DE102023105463A1

DE102023105463A1 - Aushärtbare silikonzusammensetzung

Info

Publication number: DE102023105463A1
Application number: DE102023105463.5A
Authority: DE
Inventors: Shunya Takeuchi; Akihiko Kobayashi
Original assignee: DuPont Toray Specialty Materials KK
Current assignee: DuPont Toray Specialty Materials KK
Priority date: 2022-03-10
Filing date: 2023-03-06
Publication date: 2023-09-14
Also published as: JP2023132308A; KR20230133239A; US20230323122A1; TW202336160A; CN116731519A

Abstract

[Problem] Es sollen aushärtbare Silikonzusammensetzungen bereitgestellt werden, die in einer kurzen Zeit bei einer niedrigen Temperatur ausgehärtet werden können und eine geringe Volumenschrumpfung, einen niedrigen Katalysatorgehalt und eine niedrige Viskosität aufweisen.[Mittel zum Lösen des Problems] Eine aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst (A) ein geradkettiges Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und ≥0 Mol-% und <5 Mol-% Arylgruppen pro Molekül aufweist, (B) ein Organopolysiloxanharz, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist: 0 bis 10 Massen-% auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der Zusammensetzung; (C) einOrganohydrogenpolysiloxan-harz mit einer spezifischen Molekülstruktur in der Form eines Netzwerks mit mindestens zwei Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül: und (E) einen Hydrosilylierungsreaktionskatalysator; und Molzahl von SiH/Molzahl von Si-gebundenen Alkenylgruppen in der Gesamtmenge des Organopolysiloxans = 1 bis 3.

Description

[Technisches Gebiet]
Diese Offenbarung betrifft aushärtbare Silikonzusammensetzungen, ein ausgehärtetes Material davon, Halbleiter-Einkapselungsmaterialzusammensetzungen, die eine solche Zusammensetzung umfassen, Halbleitervorrichtungen, bei denen ein Halbleiterelement mit einer solchen Zusammensetzung eingekapselt ist, und ein Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen.
[Stand der Technik]
Es ist bekannt, dass ein ausgehärtetes Material aus einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung, die durch eine Hydrosilylierungsreaktion ausgehärtet worden ist, verschiedene Eigenschaften, wie z.B. eine Wasserabstoßung, Transparenz, Wärmebeständigkeit, Tieftemperaturbeständigkeit, elektrische Isoliereigenschaften und Witterungsbeständigkeit, aufweist. Folglich wurden verschiedene aushärtbare Silikonzusammensetzungen verbreitet gewerblich bzw. industriell verwendet. Beispielsweise beschreibt JP 2010-174233 A (Patentdokument 1) aushärtbare Silikonzusammensetzungen, die ein Alkenylgruppe-enthaltendes Alkylpolysiloxan, ein harzartiges Alkenylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxan, ein Organopolysiloxan, das Wasserstoffatome aufweist, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und das SiO_4/2-Einheiten aufweist, ein geradkettiges Organopolysiloxan, das Wasserstoffatome aufweist, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und einen Hydrosilylierungsreaktionskatalysator umfassen. In einem Beispiel im Patentdokument 1 wird erwähnt, dass die aushärtbare Silikonzusammensetzung für 10 Minuten bei 120 °C pressausgehärtet wird und für weitere 4 Stunden bei 200 °C behandelt wird.
JP 2018-131583 A (Patentdokument 2) erwähnt die Verwendung einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung, die ein geradkettiges Organopolysiloxan mit mindestens zwei Alkenylgruppen, ein verzweigtes Organopolysiloxan mit mindestens zwei Alkenylgruppen, ein verzweigtes Organohydrogenpolysiloxan, das mindestens zwei Wasserstoffatome enthält, die an ein Siliziumatom gebunden sind, ein geradkettiges Organohydrogenpolysiloxan, das mindestens zwei Wasserstoffatome enthält, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und ein Lösungsmittel umfasst, als Gehäuseanbringungsmaterial für Lichthalbleitervorrichtungen. JP 2016-155967 A (Patentdokument 3) erwähnt die Verwendung einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung, die ein geradkettiges Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen aufweist, ein verzweigtes Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen aufweist, ein geradkettiges Organohydrogenpolysiloxan, das mindestens zwei Wasserstoffatome enthält, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und einen Additionsreaktionskatalysator umfasst, als Gehäuseanbringungsmaterial für Lichthalbleitervorrichtungen. JP 2006-328102 A (Patentdokument 4) beschreibt Silikonharzzusammensetzungen zur Bildung von Linsen, die ein Organopolysiloxan, das mindestens zwei aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindungen pro Molekül aufweist, ein verzweigtes Organohydrogenpolysiloxan mit mindestens drei Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül, und einen Katalysator mit einem Metall der Platingruppe umfassen. In einem Beispiel im Dokument 4 wird das Formen der aushärtbaren Silikonzusammensetzung zur Bildung von Linsen bei 150 °C für 90 Sekunden erwähnt.
Insbesondere ist ein ausgehärtetes Material, das weniger als andere organische Materialien zu einer Färbung neigt und eine geringere Verschlechterung von physikalischen Eigenschaften aufweist, zum Abdecken und/oder Einkapseln von optischen Elementen geeignet. Beispielsweise gibt WO 2018/062009 A (Patentdokument 5) an, dass ein Lichthalbleiterelement durch ein ausgehärtetes Produkt aus einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung eingekapselt ist, umfassend mindestens: ein geradkettiges Organopolysiloxan, das mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Alkenylgruppen pro Molekül aufweist und in dem mindestens 5 Mol-% der gesamten organischen Gruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, Arylgruppen sind; ein Organopolysiloxan, das Siloxaneinheiten, die durch die Formel: R¹ ₃SiO_1/2 dargestellt werden (in der Formel sind die R¹ identische oder verschiedene einwertige Kohlenwasserstoffgruppen), und Siloxangruppen umfasst, die durch die Formel SiO_4/2 dargestellt sind, wobei der Alkenylgruppengehalt mindestens 6 Gew.-% beträgt; ein Organopolysiloxan, das mindestens zwei Wasserstoffatome pro Molekül aufweist, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und einen Hydrosilylierungskatalysator. Darüber hinaus beschreibt das Patentdokument 5 im Vergleichsbeispiel 5 eine Zusammensetzung, die 88 Gew.-% eines geradkettigen Organopolysiloxans, das mindestens zwei Alkenylgruppen aufweist und keine Arylgruppen als jedwede der Siliziumatom-gebundenen organischen Gruppen aufweist, auf der Basis der Gesamtmenge von Polysiloxangruppen, die zu der Hydrosilylierungsreaktion beitragen können; 5,1 Gew.-% eines Vinylgruppe-enthaltenden Organopolysiloxan-MQ-Harzes; 6,1 Gew.-% eines Organohydrogenpolysiloxan-MQ-Harzes; und 0,5 Gew.-% eines Kondensationsprodukts eines Methylvinylsiloxan-Oligomers mit einer endständigen Silanolgruppe an beiden Enden des Moleküls und 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan umfasst.
JP 2016-204423 A (Patentdokument 6) beschreibt das Bedecken von lichtemittierenden Elementen mit einem ausgehärteten Material einer Additions-ausgehärteten Silikonzusammensetzung, die ein Organopolysiloxan mit einer Netzwerkstruktur, das mindestens zwei Alkenylgruppen pro Molekül aufweist, ein geradkettiges Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen pro Molekül aufweist, ein verzweigtes Organohydrogenpolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen pro Molekül aufweist, ein geradkettiges Organohydrogenpolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen pro Molekül aufweist, und einen Hydrosilylierungskatalysator umfasst. JP 2015-218233 A (Patentdokument 7) erwähnt das Einkapseln von Lichthalbleitern mit einer aushärtbaren Organopolysiloxan-Zusammensetzung, die ein Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen aufweist, ein Organohydrogenpolysiloxan und einen Additionsreaktionskatalysator umfasst.
JP 2009-292928 A (Patentdokument 8) beschreibt wärmeleitende Silikonzusammensetzungen, die ein geradkettiges Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen pro Molekül aufweist, ein Organohydrogenpolysiloxan, das nur M-Einheiten, D-Einheiten und T-Einheiten umfasst, und ein geradkettiges Organohydrogenpolysiloxan umfassen. JP 10-231428 A (Patentdokument 9) beschreibt im Vergleichsbeispiel 3 eine Zusammensetzung, die 100 Gewichtsteile eines Dimethylpolysiloxans, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylvinylsilylgruppen abgeschlossen sind, und 1,6 Gewichtsteile einer verzweigten Hydrogenpolysiloxanverbindung umfasst.
Zum Bilden eines ausgehärteten Materials aus aushärtbaren Silikonzusammensetzungen, die durch eine Hydrosilylierungsreaktion ausgehärtet werden, kann jedoch ein Wärmeaushärten bei einer hohen Temperatur für eine lange Zeit erforderlich sein. Beispielsweise erwähnen die Beispiele der vorstehend diskutierten Patentdokumente 2, 3, 5, 6 und 7, dass die aushärtbaren Silikonzusammensetzungen durch Erwärmen bei 150 °C für mindestens 1 Stunde ausgehärtet wurden. Diese lange Aushärtungszeit führt zu einer verminderten Produktivität. Darüber hinaus kann, wenn ein Erwärmen für eine lange Zeit bei einer hohen Temperatur zum Aushärten einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung erforderlich ist, die elektronische Vorrichtung, auf der die aushärtbare Silikonzusammensetzung verwendet wird, durch Erwärmen beschädigt werden. Aufgrund dessen besteht ein Bedarf für aushärtbare Silikonzusammensetzungen, die in einer kurzen Zeit bei einer niedrigen Temperatur ausgehärtet werden können. Eine Erhöhung der Menge des Hydrosilylierungskatalysators könnte als ein Weg zum Aushärten von aushärtbaren Silikonzusammensetzungen in einer kurzen Zeit bei einer niedrigen Temperatur in Betracht gezogen werden. Wenn jedoch eine große Menge eines Hydrosilylierungskatalysators in einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung vorliegt, tritt eine ausgeprägte Färbung des ausgehärteten Materials auf und es kann gegebenenfalls nicht für Anwendungen eingesetzt werden, die ein transparentes ausgehärtetes Material erfordern, wie z.B. für das Einkapseln von Lichthalbleiterelementen, usw.
Darüber hinaus können aushärtbare Silikonzusammensetzungen, die durch eine Hydrosilylierungsreaktion ausgehärtet werden, während des Härtens einer beträchtlichen Volumenschrumpfung unterliegen. Diese Volumenschrumpfung kann ein Kräuseln von flexiblen Filmen bzw. Folien und eine verminderte Genauigkeit bei der Einstellung der Ebenheit und der Dicke verursachen. Darüber hinaus ist es zum Erhöhen der Verfahrenseffizienz in Verfahren, wie z.B. dem Einkapseln von Lichthalbleiterelementen mit einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung, wichtig, dass die aushärtbare Silikonzusammensetzung eine niedrige Viskosität aufweist. Darüber hinaus ist eine niedrige Viskosität der aushärtbaren Silikonzusammensetzung für Eigenverlaufeigenschaften wichtig, die bei Siebdruckverfahren, usw., erforderlich sind.
[Dokumente des Standes der Technik]
[Patentdokumente]

[Patentdokument 1] JP 2010-174233 A
[Patentdokument 2] JP 2018-131583 A
[Patentdokument 3] JP 2016-155967 A
[Patentdokument 4] JP 2006-328102 A
[Patentdokument 5] WO 2018/062009 A 1
[Patentdokument 6] JP 2016-204423 A
[Patentdokument 7] JP 2015-218233 A
[Patentdokument 8] JP 2009-292928 A
[Patentdokument 9] JP 10-231428 A

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Durch die Erfindung zu lösendes Problem]
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von aushärtbaren Silikonzusammensetzungen, die bei einer niedrigen Temperatur in einer kurzen Zeit ausgehärtet werden können und die eine geringe Volumenschrumpfung während des Aushärtens zeigen, einen niedrigen Katalysatorgehalt und eine niedrige Viskosität aufweisen.
[Mittel zum Lösen des Problems]
Als Ergebnis von konzentrierten Untersuchungen bezüglich des vorstehenden Problems wurde gefunden, dass in aushärtbaren Silikonzusammensetzungen, die durch eine Hydrosilylierungsreaktion ausgehärtet werden, die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch Einbeziehen eines geradkettigen Organopolysiloxans, das mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Alkenylgruppen aufweist, und eines Organohydrogenpolysiloxans, das mindestens zwei Wasserstoffatome, die an ein Siliziumatom gebunden sind, enthält, Beschränken des Gehalts des Organopolysiloxans, das mindestens zwei Siliziumatom-gebundene Alkenylgruppen aufweist, und Festlegen des Verhältnisses der Gesamtmolzahl von Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist, bezogen auf die Gesamtmolzahl von Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist, gelöst wird.
Zum Lösen des vorstehend genannten Problems stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung die nachstehende aushärtbare Silikonzusammensetzung bereit, die eine aushärtbare Silikonzusammensetzung ist, die

(A) ein geradkettiges Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül und eine Menge von Arylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, von ≥0 Mol-% und <5 Mol-% auf der Basis der Gesamtmolzahl von organischen Gruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, aufweist: 89 bis 99 Massen-% auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der vorstehend genannten Zusammensetzung,
(B) ein Organopolysiloxanharz, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist: 0 bis 10 Massen-% auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der vorstehend genannten Zusammensetzung,
(C) ein Organohydrogenpolysiloxanharz, das eine Netzwerk-Molekülstruktur mit mindestens zwei Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (C1) Organohydrogenpolysiloxanharzen, die eine Netzwerk-Molekülstruktur aufweisen, die mindestens zwei Wasserstoffatome, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist, und eine Siloxaneinheit umfassen, die durch SiO_4/2 dargestellt ist (Q-Einheit), und
(C2) Organohydrogenpolysiloxanharzen, die eine Netzwerk-Molekülstruktur aufweisen, die mindestens zwei Wasserstoffatome, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist, eine Siloxaneinheit, die durch R³SiO_3/2 dargestellt ist (T-Einheit), und eine Siloxaneinheit, die durch R³ ₃SiO_1/2 dargestellt ist (M-Einheit), umfassen, und keine Siloxaneinheit, die durch R³ ₂SiO_2/2 dargestellt ist (D-Einheit), oder Siloxaneinheit, die durch SiO_4/2 dargestellt ist (Q-Einheit), umfassen (in den Formeln ist jeder der R³, die identisch oder verschieden sein können, eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung aufweist, oder ein Wasserstoffatom):
- 1 bis 11 Massen-% auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der vorstehend genannten Zusammensetzung, und
(E) einen Hydrosilylierungsreaktionskatalysator umfasst: eine Menge, die eine katalytische Menge ist, von <15 ppm als die Menge von Metallatomen, die in den Katalysator auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der vorstehend genannten Zusammensetzung einbezogen sind, wobei (Gesamtmolzahl von Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist)/(Gesamtmolzahl von Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist) = 1 bis 3.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein ausgehärtetes Material aus einer vorstehend beschriebenen aushärtbaren Silikonzusammensetzung bereit.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt Lichthalbleiter-Einkapselungsmaterialzusammensetzungen bereit, die eine vorstehend beschriebene aushärtbare Silikonzusammensetzung umfassen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt Lichthalbleitervorrichtungen bereit, bei denen die Lichthalbleiterelemente mit einem ausgehärteten Material aus einer vorstehend beschriebenen aushärtbaren Silikonzusammensetzung eingekapselt sind.
Darüber hinaus stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Lichthalbleitervorrichtungen bereit, welches das Einkapseln von Lichthalbleiterelementen mit einem ausgehärteten Material aus einer vorstehend beschriebenen aushärtbaren Silikonzusammensetzung umfasst.
[Effekte der Erfindung]
Die aushärtbaren Silikonzusammensetzungen stellt in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Effekte bereit, dass das Aushärten in einer kurzen Zeit und bei einer niedrigen Temperatur möglich ist, die Viskosität niedrig ist, während des Aushärtens der aushärtbaren Silikonzusammensetzung eine geringe Volumenschrumpfung vorliegt und eine geringe Änderung der Farbe des ausgehärteten Materials vorliegt.
[Vereinfachte Beschreibung der Zeichnungen]

[1] ist eine Querschnittszeichnung einer LED, die ein Beispiel einer Lichthalbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist.

[Modus zur Ausführung der Erfindung]
Der Bestandteil (A) in einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist ein geradkettiges Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül und eine Gesamtmenge von Arylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, von ≥0 Mol-% und <5 Mol-% auf der Basis der Gesamtmolzahl von organischen Gruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, aufweist. Der Bestandteil (A) kann eines der Hauptmittel (Basispolymere) in der Zusammensetzung sein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Menge des Bestandteils (A), der in die aushärtbare Silikonzusammensetzung einbezogen ist, auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der Zusammensetzung 89 bis 99 Massen-% betragen und beträgt vorzugsweise 90 bis 99 Massen-%, mehr bevorzugt 91 bis 99 Massen-% und noch mehr bevorzugt 92 bis 98 Massen-%. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Menge des Bestandteils (A), der in die aushärtbare Silikonzusammensetzung einbezogen ist, auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der vorstehend genannten Zusammensetzung 89 bis 98 Massen-% betragen.
Bezüglich der Angaben „auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der vorstehend genannten Zusammensetzung“ und „(Gesamtmolzahl von Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist)/(Gesamtmolzahl von Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist)“ in dieser Beschreibung umfasst der Begriff „Organopolysiloxan“ geradkettige Organopolysiloxane und Organopolysiloxanharze; und es gibt keine spezielle Beschränkung bezüglich der Struktur der Organopolysiloxane, die durch diesen Begriff „Organopolysiloxan“ festgelegt sind. In dieser Beschreibung fallen der Bestandteil (A) und der Bestandteil (B) in die Kategorie von „Organopolysiloxan mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind“. Darüber hinaus kann ein „Organopolysiloxan mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind“, auch Organopolysiloxane, die von dem Bestandteil (A) und dem Bestandteil (B) verschieden sind, wie z.B. ein geradkettiges Organopolysiloxan mit einer Alkenylgruppe, die an ein Siliziumatom gebunden ist, ein geradkettiges Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül und eine Menge von Arylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, von ≥5 Mol-% auf der Basis der Gesamtmolzahl von organischen Gruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, aufweist, ein Organopolysiloxanharz mit einer Alkenylgruppe, die an ein Siliziumatom gebunden ist, und ein Organopolysiloxan mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, das als Mittel, das eine Haftung verleiht (G), eingesetzt wird, umfassen.
In dieser Beschreibung fallen der Bestandteil (C) und der Bestandteil (D) „geradkettiges Organohydrogenpolysiloxan, das mindestens zwei Wasserstoffatome enthält, die an ein Siliziumatom gebunden sind“, die später diskutiert werden, in die Kategorie von „Organopolysiloxan mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind“. Andererseits kann das „Organopolysiloxan mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind“, auch Organopolysiloxane umfassen, die von dem Bestandteil (C) und Bestandteil (D) verschieden sind, wie z.B. Organohydrogenpolysiloxanharze, die mindestens zwei Wasserstoffatome, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweisen und eine Netzwerk-Molekülstruktur aufweisen, jedoch nicht in die Kategorie von (C1) oder (C2) fallen, Organohydrogenpolysiloxanharze, die mindestens zwei Wasserstoffatome, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweisen, und eine verzweigte (keine Netzwerk-) Molekülstruktur aufweisen, Organohydrogenpolysiloxanharze, die ein Wasserstoffatom enthalten, das an ein Siliziumatom gebunden ist, und geradkettige Organohydrogenpolysiloxane, die ein Wasserstoffatom enthalten, das an ein Siliziumatom gebunden ist.
Beispiele für Alkenylgruppen im Bestandteil (A) umfassen C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. eine Vinylgruppe, Allylgruppe, Butenylgruppe, Pentenylgruppe, Hexenylgruppe, Cyclohexenylgruppe, Heptenylgruppe, Octenylgruppe, Nonenylgruppe, Decenylgruppe, Undecenylgruppe und Dodecenylgruppe; eine Vinylgruppe ist bevorzugt. Darüber hinaus umfassen Beispiele für organische Gruppen, die von Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, verschieden sind, im Bestandteil (A) einwertige C1-12-Kohlenwasserstoffgruppen, die keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung aufweisen; spezifische Beispiele umfassen C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Isopropylgruppe, Butylgruppe, Isobutylgruppe, tert-Butylgruppe, Pentylgruppe, Neopentylgruppe, n-Hexylgruppe, Cyclohexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, Nonylgruppe, Decylgruppe, Undecylgruppe und Dodecylgruppe, C6-12-Arylgruppen, wie z.B. eine Phenylgruppe, Tolylgruppe, Xylylgruppe und Naphthylgruppe, C7-12-Aralkylgruppen, wie z.B. eine Benzylgruppe, Phenethylgruppe und Phenylpropylgruppe, und diese Gruppen, in denen einige oder alle Wasserstoffatome durch ein Halogenatom, wie z.B. ein Fluoratom, Chloratom oder Bromatom, substituiert sind, beispielsweise Halogen-substituierte C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine 3-Chlorpropylgruppe und eine 3,3,3-Fluorpropylgruppe. im Bestandteil (A) beträgt die Menge von Arylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, auf der Basis der Gesamtmolzahl von organischen Gruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, jedoch ≥0 Mol-% und <5 Mol-%, vorzugsweise ≥0 Mol-% und ≤2 Mol-% und mehr bevorzugt 0 Mol-%.
Das geradkettige Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan von Bestandteil (A) kann Alkenylgruppen aufweisen, die an ein Siliziumatom nur an den Enden des Moleküls gebunden sind, kann diese nur in einer Diorganosiloxan-Wiederholungseinheit des Moleküls aufweisen oder kann diese sowohl am Ende des Moleküls als auch in einer Diorganosiloxan-Wiederholungseinheit des Moleküls aufweisen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das geradkettige Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan des Bestandteils (A) Alkenylgruppen auf, die an ein Siliziumatom nur an beiden Enden des Moleküls gebunden sind.
Beispielsweise kann das geradkettige Alkenylgruppe-enthaltende Organopolysiloxan des Bestandteils (A) durch die allgemeine Formel: R¹ ₃SiO(R¹ ₂SiO)_nSiR¹ ₃ dargestellt werden.
In der Formel sind die R¹ identische oder verschiedene einwertige Kohlenwasserstoffgruppen; spezifische Beispiele umfassen C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Isopropylgruppe, Butylgruppe, Isobutylgruppe, tert-Butylgruppe, Pentylgruppe, Neopentylgruppe, n-Hexylgruppe, Cyclohexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, Nonylgruppe, Decylgruppe, Undecylgruppe und Dodecylgruppe; C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. eine Vinylgruppe, Allylgruppe, Butenylgruppe, Pentenylgruppe, Hexenylgruppe, Cyclohexenylgruppe, Heptenylgruppe, Octenylgruppe, Nonenylgruppe, Decenylgruppe, Undecenylgruppe und Dodecenylgruppe, C6-12-Arylgruppen, wie z.B. eine Phenylgruppe, Tolylgruppe, Xylylgruppe und Naphthylgruppe; C7-12-Aralkylgruppen wie z.B. eine Benzylgruppe, Phenethylgruppe und Phenylpropylgruppe; und Halogen-substituierte C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine 3-Chlorpropylgruppe und eine 3,3,3-Fluorpropylgruppe. Mindestens zwei R¹ sind jedoch Alkenylgruppen und ≥0 Mol-% und <5 Mol-% aller R¹ sind Arylgruppen. Darüber hinaus ist n in der Formel eine ganze Zahl ≥1 und ist vorzugsweise eine ganze Zahl von 10 bis 1000 und mehr bevorzugt eine ganze Zahl von 30 bis 800.
Beispiele des Bestandteils (A) umfassen ein Dimethylpolysiloxan, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxygruppen abgeschlossen sind, ein Dimethylsiloxan/Methylphenylsiloxan-Copolymer, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxygruppen abgeschlossen sind, ein Dimethylsiloxan/Methylvinylsiloxan-Copolymer, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxygruppen abgeschlossen sind, ein Dimethylsiloxan/Methylvinylsiloxan-Copolymer, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Trimethylsiloxygruppen abgeschlossen sind, und ein Dimethylsiloxan/Methylvinylsiloxan/Methylphenylsiloxan-Copolymer, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Trimethylsiloxygruppen abgeschlossen sind, und Gemische von zwei oder mehr davon. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Bestandteil (A) ein Dimethylpolysiloxan sein, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxygruppen abgeschlossen sind. Ein einzelner Bestandteil (A) kann eingesetzt werden oder zwei oder mehr können zusammen eingesetzt werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Bestandteil (A) ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von ≤200000 auf und weist vorzugsweise ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von ≤150000 und mehr bevorzugt ≤100000 auf. Ein Organopolysiloxan des Bestandteils (A) weist vorzugsweise ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von mindestens 1000 auf und weist mehr bevorzugt ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von mindestens 1500 auf. Die Werte für das Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) und des Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) in dieser Beschreibung sind Werte, die mittels Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von Polystyrolstandards gemessen werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Viskosität des Bestandteils (A) bei 25 °C vorzugsweise im Bereich von 1 bis 200000 mPa · s und mehr bevorzugt im Bereich von 5 bis 100000 mPa · s. Bei der Viskosität von Substanzen in dieser Beschreibung handelt es sich um Viskositäten, die bei 25 °C mit einem Rotationsviskosimeter gemäß JIS K7117-1 gemessen werden.
Der Bestandteil (B) in einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist ein Organopolysiloxanharz, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist. Der Bestandteil (B) kann eines der Hauptmittel (Basispolymere) in der Zusammensetzung sein. Das Organopolysiloxanharz als Bestandteil (B) in der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine Siloxaneinheit, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Siloxaneinheiten, die durch R²SiO_3/2 dargestellt sind (R² ist eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe) (T-Einheiten), und Siloxaneinheiten, die durch SiO_4/2 dargestellt sind (Q-Einheiten), besteht, und es handelt sich um ein Organopolysiloxanharz, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist. Die Molekülstruktur des Organopolysiloxanharzes des Bestandteils (B) kann eine Verzweigungsstruktur oder eine Netzwerkstruktur sein; sie ist vorzugsweise eine Netzwerkstruktur.
Der Bestandteil (B) ist ein optionaler Bestandteil in der aushärtbaren Silikonzusammensetzung: Ein Bestandteil (B) kann einbezogen werden, muss jedoch nicht einbezogen werden. Die Menge des Bestandteils (B) auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der aushärtbaren Silikonzusammensetzung kann 0 bis 10 Massen-% betragen und beträgt vorzugsweise 0 bis 9 Massen-% und mehr bevorzugt 0 bis 8 Massen-%. Wenn die Menge des Bestandteils (B) in der Zusammensetzung auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, 20 Massen-% übersteigt, wird das Aushärten der Zusammensetzung langsam.
Spezifische Beispiele für R² als eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe umfassen C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Isopropylgruppe, Butylgruppe, Isobutylgruppe, tert-Butylgruppe, Pentylgruppe, Neopentylgruppe, n-Hexylgruppe, Cyclohexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, Nonylgruppe, Decylgruppe, Undecylgruppe und Dodecylgruppe; C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. eine Vinylgruppe, Allylgruppe, Butenylgruppe, Pentenylgruppe, Hexenylgruppe, Cyclohexenylgruppe, Heptenylgruppe, Octenylgruppe, Nonenylgruppe, Decenylgruppe, Undecenylgruppe und Dodecenylgruppe, C6-12-Arylgruppen, wie z.B. eine Phenylgruppe, Tolylgruppe, Xylylgruppe und Naphthylgruppe; C7-12-Aralkylgruppen, wie z.B. eine Benzylgruppe, Phenethylgruppe und Phenylpropylgruppe; und diese Gruppen, in denen einige oder alle Wasserstoffatome durch ein Halogenatom, wie z.B. ein Fluoratom, Chloratom oder Bromatom, substituiert sind, beispielsweise Halogen-substituierte C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine 3-Chlorpropylgruppe und eine 3,3,3-Fluorpropylgruppe.
Beispiele für Alkenylgruppen, die in den Bestandteil (B) einbezogen sind, umfassen C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. eine Vinylgruppe, Allylgruppe, Butenylgruppe, Pentenylgruppe, Hexenylgruppe, Cyclohexenylgruppe, Heptenylgruppe, Octenylgruppe, Nonenylgruppe, Decenylgruppe, Undecenylgruppe und Dodecenylgruppe; eine Vinylgruppe ist bevorzugt.
In einer Ausführungsform ist der Bestandteil (B) ein Organopolysiloxanharz, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist, und wird durch die nachstehende durchschnittliche Zusammensetzungsformel: (R² ₃SiO_1/2)_p(R² ₂SiO_2/2)_q(R²SiO_3/2)_r(SiO_4/2)_s(RO_1/2)_t dargestellt.
In der Formel ist jeder der R², die gleich oder verschieden sein können, eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, bei der mindestens zwei R² pro Molekül Alkenylgruppen sind; R ist ein Wasserstoffatom oder eine C1-10-Alkylgruppe; p, q, r, s und t stellen die jeweiligen molaren Anteile dar und die Zahlen erfüllen die folgenden Beziehungen: 0 ≤ p, 0 ≤ q, 0 ≤ r, 0 ≤s, 0≤t≤ 0,1, wobei r + s ≥ 0 ist und p + q + r + s + t = 1.
Vorzugsweise sind 0 ≤ p ≤ 0,8, 0 ≤ q ≤ 0,5, 0 ≤ r ≤ 0,8, 0 ≤ s ≤ 0,8, 0,1 ≤ r + s ≤ 0,8 und p + q + r + s + t = 1. Mehr bevorzugt ist 0,2 ≤ r + s ≤ 0,7, noch mehr bevorzugt ist r + s ≥0,3 und besonders bevorzugt ist r + s ≥0,35.
Spezifische Beispiele für R² als eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe umfassen C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Isopropylgruppe, Butylgruppe, Isobutylgruppe, tert-Butylgruppe, Pentylgruppe, Neopentylgruppe, n-Hexylgruppe, Cyclohexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, Nonylgruppe, Decylgruppe, Undecylgruppe und Dodecylgruppe; C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. eine Vinylgruppe, Allylgruppe, Butenylgruppe, Pentenylgruppe, Hexenylgruppe, Cyclohexenylgruppe, Heptenylgruppe, Octenylgruppe, Nonenylgruppe, Decenylgruppe, Undecenylgruppe und Dodecenylgruppe, C6-12-Arylgruppen, wie z.B. eine Phenylgruppe, Tolylgruppe, Xylylgruppe und Naphthylgruppe; C7-12-Aralkylgruppen, wie z.B. eine Benzylgruppe, Phenethylgruppe und Phenylpropylgruppe; und diese Gruppen, in denen einige oder alle Wasserstoffatome durch ein Halogenatom, wie z.B. ein Fluoratom, Chloratom oder Bromatom, substituiert sind, beispielsweise Halogen-substituierte C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine 3-Chlorpropylgruppe und eine 3,3,3-Fluorpropylgruppe. Einwertige Kohlenwasserstoffgruppen als R², die von Alkenylgruppen verschieden sind, sind vorzugsweise eine Methylgruppe oder Phenylgruppe und mehr bevorzugt eine Methylgruppe.
Beispiele für Alkenylgruppen, die in den Bestandteil (B) in der vorstehenden Formel einbezogen werden können, umfassen C2-12-Alkenylgruppen, wie z.B. eine Vinylgruppe, Allylgruppe, Butenylgruppe, Pentenylgruppe, Hexenylgruppe, Cyclohexenylgruppe, Heptenylgruppe, Octenylgruppe, Nonenylgruppe, Decenylgruppe, Undecenylgruppe und Dodecenylgruppe; eine Vinylgruppe ist bevorzugt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Bestandteil (B) durch die Formel: (R² ₃SiO_1/2)_p1 (SiO_4/2)_s1 dargestellt.
In der Formel sind die R² die vorstehenden einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen und mindestens zwei R² sind Alkenylgruppen; p1 + s1 = 1, vorzugsweise 0,02 s p1 ≤ 0,8 und 0,2 ≤ s1 ≤ 0,98 und mehr bevorzugt 0,5 ≤ p1 ≤ 0,7 und 0,3 ≤ s1 ≤ 0,5.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Bestandteil (B) durch die Formel: (R² ₃SiO_1/2)_p2(R² ₂SiO_2/2)_q2(R²SiO_3/2)r2 dargestellt.
In der Formel sind die R² die vorstehenden einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen, mindestens zwei R² sind Alkenylgruppen und p2, q2 und r2 sind 0 ≤ p2 ≤ 0,8, 0 ≤ q2 ≤ 0,5 bzw. 0,1 ≤ r2 ≤ 0,9 und die Zahlen erfüllen p2 + q2 + r2 = 1.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Organopolysiloxanharz des Bestandteils (B) bei 25 °C im flüssigen Zustand vorliegen oder kann bei 25 °C im festen Zustand vorliegen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das Organopolysiloxanharz des Bestandteils (B) bei 25 °C im festen Zustand vor.
Der Bestandteil (C) in einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist ein Organohydrogenpolysiloxanharz, das eine Netzwerk-Molekülstruktur mit mindestens zwei Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist, das aus der nachstehenden Gruppe, bestehend aus (C1) und (C2), ausgewählt ist:

(C1) Organohydrogenpolysiloxanharze, die eine Netzwerk-Molekülstruktur mit mindestens zwei Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweisen und eine Siloxaneinheit umfassen, die durch SiO_4/2 dargestellt ist (Q-Einheit), und
(C2) Organohydrogenpolysiloxanharze, die eine Netzwerk-Molekülstruktur mit mindestens zwei Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweisen, eine Siloxaneinheit, die durch R³SiO_3/2 dargestellt ist (T-Einheit), und eine Siloxaneinheit, die durch R³ ₃SiO_1/2 dargestellt ist (M-Einheit), umfassen und keine Siloxaneinheit, die durch R³ ₂SiO_2/2 dargestellt ist (D-Einheit) oder Siloxaneinheit, die durch SiO_4/2 dargestellt ist (Q-Einheit), umfassen (in den Formeln ist jeder der R³, die gleich oder verschieden sein können, eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung aufweist, oder ein Wasserstoffatom).

Der Bestandteil (C) kann in der Zusammensetzung als Vernetzungsmittel wirken. In einer Ausführungsform weist das Organohydrogenpolysiloxanharz des Bestandteils (C) keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung auf. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Menge des Bestandteils (C), der in die aushärtbare Silikonzusammensetzung einbezogen ist, auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der Zusammensetzung 1 bis 11 Massen-% betragen und beträgt vorzugsweise 1 bis 5 Massen-%, mehr bevorzugt 2 bis 5 Massen-% und noch mehr bevorzugt 3 bis 4 Massen-%.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Organohydrogenpolysiloxanharz (C1), das eine Netzwerk-Molekülstruktur mit mindestens zwei Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist und eine Siloxaneinheit umfasst, die durch SiO_4/2 dargestellt ist (Q-Einheit), durch die nachstehende durchschnittliche Zusammensetzungsformel dargestellt: (R³ ₃SiO_1/2)_u(R³ ₂SiO_2/2)_v(R³SiO_3/2)_w(SiO_4/2)_x(R⁴O_1/2)_y.
In der Formel ist jeder der R³, die identisch oder verschieden sein können, eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung aufweist, oder ein Wasserstoffatom, wobei mindestens zwei R³ pro Molekül Wasserstoffatome sind; R⁴ ist ein Wasserstoffatom oder eine C1-10-Alkylgruppe; u, v, w, x und y stellen die jeweiligen molaren Anteile dar und die Zahlen erfüllen die folgenden Beziehungen: 0 ≤ u, 0 ≤ v, 0 ≤ w, 0 <x,0≤y≤0,10,wobei u+v+w+x+y=1.
Vorzugsweise sind 0,1 ≤ u ≤ 0,8, 0 ≤v ≤ 0,5, 0 ≤w < 0,8, 0 <x ≤0,8, 0 ≤ y ≤ 0,1, 0,1 ≤w + x ≤ 0,8 und u + v + w + x + y = 1. Mehr bevorzugt ist 0,2 ≤ w + x ≤ 0,6, noch mehr bevorzugt ist w + x ≥0,3 und besonders bevorzugt >0,35.
In einer Ausführungsform wird ein Organohydrogenpolysiloxanharz (C2), das eine Netzwerk-Molekülstruktur mit mindestens zwei Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist, eine Siloxaneinheit, die durch R³SiO_3/2 dargestellt ist (T-Einheit), und eine Siloxaneinheit, die durch R³ ₃SiO_1/2 dargestellt ist (M-Einheit), umfasst und keine Siloxaneinheit, die durch R³ ₂SiO_2/2 dargestellt ist (D-Einheit) oder Siloxaneinheit, die durch SiO_4/2 dargestellt ist (Q-Einheit), umfasst (in den Formeln ist jeder der R³, die gleich oder verschieden sein können, eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung aufweist, oder ein Wasserstoffatom), durch die folgende durchschnittliche Zusammensetzungsformel dargestellt: (R³ ₃SiO_1/2)_u(R³SiO_3/2)_w(R⁴O_1/2)_y.
In der Formel ist jeder der R³, die identisch oder verschieden sein können, eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung aufweist, oder ein Wasserstoffatom, wobei mindestens zwei R³ pro Molekül Wasserstoffatome sind; R⁴ ist ein Wasserstoffatom oder eine C1-10-Alkylgruppe; u, w und y stellen die jeweiligen molaren Anteile dar und die Zahlen erfüllen die folgenden Beziehungen: 0 < u, 0 < v, 0 ≤ y ≤ 0,10, wobei u + w + y = 1.
Vorzugsweise sind 0,1 ≤ u ≤ 0,8, 0 ≤ v ≤ 0,5, 0 ≤w < 0,8, 0 <x ≤ 0,8, 0 ≤y ≤ 0,1, 0,1 ≤w + x≤ 0,8 und u + v + w + x + y = 1. Mehr bevorzugt ist 0,2 ≤ w + x ≤ 0,6, noch mehr bevorzugt ist w + x ≥0,3 und besonders bevorzugt ≥0,35.
Spezifische Beispiele für einwertige Kohlenwasserstoffgruppen als R³ umfassen C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Isopropylgruppe, Butylgruppe, Isobutylgruppe, tert-Butylgruppe, Pentylgruppe, Neopentylgruppe, n-Hexylgruppe, Cyclohexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, Nonylgruppe, Decylgruppe, Undecylgruppe und Dodecylgruppe; C6-12-Arylgruppen, wie z.B. eine Phenylgruppe, Tolylgruppe, Xylylgruppe und Naphthylgruppe; C7-12-Aralkylgruppen, wie z.B. eine Benzylgruppe, Phenethylgruppe und Phenylpropylgruppe; und diese Gruppen, in denen einige oder alle Wasserstoffatome durch ein Halogenatom, wie z.B. ein Fluoratom, Chloratom oder Bromatom, substituiert sind, beispielsweise Halogen-substituierte C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine 3-Chlorpropylgruppe und eine 3,3,3-Fluorpropylgruppe. Einwertige Kohlenwasserstoffgruppen als R³ sind vorzugsweise eine Methylgruppe oder eine Phenylgruppe und mehr bevorzugt eine Methylgruppe.
R⁴ist vorzugsweise ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe, wobei OR⁴ in diesen Fällen eine Hydroxylgruppe, eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Organohydrogenpolysiloxanharz des Bestandteils (C) durch die Formel: (R³ ₃SiO_1/2)_u1 (SiO_4/2)_x1 dargestellt.
In der Formel sind die R³ eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe oder ein Wasserstoffatom und mindestens zwei R³ sind Alkenylgruppen; sind Wasserstoffatome und u1 + x1 = 1; vorzugsweise 0,1 ≤ u1 ≤ 0,8 und 0,2 ≤ x1 ≤ 0,9 und mehr bevorzugt 0,5 ≤ u1 ≤ 0,7 und 0,3 ≤ x1 ≤ 0,5.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Organohydrogenpolysiloxanharz des Bestandteils (C) durch die Formel: (R³ ₃SiO_1/2)_u2(R³SiO_3/2)_w2 dargestellt.
In der Formel sind die R³ eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe oder ein Wasserstoffatom, und mindestens zwei R³ sind Wasserstoffatome und u2 und w2 sind 0,1 ≤ u2 ≤ 0,9 bzw. 0,1 ≤ w2 ≤ 0,9, und die Zahlen erfüllen u2 + w2 = 1.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Viskosität des Organohydrogenpolysiloxanharzes des Bestandteils (C) bei 25 °C im Bereich von 0,1 bis 10000 mPa · s, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 5000 mPa · s und mehr bevorzugt im Bereich von 1 bis 1000 mPa · s. Es kann ein einzelner Bestandteil (C) verwendet werden oder zwei oder mehr können zusammen verwendet werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Organohydrogenpolysiloxanharz des Bestandteils (C) ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) von ≥500 auf, weist vorzugsweise Mw ≥550 auf und weist mehr bevorzugt Mw ≥700 auf. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Organohydrogenpolysiloxanharz des Bestandteils (C) vorzugsweise Mw ≤100000 auf und weist mehr bevorzugt Mw ≤10000 auf.
Eine aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann als optionalen Bestandteil (D) ein geradkettiges Organohydrogenpolysiloxan umfassen, das mindestens zwei Wasserstoffatome, die an ein Siliziumatom gebunden sind, enthält. Der Bestandteil (D) kann in der Zusammensetzung als Vernetzungsmittel wirken. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Menge des Bestandteils (D), der in die aushärtbare Silikonzusammensetzung einbezogen ist, auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der Zusammensetzung vorzugsweise 0 bis 10 Massen-% und mehr bevorzugt 0 bis 5 Massen-%. In einer Ausführungsform umfasst die aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung keinen Bestandteil (D). In einer Ausführungsform weist das geradkettige Organohydrogenpolysiloxan des Bestandteils (D) keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung auf.
Beispiele für organische Gruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem Bestandteil (D) umfassen einwertige C1-12-Kohlenwasserstoffgruppen, die keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung aufweisen, und spezifische Beispiele umfassen C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Isopropylgruppe, Butylgruppe, Isobutylgruppe, tert-Butylgruppe, Pentylgruppe, Neopentylgruppe, n-Hexylgruppe, Cyclohexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, Nonylgruppe, Decylgruppe, Undecylgruppe und Dodecylgruppe; C6-12-Arylgruppen, wie z.B. eine Phenylgruppe, Tolylgruppe, Xylylgruppe und Naphthylgruppe; C7-12-Aralkylgruppen, wie z.B. eine Benzylgruppe, Phenethylgruppe und Phenylpropylgruppe; und diese Gruppen, in denen einige oder alle Wasserstoffatome durch ein Halogenatom, wie z.B. ein Fluoratom, Chloratom oder Bromatom, substituiert sind, beispielsweise Halogen-substituierte C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine 3-Chlorpropylgruppe und eine 3,3,3-Fluorpropylgruppe.
Das geradkettige Organohydrogenpolysiloxan des Bestandteils (D) kann ein Wasserstoffatom, das an ein Siliziumatom gebunden ist, nur an einem bzw. an Ende(n) des Moleküls aufweisen, kann diese nur in einer Diorganosiloxan-Wiederholungseinheit des Moleküls aufweisen oder kann diese sowohl am Ende des Moleküls und als auch in einer Diorganosiloxan-Wiederholungseinheit des Moleküls aufweisen. In einer Ausführungsform weist das geradkettige Organohydrogenpolysiloxan des Bestandteils (D) ein Wasserstoffatom, das an ein Siliziumatom gebunden sind, nur an beiden Enden des Moleküls auf.
Das geradkettige Organohydrogenpolysiloxan des Bestandteils (D) kann beispielsweise durch die allgemeine Formel: R⁵ ₃SiO(R⁵ ₂SiO)_nSiR⁵ ₃ dargestellt werden.
In der Formel ist jeder der R⁵, die gleich oder verschieden sein können, eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung aufweist, oder ein Wasserstoffatom, wobei mindestens zwei R⁵ pro Molekül Wasserstoffatome sind. Spezifische Beispiele für einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, die keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung aufweisen, umfassen C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Isopropylgruppe, Butylgruppe, Isobutylgruppe, tert-Butylgruppe, Pentylgruppe, Neopentylgruppe, n-Hexylgruppe, Cyclohexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, Nonylgruppe, Decylgruppe, Undecylgruppe und Dodecylgruppe; C6-12-Arylgruppen, wie z.B. eine Phenylgruppe, Tolylgruppe, Xylylgruppe und Naphthylgruppe; C7-12-Aralkylgruppen, wie z.B. eine Benzylgruppe, Phenethylgruppe und Phenylpropylgruppe; und diese Gruppen, in denen einige oder alle der Wasserstoffatome durch ein Halogenatom, wie z.B. ein Fluoratom, Chloratom oder Bromatom, substituiert sind, beispielsweise Halogen-substituierte C1-12-Alkylgruppen, wie z.B. eine 3-Chlorpropylgruppe und eine 3,3,3-Fluorpropylgruppe. Darüber hinaus ist in der Formel n eine ganze Zahl ≥1 und ist vorzugsweise eine ganze Zahl von 10 bis 1000 und mehr bevorzugt 30 bis 800.
Beispiele des Bestandteils (D) umfassen ein Dimethylpolysiloxan, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylhydrogensiloxygruppen abgeschlossen sind, ein Dimethylsiloxan/Methylphenylsiloxan-Copolymer, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylhydrogensiloxygruppen abgeschlossen sind, ein Dimethylsiloxan/Methylhydrogensiloxan-Copolymer, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylhydrogensiloxygruppen abgeschlossen sind, ein Dimethylsiloxan/Methylhydrogensiloxan-Copolymer, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Trimethylsiloxygruppen abgeschlossen sind, und ein Dimethylsiloxan/Methylhydrogensiloxan/Methylphenylsiloxan-Copolymer, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Trimethylsiloxygruppen abgeschlossen sind, und Gemische von zwei oder mehr davon. In einer Ausführungsform kann der Bestandteil (D) ein Dimethylpolysiloxan sein, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylhydrogensiloxygruppen abgeschlossen sind. Es kann ein einzelner Bestandteil (D) verwendet werden oder zwei oder mehr können zusammen verwendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das geradkettige Organohydrogenpolysiloxan des Bestandteils (D) eine Viskosität bei 25 °C im Bereich von 1 bis 10000 mPa · s, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5000 mPa · s und mehr bevorzugt im Bereich von 3 bis 1000 mPa · s auf.
In der vorliegenden Erfindung liegt das Verhältnis von „Gesamtmolzahl von Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist“, bezogen auf die „Gesamtmolzahl von Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist“, im Bereich von 1 bis 3, und folglich ist [(Gesamtmolzahl von Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist)/(Gesamtmolzahl von Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist) = 1 bis 3]. Dieses Verhältnis beträgt mehr bevorzugt 1 bis 2 und noch mehr bevorzugt 1 bis 1,5. Wenn dieses Verhältnis kleiner als 1 ist, wird die Aushärtungszeit der Zusammensetzung bei einer niedrigen Temperatur lang.
Der Hydrosilylierungsreaktionskatalysator (E) in der vorliegenden Erfindung ist ein Bestandteil, der als Katalysator zur Beschleunigung der Additionsreaktion(en) zwischen den Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem Bestandteil (A) und (wenn dieser vorliegt) dem Bestandteil (B), die vorstehend genannt worden sind, und den Wasserstoffatomen, die an Siliziumatome gebunden sind, in dem Bestandteil (C) und (wenn dieser vorliegt) dem Bestandteil (D), die vorstehend genannt worden sind. Der Bestandteil (E) ist ein Katalysator der Platinmetallgruppe und kann ein oder mehr Metall(e) der Platingruppe umfassen, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Platin, Rhodium, Ruthenium, Palladium, Osmium und Iridium. In einer Ausführungsform können ein Katalysator auf Platinbasis, ein Katalysator auf Rhodiumbasis und ein Katalysator auf Palladiumbasis als Beispiele für Katalysatoren der Platinmetallgruppe genannt werden. Der Katalysator der Platinmetallgruppe ist vorzugsweise ein Katalysator auf Platinbasis. Beispiele für Katalysatoren auf Platinbasis umfassen fein gepulvertes Platin, Chloroplatinsäure, alkoholische Lösungen von Chloroplatinsäure, Platin-Alkenylsiloxan-Komplexe, Platin-Olefin-Komplexe und Platin-Carbonyl-Komplexe. Beispiele für Alkenylsiloxane in Platin-Alkenylsiloxan-Komplexen umfassen 1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan, 1,3,5,7-Tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclotetrasiloxan, Alkenylsiloxane, wobei einige der Methylgruppen in den Alkenylsiloxanen durch eine Ethylgruppe und/oder Phenylgruppe ersetzt sind, usw., und Alkenylsiloxane, wobei einige der Vinylgruppen in diesen Alkenylsiloxanen durch eine Allylgruppe und/oder eine Hexenylgruppe ersetzt sind, usw.
Die Menge des Bestandteils (E) in der Zusammensetzung ist eine Menge, die eine katalytische Menge von <15 ppm als die Menge von Metallatomen ist, die in den Katalysator auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der Zusammensetzung einbezogen ist. Die Menge des Katalysators in dieser Beschreibung ist eine Menge, die dem Katalysator das Katalysieren der Hydrosilylierungsreaktion ermöglicht. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Menge von Katalysatormetallatomen, die in den Bestandteil (E) in der Zusammensetzung einbezogen sind, als die Menge von Metallatomen, die in den Katalysator auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der Zusammensetzung vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 15 ppm und mehr bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 10 ppm. Mit der Maßgabe, dass die Menge des Bestandteils (E) innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, kann eine Färbung des ausgehärteten Materials, das aus der aushärtbaren Silikonzusammensetzung ausgebildet ist, verhindert werden. Abgesehen von den Bestandteilen (A), (C) und (E) und den optionalen Bestandteilen (B) und (D), die vorstehend genannt worden sind, kann eine Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung auch weitere spezifische Bestandteile innerhalb von Bereichen umfassen, die das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die aushärtbare Silikonzusammensetzung (F) ein Hydrosilylierungsreaktionseinstellmittel (F) enthalten, um die Aushärtungsgeschwindigkeit der aushärtbaren Silikonzusammensetzung in einer geeigneten Weise einzustellen. Beispiele für Hydrosilylierungseinstellmittel als Bestandteil (F) umfassen silylierte Acetylenverbindungen, wie z.B. Methyltris(3-methyl-1-butin-3-oxy)silan, Methylvinylbis(3-methyl-1-butin-3-oxy)silan und Trimethyl(cyclohexyl-1-ethin-1-oxy)silan, Alkinalkohole, wie z.B. 1-Ethinylcyclohexanol, 2-Methyl-3-butin-2-ol, 3,5-Dimethyl-1-hexin-2-ol und 2-Phenyl-3-butin-2-ol, Enin-Verbindungen, wie z.B. 3-Methyl-3-penten-1-in und 3,5-Dimethyl-1-hexen-1-in, Alkenylcyclosiloxanverbindungen, wie z.B. 1,3,5,7-Tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclotetrasiloxan und 1,3,5,7-Tetramethyl-1,3,5,7-tetrahexenylcyclotetrasiloxan, und Benzotriazol. Obwohl in der vorliegenden Erfindung bezüglich des Gehalts des Bestandteils (F) keine spezielle Beschränkung besteht, liegt er vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 3 Gewichtsteilen in insgesamt 100 Massenteilen des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der Zusammensetzung.
Darüber hinaus kann in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die aushärtbare Silikonzusammensetzung auch ein Haftung-verleihendes Mittel (G) enthalten, um die Haftung des ausgehärteten Materials an dem Substrat, mit dem es während des Aushärtens in Kontakt ist, zu verstärken. Als Bestandteil (G) ist eine Organosiliziumverbindung bevorzugt, die pro Molekül mindestens eine einwertige organische Gruppe aufweist, die eine Alkoxygruppe oder eine Epoxygruppe enthält, die an ein Siliziumatom gebunden ist. Beispiele für eine Alkoxygruppe umfassen hier eine Methoxygruppe, Ethoxygruppe, Propoxygruppe, Butoxygruppe und Methoxyethoxygruppe; eine Methoxygruppe ist besonders bevorzugt. Entsprechend umfassen Beispiele für die Epoxygruppe-enthaltenden einwertigen organischen Gruppen Glycidoxyalkylgruppen, wie z.B. eine 3-Glycidoxypropylgruppe und eine 4-Glycidoxybutylgruppe, Epoxycycloalkylalkylgruppen, wie z.B. eine 2-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethylgruppe und eine 3-(3,4-Epoxycyclohexyl)propylgruppe, und Oxiranylalkylgruppen, wie z.B. eine 4-Oxiranylbutylgruppe und eine 8-Oxiranyloctylgruppe; eine Glycidoxyalkylgruppe ist besonders bevorzugt. Beispiele für Gruppen, die von einwertigen organischen Gruppen, die eine Alkoxygruppe oder Epoxygruppe enthalten, die an ein Siliziumatom gebunden ist, verschieden sind, umfassen substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, wie z.B. Alkylgruppen, Alkenylgruppen, Arylgruppen, Aralkylgruppen und Halogenalkylgruppen, Acrylgruppe-enthaltende einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, wie z.B. eine 3-Methacryloxypropylgruppe, und ein Wasserstoffatom. Diese Organosiliziumverbindung weist vorzugsweise (a) eine Siliziumatom-gebundene Alkenylgruppe oder ein Siliziumatom-gebundenes Wasserstoffatom auf. Darüber hinaus weist diese Organosiliziumverbindung vorzugsweise mindestens eine Epoxygruppe-enthaltende einwertige Kohlenwasserstoffgruppe pro Molekül auf, da dies eine gute Haftung für verschiedene Arten eines Substrats verleihen kann. Organosilanverbindungen, Organosiloxanoligomere und Alkylsilikate sind Beispiele für solche Organosiliziumverbindungen. Die Molekülstruktur der Organosiloxanoligomere oder Alkylsilikate kann hier z.B. die Form von geradkettig, geradkettig mit einer Verzweigung, verzweigt, cyclisch oder eines Netzwerks aufweisen; jedoch ist eine geradkettige Form, verzweigte Form oder Netzwerkform besonders bevorzugt. Spezifische Beispiele für solche Organosiliziumverbindungen umfassen Silanverbindungen, wie z.B. 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 2-(3,4-Epoxycydohexy))ethy!trimethoxysiian, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Siloxanverbindungen, die mindestens eine Siliziumatom-gebundene Alkenylgruppe oder ein Siliziumatom-gebundenes Wasserstoffatom und eine Siliziumatom-gebundene Alkoxygruppe pro Molekül aufweisen, Gemische einer Silanverbindung oder Siloxanverbindung, die mindestens eine Siliziumatom-gebundene Alkoxygruppe pro Molekül aufweist, und einer Siloxanverbindung, die mindestens eine Siliziumatom-gebundene Hydroxylgruppe und Siliziumatom-gebundene Alkenylgruppe pro Molekül aufweist, Methylpolysilikat, Ethylpolysilikat, Epoxygruppe-enthaltendes Ethylpolysilikat und ein Organopolysiloxan, das eine Epoxygruppe und eine Alkenylgruppe enthält, das durch die durchschnittliche Zusammensetzungsformel: R⁶ _hR⁷ _iSiO(_4-h-i)/2 dargestellt wird.
In diesen Organopolysiloxanen, die eine Epoxygruppe und eine Alkenylgruppe enthalten, ist R⁶ in der Formel eine Epoxygruppe-enthaltende einwertige organische Gruppe, wobei Beispiele dafür die gleichen Gruppen umfassen, wie sie vorstehend genannt worden sind; es ist vorzugsweise eine Glycidoxyalkylgruppe. Ferner ist R⁷ eine C1-12-Alkylgruppe, C2-12-Alkenylgruppe, C6-12-Arylgruppe oder C7-12-Aralkylgruppe, wobei Beispiele dafür die gleichen Gruppen umfassen, wie sie vorstehend genannt worden sind. Dabei handelt es sich bei ≥1 Mol-% von allen R⁷ um (eine) Alkenylgruppe(n), und vorzugsweise handelt es ich bei ≥3 Mol-% oder >10 Mol-% um (eine) Alkenylgruppe(n). Bei mindestens 3 Mol-% oder mindestens 10 Mol-% aller R⁷ handelt es sich vorzugsweise um (eine) Phenylgruppe(n). h ist eine Zahl innerhalb eines Bereichs von 0,05 bis 1,8 und vorzugsweise eine Zahl innerhalb eines Bereichs von 0,05 bis 0,7 oder eine Zahl innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 0,6. Ferner ist i eine Zahl im Bereich von 0,10 bis 1,80 und ist vorzugsweise eine Zahl im Bereich von 0,20 bis 1,80. Solche Organopolysiloxane, die eine Epoxygruppe und eine Alkenylgruppe enthalten, können durch eine gemeinsame Hydrolyse eines Epoxygruppe-enthaltenden Alkoxysilans und eines Alkenylgruppe-enthaltenden Organosilans hergestellt werden. Es sollte beachtet werden, dass das Epoxygruppe-enthaltende Organopolysiloxan auch eine geringe Menge von Alkoxygruppen enthalten kann, die von dessen Ausgangsmaterial stammen.
Bezüglich des Gehalts des Bestandteils (G) gibt es in der vorliegenden Erfindung keine spezielle Beschränkung. Wenn der Bestandteil (G) ein Organopolysiloxan mit Siliziumatom-gebundenen Alkenylgruppen oder Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen ist, liegt der Gehalt des Bestandteils (G) auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der Zusammensetzung vorzugsweise im Bereich von 0,01 - 10 Mol-%. Wenn der Bestandteil (G) kein Organopolysiloxan mit Siliziumatom-gebundenen Alkenylgruppen oder Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen ist, liegt der Gehalt des Bestandteils (G) pro insgesamt 100 Massenteilen des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der Zusammensetzung vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 10 Mol-%.
Diese Zusammensetzungen können ferner weitere optionale Bestandteile umfassen, die von den vorstehend diskutierten Bestandteilen verschieden sind, mit der Maßgabe, dass sie das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigen. Beispiele für weitere optionale Bestandteile, die in dieser Zusammensetzungen einbezogen werden können, umfassen anorganische Füllstoffe, organische Füllstoffe, Leuchtstoffe, Wärmebeständigkeitsmittel, Farbstoffe, Pigmente, Flammschutzmittel, Zusätze zum Einstellen der Oberflächenspannung für ein Verlaufen während des Siebdruckens (Polydimethylsiloxan (PDMS)-Öl, modifiziertes Öl oder Silankopplungsmittel, usw.), Antioxidationsmittel (Cer, usw.), Witterungsbeständigkeitsmittel und Lösungsmittel.
Anorganische Füllstoffe umfassen Füllstoffe zum Verstärken des Bestandteils (B), die dem ausgehärteten Material eine mechanische Festigkeit verleihen und den Schutz oder die Haftung, usw., verbessern, wie z.B. Kieselpuder, gefälltes Siliziumoxid, Quarzglas, gebranntes Siliziumoxid, Titandioxidpuder, Quarz, Calciumcarbonat, Siliziumdiatomit, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Zinkoxid, Zinkcarbonat und Glaskügelchen, da sie dem ausgehärteten Material eine mechanische Festigkeit verleihen und den Schutz oder die Haftung verbessern. Diese Verstärkungsfüllstoffe können auch mit einem Organoalkoxysilan, wie z.B. Methyltrimethoxysilan, einem Organohalogensilan, wie z.B. Trimethylchlorsilan, einem Organosilazan, wie z.B. Hexamethyldisilazan, oder einem Siloxan-Oligomer, das aus Dimethylsiloxan-Oligomeren, die mit α,ω-Sίίanoίgruppen abgeschlossen sind, Methylphenylsiloxan-Oligomeren, die mit α,ω-Sίίanoίgruppen abgeschlossen sind, Methylvinylsiloxan-Oligomeren, die mit α,ω-Sίίanoίgruppen abgeschlossen sind, usw., ausgewählt ist, oberflächenbehandelt werden. Weitere Verstärkungsfüllstoffe umfassen Faserfüllstoffe, wie z.B. Calciummetasilikat, Kaliumtitanat, Magnesiumsulfat, Zeolith, Zonolith, Aluminiumborat, Steinwolle und Glasfasern.
Anorganische Füllstoffe können auch wärmeleitende Füllstoffe oder elektrisch leitende Füllstoffe sein; wärmeleitende Füllstoffe oder elektrisch leitende Füllstoffe umfassen fein gepulverte Metalle, wie z.B. Gold, Silber, Nickel, Kupfer oder Aluminium, feine Pulver einer fein gepulverten Keramik, von Glas, Quarz oder einem organischen Harz, usw., wobei ein Metall, wie z.B. Gold, Silber, Nickel oder Kupfer, auf deren Oberfläche gasphasenabgeschieden oder plattiert wird, Metallverbindungen, wie z.B. Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumnitrid, Bornitrid und Zinkoxid, Graphit und Gemische von zwei oder mehr davon.
Pigmente umfassen beispielsweise weiße Pigmente und schwarze Pigmente; weiße Pigmente umfassen Metallverbindungen, wie z.B. Titandioxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid und Magnesiumoxid, hohle Füllstoffe, wie z.B. Glasballons und Glaskügelchen, und auch Bariumsulfat, Zinksulfat, Bariumtitanat, Aluminiumnitrid, Bornitrid und Antimonoxid. Ruß kann als schwarzes Pigment genannt werden.
Leuchtstoffe umfassen Substanzen, die verbreitet in Leuchtdioden (LEDs) verwendet werden, wie z.B. Leuchtstoffe, die gelbes, rotes, grünes oder blaues Licht emittieren; Beispiele umfassen Leuchtstoffe auf Oxid-Basis, Leuchtstoffe auf Oxynitrid-Basis, Leuchtstoffe auf Nitrid-Basis, Leuchtstoffe auf Sulfat-Basis und Leuchtstoffe auf Oxysulfid-Basis. Beispiele für Leuchtstoffe des Oxid-Typs umfassen grün-gelbes Licht emittierende Leuchtstoffe des Cerionen-dotierten Yttrium-Aluminium-Granat (YAG)-Typs, gelbes Licht emittierende Leuchtstoffe des Cerionen-dotierten Terbium-Aluminium-Granat (TAG)-Typs und grün-gelbes Licht emittierende Leuchtstoffe des Cer- und Europiumionen-dotierten Silikat-Typs. Beispiele für Leuchtstoffe des Oxynitrid-Typs umfassen rot-grünes Licht emittierende Leuchtstoffe des Europiumionen-dotierten Silizium-Aluminium-Sauerstoff-Stickstoff (SiAlON)-Typs. Beispiele für Leuchtstoffe des Nitrid-Typs umfassen rotes Licht emittierende Leuchtstoffe des Europiumionen-dotierten Calcium-Strontium-Aluminium-Silizium-Stickstoff (CASN)-Typs. Beispiele für Leuchtstoffe des Sulfid-Typs umfassen grünes Licht emittierende Kupferionen- oder Aluminiumionen-dotierte ZnS-Leuchtstoffe. Beispiele für Leuchtstoffe des Oxysulfid-Typs umfassen rotes Licht emittierende Europiumionen-dotierte Y₂O₂S-Leuchtstoffe. Ein einzelner dieser Leuchtstoffe kann eingesetzt werden oder eine Kombination verschiedener Typen kann eingesetzt werden.
Organische Füllstoffe umfassen feine teilchenförmige Silikone, beispielsweise feine teilchenförmige unreaktive Silikonharze und feine teilchenförmige Silikonelastomere. Feine teilchenförmige Silikonelastomere können in verschiedenen Formen vorliegen, wie z.B. rund, abgeflacht und unregelmäßig geformt, jedoch sind sie im Hinblick auf die Dispergierbarkeit vorzugsweise rund, und innerhalb dessen sind sie mehr bevorzugt kugelförmig.
Mit der Maßgabe, dass es keinen nachteiligen Effekt auf das Ziel der Erfindung gibt, gibt es keine Beschränkung bezüglich der Mengen der optionalen Bestandteile. Beispielsweise kann die Zusammensetzung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (einen) Leuchtstoff(e) in einer Menge von 10 bis 80 Massen-% auf der Basis der Gesamtmasse dieser Zusammensetzung umfassen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Zusammensetzung auch einen anorganischen Füllstoff, beispielsweise Titanoxid, in einer Menge von 10 bis 80 Massen-% auf der Basis der Gesamtmasse dieser Zusammensetzung umfassen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Zusammensetzung ein Pigment, beispielsweise Ruß, in einer Menge von 0,01 bis 50 Massen-% auf der Basis der Gesamtmasse dieser Zusammensetzung umfassen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Zusammensetzung Siliziumoxid, beispielsweise Kieselpuder, in einer Menge von 0,01 bis 80 Massen-% auf der Basis der Gesamtmasse dieser Zusammensetzung umfassen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sollte die Menge des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der Zusammensetzung auf der Basis der Gesamtmasse der Zusammensetzung ≥20 Massen-%, ≥40 Massen-%, ≥60 Massen-%, ≥80 Massen-% oder ≥90 Massen-% betragen und sollte ≤97 Massen-% oder ≤99 Massen-% betragen.
Obwohl diese Zusammensetzung ein Aushärten bei Raumtemperatur oder durch Erwärmen fördern wird, ist ein Erwärmen zum Beschleunigen des Aushärtens bevorzugt. Diese Erwärmungstemperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 200 °C, und mehr bevorzugt von 50 bis 90 °C.
Eine aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann als Lichthalbleiter-Einkapselungsmaterial verwendet werden. Folglich stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Lichthalbleiter-Einkapselungsmaterial aus einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung bereit.
Als nächstes wird das ausgehärtete Material der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
Das ausgehärtete Material aus einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es durch Aushärten einer vorstehend beschriebenen aushärtbaren Silikonzusammensetzung gebildet wird. Es gibt keine spezielle Beschränkung bezüglich der Form des ausgehärteten Materials; beispielsweise kann es in der Form einer Lage oder eines Films bzw. einer Folie, usw., vorliegen. Das ausgehärtete Material kann als ein einzelner Gegenstand als solcher gehandhabt werden, kann jedoch in einem Zustand gehandhabt werden, bei dem er ein Lichthalbleiterelement, usw., bedeckt oder einkapselt.
Als nächstes wird eine Lichthalbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
Eine Lichthalbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Lichthalbleiterelement(e) mit einem ausgehärteten Material einer vorstehend beschriebenen aushärtbaren Silikonzusammensetzung eingekapselt ist/sind. Beispiele für solche Lichthalbleitervorrichtungen der vorliegenden Erfindung umfassen Leuchtdioden (LEDs), Optokoppler und ladungsgekoppelte Vorrichtungen (CCDs). Beispiele für Lichthalbleitervorrichtungen umfassen auch Leuchtdiode (LED)-Chips und Festkörperbildgebungselemente.
Eine Querschnittszeichnung einer oberflächenmontierten LED, die ein Beispiel einer Lichthalbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist, ist in der 1 dargestellt. In der LED, die in der 1 gezeigt ist, wird das lichtemittierende Element (LED-Chip) 1 mittels Chipbonden an einem Anschlusskamm 2 angebracht, und dieses lichtemittierende Element (LED-Chip) 1 und der Anschlusskamm 3 werden mit einem Bonddraht 4 einem Drahtbonden unterzogen. Ein Rahmenelement 5 wird um dieses lichtemittierende Element (LED-Chip) 1 angeordnet und das lichtemittierende Element (LED-Chip) 1 wird innerhalb dieses Rahmens 5 mit einem ausgehärteten Material einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung 6 eingekapselt.
In einem Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung der oberflächenmontierten LED, die in der 1 gezeigt ist, wird das lichtemittierende Element (LED-Chip) 1 mittels Chipbonden an einem Anschlusskamm 2 angebracht und dieses lichtemittierende Element (LED-Chip) 1 und der Anschlusskamm 3 werden mit einem Metallbonddraht 4 einem Drahtbonden unterzogen; dann wird eine aushärtbare Silikonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung innerhalb des Rahmenelements 5 gefüllt, das um dieses lichtemittierende Element (LED-Chip) 1 angeordnet ist, worauf durch Erwärmen bei 50 bis 200 °C und vorzugsweise 50 bis 90°C ausgehärtet wird.
[Beispiele]
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mittels Beispielen detaillierter beschrieben; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Beschreibung in den Beispielen beschränkt. Beispiele, Referenzbeispiele und Vergleichsbeispiele für aushärtbare Silikonzusammensetzungen mit den Zusammensetzungen, die in der Tabelle 1 gezeigt sind, wurden unter Verwendung der nachstehenden Bestandteile hergestellt. In den nachstehenden Formeln stellt Me eine Methylgruppe dar, Vi stellt eine Vinylgruppe dar, Ph stellt eine Phenylgruppe dar und Ep stellt eine 3-Glycidoxypropylgruppe dar.
Die folgenden Bestandteile wurden als Bestandteil (A) verwendet.
Bestandteil (A-1)
Dimethylpolysiloxan, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxygruppen abgeschlossen sind, mit der Formel: (Me₂ViSiO_1/2)₂(Me₂SiO_2/2)₄₀
(Vinylgruppengehalt = 1,5 Gew.-%; Viskosität = 60 mPa · s);
Bestandteil (A-2)
Dimethylpolysiloxan, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxygruppen abgeschlossen sind, mit der Formel: (Me₂ViSiO_1/2)₂(Me₂SiO_2/2)₁₅₀
(Vinylgruppengehalt = 0,4 Gew.-%; Viskosität = 380 mPa · s);
Bestandteil (A-3)
Dimethylpolysiloxan, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxygruppen abgeschlossen sind, mit der Formel: (Me₂ViSiO_1/2)₂(Me₂SiO₂₁₂)₃₁₀
(Vinylgruppengehalt = 0,2 Gew.-%; Viskosität = 2000 mPa · s);
Bestandteil (A-4)
Dimethylpolysiloxan, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxygruppen abgeschlossen sind, mit der Formel: (Me₂ViSiO_1/2)₂(Me₂SiO_2/2)_770\
(Vinylgruppengehalt = 0,1 Gew.-%; Viskosität = 43000 mPa · s).
Die folgenden Bestandteile wurden als Bestandteil (B) verwendet.
Bestandteil (B-1)
Vinylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxanharz mit der durchschnittlichen Zusammensetzungsformel: (Me₂ViSiO_1/2)_0,11(Me₃SiO_1/2)_0,34(SiO_4/2)0,55
(Vinylgruppengehalt = 4,2 Gew.-%; bei 25 °C ein Feststoff);
Bestandteil (B-2)
Vinylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxanharz mit der durchschnittlichen Zusammensetzungsformel: (Me₂ViSiO_1/2)_0,06(Me₃SiO_1/2)_0,39(SiO_4/2)_0,55
(Vinylgruppengehalt = 2,4 Gew.-%; bei 25 °C ein Feststoff).
Die folgenden Bestandteile wurden als Bestandteil (C) verwendet.
Bestandteil (C-1)
Vinylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxanharz mit der durchschnittlichen Zusammensetzungsformel: (Me₂HSiO_1/2)_0,62(SiO_4/2)_0,38
(Gehalt von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen = 0,9 Gew.-%, Viskosität = 30 mPa . s, Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) = 1300, Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) = 1700, Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn) = 1,3, mit einer Netzwerk-Molekülstruktur);
Bestandteil (C-2)
Vinylgruppe-enthaltendes Organopolysiloxanharz mit der durchschnittlichen Zusammensetzungsformel: (Me₂HSiO_1/2)_0,60(PhSiO_3/2)_0,40
(Gehalt von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen = 0,65 Gew.-%, Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) = 700, Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) = 750, Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn) = 1,1, mit einer Netzwerk-Molekülstruktur).
Die folgenden Bestandteile wurden als Bestandteil (D) verwendet.
Bestandteil (D-1)
Dimethylpolysiloxan, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxygruppen abgeschlossen sind, mit der Formel: (Me₂HSiO_1/2)₂(Me₂SiO_2/2)₂₀
(Gehalt von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen = 0,1 Gew.-%, Viskosität = 20 mPa · s).
Bestandteil (D-2)
Dimethylpolysiloxan, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxygruppen abgeschlossen sind, mit der Formel: (Me₃SiO_1/2)₂(MeHSiO_2/2)₅₀
(Gehalt von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen = 1,6 Gew.-%; Viskosität = 20 mPa · s).
Bestandteil (D-3)
Methylhydrogenpolysiloxan, bei dem beide Enden der Molekülkette mit Trimethylsiloxygruppen abgeschlossen sind, mit der Formel: (Me₃SiO_1/2)₂(Me₂SiO_2/2)_3,2(MeHSiO_2/2)₅
(Gehalt von Siliziumatom-gebundenen Wasserstoffatomen = 0,8 Gew.-%; Viskosität = 20 mPa · s).
Der folgende Bestandteil wurde als Bestandteil (E) verwendet:

Bestandteil (E-1): 1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan-Lösung eines Platin-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan-Komplexes (Platingehalt = 3 Massen-%)

Es sollte beachtet werden, dass in der Tabelle 1 der Gehalt des Bestandteils (E) als Masse von Platinmetall bezogen auf die Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, angegeben ist (ppm: Teile pro Million).
Der folgende Bestandteil wurde als Bestandteil (F) verwendet.
Bestandteil (F-1): Ethinylcyclohexan-1-ol.
Der folgende Bestandteil wurde als Bestandteil (G) verwendet.
Bestandteil (G-1)
Organopolysiloxan mit der durchschnittlichen Zusammensetzungsformel: (MeViSiO_2/2) ₁ (Me₂SiO_2/2) ₁ (EpSiO_3/2)₁
(Vinylgruppengehalt = 5,5 Gew.-%).
In den Tabellen stellt H/Vi (Gesamtmolzahl von Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist)/(Gesamtmolzahl von Vinylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist) dar.
Die aushärtbaren Silikonzusammensetzungen der verschiedenen Beispiele, Referenzbeispiele und Vergleichsbeispiele wurden durch einheitliches Mischen aller Bestandteile mit den Zusammensetzungen (Massenteilen), die in der Tabelle 1 und der Tabelle 2 gezeigt sind, hergestellt. Die Eigenschaften der so hergestellten aushärtbaren Silikonzusammensetzungen wurden durch die nachstehend angegebenen Verfahren bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben. Es sollte beachtet werden, dass eine leere Eigenschaftsspalte in der Tabelle 1 angibt, dass die jeweilige Eigenschaft für diese Zusammensetzung nicht gemessen worden ist.
[Aushärtungszeit bei 90 °C]
Mit 6 g der aushärtbaren Silikonzusammensetzung in einem Rheometer mit beweglicher Düse (MDR) wurde die Zeit, bis das Drehmoment ein Plateau bei 90 °C erreichte, als die Aushärtungszeit verwendet, wenn die gesamte Zusammensetzung ausgehärtet war. Eine Aushärtungszeit innerhalb von 5 Minuten wurde als geeignet erachtet. In den Tabellen steht „min“ für „Minuten“.
[Viskosität]
Die Viskositäten von jedem der Bestandteile und von jeder der Zusammensetzungen wurden mit einem Rotationsviskosimeter gemäß JIS K7117-1 gemessen: Insbesondere wurden sie bei 25 °C mit einem Anton Paar MCR 302 mit einer 40 mm²-Konusplatte bei einer konstanten Schergeschwindigkeit von 201s gemessen.
[Durchlässigkeit des ausgehärteten Materials]
Ein ausgehärtetes Material mit einer Dicke von 2 mm wurde aus 3 g der aushärtbaren Zusammensetzung, die für 5 Minuten bei 90 °C erwärmt worden ist, unter Verwendung eines Metallformwerkzeugs (10 mm x 50 mm x 2 mm) hergestellt. Die Durchlässigkeit des ausgehärteten Materials (Wellenlänge 450 nm) wurde gemessen. Eine Durchlässigkeit von ≥90 % wurde als geeignet erachtet.
[Aushärtungsschrumpfung]

Ein ausgehärtetes Material wurde aus 30 g der aushärtbaren Zusammensetzung durch Pressen für 5 Minuten bei 90 °C unter Verwendung eines Metallformwerkzeugs (10 cm x 15 cm × 1 mm) hergestellt; dieses ausgehärtete Material wurde auf Umgebungstemperatur abgekühlt und dann wurden die Abmessungen gemessen und die prozentuale Änderung der Abmessungen wurde als Aushärtungsschrumpfung verwendet. Innerhalb von 1 % wurde als geeignet erachtet. Diese Aushärtungsschrumpfung ist der Volumenschrumpfung in der Zusammensetzung während des Aushärtens äquivalent. [Tabelle 1]

			Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6
Zusammensetzungsbestandteil	Bestandteil (A)	(A - 1)	46,0				46,0	46,0
		(A - 2)	48,7	97,8			28,7	49,7
		(A-3)			98,3	97,5
		(A - 4)					20,0
	Bestandteil (B)	(B-1)
	Bestandteil (B)	(B-2)
	Bestandteil (C)	(C-1)	4,7	1,7	1,7		4,7	3,7
	Bestandteil (C)	(C-2)				2,5
	Bestandteil (D)	(D-1)
		(D - 2)
		(D-3)
	Bestandteil (E)	(E-1)	8 ppm	8 ppm	1,5 ppm	0,5 ppm	8 ppm	8 ppm
	Bestandteil (F)	(F-1)	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02
	Bestandteil (G)	(G - 1)	0,5	0,5			0,5	0,5
Eigenschaft	H/Vi		1,3	1	2	2	1,3	1
	Aushärtungszeit bei 90 °C		1 min	2 min	1 min	3 min	2 min	5 min
	Viskosität (mPa · s)		200	300	700	700	800	200
	Durchlässigkeit		Geeignet	Geeignet	Geeignet	Geeignet	Geeignet	Geeignet
	Aushärtungsschrumpfung		0,50 %	0,50 %	0,50 %	0,50 %	0,50 %	0,50 %

[Tabelle 2]

			Referenzbeispiel 7	Referenzbeispiel 8	Referenzbeispiel 9	Referenzbeispiel 10	Referenz-beispiel 11
Zusammensetzungsbestandteil	Bestandteil (A)	(A-1)
		(A - 2)					51,6
		(A-3)	86,4	84,7	80,8	77,6	19,5
		(A-4)
	Bestandteil (B)	(B-1)	10,1	10,1	12,7	15,2	20,0
	Bestandteil (B)	(B-2)
	Bestandteil (C)	(C-1)	3,5
	Bestandteil (C)	(C-2)		5,2	6,0	7,0	8,4
	Bestandteil (D)	(D-1)
		(D-2)
		(D-3)
	Bestandteil (E)	(E - 1)	1,5 ppm	1,5 ppm	8 ppm	8 ppm	8 ppm
	Bestandteil (F)	(F - 1)	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02
	Bestandteil (G)	(G - 1)			0,5	0,5	0,5
Eigenschaft	H/Vi		1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
	Aushärtungszeit bei 90 °C		4 min	2 min	3 min	4 min	5 min
	Viskosität (mPa · s)		500	500	700	800	1000
	Durchlässigkeit		Geeignet	Geeignet	Geeignet	Geeignet	Geeignet
	Aushärtungsschrumpfung		0,50 %	0,50 %	0,50 %	0,50 %	0,50 %

[Tabelle 3]

			Vergleichsbeispiel 12	Vergleichsbeispiel 13	Vergleichsbeispiel 14	Vergleichsbeispiel 15	Vergleichsbeispiel 16	Vergleichsbeispiel 17	Vergleichsbeispiel 18	Vergleichs-beispiel 19
Zusammensetzungsbestandteil	Bestandteil (A)	(A-1)						46,0	46,0	46,0
		(A-2)		76,6	64,0	39,4	39,5	47,5	50,5	51,2
		(A - 3)	86,9	10,4			24,7
		(A-4)
	Bestandteil (B)	(B-1)	10,1	10,6			25,3
	Bestandteil (B)	(B-2)			30,3	30,3
	Bestandteil (C)	(C-1)			5,5				2,9	2,2
	Bestandteil (C)	(C - 2)					10,0
	Bestandteil (D)	(D-1)				30,1
		(D - 2)	3,5	1,9
		(D-3)						5,9
	Bestandteil (E)	(E-1)	1,5 ppm	8 ppm	8 ppm	8 ppm	8 ppm	8 ppm	8 ppm	8 ppm
	Bestandteil (F)	(F-1)	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02
	Bestandteil (G)	(G -1)		0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Eigenschaft	H/Vi		2,4	1	1,3	1	1,5	1,3	0,8	0,6
	Aushärtungszeit bei 90 °C		>10 min	>10 min	>10 min	>10 min	>5 min	>10 min	8 min	>10 min
	Viskosität (mPa · s)
	Durchlässigkeit
	Aushärtungsschrumpfung

Wie es in den Beispielen gezeigt ist, können die aushärtbaren Silikonzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung innerhalb von 5 Minuten rasch aushärten. Darüber hinaus lagen in den Beispielen die Viskosität der Zusammensetzung, die Transparenz des ausgehärteten Materials und die Aushärtungsschrumpfung während des Aushärtens der Zusammensetzungen ebenfalls auf den gewünschten Niveaus. Aus diesen Ergebnissen der Beispiele, Referenzbeispiele und Vergleichsbeispiele 14 bis 16 ist ersichtlich, dass ein rasches Aushärten innerhalb von 5 Minuten mit einem Gehalt des Bestandteils (B) (d.h., des Organopolysiloxanharzes, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist) in der aushärtbaren Silikonzusammensetzung von 0 bis 20 Massen-% möglich war, jedoch ein Aushärten innerhalb von 5 Minuten nicht erreicht werden konnte, wenn der Gehalt des Bestandteils (B) 25 bis 30 Massen-% betrug. Wie es in den Vergleichsbeispielen 12 und 13 gezeigt ist, konnte selbst dann, wenn der Gehalt des Bestandteils (B) etwa 10 Massen-% betrug, ein Aushärten innerhalb von 5 Minuten nicht erreicht werden, wenn der Bestandteil (C) nicht einbezogen war.
Bezüglich der Beziehung zwischen dem Wert von (Gesamtmolzahl von Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist)/(Gesamtmolzahl von Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist) in der aushärtbaren Silikonzusammensetzung und der Aushärtungsgeschwindigkeit ist es aus den Beispielen und den Vergleichsbeispielen 18 und 19 ersichtlich, dass es dann, wenn dieses Verhältnis ≤0,8 beträgt, unmöglich ist, ein rasches Aushärten innerhalb von 5 Minuten zu erreichen.
[Gewerbliche Anwendbarkeit]
Aushärtbare Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können als Einkapselungsmaterialien oder Abdeckmaterialien für Lichthalbleiter, wie z.B. Leuchtdioden, verwendet werden.
[Bezugszeichenliste]

1: Lichtemittierendes Element
2: Anschlusskamm
3: Anschlusskamm
4: Bonddraht
5: Rahmenelement
6: Ausgehärtetes Material aus einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010174233 A [0002, 0008]
JP 2018131583 A [0003, 0008]
JP 2016155967 A [0003, 0008]
JP 2006328102 A [0003, 0008]
WO 2018062009 A [0004, 0008]
JP 2016204423 A [0005, 0008]
JP 2015218233 A [0005, 0008]
JP 2009292928 A [0006, 0008]
JP 10231428 A [0006, 0008]

Claims

Aushärtbare Silikonzusammensetzung, die eine aushärtbare Silikonzusammensetzung ist, die (A) ein geradkettiges Organopolysiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül und eine Menge von Arylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, von ≥0 Mol-% und <5 Mol-% auf der Basis der Gesamtmolzahl von organischen Gruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, aufweist: 89 bis 99 Massen-% auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der vorstehend genannten Zusammensetzung, (B) ein Organopolysiloxanharz, das mindestens zwei Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist: 0 bis 10 Massen-% auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der vorstehend genannten Zusammensetzung, (C) ein Organohydrogenpolysiloxanharz, das eine Netzwerk-Molekülstruktur mit mindestens zwei Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (C1) Organohydrogenpolysiloxanharzen, die eine Netzwerk-Molekülstruktur aufweisen, die mindestens zwei Wasserstoffatome, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist, und eine Siloxaneinheit umfassen, die durch SiO_4/2 dargestellt ist (Q-Einheit), und (C2) Organohydrogenpolysiloxanharzen, die eine Netzwerk-Molekülstruktur aufweisen, die mindestens zwei Wasserstoffatome, die an ein Siliziumatom gebunden sind, pro Molekül aufweist, eine Siloxaneinheit, die durch R³SiO_3/2 dargestellt ist (T-Einheit), und eine Siloxaneinheit, die durch R³ ₃SiO_1/2 dargestellt ist (M-Einheit), umfassen, und keine Siloxaneinheit, die durch R³ ₂SiO_2/2 dargestellt ist (D-Einheit), oder Siloxaneinheit, die durch SiO_4/2 dargestellt ist (Q-Einheit), umfassen (in den Formeln ist jeder der R³, die identisch oder verschieden sein können, eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die keine aliphatische ungesättigte Kohlenstoffbindung aufweist, oder ein Wasserstoffatom): 1 bis 11 Massen-% auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der vorstehend genannten Zusammensetzung, und (E) einen Hydrosilylierungsreaktionskatalysator umfasst: eine Menge, die eine katalytische Menge ist, von <15 ppm als die Menge von Metallatomen, die in den Katalysator auf der Basis der Gesamtmasse des Organopolysiloxans mit Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, und des Organopolysiloxans mit Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in der vorstehend genannten Zusammensetzung einbezogen sind, wobei (Gesamtmolzahl von Wasserstoffatomen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist) / (Gesamtmolzahl von Alkenylgruppen, die an ein Siliziumatom gebunden sind, in dem gesamten Organopolysiloxan, das in die Zusammensetzung einbezogen ist) = 1 bis 3.
Ausgehärtetes Material einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung nach Anspruch 1.
Lichthalbleiter-Einkapselungsmaterialzusammensetzung, die ein aushärtbares Silikon nach Anspruch 1 umfasst.
Lichthalbleitervorrichtung, in der das Lichthalbleiterelement mit einem ausgehärteten Material aus einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung nach Anspruch 1 eingekapselt ist.
Verfahren zur Herstellung von Lichthalbleitervorrichtungen, welches das Einkapseln von Lichthalbleiterelementen mit einem ausgehärteten Material aus einer aushärtbaren Silikonzusammensetzung nach Anspruch 1 umfasst.