JP2011195750A - 硬化型樹脂組成物及びこれから得られる成形体 - Google Patents

硬化型樹脂組成物及びこれから得られる成形体 Download PDF

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Abstract

【課題】高い耐熱性を有し、透過率が高く透明で、尚且つ強靭性を有した成形体を得ることができる硬化型樹脂組成物を提供する。
【解決手段】一般式(1)で示されるラジカル反応性基を有したかご開裂型構造を有する硬化性シリコーン樹脂、及びラジカル重合開始剤を含む硬化型樹脂組成物であり、式中、Rはアルキル基、アリール基、又は不飽和結合を有する反応性官能基を示し、その少なくとも1つは反応性官能基であり、Rは不飽和結合を有する反応性官能基を示し、Rは炭素数アルキル基若しくはアルコキシ基又は炭素数アリール基若しくはアリールオキシ基を示し、RはRに由来する2価の基を示し、Rは芳香環を含む2価の基を示し、mは1〜1000の数であり、nは6〜14の数であって、nが奇数のときaは2、nが偶数のときaは1である。
Figure 2011195750


【選択図】なし

Description

本発明は、柔軟性および耐衝撃性に優れるシリコーン樹脂の特性と、速硬化性に優れたアクリレート樹脂の特性とを兼ね備えた硬化性シリコーン樹脂を含む硬化型樹脂組成物に関する。
液晶表示装置用の基板、光学レンズ、発光ダイオードの封止材等をはじめとする光学材料としては、複屈折率が低く、光学的透明性の高い材料が使用される。また、液晶表示装置用の基板や光学レンズ等の材料の場合には、製造プロセス上使用する材料には高い耐熱性が必要である。こういった要求を満足する材料として従来よりガラス等が使用されている。
しかし、近年では、例えば光学レンズは曲面で使用され、また、液晶表示装置用の基板では薄型化が要求されており、従来使用されてきたガラスは強度的に脆い性質を有しているため、使用範囲に限界が生じてきている。
強靭性のある材料としては高分子材料が考えられるが、一般に熱可塑性樹脂は耐熱性が低い。また熱硬化性樹脂の場合、従来知られている熱硬化性樹脂は熱硬化の際に着色することが知られており、光学材料用途には向かない。例えばアクリレート樹脂は速硬化性を有するが、耐熱性が低いため熱によって着色することがある。
耐熱性が高く透明性に優れる材料としてシリコーン樹脂が知られており、さらに柔軟性の高い材料として有用である。しかしながら、従来の硬化性のシリコーン樹脂は硬化に高温かつ長時間が必要であり生産性に劣るといいう欠点を有する。例えば特開2007−126576号公報(特許文献1)にはシリコーン樹脂のヒドロシリル化による硬化が記載されているが、60℃で1時間又は室温で24時間といった高温又は長時間が必要である。
また、かご型シロキサンにシラノール基又はアルキシル基を含有させたシロキサン化合物、これから得られる共重合体、及びこれを含む硬化性樹脂組成物が特許文献2に開示されている。
特開2007−126576号公報 WO2009/084562号公報
従って、本発明の目的は、高い耐熱性を有し、透過率が高く透明で、尚且つ強靭性を有した成形体を得ることができる硬化型樹脂組成物を提供することにある。
そこで、本発明者等は、耐熱性及び速硬化性のいずれの要求をも満足でき、かつ透明性や強靭性等を兼ね備えた硬化物(成形体)を得る樹脂組成物について鋭意検討した結果、特定の構造を有した硬化性シリコーン樹脂を用いることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、下記一般式(1)で示されるラジカル反応性基を有したかご開裂型構造を有する硬化性シリコーン樹脂、及びラジカル重合開始剤を含むことを特徴とする硬化型樹脂組成物である。
Figure 2011195750

(式中、Rは炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、又は炭素数2〜12の不飽和結合を有する反応性官能基を示し、Rのうち少なくても1つは反応性官能基であり、Rは炭素数2〜12の不飽和結合を有する反応性官能基を示し、Rは炭素数1〜12のアルキル基若しくはアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基若しくはアリールオキシ基を示し、Rは炭素数2〜12の2価の基を示し、Rは芳香環を含む2価の基を示し、mは1〜1000の数であり、nは6〜14の数であって、nが奇数のときaは2、nが偶数のときaは1である。但し、R〜Rがアルキレン鎖を有する基である場合、そのアルキレン鎖中に酸素原子を含んでいてもよい。また、アルキル基、アリール基又はアルコキシ基である場合は、置換基を有してもよい)
また、本発明は上記の硬化型樹脂組成物を、ラジカル重合させて得られたシリコーン樹脂成形体である。
本発明の硬化型樹脂組成物は速硬化性を有し、かつ、高耐熱、高透明性、柔軟性、耐衝撃性等を兼ね備えた成形体を得ることができる。そして、得られた成形体は、例えばタッチパネル基板、フラットパネルディスプレイ基板、レンズ、光ディスク、光ファイバー等の光学用途をはじめ、各種輸送機械や住宅等の窓材など様々な用途に用いることができ、また、軽量の透明部材としても利用することができて、これまで各種使用されていたガラスの代替材料としてもその利用範囲は広範であり、産業上の利用価値は極めて高い。
合成例1で得られた硬化性シリコーン樹脂のGPCチャートを示す。 合成例2で得られた硬化性シリコーン樹脂のGPCチャートを示す。 合成例3で得られた硬化性シリコーン樹脂のGPCチャートを示す。
以下、本発明について詳細に説明する。本発明の硬化型樹脂組成物は硬化性シリコーン樹脂とラジカル重合開始剤を必須成分として含むので、まず硬化性シリコーン樹脂について説明する
本発明の硬化型樹脂組成物に含まれる硬化性シリコーン樹脂は、上記一般式(1)で表され、構造単位中にかご開裂型ポリオルガノシロキサンを有する。かご開裂型ポリオルガノシロキサンは、上記特許文献2等により知られているが、かご型ポリオルガノシロキサンが、かご構造を残した状態で一部が開裂し、そこで他の官能基と結合し、樹脂となる。
一般式(1)におけるかご開裂型ポリオルガノシロキサンユニットは、(R1SiO)nで表わされ部分である。このnが8、10、12、14であるかご開裂型ポリオルガノシロキサンの具体的な構造としては下記構造式(3)、(4)、(5)及び(6)に示すような構造が挙げられる。なお、本発明の硬化性シリコーン樹脂はこれ以外のnをとるものもあり、これらに限定されない。下記構造式のRは一般式(1)におけるRと同じものを表す。
Figure 2011195750
一般式(1)において、Rは炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、又は炭素数2〜12の不飽和結合を有する反応性官能基を示し、そのうち少なくとも1つは上記反応性官能基である。好ましくは1〜4が上記反応性官能基である。反応性官能基以外の基である場合は、炭素数1〜3のアルキル基又はフェニル基が好ましい。炭素数6〜12のアリール基、上記アルキル基、アリール基、又は反応性官能基が、アルキレン鎖を有する場合、そのアルキレン鎖中には酸素原子を含んでもよい。これは、R〜Rにおいても同様と解される。そして、本明細書において、酸素原子を含んでいてもよいとは上記のことを意味すると解される。また、アルキル基、アリール基又はアルコキシ基である場合は、ハロゲン、アミノ等の置換基を有してもよい。
また、Rが反応性官能基である場合、Rは下記一般式(2)で表される官能基であることが望ましい。
−Y(Z) (2)
ここで、Yは炭素数1〜12のr+1価の炭化水素基を示し、Zは(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等の重合性の不飽和結合を有する基を示す。rは1〜6の範囲である。なお、上記炭化水素基は酸素原子を含んでいてもよい。望ましい反応性官能基としては、-A-CR=CH2表わされる基がある。ここで、AはC1〜3のアルキレン基又はCOOであり、RはH又はメチル基である。
一般式(1)におけるRは炭素数1〜12の不飽和結合を有する反応性官能基であるが、Rが不飽和結合を有する反応性官能基である場合の反応性官能基と同様であることができ、上記一般式(2)で表される官能基であることが望ましい。
一般式(1)におけるRは炭素数1〜12のアルキル基若しくはアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基若しくはアリールオキシ基を示す。具体的にはメチル、メトキシ、エチル、エトキシ、プロピル、ブチル、フェニル等が挙げられる。好ましくは炭素数1〜6のアルキル基又はフェニル基である。
一般式(1)におけるRは炭素数2〜12の2価の基を示す。このRはRの不飽和結合とヒドロシリル基が反応して生成するものであるので、Rの説明から理解される。
します。
一般式(1)におけるRは芳香環を含む2価の基を示すが、下記一般式(7)で表される構造であることが望ましい。
−W(X-W)− (7)
ここで、Wは炭素数1〜12の炭化水素基又は単結合であり、Xとしてはフェニル環、ビフェニル環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環、ビスフェノールA構造、フルオレン環構造を有する2価の基等が挙げられ、pは0〜10の数である。上記炭化水素基は、酸素原子又は窒素原子を含んでいてもよい。好ましいRは、-Ar-、-Ar-Z-Ar-又は-R-Ar-R-で表わされる2価の基である。ここで、Arはフェニレン又はナフチレン等のアリーレン基、Rはアルキレン基、Zはアルキレン基又は酸素原子である。
Xの具体例を挙げると以下の構造を有する2価の基がある。下記式中、Qは水素、メチル、メトキシ、エチル、エトキシ、プロピル、フッ素、臭素、塩素、フェニル、ビフェニル、水酸基、アミノ基等を例示することができるが、これに何ら制限されるものではない。好ましくは水素である。
Figure 2011195750
本発明の樹脂組成物に含まれる硬化性シリコーン樹脂は、下記反応式(21)に示すように、SiH基含有モノマーとラジカル反応性基含有かご開裂型オルガノポリシロキサンを白金触媒存在下に混合反応させることにより得ることができる。
Figure 2011195750
ここで、Rは以下に示す反応式(22)の反応で生成する基であり、Rに由来する。具体的には、Rがビニル基の場合、Rは−CH−CH−となる。
Figure 2011195750
ここで、上記反応式(21)又は(22)で使用するSiH基含有モノマーとしては、下記一般式(8)で表される化合物を用いることがよい。
Figure 2011195750
一般式(8)式中、R、Rは一般式(1)と同じ意味を有し、Rは上記一般式(7)で表される構造であることが望ましい。また、Rの例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アラルキル基などやこれらの基の水素原子の一部又は全部をハロゲン原子やシアノ基等で置換した基を挙げることができるが、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基であるのがよい。
上記反応式(21)で使用されるラジカル反応性基含有かご開裂型オルガノポリシロキサンは、一般式(9)で表される。一般式(9)で使用される記号は一般式(1)と同じ意味を有する。
Figure 2011195750
一般式(9)で表されるかご開裂型ポリオルガノシロキサンは、公知の方法により製造することができ、例えばアルコキシシランを、酸若しくは塩基触媒の存在下、25℃程度の温度で加水分解縮合させることによって作成したかご型ポリオルガノシロキサンを、官能基を有するジシロキサンと共に加熱することで容易に得ることができる。
上記反応式(21)で使用される白金触媒としては、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコールとの錯体、塩化白金酸とアルデヒドとの錯体、塩化白金酸とケトンとの錯体、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金とビニルシロキサンとの錯体、ジカルボニルジクロロ白金等が挙げられる。これらの中で、触媒活性の点から、塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィンとの錯体、及び白金とビニルシロキサンとの錯体が好ましい。具体的にはPt・CO・(CH=CH(CH)SiO)、Pt・1.5[(CH=CH(CH)Si)O]、Pt・(CH=CH(CH)SiO)、Pt・(HC(O)CHCHCHCHCHCHCH)等を例示することができるが、これらに何ら制限されるものではない。また、これらを単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
白金族系金属触媒の添加量については、SiH基含有モノマーとラジカル反応性基含有かご開裂型オルガノポリシロキサンの合計100重量部に対して、金属原子として0.00001〜0.1重量部の範囲で添加するのがよい。この添加量が0.00001重量部に満たないとSiH基と不飽和結合との付加反応の進行が遅く、0.1重量部を越えると、上記付加反応の進行が速くゲル化が起こりやすいという不具合が生じる。
SiH基含有モノマー(8)とラジカル反応性基含有かご開裂型オルガノポリシロキサン(9)とを混合させる際の割合は、特に制限されるものではないが、(8)/(9)の比(モル比)が、0.01以上、特に0.1〜1の範囲が好ましい。上記比率が1を超えるとSiH基と不飽和結合との付加反応の進行が速くゲル化が起こりやすいという不具合が生じる。
上記の反応は、GPCによってSiH基含有モノマーの減少を確認しながら、0〜100℃、好ましくは20〜80℃で10分〜1ヶ月程度撹拌反応させることが好適である。
このようにして、一般式(1)で表される硬化性シリコーン樹脂を得ることができる。得られた樹脂は柔軟性、耐衝撃性等に優れるシリコーン樹脂の特性と、速硬化性等に優れるアクリレート樹脂の特性とを兼ね備えるため、平均分子量Mw10000〜500000の範囲であることが好ましい。そして、この硬化性シリコーン樹脂は、下記で説明するような重合開始剤を用いることで、短時間で重合して硬化し、高耐熱、高透明性、柔軟性、耐衝撃性等を兼ね備えた成形体を得ることができる。
次に、硬化型樹脂組成物に配合するラジカル重合開始剤について、説明する。
上記硬化性シリコーン樹脂を光又は熱によりラジカルを発生させるラジカル重合開始剤と組み合わせることによって、光又は熱による硬化が可能な本発明の硬化型樹脂組成物を得ることができる。
光によりラジカルを発生させる光重合開始剤としては、例えば、ビアセチルアセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジル、ベンゾイルイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、(1-ヒドロキシシクロヘキシル)フェニルケトン、(1-ヒドロキシ−1-メチルエチル)フェニルケトン、(α-ヒドロキシイソプロピル)(p-イソプロピルフェニル)ケトン、ジエチルチオキサントン、エチルアンスラキノン、ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。また、熱によりラジカルを発生させる熱重合開始剤としては、各種有機過酸化物等が挙げられるが、有機過酸化物としては、ケトンパーオキサイド類、ジアシルキルパーオキサイド類、ハイドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、アルキルパーエステル類、パーカーボネート類などが挙げられる。これらの中で触媒活性の点から、ジアルキルパーオキサイドが好ましい。具体的には、シクロヘキサノンパーオキサイド、1,1−ビス(t−ヘキサパーオキシ)シクロヘキサノン、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−へキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等を例示することができるが、これに何ら制限されるものではない。またこれらを単独で私用してもよく2種類以上併用してもよい。これらラジカル重合開始剤の使用量は、有効量であればよく特に制限されないが、重合性成分の総量100重量部に対して、通常、0.01〜20.0重量部、好ましくは0.1〜10.0重量部程度であるのがよい。ここで、重合性成分とは硬化性シリコーン樹脂のほか、下記で説明するように必要に応じて添加される末端に重合性不飽和基を有する化合物を含んだ合計の成分を言う。末端に重合性不飽和基を有する化合物とは本硬化性シリコーン樹脂と共重合可能なものである。
また、硬化型樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、末端に重合性不飽和基を有する化合物として上記硬化性シリコーン樹脂以外の(メタ)アクリル酸エステル系単量体、例えば、メチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のモノエステル;1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート等のジエステル;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のトリエステル;ウレタンアクリレート類を併用しても差し支えない。
また、他の樹脂、例えば、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、ポリブタジエン、ポリクロロプレン、ポリエーテル、ポリエステル、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、石油樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂、ケトン樹脂、セルロース樹脂、フッ素系オリゴマー、シリコーン系オリゴマー、ポリスルフィド系オリゴマー、アクリルゴム、シリコーンゴム等の1種単独または2種以上の組み合わせ;充填剤、例えば、シリカ、アルミナ、ガラスビーズ、スチレン系ポリマー粒子、ジビニルベンゼン系ポリマー粒子、メタクリレート系ポリマー粒子、エチレン系ポリマー粒子、プロピレン系ポリマー粒子等の1種単独または2種以上の組み合わせ;改質剤、例えば、重合開始助剤、老化防止剤、レベリング剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。
また、本発明の硬化型樹脂組成物の接着性を向上させるために、シランカップリング剤を添加することが有効である。このようなシランカップリング剤としては、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β-(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等のエポキシシラン類;N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン類;γ-メルカプトシラン等のメルカプトシラン類;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
本発明では、硬化性シリコーン樹脂及びラジカル重合開始剤を含む硬化型樹脂組成物を加熱又は光照射によって重合硬化させることで成形体を得ることができる。また、他の重合性不飽和基を有する化合物を配合した場合は、共重合硬化させることで成形体を得ることができる。硬化性シリコーン樹脂は重合性不飽和基を複数有するため架橋硬化するので、成形と硬化を同時に行うことが有利である。
加熱によって重合体(成形体)を製造する場合、その成形温度は、熱重合開始剤と促進剤の選択により、室温から200℃前後までの広い範囲から選択することができる。この場合金型内やスチールベルト上で重合硬化させることで所望の形状のシリコーン樹脂成形体を得ることができる。
また、光照射によって成形体を製造する場合、波長10〜400nmの紫外線や波長400〜700nmの可視光線を照射することで、成形体を得ることができる。用いる光の波長は特に制限されるものではないが、特に波長200〜400nmの近紫外線が好適に用いられる。紫外線発生源として用いられるランプとしては、低圧水銀ランプ(出力:0.4〜4W/cm)、高圧水銀ランプ(40〜160W/cm)、超高圧水銀ランプ(173〜435W/cm)、メタルハライドランプ(80〜160W/cm)、パルスキセノンランプ(80〜120W/cm)、無電極放電ランプ(80〜120W/cm)等を例示することができる。これらの紫外線ランプは、各々その分光分布に特徴があるため、使用する光開始剤の種類に応じて選定すればよい。
光照射によって成形体を得る方法としては、例えば任意のキャビティ形状を有し、石英ガラス等の透明素材で構成された金型内に注入し、上記の紫外線ランプで紫外線を照射して重合硬化を行い、金型から脱型させることで所望の形状の成形体を製造する方法や、金型を用いない場合には、例えば移動するスチールベルト上にドクターブレードやロール状のコーターを用いて本発明のシリコーン樹脂組成物を塗布し、上記の紫外線ランプで重合硬化させることで、シート状の成形体を製造する方法等を例示することができる。
このようにして得られる本発明のシリコーン樹脂成形体は、低弾性、高伸度であり、柔軟性、靭性に優れる。また、550nm波長の可視光線の透過率が88%以上、より好ましくは90%以上となり光学材料への応用が可能であり、さらに高温条件下でも黄変しない材料である。
以下、実施例等に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
合成例1
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた反応容器に、溶媒として2−プロパノール272mL、トルエン524mLと塩基性触媒として25%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液10.8g、水46mLを装入した。反応容器を撹拌しながら、滴下ロートに3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製SZ−6030 )65.29g、エチルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製LS−890)97.90g、トルエン20mLを入れ、30分かけて滴下した。滴下終了後、加熱することなく1日撹拌した。撹拌後反応溶液を飽和食塩水で中性になるまで水洗した後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで加水分解生成物(シルセスキオキサン)99g得た。このシルセスキオキサンは種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。
次に、撹拌機、冷却管を備えた反応容器に上記で得られたシルセスキオキサン34.03gとトルエン194mLと25%TMAHメタノール溶液6.13g、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(信越化学工業株式会社製LS−7250)23.56gを入れ、徐々に135℃まで加熱し3.5時間撹拌した。反応溶液を飽和食塩水で中性になるまで水洗した後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで、下記式(10)で表されるかご開裂型ポリオルガノシロキサン30g得た。得られた籠型シルセスキオキサンは種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。
Figure 2011195750

(式中、Mcはメタクリル基、Viはビニル基を示す。)
攪拌器および温度計を備えた反応容器に、上記で得られたかご開裂型ポリオルガノシロキサン3.50g、白金量2.25wt%の白金・シクロビニルメチルシロキサン錯体(Gelest社製SIP6832.2)0.0053gを装入し10分間撹拌し、SiH基含有モノマー(M)0.50gを装入した。ここで、SiH基含有モノマー(M)は、上記一般式(8)で表され、Rはメチル基、Rはフェニレン基である。
反応容器を室温で1時間撹拌後、1晩静置し、50℃で3時間加熱することでラジカル反応性基を持つシリコーン樹脂(硬化性シリコーン樹脂)を得た。このシリコーン樹脂は、分子量がMw=380000であり、種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。これを樹脂Aとする。
合成例2
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた反応容器に、溶媒として2−プロパノール252mL、トルエン485mLと塩基性触媒として25%TMAH水溶液10.05g、水43mLを装入した。反応容器を撹拌しながら、滴下ロートに3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製SZ−6030)78.97g、エチルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製LS−890)79.62g、トルエン20mLを入れ、30分かけて滴下した。滴下終了後、加熱することなく1日撹拌した。撹拌後反応溶液を飽和食塩水で中性になるまで水洗した後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで加水分解生成物(シルセスキオキサン)99g得た。このシルセスキオキサンは種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。
次に、撹拌機、冷却管を備えた反応容器に上記で得られたシルセスキオキサン20.00gとトルエン106mLと25%TMAHメタノール溶液1.97g、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(信越化学工業株式会社製LS−7250)17.21gを入れ、徐々に135℃まで加熱し3.5時間撹拌した。反応溶液を飽和食塩水で中性になるまで水洗した後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで、下記式(11)で表されるかご開裂型ポリオルガノシロキサン18g得た。得られた籠型シルセスキオキサンは種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。なお、式(11)中、Mc、Viは式(10)と同意である。
Figure 2011195750
攪拌器および温度計を備えた反応容器に、上記で得られたかご開裂型ポリオルガノシロキサン5.30g、白金量2.25wt%白金・シクロビニルメチルシロキサン錯体0.0080gを装入し10分間撹拌し、SiH基含有モノマー(M)0.70gを装入した。
反応容器を室温で1時間撹拌後、1晩静置し、50℃で3時間加熱することでラジカル反応性基を持つシリコーン樹脂(硬化性シリコーン樹脂)を得た。このシリコーン樹脂は、分子量がMw=220000であり、種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。これを樹脂Bとする。
合成例3
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた反応容器に、溶媒として2−プロパノール229mL、トルエン437mLと塩基性触媒として25%TMAH水溶液4.52g、水41mLを装入した。反応容器を撹拌しながら、滴下ロートに3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製SZ−6030)95.37g、エチルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製LS−890)57.70g、トルエン20mLを入れ、30分かけて滴下した。滴下終了後、加熱することなく1日撹拌した。撹拌後反応溶液を飽和食塩水で中性になるまで水洗した後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで加水分解生成物(シルセスキオキサン)99g得た。このシルセスキオキサンは種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。
次に、撹拌機、冷却管を備えた反応容器に上記で得られたシルセスキオキサン50.00gとトルエン240mLと25%TMAHメタノール溶液4.40g、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(信越化学工業株式会社製LS−7250)44.74gを入れ、徐々に135℃まで加熱し3.5時間撹拌した。反応溶液を飽和食塩水で中性になるまで水洗した後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで、下記式(12)で表されるかご開裂型ポリオルガノシロキサン45g得た。得られた籠型シルセスキオキサンは種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。なお、式(12)中、Mc、Viは式(10)と同意である。
Figure 2011195750
攪拌器および温度計を備えた反応容器に、上記で得られたかご開裂型ポリオルガノシロキサン1.82g、白金量2.25wt%白金・シクロビニルメチルシロキサン錯体0.0027gを装入し10分間撹拌し、SiH基含有モノマー(M)0.70gを装入した。
反応容器を室温で1時間撹拌後、1晩静置し、50℃で3時間加熱することでラジカル反応性基を持つシリコーン樹脂(硬化性シリコーン樹脂)を得た。このシリコーン樹脂は、分子量がMw=13000であり、種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。これを樹脂Cとする。
実施例1
上記で得られた樹脂A 100重量部、及び光重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン 1.0重量部を混合し、透明なシリコーン樹脂組成物(硬化型樹脂組成物)を得た。
次に、2枚のガラス板(厚さ5mm)間に上記硬化型樹脂組成物(厚さ:0.2mm)をはさみ、これに水銀ランプを用いて30秒間光照射して(積算露光量:6400mJ/cm2)硬化させ、200mm×200mm×厚さ0.2mmのシート状のシリコーン樹脂成形体を得た。
実施例2〜3
樹脂Aを、樹脂B又は樹脂Cに代えた他は、実施例1と同様にして樹脂成形体を得た。
比較例1
樹脂Aに代えて、下記式(13)で示される樹脂Dにした以外は、実施例1と同様にして樹脂成形体を得た。
C=HCOCO−(CHCHCHCHO)−COCH=CH (13)
上記実施例1〜3及び比較例1で得られた成形体の物性値を評価した。得られた評価結果を表1に示す。
表1で用いた略号の説明は次の通りである。
E:2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(重合開始剤)
CTE:50℃から150℃における線膨張係数
また、成形体の物性評価は以下の方法で行った。
(1)弾性率、伸度:引っ張り試験(ORIENTEC社製RTE−1210)を用いて25℃における各成形体の弾性率及び伸度を測定した。この際、チャック間距離50mm及び引っ張り速度5mm/minの条件で測定した。
(2)透過率、黄色度:日立製作所社製U4000を用い、試料(成形体)の厚みを0.2mmにして、透過率の測定、黄色度の算出を行った。
(3)線膨張係数:熱機械分析法に基づき、昇温速度5℃/minの条件で測定した。
Figure 2011195750

Claims (2)

  1. 下記一般式(1)で示されるラジカル反応性基を有したかご開裂型構造を有する硬化性シリコーン樹脂、及びラジカル重合開始剤を含むことを特徴とする硬化型樹脂組成物。
    Figure 2011195750

    (式中、Rは炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、又は炭素数2〜12の不飽和結合を有する反応性官能基を示し、Rのうち少なくとも1つは反応性官能基であり、Rは炭素数2〜12の不飽和結合を有する反応性官能基を示し、Rは炭素数1〜12のアルキル基若しくはアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基若しくはアリールオキシ基を示し、Rは炭素数2〜12の2価の基を示し、Rは芳香環を含む2価の基を示し、mは1〜1000の数であり、nは6〜14の数であって、nが奇数のときaは2、nが偶数のときaは1である。但し、R〜Rがアルキレン鎖を有する基である場合、そのアルキレン鎖中に酸素原子を含んでいてもよい。)
  2. 請求項1に記載の硬化型樹脂組成物を、ラジカル重合させて得られたシリコーン樹脂成形体。
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