DE102021118377A1

DE102021118377A1 - Aushärtbare silikonzusammensetzung, einkapselungsmittel und optische halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE102021118377A1
Application number: DE102021118377.4A
Authority: DE
Inventors: Sawako Horie; Shunya Takeuchi; Akihiko Kobayashi; Misoon Jung; Hyunji KANG
Original assignee: DuPont Toray Specialty Materials KK; Rohm and Haas Electronic Materials Korea Ltd
Current assignee: DuPont Toray Specialty Materials KK; Rohm and Haas Electronic Materials Korea Ltd
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2021-07-15
Publication date: 2022-01-20
Also published as: US20220017746A1; JP2022020215A; CN113956666A; KR20220011091A; TW202214783A

Abstract

Es soll eine aushärtbare Silikonzusammensetzung bereitgestellt werden, die eine in der Praxis effektive Aushärtbarkeit selbst bei niedrigen Temperaturen aufweist, eine geringe Formänderung und Schrumpfungsrate während des Aushärtens aufweist, in einem kurzen Zeitraum ausgehärtet werden kann und ein transparentes ausgehärtetes Produkt mit großer Härte bilden kann.[Mittel zur Lösung] Die vorstehend genannte Aufgabe kann mit einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung gelöst werden, die (A) ein harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen pro Molekül und mindestens eine (SiO4/2)-Einheit umfasst, (B) ein harzartiges Organohydrogenpolysiloxan, das mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül und mindestens eine (SiO4/2)-Einheit umfasst, (C) einen Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion und (D) einen Aushärtungsreaktion-Hemmstoff umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine aushärtbare Silikonzusammensetzung und insbesondere betrifft sie eine aushärtbare Silikonzusammensetzung, die vorzugsweise für ein Einkapselungsmittel für optische Halbleiter verwendet werden kann. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch eine optische Halbleitervorrichtung, die mit dem Einkapselungsmittel eingekapselt ist, das ein ausgehärtetes Produkt der aushärtbaren Silikonzusammensetzung umfasst.
[Stand der Technik]
Wenn aushärtbare Silikonzusammensetzungen ausgehärtet werden, bilden sie ausgehärtete Produkte mit einer hervorragenden Wärmebeständigkeit, Kältebeständigkeit, elektrischen Isolierung, Witterungsbeständigkeit, Wasserabstoßung und Transparenz, und deshalb werden sie in einem breiten Bereich von industriellen Gebieten verwendet. Insbesondere neigen diese ausgehärteten Produkte verglichen mit anderen organischen Materialien weniger zu einer Verfärbung und deren physikalische Eigenschaften verschlechtern sich weniger und deshalb sind sie für optische Materialien geeignet.
In den letzten Jahren müssen Silikon-Einkapselungsmittel, die in optischen Halbleitervorrichtungen, wie z.B. lichtemittierenden Dioden bzw. Leuchtdioden (LEDs), verwendet werden, eine hohe Transparenz aufweisen, um eine höhere Lichtabgabeeffizienz zu erreichen. Darüber hinaus ist auch eine hohe Abmessungsstabilität erforderlich, um in dem Montagevorgang eine hohe Produktionseffizienz zu realisieren.
Beispielsweise beschreibt das Patentdokument 1 eine durch eine Hydrosilylierungsreaktion aushärtbare Organopolysiloxan-Zusammensetzung, die (A) ein Methylphenylalkenylpolysiloxan, das mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Alkenylgruppen pro Molekül aufweist, wobei die Diphenylsiloxan-Einheit 5 Mol-% oder weniger der gesamten Siloxaneinheiten beträgt und Phenylgruppen mindestens 20 Mol-% der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen in dem Molekül betragen, (B) ein Methylphenylhydrogenpolysiloxan, das mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül aufweist, wobei die Diphenylsiloxan-Einheit 5 Mol-% oder weniger der gesamten Siloxaneinheiten beträgt und Phenylgruppen mindestens 20 Mol-% der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen in dem Molekül betragen, und (C) einen Hydrosilylierungsreaktion-Katalysator umfasst, wobei die Zusammensetzung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Diphenylsiloxan-Einheiten 5 Mol-% oder weniger der gesamten Siloxaneinheiten in dieser Zusammensetzung betragen.
Darüber hinaus beschreibt das Patentdokument 2 eine aushärtbare Organopolysiloxan-Zusammensetzung, die mindestens umfasst: (A) Organopolysiloxane, die ein unverzweigtes Organopolysiloxan, das durch die allgemeine Formel dargestellt ist: R¹ ₃SiO(R¹ ₂SiO)_mSiR¹ ₃ (in der Formel sind die R¹ jeweils unabhängig eine unsubstituierte oder Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, wobei in einem Molekül mindestens zwei R¹ Alkenylgruppen sind und mindestens 30 Mol-% der gesamten R¹ Arylgruppen sind, und m ist eine ganze Zahl von 5 bis 1000), und ein verzweigtes Organopolysiloxan, das durch eine durchschnittliche Einheitsformel dargestellt ist:

(R¹SiO_3/2)_g(R¹ ₂SiO_2/2)_h(R¹ ₃SiO_1/2)_i(SiO_4/2)_j(XO_1/2)_k {in der Formel weist R¹ die gleiche Bedeutung wie vorstehend auf, wobei in einem Molekül mindestens zwei R¹ Alkenylgruppen sind und mindestens 30 Mol-% der gesamten R¹ Arylgruppen sind, g ist eine positive Zahl, h ist 0 oder eine positive Zahl, i ist 0 oder eine positive Zahl, j ist 0 oder eine positive Zahl, k ist 0 oder eine positive Zahl und h/g ist eine Zahl zwischen 0 und 10, i/g ist eine Zahl zwischen 0 und 5, j/(g + h + i + j) ist eine Zahl zwischen 0 und 0,3, k/(g + h + i + j) ist eine Zahl zwischen 0 und 0,4}, umfassen; (B) ein Organopolysiloxan mit mindestens zwei Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen in einem Molekül, und in dem mindestens 15 Mol-% der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen Arylgruppen sind; (C) ein verzweigtes Organopolysiloxan, das durch eine durchschnittliche Einheitsformel dargestellt ist: (R²SiO_3/2)_b(R² ₂SiO_2/2)_c(R² ₃SiO_1/2)_d(SiO_4/2)_e(XO_1/2)_f {in der Formel sind die R² jeweils unabhängig eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Epoxy-enthaltende organische Gruppe, wobei in einem Molekül mindestens 5 Mol-% der gesamten R² Alkenylgruppen sind, mindestens 15 Mol-% Arylgruppen sind und mindestens 10 Mol-% Epoxy-enthaltende organische Gruppen sind, X ist ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, b ist eine positive Zahl, c ist 0 oder eine positive Zahl, d ist 0 oder eine positive Zahl, e ist 0 oder eine positive Zahl, f ist 0 oder eine positive Zahl, c/b ist eine Zahl zwischen 0 und 10, d/b ist eine Zahl zwischen 0 und 5, e/(b + c + d + e) ist eine Zahl zwischen 0 und 0,3 und fl(b + c + d + e) ist eine Zahl zwischen 0 und 0,02}; und (D) einen Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion.

Darüber hinaus beschreibt das Patentdokument 3 eine aushärtbare Organopolysiloxan-Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens umfasst: (A) Ein Diorganopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen in einem Molekül aufweist, wobei 70 Mol-% oder mehr der gesamten Siloxaneinheiten Methylphenylsiloxan-Einheiten sind (wobei der Gesamtgehalt von 1,3,5-Trimethyl-1,3,5-triphenylcyclotrisiloxan und 1,3,5,7-Tetramethyl-1,3,5,7-tetraphenylcyclotetrasiloxan 5 Gew.-% oder weniger beträgt); (B) ein Organopolysiloxan, das mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Wasserstoffatome in einem Molekül aufweist, wobei 15 Mol-% oder mehr der Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen Phenylgruppen sind {in einer Menge, die 10 bis 500 % für die Zahl von Molen von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen in der Komponente (B) relativ zu der Gesamtzahl von Molen von Alkenylgruppen in der Komponente (A) bereitstellt}; und (C) einen Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion (in einer Menge, die ausreichend ist, um die Zusammensetzung auszuhärten).
Darüber hinaus beschreibt das Patentdokument 4 eine aushärtbare Organopolysiloxan-Zusammensetzung, die mindestens umfasst: (A) Ein verzweigtes Organopolysiloxan, das mindestens drei Alkenylgruppen in einem Molekül aufweist, wobei mindestens 30 Mol-% aller Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen Arylgruppen sind; (B) ein unverzweigtes Organopolysiloxan, das Arylgruppen aufweist und bei dem beide Molekülenden mit Diorganohydrogensiloxygruppen verkappt sind {in einer solchen Menge, dass der Gehalt von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen in der Komponente (B) 0,5 bis 2 Mol, bezogen auf 1 Mol von Alkenylgruppen in der Komponente (A), beträgt}; (C) ein verzweigtes Organopolysiloxan, das mindestens drei Diorganohydrogensiloxygruppen in einem Molekül aufweist, wobei mindestens 15 Mol-% aller Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen Arylgruppen sind {in einer solchen Menge, dass der Gehalt der Diorganohydrogensiloxygruppen in der Komponente (C) 1 bis 20 Mol-% relativ zu der Gesamtmenge der Diorganohydrogensiloxygruppen beträgt, die in der Komponente (B) und der Komponente (C) enthalten sind}; und (D) einen Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion (in einer Menge, welche die Aushärtung der vorliegenden Zusammensetzung beschleunigt).
Ferner beschreibt das Patentdokument 5 eine aushärtbare Silikonzusammensetzung, die umfasst: (A) Ein Organopolysiloxan, das durch eine durchschnittliche Einheitsformel dargestellt ist: (R¹ ₃SiO_1/2)a(R¹ ₂SiO_2/2)b(R²SiO_3/2)c(R³SiO_3/2)d (in der Formel können die R¹ gleich oder verschieden sein und es kann sich um Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, Alkenylgruppen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, Arylgruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Aralkylgruppen mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen handeln, wobei mindestens zwei R¹ in einem Molekül die Alkenylgruppen sind, R² ist eine Arylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Aralkylgruppe mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen, R³ ist eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und a, b, c und d sind jeweilige Zahlen, die erfüllen: 0,01 ≤ a ≤ 0,5, 0 ≤ b ≤ 0,7, 0,01 ≤ c < 0,7, 0,1 ≤ d < 0,9 und a + b + c + d = 1); (B) ein unverzweigtes Organopolysiloxan mit mindestens zwei Siliziumatom-gebundenen Alkenylgruppen und mindestens einer Siliziumatom-gebundenen Arylgruppe in einem Molekül {in einer Menge von 0,1 bis 150 Massenteilen relativ zu 100 Massenteilen der Komponente (A)}; (C) an Organopolysiloxan mit mindestens zwei Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen in einem Molekül {in einer Menge, so dass die Menge von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen in der Komponente (C) von 0,1 bis 5 Mol, bezogen auf 1 Mol der gesamten Alkenylgruppen in den Komponenten (A) und (B), beträgt}; und (D) einen Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion (in einer Menge, die das Aushärten der vorliegenden Zusammensetzung beschleunigt).
Darüber hinaus beschreibt das Patentdokument 6 eine aushärtbare Silikonzusammensetzung, die mindestens umfasst: (A) ein Diorganopolysiloxan mit mindestens zwei Alkenylgruppen in einem Molekül und das Siloxaneinheiten enthält, die durch die Formel: R¹ ₂SiO_2/2 dargestellt sind (in der Formel ist R¹ eine Arylgruppe); (B) mindestens zwei Arten von harzartigen Organopolysiloxanen mit verschiedenen massengemittelten Molekulargewichten auf der Basis einer Standard-Polystyrolumrechnung gemäß einer Gelpermeationschromatographie, und die Siloxaneinheiten, die durch die Formel: SiO_4/2 dargestellt sind, Siloxaneinheiten, die durch die Formel: R² ₂R³SiO_1/2 dargestellt sind (in der Formel ist R² eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die frei von aliphatischen ungesättigten Bindungen ist, und R³ ist eine Alkenylgruppe), und Siloxaneinheiten umfassen, die durch die Formel: R² ₃SiO_1/2 dargestellt sind (in der Formel ist R² wie vorstehend festgelegt) {in einer Menge von 10 bis 100 Massenteilen pro 100 Massenteilen der Komponente (A)}; (C) ein Organopolysiloxan mit mindestens zwei Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen in einem Molekül {in einer Menge, so dass der Gehalt von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen in der Komponente (C) von 0,1 bis 10 Mol, bezogen auf 1 Mol der gesamten Alkenylgruppen in den Komponenten (A) und (B), beträgt}; und (D) einen Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion in einer katalytischen Menge.
Da jedoch Einkapselungsmittel, bei denen eine herkömmliche wärmeaushärtende Silikonzusammensetzung verwendet wird, zum Aushärten für eine lange Zeit bei einer hohen Temperatur behandelt werden müssen, schrumpft die Form während des Aushärtens und als Ergebnis kann sich das flexible Substrat verziehen, die Genauigkeit einer Strukturierung kann während des Vorgangs des Montierens von Halbleiterelementen vermindert werden oder montierte elektronische Elemente oder dergleichen können durch Wärme beschädigt werden. Ferner weisen herkömmliche Silikone, die bei Raumtemperatur oder einer niedrigen Temperatur ausgehärtet werden können, das Problem auf, dass das gebildete ausgehärtete Produkt eine geringe Transparenz und ein geringes Haftvermögen aufweist und als Einkapselungsmittel in Bezug auf eine Langzeitzuverlässigkeit, wie z.B. eine Delaminierung, gegebenenfalls nicht geeignet ist. Ferner wird dann, wenn eine herkömmliche aushärtbare Silikonzusammensetzung, die ein Organopolysiloxan mit einer Arylgruppe in einer Molekülkette enthält, als Einkapselungsmittel verwendet wird, das Organopolysiloxan mit einer Arylgruppe leicht durch die Temperatur beeinflusst, und folglich bestand ein Problem dahingehend, dass die Viskosität bei einer hohen Temperatur signifikant abnimmt, was dazu führt, dass sich die Form während des Aushärtens leicht verformt.
[Dokumente des Standes der Technik]
[Patentdokumente]

[Patentdokument 1] Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2012-507582
[Patentdokument 2] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2015-78375
[Patentdokument 3] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2010-84118
[Patentdokument 4] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2010-1336
[Patentdokument 5] Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2016-534162
[Patentdokument 6] Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2016-529331

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Durch die Erfindung zu lösendes Problem]
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Silikonzusammensetzung, die ein in der Praxis effektives Aushärtungsvermögen selbst bei niedrigen Temperaturen aufweist, eine geringe Formänderung und Schrumpfungsrate während des Aushärtens aufweist, in einem kurzen Zeitraum ausgehärtet werden kann und ein transparentes ausgehärtetes Produkt mit einer großen Härte bilden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Einkapselungsmittels, das die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer optischen Halbleitervorrichtung, die mit dem Einkapselungsmittel der vorliegenden Erfindung eingekapselt ist.
[Mittel zum Lösen der Probleme]
Zum Lösen der vorstehend genannten Probleme haben die vorliegenden Erfinder umfangreiche Untersuchungen durchgeführt und als Ergebnis überraschend gefunden, dass mit einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung, die (A) ein harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen pro Molekül und mindestens eine (SiO_4/2)-Einheit umfasst, (B) ein harzartiges Organohydrogenpolysiloxan, das mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül und mindestens eine (SiO_4/2)-Einheit umfasst, (C) einen Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion und (D) einen Aushärtungsreaktion-Hemmstoff enthält, eine effiziente Aushärtung selbst bei niedrigen Temperaturen möglich ist, während der Aushärtung eine niedrige Schrumpfungsrate erzielt werden kann, eine Aushärtung in einem kurzen Zeitraum durchgeführt werden kann und es auch möglich ist, ein ausgehärtetes Produkt mit einer hervorragenden Transparenz und einer großen Härte zu bilden, und sind somit zu der vorliegenden Erfindung gelangt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist (C) der Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion ein Katalysator auf Platinbasis und ist in einer Menge einbezogen, die derart ist, dass der Gehalt der Platinatome 10 ppm oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Silikonzusammensetzung, beträgt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der Gehalt (D) des Aushärtungsreaktion-Hemmstoffs 200 ppm oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Silikonzusammensetzung.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die aushärtbare Silikonzusammensetzung ferner ein unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan und/oder ein harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das frei von Siloxaneinheiten ist, die durch RSiO_4/2 dargestellt sind, umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die aushärtbare Silikonzusammensetzung ferner ein unverzweigtes Organohydrogenpolysiloxan umfassen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Einkapselungsmittel, das die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine optische Halbleitervorrichtung, die mit dem Einkapselungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist.
[Effekte der Erfindung]
Mit der aushärtbaren Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein in der Praxis effektives Aushärtungsvermögen selbst bei niedrigen Temperaturen erreicht, eine geringe Formänderung oder Schrumpfungsrate während des Aushärtens wird erhalten und ein Aushärten kann in einem kurzen Zeitraum durchgeführt werden, und es kann auch ein transparentes ausgehärtetes Produkt mit einer großen Härte bereitgestellt werden.
Darüber hinaus können mit dem Einkapselungsmittel der vorliegenden Erfindung, da es aus der aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, Halbleiterelemente bei einer niedrigen Temperatur und in einem kurzen Zeitraum eingekapselt werden. Daher kann verhindert werden, dass die Einkapselungsform aufgrund einer Abnahme der Viskosität während des Aushärtens verändert wird, die durch ein Erwärmen bei hoher Temperatur für einen langen Zeitraum verursacht wird, und eine Beschädigung von Halbleiterelementen durch Wärme kann verhindert werden. Ferner können mit dem Einkapselungsmittel der vorliegenden Erfindung Halbleiterelemente mit einem transparenten ausgehärteten Produkt mit einer großen Härte eingekapselt werden.
Daher kann ein Halbleitergehäuse mit einer hervorragenden Zuverlässigkeit und Transparenz hergestellt werden.
[Modus zur Ausführung der Erfindung]
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung detaillierter beschrieben.
[Aushärtbare Silikonzusammensetzung]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine aushärtbare Silikonzusammensetzung, die in der Praxis bei niedrigen Temperaturen ausgehärtet werden kann und umfasst:

(A) ein harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen pro Molekül und mindestens eine (SiO_4/2)-Einheit umfasst;
(B) ein harzartiges Organohydrogenpolysiloxan, das mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül und mindestens eine (SiO_4/2)-Einheit umfasst;
(C) einen Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion; und
(D) einen Aushärtungsreaktion-Hemmstoff.

Die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann in der Praxis selbst bei einer niedrigen Temperatur effektiv ausgehärtet werden. Die Aushärtungstemperatur ist nicht speziell beschränkt und ist beispielsweise 120 °C oder niedriger, vorzugsweise 100 °C oder niedriger. Ferner kann die Aushärtungstemperatur üblicherweise höher sein als Normaltemperatur. Die Aushärtungszeit ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch eine Zeit, die bei der Verwendung in der Praxis keinerlei Probleme verursacht, wobei sie beispielsweise in dem Fall einer Aushärtung bei 60 °C innerhalb von 60 Minuten, vorzugsweise innerhalb von 50 Minuten liegt, und beispielsweise in dem Fall einer Aushärtung bei 100 °C vorzugsweise innerhalb von 45 Minuten und mehr bevorzugt innerhalb von 30 Minuten liegt.
Die Viskosität der aushärtbaren Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt, beträgt jedoch beispielsweise bei einer Temperatur von 25 °C 1000 mPa · s oder mehr, mehr bevorzugt 2000 mPa · s oder mehr, noch mehr bevorzugt 3000 mPa · s oder mehr und noch mehr bevorzugt 3500 mPa · s oder mehr, und besonders bevorzugt 4000 mPa · s oder mehr. Darüber hinaus beträgt die Viskosität der aushärtbaren Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise bei einer Temperatur von 25 °C 20000 mPa · s oder weniger, vorzugsweise 18000 mPa · s oder weniger und mehr bevorzugt 15000 mPa . s oder weniger, noch mehr bevorzugt 12000 mPa . s oder weniger. Gemäß der vorliegenden Beschreibung kann die Viskosität mit einem Drehviskosimeter gemäß JIS K7117-1 bei 25 °C gemessen werden.
Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zur Bildung eines ausgehärteten Produkts mit einer großen Härte ausgehärtet werden. Bezüglich des ausgehärteten Produkts, das durch Aushärten der aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung erhalten wird, ist eine Typ D-Durometerhärte von 20 oder mehr oder 30 oder mehr bei 25 °C bevorzugt. Die Typ D-Durometerhärte wird mittels eines Typ D-Durometers gemäß JIS K 6253-1997, „Härteprüfverfahren für vulkanisierten Kautschuk und thermoplastischen Kautschuk“, bestimmt.
Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zur Bildung eines ausgehärteten Produkts mit einer hervorragenden Transparenz ausgehärtet werden. Insbesondere weist das ausgehärtete Produkt der aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine Lichtdurchlässigkeit von vorzugsweise 80 % oder mehr, mehr bevorzugt 90 % oder mehr und besonders bevorzugt 95 % oder mehr bei einer Wellenlänge von 400 nm bis 700 nm auf. Die Lichtdurchlässigkeit des ausgehärteten Produkts der aushärtbaren Silikonzusammensetzung kann beispielsweise durch Messen des ausgehärteten Produkts mit einer optischen Weglänge von 1 mm mit einem Spektrophotometer bestimmt werden.
Die verschiedenen Komponenten werden nachstehend detailliert beschrieben.
(A) Harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan
Die Komponente (A) ist ein harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen in einem Molekül und mindestens eine (SiO_4/2)-Einheit umfasst. Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Art von Komponente (A) enthalten oder zwei oder mehr Arten der Komponente (A) können in einer Kombination verwendet werden.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Begriff „harzartig“, dass in der Molekülstruktur eine verzweigte Struktur oder eine 3D-Netzwerkstruktur vorliegt. Das harzartige, Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan der Komponente (A) enthält mindestens eine Siloxaneinheit (Einheit Q), die durch RSiO_4/2 dargestellt ist, und kann gegebenenfalls eine Siloxaneinheit (Einheit T), die durch SiO_3/2 dargestellt ist, in deren Molekülstruktur enthalten, ist jedoch vorzugsweise frei von der Einheit T.
Beispiele für die Alkenylgruppe in der Komponente (A) umfassen C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. eine Vinylgruppe, eine Allylgruppe, eine Butenylgruppe, eine Pentenylgruppe, eine Hexenylgruppe, eine Heptenylgruppe, eine Octenylgruppe, eine Nonenylgruppe, eine Decenylgruppe, eine Undecenylgruppe und eine Dodecenylgruppe, und eine Vinylgruppe ist bevorzugt.
Beispiele für eine Gruppe, die an ein Siliziumatom bindet und die von der Alkenylgruppe in der Komponente (A) verschieden ist, umfassen gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, die von Alkenylgruppen verschieden sind, und spezifische Beispiele umfassen beispielsweise: C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- und Dodecylgruppen; C6-20-Arylgruppen, wie z.B. Phenyl-, Tolyl-, Xylyl- und Naphthylgruppen; C7-20-Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl-, Phenethyl- und Phenylpropylgruppen; und jedwede dieser Gruppen, in denen einige oder alle der Wasserstoffatome durch Halogenatome, wie z.B. Fluor-, Chlor- und Bromatome, substituiert sind. Die Siliziumatome in der Komponente (A) können eine geringe Menge von Hydroxylgruppen oder einer Alkoxygruppe, wie z.B. einer Methoxygruppe oder Ethoxygruppe, innerhalb eines Umfangs umfassen, der die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht negativ beeinflusst. Eine Gruppe, die an das Siliziumatom bindet und die von den Alkenylgruppen in der Komponente (A) verschieden ist, wird vorzugsweise aus C1-6-Alkylgruppen, insbesondere Methylgruppen, ausgewählt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Komponente (A) durch (A-1) die durchschnittliche Einheitsformel (I) dargestellt:

(R¹ ₃SiO_1/2)_a(R¹ ₂SiO_2/2)_b(R¹SiO_3/2)_c(SiO_4/2)_d(XO_1/2)_e (in der Formel (I) sind die R¹ gleiche oder verschiedene gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffe, wobei mindestens zwei R¹ in einem Molekül Alkenylgruppen sind und 0 ≤ a < 1, 0 ≤ b < 1, 0 ≤ c < 0,9, 0 < d < 0,8, 0 ≤ e < 0,4 und a + b + c + d = 1,0 erfüllt sind).

Beispiele für die gegebenenfalls Halogen-substituierten einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen von R¹ in der vorstehenden Formel (I) umfassen: C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- und Dodecylgruppen; C6-20-Arylgruppen, wie z.B. Phenyl-, Tolyl-, Xylyl- und Naphthylgruppen; C7-20-Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl-, Phenethyl- und Phenylpropylgruppen; C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. Vinyl-, Allyl-, Butenyl-, Pentenyl-, Hexenyl-, Heptenyl-, Octenyl-, Nonenyl-, Decenyl-, Undecenyl- und Dodecenylgruppen; jedwede dieser Gruppen, in denen einige oder alle der Wasserstoffatome durch Halogenatome, wie z.B. Fluor-, Chlor- und Bromatome, substituiert sind. R¹ kann auch eine Hydroxylgruppe oder eine Alkoxygruppe, wie z.B. Methoxy- oder Ethoxygruppen, in kleinen Mengen innerhalb eines Umfangs sein, der die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflusst. R¹ ist vorzugsweise aus C1-6-Alkylgruppen, insbesondere eine Methylgruppe, oder C2-6-Alkenylgruppen, insbesondere eine Vinylgruppe, ausgewählt.
In der Formel (I) liegt a vorzugsweise im Bereich von 0,1 ≤ a ≤ 0,9, mehr bevorzugt im Bereich von 0,3 ≤ a ≤ 0,6, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,5 ≤ a ≤ 0,7. In der Formel (I) liegt b vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ b ≤ 0,5, mehr bevorzugt im Bereich von 0 ≤ b s 0,3 und insbesondere im Bereich von 0 ≤ b ≤ 0,1. In der Formel (I) liegt c vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ c ≤ 0,5, mehr bevorzugt im Bereich von 0 ≤ c s 0,3 und insbesondere im Bereich von 0 ≤ c ≤ 0,1. In der Formel (I) liegt d vorzugsweise im Bereich von 0,1 ≤ d ≤ 0,7, mehr bevorzugt im Bereich von 0,2 s d ≤ 0,6 und insbesondere im Bereich von 0,3 ≤ d s 0,5. In der Formel (I) liegt e vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ e ≤ 0,15, mehr bevorzugt im Bereich von 0 ≤ e ≤ 0,1 und insbesondere im Bereich von 0 ≤ e ≤ 0,05.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das harzartige, Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan der Komponente (A) eine Alkenylgruppe in Molekülenden. Das harzartige Organopolysiloxan der Komponente (A) weist vorzugsweise eine Alkenylgruppe in der Siloxaneinheit (Einheit M) auf, die durch SiO_1/2 dargestellt ist, und weist gegebenenfalls eine Alkenylgruppe in den Molekülseitenketten (d.h., der Siloxaneinheit (Einheit D), die durch SiO_2/2 dargestellt ist, und der Siloxaneinheit (Einheit T), die durch SiO_3/2 dargestellt ist) auf, ist jedoch vorzugsweise frei von der Alkenylgruppe.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das harzartige, Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan der Komponente (A) vorzugsweise die Einheit M und eine Siloxaneinheit (Einheit Q), die durch SiO_4/2 dargestellt ist, und ist frei von der Einheit D und der Einheit T. Somit kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Komponente (A) durch
(A-2) die durchschnittliche Einheitsformel (II) dargestellt werden: (R¹ ₃SiO_1/2)_a(SiO_4/2)_d(XO_1/2)_e
(in der Formel sind die R¹ gleiche oder verschiedene gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffe, wobei mindestens zwei R¹ in einem Molekül Alkenylgruppen sind und 0 ≤ a < 1, 0 < d < 0,8, 0 ≤ e < 0,4 und a + d = 1,0 erfüllt sind).
Die gegebenenfalls Halogen-substituierten einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen, a, d und e in der Formel (II) weisen die gleichen Bedeutungen wie diejenigen auf, die für die Formel (I) beschrieben worden sind, und es gilt die gleiche Beschreibung.
Der Gehalt der Alkenylgruppe in der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppe der Komponente (A) ist nicht speziell beschränkt und beispielsweise kann dieser 1 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 2 Mol-% oder mehr, mehr bevorzugt 5 Mol-% oder mehr, der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen und 30 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 20 Mol-% oder weniger und mehr bevorzugt 15 Mol-% oder weniger der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen betragen. Der Alkenylgruppengehalt kann beispielsweise durch Analysetechniken wie z.B. eine Fouriertransform-Infrarotspektrophotometrie (FT-IR) oder eine kernmagnetische Resonanz (NMR) oder durch ein nachstehend beschriebenes Titrationsverfahren bestimmt werden.
Ein Verfahren zur Bestimmung der Alkenylgruppenmenge in den Komponenten mittels einer Titrationstechnik wird beschrieben. Der Alkenylgruppengehalt in den Organopolysiloxankomponenten kann mittels eines Titrationsverfahrens, das allgemein als Wijs-Verfahren bekannt ist, genau quantifiziert werden. Das Prinzip wird nachstehend beschrieben. Zuerst werden eine Alkenylgruppe in dem Organopolysiloxan-Ausgangsmaterial und lodmonochlorid einer Additionsreaktion unterzogen, wie es in der Formel (1) gezeigt ist. Als nächstes wird gemäß der Reaktion, die in der Formel (2) gezeigt ist, eine Überschussmenge lodmonochlorid mit Kaliumiod umgesetzt, wodurch lod freigesetzt wird. Das freigesetzte lod wird einer Titration mit einer Natriumthiosulfatlösung unterzogen. Formel (1): CH₂=CH- + 2 ICI → CH₂I-CHCl- + ICl (Überschuss) Formel (2): ICl + KI → I₂ + KCl
Die Alkenylgruppenmenge in der Komponente kann aus der Differenz zwischen der Menge von Natriumthiosulfat, die für die Titration erforderlich ist, und der Titrationsmenge der Kontrolllösung, die separat hergestellt worden ist, quantifiziert werden.
Die Viskosität des Organopolysiloxans der Komponente (A) ist nicht speziell beschränkt und liegt beispielsweise innerhalb des Bereichs von 50 mPa bis 1000 mPa bei 25 °C. In der vorliegenden Beschreibung kann die Viskosität der Organopolysiloxankomponente bei 25 °C mit einem Drehviskosimeter gemäß JIS K7117-1 gemessen werden.
Der Gehalt der Komponente (A) ist nicht speziell beschränkt, beträgt jedoch vorzugsweise 1 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 2 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 3 Massen-% oder mehr, besonders bevorzugt 4 Massen-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten, die in die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung einbezogen sind. Darüber hinaus beträgt der Gehalt der Komponente (A) vorzugsweise 40 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 35 Massen-% oder weniger, noch mehr bevorzugt 30 Massen-% oder weniger, besonders bevorzugt 25 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten.
(B) Harzartiges Organohydrogenpolysiloxan
Die Komponente (B) ist ein harzartiges Organohydrogenpolysiloxan, das als Vernetzungsmittel für eine aushärtbare Silikonzusammensetzung durch eine Hydrosilylierungsaushärtungsreaktion wirkt, weist mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül auf und weist eine harzartige Struktur auf. Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Art von Komponente (B) enthalten oder zwei oder mehr Arten der Komponente (B) können in einer Kombination verwendet werden.
Das harzartige Organohydrogenpolysiloxan der Komponente B umfasst mindestens eine Einheit Q in dessen Molekülstruktur und umfasst gegebenenfalls die Einheit T, ist jedoch vorzugsweise frei von der Einheit T.
Beispiele für Siliziumatom-gebundene Gruppen, die von Wasserstoffatomen verschieden sind, in der Komponente (B) umfassen gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, die von Alkenylgruppen verschieden sind, wie z.B. C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- und Dodecylgruppen; C6-20-Arylgruppen, wie z.B. Phenyl-, Tolyl-, Xylyl- und Naphthylgruppen; C7-20-Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl-, Phenethyl- und Phenylpropylgruppen; und jedwede dieser Gruppen, in denen einige oder alle Wasserstoffatome durch Halogenatome, wie z.B. Fluor-, Chlor- und Bromatome, substituiert sind. Die Siliziumatome in der Komponente (B) können auch eine geringe Menge von Hydroxylgruppen oder Alkoxygruppen, wie z.B. Methoxy oder Ethoxygruppen, innerhalb eines Umfangs aufweisen, der die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflusst. Die Siliziumatom-gebundenen Gruppen, die von Wasserstoffatomen verschieden sind, in der Komponente (B) können aus C1-6-Alkylgruppen, insbesondere einer Methylgruppe, ausgewählt sein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Komponente (B) ein harzartiges Organohydrogenpolysiloxan sein, das dargestellt ist durch:

(B-1) Durchschnittliche Einheitsformel (III): (R² ₃SiO_1/2)_a(R² ₂SiO_2/2)_b(R²SiO_3/2)_c(SiO_4/2)_d(XO_1/2)_e (in der Formel sind die R² gleiche oder verschiedene gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, die von Alkenylgruppen verschieden sind, wobei mindestens zwei R² Wasserstoffatome sind, X ist ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, a, b, c, d und e erfüllen 0 ≤ a ≤ 1,0,0 ≤ b ≤ 1,0, 0 ≤ c < 0,9, 0 < d < 0,8 und 0 ≤ e < 0,4 und a + b + c + d = 1,0).

Beispiele für die gegebenenfalls Halogen-substituierten einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen, die von Alkenylgruppen verschieden sind, die durch R² in der Formel (III) dargestellt sind, umfassen: C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- und Dodecylgruppen; C6-20-Arylgruppen, wie z.B. Phenyl-, Tolyl-, Xylyl- und Naphthylgruppen; C7-20-Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl-, Phenethyl- und Phenylpropylgruppen; und jedwede dieser Gruppen, in denen einige oder alle der Wasserstoffatome durch Halogenatome, wie z.B. Fluor-, Chlor- und Bromatome, substituiert sind. R² kann auch eine Hydroxylgruppe oder eine Alkoxygruppe, wie z.B. Methoxy oder Ethoxy, in kleinen Mengen innerhalb eines Umfangs sein, der die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflusst. R² ist vorzugsweise aus einem Wasserstoffatom, C1-6-Alkylgruppen, insbesondere einer Methylgruppe, ausgewählt.
X in der Formel (III) der Komponente (B) ist ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe. Die Alkylgruppe von X ist vorzugsweise eine C1-3-Alkylgruppe und spezifische Beispiele umfassen Methyl-, Ethyl- und Propylgruppen.
In der Formel (III) liegt a vorzugsweise im Bereich von 0,2 ≤ a ≤ 0,8, mehr bevorzugt im Bereich von 0,3 ≤ a ≤ 0,7, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,4 ≤ a ≤ 0,6. In der Formel (III) liegt b vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ b s 0,5, mehr bevorzugt im Bereich von 0 ≤ b s 0,3 und insbesondere im Bereich von 0 s b s 0,1. In der Formel (III) liegt c vorzugsweise im Bereich von 0 s c s 0,5, mehr bevorzugt im Bereich von 0 ≤ c s 0,3 und insbesondere im Bereich von 0 ≤ c ≤ 0,1. In der Formel (III) liegt d vorzugsweise im Bereich von 0,2 ≤ d ≤ 0,8, mehr bevorzugt im Bereich von 0,3 ≤ d ≤ 0,7 und insbesondere im Bereich von 0,4 ≤ d ≤ 0,6. In der Formel (III) liegt e vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ e ≤ 0,3, mehr bevorzugt im Bereich von 0 ≤ e ≤ 0,2 und insbesondere im Bereich von 0 s e s 0,1.
Die Komponente (B) umfasst vorzugsweise ein Siliziumatom-gebundenes Wasserstoffatom in den Molekülenden und auch die Molekülseitenkette kann gegebenenfalls ein Siliziumatom-gebundenes Wasserstoffatom aufweisen, jedoch ist die Molekülseitenkette vorzugsweise frei von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen. Vorzugsweise weist die Komponente (B) ein Siliziumatom-gebundenes Wasserstoffatom nur in den Molekülenden auf. D.h., gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Komponente (B) ein Siliziumatom-gebundenes Wasserstoffatom in der Einheit M auf und sie weist vorzugsweise ein Siliziumatom-gebundenes Wasserstoffatom nur in der Einheit M auf. Darüber hinaus weist die Komponente (B) gemäß einer weiteren Ausführungsform gegebenenfalls eine Einheit T und eine Einheit D auf, ist jedoch vorzugsweise frei von diesen Einheiten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Komponente (B) (B-2) ein harzartiges Organohydrogenpolysiloxan, das nur aus der Einheit M und der Einheit Q besteht, und dieses harzartige Organohydrogenpolysiloxan (B-2) kann durch die folgende durchschnittliche Einheitsformel (IV) dargestellt werden: Durchschnittliche Einheitsformel (IV): (R² ₃SiO_1/2)_a(SiO_4/2)_d(XO_1/2)_e.
In der Formel weisen R², X, a, d und e die gleichen Bedeutungen wie diejenigen auf, die für die Formel (III) beschrieben worden sind.
Die Viskosität des Organopolysiloxans der Komponente (B) ist nicht speziell beschränkt und liegt beispielsweise innerhalb des Bereichs von 1 mPa bis 500 mPa bei 25 °C.
Der Gehalt der Komponente (B) ist nicht speziell beschränkt, beträgt jedoch vorzugsweise 0,5 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 1 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 1,5 Massen-% oder mehr, besonders bevorzugt 2 Massen-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten, die in die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung einbezogen sind. Darüber hinaus beträgt der Gehalt der Komponente (B) vorzugsweise 30 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 20 Massen-% oder weniger, noch mehr bevorzugt 15 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten.
<Weitere Organopolysiloxankomponenten>
Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den vorstehend genannten Komponenten (A) und (B) auch die nachstehenden weiteren Organopolysiloxankomponenten umfassen.
(Unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan)
Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den vorstehend genannten Komponenten (A) und (B) ein unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan umfassen. Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Art eines unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxans umfassen oder kann zwei oder mehr Arten von unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxanen in einer Kombination umfassen.
Beispiele für die Alkenylgruppen in dem unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxan umfassen C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. Vinyl-, Allyl-, Butenyl-, Pentenyl-, Hexenyl-, Heptenyl-, Octenyl-, Nonenyl-, Decenyl-, Undecenyl- oder Dodecenylgruppen, und eine Vinylgruppe ist bevorzugt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan mindestens eine Arylgruppe auf. Die Arylgruppe kann gegebenenfalls substituiert sein und ist vorzugsweise eine C6-20-Arylgruppe, und Beispiele umfassen eine Phenylgruppe, eine Tolylgruppe, eine Xylylgruppe, eine Naphthylgruppe, eine Anthracenylgruppe, eine Phenanthrylgruppe, eine Pyrenylgruppe, und jedwede dieser Arylgruppen, in denen ein Wasserstoffatom durch eine Alkylgruppe, wie z.B. eine Methylgruppe oder Ethylgruppe, eine Alkoxygruppe, wie z.B. eine Methoxygruppe oder Ethoxygruppe, oder ein Halogenatom, wie z.B. ein Chloratom oder Bromatom, substituiert ist. Die Arylgruppe ist besonders bevorzugt eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe und mehr bevorzugt eine unsubstitutierte Phenylgruppe.
Beispiele für Siliziumatom-gebundene Gruppen, die von Alkenyl- und Arylgruppen in dem unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxan verschieden sind, umfassen gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, die von Alkenyl- und Arylgruppen verschieden sind, wie z.B. C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- und Dodecylgruppen; C7-20-Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl-, Phenethyl- und Phenylpropylgruppen; und jedwede dieser Gruppen, in denen einige oder alle Wasserstoffatome durch Halogenatome, wie z.B. Fluor-, Chlor- und Bromatome, substituiert sind.
Dieses unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan kann durch die folgende durchschnittliche Strukturformel (V) dargestellt werden: Durchschnittliche Strukturformel (V): R³ ₃SiO(R³ ₂SiO)_mSiR³ ₃ (in der Formel (V) sind R³ gleiche oder verschiedene gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, wobei mindestens zwei R³ Alkenylgruppen in einem Molekül sind und m eine ganze Zahl von 4 bis 1000 ist).
Beispiele für die gegebenenfalls Halogen-substituierten einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen, die durch R³ dargestellt sind, umfassen C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- und Dodecylgruppen; C6-20-Arylgruppen, wie z.B. Phenyl-, Tolyl-, Xylyl- und Naphthylgruppen; C7-20-Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl-, Phenethyl- und Phenylpropylgruppen; C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. Vinyl-, Allyl-, Butenyl-, Pentenyl-, Hexenyl-, Heptenyl-, Octenyl-, Nonenyl-, Decenyl-, Undecenyl- und Dodecenylgruppen; und jedwede dieser Gruppen, in denen einige oder alle Wasserstoffatome durch Halogenatome, wie z.B. Fluor-, Chlor- und Bromatome, substituiert sind.
m in der Formel (V) ist vorzugsweise 10 oder mehr, mehr bevorzugt 40 oder mehr, besonders bevorzugt 70 oder mehr und vorzugsweise 500 oder weniger, mehr bevorzugt 300 oder weniger, noch mehr bevorzugt 200 oder weniger, besonders bevorzugt 120 oder weniger.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das zusätzliche unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan ein unverzweigtes Organopolysiloxan sein, das Alkenylgruppen in beiden Molekülenden aufweist, wobei die beiden Molekülenden mit Alkenylgruppen verkappt sind. Das zusätzliche unverzweigte Organopolysiloxan weist gegebenenfalls eine Alkenylgruppe in den Molekülseitenketten auf (d.h., die Siloxaneinheit (Einheit D), die durch SiO_2/2 dargestellt ist), jedoch ist es vorzugsweise frei von Alkenylgruppen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das zusätzliche unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan eine Siliziumatom-gebundene Arylgruppe in der Molekülseitenkette auf. Das zusätzliche unverzweigte Organopolysiloxan weist gegebenenfalls eine Arylgruppe in den Molekülenden (d.h., der Siloxaneinheit (Einheit M), die durch SiO_1/2 dargestellt ist) auf, jedoch ist es vorzugsweise frei von Arylgruppen.
Der Gehalt der Alkenylgruppe in den gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen des unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxans ist nicht speziell beschränkt, und beträgt beispielsweise 0,01 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 0,1 Mol-% oder mehr, mehr bevorzugt 0,2 Mol-% oder mehr, der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen, und 30 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 20 Mol-%, mehr bevorzugt 10 Mol-% oder weniger, der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen. Der Alkenylgruppengehalt kann beispielsweise durch eine Analysetechnik wie z.B. eine Fouriertransform-Infrarotspektrophotometrie (FT-IR) oder eine kernmagnetische Resonanz (NMR) oder durch das vorstehend genannte Titrationsverfahren bestimmt werden.
Der Gehalt der Arylgruppe in den gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen des unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxans ist nicht speziell beschränkt, und beispielsweise beträgt er 10 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 20 Mol-% oder mehr, mehr bevorzugt 30 Mol-% oder mehr, der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen, und 70 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 60 Mol-% oder weniger, mehr bevorzugt 50 Mol-% oder weniger, der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen. Der Arylgruppengehalt kann beispielsweise durch eine Analyse wie z.B. eine Fouriertransform-Infrarotspektrophotometrie (FT-IR) oder eine kernmagnetische Resonanz (NMR) bestimmt werden.
Der Gehalt des unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxans ist nicht speziell beschränkt, beträgt jedoch vorzugsweise 1 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 2 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 3 Massen-% oder mehr, besonders bevorzugt 4 Massen-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten, die in die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung einbezogen sind. Darüber hinaus beträgt der Gehalt des unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxans vorzugsweise 30 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 20 Massen-% oder weniger, noch mehr bevorzugt 10 Massen% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten.
(Harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das frei von der Einheit Q ist)
Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den vorstehend genannten Komponenten (A) und (B) ein harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das frei von der Einheit Q ist, umfassen. Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Art des harzartigen, Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxans, das frei von der Einheit Q ist, umfassen, oder kann zwei oder mehr Arten des harzartigen, Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxans, das frei von der Einheit Q ist, in einer Kombination umfassen.
Das harzartige, Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan, das frei von der Einheit Q ist, kann ein harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan sein, das mindestens zwei Alkenylgruppen in einem Molekül aufweist. Darüber hinaus kann das harzartige, Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan, das frei von der Einheit Q ist, gegebenenfalls mindestens eine Arylgruppe in einem Molekül aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das harzartige, Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan, das in die vorliegende Erfindung einbezogen werden kann, mindestens zwei Alkenylgruppen und mindestens eine Arylgruppe in einem Molekül.
Das harzartige, Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan, das frei von der Einheit Q ist, umfasst mindestens eine Einheit T in dessen Molekülstruktur.
Als die Alkenylgruppe in dem harzartigen, Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxan, das frei von der Einheit Q ist, können als Beispiele die gleichen Alkenylgruppen verwendet werden, die vorstehend als die Alkenylgruppe in dem unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxan genannt worden sind.
Das harzartige, Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan kann durch die folgende durchschnittliche Einheitsformel (VI) dargestellt werden:

Durchschnittliche Einheitsformel (VI): (R⁴ ₃SiO_1/2)_a(R⁴ ₂SiO_2/2)_b(R⁴SiO_3/2)_c(XO_1/2)_e (in der Formel (VI) sind die R⁴ gleiche oder verschiedene gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, wobei mindestens zwei R⁴ Alkenylgruppen in einem Molekül sind, X ist ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe und 0 ≤ a < 1, 0 ≤ b < 1, 0 < c < 0,9, 0 ≤ e < 0,4 und a + b + c = 1,0 sind erfüllt).

Beispiele für die gegebenenfalls Halogen-substituierten einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen von R⁴ in der Formel (VI) umfassen C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- und Dodecylgruppen; C6-20-Arylgruppen, wie z.B. Phenyl-, Tolyl-, Xylyl- und Naphthylgruppen; C7-20-Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl-, Phenethyl- und Phenylpropylgruppen; C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. Vinyl-, Allyl-, Butenyl-, Pentenyl-, Hexenyl-, Heptenyl-, Octenyl-, Nonenyl-, Decenyl-, Undecenyl- und Dodecenylgruppen; und jedwede dieser Gruppen, in denen einige oder alle der Wasserstoffatome durch Halogenatome, wie z.B. Fluor-, Chlor- und Bromatome, substituiert sind. R⁴ kann auch eine Hydroxylgruppe oder eine Alkoxygruppe, wie z.B. Methoxy- oder Ethoxygruppen, in kleinen Mengen innerhalb eines Umfangs sein, der die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflusst. R⁴ ist vorzugsweise aus C6-20-Allylgruppen, insbesondere einer Phenylgruppe, C1-6-Alkylgruppen, insbesondere einer Methylgruppe, oder C2-6-Alkenylgruppen, insbesondere einer Vinylgruppe, ausgewählt.
X in der Formel (VI) ist ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe. Die Alkylgruppe von X ist vorzugsweise eine C1-3-Alkylgruppe und spezifische Beispiele umfassen Methyl-, Ethyl- und Propylgruppen.
In der Formel (VI) liegt a vorzugsweise im Bereich von 0,1 ≤ a s 0,8, mehr bevorzugt im Bereich von 0,15 ≤ a ≤ 0,6, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,2 ≤ a ≤ 0,5. In der Formel (VI) liegt b vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ b 5 0,5, mehr bevorzugt im Bereich von 0 ≤ b ≤ 0,3 und insbesondere im Bereich von 0 s b ≤ 0,1. In der Formel (VI) liegt c vorzugsweise im Bereich von 0,3 ≤ c ≤ 0,9, mehr bevorzugt im Bereich von 0,45 ≤ c ≤ 0,85 und insbesondere im Bereich von 0,6 ≤ c ≤ 0,8. In der Formel (VI) liegt e vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ e ≤ 0,15, mehr bevorzugt im Bereich von 0 ≤ e ≤ 0,1 und insbesondere im Bereich von 0 ≤ e s 0,05.
Das Alkenylgruppe-enthaltende harzartige Organopolysiloxan, das frei von der Einheit Q ist, umfasst vorzugsweise Alkenylgruppen in den Molekülenden. Vorzugsweise weist das Alkenylgruppe-enthaltende harzartige Organopolysiloxan, das frei von der Einheit Q ist, eine Alkenylgruppe in der Einheit M auf und weist gegebenenfalls eine Alkenylgruppe in der Einheit D und/oder der Einheit T auf, ist jedoch vorzugsweise frei von Alkenylgruppen. Darüber hinaus enthält das Alkenylgruppe-enthaltende harzartige Organopolysiloxan, das frei von der Einheit Q ist, gegebenenfalls die Einheit D, ist jedoch vorzugsweise frei von der Einheit D.
Der Gehalt der Alkenylgruppe in den gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen in dem harzartigen, Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxan, das frei von der Einheit Q ist, ist nicht speziell beschränkt und beträgt beispielsweise 1 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 2 Mol-% oder mehr, mehr bevorzugt 3 Mol-% oder mehr, der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen, und 50 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 40 Mol-% oder weniger, mehr bevorzugt 35 Mol-% oder weniger, der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen. Der Alkenylgruppengehalt kann beispielsweise durch eine Analysetechnik wie z.B. eine Fouriertransform-Infrarotspektrophotometrie (FT-IR) oder eine kernmagnetische Resonanz (NMR) oder durch das vorstehend genannte Titrationsverfahren bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dann, wenn das harzartige, Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan, das frei von der Einheit Q ist, eine Arylgruppe umfasst, der Gehalt der Arylgruppe in den gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen nicht speziell beschränkt, und er beträgt beispielsweise 3 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 7 Mol-% oder mehr, mehr bevorzugt 10 Mol-% oder mehr, der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen, und 60 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 50 Mol-% oder weniger, mehr bevorzugt 40 Mol-% oder weniger, der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen. Der Arylgruppengehalt kann beispielsweise durch eine Analyse wie z.B. eine Fouriertransform-Infrarotspektrophotometrie (FT-IR) oder eine kernmagnetische Resonanz (NMR) bestimmt werden.
Der Gehalt des harzartigen, Alkenylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxans, das frei von der Einheit Q ist, ist nicht speziell beschränkt, wobei es jedoch beispielsweise in einer Menge von vorzugsweise 10 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 20 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 30 Massen-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten der aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, einbezogen ist, und es auch in einer Menge von 80 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 70 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 60 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten, einbezogen ist.
(Unverzweigtes Organohydrogenpolysiloxan)
Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den vorstehend genannten Komponenten (A) und (B) ein unverzweigtes Organohydrogenpolysiloxan umfassen. Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Art eines unverzweigten Organohydrogenpolysiloxans umfassen oder kann zwei oder mehr Arten von unverzweigtem Organohydrogenpolysiloxan in einer Kombination umfassen.
Das unverzweigte Organohydrogenpolysiloxan weist mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Wasserstoffatome in einem Molekül auf. Darüber hinaus weist das zusätzliche unverzweigte Organohydrogenpolysiloxan vorzugsweise mindestens eine Arylgruppe in einem Molekül auf.
Die Arylgruppe, die in das unverzweigte Organohydrogenpolysiloxan einbezogen werden kann, kann gegebenenfalls substituiert sein und ist vorzugsweise eine C6-20-Arylgruppe und Beispiele umfassen eine Phenylgruppe, eine Tolylgruppe, eine Xylylgruppe, eine Naphthylgruppe, eine Anthracenylgruppe, eine Phenanthrylgruppe, eine Pyrenylgruppe, und jedwede dieser Arylgruppen, in denen ein Wasserstoffatom durch eine Alkylgruppe, wie z.B. eine Methylgruppe oder Ethylgruppe, eine Alkoxygruppe, wie z.B. eine Methoxygruppe oder Ethoxygruppe, oder ein Halogenatom, wie z.B. ein Chlor- oder Bromatom, substituiert ist. Die Arylgruppen sind besonders bevorzugt gegebenenfalls substituierte Phenylgruppen und mehr bevorzugt unsubstituierte Phenylgruppen.
Beispiele für weitere Siliziumatom-gebundene organische Gruppen in dem unverzweigten Organohydrogenpolysiloxan umfassen gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, die von Alkenylgruppen verschieden sind, wie z.B. C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- und Dodecylgruppen; C7-20-Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl-, Phenethyl- und Phenylpropylgruppen; und jedwede dieser Gruppen, in denen einige oder alle der Wasserstoffatome durch Halogenatome, wie z.B. Fluor-, Chlor- und Bromatome, substituiert sind. Eine kleine Menge von Hydroxylgruppen oder Alkoxygruppen, wie z.B. Methoxy- oder Ethoxygruppen, kann innerhalb eines Umfangs einbezogen sein, der die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflusst. Die organische Gruppe, die an das Siliziumatom in dem unverzweigten Organohydrogenpolysiloxan bindet, ist vorzugsweise aus C6-20-Arylgruppen, insbesondere Phenylgruppen, und C1-6-Alkylgruppen, insbesondere Methylgruppen, ausgewählt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann dann, wenn die aushärtbare Silikonzusammensetzung ein unverzweigtes Organohydrogenpolysiloxan umfasst, das unverzweigte Organohydrogenpolysiloxan durch die folgende durchschnittliche Strukturformel (VII) dargestellt werden: Durchschnittliche Strukturformel (VII): R⁵ ₃SiO(R⁵ ₂SiO)_mSiR⁵ ₃
In der Formel sind R⁵ Wasserstoffatome oder gleiche oder verschiedene gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, die von Alkenylgruppen verschieden sind, wobei mindestens zwei R⁵ in einem Molekül Wasserstoffatome sind und m eine ganze Zahl von 1 bis 100 ist.
Beispiele für die gegebenenfalls Halogen-substituierten einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen, die von Alkenylgruppen verschieden sind, von R⁵ in der Formel (VII) umfassen C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- und Dodecylgruppen; C6-20-Arylgruppen, wie z.B. Phenyl-, Tolyl-, Xylyl- und Naphthylgruppen; C7-20-Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl-, Phenethyl- und Phenylpropylgruppen; und jedwede dieser Gruppen, in denen einige oder alle der Wasserstoffatome durch Halogenatome, wie z.B. Fluor-, Chlor- und Bromatome, substituiert sind. R⁵ kann auch eine Hydroxylgruppe oder eine Alkoxygruppe, wie z.B. Methoxy oder Ethoxy, in kleinen Mengen innerhalb eines Umfangs sein, der die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflusst. R⁵ ist vorzugsweise aus einem Wasserstoffatom, C6-20-Arylgruppen, insbesondere einer Phenylgruppe, und C1-6-Alkylgruppen, insbesondere einer Methylgruppe, ausgewählt.
m in der Formel (VII) ist vorzugsweise 50 oder weniger, mehr bevorzugt 20 oder weniger, noch mehr bevorzugt 10 oder weniger, besonders bevorzugt 5 oder weniger.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das unverzweigte Organohydrogenpolysiloxan ein Siliziumatom-gebundenes Wasserstoffatom in beiden Molekülenden auf. Das unverzweigte Organohydrogenpolysiloxan weist ein Siliziumatom-gebundenes Wasserstoffatom in der Einheit M auf und weist gegebenenfalls ein Siliziumatom-gebundenes Wasserstoffatom in der Einheit D auf, ist jedoch vorzugsweise frei von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen.
Das zusätzliche unverzweigte Organohydrogenpolysiloxan weist vorzugsweise eine Siliziumatom-gebundene Arylgruppe in der Molekülseitenkette auf. Das unverzweigte Organopolysiloxan weist gegebenenfalls eine Arylgruppe in den Molekülenden auf, ist jedoch vorzugsweise frei von Arylgruppen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dann, wenn das unverzweigte Organohydrogenpolysiloxan eine Arylgruppe umfasst, der Gehalt der Arylgruppe in den gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen nicht speziell beschränkt und beträgt beispielsweise 10 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 15 Mol-% oder mehr, mehr bevorzugt 20 Mol-% oder mehr, der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen, und 50 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 40 Mol-% oder weniger, mehr bevorzugt 30 Mol-% oder weniger, der gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen. Der Arylgruppengehalt kann beispielsweise durch eine Analyse wie z.B. eine Fouriertransform-Infrarotspektrophotometrie (FT-IR) oder eine kernmagnetische Resonanz (NMR) bestimmt werden.
Der Gehalt des unverzweigten Organohydrogenpolysiloxans ist nicht speziell beschränkt, wobei es jedoch vorzugsweise in einer Menge von 3 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 5 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 10 Massen-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten der aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, einbezogen werden kann, und es ferner in einer Menge von 30 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 25 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 20 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten, einbezogen werden kann.
(Epoxygruppe-enthaltendes harzartiges Organopolysiloxan)
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ein Epoxygruppe-enthaltendes harzartiges Organopolysiloxan umfassen, und dieses Epoxygruppe-enthaltende harzartige Organopolysiloxan kann durch die durchschnittliche Einheitsformel (VIII) dargestellt werden: (R⁶ ₃SiO_1/2)_a(R⁶ ₂SiO_2/2)_b(R⁶Si-O_3/2)_c(SiO_4/2)_d(XO_1/2)_e (in der Formel sind R⁶ gleiche oder verschiedene gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen oder Epoxygruppe-enthaltende organische Gruppen, wobei mindestens ein R⁶ eine Epoxygruppe-enthaltende organische Gruppe ist, X ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe ist und 0 ≤ a < 1, 0 ≤ b < 1, 0 ≤ c < 0,9, 0 ≤ d < 0,5 und 0 ≤ e < 0,4, a + b + c + d = 1,0 und c + d > 0 erfüllt sind).
In der Formel (VIII) ist R⁶ vorzugsweise aus C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- und Dodecylgruppen; C6-20-Arylgruppen, wie z.B. Phenyl-, Tolyl-, Xylyl- und Naphthylgruppen; C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. Vinyl-, Allyl-, Butenyl-, Pentenyl-, Hexenyl-, Heptenyl-, Octenyl-, Nonenyl-, Decenyl-, Undecenyl- und Dodecenylgruppen; und jedweden dieser Gruppen, in denen einige oder alle der Wasserstoffatome durch Halogenatome, wie z.B. Fluor-, Chlor- und Bromatome, substituiert sind; und Epoxygruppe-enthaltenden organischen Gruppen ausgewählt. Beispiele für die Epoxygruppe-enthaltenden Gruppen umfassen beispielsweise: Glycidoxyalkylgruppen, wie z.B. eine 2-Glycidoxyethylgruppe, eine 3-Glycidoxypropylgruppe und eine 4-Glycidoxybutylgruppe; Epoxycycloalkylalkylgruppen, wie z.B. eine 2-(3,4-Epoxycylohexyl)-ethylgruppe und eine 3-(3,4-Epoxycylohexyl)-propylgruppe; und Epoxyalkylgruppen, wie z.B. eine 3,4-Epoxybutylgruppe und eine 7,8-Epoxyoctylgruppe, und eine Glycidoxyalkylgruppe ist bevorzugt und eine 3-Glycidoxypropylgruppe ist besonders bevorzugt.
In der Formel (VIII) liegt a vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ a ≤ 0,8, mehr bevorzugt im Bereich von 0,05 ≤ a ≤ 0,6, insbesondere im Bereich von 0,1 ≤ a s 0,4. In der Formel (VIII) liegt b vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ b ≤ 0,9, mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 ≤ b ≤ 0,8 und insbesondere im Bereich von 0,2 ≤ b ≤ 0,7. In der Formel (VIII) liegt c vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ c s 0,9, mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 ≤ c ≤ 0,85 und insbesondere im Bereich von 0,2 ≤ c ≤ 0,8. In der Formel (VIII) liegt d vorzugsweise im Bereich von 0 s d s 0,7, mehr bevorzugt im Bereich von 0 s d ≤ 0,5, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0 s d ≤ 0,2. In der Formel (VIII) liegt e vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ e ≤ 0,3, mehr bevorzugt im Bereich von 0 ≤ e ≤ 0,2 und insbesondere im Bereich von 0 ≤ e s 0,1.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Epoxygruppe-enthaltende harzartige Organopolysiloxan eine Alkenylgruppe für R⁶. Die Menge von Alkenylgruppen in den gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen in dem Epoxygruppe-enthaltenden harzartigen Organopolysiloxan ist nicht speziell beschränkt und beträgt vorzugsweise 1 Mol-% oder mehr, mehr bevorzugt 2 Mol-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 3 Mol-% oder mehr, und beträgt beispielsweise 30 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 25 Mol-% oder weniger, mehr bevorzugt 20 Mol-% oder weniger.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Menge der Epoxygruppe-enthaltenden organischen Gruppen in den gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen in dem Epoxygruppe-enthaltenden harzartigen Organopolysiloxan nicht speziell beschränkt und beträgt vorzugsweise 1 Mol-% oder mehr, mehr bevorzugt 5 Mol-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 10 Mol-% oder mehr, und beträgt beispielsweise 50 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 40 Mol-% oder weniger, mehr bevorzugt 30 Mol-% oder weniger. Die Menge der Epoxygruppe-enthaltenden organischen Gruppe kann beispielsweise durch eine Analyse wie z.B. eine Fouriertransform-Infrarotspektrophotometrie (FT-IR) oder eine kernmagnetische Resonanz (NMR) bestimmt werden.
Die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Art von Epoxygruppe-enthaltendem harzartigen Organopolysiloxan umfassen oder kann zwei oder mehr Arten von Epoxygruppe-enthaltenden harzartigen Organopolysiloxanen in einer Kombination umfassen.
Der Gehalt des Epoxygruppe-enthaltenden harzartigen Organopolysiloxans ist nicht speziell beschränkt, jedoch kann es, wenn die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung das Epoxygruppe-enthaltende harzartige Organopolysiloxan umfasst, in einer Menge von vorzugsweise 0,1 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 0,5 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 1 Massen-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten, einbezogen werden, und es kann auch in einer Menge von 10 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 8 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 5 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten, einbezogen werden.
(Cyclisches Organopolysiloxan)
Gemäß einer Ausführungsform kann die aushärtbare Silikonzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ein cyclisches Organopolysiloxan umfassen und dieses cyclische Organopolysiloxan kann durch die folgende Einheitsformel (IX) dargestellt werden: Einheitsformel (IX): (R⁷ ₂SiO)_n
In der Formel sind die R⁷ jeweils unabhängig eine gegebenenfalls Halogen-substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe und n ist eine Zahl, die eine Viskosität bei 25 °C von 1000 mPa oder weniger bereitstellt. Dabei kann die Viskosität mit einem Drehviskosimeter gemäß JIS K7117-1 gemessen werden.
In der Formel (IX) umfassen Beispiele für die gegebenenfalls Halogen-substituierten einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen von R⁷: C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- und Dodecylgruppen; C6-20-Arylgruppen, wie z.B. Phenyl-, Tolyl-, Xylyl- und Naphthylgruppen; C7-20-Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl-, Phenethyl- und Phenylpropylgruppen; C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. Vinyl-, Allyl-, Butenyl-, Pentenyl-, Hexenyl-, Heptenyl-, Octenyl-, Nonenyl-, Decenyl-, Undecenyl- und Dodecenylgruppen; und jedwede dieser Gruppen, in denen einige oder alle der Wasserstoffatome durch Halogenatome, wie z.B. Fluor-, Chlor- und Bromatome, substituiert sind. R⁷ kann auch eine Hydroxylgruppe oder eine Alkoxygruppe, wie z.B. Methoxy oder Ethoxy, in kleinen Mengen innerhalb eines Umfangs sein, der die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflusst.
Gemäß einer Ausführungsform kann das cyclische Organopolysiloxan mindestens zwei Alkenylgruppen pro Molekül umfassen. Wenn das cyclische Organopolysiloxan Alkenylgruppen in den Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen umfasst, ist der Alkenylgruppengehalt in den gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen nicht speziell beschränkt und beträgt beispielsweise 10 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 20 Mol-% oder mehr, mehr bevorzugt 30 Mol-% oder mehr. Ferner ist der Alkenylgruppengehalt in den gesamten Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen des zusätzlichen cyclischen Organopolysiloxans nicht speziell beschränkt und beträgt beispielsweise 80 Mol% oder weniger, vorzugsweise 70 Mol-% oder weniger, mehr bevorzugt 60 Mol-% oder weniger.
Der Gehalt des cyclischen Organopolysiloxans ist nicht speziell beschränkt, wobei jedoch dann, wenn die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung das cyclische Organopolysiloxan umfasst, dieses in einer Menge von vorzugsweise 1 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 2 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 3 Massen-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten, einbezogen werden kann, und es auch in einer Menge von 30 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 20 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 10 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse der gesamten Organopolysiloxankomponenten, einbezogen werden kann.
In der aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis des Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatoms und der Siliziumatom-gebundenen Alkenylgruppe in den Organopolysiloxankomponenten nicht speziell beschränkt, und beispielsweise ist das Siliziumatom-gebundene Wasserstoffatom in einer Menge von 0,3 Mol oder mehr, vorzugsweise 0,5 Mol oder mehr, mehr bevorzugt 0,7 Mol oder mehr, bezogen auf 1 Mol der Siliziumatom-gebundenen Alkenylgruppe, in die aushärtbare Silikonzusammensetzung einbezogen, und beispielsweise ist das Siliziumatom-gebundene Wasserstoffatom in einer Menge von 5 Mol oder weniger, vorzugsweise 4 Mol oder weniger, mehr bevorzugt 3 Mol oder weniger, noch mehr bevorzugt 2 Mol oder weniger, besonders bevorzugt 1,8 Mol oder weniger, bezogen auf 1 Mol der Siliziumatom-gebundenen Alkenylgruppe, in die aushärtbare Silikonzusammensetzung einbezogen.
(C) Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion
Der Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion der Komponente (C) ist ein Katalysator zur Förderung der Aushärtung der aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung. Beispiele für die Komponente (C) sind beispielsweise Katalysatoren auf Platinbasis, wie z.B. Chloroplatinsäure, eine Alkohollösung von Chloroplatinsäure, ein Platin-Olefin-Komplex, ein Platin-1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan-Komplex und ein Pulver mit geträgertem Platin; Katalysatoren auf Palladium-Basis, wie z.B. Tetrakis(triphenylphosphin)palladium, und Gemische aus Triphenylphosphin und Palladiumschwarz; und zusätzlich Katalysatoren auf Rhodium-Basis; Katalysatoren auf Platinbasis sind besonders bevorzugt.
Die Mischmenge der Komponente (C) ist eine katalytische Menge und insbesondere wenn ein Katalysator auf Platinbasis als Komponente (C) verwendet wird, beträgt der Platinatomgehalt vorzugsweise 0,01 ppm oder mehr, mehr bevorzugt 0,1 ppm oder mehr, noch mehr bevorzugt 1 ppm oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, und der Platinatomgehalt beträgt vorzugsweise 20 ppm oder weniger, mehr bevorzugt 15 ppm oder weniger, noch mehr bevorzugt 10 ppm oder weniger, besonders bevorzugt 5 ppm oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung.
(D) Aushärtungsreaktion-Hemmstoff
Der Aushärtungsreaktion-Hemmstoff der Komponente (D) ist eine Komponente zum Hemmen der Hydrosilylierungsreaktion der aushärtbaren Silikonzusammensetzung. Beispiele für den Aushärtungsreaktion-Hemmstoff umfassen: Alkinalkohole, wie z.B. 2-Methyl-3-butin-2-ol, 3,5-Dimethyl-1-hexin-3-ol, 2-Phenyl-3-butin-2-ol und 1-Ethinyl-1-cyclohexanol; Enin-Verbindungen, wie z.B. 3-Methyl-3-penten-1-in und 3,5-Dimethyl-3-hexen-1-in; Alkenylgruppe-enthaltende Siloxane mit niedrigem Molekulargewicht, wie z.B. Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxan und Tetramethyltetrahexenylcyclotetrasiloxan; und Alkinyloxysilane, wie z.B. Methyl-tris(1,1-dimethylpropinyloxy)silan und Vinyl-tris(1,1-dimethylpropinyloxy)silan. Die Komponente (D) wird vorzugsweise aus Alkinalkoholen ausgewählt und 1-Ethinyl-1-cyclohexanol ist besonders bevorzugt.
Der Gehalt des Aushärtungsreaktion-Hemmstoffs (D) ist nicht beschränkt, beträgt jedoch vorzugsweise 100 ppm oder mehr, mehr bevorzugt 200 ppm oder mehr, noch mehr bevorzugt 300 ppm oder mehr, besonders bevorzugt 400 ppm oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, und er beträgt vorzugsweise 50000 ppm oder weniger, mehr bevorzugt 30000 oder weniger, noch mehr bevorzugt 20000 ppm oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse der vorliegenden Zusammensetzung.
Optionale Komponenten können der aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung innerhalb eines Bereichs zugemischt werden, der die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht negativ beeinflusst. Beispiele für die optionalen Komponenten umfassen eine Acetylenverbindung, eine Organophosphorverbindung, eine Vinylgruppeenthaltende Siloxanverbindung, anorganische Füllstoffe, wie z.B. zerkleinerten Quarz, Siliziumoxid, Titanoxid, Magnesiumcarbonat, Zinkoxid, Eisenoxid und Diatomeenerde, anorganische Füllstoffe, die dadurch erhalten werden, dass die Oberfläche der anorganischen Füllstoffe einer Hydrophoblerungsbehandlung mit einer Organosiliziumverbindung unterzogen wird, Organopolysiloxane, die frei von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen und Siliziumatom-gebundenen Alkenylgruppen sind, ein Mittel zum Verleihen einer Haftung, ein Mittel zum Verleihen einer Wärmebeständigkeit, ein Mittel zum Verleihen einer Kältebeständigkeit, einen wärmeleitenden Füllstoff, ein Flammverzögerungsmittel, ein Mittel zum Verleihen einer Thixotropie, Farbgebungskomponenten, wie z.B. Pigmente und Farbstoffe, die Ruß und einen Leuchtstoff, Lösungsmittel und dergleichen umfassen.
Von den anorganischen Füllstoffen umfassen Beispiele für Siliziumoxid pyrogenes Siliziumoxid, feuchtes Siliziumoxid, kristallines Siliziumoxid, gefälltes Siliziumoxid und dergleichen. Ferner kann das Siliziumoxid einer Oberflächenhydrophobierungsbehandlung unter Verwendung einer Organosiliziumverbindung, wie z.B. einer Organoalkoxysilanverbindung, einer Organochlorsilanverbindung, einer Organosilazanverbindung oder einer Siloxanverbindung mit niedrigem Molekulargewicht, oder eines Silankopplungsmittels, Titanatkopplungsmittels oder dergleichen unterzogen worden sein.
Der anorganische Füllstoff kann in die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung in einer Menge von vorzugsweise 0,1 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 1 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 3 Massen-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, einbezogen werden, und kann in die aushärtbare Silikonzusammensetzung in einer Menge von vorzugsweise 20 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 15 Massen-% oder weniger, noch mehr bevorzugt 10 Massen-% oder weniger einbezogen werden.
Die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann durch Mischen der Komponenten hergestellt werden. Das Verfahren des Mischens der Komponenten kann ein herkömmlich bekanntes Verfahren sein und ist nicht speziell beschränkt, und ein einheitliches Gemisch wird üblicherweise durch ein einfaches Mischen erhalten. Wenn feste Komponenten, wie z.B. ein anorganischer Füllstoff, als eine optionale Komponente einbezogen werden, ist es bevorzugt, für das Mischen eine Mischvorrichtung zu verwenden.
Bezüglich dieser Mischvorrichtung gibt es keine speziellen Beschränkungen und Beispiele umfassen kontinuierliche Einschnecken- und Doppelschneckenmischer, Dreiwalzenmischer, Ross-Mischer, Hobart-Mischer, Dentalmischer, Planetenmischer, Knetermischer, Henschel-Mischer und dergleichen.
Die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist selbst bei niedrigen Temperaturen eine in der Praxis effektive Aushärtbarkeit auf, weist eine geringe Formänderung und eine geringe Schrumpfungsrate während des Aushärtens auf und kann in einem kurzen Zeitraum zur Bildung eines ausgehärteten Produkts ausgehärtet werden. Daher kann, da die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung beim Aushärten nicht für einen langen Zeitraum bei einer hohen Temperatur erwärmt werden muss, durch ein Erwärmen bei einer niedrigen Temperatur für einen kurzen Zeitraum verhindert werden, dass die Einkapselungsform beim Aushärten verformt wird. Ferner kann die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zur Bildung eines transparenten ausgehärteten Produkts mit einer großen Härte verwendet werden. Daher ist sie insbesondere als Einkapselungsmittel für Halbleiterelemente, insbesondere optische Halbleiterelemente, geeignet.
[Einkapselungsmittel, Film]
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Einkapselungsmittel für Halbleiter, das die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung nutzt. Die Form des Einkapselungsmittels der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise eine Kuppelform oder eine Lagenform. Der Halbleiter, der mit dem Einkapselungsmittel oder -film der vorliegenden Erfindung eingekapselt werden soll, ist nicht speziell beschränkt, und Beispiele umfassen Halbleiter aus SiC, GaN, usw., und insbesondere optische Halbleiter, wie z.B. Leistungshalbleiter und Leuchtdioden.
Mit dem Einkapselungsmittel der vorliegenden Erfindung können, da die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet wird und diese eine in der Praxis effektive Aushärtbarkeit selbst bei niedrigen Temperaturen aufweist, die Halbleiterelemente bei einer niedrigen Temperatur eingekapselt werden. Daher kann verhindert werden, dass das Einkapselungsmittel aufgrund eines Erwärmens bei einer hohen Temperatur verformt wird, und es kann verhindert werden, dass Halbleiterelemente durch Wärme beschädigt werden. Darüber hinaus kann mit dem Einkapselungsmittel der Erfindung, da die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein transparentes ausgehärtetes Produkt mit einer großen Härte gebildet werden. Es kann ein Halbleitergehäuse mit einer hervorragenden Zuverlässigkeit hergestellt werden.
[Optisches Halbleiterelement]
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein optisches Halbleiterelement, das mit dem Einkapselungsmittel der vorliegenden Erfindung versehen ist. Das optische Halbleiterelement kann beispielsweise eine lichtemittierende Diode bzw. eine Leuchtdiode (LED), ein Halbleiterlaser, eine Photodiode, ein Phototransistor oder ein lichtemittierender Körper oder ein lichtempfangender Körper für einen Optokoppler oder eine Festkörperbildgebung sein; besonders bevorzugt ist es eine lichtemittierende Diode bzw. eine Leuchtdiode (LED).
Leuchtdioden (LEDs) emittieren Licht von der oberen, unteren, linken und rechten Seite des optischen Halbleiterelements und deshalb ist für Teile, welche die Leuchtdiode (LED) bilden, unerwünscht, dass sie Licht absorbieren, und Materialien mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit oder einem hohen Reflexionsvermögen sind für diese Teile bevorzugt. Folglich umfasst das Substrat, auf dem das optische Halbleiterelement montiert ist, vorzugsweise auch ein Material mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit oder einem hohen Reflexionsvermögen. Als das Substrat, auf dem das optische Halbleiterelement montiert ist, können beispielsweise leitende Metalle, wie z.B. Silber, Gold und Kupfer; nicht-leitende Metalle, wie z.B. Aluminium und Nickel; thermoplastische Harze, die mit weißen Pigmenten gemischt sind, wie z.B. PPA und LCP; wärmeaushärtende Harze, die weiße Pigmente enthalten, wie z.B. Epoxyharze, BT-Harze, Polyimidharze und Silikonharze; und Keramiken, wie z.B. Aluminiumoxid und Aluminiumoxidnitrid, verwendet werden.
Das optische Halbleiterelement der vorliegenden Erfindung ist mit dem Einkapselungsmittel der vorliegenden Erfindung eingekapselt und weist folglich eine hervorragende Zuverlässigkeit auf.
[Beispiele]
Die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird mittels der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele detaillierter beschrieben.
[Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4]
Aushärtbare Silikonzusammensetzungen wurden durch Mischen der Komponenten als die Formulierungen (Gewichtsteile) hergestellt, die in der Tabelle gezeigt ist. Es sollte beachtet werden, dass nachstehend Me eine Methylgruppe bezeichnet, Vi eine Vinylgruppe bezeichnet, Ph eine Phenylgruppe bezeichnet und Ep eine 3-Glycidoxypropylgruppe bezeichnet. Darüber hinaus ist die Struktur der Organopolysiloxankomponenten in einer vereinfachten Weise in der Tabelle gezeigt und funktionelle Gruppen, die von Me verschieden sind, in der M-, D- oder T-Einheit sind in Klammern gezeigt. Darüber hinaus gibt H/Vi das Molverhältnis des Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatoms (H) und der Vinylgruppe (Vi) in den Organopolysiloxankomponenten an.
(Komponente a: Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan)

Komponente a-1: Unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das durch die durchschnittliche Strukturformel ViMe₂SiO(PhMeSiO)₂₀SiMe₂Vi dargestellt ist
Komponente a-2: Unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das durch die durchschnittliche Strukturformel ViMe₂SiO(Me₂SiO)₆₀(Ph₂SiO)₃₀SiMe₂Vi dargestellt ist
Komponente a-3: Harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das durch die durchschnittliche Einheitsformel (Me₃SiO_1/2)₅(ViMe₂SiO_1/2)₁₇(MeSiO_3/2)₃₉(PhSiO_3/2)₃₉ dargestellt ist
Komponente a-4: Harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das durch die durchschnittliche Einheitsformel (Me₃SiO_1/2)₁₄(ViMe₂SiO_1/2)₁₁(MeSiO_3/2)₅₃(PhSiO_3/2)₂₂ dargestellt ist
Komponente a-5: Harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das durch die durchschnittliche Einheitsformel (Me₃SiO_1/2)₄₅(ViMe2SiO_1/2)₁₅(SiO_4/2)₄₀ dargestellt ist
Komponente a-6: Harzartiges, Alkenylgruppe- und Epoxygruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das durch die durchschnittliche Einheitsformel (ViMe₂SiO_1/2)₂₅(PhSiO_3/2)₇₅(EpMeSiO_2/2)₄₀ dargestellt ist
Komponente a-7: Cyclische Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das durch die durchschnittliche Einheitsformel (ViMeSiO_2/2)₄ dargestellt ist
Komponente a-8: Harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das durch die durchschnittliche Einheitsformel (ViMe₂SiO_1/2)₂₅(PhSiO_3/2)₇₅ dargestellt ist
Komponente a-9: Unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das durch die durchschnittliche Strukturformel ViMe₂SiO(Me₂SiO)₁₅₀SiMe₂Vi dargestellt ist
Komponente a-10: Unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das durch die durchschnittliche Strukturformel ViMe₂SiO(Me₂SiO)₅₃₀SiMe₂Vi dargestellt ist
Komponente a-11: Harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das durch die durchschnittliche Einheitsformel (ViMe₂SiO_1/2)₁₁(Me₃SiO_1/2)₃₄(SiO_4/2)₅₅ dargestellt ist
(Komponente b: Organohydrogenpolysiloxan)
Komponente b-1: Harzartiges Organohydrogenpolysiloxan, das durch die durchschnittliche Einheitsformel (HMe₂SiO_1/2)₆₀(PhSiO_3/2)₄₀ dargestellt ist
Komponente b-2: Harzartiges Organohydrogenpolysiloxan, das durch die durchschnittliche Einheitsformel (HMe₂SiO_1/2)(Si_4/2) dargestellt ist
Komponente b-3: Unverzweigtes Organohydrogenpolysiloxan, das durch die durchschnittliche Strukturformel HMe₂SiO(Ph₂SiO)SiMe₂H dargestellt ist
Komponente b-4: Unverzweigtes Organohydrogenpolysiloxan, das durch die durchschnittliche Strukturformel Me₃SiO(MeHSiO)₅₀SiMe₃ dargestellt ist
Komponente c: Komplex von Platin mit einer Platinkonzentration von 4,0 Massen-% und 1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan
Komponente d: 1-Ethinyl-2-cyclohexanol
Komponente e: Pyrogenes Siliziumoxid

[Bewertung]
Bezüglich der resultierenden aushärtbaren Silikonzusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden die Viskosität, die Aushärtbarkeit bei niedrigen Temperaturen (60, 100 °C), die Formänderung vor und nach der Aushärtung, die Wärmeschrumpfung, die Härte des ausgehärteten Produkts, die Lichtdurchlässigkeit des ausgehärteten Produkts und das Aussehen nach der Alterung (150 °C) für LED-Vorrichtungen in der nachstehend gezeigten Weise bewertet. Die Bewertungen wurden nicht mit der Zusammensetzung des Vergleichsbeispiels 4 durchgeführt, da die Komponente unverträglich war.
<Viskosität>
Die Viskosität der erhaltenen aushärtbaren Silikonzusammensetzungen wurde bei 25 °C mit einem Drehviskosimeter gemäß JIS K7117-1 gemessen.
<Aushärtbarkeit bei niedrigen Temperaturen>
Die erhaltenen aushärtbaren Silikonzusammensetzungen wurden bezüglich des Aushärtungsverhaltens bei niedrigen Temperaturen (60 oder 100 °C) bewertet. Insbesondere wurde die Zusammensetzung für einen vorgegebenen Zeitraum in einem Bad mit konstanter Temperatur bei 60 °C oder 100 °C belassen und die Zeit, die zur Aushärtung der Zusammensetzung erforderlich war, wurde gemessen. Ein Silikon, das bei 60 °C oder 100 °C innerhalb 1 Stunde ausgehärtet war, wurde als Silikon betrachtet, das bezüglich des Formens hervorragend war.
<Formänderung>
Bezüglich der erhaltenen aushärtbaren Silikonzusammensetzungen wurde ein Silikon, das mittels Spritzformen auf ein Glassubstrat in einer Höhe von etwa 1 mm aufgebracht worden ist, bei 100 °C für 60 Minuten in einem Bad mit konstanter Temperatur ausgehärtet, die Höhenänderung des ausgehärteten Produkts wurde gemessen und die Änderungsrate der Form vor und nach dem Aushärten wurde berechnet. Jedwedes Silikon, das eine Höhenänderung des ausgehärteten Produkts von 10 % oder weniger aufwies, wurde als formstabiles Silikon betrachtet.
<Wärmeschrumpfungsrate>
Bezüglich der erhaltenen aushärtbaren Silikonzusammensetzungen wurde eine 1 mm dicke Lage durch Warmformpressen bei 60 °C oder 100 °C für 60 Minuten erwärmt (wenn in 60 Minuten bei 100 °C kein vollständiges Aushärten erreicht worden ist, wurde ein Aushärten bei 150 °C durchgeführt), so dass ein Formen durchgeführt wurde, und die Größe der ausgehärteten Lage wurde gemessen und die Schrumpfungsrate von dem Formwerkzeug wurde berechnet. Die Innenabmessung des Formwerkzeugs betrug 120 mm x 120 mm. Ein Silikon, das eine Wärmeschrumpfungsrate von 1 % oder weniger aufwies, wurde als Silikon mit einer ausreichenden Abmessungsstabilität betrachtet.
<Härte des ausgehärteten Produkts>
Die erhaltene aushärtbare Silikonzusammensetzung wurde einem Formpressen für 60 Minuten bei 60 °C oder 100 °C unterzogen, um ein lagenartiges ausgehärtetes Produkt herzustellen. Die Härte dieses lagenartigen ausgehärteten Produkts bei 25 °C wurde mittels eines Typ D-Durometers, der in „Härteprüfverfahren für vulkanisierten Kautschuk und thermoplastischen Kautschuk“ gemäß JIS K 6253-1997 angegeben ist, gemessen.
<Lichtdurchlässigkeit des ausgehärteten Produkts>
Die erhaltene aushärtbare Silikonzusammensetzung wurde zwischen zwei transparenten Glasplatten angeordnet und bei 60 °C oder 100 °C zum Aushärten für 1 Stunde erwärmt und ein Prüfkörper mit einer optischen Weglänge von 1 mm wurde hergestellt. Die Lichtdurchlässigkeit dieses Prüfkörpers wurde bei 25 °C unter Verwendung eines selbstaufzeichnenden Spektrophotometers gemessen, das bei jedweder Wellenlänge im Bereich von sichtbarem Licht (Wellenlängen von 400 nm bis 700 nm) messen kann. In der Tabelle 1 sind die Werte der Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 450 nm gezeigt.
<Untersuchung des Aussehens eines ausgehärteten Produkts nach dem Altern>
Die erhaltene aushärtbare Silikonzusammensetzung wurde auf ein LED-Substrat aufgebracht und in einem Bad mit konstanter Temperatur bei 60 oder 100 °C für 60 Minuten zum Formen erwärmt. Das Aussehen der erhaltenen Lage nach dem Altern bei 150 °C für 1000 Stunden wurde untersucht und das Vorliegen oder Fehlen von Rissen oder einer Delaminierung wurde untersucht.

Die Ergebnisse der vorstehenden Bewertung sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
[Tabelle 1] Tabelle 1

Komponente	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4
a-1 M(Vi)-D(Ph)₂₀-M(Vi)	-	-	-	-	-	17,5	-	-
a-2 M(Vi)-D₆₀-D(Ph₂)₃₀-M(Vi)	4,8	4,8	4,8	4,8	-	-	9,1	4,8
a-3 M₅-M(Vi)₁₇-T₃₉-T(Ph)39	43,4	42,6	-	-	-	-	59,5	43,4
a-4 M₁₄-M(Vi)₁₁-T₅₃-T(Ph)22	-	-	58	55,6	-	-	-	-
a-5 M₄₅-M(Vi)₁₅-Q₄₀	20	20	10	5,0	-	-	-	20
a-6 M(Vi)₂₅-T(Ph)₇₅-D(Ep)₄₀	2,5	2,5	2,5	2,5	-	2,3	3,0	2,5
a-7 D(Vi)4	-	-	-	4,5	-	0,2	1,0	-
a-8 M(Vi)₂₅-T(Ph)₇₅	-	-	-	-	-	54,7	-	-
a-9 M(Vi)-D₁₅₀-M(Vi)	-	-	-	-	48,4	-	-	-
a-10 M(Vi)-D₅₃₀-M(Vi)	-	-	-	-	22,2	-	-	-
a-11 M(Vi)₁₁-M₃₄-Q₅₅	-	-	-	-	22,8	-	-	-
b-1 M(H)₆₀-T(Ph)₄₀	-	-	-	-	-	2,4	10,0	-
b-2 M(H)-Q	13	10	6,5	3,0	-	-	-	-
b-3 M(H)-D(Ph₂)-M(H)	11,3	15,1	13,2	19,6	-	19,4	13,9	11,3
b-4 M-D(H)₅₀-M	-	-	-	-	3,1	-	-	13
c	0,008	0.008	0,008	0,008	0,02	0,007	0,01	0,008
d	0,1	0,1	0,5	0,3	0,02	-	0,05	0,05
e	5	5	5	5	3,5	3,5	3,5	5
Gesamtheit der a-, b- und e-Komponenten	100	100	100	100	100	100	100	100
H/Vi	1,5	1,5	1,5	1,0	1,5	1,0	1,1	1,7
Platingehalt (ppm)	3	3	3	3	10	2,5	5
Bewertung
Viskosität (mPa · s)	6000	4000	12000	7000	7000	13000	15000	Gemisch unverträglich
Härte	D50	D35	D50	D50	A30	D30	D65
Formänderung%	5	6	8	9	3	15	15
Zeit (Minuten), die für ein vollständiges Aushärten bei 60 °C erforderlich ist	30	45	40	>120	120	>120	>120
Zeit (Minuten), die für ein vollständiges Aushärten bei 100 °C erforderlich ist	<2	5	4	30	60	>60	>60
Wärmeschrumpfungsrate%	0,7	0,7	0,7	0,9	0,7	3,0	3,0
Lichtdurchlässigkeit % (450 nm)	98	98	98	95	65	30	60
Erzeugung von Rissen oder einer Delaminierung während des Alterns bei 150 °C	Nein	Nein	Nein	Nein	Ja	Nein	Ja

Wie es aus den vorstehenden Ergebnissen ersichtlich ist, härtet die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung innerhalb von 60 Minuten bei niedrigen Temperaturen aus und weist folglich eine in der Praxis effektive Aushärtbarkeit selbst bei niedrigen Temperaturen auf. Darüber hinaus weist das ausgehärtete Produkt eine geringe Formänderung und Schrumpfungsrate während des Aushärtens auf und kann eine große Härte und eine hohe Transparenz aufweisen.
[Gewerbliche Anwendbarkeit]
Die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist eine in der Praxis effektive Aushärtbarkeit selbst bei niedrigen Temperaturen auf, weist eine geringe Schrumpfungsrate während des Aushärtens auf, kann innerhalb eines kurzen Zeitraums ausgehärtet werden und kann ein transparentes ausgehärtetes Produkt mit einer großen Härte bereitstellen, und folglich ist die Zusammensetzung für kuppelförmige oder lagenförmige Einkapselungsmittelanwendungen bei der Herstellung von Halbleitergehäusen sehr nützlich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012507582 [0010]
JP 201578375 [0010]
JP 201084118 [0010]
JP 20101336 [0010]
JP 2016534162 [0010]
JP 2016529331 [0010]

Claims

Aushärtbare Silikonzusammensetzung, die (A) ein harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen pro Molekül und mindestens eine (SiO_4/2)-Einheit umfasst, (B) ein harzartiges Organohydrogenpolysiloxan, das mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül und mindestens eine (SiO_4/2)-Einheit umfasst, (C) einen Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion und (D) einen Aushärtungsreaktion-Hemmstoff umfasst.
Aushärtbare Silikonzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei (C) der Katalysator für eine Hydrosilylierungsreaktion ein Katalysator auf Platinbasis ist und in einer Menge einbezogen ist, derart, dass der Gehalt der Platinatome bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Silikonzusammensetzung 10 ppm oder weniger beträgt.
Aushärtbare Silikonzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gehalt von (D) des Aushärtungsreaktion-Hemmstoffs bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Silikonzusammensetzung 200 ppm oder mehr beträgt.
Aushärtbare Silikonzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner ein unverzweigte Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan und/oder ein harzartiges, Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, das frei von Siloxaneinheiten ist, die durch RSiO_4/2 dargestellt sind, umfasst.
Aushärtbare Silikonzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner ein unverzweigtes Organohydrogenpolysiloxan umfasst.
Aushärtbare Silikonzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner Siliziumoxid als anorganischen Füllstoff umfasst.
Einkapselungsmittel, das die aushärtbare Silikonzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst.
Optische Halbleitervorrichtung, die das Einkapselungsmittel nach Anspruch 7 umfasst.