JP2014080540A - エポキシシリコーン樹脂及びそれを用いた硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】硬化物の硬度が高く、耐熱着色性、耐UV着色性等に優れ、電子材料分野や光半導体封止に適した熱硬化性のエポキシシリコーン樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(A)一分子中にSi−H基を2つ有するシリコーン化合物(A1)と、オレフィン性二重結合を有する炭化水素基を置換基として3つ有するイソシアヌル誘導体(A2)、及びオレフィン性二重結合を有する炭化水素基を置換基として1つとエポキシ基を2つ有するエポキシ化合物(A3)をヒドロシリル化反応させて得られるエポキシシリコーン樹脂、(B)硬化剤、及び(C)硬化促進剤を必須成分として含むエポキシシリコーン樹脂組成物。
【選択図】なし
【解決手段】(A)一分子中にSi−H基を2つ有するシリコーン化合物(A1)と、オレフィン性二重結合を有する炭化水素基を置換基として3つ有するイソシアヌル誘導体(A2)、及びオレフィン性二重結合を有する炭化水素基を置換基として1つとエポキシ基を2つ有するエポキシ化合物(A3)をヒドロシリル化反応させて得られるエポキシシリコーン樹脂、(B)硬化剤、及び(C)硬化促進剤を必須成分として含むエポキシシリコーン樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
本発明はシロキサンとイソシアヌル構造を主骨格に持つエポキシシリコーン樹脂、及びそれを含む熱硬化性樹脂組成物に関し、特に、電子材料分野や光半導体材料分野に適した熱硬化性樹脂組成物に関する。
エポキシ樹脂は、電気特性、接着性、耐熱性等に優れることから主に塗料分野、土木分野、電気分野の多くの用途で使用されている。特に、ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル、ビスフェノールF型ジグリシジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の芳香族エポキシ樹脂は、耐水性、接着性、機械物性、耐熱性、電気絶縁性、経済性などが優れることから種々の硬化剤と組み合わせて広く使用されている。しかし、これらの樹脂は芳香環を含むことから、紫外線等により劣化しやすく、耐候性、耐光性を求められる分野では使用上の制約があった。
エポキシ樹脂組成物は、その硬化物の硬度が高く、ハンドリング性に優れる上、低出力の白色LED封止用途では、必要な耐久性が得られることから、多く用いられている。しかし、高出力LEDにおいては、発光量や発熱量の増加により変色を生じやすく、十分な寿命を得ることが難しい短所を有している。発熱量の増加による変色を防ぐために、高いガラス転移温度を発現するエポキシ樹脂が使用されるが、このようなエポキシ樹脂は高弾性である上、強度、たわみなどの曲げ特性が通常のエポキシ樹脂より低い。そのため、ダイシング等の切削加工や急激な温度変化が起こりうる環境下では封止材が割れやすいなどの課題も有している。加えて近年のLEDの発光波長の短波長化により、連続使用すると変色を生じて発光出力が低下しやすいなどの課題も有している。このため、封止材には更なる耐熱着色性、耐光性の改善と同時に、機械強度を有することが求められる。
近年、耐熱・耐光黄変性に優れるシリコーン樹脂をベースにしたLED封止材の開発が行われており、ヒドロシリル基とアルケニル基の付加反応による樹脂組成物や、エポキシ基を有するシリコーン樹脂を、硬化剤を用いて硬化させて得られる樹脂硬化物の報告がなされている。
しかし、シリコーン樹脂やシリコーン骨格を主鎖に持つエポキシ樹脂の多くは、シリコーン骨格に由来する高い可とう性を持つが、硬化物の硬度が低く、表面にべたつき性を生じやすいことや、強度が低い短所を有している。このため、埃の付着等による透明性の劣化を生じやすく、LED製造時のハンドリングに難があり、製造工程や構成、デザイン、用途に制限を受けている。また、フェニル基を含有した硬度の高いシリコーン骨格を有する樹脂は、ハンドリング性は改善されるが、強度、たわみに問題があり、点灯消灯時の急激な温度変化等によって割れを生じやすいなどの短所を有している。エポキシシクロヘキシル基を含有するエポキシ当量の低い樹脂についても、表面硬度等ハンドリング性は改善されるものの、シリコーンの長所である耐熱着色性が損なわれるので、LED封止材としての要求に耐えられるものではなく、更なる改善が求められている。また、有機オレフィン化合物とヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサンからなる樹脂組成物についても、強度、黄変の面から改善が求められている。
また、携帯電話やモニターのバックライトに搭載されるLEDは数が多いため、回路基板に一括はんだ実装するリフロープロセスを通る必要がある。環境に則した鉛フリーはんだで実装するためには260℃程度のリフロー炉にLEDパッケージ全体が曝されるため、急激な温度変化により封止材の着色、クラック、封止材と接着部位の接着力不足によるハガレ、封止材の膨張によるワイヤーの断線等の損傷が生じ、歩留まり、生産性の向上が求められている。
このように、耐候性に優れるシリコーン樹脂をベースにしても、LED封止材に要求される物性を完全に満たしているものは得られておらず、十分な硬度、強度、たわみを有し、耐熱着色、耐UV着色性に優れ、汎用のエポキシ樹脂と同様の量産性、ハンドリング性を有する材料が求められている。
特許文献1には、ヒドロシリル基を有するポリオルガノシロキサン樹脂とアルケニル基を有するポリオルガノシロキサン樹脂の付加反応による樹脂組成物が開示されている。特許文献2には、フェニル基を含有する硬化性ポリオルガノシロキサン組成物及びそれを用いた光半導体素子封止剤及び光半導体装置が開示されている。特許文献3には側鎖にエポキシシクロヘキシル基を有する直鎖及び環状シロキサン構造を必須とするエポキシシリコーン樹脂が開示されている。特許文献4には、主鎖の両末端にジグリシジルイソシアヌリルアルキル基を有するオルガノポリシロキサン及びそれを含む組成物が開示されている。特許文献5には、2個のヒドロシリル基を有する有機ケイ素化合物と、付加反応性のオレフィン性二重結合を1分子中に2個有する多環式炭化水素との付加反応生成物であって、オレフィン性二重結合を1分子中に少なくとも2個有する付加反応生成物と、Si−H基を有する化合物とを含む組成物が開示されている。特許文献6には、2個のヒドロシリル基を有する有機ケイ素化合物と、オレフィン性二重結合を1分子中に2個有するモノグリシジルイソシアヌル化合物との付加反応生成物であり、かつ末端にジグリシジルイソシアヌル基を有する化合物が開示されている。
特許文献7には、2個のヒドロシリル基を有する有機ケイ素化合物と、オレフィン性二重結合を1分子中に3個有するアリルイソシアヌル化合物との付加反応生成物であって、末端にアリルグリシジル基を有する化合物が開示されている。特許文献8には、2個のヒドロシリル基を有する有機ケイ素化合物と、オレフィン性二重結合を1分子中に3個有するアリルイソシアヌル化合物との付加反応生成物であって、アリルグリシジルイソシアヌル化合物との付加生成物が開示されている。特許文献9には、2個のヒドロシリル基を有する有機ケイ素化合物と、オレフィン性二重結合を1分子中に2個有する炭化水素化合物との付加反応生成物であって、つ末端にジグリシジルイソシアヌル基を有する化合物が開示されている。しかし、これら特許文献に記載された熱硬化性樹脂組成物も、上記特性を十分に有しているとは言い難い。
本発明は、硬化物の硬度が高く、耐熱着色性、耐UV着色性、強度、たわみ、ガスバリア性に優れ、リフロー、ヒートサイクル下でもパッケージの損傷が少ない、電子材料分野や光半導体封止に適した熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。他の目的は、上記熱硬化性樹脂組成物の材料として適したエポキシシリコーン樹脂を提供することにある。他の目的は、光学特性、硬度、曲げ特性、耐熱着色性、耐光着色性、接着性、ガスバリア性に優れる熱硬化性樹脂組成物、特に、電子材料分野や光半導体材料分野に適した熱硬化性樹脂組成物を提供することにある。
すなわち、本発明は、
(A)エポキシシリコーン樹脂、
(B)硬化剤、及び
(C)硬化促進剤を含む樹脂組成物であって、
(A)成分のエポキシシリコーン樹脂は、一分子中にSi−H基を2つ有するシリコーン化合物(A1)と、下記一般式(1)で表わされるイソシアヌル誘導体(A2)、及び下記一般式(2)で表わされるエポキシ化合物(A3)を、下記式(I)及び式(II)を満足するようにヒドロシリル化反応させて得られたものであることを特徴とするエポキシシリコーン樹脂組成物である。
(A)エポキシシリコーン樹脂、
(B)硬化剤、及び
(C)硬化促進剤を含む樹脂組成物であって、
(A)成分のエポキシシリコーン樹脂は、一分子中にSi−H基を2つ有するシリコーン化合物(A1)と、下記一般式(1)で表わされるイソシアヌル誘導体(A2)、及び下記一般式(2)で表わされるエポキシ化合物(A3)を、下記式(I)及び式(II)を満足するようにヒドロシリル化反応させて得られたものであることを特徴とするエポキシシリコーン樹脂組成物である。
(y+z)/x=1.00〜1.10 (I)
y/x=0.01〜0.75 (II)
(ここで、xはシリコーン化合物(A1)中のSi−H基のモル数、yはイソシアヌル誘導体(A2)中のオレフィン性二重結合のモル数、zはエポキシ化合物(A3)中のオレフィン性二重結合のモル数である。)
y/x=0.01〜0.75 (II)
(ここで、xはシリコーン化合物(A1)中のSi−H基のモル数、yはイソシアヌル誘導体(A2)中のオレフィン性二重結合のモル数、zはエポキシ化合物(A3)中のオレフィン性二重結合のモル数である。)
上記シリコーン化合物(A1)としては、下記一般式(3)、又は下記一般式(4)で表わされる化合物が好ましく挙げられる。
(式中、R1は独立に炭素数1〜10の1価の炭化水素基であり、nは0〜100の数である。)
(式中、R2は独立に炭素数1〜10の1価の炭化水素基であり、l、mは独立に0〜3の整数であり、l+mは1〜4の整数である。)
(式中、R1は独立に炭素数1〜10の1価の炭化水素基であり、nは0〜100の数である。)
上記イソシアヌル誘導体(A2)としては、トリアリルイソシアヌレートが、エポキシ化合物(A3)としては、モノアリルジグリシジルイソシアヌレートが好ましく挙げられる。
上記(A)成分のエポキシシリコーン樹脂は、エポキシ当量(g/eq.)が、190〜800、室温(25℃)における粘度が0.1〜1000Pa・s、数平均分子量が500〜10000であることが望ましい。
上記(B)成分の硬化剤が、カルボン酸無水物又は室温で液状のアミン化合物であること、又は(C)成分の硬化促進剤が、4級アンモニウム塩又は4級ホスホニウム塩であることが望ましい。
上記エポキシシリコーン樹脂組成物は、更に(D)反応性希釈剤を含み、この反応性希釈剤はエポキシ当量が70〜2000のエポキシ樹脂であり、(A)成分のエポキシシリコーン樹脂と(D)成分の反応性希釈剤を混合したときのエポキシ当量が180〜1000となることが望ましい。
上記エポキシシリコーン樹脂組成物は、(A)成分のエポキシシリコーン樹脂100重量部に対し、ヒンダードフェノール型酸化防止剤を0.005〜5重量部含むこと、このヒンダードフェノール型酸化防止剤が、一般式(5)で表わされる化合物であることが望ましい。
上記エポキシシリコーン樹脂組成物は、光学部品用樹脂組成物又は電子部品用樹脂組成物として優れる。また、光半導体部品用樹脂組成物又は半導体用液状封止樹脂組成物として優れる。
また、本発明は上記エポキシシリコーン樹脂組成物を用いて封止したことを特徴とするLED装置である。
本発明のエポキシシリコーン樹脂は、硬化性樹脂組成物とし、熱を施して得られる硬化性樹脂としたときの表面硬度、強度、たわみに優れ、透明性、ガスバリア性を有し、耐熱着色性、耐光着色性に優れる硬化物又はフィルムを得ることができる。したがって、半導体や回路基板などの電子部品材料や、光学レンズ、光学シート、光反射用白色成型材料などの光学部品材料に有用であり、特に昨今LED封止材において課題となっている熱・光による着色、リフロー実装やヒートサイクル環境下におけるクラック、断線、基材との剥離といった問題の改善が期待できる。
本発明のエポキシシリコーン樹脂組成物は、(A)エポキシシリコーン樹脂、(B)硬化剤、及び(C)硬化促進剤を必須成分として含む。上記エポキシシリコーン樹脂を(A)成分と、硬化剤を(B)成分と、硬化促進剤を(C)成分という。また、本明細書でいうエポキシ樹脂とエポキシ化合物は同一の意味を有する場合があると理解される。したがって、エポキシ樹脂又はエポキシ化合物は両者を代表する意味で使用されることがある。
(A)成分のエポキシシリコーン樹脂は、一分子中にSi−H基を2つ有するシリコーン化合物(A1)と、上記一般式(1)で表わされるイソシアヌル誘導体(A2)、及び上記一般式(2)で表わされるエポキシ化合物(A3)をヒドロシリル化反応させて得られるものである。ここで、シリコーン化合物(A1)、イソシアヌル誘導体(A2)及びエポキシ化合物(A3)の使用量は上記式(I)及び(II)を満足するように決められる。
一分子中にSi−H基を2つ有するシリコーン化合物(A1)としては、種々の公知のシリコーン化合物を使用できる。
例えば、上記一般式(3)〜(4)で表わされるシリコーン化合物や、下記一般式(6)〜(7)で表わされるシリコーン化合物が好ましいシリコーン化合物(A1)としてあるが、これらに限定されず、必要に応じて2種以上を用いてもよい。
例えば、上記一般式(3)〜(4)で表わされるシリコーン化合物や、下記一般式(6)〜(7)で表わされるシリコーン化合物が好ましいシリコーン化合物(A1)としてあるが、これらに限定されず、必要に応じて2種以上を用いてもよい。
シリコーン化合物(A1)の中でも、一般式(3)又は(4)で表されるシリコーン化合物が、入手性、経済性、硬化物としたときの物性から特に好ましい。
上記一般式(1)で表わされるイソシアヌル誘導体(A2)としては、オレフィン性二重結合(以下、ビニル基ともいう。)を3個以上有する化合物であれば特に限定されず、種々の化合物が使用できる。一般式(1)において、Xは独立に、オレフィン性二重結合を有する炭素数2〜10の炭化水素基を表し、この炭化水素基の炭化水素鎖中にエーテル性酸素又はエステル結合を含むことができる。
Xの好ましい例としては、ビニル基、アリル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、2−メチル−1−プロペニル基、4−ペンテニル基、3−メチル−2−ブテニル基、5−ヘキセニル基、6−ヘプテニル基、7−オクテニル基、8−ノネニル基、9−デシニル基等のモノアルケニル基、1,6−ヘプタジエニル基などのジアルケニル基が挙げられる。
エーテル結合を有するアルケニル基としてはビニロキシエチル基、ビニロキシプロピル基、ビニロキシブチル基、アリロキシエチル基、アリロキシプロピル基、アリロキシブチル基等が挙げられる。エーテル結合を有するジアルケニル基としては、1,6−ヘプタジエノキシエチル基等が挙げられる。
エステル結合を有するアルケニル基としては、アクリロイルオキシエチル基、アクリロイルオキシプロピル基、アクリロイルオキシブチル基、メタクリロイルオキシエチル基、メタクリロイルオキシプロピル基、メタクリロイルオキシブチル基等が挙げられる。
脂環構造を含む炭化水素基としてはシクロヘキセニル基、ノルボルニル基等が挙げられる。
芳香族環を含む炭化水素基としては2−ビニルベンジル基、3−ビニルベンジル基、4−ビニルベンジル基、2,4−ジビニルベンジル基、2−アリルベンジル基、3−アリルベンジル基、4−アリルベンジル基、2,4−ジアリルベンジル基、2−イソプロペニルベンジル基、3−イソプロペニルベンジル基、4−イソプロペニルベンジル基、3,5−ジビニルベンジル基、3、5−ジイソプロペニルベンジル基等が挙げられるが特に限定するものではない。
エーテル結合を有するアルケニル基としてはビニロキシエチル基、ビニロキシプロピル基、ビニロキシブチル基、アリロキシエチル基、アリロキシプロピル基、アリロキシブチル基等が挙げられる。エーテル結合を有するジアルケニル基としては、1,6−ヘプタジエノキシエチル基等が挙げられる。
エステル結合を有するアルケニル基としては、アクリロイルオキシエチル基、アクリロイルオキシプロピル基、アクリロイルオキシブチル基、メタクリロイルオキシエチル基、メタクリロイルオキシプロピル基、メタクリロイルオキシブチル基等が挙げられる。
脂環構造を含む炭化水素基としてはシクロヘキセニル基、ノルボルニル基等が挙げられる。
芳香族環を含む炭化水素基としては2−ビニルベンジル基、3−ビニルベンジル基、4−ビニルベンジル基、2,4−ジビニルベンジル基、2−アリルベンジル基、3−アリルベンジル基、4−アリルベンジル基、2,4−ジアリルベンジル基、2−イソプロペニルベンジル基、3−イソプロペニルベンジル基、4−イソプロペニルベンジル基、3,5−ジビニルベンジル基、3、5−ジイソプロペニルベンジル基等が挙げられるが特に限定するものではない。
更に、Xの異なるイソシアヌル誘導体(A2)を2種類以上使用してもよい。イソシアヌル誘導体(A2)は、オレフィン性二重結合を有する炭素数2〜10の炭化水素基であるXを3つ有するので、シリコーン化合物(A1)とヒドロキシル化反応して生じる生成物は3方向に伸びた構造又は3次元構造有することになる。3つのXの内、1以上のXがオレフィン性二重結合を2以上有する場合は、更に多方向に伸びた構造を有することになる。
イソシアヌル誘導体(A2)としては、入手性、経済性、反応性、硬化物にしたときの物性から、好ましくはトリアリルイソシアヌレートである。
エポキシ化合物(A3)は上記一般式(2)で表わされる。一般式(2)において、Yはオレフィン性二重結合を有する炭素数2〜10の炭化水素基を表し、この炭化水素鎖中にはエーテル性酸素を含んでいてもよい。このYは、上記Xで説明したと同様な炭化水素基等であることがよい。Yはオレフィン性二重結合を2以上有してもよいが、好ましくは1である。
その他、Y又はXとしては、3−ビニルフェニル基、4−ビニルフェニル基、2−アリルフェニル基、3−アリルフェニル基、4−アリルフェニル基、2−イソプロペニルフェニル基、3−イソプロペニルフェニル基、4−イソプロペニルフェニル基、3,5−ジビニルフェニル基、3,5−ジイソプロペニルフェニル基等が挙げられるが特に限定するものではない。X及びYはオレフィン性二重結合を2以上有してもよいが、好ましくは、Xは1又は2有することがよく、Yは1有することがよい。
更に、Yの異なるエポキシ化合物(A3)を2種類以上使用してもよい。エポキシ化合物(A3)は、オレフィン性二重結合を有する炭化水素基であるYを1つ有するので、ヒドロキシル化反応生成物の末端に存在することになる。エポキシ化合物(A3)は一般式(2)で表わされるものであれば、種々の化合物が使用できる。
エポキシ化合物(A3)としては、入手性、経済性、反応性、硬化物にしたときの物性から、モノアリルジグリシジルイソシアヌレートが好ましい。
(A)成分のエポキシシリコーン樹脂は、シリコーン化合物(A1)と、イソシアヌル誘導体(A2)、及びエポキシ化合物(A3)をヒドロシリル化反応させて得られるものであるが、シリコーン化合物(A1)中のSi−H基と、イソシアヌル誘導体及びエポキシ化合物中のオレフィン性二重結合(ビニル基)が反応するものであるため、これらの官能基のモル比を制御する必要がある。下記式(I)及び式(II)を満足するようにこれらを使用する。
(y+z)/x=1.00〜1.10 (I)
y/x=0.01〜0.75 (II)
(ここで、xはシリコーン化合物(A1)中のSi−H基のモル数、yはイソシアヌル誘導体(A2)中のオレフィン性二重結合のモル数、及びzはエポキシ化合物(A3)中のオレフィン性二重結合のモル数である。)
好ましくは、式(Ia)及び式(IIa)を満足するようにこれらを使用する。
(y+z)/x=1.00〜1.01 (Ia)
y/x=0.10〜0.50 (IIa)
式(I)及び式(II)から、z/x=0.25〜1.09と計算されるが、好ましくは0.25〜1.00であり、より好ましくは0.50〜0.90である。
y/x=0.01〜0.75 (II)
(ここで、xはシリコーン化合物(A1)中のSi−H基のモル数、yはイソシアヌル誘導体(A2)中のオレフィン性二重結合のモル数、及びzはエポキシ化合物(A3)中のオレフィン性二重結合のモル数である。)
好ましくは、式(Ia)及び式(IIa)を満足するようにこれらを使用する。
(y+z)/x=1.00〜1.01 (Ia)
y/x=0.10〜0.50 (IIa)
式(I)及び式(II)から、z/x=0.25〜1.09と計算されるが、好ましくは0.25〜1.00であり、より好ましくは0.50〜0.90である。
シリコーン化合物(A1)中の官能基(Si-H基)100モルに対して、イソシアヌル誘導体(A2)の官能基(ビニル基)1〜75モルの範囲とする。モル比率が1モルより小さい場合は架橋密度が低下することからガスバリア性が低下する。逆に、モル比率が75モルより大きくなる場合は樹脂合成中に架橋が進むため、合成中にゲル化してしまうなどの支障をきたす。また、シリコーン化合物(A1)中の官能基100モルに対して、エポキシ化合物(A3)の官能基(ビニル基)は、25〜100モルの範囲が好ましい。モル比率が25モルより小さい場合は樹脂硬化物にTgの低下、タック性の発現が起こる。逆にモル比率が100モルより大きくなる場合は得られるエポキシシリコーン樹脂が固形樹脂若しくは高粘稠樹脂になるため取り扱いが困難となる。
(A)成分のエポキシシリコーン樹脂は、シリコーン化合物(A1)と、イソシアヌル誘導体(A2)を、シリコーン化合物(A1)の官能基Si-Hが過剰となる条件で、まずヒドロシリル化反応させ、次いで残存する官能基Si-Hに対し、僅かに過剰量のエポキシ化合物(A3)をヒドロシリル化反応させて得られるものであることが望ましい。このようにして得られるエポキシシリコーン樹脂は、末端にエポキシ基を有し、Si-H基を実質的に有しないものとなる。
両末端Si-H基含有シリコーン化合物(A1)を先に反応系内に投入しておき、ついで必ず未反応のSi-H基が残存する量イソシアヌル誘導体(A2)を逐次添加し、反応が完結したことを確認してから、エポキシ化合物(A3)を用い末端封止反応を行うことが特に好ましい。また、シリコーン化合物(A1)として、一般式(3)又は一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンを2種以上併用することも好ましい。
両末端Si-H基含有シリコーン化合物(A1)を先に反応系内に投入しておき、ついで必ず未反応のSi-H基が残存する量イソシアヌル誘導体(A2)を逐次添加し、反応が完結したことを確認してから、エポキシ化合物(A3)を用い末端封止反応を行うことが特に好ましい。また、シリコーン化合物(A1)として、一般式(3)又は一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンを2種以上併用することも好ましい。
上記以外の方法、たとえば反応時、シリコーン化合物(A1)と、イソシアヌル誘導体(A2)、及びエポキシ化合物(A3)を一括して反応系内に投入してヒドロシリル化反応を行うことや、イソシアヌル誘導体(A2)とエポキシ化合物(A3)を混合して反応系内に投入し、次いでシリコーン化合物(A1)を投入してヒドロシリル化を行うことは、シリコーン化合物(A1)のSi-H基とイソシアヌル誘導体(A2)とエポキシ化合物(A3)のビニル基のヒドロシリル化反応の反応速度が近しいため、エポキシ基を有さないシロキサン樹脂が生成し、エポキシシリコーン樹脂中に混在してしまう。このため、得られるエポキシシリコーン樹脂が相分離を起こし白濁し、透明性が失われること、また白濁を生じなくとも硬化物物性の面で本発明の効果が得られないものとなる。
ヒドロシリル付加反応は、貴金属触媒の存在下で進行することが広く知られている。触媒としては、公知のものであれば種々の貴金属又はその錯体化合物を使用することができる。貴金属触媒としては、例えば、白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム又はイリジウムなどが挙げられるがこれらに限定されず、必要に応じて2種以上用いてもよい。また、これらの金属を微粒子状担体材料、例えばカーボン、活性炭、酸化アルミニウム、シリカなどに固定化されたものを用いてもよい。
貴金属の錯体化合物としては、白金ハロゲン化合物(PtCl4、H2PtCl6・6H2O、Na2PtCl6・4H2O等)、白金―オレフィン錯体、白金―アルコール錯体、白金―アルコラート錯体、白金―エーテル錯体、白金―カルボニル錯体、白金―ケトン錯体、白金―1,3−ジビニルー1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンなどの白金―ビニルシロキサン錯体、ビス(γ―ピコリン)―白金ジクロライド、トリメチレンジピリジン−白金ジクロライド、ジシクロペンタジエン−白金ジクロライド、シクロオクタジエン−白金ジクロライド、シクロペンタジエン−白金ジクロライド、ビス(アルキニル)ビス(トリフェニルホスフィン)白金錯体、ビス(アルキニル)(シクロオクタジエン)白金錯体、塩化ロジウム、トリス(トリフェニルホスフィン)ロジウムクロライド、テトラキスアンモニウムーロジウムクロライド錯体などが挙げられるが特に限定されず、必要に応じて2種以上使用してもよい。
上記貴金属触媒はそれぞれ単独で、あるいは溶解する溶媒にあらかじめ溶解させておき、しかる後反応系内に投入してもよい。貴金属触媒の使用割合は特に限定されないが、通常反応に用いた原料の合計重量に対して、0.1ppm〜100000ppm、好ましくは1ppmから10000ppmの範囲である。
ヒドロシリル付加反応は、無溶媒でも反応を行うことができるが、必要に応じて有機溶媒にて反応系を希釈してもよく、反応に悪影響を与える化合物でなければ特に制限されない。例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン系炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどの脂肪族ケトン類、ベンゼン、トルエン、オルトキシレン、メタキシレン、パラキシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどの芳香族類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類、酢酸エチル、酢酸−n−ブチルなどのエステル類が挙げられる。これらの有機溶媒は、2種以上を選択して混合溶媒として使用してもよい。
ヒドロシリル付加反応における温度条件については、特に限定されないが、通常0℃〜200℃、好ましくは30℃〜180℃である。0℃以下では反応の進行に時間を要し経済的ではない。200℃以上で反応を行うとエポキシ基とヒドロシリル部位との付加反応が進行し、反応をコントロールすることが困難となる。
(A)成分のエポキシシリコーン樹脂は、エポキシ当量(g/eq.)が190〜800、室温(25℃)の粘度が0.1〜1000Pa・s、数平均分子量が500〜10000であることが好ましい。この範囲であることで、透明性、耐熱着色性、ガラス転移点温度、曲げたわみに優れた硬化物を得ることができる。エポキシ当量がこの範囲から外れる場合は、硬化物が脆くなる、又は表面硬度が低くなりべたつきを生じる、耐熱着色性が悪くなるなどする。
本発明のエポキシシリコーン樹脂組成物は、上記(A)の他に(B)硬化剤、及び(C)硬化促進剤を必須成分として含む。
(B)成分の硬化剤としては、エポキシ樹脂の硬化剤として公知のものであれば種々の化合物を適用できる。例えば、有機アミン化合物、ジシアンジアミド及びその誘導体、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール及びその誘導体、ビスフェノールA、ビスフェノールF、臭素化ビスフェノールA、ナフタレンジオール、4,4’−ビフェノールなどの2価フェノール化合物、フェノールやナフトール類とホルムアルデヒドあるいはキシリレングリコール類との縮合反応により得られるノボラック樹脂あるいはアラルキルフェノール樹脂、酸無水物と多価有機アルコールとの反応により得られる多価カルボン酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、メチル化無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ナジック酸、水素化無水ナジック酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物、アジピン酸ヒドラジドなどのヒドラジド化合物、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオンを有する有機カチオン分子と、テトラフルオロほう素アニオン、ヘキサフルオロリンアニオン、ヘキサフルオロひ素アニオン、ヘキサフルオロアンチモンアニオン等のアニオン種で構成されているオニウム塩化合物等からなるカチオン硬化剤を使用することができ、必要に応じて2種類以上を用いてもよい。特に、機械強度等の物性を得るためには液状のアミノ化合物(アミノ樹脂を含む)又はカルボン酸無水物が適し、さらに透明性、耐熱着色性、耐光着色性を兼備するためにはカルボン酸無水物が適し、より好ましくは無水ヘキサヒドロフタル酸、メチル化無水ヘキサヒドロフタル酸、又は水素化無水ナジック酸である。
(C)成分の硬化促進剤としては、エポキシ樹脂の硬化促進剤として公知のものであれば種々の化合物を適用できる。例えば、3級アミン及びその塩類、イミダゾール類及びその塩類、有機ホスフィン化合物及びその塩類、オクチル酸亜鉛、オクチル酸スズなどの有機金属塩が挙げられ、必要に応じて2種類以上を用いてもよい。特に、本発明の効果を得るための好ましい硬化促進剤は、4級アンモニウム塩類、有機ホスフィン化合物、4級ホスホニウム塩類であり、更に好ましい触媒は4級ホスホニウム塩類である。なお、硬化剤及び硬化促進剤の両者の機能を有する材料である場合は、その材料を硬化剤、硬化促進剤、又は両者として扱うことができるが、このような場合であっても、2種類以上の材料を使用することが好ましい。
本発明の熱硬化樹脂組成物は、上記必須成分の他に、粘度、硬化速度の調整等を目的として、(D)成分として反応性希釈剤を用いてもよい。この反応性希釈剤は(A)成分以外のエポキシ樹脂(エポキシ化合物)であり、好ましくは1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、エポキシ当量が70〜2000の室温で液状であるものである。(D)成分を用いる場合、(A)成分と(D)成分の混合物は、エポキシ当量が180〜1000の範囲とすると本発明の効果が増大する。
(D)成分は、単独あるいは混合して室温で液状を有するものであれば種々のエポキシ化合物を選択できる。たとえば、レソルシノール、ハイドロキノン、2,5−ジターシャリブチルヒドロキノンなどの単環型二価フェノール類から誘導されるエポキシ樹脂、及びその芳香環を核水素化したもの、1,3−ナフタレンジオール、1,4−ナフタレンジオール、1,5−ナフタレンジオール、1,6−ナフタレンジオール、2,7−ナフタレンジオールなどのナフタレンジオール類から誘導されるエポキシ樹脂、及びその芳香環を核水素化したもの、4,4’−イソプロピリデンジフェノール、4,4’−イソプロピリデンビス(2−メチルフェノール)、4,4’−イソプロピリデンビス(2,6−ジメチルフェノール)、4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラメチルジフェニルメタン、4,4’−セカンダリーブチリデンビスフェノール、4,4’−イソプロピリデンビス(2−ターシャリーブチルフェノール)、4,4’−シクロヘキシリデンジフェノール、4,4’−ブチリデンビス(6−ターシャリーブチル−2−メチル)フェノール等のビスフェノール類から誘導されるエポキシ樹脂、及びその芳香族環を核水素化したエポキシ樹脂等がある。更に、式(8)〜(14)の脂環式エポキシ樹脂や、式(15)で表されるエポキシシリコーン樹脂などが挙げられるが、これらに限定されず、必要に応じて2種以上を用いてもよい。
(R22SiO3/2)k(R23R24SiO)j(Me3SiO1/2)o (15)
式(15)中、R22〜R24は、それぞれエポキシ基を含んでいてもよい炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香族基であり、内部にエーテル性酸素原子を1〜3個有していてもよい。ただし、R22〜R24のうち、1つ以上は必ずエポキシ基を含む。また、R23、R24が同時にエポキシ基を有することはない。o,j,kは、o+j+k=1,0≦k<1、0<j<1、0<o<0.75を満たす数である。
式(15)中、R22〜R24は、それぞれエポキシ基を含んでいてもよい炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香族基であり、内部にエーテル性酸素原子を1〜3個有していてもよい。ただし、R22〜R24のうち、1つ以上は必ずエポキシ基を含む。また、R23、R24が同時にエポキシ基を有することはない。o,j,kは、o+j+k=1,0≦k<1、0<j<1、0<o<0.75を満たす数である。
本発明における熱硬化性樹脂組成物をLED封止用途として使用する際には、酸化防止剤を配合し、加熱時の酸化劣化を防止し着色の少ない硬化物とすることが好ましい。
酸化防止剤としては公知のものであれば種々の化合物を適用できる。例えば、2,6−tert−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−tert−ブチル−p−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートなどのモノフェノール類、2,2−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)などのビスフェノール類、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンなどの高分子型フェノール類、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10−(3,5−ジ−tert−ブチル4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10−デシロキシ−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイドなどのオキサホスファフェナントレンオキサイド類、ジラウリル3,3’―ジラウリル3,3’―チオジプロピオネート、ジミリスチル3,3’―ジラウリル3,3’―チオジプロピオネート、ジステアリル3,3’―ジラウリル3,3’―チオジプロピオネート、ペンタエリスリチルテトラキス(3―ラウリルチオプロピオネート)等のエステル骨格含有チオエーテル化合物系酸化防止剤が挙げられる。これらの酸化防止剤は必要に応じて2種類以上を用いてもよい。
好ましい酸化防止剤としては、上記一般式(5)で表れるヒンダードフェノール型酸化防止剤を用いることができ、より好ましくはR3がメチル基及びt−ブチル基、Yが2−プロピオニルオキシ−1,1−ジメチルエチル基で表される酸化防止剤であり、住友化学(株)製SUMILIZER GA-80として市販で入手可能である。
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物には他の熱硬化性樹脂を配合することもできる。このような熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、熱硬化性アミノ樹脂、熱硬化性メラミン樹脂、熱硬化性ウレア樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂、熱硬化性オキセタン樹脂、熱硬化性エポキシ/オキセタン複合樹脂等が挙げられるがこれらに限定されない。
本発明の硬化性樹脂組成物は、上記(A)〜(C)成分を必須成分とするが、樹脂成分(樹脂の他、硬化して樹脂の一部となる成分、例えば、モノマー、硬化剤、硬化促進剤を含むが、溶剤、充填剤は含まない)の60wt%以上、好ましくは80wt%以上、より好ましくは90wt%以上が(A)成分〜(B)成分であることがよい。また、(A)成分、(B)成分及び(C)成分の配合割合は、次のようにして決めることがよい。
(A)成分のエポキシ基と(B)成分の硬化剤中の官能基が当量比で0.8〜1.5の範囲であることが好ましい。この範囲外では硬化後も未反応のエポキシ基、又は硬化剤中の官能基が残留し、硬化物としたときの硬度や耐熱性等の機能が低下するため好ましくない。また、硬化促進剤である(C)成分の配合割合としては、(A)成分と(B)成分の合計に対して、0.1wt%〜5wt%の範囲が好ましい。0.1wt%未満ではゲル化時間が遅くなって硬化時の剛性低下による作業性の低下をもたらし、逆に5.0wt%を超えると成形途中で硬化が進んでしまい、未充填が発生し易くなる。
本発明の熱硬化性樹脂を電子部品として適用する場合、その用途、製造プロセスについては公知のものであれば特に限定されるものではない。たとえば、半導体封止材料であれば本発明の熱硬化性樹脂組成物にシリカなどのフィラーを混合し、ニーダーや熱3本ロールにて混練したのち、タブレット化して封止用金型のキャビティに送り込み熱硬化させるトランスファーモールド方式をとることができる。また、室温で液状である硬化剤と混合し、必要に応じてシリカ、アルミナ、酸化チタンなどのフィラー等を用いて所望の粘度としたのち、所定の位置に樹脂を注入するディスペンス方式をとることが出来る。
また、回路基板としては、たとえばガラスクロスなどの基材に本発明の熱硬化性樹脂組成物を含浸させた後、銅箔をプレス成型により貼り合わせる方法や、銅箔に本発明の熱硬化性樹脂組成物をキャスト法などにより塗布し、所望の基材と貼り合わせる方法をとることが出来る。
また、基板と半導体の接合部を封止・保護するアンダーフィル材として使用する場合には、室温で液状である硬化剤と混合し、必要に応じてシリカ、アルミナ、酸化チタン、ゴム粒子などのフィラー等を用いて所望の粘度としたのち、所定の位置に樹脂を注入するディスペンス方式をとることが出来る。
また、光学部品用途としては、たとえば光学レンズ、光半導体用封止材、光半導体用白色成型材料、光半導体接着剤などがあげられるがその用途についてはこれらに限定されず、公知の用途、製造プロセスであれば適用が可能である。
たとえば、光学レンズ材料としては、ディスペンス方式、トランスファーモールド方式等の公知のプロセスにより製造が可能である。
光半導体装置(LED装置)用封止材としては、光半導体素子を金ワイヤー等で外部電極に接続したのち、トランスファーモールド方式、ポッティング方式等公知の技術を用いて充填する方法が適用できる。この際、本発明の熱硬化性樹脂組成物に、光半導体素子から発光する光を変換する目的で、各種公知の蛍光粉末を用いてもよい。また、適度なチクソ性を発現させるため、シリカ、エアロジルなどの公知のフィラーやシランカップリング材、界面活性剤などの公知の添加剤を加えてもよい。
光半導体用白色成型材料としては、本発明の熱硬化性樹脂組成物に、シリカ、酸化チタン、アルミナなどのフィラーを混合し、ニーダーや熱3本ロールにて混練したのち、タブレット化して封止用金型のキャビティに送り込み熱硬化させるトランスファーモールド方式等を適用できる。
光半導体装置用接着剤としては、本発明の熱硬化性樹脂組成物を、必要に応じてシリカ、酸化チタン、アルミナ、銀粉などのフィラーを用いてロール等による混練によりペースト化したものをディスペンス等の方法で基材に塗布、又はさらに公知のフィルム材を用いてフィルム状としたものを、基材の上に貼り合わせ、光半導体素子をマウントし熱硬化させる方法等を適用できる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、フッ素樹脂板、PETフィルム、ポリイミド等の基材上に、スピンコーター、バーコーター等を用いて薄膜状に塗布し、熱硬化させた後、基材をはがすことでフィルム体を得ることが出来る。
上記手法により得られた熱硬化フィルムは、電子部品用途、光学部品用途等の種々の用途に適用でき、フレキシブルプリント配線板、異方性導電フィルム、カバーレイフィルム、ダイアタッチフィルム、層間絶縁材料等の電子部品用途、透明保護フィルム、光導波路用フィルム、光半導体フィルム等の光学部品用途に適用可能である。
次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。当量の単位はg/eqである。
実施例1
一般式(3)中、R1がメチル基、nの平均値が0である両末端にSiH基を含有する直鎖オルガノシロキサン32重量部(SiH基として0.34当量)、ジオキサン55重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部を攪拌モーター、還流冷却管、窒素ラインを装着した500mLのセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、トリアリルイソシアヌルレート11重量部(ビニル基として0.13当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、分子量の増大が停止したことを確認した後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート57重量部(ビニル基として0.21当量)をジオキサン44重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を徐々に昇温させ、100℃に到達後、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1NのKOH/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES1)を92重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は241、室温での粘度は58Pa・s、数平均分子量は3209であった。
一般式(3)中、R1がメチル基、nの平均値が0である両末端にSiH基を含有する直鎖オルガノシロキサン32重量部(SiH基として0.34当量)、ジオキサン55重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部を攪拌モーター、還流冷却管、窒素ラインを装着した500mLのセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、トリアリルイソシアヌルレート11重量部(ビニル基として0.13当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、分子量の増大が停止したことを確認した後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート57重量部(ビニル基として0.21当量)をジオキサン44重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を徐々に昇温させ、100℃に到達後、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1NのKOH/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES1)を92重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は241、室温での粘度は58Pa・s、数平均分子量は3209であった。
実施例2
一般式(3)中、R1がメチル基、nの平均値が4である両末端にSiH基を含有する直鎖オルガノシロキサン50重量部(SiH基として0.25当量)、ジオキサン55重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部をセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら100℃に昇温した。ついで、トリアリルイソシアヌルレート6重量部(ビニル基として0.04当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。GPCにより、分子量の増大が停止したことを確認した後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート44重量部(ビニル基として0.41当量)をジオキサン44重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を110℃まで昇温し、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES2)を91重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は324、室温での粘度は16.9Pa・s、数平均分子量は1107であった。
一般式(3)中、R1がメチル基、nの平均値が4である両末端にSiH基を含有する直鎖オルガノシロキサン50重量部(SiH基として0.25当量)、ジオキサン55重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部をセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら100℃に昇温した。ついで、トリアリルイソシアヌルレート6重量部(ビニル基として0.04当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。GPCにより、分子量の増大が停止したことを確認した後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート44重量部(ビニル基として0.41当量)をジオキサン44重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を110℃まで昇温し、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES2)を91重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は324、室温での粘度は16.9Pa・s、数平均分子量は1107であった。
実施例3
一般式(3)中、R1がメチル基、nの平均値が4である両末端にSiH基を含有する直鎖オルガノシロキサン59重量部(SiH基として0.28当量)、ジオキサン55重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部をセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら100℃に昇温した。次いで、トリアリルイソシアヌルレート15重量部(ビニル基として0.18当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。GPCにより、分子量の増大が停止したことを確認後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート26重量部(ビニル基として0.09当量)をジオキサン26重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を110℃まで昇温し、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES3)を92重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は552、室温での粘度は75Pa・s、数平均分子量は36155であった。
エポキシシリコーン樹脂(ES1)、(ES2)及び(ES3)のIRスペクトルを図1、2及び3に示す。
一般式(3)中、R1がメチル基、nの平均値が4である両末端にSiH基を含有する直鎖オルガノシロキサン59重量部(SiH基として0.28当量)、ジオキサン55重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部をセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら100℃に昇温した。次いで、トリアリルイソシアヌルレート15重量部(ビニル基として0.18当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。GPCにより、分子量の増大が停止したことを確認後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート26重量部(ビニル基として0.09当量)をジオキサン26重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を110℃まで昇温し、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES3)を92重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は552、室温での粘度は75Pa・s、数平均分子量は36155であった。
エポキシシリコーン樹脂(ES1)、(ES2)及び(ES3)のIRスペクトルを図1、2及び3に示す。
実施例4
一般式(3)中、R1がメチル基、nの平均値が8である両末端にSiH基を含有する直鎖オルガノシロキサン70重量部(SiH基として0.19当量)、ジオキサン55重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部をセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら100℃に昇温した。次いで、トリアリルイソシアヌルレート10重量部(ビニル基として0.12当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。GPCにより、分子量の増大が停止したことを確認後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート20重量部(ビニル基として0.07当量)をジオキサン26重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を110℃まで昇温し、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES4)を92重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は676、室温での粘度は8.2Pa・s、数平均分子量は2440であった。
一般式(3)中、R1がメチル基、nの平均値が8である両末端にSiH基を含有する直鎖オルガノシロキサン70重量部(SiH基として0.19当量)、ジオキサン55重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部をセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら100℃に昇温した。次いで、トリアリルイソシアヌルレート10重量部(ビニル基として0.12当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。GPCにより、分子量の増大が停止したことを確認後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート20重量部(ビニル基として0.07当量)をジオキサン26重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を110℃まで昇温し、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES4)を92重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は676、室温での粘度は8.2Pa・s、数平均分子量は2440であった。
実施例5
一般式(4)中、R1がメチル基、l=1、m=1である環状オルガノシロキサン43重量部(SiH基として0.32当量)、ジオキサン56重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部を攪拌モーター、還流冷却管、窒素ラインを装着した500mLのセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら100℃に昇温した。次いで、トリアリルイソシアヌルレート13重量部(ビニル基として0.16当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。GPCにより、分子量の増大が停止したことを確認後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート44重量部(ビニル基として0.16当量)をジオキサン44重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を110℃まで昇温し、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES5)を91重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は322、室温での粘度は760Pa・s、数平均分子量は2014であった。
一般式(4)中、R1がメチル基、l=1、m=1である環状オルガノシロキサン43重量部(SiH基として0.32当量)、ジオキサン56重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部を攪拌モーター、還流冷却管、窒素ラインを装着した500mLのセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら100℃に昇温した。次いで、トリアリルイソシアヌルレート13重量部(ビニル基として0.16当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。GPCにより、分子量の増大が停止したことを確認後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート44重量部(ビニル基として0.16当量)をジオキサン44重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を110℃まで昇温し、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES5)を91重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は322、室温での粘度は760Pa・s、数平均分子量は2014であった。
実施例6〜10
実施例1〜5で得られたエポキシシリコーン樹脂(A)(ES2〜5)を、メチル化ヘキサヒドロ無水フタル酸(MH:酸無水物当量168)を用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてテトラ−n−ブチルホスホニウムo,o’−ジエチルホスホロジチオネート(TBPDT)を全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
実施例1〜5で得られたエポキシシリコーン樹脂(A)(ES2〜5)を、メチル化ヘキサヒドロ無水フタル酸(MH:酸無水物当量168)を用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてテトラ−n−ブチルホスホニウムo,o’−ジエチルホスホロジチオネート(TBPDT)を全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
実施例11
(A)成分として、実施例2で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES2)を90重量部使用し、更に(D)成分として3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート(EpC:エポキシ当量130)を10重量部配合した樹脂液を調製した。
この樹脂液と、MHを用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分として、実施例2で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES2)を90重量部使用し、更に(D)成分として3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート(EpC:エポキシ当量130)を10重量部配合した樹脂液を調製した。
この樹脂液と、MHを用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
実施例12
(A)成分として、実施例3で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES3)を50重量部使用し、更に(D)成分としてEpCを50重量部配合した樹脂液を調製した。この樹脂液と、MHを用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分として、実施例3で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES3)を50重量部使用し、更に(D)成分としてEpCを50重量部配合した樹脂液を調製した。この樹脂液と、MHを用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
実施例13
(A)成分として、実施例4で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES4)を70重量部使用し、更に(D)成分としてEpCを30重量部配合した樹脂液を調製した。この樹脂液と、MHを用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分として、実施例4で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES4)を70重量部使用し、更に(D)成分としてEpCを30重量部配合した樹脂液を調製した。この樹脂液と、MHを用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
実施例14
(A)成分として、実施例5で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES5)を90重量部使用し、更に(D)成分としてEpCを10重量部配合した樹脂液を調製した。この樹脂液と、MHを用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分として、実施例5で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES5)を90重量部使用し、更に(D)成分としてEpCを10重量部配合した樹脂液を調製した。この樹脂液と、MHを用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
実施例15〜16
(A)成分として、実施例3〜4で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES3〜4)を99.7重量部使用し、更に一般式(5)で表されるヒンダードフェノール型酸化防止剤として3,9−ビス(2−(3−(3−テトラブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ)−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカン(GA80)を0.3重量部配合して樹脂液を調製した。この樹脂液を、MHを用いてエポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分として、実施例3〜4で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES3〜4)を99.7重量部使用し、更に一般式(5)で表されるヒンダードフェノール型酸化防止剤として3,9−ビス(2−(3−(3−テトラブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ)−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカン(GA80)を0.3重量部配合して樹脂液を調製した。この樹脂液を、MHを用いてエポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
実施例17〜21
実施例1〜5で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES1〜5)と、ジエチルトルエンジアミン(DETDA:活性水素当量45)を用いて、エポキシ当量と活性水素当量の比1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤として2−エチル−4−メチルイミダゾールを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
実施例1〜5で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES1〜5)と、ジエチルトルエンジアミン(DETDA:活性水素当量45)を用いて、エポキシ当量と活性水素当量の比1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤として2−エチル−4−メチルイミダゾールを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
合成例1
式(27)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサン26.4重量部(SiH基として0.2当量)、ジオキサン78重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.14重量部をセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら100℃に昇温した。次いで、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート56.2重量部(ビニル基として0.2当量)をジオキサン56重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を110℃まで昇温し、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端及び側鎖にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES13)を74重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は203、室温では流動性を示さない半固形状であった。
式(27)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサン26.4重量部(SiH基として0.2当量)、ジオキサン78重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.14重量部をセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら100℃に昇温した。次いで、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート56.2重量部(ビニル基として0.2当量)をジオキサン56重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を110℃まで昇温し、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端及び側鎖にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES13)を74重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は203、室温では流動性を示さない半固形状であった。
合成例2
一般式(3)において、nの平均値が約8、R1がメチル基である末端Si−H基を有するポリシロキサン(Si−H当量 363)を184重量部、トリアリルイソシアヌレート16重量部、ジオキサン250重量部、カーボン粉末に担持された白金触媒(白金濃度5%)0.4重量部を4つ口セパラブルフラスコに投入した。内温を110℃まで昇温し、10時間攪拌した。オレフィン性2重結合が消失しているのをプロトンNMRで確認した後、4−ビニルシクロヘキセンオキシドを50重量部投入し、さらに110℃で20時間攪拌した。0.1規定の水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行った。このようにして、末端にエポキシシクロヘキシル基を有し、鎖中のイソシアヌル骨格と末端のエポキシシクロヘキシル基の間にはジメチルシロキサン構造を有するエポキシシリコーン樹脂(ES14)を230重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は720、25℃での粘度は53Pa・sであった。
一般式(3)において、nの平均値が約8、R1がメチル基である末端Si−H基を有するポリシロキサン(Si−H当量 363)を184重量部、トリアリルイソシアヌレート16重量部、ジオキサン250重量部、カーボン粉末に担持された白金触媒(白金濃度5%)0.4重量部を4つ口セパラブルフラスコに投入した。内温を110℃まで昇温し、10時間攪拌した。オレフィン性2重結合が消失しているのをプロトンNMRで確認した後、4−ビニルシクロヘキセンオキシドを50重量部投入し、さらに110℃で20時間攪拌した。0.1規定の水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行った。このようにして、末端にエポキシシクロヘキシル基を有し、鎖中のイソシアヌル骨格と末端のエポキシシクロヘキシル基の間にはジメチルシロキサン構造を有するエポキシシリコーン樹脂(ES14)を230重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は720、25℃での粘度は53Pa・sであった。
合成例3
500mLのセパラブルフラスコにトルエン180g及び1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン144gを加えて、内温が104℃になるように加熱した。そこに、トリアリルイソシアヌレート20g、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)0.14mL及びトルエン20gの混合物を加えた。120℃で7時間加熱還流させた後、未反応の1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン及びトルエンを減圧留去することで有機変性シリコーン樹脂(OSH1)を得た。得られた樹脂のSiH当量は127、ビニル当量は14300である。
500mLのセパラブルフラスコにトルエン180g及び1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン144gを加えて、内温が104℃になるように加熱した。そこに、トリアリルイソシアヌレート20g、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)0.14mL及びトルエン20gの混合物を加えた。120℃で7時間加熱還流させた後、未反応の1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン及びトルエンを減圧留去することで有機変性シリコーン樹脂(OSH1)を得た。得られた樹脂のSiH当量は127、ビニル当量は14300である。
合成例4
500mLのセパラブルフラスコにトルエン180g及び1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン115gを加えて、内温が104℃になるように加熱した。そこに、ビニルノルボルネン44g、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)0.13mL及びトルエン19gの混合物を加えた。120℃で7時間加熱還流させた後、未反応物及びトルエンを減圧留去することで有機変性シリコーン樹脂(OSH2)を得た。得られた樹脂のSiH当量は163、ビニル当量は103000である。
500mLのセパラブルフラスコにトルエン180g及び1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン115gを加えて、内温が104℃になるように加熱した。そこに、ビニルノルボルネン44g、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)0.13mL及びトルエン19gの混合物を加えた。120℃で7時間加熱還流させた後、未反応物及びトルエンを減圧留去することで有機変性シリコーン樹脂(OSH2)を得た。得られた樹脂のSiH当量は163、ビニル当量は103000である。
合成例5
500mL のセパラブルフラスコにトルエン180g及び1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン48gを加えて、内温が104℃になるように加熱した。そこに、ビニルノルボルネン85g、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)0.12mL及びトルエン18gの混合物を加えた。120℃で7時間加熱還流させた後、未反応の1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン及びトルエンを減圧留去することで有機変性シリコーン樹脂(OSV)を得た。得られた樹脂のビニル当量は252、SiH当量は54000である。
500mL のセパラブルフラスコにトルエン180g及び1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン48gを加えて、内温が104℃になるように加熱した。そこに、ビニルノルボルネン85g、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)0.12mL及びトルエン18gの混合物を加えた。120℃で7時間加熱還流させた後、未反応の1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン及びトルエンを減圧留去することで有機変性シリコーン樹脂(OSV)を得た。得られた樹脂のビニル当量は252、SiH当量は54000である。
合成例6
一般式(3)中、R1がメチル基、nの平均値が4である両末端にSiH基を含有する直鎖オルガノシロキサン51重量部(SiH基として0.24当量)、ジオキサン55重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部を、セパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、ジビニルベンジン5重量部(ビニル基として0.04当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。GPCにより、分子量の増大が停止したことを確認した後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート44重量部(ビニル基として0.16当量)をジオキサン44重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を徐々に昇温させ、100℃に到達後、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES15)を92重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は321、室温での粘度は103Pa・sであった。
一般式(3)中、R1がメチル基、nの平均値が4である両末端にSiH基を含有する直鎖オルガノシロキサン51重量部(SiH基として0.24当量)、ジオキサン55重量部、カーボン担持白金(白金担持量3%)0.17重量部を、セパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、ジビニルベンジン5重量部(ビニル基として0.04当量)を、1時間かけて反応系内に投入した。GPCにより、分子量の増大が停止したことを確認した後、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート44重量部(ビニル基として0.16当量)をジオキサン44重量部に溶解させた溶液を1時間かけて投入した。投入終了後、内温を徐々に昇温させ、100℃に到達後、ジオキサンを還流させながら反応を行った。0.1Nの水酸化カリウム/メタノール溶液に反応液を滴下し、水素ガスの発生がなくなったことを確認して、残存する白金触媒をセライトを用いてろ過した。エバポレータを用いて、ろ液の溶媒留去を行うことで、両末端にエポキシ基含有イソシアヌル環を配したエポキシシリコーン樹脂(ES15)を92重量部得た。この樹脂のエポキシ当量は321、室温での粘度は103Pa・sであった。
比較例1
(A)成分を使用せず、EpCを26重量部,MHを34重量部用いた他は、実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分を使用せず、EpCを26重量部,MHを34重量部用いた他は、実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
比較例2
(A)成分を使用せず、トリグリシジルイソシアヌレート(EpT、エポキシ当量100)を20重量部、MHを34重量部用いた他は、実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分を使用せず、トリグリシジルイソシアヌレート(EpT、エポキシ当量100)を20重量部、MHを34重量部用いた他は、実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
比較例3
(A)成分を使用せず、合成例1で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES13)を40.6重量部、MHを33.6重量部用いた以外は実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分を使用せず、合成例1で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES13)を40.6重量部、MHを33.6重量部用いた以外は実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
比較例4
(A)成分を使用せず、合成例2で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES14)を40重量部,MHを10重量部用いた他は、実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分を使用せず、合成例2で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES14)を40重量部,MHを10重量部用いた他は、実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
比較例5
(A)成分を使用せず、合成例3で得られた有機変性シリコーン樹脂(OSH1)を51重量部、トリアリルイソシアヌレートを17重量部、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレートを28重量部、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)を0.3重量部、ほう酸トリメチルを0.5重量部、1−エチニル−1−シクロヘキサノールを0.3重量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン2.4重量部を予め混合することにより樹脂液を調製した。この樹脂液と、MHを用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。硬化中に樹脂が発泡したため、至る所に気泡を含む透明な硬質の成形体を得た(理論エポキシ当量502)。
(A)成分を使用せず、合成例3で得られた有機変性シリコーン樹脂(OSH1)を51重量部、トリアリルイソシアヌレートを17重量部、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレートを28重量部、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)を0.3重量部、ほう酸トリメチルを0.5重量部、1−エチニル−1−シクロヘキサノールを0.3重量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン2.4重量部を予め混合することにより樹脂液を調製した。この樹脂液と、MHを用いて、エポキシ当量と酸無水物当量の比が1:1となるように加え、よく混合し、さらに硬化促進剤としてTBPDTを全体の0.5重量%投入し、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。硬化中に樹脂が発泡したため、至る所に気泡を含む透明な硬質の成形体を得た(理論エポキシ当量502)。
比較例6
(A)成分を使用せず、(R6SiO3/2)k(R7R8SiO)j(Me3SiO1/2)iで表され、k=0、j=0.8、i=0.2、R6、R7がメチル基、R8が2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基であるエポキシシリコーン樹脂(ESC、エポキシ当量207)を42重量部、MHを27重量部用いた以外は実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分を使用せず、(R6SiO3/2)k(R7R8SiO)j(Me3SiO1/2)iで表され、k=0、j=0.8、i=0.2、R6、R7がメチル基、R8が2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基であるエポキシシリコーン樹脂(ESC、エポキシ当量207)を42重量部、MHを27重量部用いた以外は実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
比較例7
(A)成分を使用せず、((Me2CH2=CH)SiO1/2)1.0(MeSiO3/2)1.11(Me2SiO)0.05で表されるシリコーンレジン100重量部、ビニル当量が1,400である両末端ビニル基含有ジメチルシロキサンオイル20重量部、ヒドロシリル当量が64であるメチルハイドロジェンシリコーンオイル48重量部を用い、硬化触媒として白金―テトラビニルジシロキサン錯体のキシレン溶液を、全重量に対し20ppm加え、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分を使用せず、((Me2CH2=CH)SiO1/2)1.0(MeSiO3/2)1.11(Me2SiO)0.05で表されるシリコーンレジン100重量部、ビニル当量が1,400である両末端ビニル基含有ジメチルシロキサンオイル20重量部、ヒドロシリル当量が64であるメチルハイドロジェンシリコーンオイル48重量部を用い、硬化触媒として白金―テトラビニルジシロキサン錯体のキシレン溶液を、全重量に対し20ppm加え、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
比較例8
(A)成分を使用せず、(C6H5)0.62(CH2=CH)0.38(CH3)0.38SiO1.31で表されるフェニルシリコーンレジン30重量部と、ヒドロシリル当量が163であるメチルハイドロジェンシリコーンオイルを16重量部用い、硬化触媒として白金―テトラビニルジシロキサン錯体のキシレン溶液を、全重量に対し20ppm加え、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分を使用せず、(C6H5)0.62(CH2=CH)0.38(CH3)0.38SiO1.31で表されるフェニルシリコーンレジン30重量部と、ヒドロシリル当量が163であるメチルハイドロジェンシリコーンオイルを16重量部用い、硬化触媒として白金―テトラビニルジシロキサン錯体のキシレン溶液を、全重量に対し20ppm加え、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
比較例9
(A)成分を使用せず、合成例4で得られた有機変性シリコーン樹脂(OSH2)を16重量部、及び合成例5で得られた有機変性シリコーン樹脂(OSV)を25重量部を用い、硬化触媒として白金―テトラビニルジシロキサン錯体のキシレン溶液を、全重量に対し20ppm加え、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分を使用せず、合成例4で得られた有機変性シリコーン樹脂(OSH2)を16重量部、及び合成例5で得られた有機変性シリコーン樹脂(OSV)を25重量部を用い、硬化触媒として白金―テトラビニルジシロキサン錯体のキシレン溶液を、全重量に対し20ppm加え、真空脱気して金型内で、120℃で4時間、更に160℃で12時間硬化して厚さ1mm1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
比較例10
(A)成分を使用せず、合成例6で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES15)を30重量部、MHを15重量部用いた他は、実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
(A)成分を使用せず、合成例6で得られたエポキシシリコーン樹脂(ES15)を30重量部、MHを15重量部用いた他は、実施例6と同様の操作を行い厚さ1mm及び4mmの樹脂板を作成した。
硬化した樹脂板の物性測定は以下の方法にて行った。
(1)硬化物のガラス転移温度(Tg)の測定
セイコー電子工業(株)製熱応力歪測定装置TMA/SS120Uを用いて30℃から270℃の範囲で測定し、線膨張率の変化した温度をガラス転移温度とした。昇温速度は5℃/分とした。Tgにおいて−はTgが検出されないことを意味する。
(1)硬化物のガラス転移温度(Tg)の測定
セイコー電子工業(株)製熱応力歪測定装置TMA/SS120Uを用いて30℃から270℃の範囲で測定し、線膨張率の変化した温度をガラス転移温度とした。昇温速度は5℃/分とした。Tgにおいて−はTgが検出されないことを意味する。
(2)線膨張率の測定
セイコー電子工業(株)製熱応力歪測定装置TMA/SS120Uを用いて30℃から270℃の範囲で測定し、40℃と60℃の2点で結ばれた直線の傾きから線膨張率を算出した。昇温速度は5℃/分とした。
セイコー電子工業(株)製熱応力歪測定装置TMA/SS120Uを用いて30℃から270℃の範囲で測定し、40℃と60℃の2点で結ばれた直線の傾きから線膨張率を算出した。昇温速度は5℃/分とした。
(3)硬化物の初期透過度
日立製作所製自記分光光度計U−3410を用いて、厚さ1mm硬化物の400nmの透過度を測定した。
日立製作所製自記分光光度計U−3410を用いて、厚さ1mm硬化物の400nmの透過度を測定した。
(4)耐UV性の測定
厚さ4mmの硬化物をQパネル社製耐候性試験機QUVを用いて、600時間UV照射した後の400nmの透過度を、初期透過度と同様にして測定した。QUVのランプにはUVA340nmを用い、ブラックパネル温度は55℃とした。
厚さ4mmの硬化物をQパネル社製耐候性試験機QUVを用いて、600時間UV照射した後の400nmの透過度を、初期透過度と同様にして測定した。QUVのランプにはUVA340nmを用い、ブラックパネル温度は55℃とした。
(5)初期耐熱性の測定
1mm厚の硬化物を150℃の環境下にさらし、72時間後の400nmの透過度を、初期透過度と同様にして測定した。
1mm厚の硬化物を150℃の環境下にさらし、72時間後の400nmの透過度を、初期透過度と同様にして測定した。
(6)長期耐熱性の測定
1mm厚の硬化物を150℃の環境下にさらし、480時間後の400nmの透過度を、初期透過度と同様にして測定した。
1mm厚の硬化物を150℃の環境下にさらし、480時間後の400nmの透過度を、初期透過度と同様にして測定した。
(7)硬度(ショアーD)の測定
テクロック(株)性硬度計TYPE−Dを用いて、室温での硬化物の表面硬度を測定した。
テクロック(株)性硬度計TYPE−Dを用いて、室温での硬化物の表面硬度を測定した。
(8)金型取り外し後の硬化物形状
金型を外したとき、硬化物の均一性や硬化収縮による硬化物の割れを目視にて判定した。○:均一な硬化物である。△:金型の形状を保っているが硬化物中にクラックが生じている。×:金型の形状を保たないほど樹脂が割れている、又は金型の形状を保たないほど低弾性率。
金型を外したとき、硬化物の均一性や硬化収縮による硬化物の割れを目視にて判定した。○:均一な硬化物である。△:金型の形状を保っているが硬化物中にクラックが生じている。×:金型の形状を保たないほど樹脂が割れている、又は金型の形状を保たないほど低弾性率。
(9)曲げ、たわみ特性試験
JIS−7171に準拠し、80mm×10mm×4mmの試験片を用いて、オートグラフ(島津製作所(株)製)により曲げ弾性率、曲げ強度、曲げたわみを測定した。曲げたわみにおいて、−は破断せずを意味する。
JIS−7171に準拠し、80mm×10mm×4mmの試験片を用いて、オートグラフ(島津製作所(株)製)により曲げ弾性率、曲げ強度、曲げたわみを測定した。曲げたわみにおいて、−は破断せずを意味する。
(10)銅とのせん断接着試験
JIS K 6850に基づき、厚さ1.6mm、長さ10cm、幅2.5cmの銅板を2枚用い、接着層の厚さを0.2mmとした試験片を作成して、オートグラフ(島津製作所(株)製)により銅とのせん断接着強度を測定した。
JIS K 6850に基づき、厚さ1.6mm、長さ10cm、幅2.5cmの銅板を2枚用い、接着層の厚さを0.2mmとした試験片を作成して、オートグラフ(島津製作所(株)製)により銅とのせん断接着強度を測定した。
実施例6〜10により得られた硬化物の各試験の測定結果を表1に示す。
実施例11〜14により得られた硬化物の各試験の測定結果を表2に示す。
実施例15〜16により得られた硬化物の各試験の測定結果を表3に示す。
実施例17〜21により得られた硬化物の各試験の測定結果を表4に示す。
比較例1〜5により得られた硬化物の各試験の測定結果を表5に示す。NMは測定不可を意味する。
比較例6〜10により得られた硬化物の各試験の測定結果を表6に示す。
実施例22〜27、比較例11〜20
実施例6〜7、実施例11〜14、比較例1〜10の配合により得られた配合物を、底辺部が銀メッキされた青色LED用プレモールドパッケージに、注型により充填し、100℃2時間、150℃5時間硬化させて封止して、LED装置を作成した。
実施例6〜7、実施例11〜14、比較例1〜10の配合により得られた配合物を、底辺部が銀メッキされた青色LED用プレモールドパッケージに、注型により充填し、100℃2時間、150℃5時間硬化させて封止して、LED装置を作成した。
封止されたLED装置の物性測定は以下の方法にて行った。
(11)リフロー試験
封止されたLEDパッケージを、260℃を15秒保持するよう設定されたリフロー炉に連続して3回通過させたとき、封止材の着色、クラック、剥がれの有無を確認した。
(12)熱衝撃試験の測定。
封止されたLEDパッケージを、−40℃〜120℃、500サイクルの試験に供し、顕微鏡にてクラック及び封止材の剥がれの有無を確認した。
(13)ガスバリア性試験
封止されたLEDパッケージを、硫黄粉末と共に加熱可能な密閉容器に入れる。密閉容器を80℃のオーブン中で保持することで、密閉容器内を硫黄雰囲気にする。ガス状になった硫黄分子が封止樹脂を透過して銀メッキを変色させることを利用してガスバリア性を評価した。80℃、140時間処理した後に銀メッキの変色度合いを目視確認した。○:変色が確認されない。△:僅かに変色がかみとめられる。×:黒色に変色している。
(11)リフロー試験
封止されたLEDパッケージを、260℃を15秒保持するよう設定されたリフロー炉に連続して3回通過させたとき、封止材の着色、クラック、剥がれの有無を確認した。
(12)熱衝撃試験の測定。
封止されたLEDパッケージを、−40℃〜120℃、500サイクルの試験に供し、顕微鏡にてクラック及び封止材の剥がれの有無を確認した。
(13)ガスバリア性試験
封止されたLEDパッケージを、硫黄粉末と共に加熱可能な密閉容器に入れる。密閉容器を80℃のオーブン中で保持することで、密閉容器内を硫黄雰囲気にする。ガス状になった硫黄分子が封止樹脂を透過して銀メッキを変色させることを利用してガスバリア性を評価した。80℃、140時間処理した後に銀メッキの変色度合いを目視確認した。○:変色が確認されない。△:僅かに変色がかみとめられる。×:黒色に変色している。
実施例22〜27により得られたLEDパッケージの各試験の測定結果を表7に示す。
比較例11〜20により得られたLEDパッケージの各試験の測定結果を表8〜9に示す。
Claims (14)
- (A)一分子中にSi−H基を2つ有するシリコーン化合物(A1)と、下記一般式(1)で表わされるイソシアヌル誘導体(A2)、及び下記一般式(2)で表わされるエポキシ化合物(A3)をヒドロシリル化反応させて得られるエポキシシリコーン樹脂、
(B)硬化剤、及び
(C)硬化促進剤
を含む樹脂組成物であって、(A)成分のエポキシシリコーン樹脂は、下記式(I)及び式(II)
(y+z)/x=1.00〜1.10 (I)
y/x=0.01〜0.75 (II)
(ここで、xはシリコーン化合物(A1)中のSi−H基のモル数、yはイソシアヌル誘導体(A2)中のオレフィン性二重結合のモル数、及びzはエポキシ化合物(A3)中のオレフィン性二重結合のモル数である。)を満足するようにシリコーン化合物(A1)、イソシアヌル誘導体(A2)、及びエポキシ化合物(A3)をヒドロシリル化反応させて得られたものであることを特徴とするエポキシシリコーン樹脂組成物。 - イソシアヌル誘導体(A2)が、トリアリルイソシアヌレートであることを特徴とする請求項1又は2に記載のエポキシシリコーン樹脂組成物。
- エポキシ化合物(A3)が、モノアリルジグリシジルイソシアヌレートであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエポキシシリコーン樹脂組成物。
- (A)成分のエポキシシリコーン樹脂はSi−H基を実質上含まず、エポキシ当量が190〜800g/eq.、25℃における粘度が0.1〜1000Pa・s、数平均分子量が500〜10000であることを特徴とする請求項1に記載のエポキシシリコーン樹脂組成物。
- (B)成分の硬化剤が、カルボン酸無水物又は室温で液状のアミン化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のエポキシシリコーン樹脂組成物。
- (C)成分の硬化促進剤が、4級アンモニウム塩又は4級ホスホニウム塩であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のエポキシシリコーン樹脂組成物。
- 更に、(D)反応性希釈剤を含み、この反応性希釈剤はエポキシ当量が70〜2000g/eq.のエポキシ樹脂であり、(A)成分のエポキシシリコーン樹脂と(D)成分の反応性希釈剤を混合したときのエポキシ当量が180〜1000g/eq.となることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のエポキシシリコーン樹脂組成物。
- (A)成分のエポキシシリコーン樹脂100重量部に対し、ヒンダードフェノール型酸化防止剤を0.005〜5重量部含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のエポキシシリコーン樹脂組成物。
- 光学部品用樹脂組成物又は電子部品用樹脂組成物であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のエポキシシリコーン樹脂組成物。
- 光半導体部品用樹脂組成物であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のエポキシシリコーン樹脂組成物。
- 半導体用液状封止樹脂組成物であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のエポキシシリコーン樹脂組成物。
- 請求項13に記載のエポキシシリコーン樹脂組成物を用いて封止したことを特徴とするLED装置。
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JP2012230672A JP2014080540A (ja) | 2012-10-18 | 2012-10-18 | エポキシシリコーン樹脂及びそれを用いた硬化性樹脂組成物 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014125566A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Nippon Steel & Sumikin Chemical Co Ltd | エポキシシリコーン樹脂組成物 |
JP2015048455A (ja) * | 2013-09-04 | 2015-03-16 | 京セラケミカル株式会社 | 光半導体部品用樹脂組成物、光半導体部品用封止材又はシール材ならびに硬化物 |
KR20200001486A (ko) * | 2018-06-26 | 2020-01-06 | 키텍 테크놀로지 컴퍼니., 리미티드 | 자외선 흡수 화합물 및 이의 적용 |
CN110760067A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-07 | 广东万木新材料科技有限公司 | 一种有机硅低聚物及其合成方法与应用 |
-
2012
- 2012-10-18 JP JP2012230672A patent/JP2014080540A/ja active Pending
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