JP2005154766A - 硬化性シリコーン組成物およびその硬化物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)下記シロキサン単位式(1):
[R1 3SiO1/2]a[R2 2SiO2/2]b[R3SiO3/2]c (1)
{式中、R1、R2、R3は置換または非置換の一価炭化水素基であり、そのうち少なくとも2個は芳香環を含まないエポキシ基含有一価炭化水素基であり、R3の20モル%以上はアリール基であり、a+b+c=1であり、aは平均0≦a≦0.8であり、bは平均0≦b≦0.8であり、cは平均0.2≦c≦1.0である。}で表される芳香環を含まないエポキシ基含有一価炭化水素基を少なくとも2個有するオルガノポリシロキサン、(B)フェノール性水酸基含有一価炭化水素基を少なくとも2個有する直鎖状のオルガノポリシロキサン、および(C)硬化促進剤からなることを特徴とする、硬化性シリコーン組成物。
【選択図面】なし
Description
[R1 3SiO1/2]a[R2 2SiO2/2]b[R3SiO3/2]c (1)
{式中、R1、R2、R3は置換または非置換の一価炭化水素基であり、そのうち少なくとも2個は芳香環を含まないエポキシ基含有一価炭化水素基であり、R3の20モル%以上はアリール基であり、a+b+c=1であり、aは平均0≦a≦0.8であり、bは平均0≦b≦0.8であり、cは平均0.2≦c≦1.0である。}で表される芳香環を含まないエポキシ基含有一価炭化水素基を少なくとも2個有するオルガノポリシロキサン、(B)フェノール性水酸基含有一価炭化水素基を少なくとも2個有する直鎖状のオルガノポリシロキサン、および(C)硬化促進剤からなることを特徴とする、硬化性シリコーン組成物に関する。
[R1 3SiO1/2]a[R2 2SiO2/2]b[R3SiO3/2]c (1)
{式中、R1、R2、R3は置換または非置換の一価炭化水素基であり、そのうち少なくとも2個は芳香環を含まないエポキシ基含有一価炭化水素基であり、R3の20モル%以上はアリール基であり、a+b+c=1であり、aは平均0≦a≦0.8であり、bは平均0≦b≦0.8であり、cは平均0.2≦c≦1.0である。}で表される芳香環を含まないエポキシ基含有一価炭化水素基を少なくとも2個有するオルガノポリシロキサン、(B)フェノール性水酸基含有一価炭化水素基を少なくとも2個有する直鎖状のオルガノポリシロキサン、および(C)硬化促進剤からなるので、迅速に硬化し、その成形工程において加熱時間の短縮あるいは加熱硬化温度の低減が可能となる。すなわち、その成形工程において熱膨張による内部応力を小さくすることができることから、微細、脆弱な部品の保護材として使用したときその破損を防止することができ、また基材との接着も強固となる。さらに、本発明の硬化性シリコーン組成物は、ソルダーレジスト、ニッケル、銅といった難接着性の基材に対しても良好な接着性を示す。したがって、電気部品や電子素子の封止剤、注型剤、コーティング剤、接着剤等として有用である。
(A)成分は本発明組成物の主剤であり、そのエポキシ基が(B)成分中のフェノール性水酸基と反応して架橋し、硬化する。
[R1 3SiO1/2]a[R2 2SiO2/2]b[R3SiO3/2]c (1)
式中、R1、R2、R3は置換または非置換の一価炭化水素基であり、少なくとも2個は芳香環を含まないエポキシ基含有一価炭化水素基である。エポキシ基含有一価炭化水素基中には、芳香環が含まれないことが必要である。これは、エポキシ基含有一価炭化水素基中に芳香環が含まれると本発明組成物が迅速に硬化しなくなるからである。
[Y(CH3)2SiO1/2]a[C6H5SiO3/2]c
[X(CH3)2SiO1/2]a[(CH3)2SiO2/2]b[C6H5SiO3/2]c
[Y(CH3)2SiO1/2]a[(CH3)2SiO2/2]b[C6H5SiO3/2]c
[XCH3SiO2/2]b[C6H5SiO3/2]c
[YCH3SiO2/2]b[C6H5SiO3/2]c
[X(CH3)2SiO1/2]a[C6H5SiO3/2]x[CH3SiO3/2]y
[Y(CH3)2SiO1/2]a[C6H5SiO3/2]x[CH3SiO3/2]y
[C6H5SiO3/2]x[XSiO3/2]y
[C6H5SiO3/2]x[YSiO3/2]y
R7 3SiO(R8 2SiO)mSiR7 3 (2)
式中、R7、R8は同じかまたは異なる置換または非置換の一価炭化水素基であり、これらのうち少なくとも2個はフェノール性水酸基含有一価炭化水素基である。フェノール性水酸基含有一価炭化水素基は分子中に2個以上あればよいが、好ましくは2個である。好ましいフェノール性水酸基含有一価炭化水素基は、フェノール基結合アルキル基であり、下記のものが例示される。
[熱膨張率]:硬化性シリコーン組成物を幅4mm、長さ15mm、深さ4mmのキャビティを有する金型に充填し、70mmHgで脱泡した後、150℃、2.5MPaの条件で60分間プレス硬化した。次いで180℃で2時間オーブン中で2次加熱して硬化物試験片を得た。得られた試験片をTMA(真空理工株式会株式会社製TM−9200)を使用して、昇温2.5℃/分で25℃から210℃まで昇温し熱膨張を測定した。
[複素粘弾性率]:硬化性シリコーン組成物を幅10mm、長さ50mm、深さ2mmのキャビティを有する金型に充填し、70mmHgで脱泡した後、150℃、2.5MPaの条件で60分間プレス硬化した。次いで180℃で2時間オーブン中で2次加熱しての硬化物試験片を得た。得られた試験片をARES粘弾性測定装置(Rheometric Scientific社製)を使用し、ねじれ0.5%、振動数1Hz、昇温速度3℃/分で−50℃から150℃へ昇温したときの25℃での複素粘弾性率を測定した。
[接着性]:ソルダーレジスト(現像型ソルダーレジスト、太陽インキ製造株式会社製PSR−4000 CC02/CA−40 CC02)をビスマレイミド・トリアジン樹脂(通称:BT樹脂)製基盤に塗布し、紫外線乾燥、露光、硬化(150℃、1時間)して、BT基板上にソルダーレジスト層(50μm厚み)を形成し、これを被着体とした。この他に、ガラス板、アルミ板、ニッケル板、銅板も被着体として評価した。硬化性シリコーン組成物およそ1cm3を、これらの被着体上に塗布し125℃で2時間オーブン中で加熱した後、180℃で2時間オーブン加熱を行って接着性評価用試験片を得た。得られた試験片から、硬化物をデンタルスパチュラを用いて剥がし、その接着性を顕微鏡下で目視観察した。凝集破壊の場合を○、薄皮が残った状態で界面剥離する場合を△、界面剥離の場合を×、とした。
[硬化性試験]:ガラス板上に厚さ40μmのテープを5枚貼り付けて幅15mm、長さ50mm、厚さ0.2mmのキャビティを設け、その中に硬化性シリコーン組成物をスキージを用いて充填した。得られた試験片を150℃の熱風循環式オーブンに入れて、15分毎に硬化性シリコーン組成物表面をデンタルスパチュラで触れて、試料の糸引きがなくなるまでの時間を追跡した。
[重量平均分子量]:トルエンを溶媒とてGPCで測定した、ポリスチレン換算した重量平均分子量を示す。
下記シロキサン単位式(3)で表される重量平均分子量1000、粘度9630mPa・s、エポキシ当量345のオルガノポリシロキサンを25.0重量部、下記シロキサン単位式(4)で表される粘度3050mPa・sのオルガノポリシロキサンを13.0重量部(式(3)で表されるオルガノポリシロキサン中のエポキシ基のモル数と、式(4)で表されるオルガノポリシロキサン中のフェノール性水酸基のモル数の比が1.0となる量)、HX−3088(旭化成株式会社製カプセル型アミン触媒、アミン触媒含有量:40重量%)を1.0重量部、および球状非晶質シリカ(株式会社アドマテック製アドマファイン、平均1.5μm)を60.0重量部混合して、硬化性シリコーン組成物を調製した。真空脱泡後、前述の条件で熱膨張率、複素粘弾性率、接着性、硬化時間を調べた。その結果を表1に示す。
[X(CH3)2SiO1/2]0.4[C6H5SiO3/2]0.6 (3)
(式中Xは、3−グリシドキシプロピル基)
Z−(CH3)2SiO(CH3)2Si−Z (4)
(式中Zは3−(m−ヒドロキシフェニル)プロピル基)
前記式(3)で表される重量平均分子量1000、粘度9630mPa・s、エポキシ当量345のオルガノポリシロキサンを25.0重量部、前記式(4)で表される粘度3050mPa・sのオルガノポリシロキサンを13.0重量部(式(3)で表されるオルガノポリシロキサン中のエポキシ基のモル数と、式(4)で表されるオルガノポリシロキサン中のフェノール性水酸基のモル数の比が1.0となる量)、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを1.0重量部、HX−3088(旭化成株式会社製カプセル型アミン触媒、アミン触媒含有量:40重量%)を1.0重量部、および球状非晶質シリカ(株式会社アドマテック製アドマファイン、平均1.5μm)を60.0重量部混合して、硬化性シリコーン組成物を調製した。真空脱泡後、前述の条件で熱膨張率、複素粘弾性率、接着性、硬化時間を調べた。その結果を表1に示す。
下記シロキサン単位式(5)で表される重量平均分子量1000、粘度1290mPa・s、エポキシ当量270のオルガノポリシロキサンを21.0重量部、前記式(4)で表される粘度3050mPa・sのオルガノポリシロキサンを17.0重量部(式(5)で表されるオルガノポリシロキサン中のエポキシ基のモル数と、式(4)で表されるオルガノポリシロキサン中のフェノール性水酸基のモル数の比が1.0となる量)、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを1.0重量部、HX−3088(旭化成株式会社製カプセル型アミン触媒、アミン触媒含有量:40重量%)を1.0重量部、および球状非晶質シリカ(株式会社アドマテック製アドマファイン、平均1.5μm)を60.0重量部を混合して、硬化性シリコーン組成物を調製した。真空脱泡後、前述の条件で熱膨張率、複素粘弾性率、接着性、硬化時間を調べた。その結果を表1に示す。
[X(CH3)2SiO1/2]0.6[C6H5SiO3/2]0.4 (5)
(式中Xは3−グリシドキシプロピル基)
下記シロキサン単位式(6)で表される重量平均分子量2200、粘度1900mPa・s、エポキシ当量345のオルガノポリシロキサンを24重量部、前記式(4)で表される粘度3050mPa・sのオルガノポリシロキサンを14重量部(式(6)で表されるオルガノポリシロキサン中のエポキシ基のモル数と、式(4)で表されるオルガノポリシロキサン中のフェノール性水酸基のモル数の比が1.0となる量)、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを1.0重量部、HX−3088(旭化成株式会社製カプセル型アミン触媒、アミン触媒含有量:40重量%)を1.0重量部、および球状非晶質シリカ(株式会社アドマテック製アドマファイン、平均1.5μm)を60.0重量部混合して、硬化性シリコーン組成物を調製した。真空脱泡後、前述の条件で熱膨張率、複素粘弾性率、接着性、硬化時間を調べた。その結果を表1に示す。
[Y(CH3)2SiO1/2]0.4[C6H5SiO3/2]0.6 (6)
(式中Yは、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基)
ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製、エピコート828、粘度15mPa・s、エポキシ当量190)を23.0重量部、液状フェノール化合物(明和化成株式会社製、MEH8000H)を17.0重量部、硬化促進剤としてHX−3088(旭化成株式会社製カプセル型アミン触媒、アミン触媒含有量:40重量%)を1.0重量部、および球状非晶質シリカ(株式会社アドマテック製アドマファイン、平均1.5μm)60.0重量部を混合して、硬化性エポキシ樹脂組成物を調製した。真空脱泡後、前述の条件で熱膨張率、複素粘弾性率、接着性、硬化時間を調べた。その結果を表2に示す。その硬化物の複素弾性率が2900と非常に高く剛直であることが認められた。
下記シロキサン単位式(7)で表される重量平均分子量45000、粘度17700mPa・s、エポキシ当量3850のオルガノポリシロキサンを36.0重量部、前記式(4)で表される粘度3050mPa・sのオルガノポリシロキサンを2.0重量部(式(7)で表されるオルガノポリシロキサン中のエポキシ基のモル数と、式(4)で表されるオルガノポリシロキサン中のフェノール性水酸基のモル数の比が1.0となる量)、硬化促進剤としてHX−3088(旭化成株式会社製カプセル型アミン触媒、アミン触媒含有量:40重量%)を1.0重量部、および球状非晶質シリカ(株式会社アドマテック製アドマファイン、平均1.5μm)を60.0重量部を混合して、硬化性シリコーン組成物を調製した。真空脱泡後、前述の条件で熱膨張率、複素粘弾性率、接着性、硬化時間を調べた。その結果を表2に示す。
[(CH3)3SiO1/2]0.003[XCH3SiO2/2]0.024[(CH3)2SiO2/2]0.972 (7)
(式中Xは3−グリシドキシプロピル基)
下記シロキサン単位式(8)で表される重量平均分子量1500、粘度1200mPa・s、エポキシ当量370のオルガノポリシロキサンを21.0重量部、下記シロキサン単位式(9)で表される重量平均分子量630、粘度840mPa・sのオルガノポリシロキサンを17.0重量部(式(8)で表されるオルガノポリシロキサン中のエポキシ基のモル数と、式(9)で表されるオルガノポリシロキサン中のフェノール性水酸基のモル数の比が1.0となる量)、硬化促進剤としてHX−3088(旭化成株式会社製カプセル型アミン触媒、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂中にカプセル化アミン触媒が40重量%含有)を1.0重量部、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを1.0重量部、および球状非晶質シリカ(株式会社アドマテック製アドマファイン、平均1.5μm)70.0重量部を混合して、硬化性シリコーン組成物を調製した。真空脱泡後、金型に注型して150℃で2時間オーブン加熱した後180℃で2時間オーブン加熱した以外は、前述の条件で熱膨張率、複素粘弾性率を調べた。また、前述の条件で、接着性、硬化時間を調べた。その特性を表2に示す。
[(CH3)3SiO1/2]0.17[R9(CH3)SiO2/2]0.33[(CH3)2SiO2/2]0.50 (8)
式中R9は、下式で表される基:
式中R10は、下式で表される基:
下式(10)で表される重量平均分子量950、粘度177000mPa・s、エポキシ当量240のオルガノポリシロキサンを16.0重量部、上記式(9)で表される重量平均分子量630、粘度840mPa・sのオルガノポリシロキサンを22.0重量部(式(10)で表されるオルガノポリシロキサン中のエポキシ基のモル数と、前記式(9)で表されるオルガノポリシロキサン中のフェノール性水酸基のモル数の比が1.0となる量)、硬化促進剤としてHX−3088(旭化成株式会社製カプセル型アミン触媒、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂中にカプセル化アミン触媒が40重量%含有)を1.0重量部、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを1.0重量部、および球状非晶質シリカ(株式会社アドマテック製アドマファイン、平均1.5μm)70.0重量部を混合して、硬化性シリコーン組成物を調製した。真空脱泡後、金型に注型して150℃で2時間オーブン加熱した後180℃で2時間オーブン加熱した以外は、前述の条件で熱膨張率、複素粘弾性率を調べた。また、前述の条件で、接着性、硬化時間を調べた。その特性を表2に示す。
下式(11)で表される重量平均分子量696、粘度110mPa・s、エポキシ当量174のオルガノポリシロキサンを17.0重量部、前記式(4)で表される粘度3050mPa・sのオルガノポリシロキサンを20.0重量部(式(11)で表されるオルガノポリシロキサン中のエポキシ基のモル数と、式(4)で表されるオルガノポリシロキサン中のフェノール性水酸基のモル数の比が1.0となる量)、硬化促進剤としてHX−3088(旭化成株式会社製カプセル型アミン触媒、アミン触媒含有量:40重量%)を1.0重量部、および球状非晶質シリカ(株式会社アドマテック製アドマファイン、平均1.5μm)を60.0重量部を混合して、硬化性シリコーン組成物を調製した。真空脱泡後、前述の条件で熱膨張率、複素粘弾性率、接着性、硬化時間を調べた。その結果を表2に示す。
Claims (9)
- (A)下記シロキサン単位式(1):
[R1 3SiO1/2]a[R2 2SiO2/2]b[R3SiO3/2]c (1)
{式中、R1、R2、R3は置換または非置換の一価炭化水素基であり、そのうち少なくとも2個は芳香環を含まないエポキシ基含有一価炭化水素基であり、R3の20モル%以上はアリール基であり、a+b+c=1であり、aは平均0≦a≦0.8であり、bは平均0≦b≦0.8であり、cは平均0.2≦c≦1.0である。}
で表される芳香環を含まないエポキシ基含有一価炭化水素基を少なくとも2個有するオルガノポリシロキサン、
(B)フェノール性水酸基含有一価炭化水素基を少なくとも2個有する直鎖状のオルガノポリシロキサン、および
(C)硬化促進剤
からなることを特徴とする、硬化性シリコーン組成物。 - さらに、(D)充填剤を含有することを特徴とする請求項1記載の硬化性シリコーン組成物。
- (A)成分が液状であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の硬化性シリコーン組成物。
- (A)成分を表すシロキサン単位式(1)中、aが平均0<a≦0.8であり、bが0であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の硬化性シリコーン組成物。
- (B)成分が、下記式(2)で表されるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の硬化性シリコーン組成物。
R7 3SiO(R8 2SiO)mSiR7 3 (2)
{式中、R7、R8は同一または異なる置換または非置換の一価炭化水素基(但し、そのうち少なくとも2個はフェノール性水酸基含有一価炭化水素基である。)であり、mは0〜1000の整数である。} - (A)成分100重量部に対し、(B)成分1〜1000重量部と(C)成分0.01〜100重量部からなることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の硬化性シリコーン組成物。
- (A)成分のエポキシ基がグリシドキシ基あるいは、3,4−エポキシシクロヘキシル基であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の硬化性シリコーン組成物。
- 液状あるいはペースト状である、請求項1または請求項2に記載の硬化性シリコーン組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の硬化性シリコーン組成物を硬化してなる硬化物。
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