JP2008274185A - 硬化性有機ケイ素組成物およびその硬化物 - Google Patents

硬化性有機ケイ素組成物およびその硬化物 Download PDF

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Abstract

【課題】高硬度で、透明性、耐クラック性、耐熱性に優れた硬化物を与える硬化性シリコーン材料、光学素子等の光学デバイス用封止材料、その他の半導体素子等の電子デバイス用封止材料、電気絶縁性コーティング材料として有用な硬化性有機ケイ素組成物およびその硬化物を提供する。
【解決手段】(A)(a)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個有する有機ケイ素化合物と、(b)ヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に2個有する多環式炭化水素化合物との付加反応生成物であって、かつ、ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個有する多環式炭化水素基含有有機ケイ素化合物、(B) ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に2個以上有するシロキサン系化合物、および(C) ヒドロシリル化反応触媒を含んでなる硬化性有機ケイ素組成物ならびに該組成物を硬化させることにより得られる硬化物。
【選択図】なし

Description

本発明は、硬化性シリコーン材料、光学素子等の光学デバイス用封止材料、その他の半導体素子等の電子デバイス用封止材料、電気絶縁性コーティング材料として有用な硬化性有機ケイ素組成物およびその硬化物に関する。
近年、青色発光ダイオード(LED)・白色LEDの出力は向上しており、携帯電話用フラッシュや液晶用バックライトや一般照明などに使用され始めている。一方、こうしたLEDの高出力化により、紫外線量及び発熱量は増大してきており、デバイスを構成する材料に対しては耐光性・耐熱性・耐クラック性が要求されている。
LEDの被覆や封止の材料には透明性が求められるが、従来使用されてきたエポキシ樹脂は高硬度であり、耐クラック性に優れているが、紫外線や熱により変色してLED出力を低下させる問題点が指摘されている。
そこで、この対応策としてシリコーン樹脂を用いることが検討されている。一般に、軟質のシリコーン樹脂は耐熱性に優れるが、加工性やゴミが付着しやすいなどの問題点がある。また、高硬度のシリコーン樹脂は加工性や取り扱いに優れるものの、耐クラック性に劣るなどの問題点がある。
上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は、高硬度で、透明性、耐クラック性、耐熱性に優れた硬化物を与える硬化性シリコーン材料、光学素子等の光学デバイス用封止材料、その他の半導体素子等の電子デバイス用封止材料、電気絶縁性コーティング材料として有用な硬化性有機ケイ素組成物およびその硬化物を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明は第一に、
(A)(a)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個有する有機ケイ素化合物と、
(b)ヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に2個有する多環式炭化水素化合物と
の付加反応生成物であって、かつ、ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個有する多環式炭化水素基含有有機ケイ素化合物、
(B) ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に2個以上有するシロキサン系化合物、および
(C) ヒドロシリル化反応触媒
を含んでなる硬化性有機ケイ素組成物を提供するものである。
本発明は第二に、上記硬化性有機ケイ素組成物を硬化させることにより得られる硬化物を提供する。
本発明の硬化性有機ケイ素組成物から得られる硬化物は高硬度であり、透明性、耐クラック性、耐熱性に優れる。従って、この化合物を用いた硬化性組成物は発光ダイオード素子の保護、封止もしくは接着等の用途に好適に使用できる。また、レンズ材料、光学素子等の光学デバイス用封止材料、ディスプレイ材料等の各種の光学用材料、その他の半導体素子等の電子デバイス用封止材料、更には電気絶縁性コーティング材料等のコーティング材料としても使用できる。
以下、本発明について詳しく説明する。なお、本明細書において、「Me」はメチル基を、「Vi」はビニル基を、「Ph」はフェニル基を表す。
[(A)成分]
本発明の(A)成分であるケイ素原子に結合した水素原子(以下、「SiH」ということがある)を1分子中に2個有する多環式炭化水素基含有有機ケイ素化合物は、下記(a)成分であるケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個有する有機ケイ素化合物と、下記(b)成分であるヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に2個有する多環式炭化水素化合物との付加反応生成物である。
<(a)成分>
(a)成分は、ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個有する有機ケイ素化合物である。(a)成分は、(b)成分との付加反応により(A)成分を生成するものであれば特に限定されないが、本発明組成物から得られる硬化物の硬度、透明性、耐クラック性、および/または耐熱性が向上しやすいことから、フェニレン基を有することが好ましく、シルフェニレン基(Si−C−Si)を有することがより好ましい。(a)成分は、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
本発明の好ましい一実施形態において、(a)成分としては、例えば、下記一般式(1):
Figure 2008274185

(式中、Rは非置換または置換の炭素原子数1〜12、好ましくは1〜6、より好ましくは1〜3の1価炭化水素基である。)
で表される有機ケイ素化合物が挙げられる。
上記一般式(1)中のRとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、sec-ヘキシル基等の炭素原子数1〜12、好ましくは1〜6、より好ましくは1〜3のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素原子数3〜12、好ましくは4〜10、より好ましくは5または6のシクロアルキル基;フェニル基、o-,m-,p-トリル基等の炭素原子数6〜12、好ましくは6〜10、より好ましくは6〜8のアリール基;これらの炭化水素基の水素原子の一部又は全部をハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等で置換した基、例えば、p-フロロフェニル基、p-クロロフェニル基、p-ブロモフェニル基等が挙げられる。工業的に製造することが容易であり、入手しやすいことから、上記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物の中でも、特に、全てのRがメチル基であるものが好ましい。
上記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物としては、例えば、HMe2Si-p-C64-SiMe2Hで表される 1,4-ビス(ジメチルシリル)ベンゼン、HMe2Si-m-C64-SiMe2Hで表される 1,3-ビス(ジメチルシリル)ベンゼン、HMe2Si-o-C64-SiMe2Hで表される 1,2-ビス(ジメチルシリル)ベンゼン等のシルフェニレン化合物が挙げられる。
<(b)成分>
(b)成分は、ヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に2個有する多環式炭化水素化合物である。該(b)成分は、(i)多環式炭化水素の骨格を形成している炭素原子のうち、隣接する2つの炭素原子間にヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合が形成されているもの、(ii)多環式炭化水素の骨格を形成している炭素原子に結合した水素原子が、ヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合含有基によって置換されているもの、または、(iii)多環式炭化水素の骨格を形成している炭素原子のうち、隣接する2つの炭素原子間にヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合が形成されており、かつ、多環式炭化水素の骨格を形成している炭素原子に結合した水素原子がヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合含有基によって置換されているもの、のいずれであっても差し支えない。(b)成分は、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
本発明の好ましい一実施形態において、(b)成分としては、例えば、下記構造式(x):
Figure 2008274185

で表される 5-ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、
下記構造式(y):
Figure 2008274185

で表される 6-ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、およびこれらの組み合わせが挙げられる。(以下、これら3者を区別する必要がない場合は、「ビニルノルボルネン」と総称することがある)
なお、前記ビニルノルボルネンのビニル基の配置は、シス配置(エキソ形)またはトランス配置(エンド形)のいずれであってもよく、また、前記配置の相違によって、該(b)成分の反応性等に特段の差異がないことから、前記両配置の異性体の組み合わせであっても差し支えない。
<(A)成分の例>
(A)成分の好適な具体例を以下に示すが、これに限定されるものではない。
Figure 2008274185

(式中、Rは前記のとおりであり、nは1〜50、好ましくは1〜30、より好ましくは1〜20の整数である。)
この化合物は、多環式炭化水素基およびフェニレン基を含有しているため、この化合物から得られる硬化物は、特に、高硬度であり、透明性、耐クラック性、耐熱性に優れる。
<(A)成分の調製>
(A)成分のSiHを有する多環式炭化水素基含有有機ケイ素化合物は、上記(b)成分1モルに対して、上記(a)成分を、1モルを越え10モル以下、好ましくは1モルを越え5モル以下の過剰量で、ヒドロシリル化反応触媒の存在下で付加反応させることにより得ることができる。このように、(A)成分のSiHを有する多環式炭化水素基含有有機ケイ素化合物は、その調製に際し、上記(b)成分に対して過剰モル量の上記(a)成分を反応させることから、上記(a)成分の構造に由来するSiHを1分子中に2個有するものである。
前記ヒドロシリル化反応触媒としては、特に限定されず、従来公知のものを全て使用することができる。例えば、塩化第2白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応生成物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート、白金金属を担持したカーボン粉末、白金黒、等の白金系触媒;パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等の、白金系触媒以外の白金族金属系触媒が挙げられる。また、付加反応条件、使用する溶媒等については、特に限定されず通常のとおりとすればよい。ヒドロシリル化反応触媒は、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
具体的には、例えば、上記一般式(2)で表される多環式炭化水素基含有有機ケイ素化合物は、5-ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、6-ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エンまたはこれらの組み合わせ1モルに対して、上記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物を、1モルを越え10モル以下、好ましくは1モルを越え5モル以下の過剰量で、ヒドロシリル化反応触媒の存在下で付加反応させることにより得ることができる。この反応は、溶媒の非存在下で行ってもよいし、トルエンなどの溶媒の存在下で行ってもよい。反応温度は、通常、50〜150℃、好ましくは80〜120℃である。反応時間は10〜30時間程度でよい。ヒドロシリル化反応触媒の添加量は、上記付加反応を促進できる有効量であればよく、通常、白金族金属量に換算して原料化合物の合計に対して1ppm(質量基準。以下、同様)〜1質量%の範囲であり、好ましくは10〜500ppmの範囲である。該添加量がこの範囲内にあると、付加反応が十分に促進されやすく、また、該添加量の増加に応じて付加反応の速度が向上しやすいので、経済的にも有利となりやすい。
[(B) 成分]
(B)成分は、ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に2個以上有するシロキサン系化合物であり、上記(A)成分とヒドロシリル化反応により付加して、硬化物を与えるものである。(B)成分の分子構造は特に限定されず、直鎖状、分岐鎖状、三次元網状、環状等のいずれであってもよい。(B)成分が分子鎖末端を有する場合、ケイ素原子に結合したアルケニル基は、分子鎖末端および分子鎖非末端のケイ素原子のどちらか一方に結合していても、それらの両方に結合していてもよい。(B)成分は、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
(B)成分としては、例えば、下記一般式(3)で表される環状シロキサン系化合物、下記一般式(4)で表される線状シロキサン系化合物等が挙げられる。
Figure 2008274185
(3)

(式中、R1は、独立に、非置換または置換の炭素原子数1〜12、好ましくは1〜6の一価炭化水素基であり、ただし、全R1のうち少なくとも2個はアルケニル基であり、rは3〜20、好ましくは3〜8の整数である。)
3 3SiO-(R2 2SiO)-SiR3 3 (4)
(式中、R2およびR3は、独立に、非置換または置換の炭素原子数1〜12、好ましくは1〜6の一価炭化水素基であり、ただし、全R2および全R3の合計のうち少なくとも2個はアルケニル基であり、
全R3のうち少なくとも2個がアルケニル基である場合、sは0〜100、好ましくは1〜20の整数であり、全R3のうち1個のみがアルケニル基である場合または全R3がアルケニル基以外の一価炭化水素基である場合、sは2〜100、好ましくは2〜20の整数である。)
上記R1〜R3としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基、3-フェニルプロピル基等のアラルキル基;3,3,3-トリフルオロプロピル基、3-クロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基等が挙げられる。これらの中でも、上記環状シロキサン系化合物および上記線状シロキサン系化合物を工業的に入手することが容易であることから、上記R1〜R3は、アルケニル基である場合にはビニル基であることが好ましく、また、アルケニル基以外の一価炭化水素基である場合にはメチル基であることが好ましい。
(B)成分の好適な具体例を以下に示すが、(B)成分はこれらに限定されるものではない。
(ViMeSiO)3
(ViMeSiO)4
(ViMeSiO)3(Me2SiO)
(ViMeSiO)4(Me2SiO)
Me3SiO-(ViMeSiO)5(Me2SiO)5-SiMe3
ViMe2SiO-(Me2SiO)5-SiMe2Vi
ViMe2SiO-(Ph2SiO)5(Me2SiO)5-SiMe2Vi
ViMe2SiO-(ViMeSiO)5(Me2SiO)5-SiMe2Vi
(B)成分の配合量は、上記(A)成分中のSiH1モルに対して、(B)成分中のビニル基等のアルケニル基のモル数が、好ましくは0.5〜2.0モル、より好ましくは 0.8〜1.5モルとなる量とするのがよい。該配合量が前記範囲内にあると、コーティング材料等の用途に充分な硬度を有する硬化物を容易に得ることができる。
[(C) 成分]
(C)成分であるヒドロシリル化反応触媒は、(A)成分中のSiHと(B)成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基とのヒドロシリル化反応を促進するものである。(C)成分のヒドロシリル化反応触媒としては、特に限定されず、従来公知のものを全て使用することができる。(C)成分としては、例えば、白金黒、塩化第2白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応生成物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート等の白金系触媒;パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等の、白金系触媒以外の白金族金属系触媒が挙げられる。(C)成分は、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
(C)成分の配合量は、触媒としての有効量であればよく、特に制限されないが、上記(A)成分と(B)成分との合計に対して、白金族金属原子として質量換算で、好ましくは1〜500 ppm、特に好ましくは2〜100 ppm程度である。該配合量が前記範囲内にあると、硬化反応に要する時間が適度のものとなり、得られる硬化物が着色する等の問題が生じにくい。
[その他の配合成分]
本発明組成物に、上記(A)〜(C)成分に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、他の成分を配合することは任意である。
例えば、組成物の粘度、硬化物の硬度等を調整するために、ケイ素原子に結合したアルケニル基またはSiHを有する直鎖状ジオルガノポリシロキサンまたは網状オルガノポリシロキサン、非反応性の直鎖状または環状ジオルガノポリシロキサン、シルフェニレン系化合物等を本発明組成物に配合してもよい。あるいは、基材との接着性を付与するためにエポキシ基を有する反応性シロキサン化合物を本発明組成物に配合してもよい。
本発明組成物に、上記(A)成分以外の、SiHを有する種々の構造のオルガノポリシロキサン(以下、オルガノポリシロキサンHとする。)を配合する場合、その配合量は、オルガノポリシロキサンH中のSiHと上記(A)成分中のSiHとの合計1モルに対して、上記(B)成分中のアルケニル基の量が、好ましくは0.5〜2.0モル、より好ましくは 0.8〜1.5モルとなる量とするのがよい。
本発明組成物に、上記(B)成分以外の、ケイ素原子に結合したアルケニル基を有する種々の構造のオルガノポリシロキサン(以下、オルガノポリシロキサンAとする。)を配合する場合、その配合量は、上記(A)成分中のSiH1モルに対して、オルガノポリシロキサンA中のアルケニル基と上記(B)成分中のアルケニル基との合計量が、好ましくは0.5〜2.0モル、より好ましくは 0.8〜1.5モルとなる量とするのがよい。
また、本発明組成物に、上記(A)〜(C)成分に加えて、必要に応じ、酸化防止剤を配合することができる。酸化防止剤としては、従来公知の酸化防止剤を全て使用することができる。例えば、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,5-ジ-t-アミルヒドロキノン、2,5-ジ-t-ブチルヒドロキノン、4,4'-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2'-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2'-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)等が挙げられる。これらは、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
酸化防止剤を使用する場合、その配合量は、酸化防止剤としての有効量であればよく、特に制限されないが、上記(A)成分と(B)成分との合計に対して、質量換算で、好ましくは10〜10,000 ppm、特に好ましくは100〜1,000 ppm程度である。該配合量が前記範囲内にあると、酸化防止能力が十分発揮されるため、着色、白濁、酸化劣化等の発生が少なく、光学的特性に優れた硬化物が得られる。
また、ポットライフを確保するために、1-エチニルシクロヘキサノール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール等の付加反応制御剤を本発明組成物に配合することができる。更に、本発明組成物から得られる硬化物の透明性に影響を与えない範囲で、強度を向上させるためにヒュームドシリカ等の無機質充填剤を本発明組成物に配合してもよいし、必要に応じて、染料、顔料、難燃剤等を本発明組成物に配合してもよい。
更に、太陽光線、蛍光灯等の光エネルギーによる光劣化に対する抵抗性を付与するために、光安定剤を本発明組成物に配合することも可能である。光安定剤としては、本発明組成物から得られる硬化物が、光エネルギーにより酸化して劣化する際に生成するラジカルを捕捉するヒンダードアミン系安定剤が適しており、これを上記酸化防止剤と併用することで、酸化防止効果はより向上する。光安定剤の具体例としては、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、4-ベンゾイル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン等が挙げられる。
[組成物の調製]
本発明の硬化性有機ケイ素組成物は、(A)〜(C)成分および、必要に応じて、その他の成分を混合することによって調製することができる。
[硬化物の製造]
本発明の硬化性有機ケイ素組成物を硬化させることにより、高硬度で、透明性、耐クラック性、耐熱性に優れた硬化物を得ることができる。硬化条件は、該組成物の量により異なり、特に制限されないが、硬化温度を60〜180℃とすることが好ましく、硬化時間は1〜10時間でよい。
[用途]
本発明の硬化性有機ケイ素組成物は、硬化性シリコーン材料、光学素子等の光学デバイス用封止材料、その他の半導体素子等の電子デバイス用封止材料、電気絶縁性コーティング材料として有用である。該光学デバイスとしては、LED、半導体レーザー、フォトダイオード、フォトトランジスタ、太陽電池、CCD等の光学素子;レンズ等の光学部品等が挙げられる。該電子デバイスとしては、ダイオード、トランジスタ、IC、CPU、メモリー等の半導体素子等が挙げられる。
以下、実施例および比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
[合成例1]
<(A)成分の調製>
攪拌装置、冷却管、滴下ロートおよび温度計を備えた 500mLの4つ口フラスコに、1,4-ビス(ジメチルシリル)ベンゼン 194g(1mol)および溶媒としてトルエン100gを加え、オイルバスを用いて 85℃に加熱した。これに、5質量%の白金金属を担持したカーボン粉末 0.1gを添加し、攪拌しながら ビニルノルボルネン(商品名:V0062、東京化成工業(株)製;5-ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エンと 6-ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エンとの略等モル量の異性体混合物)60g(0.5モル)を 60分間かけて滴下した。滴下終了後、更に 120℃で加熱攪拌を 24時間行った後、室温まで冷却した。その後、白金金属を担持したカーボン粉末をろ過により除去し、トルエン及び未反応の原料を減圧留去して、無色透明なオイル状の反応生成物(25℃における粘度:300Pa・s)206gを得た。
反応生成物を、FT-IR、NMR、GPC等により分析した結果、このものは、下記式の構造で表される混合物(n=1:38モル%、n=2:20モル%、n=3:16モル%、n=4〜10:合計で26モル%)であることが判明した。また、この反応生成物の屈折率は1.545であった。
Figure 2008274185
[実施例1]
(A)実施例1で得られた反応生成物:77質量部、
(B) (ViMeSiO)4:15質量部、
(C) 硬化触媒として白金-ビニルシロキサン錯体:組成物全体に対して白金金属原子として質量換算で 20 ppmとなる量、
(D) 1-エチニルシクロヘキサノール:0.03質量部
(その他の成分)1-(2-トリメトキシシリルエチル)-3-(3-グリシドキシプロピル)-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン:8質量部
を均一に混合して組成物を得た。この組成物を、ガラス板で組んだ型の中に2mm厚になるように流し込み、150℃で5時間加熱して硬化物を得た。
[実施例2]
(A)実施例1で得られた反応生成物:75質量部、
(B) (ViMeSiO)4:17質量部、
(C) 硬化触媒として白金-ビニルシロキサン錯体:組成物全体に対して白金金属原子として質量換算で 20 ppmとなる量、
(D) 1-エチニルシクロヘキサノール:0.03質量部
(その他の成分)1-(2-トリメトキシシリルエチル)-3-(3-グリシドキシプロピル)-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン:8質量部
を均一に混合して組成物を得た。この組成物を、ガラス板で組んだ型の中に2mm厚になるように流し込み、150℃で5時間加熱して硬化物を得た。
[実施例3]
(A)実施例1で得られた反応生成物:73質量部、
(B) (ViMeSiO)4:19質量部、
(C) 硬化触媒として白金-ビニルシロキサン錯体:組成物全体に対して白金金属原子として質量換算で 20 ppmとなる量、
(D) 1-エチニルシクロヘキサノール:0.03質量部
(その他の成分)1-(2-トリメトキシシリルエチル)-3-(3-グリシドキシプロピル)-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン:8質量部
を均一に混合して組成物を得た。この組成物を、ガラス板で組んだ型の中に2mm厚になるように流し込み、150℃で5時間加熱して硬化物を得た。
[比較例1]
実施例1において、(A)成分77質量部に代えて(MeHSiO)4 60質量部を用いたこと、(B)成分の(ViMeSiO)4の使用量を17質量部から 40質量部に変更したこと、および(その他の成分)を使用しなかったこと以外は、実施例1と同様にして組成物および硬化物を得た。
[比較例2]
実施例1で得られた組成物の代わりにフェニルシリコーンレジン系硬化性組成物(商品名:X-34-1195、信越化学工業(株)製、フェニル基含有量:約50モル%)を使用した以外は、実施例1と同様にして硬化物を得た。
[性能評価手法]
上記各実施例および比較例で得られた硬化物について、下記手法に従い、性能を評価した。
<外観>
各硬化物の外観を目視により観察した。観察結果を表1に示す。
<硬度>
ASTM D 2240 に準じて、各硬化物の硬度(Shore D)を測定した。測定結果を表1に示す。
<耐クラック性>
各実施例および比較例で得られた樹脂組成物を、LEDチップを金線でワイヤーボンディングしたPPAカップに収め100℃で1時間、150℃で5時間加熱して硬化させた。冷熱衝撃試験機を用いて、-40℃/30分の放置と100℃/30分の放置とからなるサイクルを100サイクル繰り返した後でのクラックの様子を観察した。観察結果を下記の評価基準にしたがって表1に示す。
◎:異常なし
○:ワイヤー部にミクロクラック有り
△:ワイヤー部、チップ部にクラック有り
×:封止樹脂全体にクラック、または剥離有り
<耐熱性>
各実施例及び比較例において作製した2mm厚の硬化物を150℃、240時間放置する前後で、400nmにおける透過率を測定した。測定結果を表1に示す。
Figure 2008274185
[評価]
実施例の硬化物は、無色透明であり、高硬度でありながら耐クラック性に優れ、光透過性にも優れている。また、耐熱変色性にも従来のシリコーン材料と同等に優れており、各種の光学材料や封止材料に適している。

Claims (5)

  1. (A)(a)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個有する有機ケイ素化合物と、
    (b)ヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に2個有する多環式炭化水素化合物と
    の付加反応生成物であって、かつ、ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個有する多環式炭化水素基含有有機ケイ素化合物、
    (B) ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に2個以上有するシロキサン系化合物、および
    (C) ヒドロシリル化反応触媒
    を含んでなる硬化性有機ケイ素組成物。
  2. 前記(a)成分が下記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物である請求項1に係る硬化性有機ケイ素組成物。
    Figure 2008274185

    (式中、Rは非置換または置換の炭素原子数1〜12の1価炭化水素基である。)
  3. 前記(b)成分が5-ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、6-ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エンまたはこれらの組み合わせである請求項1または2に係る硬化性有機ケイ素組成物。
  4. 前記(A)成分が下記一般式(2)で表される多環式炭化水素基含有有機ケイ素化合物である請求項1〜3のいずれか1項に係る硬化性有機ケイ素組成物。
    Figure 2008274185

    (式中、Rは前記のとおりであり、nは1〜50の整数である。)
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に係る硬化性有機ケイ素組成物を硬化させることにより得られる硬化物。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125463A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-13 積水化学工業株式会社 光半導体装置用封止剤及び光半導体装置
JP2012046604A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 多環式炭化水素骨格含有成分を含む硬化性シリコーン系組成物
WO2012133432A1 (ja) 2011-03-30 2012-10-04 旭化成ケミカルズ株式会社 オルガノポリシロキサン、その製造方法、及びオルガノポリシロキサンを含有する硬化性樹脂組成物
JP2012201754A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 硬化性組成物
JP2013107985A (ja) * 2011-11-21 2013-06-06 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Ledリフレクターとして有用な白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物及び該組成物を用いた光半導体装置
JP2013107983A (ja) * 2011-11-21 2013-06-06 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Ledリフレクターとして有用な白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物及び該組成物を用いた光半導体装置
KR101277722B1 (ko) * 2010-07-14 2013-06-24 제일모직주식회사 하이브리드 실록산 중합체, 상기 하이브리드 실록산 중합체로부터 형성된 봉지재 및 상기 봉지재를 포함하는 전자 소자
JP2013173891A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 白色熱硬化性シリコーン組成物及び該組成物の硬化物からなる白色発光ダイオード用光反射材料
KR20200135200A (ko) 2019-05-24 2020-12-02 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 부가 경화형 실리콘 조성물, 경화물 및 광반도체 소자

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008069210A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Shin Etsu Chem Co Ltd 多環式炭化水素基含有シリコーン系硬化性組成物
JP2008274184A (ja) * 2007-05-07 2008-11-13 Shin Etsu Chem Co Ltd ケイ素原子に結合した水素原子を有する多環式炭化水素基含有有機ケイ素化合物およびその製造方法
EP2711995B1 (en) 2011-05-16 2019-06-26 Nichia Corporation Light-emitting device and method for manufacturing same
JP6258048B2 (ja) * 2014-01-28 2018-01-10 信越化学工業株式会社 有機変性シリコーン樹脂組成物
JP6148204B2 (ja) * 2014-06-03 2017-06-14 信越化学工業株式会社 硬化性組成物及び半導体装置
JP6347237B2 (ja) * 2015-08-21 2018-06-27 信越化学工業株式会社 付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物及び半導体装置
JP6428595B2 (ja) * 2015-12-22 2018-11-28 信越化学工業株式会社 付加硬化性樹脂組成物及び半導体装置
US10287400B2 (en) 2016-04-14 2019-05-14 Momentive Performance Materials Inc. Curable silicone composition and applications and uses thereof
US10385210B2 (en) 2017-06-20 2019-08-20 Momentive Performance Materials Inc. Curable silicone composition and applications and uses thereof
JP6908546B2 (ja) * 2018-03-05 2021-07-28 信越化学工業株式会社 光反射材料用硬化性シリコーン組成物、シリコーン樹脂硬化物、リフレクター、及びled装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62207333A (ja) * 1986-03-08 1987-09-11 Nippon Petrochem Co Ltd シリコ−ン共重合体
JP2002241501A (ja) * 2001-02-15 2002-08-28 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 硬化剤、硬化性組成物および硬化物
JP2005089671A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Shin Etsu Chem Co Ltd 硬化性シリコーン樹脂組成物
JP2005133073A (ja) * 2003-10-10 2005-05-26 Shin Etsu Chem Co Ltd 硬化性組成物
JP2005272697A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Shin Etsu Chem Co Ltd 硬化性シリコーン樹脂組成物、光半導体用封止材および光半導体装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7019100B2 (en) 2003-04-23 2006-03-28 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Curable silicone resin composition
JP4112443B2 (ja) 2003-06-27 2008-07-02 信越化学工業株式会社 硬化性シリコーン樹脂組成物
DE102004039111A1 (de) * 2003-08-14 2005-04-14 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Härtbare Silikonharzzusammensetzung
TW200513483A (en) * 2003-10-10 2005-04-16 Shinetsu Chemical Co Curable composition
JP2008069210A (ja) 2006-09-12 2008-03-27 Shin Etsu Chem Co Ltd 多環式炭化水素基含有シリコーン系硬化性組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62207333A (ja) * 1986-03-08 1987-09-11 Nippon Petrochem Co Ltd シリコ−ン共重合体
JP2002241501A (ja) * 2001-02-15 2002-08-28 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 硬化剤、硬化性組成物および硬化物
JP2005089671A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Shin Etsu Chem Co Ltd 硬化性シリコーン樹脂組成物
JP2005133073A (ja) * 2003-10-10 2005-05-26 Shin Etsu Chem Co Ltd 硬化性組成物
JP2005272697A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Shin Etsu Chem Co Ltd 硬化性シリコーン樹脂組成物、光半導体用封止材および光半導体装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125463A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-13 積水化学工業株式会社 光半導体装置用封止剤及び光半導体装置
JP5060654B2 (ja) * 2010-03-31 2012-10-31 積水化学工業株式会社 光半導体装置用封止剤及び光半導体装置
KR101277722B1 (ko) * 2010-07-14 2013-06-24 제일모직주식회사 하이브리드 실록산 중합체, 상기 하이브리드 실록산 중합체로부터 형성된 봉지재 및 상기 봉지재를 포함하는 전자 소자
JP2012046604A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 多環式炭化水素骨格含有成分を含む硬化性シリコーン系組成物
JP2012201754A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 硬化性組成物
WO2012133432A1 (ja) 2011-03-30 2012-10-04 旭化成ケミカルズ株式会社 オルガノポリシロキサン、その製造方法、及びオルガノポリシロキサンを含有する硬化性樹脂組成物
US9243007B2 (en) 2011-03-30 2016-01-26 Asahi Kasei Chemicals Corporation Organopolysiloxane, method for producing the same, and curable resin composition containing the organopolysiloxane
JP2013107985A (ja) * 2011-11-21 2013-06-06 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Ledリフレクターとして有用な白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物及び該組成物を用いた光半導体装置
JP2013107983A (ja) * 2011-11-21 2013-06-06 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Ledリフレクターとして有用な白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物及び該組成物を用いた光半導体装置
JP2013173891A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 白色熱硬化性シリコーン組成物及び該組成物の硬化物からなる白色発光ダイオード用光反射材料
KR20200135200A (ko) 2019-05-24 2020-12-02 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 부가 경화형 실리콘 조성물, 경화물 및 광반도체 소자

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