氧烷)等分子内具有2个氢化甲硅烷基的环状硅氧烷等。需要说明的是,环状硅氧烷[E2]可以单独使用一种,或组合使用两种以上。其中,在容易得到初期粘度降低的固化性树脂组合物、或固化物对腐蚀性气体的阻隔性提高的效果方面,特别优选为1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷。
需要说明的是,环状硅氧烷[E2]还可以在分子内具有2个以上的脂肪族碳-碳不饱和键。该情况下,环状硅氧烷[E2]有时也可以作为环状硅氧烷[E1]使用。
本发明的固化性树脂组合物中环状硅氧烷[E2]的含量(总量)没有特别限定,相对于固化性树脂组合物(100重量%),优选为0.01~30重量%,更优选为0.1~20重量%,进一步优选为0.5~10重量%。含量低于0.01重量%时,有时固化物对腐蚀性气体的阻隔性降低。另一方面,含量超过30重量%时,有时固化物的硬度过高,容易产生裂纹。
<缩合化合物[F]>
本发明的固化性树脂组合物可以含有上述式(f-1)表示的化合物(3官能硅烷化合物)及上述式(f-2)表示的化合物(2官能硅烷化合物)的缩合化合物(有时称为“缩合化合物[F]”)。
上述式(f-1)中,R51表示一价烃基。作为上述一价烃基,可列举例如与作为上述式(a-1)中的R1a~R1f例示的烃基同样的烃基。另外,R52表示一价烃基。作为上述一价烃基,可列举例如与作为上述式(a-1)中的R1a~R1f例示的烃基同样的烃基。
上述(f-2)中,R53、R54分别表示一价烃基。2个R53既可以相同,也可以分别不同。作为上述一价烃基,可列举例如与作为上述式(a-1)中的R1a~R1f例示的烃基同样的烃基。另外,R55表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。作为含有上述脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团,可列举例如与作为上述式(a-3)中的R3e例示的基团同样的基团。
通过使上述式(f-1)表示的化合物与上述式(f-2)表示的化合物进行缩合(水解及缩合反应),可得到缩合化合物[F]。需要说明的是,在上述缩合化合物[F]中,作为原料的上述式(f-1)表示的化合物既可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。另外,在上述缩合化合物[F]中,上述式(f-2)表示的化合物既可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为使上述式(f-1)表示的化合物和上述式(f-2)表示的化合物进行缩合的方法,没有特别限定,可以采用使烷氧基硅烷化合物进行缩合反应的众所周知惯用的方法。具体而言,可以采用例如与使上述式(b-i)表示的3官能硅烷化合物缩合(硅烷醇缩合)时同样的条件。
构成缩合化合物[F]的式(f-1)表示的化合物和上述式(f-2)表示的化合物的比例[式(f-1)表示的化合物/式(f-2)表示的化合物](重量比)没有特别限定,优选为1/99~99/1,更优选为10/90~90/10。
缩合化合物[F]除式(f-1)表示的化合物和式(f-2)表示的化合物之外,还可以是进一步使4官能硅烷化合物缩合而得到的缩合化合物。即,缩合化合物[F]可以为式(f-1)表示的化合物(3官能硅烷化合物)、式(f-2)表示的化合物(2官能硅烷化合物)的缩合化合物及4官能硅烷化合物的缩合化合物(缩合物)。4官能硅烷化合物例如用Si(OR56)4[R56相同或不同,表示一价烃基,可列举例如与作为上述式(a-1)中的R1a~R1f例示的基团同样的基团]表示。
本发明的固化性树脂组合物中缩合化合物[F]的含量(总量)没有特别限定,相对于固化性树脂组合物(100重量%),优选为0~80重量%,更优选为0.1~50重量%。含量超过80重量%时,有时交联密度升高,树脂(固化物)变脆。
<氢化甲硅烷基化催化剂>
本发明的固化性树脂组合物可以进一步含有氢化甲硅烷基化催化剂。作为上述氢化甲硅烷基化催化剂,可例示铂系催化剂、铑系催化剂、钯系催化剂等众所周知的氢化甲硅烷基化反应用催化剂,具体而言,可列举:铂微粉末、铂黑、担载有铂的二氧化硅微粉末、担载有铂的活性炭、氯化铂酸、氯化铂酸与醇、醛、酮等形成的络合物、铂的烯烃络合物、铂-羰基乙烯基甲基络合物等铂的羰基络合物、铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物或铂-环乙烯基甲基硅氧烷络合物等铂乙烯基甲基硅氧烷络合物、铂-膦络合物、铂-亚磷酸酯络合物等铂系催化剂、以及在上述铂系催化剂中取代铂原子而含有钯原子或铑原子的钯系催化剂或铑系催化剂。上述氢化甲硅烷基化催化剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。其中,铂乙烯基甲基硅氧烷络合物、铂-羰基乙烯基甲基络合物、以及或氯化铂酸与醇、醛形成的络合物由于反应速度良好,因此优选。
上述氢化甲硅烷基化催化剂的含量(配合量)没有特别限定,相对于固化性树脂组合物中所含的具有脂肪族碳-碳不饱和键的化合物的脂肪族碳-碳不饱和键的总量1摩尔,优选为1×10-8~1×10-2摩尔,更优选为1.0×10-6~1.0×10-3摩尔。使用量低于1×10-8摩尔时,有时反应不充分进行。另一方面,使用量超过1×10-2摩尔时,有时容易产生固化物的着色。
<硅烷偶联剂>
本发明的固化性树脂组合物可以进一步含有硅烷偶联剂。在含有上述硅烷偶联剂的情况下,特别是存在固化物对被粘附体的密合性得到提高的倾向。另外,硅烷偶联剂由于与上述三聚异氰酸化合物[D](特别是单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸化合物)和梯形倍半硅氧烷[B2]等的相容性良好,因此,特别是可以提高对上述三聚异氰酸化合物[D]等其它成分的相容性。具体而言,例如,在使用三聚异氰酸化合物[D]的情况下,预先形成三聚异氰酸化合物[D]和硅烷偶联剂的组合物,在与其它成分混合时,容易得到均匀的树脂组合物。
作为上述硅烷偶联剂,可以使用公知或惯用的硅烷偶联剂,没有特别限定。作为上述硅烷偶联剂,可列举例如:3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等含环氧基的硅烷偶联剂;N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-丁叉基)丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷的盐酸盐、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷等含有氨基的硅烷偶联剂;四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(甲氧基乙氧基硅烷)、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、巯亚丙基三甲氧基硅烷、巯亚丙基三乙氧基硅烷等。其中,可以优选使用含环氧基的硅烷偶联剂(特别是3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)。需要说明的是,上述硅烷偶联剂可以单独使用一种,或组合使用两种以上。
上述硅烷偶联剂的含量(配合量)没有特别限定,相对于固化性树脂组合物(100重量%),优选为0.01~15重量%,更优选为0.1~10重量%,进一步优选为0.5~5重量%。上述硅烷偶联剂的含量低于0.01重量%时,有时相对于固化物的被粘附体的密合性不充分。另外,在使三聚异氰酸化合物[D](特别是单烯丙基二缩水甘油基异氰酸脲酯化合物)相容(溶解)后使用时,有时不能得到充分的效果。另一方面,上述硅烷偶联剂的含量超过15重量%时,有时固化不充分,固化物的韧性、耐热性、阻隔性降低。
<氢化甲硅烷基化反应抑制剂>
另外,为了调整固化反应(氢化甲硅烷基化反应)的速度,本发明的固化性树脂组合物可以含有氢化甲硅烷基化反应抑制剂。作为上述氢化甲硅烷基化反应抑制剂,可列举例如:3-甲基-1-丁炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、苯基丁炔醇等炔烃醇;3-甲基-3-戊烯-1-炔、3,5-二甲基-3-己烯-1-炔等烯炔化合物;噻唑、苯并噻唑、苯并三唑等。上述氢化甲硅烷基化反应抑制剂可以单独使用一种,或组合使用两种以上。上述氢化甲硅烷基化反应抑制剂的含量根据固化性树脂组合物的交联条件而不同,没有特别限定,实用上,作为固化性树脂组合物中的含量,优选在0.00001~5重量%的范围内。
<溶剂>
本发明的固化性树脂组合物可以含有溶剂。作为上述溶剂,可列举例如:甲苯、己烷、异丙醇、甲基异丁酮、环戊酮、丙二醇单甲基醚醋酸酯等现有公知的溶剂。溶剂可以单独使用一种,或组合使用两种以上。
<其它硅烷化合物>
本发明的固化性树脂组合物可以含有其它硅烷化合物(例如具有氢化甲硅烷基的化合物)。作为上述其它硅烷化合物,可列举例如:甲基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷、四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基四硅氧烷、1,1,1,3,5,5,7,7,7-九甲基四硅氧烷、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-十甲基五硅氧烷、1,1,1,3,5,5,7,7,9,9,9-十一甲基五硅氧烷等具有SiH基的直链或支链状硅氧烷等。其中,作为上述硅烷化合物,优选分子内具有2个以上的SiH基的硅烷化合物。需要说明的是,上述硅烷化合物可以单独使用一种,或组合使用两种以上。上述硅烷化合物的含量没有特别限定,相对于固化性树脂组合物100重量%,优选为5重量%以下(例如0~5重量%),更优选为1.5重量%以下。
<添加剂>
本发明的固化性树脂组合物作为其它任意的成分,可以含有:沉淀二氧化硅、湿式二氧化硅、气相二氧化硅、烧成二氧化硅、氧化钛、氧化铝、玻璃、石英、铝硅酸、氧化铁、氧化锌、碳酸钙、炭黑、碳化硅、氮化硅、氮化硼等无机质填充剂、将这些填充剂利用有机卤硅烷、有机烷氧基硅烷、有机硅氮烷等有机硅化合物进行了处理的无机质填充剂;上述以外的聚硅氧烷树脂、环氧树脂、氟树脂等有机树脂微粉末;银、铜等导电性金属粉末等填充剂、溶剂、稳定化剂(抗氧化剂、紫外线吸收剂、耐光稳定剂、热稳定化剂等)、阻燃剂(磷系阻燃剂、卤系阻燃剂、无机系阻燃剂等)、阻燃助剂、加强材料(其它填充剂等)、成核剂、偶联剂、润滑剂、蜡、增塑剂、脱模剂、耐冲击改良剂、色彩改良剂、流动性改良剂、着色剂(染料、颜料等)、分散剂、消泡剂、脱泡剂、抗菌剂、防腐剂、粘度调整剂、增粘剂等惯用的添加剂。这些添加剂可以单独使用,或组合使用两种以上。
虽然在本发明的固化性树脂组合物中没有特别限定,但优选形成如下的组成(配合组成):相对于存在于固化性树脂组合物中的氢化甲硅烷基1摩尔,脂肪族碳-碳不饱和键(特别是脂肪族碳-碳双键)为0.2~4摩尔,更优选0.5~1.5摩尔,进一步优选0.8~1.2摩尔。通过将氢化甲硅烷基和脂肪族碳-碳不饱和键的比例控制在上述范围,存在如下倾向:进一步提高固化物的耐热性、透明性、柔软性、耐回流性及对腐蚀性气体的阻隔性。
就本发明的固化性树脂组合物而言,虽然没有特别限定,但可以通过将上述的各成分在室温下进行搅拌、混合来制备。需要说明的是,本发明的固化性树脂组合物既可以直接使用预先混合了各成分的物质制成单液组合物使用,也可以例如将分开保管的2种以上的成分在使用前以规定的比例混合后使用,从而制成多液系(例如双液系)的组合物使用。
本发明的固化性树脂组合物虽然没有特别限定,但优选在常温(约25℃)下为液体。更具体而言,本发明的固化性树脂组合物在23℃下的粘度优选300~20000mPa·s,更优选500~10000mPa·s,进一步优选1000~8000mPa·s。粘度低于300mPa·s时,有时固化物的耐热性降低。另一方面,粘度超过20000mPa·s时,有时固化性树脂组合物的制备及操作困难,在固化物中容易残存气泡。需要说明的是,固化性树脂组合物的粘度可以用例如与聚有机倍半硅氧烷[A]的粘度同样的方法进行测定。
[固化物]
通过在本发明的固化性树脂组合物中进行氢化甲硅烷基化反应,可以使该固化性树脂组合物固化,可以得到固化物(有时称为“本发明的固化物”)。固化(氢化甲硅烷基化)时的条件没有特别限定,可以根据现有公知的条件适当选择,例如,从反应速度方面考虑,温度(固化温度)优选为25~180℃(更优选60~150℃),时间(固化时间)优选为5~720分钟。本发明的固化物的耐热性、透明性、柔软性等各种物性优异,特别是对SOX气体等腐蚀性气体的阻隔性优异。
[密封剂、光半导体装置]
本发明的固化性树脂组合物优选作为光半导体密封用树脂组合物使用。具体而言,可以将含有本发明的固化性树脂组合物作为必需成分的密封剂(有时称为“本发明的密封剂”)优选用于光半导体元件(LED元件)的密封剂用途。通过使本发明的密封剂固化而得到的密封材料(固化物),其耐热性、透明性、柔软性等各种物性优异,特别是对腐蚀性气体的阻隔性优异。因此,本发明的密封剂特别可以作为高亮度、短波长的光半导体元件的密封剂等优选使用。通过使用本发明的密封剂密封光半导体装置,可以得到光半导体装置。光半导体元件的密封通过将本发明的密封剂注入规定的成形模内、在规定的条件下进行加热固化而进行。固化温度和固化时间可以在与固化物的制备时同样的范围内设定。
本发明的固化性树脂组合物并不限定于上述的密封剂用途(特别是光半导体元件的密封用途),可以优选用于例如功能性涂层剂、耐热塑料透镜、透明设备、粘接剂(耐热透明粘接剂等)、光半导体密封材料(密封剂)、电绝缘材(绝缘膜等)、层压板、涂层、油墨、涂料、密封剂、抗蚀剂、复合材料、透明基材、透明片材、透明膜、光学元件、光学透镜、光学构件、光造型、电子纸、触摸面板、太阳能电池基板、光导波路、导光板、全息图像存储器等光学关联或半导体关联的用途。
本发明的固化性树脂组合物特别是可以优选用于现有树脂材料难以适用的、在高亮度、短波长的光半导体装置中包覆光半导体元件的密封材料、在高耐热、高耐电压的半导体装置(功率半导体等)中包覆半导体元件的密封材料等用途。
实施例
以下,基于实施例,对本发明进行更详细地说明,但本发明并不受这些实施例限定。需要说明的是,反应生成物的鉴定利用JEOL ECA500(500MHz)的1H-NMR光谱测定来进行。另外,反应生成物的重均分子量的测定根据Alliance HPLC系统2695(Waters制造)、Refractive Index Detector 2414(Waters制造)、柱:Tskgel GMHHR-MX2(东曹(株)制造)、引导柱:Tskgel guardcolumn HHRL(东曹(株)制造)、柱烘箱:COLUMN HEATER U-620(Sugai制造)、溶剂:THF、测定条件:40℃下进行。
需要说明的是,以下示出在实施例中使用的聚硅氧烷[C]。
GD-1012A:长兴化学工业制造,乙烯基含量1.33重量%,苯基含量0重量%,SiH基含量(氢换算)0重量%,数均分子量5108,重均分子量23385。
GD-1012B:长兴化学工业制造,乙烯基含量1.65重量%,苯基含量0重量%,SiH基含量(氢换算)0.19重量%,数均分子量4563,重均分子量21873。
KER-2500A:信越化学工业(株)制造,乙烯基含量1.53重量%,苯基含量0重量%,SiH基含量(氢换算)0.03重量%,数均分子量4453,重均分子量19355。
KER-2500B:信越化学工业(株)制造,乙烯基含量1.08重量%,苯基含量0重量%,SiH基含量(氢换算)0.13重量%,数均分子量4636,重均分子量18814。
GD-1130A:长兴化学工业制造,乙烯基含量4.32重量%,苯基含量44.18重量%,SiH基含量(氢换算)0重量%,数均分子量1107,重均分子量6099。
GD-1130B:长兴化学工业制造,乙烯基含量3.45重量%,苯基含量50.96重量%,SiH基含量(氢换算)0.17重量%,数均分子量631,重均分子量1305。
OE-6630A:东丽·道康宁(株)制造,乙烯基含量2.17重量%,苯基含量51.94重量%,SiH基含量(氢换算)0重量%,数均分子量2532,重均分子量4490。
OE-6630B:东丽·道康宁(株)制造,乙烯基含量3.87重量%,苯基含量50.11重量%,SiH基含量(氢换算)0.17重量%,数均分子量783,重均分子量1330。
ASP-1120A:信越化学工业(株)制造,乙烯基含量5.94重量%,苯基含量64.61重量%,SiH基含量(氢换算)0重量%,数均分子量590,重均分子量780。
ASP-1120B:信越化学工业(株)制造,乙烯基含量3.31重量%,苯基含量49.08重量%,SiH基含量(氢换算)0.30重量%,数均分子量680,重均分子量1320。
OE-6665A:东丽·道康宁(株)制造,乙烯基含量11.97重量%,苯基含量21.39重量%,SiH基含量(氢换算)0重量%,数均分子量831,重均分子量1455。
OE-6665B:东丽·道康宁(株)制造,乙烯基含量3.76重量%,苯基含量48.58重量%,SiH基含量(氢换算)0.16重量%,数均分子量744,重均分子量1274。
制造例1[末端具有含SiH的基团和TMS基的梯形倍半硅氧烷(预聚物)的制造]
在50ml四口烧瓶中加入具有乙烯基且末端具有三甲基甲硅烷基(TMS基)的梯形苯基甲基乙烯基倍半硅氧烷(重均分子量Mw3400、苯基/甲基/乙烯基(摩尔比)=17/68/15)12g、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(东京化成工业(株)制造)24g、及2.0%铂-环乙烯基硅氧烷络合物乙烯基环硅氧烷溶液(和光纯药工业(株)制造)10μl。接着,在70℃下加热8小时,反应结束。其后,用蒸发器浓缩之后,用真空泵在0.2torr的条件下在减压下抽吸3小时。由此,得到末端具有含SiH的基团和TMS基的梯形倍半硅氧烷14.4g。该梯形倍半硅氧烷的重均分子量Mw为3700,每1分子中SiH基的含量(平均)为0.11重量%(氢重量换算)。图2表示末端具有含SiH的基团和TMS基的梯形倍半硅氧烷的1H-NMR光谱。
[末端具有含SiH的基团和TMS基的梯形倍半硅氧烷的1H-NMR光谱]
1H-NMR(JEOL ECA(500MHz CDCl3))δ:-0.3-0.3(br)、4.7(s)、7.1-7.7(br)
需要说明的是,上述得到的末端具有含SiH的基团和TMS基的梯形倍半硅氧烷相当于上述的“梯形倍半硅氧烷[B2-1]”。
制造例2[具有乙烯基的聚有机倍半硅氧烷的制造]
在氮气流下,向安装有温度计、搅拌装置、回流冷却器及氮导入管的100ml的烧瓶(反应容器)中加入乙烯基三甲氧基硅烷65毫摩尔(9.64g)、苯基三甲氧基硅烷195毫摩尔(38.67g)及甲基异丁酮(MIBK)8.31g,将混合物冷却至10℃。用1小时向上述混合物中同时滴加水360毫摩尔(6.48g)及5N的盐酸0.24g(以氯化氢计为1.2毫摩尔)。滴加后,将混合物(反应溶液)在10℃下保持1小时,进行水解缩合反应。其后,添加MIBK 40g,稀释反应溶液。
接着,将反应容器内的温度升温至70℃。在达到70℃的时刻,添加水520毫摩尔(9.36g),在氮气流下进行缩聚反应6小时。
接着,在缩聚反应后的反应溶液中添加六甲基二硅氧烷130毫摩尔(21.11g),在70℃下进行3小时甲硅烷基化反应。其后进行冷却,进行水洗至下层液成为中性,分取上层液后,在1mmHg、40℃的条件下从上层液中馏去溶剂,得到无色透明液态生成物(38.6g;具有乙烯基的聚有机倍半硅氧烷)。
上述生成物(甲硅烷基化反应后的生成物)的数均分子量为1280,分子量分布为1.13。另外,图3示出上述生成物的1H-NMR光谱的图。
需要说明的是,上述生成物(甲硅烷基化反应后的生成物)相当于上述的“梯形倍半硅氧烷[A1]”。
制造例3[具有氢化甲硅烷基的聚有机倍半硅氧烷的制造]
在氮气流下,向安装有温度计、搅拌装置、回流冷却器及氮导入管的100ml的烧瓶(反应容器)中加入苯基三甲氧基硅烷240毫摩尔(47.59g)及甲基异丁酮(MIBK)18.48g,将混合物冷却至10℃。用1小时向上述混合物中同时滴加水720毫摩尔(12.96g)及5N的盐酸0.48g(以氯化氢计为2.4毫摩尔)。滴加后,将混合物(反应溶液)在10℃下保持1小时,进行水解缩合反应。其后,添加MIBK80.02g,稀释反应溶液。
接着,将反应容器内的温度升温至70℃。在达到70℃的时刻,添加5N的盐酸4.81g(以氯化氢计为25毫摩尔),在氮气流下进行缩聚反应5小时。
接着,向缩聚反应后的反应溶液中添加四甲基二硅氧烷60毫摩尔(98.06g),在70℃下进行甲硅烷基化反应3小时。其后进行冷却,进行水洗至下层液成为中性,分取上层液后,在1mmHg、40℃的条件下从上层液中馏去溶剂,得到无色透明液态生成物(35.0g;具有氢化甲硅烷基的聚有机倍半硅氧烷)。
上述生成物(甲硅烷基化反应后的生成物)的数均分子量为813,分子量分布为1.11。图4示出上述生成物的1H-NMR光谱的图。
需要说明的是,上述生成物(甲硅烷基化反应后的生成物)相当于上述的“梯形倍半硅氧烷[A2]”。
制造例4[末端具有乙烯基和三甲基甲硅烷基(TMS基)的梯形倍半硅氧烷的合成]
向200ml四口烧瓶中加入甲基三乙氧基硅烷(信越化学工业(株)制造))34.07g、苯基三乙氧基硅烷(信越化学工业(株)制造)11.49g及甲基异丁酮(MIBK)17.69g,将这些混合物冷却至10℃。在上述混合物中用1小时同时滴加水240毫摩尔(4.33g)及5N的盐酸0.48g(以氯化氢计为2.4毫摩尔)。滴加后,将它们的混合物在10℃下保持1小时。其后,添加MIBK 80.0g,稀释反应溶液。
接着,将反应容器内的温度升温至70℃,在达到70℃的时刻添加水606毫摩尔(10.91g),在氮气下进行缩聚反应9小时。进一步添加乙烯基三乙氧基硅烷6.25g,进行3小时反应(成熟)。
在接着,向上述反应溶液中添加六甲基二硅氧烷15.0g,在70℃下进行3小时甲硅烷基化反应后,冷却反应溶液,进行水洗至下层液成为中性,其后,分取上层液。接着,从该上层液中在1mmHg、60℃的条件下馏去溶剂,得到无色透明液态生成物即末端具有乙烯基和TMS基的梯形倍半硅氧烷21.0g。
上述末端具有乙烯基和TMS基的梯形倍半硅氧烷的重均分子量(Mw)为3400,每1分子的乙烯基含量(平均含量)为3.96重量%,苯基/甲基/乙烯基(摩尔比)为17/68/15。
(末端具有乙烯基和TMS基的梯形倍半硅氧烷的1H-NMR光谱)
1H-NMR(JEOL ECA500(500MHz、CDCl3))δ:-0.3-0.3ppm(br)、5.7-6.2ppm(br)、7.1-7.7ppm(br)
需要说明的是,上述中得到的末端具有乙烯基和TMS基的梯形倍半硅氧烷相当于上述的“梯形倍半硅氧烷[B1-1]”。
制造例5[末端具有乙烯基的聚有机倍半硅氧烷的制造]
在氮气流下向安装有温度计、搅拌装置、回流冷却器及氮导入管的100ml的烧瓶(反应容器)中加入苯基三甲氧基硅烷80毫摩尔(15.86g)及甲基异丁酮(MIBK)6.16g,将混合物冷却至10℃。用1小时向上述混合物中同时滴加水240毫摩尔(4.32g)及5N的盐酸0.16g(以氯化氢计为2.4毫摩尔)。滴加后,将混合物(反应溶液)在10℃下保持1小时,进行水解缩合反应。其后,添加MIBK26.67g,稀释反应溶液。
接着,将反应容器内的温度升温至70℃。在达到70℃的时刻,添加5N的盐酸0.16g(以氯化氢计为25毫摩尔),在氮气流下进行缩聚反应4小时。
接着,在缩聚反应后的反应溶液中添加二乙烯基四甲基二硅氧烷60毫摩尔(11.18g)和六甲基二硅氧烷20毫摩尔(3.25g),将甲硅烷基化反应在70℃下进行4小时。其后进行冷却,进行水洗至下层液成为中性,分取上层液后,在1mmHg、40℃的条件下从上层液中馏去溶剂,得到无色透明的液态生成物(13.0g;末端具有乙烯基的聚有机倍半硅氧烷)。
上述生成物(甲硅烷基化反应后的生成物)的数均分子量为840,分子量分布为1.06。
需要说明的是,上述中得到的末端具有乙烯基的聚有机倍半硅氧烷相当于上述的“梯形倍半硅氧烷[A1]”。
制造例6[末端具有乙烯基的聚有机倍半硅氧烷的制造]
在氮气流下向安装有温度计、搅拌装置、回流冷却器及氮导入管的100ml的烧瓶(反应容器)中加入甲基三甲氧基硅烷100毫摩尔(13.72g)和苯基三甲氧基硅烷5.3毫摩尔(1.05g)及甲基异丁酮(MIBK)41.06g,将混合物冷却至10℃。用1小时向上述混合物中同时滴加水106毫摩尔(1.91g)及5N的盐酸0.10g(以氯化氢计为0.5毫摩尔)。滴加后,将混合物(反应溶液)在10℃下保持1小时,进行水解缩合反应。
接着,将反应容器内的温度升温至50℃。在达到50℃的时刻,添加水0.95g(53毫摩尔),在氮气流下进行缩聚反应6小时。
接着,在缩聚反应后的反应溶液中添加二乙烯基四甲基二硅氧烷26.5毫摩尔(4.94g),在50℃下进行甲硅烷基化反应3小时。其后进行冷却,进行水洗至下层液成为中性,分取上层液后,在1mmHg、40℃的条件下从上层液中馏去溶剂,得到无色透明的液态生成物(10.2g;末端具有乙烯基的聚有机倍半硅氧烷)。
上述生成物(甲硅烷基化反应后的生成物)的数均分子量为874,分子量分布为1.31。
需要说明的是,上述得到的末端具有乙烯基的聚有机倍半硅氧烷相当于上述的“梯形倍半硅氧烷[A1]”。
实施例1[固化性树脂组合物1及固化物1的制造]
在30ml的螺旋管中称量将制造例3中得到的具有氢化甲硅烷基的聚有机倍半硅氧烷2.51g、具有乙烯基且在末端具有TMS基的梯形苯基甲基倍半硅氧烷(重均分子量Mw3400、苯基/甲基/乙烯基(摩尔比)=17/68/15)1.90g、粉末状的梯形苯基甲基乙烯基倍半硅氧烷(重均分子量Mw7000、苯基/甲基/乙烯基(摩尔比)=17/68/15)1.90g、2,4,6,8-四乙烯基-2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷0.189g及烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸(单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸;四国化成工业(株)制造,以下相同)0.063g预先溶解于3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷0.252g而形成的溶液,在室温下搅拌2小时,结果各成分的相容性良好,可得到透明且均匀的溶液。
在上述溶液中加入2.0%铂-环乙烯基硅氧烷络合物乙烯基环硅氧烷溶液(Aldrich公司制造)7.4μl,搅拌进一步30分钟,得到固化性树脂组合物1。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物1,在烘箱中、90℃下加热1小时,接着,在150℃下加热5小时,结果得到无色透明的固化物1。
实施例2[固化性树脂组合物2及固化物2的制造]
在30ml的螺旋管中称量将制造例1中得到的末端具有含SiH的基团和TMS基的梯形倍半硅氧烷3.72g、制造例2中得到的具有乙烯基的聚有机倍半硅氧烷1.30g、粉末状的梯形苯基甲基乙烯基倍半硅氧烷(重均分子量Mw7000、苯基/甲基/乙烯基(摩尔比)=17/68/15)1.30g、2,4,6,8-四乙烯基-2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷0.189g及烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸0.063g预先溶解于3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷0.252g而形成的溶液,在室温下搅拌2小时,结果各成分的相容性良好,可得到透明且均匀的溶液。
在上述溶液中加入2.0%铂-环乙烯基硅氧烷络合物乙烯基环硅氧烷溶液(和光纯药工业(株)制造)1.3μl,进一步搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物2。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物2,在烘箱中、90℃下加热1小时,接着,在150℃下加热5小时,结果得到无色透明的固化物2。
实施例3[固化性树脂组合物3及固化物3的制造]
在30ml的螺旋管中称量将制造例3中得到的具有氢化甲硅烷基的聚有机倍半硅氧烷2.5g、制造例2中得到的具有乙烯基的聚有机倍半硅氧烷3.6g、2,4,6,8-四乙烯基-2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷0.184g及烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸0.061g预先溶解于3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷0.245g而形成的溶液在室温下搅拌2小时,结果,各成分的相容性良好,可得到透明且均匀的溶液。
在上述溶液中加入2.0%铂-环乙烯基硅氧烷络合物乙烯基环硅氧烷溶液(和光纯药工业(株)制造)1.3μl,进一步搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物3。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物3,在烘箱中、90℃下加热1小时,接着,在150℃下加热5小时,结果得到无色透明的固化物3。
比较例1
在30ml的螺旋管中称量商品名“OE-6665A”(东丽·道康宁(株)制造)0.100g及商品名“OE-6665B”(东丽·道康宁(株)制造)2.00g,搅拌30分钟,制备固化性树脂组合物。
实施例4[固化性树脂组合物4及固化物4的制造]
在30ml的螺旋管中称量制造例1中得到的梯形倍半硅氧烷1.327g、制造例5中得到的聚有机倍半硅氧烷0.600g及2.0%铂-环乙烯基硅氧烷络合物乙烯基环硅氧烷溶液(和光纯药工业(株)制造)0.2μl,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物4。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物4,在150℃下加热5小时,结果得到无色透明的固化物4。
实施例5[固化性树脂组合物5及固化物5的制造]
在30ml的螺旋管中称量制造例5中得到的聚有机倍半硅氧烷0.856g、制造例3中得到的聚有机倍半硅氧烷1.000g及2.0%铂-环乙烯基硅氧烷络合物乙烯基环硅氧烷溶液(和光纯药工业(株)制造)0.2μl,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物5。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物5,在150℃下加热5小时,结果得到无色透明的固化物5。
实施例6[固化性树脂组合物6及固化物6的制造]
在30ml的螺旋管中称量将制造例1中得到的梯形倍半硅氧烷1.327g、制造例5中得到的聚有机倍半硅氧烷0.600g、2.0%铂-环乙烯基硅氧烷络合物乙烯基环硅氧烷溶液(和光纯药工业(株)制造)0.4μl及单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸0.004g预先溶解于3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷0.015g而形成的溶液,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物6。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物6,在150℃下加热5小时,结果得到无色透明的固化物6。
实施例7[固化性树脂组合物7及固化物7的制造]
在30ml的螺旋管中称量将制造例3中得到的聚有机倍半硅氧烷0.525g、制造例4中得到的梯形倍半硅氧烷1.200g、2.0%铂-环乙烯基硅氧烷络合物乙烯基环硅氧烷溶液(和光纯药工业(株)制造)0.4μl及单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸0.003g预先溶解于3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷0.013g而形成的溶液,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物7。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物7,在150℃下加热5小时,结果得到无色透明的固化物7。
实施例8[固化性树脂组合物8及固化物8的制造]
在30ml的螺旋管中称量将制造例5中得到的聚有机倍半硅氧烷0.856g、制造例3中得到的聚有机倍半硅氧烷1.000g、2.0%铂-环乙烯基硅氧烷络合物乙烯基环硅氧烷溶液(和光纯药工业(株)制造)0.2μl及单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸0.004g预先溶解于3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷0.014g而形成的溶液,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物8。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物8,在150℃下加热5小时,结果得到无色透明的固化物8。
实施例9[固化性树脂组合物9及固化物9的制造]
在30ml的螺旋管中称量商品名“GD1012A”(长兴化学工业制造)0.90g、商品名“GD1012B”(长兴化学工业制造)1.00g及制造例6中得到的聚有机倍半硅氧烷0.10g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物9。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物9,在100℃下加热1小时后,在150℃下加热4小时,结果得到无色透明的固化物9。
实施例10[固化性树脂组合物10及固化物10的制造]
在30ml的螺旋管中称量商品名“GD1012A”(长兴化学工业制造)0.90g、商品名“GD1012B”(长兴化学工业制造)1.00g、将单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸在3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷中以重量比1:4(=前者:后者)完全溶解而形成的溶液0.02g、及制造例6中得到的聚有机倍半硅氧烷0.10g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物10。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物10,在100℃下加热1小时后,在150℃下加热4小时,结果得到无色透明的固化物10。
实施例11[固化性树脂组合物11及固化物11的制造]
在30ml的螺旋管中称量商品名“KER2500A”(信越化学工业(株)制造)0.90g、商品名“KER2500B”(信越化学工业(株)制造)1.00g及制造例6中得到的聚有机倍半硅氧烷0.10g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物11。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物11,在100℃下加热1小时后,在150℃下加热4小时,结果得到无色透明的固化物11。
实施例12[固化性树脂组合物12及固化物12的制造]
在30ml的螺旋管中称量商品名“KER2500A”(信越化学工业(株)制造)0.90g、商品名“KER2500B”(信越化学工业(株)制造)1.00g、将单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸在3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷中以重量比1:4(=前者:后者)完全溶解而形成的溶液0.02g及制造例6中得到的聚有机倍半硅氧烷0.10g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物12。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物12,在100℃下加热1小时后,在150℃下加热4小时,结果得到无色透明的固化物12。
实施例13[固化性树脂组合物13及固化物13的制造]
在30ml的螺旋管中称量商品名“GD1130A”(长兴化学工业制造)0.35g、商品名“GD1130B”(长兴化学工业制造)2.00g及制造例5中得到的聚有机倍半硅氧烷0.15g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物13。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物13,在80℃下加热1小时后,在150℃下加热4小时,得到无色透明的固化物13。
实施例14[固化性树脂组合物14及固化物14的制造]
在30ml的螺旋管中称量商品名“GD1130A”(长兴化学工业制造)0.35g、商品名“GD1130B”(长兴化学工业制造)2.00g、制造例5中得到的聚有机倍半硅氧烷0.15g及将单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸在3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷中以重量比1:4(=前者:后者)完全溶解而形成的溶液0.013g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物14。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物14,在80℃下加热1小时后,在150℃下加热4小时,结果得到无色透明的固化物14。
实施例15[固化性树脂组合物15及固化物15的制造]
在30ml的螺旋管中称量商品名“OE-6630A”(东丽·道康宁(株)制造)0.350g、商品名“OE-6630B”(东丽·道康宁(株)制造)2.000g及制造例5中得到的聚有机倍半硅氧烷0.150g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物15。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物15,在150℃下加热2小时,结果得到无色透明的固化物15。
实施例16[固化性树脂组合物16及固化物16的制造]
在30ml的螺旋管中称量商品名“OE-6630A”(东丽·道康宁(株)制造)0.500g、商品名“OE-6630B”(东丽·道康宁(株)制造)2.000g、制造例5中得到的聚有机倍半硅氧烷0.100g、及将单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸在3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷中以重量比1:4(=前者:后者)完全溶解而形成的溶液0.025g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物16。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物16,在150℃下加热2小时,结果得到无色透明的固化物16。
实施例17[固化性树脂组合物17及固化物17的制造]
在30ml的螺旋管中称量商品名“ASP-1120A”(信越化学工业(株)制造)0.900g、商品名“ASP-1120B”(信越化学工业(株)制造)1.000g及制造例5中得到的聚有机倍半硅氧烷0.100g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物17。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物17,在100℃下加热1小时后,在150℃下加热4小时,结果得到无色透明的固化物17。
实施例18[固化性树脂组合物18及固化物18的制造]
在30ml的螺旋管中称量商品名“ASP-1120A”(信越化学工业(株)制造)0.900g、商品名“ASP-1120B”(信越化学工业(株)制造)1.000g、制造例5中得到的聚有机倍半硅氧烷0.100g、以及将单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸在3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷中以重量比1:4(=前者:后者)完全溶解而形成的物质0.020g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物18。
在玻璃板上涂布上述固化性树脂组合物18,在100℃下加热1小时后,在150℃下加热4小时,结果得到无色透明的固化物18。
比较例2
在30ml的螺旋管中称量商品名“GD1012A”(长兴化学工业制造)1.00g及商品名“GD1012B”(长兴化学工业制造)1.00g,搅拌30分钟,制备固化性树脂组合物。
比较例3
在30ml的螺旋管中称量商品名“KER2500A”(信越化学工业制造)1.00g及商品名“KER2500B”(信越化学工业制造)1.00g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物。
比较例4
在30ml的螺旋管中称量商品名“GD1130A”(长兴化学工业(株)制造)0.500g及商品名“GD1130B”(长兴化学工业(株)制造)2.00g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物。
比较例5
在30ml的螺旋管中称量商品名“OE-6630A”(东丽-道康宁(株)制造)0.500g、及商品名“OE-6630B”(东丽·道康宁(株)制造)2.000g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物。
比较例6
在30ml的螺旋管中称量商品名“ASP-1120A”(信越化学工业(株)制造)1.000g、及商品名“ASP-1120B”(信越化学工业(株)制造)1.000g,搅拌30分钟,得到固化性树脂组合物。
比较例7
在30ml的螺旋管中称量商品名“GD1012A”(长兴化学工业制造)1.00g、商品名“GD1012B”(长兴化学工业制造)1.00g、以及将单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸在3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷中以重量比1:4(=前者:后者)完全溶解而形成的溶液0.02g,搅拌30分钟,制备固化性树脂组合物。
比较例8
在30ml的螺旋管中称量商品名“KER2500A”(信越化学工业(株)制造)1.00g,及商品名“KER2500B”(信越化学工业(株)制造)1.00g、以及将单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸在3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷中以重量比1:4(=前者:后者)完全溶解而形成的溶液0.02g,搅拌30分钟,制备固化性树脂组合物。
分别对实施例及比较例中得到的固化性树脂组合物,进行以下的评价。
评价[硫腐蚀性试验]
在LED封装(TOP LED OP-3、35mm×28mm、没有元件)中注入实施例及比较例中得到的固化性树脂组合物,加热规定时间(加热条件:与固化物形成时相同。其中,对于比较例1,采用在150℃下加热2小时的加热条件),使上述固化性树脂组合物热固化,制作试样。
接着,在450ml的玻璃瓶中放入上述试样和硫粉末0.3g(kishida化学(株)制造),进一步在铝制的箱中放入该玻璃瓶。将该铝制的箱放入将内温设为80℃的烘箱(大和科学(株)制造,型号DN-64)中,确认从加热开始(0小时后)经时的LED封装中的银制电极的腐蚀情况。
而且,根据电极的腐蚀程度,按照A、B、C、D4个阶段[A(阻隔性非常高):电极没有变色,B(阻隔性高):电极有极少变色,C(阻隔性良好):电极稍微变色,D(阻隔性不良):电极变色]对固化物对腐蚀性气体的阻隔性进行评价。图5表示对腐蚀性气体的阻隔性对应于A~D各个情况的电极状态(例)的样本。表1~3表示结果。如表1~3所示,与使用不满足本发明规定的固化性树脂组合物的情况(比较例)相比,确认:满足本发明规定的固化性树脂组合物(本发明的固化性树脂组合物)的固化物(实施例),硫气体(腐蚀性气体)的阻隔性更优异,抑制了银制电极的腐蚀。
评价[热循环试验]
在LED包装(TOP LED OP-3、35mm×28mm、没有元件)中注入实施例9~18及比较例2~8中得到的固化性树脂组合物,加热规定时间(加热条件:与固化物形成时相同),使上述固化性树脂组合物进行热固化,对各固化性树脂组合物,每10个制作试样。
对于上述试样,在-40℃的氛围下曝光30分钟,接着,在100℃的氛围下曝光30分钟,将其设为1循环,使用热冲击试验机(ESPEC(株)制造,小型冷热冲击装置TSE-11A)将1个循环产生的热冲击施加个1000循环。而且,用以下的基准评价各试样中的固化物的耐热冲击性。表2、3表示评价结果。
A(耐热冲击性非常优异):10个试样中固化物上产生裂纹的试样数量为0个
B(耐热冲击性优异):10个试样中固化物上产生裂纹的试样数量为1~4个
C(耐热冲击性为标准水平):10个试样中固化物上产生裂纹的试样数量为5~10个
[表1]
(表1)
[表2]
(表2)
[表3]
(表3)
如表1~3所示,满足本发明规定的固化性树脂组合物的固化物(实施例)与不含有聚有机倍半硅氧烷[A]的情况(比较例)相比,对腐蚀性气体的阻隔性优异。
更详细而言,通过表1所示的实施例1~8与比较例1的对比可知,在含有聚有机倍半硅氧烷[A]的体系中,固化物显现出非常优异的气体阻隔性(对腐蚀性气体的阻隔性)。另外,通过表1的实施例4与实施例7的对比进一步可知,添加三聚异氰酸化合物[D]有助于固化物的气体阻隔性的进一步提高。
另外,表2所示的实施例9~12及比较例3、7、8均为含有具有侧链甲基的聚硅氧烷[C]的体系。这些体系全部耐热冲击性优异,但在不含有聚有机倍半硅氧烷[A]的情况下,气体阻隔性差。与此相对,在含有聚有机倍半硅氧烷[A]和具有侧链甲基的聚硅氧烷[C]的体系(实施例9~12)中,确认到固化物的气体阻隔性得到大幅度改善。特别是在实施例9及10中,确认到上述气体阻隔性提高的效果显著。
另外,表3所示的实施例13~18及比较例4~6均为含有具有侧链苯基的聚硅氧烷[C]的体系。其中,在含有具有侧链苯基的聚硅氧烷[C]并含有聚有机倍半硅氧烷[A]的体系、以及进一步含有三聚异氰酸化合物[D]的体系中,确认到固化物的气体阻隔性得到大幅度改善。特别是实施例13及14的体系,固化物的耐热冲击性及气体阻隔性这两种特性优异,从与比较例4的对比确认到:通过添加聚有机倍半硅氧烷[A],直到电极发生腐蚀的时间被延长,气体阻隔性得到大幅度改善。另外确认到,该效果通过添加三聚异氰酸化合物[D]更为显著。
工业上的可应用性
本发明的固化性树脂组合物可以作为光半导体密封用树脂组合物优选使用。另外,本发明的固化性树脂组合物也可以优选用于功能性涂层剂、耐热塑料透镜、透明设备、粘接剂(耐热透明粘接剂等)、光半导体密封材料(密封剂)、电绝缘材(绝缘膜等)、层压板、涂层、油墨、涂料、密封剂、抗蚀剂、复合材料、透明基材、透明片材、透明膜、光学元件、光学透镜、光学构件、光造型、电子纸、触摸面板、太阳能电池基板、光导波路、导光板、全息图像存储器等光学关联或半导体关联的用途。

Claims (15)

1.一种固化性树脂组合物,其含有具有脂肪族碳-碳不饱和键的化合物<U>和具有氢化甲硅烷基的化合物<H>,其中,
化合物<U>为选自梯形倍半硅氧烷[A1]、梯形倍半硅氧烷[A1]以外的具有脂肪族碳-碳不饱和键的梯形倍半硅氧烷[B1]、具有脂肪族碳-碳不饱和键的直链或支链状的聚硅氧烷[C1]以及具有脂肪族碳-碳不饱和键的环状硅氧烷[E1]中的至少一种,所述梯形倍半硅氧烷[A1]具有脂肪族碳-碳不饱和键、且利用凝胶渗透色谱法测定的换算成标准聚苯乙烯的数均分子量为500~1500、分子量分布(Mw/Mn)为1.00~1.40,
化合物<H>为选自梯形倍半硅氧烷[A2]、梯形倍半硅氧烷[A2]以外的具有氢化甲硅烷基的梯形倍半硅氧烷[B2]、具有氢化甲硅烷基的直链或支链状的聚硅氧烷[C2]以及具有氢化甲硅烷基的环状硅氧烷[E2]中的至少一种,所述梯形倍半硅氧烷[A2]具有氢化甲硅烷基、且利用凝胶渗透色谱法测定的换算成标准聚苯乙烯的数均分子量为500~1500、分子量分布(Mw/Mn)为1.00~1.40,
所述固化性树脂组合物含有梯形倍半硅氧烷[A1]及梯形倍半硅氧烷[A2]之一或二者。
2.如权利要求1所述的固化性树脂组合物,其中,梯形倍半硅氧烷[B1]是在梯形倍半硅氧烷的一部分或全部分子链末端具有包含下述式(b-1)表示的单元结构及下述式(b-2)表示的单元结构的聚有机倍半硅氧烷残基的梯形倍半硅氧烷,
[化学式1]
式(b-1)中,R11表示含有脂肪族碳-碳双键的一价基团,
[化学式2]
式(b-2)中,R12相同或不同,表示一价烃基。
3.如权利要求1或2所述的固化性树脂组合物,其中,梯形倍半硅氧烷[B2]是在梯形倍半硅氧烷的一部分或全部分子链末端具有包含下述式(b-3)表示的单元结构及下述式(b-4)表示的单元结构的聚有机倍半硅氧烷残基的梯形倍半硅氧烷,
[化学式3]
式(b-3)中,X表示单键或连结基;多个R13相同或不同,表示氢原子、卤原子、一价有机基团、含氧原子的一价基团、含氮原子的一价基团或含硫原子的一价基团;多个R14相同或不同,表示氢原子、卤原子、一价有机基团、含氧原子的一价基团、含氮原子的一价基团或含硫原子的一价基团;n1表示1~100的整数;
[化学式4]
式(b-4)中,R15相同或不同,表示一价烃基。
4.如权利要求1~3中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,所述聚硅氧烷[C1]为含有下述式(c-1a)表示的结构的聚硅氧烷,
[化学式5]
式(c-1a)中,R21~R26相同或不同,表示氢原子、一价烃基或一价杂环基团;R21~R26中的1个以上为含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团;R27表示二价烃基;s1、s2分别表示1以上的整数。
5.如权利要求1~4中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,所述聚硅氧烷[C2]为含有下述式(c-1b)表示的结构的聚硅氧烷,
[化学式6]
式(c-1b)中,R21~R26相同或不同,表示氢原子、一价烃基或一价杂环基团;R21~R26中的1个以上为氢原子;R27表示二价烃基;s1、s2分别表示1以上的整数。
6.如权利要求1~5中任一项所述的固化性树脂组合物,其还含有下述式(f-1)表示的化合物及下述式(f-2)表示的化合物的缩合化合物[F],
[化学式7]
R51-Si(OR52)3   (f-1)
式(f-1)中、R51、R52相同或不同,表示一价烃基;
[化学式8]
式(f-2)中,R53、R54相同或不同,表示一价烃基;R55表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。
7.如权利要求1~6中任一项所述的固化性树脂组合物,其还含有氢化甲硅烷基化催化剂。
8.如权利要求1~7中任一项所述的固化性树脂组合物,其还含有下述式(d-1)表示的三聚异氰酸化合物[D],
[化学式9]
上述式(d-1)中,R31相同或不同,表示在与式中所示的氮原子相键合的部位具有碳原子的一价有机基团。
9.如权利要求8所述的固化性树脂组合物,其中,所述三聚异氰酸化合物[D]是选自下述式(d-2)表示的化合物、下述式(d-3)表示的化合物及下述式(d-4)表示的化合物中的至少一种化合物,
[化学式10]
式(d-2)中,R32表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团;R33相同或不同,表示氢原子或碳原子数1~8的直链或支链状的烷基;
[化学式11]
式(d-3)中,R34相同或不同,表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团;R35表示氢原子或碳原子数1~8的直链或支链状的烷基;
[化学式12]
式(d-4)中,R36相同或不同,表示含有脂肪族碳-碳不饱和键的一价基团。
10.如权利要求8或9所述的固化性树脂组合物,其中,三聚异氰酸化合物[D]是选自单烯丙基二缩水甘油基三聚异氰酸、1-烯丙基-3,5-双(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、1-(2-甲基丙烯基)-3,5-二缩水甘油基三聚异氰酸、1-(2-甲基丙烯基)-3,5-双(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、二烯丙基单缩水甘油基三聚异氰酸、1,3-二烯丙基-5-(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、1,3-双(2-甲基丙烯基)-5-缩水甘油基三聚异氰酸、1,3-双(2-甲基丙烯基)-5-(2-甲基环氧基丙基)三聚异氰酸、三烯丙基三聚异氰酸、三(2-甲基丙烯基)三聚异氰酸、三缩水甘油基三聚异氰酸、二甲基烯丙基三聚异氰酸、甲基二烯丙基三聚异氰酸、乙基二烯丙基三聚异氰酸、丙基二烯丙基三聚异氰酸、丁基二烯丙基三聚异氰酸、苯基二烯丙基三聚异氰酸及下述式(d-9)表示的化合物中的至少一种化合物,
[化学式13]
11.如权利要求1~10中任一项所述的固化性树脂组合物,其还含有硅烷偶联剂。
12.如权利要求1~11中任一项所述的固化性树脂组合物,其为光半导体密封用树脂组合物。
13.一种固化物,其通过使权利要求1~12中任一项所述的固化性树脂组合物固化而得到。
14.一种密封剂,其含有权利要求1~12中任一项所述的固化性树脂组合物。
15.一种光半导体装置,其使用权利要求14所述的密封剂对光半导体元件进行密封而得到。
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