JP2016513151A - 官能基密集型ポリオルガノシロキサン及びシリコーン反応性希釈剤を含む硬化性シリコーン組成物 - Google Patents

官能基密集型ポリオルガノシロキサン及びシリコーン反応性希釈剤を含む硬化性シリコーン組成物 Download PDF

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Abstract

(I)アクリレート基及びメタクリレート基から選択される少なくとも1個のラジカル硬化性基を有する密集型官能性ポリオルガノポリシロキサン、(II)シリコーン反応性希釈剤、並びに(III)ラジカル開始剤の反応の反応生成物を含む硬化性シリコーン組成物が提供される。

Description

本発明は、一般に、硬化性シリコーン組成物に関し、より詳細には、(I)アクリレート基及びメタクリレート基から選択される少なくとも1つのラジカル硬化性基を有する官能基密集型(clustered functional)ポリオルガノポリシロキサン、(II)シリコーン反応性希釈剤、並びに(III)ラジカル開始剤の反応の反応生成物を含む硬化性シリコーン組成物に関する。
硬化するとエラストマー材料になるポリオルガノシロキサン組成物は良く知られている。そのような組成物は、硬化性(例えば、加水分解性、放射線硬化性、又は熱硬化性)基を有するポリジオルガノシロキサンを、必要に応じて架橋剤及び/又は触媒と混合することによって調製することができる。一般に、ポリジオルガノシロキサンは鎖末端1つあたり1個〜3個の反応基を有し得る。そのためこれらの構成要素を含む組成物は、存在する硬化性基に応じて、例えば、大気中の水分への曝露、放射線への曝露、又は熱への曝露によって硬化させることができる。
特定の組成物の硬化速度は、存在する反応基の種類及び数を含む様々な因子に依存する。異なる基は異なる反応性を有することが知られている。例えば、水分の存在下で、すべての他の条件が同じであるとき、ケイ素結合アセトキシ基は通常、ケイ素結合アルコキシ基よりも迅速に加水分解する。更に、同じ種類の硬化性基であっても、特定のケイ素原子に結合しているそれらの硬化性基の数に応じて異なる反応性を有することがある。例えば、ポリジオルガノシロキサンが、鎖末端の1個のケイ素原子に結合した3個のケイ素結合アルコキシ基を有するならば、1つ目のアルコキシ基が一般に最も反応性である(最も早く反応する)が、1つ目のアルコキシ基が反応した後、同じケイ素原子に結合した2つ目のアルコキシ基が反応するにはより長い時間がかかり、3つ目は更に長い時間がかかる。そのため、分子末端1つあたりより多くの「最も反応性が高い(most)」反応基を有する官能基密集型ポリオルガノシロキサンを調製することが継続的に必要とされている。
更に、シリコーン接着剤用途などのある特定の用途のための有用性を示すために、充填剤を組成物に添加して、結果として得られる組成物の硬化製品の物性プロファイルを改善すること(例えば、引張強度を改善すること、及び破断伸び%改善すること)ができる。充填剤の種類、その化学的性質、粒径及び表面化学的性質はすべて、ポリオルガノシロキサンと充填剤の間の相互作用の大きさに、結果として最終的な物性に影響を与えることが示されている。接着及び分配性などの他の特性もまた、こうしたシリコーン接着剤用途のための組成物の性能及び市場での受け入れにおいて役割を果たす。シリコーン接着剤は一般に、1メガパスカル(MPa)(200ポンド毎平方インチ(psi))を超える引張特性及び100%伸びを有し、広範な種類の金属、鉱物及びプラスチック表面に接着する。
長いポリマー鎖を、1つ又はそれ以上の有機官能基を有する環状、線状、及び星型の化学種でキャッピングする「ダンベル(dumb-bell)」シリコーンポリマーの合成が開示されている。例えば、エポキシ(グリシジル、アルキルエポキシ、及び脂環式エポキシ)、メタクリレート、アクリレート、ウレタン、アルコキシ、又は付加などの多くの硬化化学反応が起こり得るそのようなポリマーが記述されている。
硬化性基がポリマーの末端/終端に密集している多官能性末端ブロックポリマー(官能基密集型ポリオルガノシロキサン)を製造することが望ましい。「ダンベル」シリコーンポリマーにおける、密集した官能基とそれらを隔てる無官能性ポリマー鎖の組合せは、硬化速度の最小限の低下で、より高い物性を提供することができる。この手法は、硬化性基が同じである(例えば、ポリマー鎖末端に密集したすべての硬化性基がエポキシ又はアルコキシのいずれかであり得る)「ダンベル」シリコーンポリマーについて実証されている。この手法はまた、硬化性基が異なる、例えば、ポリマー終端に密集したすべての硬化性基がエポキシ基及びアルコキシ基の組合せであり得る、いわゆる「複合硬化(multiple cure)」系についても実証されている。
これらの官能基密集型ポリオルガノシロキサンを含む熱伝導性シリコーン組成物は、ハイブリッド回路基板、電力半導体部品及びデバイスをヒートシンクに接着するのに利用されるだけでなく、柔軟性及び熱伝導性が主に問題となる他の接着用途にも使用される。これらの熱伝導性シリコーン組成物の低粘度のものは、変圧器、電源装置、コイル及び熱放散の改善を必要とする他の電子デバイス用の熱伝導性ポッティング材料として使用するために理想的である。
これらの硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を適用目的でより分配可能にするために、反応性希釈剤と称されることもある粘度低下ポリマーの使用によって、それらの粘度を低減させることが必要である、又は望ましいことが多い。そのような反応性希釈剤は、硬化性ポリオルガノシロキサン組成物と相溶性であり、適用前(貯蔵安定性など)と適用後(硬化速度及び組成物の硬化物性を含む)の両方において組成物の特性に不利な影響を及ぼすことなく粘度を低減するように機能するべきである。
本発明は、(I)アクリレート基及びメタクリレート基から選択される少なくとも1つのラジカル硬化性基を有する官能基密集型ポリオルガノポリシロキサン、(II)シリコーン反応性希釈剤、並びに(III)ラジカル開始剤を含む硬化性シリコーン組成物を開示する。
ある特定の実施形態において、官能基密集型ポリオルガノシロキサン(I)は、
a)1分子あたり平均で少なくとも2個の脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン、
b)1分子あたり平均で4個〜15個のケイ素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、及び
c)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基並びにアクリレート基及びメタクリレート基から選択される1つ又はそれ以上のラジカル硬化性基を有する反応種
の反応であって、d)ヒドロシリル化触媒及びe)異性体還元剤の存在下における反応の反応生成物を含む。
ある特定の実施形態において、シリコーン反応性希釈剤(II)は、a)1分子あたり平均で0個より多く402個まで、あるいは10個〜200個のケイ素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、並びにb)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基及び1個又はそれ以上の硬化性基を有する反応種の反応であって、c)異性体還元剤及びd)ヒドロシリル化触媒及び任意にe)ヒドロシリル化触媒の阻害剤の存在下における反応の反応生成物を含む。
ある特定の別の実施形態において、シリコーン反応性希釈剤(II)は、a)式HRSiO−(RSiO)−SiRHの第2のポリオルガノハイドロジェンシロキサン(式中、各Rは独立に、1価の炭化水素基であり、下付き文字aは、0〜400までの範囲の平均値を有する)、並びにb)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基及び1個又はそれ以上の硬化性基を有する反応種の反応であって、c)異性体還元剤及びd)ヒドロシリル化触媒及び任意にe)ヒドロシリル化触媒の阻害剤の存在下における反応の反応生成物を含む。
ある特定の別の実施形態において、シリコーン反応性希釈剤(II)は、
a)式:

に従うシロキサン化合物(式中、
各Rは独立に、1個〜6個の炭素原子を有する1価の炭化水素であり、
R’は、3個〜12個の炭素原子を有する1価の炭化水素であり、
R”は、H又はCHであり、
下付き文字m及びnはそれぞれ独立に、1〜10までの値を有する)、及び
b)1分子あたり、平均で少なくとも2個の脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン
の反応であって、c)第1のヒドロシリル化触媒及び任意にd)第1のヒドロシリル化触媒の阻害剤、並びに他の更なる任意の構成成分の存在下における反応の反応生成物を含む。
硬化性シリコーン組成物は、その機械的特性及び物性に不利な影響を及ぼすことなく、2つの別個の方法、すなわち湿気硬化及び熱ラジカル硬化によって硬化する能力のために、多くの利点をもたらす。よって、安定な熱ラジカル硬化性シリコーン組成物は、プラスチック基板及び金属基板を含むより広範な種類の基板に、並びに電子工学用途などの広範な種類の用途において使用することができる。
更に、硬化性シリコーン組成物中にシリコーン反応性希釈剤を下記に示す量で組み込むことは、非反応性希釈剤又はより低レベルの他のタイプの反応性希釈剤を有する硬化性シリコーン組成物と比較して、適用された及び硬化した組成物の硬化を低減させないが、結果として得られる組成物の粘度を低減させるように作用する。
冠詞「a」、「an」、及び「the」はそれぞれ、別途記載のない限り、1つ又はそれ以上を指す。本出願中のすべての量、比率、及びパーセンテージは、別途記載のない限り重量によるものである。すべての動粘度は、別途記載のない限り25℃で測定された。
本発明は、(I)アクリレート基及びメタクリレート基から選択される少なくとも1つのラジカル硬化性基を有する官能基密集型ポリオルガノポリシロキサン、(II)シリコーン反応性希釈剤、並びに(III)ラジカル開始剤に加えて別の任意の構成成分を含む硬化性シリコーン組成物を開示する。
構成成分(I)は、
a)1分子あたり平均で少なくとも2個の脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン、
b)1分子あたり平均で4個〜15個のケイ素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、及び
c)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基及び1個又はそれ以上の硬化性基を有する反応種
の反応であって、d)ヒドロシリル化触媒及びe)異性体還元剤の存在下における反応の反応生成物、並びに
任意の更なる構成成分を含む、官能基密集型ポリオルガノシロキサンである。
構成成分b)中のケイ素結合水素原子の重量比を構成成分a)中の脂肪族不飽和有機基の重量比で割ったもの(SiH/Vi比)は、4/1〜20/1までの範囲である。
第1の実施形態による、官能基密集型ポリオルガノシロキサン(I)を形成するためのプロセスは、
1)
a)1分子あたり平均で少なくとも2個の脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン、
b)1分子あたり、平均で4個〜15個のSi原子及び構成成分a)中の脂肪族不飽和有機基1個あたり少なくとも4個のケイ素結合水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、並びに
c)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基並びにアクリレート基及びメタクリレート基から選択される1個又はそれ以上のラジカル硬化性基を有する反応種
を含む構成成分を、d)ヒドロシリル化触媒及びe)異性体還元剤の存在下において同時に反応させる工程を含み得る。
第1の実施形態のこのプロセスにおいて、工程1)の構成成分は、f)充填剤、g)非反応性シリコーン樹脂、又はそれらの組合せを更に含んでもよい。上記の第1の実施形態のプロセスは、2)工程1)の後に触媒阻害剤を添加して、触媒を不活性化する工程、及び3)工程2)の生成物を精製する工程を任意に更に含んでもよい。
別の方法としては、第2の実施形態による、官能基密集型ポリオルガノシロキサン(I)を形成するためのプロセスは、
A)
a)1分子あたり平均で少なくとも2個の脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン、
b)1分子あたり、平均で4個〜15個のSi原子及び構成成分a)中の脂肪族不飽和有機基1個あたり少なくとも4個のケイ素結合水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、
を含む構成成分を、d)ヒドロシリル化触媒の存在下において同時に反応させる工程、その後
B)工程A)の生成物を、
c)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基並びにアクリレート基及びメタクリレート基から選択される1個又はそれ以上のラジカル硬化性基を有する反応種
を含む構成成分と、e)異性体還元剤の存在下において反応させる工程
含んでもよく、
ただし、工程A)及び/又は工程B)中の構成成分は、f)充填剤、g)非反応性シリコーン樹脂、又はそれらの組合せを更に含み、工程A)と工程B)の間で中間精製工程は実施されず、SiH/Vi比は4/1〜20/1までの範囲であり、プロセスによって調製された生成物は、構成成分a)のポリオルガノシロキサンの各終端に平均で2個以上の硬化性基を有する。
第2の実施形態のプロセスは、C)工程B)の後に触媒阻害剤を添加して、触媒を不活性化する工程、及びD)工程C)の生成物を精製する工程を任意に更に含んでもよい。上記プロセスにおいて生成物を精製する工程は、任意に真空下での、ストリッピング又は蒸留などの任意の好都合な手段によって実施されてもよい。
ある特定の実施形態において、官能基密集型オルガノシロキサン(I)は、硬化性シリコーン組成物の全シリコーンマトリックス重量の20重量パーセント〜80重量パーセント、例えば30重量パーセント〜60重量パーセントを構成する。
構成成分a)は、構成成分b)のケイ素結合水素原子とヒドロシリル化反応を起こすことができる脂肪族不飽和有機基を1分子あたり平均で少なくとも2個有するポリオルガノシロキサンである。構成成分a)は線状又は分岐構造を有し得る。あるいは、構成成分a)は線状構造を有していてもよい。構成成分a)は、以下の特性:構造、粘度、重合度及び配列の少なくとも1つが異なる2種以上のポリオルガノシロキサンを含む組合せであってもよい。
構成成分a)は、100の最小平均重合度(平均DP)を有する。あるいは、構成成分a)の平均DPは100〜1000までの範囲であってもよい。構成成分a)のポリオルガノシロキサンのDP分布は、バイモーダルであってもよい。例えば、構成成分a)は、ポリジオルガノシロキサンの平均DPが100〜1000までの範囲であるとすれば、DPが60の1種のアルケニル末端ポリジオルガノシロキサン及びDPが100より高い別のアルケニル末端ポリジオルガノシロキサンを含んでもよい。しかしながら、構成成分a)において使用するために好適なポリオルガノシロキサンは、DPが10未満のポリオルガノシロキサンを100より高いDPを有するポリオルガノシロキサンと組合せるとすれば、10の最小重合度(DP)を有する。構成成分a)に好適なポリジオルガノシロキサンは当該技術分野において知られており、市販されている。例えば、Dow Corning(登録商標)SFD−128は、800〜1000までの範囲のDPを有し、Dow Corning(登録商標)SFD−120は、600〜700までの範囲のDPを有し、Dow Corning(登録商標)7038は、100のDPを有し、Dow Corning(登録商標)SFD−119は、150のDPを有する。これらはすべて、Midland,Michigan,USAのDow Corning Corporationから市販されているビニル末端ポリジメチルシロキサンである。構成成分a)がバイモーダル分布を有する場合、より低い方のDPを有するポリオルガノシロキサン(低DPポリオルガノシロキサン)は、より高い方のDPを有するポリオルガノシロキサン(高DPポリオルガノシロキサン)より少ない量で存在する。例えば、バイモーダル分布では、低DPポリオルガノシロキサン/高DPポリオルガノシロキサンの比は、10/90〜25/75までの範囲であり得る。
構成成分a)は、式(I)、式(II)、又はそれらの組合せのポリオルガノシロキサンにより例示される。式(I)は、R SiO(R SiO)(RSiO)SiR であり、式(II)は、R SiO(R SiO)(RSiO)SiR である。これらの式において、各Rは独立に、脂肪族不飽和を含まない1価の有機基であり、各Rは独立に、脂肪族不飽和有機基であり、下付き文字gは、2〜1000までの範囲の平均値を有し、下付き文字hは、0〜1000までの範囲の平均値を有し、下付き文字iは、0〜1000までの範囲の平均値を有し、下付き文字jは、4〜1000までの範囲の平均値を有する。式(I)及び(II)において、10≦(g+h)≦1000かつ10≦(i+j)≦1000である。
に好適な1価の有機基として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル、ウンデシル、及びオクタデシルなどのアルキル、シクロヘキシルなどのシクロアルキル、並びにフェニル、トリル、キシリル、ベンジル、及び2−フェニルエチルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基が挙げられるが、これらに限定されない。各Rは独立に、脂肪族不飽和の1価の有機基である。Rは、ビニル、アリル、プロペニル、及びブテニルなどのアルケニル基、並びにエチニル及びプロピニルなどのアルキニル基によって例示される脂肪族不飽和の1価の炭化水素基であってよい。
構成成分a)は、i)ジメチルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン、ii)ジメチルビニルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルビニルシロキサン)、iii)ジメチルビニルシロキシ末端ポリメチルビニルシロキサン、iv)トリメチルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルビニルシロキサン)、v)トリメチルシロキシ末端ポリメチルビニルシロキサン、vi)ジメチルビニルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルフェニルシロキサン)、vii)ジメチルビニルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/ジフェニルシロキサン)、viii)フェニル、メチル、ビニル−シロキシ末端ポリジメチルシロキサン、ix)ジメチルヘキセニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン、x)ジメチルヘキセニルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルヘキセニルシロキサン)、xi)ジメチルヘキセニルシロキシ末端ポリメチルヘキセニルシロキサン、xii)トリメチルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルヘキセニルシロキサン)、又はxiii)それらの組合せなどのポリジオルガノシロキサンを含んでよい。
構成成分b)は、1分子あたり平均で4個〜15個のケイ素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンである。構成成分b)は、構成成分a)中の脂肪族不飽和有機基1個あたり平均で少なくとも4個のケイ素結合水素原子を有する。構成成分b)は、環状、分岐、又は線状であってよい。あるいは、構成成分b)は環状であってもよい。構成成分b)は、以下の特性:構造、粘度、重合度及び配列の少なくとも1つが異なる2種以上のポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含む組合せであってもよい。
構成成分b)は、1分子あたり平均で4個〜15個のシロキサン単位を有する環状ポリオルガノハイドロジェンシロキサンであってもよい。環状ポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、式(III)を有してもよく、式(III)は(R SiO2/2(HRSiO2/2(式中、各Rは独立に、脂肪族不飽和を含まない一価有機基であり、下付き文字kは、0〜10までの範囲の平均値を有し、下付き文字lは、4〜15までの範囲の平均値を有し、(k+l)の数は、4〜15まで、あるいは4〜12、あるいは4〜10、あるいは4〜6、及びあるいは5〜6の範囲の値を有する)である。Rに好適な1価の有機基として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル、ウンデシル、及びオクタデシルなどのアルキル、シクロヘキシルなどのシクロアルキル、フェニル、トリル、キシリル、ベンジル、及び2−フェニルエチルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基が挙げられるがこれらに限定されない。
あるいは、構成成分b)は、分岐ポリオルガノハイドロジェンシロキサンであってもよい。構成成分b)のための分岐ポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、式(IV)を有していてもよく、式(IV)はSi−(OSiR10 (OSiHR10m’(OSiR10 (OSiR10 H)(4−n)(式中、各R10は独立に、脂肪族不飽和を含まない1価の有機基であり、下付き文字mは、0〜10までの範囲の値を有し、下付き文字m’は、0〜10までの範囲の値を有し、下付き文字nは、0〜1までの範囲の値を有する)である。
あるいは、下付き文字mは0であってもよい。下付き文字m’が0である場合、下付き文字nもまた0である。R10に好適な1価の有機基として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル、ウンデシル、及びオクタデシルなどのアルキル、シクロヘキシルなどのシクロアルキル、フェニル、トリル、キシリル、ベンジル、及び2−フェニルエチルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基が挙げられるがこれらに限定されない。
あるいは、構成成分b)は、1分子あたり平均で少なくとも4個のケイ素結合水素を有する線状ポリオルガノハイドロジェンシロキサンであってもよい。構成成分b)のための線状ポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、(V)、(VI)、又はそれらの組合せから選択される式を有してもよく、式(V)はR11 HSiO(R11 SiO)(R11HSiO)SiR11 Hであり、式(VI)はR11 SiO(R11 SiO)(R11HSiO)SiR11 である(式中、各R11は独立に、脂肪族不飽和を含まない1価の有機基であり、下付き文字oは、0〜12までの範囲の平均値を有し、下付き文字pは、2〜12までの範囲の平均値を有し、下付き文字qは、0〜12までの範囲の平均値を有し、下付き文字rは、4〜12までの範囲の平均値を有し、ここで、4≦(o+p)≦13かつ4≦(q+r)≦13である)。R11に好適な1価の有機基として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル、ウンデシル、及びオクタデシルなどのアルキル、シクロヘキシルなどのシクロアルキル、フェニル、トリル、キシリル、ベンジル、及び2−フェニルエチルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基が挙げられるがこれらに限定されない。
構成成分a)及び構成成分b)は、4/1〜20/1まで、あるいは4/1〜10/1まで、あるいは5/1〜20/1までの範囲の、構成成分b)中のケイ素結合水素原子の重量パーセント/構成成分a)中の不飽和有機基の重量パーセント(SiH/Vi比と通例称される)をもたらすために十分な量で存在し得る。理論に束縛されるものではないが、特に単官能性反応種(1分子あたり1個の硬化性基を有する)が構成成分c)として使用される場合、SiH/Vi比が30/1以上であれば、構成成分は架橋して望ましくない物性を有する生成物を形成し、SiH/Vi比が4/1未満であれば、プロセスの生成物は、十分に速い硬化スピードを有するために十分な密集した官能基を有さない可能性があると考えられる。
理論に束縛されるものではないが、構成成分a)中の脂肪族不飽和有機基に対して構成成分b)中で過剰のケイ素結合水素原子を使用することにより、本明細書に記載のプロセスにより調製された官能基密集型ポリオルガノシロキサンを含有する硬化性シリコーン組成物中で不溶性になりやすく、その貯蔵寿命を縮める可能性がある、官能基密集型ポリオルガノシロキサンの高度な同族体を生成する可能性を低減し得ると考えられる。構成成分b)中の過剰のケイ素結合水素原子はまた、反応性希釈剤又は粘度調整剤及び接着促進剤として作用し得る小分子(比較的低いDP)官能基密集型ポリオルガノシロキサンを結果として生じ得る。産業環境においてこれらの高度に官能化された小分子を製造することは困難である。その理由は、小分子の高度に官能化された水素化シリコーンの阻害性は、ヒドロシリル化プロセスを開始するためには50℃より高い温度が通常必要とされることを意味するためである。その後、続いて大きな発熱があり、大量の溶媒の存在下で、又は試薬を注意深くモニタリングして温度を制御しない場合、危険なことがある。単にSiH/Vi比を変えることによって、官能基密集型ポリオルガノシロキサン及び充填剤の希釈溶液中でこれらの化学種を製造することができ、それによって発熱反応が制御されないことによるゲル化及び発火の可能性を大幅に低減することができる。
構成成分c)は反応種である。反応種は、官能基密集型ポリオルガノシロキサン中の硬化性基を提供することができる任意の化学種であってよい。反応種は、構成成分b)のケイ素結合水素原子と付加化反応を起こすことができる脂肪族不飽和有機基を1分子あたり平均で少なくとも1個有する。構成成分c)は、1分子あたり1個又はそれ以上のラジカル硬化性基を更に含む。ラジカル硬化性基は、官能基密集型ポリオルガノシロキサン(上記のプロセスによって調製された)を放射線硬化性にする官能(反応)基である。構成成分c)におけるラジカル硬化性基は、アクリレート基及びメタクリレート基及びそれらの組合せから選択することができる。あるいは、構成成分c)における硬化性基は、アクリレート、アルコキシ、エポキシ、メタクリレート、及びそれらの組合せから選択することができる。
例えば、構成成分c)は、式(VIII)のシランを含んでもよく、式(VIII)はR12 SiR13 (3−s)(式中、下付き文字sは、1〜3までの範囲の値を有し、各R12は独立に、脂肪族不飽和有機基であり、各R13は、アクリレート基及びメタクリレート基を含有する有機基から独立に選択される)である。
あるいは、構成成分c)は、有機化合物(ケイ素原子を含有しない)を含んでもよい。構成成分c)のための有機化合物は、1分子あたり平均で、アルケニル基又はアルキニル基などの1個〜2個の脂肪族不飽和有機基、並びにアクリレート基及びメタクリレート基から選択される1個又はそれ以上の反応基を有し得る。構成成分c)に好適な有機化合物の例として、アクリル酸アリル及びメタクリル酸アリル(AMA)、並びにそれらの組合せが挙げられるがこれらに限定されない。
構成成分c)の量は、構成成分b)のタイプ、量、及びSi−H含量並びに選択される構成成分c)のタイプを含む様々な因子によって決まる。しかしながら、構成成分c)の量は、SiHtot/Vitotを1/1〜1/1.4まで、あるいは1/1.2〜1.1/1の範囲にするのに十分なものである。SiHtot/Vitot比は、構成成分b)、並びに存在する場合は構成成分g)鎖延長剤及び/又は構成成分h)エンドキャッピング剤(下記)におけるケイ素結合水素原子の重量パーセントを、構成成分a)とc)を合わせたものにおける脂肪族不飽和有機基の重量パーセントで割ったものを意味する。
構成成分d)は、構成成分a)、b)、及びc)の反応を加速させるヒドロシリル化触媒である。構成成分d)は、構成成分a)、b)、及びc)の反応を促進するのに十分な量で添加することができ、この量は、例えば、プロセスにおいて使用されるすべての構成成分を合わせた重量に対して0.1百万分率(ppm)〜1000ppm、あるいは1ppm〜500ppm、あるいは2ppm〜200、あるいは5ppm〜150ppmの白金族金属を提供するのに十分なものである。
好適なヒドロシリル化触媒は、当該技術分野において知られており、市販されている。構成成分d)は、白金(Pt)金属、ロジウム金属、ルテニウム金属、パラジウム金属、オスミウム金属若しくはイリジウム金属又はそれらの有機金属化合物、又はそれらの組合せから選択される白金族金属を含んでもよい。構成成分d)は、塩化白金酸、塩化白金酸六水和物、二塩化白金、及び前記化合物の低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体、又はマトリックス若しくはコアシェル型構造中にマイクロカプセル化した白金化合物などの化合物によって例示される。白金と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体としては、白金との1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体が挙げられる。これらの錯体は、樹脂マトリックス中にマイクロカプセル化されてもよい。あるいは、触媒は1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンと白金との錯体を含んでよい。触媒が低分子量オルガノポリシロキサンとの白金錯体である場合、触媒の量は、プロセスにおいて使用される構成成分を合わせた重量に対して0.04%〜0.4%の範囲であってよい。
構成成分d)に好適なヒドロシリル化触媒は、例えば、米国特許第3,159,601号、同第3,220,972号、同第3,296,291号、同第3,419,593号、同第3,516,946号、同第3,814,730号、同第3,989,668号、同第4,784,879号、同第5,036,117号及び同第5,175,325号並びに欧州特許第0 347 895 B号に記載されている。マイクロカプセル化されたヒドロシリル化触媒及びそれらの製造方法は、米国特許第4,766,176号及び米国特許第5,017,654号に例示されているように、当該技術分野において知られている。
構成成分e)は異性体還元剤である。ある特定の実施形態において、異性体還元剤は、カルボン酸化合物を含む。カルボン酸化合物は、(1)カルボン酸、(2)カルボン酸の無水物、(3)カルボン酸シリルエステル、及び/又は(4)本方法の反応における反応又は分解により上述のカルボン酸化合物(すなわち(1)、(2)及び/又は(3))を促進する物質を含み得る。これらのカルボン酸化合物の1つ又はそれ以上の混合物が、異性体還元剤として利用されてもよいことが理解されるべきである。例えば、カルボン酸シリルエステルは、カルボン酸の無水物と組合せて異性体還元剤として利用されてもよい。加えて、カルボン酸化合物の1つ又はそれ以上のタイプの混合物が異性体還元剤として利用されてもよい。例えば、2種の異なるカルボン酸シリルエステルが合わせて利用されてもよく、又は2種のカルボン酸シリルエステルがカルボン酸の無水物と合わせて利用されてもよい。
異性体還元剤が(1)カルボン酸を含む場合、カルボキシル基を有する任意のカルボン酸が利用されてよい。カルボン酸の好適な例として、飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸、モノカルボン酸、及びジカルボン酸が挙げられる。飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、水素原子などは通常、これらのカルボン酸においてカルボキシル基以外の部分として選択される。好適なカルボン酸の具体的な例として、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、n−酪酸、イソ酪酸、ヘキサン酸、シクロヘキサン酸、ラウリン酸、及びステアリン酸などの飽和モノカルボン酸;シュウ酸及びアジピン酸などの飽和ジカルボン酸;安息香酸及びパラ−フタル酸などの芳香族カルボン酸;これらのカルボン酸の炭化水素基の水素原子がハロゲン原子又はオルガノシリル基で置換されているカルボン酸、例えばクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、パラ−クロロ安息香酸、及びトリメチルシリル酢酸など;アクリル酸、メタクリル酸、及びオレイン酸などの不飽和脂肪酸;並びにカルボキシル基に加えてヒドロキシ基、カルボニル基、又はアミノ基を有する化合物、すなわち、乳酸などのヒドロキシ酸、アセト酢酸などのケト酸、グリオキシル酸などのアルデヒド酸、及びグルタミン酸などのアミノ酸が挙げられる。
異性体還元剤が、(2)カルボン酸の無水物を含む場合、カルボン酸の無水物の好適な例として、無水酢酸、無水プロピオン酸、及び無水安息香酸が挙げられる。これらのカルボン酸の無水物は、塩化アセチル、塩化ブチリル、塩化ベンゾイル、及び他のカルボン酸ハロゲン化物、酢酸亜鉛及び酢酸タリウムなどのカルボン酸金属塩、並びにプロピオン酸(2−ニトロベンジル)などの光又は熱により分解されるカルボン酸エステルを含む反応系における反応又は分解により得ることができる。
異性体還元剤が(3)カルボン酸シリルエステルを含む実施形態において、カルボン酸シリルエステルの好適な例は、ギ酸トリメチルシリル、酢酸トリメチルシリル、プロピオン酸トリエチルシリル、安息香酸トリメチルシリル、及びトリフルオロ酢酸トリメチルシリルなどのトリアルキルシリル化カルボン酸;並びにジメチルジアセトキシシラン、ジフェニルジアセトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジ−t−ブトキシジアセトキシシラン、及び四安息香酸ケイ素などのジ−、トリ−、又はテトラカルボキシシリル化物である。
異性体還元剤は通常、官能基密集型ポリオルガノシロキサン(I)の全重量に対して0.001重量パーセント〜1重量パーセントまで、あるいは0.01重量パーセント〜0.1重量パーセントまでの範囲の量で利用される。異性体還元剤として好適な市販のカルボン酸シリルエステルの例は、Midland,MIのDOW CORNING Corporationから入手可能なDOW CORNING(登録商標)ETS 900又はXIAMETER(登録商標)OFS−1579 Silaneである。
上で述べたように0.001重量パーセント〜1重量パーセントまでなどの十分な量で添加される異性体還元剤e)は、ポリオルガノシロキサン(II)のSi−H基の、反応種c)の脂肪族不飽和基へのβ−付加よりも、ポリオルガノシロキサン(II)のSi−H基の、反応種c)の脂肪族不飽和基へのα−付加を促進する。β−位付加は、ポリオルガノシロキサンのその後の更なる反応をもたらし、Si−OH及び関連する水酸化ケイ素生成物(D(Oz)及び/又はT(Oz)単位と称されることがある)を生じ得る。いかなる理論にも束縛されるものではないが、Si−OHの生成は、ポリオルガノシロキサンの湿気硬化を速めると考えられる。ポリオルガノシロキサン(II)のSi−H基の、反応種c)の脂肪族不飽和基へのβ−位付加の量と相関関係がある、生じるD(Oz)単位の相対量は、NMRによって測定することができる。
十分な量の異性体還元剤e)を利用して本発明に従って製造された官能基密集型ポリオルガノシロキサン(I)は、NMRによって測定して、密集型ポリオルガノシロキサン中に存在するD(Oz)単位の量を低減させ、ある特定の実施形態において少なくとも10%低減させ、これは、ポリオルガノシロキサン(II)のSi−H基の、反応種c)の脂肪族不飽和基へのβ−付加の低減、ある特定の実施形態において少なくとも10%の低減に相当する。
官能基密集型ポリオルガノシロキサン(I)を形成するための上記のプロセスにおいて使用される構成成分は任意に、f)充填剤、g)非反応性樹脂、h)鎖延長剤、及びi)エンドキャッピング剤、又はそれらの組合せから選択される1つ又はそれ以上の更なる構成成分を更に含んでもよい。あるいは、プロセスにおいて使用される構成成分は、構成成分a)、b)、c)、d)、e)及びf)であってもよい。あるいは、プロセスにおいて使用される構成成分は、構成成分a)、b)、c)、d)、e)、f)及びh)であってもよい。あるいは、プロセスにおいて使用される構成成分は、構成成分a)、b)、c)、d)、e)、f)及びi)であってもよい。あるいは、プロセスにおいて使用される構成成分は、構成成分a)、b)、c)、d)、e)、f)、h)及びi)であってもよい。
充填剤は、上記のプロセスの間に添加されてもよい。充填剤は、補強充填剤及び/又は増量充填剤、例えば、アルミナ、炭酸カルシウム(例えば、ヒュームド、粉砕、及び/又は沈降)、珪藻土、石英、シリカ(例えば、ヒュームド、粉砕、及び/又は沈降)、タルク、酸化亜鉛、KEVLAR(登録商標)短繊維などの短繊維、又はそれらの組合せによって例示される。充填剤の量は、選択される充填剤のタイプ及びプロセスによって製造される官能基密集型ポリオルガノシロキサンの最終用途を含む様々な因子によって決まる。しかしながら、充填剤の量は、すべての構成成分を合わせた重量に対して20%まで、あるいは1%〜20%であってよい。上記のプロセスによって調製された官能基密集型ポリオルガノシロキサンが硬化性シリコーン組成物において使用される場合、充填剤の量は、10%〜20%までの範囲であってよい。あるいは、官能基密集型ポリオルガノシロキサンがシーラント組成物において使用される場合、充填剤の量は、4%〜10%までの範囲であってよい。
理論に束縛されるものではないが、充填剤が本明細書に記載のプロセスの間に添加される場合、これにより、従来の「ダンベル」タイプのポリオルガノシロキサンが多段階プロセスにおいて形成され、その後充填剤が分散される先行技術プロセスと比較して、引張特性が改善されると考えられる。そのため、本明細書に記載の第1の実施形態によるプロセスは、段落[0019]で上記したプロセスの工程A)の前又はその間に構成成分f)である充填剤を構成成分a)と混合する工程を更に含んでもよい。別の方法としては、第2の実施形態のプロセスは、工程A)の前若しくはその間にf)充填剤を構成成分a)と混合する工程又は工程I)の後、段落[0021]で上記したプロセスの工程B)の前若しくはその間にf)充填剤を構成成分と混合する工程を更に含んでもよい。
充填剤を添加する上記のプロセス工程は、多くの硬化性基に利点をもたらし得るが、官能基密集型ポリオルガノシロキサン(例えば、加水分解性基を含有する)による不利な反応が依然として問題となり得る。この問題に対抗するために、第1の実施形態のプロセスは、段落[0019]で上記したプロセスの工程A)の前又はその間にf)充填剤及びf’)充填剤処理剤を構成成分a)と混合する工程を更に含んでもよい。別の方法としては、第2の実施形態のプロセスは、工程A)の前若しくはその間にf)充填剤及びf’)充填剤処理剤を構成成分a)と混合する工程又は工程A)の後、段落[0021]で上記したプロセスの工程B)の前若しくはその間にf)充填剤及びf’)充填剤処理剤を構成成分と混合する工程を更に含んでもよい。上述した充填剤表面のin situでの効率的な処理は、高温及び/又は真空条件を必要とする場合がある。これらの条件もまた、熱感受性不飽和官能基及びそれらの酸素の存在下で機能する(oxygen enabled)酸化防止剤には望ましくない。そのため、充填剤は、高温及び/又は真空下、構成成分a)の存在下で充填剤処理剤により前処理されてもよい。これらの充填剤処理条件は、例えば、Kunimatsuらの米国特許第6,013,701号において記載されているように、バッチ又は連続プロセスで実施されてもよい。
ポリオルガノシロキサン中の処理された充填剤の結果として得られる組合せは、マスターバッチと称される。マスターバッチは市販されている。マスターバッチの使用により、構成成分a)の脂肪族不飽和有機基と、構成成分b)のケイ素結合水素原子及び構成成分c)の不飽和有機基との円滑な反応を、単一の低せん断工程において実施することが可能となり、改善されたレオロジー特性及び貯蔵特性と共に、優れた引張特性及び接着特性を有する充填剤配合(filled)官能基密集型ポリオルガノシロキサンをもたらす。
任意に、同じ又は異なる分子量の第2のポリオルガノシロキサン(脂肪族不飽和有機基を有する)と一緒に、脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン及び処理された充填剤を含むマスターバッチを、構成成分b)及びc)と合わせてもよく、結果として得られる混合物を、構成成分d)の添加前に室温で(RT)せん断してもよい。次いで、温度を50℃〜100℃、あるいは70℃〜85℃に上げることによって反応を開始することができ、約2170cm−1でフーリエ変換赤外線分光法(FT−IR)によって観察されるSi−Hピークがスペクトルのバックグラウンドまで低減するのに必要な時間によって測定して、この温度をSi−Hがすべて反応するまで維持する。
脂肪族不飽和ポリオルガノシロキサン及び充填剤処理剤の熱安定性のために、これらのプロセスは、より高温及びより高せん断で行うことができ、ビニル末端ブロックPDMSなどの脂肪族不飽和ポリオルガノシロキサン(ポリマー)中の処理された充填剤(シリカなど)の安定で再現可能なマスターバッチが得られる。理論に束縛されるものではないが、ポリマー/充填剤界面を高温及び高せん断に曝露することにより、ポリマー/充填剤相互作用が最適化され、安定なマスターバッチが製造されると考えられる。マスターバッチを使用することによって、当業者は、低温及び低せん断で硬化性シリコーン組成物を配合することができ、これにより、異なる硬化化学反応により硬化性シリコーン組成物を調製するためにプロセスがより広く適用可能になるという利点がもたらされる。
充填剤処理剤は、当該技術分野において知られている処理剤でよい。充填剤処理剤の量は、充填剤がin situで充填剤処理剤により処理されていても、又は構成成分a)と合わせる前に前処理されていても、構成成分f)に選択される充填剤のタイプ及び量を含む様々な因子に応じて変わり得る。しかしながら、構成成分は、構成成分f)の充填剤の重量に対して0.1%〜2%の範囲の量の充填剤処理剤を含んでもよい。
充填剤処理剤は、アルコキシシランなどのシラン、アルコキシ官能性オリゴシロキサン、環状ポリオルガノシロキサン、ジメチルシロキサン若しくはメチルフェニルシロキサンなどのヒドロキシル官能性オリゴシロキサン、ステアレート、又は脂肪酸を含んでもよい。アルコキシシランは、式:R14 Si(OR15(4−t)(式中、下付き文字tは1、2、又は3であり、あるいはtは3である)を有し得る。各R14は独立に、1個〜50個の炭素原子の1価の有機基、例えば1個〜50個の炭素原子、あるいは6個〜18個の炭素原子の1価の炭化水素基である。R14に好適な1価の炭化水素基は、ヘキシル、オクチル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、及びオクタデシルなどのアルキル基;並びにベンジル、フェニル及びフェニルエチルなどの芳香族基によって例示される。R14は、飽和又は不飽和の、分岐又は非分岐の1価の炭化水素基であってよい。あるいは、R14は、飽和した非分岐の1価の炭化水素基であってよい。各R15は、1個〜4個の炭素原子、あるいは1個〜2個の炭素原子の飽和炭化水素基であってよい。
アルコキシシラン充填剤処理剤は、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルエチルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、及びそれらの組合せによって例示される。
アルコキシ官能性オリゴシロキサンもまた充填剤処理剤として使用することができる。アルコキシ官能性オリゴシロキサン及びそれらを調製するための方法は、当該技術分野において知られており、例えば、欧州特許第1 101 167 A2号を参照されたい。例えば、好適なアルコキシ官能性オリゴシロキサンとして、式(R16O)Si(OSiR17 18(4−u)のものが挙げられる。この式において、下付き文字uは1、2、又は3であり、あるいはuは3である。各R16は、1個〜10個の炭素原子の飽和及び不飽和の1価の炭化水素基から独立に選択することができる。各R17は、少なくとも11個の炭素原子を有する飽和又は不飽和の1価の炭化水素基であってよい。各R18は、アルキル基であってよい。
あるいは、アルコキシシランを使用してもよいが、典型的には、反応性の低い表面ヒドロキシルとのアルコキシシラン反応を触媒するシラザンと組合せる。そのような反応は、100℃より高温で、高せん断で、アンモニア、メタノール及び水などの揮発性の副生成物を除去しながら、通常実施される。
あるいは、充填剤処理剤は、シリカ充填剤を処理するために通常使用される有機ケイ素化合物のいずれかであってもよい。有機ケイ素化合物の例として、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、及びトリメチルモノクロロシランなどのオルガノクロロシラン;ヒドロキシ−末端ブロックジメチルシロキサンオリゴマー、ヘキサメチルジシロキサン、及びテトラメチルジビニルジシロキサンなどのオルガノシロキサン;ヘキサメチルジシラザン及びヘキサメチルシクロトリシラザンなどのオルガノシラザン;並びに、メチルトリメトキシシラン、C13Si(OCH、C17Si(OC、C1021Si(OCH、C1225Si(OCH、C1429Si(OC及びCCHCHSi(OCH、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及び3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランなどのオルガノアルコキシシランが挙げられるがこれらに限定されない。
熱伝導性充填剤のための充填剤処理剤、例えばアルミナ又は不動態化窒化アルミニウムなどは、アルコキシシリル官能性アルキルメチルポリシロキサン(例えばR16 17 Si(OR18(4−o−p)の部分的加水分解縮合物又は共加水分解縮合物若しくは混合物)、又は加水分解性基がシラザン、アシルオキシ又はオキシモを含み得る類似物質を含んでもよい。これらのすべてにおいて、上記の式中のR16などのSiに結び付いた基は、長鎖不飽和の1価の炭化水素又は1価の芳香族官能性炭化水素である。各R17は独立に、1価の炭化水素基であり、各R18は独立に、1個〜4個の炭素原子の1価の炭化水素基である。上記の式において、下付き文字oは1、2、又は3であり、下付き文字pは0、1、又は2であり、ただし、和(o+p)は1、2、又は3である。
他の充填剤処理剤として、アルケニル官能性ポリオルガノシロキサンが挙げられる。好適なアルケニル官能性ポリオルガノシロキサンとして、以下が挙げられるがこれらに限定的されない:

(式中、下付き文字q’は、1,500までの値を有する)。他の充填剤処理剤として、モノエンドキャッピング処理アルコキシ官能性ポリジオルガノシロキサン、すなわち、1つの末端にアルコキシ基を有するポリジオルガノシロキサンが挙げられる。そのような充填剤処理剤は、式:R2526 SiO(R26 SiO)Si(OR27(式中、下付き文字uは、0〜100、あるいは1〜50、あるいは1〜10、あるいは3〜6の値を有する)によって例示される。各R25は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、及びオクチルなどのアルキル基;並びにビニル、アリル、ブテニル、及びヘキセニルなどのアルケニル基から独立に選択される。各R26は独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、及びオクチルなどのアルキル基である。各R27は独立に、メチル、エチル、プロピル、及びブチルなどのアルキル基である。あるいは、各R25、各R26、及び各R27はメチルである。あるいは、各R25はビニルである。あるいは、各R26及び各R27はメチルである。
あるいは、水素結合することができるポリオルガノシロキサンは、処理剤として有用である。充填剤の表面を処理するためのこの戦略は、相溶化部分を充填剤表面に結び付けるための手段として、密集した又は分散した又は両方である複数の水素結合を利用する。水素結合することができるポリオルガノシロキサンは、1分子あたり平均で少なくとも1個の水素結合可能なケイ素結合基を有する。上記基は、複数のヒドロキシル官能性を有する有機基又は少なくとも1個のアミノ官能基を有する有機基から選択されてもよい。水素結合することができるポリオルガノシロキサンは、主に水素結合によってポリオルガノシロキサンが充填剤へ付着することを意味する。ポリオルガノシロキサンは、充填剤と共有結合を形成することができなくてもよい。水素結合することができるポリオルガノシロキサンは、糖−シロキサンポリマー、アミノ官能性ポリオルガノシロキサン、及びそれらの組合せからなる群から選択することができる。あるいは、水素結合することができるポリオルガノシロキサンは、糖−シロキサンポリマーであってもよい。
本発明において有用な非反応性シリコーン樹脂g)は、R19 SiO1/2によって表される単官能性単位及びSiO4/2によって表される四官能性単位を含有する。R19は、炭化水素基などの非官能性の1価の有機基を表す。シリコーン樹脂は、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘプタンなどの液体炭化水素中に、又は低粘度環状及び線状ポリジオルガノシロキサンなどの液体有機ケイ素化合物中に可溶性である。
19 SiO1/2単位において、R19は、20個までの炭素原子、あるいは1個〜10個の炭素原子を含有する1価の炭化水素基であってよい。R19に好適な1価の炭化水素基の例として、メチル、エチル、プロピル、ブチルペンチル、オクチル、ウンデシル及びオクタデシルなどのアルキル基;シクロヘキシル及びシクロヘキシルエチルなどの脂環ラジカル;並びにフェニル、トリル、キシリル、ベンジル及び2−フェニルエチルなどのアリールラジカルが挙げられる。R15のための有機基は、非反応性置換基が水素原子を置き換えているように修飾された上記の炭化水素基によって例示され、例えば、非反応性置換基として、ハロゲン及びシアノを挙げることができるがこれらに限定的されない。R19によって表され得る典型的な有機基として、クロロメチル及び3,3,3−トリフルオロプロピルが挙げられるがこれらに限定的されない。
シリコーン樹脂中のR19 SiO1/2単位とSiO4/2単位のモル比は、0.5/1〜1.5/1まで、あるいは0.6/1〜0.9/1までの範囲であってよい。これらのモル比は、好都合には、Silicon 29 Nuclear Magnetic Spectroscopy(29Si NMR)によって測定される。この技術は、シリコーン樹脂の全ヒドロキシル含量に加えて、シリコーン樹脂に由来するR19 SiO1/2(「M」)単位及びSiO4/2(「Q」)単位の濃度を定量的に決定することができる。
シリコーン樹脂は、2.0%以下、あるいは0.7%以下、あるいは0.3%以下の、式XSiO3/2(式中、Xは、ヒドロキシル又はメトキシ及びエトキシなどのアルコキシによって例示される加水分解性基を表す)によって表される終端単位を更に含んでもよい。シリコーン樹脂中に存在する加水分解性基の濃度は、FT−IRを使用して決定することができる。
重量平均分子量Mは少なくとも一部、シリコーン樹脂の分子量及びこの構成成分中に存在するR15によって表される炭化水素基のタイプに依存する。本明細書で使用されるMは、ネオペンタマーを表すピークが測定値から除外される場合、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して測定される分子量を表す。シリコーン樹脂のMは、12,000g/モル〜30,000g/モルまで、典型的には17,000g/モル〜22,000g/モルの範囲であってよい。
シリコーン樹脂は、任意の好適な方法によって調製することができる。このタイプのシリコーン樹脂は、対応するシランの共加水分解によって又は当該技術分野において知られているシリカヒドロゾルキャッピング方法によって調製されている。シリコーン樹脂は、Daudtら、米国特許第2,676,182号;Rivers−Farrellら、米国特許第4,611,042号;及びButler、米国特許第4,774,310号のシリカヒドロゾルキャッピングプロセスによって調製されてもよい。
シリコーン樹脂を調製するために使用される中間体は、典型的には、式R19 SiX’のトリオルガノシラン(式中、X’は加水分解性基を表す)及び、ハロゲン、アルコキシ若しくはヒドロキシルなどの4個の加水分解性基を有するシラン、又はケイ酸ナトリウムなどのアルカリ金属ケイ酸塩のいずれかである。
シリコーン樹脂中のケイ素結合ヒドロキシル基(すなわち、HOR19SiO1/2基又はHOSiO3/2基)は、シリコーン樹脂の全重量に対して0.7%未満、あるいは0.3%未満であることが望ましい。シリコーン樹脂の調製中に形成されるケイ素結合ヒドロキシル基は、シリコーン樹脂を、適切な終端基を含有するシラン、ジシロキサン又はジシラザンと反応させることによってトリヒドロカルビルシロキシ基又は加水分解性基に変換され得る。加水分解性基を含有するシランは、通常、シリコーン樹脂のケイ素結合ヒドロキシル基と反応するために必要な量より過剰に添加される。
構成成分h)は鎖延長剤である。鎖延長剤は、両末端が水素原子で終結しているポリジオルガノシロキサンであってよい。例示的な鎖延長剤は、式(XVII)を有し得る:HR20 Si−(R20 SiO)−SiR20 H(式中、各R20は独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシルなどのアルキル;並びにフェニル、トリル、キシリル、及びベンジルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基である。下付き文字vは、0〜400まで、あるいは10〜100の範囲の平均値を有する。
鎖延長剤を使用するかどうか、及び存在する場合は使用される量は、系に固有の架橋度を含む様々な因子によって決まる。例えば、比較的低い平均DP、例えば60〜400までの範囲の平均DPを有する構成成分a)のポリオルガノシロキサンにより開始する場合、合わせたすべての構成成分中の50モル%〜80モル%、あるいは70モル%のSi−H含量は、鎖延長剤に由来し得る。より長いビニル末端ブロックポリマー(平均DP>400)を使用する場合、より低いレベル、例えば、鎖延長分子の25モル%〜50モル%、好ましくは40モル%のSi−Hが効率的である。
構成成分i)はエンドキャッピング剤である。エンドキャッピング剤は、1分子あたり1個の水素原子を有するポリジオルガノシロキサンであってよい。例示的なエンドキャッピング剤は、式R Si−(R SiO)−SiR Hを有し得る。この式において、各Rは独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシルなどのアルキル;並びにフェニル、トリル、キシリル及びベンジルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基であり、下付き文字eは、0〜10までの範囲、あるいは1〜10、あるいは1の値を有する。別の例示的なエンドキャッピング剤は、式R Si−(R SiO)−(HRSiO)−SiR を有し得る。この式において、各Rは独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシルなどのアルキル;並びにフェニル、トリル、キシリル及びベンジルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基である。下付き文字fは、0〜10までの範囲、あるいは0の値を有する。
エンドキャッピング剤は、系における利用可能なSi−Hのモルパーセンテージとして使用される場合、より高い引張特性のより緩やかなネットワークを提供するという利点をもたらし得る。添加されるエンドキャッピング剤の量は、プロセスにおいて使用されるすべての構成成分を合わせた重量に対して0%〜15%まで、あるいは2%〜15%、あるいは10%の範囲であってよい。
プロセスにおいてエンドキャッピング剤を用いる第2の利点は、反応前の最初の粘度低減であり、これは反応を容易にし、不十分な混合及び局所的なゲル形成のためにゲル化する傾向を低減させ得る。
あるいは、鎖延長剤又はエンドキャッピング剤のうちの一方が使用され、すなわち、この例において、鎖延長剤及びエンドキャッピング剤を互いに組合せない。
エンドキャッピング剤は、系における利用可能なSi−Hのモルパーセンテージとして使用される場合、より高い引張特性のより緩やかなネットワークを提供するという利点をもたらし得る。添加されるエンドキャッピング剤の量は、プロセスにおいて使用されるすべての構成成分を合わせた重量に対して0%〜15%まで、あるいは2%〜15%、あるいは10%の範囲であってよい。
プロセスにおいて鎖延長剤又はエンドキャッピング剤を用いる第2の利点は、反応前の最初の粘度低減であり、これは反応を容易にし、不十分な混合及び局所的なゲル形成のためにゲル化する傾向を低減させ得る。鎖延長剤又はエンドキャッピング剤を使用することは、構成成分a)に比較的高い分子量のポリオルガノシロキサン(例えば、400より大きい平均DP)を使用する場合及び充填剤が存在する場合に特に有益であることがある。
構成成分中のケイ素結合水素原子の重量パーセント/構成成分中のヒドロシリル化を起こすことができる不飽和有機基の重量パーセント(通例、SiHtot/Vitot比と称される)は、1/1.4〜1/1まで、あるいは1/1.2〜1/1.1の範囲であってよい。この比において、SiHtotは、存在する場合は構成成分h)及び/又はi)中のケイ素結合水素原子の量と合わせた、構成成分b)中のケイ素結合水素原子の量を指す。Vitotは、a)及びc)を合わせた構成成分中の脂肪族不飽和有機基の全量を指す。
構成成分j)は触媒阻害剤である。構成成分j)は、反応を停止させ、上記のプロセスによって調製された官能基密集型ポリオルガノシロキサンを安定化させるために、段落[0019]中の上記プロセスの第1の実施形態において工程1)の後又は段落[0021]中の上記プロセスの第2の実施形態において工程II)の後に任意に添加されてもよい。好適な触媒阻害剤のいくつかの例として、エチレン性不飽和又は芳香族不飽和アミド、アセチレン化合物、例えば2−エチニル−イソプロパノール、2−エチニル−ブタン−2−オール、2−メチル−3−ブチン−2−オール、2−フェニル−3−ブチン−2−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、1−エチニル−1−シクロヘキサノール、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン;3,5−ジメチル−1−ヘキセン−1−イン;3−エチル−3−ブテン−1−イン又は3−フェニル−3−ブテン−1−イン;エチレン性不飽和イソシアナート;トリメチル(3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オキシ)シラン、ジメチル−ビス−(3−メチル−1−ブチン−オキシ)シラン、メチルビニルビス(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ)シラン、及び((1,1−ジメチル−2−プロピニル)オキシ)トリメチルシランによって例示されるシリル化アセチレンアルコール;不飽和炭化水素ジエステル;2−イソブチル−1−ブテン−3−イン、3,5−ジメチル−3−ヘキセン−1−イン、3−メチル−3−ペンテン−1−イン、3−メチル−3−ヘキセン−1−イン、1−エチニルシクロヘキセン、3−エチル−3−ブテン−1−イン、及び3−フェニル−3−ブテン−1−インによって例示される共役エン−イン;1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3,5,7−テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン、又は1,3−ジビニル−1,3−ジフェニルジメチルジシロキサンなどのオレフィンシロキサン;1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン;上述した共役エン−インと上述したオレフィンシロキサンの混合物;ヒドロペルオキシド;ニトリル及びジアジリジン;マレイン酸ジアリル、マレイン酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジアリル、及びビス−2−メトキシ−1−メチルエチルマレアート、モノ−オクチルマレアート、モノ−イソオクチルマレアート、マレイン酸モノ−アリル、マレイン酸モノ−メチル、フマル酸モノ−エチル、フマル酸モノ−アリル、及び2−メトキシ−1−メチルエチルマレアートによって例示される不飽和カルボン酸エステル;ジエチルフマラートなどのフマラート;アルコールがベンジルアルコール又は1−オクタノール及びエテニルシクロヘキシル−1−オールであるフマラート/アルコール混合物;トリブチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾールなどの窒素含有化合物;トリフェニルホスフィンなどの類似のリン含有化合物;硫黄含有化合物;ヒドロペルオキシ化合物;又はそれらの組合せが挙げられる。
阻害剤は、構成成分d)ヒドロシリル化触媒を不活性化するのに有効な量で使用される。この量は、触媒のタイプ及び量並びに選択される阻害剤のタイプに応じて様々であるが、この量は、構成成分a)100重量部あたり0.001重量部〜3重量部まで、あるいは0.01重量部〜1重量部までの範囲であってよい。
構成成分(II)はシリコーン反応性希釈剤である。シリコーン反応性希釈剤(II)は、硬化性シリコーン組成物の粘度を低減させてより流動性にすることによって、硬化性シリコーン組成物の分配を助ける。
ある特定の実施形態において、利用されるシリコーン反応性希釈剤(II)の量は、硬化性シリコーン組成物の全シリコーンマトリックス重量に対して5重量パーセント〜80重量パーセントまで、あるいは40重量パーセント〜70重量パーセントまで、あるいは55重量パーセント〜75重量パーセントまでの範囲である。
シリコーン反応性希釈剤(II)は、単官能性シリコーン反応性希釈剤、二官能性シリコーン反応性希釈剤、多官能性シリコーン反応性希釈剤、又はそれらの組合せであってよい。選択されるシリコーン反応性希釈剤は、硬化性基を含む様々な因子によって決まる。しかしながら、好適なシリコーン反応性希釈剤における硬化性基の例として、アクリレート、無水マレイン酸又はメタクリル酸無水物などの無水物、単官能性エポキシ化合物などのエポキシ、メタクリル酸グリシジルなどのメタクリル酸エステル、オキセタン、酢酸ビニル、ビニルエステル、ビニルエーテル、フルオロアルキルビニルエーテル、N−ビニルピロリドンなどのビニルピロリドン、スチレン、又はそれらの組合せが挙げられる。
シリコーン反応性希釈剤(II)の第1の実施形態は、
a)1分子あたり平均で0個より多く402個まで、あるいは10個〜200個のケイ素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン;並びに
b)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基及び1個又はそれ以上の硬化性基を有する反応種
の反応であって、c)異性体還元剤及びd)ヒドロシリル化触媒及びe)ヒドロシリル化触媒の阻害剤の存在下における反応の反応生成物として形成することができる。
ある特定の別の実施形態において、更なる任意の構成成分がまた、第1の実施形態のシリコーン反応性希釈剤(II)中に含まれてもよい。
この第1の実施形態において、構成成分a)は、1分子あたり平均で0個より多く402個まで、あるいは10個〜200個のケイ素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンである。構成成分a)は、分岐、又は線状であってよい。構成成分a)は、単官能性(すなわち1個のケイ素結合水素原子を含む)、二官能性(すなわち2個のケイ素結合水素原子を含む)、多官能性(すなわち2個より多いケイ素結合水素原子を含む)、又はそれらの組合せであってよい。構成成分a)は、1分子あたり平均で0個より多く402個まで、あるいは10個〜200個のケイ素原子をそれぞれ有する、以下の特性:構造、粘度、重合度、及び配列の少なくとも1つが異なる2種以上のポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含む組合せであってもよい。
あるいは、この第1の実施形態の構成成分a)は、分岐ポリオルガノハイドロジェンシロキサンであってもよい。構成成分a)のための分岐ポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、式Si−(OSiR (OSiHRb’(OSiR (OSiR H)(4−c)(式中、各Rは独立に、脂肪族不飽和を含まない1価の有機基であり、下付き文字bは、0〜10までの範囲の値を有し、下付き文字b’は、0〜10までの範囲の値を有し、下付き文字cは、0〜1までの範囲の値を有する)を有し得る。
あるいは、下付き文字bは0であってもよい。下付き文字b’が0である場合、下付き文字cもまた0である。Rに好適な1価の有機基として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル、ウンデシル、及びオクタデシルなどのアルキル、シクロヘキシルなどのシクロアルキル、フェニル、トリル、キシリル、ベンジル、及び2−フェニルエチルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基が挙げられるがこれらに限定されない。
ある特定の別の実施形態において、上述したシリコーン反応性希釈剤(II)は、両末端が水素原子で終結しているポリジオルガノシロキサンを含む代替のポリオルガノハイドロジェンシロキサンを用いて形成することができる。1つの例示的な、両末端が水素原子で終結しているポリジオルガノシロキサンは、式HRSiO−(RSiO)−SiRHを有し得る(式中、各Rは独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシルなどのアルキル;並びにフェニル、トリル、キシリル、及びベンジルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基である。下付き文字aは、0〜400まで、あるいは10〜200の範囲の平均値を有する)。
構成成分b)は反応種である。反応種b)は、シリコーン反応性希釈剤において硬化性基を提供することができる任意の化学種であってよい。反応種は、構成成分a)のケイ素結合水素原子と付加反応を起こすことができる脂肪族不飽和有機基を1分子あたり平均で少なくとも1個有する。構成成分b)は、1分子あたり1個又はそれ以上のラジカル硬化性基を更に含む。ラジカル硬化性基は、シリコーン反応性希釈剤を放射線硬化性にする官能(反応)基である。構成成分b)におけるラジカル硬化性基は、アクリレート基及びメタクリレート基及びそれらの組合せから選択することができる。
例えば、ある特定の実施形態において、構成成分b)は、式R SiR (3−d)のシラン(式中、下付き文字dは、1〜3までの範囲の値を有し、各Rは独立に、脂肪族不飽和有機基であり、各Rは、アクリレート基及びメタクリレート基を含有する有機基から独立に選択される)を含んでいてもよい。
あるいは、構成成分b)は、有機化合物(ケイ素原子を含有しない)を含んでもよい。構成成分b)のための有機化合物は、1分子あたり平均で1個〜2個の、アルケニル基又はアルキニル基などの脂肪族不飽和有機基、並びにアクリレート基及びメタクリレート基から選択される1個又はそれ以上の反応基を有する。構成成分b)のための好適な有機化合物の例として、アクリル酸アリル及びメタクリル酸アリル(AMA)、及びそれらの組合せが挙げられるがこれらに限定されない。
構成成分b)の量は、構成成分a)のタイプ、量、及びSi−H含量並びに選択される構成成分b)のタイプを含む様々な因子によって決まる。しかしながら、構成成分b)の量は、SiHtot/Vitotを1/1〜1/1.4まで、あるいは1/1.2〜1.1/1の範囲にするのに十分なものである。SiHtot/Vitot比は、構成成分b)におけるケイ素結合水素原子の重量パーセントを、構成成分a)における脂肪族不飽和有機基の重量パーセントで割ったものを意味する。
構成成分c)は異性体還元剤である。ある特定の実施形態において、異性体還元剤は、カルボン酸化合物を含む。カルボン酸化合物は、(1)カルボン酸、(2)カルボン酸の無水物、(3)カルボン酸シリルエステル、及び/又は(4)方法の反応又は反応における分解により上述のカルボン酸化合物(すなわち(1)、(2)及び/又は(3))を促進する物質を含み得る。これらのカルボン酸化合物の1つ又はそれ以上の混合物が、異性体還元剤として利用されてもよいことが理解されるべきである。例えば、カルボン酸シリルエステルは、カルボン酸の無水物と組合せて異性体還元剤として利用されてもよい。加えて、カルボン酸化合物の1つ又はそれ以上のタイプの混合物が異性体還元剤として利用されてもよい。例えば、2種の異なるカルボン酸シリルエステルが合わせて利用されてもよく、又は2種のカルボン酸シリルエステルがカルボン酸の無水物と合わせて利用されてもよい。
異性体還元剤が(1)カルボン酸を含む場合、カルボキシル基を有する任意のカルボン酸が利用されてよい。カルボン酸の好適な例として、飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸、モノカルボン酸、及びジカルボン酸が挙げられる。飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、水素原子などは通常、これらのカルボン酸においてカルボキシル基以外の部分として選択される。好適なカルボン酸の具体的な例として、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、n−酪酸、イソ酪酸、ヘキサン酸、シクロヘキサン酸、ラウリン酸、及びステアリン酸などの飽和モノカルボン酸;シュウ酸及びアジピン酸などの飽和ジカルボン酸;安息香酸及びパラ−フタル酸などの芳香族カルボン酸;これらのカルボン酸の炭化水素基の水素原子がハロゲン原子又はオルガノシリル基で置換されているカルボン酸、例えばクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、パラ−クロロ安息香酸、及びトリメチルシリル酢酸など;アクリル酸、メタクリル酸、及びオレイン酸などの不飽和脂肪酸;並びにカルボキシル基に加えてヒドロキシ基、カルボニル基、又はアミノ基を有する化合物、すなわち、乳酸などのヒドロキシ酸、アセト酢酸などのケト酸、グリオキシル酸などのアルデヒド酸、及びグルタミン酸などのアミノ酸が挙げられる。
異性体還元剤が、(2)カルボン酸の無水物を含む場合、カルボン酸の無水物の好適な例として、無水酢酸、無水プロピオン酸、及び無水安息香酸が挙げられる。これらのカルボン酸の無水物は、塩化アセチル、塩化ブチリル、塩化ベンゾイル、及び他のカルボン酸ハロゲン化物、酢酸亜鉛及び酢酸タリウムなどのカルボン酸金属塩、並びにプロピオン酸(2−ニトロベンジル)などの光又は熱により分解されるカルボン酸エステルを含む反応系における反応又は分解により得ることができる。
異性体還元剤が(3)カルボン酸シリルエステルを含む実施形態において、カルボン酸シリルエステルの好適な例は、ギ酸トリメチルシリル、酢酸トリメチルシリル、プロピオン酸トリエチルシリル、安息香酸トリメチルシリル、及びトリフルオロ酢酸トリメチルシリルなどのトリアルキルシリル化カルボン酸;並びにジメチルジアセトキシシラン、ジフェニルジアセトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジ−t−ブトキシジアセトキシシラン、及び四安息香酸ケイ素などのジ−、トリ−、又はテトラカルボキシシリル化物である。
異性体還元剤c)は通常、第1の実施形態の形成されたシリコーン反応性希釈剤(II)の全重量に対して0.001重量パーセント〜1重量パーセント、あるいは0.01重量パーセント〜0.1重量パーセントまでの範囲の量で利用される。異性体還元剤として好適な市販のカルボン酸シリルエステルの例は、Midland,MIのDOW CORNING Corporationから入手可能なDOW CORNING(登録商標)ETS 900又はXIAMETER(登録商標)OFS−1579 Silaneである。
上記のように0.001重量パーセントから1重量パーセントまでなどの十分な量で添加された異性体還元剤c)は、ポリジオルガノシロキサン(a)のSi−H基の、反応種b)の脂肪族不飽和基へのβ−付加よりも、第1の実施形態のポリオルガノハイドロジェンシロキサンa)の、又は式HRSiO−(RSiO)−SiRHのポリオルガノハイドロジェンシロキサンa)のSi−H基の、反応種b)の脂肪族不飽和基へのα−付加を促進する。β−位付加は、ポリオルガノシロキサンのその後の更なる反応をもたらし、Si−OH及び関連する水酸化ケイ素生成物(D(Oz)及び/又はT(Oz)単位と称されることがある)を生じ得る。いかなる理論にも束縛されるものではないが、Si−OHの生成は、ポリジオルガノシロキサンの湿気硬化を速めると考えられる。ポリオルガノハイドロジェンシロキサンのSi−H基の、反応種b)の脂肪族不飽和基へのβ−位付加の量と相関関係がある、生成されるD(Oz)単位の相対的な量は、NMRによって測定することができる。
構成成分d)は、構成成分a)及びb)の反応を促進するヒドロシリル化触媒である。構成成分d)は、構成成分a)及びb)の反応を促進するのに十分な量で添加されてよく、この量は、例えば、プロセスにおいて使用されるすべての構成成分を合わせた重量に対して0.1百万分率(ppm)〜1000ppm、あるいは1ppm〜500ppm、あるいは2ppm〜200、あるいは5ppm〜20ppmの白金族金属を提供するのに十分なものであり得る。
好適なヒドロシリル化触媒は、当該技術分野において知られており、市販されている。構成成分d)は、白金(Pt)金属、ロジウム金属、ルテニウム金属、パラジウム金属、オスミウム金属若しくはイリジウム金属又はそれらの有機金属化合物、又はそれらの組合せから選択される白金族金属を含んでもよい。構成成分d)は、塩化白金酸、塩化白金酸六水和物、二塩化白金、及び前記化合物の低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体、又はマトリックス若しくはコアシェル型構造中にマイクロカプセル化した白金化合物などの化合物によって例示される。白金と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体としては、白金との1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体が挙げられる。これらの錯体は、樹脂マトリックス中にマイクロカプセル化されてもよい。あるいは、触媒は1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンと白金との錯体を含んでよい。触媒が低分子量オルガノポリシロキサンとの白金錯体である場合、触媒の量は、プロセスにおいて使用される構成成分を合わせた重量に対して0.04%〜0.4%の範囲であってよい。
構成成分d)に好適なヒドロシリル化触媒は、例えば、米国特許第3,159,601号、同第3,220,972号、同第3,296,291号、同第3,419,593号、同第3,516,946号、同第3,814,730号、同第3,989,668号、同第4,784,879号、同第5,036,117号及び同第5,175,325号並びに欧州特許第0 347 895 B号に記載されている。マイクロカプセル化されたヒドロシリル化触媒及びそれらの製造方法は、米国特許第4,766,176号及び米国特許第5,017,654号に例示されているように、当該技術分野において知られている。
構成成分e)は、不活性化構成成分d)(ヒドロシリル化触媒)に添加され、形成されたシリコーン反応性希釈剤を安定化させる触媒阻害剤である。好適な触媒阻害剤のいくつかの例として、エチレン性不飽和又は芳香族不飽和アミド、アセチレン化合物、例えば2−エチニル−イソプロパノール、2−エチニル−ブタン−2−オール、2−メチル−3−ブチン−2−オール、2−フェニル−3−ブチン−2−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、1−エチニル−1−シクロヘキサノール、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン;3,5−ジメチル−1−ヘキセン−1−イン;3−エチル−3−ブテン−1−イン又は3−フェニル−3−ブテン−1−イン;エチレン性不飽和イソシアナート;トリメチル(3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オキシ)シラン、ジメチル−ビス−(3−メチル−1−ブチン−オキシ)シラン、メチルビニルビス(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ)シラン、及び((1,1−ジメチル−2−プロピニル)オキシ)トリメチルシランによって例示されるシリル化アセチレンアルコール;不飽和炭化水素ジエステル;2−イソブチル−1−ブテン−3−イン、3,5−ジメチル−3−ヘキセン−1−イン、3−メチル−3−ペンテン−1−イン、3−メチル−3−ヘキセン−1−イン、1−エチニルシクロヘキセン、3−エチル−3−ブテン−1−イン、及び3−フェニル−3−ブテン−1−インによって例示される共役エン−イン;1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3,5,7−テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン、又は1,3−ジビニル−1,3−ジフェニルジメチルジシロキサンなどのオレフィンシロキサン;1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン;上述した共役エン−インと上述したオレフィンシロキサンの混合物;ヒドロペルオキシド;ニトリル及びジアジリジン;マレイン酸ジアリル、マレイン酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジアリル、及びビス−2−メトキシ−1−メチルエチルマレアート、モノ−オクチルマレアート、モノ−イソオクチルマレアート、マレイン酸モノ−アリル、マレイン酸モノ−メチル、フマル酸モノ−エチル、フマル酸モノ−アリル、及び2−メトキシ−1−メチルエチルマレアートによって例示される不飽和カルボン酸エステル;ジエチルフマラートなどのフマラート;アルコールがベンジルアルコール又は1−オクタノール及びエテニルシクロヘキシル−1−オールであるフマラート/アルコール混合物;トリブチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾールなどの窒素含有化合物;トリフェニルホスフィンなどの類似のリン含有化合物;硫黄含有化合物;ヒドロペルオキシ化合物;又はそれらの組合せが挙げられる。
阻害剤は、構成成分d)ヒドロシリル化触媒を不活性化するのに有効な量で使用される。この量は、触媒のタイプ及び量並びに選択される阻害剤のタイプに応じて様々であるが、この量は、構成成分a)100重量部あたり0.001重量部〜3重量部まで、あるいは0.01重量部〜1重量部までの範囲であってよい。
構成成分a)〜e)に加えて、他の任意の構成成分が、シリコーン反応性希釈剤の形成において利用されてもよい。例えば、ある特定の実施形態において、シリコーン反応性希釈剤として、f)重合阻害剤及びg)エンドキャッピング剤を更に挙げることができる。
任意の構成成分f)は重合阻害剤である。不飽和基(例えば、メタクリレート、アクリレート、ビニル又はアリル)は、好ましくないラジカルプロセスによって自己重合する可能性がある。これらのラジカルプロセスは、重合阻害剤の添加によって緩和することができる。アクリレート及びメタクリレート硬化性基の好適な重合阻害剤の例として、以下が挙げられるがこれらに限定されない:2,6,−ジ−tert−ブチル−4−(ジメチルアミノメチル)フェノール(DBAP)、ヒドロキノン(HQ);4−メトキシフェノール(MEHQ);4−エトキシフェノール;4−プロポキシフェノール;4−ブトキシフェノール;4−ヘプトキシフェノール;ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT);ヒドロキノンモノベンジルエーテル;1,2−ジヒドロキシベンゼン;2−メトキシフェノール;2,5−ジクロロヒドロキノン;2,5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン;2−アセチルヒドロキノン;モノ安息香酸ヒドロキノン;1,4−ジメルカプトベンゼン;1,2−ジメルカプトベンゼン;2,3,5−トリメチルヒドロキノン;4−アミノフェノール;2−アミノフェノール;2−N,N−ジメチルアミノフェノール;2−メルカプトフェノール;4−メルカプトフェノール;カテコールモノブチルエーテル;4−エチルアミノフェノール;2,3−ジヒドロキシアセトフェノン;ピロガロール−1,2−ジメチルエーテル;2−メチルチオフェノール;t−ブチルカテコール;ジ−tert−ブチルニトロキシド;ジ−tert−アミルニトロキシド;2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;4−ジメチルアミノ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;4−エタノールオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;2,2,5,5−テトラメチル−ピロリジニルオキシ;3−アミノ−2,2,5,5−テトラメチル−ピロリジニルオキシ;2,2,5,5−テトラメチル−1−オキサ−3−アザシクロペンチル−3−オキシ;2,2,5,5−テトラメチル−3−ピロリニル−1−オキシ−3−カルボン酸;2,2,3,3,5,5,6,6−オクタメチル−1,4−ジアザシクロヘキシル−1,4−ジオキシ;4−ニトロソフェノラートの塩;2−ニトロソフェノール;4−ニトロソフェノール;ジメチルジチオカルバミン酸銅;ジエチルジチオカルバミン酸銅;ジブチルジチオカルバミン酸銅;サリチル酸銅;メチレンブルー;鉄;フェノチアジン(PTZ);3−オキソフェノチアジン;5−オキソフェノチアジン;フェノチアジン二量体;1,4−ベンゼンジアミン;N−(1,4−ジメチルペンチル)−N’−フェニル−1,4−ベンゼンジアミン;N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−1,4−ベンゼンジアミン;N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン及びそれらの塩;酸化窒素;ニトロベンゼン;p−ベンゾキノン;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ナート);チオジプロピオン酸ジラウリル;チオジプロピオン酸ジステアリル(distearyll);チオジプロピオン酸ジトリデシル;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)プロピオナート]メタン;チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート];オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート;イソトリデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート;N,N’−ヘキサメチル(3,5−ジ−tertブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナムアミド);イソ−オクチル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート;2,2’−エチリデンビス−(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール);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;4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール;トリエチレングリコール−ビス−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオナート;トリス−(3,5−ジ−tert−ブチルヒドロキシベンジル)イソシアヌラート;トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファート;ジステアリルペンタエリトリトールジホスファイト;ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリトリトールジホスファイト;2,5−ジ−tert−アミル−ヒドロキノン;又はそれらの異性体;それらの2つ以上の組合せ;又は上記の1つ又はそれ以上と酸素分子との組合せ。存在する場合、重合阻害剤は、100ppm〜4,000ppmまでの範囲の量で硬化性シリコーン組成物に添加され得る。
任意の構成成分g)はエンドキャッピング剤である。エンドキャッピング剤は、1分子あたり1個の水素原子を有するポリジオルガノシロキサンであってよい。例示的なエンドキャッピング剤は、式R Si−(R SiO)−SiR Hを有し得る。この式において、各Rは独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシルなどのアルキル;並びにフェニル、トリル、キシリル及びベンジルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基であり、下付き文字eは、0〜10までの範囲、あるいは1〜10、あるいは1の値を有する。別の例示的なエンドキャッピング剤は、式R Si−(R SiO)−(HRSiO)−SiR を有し得る。この式において、各Rは独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシルなどのアルキル;並びにフェニル、トリル、キシリル及びベンジルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基である。下付き文字fは、0〜10までの範囲、あるいは0の値を有する。
エンドキャッピング剤は、系における利用可能なSi−Hのモルパーセンテージとして使用される場合、より高い引張特性のより緩やかなネットワークを提供するという利点をもたらし得る。添加されるエンドキャッピング剤の量は、プロセスにおいて使用されるすべての構成成分を合わせた重量に対して0%〜15%まで、あるいは2%〜15%、あるいは10%の範囲であってよい。
プロセスにおいてエンドキャッピング剤を用いる第2の利点は、反応前の最初の粘度低減であり、これは反応を容易にし、不十分な混合及び局所的なゲル形成のためにゲル化する傾向を低減させ得る。
構成成分中のケイ素結合水素原子/構成成分中のヒドロシリル化を起こすことができる不飽和有機基のモル比(通例SiHtot/Vitot比と称される)は、1/1.4〜1/1まで、あるいは1/1.2〜1/1.1の範囲であってよい。この比において、SiHtotは、シリコーン反応性希釈剤の構成成分のいずれかの中のケイ素結合水素原子の量を指す。Vitotは、シリコーン反応性希釈剤中の脂肪族不飽和有機基の全量を指す。
ある特定の実施形態において、本発明によるシリコーン反応性希釈剤は、
1)
a)1分子あたり平均で10個〜200個のケイ素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、並びに
b)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基及び1個又はそれ以上の硬化性基を有する反応種
を含む構成成分を、c)異性体還元剤及びd)ヒドロシリル化触媒、及び任意選択でf)重合阻害剤及びg)エンドキャッピング剤の存在下において同時に反応させる工程
によって形成される。
結果として得られる、a)、b)、c)、d)及び任意にf)及びg)の混合物は、構成成分c)の添加前に室温でせん断してもよい。次いで、35℃〜100℃までの範囲、あるいは50℃〜85℃まで温度を上げ、約2170cm−1でフーリエ変換赤外線分光法(FT−IR)によって観察されるSi−Hピークが、スペクトルのバックグラウンドまで低減するのに必要とされる時間によって測定してSi−Hがすべて反応するまで、この温度を維持することによって反応を開始することができる。
次に、触媒阻害剤e)を結果として得られる混合物に添加して、ヒドロシリル化触媒c)を不活性化する。ある特定の実施形態において、触媒阻害剤e)の導入は、a)、b)、c)、d)及び任意にf)及びg)の反応混合物の温度を、50℃の最低反応温度より低温に、例えば室温などに低下させた後に行われる。形成された第1の実施形態のシリコーン反応性希釈剤(II)は、その後使用するために貯蔵することができる。
代替の又は第2の実施形態において、シリコーン反応性希釈剤(II)は、
a)式:

に従うシロキサン化合物(式中、
各Rは独立に、1個〜6個の炭素原子を有する1価の炭化水素であり、
R’は、3個〜12個の炭素原子を有する1価の炭化水素であり、
R”は、H又はCHであり、
下付き文字m及びnはそれぞれ、1〜10までの値を有する)及び、
b)1分子あたり、平均で少なくとも2個の脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン
の反応であって、c)第1のヒドロシリル化触媒及びd)第1のヒドロシリル化触媒の阻害剤、並びに他の更なる任意の構成成分の存在下における反応の反応生成物として形成されてもよい。
第2の実施形態のシリコーン反応性希釈剤(II)の構成成分b)は、シロキサン化合物a)のケイ素結合水素原子とヒドロシリル化反応を起こすことができる脂肪族不飽和有機基を1分子あたり平均で少なくとも2個有するポリオルガノシロキサンである。構成成分b)は線状又は分岐構造を有してもよい。あるいは、構成成分b)は線状構造を有してもよい。構成成分b)は、以下の特性:構造、粘度、重合度、及び配列の少なくとも1つが異なる2種以上のポリオルガノシロキサンを含む組合せであってもよい。
構成成分b)は、10の最小平均重合度(平均DP)を有する。あるいは、構成成分b)の平均DPは、10〜1000まであるいは100〜200の範囲であってよい。構成成分a)のポリオルガノシロキサンのDP分布は、バイモーダルであってもよい。例えば、構成成分b)は、DPが2である1種のアルケニル終端ポリジオルガノシロキサン及びDPが10より高い別のアルケニル終端ポリジオルガノシロキサンを含んでいてもよいが、ただし、ポリジオルガノシロキサンの平均DPは、10〜1000までの範囲である。しかしながら、構成成分b)において使用するのに好適なポリオルガノシロキサンは10の最小重合度(DP)を有するが、ただしDPが10未満のポリオルガノシロキサンは、10より高いDPを有するポリオルガノシロキサンと組合せる。構成成分a)に好適なポリジオルガノシロキサンは当該技術分野において知られており、市販されている。例えば、Dow Corning(登録商標)SFD−128は、800〜1000までの範囲のDPを有し、Dow Corning(登録商標)SFD−120は、600〜700までの範囲のDPを有し、Dow Corning(登録商標)7038は、100のDPを有し、Dow Corning(登録商標)SFD−119は、150のDPを有する。これらはすべて、Midland,Michigan,USAのDow Corning Corporationから市販されているビニル末端ポリジメチルシロキサンである。構成成分b)がバイモーダル分布を有する場合、より低いDPを有するポリオルガノシロキサン(低DPポリオルガノシロキサン)は、より高いDPを有するポリオルガノシロキサン(高DPポリオルガノシロキサン)より少ない量で存在する。例えば、バイモーダル分布では、低DPポリオルガノシロキサン/高DPポリオルガノシロキサンの比は、10/90〜25/75までの範囲であり得る。
構成成分b)は、式(I)、式(II)、又はそれらの組合せのポリオルガノシロキサンによって例示される。式(I)は、R SiO(R SiO)(RSiO)SiR であり、式(II)は、R SiO(R SiO)(RSiO)SiR である。これらの式において、各Rは独立に、脂肪族不飽和を含まない1価の有機基であり、各Rは独立に、脂肪族不飽和有機基であり、下付き文字aは、2〜1000までの範囲の平均値を有し、下付き文字bは、0〜1000までの範囲の平均値を有し、下付き文字cは、0〜1000までの範囲の平均値を有し、下付き文字dは、4〜1000までの範囲の平均値を有する。式(I)及び(II)において、10≦(a+b)≦1000及び10≦(c+d)≦1000である。
に好適な1価の有機基として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル、ウンデシル、及びオクタデシルなどのアルキル;シクロヘキシルなどのシクロアルキル;並びにフェニル、トリル、キシリル、ベンジル、及び2−フェニルエチルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基が挙げられるがこれらに限定されない。各Rは独立に、脂肪族不飽和の1価の有機基である。Rは、ビニル、アリル、プロペニル、及びブテニルなどのアルケニル基、並びにエチニル及びプロピニルなどのアルキニル基によって例示される脂肪族不飽和の1価の炭化水素基であってよい。
構成成分b)は、i)ジメチルビニルシロキシ終端ポリジメチルシロキサン、ii)ジメチルビニルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルビニルシロキサン)、iii)ジメチルビニルシロキシ終端ポリメチルビニルシロキサン、iv)トリメチルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルビニルシロキサン)、v)トリメチルシロキシ終端ポリメチルビニルシロキサン、vi)ジメチルビニルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルフェニルシロキサン)、vii)ジメチルビニルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/ジフェニルシロキサン)、viii)フェニル、メチル、ビニル−シロキシ終端ポリジメチルシロキサン、ix)ジメチルヘキセニルシロキシ終端ポリジメチルシロキサン、x)ジメチルヘキセニルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルヘキセニルシロキサン)、xi)ジメチルヘキセニルシロキシ終端ポリメチルヘキセニルシロキサン、xii)トリメチルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルヘキセニルシロキサン)、又はxiii)それらの組合せなどのポリジオルガノシロキサンを含んでいてもよい。
第2の実施形態のシリコーン反応性希釈剤(II)中のシロキサン化合物a)及びポリオルガノシロキサンb)の相対的な量は、SiH:ビニル重量比が、0.8:1〜1:1までの範囲であるように変わり得る。
第2の実施形態のシリコーン反応性希釈剤(II)を形成するのに使用することができる好適なヒドロシリル化触媒c)及びヒドロシリル化触媒の阻害剤d)として、上記の段落[00107]〜[00110]において記載され、本明細書において反復されていないヒドロシリル化触媒及び阻害剤d)のそれぞれが挙げられる。
構成成分a)〜d)に加えて、f)重合阻害剤及びg)エンドキャッピング剤を含む他の任意の構成成分が、第2の実施形態によるシリコーン反応性希釈剤(II)の形成において利用されてもよく、その説明は、上記の段落[00110]〜[00114]において記載され、本明細書において反復されていない第1の実施形態のシリコーン反応性希釈剤(II)の任意の構成成分f)及びg)として記載されたものと同じである。
構成成分(III)はラジカル開始剤である。ラジカル開始剤は熱ラジカル開始剤であってもよい。熱ラジカル開始剤として、過酸化ジクミル、n−ブチル4,4’−ビス(ブチルペルオキシ)バレラート、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5トリメチルシクロヘキサン、過酸化ジ−t−ブチル及び2,5−ジ−(t−ブチルペルオキシ)−2,5ジメチルヘキサン、1,1−ビス(tert−アミルペルオキシ)シクロヘキサン(Luperox(登録商標)531M80);2,2−ビス(tert−ブチルペルオキシ)ブタン;2,4−ペンタンジオンペルオキシド(Luperox(登録商標)224)、2,5−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン(Luperox(登録商標)101)、2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)−2,5−ジメチル−3−ヘキシン;2−ブタノンペルオキシド、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、ジ−tert−アミルペルオキシド(Luperox(登録商標)DTA(登録商標))、過酸化ラウロイル(Luperox(登録商標)LP)、tert−ブチルヒドロペルオキシド;過酢酸tert−ブチル;ペルオキシ安息香酸tert−ブチル;炭酸tert−ブチルペルオキシ2−エチルヘキシル;ジ(2,4−ジクロロベンゾイル)ペルオキシド;ジクロロベンゾイルペルオキシド(Varox(登録商標)DCBPとして、Norwalk,Connecticut,米国のR.T.Vanderbilt Company,Inc.から入手可能である);ジ(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、ジ(4−メチルベンゾイル)ペルオキシド、ブチル4,4−ジ(tert−ブチルペルオキシ)バレラート、3,3,5,7,7−ペンタメチル−1,2,4−トリオキセパン;tert−ブチルペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノアート;tert−ブチルクミルペルオキシド;ジ(4−tert−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボナート(Perkadox 16として入手可能である);ペルオキシ二炭酸ジセチル;ペルオキシ二炭酸ジミリスチル;2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン、過酸化ジオクタノイル;炭酸tert−ブチルペルオキシ2−エチルヘキシル;tert−アミルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート、ペルオキシピバル酸tert−アミル;及びそれらの組合せが挙げられるがこれらに限定されない。
そのような熱ラジカル開始剤の例は、以下の商標名で市販されている:Philadelphia,Pennsylvania,U.S.A.のArkema,Inc.により販売されているLuperox(登録商標);Chicago,Illinois,U.S.A.のAkzo Nobel Polymer Chemicals LLCにより販売されているTrigonox及びPerkadox、Wilmington,Delaware,USAのE.I.duPont deNemours and Co.により販売されているVAZO;Norwalk,Connecticut,U.S.A.のR.T.Vanderbilt Company,Inc.により販売されているVAROX(登録商標);及びHelena,Arkansas,U.S.AのSyrgis Performance Initiators,Inc.により販売されているNorox。
あるいは、硬化剤は、有機ボラン−アミン錯体などの室温ラジカル開始剤を含んでいてもよい。有機ボランアミン錯体は、有機ボランと、周囲条件で錯体を安定にする好適なアミン化合物との間で形成される錯体である。錯体は、アミン反応性化合物の導入によって及び/又は加熱によって、構成成分(I)の重合を開始すること又は架橋することが可能であるべきである。例は、トリアルキルボラン及び様々なアミン化合物から形成されるアルキルボランアミン錯体である。好ましいモル比は変わり得るものの、最適なモル比は、B原子1個あたり1個〜10個までの窒素基(式中、Bは、ホウ素を表す)の範囲であり得る。硬化剤を形成するために有用なトリアルキルボランの例として、式B−R”のトリアルキルボラン(式中、R”は、1個〜20個の炭素原子を含有する、直鎖状及び分枝状の脂肪族又は芳香族炭化水素基を表す)が挙げられる。いくつかの例として、トリメチルボラン、トリ−n−ブチルボラン、トリ−n−オクチルボラン、トリ−sec−ブチルボラン、トリドデシルボラン、及びフェニルジエチルボランが挙げられる。
有機ボラン化合物と有機ボランアミン錯体を形成するために有用なアミン化合物のいくつかの例として、1,3プロパンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、メトキシプロピルアミン、ピリジン、及びイソホロンジアミンが挙げられる。有機ボランアミン錯体を形成するために有用なアミン化合物の他の例は、米国特許第6,777,512号(‘512特許)において、並びに米国特許第6,806,330号において記載されている。
ケイ素含有アミン化合物もまた、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノメチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノメチルトリエトキシシラン、2−(トリメトキシシリルエチル)ピリジン、アミノプロピルシラントリオール、3−(m−アミノフェノキシ)プロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジイソプロピルメトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリス(メトキシエトキセトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)アミノメチルトリメトキシシラン、N−(6−アミノヘキシル)アミノメチルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−11−アミノウンデシルトリメトキシシラン、(アミノエチルアミノメチル)フェネチルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノイソブチルメチルジメトキシシラン、及び(3−トリメトキシシリルプロピル)ジエチレン−トリアミンなどの組成物を含む有機ボランアミン錯体を形成するために使用することができる。
アミン官能性ポリオルガノシロキサンもまた、アミン官能性ポリジオルガノシロキサン、及びアミン官能性ポリオルガノシロキサン樹脂を含む有機ボランアミン錯体を形成するために有用である。これは、その分子が、3−アミノプロピル、2−アミノエチル、アミノメチル、6−アミノヘキシル、11−アミノウンデシル、3−(N−アリルアミノ)プロピル、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル、N−(2−アミノエチル)−3−アミノイソブチル、p−アミノフェニル、2−エチルピリジン、及び3−プロピルピロールなどの少なくとも1個のアミン官能基を含有するという条件に従う。
具体的な例として、終端及び/又はペンダントアミン官能性ポリジメチルシロキサンオリゴマー及びポリマー、ポリジメチルシロキサン及びポリ(3,3,3トリフルオロプロピル−メチルシロキサン)の終端及び/又はペンダントアミン官能性ランダム、グラフト及びブロックコポリマー及びコオリゴマー、ポリジメチルシロキサン及びポリ(6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノンフルオロヘキシル−メチルシロキサン)の終端及び/又はペンダントアミン官能性ランダム、グラフト及びブロックコポリマー及びコオリゴマー、並びにポリジメチルシロキサン及びポリフェニルメチルシロキサンの終端及び/又はペンダントアミン官能性ランダム、グラフト及びブロックコポリマー及びコオリゴマーが挙げられる。
N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、窒素含有ポリオルガノシロキサン、及び少なくとも1個の基がイミダゾール、アミジン、又はウレイド官能基であるポリオルガノシロキサン樹脂を含む、別の窒素含有化合物もまた有機ボランアミン錯体を形成するために有用である。アミン化合物がポリマーである場合、分子量は、例えば、組成物の硬化又は重合を可能にするために十分高濃度のホウ素を維持するものであるべきであることを除いて、限定されない。例えば、2液型(two-part)組成物において、有機ボラン開始剤を含有する部分は、組成物の別の構成成分で希釈されてもよく、又は前記部分が開始剤錯体単独からなってもよい。
有機ボランアミン錯体が硬化剤として使用される場合、硬化性シリコーン組成物は、有機ボランアミン錯体と混合し酸素化環境に曝露させたときに重合を開始すること又は組成物を架橋することができるアミン反応性化合物を更に含んでもよい。アミン反応性化合物の存在により、重合の開始又は架橋が室温以下を含む有機ボランアミン錯体の解離温度より低い温度で起こることが可能となる。酸素の存在下での貯蔵安定性を実現するために、有機ボランアミン錯体及びアミン反応性化合物は、物理的に又は化学的に単離されていてもよい。例えば、アミン反応性化合物を含有する組成物を、多液型(multiple-part)組成物として有機ボランアミン錯体とは別々に包装することによって、空気中で安定にすることができる。あるいは、有機ボランアミン錯体、アミン反応性化合物、又は両方を、カプセル化すること、又は別々の相において送達することができる。これは、固体の有機ボランアミン錯体、アミン反応性化合物の一方又は両方を導入して、有機ボランアミン錯体、アミン反応性化合物が均質に混合されないようにすることによって達成することができる。組成物の硬化は、(a)それを固体相構成成分又はカプセル材料の軟化温度より高温に加熱することによって、又は(b)有機ボランアミン錯体、アミン反応性化合物の混合を可能にする可溶化剤の導入によって、活性化することができる。有機ボランアミン錯体、アミン反応性化合物はまた、混合条件が嫌気的である容器中に2つの構成成分を包装することによって、顕著な重合又は架橋を伴わずに、単一の容器において合わせることができる。
酸素の存在下で重合又は硬化を迅速に開始することができるアミン反応基を有するいくつかのアミン反応性化合物の例として、無機酸、ルイス酸、カルボン酸、酸無水物及びスクシナートなどのカルボン酸誘導体、カルボン酸金属塩、イソシアナート、アルデヒド、エポキシド、酸塩化物、及びスルホニルクロリドが挙げられる。いくつかの好適なアミン反応性化合物として、アクリル酸、ポリアクリル酸、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸無水物、ポリメタクリル酸無水物、ウンデシレン酸、オレイン酸、ジイソシアン酸イソホロン、メタクリロイルイソシアナート、アセト酢酸2−(メタクリロイルオキシ)エチル、ウンデシレンアルデヒド、及びドデシルコハク酸無水物が挙げられる。
硬化性シリコーン組成物中の相溶性の改善のために、アミン反応性化合物は、アミン反応基を有するオルガノシラン又はオルガノポリシロキサンであってよい。いくつかの例として、3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン;イソシアナトメチルトリメトキシシラン;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン;トリエトキシシリルプロピルコハク酸無水物;プロピルコハク酸無水物で官能化された線状、分岐、樹脂、及び多分岐のオルガノポリシロキサン;メチルコハク酸無水物で官能化された線状、分岐、樹脂、及び多分岐のオルガノポリシロキサン;シクロヘキセニル酸無水物官能性線状、樹脂、及び多分岐のオルガノポリシロキサン;カルボキシデシル終端オリゴマー又はポリマーのポリジメチルシロキサンなどのカルボン酸で官能化された線状、分岐、樹脂、及び多分岐のオルガノポリシロキサン;並びにウンデシレンアルデヒド終端オリゴマー又はポリマーのポリジメチルシロキサンなどのアルデヒドで官能化された線状、分岐、樹脂、及び多分岐のオルガノポリシロキサンが挙げられる。‘512特許は、水分に曝露させたときに酸を放出する特定の化合物を含む、使用することができるケイ素含有化合物を記載している。‘512特許はまた、錯体解離剤(decomplexationagent)と称される別のアミン反応性化合物も記載している。あるいは、錯体解離剤は、酸、無水物、イソカイナート(isocaynate)、又はエポキシから選択されてもよい。具体的な例として、3−(トリエトキシシリル)プロピルコハク酸無水物、ノネニルコハク酸無水物、酢酸、2−カルボキシエチルアクリレート、エチレングリコールメタクリレートホスファート、及びアクリル酸が挙げられる。
あるいは、室温ラジカル開始剤は、ラジカル重合の開始剤としてレドックス試薬を含む。この試薬は、過酸化物とアミン又は遷移金属キレートの組合せであり得る。レドックス試薬は、過酸化ベンゾイル及び過酸化アセチルなどの過酸化ジアシル;クメンヒドロペルオキシド及びt−ブチルヒドロペルオキシドなどのヒドロペルオキシド;メチルエチルケトンペルオキシド及びシクロヘキサノンペルオキシドなどのケトンペルオキシド;過酸化ジクミル及び過酸化ti−t−ブチルなどの過酸化ジアルキル;ペルオキシ酢酸t−ブチルなどのペルオキシエステル;並びにチオグリセロール及びピラゾール及び/又はピラゾロンの組合せによって例示されるがこれらに限定されない。あるいは、レドックス試薬は、ジメチルアニリン、3,5−ジメチルピラゾール、チオグリセロール;及びそれらの組合せによって例示され得る。好適なレドックス試薬開始剤の例は、当該技術分野において知られており、米国特許第5,459,206号の通り例示される。別の好適なペルオキシドは、当該技術分野において知られており、過酸化ラウロイル(ArkemaのLuperox(登録商標)LP)、ジクロロベンゾイルペルオキシド(R.T.Vanderbilt Company,Inc.のVAROX(登録商標)DCBP)及び6N tert−ブチルヒドロペルオキシドなどが、市販されている。
ラジカル開始剤(III)の濃度は、硬化性シリコーン組成物の重量に対して0.01%〜15%まで、あるいは0.1%〜5%まで、あるいは0.1%〜2%の範囲であってよい。
硬化性シリコーン組成物は任意に、(IV)湿気硬化開始剤及び(V)架橋剤及び(VI)湿気硬化樹脂及びポリマーを含んでもよい。
構成成分(IV)は湿気硬化開始剤(すなわち、縮合触媒又は縮合反応触媒)である。縮合反応触媒の例は当該技術分野において知られており、米国特許第4,962,076号;同第5,051,455号;同第5,053,442号;同第4,753,977号の第4欄、第35行〜第5欄、第57行;及び同第4,143,088号の第7欄、第15行〜第10欄、第35行において開示されている。縮合反応触媒の量は、選択される触媒のタイプ及び組成物中の残りの構成成分の選択を含む様々な因子によって決まるが、縮合反応触媒の量は、硬化性シリコーン組成物の重量に対して0.001%〜5%までの範囲であってよい。
好適な縮合反応触媒(IV)は、ルイス酸;第一級、第二級、又は第三級有機アミン;金属酸化物;チタン化合物;スズ化合物;ジルコニウム化合物;又はそれらの組合せであり得る。縮合反応触媒は、金属の電気化学列において両端を含めて鉛からマンガンまでの範囲の金属のカルボン酸塩を含んでいてもよい。あるいは、縮合反応触媒は、キレート化チタン化合物、テトラアルコキシチタナートなどのチタナート、チタンエステル、又はそれらの組合せを含んでいてもよい。好適なチタン化合物の例として、ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、チタン酸テトラブトキシ、テトラブチルチタナート、テトライソプロピルチタナート、及びビス−(エトキシアセトアセトナート)ジイソプロポキシチタン(IV)、及びそれらの組合せが挙げられるがこれらに限定されない。あるいは、縮合反応触媒は、二酢酸ジブチルスズ;ジラウリン酸ジブチルスズ;ジブチルスズオキシド;オクチル酸スズ;酸化スズなどのスズ化合物;チタン酸テトラブチル、チタン酸テトラエチルヘキシル及びテトラフェニルチタナートなどのチタンエステル;テトラキス(トリメチルシロキシ)チタン及びビス(トリメチルシロキシ)−ビス(イソプロポキシ)チタンなどのシロキシチタナート;並びにビス(アセチルアセトニル)ジイソプロピルチタナートなどのβジカルボニルチタン化合物;又はそれらの組合せを含んでいてもよい。あるいは、縮合反応触媒は、ヘキシルアミンなどのアミン;又はアミンの酢酸塩若しくは第四級塩を含んでいてもよい。
構成成分(V)は架橋剤である。架橋剤のタイプ及び量は、硬化性シリコーン組成物に基づく硬化性基のタイプ及び量を含む様々な因子によって決まる。
ある特定の実施形態において、架橋剤(V)は、例えば、プロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、及びメチルトリエトキシシランによって例示されるトリアルコキシシラン;メチルトリアセトキシシラン又はエチルトリアセトキシシランなどのアセトキシシラン;メチルトリ(メチルエチルケトキシモ)シラン、テトラ(メチルエチルケトキシモ)シラン、メチルトリス(メチルエチルケトキシモ)シラン、及びビニルトリス(メチルエチルケトキシモ)シランなどのケトキシモシラン;テトラエチルオルトケイ酸塩、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなどのオルトケイ酸アルキル、及び、通常ポリケイ酸アルキルと称されるこれらのオルトケイ酸エステルの縮合生成物;メチルビニルビス(n−メチルアセトアミド)シラン;並びにそれらの組合せから選択することができる縮合反応架橋剤である。
ある特定の実施形態において、硬化性シリコーン組成物において利用される架橋剤(V)の量は、非常に多くの因子によって決まるが、主として、構成成分(I)及び(II)中に含有される硬化性基のタイプ及び量に基づく。ある特定の実施形態において、架橋剤の量は、硬化性シリコーン組成物の全重量に対して0.1重量パーセント〜10重量パーセントまで、例えば、0.5重量パーセント〜3重量パーセントまでなどである。
構成成分(VI)は湿気硬化樹脂及びポリマーである。ある特定の実施形態において、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)は、
(a)式(OR(OR3−z Si−Q−(R25 SiO2/2−Q−SiR (OR3−zのオルガノポリシロキサンポリマー、
(式中、各R25は独立に、1個〜6個の炭素原子を有する1価の炭化水素ラジカルであり、各Rは独立に、1個〜6個の炭素原子を有する1価の炭化水素ラジカルであり、各Rは、アルキルラジカル及びアルコキシアルキルラジカルからなる群から独立に選択され、Qは、二価の連結ラジカルであり、下付き文字zは、0、1又は2の値を有し、下付き文字yは、60〜1000の値を有する)、及び
(b)
(i)R26 SiO1/2単位及びSiO4/2単位を含むアルケニル官能性シロキサン樹脂
(ここで、各R26は独立に、1個〜6個の炭素原子を有する1価の炭化水素ラジカルであるが、ただし、少なくとも1つのR26はアルケニルラジカルであり、
26 SiO1/2単位とSiO4/2単位のモル比は、0.5/1〜1.5/1までの値を有する)
(ii)分子の終端に少なくとも1個のケイ素結合水素原子を有するアルコキシシラン官能性オルガノシロキサン化合物、
(iii)エンドキャッピング剤
の反応であって、(iv)ヒドロシリル化触媒の存在下における反応の反応生成物を含む、アルコキシ官能性オルガノポリシロキサン樹脂を含む。
ある特定の実施形態において、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)中のポリマー(a)と樹脂(b)の重量比は、75/25〜35/65まで変わり得る。
湿気硬化樹脂及びポリマー(IV)のオルガノポリシロキサンポリマー(a)は、上記のように、式(OR3−z Si−Q−(R25 SiO2/2−Q−SiR (OR3−z(式中、各R25は独立に、1個〜6個の炭素原子を有する1価の炭化水素ラジカルであり、各Rは独立に、1個〜6個の炭素原子を有する1価の炭化水素ラジカルであり、各Rは、アルキルラジカル及びアルコキシアルキルラジカルからなる群から独立に選択され、Qは二価の連結ラジカルであり、下付き文字zは、0、1又は2の値を有し、下付き文字yは、60〜1000の値を有する)を含む。
Qラジカルは、硬化ラジカルのケイ素原子を樹脂のケイ素原子に連結する二価の連結ラジカルである。Qは通常、加水分解に対して安定にケイ素原子を連結するために使用されるタイプの二価のラジカルから選択され、アルキレン、例えばエチレン、プロピレン、及びイソブチレン並びにフェニレンなどの炭化水素;例えばポリジメチルシロキサンなどのシロキサン;並びにそれらの組合せが挙げられるがこれらに限定されない。好ましくは、Q二価の連結ラジカル中の炭化水素ラジカル単位の数は、2〜12まで、あるいは2であり、Q二価の連結ラジカル中のシロキサンラジカル単位の数は、0〜20まで、あるいは2である。
上記のように、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)のアルコキシ官能性オルガノポリシロキサン樹脂(b)は、ある特定の実施形態において、それぞれが少なくとも1つの別のSiO4/2単位に結合しているSiO4/2単位(すなわち、Q単位)に、R26 SiO1/2単位(すなわち、M単位)が結合している樹脂部分を含む、アルケニル官能性シロキサン化合物(i)を含む。R26 SiO1/2単位において、各R26は個々に、6個未満の炭素原子を有する1価の炭化水素ラジカルであるが、ただし、少なくとも1つのR26はアルケニルラジカルである。好適なR26ラジカルの例として、メチル、エチル、プロピル、及びペンチルなどのアルキルラジカル;ビニル、アルキル、及び5−ヘキセニルなどのアルケニルラジカル;並びにフェニルなどのアリールラジカルが挙げられる。
少なくとも3分の1、より好ましくは実質的にすべてのR26ラジカルが、メチルラジカルであるが、ただし、少なくとも1つのRラジカルはアルケニルラジカルであり、更に、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)の樹脂(i)は、樹脂(i)の全重量に対して0.5重量パーセント〜4重量パーセントまで、あるいは1.0重量パーセント〜2.2重量パーセントまでのアルケニル官能性を含む。別の言い方をすれば、樹脂(i)のアルケニルラジカル含量は、樹脂(i)の全重量の.05重量パーセント〜4重量パーセントである。メチルラジカルを有する好ましいR26 SiO1/2単位の例として、MeSiO1/2単位及びPhMeSiO1/2単位(式中、Meはメチルであり、Phはフェニルである)が挙げられる。
加えて、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)の樹脂(i)のヒドロキシル含量は、樹脂(i)の全重量の1重量パーセント未満であることが好ましい。
本発明の目的のために、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)の樹脂(i)中のR26 SiO1/2単位とSiO4/2単位の比は、それぞれ0.5:1〜1.5:1のモル比を有する。樹脂(i)の全M単位と全Q単位のモル比は0.6:1〜1.0:1の間であることが好ましい。上記のM/Qモル比は、29Si核磁気共鳴(NMR)分光法によって容易に得ることができる。
湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)の樹脂(i)は、好ましくは、12,000g/モル〜30,000g/モルまで、通常17,000g/モル〜22,000g/モルの間の重量平均分子量Mwを有する。
上記のように、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)のアルコキシ官能性オルガノポリシロキサン樹脂(b)はまた、分子の終端に少なくとも1個のケイ素結合水素原子を有するアルコキシシラン官能性オルガノシロキサン化合物(ii)を含み、これは、ある特定の実施形態において、一般式HSi(R27OSi(R27CHCHSiR27 (OR273−z(式中、R27は1個〜6個の炭素原子を有する1価の炭化水素であり、下付き文字z’は0又は1である)のものである。
更により好ましくは、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)の、分子の終端に少なくとも1個のケイ素結合水素原子を有するアルコキシシラン官能性オルガノシロキサン化合物(ii)は、一般式HSi(Me)OSi(Me)CHCHSi(OMe)(式中、Meはメチルである)のものである。
上記のように、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)のアルコキシ官能性オルガノポリシロキサン樹脂(b)はまた、エンドキャッピング剤(iii)も含む。エンドキャッピング剤(iii)は、上記で官能基密集型ポリオルガノシロキサン(I)中の構成成分i)として前に記載された同じエンドキャッピング剤であり、好ましくは式(XVIII)、式(XIX)、又はそれらの組合せのものである。
上記のように、アルコキシ官能性オルガノポリシロキサン樹脂及びポリマーは、構成成分(i)〜(iii)の反応を速める、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)のヒドロシリル化触媒(iv)を含む。構成成分(iv)は、構成成分(i)〜(iii)の反応を促進するのに十分な量で添加することができ、この量は、例えば、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)を製造するプロセスにおいて使用されるすべての構成成分を合わせた重量に対して、0.1百万分率(ppm)〜1000ppm、あるいは1ppm〜500ppm、あるいは2ppm〜200、あるいは5ppm〜150ppmの白金族金属を提供するのに十分なものである。
好適なヒドロシリル化触媒(iv)は当該技術分野において知られており、市販されている。湿気硬化樹脂及びポリマー(IV)の構成成分(iv)は、白金(Pt)、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム若しくはイリジウム金属から選択される白金族金属又はそれらの有機金属化合物、又はそれらの組合せを含んでいてもよい。構成成分(iv)は、塩化白金酸、塩化白金酸六水和物、二塩化白金、及び前記化合物と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体又はマトリックス若しくはコアシェルタイプ構造中にマイクロカプセル化された白金化合物などの化合物によって例示される。白金と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体としては、白金との1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体が挙げられる。あるいは、触媒は1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンと白金との錯体を含んでよい。触媒が低分子量オルガノポリシロキサンとの白金錯体である場合、触媒の量は、プロセスにおいて使用される構成成分を合わせた重量に対して0.04%〜0.4%の範囲であってよい。
湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)の構成成分(iv)に好適なヒドロシリル化触媒は、例えば、米国特許第3,159,601号;同第3,220,972号;同第3,296,291号;同第3,419,593号;同第3,516,946号;同第3,814,730号;同第3,989,668号;同第4,784,879号;同第5,036,117号;及び同第5,175,325号並びに欧州特許第0 347 895 B号において記載されている。
ある特定の別の実施形態において、湿気硬化樹脂及びポリマー(VI)は、硬化性シリコーン組成物の全シリコーンマトリックス重量の5重量パーセント〜50重量パーセントまで、あるいは15重量パーセント〜35重量パーセントまでの範囲である。
任意の湿気硬化開始剤(IV)及び架橋剤(V)及び湿気硬化樹脂又はポリマー(VI)に加えて、ある特定の実施形態において、硬化性シリコーン組成物は任意に、1種又はそれ以上の更なる構成成分を更に含んでもよい。更なる構成成分は、(VII)溶媒、(VIII)接着促進剤、(IX)着色剤、(X)反応性希釈剤、(XI)腐食防止剤、(XII)重合阻害剤、及びそれらの組合せによって例示される。硬化性シリコーン組成物は任意に、(XIII)充填剤、(XIV)充填剤処理剤、(XV)酸受容体;及びそれらの組合せを更に含んでもよく、例えば、官能基密集型ポリオルガノシロキサンを製造するためのプロセス中に充填剤f)が添加されなかった場合、又はより多くの又は異なる充填剤が配合されることが所望される場合、例えば、添加される充填剤(XII)は下記の熱伝導性充填剤である。
構成成分(VII)は溶媒である。好適な溶媒は、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ヘキサン、ヘプタン、デシルアルコール又はウンデシルアルコールなどのアルコール、及びそれらの組合せなどの有機溶媒;並びにトリメチルシロキシ終端ポリジメチルシロキサン、トリメチルシロキシ終端ポリメチルフェニルシロキサン、及びそれらの組合せなどの非架橋性シリコーン溶媒によって例示される。シリコーン溶媒の例は当該技術分野において知られており、例えば、Midland,Michigan,U.S.AののDOW CORNING Corporation製のDOW CORNING(登録商標)OS Fluidsとして市販されている。構成成分(VII)の量は、硬化性シリコーン組成物の重量に対して0.001%〜90%までの範囲であってよい。
構成成分(VIII)は接着促進剤である。好適な接着促進剤の例として、エポキシ官能性アルコキシシランなどのアルコキシシラン、又はメルカプト官能性化合物;アルコキシシランとヒドロキシ官能性ポリオルガノシロキサンの組合せ;メルカプト官能性化合物;不飽和化合物;エポキシ官能性シラン;エポキシ官能性シロキサン;エポキシ官能性シラン若しくはエポキシ官能性シロキサンとヒドロキシ官能性ポリオルガノシロキサンとの組合せ、例えば反応生成物など;又はそれらの組合せが挙げられる。好適な接着促進剤は当該技術分野において知られており、市販されている。例えば、Silquest(登録商標)A186は、Middlebury,Connecticut,USAのCrompton OSi Specialtiesから市販されている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である。CD9050は、金属基板への接着性をもたらし、放射線硬化性組成物用に設計される接着促進剤として有用な単官能酸エステルである。CD9050は、Sartomer Co.から市販されている。SR489Dはアクリル酸トリデシルであり、SR395はアクリル酸イソデシルであり、SR257はアクリル酸ステアリルであり、SR506はアクリル酸イソボルニルであり、SR833Sはトリシクロデカンジメタノールジアクリラートであり、SR238は1,6ヘキサンジオールジアクリラートであり、SR351はトリメチロールプロパントリアクリラートであり、これらのすべてもまた、Sartomer Co.から市販されている。組成物に添加される接着促進剤の量は、選択される特定の接着促進剤、組成物の残りの構成要素、及び組成物の最終用途を含む様々な因子によって決まるが、この量は、組成物の重量に対して0.1%〜5%までの範囲であってよい。金属への接着性を促進するために有用である別の好適な接着促進剤として、無水マレイン酸、メタクリル酸無水物、及びメタクリル酸グリシジルが挙げられる。
構成成分(VIII)は、不飽和又はエポキシ官能性化合物であってよい。好適なエポキシ官能性化合物は当該技術分野において知られており、市販されており、例えば、米国特許第4,087,585号;同第5,194,649号;同第5,248,715号;及び同第5,744,507号(第4欄〜第5欄)を参照されたい。構成成分(g)は、不飽和又はエポキシ官能性アルコキシシランを含んでいてもよい。例えば、官能性アルコキシシランは、式R20 Si(OR21(4−v)(式中、下付き文字vは1、2、又は3であり、あるいはvは1である)を有し得る。
各R20は独立に、1価の有機基であるが、ただし、少なくとも1つのR20は不飽和有機基又はエポキシ官能性有機基である。R20のエポキシ官能性有機基は、3−グリシドキシプロピル及び(エポキシシクロヘキシル)エチルによって例示される。R20の不飽和有機基は、3−メタクリロイルオキシプロピル、3−アクリロイルオキシプロピル、及び不飽和の1価の炭化水素基、例えばビニル、アリル、ヘキセニル、ウンデシレニルなどによって例示される。
各R21は独立に、1個〜4個の炭素原子、あるいは1個〜2個の炭素原子の未置換飽和炭化水素基である。R21は、メチル、エチル、プロピル、及びブチルによって例示される。
好適なエポキシ官能性アルコキシシランの例として、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、(エポキシシクロヘキシル)エチルジメトキシシラン、(エポキシシクロヘキシル)エチルジエトキシシラン及びそれらの組合せが挙げられる。好適な不飽和アルコキシシランの例として、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、ヘキセニルトリメトキシシラン、ウンデシレニルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、及びそれらの組合せが挙げられる。あるいは、好適な接着促進剤の例として、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及びグリシドキシプロピルトリメトキシシランと、アルミニウムキレート又はジルコニウムキレートとの組合せが挙げられる。
構成成分(VIII)は、上述したヒドロキシ終端ポリオルガノシロキサンとエポキシ官能性アルコキシシランとの反応生成物又はヒドロキシ終端ポリオルガノシロキサンとエポキシ官能性アルコキシシランとの物理的ブレンドなどのエポキシ官能性シロキサンを含んでいてもよい。構成成分(VII)は、エポキシ官能性アルコキシシランとエポキシ官能性シロキサンとの組合せを含んでいてもよい。例えば、構成成分(VII)は、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及びヒドロキシ終端メチルビニルシロキサンと3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応生成物の混合物、又は3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及びヒドロキシ終端メチルビニルシロキサンの混合物、又は3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及びヒドロキシ終端メチルビニル/ジメチルシロキサンコポリマーの混合物によって例示される。反応生成物としてではなく物理的ブレンドとして使用される場合、これらの構成成分は、多液型(multiple-part)キットにおいて別々に貯蔵されてもよい。
好適なメルカプト官能性化合物として、オルガノメルカプタン、メルカプト含有シラン、又はそれらの組合せが挙げられる。好適なメルカプト含有シランとして、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランが挙げられる。好適なメルカプト官能性化合物は、米国特許第4,962,076号において開示されている。当業者は、本明細書に記載のある特定の構成成分が、2つ以上の又は異なる目的のために組成物に添加されてもよいことを認識するであろう。例えば、アルコキシシランは、接着促進剤、充填剤処理剤として、及び/又は縮合反応硬化性シリコーン組成物において架橋剤として使用されてもよい。
構成成分(IX)は着色剤(例えば、染料又は顔料)である。好適な着色剤の例として、カーボンブラック、Stan−Tone 40SP03 Blue(これはPolyOneから市販されている)及びColorant BA 33 Iron Oxide顔料(これはCathay Pigments(USA),Inc.Valparaiso,IN 46383 USAから市販されている)が挙げられる。着色剤の例は当該技術分野において知られており、米国特許第4,962,076号;同第5,051,455号;及び同第5,053,442号において開示されている。硬化性シリコーン組成物に添加される着色剤の量は、組成物の残りの構成要素、及び選択される着色剤のタイプを含む様々な因子によって決まるが、この量は、組成物の重量に対して0.001%〜20%までの範囲であってよい。
構成成分(X)は、上記のシリコーン反応性希釈剤(II)とは異なる反応性希釈剤である。構成成分(X)は、構成成分(I)の官能基と反応する希釈剤であり得る。反応性希釈剤は、単官能性反応性希釈剤、二官能性反応性希釈剤、多官能性反応性希釈剤、又はそれらの組合せであってよい。選択される反応性希釈剤は、構成成分(I)の硬化性基を含む様々な因子によって決まる。しかしながら、好適な反応性希釈剤の例として、アクリレート、無水マレイン酸又はメタクリル酸無水物などの酸無水物、単官能性エポキシ化合物などのエポキシ、メタクリル酸グリシジルなどのメタクリル酸エステル、オキセタン、酢酸ビニル、ビニルエステル、ビニルエーテル、フルオロアルキルビニルエーテル、N−ビニルピロリドンなどのビニルピロリドン、スチレン、又はそれらの組合せが挙げられる。
単官能性アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルは、Sartomer、Rohm Haas、Hitachi Chemical、Arkema,Inc.、Cytec、Sans Ester Corp、Rahn、及びBomar Specialties Co.などの会社から市販されている。具体的な例として、アクリル酸メチル;メタクリル酸メチル;アクリル酸エチル;メタクリル酸エチル;アクリル酸ブチル;メタクリル酸ブチル;アクリル酸シクロヘキシル;アクリル酸ヘキシル;アクリル酸2−エチルヘキシル;メタクリル酸イソデシル;メタクリル酸イソボルニル;メタクリル酸ヒドロキシエチル;アクリル酸ヒドロキシプロピル;メタクリル酸ヒドロキシプロピル;アクリル酸n−オクチル;メタクリル酸シクロヘキシル;メタクリル酸ヘキシル;メタクリル酸2−エチルヘキシル;メタクリル酸デシル;メタクリル酸ドデシル;アクリル酸ラウリル;メタクリル酸tert−ブチル;アクリルアミド;N−メチルアクリルアミド;ジアセトンアクリルアミド;N−tert−ブチルアクリルアミド;N−tert−オクチルアクリルアミド;N−ブトキシアクリルアミド;γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン;メタクリル酸ジシクロペンタジエニルオキシエチル;アクリル酸2−シアノエチル;アクリル酸3−シアノプロピル;メタクリル酸テトラヒドロフルフリル;アクリル酸テトラヒドロフルフリル;アクリル酸グリシジル;アクリル酸;メタクリル酸;イタコン酸;メタクリル酸グリシジル;ジメタクリル酸1,12ドデカンジオール;1,3−ブチレングリコールジアクリレート;1,3−ブチレングリコールジメタクリレート;1,3−ブチレングリコールジメタクリレート;1,4−ブタンジオールジアクリレート;1,4−ブタンジオールジメタクリレート;1,4−ブタンジオールジメタクリレート;1,6ヘキサンジオールジアクリレート;1,6ヘキサンジオールジメタクリレート;アルコキシル化シクロヘキサンジメタノールジアクリレート;アルコキシル化ヘキサンジオールジアクリレート;アルコキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート;シクロヘキサンジメタノールジアクリレート;シクロヘキサンジメタノールジメタクリレート;ジエチレングリコールジアクリレート;ジエチレングリコールジメタクリレート;ジプロピレングリコールジアクリレート;エトキシル化ビスフェノールaジアクリレート;エトキシル化ビスフェノールaジメタクリレート;エチレングリコールジメタクリレート;ネオペンチルグリコールジアクリレート;ネオペンチルグリコールジメタクリレート;ポリプリピレングリコールジメタクリレート;プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート;プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート;トリシクロデカンジメタノールジアクリレート;トリエチレングリコールジアクリレート;トリメチロールプロパントリアクリレート;トリメチロールプロパントリメタクリレート;トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート;トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート;n,n’−m−フェニレンジマレイミド;トリアリルシアヌレート;トリアリルイソシアヌレート;金属ジアクリレート;金属ジメタクリレート;金属モノメタクリレート;金属ジアクリレート(二官能性);金属ジメタクリレート(二官能性);メタクリル酸トリエトキシシリルプロピル;メタクリル酸トリブトキシシリルプロピル;メタクリル酸ジメトキシメチルシリルプロピル;メタクリル酸ジエトキシメチルシリルプロピル;メタクリル酸ジブトキシメチルシリルプロピル;メタクリル酸ジイソプロポキシメチルシリルプロピル;メタクリル酸ジメトキシシリルプロピル;メタクリル酸ジエトキシシリルプロピル;メタクリル酸ジブトキシシリルプロピル;メタクリル酸ジイソプロポキシシリルプロピル;アクリル酸トリメトキシシリルプロピル;アクリル酸トリエトキシシリルプロピル;アクリル酸トリブトキシシリルプロピル;アクリル酸ジメトキシメチルシリルプロピル;アクリル酸ジエトキシメチルシリルプロピル;アクリル酸ジブトキシメチルシリルプロピル;アクリル酸ジイソプロポキシメチルシリルプロピル;アクリル酸ジメトキシシリルプロピル;アクリル酸ジエトキシシリルプロピル;アクリル酸ジブトキシシリルプロピル;及びアクリル酸ジイソプロポキシシリルプロピルが挙げられる。
好適なビニルエーテルの例として、ブタンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、及びそれらの組合せが挙げられるがこれらに限定されない。ビニルエーテルは当該技術分野において知られており、欧州、ドイツのBASF AGから市販されている。構成成分(IX)の量は、選択される特定の反応性希釈剤などの様々な因子によって決まるが、この量は、硬化性シリコーン組成物の重量に対して0.5%〜50%までの範囲であってよい。当業者は、本明細書に記載の反応性希釈剤のいくつか(二官能性及び多官能性アクリレート及びメタクリレートなど)はまた、上記の反応種に加えて、又はその代わりに、(I)の構成成分c)として使用されてもよいことを認識するであろう。
構成成分(XI)は腐食防止剤である。好適な腐食防止剤の例として、ベンゾトリアゾール、メルカプタベンゾトリアゾール(mercaptabenzotriazole)、メルカプトベンゾチアゾール、並びにR.T.Vanderbilt製の2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール誘導体(CUVAN(登録商標)826)及びアルキルチアジアゾール(CUVAN(登録商標)484)などの市販の腐食防止剤が挙げられる。構成成分(XI)の量は、硬化性シリコーン組成物の重量に対して0.05%〜0.5%までの範囲であってよい。
構成成分(XII)は重合阻害剤である。アクリレート及びメタクリレート硬化性基の好適な重合阻害剤の例として、以下が挙げられるがこれらに限定されない:2,6,−ジ−tert−ブチル−4−(ジメチルアミノメチル)フェノール(DBAP)、ヒドロキノン(HQ);4−メトキシフェノール(MEHQ);4−エトキシフェノール;4−プロポキシフェノール;4−ブトキシフェノール;4−ヘプトキシフェノール;ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT);ヒドロキノンモノベンジルエーテル;1,2−ジヒドロキシベンゼン;2−メトキシフェノール;2,5−ジクロロヒドロキノン;2,5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン;2−アセチルヒドロキノン;モノ安息香酸ヒドロキノン;1,4−ジメルカプトベンゼン;1,2−ジメルカプトベンゼン;2,3,5−トリメチルヒドロキノン;4−アミノフェノール;2−アミノフェノール;2−N,N−ジメチルアミノフェノール;2−メルカプトフェノール;4−メルカプトフェノール;カテコールモノブチルエーテル;4−エチルアミノフェノール;2,3−ジヒドロキシアセトフェノン;ピロガロール−1,2−ジメチルエーテル;2−メチルチオフェノール;t−ブチルカテコール;ジ−tert−ブチルニトロキシド;ジ−tert−アミルニトロキシド;2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;4−ジメチルアミノ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;4−エタノールオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシ;2,2,5,5−テトラメチル−ピロリジニルオキシ;3−アミノ−2,2,5,5−テトラメチル−ピロリジニルオキシ;2,2,5,5−テトラメチル−1−オキサ−3−アザシクロペンチル−3−オキシ;2,2,5,5−テトラメチル−3−ピロリニル−1−オキシ−3−カルボン酸;2,2,3,3,5,5,6,6−オクタメチル−1,4−ジアザシクロヘキシル−1,4−ジオキシ;4−ニトロソフェノラートの塩;2−ニトロソフェノール;4−ニトロソフェノール;ジメチルジチオカルバミン酸銅;ジエチルジチオカルバミン酸銅;ジブチルジチオカルバミン酸銅;サリチル酸銅;メチレンブルー;鉄;フェノチアジン(PTZ);3−オキソフェノチアジン;5−オキソフェノチアジン;フェノチアジン二量体;1,4−ベンゼンジアミン;N−(1,4−ジメチルペンチル)−N’−フェニル−1,4−ベンゼンジアミン;N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−1,4−ベンゼンジアミン;N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン及びそれらの塩;酸化窒素;ニトロベンゼン;p−ベンゾキノン;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ナート);チオジプロピオン酸ジラウリル;チオジプロピオン酸ジステアリル(distearyll);チオジプロピオン酸ジトリデシル;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)プロピオナート]メタン;チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート];オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート;イソトリデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート;N,N’−ヘキサメチル(3,5−ジ−tertブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナムアミド);イソ−オクチル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート;2,2’−エチリデンビス−(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール);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;4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール;トリエチレングリコール−ビス−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオナート;トリス−(3,5−ジ−tert−ブチルヒドロキシベンジル)イソシアヌラート;トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファート;ジステアリルペンタエリトリトールジホスファイト;ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリトリトールジホスファイト;2,5−ジ−tert−アミル−ヒドロキノン;又はそれらの異性体;それらの2つ以上の組合せ;又は上記の1つ又はそれ以上と酸素分子との組合せ。存在する場合、重合阻害剤は、100ppm〜4,000ppmまでの範囲の量で硬化性シリコーン組成物に添加され得る。重合阻害剤は当該技術分野において知られており、例えば、欧州特許第1 359 137号において開示されている。
構成成分(XIII)は、官能基密集型ポリオルガノシロキサンを製造するためのプロセスにおいて充填剤が使用されなかった場合、又は更なる充填剤又は熱伝導性充填剤などの異なるタイプの充填剤が所望される場合に添加され得る充填剤である。充填剤は、構成成分e)として上記されている充填剤であってよい。あるいは、充填剤は、熱伝導性充填剤であってもよい。
熱伝導性充填剤は、熱伝導性及び導電性の両方であってよい。あるいは、熱伝導性充填剤は熱伝導性及び電気絶縁性であってもよい。熱伝導性充填剤は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、アルミニウム三水和物、チタン酸バリウム、酸化ベリリウム、窒化ホウ素、炭素繊維、ダイヤモンド、黒鉛、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、金属粒子、オニキス、炭化ケイ素、炭化タングステン、酸化亜鉛、及びそれらの組合せからなる群から選択することができる。熱伝導性充填剤は、金属充填剤、無機充填剤、溶融性充填剤、又はそれらの組合せを含んでいてもよい。金属充填剤として、金属の粒子及び粒子表面に層を有する金属の粒子が挙げられる。これらの層は、例えば、粒子の表面の金属窒化物層又は金属酸化物層であってもよい。好適な金属充填剤は、アルミニウム、銅、金、ニッケル、銀、及びそれらの組合せからなる群から選択される金属、あるいはアルミニウムの粒子によって例示される。好適な金属充填剤は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化ニッケル、酸化銀、及びそれらの組合せからなる群から選択される層をそれらの表面に有する、上記に列挙された金属の粒子によって更に例示される。例えば、金属充填剤は、表面に酸化アルミニウム層を有するアルミニウム粒子を含み得る。
無機充填剤は、オニキス;アルミニウム三水和物、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、及び酸化亜鉛などの金属酸化物;窒化アルミニウム及び窒化ホウ素などの窒化物;炭化ケイ素及び炭化タングステンなどの炭化物;並びにそれらの組合せによって例示される。あるいは、無機充填剤には酸化アルミニウム、酸化亜鉛、及びこれらの組合せが挙げられる。溶融性充填剤は、Bi、Ga、In、Sn、又はそれらの合金を含んでいてもよい。溶融性充填剤は任意に、Ag、Au、Cd、Cu、Pb、Sb、Zn、又はそれらの組合せを更に含んでもよい。好適な溶融性充填剤の例として、Ga、In−Bi−Sn合金、Sn−In−Zn合金、Sn−In−Ag合金、Sn−Ag−Bi合金、Sn−Bi−Cu−Ag合金、Sn−Ag−Cu−Sb合金、Sn−Ag−Cu合金、Sn−Ag合金、Sn−Ag−Cu−Zn合金、及びそれらの組合せが挙げられる。溶融性充填剤は、50℃〜250℃まで、あるいは150℃〜225℃の範囲の融点を有し得る。溶融性充填剤は、共晶合金、非共晶合金、又は純金属であってもよい。溶融性充填剤は市販されている。
例えば、溶融性充填剤は、America,Utica,N.Y.,U.S.A.のIndium Corporation;Arconium,Providence,R.I.,U.S.A.;及びAIM Solder,Cranston,R.I.,U.S.A.から得ることができる。アルミニウム充填剤は、例えば、Naperville,Illinois,U.S.A.のToyal America,Inc.及びStockton,California,U.S.A.のValimet Inc.から市販されている。銀充填剤は、Attleboro,Massachusetts,U.S.A.のMetalor Technologies U.S.A.Corp.から市販されている。
熱伝導性充填剤は当該技術分野において知られており、市販されており、例えば、米国特許第6,169,142号(第4欄、第7行〜第33行)を参照されたい。例えば、CB−A20S及びAl−43−Meは、Showa−Denkoから市販されている、異なる粒径の酸化アルミニウム充填剤であり、DAW−45は、Denkaから市販されている酸化アルミニウム充填剤であり、AA−04、AA−2、及びAA18は、Sumitomo Chemical Companyから市販されている酸化アルミニウム充填剤である。酸化亜鉛、例えばKADOX(登録商標)及びXX(登録商標)という商標を有する酸化亜鉛などは、Monaca,Pennsylvania,U.S.A.のZinc Corporation of Americaから市販されている。
熱伝導性充填剤粒子の形状は特に制限されないが、丸い又は球状粒子は、組成物中に熱伝導性充填剤を高配合した際に粘度が望ましくないレベルまで増大するのを防ぐことができる。
熱伝導性充填剤は、単一の熱伝導性充填剤又は粒子形状、平均粒径、粒径分布、及び充填剤のタイプなどの少なくとも1つの特性が異なる2種以上の熱伝導性充填剤の組合せであってよい。例えば、より大きな平均粒径を有する1番目の酸化アルミニウム及びより小さな平均粒径を有する2番目の酸化アルミニウムなどの、無機充填剤同士の組合せを用いることが望ましい場合がある。あるいは、例えば、より大きな平均粒径を有する酸化アルミニウムと、より小さな平均粒径を有する酸化亜鉛との組合せを使用することが望ましい場合がある。あるいは、より大きい平均粒径を有する第1のアルミニウムとより小さい平均粒径を有する第2のアルミニウムなどの金属充填剤の組合せを使用することが望ましい場合がある。あるいは、アルミニウム充填剤と酸化アルミニウム充填剤との組合せ、アルミニウム充填剤と酸化亜鉛充填剤との組合せ、又はアルミニウム充填剤と、酸化アルミニウム充填剤と、酸化亜鉛充填剤との組合せなどの、金属充填剤と無機充填剤との組合せを用いることが望ましい場合がある。より大きい平均粒径を有する第1の充填剤及び第1の充填剤より小さい平均粒径を有する第2の充填剤の使用により、充填効率を改善することができ、粘度を低減させることができ、熱伝達を増強することができる。
熱伝導性充填剤の平均粒径は、選択される熱伝導性充填剤のタイプ及び硬化性シリコーン組成物に添加される正確な量、並びに硬化生成物が熱界面材料(TIM)として使用される場合、組成物の硬化生成物が使用されるデバイスのボンドライン厚を含む様々な因子によって決まる。しかしながら、熱伝導性充填剤は、0.1〜80μm、あるいは0.1〜50μm、あるいは0.1〜10μmの範囲の平均粒径を有し得る。
組成物中の熱伝導性充填剤の量は、硬化性シリコーン組成物に関して選択される硬化機構及び選択される特定の熱伝導性充填剤を含む様々な因子によって決まる。しかしながら、利用される場合、熱伝導性充填剤の量は、組成物の体積で30vol%〜80vol%まで、あるいは50vol%〜75vol%の範囲であってよい。理論に束縛されるものではないが、充填剤の量が80vol%より多いとき、組成物は架橋して、いくつかの用途には寸法完全性が不十分な硬化シリコーンを形成する可能性があり、充填剤の量が30%未満であるとき、組成物から調製される硬化シリコーンはTIM用途には不十分な熱伝導率を有する可能性があると考えられる。
構成成分(XIV)は充填剤処理剤である。充填剤処理剤(XIV)は、構成成分e)の充填剤処理剤として上記されている充填剤処理剤であってよい。あるいは、金属充填剤は、オクタデシルメルカプタンなどのアルキルチオール、及びオレイン酸、ステアリン酸などの脂肪酸、チタナート、チタナートカップリング剤、ジルコナートカップリング剤、及びそれらの組合せで処理することができる。
アルミナ又は不動態化窒化アルミニウムのための充填剤処理剤は、アルコキシシリル官能性アルキルメチルポリシロキサン(例えば、R22 23 Si(OR24(4−w−x)の部分的加水分解縮合物又は共加水分解縮合物若しくは混合物)、又は加水分解性基が、シラザン、アシルオキシ若しくはオキシモを含み得る類似物質を含んでもよい。これらのすべてにおいて、上記の式中のR22などのSiに結び付いた基は、長鎖不飽和の1価の炭化水素又は1価の芳香族官能性炭化水素である。各R23は独立に、1価の炭化水素基であり、各R24は独立に、1個〜4個の炭素原子の1価の炭化水素基である。上記式中、下付き文字wは1、2、又は3であり、下付き文字xは0、1、又は2であるが、ただし、w+xの合計は1、2、又は3である。当業者は、構成成分(VIII)の接着促進剤として記載したアルコキシシラン及びメルカプト官能性化合物が、代替として、構成成分(XIV)の充填剤処理剤に加えて、又はその代わりに使用されてもよいことを認識するであろう。当業者であれば、過度の実験を行うことなく、充填剤の分散を助けるために特定の処理を最適化することができるであろう。
構成成分(XV)は酸受容体である。酸受容体は、酸化マグネシウムなどの金属酸化物を含んでいてもよい。酸受容体は当該技術分野において知られており、Rhenofit F、Star Mag CX−50、Star Mag CX−150、BLP−3、及びMaxOx98LRを含む商品名で市販されている。Rhenofit Fは、Chardon,OH,USAのRhein Chemie Corporation製の酸化カルシウムであった。Star Mag CX−50は、Portsmouth,NH,USAのMerrand International Corp.製の酸化マグネシウムであった。MagOX 98LRは、W.Conshohocken,PA,USAのPremier Chemicals LLC製の酸化マグネシウムであった。BLP−3は、Cincinnati,OH,USAのOmya Americas製の炭酸カルシウムであった。
上記の硬化性シリコーン組成物は、様々な用途、例えば、リッドシール(例えば、自動車のリッドシール又はマイクロエレクトロニクスリッドシール)の形成、接着剤(ダイアタッチ接着剤又は熱伝導性接着剤など)の形成、又はターミナルシーラント(terminal sealant)の形成などのシーラント用途において使用され得る。
上記の硬化性シリコーン組成物、及び組成物の硬化によって調製される硬化シリコーンは、マイクロエレクトロニクス及びマクロエレクトロニクス用途の両方を含む電子工学用途だけでなく、光電子工学用途並びに熱伝導性接着剤の製造などの熱伝導性の電子工学用途において有用である。そのような硬化性シリコーン組成物から調製される硬化シリコーン接着剤は、アルミニウム、銅、及び無電解ニッケルなどの金属を含む様々な電子工学基板;並びにFR4、ナイロン、ポリカーボナート、Lucite(これはポリメチルメタクリレート、PMMAである)、ポリブチレンテレフタラート(PBT)、及びSolvay液晶ポリマーなどのポリマー基板に接着することができる。
当業者が、本明細書において教示されている本発明を理解及び認識することができるように、以下の実施例を示す。これらの実施例は、本明細書に添付されている特許請求の範囲において示される本発明の範囲を制限するために使用されるべきではないことが理解される。実施例におけるすべての部及びパーセントは重量ベースであり、すべての測定値は、別途記載のない限り25℃で得られた。
比較例
これらの実施例は、当業者に本発明を例示することを意図しており、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
NMR:16mmのSi−フリープローブにおいてCDCl3(Isotec)を使用した室温で(20〜22℃)のMercury VX 400MHz分光計において、溶液29Si−及び13C−NMRスペクトルを記録した。Cr(acac)(クロムアセチルアセトナート)(20mM)を、NMR試料に緩和剤として添加した。79.493MHzで29Si NMRスペクトルを取得し、5Hzのローレンツ型の線幅の広がりで処理した。29Si核の長い緩和時間のためにスペクトルは半定量的にすぎなかったが、同一条件下で取得したスペクトルの相対比較は定量的であるとみなされた。100.626MHzで13C NMRスペクトルを取得し、3Hzのローレンツ型の線幅の広がりで処理した。両方の核について、90°パルス幅による256〜512のスキャンを通常足し合わせて、十分な感度を達成した;パルス間で6秒(29Si)又は12秒(13C)遅延を使用した。ゲート付きデカップリングを使用して、負の核オーバーハウザー効果を除去した。化学シフトは、外部テトラメチルシラン(TMS)を基準とした。
I.実施例に関する構成成分の一覧:
DOW CORNING(登録商標)SFD−119;0.46重量%ビニル線状ポリジメチルシロキサン;
DOW CORNING(登録商標)SFD−117;0.2重量%ビニル線状ポリジメチルシロキサン;
DOW CORNING(登録商標)SFD−120;0.13重量%ビニル線状ポリジメチルシロキサン;
DOW CORNING(登録商標)SFD−128;0.088重量%ビニル線状ポリジメチルシロキサン;
DOW CORNING(登録商標)Q2−5057S;0.15重量% Si−Hメチルハイドロジェンシリコーン、線状;
DOW CORNING(登録商標)Q2−556S;0.027重量% Si−Hメチルハイドロジェンシリコーン、線状;
メチルハイドロジェンシロキサン;1.67重量%Si−Hメチルハイドロジェンシリコーン環状;
DOW CORNING(登録商標)2−0707;白金触媒0.52重量%白金;
MB2030−(DOW CORNING(登録商標)SFD−128/シリカブレンド);
メチルトリメトキシシラン(MTM);DOW CORNING(登録商標)Z6070;
OFS−1579/ETS900−メチル及びエチルトリアセトキシシランの混合物;
DOW CORNING(登録商標)Z−6030シランメタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン;
DOW CORNING(登録商標)Z−2306シランイソブチルトリメトキシシラン(IBTMS);
DOW CORNING(登録商標)Z−6341SILANEn−オクチルトリエトキシシラン(nOTE);
Glen Rock,PennsylvaniaのBimax Inc.から入手可能なマレイン酸ジアリル(DAM);
Florham Park,New JerseyのBASF Corporationから入手可能なメタクリル酸アリル(AMA)
Milwaukee,WisconsinのSigma Aldrichから入手可能なブチル化ヒドロキシトルエン(BHT);
酸化マグネシウム(MAGOX SUPER PREMIUM);Premier Magnesia,W.Conshohocken,PA 19428 USAAから入手可能;
DAW−45;Denkaから市販されている酸化アルミニウム充填剤;
AL−43−ME;Showo−Denkoから市販されている酸化アルミニウム充填剤;
CB−A20S;Showo−Denkoから市販されている酸化アルミニウム充填剤;
Varox(登録商標)DCBP−50 Paste;R T Vanderbilt Co.,Norwalk CT 06856 USAから入手可能;
Perkadox L−50−PS;Azko Nobel Polymer LLC,Chicago IL USAの製品;
TAIC;Sigma−Aldrich Corp.St.Louis,MO,USA製のトリアリルイソシアヌレート;
TYZOR TNBT;Dorf Ketal Speciality Catalysts,LLC,3727 Greenbriar Dr.,Stafford,TX 77477 USAから入手可能;
TINOPAL OB、BASF Corporation 100 Campus Drive Florham Park,New Jersey 07932製の蛍光増白剤。USA;
DOW CORNING(登録商標)TC 1−4173は、1液型白金付加硬化熱伝導性接着剤である。
II.官能基密集型ポリオルガノシロキサンに対する異性体還元剤の影響
A.T(Oz)及びD(Oz)単位の生成における添加された異性体還元剤の量の変動
乾燥した3口フラスコ中に、100gのDOW CORNING(登録商標)SFD−119(ジメチルビニル終端ジメチルシロキサン)、6.2gの環状メチルハイドロジェンシロキサン、14gのメタクリル酸アリル(AMA)、0.2gのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)及び様々な量の異性体還元剤(Midland,MichiganのDOW CORNING Corporationから入手可能なOFS−1579、又はDBAP(2,6−ジ−tert−ブチル−4−(ジメチルアミノメチル)フェノールのいずれか)を添加し、窒素ブランケット下で混合した。0.12gの白金触媒(DOW CORNING(登録商標)2−0707)を添加し、混合物を更に5分間混合した。次いで混合物を1時間、60℃に加熱した。反応を、IR分光法による2173cm−1のSi−Hピークの減少によってモニターした。混合物を室温まで冷却し、マレイン酸ジアリル(DAM)を添加した。T(Oz)及びD(Oz)単位の存在に関して、反応混合物を29Si NMRによって分析した。結果を下記の表1及び2にまとめる。結果は、配合物(OFS−1579又はDBAPのいずれか)における少なくとも100ppmの異性体還元剤の導入が、T(Oz)及びD(Oz)単位のレベルを少なくとも10%低減したことを示し、これは、メチルハイドロジェンシロキサンのSi−H基の、メタクリル酸アリルへのβ−付加の少なくとも10%の低減に相当する。
B.異性体還元剤を含む試料及び含まない試料(試料1及び2)の粘度比較
10リットルのTurelloミキサー中に、5000gのDOW CORNING(登録商標)SFD117、196.34gの環状メチルハイドロジェンシロキサン、467.76gのAMA及び1.13gのBHTを添加し、15分間混合した。次いで5.45gの白金触媒を添加し、混合物を室温で更に15分間混合した。混合物を80℃に1時間加熱し、ここで試料を、IRによってSi−Hシグナルの消失について評価した。1時間で混合物を45度未満まで冷却し、ここで11.33gのDAMを添加した。真空度を7.3kPa(55mm Hg)に設定し、温度を80℃まで上昇させ、混合物を30分間ストリッピングした。得られる組成物(試料1)を30℃未満まで冷却した後、包装した。
10リットルのTurelloミキサー中に、5000gのDOW CORNING(登録商標)SFD117、196.34gの環状メチルハイドロジェンシロキサン、467.76gのAMA、1.13gのBHT及び1.13gのOFS−1579を添加し、15分間混合した。5.45gの白金触媒を添加し、混合物を室温で更に15分間混合した。混合物を80℃に1時間加熱し、ここで試料を、IRによってSi−Hシグナルの消失について評価した。1時間で混合物を45度未満まで冷却し、ここで11.33gのDAMを添加した。真空度を7.3kPa(55mm Hg)に設定し、温度を80℃まで上昇させ、混合物を30分間ストリッピングした。得られる組成物(試料2)を30℃未満まで冷却した後、包装した。
#3のスピンドルを使用して毎分3回転でBrookfield LVF粘度計を使用して、粘度(センチポアズ(cps))に関して試料1及び2を測定した。表3に示すように、結果は、異性体還元剤の導入(試料2)が、194日間にわたって相対的に安定な粘度をもたらし、一方、異性体還元剤を含まない対応する実施例(試料1)の粘度は、127日後にほぼ2倍の粘度まで、194日後にゲル化点まで増加したことを示す。
III.シリコーン反応性希釈剤に対する異性体還元剤の影響(試料1及び2)
50リットルのTurelloミキサー中に、6196.7gの鎖延長剤Q2−5567S、1.3gのBHT、及び318.69gのAMAを投入した。窒素雰囲気中2%酸素を使用して混合物を不活性化し、10分間撹拌し、この時点で、6.64gの白金触媒を添加した。混合物を更に10分間撹拌した後、温度を50℃に設定した。温度を50℃で30分間維持した後、9.96gのDAMを添加した。混合物を更に10分間撹拌した。10キロパスカルの真空度(75Torr)で、温度を50℃で30分間維持した。得られる組成物(試料1)を30℃未満まで冷却した後、包装した。
50リットルのTurelloミキサー中に、6196.7gの鎖延長剤Q2−5567S、1.3gのBHT、318.69gのAMA、及び1.3gのOFS−1579異性体還元剤を投入した。窒素雰囲気中2%酸素を使用して混合物を不活性化し、10分間撹拌し、この時点で、6.64gの白金触媒を添加した。混合物を更に10分間撹拌した後、温度を50℃に設定した。温度を50℃で30分間維持した後、9.96gのDAMを添加した。次いで、混合物を更に10分間撹拌した。10キロパスカルの真空度(75Torr)で、温度を50℃で30分間維持した。得られる組成物(試料2)を30℃未満まで冷却した後、包装した。
#3のスピンドルを使用して毎分60回転でBrookfield LVF粘度計を使用して、粘度(センチポアズ(cps))に関して試料1及び2を測定した。表3に示すように、結果は、異性体還元剤の導入(試料2)は、90日間にわたって相対的に安定な粘度をもたらし、一方、異性体還元剤を含まない対応する実施例(試料1)の粘度は、90日後にほぼ2倍の粘度まで増加したことを示す。
IV.熱伝導性熱ラジカル硬化シリコーン接着剤の調製
A.異性体還元剤を含む(MCP−1)及び含まない(MCP)マスターバッチからのメタクリレート密集型シリコーンポリマーの調製。
50リットルのTurelloミキサー中に、12kgのシリコーンポリマーマスターバッチ(MB2030)(SFD−128/シリカブレンド)、6.77kgのSFD120ポリマー、1.12kgのOS20シリコーン流体(Midland,MIのDOW CORNING Corporationから入手可能なメチルシロキサン流体)及び20.45gのOFS−1579異性体還元剤を投入した。窒素雰囲気中2%酸素を使用して混合物を不活性化し、15分間撹拌した。この均質化した混合物に、6gのBHT、409.7gの環状メチルハイドロジェンシロキサン、及び965.3gのAMAを添加した。得られた混合物を室温で更に20分間撹拌し、この時点で、26.62gの白金触媒を添加した。混合物を更に10分間撹拌した後、温度を60℃に設定した。温度を30分間、60℃に維持した後、40℃超まで冷却し、26.62gのDAMを添加した。次いで混合物を35℃未満まで冷却した後、182.8gのメチルトリメトキシシラン(MTM)を添加した。次いで混合物を60℃に加熱し、30分間維持し、ここで温度を80℃まで上昇させ、7.3kPa(55mm Hg)の真空度を40分間適用した。得られるポリマーを本明細書において以後MCP−1と称する。
異性体還元剤を含まないMCP樹脂を製造するために、20.45gのOFS−1579異性体還元剤を添加することを除いて前段落と同じ手順に従った。
B.マスターバッチを用いず、異性体還元剤を用いるメタクリレート密集型シリコーンポリマー(MCP−2)の調製。
50リットルのTurelloミキサー中に、6kgのDOW CORNING(登録商標)SFD120ポリマー、176.92gの環状メチルハイドロジェンシロキサン、及び274.74gの鎖延長剤Q2−5057Sを投入した。窒素雰囲気中2%酸素を使用して混合物を不活性化し、10分間撹拌した。均質化した混合物に1.08gのBHT、537.58gのAMAを含め、1.08gのOFS−1579異性体還元剤を混合物に導入した。得られた混合物を室温で更に10分間撹拌し、この時点で、8.03gの白金触媒を添加した。混合物を更に10分間撹拌した後、温度を80℃に設定した。温度を30分間、80℃に維持した後、50℃未満まで冷却し、12.05gのDAMを添加した。混合物を更に10分間撹拌した後、温度を80℃に設定した。10キロパスカルの真空度(75Torr)で、温度を30分間、80℃に維持した。次いで混合物を35℃未満まで冷却した。得られるポリマーを本明細書において以後MCP−2と称する。
C.シリコーン反応性希釈剤(SRD−1)の合成
50リットルのTurelloミキサー中に、6196.7gの鎖延長剤Q2−5567S、1.3gのBHT、318.69gのAMA、及び1.3gのOFS−1579異性体還元剤を投入した。窒素雰囲気中2%酸素を使用して混合物を不活性化し、10分間撹拌し、この時点で、6.64gの白金触媒を添加した。混合物を更に10分間撹拌した後、温度を50℃に設定した。温度を50℃で30分間維持した後、9.96gのDAMを添加した。混合物を更に10分間撹拌した。10キロパスカルの真空度(75Torr)で、温度を50℃で30分間維持した。次いで混合物を35℃未満まで冷却した。得られるポリマーを本明細書において以後SRD−1と称する。
D.予め製造されたシリコーンポリマーを使用する熱伝導性接着剤(TCA)の調製
0.9リットル(1クォート)のGallon Baker Perkinミキサー中に、75.27gのMCP−2、128.53gのSRD−1、461.06gのAL−43−ME(Al2O3充填剤)、及び19.52gのDOW CORNING(登録商標)Z−6341(充填剤処理剤)を投入した。混合物を30分間撹拌した後、温度を90℃に設定した。真空で、温度を30分間、90℃に維持した後、50℃未満まで冷却した。691.58gのDAW−45(Al充填剤)及び3.45gのMgOを添加した。混合物(M−1)を真空で30分間、室温で(<30℃)混合した。接着剤組成物を、下記の表5に示す促進剤パッケージ及びラジカル開始剤を更に添加することによって調製した。Z−6030を、表4に記載の全量に達するように2ステップで投入した。2ステップ投入の間に、室温で30分間混合を行った。
0.9リットル(1クォート)のGallon Baker Perkinミキサー中に、166.12gのMCP−2、1058.47gのAL−43−ME(Al充填剤)、105.85gのDAW−45(Al充填剤)及び38.26gのDOW CORNING(登録商標)Z−6341(充填剤処理剤)を投入した。投入の間、AL−43−ME及びZ−6341を、上記の全量に達するように3ステップで投入した。3ステップ投入の合間に、室温で2〜5分間の混合を行って充填剤中に調和させた。すべての構成成分(上記の)をミキサー中に添加した後、混合物(M−2)を20分間撹拌した後、温度を90℃に設定した。真空で、温度を30分間、90℃に維持した。混合物(M−2)を30℃未満まで冷却した後、包装した。663.6gのこの混合物(M−2)、717.7gのDAW−45(Al充填剤)、3.88gのMgO及び150gのSRD−1を、0.9リットル(1クォート)のGallon Baker Perkinミキサー中に添加した。混合物(M−3)を真空で、30分間室温で(<30℃)混合した。接着剤組成物を、下記の表5に示す促進剤パッケージ及びラジカル開始剤を更に添加することによって調製した。
E.予め製造されたシリコーンポリマー及び前処理した熱伝導性充填剤を使用する熱伝導性接着剤(TCA)の調製
100maxデンタルカップ(100 max dental cup)において、MCP−2とSRD−1の混合物14.5gを様々な重量比(それぞれ60:40、50:50、40:60及び35:65)で作製した。49.8gのCB−A20S(Z−6341で前処理した)、33.2gのAL−43−ME(Z−6341で前処理した)及び0.5gのMgOを、この混合物に添加した。混合物(M−4)を2000rpmで15秒間混合し、合間に10分間おいて混合を更に2回繰り返した。接着剤組成物を、下記の表5に示す促進剤パッケージ及びラジカル開始剤を更に添加することによって調製した。
V.接着剤組成物の物理的特性の評価
TCA配合物に対する粘度測定:以下の実施例において、Brooksfield円錐平板型粘度計(DV−II、スピンドル#52、スピード2rpm)及びBrooksfield RVF粘度計(スピンドル#7、スピード2rpm(低せん断)及び20rpm(高せん断))を利用して、様々な熱伝導性接着剤配合物の粘度を決定した。
Alclad(商標)パネルにおける試料調製:3cm×8cm(1”×3”)Al Alclad(商標)パネル(Alcoaから入手可能)をアセトンで洗浄した(3つの試料が調製された)。用途に適切な(すなわち、0.58mm(23ミル))Spheriglassスペーサービーズ(Potters Industries Inc.350 North Baker Drive,Canby、又は97013−0607)を使用してボンドラインを確定した。
次に、接着剤をAlclad(商標)アルミニウム基板に適用した。硬化中に基板を固定するためにスペーサー法を用いて2つの0.953cm(3/8”)バインダークリップを使用した。硬化条件は85℃で30分である。試料の半分を室温で評価し、エージングさせ、一方、残りの試料は、3日間150℃のオーブンに入れた。
試験は、毎分5センチメートル(毎分2インチ)でInstron 5566張力計において行った(Instron Worldwide Headquarters,825 University Ave.,Norwood,MA 02062−2643)。被覆された基板のラップせん断接着性を、ピーク応力に関してポンド毎平方インチ(PSI)単位で評価し、結果を下記の表6〜8にまとめた。
物理試験及び熱伝導率のための熱伝導性接着剤(TCA)配合物試料の調製:デンタルカップ中のTCA材料をフリーザーから取り出し、少なくとも1時間、室温付近まで温めさせた。次いで材料のカップをチャンバー中に入れ、15分間完全な真空に引いた。次いで、約56〜58gの材料を10cm×10cm×0.19cm(4”×4”×0.075”)のチェース中に慎重に注いで、材料中への空気の導入を最小化するよう努めた。材料の放出を助け平滑な表面となるように、両側でTeflonシートと共にチェースを使用し、2つの受け板を使用して厚板の成形を助けた。次いで、2つの受け板の間のチェースを85℃のDakeホットプレス中に置き、100キロニュートン(10トンの力)を30分間加えた。
硬化後、材料をホットプレスから取り出し、室温まで冷ました。次いで、材料の厚板を、縁に沿って切り取り、チェースから取り出した。この厚板から、「ドッグボーン」形のカッター及びプレスを使用して、引張及び伸び試験用に5つの試料を切断した。3つ(RTとラベルを付けた試料)を、硬化の24時間後に試験した。残りの2つの試料は、試験の前に150℃に3日間曝露させ、TRT試料とラベルを付けた。
Instron T2000張力計を使用して物理試験を実施し、試験プログラムに「標準引張試験」と表題を付けた。厚板の余り(引張試験を受けなかった試験片)を、デュロメーター及び熱伝導率測定に利用した。3つの試験片のスタックは、6mmの厚さ達した(スタックと称する)。ショアAデュロメーターのために、5回の読み取りを行った。HotDiskサーマルテスター(TPS 2500S Therm Test Inc)では、2つのスタックを冷熱試験プローブの上部及び下部に置いた。出力0.25w及び時間尺度10sの設定で測定を行った。
表6が裏付けているように、接着剤配合物へのシリコーン反応性希釈剤の導入は、低温硬化プロファイルを保持しながら粘度の顕著な低減をもたらし、伸びをわずかに低減させた。
表7が裏付けているように、本発明による接着剤組成物(表5接着剤)は、同様の充填剤含量及び投入量を含有するヒドロシリル化硬化組成物と比べて、本発明の組成物により達成される高せん断での同様の粘度を示した。低せん断での粘度は、TC 1−4173より低かった。
表8が裏付けているように、本発明による接着剤組成物(表5接着剤)は、0.015W/cm℃より高い(1.5W/mKより高い)熱伝導率、デュロメーター硬さ、引張強度、伸び、及びAlclad(商標)Al基板におけるラップせん断の点から十分な物性を示した。加えて、本発明による接着剤組成物(表5接着剤)は、白金触媒による付加化学反応接着剤系よりも低い温度(実際の硬化条件又はボンドライン硬化条件)で硬化した。接着剤配合物へのシリコーン反応性希釈剤の導入は、低温での硬化プロファイル(85℃で30分間)を保持した。
本開示は、例示的に記載されており、使用されている術語は、限定ではなく説明の言葉としての性質を持つものであることを意図していることが理解されるべきである。上記の教示に照らして、明らかに、本開示の多くの変更形態及び変形形態が可能である。そのため、添付の特許請求の範囲内で、本開示は、具体的に記載されたものとは別の方法で実施されてもよいことが理解されるべきである。
構成成分i)はエンドキャッピング剤である。エンドキャッピング剤は、1分子あたり1個のケイ素結合水素原子を有するポリジオルガノシロキサンであってよい。例示的なエンドキャッピング剤は、式R Si−(R SiO)−SiR Hを有し得る。この式において、各Rは独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシルなどのアルキル;並びにフェニル、トリル、キシリル及びベンジルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基であり、下付き文字eは、0〜10までの範囲、あるいは1〜10、あるいは1の値を有する。別の例示的なエンドキャッピング剤は、式R Si−(R SiO)−(HRSiO)−SiR を有し得る。この式において、各Rは独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシルなどのアルキル;並びにフェニル、トリル、キシリル及びベンジルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基である。下付き文字fは、0〜10までの範囲、あるいは0の値を有する。
任意の構成成分g)はエンドキャッピング剤である。エンドキャッピング剤は、1分子あたり1個のケイ素結合水素原子を有するポリジオルガノシロキサンであってよい。例示的なエンドキャッピング剤は、式R Si−(R SiO)−SiR Hを有し得る。この式において、各Rは独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシルなどのアルキル;並びにフェニル、トリル、キシリル及びベンジルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基であり、下付き文字eは、0〜10までの範囲、あるいは1〜10、あるいは1の値を有する。別の例示的なエンドキャッピング剤は、式R Si−(R SiO)−(HRSiO)−SiR を有し得る。この式において、各Rは独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシルなどのアルキル;並びにフェニル、トリル、キシリル及びベンジルなどのアリールによって例示される1価の炭化水素基である。下付き文字fは、0〜10までの範囲、あるいは0の値を有する。

Claims (20)

  1. 以下(I)〜(III)の反応の反応生成物を含む硬化性シリコーン組成物:
    (I)
    a)1分子あたり平均で少なくとも2個の脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン、
    b)1分子あたり平均で4個〜15個のケイ素原子及び構成成分a)中の脂肪族不飽和有機基1個あたり少なくとも4個のケイ素結合水素原子を有する第1のポリオルガノハイドロジェンシロキサン、
    c)1分子あたり少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基並びにアクリレート基及びメタクリレート基から選択される1個又はそれ以上の硬化性基を有する第1の反応種
    の反応であって、d)第1のヒドロシリル化触媒及びe)第1の異性体還元剤の存在下における反応の反応生成物を含む、アクリレート基及びメタクリレート基から選択される少なくとも1つのラジカル硬化性基を有する官能基密集型ポリオルガノシロキサン、
    (II)
    a)1分子あたり平均で10個〜200個のケイ素原子を有する第2のポリオルガノハイドロジェンシロキサン、及び
    b)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基及び1個又はそれ以上の硬化性基を有する第2の反応種
    の反応であって、c)第2の異性体還元剤及びd)第2のヒドロシリル化触媒の存在下における反応の反応生成物を含むシリコーン反応性希釈剤、並びに
    (III)ラジカル開始剤。
  2. 以下(I)〜(III)の反応の反応生成物を含む硬化性シリコーン組成物:
    (I)
    a)1分子あたり平均で少なくとも2個の脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン、
    b)1分子あたり平均で4個〜15個のケイ素原子及び構成成分a)中の脂肪族不飽和有機基1個あたり少なくとも4個のケイ素結合水素原子を有する第1のポリオルガノハイドロジェンシロキサン、
    c)1分子あたり少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基並びにアクリレート基及びメタクリレート基から選択される1個又はそれ以上の硬化性基を有する第1の反応種
    の反応であって、d)第1のヒドロシリル化触媒及びe)異性体還元剤の存在下における反応の反応生成物を含む、アクリレート基及びメタクリレート基から選択される少なくとも1つのラジカル硬化性基を有する官能基密集型ポリオルガノシロキサン、
    (II)
    a)式HRSiO−(RSiO)−SiRHの第2のポリオルガノハイドロジェンシロキサン(式中、各Rは独立に、1価の炭化水素基であり、下付き文字aは0〜400までの範囲の平均値を有する)、及び
    b)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基及び1個又はそれ以上の硬化性基を有する第2の反応種
    の反応であって、c)第2の異性体還元剤及びd)第2のヒドロシリル化触媒の存在下における反応の反応生成物を含むシリコーン反応性希釈剤、並びに
    (III)ラジカル開始剤。
  3. 前記第2の反応種が、式R SiR (3−d)に従うシラン(式中、下付き文字dは、1〜3までの範囲の値を有し、各Rは独立に、脂肪族不飽和有機基であり、各Rは、アクリレート基及びメタクリレート基を含有する有機基から独立に選択される)を含む、請求項1又は2に記載の硬化性シリコーン組成物。
  4. 前記第2の反応種が、ケイ素原子を含有しない有機化合物を含み、1分子あたり平均で1個〜2個の脂肪族不飽和有機基、並びにアクリレート基及びメタクリレート基から選択される1個又はそれ以上の反応基を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の硬化性シリコーン組成物。
  5. 前記第2の異性体還元剤が、前記シリコーン反応性希釈剤に対してある量で存在して、前記第2の異性体還元剤の非存在下で形成されるシリコーン反応性希釈剤と比較して、前記第2のポリオルガノハイドロジェンシロキサンのSi−H基の、前記第2の反応種の脂肪族不飽和有機基へのβ−付加を少なくとも10%低減させる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の硬化性シリコーン組成物。
  6. 以下(I)〜(III)の反応の反応生成物を含む硬化性シリコーン組成物:
    (I)
    a)1分子あたり平均で少なくとも2個の脂肪族不飽和有機基を有する第1のポリオルガノシロキサン、
    b)1分子あたり平均で4個〜15個のケイ素原子及び構成成分a)中の脂肪族不飽和有機基1個あたり少なくとも4個のケイ素結合水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、
    c)1分子あたり少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基並びにアクリレート基及びメタクリレート基から選択される1個又はそれ以上の硬化性基を有する反応性種
    の反応であって、d)第1のヒドロシリル化触媒及びe)異性体還元剤の存在下における反応の反応生成物を含む、アクリレート基及びメタクリレート基から選択される少なくとも1つのラジカル硬化性基を有する官能基密集型ポリオルガノシロキサン、
    (II)
    a)式:

    に従うシロキサン化合物(式中、
    各Rは独立に、1個〜6個の炭素原子を有する1価の炭化水素であり、
    R’は、3個〜12個の炭素原子を有する1価の炭化水素であり、
    R”は、H又はCHであり、
    下付き文字m及びnはそれぞれ独立に、1〜10までの値を有する)、及び
    b)1分子あたり平均で少なくとも2個の脂肪族不飽和有機基を有する第2のポリオルガノシロキサン
    の反応であって、c)第2のヒドロシリル化触媒及びd)第2のヒドロシリル化触媒の阻害剤の存在下における反応の反応生成物を含むシリコーン反応性希釈剤、並びに
    (III)ラジカル開始剤。
  7. 前記異性体還元剤が、前記官能基密集型ポリオルガノシロキサンに対してある量で存在して、前記異性体還元剤の非存在下で形成される官能基密集型ポリオルガノシロキサンと比較して、前記第1のポリオルガノシロキサンのSi−H基の、前記反応種の脂肪族不飽和有機基へのβ−付加を少なくとも10%低減させる、請求項6に記載の硬化性シリコーン組成物。
  8. 硬化した基板を形成するための方法であって、
    請求項1〜7のいずれか一項に記載の硬化性シリコーン組成物を基板に適用する工程と、
    前記基板上の前記硬化性シリコーン組成物を硬化させて前記硬化した基板を形成する工程と
    を含む方法。
  9. 電子工学用途における請求項1〜7のいずれか一項に記載の硬化性シリコーン組成物の使用。
  10. a)1分子あたり平均で10個〜200個のケイ素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、及び
    b)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基及び1個又はそれ以上の硬化性基を有する反応種
    の反応であって、c)異性体還元剤及びd)ヒドロシリル化触媒の存在下における反応の反応生成物を含むシリコーン反応性希釈剤。
  11. 前記ポリオルガノハイドロジェンシロキサンが、式Si−(OSiR (OSiHRb’(OSiR (OSiR H)(4−c)(式中、各Rは独立に、脂肪族不飽和を含まない1価の有機基であり、下付き文字bは、0〜10までの範囲の値を有し、下付き文字b’は0〜10までの範囲の値を有し、下付き文字cは、0〜1までの範囲の値を有する)を含む、請求項10に記載のシリコーン反応性希釈剤。
  12. a)式HRSiO−(RSiO)−SiRHのポリオルガノハイドロジェンシロキサン(式中、各Rは独立に、1価の炭化水素基であり、下付き文字aは0〜400までの範囲の平均値を有する)、及び
    b)1分子あたり、少なくとも1個の脂肪族不飽和有機基及び1個又はそれ以上の硬化性基を有する反応種
    の反応であって、c)異性体還元剤及びd)ヒドロシリル化触媒の存在下における反応の反応生成物を含むシリコーン反応性希釈剤。
  13. 前記反応種が、式R SiR (3−d)に従うシラン(式中、下付き文字dは、1〜3までの範囲の値を有し、各Rは独立に、脂肪族不飽和有機基であり、各Rは、アクリレート基及びメタクリレート基を含有する有機基から独立に選択される)を含む、請求項10〜12のいずれか一項に記載のシリコーン反応性希釈剤。
  14. 前記反応種が、ケイ素原子を含有しない有機化合物を含み、1分子あたり平均で1個〜2個の脂肪族不飽和有機基、並びにアクリレート基及びメタクリレート基から選択される1個又はそれ以上の反応基を有する、請求項10〜13のいずれか一項に記載のシリコーン反応性希釈剤。
  15. 前記異性体還元剤が、前記シリコーン反応性希釈剤に対してある量で存在して、前記異性体還元剤の非存在下で形成されるシリコーン反応性希釈剤と比較して、前記ポリオルガノハイドロジェンシロキサンのSi−H基の、前記反応種の脂肪族不飽和有機基へのβ−付加を少なくとも10%低減させる、請求項10〜14のいずれか一項に記載の硬化性シリコーン組成物。
  16. 電子工学用途における請求項10〜15のいずれか一項に記載のシリコーン反応性希釈剤の使用。
  17. 充填剤及び請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法により調製された硬化性シリコーン組成物を含む、充填剤配合硬化性シリコーン組成物。
  18. 前記充填剤が熱伝導性充填剤を含む、請求項17に記載の充填剤配合硬化性シリコーン組成物。
  19. (IV)湿気硬化触媒、(V)架橋剤、(VI)湿気硬化樹脂及びポリマー、(VII)溶媒、(VIII)接着促進剤、(IX)着色剤、(X)反応性希釈剤、(XI)腐食防止剤、(XII)重合防止剤、(XIV)充填剤処理剤、(XV)酸受容体、及びそれらの組合せから選択される1つ又はそれ以上の構成成分を更に含む、請求項17又は請求項18に記載の充填剤配合硬化性シリコーン組成物。
  20. 電子工学用途における請求項17〜19のいずれか一項に記載の充填剤配合硬化性シリコーン組成物の使用。
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