CN110079092A - 阻燃性硅树脂组合物和阻燃性硅树脂片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阻燃性硅树脂组合物和阻燃性硅树脂片。本发明的阻燃性硅树脂组合物含有含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)和无机颗粒(B)，所述含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)由分散在具有缩合反应性基团的聚硅氧烷树脂中的无机氧化物颗粒与该聚硅氧烷树脂通过化学键交联而成的交联结构体形成。前述无机氧化物颗粒优选为选自由二氧化硅、氧化铝、玻璃料以及锑掺杂氧化锡组成的组中的至少1种无机氧化物颗粒。

Description

阻燃性硅树脂组合物和阻燃性硅树脂片
本申请是国际申请日2013年4月9日、申请号为201380019468.9(国际申请号PCT/JP2013/060718)的专利申请“阻燃性硅树脂组合物和阻燃性硅树脂片”的分案申请。
技术领域
本发明涉及阻燃性硅树脂组合物、使用该组合物形成的阻燃性硅树脂片、以及使用了该阻燃性硅树脂片的照明装置。
背景技术
迄今为止，作为用于将涂料组合物阻燃化的阻燃化剂，广泛使用卤素系阻燃剂(例如，参见专利文献1)。但是，该方法存在从卤化阻燃剂产生二噁英、氟利昂的问题，因此在环境保护方面并不能称为是优选的。另外，作为用于将涂料组合物阻燃化的阻燃化剂，也使用氢氧化铝等无机系阻燃剂。但是，氢氧化铝存在会使涂料和涂布其的基材的物理性质、耐水性等物性降低的问题。
另外，也有将无机涂料涂布在塑料上而使其阻燃化的方法。但是，无机涂料的挠性低，容易产生裂纹，因此厚膜地涂布是困难的。因此，即使涂料自身具有阻燃性，但在与塑料形成复合体的情况下，因接触火焰而产生的热向塑料传递，塑料会炭化或延烧。另外，为包含有机粘结剂的涂料的情况下，接触火焰时有机粘结剂会炭化。因此，涂布了这些涂料的塑料难以在铁道车辆用途等要求非炭化性的用途中使用。
以往，作为铁道车辆用照明用罩，已知对玻璃纤维片应用了无机涂布剂的照明用罩。但是，对于对玻璃纤维片涂覆或者浸渗通常的无机涂布剂而得到的照明用罩，在粘结剂包含有机成分时，存在不燃性低这样的问题，粘结剂为无机成分时，存在挠性低、容易产生裂纹这样的缺点。
专利文献2中公开了一种光扩散片，其包含至少1片玻璃纤维织物和夹持该玻璃纤维织物的一对树脂层，前述树脂层为由乙烯基酯等的热固性树脂或光固化性树脂构成的片。另外，专利文献3中公开了一种玻璃纤维片，其具备至少1片玻璃纤维织物、由在该玻璃纤维织物中浸渗、固化而形成的热固性树脂构成的树脂覆盖层、以及该树脂覆盖层的至少单面上的微珠层。但是，这些光扩散片均不燃性不充分、挠性也低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-186333号公报
专利文献2：日本特许第4491778号公报
专利文献3：日本特许第4539349号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供阻燃性显著优异的阻燃性硅树脂组合物、由该组合物形成的阻燃性硅树脂片、以及使用了该阻燃性硅树脂片的照明装置。
用于解决问题的方案
本发明人等为了达成上述目的而进行了深入研究，其结果发现，通过使用在具有与无机氧化物颗粒交联而成的交联结构的缩合反应性硅树脂中进一步配混了无机颗粒的硅树脂组合物，可得到具有极高的阻燃性的硅树脂片，从而完成了本发明。
即，本发明提供一种阻燃性硅树脂组合物，其含有含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)和无机颗粒(B)，所述含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)由分散在具有缩合反应性基团的聚硅氧烷树脂中的无机氧化物颗粒与该聚硅氧烷树脂通过化学键交联而成的交联结构体形成。
前述无机氧化物颗粒可以为选自由二氧化硅、氧化铝、玻璃料以及锑掺杂氧化锡组成的组中的至少1种无机氧化物颗粒。
前述无机颗粒(B)可以为选自由玻璃料(glass frit)、二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氢氧化铝颗粒、氢氧化镁颗粒、氧化锡颗粒以及粘土矿物颗粒组成的组中的至少1种无机颗粒。
作为前述无机颗粒(B)的玻璃料的屈服点，可以为300℃以上且700℃以下。
作为前述无机颗粒(B)的玻璃料，可以为选自由硅酸、硼酸、硼硅酸、氧化铝、氧化钙、氧化钠、氧化锂以及氧化磷中的至少1种成分形成的玻璃料。作为前述无机颗粒(B)的玻璃料特别优选为由至少包含氧化磷的成分形成的玻璃料。作为前述无机颗粒(B)的玻璃料的平均粒径例如为0.1μm～1000μm。
相对于含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)100重量份，前述无机颗粒(B)的含量例如为0.1～500重量份。
在前述含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)中，作为具有缩合反应性基团的聚硅氧烷树脂可以使用以下的树脂：(i)基本结构单元为T单元的含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷；或者，(ii)该基本结构单元为T单元的含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷，以及，基本结构单元为D单元和T单元的含缩合反应性基团的聚硅氧烷和/或具有硅烷醇基的聚硅氧烷树脂。
本发明还提供由前述阻燃性硅树脂组合物形成的阻燃性硅树脂片。
前述阻燃性硅树脂片的厚度例如为5～5000μm。
前述阻燃性硅树脂片优选在铁道车辆用材料燃烧试验的燃烧试验中具有不着火且不炭化的特性。
前述阻燃性硅树脂片可以为如下树脂片：在依据ISO 5660-1的锥形量热仪试验中，每10分钟的总发热量为30MJ/m2以下，最大发热速度为300kW/m2以下、着火时间为60秒以上。
前述阻燃性硅树脂片可用作例如运输机用内饰构件、建筑材料构件、显示器构件、家电构件或电子电路构件。
前述运输机用内饰构件包括例如照明罩。
本发明还提供一种照明装置，其特征在于，其使用了前述阻燃性硅树脂片，该照明装置至少具有产生用于照明的光的光源和以覆盖前述光源的方式设置的、具备前述阻燃性硅树脂片的照明罩，由前述光源发出的光通过前述阻燃性硅树脂片透射而射出。
发明的效果
本发明的阻燃性硅树脂组合物在包含具有与无机氧化物颗粒交联而成的交联结构的缩合反应性硅树脂的基础上进一步配混了无机颗粒，因此所得的覆膜的强度提高，显示出极高的阻燃性。因此，使用该组合物形成的本发明的阻燃性硅树脂片的阻燃性也极其优异，接触火焰时不会延烧，优选也不会着火、炭化。因此，尤其作为铁道车辆、航空机、汽车、船舶、电梯、自动扶梯等运输机的内饰构件、建筑材料构件、显示器构件、家电构件、电子电路构件是有用的。另外，能够特别适宜地作为照明装置的照明罩来利用。
附图说明
图1为示出本发明的阻燃性硅树脂片的截面示意图。
图2为实施例中在燃烧试验中使用的燃烧试验装置的立体图。
图3为实施例中在锥形量热仪试验中使用的燃烧试验装置的示意图。
具体实施方式
[阻燃性硅树脂组合物]
本发明的阻燃性硅树脂组合物含有含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)和无机颗粒(B)，所述含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)由分散在具有缩合反应性基团的聚硅氧烷树脂中的无机氧化物颗粒与该聚硅氧烷树脂通过化学键交联而成的交联结构体形成。
[含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)]
作为含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)中的“缩合反应性硅树脂”，只要是具有缩合反应性基团的硅树脂(聚硅氧烷树脂)就没有特别限定，例如可列举出基本结构单元为D单元和T单元的含缩合反应性基团的聚硅氧烷(以下有时称为“D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷”)、基本结构单元为T单元的含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷(以下有时称为“含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷”)、基本结构单元为M单元和Q单元的含缩合反应性基团的聚硅氧烷等。它们可以单独使用，也可以组合使用2种以上。
在前述缩合反应性硅树脂中，从能够对复合构件赋予挠性的方面来看，优选D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷、含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷、D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷与含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷的组合。在本发明中，特别优选为含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷、或D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷与含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷的组合。
作为前述缩合反应性基团，硅烷醇基、烷氧基甲硅烷基(例如，C1-6烷氧基甲硅烷基等)、环烷基氧代甲硅烷基(例如、C3-6环烷基氧代甲硅烷基等)、芳基氧代甲硅烷基(例如，C6-10芳基氧代甲硅烷基等)等。这些当中，优选为硅烷醇基、烷氧基甲硅烷基、环烷基氧代甲硅烷基、芳基氧代甲硅烷基，特别优选为硅烷醇基、烷氧基甲硅烷基。
关于D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷，具体而言，作为基本结构单元，含有下述式(1)所表示的D单元和下述式(2)所表示的T单元。
上述式(1)中，R1可以相同或不同，表示选自饱和烃基和芳香族烃基的1价烃基。式(2)中，R2表示选自饱和烃基和芳香族烃基的1价烃基。
作为前述R1、R2的饱和烃基，例如可列举出：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基等碳数1～6的直链状或支链状的烷基；环戊基、环己基等碳数3～6的环烷基等。另外，作为前述R1、R2中的芳香族烃基，例如可列举出苯基、萘基等碳数6～10的芳基等。
作为R1、R2，优选为碳数1～6的烷基、碳数6～10的芳基，进一步优选为甲基。
式(1)所表示的D单元在D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷中可以各自相同或不同，优选为相同。另外，式(2)所表示的T单元在D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷中可以各自相同或不同，优选为相同。
另外，D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷是对应的有机硅单体的部分缩合物[例如、二烷基(或芳基)二烷氧基硅烷等2官能的有机硅单体和烷基(或芳基)三烷氧基硅烷等3官能的有机硅单体的部分缩合物]，其结构单元中含有D单元、T单元、以及下述式(3)所表示的基团。
-OR3 (3)
式(3)所表示的基团键合在硅原子上，存在于分子末端。
前述R3表示选自饱和烃基和芳香族烃基的1价烃基。作为饱和烃基、芳香族烃基，可列举出与上述式(1)中的R1中的饱和烃基、芳香族烃基相同的基团。作为R3，优选为饱和烃基，进一步优选为碳数1～6的烷基，特别优选为甲基或乙基。
作为这样的D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷，例如可列举出：含烷氧基甲硅烷基(例如C1-6烷氧基甲硅烷基)的聚甲基硅氧烷、含烷氧基甲硅烷基(例如C1-6烷氧基甲硅烷基)的聚甲基苯基硅氧烷、含烷氧基甲硅烷基(例如C1-6烷氧基甲硅烷基)的聚苯基硅氧烷等。这些D·T单元含烷氧基甲硅烷基的聚硅氧烷可以单独使用，也可以组合使用2种以上
在D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷中，优选为含C1-6烷氧基甲硅烷基的聚硅氧烷，进一步优选为含甲氧基甲硅烷基的聚硅氧烷或含乙氧基甲硅烷基的聚硅氧烷，特别优选为含甲氧基甲硅烷基的聚甲基硅氧烷或含乙氧基甲硅烷基的聚甲基硅氧烷。
作为这样的D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷的缩合反应性基团(例如烷氧基甲硅烷基)的含量，上限为例如30重量％、优选为25重量％，下限为例如8重量％，优选为10重量％，进一步优选为12重量％。缩合反应性基团(例如烷氧基甲硅烷基)的含量可以利用TGA(差示式失重测定装置)由从室温升温至300℃时的失重比率来求出。
作为D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷的数均分子量(基于GPC测定的标准聚苯乙烯换算)，上限为例如6000，优选为5500，进一步优选为5300，下限为例如800，优选为1000，进一步优选为1200。
作为D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷，也可以使用商品名为“X-40-9246”、“X-40-9250”(以上为信越化学工业株式会社制造)等的市售品(D·T单元含烷氧基甲硅烷基的聚硅氧烷)。
关于前述含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷，具体而言，作为基本结构单元，含有前述式(2)所表示的T单元。式(2)所表示的T单元在含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷中可以各自相同或不同，优选为相同。
另外，含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷是对应的有机硅单体的部分缩合物[例如、烷基(或芳基)三烷氧基硅烷等3官能的有机硅单体的部分缩合物]，其结构单元中含有T单元、以及下述式(4)所表示的基团。
-OR4 (4)
式(4)所表示的基团键合在硅原子上，存在于分子末端。
前述R4表示选自饱和烃基和芳香族烃基的1价烃基。作为饱和烃基、芳香族烃基，可列举出与上述式(1)中的R1中的饱和烃基、芳香族烃基相同的基团。作为R4，优选为饱和烃基，进一步优选为碳数1～6的烷基，特别优选为甲基或乙基。
含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷可以为无规型、梯型、笼型等的任一种，从柔软性的观点出发，最优选无规型。这些含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷可以单独使用，也可以组合使用2种以上。
在含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷中，优选为含C1～6烷氧基甲硅烷基的聚倍半硅氧烷，进一步优选为含甲氧基甲硅烷基的聚倍半硅氧烷或含乙氧基甲硅烷基的聚倍半硅氧烷，特别优选为含甲氧基甲硅烷基的聚甲基倍半硅氧烷或含乙氧基甲硅烷基的聚甲基倍半硅氧烷。
作为这种含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷的缩合反应性基团(例如烷氧基甲硅烷基)的含量，上限为例如50重量％，优选为48重量％，进一步优选为46重量％，下限为例如10重量％，优选为15重量％，进一步优选为20重量％。缩合反应性基团(例如烷氧基甲硅烷基)的含量可以利用TGA(差示式失重测定装置)由从室温升温至300℃时的失重比率来求出。
作为含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷的数均分子量(基于GPC测定的标准聚苯乙烯换算)，上限为例如6000，优选为3500，进一步优选为3000，下限为例如200，优选为300，进一步优选为400。
作为含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷，也可以使用商品名为“KC-89”、“KR-500”、“X-40-9225”(以上为信越化学工业株式会社制造)等的市售品(含烷氧基甲硅烷基的聚倍半硅氧烷)。
此外，作为在分子内(末端)具有反应性的硅烷醇基的聚硅氧烷化合物，也可以使用商品名为“X-21-3153”、“X-21-5841”(以上为信越化学工业株式会社制造)等的市售品。
D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷与含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷的总量在前述聚硅氧烷化合物整体中所占的比率优选为50重量％以上，进一步优选为70重量％以上，特别优选为90重量％以上。
本发明中，前述聚硅氧烷树脂在分子内(末端)具有烷氧基甲硅烷基和/或硅烷醇基，这些基团(烷氧基甲硅烷基、硅烷醇基)的总含量为8～48重量％，该聚硅氧烷树脂优选与前述无机氧化物颗粒通过化学键进行了交联。前述烷氧基甲硅烷基、硅烷醇基的总含量的上限更优选为30重量％，下限更优选为10重量％。
本发明中，尤其从柔软性、强度、不燃性等观点出发，作为缩合反应性硅树脂，优选使用含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷、或者组合使用D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷和含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷。此时，作为D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷与含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷的比例[前者/后者(重量比)]，上限为例如4.9，优选为3，进一步优选为2，下限为例如0，优选为0.02，在想要进一步赋予柔软性的情况下，上限为例如100。
本发明中，含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)由交联结构体形成，所述交联结构体是分散在具有缩合反应性基团的聚硅氧烷树脂中的无机氧化物颗粒与该聚硅氧烷树脂通过化学键交联而成的。由于缩合反应性硅树脂与无机氧化物颗粒通过化学键进行交联，因此耐热性和强度高。
作为具有缩合反应性基团的聚硅氧烷树脂，可以使用前述的聚硅氧烷树脂。其中，优选含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷或D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷与含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷的组合。
作为前述无机氧化物颗粒，只要是在颗粒表面具有反应性官能团的无机氧化物颗粒即可，例如可列举出硅石(SiO2或者SiO)、氧化铝(Al2O3)、玻璃料、锑掺杂氧化锡(ATO)等。无机氧化物颗粒也可以是由2种以上无机氧化物形成的复合无机氧化物颗粒。这些当中，特别优选二氧化硅。无机氧化物颗粒可以单独使用，也可以组合使用2种以上。
作为前述反应性官能团，例如可列举出羟基、异氰酸酯基、羧基、环氧基、氨基、巯基、乙烯基型不饱和基团、卤素原子、异氰脲酸酯基等。这些当中，优选为羟基。二氧化硅颗粒表面的羟基以硅烷醇基的形式存在。
作为无机氧化物颗粒的平均粒径(一次粒径)，上限为例如500μm，优选为100μm，进一步优选为10μm，特别优选为1μm，下限为例如1nm。需要说明的是，平均粒径可以利用动态光散射法等来测定。
无机氧化物颗粒的粒度分布窄是理想的，另外，直接以一次粒径的状态分散的单分散状态是理想的。进而，无机氧化物颗粒的表面电位优选处于酸性区域(例如pH2～5、优选为pH2～4)。与聚硅氧烷树脂反应时具有这样的表面电位即可。
作为前述无机氧化物颗粒，优选使用胶体状的上述无机氧化物颗粒。作为胶体状的无机氧化物颗粒，例如可列举出：胶体状二氧化硅(胶态二氧化硅)、胶体状氧化铝(氧化铝溶胶)、胶体状氧化锡(氧化锡水分散体)等。
作为胶态二氧化硅，例如，如日本特开昭53-112732号公报、日本特公昭57-9051号公报、日本特公昭57-51653号公报等中也记载的那样，可列举出二氧化硅(硅酸酐)的微粒(平均粒径为例如5～1000nm、优选为10～100nm)的胶体等。
另外，胶体状二氧化硅根据需要可以含有例如氧化铝、铝酸钠等，另外，根据需要，也可以含有无机碱(例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、铵等)、有机碱(例如四甲基铵等)等稳定剂。
对这样的胶体状二氧化硅没有特别的限制，可以通过公知的溶胶-凝胶法等来制造，具体而言，例如通过Werner Stober et al；J.Colloid and Interface Sci.，26，62-69(1968)、Rickey D.Badley et al；Langmuir 6，792-801(1990)、色材協会誌，61[9]488-493(1988)等所记载的溶胶-凝胶法等来制造。
胶态二氧化硅优选为未实施表面处理的裸态。在胶态二氧化硅中，作为表面官能团存在硅烷醇基。
另外，作为这样的胶态二氧化硅，可以使用市售品，具体而言，例如可列举出商品名“SNOWTEX-XL”、“SNOWTEX-YL”、“SNOWTEX-ZL”、“PST-2”、“SNOWTEX-20”、“SNOWTEX-30”、“SNOWTEX-C”、“SNOWTEX-O”、“SNOWTEX-OS”、“SNOWTEX-OL”、“SNOWTEX-50”(以上为日产化学工业株式会社制造)、商品名“ADELITEAT AT-30”、“ADELITEAT AT-40”、“ADELITEAT AT-50”(以上为Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)等。这些当中，特别优选为商品名“SNOWTEX-O”、“SNOWTEX-OS”、“SNOWTEX-OL”等。
另外，作为除上述胶态二氧化硅以外的胶体状无机颗粒，也可以使用市售品，具体而言，可列举出例如商品名“AluminaSol 100”、“AluminaSol 200”、“AluminaSol 520”(以上为日产化学工业制造)等的氧化铝溶胶(水溶胶)、例如商品名“SN-100D”、“SN-100S”(以上为石原产业株式会社制造)等的氧化锡水分散体等。
本发明中，无机氧化物颗粒为一次粒径处于1nm～500μm的范围、其表面电位处于pH2～5的范围的胶态二氧化硅，优选的是，该胶态二氧化硅表面的硅烷醇基与聚硅氧烷树脂化学键合而将该聚硅氧烷树脂交联。
前述含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂中的无机氧化物颗粒的含量可以适当选择，上限为例如30重量％，优选为20重量％，进一步优选为15重量％，下限为例如1重量％，优选为2重量％，进一步优选为3重量％。无机氧化物颗粒的含量过少时，覆膜的机械强度容易降低，无机氧化物颗粒的含量过多时，覆膜容易变脆。
接着，对前述含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂的制造方法进行说明。
前述含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂例如可以如下制造：使前述无机氧化物颗粒与具有缩合反应性基团的聚硅氧烷树脂(优选为含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷、或D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷和含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷、或者它们与具有硅烷醇基的聚硅氧烷树脂)在溶剂中、优选在酸的存在下进行反应，由此来制造。需要说明的是，聚硅氧烷树脂具有能与无机氧化物颗粒的颗粒表面的反应性官能团反应的官能团。无机氧化物颗粒的颗粒表面的反应性官能团为硅烷醇基时，前述缩合反应性基团与该硅烷醇基反应而形成交联结构。
作为前述溶剂，可列举出：水；甲醇、乙醇、2-丙醇、2-甲氧基乙醇等醇；它们的混合液等。这些当中，优选为水与醇的混合溶剂，进一步优选为水与2-丙醇的混合溶剂、水与2-丙醇与2-甲氧基乙醇的混合溶剂。
作为前述酸，例如可列举出：盐酸、硝酸、硫酸、磷酸等无机酸；乙酸、对甲苯磺酸等有机酸等。这些当中，优选为无机酸，特别优选为硝酸。这些酸可以以水溶液的形式使用。酸的用量为能够将反应体系的pH调节为2～5(优选为2～4)左右的量即可。
作为反应的方法，没有特别限定，例如可以为以下的任意方法：(i)向无机氧化物颗粒与溶剂的混合液中添加聚硅氧烷树脂与溶剂的混合液的方法、(ii)向聚硅氧烷树脂与溶剂的混合液中添加无机氧化物颗粒与溶剂的混合液的方法、(iii)向溶剂中一起添加无机氧化物颗粒与溶剂的混合液、以及聚硅氧烷树脂与溶剂的混合液的方法等。
需要说明的是，作为聚硅氧烷树脂组合使用D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷和含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷时，可以使无机氧化物颗粒与D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷和含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷的混合物反应，另外也可以先使D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷与无机氧化物颗粒反应，接着与含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷反应，进而，还可以先使含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷与无机氧化物颗粒反应，接着与D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷反应。本发明中，如果采用先使含缩合反应性基团甲硅烷基的聚倍半硅氧烷与无机氧化物颗粒反应、然后与D·T单元含缩合反应性基团的聚硅氧烷和/或具有硅烷醇基的聚硅氧烷树脂反应的方法，则在制作阻燃性硅树脂片时、在基材的至少一面涂覆而设置阻燃性硅树脂层时，该树脂片、树脂层的柔软性会大幅提高。
作为反应温度，上限为例如150℃，优选为130℃，下限为例如40℃，优选为50℃。另外，作为反应时间，上限为例如24小时，优选为12小时，下限为例如0.2小时，优选为0.5小时。
反应结束后，根据需要，蒸馏除去溶剂并调节浓度和粘度，由此可得到含有含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)的硅树脂组合物。
[无机颗粒(B)]
作为无机颗粒(B)，没有特别限定，例如可列举出二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氢氧化铝颗粒、氧化镁颗粒、氢氧化镁颗粒、氧化锡颗粒、粘土矿物(滑石、沸石等)颗粒、玻璃料等。这些可以单独使用1种或组合使用2种以上。无机颗粒(B)与前述具有缩合反应性基团的聚硅氧烷树脂并未化学键合。
上述当中，从可以以少的用量得到高阻燃效果的方面出发，优选二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氢氧化铝颗粒、氢氧化镁颗粒、玻璃料。进而，从可得到透明性的方面出发，更优选二氧化硅颗粒、玻璃料，尤其从可在锥形量热仪试验中得到发热性抑制效果的方面出发，特别优选玻璃料。
作为二氧化硅颗粒，例如可列举出气相二氧化硅颗粒、熔融二氧化硅颗粒等干法二氧化硅颗粒；湿法二氧化硅颗粒；硅胶颗粒；胶态二氧化硅颗粒等。这些二氧化硅颗粒中，优选Aerosil等气相二氧化硅颗粒，特别优选疏水性气相二氧化硅颗粒。
玻璃料的屈服点优选为300～700℃，更优选为300～650℃，进一步优选为300～600℃。通过使玻璃料的屈服点处于上述范围，在制作阻燃性硅树脂片时，在锥形量热仪试验中也能够充分显现抑制该片的发热量的效果。
作为玻璃料，可以采用任意适当的玻璃料。作为这样的玻璃料，优选为具有烧结性的无机颗粒(玻璃料)，更优选为由选自硅酸(或氧化硅)、硼酸(或氧化硼)、硼硅酸、氧化铝、氧化钙、氧化钠、氧化锂以及氧化磷中的至少1种成分形成的无机颗粒(玻璃料)。作为代表性的玻璃料，可列举出磷酸玻璃料、硼硅酸玻璃料、无碱玻璃料、珐琅粉(enamel frit)等。特别优选的玻璃料为由至少包含氧化磷的成分形成的玻璃料。在由至少包含氧化磷的成分形成的玻璃料中，氧化磷的含量例如为5～70重量％，下限优选为10重量％，进一步优选为20重量％，上限优选为60重量％，进一步优选为50重量％。通过采用如上所述的玻璃料，在制作阻燃性硅树脂片时，在锥形量热仪试验中也能够充分显现抑制该片的发热量的效果。
玻璃料的平均粒径优选为0.1μm～1000μm。玻璃料的平均粒径的下限更优选为0.5μm，进一步优选为1μm，特别优选为2μm。另外，玻璃料的平均粒径的上限更优选为500μm，进一步优选为300μm，特别优选为150μm。通过使玻璃料的平均粒径处于上述范围，在制作阻燃性硅树脂片时，在锥形量热仪试验中也能够充分显现抑制该片的发热量的效果。
作为无机颗粒(B)，可以使用空心结构的无机颗粒。作为这样的无机颗粒，例如可列举出具有空心结构的二氧化硅、具有空心结构的玻璃料(磷酸玻璃料等)(包括中空的玻璃微珠)等。
作为无机颗粒(B)的平均粒径(一次粒径)，上限为例如500μm，优选为300μm，进一步优选为200μm，特别优选为100μm，下限为例如1nm。需要说明的是，平均粒径可以通过动态光散射法等来测定。
本发明的阻燃性硅树脂组合物中，相对于前述含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)100重量份，前述无机颗粒(B)的含量为例如0.1～500重量份，上限优选为400重量份，特别优选为300重量份，下限优选为0.5重量份，更优选为1重量份，特别优选为2重量份。
本发明的阻燃性硅树脂组合物中，根据需要，也可以添加固化催化剂等添加剂。
本发明的阻燃性硅树脂组合物例如可以通过将无机颗粒(B)添加到由上述方法得到的含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)的硅树脂组合物中来制造。
作为本发明的阻燃性硅树脂组合物的固体成分浓度，从处理性、涂覆性、浸渗性等观点出发，上限为例如95重量％，优选为90重量％，下限为例如20重量％，优选为30重量％。
[阻燃性硅树脂片]
本发明的阻燃性硅树脂片由前述本发明的阻燃性硅树脂组合物形成。图1为示出本发明的阻燃性硅树脂片的截面示意图。1为阻燃性硅树脂片。
本发明的阻燃性硅树脂片例如可以通过在对表面进行了剥离处理的基材上涂覆前述本发明的阻燃性硅树脂组合物并干燥来制造。
作为前述阻燃性硅树脂组合物的涂覆方法，没有特别限制，例如，可以通过吻合涂布、凹版涂布、棒涂布、喷雾涂布、刮刀涂布、线棒涂布、浸渍涂布、模涂布、帘幕涂布、分配器涂布(dispenser coating)、丝网印刷、金属掩模印刷等公知的涂布方法在对前述表面进行了剥离处理的基材上直接涂布而形成涂膜，并根据需要在例如80～200℃左右的温度下干燥，由此得到前述阻燃性硅树脂片。
为了前述阻燃性硅树脂组合物的保存稳定性、以及减少成膜时的气泡坏点、外观不均，优选在阻燃性硅树脂组合物中加入除脂肪族一价醇以外的水溶性有机溶剂。对前述除脂肪族一价醇以外的水溶性有机溶剂的使用量没有特别限制，相对于阻燃性硅树脂组合物(固体成分)100重量份，例如为0.01～200重量份，优选为0.1～150重量份。
作为前述除脂肪族一价醇以外的水溶性有机溶剂的具体例，可列举出：甲基溶纤剂(2-甲氧基乙醇)、乙基溶纤剂(2-乙氧基乙醇)、乙二醇异丙基醚、丁基溶纤剂、卡必醇、丁基卡必醇、二乙二醇醋酸酯、乙二醇单苯基醚、乙二醇单苄基醚、甲氧基甲氧基乙醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、乙二醇单醋酸酯等二醇醚系溶剂、乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇等二醇系溶剂、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等含氮系溶剂、二甲基亚砜等。使用这些时，可以单独使用，也可以组合使用2种以上。这些当中，二醇醚系溶剂从对经水解的烷氧基硅烷及其缩合体的溶解性良好的方面出发是优选的。
本发明的阻燃性硅树脂片中，前述含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)中的无机氧化物颗粒与前述无机颗粒(B)的总含量可以适当选择，上限为例如90重量％，优选为85重量％，进一步优选为80重量％，下限为例如2重量％，优选为3重量％，进一步优选为4重量％。该含量过少时，片的机械强度和阻燃性容易降低，反之过多时，片容易变脆。
作为前述阻燃性硅树脂片的厚度，上限为例如5000μm，优选为4000μm，更优选为3000μm，进一步优选为2000μm，下限为例如5μm，优选为10μm，进一步优选为20μm。
本发明的阻燃性硅树脂片具有优异的阻燃性，优选为具有不燃性。例如，在依据社团法人日本铁道车辆机械技术协会的燃烧试验(一般材料；铁道车辆用非金属材料的45°乙醇试验)的试验中难以延烧、或不延烧。另外，优选在表面也观察不到炭化，更优选为不贯通也不熔融滴下。
另外，本发明的阻燃性硅树脂片具有优异的阻燃性，例如，在依据社团法人日本铁道车辆机械技术协会的锥形量热仪试验(天井材料；ISO 5660-1)的试验中也没有贯通。优选的是，每10分钟的总发热量为30MJ/m2以下、最大发热速度为300kW/m2以下、着火时间为60秒以上。
本发明的阻燃性硅树脂片具有高耐热性、阻燃性和优异的强度，可以用作铁道车辆、航空机、汽车、船舶、电梯、自动扶梯等运输机的内饰构件(运输机用内饰构件)、建筑材料构件、显示器构件、家电构件、电子电路构件、表面保护材料、表面被覆材料等。尤其可以适宜用作作为运输机用内饰构件的照明罩。
将本发明的阻燃性硅树脂片作为成型品的表面保护材料、表面被覆材料等利用时，可以使用例如模内成型、覆盖法等。在模内成型中，在模具内夹持(嵌入)本发明的阻燃性硅树脂片，在将作为成型品的原料的热可塑性树脂注射成型的同时在前述金型内使前述阻燃性硅树脂片贴合于塑料成型品的表面。另外，在覆盖法中，利用真空压接将本发明的阻燃性硅树脂片贴合在成型品的表面。通过这些方法，可得到表面被阻燃性硅树脂片被覆、赋予了高耐热性、阻燃性、强度的成型品。在覆盖法中，对成型品的材质没有特别限制，例如可以为塑料、热固性树脂固化物、木材等的任意种。如此而得的、表面被前述阻燃性硅树脂片被覆的成型品可以用作铁道车辆、航空机、汽车、船舶、电梯、自动扶梯等运输机的内饰构件(运输机用内饰构件)、建筑材料构件、显示器构件、家电构件、电子电路构件等。
在本发明的阻燃性硅树脂片中，在不损害阻燃性的范围内，可以赋予硬涂层、防污层、抗静电层、光扩散层、防反射层、紫外线吸收层、遮热层、绝热层、导热层、耐溶剂层等功能层。
本发明的阻燃性硅树脂片在不损害阻燃性的范围内也可以包含任意适当的其他成分。这种其他成分可以仅包含1种，也可以包含2种以上。
作为其他成分，例如可列举出其他聚合物成分、软化剂、抗氧化剂、抗老化剂、固化剂、增塑剂、填充剂、热聚合引发剂、光聚合引发剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、着色剂(颜料、染料等)、溶剂(有机溶剂)、表面活性剂(例如离子性表面活性剂、有机硅系表面活性剂、氟系表面活性剂等)等。
本发明的照明装置的特征在于，其使用了上述阻燃性硅树脂片，该照明装置至少具有产生用于照明的光的光源和以覆盖前述光源的方式设置的具备前述阻燃性硅树脂片的照明罩，由前述光源发出的光通过前述阻燃性硅树脂片透射而射出。
在该照明装置中，对照明罩的安装方法、照明罩的配置等没有特别限制，可以采用公知的方法、配置。
[实施例]
以下，列举出实施例及比较例来更具体地说明本发明。但是，本发明并不受它们的任何限制。需要说明的是，以下的说明中，“份”及“％”若没有特别写明则为重量基准。
合成例1
在具备搅拌机、冷凝回流器以及氮气导入管的容器中加入平均粒径8-11nm的胶态二氧化硅溶液(商品名：SNOWTEX OS、日产化学株式会社制造、固体成分浓度20％)50g、2-丙醇84g。加入浓硝酸并将溶液的酸度(pH)调节为2～4的范围内。接着升温到65℃后，使用滴液漏斗经2小时滴加将在分子末端具有反应性的甲氧基甲硅烷基的倍半硅氧烷化合物(商品名：X-40-9225、信越化学株式会社制造、甲氧基含量24％)58g溶解在2-丙醇58g中而得的溶液，进行倍半硅氧烷化合物与胶态二氧化硅颗粒表面的反应。
接着，经1小时滴加将由在分子末端具有反应性的甲氧基甲硅烷基的3官能烷氧基硅烷以及2官能烷氧基硅烷衍生而成的聚硅氧烷化合物(商品名：X-40-9246、信越化学株式会社制造、甲氧基含量12％)42g溶解在2-丙醇42g中而得的溶液，与前述胶态二氧化硅上的倍半硅氧烷化合物进行反应。在65℃下进行1小时加热搅拌，然后冷却至室温(25℃)，得到液态的透明树脂组合物溶液A。
合成例2
在具备搅拌机、冷凝回流器以及氮气导入管的容器中加入平均粒径8-11nm的胶态二氧化硅溶液(商品名：SNOWTEX OS、日产化学株式会社制造、固体成分浓度20％)50g、2-丙醇84g。加入浓硝酸并将溶液的酸度(pH)调节为2～4的范围内。接着升温到65℃后，使用滴液漏斗经2小时滴加将在分子末端具有反应性的甲氧基甲硅烷基的倍半硅氧烷化合物(商品名：X-40-9225、信越化学株式会社制造、甲氧基含量24％)25g溶解在2-丙醇25g中而得的溶液，进行倍半硅氧烷化合物与胶态二氧化硅颗粒表面的反应。
接着，经1小时滴加将由在分子末端具有反应性的甲氧基甲硅烷基的3官能烷氧基硅烷以及2官能烷氧基硅烷衍生而成的聚硅氧烷化合物(商品名：X-40-9246、信越化学株式会社制造、甲氧基含量12％)75g溶解在2-丙醇75g中而得的溶液，与前述胶态二氧化硅上的倍半硅氧烷化合物进行反应。在65℃下进行1小时加热搅拌，然后冷却至室温(25℃)，得到液态的透明树脂组合物溶液B。
实施例1
在合成例1所得的透明树脂组合物溶液A中，相对于该透明树脂组合物溶液A中的固体成分100重量份，添加玻璃料(商品名“VY0053L”、Nippon Frit Co.,Ltd.制造)200重量份并搅拌混合，得到硅树脂组合物A。
实施例2
将实施例1所得的硅树脂组合物A浓缩至固体成分浓度76重量％后，使用TesterSangyo Co,.Ltd.制造的涂膜器涂布在进行了剥离处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜(厚度：38μm、商品名“MRF#38”、三菱树脂株式会社制造)上，使得干燥后的厚度为380μm，然后，在热风循环式烘箱中以90℃进行30分钟、以120℃进行10分钟的加热干燥，剥离上述聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，由此得到阻燃性硅树脂片。
实施例3
在合成例2所得的透明树脂组合物溶液B中，相对于该透明树脂组合物溶液B中的固体成分100重量份，添加玻璃料(商品名“VY0053M”、Nippon Frit Co.,Ltd.制造)200重量份并搅拌混合，得到硅树脂组合物B。
实施例4
将实施例3所得的硅树脂组合物B浓缩至固体成分浓度76重量％后，使用TesterSangyo Co,.Ltd.制造的涂膜器涂布在进行了剥离处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜(厚度：38μm、商品名“MRF#38”、三菱树脂株式会社制造)上，使得干燥后的厚度为380μm，然后，在热风循环式烘箱中以90℃进行30分钟、以120℃进行10分钟的加热干燥，剥离上述聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，由此得到阻燃性硅树脂片。
比较例1
将合成例1所得的透明树脂组合物溶液A浓缩至固体成分浓度76重量％后，使用Tester Sangyo Co,.Ltd.制造的涂膜器涂布在进行了剥离处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜(厚度：38μm、商品名“MRF#38”、三菱树脂株式会社制造)上，使得干燥后的厚度为380μm，然后，在热风循环式烘箱中以90℃进行30分钟、以120℃进行10分钟的加热干燥，剥离上述聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，由此得到硅树脂片。
<评价>
对实施例和比较例所得的阻燃性硅树脂片等进行以下的评价。结果示于表1。
(燃烧试验)
使用如图2所示的燃烧试验装置，依据社团法人日本铁道车辆机械技术协会的燃烧试验(一般材料；铁道车辆用非金属材料的45°乙醇试验)进行燃烧试验。图2中，11表示试样(182mm×257mm)、12表示醇容器(铁制17.5φ×7.1、0.8t)、13表示容器基座(软木等导热率低的基座)。从试样下表面中心到容器底面的距离为25.4mm(1英寸)。
将上述所制作的阻燃性硅树脂片(比较例1中为硅树脂片)如图2所示地保持45°倾斜，以使燃料容器(醇容器)12的底的中心到达试样下表面中心的垂直下方25.4mm处的方式，将燃料容器12装载在软木台(容器基座)13上，向燃料容器12中加入0.5cc乙醇并点火，放置约2分钟，直到燃料燃烧尽为止。目视观察阻燃性硅树脂片(比较例中为硅树脂片)的着火、炭化、余火，以及有无贯通、熔融滴下，按下述标准进行评价。
<着火·炭化·余火>
◎：乙醇燃烧中没有着火和炭化
○：乙醇燃烧中有着火和炭化，但未延烧，在乙醇燃烧中消失
△：乙醇燃烧经过1分钟后着火并延烧，在乙醇燃烧后仍燃烧，或在试样上开孔
×：乙醇燃烧1分钟以内着火并延烧，在乙醇燃烧后仍燃烧，或在试样上开孔
<贯通·熔融滴下>
○：没有贯通和熔融滴下
△：乙醇燃烧经过1分钟后出现贯通或熔融滴下
×：乙醇燃烧1分钟以内出现贯通或熔融滴下
(锥形量热仪试验)
切下每边为100mm的平面正方形状的试验片，如图3所示，利用依据ISO5660-1:2002的方法，使用锥形量热仪照射10分钟50kW/m2的热线，使试验片燃烧。图3中，14为排气罩、15为锥型加热器、16为供试材料、17为供试材料支架。燃烧判定通过试验时间中测量的总发热量(MJ/m2)和最大发热速度(kW/m2)以及着火时间(秒)来进行。关于着火时间(秒)，将从试验片确认到火焰然后火焰存在10秒以上的情况视为着火，取从试验开始起直到最初确认到着火为止的时间。另外，目视观察试验片有无贯通。
判定基准
(1)10分钟的总发热量
○：总发热量为30MJ/m2以下
△：总发热量超过30MJ/m2且低于45MJ/m2
×：总发热量为45MJ/m2以上
(2)10分钟的最大发热速度
○：最大发热速度为300kW/m2以下
△：最大发热速度超过300kW/m2且低于600kW/m2
×：最大发热速度为600kW/m2以上
(3)着火时间
○：着火时间为60秒以上
×：着火时间低于60秒
(4)贯通
○：无贯通
×：有贯通
[表1]
产业上的可利用性
由本发明的阻燃性硅树脂组合物所得的树脂片的阻燃性显著优异，接触火焰时不会延烧，优选也不会着火、炭化。因此，尤其作为铁道车辆、航空机、汽车、船舶、电梯、自动扶梯等运输机的内饰构件、建筑材料构件、显示器构件、家电构件、电子电路构件是有用的，另外，能够特别适宜地作为照明装置的照明罩来利用。
附图标记说明
1 阻燃性硅树脂片
11 试样
12 醇容器(燃料容器)
13 容器基座
14 排气罩
15 锥型加热器
16 供试材料
17 供试材料支架

Claims (15)

1.一种阻燃性硅树脂组合物，其含有含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)和无机颗粒(B)，所述含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)由分散在具有缩合反应性基团的聚硅氧烷树脂中的无机氧化物颗粒与该聚硅氧烷树脂通过化学键交联而成的交联结构体形成，
在所述含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)中，作为具有缩合反应性基团的聚硅氧烷树脂使用以下的树脂：(ii)基本结构单元为T单元的含缩合反应性基团的聚倍半硅氧烷，以及，基本结构单元为D单元和T单元的含缩合反应性基团的聚硅氧烷和/或具有硅烷醇基的聚硅氧烷树脂。
2.根据权利要求1所述的阻燃性硅树脂组合物，其中，所述无机氧化物颗粒为选自由二氧化硅、氧化铝、玻璃料以及锑掺杂氧化锡组成的组中的至少1种无机氧化物颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的阻燃性硅树脂组合物，其中，所述无机颗粒(B)为选自由玻璃料、二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氢氧化铝颗粒、氢氧化镁颗粒、氧化锡颗粒以及粘土矿物颗粒组成的组中的至少1种无机颗粒。
4.根据权利要求3所述的阻燃性硅树脂组合物，其中，作为所述无机颗粒(B)的玻璃料的屈服点为300℃以上且700℃以下。
5.根据权利要求3所述的阻燃性硅树脂组合物，其中，作为所述无机颗粒(B)的玻璃料是由选自硅酸、硼酸、硼硅酸、氧化铝、氧化钙、氧化钠、氧化锂以及氧化磷中的至少1种成分形成的玻璃料。
6.根据权利要求5所述的阻燃性硅树脂组合物，其中，作为所述无机颗粒(B)的玻璃料是由至少包含氧化磷的成分形成的玻璃料。
7.根据权利要求3所述的阻燃性硅树脂组合物，其中，作为所述无机颗粒(B)的玻璃料的平均粒径为0.1μm～1000μm。
8.根据权利要求1或2所述的阻燃性硅树脂组合物，其中，相对于含无机氧化物颗粒的缩合反应性硅树脂(A)100重量份，所述无机颗粒(B)的含量为0.1～500重量份。
9.一种阻燃性硅树脂片，其是由权利要求1～8中的任一项所述的阻燃性硅树脂组合物形成的。
10.根据权利要求9所述的阻燃性硅树脂片，其厚度为5～5000μm。
11.根据权利要求9或10所述的阻燃性硅树脂片，其在铁道车辆用材料燃烧试验的燃烧试验中具有不着火且不炭化的特性。
12.根据权利要求9或10所述的阻燃性硅树脂片，其在依据ISO 5660-1的锥形量热仪试验中，每10分钟的总发热量为30MJ/m2以下，最大发热速度为300kW/m2以下，着火时间为60秒以上。
13.根据权利要求9或10所述的阻燃性硅树脂片，其用作运输机用内饰构件、建筑材料构件、显示器构件、家电构件或电子电路构件。
14.根据权利要求13所述的阻燃性硅树脂片，其中，运输机用内饰构件为照明罩。
15.一种照明装置，其特征在于，其使用权利要求9～14中的任一项所述的阻燃性硅树脂片，该照明装置至少具有产生用于照明的光的光源和以覆盖所述光源的方式设置的具备所述阻燃性硅树脂片的照明罩，由所述光源发出的光通过所述阻燃性硅树脂片透射而射出。
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