JP2013147634A - 光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い硬度、高い屈折率を発現させることが可能な、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物の提供。
【解決手段】(A)末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン100質量部、(B)シラノール基、アルコキシシリル基、及び、置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で固体のオルガノポリシロキサンレジン1〜200質量部、並びに(C)シラノール縮合触媒を0.01〜5質量部を含有する、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
【選択図】なし
【解決手段】(A)末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン100質量部、(B)シラノール基、アルコキシシリル基、及び、置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で固体のオルガノポリシロキサンレジン1〜200質量部、並びに(C)シラノール縮合触媒を0.01〜5質量部を含有する、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物に関する。
従来本願出願人は高屈折率LED用封止材用組成物としてフェニル基及びシラノール基を有するシラノール基含有化合物等を含有する組成物を提案している(特許文献1)。
しかしながら本願発明者はフェニル基及びシラノール基を有するシラノール基含有化合物等を含有する組成物を用いて得られる硬化物の硬度に改善の余地があることを見出した。
より高硬度の硬化物は埃や塵が付着しにくいことが要求される材料(例えば、光学材料)として好適に用いることができる。
そこで本願発明は高い硬度、高い屈折率を発現させる、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物を提供することを目的とする。
より高硬度の硬化物は埃や塵が付着しにくいことが要求される材料(例えば、光学材料)として好適に用いることができる。
そこで本願発明は高い硬度、高い屈折率を発現させる、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、
(A)末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン100質量部、
(B)シラノール基、アルコキシシリル基、及び、置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で固体のオルガノポリシロキサンレジン1〜200質量部、並びに
(C)シラノール縮合触媒を0.01〜5質量部を含有する組成物が、高い硬度、高い屈折率を発現させることが可能な、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物となりうることを見出し本発明を完成させた。
(A)末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン100質量部、
(B)シラノール基、アルコキシシリル基、及び、置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で固体のオルガノポリシロキサンレジン1〜200質量部、並びに
(C)シラノール縮合触媒を0.01〜5質量部を含有する組成物が、高い硬度、高い屈折率を発現させることが可能な、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物となりうることを見出し本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記1〜10を提供する。
1. (A)末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン100質量部、
(B)シラノール基、アルコキシシリル基、及び、置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で固体のオルガノポリシロキサンレジン1〜200質量部、並びに
(C)シラノール縮合触媒を0.01〜5質量部を含有する、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
2. 前記(A)成分が下記式(1)で示される上記項1に記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
式(1):(SiO4/2)a(RSiO3/2)b(R2SiO2/2)c(R3SiO1/2)d[(R1O)mPhnSiOf]e
[式中、Rは置換基を有してもよいフェニル基又は1価の有機基(置換基を有してもよいフェニル基を除く。)であり同一でも異なっていてもよく、1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基であり、a、b及びdは0又は正数であり、c及びeは正数であり、cはa、b、d及びeのいずれよりも大きく、R1はアルキル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基を表し、m、nはそれぞれ1以上の整数であり、m+nは3であり、fは1/2である。]
3. 前記成分(B)の量が前記(A)成分100質量部に対して10〜90質量部である上記1又は2に記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
4. 前記成分(A)が、少なくとも末端にシラノール基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン(D)と
下記式(I)で表されるシラン化合物、下記式(II)で表されるシラン化合物、及びこれらの加水分解縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種(E)とを反応させることによって得られる化合物である上記1〜3のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
式(I) PhSi(OR1)3
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
式(II) Ph2Si(OR1)2
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
5. 前記成分(C)が錫化合物、亜鉛化合物及びジルコニウム化合物から選ばれる1種以上の触媒である上記1〜4のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
6. 前記成分(C)が錫化合物及び亜鉛化合物を少なくとも含む上記1〜5のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
7. 前記成分(A)の屈折率が1.5以上である上記1〜6のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
8. 前記成分(B)の屈折率が1.5以上である上記1〜7のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
9. 下記式(I)で表されるシラン化合物、下記式(II)で表されるシラン化合物、及びこれらの加水分解縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種(F)をさらに含有する、上記1〜8のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
式(I) PhSi(OR1)3
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
式(II) Ph2Si(OR1)2
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
10. 光半導体が上記1〜9のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物によって封止されている封止体。
1. (A)末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン100質量部、
(B)シラノール基、アルコキシシリル基、及び、置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で固体のオルガノポリシロキサンレジン1〜200質量部、並びに
(C)シラノール縮合触媒を0.01〜5質量部を含有する、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
2. 前記(A)成分が下記式(1)で示される上記項1に記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
式(1):(SiO4/2)a(RSiO3/2)b(R2SiO2/2)c(R3SiO1/2)d[(R1O)mPhnSiOf]e
[式中、Rは置換基を有してもよいフェニル基又は1価の有機基(置換基を有してもよいフェニル基を除く。)であり同一でも異なっていてもよく、1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基であり、a、b及びdは0又は正数であり、c及びeは正数であり、cはa、b、d及びeのいずれよりも大きく、R1はアルキル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基を表し、m、nはそれぞれ1以上の整数であり、m+nは3であり、fは1/2である。]
3. 前記成分(B)の量が前記(A)成分100質量部に対して10〜90質量部である上記1又は2に記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
4. 前記成分(A)が、少なくとも末端にシラノール基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン(D)と
下記式(I)で表されるシラン化合物、下記式(II)で表されるシラン化合物、及びこれらの加水分解縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種(E)とを反応させることによって得られる化合物である上記1〜3のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
式(I) PhSi(OR1)3
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
式(II) Ph2Si(OR1)2
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
5. 前記成分(C)が錫化合物、亜鉛化合物及びジルコニウム化合物から選ばれる1種以上の触媒である上記1〜4のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
6. 前記成分(C)が錫化合物及び亜鉛化合物を少なくとも含む上記1〜5のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
7. 前記成分(A)の屈折率が1.5以上である上記1〜6のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
8. 前記成分(B)の屈折率が1.5以上である上記1〜7のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
9. 下記式(I)で表されるシラン化合物、下記式(II)で表されるシラン化合物、及びこれらの加水分解縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種(F)をさらに含有する、上記1〜8のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
式(I) PhSi(OR1)3
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
式(II) Ph2Si(OR1)2
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
10. 光半導体が上記1〜9のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物によって封止されている封止体。
本発明の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物は高い硬度、高い屈折率を発現させることができる。
本発明の封止体は硬度、屈折率が高い。
本発明の封止体は硬度、屈折率が高い。
本発明について以下詳細に説明する。
本発明の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物(本発明の組成物)は、
(A)末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン100質量部、
(B)シラノール基、アルコキシシリル基、及び、置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で固体のオルガノポリシロキサンレジン1〜200質量部、並びに
(C)シラノール縮合触媒を0.01〜5質量部を含有する組成物である。
本発明の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物(本発明の組成物)は、
(A)末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン100質量部、
(B)シラノール基、アルコキシシリル基、及び、置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で固体のオルガノポリシロキサンレジン1〜200質量部、並びに
(C)シラノール縮合触媒を0.01〜5質量部を含有する組成物である。
本発明において、(A)成分が末端に少なくともフェニル基及びアルコキシ基を有するシリル基(フェニル基は置換基を有してもよい。以下この末端の基をフェニルアルコキシシリル基ということがある。)を持つことによって、本発明の組成物の粘度を低減させることができる。このため本発明の組成物は(B)オルガノポリシロキサンレジンを多く含有することができ、その結果得られる硬化物の硬度を高くすることができる。また(A)成分が末端にフェニルアルコキシシリル基を有することによって、得られる硬化物の屈折率を高くすることができる。また、本発明の組成物は(A)成分を含有することによって、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。以下同様。)に優れ、透明性が高い。
本発明の組成物に含有されるオルガノポリシロキサン[これを(A)又は(A)成分ともいう。]は、末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサンである。
本発明においてオルガノポリシロキサンは25℃において液状である。本発明の組成物はオルガノポリシロキサン(A)を含有することによって25℃において固体である(B)成分を溶解させることができる。
本発明の組成物はオルガノポリシロキサン(A)を含有することによって、高い硬度、高い屈折率を発現させることができ、硬化性に優れ、透明性が高く、組成物の粘度を低くすることができ作業性に優れる。
本発明においてオルガノポリシロキサンは25℃において液状である。本発明の組成物はオルガノポリシロキサン(A)を含有することによって25℃において固体である(B)成分を溶解させることができる。
本発明の組成物はオルガノポリシロキサン(A)を含有することによって、高い硬度、高い屈折率を発現させることができ、硬化性に優れ、透明性が高く、組成物の粘度を低くすることができ作業性に優れる。
オルガノポリシロキサン(A)の主鎖はシロキサン骨格を有し、シロキサン骨格に置換基を有してもよいフェニル基が結合するものであれば特に制限されない。なかでも、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性に優れ、透明性が高いという観点から、少なくとも鎖状のものを含むのが好ましい。オルガノポリシロキサン(A)は主鎖が鎖状であるものの他にさらに分岐状のものを含むことができる。主鎖が分岐状のものの量は、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、オルガノポリシロキサン(A)全量中の30質量%以下であるのが好ましい。
本発明はオルガノポリシロキサン(A)が末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖にフェニル基(置換基を有してもよい。以下同様。)を有することによって、シラノール基、アルコキシシリル基及びフェニル基を有するオルガノポリシロキサンレジン(B)との相溶性、反応性に優れこれによって、本発明の組成物は高い硬度、高い屈折率を発現させることができ、硬化性に優れる。
本発明はオルガノポリシロキサン(A)が末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖にフェニル基(置換基を有してもよい。以下同様。)を有することによって、シラノール基、アルコキシシリル基及びフェニル基を有するオルガノポリシロキサンレジン(B)との相溶性、反応性に優れこれによって、本発明の組成物は高い硬度、高い屈折率を発現させることができ、硬化性に優れる。
オルガノポリシロキサンが有するフェニルアルコキシシリル基は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性に優れ、透明性が高いという観点から、オルガノポリシロキサン1分子中2個であるのが好ましい。フェニルアルコキシシリル基はより高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、本発明の組成物の粘度を低くすることができるという観点から、オルガノポリシロキサンの末端または両末端に結合するのが好ましい。フェニルアルコキシシリル基としては例えば、下記式で表される基が挙げられる。
式中、Raはアルコキシ基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。
オルガノポリシロキサン(A)が主鎖に有するフェニル基は高屈折率で透明性が高く硬化性に優れるという観点から、ポリシロキサン骨格を形成するケイ素原子に結合するのが好ましく、ケイ素原子に直接結合するのがより好ましい。フェニル基は置換基を有してもよく、置換基としては例えば、炭化水素基(脂肪族炭化水素基等)、ハロゲン、水酸基が挙げられる。
オルガノポリシロキサン(A)は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、本発明の組成物の粘度を低くすることができるという観点から、主鎖にアルコキシシリル基を有さないのが好ましい。
(A)成分は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、本発明の組成物の粘度を低くすることができるという観点から、下記式(1)で示される化合物であるのが好ましい。
式(1):(SiO4/2)a(RSiO3/2)b(R2SiO2/2)c(R3SiO1/2)d[(R1O)mPhnSiOf)]e
[式中、Rは置換基を有してもよいフェニル基又は1価の有機基(置換基を有してもよいフェニル基を除く。)であり同一でも異なっていてもよく、1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基であり、a、b及びdは0又は正数であり、c及びeは正数であり、cはa、b、d及びeのいずれよりも大きく、R1はアルキル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基を表し、m、nはそれぞれ1以上であり、m+nは3であり、fは1/2である。]
置換基を有してもよいフェニル基は上記と同義である。
1価の有機基(置換基を有してもよいフェニル基を除く。)としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組合わせのような炭化水素基;酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有する炭化水素基が挙げられる。具体的には例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。
R1で表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。
オルガノポリシロキサン1分子中に含まれるR、Phの合計量中、置換基を有してもよいフェニル基の量は、硬化性に優れ、高屈折率で透明性が高いという観点から、30モル%以上であるのが好ましく、40〜80モル%であるのがより好ましい。
式(1):(SiO4/2)a(RSiO3/2)b(R2SiO2/2)c(R3SiO1/2)d[(R1O)mPhnSiOf)]e
[式中、Rは置換基を有してもよいフェニル基又は1価の有機基(置換基を有してもよいフェニル基を除く。)であり同一でも異なっていてもよく、1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基であり、a、b及びdは0又は正数であり、c及びeは正数であり、cはa、b、d及びeのいずれよりも大きく、R1はアルキル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基を表し、m、nはそれぞれ1以上であり、m+nは3であり、fは1/2である。]
置換基を有してもよいフェニル基は上記と同義である。
1価の有機基(置換基を有してもよいフェニル基を除く。)としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組合わせのような炭化水素基;酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有する炭化水素基が挙げられる。具体的には例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。
R1で表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。
オルガノポリシロキサン1分子中に含まれるR、Phの合計量中、置換基を有してもよいフェニル基の量は、硬化性に優れ、高屈折率で透明性が高いという観点から、30モル%以上であるのが好ましく、40〜80モル%であるのがより好ましい。
式(1)中の(RSiO3/2)において、Rは硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、アルキル基、フェニル基であるのが好ましい。
また(R2SiO2/2)においてRは(RSiO3/2)が有するRに関する同様の理由からアルキル基、フェニル基であるのが好ましく、2つのRのうち1つがアルキル基であり残りがフェニル基であるのがより好ましく、(C6H5−Si−CH3)O2/2がさらに好ましい。
(R3SiO1/2)においてRは(RSiO3/2)が有するRに関する同様の理由からアルキル基、フェニル基であるのが好ましく、3つのRのうち少なくとも1つがフェニル基であり残りがアルキル基であるのが好ましく、3つのRが全てフェニル基であるのがより好ましく、(C6H5)3SiO1/2がさらに好ましい。
また(R2SiO2/2)においてRは(RSiO3/2)が有するRに関する同様の理由からアルキル基、フェニル基であるのが好ましく、2つのRのうち1つがアルキル基であり残りがフェニル基であるのがより好ましく、(C6H5−Si−CH3)O2/2がさらに好ましい。
(R3SiO1/2)においてRは(RSiO3/2)が有するRに関する同様の理由からアルキル基、フェニル基であるのが好ましく、3つのRのうち少なくとも1つがフェニル基であり残りがアルキル基であるのが好ましく、3つのRが全てフェニル基であるのがより好ましく、(C6H5)3SiO1/2がさらに好ましい。
式(1)中、aは0又は正数であり、好ましくは0〜0.2である。
bは0又は正数であり、好ましくは0〜0.2である。
dは0又は正数であり、好ましくは0.3〜1.0である。
cは正数であり、好ましくは0.8以下であり、より好ましくは0.1以下である。
eは正数であり、好ましくは0.3以下であり、より好ましくは0.01〜0.1である。
m、nはそれぞれ1以上であり、m+nは3である。fは1/2である。(R1O)mPhnSiOf)として、(R1O)2Ph1SiO1/2及び(R1O)1Ph2SiO1/2が存在する場合、eはこれらの合計である。
(A)成分は粘度が高くなることを抑制する観点から末端にシラノール基を有さないものとすることができる。
bは0又は正数であり、好ましくは0〜0.2である。
dは0又は正数であり、好ましくは0.3〜1.0である。
cは正数であり、好ましくは0.8以下であり、より好ましくは0.1以下である。
eは正数であり、好ましくは0.3以下であり、より好ましくは0.01〜0.1である。
m、nはそれぞれ1以上であり、m+nは3である。fは1/2である。(R1O)mPhnSiOf)として、(R1O)2Ph1SiO1/2及び(R1O)1Ph2SiO1/2が存在する場合、eはこれらの合計である。
(A)成分は粘度が高くなることを抑制する観点から末端にシラノール基を有さないものとすることができる。
成分(A)の分子量(重量平均分子量)は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、本発明の組成物の粘度を低くすることができるという観点から、500〜3000であるのが好ましく、500〜2500であるのがより好ましい。本発明において、成分(A)の分子量はテトラヒドロフラン(THF)を溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算で求められた。
成分(A)の液状での屈折率は、得られる硬化物がより高屈折率であるという観点から、1.5以上であるのが好ましく、1.52〜1.55であるのがより好ましい。上記式(1)において1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基であるとする場合、成分(A)の屈折率を1.5以上とすることができる。
オルガノポリシロキサン(A)はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
成分(A)の液状での屈折率は、得られる硬化物がより高屈折率であるという観点から、1.5以上であるのが好ましく、1.52〜1.55であるのがより好ましい。上記式(1)において1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基であるとする場合、成分(A)の屈折率を1.5以上とすることができる。
オルガノポリシロキサン(A)はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明の組成物に含有されるオルガノポリシロキサン(A)はその製造について特に制限されない。例えば、少なくとも末端にシラノール基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン(D)と、下記式(I)で表されるシラン化合物、下記式(II)で表されるシラン化合物、及びこれらの加水分解縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種(E)とを反応させることによって得る方法が挙げられる。
(A)を製造する際に原料オルガノポリシロキサンとして使用されるオルガノポリシロキサン(D)[以下これを(D)または成分(D)という。]は、末端にシラノール基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサンである。末端にシラノール基を有する以外は(A)と同様である。
原料オルガノポリシロキサン(D)としては、例えば、下記式(6)で表される化合物が挙げられる。
式(6):(SiO4/2)a(RSiO3/2)b(R2SiO2/2)c(R3SiO1/2)d(HO1/2)e
[式中、Rは置換基を有してもよいフェニル基又は1価の有機基(置換基を有してもよいフェニル基を除く。)であり同一でも異なっていてもよく、1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基であり、a、b及びdは0又は正数であり、cは正数であり、cはa、b及びdのいずれよりも大きく、eは正数である。]
R、a、b、c、d、eは上記と同義である。
(A)を製造する際に原料オルガノポリシロキサンとして使用されるオルガノポリシロキサン(D)[以下これを(D)または成分(D)という。]は、末端にシラノール基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサンである。末端にシラノール基を有する以外は(A)と同様である。
原料オルガノポリシロキサン(D)としては、例えば、下記式(6)で表される化合物が挙げられる。
式(6):(SiO4/2)a(RSiO3/2)b(R2SiO2/2)c(R3SiO1/2)d(HO1/2)e
[式中、Rは置換基を有してもよいフェニル基又は1価の有機基(置換基を有してもよいフェニル基を除く。)であり同一でも異なっていてもよく、1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基であり、a、b及びdは0又は正数であり、cは正数であり、cはa、b及びdのいずれよりも大きく、eは正数である。]
R、a、b、c、d、eは上記と同義である。
(A)を製造する際に使用される成分(E)について以下に説明する。
(E)は、下記式(I)で表されるシラン化合物、下記式(II)で表されるシラン化合物、及びこれらの加水分解縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物[これを(E)または成分(E)ともいう。]である。
(E)成分は、シラノール基を有する成分(D)と例えば加熱条件下において反応することができる。(E)と反応後の(D)(つまり(A)成分)はその粘度が(D)自身より低く、より多くの(B)を溶解させることが可能となる。また、本発明の組成物は(B)成分を多く含有しても粘度を低くすることができる。
また、(E)と反応した後の(D)は、(D)自身よりも多くのフェニル基を有し、このため、得られる硬化物の屈折率がより高くなる。
(E)は(D)の末端シラノール基と反応するので、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、組成物の粘度を低くすることができる。
(E)は、下記式(I)で表されるシラン化合物、下記式(II)で表されるシラン化合物、及びこれらの加水分解縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物[これを(E)または成分(E)ともいう。]である。
(E)成分は、シラノール基を有する成分(D)と例えば加熱条件下において反応することができる。(E)と反応後の(D)(つまり(A)成分)はその粘度が(D)自身より低く、より多くの(B)を溶解させることが可能となる。また、本発明の組成物は(B)成分を多く含有しても粘度を低くすることができる。
また、(E)と反応した後の(D)は、(D)自身よりも多くのフェニル基を有し、このため、得られる硬化物の屈折率がより高くなる。
(E)は(D)の末端シラノール基と反応するので、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、組成物の粘度を低くすることができる。
式(I)はPhSi(OR1)3である。式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。R1は同じでも異なっていてもよい。式(I)で表される化合物としては、例えば、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシランが挙げられる。
式(II)はPh2Si(OR1)2である。式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。R1は同じでも異なっていてもよい。式(II)で表される化合物としては、例えば、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジプロポキシシランが挙げられる。
加水分解縮合物は式(I)で表される化合物及び/又は式(II)で表される化合物をモノマーとして少なくとも使用して得られる、加水分解縮合物である。加水分解縮合物はモノマーとして式(I)で表される化合物及び式(II)で表される化合物以外の加水分解性基を有するシランを含むことができる。式(I)、式(II)で表される化合物以外の加水分解性基を有するシランとしては例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシランのようなジアルコキシシラン;メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシランのようなトリアルコキシシランが挙げられる。加水分解縮合物は部分加水分解縮合物、オリゴマーとすることができる。
加水分解縮合物の分子量は重量平均分子量が10,000以下であるのが好ましく、さらには重量平均分子量が5,000以下であるのがより好ましい。加水分解縮合物の分子量はテトラヒドロフラン(THF)を溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算で求めることができる。
(E)は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができるという観点から、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物、メチルトリメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物などが好ましい。
(E)はその製造について特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。
(E)はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
式(II)はPh2Si(OR1)2である。式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。R1は同じでも異なっていてもよい。式(II)で表される化合物としては、例えば、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジプロポキシシランが挙げられる。
加水分解縮合物は式(I)で表される化合物及び/又は式(II)で表される化合物をモノマーとして少なくとも使用して得られる、加水分解縮合物である。加水分解縮合物はモノマーとして式(I)で表される化合物及び式(II)で表される化合物以外の加水分解性基を有するシランを含むことができる。式(I)、式(II)で表される化合物以外の加水分解性基を有するシランとしては例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシランのようなジアルコキシシラン;メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシランのようなトリアルコキシシランが挙げられる。加水分解縮合物は部分加水分解縮合物、オリゴマーとすることができる。
加水分解縮合物の分子量は重量平均分子量が10,000以下であるのが好ましく、さらには重量平均分子量が5,000以下であるのがより好ましい。加水分解縮合物の分子量はテトラヒドロフラン(THF)を溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算で求めることができる。
(E)は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができるという観点から、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物、メチルトリメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物などが好ましい。
(E)はその製造について特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。
(E)はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
(A)を製造する際に使用される(E)の量は高い硬度、高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができるという観点から、(D)100質量部に対して、10〜100質量部であり、同様の理由により優れるという観点から、10〜90質量部であるのが好ましく、10〜80質量部であるのがより好ましい。
本発明の組成物に含有されるオルガノポリシロキサンレジン[これを(B)又は(B)成分ともいう。]は、シラノール基、アルコキシシリル基、及び、置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で固体のオルガノポリシロキサンレジンである。
本発明においてオルガノポリシロキサンレジンは25℃において固体である。
本発明の組成物はオルガノポリシロキサンレジンを含有することによって、高い硬度、高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性に優れ、透明性が高い。
オルガノポリシロキサンレジンの骨格は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高いという観点から、例えば、MQレジン、MTQレジン、MTDレジン、TDレジンが挙げられる。
本発明においてオルガノポリシロキサンレジンは25℃において固体である。
本発明の組成物はオルガノポリシロキサンレジンを含有することによって、高い硬度、高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性に優れ、透明性が高い。
オルガノポリシロキサンレジンの骨格は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高いという観点から、例えば、MQレジン、MTQレジン、MTDレジン、TDレジンが挙げられる。
オルガノポリシロキサンレジン(B)が有するシラノール基は、硬度がより高く、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、オルガノポリシロキサン1分子中2個以上であるのが好ましい。1分子のオルガノポリシロキサンレジン(B)が有するシラノール基含有量は10%前後(重量%)とすることができる。
フェニル基は、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、ポリシロキサン骨格を形成するケイ素原子に結合するのが好ましく、ケイ素原子に直接結合するのがより好ましい。フェニル基は置換基を有してもよく、置換基としては例えば、炭化水素基(脂肪族炭化水素基等)、ハロゲン、水酸基が挙げられる。
フェニル基は、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、ポリシロキサン骨格を形成するケイ素原子に結合するのが好ましく、ケイ素原子に直接結合するのがより好ましい。フェニル基は置換基を有してもよく、置換基としては例えば、炭化水素基(脂肪族炭化水素基等)、ハロゲン、水酸基が挙げられる。
オルガノポリシロキサンレジン(B)が有するアルコキシシリル基はアルコキシシリル基は1つ以上のアルコキシ基がケイ素原子に結合する基をいう。アルコキシ基としては例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が挙げられる。ケイ素原子に結合する、アルコキシ基以外の基は置換基を有しない芳香族炭化水素基とすることができ、置換基を有しない芳香族炭化水素基であるのが好ましい。アルコキシシリル基は置換基を有しない芳香族炭化水素基の他にメチル基、エチル基、プロピル基などの脂肪族炭化水素基を有していてもよい。
アルコキシシリル基はオルガノポリシロキサンレジンの末端、両末端、側鎖に結合することができる。
アルコキシシリル基はオルガノポリシロキサンレジンの末端、両末端、側鎖に結合することができる。
(B)成分としては、硬度がより高くなり、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、例えば、下記式(2)で示される化合物が挙げられる。
式(2):(SiO4/2)a(RSiO3/2)b(R2SiO2/2)c(R3SiO1/2)d(HO1/2)e(R1O1/2)f
式中、Rは置換基を有してもよいフェニル基又は1価の有機基(置換基を有してもよいフェニル基を除く。)であり同一でも異なっていてもよく、1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基であり、R1はアルキル基であり、aは0又は正数であり、bは0又は正数であり、cは正数であり、dは0又は正数であり、eは正数であり、fは正数である。
置換基を有してもよいフェニル基、1価の有機基は式(1)と同様である。R1としてのアルキル基は例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。
オルガノポリシロキサンレジン1分子中に含まれるRの合計量中、置換基を有してもよいフェニル基の量は、硬化性に優れ、高屈折率で透明性が高いという観点から、30モル%以上であるのが好ましく、40〜80モル%であるのがより好ましい。
式(2):(SiO4/2)a(RSiO3/2)b(R2SiO2/2)c(R3SiO1/2)d(HO1/2)e(R1O1/2)f
式中、Rは置換基を有してもよいフェニル基又は1価の有機基(置換基を有してもよいフェニル基を除く。)であり同一でも異なっていてもよく、1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基であり、R1はアルキル基であり、aは0又は正数であり、bは0又は正数であり、cは正数であり、dは0又は正数であり、eは正数であり、fは正数である。
置換基を有してもよいフェニル基、1価の有機基は式(1)と同様である。R1としてのアルキル基は例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。
オルガノポリシロキサンレジン1分子中に含まれるRの合計量中、置換基を有してもよいフェニル基の量は、硬化性に優れ、高屈折率で透明性が高いという観点から、30モル%以上であるのが好ましく、40〜80モル%であるのがより好ましい。
式(2)中の(RSiO3/2)において、Rはより高硬度で硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、アルキル基、フェニル基であるのが好ましい。
また(R2SiO2/2)においてRは(RSiO3/2)が有するRに関する同様の理由からアルキル基、フェニル基であるのが好ましく、2つのRのうち1つがアルキル基であり残りがフェニル基であるのがより好ましく、(C6H5−Si−CH3)O2/2がさらに好ましい。
(R3SiO1/2)においてRは(RSiO3/2)が有するRに関する同様の理由からアルキル基、フェニル基であるのが好ましく、3つのRのうち少なくとも1つがフェニル基であり残りがアルキル基であるのが好ましく、3つのRが全てフェニル基であるのがより好ましく、(C6H5)3SiO1/2がさらに好ましい。
また(R2SiO2/2)においてRは(RSiO3/2)が有するRに関する同様の理由からアルキル基、フェニル基であるのが好ましく、2つのRのうち1つがアルキル基であり残りがフェニル基であるのがより好ましく、(C6H5−Si−CH3)O2/2がさらに好ましい。
(R3SiO1/2)においてRは(RSiO3/2)が有するRに関する同様の理由からアルキル基、フェニル基であるのが好ましく、3つのRのうち少なくとも1つがフェニル基であり残りがアルキル基であるのが好ましく、3つのRが全てフェニル基であるのがより好ましく、(C6H5)3SiO1/2がさらに好ましい。
式(2)中、aは0または正数であり、好ましくは0〜0.3である。
bは0または正数であり、好ましくは0〜0.5である。
cは正数であり、好ましくは0.1〜0.8である。
dは0または正数であり、好ましくは0〜0.1である。
eは正数であり、好ましくは0.05〜0.2である。
fは正数であり、好ましくは0.05〜0.2である。
bは0または正数であり、好ましくは0〜0.5である。
cは正数であり、好ましくは0.1〜0.8である。
dは0または正数であり、好ましくは0〜0.1である。
eは正数であり、好ましくは0.05〜0.2である。
fは正数であり、好ましくは0.05〜0.2である。
本発明の組成物に含有されるオルガノポリシロキサンレジンはその製造について特に制限されない。例えば、式(2)で表されるオルガノポリシロキサンレジンを構成し得るハロゲン化シランを0〜60℃で反応させることによって製造することができる。
成分(B)の分子量(数平均分子量)は、硬度がより高くなり、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、1000〜5000であるのが好ましく、1500〜4000であるのがより好ましく、1500を超え(又は1600以上)4000以下であるのがさらに好ましい。本発明において、成分(B)の分子量はTHFを溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算で求められた。
成分(B)(固体)の屈折率は、得られる硬化物がより高屈折率であるという観点から、1.5以上であるのが好ましく、1.52〜1.55であるのがより好ましい。上記式(2)において1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基とする場合、成分(B)の屈折率を1.5以上とすることができる。
オルガノポリシロキサンレジン(B)はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
成分(B)の分子量(数平均分子量)は、硬度がより高くなり、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、1000〜5000であるのが好ましく、1500〜4000であるのがより好ましく、1500を超え(又は1600以上)4000以下であるのがさらに好ましい。本発明において、成分(B)の分子量はTHFを溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算で求められた。
成分(B)(固体)の屈折率は、得られる硬化物がより高屈折率であるという観点から、1.5以上であるのが好ましく、1.52〜1.55であるのがより好ましい。上記式(2)において1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基とする場合、成分(B)の屈折率を1.5以上とすることができる。
オルガノポリシロキサンレジン(B)はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
オルガノポリシロキサンレジン(B)の量は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高いという観点から、オルガノポリシロキサン100質量部に対して、1〜200質量部である。オルガノポリシロキサンレジン(B)の量がオルガノポリシロキサン100質量部に対して200質量部以下である場合、本発明の組成物の粘度を低くすることができ、作業性(例えばディスペンサー等を使用する際の組成物の付与の容易さ)に優れる。
オルガノポリシロキサンレジン(B)の量は、同様の理由から、10〜90質量部であるのが好ましく、20〜80質量部であるのがより好ましい。
また本発明の組成物が後述する(F)成分をさらに含有する場合、(B)の量は、同様の理由から、20〜90質量部であるのが好ましく、20〜80質量部であるのがより好ましい。
オルガノポリシロキサンレジン(B)の量は、同様の理由から、10〜90質量部であるのが好ましく、20〜80質量部であるのがより好ましい。
また本発明の組成物が後述する(F)成分をさらに含有する場合、(B)の量は、同様の理由から、20〜90質量部であるのが好ましく、20〜80質量部であるのがより好ましい。
(C)シラノール縮合触媒について以下に説明する。本発明の組成物に含有されるシラノール縮合触媒[これを(C)または成分(C)ともいう。]は、シラノール基とこれと縮合可能な基との縮合反応に適用できる化合物であれば特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。なかでも、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができるという観点から、錫化合物、亜鉛化合物及びジルコニウム化合物から選ばれる1種以上の触媒であるのが好ましく、錫化合物及び亜鉛化合物を少なくとも含む場合がより好ましい。
錫化合物は錫を有する化合物であれば特に制限されない。なかでも、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができるという観点から、4価の錫化合物が好ましく、エステル結合を含む基及びアルキル基を有する4価のスズ化合物がより好ましい。
錫化合物としては、例えば、下記式(3)で表される化合物が挙げられる。
R2 a−Sn−[O−CO−R3]4−a (3)
式中、R2はアルキル基であり、R3は炭化水素基であり、aは1〜3の整数である。
R2で表されるアルキル基は炭素原子数1以上のものが挙げられ、具体的には例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、オクチル基が挙げられる。
R3で表される炭化水素基は特に制限されない。例えば、メチル基、エチル基のような脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。炭化水素基は直鎖状でも分岐していてもよい。炭化水素基は不飽和結合を有することができる。炭化水素基は例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有することができる。
錫化合物としては、例えば、下記式(3)で表される化合物が挙げられる。
R2 a−Sn−[O−CO−R3]4−a (3)
式中、R2はアルキル基であり、R3は炭化水素基であり、aは1〜3の整数である。
R2で表されるアルキル基は炭素原子数1以上のものが挙げられ、具体的には例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、オクチル基が挙げられる。
R3で表される炭化水素基は特に制限されない。例えば、メチル基、エチル基のような脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。炭化水素基は直鎖状でも分岐していてもよい。炭化水素基は不飽和結合を有することができる。炭化水素基は例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有することができる。
錫化合物としては、例えば、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクテート、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジアセテート、ジオクチルスズマレエートのようなジアルキルスズ化合物[上記式(3)で表され、aが2であるもの]);ジブチルスズオキシアセテート、ジブチルスズオキシオクチレート、ジブチルスズオキシラウレート、ジブチルスズビスメチルマレート、ジブチルスズオキシオレエートのようなジアルキルスズの2量体;またはジブチルスズマレートポリマー、ジオクチルスズマレートポリマー;モノブチルスズトリス(2−エチルヘキサノエート)[上記式(3)で表され、aが1であるもの]が挙げられる。
錫化合物はより高硬度で、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、なかでも、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオレエート、ジブチルスズジラウレートが好ましい。
また錫化合物としては、例えば上述の錫化合物と下記式(5)で表される化合物のような他の金属触媒との反応生成物が挙げられる。
本発明において、反応に使用される原料としての錫化合物に含まれる錫と、他の金属触媒に含まれる金属との合計モル数のうち、50%を超える量が錫である場合、得られた反応生成物は錫化合物に該当するものとする。本発明において、錫触媒は、当該合計モル数のうち、90%以上が錫である場合、又は100%が錫である場合が好ましい態様として挙げられる。他のシラノール縮合触媒についても同様である。
錫化合物はより高硬度で、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、なかでも、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオレエート、ジブチルスズジラウレートが好ましい。
また錫化合物としては、例えば上述の錫化合物と下記式(5)で表される化合物のような他の金属触媒との反応生成物が挙げられる。
本発明において、反応に使用される原料としての錫化合物に含まれる錫と、他の金属触媒に含まれる金属との合計モル数のうち、50%を超える量が錫である場合、得られた反応生成物は錫化合物に該当するものとする。本発明において、錫触媒は、当該合計モル数のうち、90%以上が錫である場合、又は100%が錫である場合が好ましい態様として挙げられる。他のシラノール縮合触媒についても同様である。
亜鉛化合物は亜鉛を含む化合物であれば特に制限されない。例えば、亜鉛アセテート、亜鉛アセチルアセテート、2−エチルヘキサン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛のような脂肪族カルボン酸亜鉛;ナフテン酸亜鉛のような脂環式カルボン酸亜鉛;安息香酸亜鉛、p−tert−ブチル安息香酸亜鉛、亜鉛サリチレートのような芳香族カルボン酸亜鉛等のカルボン酸塩;亜鉛(メタ)アクリレート;亜鉛アセチルアセトナート[Zn(II)アセチルアセトナート、Zn(acac)2]、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネートZnのような亜鉛キレートが挙げられる。なかでも、より高硬度で硬化性に優れ、高屈折率で透明性が高いという観点から、2−エチルヘキサン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛が好ましい。
ジルコニウム化合物はジルコニウム原子を含む化合物であれば特に制限されない。例えば、下記式(4)で表される化合物、下記式(5)で表される化合物が挙げられる。
(4)
式中、R9は炭素原子数1〜18の炭化水素基である。
式(4)で表される化合物としては、例えば、ジオクチル酸ジルコニル、ジネオデカン酸ジルコニルのような脂肪族カルボン酸塩;ナフテン酸ジルコニル、シクロヘキサン酸ジルコニルのような脂環式カルボン酸塩;安息香酸ジルコニルのような芳香族カルボン酸塩が挙げられる。
(5)
式中、R10は同一または異なる、炭素原子数1〜16の炭化水素基であり、R11は同一または異なる、炭素原子数1〜18の炭化水素基であり、mは1〜3の整数である。式(5)において複数のR10は同じでも異なっていてもよい。
R10で表される炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。炭化水素基は直鎖状でも分岐していてもよい。炭化水素基は不飽和結合を有することができる。炭化水素基は例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有することができる。
R10で表される炭化水素基は硬化性により優れるという観点から環状構造を有するのが好ましい。環状構造としては、例えば、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。R10は環状構造のほかに例えば脂肪族炭化水素基を有することができる。
式中、R9は炭素原子数1〜18の炭化水素基である。
式(4)で表される化合物としては、例えば、ジオクチル酸ジルコニル、ジネオデカン酸ジルコニルのような脂肪族カルボン酸塩;ナフテン酸ジルコニル、シクロヘキサン酸ジルコニルのような脂環式カルボン酸塩;安息香酸ジルコニルのような芳香族カルボン酸塩が挙げられる。
式中、R10は同一または異なる、炭素原子数1〜16の炭化水素基であり、R11は同一または異なる、炭素原子数1〜18の炭化水素基であり、mは1〜3の整数である。式(5)において複数のR10は同じでも異なっていてもよい。
R10で表される炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。炭化水素基は直鎖状でも分岐していてもよい。炭化水素基は不飽和結合を有することができる。炭化水素基は例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有することができる。
R10で表される炭化水素基は硬化性により優れるという観点から環状構造を有するのが好ましい。環状構造としては、例えば、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。R10は環状構造のほかに例えば脂肪族炭化水素基を有することができる。
脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基のようなシクロアルキル基;ナフテン環(ナフテン酸由来のシクロパラフィン環);アダマンチル基、ノルボルニル基のような縮合環系炭化水素基が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては例えば、フェニル基、ナフチル基、アズレンが挙げられる。
脂肪族炭化水素基としては、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、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基が挙げられる。
なかでも硬化性により優れるという観点から、R10で表される炭化水素基は脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基であることが好ましく、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ナフテン環(R10COO−としてのナフテート基)、フェニル基がより好ましく、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ナフテン環がさらに好ましい。
芳香族炭化水素基としては例えば、フェニル基、ナフチル基、アズレンが挙げられる。
脂肪族炭化水素基としては、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、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基が挙げられる。
なかでも硬化性により優れるという観点から、R10で表される炭化水素基は脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基であることが好ましく、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ナフテン環(R10COO−としてのナフテート基)、フェニル基がより好ましく、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ナフテン環がさらに好ましい。
また、熱安定性に優れ、相溶性に優れるという観点から、R11で表される炭化水素基の炭素原子数は3〜8であるのが好ましい。
R11で表される炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。炭化水素基は直鎖状でも分岐していてもよい。炭化水素基は不飽和結合を有することができる。炭化水素基は例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有することができる。熱安定性に優れ、相溶性に優れるという観点から、R11で表される炭化水素基は脂肪族炭化水素基であるのが好ましい。
R11で表される炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。炭化水素基は直鎖状でも分岐していてもよい。炭化水素基は不飽和結合を有することができる。炭化水素基は例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有することができる。熱安定性に優れ、相溶性に優れるという観点から、R11で表される炭化水素基は脂肪族炭化水素基であるのが好ましい。
ジルコニウム化合物としては、例えば、ジルコニウムトリアルコキシモノナフテート、ジルコニウムトリアルコキシモノシクロプロパンカルボキシレート、ジルコニウムトリアルコキシシクロブタンカルボキレート、ジルコニウムトリアルコキシモノシクロペンタンカルボキシレート、ジルコニウムトリアルコキシモノシクロヘキサンカルボキシレート、ジルコニウムトリアルコキシモノアダマンタンカルボキシレートが挙げられる。
またジルコニウム化合物としては、例えば式(5)で表される化合物と他の金属触媒(例えばカルボン酸亜鉛塩、錫化合物(例えば、上述の錫化合物と同様のもの))との反応生成物が挙げられる。
本発明において、反応に使用される原料としてのジルコニウム化合物に含まれるジルコニウムと、他の金属触媒に含まれる金属との合計モル数のうち、50%を超える量がジルコニウムである場合、得られた反応生成物はジルコニウム化合物に該当するものとする。本発明において、ジルコニウム触媒は、当該合計モル数のうち、90%以上がジルコニウムである場合、又は100%がジルコニウムである場合が好ましい態様として挙げられる。他のシラノール縮合触媒についても同様である。
ジルコニウム化合物はその製造について特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
またジルコニウム化合物としては、例えば式(5)で表される化合物と他の金属触媒(例えばカルボン酸亜鉛塩、錫化合物(例えば、上述の錫化合物と同様のもの))との反応生成物が挙げられる。
本発明において、反応に使用される原料としてのジルコニウム化合物に含まれるジルコニウムと、他の金属触媒に含まれる金属との合計モル数のうち、50%を超える量がジルコニウムである場合、得られた反応生成物はジルコニウム化合物に該当するものとする。本発明において、ジルコニウム触媒は、当該合計モル数のうち、90%以上がジルコニウムである場合、又は100%がジルコニウムである場合が好ましい態様として挙げられる。他のシラノール縮合触媒についても同様である。
ジルコニウム化合物はその製造について特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
シラノール縮合触媒の量は、より高い硬度、高い屈折率を発現させることができ、硬化性に優れ、透明性が高いという観点から、オルガノポリシロキサン(A)100質量部に対して、0.01〜5質量部であり、同様の理由から、0.01〜3質量部であるのが好ましく、0.01〜2質量部であるのがより好ましい。
シラノール縮合触媒が錫化合物及び亜鉛化合物を少なくとも含む場合、錫化合物及び亜鉛化合物の量比は、より高い硬度となり、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、亜鉛化合物の量が、錫化合物100質量部に対して、5〜50質量部であるのが好ましく、5〜30質量部であるのがより好ましい。
シラノール縮合触媒が錫化合物、亜鉛化合物及びジルコニウム化合物を含む場合、錫化合物、亜鉛化合物、ジルコニウム化合物の量比は、より高い硬度となり、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、錫化合物100質量部に対して、亜鉛化合物が5〜50質量部であるのが好ましく、5〜30質量部であるのがより好ましく、ジルコニウム化合物が5〜50質量部であるのが好ましく、5〜30質量部であるのがより好ましい。
複数のシラノール縮合触媒を併用する場合、これらをそれぞれ別個に用いて本発明の組成物に含有させることができる。また、複数のシラノール縮合触媒を予め加熱して反応させたものを用いることができる。
シラノール縮合触媒が錫化合物及び亜鉛化合物を少なくとも含む場合、錫化合物及び亜鉛化合物の量比は、より高い硬度となり、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、亜鉛化合物の量が、錫化合物100質量部に対して、5〜50質量部であるのが好ましく、5〜30質量部であるのがより好ましい。
シラノール縮合触媒が錫化合物、亜鉛化合物及びジルコニウム化合物を含む場合、錫化合物、亜鉛化合物、ジルコニウム化合物の量比は、より高い硬度となり、硬化性に優れ、より高屈折率で透明性が高いという観点から、錫化合物100質量部に対して、亜鉛化合物が5〜50質量部であるのが好ましく、5〜30質量部であるのがより好ましく、ジルコニウム化合物が5〜50質量部であるのが好ましく、5〜30質量部であるのがより好ましい。
複数のシラノール縮合触媒を併用する場合、これらをそれぞれ別個に用いて本発明の組成物に含有させることができる。また、複数のシラノール縮合触媒を予め加熱して反応させたものを用いることができる。
本発明の組成物は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができるという観点から、さらに、(F)として、下記式(I)で表されるシラン化合物、下記式(II)で表されるシラン化合物、及びこれらの加水分解縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種をさらに含有するのが好ましい態様の1つとして挙げられる。
式(I) PhSi(OR1)3
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
式(II) Ph2Si(OR1)2
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)。
本発明の組成物が更に含有することができる(F)成分は、反応性希釈剤として機能することができる。(F)成分は(A)成分の粘度を低減させ、より多くの(B)成分を溶解させることができる。
本発明の組成物が更に含有することができる(F)成分は、(A)成分を製造する際に使用される(E)成分と同様である。なかでも、(F)は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができるという観点から、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物、メチルトリメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物などが好ましい。
本発明の組成物が更に含有することができる(F)成分の量は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができるという観点から、(A)100質量部に対して、1〜20質量部であるのが好ましく、1〜15質量部であるのがより好ましい。
式(I) PhSi(OR1)3
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
式(II) Ph2Si(OR1)2
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)。
本発明の組成物が更に含有することができる(F)成分は、反応性希釈剤として機能することができる。(F)成分は(A)成分の粘度を低減させ、より多くの(B)成分を溶解させることができる。
本発明の組成物が更に含有することができる(F)成分は、(A)成分を製造する際に使用される(E)成分と同様である。なかでも、(F)は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができるという観点から、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物、メチルトリメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物などが好ましい。
本発明の組成物が更に含有することができる(F)成分の量は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができるという観点から、(A)100質量部に対して、1〜20質量部であるのが好ましく、1〜15質量部であるのがより好ましい。
本発明の組成物は上記の成分以外に本発明の目的や効果を損なわない範囲で必要に応じてさらに添加剤を含有することができる。添加剤としては、例えば、無機フィラー、酸化防止剤、滑剤、紫外線吸収剤、熱光安定剤、分散剤、帯電防止剤、重合禁止剤、消泡剤、硬化促進剤、溶剤、無機蛍光体、老化防止剤、ラジカル禁止剤、接着性改良剤、難燃剤、界面活性剤、保存安定性改良剤、オゾン老化防止剤、増粘剤、可塑剤、放射線遮断剤、核剤、カップリング剤、導電性付与剤、リン系過酸化物分解剤、顔料、金属不活性化剤、物性調整剤が挙げられる。各種添加剤は特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
本発明の組成物はその製造について特に制限されない。例えば上記の成分を混合することによって製造することができる。本発明の組成物を2液型として製造する場合、第1液に成分(A)、成分(B)、必要に応じて使用することができる成分(F)を入れ、第2液に成分(C)を入れ、第1液及び/又は第2液に添加剤を入れることができる。
本発明の組成物は例えば加熱することによって硬化することができる。本発明の組成物を硬化させる際の温度は、より高い硬度、より高い屈折率を発現させることができ、硬化性に優れ、透明性が高いという観点から、100〜200℃であるのが好ましく、100〜180℃であるのがより好ましい。
本発明の組成物は光半導体封止用として使用することができる。高屈折率及び/又は高硬度が要求される、LED封止用として最適である。本発明の組成物を適用できる光半導体は特に制限されない。本発明の組成物を光半導体に適用する方法は特に制限されない。
本発明の組成物は光半導体封止用以外にも例えば、光学レンズとして使用することができる。
本発明の組成物は光半導体封止用として使用することができる。高屈折率及び/又は高硬度が要求される、LED封止用として最適である。本発明の組成物を適用できる光半導体は特に制限されない。本発明の組成物を光半導体に適用する方法は特に制限されない。
本発明の組成物は光半導体封止用以外にも例えば、光学レンズとして使用することができる。
本発明の封止体について以下に説明する。本発明の封止体は、光半導体が本発明の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物によって封止されているものである。
本発明の封止体に使用される光半導体は特に制限されない。
本発明の封止体に使用される光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物は本発明の組成物であれば特に制限されない。
本発明の封止体はその製造について特に制限されない。例えば、光半導体に本発明の組成物を適用(例えば、塗布、ポッティング)し、その後組成物を加熱して硬化させ光半導体を封止する方法が挙げられる。
本発明の封止体の用途としては、例えば、自動車用ランプ(ヘッドランプ、テールランプ、方向ランプ等)、家庭用照明器具、工業用照明器具、舞台用照明器具、ディスプレイ、信号、プロジェクターが挙げられる。
本発明の封止体に使用される光半導体は特に制限されない。
本発明の封止体に使用される光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物は本発明の組成物であれば特に制限されない。
本発明の封止体はその製造について特に制限されない。例えば、光半導体に本発明の組成物を適用(例えば、塗布、ポッティング)し、その後組成物を加熱して硬化させ光半導体を封止する方法が挙げられる。
本発明の封止体の用途としては、例えば、自動車用ランプ(ヘッドランプ、テールランプ、方向ランプ等)、家庭用照明器具、工業用照明器具、舞台用照明器具、ディスプレイ、信号、プロジェクターが挙げられる。
以下に実施例を示し本発明を具体的に説明する。但し本発明はこれらに限定されない。
<評価>
以下のとおり製造した組成物を用いて以下の評価を行った。結果を第1、2表に示す。
・ショアD硬度:得られた組成物を150℃の条件下で5時間、24時間または500時間硬化させて得られた硬化物(厚さ2mm)についてショアD硬度を、ASTM‐D2240‐68に規定されるスプリング式硬度計ショアD型を用いて測定した。
5時間後のショアD硬度が30以上である場合、高い硬度を発現させることができ、硬化性(短時間で高い硬度を発現させる)に優れる。
・屈折率
得られた組成物を150℃の条件下で5時間硬化させて得られた硬化物(厚さ2mm)について、JIS K 7105:1981に準拠する測定法でATAGO社製アッベリフレクトメータを用いて、ナトリウムのスペクトルのD線589.6nmにおける屈折率を測定した。
・保持率
透過率評価試験において、下記のとおり得られた組成物を150℃の条件下で5時間硬化させて得られた初期硬化物、および耐熱試験(初期硬化物をさらに150℃の条件下で10日間加熱する試験)後の硬化物(いずれも厚さが2mm。)についてそれぞれ、JIS K0115:2004に準じ紫外・可視吸収スペクトル測定装置(島津製作所社製)を用いて波長400nmにおける透過率を測定した。
また、耐熱試験後の透過率の初期の透過率に対する保持率を下記計算式によって求めた。
保持率(%)=(耐熱試験後の透過率)/(初期の透過率)×100
表中保持率は透過率として記載されている。
保持率が85%以上である場合、透過性、透過率保持性が高い。
<評価>
以下のとおり製造した組成物を用いて以下の評価を行った。結果を第1、2表に示す。
・ショアD硬度:得られた組成物を150℃の条件下で5時間、24時間または500時間硬化させて得られた硬化物(厚さ2mm)についてショアD硬度を、ASTM‐D2240‐68に規定されるスプリング式硬度計ショアD型を用いて測定した。
5時間後のショアD硬度が30以上である場合、高い硬度を発現させることができ、硬化性(短時間で高い硬度を発現させる)に優れる。
・屈折率
得られた組成物を150℃の条件下で5時間硬化させて得られた硬化物(厚さ2mm)について、JIS K 7105:1981に準拠する測定法でATAGO社製アッベリフレクトメータを用いて、ナトリウムのスペクトルのD線589.6nmにおける屈折率を測定した。
・保持率
透過率評価試験において、下記のとおり得られた組成物を150℃の条件下で5時間硬化させて得られた初期硬化物、および耐熱試験(初期硬化物をさらに150℃の条件下で10日間加熱する試験)後の硬化物(いずれも厚さが2mm。)についてそれぞれ、JIS K0115:2004に準じ紫外・可視吸収スペクトル測定装置(島津製作所社製)を用いて波長400nmにおける透過率を測定した。
また、耐熱試験後の透過率の初期の透過率に対する保持率を下記計算式によって求めた。
保持率(%)=(耐熱試験後の透過率)/(初期の透過率)×100
表中保持率は透過率として記載されている。
保持率が85%以上である場合、透過性、透過率保持性が高い。
・粘度
第1表、第2表に示す成分を混合して製造した直後における25℃の条件下での組成物の粘度(単位:mPa・s)をE型粘度計を用いて50%RH、25℃の条件下で測定した。
粘度が2000〜11000mPa・sであるのが好ましく、2000〜9000mPa・sであるのがより好ましく、2000〜8000mPa・sであるのがさらに好ましい。
第1表、第2表に示す成分を混合して製造した直後における25℃の条件下での組成物の粘度(単位:mPa・s)をE型粘度計を用いて50%RH、25℃の条件下で測定した。
粘度が2000〜11000mPa・sであるのが好ましく、2000〜9000mPa・sであるのがより好ましく、2000〜8000mPa・sであるのがさらに好ましい。
<組成物の製造>
各表に示す成分を同表に示す量(質量部)で用いてこれらを混合し組成物を製造した。
各表に示す成分を同表に示す量(質量部)で用いてこれらを混合し組成物を製造した。
第1表、第2表に示される各成分の詳細は以下のとおりである。
・ポリシロキサン−1:下記ポリシロキサン−2(100質量部)と商品名KBM−103(フェニルトリメトキシシラン、信越化学工業製)38.5質量部とを混合し、100℃4時間の条件下で触媒として酢酸を用いて、これらを反応させ得られた、両末端にフェニルジメトキシシリル基を有する、直鎖状のオルガノポリシロキサン。末端シラノール基は有さない。
・ポリシロキサン−2:下記式で表されるメチルフェニルジクロロシランの加水分解縮合物。メチルフェニルジクロロシラン100gを室温の条件下で3時間反応させて得られたもの。得られた直鎖状のポリシロキサンをポリシロキサン−2とする。ポリシロキサン−2は、重量平均分子量870、両末端にシラノール基を有し、主鎖にフェニル基を有し、フェニル基含有量50モル%、25℃で液状、屈折率1.53である。
(C6H5−Si−CH3O2/2)c(HO1/2)e
[式中、cは0.76であり、eは0.24である。]
・ポリシロキサン−3:ポリシロキサン−2(100質量部)と商品名KBM−04(テトラメトキシシラン、信越化学工業製)38.5質量部とを混合し100℃4時間の条件下で触媒として酢酸を用いて、これらを反応させ得られた、両末端にトリメトキシシリル基を有するオルガノポリシロキサン。末端シラノール基は有さない。
・シリコーンレジン−1:商品名SILRES604(屈折率1.53。シラノール基、アルコキシシリル基、フェニル基を有する。25℃で固体。数平均分子量3000)(旭化成ワッカー製)
・シリコーンレジン−2:商品名SILRES605(屈折率1.53。シラノール基、アルコキシシリル基、フェニル基を有する。25℃で固体。数平均分子量2000)(旭化成ワッカー製)
・シリコーンレジン−3:217FLAKE(屈折率1.55、アルコキシシリル基、シラノール基、フェニル基を含有する。25℃で固体。数平均分子量2000)(東レダウコーニング製)
・シリコーンレジン−4:249FLAKE(屈折率1.55。シラノール基、フェニル基を有し、アルコキシシリル基を有さない。25℃で固体。東レダウコーニング製)
・シリコーンレジン−5:KR480(屈折率1.55。アルコキシシリル基、フェニル基を有し、シラノール基を有さない。25℃で固体。信越化学工業製)
・錫触媒:ネオスタンU−200、ジブチル錫ジアセテート(日東化成)
・亜鉛触媒:22%オクトープZn(ホープ製薬)(表中の量は使用した製品の量を示す。)
・ジルコニウム触媒:ナフテン酸とZrテトラブトキサイドを1mol:1molで用いてこれらを室温で2時間撹拌して反応させた後、得られた反応物(トリブトキシジルコニウムナフテート)と0.1molのネオスタンU−200(上述の錫触媒)とを加熱で反応させて作製した。なお上述のとおり得られた触媒はジルコニウムと錫との複合触媒であるが、金属としての主要成分はジルコニウムであるので、本願発明においては当該得られた触媒をジルコニウム触媒とする。
・反応性希釈剤1:KBM−103(フェニルトリメトキシシラン)(信越化学工業製)
・ポリシロキサン−1:下記ポリシロキサン−2(100質量部)と商品名KBM−103(フェニルトリメトキシシラン、信越化学工業製)38.5質量部とを混合し、100℃4時間の条件下で触媒として酢酸を用いて、これらを反応させ得られた、両末端にフェニルジメトキシシリル基を有する、直鎖状のオルガノポリシロキサン。末端シラノール基は有さない。
・ポリシロキサン−2:下記式で表されるメチルフェニルジクロロシランの加水分解縮合物。メチルフェニルジクロロシラン100gを室温の条件下で3時間反応させて得られたもの。得られた直鎖状のポリシロキサンをポリシロキサン−2とする。ポリシロキサン−2は、重量平均分子量870、両末端にシラノール基を有し、主鎖にフェニル基を有し、フェニル基含有量50モル%、25℃で液状、屈折率1.53である。
(C6H5−Si−CH3O2/2)c(HO1/2)e
[式中、cは0.76であり、eは0.24である。]
・ポリシロキサン−3:ポリシロキサン−2(100質量部)と商品名KBM−04(テトラメトキシシラン、信越化学工業製)38.5質量部とを混合し100℃4時間の条件下で触媒として酢酸を用いて、これらを反応させ得られた、両末端にトリメトキシシリル基を有するオルガノポリシロキサン。末端シラノール基は有さない。
・シリコーンレジン−1:商品名SILRES604(屈折率1.53。シラノール基、アルコキシシリル基、フェニル基を有する。25℃で固体。数平均分子量3000)(旭化成ワッカー製)
・シリコーンレジン−2:商品名SILRES605(屈折率1.53。シラノール基、アルコキシシリル基、フェニル基を有する。25℃で固体。数平均分子量2000)(旭化成ワッカー製)
・シリコーンレジン−3:217FLAKE(屈折率1.55、アルコキシシリル基、シラノール基、フェニル基を含有する。25℃で固体。数平均分子量2000)(東レダウコーニング製)
・シリコーンレジン−4:249FLAKE(屈折率1.55。シラノール基、フェニル基を有し、アルコキシシリル基を有さない。25℃で固体。東レダウコーニング製)
・シリコーンレジン−5:KR480(屈折率1.55。アルコキシシリル基、フェニル基を有し、シラノール基を有さない。25℃で固体。信越化学工業製)
・錫触媒:ネオスタンU−200、ジブチル錫ジアセテート(日東化成)
・亜鉛触媒:22%オクトープZn(ホープ製薬)(表中の量は使用した製品の量を示す。)
・ジルコニウム触媒:ナフテン酸とZrテトラブトキサイドを1mol:1molで用いてこれらを室温で2時間撹拌して反応させた後、得られた反応物(トリブトキシジルコニウムナフテート)と0.1molのネオスタンU−200(上述の錫触媒)とを加熱で反応させて作製した。なお上述のとおり得られた触媒はジルコニウムと錫との複合触媒であるが、金属としての主要成分はジルコニウムであるので、本願発明においては当該得られた触媒をジルコニウム触媒とする。
・反応性希釈剤1:KBM−103(フェニルトリメトキシシラン)(信越化学工業製)
第1表、第2表に示す結果から明らかなように、アルコキシシリル基を有さないシリコーンレジンを含有する比較例1、シラノール基を有さないシリコーンレジンを含有する比較例2は初期硬度が低く経時的な硬度の上昇が大きく硬くなりすぎるため経時で熱履歴のかかる光半導体封止用途に適さなかった。(A)成分が末端にフェニルアルコキシシリル基を有さない比較例3は硬度が低かった。両末端のシラノール基をテトラアルコキシシランで封鎖されたオルガノポリシロキサンを含有する比較例4は硬度が低かった。
これに対して実施例1〜12は高い硬度、高い屈折率を発現させることができる。また実施例1〜12は短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少なく硬化性に優れ、粘度が低いので作業性に優れ、高い透過性を有する。
このように本発明の組成物は、高い硬度、高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができる。
これに対して実施例1〜12は高い硬度、高い屈折率を発現させることができる。また実施例1〜12は短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少なく硬化性に優れ、粘度が低いので作業性に優れ、高い透過性を有する。
このように本発明の組成物は、高い硬度、高い屈折率を発現させることができ、硬化性(具体的には短時間で高い硬度を発現させ経時的な硬度変化が少ない。)、熱安定性、作業性に優れ、透明性が高く、粘度を低くすることができる。
Claims (10)
- (A)末端に置換基を有してもよいフェニル基及びアルコキシ基を持つシリル基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン100質量部、
(B)シラノール基、アルコキシシリル基、及び、置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で固体のオルガノポリシロキサンレジン1〜200質量部、並びに
(C)シラノール縮合触媒を0.01〜5質量部を含有する、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。 - 前記(A)成分が下記式(1)で示される請求項1に記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
式(1):(SiO4/2)a(RSiO3/2)b(R2SiO2/2)c(R3SiO1/2)d[(R1O)mPhnSiOf]e
[式中、Rは置換基を有してもよいフェニル基又は1価の有機基(置換基を有してもよいフェニル基を除く。)であり同一でも異なっていてもよく、1分子中に含まれるRの合計量中30モル%以上が置換基を有してもよいフェニル基であり、a、b及びdは0又は正数であり、c及びeは正数であり、cはa、b、d及びeのいずれよりも大きく、R1はアルキル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基を表し、m、nはそれぞれ1以上の整数であり、m+nは3であり、fは1/2である。] - 前記成分(B)の量が前記(A)成分100質量部に対して10〜90質量部である請求項1又は2に記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 前記成分(A)が、少なくとも末端にシラノール基を有し、主鎖に置換基を有してもよいフェニル基を有し、25℃で液状のオルガノポリシロキサン(D)と
下記式(I)で表されるシラン化合物、下記式(II)で表されるシラン化合物、及びこれらの加水分解縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種(E)とを反応させることによって得られる化合物である請求項1〜3のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
式(I) PhSi(OR1)3
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
式(II) Ph2Si(OR1)2
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。) - 前記成分(C)が錫化合物、亜鉛化合物及びジルコニウム化合物から選ばれる1種以上の触媒である請求項1〜4のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 前記成分(C)が錫化合物及び亜鉛化合物を少なくとも含む請求項1〜5のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 前記成分(A)の屈折率が1.5以上である請求項1〜6のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 前記成分(B)の屈折率が1.5以上である請求項1〜7のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 下記式(I)で表されるシラン化合物、下記式(II)で表されるシラン化合物、及びこれらの加水分解縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種(F)をさらに含有する、請求項1〜8のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物。
式(I) PhSi(OR1)3
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。)
式(II) Ph2Si(OR1)2
(式中、R1はそれぞれメチル基、エチル基又はプロピル基であり、Phは置換基を有してもよいフェニル基である。) - 光半導体が請求項1〜9のいずれかに記載の光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物によって封止されている封止体。
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