JP2018197351A - 硬化性シリコーン樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
また、LEDを基板に半田付けするとき、最近は、鉛フリー半田が多く使用されている。鉛フリー半田は従来の半田に比べて溶融温度が高いため、通常260℃以上の温度で半田付けが行われる。このような高い温度で半田付けを行った場合、従来の熱可塑性樹脂からなる封止材やレンズでは、変形を生じたり、黄変したりする場合がある。
また、M単位、D単位およびQ単位から成るシリコーン樹脂を含む組成物も提案されている(特許文献5)。この組成物は、取扱性および自己接着性に優れる。この組成物の硬化物は、屈折率および機械特性が十分でなく、またガス透過性が高い。
(A)1分子中に少なくとも2つのケイ素原子結合アルケニル基を有し、25℃での粘度が10〜1,000,000mPa・sであるオルガノポリシロキサン、
(B)10〜80mol%のSiO4/2単位、0.1〜80mol%の(R1)2SiO2/2単位及び1〜60mol%の(R2)3SiO1/2単位からなり、重量平均分子量が1,000〜10,000であるレジン構造のオルガノポリシロキサン、ここで、上記式中、R1は独立して炭素数2〜8のアルケニル基、又は脂肪族不飽和基を含まない置換または非置換の一価炭化水素基であり、R2は独立して炭素数2〜8のアルケニル基、又は脂肪族不飽和基を含まない置換または非置換の一価炭化水素基であり、全R2のうちの少なくとも1がアルケニル基であり、(B)成分中のケイ素原子に結合した水酸基の量が(B)成分の総質量の0.01〜15.0質量%であり、(B)成分中のケイ素原子に結合したアルコキシ基の量が、(B)成分の総質量に対して0.01〜15.0質量%である、
(C)1分子中に2個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、および
(D)白金族金属系触媒
を含む硬化性シリコーン樹脂組成物であって、(B)成分の量が、(A)成分と(B)成分との合計質量に対して70〜100質量%であり、ケイ素原子結合アリール基の数が、該組成物中のケイ素原子に結合した水素原子及び基(ケイ素原子結合アリール基を含む)の合計個数の10〜90%である、前記硬化性シリコーン樹脂組成物である。
(A)成分は、一分子中に少なくとも2つのケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである。上記アルケニル基は、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基およびオクテニル基等の炭素数2〜8のアルケニル基が好ましく、特に炭素数2〜6のアルケニル基が好ましい。また、(A)成分は、25℃で10〜1,000,000mPa・s、特に100〜500,000mPa・sの粘度を有する。粘度が上記下限未満であると成形が困難であり、上記上限を超えると取り扱いが困難になり、またボイド発生の要因となる場合がある。(A)成分は、ケイ素原子に結合した基として、上記アルケニル基の他に、炭素数1〜10(好ましくは1〜6)の一価炭化水素基、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基;およびこれらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子やシアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフロロプロピル基等のハロゲン置換アルキル基やシアノエチル基等を有していてもよい。(A)成分として、下記一般式(1)で表される、分子鎖両末端のケイ素原子上にそれぞれ少なくとも1個のアルケニル基を有する直鎖状オルガノポリシロキサンが好ましいが、少量(例えば、30mol%以下)の分岐状構造(三官能性シロキサン単位)を分子鎖中に含有してもよい。
尚、本明細書において、粘度は、25℃において回転粘度計を用いて測定した値である。
(B)成分は、10〜80mol%、好ましくは20〜70mol%のSiO4/2単位(Q単位)、0.1〜80mol%、好ましくは0.1〜70mol%の(R1)2SiO2/2単位(D単位)及び1〜60mol%、好ましくは5〜55mol%の(R2)3SiO1/2単位(M単位)からなる、レジン構造(すなわち三次元網状構造)を有するオルガノポリシロキサンである。(B)成分はRSiO3/2単位(T単位)を有しない。これは、T単位を有すると耐熱性に劣るからである。
[測定条件]
展開溶媒:THF
流量:0.6mL/min
検出器:示差屈折率検出器(RI)
カラム:TSK Guardcolomn SuperH−L
TSKgel SuperH4000(6.0mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperH3000(6.0mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperH2000(6.0mmI.D.×15cm×2)
(いずれも東ソー社製)
カラム温度:40℃
試料注入量:20μL(濃度0.5質量%のTHF溶液)
(C)成分は、1分子中に2個以上のケイ素原子結合水素原子(SiH基)を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。(C)成分は架橋剤として作用するものであり、(C)成分中のSiH基と(A)成分及び(B)成分中のアルケニル基とが付加反応することにより硬化物を形成する。(C)成分の構造としては特に制限はなく、直鎖状、分岐鎖状、環状、樹脂状でもよいが、好ましくは直鎖状、分岐鎖状、樹脂状である。また、SiH基の結合位置は特に制限はなく、分子鎖の末端であっても末端でなくてもよい。両末端に少なくとも1のケイ素原子結合水素原子を有する直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサンが好ましい。(C)成分は1種類を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
(D)成分は、付加硬化反応を促進するために配合され、白金系、パラジウム系およびロジウム系のものが使用できる。コスト等の見地から白金、白金黒、塩化白金酸等の白金系のものが好ましく、例えば、H2PtCl6・mH2O、K2PtCl6、KHPtCl6・mH2O、K2PtCl4、K2PtCl4・mH2O、PtO2・mH2O(mは、正の整数)等や、これらと、オレフィン等の炭化水素、アルコール又はビニル基含有オルガノポリシロキサンとの錯体等を例示することができる。これらは単独でも、2種以上の組み合わせであってもよい。
(A)成分として、下記式
で示されるオルガノポリシロキサン(粘度:4,000mPa・s)を5部、(B)成分として、SiO4/2単位36mol%、Ph2SiO2/2単位36mol%、ViMe2SiO1/2単位28mol%から成るレジン構造のビニルフェニルメチルポリシロキサン(PVMQ)を30部(Mw=2,000、ケイ素原子結合水酸基量:6質量%、ケイ素原子結合アルコキシ基(MeO)量:0.2質量%)、(C)成分として、(A)及び(B)成分中のケイ素原子結合ビニル基の合計個数に対する(C)成分中のケイ素原子結合水素原子の合計個数の比(以下、SiH/SiVi比と表す場合がある)が1.0となる量の、下記式:
で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子に結合した水素原子および基の合計個数に対する組成物中のケイ素原子結合フェニル基の個数の割合(以降、「組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量」という):48%)。この組成物を150℃にて4時間加熱成形して硬化物(120mm×110mm×1mm)を形成し、下記物性の測定を行った。結果を表1に示す。
実施例1で用いた(A)成分を5部、(B)成分として、SiO4/2単位40mol%、Ph2SiO2/2単位40mol%、MePhViSiO1/2単位20mol%から成るレジン構造のビニルフェニルメチルポリシロキサン(PVMQ)を50部(Mw=2,300、ケイ素原子結合水酸基量:13質量%、ケイ素原子結合アルコキシ基(MeO)量:0.6質量%)、(C)成分として、SiH/SiVi比が1.0となる量の実施例1で用いたオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量:60%)。実施例1と同様にして硬化物を形成し、物性の測定を行った。結果を表1に示す。
(A)成分として、下記式
で示されるオルガノポリシロキサン(粘度:4,500mPa・s)を7部、実施例1で用いた(B)成分を30部、(C)成分として、SiH/SiVi比が1.0となる量の実施例1で用いたオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量:46%)。実施例1と同様にして硬化物を形成し、物性の測定を行った。結果を表1に示す。
実施例3で用いた(A)成分を7部、実施例2で用いた(B)成分を30部、(C)成分として、SiH/SiVi比が1.0となる量の、下記式:
で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量:40%)。実施例1と同様にして硬化物を形成し、物性の測定を行った。結果を表1に示す。
実施例1で用いた(A)成分を10部、(B)成分として、SiO4/2単位40mol%、Me2SiO2/2単位20mol%、Ph2SiO2/2単位20mol%、MePhViSiO1/2単位20mol%から成るレジン構造のビニルフェニルメチルポリシロキサン(PVMQ)を30部(Mw=3,000、ケイ素原子結合水酸基量:5質量%、ケイ素原子結合アルコキシ基(MeO)量:0.6質量%)、(C)成分として、SiH/SiVi比が1.0となる量の実施例4で用いたオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量:30%)。実施例1と同様にして硬化物を形成し、物性の測定を行った。結果を表1に示す。
実施例1で用いた(A)成分を20部、実施例1で用いた(B)成分を30部、(C)成分として、SiH/SiVi比が1.0となる量の実施例1で用いたオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量:48%)。実施例1と同様にして硬化物を形成し、物性の測定を行った。結果を表2に示す。
(A)成分として、下記式:
で示されるオルガノポリシロキサン(粘度:3,000mPa・s)を5部、(B)成分として、SiO4/2単位36mol%、Me2SiO2/2単位36mol%、MePhViSiO1/2単位28mol%から成るレジン構造のPVMQを30部(Mw=4,400、ケイ素原子結合水酸基量:6質量%、ケイ素原子結合アルコキシ基(MeO)量:1質量%)、(C)成分として、SiH/SiVi比が、1.0となる量の実施例4で用いたオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量:8%)。実施例1と同様にして硬化物を形成し、物性の測定を行った。結果を表2に示す。
実施例1で用いた(A)成分を7部、比較(B)成分として、SiO4/2単位36mol%、Ph2SiO2/2単位36mol%、ViMe2SiO1/2単位28mol%から成るレジン構造のビニルフェニルメチルポリシロキサン(PVMQ)を30部(Mw=2,000、ケイ素原子結合水酸基量:1質量%、ケイ素原子結合アルコキシ基(MeO)量:20質量%)、(C)成分として、SiH/SiVi比が1.0となる量の実施例1で用いたオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量:48%)。実施例1と同様にして硬化物を形成し、物性の測定を行った。結果を表2に示す。
実施例1で用いた(A)成分を7部、比較(B)成分として、SiO4/2単位36mol%、Ph2SiO2/2単位36mol%、ViMe2SiO1/2単位28mol%から成るレジン構造のビニルフェニルメチルポリシロキサン(PVMQ)を30部(Mw=2,000、ケイ素原子結合水酸基量:0.005質量%、ケイ素原子結合アルコキシ基(MeO)量:0.006質量%である)、(C)成分として、SiH/SiVi比が1.0となる量の実施例1で用いたオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量:48%)。実施例1と同様にして硬化物を形成し、物性の測定を行った。結果を表2に示す。
実施例1で用いた(A)成分を7部、比較(B)成分として、SiO4/2単位36mol%、Ph2SiO2/2単位36mol%、ViMe2SiO1/2単位28mol%から成るレジン構造のビニルフェニルメチルポリシロキサン(PVMQ)を30部(Mw=2,000、ケイ素原子結合水酸基量:20質量%、ケイ素原子結合アルコキシ基(MeO)量:0.1質量%)、(C)成分として、SiH/SiVi比が1.0となる量の実施例1で用いたオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量:46%)。実施例1と同様にして硬化物を形成し、物性の測定を行った。結果を表2に示す。
実施例1で用いた(A)成分を7部、比較(B)成分として、PhSiO3/2単位70mol%、Ph2SiO2/2単位およびMe2SiO2/2単位の合計2mol%、ViMe2SiO1/2単位28mol%から成るレジン構造のビニルフェニルメチルポリシロキサンを30部(Mw=2,000、ケイ素原子結合水酸基量:5質量%、ケイ素原子結合アルコキシ基(MeO)量:0.01質量%である)、(C)成分として、SiH/SiVi比が1.0となる量の実施例1で用いたオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量:47%)実施例1と同様にして硬化物を形成し、物性の測定を行った。結果を表2に示す。
(1)屈折率
25℃における硬化物の屈折率を、JIS K0061:2001に準拠して、アッベ型屈折率計により測定した。
(2)引張試験
硬化物の引張強さ及び切断時伸びを、JIS K6249:2003に準拠して測定した。
(3)硬さ(タイプD)
得られた組成物を150℃で1時間硬化したときの硬さおよび4時間硬化したときの硬さを、JIS K6249:2003に準拠して、デュロメータD硬度計を用いて測定した。
(4)表面タック性
硬化物の表面の埃の付着の有無を目視にて確認した。
(5)光透過率(耐熱性)
日立分光光度計U−4100を用いて、硬化物(厚さ1mm)の光透過率(450nm)を23℃で測定し(初期透過率)、これを100%とした。次いで、硬化物を150℃で1,000時間熱処理した後、同様に光透過率を測定して、初期透過率に対する熱処理後の透過率の変化を求めた。
(6)水蒸気透過率
1mm厚さの硬化物の水蒸気透過率を、JIS K7129に準拠して、水蒸気透過度計(Lyssy、L80−5000)を用いて測定した。
(7)接着性
得られた組成物0.25gを、表面積が180mm2の銀板上に、銀板との接触底面積が45mm2となるように塗布し、150℃で4時間硬化させた。ミクロスパチュラを用いて硬化物と銀板との界面付近を破壊して、銀板から硬化物を剥ぎ取る際の、硬化物が接着界面で剥離しないで凝集破壊した部分の割合を測定し、下記の判断規準に基づいて接着性を評価した。
○:凝集破壊部分の割合が60%以上である(接着性が良い)。
×:凝集破壊部分の割合が60%未満である(接着性が悪い)。
(A)1分子中に少なくとも2つのケイ素原子結合アルケニル基を有し、25℃での粘度が10〜1,000,000mPa・sであるオルガノポリシロキサン、
(B)10〜80mol%のSiO4/2単位、0.1〜80mol%の(R1)2SiO2/2単位及び1〜60mol%の(R2)3SiO1/2単位からなり、重量平均分子量が1,000〜10,000であるレジン構造のオルガノポリシロキサン、ここで、上記式中、R1は独立して炭素数2〜8のアルケニル基、又は脂肪族不飽和基を含まない置換または非置換の一価炭化水素基であり、R2は独立して炭素数2〜8のアルケニル基、又は脂肪族不飽和基を含まない置換または非置換の一価炭化水素基であり、全R2のうちの少なくとも1がアルケニル基であり、(B)成分中のケイ素原子に結合した水酸基の量が(B)成分の総質量の0.01〜15.0質量%であり、(B)成分中のケイ素原子に結合したアルコキシ基の量が、(B)成分の総質量に対して0.01〜15.0質量%である、
(C)1分子中に2個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン (A)及び(B)成分中のケイ素原子結合アルケニル基の合計個数に対する(C)成分中のケイ素原子結合水素原子の合計個数の比が0.1〜4.0となる量
、および
(D)白金族金属系触媒 触媒量
を含む硬化性シリコーン樹脂組成物であって、(B)成分の量が、(A)成分と(B)成分との合計質量に対して81〜100質量%であり、ケイ素原子結合アリール基の数が、該組成物中のケイ素原子に結合した水素原子及び基(ケイ素原子結合アリール基を含む)の合計個数の20〜70%である、前記硬化性シリコーン樹脂組成物である。
実施例1で用いた(A)成分を10部、(B)成分として、SiO4/2単位40mol%、Me2SiO2/2単位20mol%、Ph2SiO2/2単位20mol%、MePhViSiO1/2単位20mol%から成るレジン構造のビニルフェニルメチルポリシロキサン(PVMQ)を30部(Mw=3,000、ケイ素原子結合水酸基量:5質量%、ケイ素原子結合アルコキシ基(MeO)量:0.6質量%)、(C)成分として、SiH/SiVi比が1.0となる量の実施例4で用いたオルガノハイドロジェンポリシロキサン、ならびに、(D)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:2質量%)0.05部を加え、よく撹拌して、シリコーンゴム組成物を調製した(組成物中のケイ素原子結合フェニル基の量:30%)。実施例1と同様にして硬化物を形成し、物性の測定を行った。結果を表1に示す。
Claims (6)
- (A)1分子中に少なくとも2つのケイ素原子結合アルケニル基を有し、25℃での粘度が10〜1,000,000mPa・sであるオルガノポリシロキサン、
(B)10〜80mol%のSiO4/2単位、0.1〜80mol%の(R1)2SiO2/2単位及び1〜60mol%の(R2)3SiO1/2単位からなり、重量平均分子量が1,000〜10,000であるレジン構造のオルガノポリシロキサン、ここで、上記式中、R1は独立して炭素数2〜8のアルケニル基、又は脂肪族不飽和基を含まない置換または非置換の一価炭化水素基であり、R2は独立して炭素数2〜8のアルケニル基、又は脂肪族不飽和基を含まない置換または非置換の一価炭化水素基であり、全R2のうちの少なくとも1がアルケニル基であり、(B)成分中のケイ素原子に結合した水酸基の量が(B)成分の総質量の0.01〜15.0質量%であり、(B)成分中のケイ素原子に結合したアルコキシ基の量が、(B)成分の総質量に対して0.01〜15.0質量%である、
(C)1分子中に2個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、および
(D)白金族金属系触媒
を含む硬化性シリコーン樹脂組成物であって、(B)成分の量が、(A)成分と(B)成分との合計質量に対して70〜100質量%であり、ケイ素原子結合アリール基の数が、該組成物中のケイ素原子に結合した水素原子及び基(ケイ素原子結合アリール基を含む)の合計個数の10〜90%である、前記硬化性シリコーン樹脂組成物。 - (C)成分の量が、(A)及び(B)成分中のケイ素原子結合アルケニル基の合計個数に対する(C)成分中のケイ素原子結合水素原子の合計個数の比が0.1〜4.0となる量である、請求項1記載の硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 組成物を150℃で1時間硬化したときのJIS K6249:2003に従って測定される硬さが、組成物を150℃で4時間硬化したときの硬さの70%以上である硬化物を与える、請求項1または2記載の硬化性シリコーン樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の硬化性シリコーン樹脂組成物を硬化して得られた、1.46〜1.60の屈折率を有する硬化物。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の硬化性シリコーン樹脂組成物を硬化して得られた、1mmの厚さでの水蒸気透過率が30g/m2・day以下である硬化物。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の硬化性シリコーン樹脂組成物を硬化して得られた、JIS K6249:2003に従って測定される引張強さが2.0MPa以上であり、JIS K6249:2003に従って測定される切断時伸びが40%以上である硬化物。
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