JP2010144136A - 熱硬化性シリコーン樹脂組成物 - Google Patents
熱硬化性シリコーン樹脂組成物 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】分子末端に3官能アルコキシシリル基を有するシリコーン誘導体と、微粒子表面に反応性官能基を有する金属酸化物微粒子とを重合反応させて得られ、前記シリコーン誘導体が分子末端に3官能アルコキシシリル基を有するシリコーン誘導体を2種以上含有し、前記重合反応を該金属酸化物微粒子の存在下に、該シリコーン誘導体を2段階以上に分けて添加して行う、熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
〔1〕 分子末端に3官能アルコキシシリル基を有するシリコーン誘導体と、微粒子表面に反応性官能基を有する金属酸化物微粒子とを重合反応させて得られ、前記シリコーン誘導体が分子末端に3官能アルコキシシリル基を有するシリコーン誘導体を2種以上含有し、前記重合反応を該金属酸化物微粒子の存在下に、該シリコーン誘導体を2段階以上に分けて添加して行う、熱硬化性シリコーン樹脂組成物、
〔2〕 分子末端に3官能アルコキシシリル基を有するシリコーン誘導体と、微粒子表面に反応性官能基を有する金属酸化物微粒子とを2段階以上で重合反応させる工程を含む、熱硬化性シリコーン樹脂組成物の製造方法、
〔3〕 前記〔1〕記載の熱硬化性シリコーン樹脂組成物を基材の上に塗工して乾燥することにより成形させる、シリコーン樹脂シート、ならびに
〔4〕 前記〔1〕記載の熱硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて光半導体素子を封止してなる光半導体装置
に関する。
で表される化合物であることが好ましい。
ゲルろ過クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算にて求める。
プリズムカップラー(SPA-4000、サイロン社製)を用いて、25℃、633nmにおける屈折率を測定する。
本明細書において、金属酸化物微粒子の平均粒子径とは一次粒子の平均粒子径を意味し、金属酸化物微粒子の粒子分散液について動的光散乱法で測定して算出される体積中位粒径(D50)のことである。
微粒子分散液に表面処理剤としてエチルトリメトキシシランを加えて反応させ、遠心分離もしくはpH変動によって微粒子を凝集沈降させて、濾別回収、洗浄、乾燥し、示差熱熱重量分析によって重量減量を求めて含有量を算出する。
分光光度計(U-4100、日立ハイテク社製)を用いて、400〜800nmの可視光領域の透過スペクトルを測定し、400nmにおける透過率を算出する。
攪拌機、還流冷却機、及び窒素導入管を備えた容器に、微粒子表面に反応性官能基を有する金属酸化物微粒子として、平均粒子径5nmの酸化ジルコニウムの水分散液(商品名「NZD-3005」、住友大阪セメント社製、固形分濃度40重量%、反応性官能基として水酸基を含有、反応性官能基含有量1.0重量%以上)5.0g(シリコーン誘導体100重量部に対する使用量は、実施例2及び16は22重量部、それ以外は29重量部)を加え、さらにメタノール5.0g、2-メトキシエタノール5.0gを添加し、濃塩酸を用いて液のpHを2〜3に調整後、攪拌しながら60℃に昇温した。そこに、分子末端に3官能アルコキシシリル基を有するシリコーン誘導体として、表1に示す量の表1に示す1段階目のシリコーン誘導体をメタノール5.0gに溶解した液を、20分かけて滴下ロートを用いて滴下して、減圧下、メタノールを留去して濃縮後、100℃で30分反応させた(1段階目の反応)。その後、60℃まで冷却し、2-プロパノール5.0gを添加攪拌して均一な溶液とし、そこに、表1に示す量の表1に示す2段階目のシリコーン誘導体をテトラヒドロフラン3.0gに溶解した液を、20分かけて滴下ロートを用いて滴下して、60℃で1時間反応後(2段階目の反応)、室温(25℃)まで冷却して、実施例1〜16及び比較例1〜2の熱硬化性シリコーン樹脂組成物A〜P及びR〜Sを得た。得られた組成物は、減圧下、溶媒及び水を留去して濃縮後、一部を採取して150℃の乾燥機に3時間放置した際の重量変化から反応率を求めた。また、組成物は、剥離処理を施したPET基材上に膜厚100μmになるように塗工して、100℃で1時間、150℃で1時間加熱することにより、組成物の成形体(シート)を調製した。重合反応終了時の反応率、ならびに得られた組成物の成形体の400nmにおける透過率、及び屈折率を表1に示す。なお、比較例1、2の組成物については、シリコーン誘導体と金属酸化物微粒子との重合反応がおこらず、シリコーン誘導体の縮合反応のみが進行し、良好な組成物を得ることができなかった。
実施例1において、2段階目のシリコーン誘導体を滴下後、反応させずにすぐに室温(25℃)まで冷却した以外は、実施例1と同様にして実施例17の熱硬化性シリコーン樹脂組成物及びその成形体を得た。組成物Q及びその成形体を得た。金属酸化物微粒子の使用量はシリコーン誘導体100重量部に対して29重量部であった。
実施例1において、シリコーン誘導体(KBM13)4.0gをメタノール5.0gに添加攪拌して調製した溶液を、金属酸化物微粒子水分散液に滴下して100℃にて反応させ、そこに、シリコーン誘導体(KBM13)3.0gを2-プロパノール3.0gに添加攪拌して調製した溶液を滴下して60℃にて反応させる代わりに、シリコーン誘導体(KBM103)10.0gを2-プロパノール10.0gに添加攪拌して調製した溶液を金属酸化物微粒子水分散液に滴下して60℃にてのみ反応させる以外は、実施例1と同様にして熱硬化性シリコーン樹脂組成物Tを調製した。金属酸化物微粒子の使用量はシリコーン誘導体100重量部に対して20重量部であった。しかし、シリコーン誘導体と金属酸化物微粒子との重合反応がおこらず、シリコーン誘導体の縮合反応のみが進行し、良好な組成物を得ることができなかった。
実施例1において、シリコーン誘導体(KBM13)4.0gをメタノール5.0gに添加攪拌して調製した溶液を金属酸化物微粒子水分散液に滴下し、メタノールを留去し、100℃にて反応させて、さらに、シリコーン誘導体(KBM13)3.0gを2-プロパノール3.0gに添加攪拌して調製した溶液を金属酸化物微粒子水分散液に滴下して60℃で反応させる代わりに、シリコーン誘導体(KBM13)4.0gをメタノール5.0gに添加攪拌して調製した溶液を金属酸化物微粒子水分散液に滴下して高温せずに、次いで、シリコーン誘導体(KBM13)3.0gを2-プロパノール3.0gに添加攪拌して調製した溶液を金属酸化物微粒子水分散液に滴下して、60℃にて併せて反応させる以外は、実施例1と同様にして熱硬化性シリコーン樹脂組成物Uを調製した。金属酸化物微粒子の使用量はシリコーン誘導体100重量部に対して29重量部であった。しかし、シリコーン誘導体と金属酸化物微粒子との重合反応がおこらず、シリコーン誘導体の縮合反応のみが進行し、良好な組成物を得ることができなかった。
〔3官能性アルコキシシラン〕
メチルトリメトキシシラン:商品名「KBM13」、分子量136.2、屈折率1.369
フェニルトリメトキシシラン:商品名「KBM103」、分子量198.3、屈折率1.473
ヘキシルトリメトキシシラン:商品名「KBM3063」、分子量206.4、屈折率1.406
ビニルトリメトキシシラン:商品名「KBM1003」、分子量148.2、屈折率1.397
2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン:商品名「KBM303」、分子量246.4、屈折率1.448
3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:商品名「KBM403」、分子量236.3、屈折率1.427
p-スチリルトリメトキシシラン:商品名「KBM1403」、分子量224.3、屈折率1.501
3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン:商品名「KBM503」、分子量248.4、屈折率1.429
3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン:商品名「KBM5103」、分子量234.4、屈折率1.427
N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン:商品名「KBM603」、分子量222.4、屈折率1.445
3-アミノプロピルトリメトキシシラン:商品名「KBM903」、分子量179.3、屈折率1.422
N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン:商品名「KBM573」、分子量255.4、屈折率1.504
3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン:商品名「KBM803」、分子量196.4、屈折率1.440
デシルトリメトキシシラン:商品名「KBM3103C」、分子量262.5、屈折率1.421
エチルトリメトキシシラン:商品名「LS-890」、分子量150.3、屈折率1.384
〔2官能アルコキシシラン〕
3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン:商品名「KBM502」、分子量232.4、屈折率1.433
ジメチルメトキシシラン:商品名「KBM22」、分子量120.2、屈折率1.371
実施例1の熱硬化性シリコーン樹脂組成物A(屈折率1.61)を用いて、青色LED(商品名「C460MB290」、クリー社製)に定法に従い封止を行った。封止前後の青色LEDの明るさを瞬間マルチ測光システム(MCPD-3000、大塚電子社製)により測定し、下記の式に従って光取り出し効率を求めた。なお、参考品としては、市販品のシリコーンエラストマー(商品名「KE-1052」、信越化学社製、屈折率1.40)を用いた。
光取り出し効率(%)=(封止後の輝度/封止前の輝度)×100
Claims (9)
- 分子末端に3官能アルコキシシリル基を有するシリコーン誘導体と、微粒子表面に反応性官能基を有する金属酸化物微粒子とを重合反応させて得られ、前記シリコーン誘導体が分子末端に3官能アルコキシシリル基を有するシリコーン誘導体を2種以上含有し、前記重合反応を該金属酸化物微粒子の存在下に、該シリコーン誘導体を2段階以上に分けて添加して行う、熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 金属酸化物微粒子の平均粒子径が1〜100nmである、請求項1又は2記載の熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 金属酸化物微粒子が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、シリカ、アルミナ、及び酸化ハフニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜3いずれか記載の熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 重合反応終了時の全体反応率が20〜70%である、請求項1〜4いずれか記載の熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 微粒子表面に反応性官能基を有する金属酸化物微粒子の分散液中で、該微粒子と、分子末端に3官能アルコキシシリル基を有するシリコーン誘導体とを重合反応させる、請求項1〜5いずれか記載の熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 分子末端に3官能アルコキシシリル基を有するシリコーン誘導体と、微粒子表面に反応性官能基を有する金属酸化物微粒子とを2段階以上で重合反応させる工程を含む、熱硬化性シリコーン樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1〜6いずれか記載の熱硬化性シリコーン樹脂組成物を基材の上に塗工して乾燥することにより成形させる、シリコーン樹脂シート。
- 請求項1〜6いずれか記載の熱硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて光半導体素子を封止してなる光半導体装置。
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