CN104704039A - 可固化有机硅组合物及其固化产物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可固化有机硅组合物及其固化产物,所述可固化有机硅组合物至少包含(A)在分子中具有至少两个烯基基团的有机聚硅氧烷,(B)在分子中具有至少两个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷,(C)硅氢加成反应催化剂,(D)平均粒径为50μm或更小的大致球形的二氧化硅细粉,以及(E)平均纤维长度为1,000μm或更小且平均纤维直径为30μm或更小的玻璃纤维。
Description
技术领域
本发明涉及可固化有机硅组合物及其固化产物。本发明要求于2012年9月7日提交的日本专利申请No.2012-197957的优先权,该专利申请的内容以引用方式并入本文。
背景技术
通过硅氢加成反应固化的可固化有机硅组合物表现出极佳的耐热性、耐冷性、电绝缘性等,并因此广泛用于电气和电子应用。然而,由于通过固化此类可固化有机硅组合物获得的固化产物一般表现出高热膨胀系数,因此在此类固化产物与其他构件整合的情况下,在与固化产物的界面处由于温度变化而发生剥离且在固化时在固化产物中出现裂痕。在可固化有机硅组合物中共混大量无机填料是降低固化产物的热膨胀系数的熟知方式,但所获得的组合物的粘度显著增大,可加工性劣化,并且所获得的固化产物缺乏柔韧性。
降低固化产物的热膨胀系数的可固化有机硅组合物的例子包括以下这些。专利文献1公开了包含以下组分的可固化有机硅组合物:含烯基基团的有机聚硅氧烷,包括直链有机聚硅氧烷,其在分子中的硅键合的有机基团之中含有2个或更多个烯基基团且可包含至多30%的苯基基团,而其余的为甲基基团,以及支链有机聚硅氧烷,其含有SiO4/2单元和R(CH3)2SiO1/2单元(在该式中,R表示烯基基团或甲基基团)且在分子中含有3个或更多个硅键合的烯基基团;烷基氢聚硅氧烷,其包含SiO4/2单元和R'(CH3)2SiO1/2单元(在该式中,R'表示氢原子或烷基基团)且在分子中含有3个或更多个硅键合的氢原子;以及铂族金属化合物。专利文献2公开了包含以下组分的可固化有机硅组合物:含烯基基团的有机聚硅氧烷,包括含苯基基团的有机聚硅氧烷,其在分子中平均含有3个或更多个烯基基团,以及直链有机聚硅氧烷,其在分子中的硅键合的有机基团之中含有2个或更多个烯基基团,且可包含20%至60%的苯基基团,而其余的为甲基基团;烷基氢聚硅氧烷,其包含SiO4/2单元和R"(CH3)2SiO1/2单元(在该式中,R"表示氢原子或甲基基团)且在分子中含有3个或更多个硅键合的氢原子;以及铂族金属化合物。专利文献3公开了至少包含以下组分的可固化有机硅组合物:至少一种类型的有机聚硅氧烷,其在分子中含有至少两个不饱和脂族烃基;至少一种类型的有机氢聚硅氧烷,其在分子中含有至少两个硅键合的氢原子;硅氢加成催化剂;以及无机粒子,其长轴与短轴的比为1比1.5且其中直径为50μm或更大的粒子的比例为粒子总量的5重量%或以下。
然而,即使这些可固化有机硅组合物也无法充分降低固化产物的热膨胀系数且无法充分抑制在固化时开裂的出现。
专利参考文献
专利文献1:日本未经审查的专利申请公布No.2006-335857
专利文献2:日本未经审查的专利申请公布No.2007-039483
专利文献3:WO2012/029538单行本
发明内容
技术问题
本发明的目标是提供一种在固化时几乎不开裂且当固化时形成具有低热膨胀系数的固化产物的可固化有机硅组合物,以及具有低热膨胀系数的固化产物。
问题的解决方案
本发明的可固化有机硅组合物包含:
(A)在分子中具有至少两个烯基基团的有机聚硅氧烷;
(B)在分子中具有至少两个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷,其以一定的量包含在内,于是对于组分(A)中的每1摩尔烯基基团,组分(B)中的硅键合的氢原子的量为0.5至10摩尔;
(C)催化量的硅氢加成反应催化剂;
(D)平均粒径为50μm或更小的大致球形的二氧化硅细粉,其相对于组分(A)和组分(B)的总共100质量份以200质量份或更多的量包含在内;以及
(E)平均纤维长度为1,000μm或更小且平均纤维直径为30μm或更小的玻璃纤维,其相对于组分(A)和组分(B)的总共100质量份以25质量份或更多的量包含在内;
其中组分(D)和组分(E)的总含量相对于组分(A)和组分(B)的总共100质量份为900质量份或更小。
上文提及的组分(A)优选地为包含以下组分的有机聚硅氧烷:30质量%至100质量%的(A1),即包含由以下通式表示的硅氧烷嵌段的有机聚硅氧烷:
-(R1R2SiO)m-
(其中,R1为具有1至6个碳原子的烷基基团或苯基基团,R2为具有2至10个碳原子的烯基基团,并且m为在3至50范围内的正数);以及
0质量%至70质量%的(A2),即不具有上文提及的硅氧烷嵌段并在分子中含有至少两个烯基基团的有机聚硅氧烷。
另外,上文提及的组分(B)优选地为包含由以下通式表示的硅氧烷嵌段的有机聚硅氧烷:
-(R3HSiO)n-
(其中,R3为具有1至6个碳原子的烷基基团或苯基基团,并且n为在3至100范围内的正数)。
另外,组分(D)优选地为熔融二氧化硅细粉而组分(E)优选地为经研磨的玻璃纤维。
此外,本发明的组合物优选地含有(F)粘附促进剂。另外,本发明的组合物优选地含有(G)具有两个或更多个可聚合双键的非有机硅单体,更优选地含有异氰尿酸三烯丙酯。
此外,本发明的固化产物通过固化前述可固化有机硅组合物而形成。
本发明的有利效果
本发明的可固化有机硅组合物的特征在于在固化时几乎不开裂且当固化时形成具有低热膨胀系数的固化产物。另外,本发明的固化产物的特征在于具有低热膨胀系数。
具体实施方式
首先,将详细阐释本发明的可固化有机硅组合物。
组分(A)为在分子中具有至少两个烯基基团的有机聚硅氧烷。组分(A)中的烯基基团的例子包括具有2至10个碳原子的烯基基团,诸如乙烯基基团、烯丙基基团、丁烯基基团、戊烯基基团和己烯基基团。另外,组分(A)中除烯基基团以外键合至硅原子的基团的例子包括具有1至12个碳原子的烷基基团,诸如甲基基团、乙基基团、丙基基团、丁基基团、戊基基团、己基基团、庚基基团、环戊基基团、环己基基团和环庚基基团;具有6至12个碳原子的芳基基团,诸如苯基基团、甲苯基基团和二甲苯基基团;具有7至12个碳原子的芳烷基基团,诸如苄基基团和苯乙基基团;以及具有1至12个碳原子的经卤素取代的烷基基团,诸如3-氯丙基基团和3,3,3-三氟丙基基团。组分(A)的分子结构不受特别限制且可为例如直链、具有一些支链的直链、支链或环状。组分(A)在25℃下的粘度不受特别限制,但优选的是,根据JIS K7117-2使用旋转粘度计获得的粘度为100,000mPa·s或更低且根据JIS Z8803使用毛细管粘度计获得的(动态)粘度为1mm2/s或更高。
具体地讲,为了能够降低通过固化本发明的组合物而获得的固化产物的热膨胀系数,优选的是,组分(A)为包含以下组分的有机聚硅氧烷:30质量%至100质量%的(A1),即具有至少由以下通式表示的硅氧烷嵌段的有机聚硅氧烷:
-(R1R2SiO)m-
(在该式中,R1为具有1至6个碳原子的烷基基团或苯基基团,R2为具有2至10个碳原子的烯基基团,并且m为在3至50范围内的正数);以及0质量%至70质量%的(A2),即不具有上文提及的硅氧烷嵌段并在分子中含有至少两个烯基基团的有机聚硅氧烷。
在该式中,R1为具有1至6个碳原子的烷基基团或苯基基团。R1中的烷基基团的例子包括甲基基团、乙基基团、丙基基团、丁基基团、戊基基团、己基基团、庚基基团、环戊基基团和环己基基团。在该式中,R2为具有2至10个碳原子的烯基基团,其例子包括乙烯基基团、烯丙基基团、丁烯基基团、戊烯基基团和己烯基基团。在该式中,“m”为在3至50范围内的正数,并优选地为在3至30范围内的正数。这是因为若m的值大于或等于上文提及的范围的下限,则所获得的固化产物的热膨胀系数显著降低,并且若m的值低于或等于上文提及的范围的上限,则所获得的固化产物的机械强度得到改善。
组分(A1)可为仅包含上文提及的硅氧烷嵌段的环状有机聚硅氧烷或仅包含上文提及的硅氧烷嵌段且两个分子末端均被封端的有机聚硅氧烷。在分子链末端的基团的例子包括羟基基团;烷氧基基团,诸如甲氧基基团、乙氧基基团和丙氧基基团;以及有机甲硅烷氧基基团,诸如三甲基甲硅烷氧基基团、二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团、二甲基苯基甲硅烷氧基基团和甲基苯基乙烯基甲硅烷氧基基团。另外,组分(A1)的另一例子为其中上文提及的硅氧烷嵌段(X)连接到另一硅氧烷嵌段(Y)的嵌段共聚物。此类嵌段共聚物的例子包括其中各嵌段X和Y一一连接的XY共聚物,其中X连接到Y的两个末端的XYX共聚物,以及其中重复个数(z)的X和Y交替连接的(XY)z共聚物。该硅氧烷嵌段(Y)可以为包含由以下通式表示的硅氧烷的硅氧烷嵌段:
-(R1 2SiO)-
(在该式中,R1为具有1至6个碳原子的烷基基团或苯基基团)
或其重复。此外,在嵌段共聚物的分子链末端的基团的例子包括羟基基团、类似于上文提及的烷氧基基团的烷氧基基团和类似于上文提及的有机甲硅烷氧基基团的有机甲硅烷氧基基团。
一般来讲,通过借助于在碱催化剂或酸催化剂存在下进行再平衡反应而使环状二有机硅氧烷聚合来制备有机聚硅氧烷,但若使用这种方法,则难以制备保留上文提及的硅氧烷嵌段的嵌段共聚物。因此,诸如上文提及的制备嵌段共聚物的方法的例子为使具有上文提及的硅氧烷嵌段(X)的聚硅氧烷与具有另一硅氧烷嵌段(Y)的硅氧烷或聚硅氧烷进行缩合反应的方法。
组分(A1)的有机聚硅氧烷的例子包括在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷与甲基乙烯基硅氧烷的共聚物、在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端的甲基乙烯基聚硅氧烷、在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷·甲基乙烯基硅氧烷·甲基苯基硅氧烷共聚物、在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的甲基乙烯基聚硅氧烷、在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷与甲基乙烯基硅氧烷的共聚物、在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷·甲基乙烯基硅氧烷·甲基苯基硅氧烷共聚物,以及这些有机聚硅氧烷中的两种或更多种的混合物。
另外,组分(A2)的有机聚硅氧烷的例子包括直链有机聚硅氧烷,诸如在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基聚硅氧烷;在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷无规共聚物;在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物;在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷无规共聚物;包含由式R1 3SiO1/2表示的硅氧烷单元、由式R1 2R2SiO1/2表示的硅氧烷单元和由式SiO4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物;包含由R1 2R2SiO1/2表示的硅氧烷单元和由式SiO4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物;包含由式R1R2SiO2/2表示的硅氧烷单元和由式R1SiO3/2表示的硅氧烷单元或由式R2SiO3/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物;以及这些有机聚硅氧烷中的两种或更多种的混合物。此外,在这些式中的R1为具有1至6个碳原子的烷基基团或苯基基团。R1的烷基基团的例子与先前提及的那些例子相同。另外,R2的具有2至10个碳原子的烯基基团的例子与先前提及的那些例子相同。另外,在这些有机聚硅氧烷中,极少量的羟基基团、烷氧基基团等可键合到分子中的硅原子。
在组分(A)中,上文提及的组分(A1)的含量不受特别限制,但优选地为30质量%至100质量%,更优选地为30质量%至90质量%,尤其优选地为30质量%至80质量%。这是因为若组分(A1)的含量大于或等于上文提及的范围的下限,则所获得的固化产物的热膨胀系数显著降低,并且若组分(A1)的含量低于或等于上文提及的范围的上限,则所获得的固化产物的机械强度得到改善。
组分(B)为本发明的组合物的固化剂并为在分子中具有至少两个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷。组分(B)中除氢原子以外键合至硅原子的基团的例子包括具有1至12个碳原子的烷基基团,诸如甲基基团、乙基基团、丙基基团、丁基基团、戊基基团、己基基团、庚基基团、环戊基基团、环己基基团和环庚基基团;具有6至12个碳原子的芳基基团,诸如苯基基团、甲苯基基团和二甲苯基基团;具有7至12个碳原子的芳烷基基团,诸如苄基基团和苯乙基基团;以及具有1至12个碳原子的经卤素取代的烷基基团,诸如3-氯丙基基团和3,3,3-三氟丙基基团。组分(B)的分子结构不受特别限制且可为例如直链、具有一些支链的直链、支链或环状。组分(B)在25℃下的粘度不受特别限制,但优选的是,根据JIS K7117-2使用旋转粘度计获得的粘度为100,000mPa·s或更低且根据JIS Z8803使用毛细管粘度计获得的(动态)粘度为1mm2/s或更高。
具体地讲,为了能够降低通过固化本发明的组合物而获得的固化产物的热膨胀系数,优选的是,组分(B)为具有至少由以下通式表示的硅氧烷嵌段的有机聚硅氧烷:
-(R3HSiO)n-
(在该式中,R3为具有1至6个碳原子的烷基基团或苯基基团,并且n为在3至100范围内的正数)。
在该式中,R3为具有1至6个碳原子的烷基基团或苯基基团。R3中的烷基基团的例子包括甲基基团、乙基基团、丙基基团、丁基基团、戊基基团、己基基团、庚基基团、环戊基基团和环己基基团。另外,n为在3至100范围内的正数,并优选地为在3至80范围内的正数。这是因为若n的值处于上文提及的范围内,则所获得的固化产物的热膨胀系数显著降低且所获得的固化产物的机械强度得到改善。
组分(B)的例子包括仅包含上文提及的硅氧烷嵌段的环状有机聚硅氧烷和仅包含上文提及的硅氧烷嵌段且两个分子末端均被封端的有机聚硅氧烷。在分子链末端的基团的例子包括羟基基团;烷氧基基团,诸如甲氧基基团、乙氧基基团和丙氧基基团;以及有机甲硅烷氧基基团,诸如三甲基甲硅烷氧基基团、二甲基氢甲硅烷氧基基团、二甲基苯基甲硅烷氧基基团和甲基苯基氢甲硅烷氧基基团。另外,组分(B)的另一例子为其中上文提及的硅氧烷嵌段(X')连接到另一硅氧烷嵌段(Y’)的嵌段共聚物。此类嵌段共聚物的例子包括其中各嵌段X’和Y一一连接的X’Y共聚物,其中X'连接到Y的两个末端的X’YX’共聚物,以及其中重复个数(z)的X’和Y交替连接的(X'Y)z共聚物。该硅氧烷嵌段(Y)的例子与先前提及的那些例子相同。此外,在嵌段共聚物的分子链末端的基团的例子包括羟基基团、类似于上文提及的烷氧基基团的烷氧基基团和类似于上文提及的有机甲硅烷氧基基团的有机甲硅烷氧基基团。
组分(B)的有机聚硅氧烷的例子包括在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端的甲基氢聚硅氧烷;在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷与甲基氢硅氧烷的共聚物;在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷·甲基氢硅氧烷·甲基苯基硅氧烷共聚物;在两个分子末端均由二甲基氢甲硅烷氧基基团封端的二甲基聚硅氧烷;在两个分子末端均由二甲基氢甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷·甲基苯基硅氧烷共聚物;在两个分子末端均由二甲基氢甲硅烷氧基基团封端的甲基苯基聚硅氧烷;环状甲基氢聚硅氧烷;包含由式R1 3SiO1/2表示的硅氧烷单元、由式R1 2HSiO1/2表示的硅氧烷单元和由式SiO4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物;包含由式R1 2HSiO1/2表示的硅氧烷单元和由式SiO4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物;包含由式R1HSiO2/2表示的硅氧烷单元和由式R1SiO3/2表示的硅氧烷单元以及由式HSiO3/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物;以及这些有机聚硅氧烷中的两种或更多种的混合物。此外,在这些式中,R1为具有1至6个碳原子的烷基基团或苯基基团,其例子与上文提及的那些例子相同。另外,在这些有机聚硅氧烷中,极少量的羟基基团、烷氧基基团等可键合到分子中的硅原子。
对于组分(A)中的每1mol烯基基团,本发明的组合物中的组分(B)的含量在一定范围内,使得组分(B)中的硅键合的氢原子在0.5mol至10mol的范围内,并优选地在0.5mol至5mol的范围内。这是因为若组分(B)的含量大于或等于上文提及的范围的下限,则所获得的固化产物的热膨胀系数显著降低,并且若组分(B)的含量低于或等于上文提及的范围的上限,则所获得的固化产物的机械强度得到改善。
组分(C)为用于加速本发明的组合物固化的硅氢加成催化剂。组分(C)的例子包括基于铂的催化剂、基于铑的催化剂和基于钯的催化剂。组分(C)优选地为基于铂的催化剂以使得本发明的组合物的固化可显著加速。基于铂的催化剂的例子包括铂细粉、氯铂酸、氯铂酸的醇溶液、铂-烯基硅氧烷复合物、铂-烯烃复合物和铂-羰基复合物。烯基硅氧烷的例子包括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;这些烯基硅氧烷的一部分甲基基团经乙基基团、苯基基团等取代的烯基硅氧烷;以及这些烯基硅氧烷的乙烯基基团经烯丙基基团、己烯基基团等取代的烯基硅氧烷。另外,为了能够改善该铂-烯基硅氧烷复合物的稳定性,优选的是向复合物中添加以下物质:烯基硅氧烷,诸如1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二烯丙基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二苯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四苯基二硅氧烷和1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷;或有机硅氧烷低聚物,诸如二甲基硅氧烷低聚物。
在本发明的组合物中,组分(C)的含量为催化量且不受特别限制,只要存在足以促进本发明的组合物固化的量即可,但本发明的组合物中的该含量以组分(C)中的金属原子计,优选地为0.01至500ppm,更优选地为0.01至100ppm,尤其优选地为0.01至50ppm(以质量单位表示)。这是因为若组分(C)的含量大于或等于上文提及的范围的下限,则所获得的组合物充分固化,且即使组分(C)的含量小于或等于上文提及的范围的上限,所获得的组合物也充分固化。
组分(D)为用于降低通过固化本发明的组合物而获得的固化产物的热膨胀系数的组分,且为平均粒径为50μm或更小的大致球形的二氧化硅细粉。在这里,大致球形意指圆形、球形或真正球形。为了能够改善本发明的组合物的可处理性,组分(D)的长轴与短轴的比优选地为1.5或更小,更优选地为1.2或更小,尤其优选地为1.1或更小。此外,组分(D)的平均粒径的下限不受特别限制,但优选地为1μm或更大。这种类型的组分(D)可为单种二氧化硅细粉,但也可以为两种或更多种类型的二氧化硅细粉的混合物。从耐热性、可处理性和经济性的观点来看,尤其优选的是,组分(D)为熔融二氧化硅细粉。
对于组分(A)和(B)的每100总质量份,本发明的组合物中的组分(D)的含量大于或等于200质量份,优选地大于或等于250质量份,尤其优选地大于或等于300。这是因为若组分(D)的含量大于或等于上文提及的范围的下限,则可能抑制所获得的固化产物的热膨胀系数。
组分(E)的玻璃纤维为用于降低通过固化本发明的组合物而获得的固化产物的热膨胀系数的组分,且为用于抑制在固化时开裂的组分。组分(E)的平均纤维长度为1,000μm或更小,优选地为500μm或更小,尤其优选地为300μm或更小。这是因为若平均纤维长度小于或等于上文提及的范围的上限,则可能赋予所获得的组合物良好的可加工性。此外,组分(E)的平均纤维长度的下限不受限制,但优选地为10μm或更大,尤其优选地为20μm或更大。另外,组分(E)的平均纤维直径为30μm或更小,优选地为25μm或更小,尤其优选地为20μm或更小。这是因为若平均纤维直径小于或等于上文提及的范围的上限,则所获得的固化产物的机械强度得到改善。此外,组分(E)的平均纤维直径的下限不受限制,但优选地为1μm或更大。
对于组分(A)和(B)的每100总质量份,本发明的组合物中的组分(E)的含量为大于或等于25质量份,优选地为大于或等于30质量份。这是因为若组分(E)的含量大于或等于上文提及的范围的下限,则当本发明的组合物固化时在固化产物中几乎不出现裂痕。
此外,在本发明的组合物中,相对于组分(A)和组分(B)的总共100质量份,组分(D)和组分(E)的总含量为900质量份或更小,优选地为800质量份或更小,尤其优选地为700质量份或更小。这是因为若组分(D)和组分(E)的总含量低于或等于上文提及的范围的上限,则本发明的组合物的流动性良好且本发明的组合物的操作性/可加工性和可处理性得到改善。
本发明的组合物至少包含上文提及的组分(A)至(E),但也可含有(G)具有两个或更多个可聚合双键的非有机硅单体作为另一任选的组分。“可聚合双键”意指用于聚合反应的反应性C-C双键。特别是,通过与所述组分(A1)一起使用组分(G)或使用组分(G)替代组分(A1),存在具有低热膨胀系数及其与基底的粘附力和在固化主体中的热稳定性进一步改善的优点。尽管这种组分(G)不受特别限制,但组分(G)的优选例子包括二乙烯苯、二乙烯萘、甲基丙烯酸烯丙酯、三丙烯酰基缩甲醛(triacrylformal)、异氰酸三烯丙酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、重均分子量为200的聚乙二醇(PEG#200)二(甲基)丙烯酸酯、重均分子量为400的聚乙二醇(PEG#400)二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。特别优选的是异氰酸三烯丙酯。在本发明的组合物中,组分(G)的含量不受限制,但对于组分(A)和组分(B)的每100总质量份,优选地为30至100质量份,更优选地为40至80质量份。
本发明的组合物包含至少上文提及的组分(A)至(E),但也可含有(F)粘附促进剂作为另一任选的组分。组分(F)的例子包括具有约4至20个硅原子和直链、支链或环状结构且具有三烷氧基甲硅烷氧基基团(例如三甲氧基甲硅烷氧基基团或三乙氧基甲硅烷氧基基团)或三烷氧基甲硅烷基烷基基团(例如三甲氧基甲硅烷基乙基基团或三乙氧基甲硅烷基乙基基团)和氢甲硅烷基基团或烯基基团(例如乙烯基基团或烯丙基基团)的有机硅烷或有机硅氧烷低聚物;具有约4至20个硅原子和直链、支链或环状结构且具有三烷氧基甲硅烷氧基基团或三烷氧基甲硅烷基烷基基团和甲基丙烯酰氧基烷基基团(例如3-甲基丙烯酰氧基丙基基团)的有机硅烷或有机硅氧烷低聚物;具有约4至20个硅原子和直链、支链或环状结构且具有三烷氧基甲硅烷氧基基团或三烷氧基甲硅烷基烷基基团和环氧基键合的烷基基团(例如3-缩水甘油氧基丙基基团、4-缩水甘油氧基丁基基团、2-(3,4-环氧基环己基)乙基基团或3-(3,4-环氧基环己基)丙基基团)的有机硅烷或有机硅氧烷低聚物;以及氨基烷基三烷氧基硅烷和环氧基键合的烷基三烷氧基硅烷,与含环氧基的聚硅酸乙酯之间的反应产物。组分(F)的特定例子包括乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、氢三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-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-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷与3-氨基丙基三乙氧基硅烷之间的反应产物、两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应产物、两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷之间的缩合反应产物,以及异氰尿酸三(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)酯。在本发明的组合物中,组分(F)的含量不受限制,但对于组分(A)和组分(B)的每100总质量份,优选地为0.1至30质量份,更优选地为5至30质量份。
另外,本发明的组合物可含有反应抑制剂以适当控制组合物的固化反应的速度。该反应抑制剂的例子包括炔醇,诸如1-乙炔基环己-1-醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇和2-苯基-3-丁炔-2-醇;烯-炔化合物,诸如3-甲基-3-戊烯-1-炔和3,5-二甲基-3-己烯-1-炔;炔氧基硅烷,诸如1,1-二甲基丙炔氧基三甲基硅烷、双(1,1-二甲基丙炔氧基)二甲基硅烷、双(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基乙烯基硅烷和三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷;以及苯并三唑。在本发明的组合物中,反应抑制剂的含量不受限制,但相对于本发明的组合物,优选地为1至5000ppm(以质量单位表示)。
此外,只要不损害本发明的目标,本发明的组合物可含有除组分(D)和组分(E)以外的无机填料。该无机填料的例子包括诸如热解法二氧化硅、沉淀二氧化硅、烘烤二氧化硅、熔融二氧化硅、石英细粉、碳酸钙、二氧化钛、硅藻土、氢氧化铝、细粒状氧化铝、氧化镁、氧化锌、碳酸锌和金属细粉的无机填料;以及通过使用具有低聚合度的硅烷化合物、硅氮烷化合物、硅氧烷化合物,有机化合物等对这些填料进行表面处理而获得的无机填料。
本发明的组合物在25℃下的粘度不受特别限制,但从操作性/可加工性的观点来看,优选地为100至1,000,000mPa·s,更优选地为500至500,000mPa·s。
现在详细描述本发明的固化产物。
本发明的固化产物通过固化上文提及的组合物而获得且特征在于具有低热膨胀系数。因为本发明的固化产物的热膨胀系数取决于组分(D)或组分(E)的类型和含量、固化产物的硬度等,所以无法一致地限定热膨胀系数的值,但如使用JIS K 7197-1991“Testing method for linear thermal expansioncoefficient of plastics by thermomechanical analysis”(通过热机械分析对塑料的线性热膨胀系数的测试方法)中规定的方法所测量的,在25℃至300℃的温度范围内的平均线性膨胀系数优选地为100ppm/℃或更小,更优选地为50ppm/℃或更小,尤其优选地为30ppm/℃或更小。
实例
现将使用实践例描述本发明的可固化有机硅组合物及其固化产物。此外,粘度(单位:mPa·s)为根据JIS K7117-2使用剪切速率为5s-1的旋转粘度计(AR 2000EX,由热分析仪器公司(T.A.Instruments)制造)在25℃下测得的值,且动态粘度(单位:mm2/s)为根据JIS Z8803使用毛细管粘度计在25℃下测得的值。此外,式中的Me表示甲基基团,且式中的Vi表示乙烯基基团。
另外,可固化有机硅组合物的粘度、固化产物的物理特性(挠曲断裂强度、挠曲弹性模量、挠曲应变和线性膨胀系数)、固化时开裂的存在/不存在以及粘结强度如下进行评估。
(可固化有机硅组合物的粘度)
根据JIS K7117-2使用剪切速率为5s-1的旋转粘度计(AR 2000EX,由热分析仪器公司制造)测量可固化有机硅组合物在25℃下的粘度。
(固化产物的挠曲断裂强度、挠曲弹性模量和挠曲应变)
通过在150℃下加热可固化有机硅组合物1小时来产生固化产物。使用JIS K 6911-1995“Testing methods for thermosetting plastics”(用于热固性塑料的测试方法)中规定的方法测量该固化产物的挠曲断裂强度、挠曲弹性模量和挠曲应变。
(固化产物的线性膨胀系数)
通过在200℃下加热可固化有机硅组合物1小时来产生固化产物。使用JIS K 7197-1991“Testing method for linear thermal expansion coefficient ofplastics by thermomechanical analysis”(通过热机械分析对塑料的线性热膨胀系数的测试方法)中规定的方法,使用由日本Ulvac理工株式会社(Ulvac-Riko,Inc.)制造的TM 9200来测量在30℃至300℃温度范围内的该固化产物的线性膨胀系数。
(固化时开裂的存在/不存在)
称出可固化有机硅组合物的1g部分,置于铜片、PPS片和镀镍钢板上,且使其薄薄地扩散成直径2cm的圆。通过在150℃下加热1小时而固化之后,使固化产物在25℃下静置3天。以相同方式制备五个试件。在视觉上观察在固化产物中是否出现开裂,且测定在固化产物中出现开裂的试件的比例。
(粘结强度)
将可固化有机硅组合物置于铜片、PPS片和镀镍钢板上,且使其扩散成直径为6cm且厚度为6mm的圆。随后,将边长为1cm且厚度为1mm的铝方形板置于涂层上且通过在150℃下加热1小时而获得粘结体。通过使用模具剪切测试仪(Die Shear Tester)对粘结体以10mm/min的剪切速率施加剪切力来测定该粘结体的粘结强度。
实践例1
混合5.01质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端且粘度为400mPa·s的二甲基聚硅氧院(乙烯基基团含量=0.44质量%);5.15质量份粘度为3mm2/s且由下式表示的环状甲基乙烯基聚硅氧烷:
(MeViSiO)4
(乙烯基基团含量=31.4质量%);6.41质量份(用量使得相对于上文提及的二甲基聚硅氧烷和环状甲基乙烯基聚硅氧烷中的总共1摩尔的乙烯基基团,本组分中的硅键合的氢原子的量为1.5摩尔)在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端、粘度为5mm2/s且由下式表示的甲基氢聚硅氧烷:
Me3SiO(MeHSiO)14SiMe3
(硅键合的氢原子含量=1.42质量%);1.72质量份由质量比为1:1的在两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应获得且粘度为30mPa·s的产物(乙烯基基团含量=16质量%);69.24质量份平均粒径为15μm且长轴与短轴的比为1.05的球形熔融二氧化硅细粉(HS-202,由新日铁住金材料株式会社微米社(Nippon Steel&Sumikin Materials Co.,Ltd.Micron Co.)生产);12.22质量份平均纤维长度为100μm且平均纤维直径为11μm的玻璃纤维(EFH100-31,由中央硝子株式会社(Central Glass Co.,Ltd.)生产);铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液(用量使得相对于本发明的组合物以质量计,铂的量为11ppm);以及0.07质量份三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷,以产生可固化有机硅组合物。
实践例2
混合4.34质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端且粘度为400mPa·s的二甲基聚硅氧院(乙烯基基团含量=0.44质量%);3.63质量份粘度为3mm2/s且由下式表示的环状甲基乙烯基聚硅氧烷:
(MeViSiO)4
(乙烯基基团含量=31.4质量%);4.91质量份(用量使得相对于上文提及的二甲基聚硅氧烷和环状甲基乙烯基聚硅氧烷中的总共1摩尔的乙烯基基团,本组分中的硅键合的氢原子的量为1.6摩尔)在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端、粘度为5mm2/s且由下式表示的甲基氢聚硅氧烷:
Me3SiO(MeHSiO)14SiMe3
(硅键合的氢原子含量=1.42质量%);2.32质量份由质量比为1:1的在两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应获得且粘度为30mPa·s的产物(乙烯基基团含量=16质量%);59.20质量份平均粒径为15μm且长轴与短轴的比为1.05的球形熔融二氧化硅细粉(HS-202,由新日铁住金材料株式会社微米社生产);25.37质量份平均纤维长度为100μm且平均纤维直径为11μm的玻璃纤维(EFH100-31,由中央硝子株式会社生产);铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液(用量使得相对于本发明的组合物以质量计,铂的量为11ppm);以及0.07质量份三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷,以产生可固化有机硅组合物。
实践例3
混合5.01质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端且粘度为400mPa·s的二甲基聚硅氧院(乙烯基基团含量=0.44质量%);5.15质量份粘度为3mm2/s且由下式表示的环状甲基乙烯基聚硅氧烷:
(MeViSiO)4
(乙烯基基团含量=31.4质量%);6.41质量份(用量使得相对于上文提及的二甲基聚硅氧烷和环状甲基乙烯基聚硅氧烷中的总共1摩尔的乙烯基基团,本组分中的硅键合的氢原子的量为1.5摩尔)在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端、粘度为5mm2/s且由下式表示的甲基氢聚硅氧烷:
Me3SiO(MeHSiO)14SiMe3
(硅键合的氢原子含量=1.42质量%);1.72质量份由质量比为1:1的在两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应获得且粘度为30mPa·s的产物(乙烯基基团含量=16质量%);69.24质量份平均粒径为15μm且长轴与短轴的比为1.05的球形熔融二氧化硅细粉(HS-202,由新日铁住金材料株式会社微米社生产);12.22质量份平均纤维长度为50μm且平均纤维直径为6μm的玻璃纤维(EFDE 50-31,由中央硝子株式会社生产);铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液(用量使得相对于本发明的组合物以质量计,铂的量为11ppm);以及0.07质量份三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷,以产生可固化有机硅组合物。
实践例4
混合6.00质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端且粘度为400mPa·s的二甲基聚硅氧院(乙烯基基团含量=0.44质量%);6.17质量份粘度为3mm2/s且由下式表示的环状甲基乙烯基聚硅氧烷:
(MeViSiO)4
(乙烯基基团含量=31.4质量%);7.68质量份(用量使得相对于上文提及的二甲基聚硅氧烷和环状甲基乙烯基聚硅氧烷中的总共1摩尔的乙烯基基团,本组分中的硅键合的氢原子的量为1.5摩尔)在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端、粘度为5mm2/s且由下式表示的甲基氢聚硅氧烷:
Me3SiO(MeHSiO)14SiMe3
(硅键合的氢原子含量=1.42质量%);2.05质量份由质量比为1:1的在两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应获得且粘度为30mPa·s的产物(乙烯基基团含量=16质量%);47.89质量份平均粒径为15μm且长轴与短轴的比为1.05的球形熔融二氧化硅细粉(HS-202,由新日铁住金材料株式会社微米社生产);29.93质量份平均纤维长度为50μm且平均纤维直径为6μm的玻璃纤维(EFDE 50-31,由中央硝子株式会社生产);铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液(用量使得相对于本发明的组合物以质量计,铂的量为11ppm);以及0.08质量份三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷,以产生可固化有机硅组合物。
实践例5
混合5.01质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端且粘度为400mPa·s的二甲基聚硅氧院(乙烯基基团含量=0.44质量%);5.15质量份粘度为3mm2/s且由下式表示的环状甲基乙烯基聚硅氧烷:
(MeViSiO)4
(乙烯基基团含量=31.4质量%);6.41质量份(用量使得相对于上文提及的二甲基聚硅氧烷和环状甲基乙烯基聚硅氧烷中的总共1摩尔的乙烯基基团,本组分中的硅键合的氢原子的量为1.5摩尔)在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端、粘度为5mm2/s且由下式表示的甲基氢聚硅氧烷:
Me3SiO(MeHSiO)14SiMe3
(硅键合的氢原子含量=1.42质量%);1.72质量份由质量比为1:1的在两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应获得且粘度为30mPa·s的产物(乙烯基基团含量=16质量%);69.24质量份平均粒径为7μm且长轴与短轴的比为1.05的球形熔融二氧化硅细粉(MSS-7LV,由龙森株式会社(TatsumoriLtd.)生产);12.22质量份平均纤维长度为100μm且平均纤维直径为11μm的玻璃纤维(EFH 100-31,由中央硝子株式会社生产);铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液(用量使得相对于本发明的组合物以质量计,铂的量为11ppm);以及0.07质量份三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷,以产生可固化有机硅组合物。
实践例6
混合5.01质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端且粘度为400mPa·s的二甲基聚硅氧烷(乙烯基基团含量=0.44质量%);5.15质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端、粘度为3mm2/s且由下式表示的甲基乙烯基聚硅氧烷:
Me2ViSiO(MeViSiO)9SiMe2Vi
(乙烯基基团含量=31.0质量%);6.41质量份(用量使得相对于上文提及的二甲基聚硅氧烷和环状甲基乙烯基聚硅氧烷中的总共1摩尔的乙烯基基团,本组分中的硅键合的氢原子的量为1.8摩尔)粘度为1mm2/s且由下式表示的环状甲基氢聚硅氧烷:
(MeHSiO)4
(硅键合的氢原子含量=1.66质量%);1.72质量份由质量比为1:1的在两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应获得且粘度为30mPa·s的产物(乙烯基基团含量=16质量%);69.24质量份平均粒径为15μm且长轴与短轴的比为1.05的球形熔融二氧化硅细粉(HS-202,由新日铁住金材料株式会社微米社生产);12.22质量份平均纤维长度为100μm且平均纤维直径为11μm的玻璃纤维(EFH100-31,由中央硝子株式会社生产);铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液(用量使得相对于本发明的组合物以质量计,铂的量为11ppm);以及0.07质量份三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷,以产生可固化有机硅组合物。
实践例7
混合7.32质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端且粘度为400mPa·s的二甲基聚硅氧院(乙烯基基团含量=0.44质量%);7.53质量份粘度为3mm2/s且由下式表示的环状甲基乙烯基聚硅氧烷:
(MeViSiO)4
(乙烯基基团含量=31.4质量%);9.37质量份(用量使得相对于上文提及的二甲基聚硅氧烷和环状甲基乙烯基聚硅氧烷中的总共1摩尔的乙烯基基团,本组分中的硅键合的氢原子的量为1.5摩尔)在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端、粘度为5mm2/s且由下式表示的甲基氢聚硅氧烷:
Me3SiO(MeHSiO)14SiMe3
(硅键合的氢原子含量=1.42质量%);2.51质量份由质量比为1:1的在两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应获得且粘度为30mPa·s的产物(乙烯基基团含量=16质量%);62.14质量份平均粒径为25μm且长轴与短轴的比为1.12的球形熔融二氧化硅细粉(HS-304,由新日铁住金材料株式会社微米社生产);10.97质量份平均纤维长度为100μm且平均纤维直径为11μm的玻璃纤维(EFH100-31,由中央硝子株式会社生产);铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液(用量使得相对于本发明的组合物以质量计,铂的量为11ppm);以及0.07质量份三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷,以产生可固化有机硅组合物。
比较例1
混合4.34质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端且粘度为400mPa·s的二甲基聚硅氧院(乙烯基基团含量=0.44质量%);3.63质量份粘度为3mm2/s且由下式表示的环状甲基乙烯基聚硅氧烷:
(MeViSiO)4
(乙烯基基团含量=31.4质量%);4.91质量份(用量使得相对于上文提及的二甲基聚硅氧烷和环状甲基乙烯基聚硅氧烷中的总共1摩尔的乙烯基基团,本组分中的硅键合的氢原子的量为1.6摩尔)在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端、粘度为5mm2/s且由下式表示的甲基氢聚硅氧烷:
Me3SiO(MeHSiO)14SiMe3
(硅键合的氢原子含量=1.42质量%);2.32质量份由质量比为1:1的在两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应获得且粘度为30mPa·s的产物(乙烯基基团含量=16质量%);84.57质量份平均粒径为15μm且长轴与短轴的比为1.05的球形熔融二氧化硅细粉(HS-202,由新日铁住金材料株式会社微米社生产);铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液(用量使得相对于本发明的组合物以质量计,铂的量为11ppm);以及0.07质量份三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷,以产生可固化有机硅组合物。
比较例2
混合12.53质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端且粘度为400mPa·s的二甲基聚硅氧院(乙烯基基团含量=0.44质量%);12.83质量份粘度为3mm2/s且由下式表示的环状甲基乙烯基聚硅氧烷:
(MeViSiO)4
(乙烯基基团含量=31.4质量%);16.04质量份(用量使得相对于上文提及的二甲基聚硅氧烷和环状甲基乙烯基聚硅氧烷中的总共1摩尔的乙烯基基团,本组分中的硅键合的氢原子的量为1.5摩尔)在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端、粘度为5mm2/s且由下式表示的甲基氢聚硅氧烷:
Me3SiO(MeHSiO)14SiMe3
(硅键合的氢原子含量=1.42质量%);4.21质量份由质量比为1:1的在两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应获得且粘度为30mPa·s的产物(乙烯基基团含量=16质量%);54.14质量份平均纤维长度为50μm且平均纤维直径为6μm的玻璃纤维(EFDE 50-31,由中央硝子株式会社生产);铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液(用量使得相对于本发明的组合物以质量计,铂的量为11ppm);以及0.07质量份三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷,以产生可固化有机硅组合物。
比较例3
混合5.01质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端且粘度为400mPa·s的二甲基聚硅氧院(乙烯基基团含量=0.44质量%);5.15质量份粘度为3mm2/s且由下式表示的环状甲基乙烯基聚硅氧烷:
(MeViSiO)4
(乙烯基基团含量=31.4质量%);6.41质量份(用量使得相对于上文提及的二甲基聚硅氧烷和环状甲基乙烯基聚硅氧烷中的总共1摩尔的乙烯基基团,本组分中的硅键合的氢原子的量为1.5摩尔)在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端、粘度为5mm2/s且由下式表示的甲基氢聚硅氧烷:
Me3SiO(MeHSiO)14SiMe3
(硅键合的氢原子含量=1.42质量%);1.72质量份由质量比为1:1的在两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应获得且粘度为30mPa·s的产物(乙烯基基团含量=16质量%);69.24质量份平均粒径为15μm且长轴与短轴的比为1.05的球形熔融二氧化硅细粉(HS-202,由新日铁住金材料株式会社微米社生产);7.00质量份平均纤维长度为3000μm且平均纤维直径为9μm的玻璃纤维(ECS03-630,由中央硝子株式会社生产);铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液(用量使得相对于本发明的组合物以质量计,铂的量为11ppm);以及0.07质量份三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷,以产生可固化有机硅组合物。
实践例8
混合5.01质量份在两个分子末端均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端且粘度为400mPa·s的二甲基聚硅氧烷(乙烯基基团含量=0.44质量%);5.77质量份异氰尿酸三烯丙酯;5.80质量份(用量使得相对于上文提及的二甲基聚硅氧烷和异氰尿酸三烯丙酯中的总共1摩尔的乙烯基,本组分中的硅键合的氢原子的量为1.5摩尔)在两个分子末端均由三甲基甲硅烷氧基基团封端、粘度为5mm2/s且由下式表示的甲基氢聚硅氧烷:
Me3SiO(MeHSiO)14SiMe3
(硅键合的氢原子含量=1.42质量%);1.72质量份由质量比为1:1的在两个分子末端均由羟基基团封端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷之间的缩合反应获得且粘度为30mPa·s的产物(乙烯基基团含量=16质量%);69.24质量份平均粒径为15μm且长轴与短轴的比为1.05的球形熔融二氧化硅细粉(HS-202,由新日铁住金材料株式会社微米社生产);7.00质量份平均纤维长度为100μm且平均纤维直径为11μm的玻璃纤维(EFH 100-31,由中央硝子株式会社生产);铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液(用量使得相对于本发明的组合物以质量计,铂的量为11ppm);以及0.07质量份三(1,1-二甲基丙炔氧基)甲基硅烷,以产生可固化有机硅组合物。
表1
表1(续)
工业适用性
本发明的可固化有机硅组合物在固化时几乎不开裂且得到具有低热膨胀系数的固化产物,并因此适合用作诸如半导体元件和电力半导体元件的电气或电子组件的密封剂或灌封剂。
Claims (9)
1.一种可固化有机硅组合物,包含:
(A)在分子中具有至少两个烯基基团的有机聚硅氧烷;
(B)在分子中具有至少两个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷,其以一定的量包含在内,使得对于所述组分(A)中的每1摩尔所述烯基基团,所述组分(B)中的硅键合的氢原子的量为0.5至10摩尔;
(C)催化量的硅氢加成反应催化剂;
(D)平均粒径为50μm或更小的大致球形的二氧化硅细粉,其相对于所述组分(A)和所述组分(B)的总共100质量份以200质量份或更多的量包含在内;以及
(E)平均纤维长度为1,000μm或更小且平均纤维直径为30μm或更小的玻璃纤维,其相对于所述组分(A)和所述组分(B)的总共100质量份以25质量份或更多的量包含在内;
其中所述组分(D)和所述组分(E)的总含量相对于所述组分(A)和所述组分(B)的总共100质量份为900质量份或更小。
2.根据权利要求1所述的可固化有机硅组合物,其中
所述组分(A)为包含以下组分的有机聚硅氧烷:30质量%至100质量%的(A1),即包含由以下通式表示的硅氧烷嵌段的有机聚硅氧烷:
-(R1R2SiO)m-
(其中,R1为具有1至6个碳原子的烷基基团或苯基基团,R2为具有2至10个碳原子的烯基基团,并且m为在3至50范围内的正数);以及
0质量%至70质量%的(A2),即不具有上文提及的硅氧烷嵌段并在分子中含有至少两个烯基基团的有机聚硅氧烷。
3.根据权利要求1或2所述的可固化有机硅组合物,其中
所述组分(B)为包含由以下通式表示的硅氧烷嵌段的有机聚硅氧烷:
-(R3HSiO)n-
(其中,R3为具有1至6个碳原子的烷基基团或苯基基团,并且n为在3至100范围内的正数)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的可固化有机硅组合物,其中所述组分(D)为熔融二氧化硅细粉。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可固化有机硅组合物,其中所述组分(E)为经研磨的玻璃纤维。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的可固化有机硅组合物,还包含(G)具有两个或更多个可聚合双键的非有机硅单体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的可固化有机硅组合物,其中所述组分(G)为异氰尿酸三烯丙酯。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的可固化有机硅组合物,还包含(F)粘附促进剂。
9.一种固化产物,通过固化权利要求1至8中任一项所述的可固化有机硅组合物而产生。
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