DE60308466T2

DE60308466T2 - Flammwidrige Silikonzusammensetzungen

Info

Publication number: DE60308466T2
Application number: DE60308466T
Authority: DE
Inventors: c/o Shin-Etsu Chemical Co. Miyuki Tanaka; c/o Shin-Etsu Chemical Co. Kazuyasu Sato
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2023-11-29
Also published as: JP3912523B2; EP1424364B1; EP1424364A1; DE60308466D1; JP2004182758A; US7420015B2; US20040106706A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Siliconzusammensetzungen, die zu flammhemmenden Produkten härten und sich zum Schutz von integrierten Schaltungen und integrierten Hybridschaltungen eignen.
STAND DER TECHNIK
Auf dem Gebiet der Erfindung ist eine Reihe von Verfahren bekannt, die Siliconkautschukzusammensetzungen vom Additionshärtungstyp, die zu Elastomeren härten, Flammhemmung verleihen. Der Zusatz von Platinverbindungen zu Organopolysiloxanen stellt das einfachste Verfahren dar. Der Zusatz von Benzotriazol, Hydrazin oder dergleichen eignet sich bekanntermaßen ebenfalls zur Verbesserung der Flammhemmung. Pyrogenes Titanoxid, Ceroxid, Cerhydroxid, Eisenoxid und Kohlepulver sind erfahrungsgemäß ebenfalls wirksam. Sämtliche der Siliconkautschukzusammensetzungen, zu denen diese Verbindungen zugesetzt werden, sind auch mit anorganischen Verstärkerfüllstoffen, wie z.B. Quarzstaub und gemahlenem Quarz, gefüllt.
Unter auf Organopolysiloxan basierenden transparenten Materialien ist bekannt, Silicongel als Füllstoff in Elementen, die mit optischen Geräten in Zusammenhang stehen, als Schutzmaterial für integrierte Hybridschaltungen in elektrischen und elektronischen Kraftfahrzeugteilen und als Schutzdichtung für handelsübliche Strombaugruppen zu verwenden. Flammhemmung ist in diesen Anwendungen ebenfalls erforderlich. Flammhemmung entsteht durch Zusatz von Aminverbindungen, wie im japanischen Patent Nr. 2.864.994, das dem US-Patent 5.516.838 entspricht, offenbart, oder durch Zusatz von Phosphorverbindungen, wie in der JP-A 8-2315-858 offenbart ist.
Für eine wirksamere Bearbeitung seitens des Anwenders und hinsichtlich der zu schützenden Eigenschaften von IS-Chips, müssen Siliconzusammensetzungen seit kurzem bei niedrigeren Temperaturen als nach dem Stand der Technik und sogar bei Raumtemperatur härtbar sein und als eine Packung formuliert werden. Zusammensetzungen, die Aminverbindungen verwenden, sind jedoch, wie im japanischen Pa tent Nr. 2.864.944 offenbart, bei niedrigen Temperaturen und sogar bei Raumtemperatur unter gleichzeitiger Beibehaltung der Flammhemmung sehr schwer zu härten.
In EP-A-0.732.373 ist eine härtbare Siliconzusammensetzung offenbart, die ein Organopolysiloxan mit einem Mittel von zumindest zwei an Siliciumatome gebundenen Alkenylgruppen pro Molekül; ein zweites Organopolysiloxan mit einem Mittel von zumindest zwei an Siliciumatome gebundenen Wasserstoffatomen pro Molekül; eine Triazolverbindung; und einen Platinkatalysator umfasst.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von flammhemmenden Siliconzusammensetzungen, die bei mäßigen Temperaturen, z.B. Raumtemperatur, wirksam härtbar sind, vorzugsweise als eine Packung formuliert werden können und zu Kautschuk- oder Gelprodukten härten, die Transparenz und Flammhemmung aufweisen.
Es wurde herausgefunden, dass eine Siliconzusammensetzung, die (A) ein Organopolysiloxan mit zumindest einer Niederalkenylgruppe pro Molekül, (B) ein Organohydrogenpolysiloxan mit zumindest zwei an ein Siliciumatom gebundenen Wasserstoffatomen pro Molekül, (C) einen Platinkatalysator und (D) zumindest eine Verbindung, die aus der aus Indolin, Imidazol, Indazol, Benzoxazol, 2-Hydroxybenzoxazol, 5-Benzyloxyindol, 1,2-Benzisoxazol, 2,1-Benzisoxazol und 1,3-Benzodioxol bestehenden Gruppe ausgewählt ist, umfasst, bei Raumtemperatur wirksam härtbar ist, als eine Packung formuliert werden kann und zu Kautschuk- oder Gelprodukten mit Transparenz und Flammhemmung härtet. Es wurde auch herausgefunden, dass das gehärtete Produkt ferner hinsichtlich Flammhemmung verbessert wird, indem der Gehalt an niedermolekularen zyklischen Siloxanfraktionen D₃ bis D₁₀ (d.h. zyklischen Dimethylsiloxanen mit 3 bis 10 Monomereinheiten) in den Komponenten (A) und (B) gesteuert wird.
Somit stellt die vorliegende Erfindung eine flammhemmende Siliconzusammensetzung bereit, die Folgendes umfasst:

(A) 100 Gewichtsteile eines Organopolysiloxans mit zumindest einer Niederalkenylgruppe pro Molekül, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel (1): R_aR¹ _bSiO_(4-a-b)/2 (1)worin R eine Niederalkenylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, R¹ eine substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe ist, die frei von aliphatischer Unsättigung ist, "a" eine positive Zahl von 0,0001 bis 0,2 ist, "b" eine positive Zahl von 1,7 bis 2,2 ist und die Summe von a + b = 1,9 bis 2,4 ist,
(B) ein Organohydrogenpolysiloxan mit zumindest zwei an ein Siliciumatom gebundenen Wasserstoffatomen pro Molekül in einer Menge, um 0,1 bis 5 an Siliciumatome gebundene Wasserstoffatome pro Alkenylgruppe in Komponente (A) bereitzustellen,
(C) einen Platinkatalysator in einer Menge, um, bezogen auf das Gewicht der Komponente (A), 0,1 bis 1.000 ppm Platinelement bereitzustellen, und
(D) 0,0001 bis 1 Gewichtsteile zumindest einer Verbindung, die aus der aus Indolin, Imidazol, Indazol, Benzoxazol, 2-Hydroxybenzoxazol, 5-Benzyloxyindol, 1,2-Benzisoxazol, 2,1-Benzisoxazol und 1,3-Benzodioxol bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

Vorzugsweise enthalten die Komponenten (A) und (B) insgesamt bis zu 1.000 ppm an niedermolekularen zyklischen Fraktionen D₃ bis D₁₀. Verwendungen der beschriebenen Zusammensetzungen für die erläuterten Zwecke, stellen einen weiteren Aspekt der Erfindung dar, sowie auch ihre Herstellung.
NÄHERE ERLÄUTERUNGEN; OPTIONALE UND BEVORZUGTE MERKMALE
Komponente (A) ist ein Organopolysiloxan mit zumindest einer Alkenylgruppe pro Molekül, die als Basispolymer in der erfindungsgemäßen Siliconzusammensetzung dient. Sie wird durch nachstehende allgemeine Formel (1) dargestellt: R_aR¹ _bSiO_(4-a-b)/2 (1) worin R eine Niederalkenylgruppe ist, R¹ eine substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe ist, die frei von aliphatischen Unsättigungen ist, "a" eine positive Zahl von 0,0001 bis 0,2 ist, "b" eine positive Zahl von 1,7 bis 2,2 ist und die Summe von a + b = 1,9 bis 2,4 ist.
Insbesondere ist R eine Niederalkenylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Vinyl, Allyl, Propenyl, Isopropenyl, Butenyl und Isobutenyl, wobei Vinyl besonders bevorzugt wird. R¹ wird aus substituierten oder unsubstituierten, einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen, die frei von aliphatischen Unsättigungen sind, und 1 bis etwa 10, vorzugsweise 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatome aufweisen, beispielsweise Alkylgruppen, wie z.B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, isobutyl, tert-Butyl, Pentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Octyl, Decyl und Dodecyl, Arylgruppen, wie z.B. Phenyl und Tolyl, Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl, Phenylethyl, und substituierten (z.B. halogenierten) Gruppen, wie z.B. Chlormethyl und 3,3,3-Trifluorpropyl, ausgewählt. Zur einfacheren Synthese und aus anderen Gründen sind Methyl und/oder Phenyl gut geeignet.
Der Index "a" ist eine positive Zahl von 0,001 bis 0,2, und "b" ist eine positive Zahl von 1,7 bis 2,2, und sie sind so gewählt, dass Komponente (A) zumindest eine, vorzugsweise 2 bis 50, R-Gruppen (Alkenylgruppen) enthält. Die Summe von a + b liegt im Bereich von 1,9 bis 2,4, vorzugsweise 1,95 bis 2,05. Obwohl das Organopolysiloxan (A) unverzweigt oder verzweigt sein kann und RSSiO_3/2-Einheiten, R¹SiO_3/2-Einheiten oder SiO₂-Einheiten enthält, wird ein unverzweigtes Diorganopolysiloxan, dessen Hauptkette im Wesentlichen aus Diorganosiloxan-Grundeinheiten besteht und das an beiden Enden der Molekülkette mit Triorganosiloxygruppen verkappt ist, bevorzugt.
Vorzugsweise weist das Organopolysiloxan (A) eine Viskosität bei 25 °C von 50 bis 100.000 MPa·s, noch bevorzugter von 100 bis 10.000 mPa·s, auf. Bei einer Viskosität unter 50 mPa·s kann das gehärtete Produkt brüchig werden. Ein Organopolysilo xan mit einer Viskosität von mehr als 100.000 mPa·s ist mitunter weniger fließfähig und ineffizient in der Bearbeitung.
Komponente (B) ist ein Organohydrogenpolysiloxan, das mit Komponente (A) reagiert und als Vernetzer dient. Seine Molekülstruktur ist nicht entscheidend, und es kann jede beliebige unverzweigte, verzweigte, zyklische und dreidimensionale Netzwerkstruktur (als Harz) verwendet werden, die auf dem Gebiet der Erfindung hergestellt wurde. Das Organohydrogenpolysiloxan sollte zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, an Siliciumatome gebundene Wasserstoffatome (d.h. durch SiH dargestellte Hydrosilylgruppen) pro Molekül enthalten. Es weist für gewöhnlich etwa 3 bis etwa 500, vorzugsweise etwa 3 bis etwa 200, noch bevorzugter etwa 3 bis etwa 100, SiH-Gruppen auf. Das hierin verwendete Organohydrogenpolysiloxan weist üblicherweise die nachstehende mittlere Zusammensetzungsformel (2) auf: R² _oH_dSiO_(4-o-d)/2 (2)
In Formel (2) ist R² eine einwertige an ein Siliciumatom gebundene Kohlenwasserstoffgruppe, die frei von aliphatischen Unsättigungen, substituiert oder unsubstituiert ist und vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweist. Beispiele für geeignete einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, die durch R² dargestellt sind, umfassen Alkylgruppen, wie z.B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Pentyl, Neopentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Octyl, Nonyl und Decyl; Arylgruppen, wie z.B. Phenyl, Tolyl, Xylyl und Naphthyl; Aralkylgruppen, wie z.B. Benzyl, Phenylethyl und Phenylpropyl; und 3,3,3-Trifluorpropyl. Davon werden Alkyl- und Arylgruppen bevorzugt, wobei Methyl und Phenyl hinsichtlich Flammhemmung noch bevorzugter sind. Der Index c ist eine positive Zahl von 0,7 bis 2,1, d ist eine positive Zahl von 0,001 bis 1,0, und die Summe c + d ist 0,8 bis 3,0. Vorzugsweise ist c = 1,0 bis 2,0, d = 0,01 bis 1,0 und c + d = 1,5 bis 2,5.
Zwei oder mehr, vorzugsweise drei oder mehr, pro Molekül enthaltene SiH-Gruppen können an den Enden oder in der Mitte der Molekülkette oder an beiden positioniert sein. Die Molekülstruktur des Organohydrogenpolysiloxans kann jede beliebige un verzweigte, verzweigte, zyklische und dreidimensionale Netzstruktur sein. Für die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Siliconkautschuks und zur einfacheren Handhabung der Zusammensetzung wird empfohlen, ein Organohydrogenpolysiloxan zu verwenden, das eine Anzahl an Siliciumatomen pro Molekül (oder einen Polymerisationsgrad) aufweist, die (der) vorzugsweise im Bereich von etwa 2 bis etwa 1.000, noch bevorzugter etwa 3 bis etwa 300, besonders bevorzugt etwa 4 bis etwa 150, liegt. Das hierin verwendete gewünschte Organohydrogenpolysiloxan ist bei Raumtemperatur (25 °C) flüssig, wie eine Viskosität bei 25 °C von etwa 0,1 bis etwa 5.000 mPa·s, noch bevorzugter etwa 0,5 bis etwa 1.000 mPa·s, besonders bevorzugt etwa 5 bis etwa 500 mPa·s, zeigt.
Beispiele für das Organohydrogenpolysiloxan der mittleren Zusammensetzungsformel (2) umfassen 1,1,3,3-Tetramethyldisiloxan, Methylhydrogencyclopolysiloxan, zyklische Methylhydrogensiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymere, an beiden Enden mit Trimethylsiloxy verkapptes Methylhydrogenpolysiloxan, an beiden Enden mit Trimethylsiloxan verkappte Dimethylsiloxan-Methylhydrogensiloxan-Copolymere, an beiden Enden mit Dimethylhydrogensiloxy verkapptes Dimethylpolysiloxan, an beiden Enden mit Dimethylhydrogensiloxy verkappte Dimethylsiloxan-Methylhydrogensiloxan-Copolymere, an beiden Enden mit Trimethylsiloxy verkappte Methylhydrogensiloxan-Diphenylsiloxan-Copolymere, an beiden Enden mit Trimethylsiloxy verkappte Methylhydrogensiloxan-Diphenylsiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymere, an beiden Enden mit Dimethylhydrogensiloxan verkappte Methylhydrogensiloxan-Dimethylsiloxan-Diphenylsiloxan-Copolymere, Copolymere, die aus (CH₃)₂HsiO_1/2-Einheiten, (CH₃)₃SiO_1/2-Einheiten und SiO_4/2-Einheiten bestehen, Copolymere, die aus (CH3)₂HsiO_1/2-Einheiten und SiO_4/2-Einheiten bestehen, und Copolymere, die aus (CH₃)₂HsiO_1/2-Einheiten, SiO_4/2-Einheiten und (C₆H₅)₃SiO_1/2-Einheiten bestehen.
Komponente (B) wird in einer Menge zugesetzt, die ausreicht, um 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,5 bis 3, an Siliciumatome gebundene Wasserstoffatome (d.h. SiH-Gruppen) pro Alkenylgruppe in Komponente (A) zu ergeben. Eine Menge von weniger als 0,1 SiH-Gruppen kann zu einer zu geringen Vernetzungsdichte führen und negative Aus wirkungen auf die Hitzebeständigkeit gehärteter Produkte haben. Eine Menge von mehr als 5 SiH-Gruppen kann zum problematischen Aufschäumen aufgrund von Dehydrierungsreaktionen führen und die Hitzebeständigkeit von gehärteten Produkten beeinträchtigen.
Es wurde herausgefunden, dass der Gehalt an nichtfunktionellen niedermolekularen Siloxanfraktionen, insbesondere zyklischen Dimethylsiloxanen, die aus 3 bis 10 Monomereinheiten (D₃ bis D₁₀) in den Komponenten (A) und (B) bestehen, ein Faktor ist, der großen Einfluss auf die Flammhemmung hat. Im Allgemeinen wird Komponente (A) hergestellt, indem Cyclopolysiloxan in Gegenwart eines stark basischen Katalysators, wie z.B. Kaliumhydroxid, Tetraalkylammoniumhydroxid oder Tetraalkylphosphoniumhydroxid oder Tetraalkylphosphoniumhydroxid oder Siliconaten davon, einer Äquilibrierungsreaktion unterzogen und anschließend der Katalysator zur Deaktivierung neutralisiert wird, wodurch ein Polymer erhalten wird. Üblicherweise werden in diesem Vorgang gebildete niedermolekulare Siloxannebenprodukte durch Strippen unter Wärmeeinwirkung und Vakuum entfernt. Obwohl der Entfernungsgrad von der Wirtschaftlichkeit abhängt, sind die gegenwärtig im Handel erhältlichen Produkte im Allgemeinen so gereinigt, dass die Gesamtmenge an niedermolekularen Siloxanen, deren Gesamtanzahl an Siliciumatomen pro Molekül 3 bis 10 beträgt, im Bereich von mehreren tausend bis mehren zehntausend ppm liegt. Es wurde herausgefunden, dass eine drastische Verbesserung der Flammhemmung erzielt wird, wenn der Gesamtgehalt an nichtfunktionellen niedermolekularen Siloxanfraktionen in der Zusammensetzung auf 1.000 ppm oder weniger, insbesondere 500 ppm oder weniger, reduziert wird.
Sodann wird empfohlen, dass der Gesamtgehalt an nichtfunktionellen niedermolekularen Siloxanfraktionen D₃ bis D₁₀ (d.h. zyklischen Dimethylsiloxanen mit 3 bis 10 Monomereinheiten) in den Komponenten (A) und (B) 1.000 ppm, insbesondere 500 ppm, entspricht oder darunter liegt.
Bei der Reduktion der Menge an niedermolekularen Siloxanfraktionen erweist sich ein herkömmlich auf dem Gebiet der Erfindung angewandtes Verdampfungsverfah ren als schwierig, und es können eine entscheidende Extraktion, eine Lösungsmittelextraktion niedermolekularer Fraktionen oder ein Strippen mittels Dünnschichtverdampfung eingesetzt werden. Nach Entfernung der niedermolekularen Siloxanfraktionen durch Behandlung unter Wärmeeinwirkung und Vakuum mittels Dünnschichtverdampfung weist die Komponente (A) unvermeidlich einen reduzierten Gehalt an Restsilanolen auf. Der Gehalt an niedermolekularen Siloxanfraktionen wird mittels FID-Gaschromatographie gemessen.
Komponente (C) ist ein Platinkatalysator, der Platin oder eine Platinverbindung ist, die zur Beschleunigung der Additionsreaktion zwischen den an Siliciumatome gebundenen Alkenylgruppen in Komponente (A) und den an Siliciumatome gebundenen Wasserstoffatomen (d.h. SiH-Gruppen) in Komponente (B) dient. Dabei können beliebige allgemein bekannte Katalysatoren verwendet werden. Beispiele dafür umfassen Platinschwarz, Chlorplatinsäure, alkoholmodifizierte Produkte von Chlorplatinsäure, Komplexe aus Chlorplatinsäure und Olefinen, Aldehyden, Vinylsiloxanen und Acetylenalkoholen.
Die zugesetzte Menge an Komponente (C) ist eine katalytische Menge und kann gemäß der gewünschten Härtungsrate passend bestimmt werden. Üblicherweise wird Komponente (C) in einer solchen Menge zugesetzt, dass, bezogen auf das Gewicht der Komponente (A), 0,1 bis 1.000 ppm, vorzugsweise 10 bis 300 ppm, an Platinelement erhalten werden.
Zur Verbesserung der Flammhemmung gemäß der Erfindung wird eine Verbindung eingemischt, die aus der aus Indolin, Imidazol, Indazol, Benzoxazol, 2-Hydroxybenzoxazol, 5-Benzyloxyindol, 1,2-Benzisoxazol, 2,1-Benzisoxazol und 1,3-Benzodioxol bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Obwohl die Wirkungen dieser Verbindungen nicht vollständig geklärt sind, zeigt die Bewertung mittels eines tatsächlichen Brenntests signifikante Wirkungen. Die Verbindungen können alleine oder als Gemische zweier oder mehrerer davon eingesetzt werden.
Eine geeignete eingemischte Menge an Komponente (D) beträgt 0,0001 bis 1 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,001 bis 0,5 Gewichtsteile, pro 100 Gewichtsteile an Komponente (A). Eine zu geringe Menge an Komponente (D) führt zu keiner Verbesserung der Flammhemmung, während eine zu große Menge die Härtung der Zusammensetzung hemmen oder die Flammhemmung gehärteter Produkte ziemlich beeinträchtigen kann.
Komponente (D) kann zur Zusammensetzung direkt oder nach Auflösen in einem polaren Lösungsmittel, wie z.B. einem niederen Alkohol, bei Bedarf zugesetzt werden.
In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können Acetylenhemmer, Aminhemmer und Carboxylathemmer zugesetzt werden, um die Reaktion der Zusammensetzung zu hemmen. Sofern die Flammhemmung nicht verschlechtert wird, kann die Zusammensetzung mit Füllstoffen, wie z.B. Verstärkerquarzstaub oder im Nassverfahren hergestelltes Silicapulver, gefüllt werden. Additive, wie z.B. Ruß, rotes Eisenoxid, Ceroxid, Cerhydroxid, Titanoxid, Titatanatester, Aluminiumoxid, Benzotriazol, Benzimidazol, Phenoxamin, N-Allylanilin, p-Anilinophenol, m-Anilinophenol, 2-Phenylindol und 2-Anilinoethanol, können auch zugesetzt werden, sofern die Ziele dadurch nicht beeinträchtigt werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann hergestellt werden, indem die oben beschriebenen Komponenten auf herkömmliche Weise vermischt werden. Auf Wunsch wird die Zusammensetzung in zwei oder mehr Teile getrennt, wobei ein Teil einen Anteil der Komponente (A) und Komponente (C) und der andere Teil den Rest der Komponente (A), Komponente (B) und Komponente (D) umfasst.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung härtet bei Raumtemperatur oder unter für eine bestimmte Anwendung geeigneten Temperaturbedingungen, was einen Flammhemmung aufweisenden Siliconkautschuk oder ein Gel ergibt.
Die vorliegende Erfindung eignet sich zur Verleihung von Flammhemmung gegenüber transparentem Siliconkautschuk und -gel, denen nach dem Stand der Technik nicht ohne weiteres Flammhemmung verliehen werden konnte. Indem Silicongel, das oft als Schutzmaterial für integrierte Schaltungen verwendet wird, Flammhemmung verliehen wurde, verbesserte sich auch die Zuverlässigkeit solcher elektronischer Bauteile.
BEISPIELE
Die im Folgenden angeführten Beispiele für die Erfindung dienen zur Veranschaulichung und nicht als Einschränkung. Sämtliche Teile und Prozentangaben sind gewichtsbezogen.
Beispiel 1
Zu 100 Teilen eines an beiden Enden seiner Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxygruppen verkappten Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität bei 25 °C von 1.000 mPa·s (Gesamtgehalt an zyklischen Dimethylsiloxanen mit 3 bis 10 Monomereinheiten (D₃-D₁₀) 2.500 ppm) wurden 1,7 Teile eines Methylhydrogenpolysiloxans der nachstehenden Formel (3):
mit einer Viskosität bei Raumtemperatur von 120 mPa·s (Gesamtgehalt an zyklischen Dimethylsiloxanen mit 3 bis 10 Monomereinheiten (D₃-D₁₀) 2.800 ppm) (Verhältnis zwischen der Anzahl an an Siliciumatome gebundenen Wasserstoffatomen und der Anzahl an Vinylgruppen, H:Vi, betrug 0,7), 0,25 Teile einer Dimethylpolysiloxanlösung eines Komplexes aus Chlorplatinsäure und Vinylsiloxan, der 1 % Platinelement enthielt, und 0,005 Teile Benzoxazol zugesetzt. Die Bestandteile wurden homogen vermischt, wonach die Zusammensetzung bei 150 °C 30 Minuten lang wärmegehärtet wurde, was eine transparente Silicongelfolie mit 3 mm Dicke ergab, die eine Durchdringung von 45 aufwies.
Beispiel 2
Der Vorgang aus Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein an beiden Enden seiner Molekülkette mit Dimethylvinylsiloxangruppen verkapptes Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität bei 25 °C von 1.000 mPa·s und einem Gehalt an niedermolekularen Siloxanen (Gesamtgehalt an zyklischen Dimethylsiloxanen mit 3 bis 10 Monomereinheiten, D₃-D₁₀) von 350 ppm statt dem Dimethylpolysiloxan aus Beispiel 1 verwendet wurde und ein Methylhydrogenpolysiloxan der Formel (3) mit einem Gehalt an niedermolekularen Siloxanen (Gesamtgehalt an zyklischen Dimethylsiloxanen mit 3 bis 10 Monomereinheiten, D₃-D₁₀) von 330 ppm statt dem Methylhydrogenpolysiloxan aus Beispiel 1 verwendet wurde. Dabei wurde eine durchsichtige Silicongelfolie mit 2 mm Dicke erhalten, die eine Durchdringung von 43 aufwies.
Beispiel 3
Die Zusammensetzung aus Beispiel 1 wurde 2 Stunden lang auf 60 °C erhitzt, was eine durchsichtige Silicongelfolie mit 2 mm Dicke ergab, die eine Durchdringung von 50 aufwies.
Beispiel 4
Zu 100 Teilen eines an einem Ende seiner Molekülkette im Mittel mit Dimethylvinylsilylgruppen verkappten Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität bei 25 °C von 800 mPa·s wurden 0,9 Teile des Methylhydrogenpolysiloxans aus Beispiel 1 (H:Vi betrug 1,2), 0,25 Teile einer Dimethylpolysiloxanlösung eines Komplexes aus Chlorplatinsäure und Vinylsiloxan, der 1 % Platinelement enthielt, und 0,010 Teile 1,2-Benzisoxazol zugesetzt. Die Bestandteile wurden homogen vermischt, wonach die Zusammensetzung 1 Tag lang in einer transparenten Silicongelfolie mit 3 mm Dicke, die eine Durchdringung von 45 aufwies, gehalten wurde.
Beispiel 5
Zu 100 Teilen eines mit einer Dimethylvinylsilylgruppe endverkappten Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität bei 25 °C von 1.000 mPa·s wurden 5,5 Teile eines Methylhydrogenpolysiloxans der nachstehenden Formel (4):
mit einer Viskosität bei 25 °C von 30 mPa·s (H:Vi betrug 1,5), 0,25 Teile einer Dimethylpolysiloxanlösung eines Komplexes aus Chlorplatinsäure und Vinylsiloxan, der 1 % Platinelement enthielt, 0,010 Teile 1,2-Benzisoxazol und 0,005 Teile Indazol zugesetzt. Die Bestandteile wurden homogen vermischt, wonach die Zusammensetzung bei 150 °C 30 Minuten lang wärmegehärtet wurde, was eine transparente Siliconkautschukfolie mit 3 mm Dicke ergab, die eine Asker-C-Härte von 10 aufwies.
Vergleichsbeispiel 1
Der Vorgang aus Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass kein Benzoxazol verwendet wurde. Es wurde eine transparente Silicongelfolie mit 3 mm Dicke und einer Durchdringung von 38 erhalten.
Vergleichsbeispiel 2
Der Vorgang aus Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass kein Benzoxazol verwendet wurde. Es wurde eine transparente Silicongelfolie mit 3 mm Dicke und einer Durchdringung von 37 erhalten.
Vergleichsbeispiel 3
In Beispiel 1 wurde ein einheitliches Gemisch unter Verwendung von 0,01 Teilen Benzimidazol statt 0,005 Teilen Benzoxazol hergestellt. Die Zusammensetzung wurde 1 Tag lang bei Raumtemperatur (25 °C) gehalten, härtete jedoch nicht.
Vergleichsbeispiel 4
In Beispiel 1 wurde ein einheitliches Gemisch unter Verwendung von 0,003 Teilen Benzotriazol statt Benzoxazol hergestellt. Die Zusammensetzung wurde 4 Stunden lang auf 60 °C erhitzt, wodurch eine transparente Silicongelfolie mit 3 mm und einer Durchdringung von 85 erhalten wurde.
Diese 9 Siliconzusammensetzungen wurden einem Flammhemmungstest unterzogen. Im Test wurde die oben erhaltene Folie mit 3 mm Dicke zu Stäben mit 125 mm × 13 mm Größe zugeschnitten. Die Teststäbe wurden gemäß einem in Underwriters Laboratories, Inc. Bulletin 94 (UL-94) dargelegten Vertikalbrenntest V-0, V-1 oder V-2 gebrannt. Die Flammzeit wurde zweimal gemessen, und das Ergebnis ist ein Mittel aus 5 Prüflingen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt.
Tabelle 1
Die flammhemmenden Siliconzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung weisen gutes Härtungsvermögen auf und härten zu Transparenz und verbesserte Flammhemmung aufweisenden Kautschuk- oder Gelprodukten. Die Zusammensetzungen eignen sich somit zum Schutz von integrierten Schaltungen, integrierten Hybridschaltungen und dergleichen.

Claims

Flammhemmende Siliconzusammensetzung, umfassend (A) 100 Gewichtsteile Organopolysiloxan mit zumindest einer Niederalkenylgruppe pro Molekül, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel (1): R_aR¹ _bSiO_(4-a-b)/2 (1)worin R eine Niederalkenylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, R¹ eine substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe ist, die frei von aliphatischer Unsättigung ist, „a" eine positive Zahl von 0,0001 bis 0,2 ist, „b" eine positive Zahl von 1,7 bis 2,2 ist und die Summe von a + b = 1,9 bis 2,4 ist, (B) Organohydrogenpolysiloxan mit zumindest zwei an ein Siliciumatom gebundenen Wasserstoffatomen pro Molekül in einer Menge, um 0,1 bis 5 an Siliciumatome gebundene Wasserstoffatome pro Alkenylgruppe in Komponente (A) bereitzustellen, (C) einen Platinkatalysator in einer Menge, um, bezogen auf das Gewicht der Komponente (A), 0,1 bis 1.000 ppm Platinelement bereitzustellen, und (D) 0,0001 bis 1 Gewichtsteile zumindest einer Verbindung, die aus der aus Indolin, Imidazol, Indazol, Benzoxazol, 2-Hydroxybenzoxazol, 5-Benzyloxyindol, 1,2-Benzisoxazol, 2,1-Benzisoxazol und 1,3-Benzodioxol bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Komponenten (A) und (B) niedermolekulare zyklische Siloxanfraktionen D₃ bis D₁₀ in einer Gesamtmenge bis zu 1.000 ppm enthalten.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin Komponente (D) zumindest eine aus der aus Indolin, Imidazol, Indazol, Benzoxazol, 2-Hydroxybenzoxazol, 5-Benzyloxyindol, 1,2-Benzisoxazol und 2,1-Benzisoxazol bestehenden Gruppe ausgewählte Verbindung ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin Komponente (D) zumindest eine aus der aus Benzoxazol, 2-Hydroxybenzoxazol, 1,2-Benzisoxazol und 2,1-Benzisoxazol bestehenden Gruppe ausgewählte Verbindung ist.