JP2014084351A - ポリオルガノシロキサン変性体、該変性体を含有する組成物、該組成物を硬化させてなる硬化物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を少なくとも1個有する化合物、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有する鎖状及び/又は環状のポリオルガノシロキサン化合物、1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を1個有するシラン化合物のヒドロシリル化反応生成物であるポリオルガノシロキサン変性体、該変性体を含有する組成物、該組成物を硬化させてなる硬化物。
【選択図】なし
Description
1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を少なくとも1個有する化合物(α1)と1分子中に少なくとも2個のSiH基を有する鎖状及び/又は環状のポリオルガノシロキサン化合物(β1)と1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を1個有するシラン化合物(γ1)に由来する構造を有することを特徴とするポリオルガノシロキサン変性体により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
1)(α1)1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を少なくとも1個有する化合物、
(β1)1分子中に少なくとも2個のSiH基を有する鎖状及び/又は環状のポリオルガノシロキサン化合物及び、
(γ1)1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を1個有するシラン化合物のヒドロシリル化反応生成物であって、前記化合物(α1)が、
1,3−ビス(アリルオキシ)アダマンタン、1,3−ビス(ビニルオキシ)アダマンタン、1,3、5−トリス(アリルオキシ)アダマンタン、1,3、5−トリス(ビニルオキシ)アダマンタン、ジシクロペンタジエン、5−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、ジビニルベンゼン、ビニルシクロヘキセン、1,2,4−トリビニルシクロヘキサン、下記一般式(I)
<1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を少なくとも1個有する化合物(α1)>
(α1)は、1,3−ビス(アリルオキシ)アダマンタン、1,3−ビス(ビニルオキシ)アダマンタン、1,3、5−トリス(アリルオキシ)アダマンタン、1,3、5−トリス(ビニルオキシ)アダマンタン、ジシクロペンタジエン、5−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、ジビニルベンゼン、ビニルシクロヘキセン、1,2,4−トリビニルシクロヘキサン、下記一般式(I)
能である。
次に、(β1)について説明する。化合物(β1)については1分子中に少なくとも2個のSiH基を有する鎖状及び/又は環状のオルガノポリシロキサン化合物であれば特に限定されず、例えば国際公開WO96/15194に記載される化合物で、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有するもの等が使用できる。
であることが好ましく、炭化水素基であることがより好ましく、メチル基であることがさ
らに好ましい。
,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンであることが好ましい。
能である。
次に、1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を1個有するシラン化合物(γ1)について説明する。
能である。
本発明のポリオルガノシロキサン変性体は、後述のヒドロシリル化触媒の存在下、1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を少なくとも1個有する化合物(α1)と1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を1個有するシラン化合物(γ1)を1分子中に少なくとも2個のSiH基を有する鎖状及び/又は環状のポリオルガノシロキサン化合物(β1)とヒドロシリル化反応させることにより得られる。
1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を少なくとも2個有する化合物(A)は、後述の1分子中にアルケニル基を2個以上有するポリシロキサン及び/又は1分子中にアルケニル基を2個以上有する有機化合物に分類することができ、ポリオルガノシロキサン変性体と1分子中にアルケニル基を2個以上有するポリシロキサン及び/又は1分子中にアルケニル基を2個以上有する有機化合物と反応させることにより、硬化物を得ることができる。
本発明における1分子中にアルケニル基を2個以上有するポリシロキサンのシロキサンのユニット数は、特に限定されないが、2つ以上が好ましく、さらに好ましくは、2〜10個である。1分子中のシロキサンのユニット数が少ないと、組成物から揮発しやすくなり、硬化後に所望の物性が得られないことがある。また、シロキサンのユニット数が多いと、得られた硬化物のガスバリア性が低下する場合がある。
1分子中にアルケニル基を2個以上有する有機化合物はSiH基と反応性を有する炭素−炭素二重結合を1分子中に2個以上含有する有機化合物であれば特に限定されない。有機化合物としてはポリシロキサン−有機ブロックコポリマーやポリシロキサン−有機グラフトコポリマーのようなシロキサン単位(Si−O−Si)を含むものではなく、構成元素としてC、H、N、O、S、ハロゲンのみを含むものであることが好ましい。シロキサン単位を含むものの場合は、ガス透過性やはじきの問題がある。
どこに存在してもよいが、下記一般式(IV)
う観点からは、炭素数1〜10の一価の有機基であることが好ましく、炭素数1〜4の一価の有機基であることがより好ましい。これらの好ましいR1の例としては、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、ビニル基、アリル基、グリシジル基
等が挙げられる。
りうるという観点からは、3つのR1のうち少なくとも1つがエポキシ基を一つ以上含む
炭素数1〜20の一価の有機基であることが好ましい。これらの好ましいR1の例としては、グリシジル基、
うるという観点からは、2個以下の酸素原子を含みかつ構成元素としてC、H、Oのみを
含む炭素数1〜20の一価の有機基であることが好ましく、炭素数1〜20の一価の炭化
水素基であることがより好ましい。これらの好ましいR1の例としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、ビニル基、アリ
ル基、グリシジル基等が挙げられる。
1のうち少なくとも1つが
下記一般式(IV)
本発明では、ポリオルガノシロキサン変性体の合成、および、該変性体を含有する組成物を硬化させる際に、ヒドロシリル化触媒を用いる。
硬化遅延剤は、本発明のポリオルガノシロキサン系組成物の保存安定性を改良あるいは、硬化過程でのヒドロシリル化反応の反応性を調整するための成分である。本発明においては、硬化遅延剤としては、ヒドロシリル化触媒による付加型硬化性組成物で用いられている公知のものが使用でき、具体的には脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物等が挙げられる。これらを単独使用、または2種以上併用してもよい。
本発明のポリオルガノシロキサン系組成物は、ポリオルガノシロキサン変性体に、必要に応じて、1分子中にアルケニル基を2個以上有するポリシロキサン及び/又は1分子中にアルケニル基を2個以上有する有機化合物、ヒドロシリル化触媒、硬化遅延剤を加えることにより得ることができる。本発明のポリオルガノシロキサン系組成物は、液状樹脂組成物として取り扱うことが可能である。液状樹脂組成物とすることにより、型、パッケージ、基板等に、注入あるいは塗布して硬化させることで、用途に応じた成型体を容易に得ることができる。
東京計器製 E型粘度計を用いた。測定温度23.0℃、EHD型48φ1倍コーンで測定した。
下記のSiH価は、その化合物とジブロモエタンの混合物を作り、重クロロホルムに溶解させ、ブルカー・バイオスピン株式会社製 400MHz NMRを用いてNMR測定を行うことで、下記計算式(1)
SiH価(mol/kg)=[化合物のSiH基に帰属されるピークの積分値]/[ジブロモエタンのメチル基に帰属されるピークの積分値]×4×[混合物中のジブロモエタン重量]/[ジブロモエタンの分子量]/[混合物中の化合物重量] (1)
を用いて計算した。
組成物を型に充填し、対流式オーブンで80℃×2時間、100℃×1時間、150℃×5時間熱硬化させて、厚さ2mmのサンプルを作成した。
上記の通り作成したサンプルを、150℃に温度設定した対流式オーブン内(空気中)で200時間養生し、目視にて観察した。着色などによる色目の変化が見られなかったものを◎、わずかに着色が見られたものを○、着色が見られたものを×と評価した。
スガ試験機(株)社製、メタリングウェザーメーター(形式M6T)を用いた。上記の通り作成したサンプルを、ブラックパネル温度120℃、放射照度0.53kW/m2で、積算放射照度50MJ/m2まで照射し、目視にて観察した。着色などによる色目の変化が見られなかったものを◎、わずかに着色が見られたものを○、着色が見られたものを×と評価した。
株式会社エノモト製LEDパッケージ(品名:TOP LED 1−IN−1)に、0.4mm×0.4mm×0.2mmの単結晶シリコンチップ1個を、株式会社ヘンケルジャパン製エポキシ系接着剤(品名:LOCTITE348)で貼り付け、150℃に温度設定した対流式オーブンで30分加熱して固定した。ここに組成物を注入し、対流式オーブンで80℃×2時間、100℃×1時間、150℃×5時間熱硬化させてサンプルを作成した。
上記の通り作成したサンプルを、熱衝撃試験機(エスペック製 TSA−71H−W)を用いて、高温保持100℃、30分間、低温保持−40℃、30分間のサイクルを1000サイクル行った後、サンプルを観察した。試験後、目視で確認を行い、樹脂とパッケージとの間の剥離、樹脂のクラック、着色が無いものを○とし、樹脂とパッケージとの間の剥離、樹脂のクラック、着色のいずれか一つでも認められた場合を×とした。
(本発明では、得られた硬化物のガスバリア性の指標として、硬化物の透湿度を用いた。すなわち、透湿度が低いことはガスバリア性が高いことと同義となる。)組成物を型に充填し、対流式オーブンで80℃×2時間、100℃×1時間、150℃×5時間熱硬化させて、5cm角、厚さ2mmのサンプルを作成した。このサンプルを室温60℃、湿度90%RHの環境で24時間養生した。
5cm角の板ガラス(0.5mm厚)の上部に5cm角のポリイソブチレンゴムシート(3mm厚、ロの字型になるように内部の3cm角を切り取ったもの)を固定した治具を作製し、和光純薬工業製塩化カルシウム(水分測定用)1gをロの字型内に充填する。さらに上部に、上記の5cm角、厚さ2mmのサンプルを固定し、これを試験体とする。試験体を恒温恒湿機(エスペック製 PR‐2KP)内で温度60℃、湿度90%RHで24時間養生し、下記計算式(2)
透湿度(g/m2/day)=[(透湿性試験後の試験体総重量(g))−(透湿性試験前の試験体総重量(g))]×10000/9 (2)
に従って透湿度(水蒸気透過率)を算出した。
株式会社エノモト製LEDパッケージ(品名:TOP LED 1−IN−1)に組成物を注入し、対流式オーブンで80℃×2時間、100℃×1時間、150℃×5時間熱硬化させてサンプルを作成した。このサンプルを、フロー式ガス腐食試験機(ファクトケイ製KG130S)内に入れ、60℃、80%RH、硫化水素3ppmの条件下で、96時間、硫化水素暴露試験を行った。試験後、パッケージのリードフレーム部分が変色していなければ◎、わずかに変色が見られた場合は〇、黒くなっている場合は×とした。
ジフェニルメチルビニルシラン71.80g、0.03%白金ビニルシロキサン錯体のトルエン溶液0.20gをトルエン10gに溶解した。この溶液を窒素雰囲気下、100〜110℃の温度範囲下、撹拌しながら1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラメチルシクロシロキサン 48.08gとトルエン109.74gの混合液へ2時間かけて滴下した。滴下終了後1時間撹拌し、トリアリルイソシアヌレート12.46g、0.03%白金ビニルシロキサン錯体のトルエン溶液0.48gをトルエン12.43gに溶解した液を窒素雰囲気下、100〜110℃の温度範囲下、撹拌しながら2時間かけて滴下した。滴下終了後1時間撹拌した後、室温まで反応液を冷却しエバポレーターで溶媒を減圧留去することにより液状のポリオルガノシロキサン変性体131.8g(SiH価 2.31mol/kg)を得た。
2Lオートクレーブにトルエン696g、1、3、5、7−テトラメチルシクロテトラシロキサン556g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80g、3%白金−ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金3重量%含有)0.05g、トルエン60gの混合物を滴下し、7時間加熱撹拌させた。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およびトルエンを減圧留去しることにより液状のポリオルガノシロキサン変性体(SiH価 9.2mol/kg)を得た。
2Lオートクレーブにトルエン600g、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン200gを入れ、気相部を窒素で置換した後、ジャケット温50℃で加熱、攪拌した。アリルグリシジルエーテル96g、トルエン96g及び3%白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液0.027gの混合液を60分かけて滴下した。滴下終了後にジャケット温を60℃に上げて40分反応した後、トリアリルイソシアヌレート14g、トルエン14gの混合液を滴下、ジャケット温を105℃に上げて、トリアリルイソシアヌレート56g、トルエン56g及び3%白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液0.017gの混合液を30分かけて滴下した。滴下終了から4時間後、反応液を室温まで冷却し、エバポレーターで溶媒を減圧留去することにより液状のポリオルガノシロキサン変性体(SiH価 5.1mol/kg)を得た。
製造例1で得られたポリオルガノシロキサン変性体20.25g、ジアリルモノメチルイソシアヌレート4.77g、3%白金ビニルシロキサン錯体のトルエン溶液2.1μL、マレイン酸ジメチルの10%トルエン溶液2.3μL、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.125g、1−エチニルシクロヘキサノールの10%トルエン溶液5.4μLを加えて撹拌し、組成物を得た。このようにして得られた組成物を用いて上述の各種評価を行い、その結果を表1に記載した。
製造例1で得られたポリオルガノシロキサン変性体17.66g、1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン7.34g、3%白金ビニルシロキサン錯体のトルエン溶液1.9μL、マレイン酸ジメチルの10%トルエン溶液1.9μL、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.125g、1−エチニルシクロヘキサノールの10%トルエン溶液5.4μLを加えて撹拌し、組成物を得た。このようにして得られた組成物を用いて上述の各種評価を行い、その結果を表1に記載した。
製造比較例1で得られたポリオルガノシロキサン変性体12.00g、トリアリルイソシアヌレート8.00g、3%白金ビニルシロキサン錯体のトルエン溶液0.02g、1−エチニルシクロヘキサノール0.02gを加えて撹拌し、組成物を得た。このようにして得られた組成物を用いて上述の各種評価を行い、その結果を表1に記載した。
製造比較例2で得られたポリオルガノシロキサン変性体18.76g、ジアリルモノメチルイソシアヌレート6.24g、3%白金ビニルシロキサン錯体のトルエン溶液8.4μL、マレイン酸ジメチル3.6μLを加えて撹拌し、組成物を得た。このようにして得られた組成物を用いて上述の各種評価を行い、その結果を表1に記載した。
信越化学工業株式会社製SCR−1016樹脂を用いて上述の各種評価を行い、その結果を表1に記載した。
Claims (8)
- (α1)1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を少なくとも1個有する化合物、
(β1)1分子中に少なくとも2個のSiH基を有する鎖状及び/又は環状のポリオルガノシロキサン化合物及び、
(γ1)1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を1個有するシラン化合物のヒドロシリル化反応生成物であって、前記化合物(α1)が、
1,3−ビス(アリルオキシ)アダマンタン、1,3−ビス(ビニルオキシ)アダマンタン、1,3、5−トリス(アリルオキシ)アダマンタン、1,3、5−トリス(ビニルオキシ)アダマンタン、ジシクロペンタジエン、5−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、ジビニルベンゼン、ビニルシクロヘキセン、1,2,4−トリビニルシクロヘキサン、下記一般式(I)
- 前記一般式(I)で表される化合物が、アリルジグリシジルイソシアヌレート、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、アリルジメチルイソシアヌレート、ジアリルモノメチルイソシアヌレート、モノアリルイソシアヌレート、ジアリルイソシアヌレートからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載のポリオルガノシロキサン変性体。
- R4のうち少なくとも1個がフェニル骨格を有する請求項4に記載のポリオルガノシロキサン変性体。
- 1分子中にSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を少なくとも2個有する化合物(A)、1分子中にSiH基を少なくとも2個有する化合物(B)、ヒドロシリル化触媒(C)を必須成分として含有してなる組成物であって、(B)成分中に請求項1〜5に記載のポリオルガノシロキサン変性体を含有する硬化性組成物。
- 前記化合物(A)がトリアリルイソシアヌレート、ジアリルイソシアヌレート、ジアリルモノメチルイソシアヌレート、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレートからなる群において選ばれる少なくとも1種類の化合物である請求項1〜6に記載の硬化性組成物。
- 請求項6及び/又は7に記載の硬化性組成物を硬化させてなる硬化物。
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