JP2020045387A - Curable composition, cured product, and optical member - Google Patents

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Yuji Hiroshige
裕司 弘重
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Abstract

To provide a curable composition whose cured product is capable of maintaining excellent optical characteristics even when exposed to a high temperature for a long period of time or irradiated with ultraviolet rays for a long period of time.SOLUTION: The curable composition contains: a silsesquioxane compound having a structure represented by RSiOand a structure represented by (R)SiO(Ris an aryl group, an alkyl group or a hydrogen atom, and Ris an aryl group or an alkyl group); and a siloxane compound having a structure represented by RXSiOor both this structure and a structure represented by (R)SiO(Ris an aryl group or an alkyl group, and X is a hydroxyl group or a hydrolyzable group).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、硬化性組成物、硬化物及び光学部材に関する。   The present invention relates to a curable composition, a cured product, and an optical member.

光半導体素子などの光学部材には、耐熱性や透明性の優れた材料が用いられる。このような用途に関連した材料として、特許文献1には、特定のポリオルガノシロキサン、特定のシルセスキオキサン、イソシアヌレート化合物及びシランカップリング剤を含む、硬化性樹脂組成物が開示されている。   For optical members such as optical semiconductor elements, materials having excellent heat resistance and transparency are used. As a material related to such an application, Patent Document 1 discloses a curable resin composition containing a specific polyorganosiloxane, a specific silsesquioxane, an isocyanurate compound, and a silane coupling agent. .

国際公開第2014/109349号International Publication No. WO 2014/109349

しかしながら、従来の硬化性組成物の硬化物は、高温で長期間使用されたり、紫外線(UV)に晒されたときに、被着体からの剥離や光学的特性の変化を生じるため、光学部材への適用に限界があった。   However, the cured product of the conventional curable composition causes peeling from the adherend and changes in optical properties when used at a high temperature for a long period of time or when exposed to ultraviolet light (UV). There was a limit to its application.

そこで、本発明の目的は、硬化物が高温で長期間晒されたり、紫外線の照射を長期間受けた場合であっても、優れた光学的特性を維持可能な硬化性組成物を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a curable composition that can maintain excellent optical properties even when the cured product is exposed to a high temperature for a long period of time or is subjected to ultraviolet irradiation for a long period of time. It is in.

本発明は、下記式(1a)及び(1b)で表される構造を有するシルセスキオキサン化合物(以下、「化合物(I)」と呼ぶ場合がある。)と、

Figure 2020045387

下記式(2a)、又は、下記式(2a)及び(2b)で表される構造を有するシロキサン化合物(以下、「化合物(II)」と呼ぶ場合がある。)と、を含有する硬化性組成物を提供する。なお、式中「*」は結合手を意味する(以下同様)。 The present invention relates to a silsesquioxane compound having a structure represented by the following formulas (1a) and (1b) (hereinafter sometimes referred to as “compound (I)”).
Figure 2020045387

A curable composition containing the following formula (2a) or a siloxane compound having a structure represented by the following formulas (2a) and (2b) (hereinafter sometimes referred to as “compound (II)”). Offer things. In the formula, “*” means a bond (the same applies hereinafter).

Figure 2020045387

[式中、R11はアリール基、アルキル基又は水素原子、R12は水素原子、アリール基又はアルキル基、R21はアリール基又はアルキル基、Xは水酸基又は加水分解性基、nは2〜100の数、をそれぞれ表す。但し、複数存在するR11、R12、R21及びXはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、R11のうち少なくとも一つはアリール基である。]
Figure 2020045387

[In the formula, R 11 is an aryl group, an alkyl group or a hydrogen atom, R 12 is a hydrogen atom, an aryl group or an alkyl group, R 21 is an aryl group or an alkyl group, X is a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and n is 2 to 2. 100 number, respectively. However, a plurality of R 11 , R 12 , R 21 and X may be the same or different, and at least one of R 11 is an aryl group. ]

本発明によれば、硬化物が高温で長期間晒されたり、紫外線の照射を長期間受けた場合であっても、優れた光学的特性が維持される硬化性組成物を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a curable composition in which excellent optical characteristics are maintained even when a cured product is exposed to a high temperature for a long period of time or is irradiated with ultraviolet rays for a long period of time. .

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

実施例に係る硬化性組成物は、(I)シルセスキオキサン化合物(化合物(I))と(II)シロキサン化合物(化合物(II))とを含有している。   The curable composition according to the example contains (I) a silsesquioxane compound (compound (I)) and (II) a siloxane compound (compound (II)).

化合物(I)は、水酸基及び加水分解性基からなる群より選ばれる少なくとも1つがケイ素原子に結合したものであってもよい。化合物(I)が、これらの原子又は基を有する場合は、加水分解、縮合などの反応によりシロキサン結合(−Si−O−Si−)を形成し得るため、化合物(I)は反応性の化合物となる。   Compound (I) may have at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group and a hydrolyzable group bonded to a silicon atom. When the compound (I) has these atoms or groups, a siloxane bond (—Si—O—Si—) can be formed by a reaction such as hydrolysis or condensation, so that the compound (I) is a reactive compound. Becomes

加水分解性基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルケニルオキシ基、アミノ基、ケトキシメート基、アミノオキシ基、カルバモイル基、メルカプト基を挙げることができ、なかでもアルコキシ基が好ましい。アルコキシ基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基が例示でき、反応性の点からメトキシ基、エトキシ基が好ましい。なお、本発明における加水分解性基の意義や好適例は、他の化合物や構造についても上記と同様である。   Examples of the hydrolyzable group include a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, an alkenyloxy group, an amino group, a ketoximate group, an aminooxy group, a carbamoyl group, and a mercapto group. Among them, an alkoxy group is preferable. Examples of the alkoxy group include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and a methoxy group and an ethoxy group are preferable from the viewpoint of reactivity. The meaning and preferred examples of the hydrolyzable group in the present invention are the same as described above for other compounds and structures.

化合物(I)は、以下の式(1a)で表される構造(以下、「構造1a」と呼ぶ場合がある。)を有している。すなわち、ケイ素原子に1つの有機成分と3つの酸素原子が結合したTユニットを有し、(R11−SiO1.5)の基本骨格を有することから、化合物(I)はシルセスキオキサン化合物に該当する。

Figure 2020045387
Compound (I) has a structure represented by the following formula (1a) (hereinafter sometimes referred to as “structure 1a”). That is, the compound (I) is a silsesquioxane compound because it has a T unit in which one organic component and three oxygen atoms are bonded to a silicon atom and has a basic skeleton of (R 11 -SiO 1.5 ). Corresponds to.
Figure 2020045387

11は、アリール基、アルキル基又は水素原子であり、アリール基としてはフェニル基又は置換フェニル基が例示できる。フェニル基の置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基等が挙げられる。アリール基としてはフェニル基が好ましい。R11のアルキル基は、直鎖、分岐及び環状のいずれでもよい。アルキル基の炭素原子数は、例えば1〜10であってよく、縮合反応性に優れることから、好ましくは1〜8、より好ましくは1〜6、更に好ましくは1〜4である。R11のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基(n−プロピル基、イソプロピル基)、ブチル基(n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基)等が挙げられる。R11のアルキル基は、メチル基又はエチル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。 R 11 is an aryl group, an alkyl group or a hydrogen atom, and examples of the aryl group include a phenyl group and a substituted phenyl group. Examples of the substituent of the phenyl group include an alkyl group and an alkenyl group. As the aryl group, a phenyl group is preferable. The alkyl group for R 11 may be linear, branched or cyclic. The number of carbon atoms in the alkyl group may be, for example, 1 to 10, and is preferably 1 to 8, more preferably 1 to 6, and still more preferably 1 to 4 because of excellent condensation reactivity. Examples of the alkyl group for R 11 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group (n-propyl group, isopropyl group), a butyl group (n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group) and the like. Is mentioned. The alkyl group for R 11 is preferably a methyl group or an ethyl group, and more preferably a methyl group.

なお、化合物(I)において、複数存在するR11のうち、少なくとも1つはアリール基であるが、化合物(I)を構成する全ての構造1aのうち、R11がアリール基である構造1aの割合は、例えば5モル%以上であってよく、硬化物の力学的特性が一層向上することから、10モル%以上が好ましく、30モル%以上がより好ましい。また、複数存在するR11に占めるアリール基の割合の上限は、例えば100モル%であってよい。 In the compound (I), at least one of a plurality of R 11 is an aryl group, and among all the structures 1a constituting the compound (I), of the structure 1a in which R 11 is an aryl group. The ratio may be, for example, 5 mol% or more, and is preferably 10 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, since the mechanical properties of the cured product are further improved. The upper limit of the ratio of the aryl group to the plurality of R 11 may be, for example, 100 mol%.

化合物(I)は、式(1a)で表される構造に加え以下の式(1b)で表される構造(以下、「構造1b」と呼ぶ場合がある。)を有している。したがって、化合物(I)はシロキサン骨格を備えることになる。すなわち、化合物(I)はシルセスキオキサン骨格とシロキサン骨格とを有する化合物である。

Figure 2020045387
The compound (I) has a structure represented by the following formula (1b) (hereinafter sometimes referred to as “structure 1b”) in addition to a structure represented by the formula (1a). Therefore, compound (I) has a siloxane skeleton. That is, the compound (I) is a compound having a silsesquioxane skeleton and a siloxane skeleton.
Figure 2020045387

12は、水素原子、アリール基又はアルキル基であり、これらの基の意義及び好適例はR11におけるのと同様である。なお、複数存在するR12は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 R 12 is a hydrogen atom, an aryl group or an alkyl group, and the meaning and preferred examples of these groups are the same as those of R 11 . In addition, a plurality of R 12 may be the same or different.

構造1bにおいて、同じケイ素原子に結合するR12の組み合わせは任意である。例えば、2つとも水素原子、アルキル基又はアリール基であってよい。また、1つがアルキル基であり他の1つがアリール基であってもよい。また、R12が2つともアルキル基である構造1bと、R12が2つともアリール基である構造1bとが併存していてもよい。nは2〜100の範囲である。nは好ましくは2〜50、更には2〜30、特には2〜20である。 In Structure 1b, the combination of R 12 bonded to the same silicon atom is arbitrary. For example, both may be a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. One may be an alkyl group and the other may be an aryl group. Further, the structure 1b in which both R 12 are an alkyl group and the structure 1b in which both R 12 are an aryl group may coexist. n ranges from 2 to 100. n is preferably 2 to 50, more preferably 2 to 30, especially 2 to 20.

化合物(I)は、下記式(1c)で表される構造(以下、「構造1c」と呼ぶ場合がある。)を更に有していてもよい。R13は、アリール基又はアルキル基である。これらの基の意義と好適例は、R11と同様である。なお、複数存在するR13は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。このような構造を有することで、硬化性組成物の保存安定性がより優れるようになる。

Figure 2020045387
Compound (I) may further have a structure represented by the following formula (1c) (hereinafter sometimes referred to as “structure 1c”). R 13 is an aryl group or an alkyl group. Preferred examples and significance of these groups are the same as R 11. Note that a plurality of R 13 may be the same or different. By having such a structure, the storage stability of the curable composition becomes more excellent.
Figure 2020045387

化合物(I)は、上記構造1a及び1bに加え、下記式(1d)の構造(以下、「構造1d」と呼ぶ場合がある。)を有していてもよい。

Figure 2020045387
Compound (I) may have a structure represented by the following formula (1d) (hereinafter, may be referred to as “structure 1d”) in addition to the above structures 1a and 1b.
Figure 2020045387

すなわち、化合物(I)は、構造1a及び1bのみから構成されていても、これらに加え、構造1c及び構造1dの少なくとも一つの構造を有するものであってもよい。構造1a及び1b全体に対する、構造1bの割合は、1〜12モル%であることが好ましく、2〜10モル%であることがより好ましい。上述した範囲にすることで、可撓性を十分に保ちながら、高い耐熱性を維持できる。構造1a、1b及び1c全体に対する、構造1cの割合は、3〜50モル%であることが好ましく、5〜50モル%がより好ましく、3〜30モル%が更に好ましい。上述した範囲にすることで合成中のゲル化の発生を防止し、保存安定性を向上することができる。   That is, the compound (I) may be composed of only the structures 1a and 1b, or may have at least one structure of the structures 1c and 1d in addition thereto. The ratio of the structure 1b to the entire structures 1a and 1b is preferably 1 to 12 mol%, more preferably 2 to 10 mol%. Within the above range, high heat resistance can be maintained while sufficiently maintaining flexibility. The ratio of the structure 1c to the entire structures 1a, 1b, and 1c is preferably 3 to 50 mol%, more preferably 5 to 50 mol%, and still more preferably 3 to 30 mol%. By setting the content within the above range, occurrence of gelation during synthesis can be prevented, and storage stability can be improved.

化合物(I)が、構造1dを含む場合、構造全体に占める構造1dの割合は、例えば、上限が50モル%である。化合物(I)が、構造1a及び1b以外の構造を有する場合、構造全体に占める構造1aの割合は、例えば10モル%以上であってよく、好ましくは20モル%以上、より好ましくは30モル%以上である。また、上限は例えば97モル%以下であってもよい。   When the compound (I) contains the structure 1d, the upper limit of the ratio of the structure 1d to the entire structure is, for example, 50 mol%. When the compound (I) has a structure other than the structures 1a and 1b, the ratio of the structure 1a to the entire structure may be, for example, 10 mol% or more, preferably 20 mol% or more, more preferably 30 mol%. That is all. The upper limit may be, for example, 97 mol% or less.

なお、構造1a、1c及び1dは、それぞれ、T単位、M単位及びQ単位とも呼ばれる。また、構造1bはオルガノシロキサン単位ということもできる。したがって、化合物(I)は、T単位とオルガノシロキサン単位のみから構成されているか、これらに加え、M単位及びQ単位の少なくとも一つの単位を有する化合物である。   The structures 1a, 1c, and 1d are also called a T unit, an M unit, and a Q unit, respectively. Structure 1b can also be referred to as an organosiloxane unit. Therefore, the compound (I) is a compound composed of only the T unit and the organosiloxane unit, or having at least one of the M unit and the Q unit in addition to the T unit and the organosiloxane unit.

化合物(I)は、組成式として、例えば、
[ArSiO3/2[R11SiO3/2[R12 SiO2/2
[ArSiO3/2[R11SiO3/2[R12 SiO2/2[R13 SiO]
として表すことができる。式中Arはアリール基であり、その意義と好適例はR11におけるのと同様である。また、x、y、z及びwは、同一組成内で合計して1になる数であり、それぞれのユニットのモル比を表している。
Compound (I) has a composition formula, for example,
[ArSiO 3/2] x [R 11 SiO 3/2] y [R 12 2 SiO 2/2] z
[ArSiO 3/2] x [R 11 SiO 3/2] y [R 12 2 SiO 2/2] z [R 13 3 SiO] w
Can be expressed as It is Ar wherein an aryl group, preferable examples and the significance are the same as in R 11. Further, x, y, z and w are numbers that add up to 1 in the same composition, and represent the molar ratio of each unit.

化合物(I)は、全体構造として、ラダー型、かご状、無定形など各種形状をとり得る。また、化合物(I)の部分構造として、以下の式(11)〜(15)で表される構造が可能である。なお、これらの構造は、アリール基がフェニル基であり、アルキル基がメチル基である場合を表している。   The compound (I) may have various shapes such as a ladder type, a cage shape and an amorphous shape as the whole structure. Further, as the partial structure of compound (I), structures represented by the following formulas (11) to (15) are possible. These structures show a case where the aryl group is a phenyl group and the alkyl group is a methyl group.

Figure 2020045387
Figure 2020045387

Figure 2020045387
Figure 2020045387

化合物(I)は、以下に示す、ケイ素化合物(i)及び(ii)の反応物、ケイ素化合物(i)、(ii)及び(iii)の反応物であり得る。
ケイ素化合物(i):水酸基及び/又は加水分解性基の3つとアリール基1つがケイ素原子に結合したシラン、
ケイ素化合物(ii):水酸基及び/又は加水分解性基の2つ以上がケイ素原子に結合したシリコーン
ケイ素化合物(iii):水酸基及び/又は加水分解性基の3つがケイ素原子に結合したヒドロシラン
Compound (I) may be a reactant of silicon compounds (i) and (ii) or a reactant of silicon compounds (i), (ii) and (iii) shown below.
Silicon compound (i): silane having three hydroxyl groups and / or hydrolyzable groups and one aryl group bonded to a silicon atom,
Silicon compound (ii): Silicone having two or more hydroxyl groups and / or hydrolyzable groups bonded to silicon atoms Silicon compound (iii): Hydrosilane having three hydroxyl groups and / or hydrolyzable groups bonded to silicon atoms

化合物(I)はまた、ケイ素化合物(i)、(ii)及び(iv)の反応物、ケイ素化合物(i)、(ii)及び(v)の反応物、ケイ素化合物(i)、(ii)、(iii)及び(iv)の反応物、ケイ素化合物(i)、(ii)、(iii)及び(v)の反応物、ケイ素化合物(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)の反応物であり得る。
ケイ素化合物(iv):水酸基及び/又は加水分解性基がケイ素原子に結合したシルセスキオキサン
ケイ素化合物(v):アルキル基及び/又はアリール基が3つ、水酸基及び/又は加水分解性基が1つ、ケイ素原子に結合したシラン
Compound (I) can also be a reactant of silicon compounds (i), (ii) and (iv), a reactant of silicon compounds (i), (ii) and (v), a silicon compound (i), (ii) , (Iii) and (iv), silicon compounds (i), (ii), (iii) and (v), silicon compounds (i), (ii), (iii) and (iv) And the reactants of (v).
Silicon compound (iv): silsesquioxane in which a hydroxyl group and / or a hydrolyzable group is bonded to a silicon atom Silicon compound (v): three alkyl groups and / or aryl groups, a hydroxyl group and / or a hydrolyzable group One, silane bonded to silicon atom

ケイ素化合物(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)は、例えば、それぞれ下記式(21)、(22)、(23)、(24)及び(25)で表すことができる。なお、R11、R12、R13は上記と同義であり、Arはアリール基、Xは水酸基又は加水分解性基を表す。また、mは1以上の数、lは0以上の数を表す。なお、アリール基及び加水分解性基の意義及び好適例は上記と同義である。複数存在する、R11、R12、R13、Ar及びXは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 The silicon compounds (i), (ii), (iii), (iv) and (v) are represented, for example, by the following formulas (21), (22), (23), (24) and (25), respectively. Can be. Here, R 11 , R 12 and R 13 have the same meaning as described above, Ar represents an aryl group, and X represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group. M represents a number of 1 or more, and 1 represents a number of 0 or more. The meanings and preferred examples of the aryl group and the hydrolyzable group are as defined above. A plurality of R 11 , R 12 , R 13 , Ar and X may be the same or different.

Figure 2020045387
Figure 2020045387

Figure 2020045387
Figure 2020045387

化合物(I)は、例えば、上記ケイ素化合物(モノマー成分)の加水分解縮合により合成することができる。なお、式(22)で表されるケイ素化合物の好適な分子量は、lが0である場合は300〜2000であり、400〜1000がより好ましい。また、lが0でない場合は、300〜8000が好適であり、400〜7000がより好ましい。   Compound (I) can be synthesized, for example, by hydrolytic condensation of the silicon compound (monomer component). The suitable molecular weight of the silicon compound represented by the formula (22) is 300 to 2,000 when 1 is 0, and more preferably 400 to 1,000. When 1 is not 0, 300 to 8000 is preferable, and 400 to 7000 is more preferable.

ケイ素化合物の加水分解縮合の際には、触媒を使用してもよい。触媒はそのまま使用してもよいが、通常、水溶液で使用される。触媒としては、例えば、酸触媒、アルカリ触媒、金属キレート化合物等が挙げられる。   At the time of hydrolytic condensation of the silicon compound, a catalyst may be used. The catalyst may be used as it is, but is usually used in an aqueous solution. Examples of the catalyst include an acid catalyst, an alkali catalyst, and a metal chelate compound.

酸触媒としては、例えば、有機酸及び無機酸が挙げられる。有機酸としては、例えば、蟻酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸、リンゴ酸、乳酸、クエン酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、酪酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸、p−アミノ安息香酸、2−エチルヘキサン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロエタンスルホン酸等が挙げられる。無機酸としては、例えば、塩酸、燐酸、硝酸、ホウ酸、硫酸、フッ酸等が挙げられる。酸触媒は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the acid catalyst include organic acids and inorganic acids. Examples of organic acids include formic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, malonic acid, succinic acid, tartaric acid, malic acid, lactic acid, citric acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, and heptanoic acid Octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, adipic acid, sebacic acid, butyric acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linoleic acid, salicylic acid, benzenesulfonic acid, benzoic acid, p-aminobenzoic acid, 2- Examples include ethylhexanoic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, and trifluoroethanesulfonic acid. Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, boric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid and the like. One type of acid catalyst may be used alone, or two or more types may be used in combination.

アルカリ触媒としては、例えば、無機塩基及び有機塩基が挙げられる。無機塩基としては、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。有機塩基としては、例えば、ピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等が挙げられる。アルカリ触媒は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the alkali catalyst include an inorganic base and an organic base. Examples of the inorganic base include ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. As the organic base, for example, pyridine, pyrrole, piperazine, pyrrolidine, piperidine, picoline, monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, monopropylamine, dipropylamine, tripropylamine, monobutylamine, dibutylamine Butylamine, tributylamine, monoethanolamine, diethanolamine, dimethylmonoethanolamine, monomethyldiethanolamine, triethanolamine, diazabicyclooctane, diazabicyclononane, diazabicycloundecene, tetramethylammonium hydroxide and the like. As the alkali catalyst, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

金属キレート化合物としては、例えば、チタンキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物等が挙げられる。金属キレート化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the metal chelate compound include a titanium chelate compound, a zirconium chelate compound, and an aluminum chelate compound. One type of metal chelate compound may be used alone, or two or more types may be used in combination.

ケイ素化合物の加水分解縮合は、溶媒中で行ってもよい。溶媒として、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、メタノール、エタノール、2−プロパノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル等のエーテル系溶媒、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル等のエステル系溶媒が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The hydrolytic condensation of the silicon compound may be performed in a solvent. Examples of the solvent include aromatic solvents such as benzene, toluene, and xylene; alcohol solvents such as methanol, ethanol, and 2-propanol; ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; and ethylene glycol methyl ether and ethylene glycol ethyl ether. Examples include ether solvents, and ester solvents such as methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, and n-amyl lactate. These may be used alone or in combination of two or more.

化合物(I)は、例えば、ケイ素化合物を溶媒に溶解させた溶液に、触媒を含有する水を添加して加水分解し、縮合反応させることで合成される。複数のケイ素化合物を用いる場合であって、その種類により加水分解速度に差がある場合、加水分解速度が遅いケイ素化合物を先に加水分解させた後に、加水分解速度が速いケイ素化合物を添加して共縮合反応を行ってもよい。   The compound (I) is synthesized, for example, by adding water containing a catalyst to a solution in which a silicon compound is dissolved in a solvent, hydrolyzing the solution, and subjecting it to a condensation reaction. In the case of using a plurality of silicon compounds, if there is a difference in the hydrolysis rate depending on the type, after hydrolyzing the silicon compound having a low hydrolysis rate first, adding a silicon compound having a high hydrolysis rate. A co-condensation reaction may be performed.

加水分解し、縮合反応させる際の反応温度は、室温(25℃)〜100℃であってよく、反応時間は、反応温度等の条件により異なるが、通常、4〜24時間である。なお、ケイ素化合物の加水分解縮合の際には、アルコールが副生する。このアルコールは、反応終了後に、エバポレータ等の減圧濃縮装置を用い、溶媒と共に除去することができる。   The reaction temperature at the time of hydrolysis and condensation reaction may be from room temperature (25 ° C.) to 100 ° C., and the reaction time varies depending on conditions such as the reaction temperature, but is usually 4 to 24 hours. In addition, alcohol is by-produced during the hydrolytic condensation of the silicon compound. After completion of the reaction, the alcohol can be removed together with the solvent using a vacuum concentrator such as an evaporator.

化合物(I)の重量平均分子量(Mw)は、500〜7000であることが好ましく、硬化性組成物の取扱い性に優れることから、500〜4000であることがより好ましい。なお、化合物(I)のMwは、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)により測定され、標準ポリスチレン換算した値である。   The weight average molecular weight (Mw) of the compound (I) is preferably from 500 to 7000, and more preferably from 500 to 4,000 because of excellent handleability of the curable composition. The Mw of the compound (I) is a value measured by GPC (gel permeation chromatography) and converted to standard polystyrene.

実施形態に係る硬化性組成物は、上述した化合物(I)の他、化合物(II)を含有している。   The curable composition according to the embodiment contains the compound (II) in addition to the compound (I) described above.

化合物(II)は、式(2a)で表される構造(以下、「構造2a」と呼ぶ場合がある。)、又は、構造2a及び(2b)で表される構造(以下、「構造2b」と呼ぶ場合がある。)を有しており、Xで表される水酸基又は加水分解性基を有しているため、反応性のシロキサン化合物である。   The compound (II) has a structure represented by the formula (2a) (hereinafter, may be referred to as “structure 2a”) or a structure represented by structures 2a and 2b (hereinafter, “structure 2b”). ), And has a hydroxyl group or a hydrolyzable group represented by X, and thus is a reactive siloxane compound.

なお、R21はアリール基又はアルキル基であり、これらの基の意義と好適例は、R11と同様である。なお、複数存在するR21及びXはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R21は、エポキシ基、メルカプト基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基及びビニル基からなる群より選ばれる反応性基で置換されていてもよい。

Figure 2020045387
Note that R 21 is an aryl group or an alkyl group, and the meaning and preferred examples of these groups are the same as those of R 11 . Note that a plurality of R 21 and X may be the same or different. R 21 may be substituted with a reactive group selected from the group consisting of an epoxy group, a mercapto group, a (meth) acryloyl group, a (meth) acryloyloxy group and a vinyl group.
Figure 2020045387

化合物(II)は、上記の構造に加え下記式(2c)で表される構造(以下、「構造2b」と呼ぶ場合がある。)を有していてもよい。なお、R21の意義と好適例は上記と同様であり、複数存在するR21は同一でも異なっていてもよい。

Figure 2020045387
Compound (II) may have a structure represented by the following formula (2c) (hereinafter, may be referred to as “structure 2b”) in addition to the above structure. Incidentally, a preferred embodiment and significance of R 21 are as defined above, R 21 existing in plural numbers may be the same or different.
Figure 2020045387

すなわち化合物(II)は、構造2aのみ、構造2a及び2bのみ、構造2a及び2cのみ、構造2a、2b及び2c、から構成されることができる。化合物(II)としては、例えば、下記式(31)、(32)及び(33)の部分構造を有するものが例示できる。

Figure 2020045387

Figure 2020045387

Figure 2020045387
That is, the compound (II) can be composed of only the structure 2a, only the structures 2a and 2b, only the structures 2a and 2c, and the structures 2a, 2b and 2c. Examples of the compound (II) include those having the partial structures of the following formulas (31), (32) and (33).
Figure 2020045387

Figure 2020045387

Figure 2020045387

化合物(II)は、上記式で表されるように、主鎖の末端にX(水酸基又は加水分解性基)を有していてよく、主鎖の側鎖として水酸基又は加水分解性基を有していてもよい。化合物(II)は、水酸基又は加水分解性基を2以上有していてよく、少なくとも一つの水酸基又は加水分解性基が主鎖の側鎖として存在することが好ましい。   Compound (II) may have X (hydroxyl group or hydrolyzable group) at the terminal of the main chain as shown by the above formula, and may have a hydroxyl group or hydrolyzable group as a side chain of the main chain. It may be. Compound (II) may have two or more hydroxyl groups or hydrolyzable groups, and it is preferable that at least one hydroxyl group or hydrolyzable group exists as a side chain of the main chain.

化合物(II)中の水酸基又は加水分解性基の含有割合は、例えば5質量%以上であってよく、好ましくは10質量%以上である。また、化合物(II)中の水酸基又は加水分解性基の含有割合は、例えば70質量%以下であってよく、好ましくは65質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。   The content ratio of the hydroxyl group or the hydrolyzable group in the compound (II) may be, for example, 5% by mass or more, and preferably 10% by mass or more. The content of the hydroxyl group or the hydrolyzable group in the compound (II) may be, for example, 70% by mass or less, preferably 65% by mass or less, and more preferably 60% by mass or less.

化合物(II)の重量平均分子量(Mw)は、例えば200〜5000であってよい。なお、化合物(II)のMwは、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)により測定され、標準ポリスチレン換算した値である。   The weight average molecular weight (Mw) of compound (II) may be, for example, from 200 to 5,000. The Mw of the compound (II) is a value measured by GPC (gel permeation chromatography) and converted to standard polystyrene.

化合物(II)は、組成式として、例えば、
[R21SiO3/2[R21XSiO2/2[R21 SiO2/2
[XSiO3/2[R21XSiO2/2[R21 SiO2/2
[R21XSiO2/2[R21 SiO]
[R21SiO3/2[R21XSiO2/2[R21 SiO2/2[R21 SiO]
[XSiO3/2[R21XSiO2/2[R21 SiO2/2[R21 SiO]
として表すことができる。式中、R21はアリール基又はアルキル基であり、これらの基の意義と好適例は、R11と同様である。Xは水酸基又は加水分解性基であり、x、y、z及びwは、同一組成内で合計して1になる数であり、それぞれのユニットのモル比を表している。
Compound (II) is represented by a composition formula, for example:
[R 21 SiO 3/2 ] x [R 21 XSiO 2/2 ] y [R 21 2 SiO 2/2 ] z
[XSiO 3/2 ] x [R 21 XSiO 2/2 ] y [R 21 2 SiO 2/2 ] z
[R 21 XSiO 2/2 ] y [R 21 3 SiO] w
[R 21 SiO 3/2] x [ R 21 XSiO 2/2] y [R 21 2 SiO 2/2] z [R 21 3 SiO] w
[XSiO 3/2] x [R 21 XSiO 2/2] y [R 21 2 SiO 2/2] z [R 21 3 SiO] w
Can be expressed as In the formula, R 21 is an aryl group or an alkyl group, and the meaning and preferred examples of these groups are the same as those of R 11 . X is a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and x, y, z and w are numbers that add up to 1 in the same composition, and represent the molar ratio of each unit.

硬化性組成物は、上述した化合物(I)及び(II)を含有している。化合部(II)はケイ素原子に結合した水酸基又は加水分解性基を有し、また化合物(I)は、ケイ素原子に結合した、水素原子、水酸基又は加水分解性基を有してもいいことから、両化合物を含む硬化性組成物は、加水分解及び縮合反応によって反応が生じる。また化合物(I)が反応性を有する場合、化合物(I)及び(II)は化学的に結合する。このような硬化性組成物は硬化させた場合に、被着体への密着性に優れ、且つ、激しい温度変化に耐え得る優れた耐熱性を有する。さらに、硬化性組成物は、化合物(I)及び(II)が特定構造を有するため、蛍光体粉末、白色顔料等のフィラーを配合しても、硬化物の優れた密着性及び耐熱性が十分に維持される。このため、硬化性組成物は、光学部材に好適に用いられることができる。本実施形態における光学部材は、発光素子(発光ダイオード、半導体レーザー等)や、表示装置(有機EL、液晶ディスプレイ、プロジェクタ等)に組み込まれる部材を含む。例えば、発光素子における発光層用バインダー、あるいは発光層に隣接する光反射層用バインダーなどの用途に好適に用いることができる。   The curable composition contains the compounds (I) and (II) described above. The compound (II) has a hydroxyl group or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom, and the compound (I) may have a hydrogen atom, a hydroxyl group or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom. Therefore, a curable composition containing both compounds reacts by hydrolysis and condensation reactions. When compound (I) has reactivity, compounds (I) and (II) are chemically bonded. Such a curable composition, when cured, has excellent adhesion to an adherend and has excellent heat resistance that can withstand severe temperature changes. Further, since the curable composition has the specific structure of the compounds (I) and (II), even if a filler such as a phosphor powder or a white pigment is blended, the cured product has sufficient adhesion and heat resistance. Is maintained. For this reason, the curable composition can be suitably used for an optical member. The optical member in the present embodiment includes a light-emitting element (light-emitting diode, semiconductor laser, or the like) or a member incorporated in a display device (organic EL, liquid crystal display, projector, or the like). For example, it can be suitably used for a binder for a light emitting layer in a light emitting element or a binder for a light reflecting layer adjacent to the light emitting layer.

また、硬化性組成物は、化合物(I)同志が結合可能なため、シルセスキオキサン構造同士が架橋した構造を有することが可能である。このため、硬化性組成物の硬化物は、良好なガスバリア性を有する。そのため、発光素子における蛍光体層の保護層などの用途に好適に用いることができる。   In addition, the curable composition can have a structure in which silsesquioxane structures are cross-linked because the compounds (I) can be bonded to each other. For this reason, the cured product of the curable composition has good gas barrier properties. Therefore, it can be suitably used for applications such as a protective layer of a phosphor layer in a light emitting element.

硬化性組成物において、化合物(I)の含有量C1と化合物(II)の含有量C2との比C1/C2は、質量比で、例えば1/9〜9/1であってよく、好ましくは3/7〜8/2である。   In the curable composition, the ratio C1 / C2 of the content C1 of the compound (I) to the content C2 of the compound (II) may be, for example, 1/9 to 9/1 by mass ratio, and is preferably 3/7 to 8/2.

硬化性組成物は、化合物(I)及び化合物(II)以外に、式(24)で表されるような水酸基及び/又は加水分解性基を有するシルセスキオキサンを含有していてもよい。この場合、化合物(I)100質量部に対して、この化合物を1〜30質量部とすることが好ましい。このような化合物を含有させることで、適用用途に応じて硬化物の硬度や可撓性を変化させることが可能になる。   The curable composition may contain a silsesquioxane having a hydroxyl group and / or a hydrolyzable group represented by the formula (24) in addition to the compound (I) and the compound (II). In this case, the compound is preferably used in an amount of 1 to 30 parts by mass based on 100 parts by mass of the compound (I). By containing such a compound, the hardness and flexibility of the cured product can be changed depending on the application.

硬化性組成物は、化合物(I)及び化合物(II)以外の成分として、溶媒、フィラー、硬化触媒などを含有していてもよい。溶媒としては、トルエン、キシレン、アルコール類等が挙げられる。フィラーとしては、無機又は有機フィラーが挙げられる。   The curable composition may contain a solvent, a filler, a curing catalyst, and the like as components other than the compound (I) and the compound (II). Examples of the solvent include toluene, xylene, alcohols and the like. Examples of the filler include an inorganic or organic filler.

硬化触媒としては、例えば、有機金属化合物が適用できる。有機金属化合物としては、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクチレート、ジブチル錫ジラウレートなどの有機錫化合物;アルミニウムトリス(アセチルアセトン)、アルミニウムトリス(アセトアセテートエチル)、アルミニウムジイソプロポキシ(アセトアセテートエチル)などの有機アルミニウム化合物;ジルコニウム(アセチルアセトン)、ジルコニウムトリス(アセチルアセトン)、ジルコニウムテトラキス(エチレングリコールモノメチルエーテル)、ジルコニウムテトラキス(エチレングリコールモノエチルエーテル)、ジルコニウムテトラキス(エチレングリコールモノブチルエーテル)などの有機ジルコニウム化合物;チタニウムテトラキス(エチレングリコールモノメチルエーテル)、チタニウムテトラキス(エチレングリコールモノエチルエーテル)、チタニウムテトラキス(エチレングリコールモノブチルエーテル)などの有機チタニウム化合物が挙げられる。   As the curing catalyst, for example, an organometallic compound can be applied. Examples of the organic metal compound include organic tin compounds such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dioctylate, and dibutyltin dilaurate; and organic compounds such as aluminum tris (acetylacetone), aluminum tris (acetoacetate ethyl), and aluminum diisopropoxy (acetoacetate ethyl). Aluminum compounds; organic zirconium compounds such as zirconium (acetylacetone), zirconium tris (acetylacetone), zirconium tetrakis (ethylene glycol monomethyl ether), zirconium tetrakis (ethylene glycol monoethyl ether), zirconium tetrakis (ethylene glycol monobutyl ether); titanium tetrakis ( Ethylene glycol monomethyl ether), titanium tetrakis (d Glycol monoethyl ether), organic titanium compounds such as titanium tetrakis (ethylene glycol monobutyl ether) and the like.

硬化触媒としては、更に、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸などの鉱酸;ギ酸、酢酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸などの有機酸;アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩基;エチレンジアミン、アルカノールアミンなどの有機塩基;アミノ変性シリコーン、アミノシラン、シラザン、アミン類などのアミノ化合物などが挙げられる。   Examples of the curing catalyst further include mineral acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid; organic acids such as formic acid, acetic acid, oxalic acid, and trifluoroacetic acid; inorganic bases such as ammonia, sodium hydroxide, and potassium hydroxide; And organic bases such as alkanolamines; amino-modified silicones, aminosilanes, silazanes, and amino compounds such as amines.

硬化性組成物は、例えば加熱処理により硬化することができる。硬化時の加熱温度は、例えば100℃以上であってよく、縮合反応を短時間で確実に進行させることができることから、200℃以上が好ましい。   The curable composition can be cured by, for example, heat treatment. The heating temperature during curing may be, for example, 100 ° C. or higher, and is preferably 200 ° C. or higher because the condensation reaction can proceed reliably in a short time.

硬化性組成物は、液状であってよい。このような硬化性組成物は、蛍光体粉末との混合が容易であり、光学部材における発光層用バインダーとしてより好適に用いることができる。特に、化合物(I)が25℃、1気圧において液状であることが好ましい。   The curable composition may be in a liquid state. Such a curable composition can be easily mixed with the phosphor powder, and can be more suitably used as a binder for a light emitting layer in an optical member. Particularly, it is preferable that the compound (I) is liquid at 25 ° C. and 1 atm.

硬化性組成物は、フィラーとの混合、成型、硬化等の各プロセスを鑑みた適切な粘度を有していてよい。硬化性組成物の25℃における粘度は、例えば30000mPa・s以下であってよく、15000mPa・s以下であってもよい。粘度の下限は、例えば100mPa・s以上であってよい。硬化性組成物の粘度は例えば、上述の溶媒で希釈する等の方法で適宜調整することができる。なお、硬化性組成物の25℃における粘度は、JIS K7117−1(1999年度版)に準じ、B型粘度計を用いて測定できる。   The curable composition may have an appropriate viscosity in view of each process such as mixing with a filler, molding, and curing. The viscosity at 25 ° C. of the curable composition may be, for example, 30000 mPa · s or less, or 15000 mPa · s or less. The lower limit of the viscosity may be, for example, 100 mPa · s or more. The viscosity of the curable composition can be appropriately adjusted by, for example, diluting with the above-mentioned solvent. The viscosity of the curable composition at 25 ° C. can be measured using a B-type viscometer according to JIS K7117-1 (1999 version).

以下、本発明の内容を実施例及び比較例を用いてより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the content of the present invention will be described in more detail using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(合成例1)
1.75gのフェニルシルセスキオキサン(商品名:SR−23、小西化学工業社製、エトキシ末端ホモフェニルシルセスキオキサン、以下「フェニルSQ」と呼ぶ場合がある。)、0.78gのフェニルトリメトキシシラン(商品名:KBM103、信越化学工業社製)、0.36gのトリエトキシシラン(商品名:T1040、東京化成工業社製)、0.48gの両末端が水酸基のジメチルポリシロキサン(商品名:DMS−S12、Gelest社製、分子量:400〜700g/モル)、及び0.45gのジメチルエトキシフェニルシラン(商品名:LS−3300、信越化学工業社製)を、溶媒(1.5gのプロパノール及び2.5gのトルエン)中で混合した。次に、この混合物を攪拌しながら、0.61gの1.2%塩酸水溶液を滴下した。得られた溶液を85℃で6時間攪拌した。反応後、溶媒と副生成物を除去し、シルセスキオキサン化合物(以下「SQ1」と呼ぶ場合がある。)を得た。
(Synthesis example 1)
1.75 g of phenylsilsesquioxane (trade name: SR-23, manufactured by Konishi Chemical Industry Co., Ltd., ethoxy-terminated homophenylsilsesquioxane, hereinafter sometimes referred to as “phenylSQ”), 0.78 g of phenyl Trimethoxysilane (trade name: KBM103, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 0.36 g of triethoxysilane (trade name: T1040, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 0.48 g of dimethylpolysiloxane having hydroxyl groups at both ends (trade name) Name: DMS-S12, manufactured by Gelest, molecular weight: 400 to 700 g / mol), and 0.45 g of dimethylethoxyphenylsilane (trade name: LS-3300, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were mixed with a solvent (1.5 g of (Propanol and 2.5 g of toluene). Next, while stirring this mixture, 0.61 g of a 1.2% aqueous hydrochloric acid solution was added dropwise. The resulting solution was stirred at 85 ° C. for 6 hours. After the reaction, the solvent and by-products were removed to obtain a silsesquioxane compound (hereinafter sometimes referred to as “SQ1”).

(実施例1〜6、比較例1)
SQ1と、フェニルSQと、シロキサン化合物(商品名:X−40−9227、信越化学工業社製、式(2a)又は式(2a)及び(2b)で表される構造を有するシリコーンオリゴマー。R21としてメチル基とフェニル基を有し、Xはメトキシ基である。)を質量比で以下の表1のとおり混合し、実施例1〜6及び比較例1の硬化性組成物を得た。
(Examples 1 to 6, Comparative Example 1)
SQ1, phenyl SQ, and a siloxane compound (trade name: X-40-9227, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., a silicone oligomer having a structure represented by Formula (2a) or Formulas (2a) and (2b)) R 21 Have a methyl group and a phenyl group, and X is a methoxy group) in a mass ratio as shown in Table 1 below to obtain curable compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1.

Figure 2020045387
Figure 2020045387

[透明性評価]
実施例1〜6及び比較例1の硬化性組成物をサファイアガラス基板(表面粗さRa:20nm)の表面に対して滴下し、メーヤーバー(No3)を用いて塗工し塗膜を得た。得られた塗膜を100℃で1時間加熱し、その後、150℃で1時間加熱し、その後、200℃で2時間加熱し、その後、250℃で5時間加熱し、評価用の硬化物を得た。硬化物の透明性を目視で観察した。結果を以下の表2に示す。
[Transparency evaluation]
The curable compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were dropped on the surface of a sapphire glass substrate (surface roughness Ra: 20 nm) and applied using a Mayer bar (No. 3) to obtain a coating film. The obtained coating film was heated at 100 ° C. for 1 hour, then at 150 ° C. for 1 hour, then at 200 ° C. for 2 hours, and then at 250 ° C. for 5 hours to obtain a cured product for evaluation. Obtained. The transparency of the cured product was visually observed. The results are shown in Table 2 below.

Figure 2020045387
Figure 2020045387

(実施例11〜17)
以下の表3の組成に従って、実施例1と同様にして硬化性組成物を得た。なお、表3中、数字は配合質量%を表し、括弧内はモル%を表す。また、成分の詳細は以下のとおりである。
DMS−XM11:両末端が水酸基のジメチルポリシロキサン(Gelest社製、分子量:900〜1000g/モル)
YF3804:ジメチル―ジフェニルポリシロキサン(モーメンティブ社製、分子量:6000g/モル)
LS510:トリメチルトリメトキシシラン(信越化学工業社製)

Figure 2020045387
(Examples 11 to 17)
According to the composition in Table 3 below, a curable composition was obtained in the same manner as in Example 1. In Table 3, the numbers represent the blending mass%, and the numbers in parentheses represent the mol%. Details of the components are as follows.
DMS-XM11: dimethylpolysiloxane having hydroxyl groups at both ends (manufactured by Gelest, molecular weight: 900 to 1000 g / mol)
YF3804: dimethyl-diphenylpolysiloxane (manufactured by Momentive, molecular weight: 6000 g / mol)
LS510: Trimethyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Figure 2020045387

なお、シルセスキオキサン化合物の合成に用いた全原料に占める、式(22)で表されるケイ素化合物(DMS−S12、DMS−XM11)の質量%を、以下の表4に示す。なお、括弧内はモル%である。

Figure 2020045387
In addition, the mass% of the silicon compounds (DMS-S12, DMS-XM11) represented by the formula (22) in all the raw materials used for the synthesis of the silsesquioxane compound is shown in Table 4 below. Note that the values in parentheses are mol%.
Figure 2020045387

[シロキサン骨格の評価]
実施例11〜16の硬化性組成物について、上記透明性評価と同様にして透明性を評価した。結果を以下の表5に示す。
[Evaluation of siloxane skeleton]
About the curable composition of Examples 11-16, transparency was evaluated similarly to the said transparency evaluation. The results are shown in Table 5 below.

Figure 2020045387
Figure 2020045387

[ヒートショック評価]
上記透明性評価の方法で得た評価用の硬化物に関し、−40℃30分/200℃30分のサイクルを500サイクル繰り返し、硬化物の剥離及びクラックの発生を評価した。結果を以下の表6に示す。
A:硬化物の剥離及び硬化物のクラックがいずれも観察されない。
B:硬化物の剥離及び硬化物のクラックのうち、少なくとも一方が観察される。
[Heat shock evaluation]
Regarding the cured product for evaluation obtained by the above-described method for evaluating transparency, a cycle of −40 ° C. for 30 minutes / 200 ° C. for 30 minutes was repeated 500 times, and peeling of the cured product and generation of cracks were evaluated. The results are shown in Table 6 below.
A: Neither peeling of the cured product nor cracking of the cured product are observed.
B: At least one of peeling of the cured product and cracking of the cured product is observed.

Figure 2020045387
Figure 2020045387

[光学特性の評価1]
実施例4又は5の硬化性組成物100質量部に対して、5質量部の触媒(商品名:X−40−2309A、信越化学工業社製、リン酸15%)を加え、更に30質量%となるようにチタニア粉末(商品名:CR−90、石原産業社製)を添加して、均一になるように攪拌し硬化用溶液を得た。この硬化用溶液を、1穴ホールスライドガラスの穴(穴径15mm、深さ0.6mm)に流し込み、100℃で2時間加熱後、更に150℃で2時間、200℃で2時間、250℃で1時間加熱し、評価用の硬化物を得た。この硬化物に対し、QUV対候性試験機(Q−LAB社製、UVA−351nmランプ)を使用し紫外線を照射した。1週間の紫外線照射の後、色調パラメータ(a、b)を測定し、初期値と比較した。結果を以下の表7に示す。
[Evaluation of Optical Properties 1]
To 100 parts by mass of the curable composition of Example 4 or 5, 5 parts by mass of a catalyst (trade name: X-40-2309A, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., phosphoric acid 15%) was added, and further 30% by mass. Then, titania powder (trade name: CR-90, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) was added to the mixture, and the mixture was stirred so as to be uniform to obtain a curing solution. This curing solution was poured into a hole (hole diameter 15 mm, depth 0.6 mm) of a 1-hole hole slide glass, heated at 100 ° C. for 2 hours, further heated at 150 ° C. for 2 hours, 200 ° C. for 2 hours, 250 ° C. For 1 hour to obtain a cured product for evaluation. The cured product was irradiated with ultraviolet rays using a QUV weather tester (UVA-351 nm lamp, manufactured by Q-LAB). After one week of ultraviolet irradiation, the color tone parameters (a * , b * ) were measured and compared with the initial values. The results are shown in Table 7 below.

Figure 2020045387
Figure 2020045387

[光学特性の評価2]
実施例4〜6の硬化性組成物100質量部に対して、5質量部の触媒(商品名:X−40−2309A、信越化学工業社製、リン酸15%)を加え、更に30質量%となるようにチタニア粉末(商品名:CR−90、石原産業社製)を添加して、均一になるように攪拌し硬化用溶液を得た。また、チタニア粉末を添加しない他は前記と同様にして、硬化用溶液を得た。この硬化用溶液を、1穴ホールスライドガラスの穴(穴径15mm、深さ0.6mm)に流し込み、100℃で2時間加熱後、更に150℃で2時間、200℃で2時間、250℃で1時間加熱し、評価用の硬化物を得た。この硬化物に対し、QUV対候性試験機(Q−LAB社製、UVA−351nmランプ)を使用し紫外線を照射した。3000時間の紫外線照射の後、色調パラメータ(L、a、b)を測定し、初期値と比較した。結果を以下の表8に示す。
[Evaluation of Optical Properties 2]
To 100 parts by mass of the curable compositions of Examples 4 to 6, 5 parts by mass of a catalyst (trade name: X-40-2309A, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., phosphoric acid 15%) was added, and further 30% by mass. Then, titania powder (trade name: CR-90, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) was added to the mixture, and the mixture was stirred so as to be uniform to obtain a curing solution. A curing solution was obtained in the same manner as above except that no titania powder was added. This curing solution was poured into a hole (hole diameter 15 mm, depth 0.6 mm) of a 1-hole hole slide glass, heated at 100 ° C. for 2 hours, further heated at 150 ° C. for 2 hours, 200 ° C. for 2 hours, 250 ° C. For 1 hour to obtain a cured product for evaluation. The cured product was irradiated with ultraviolet rays using a QUV weather tester (UVA-351 nm lamp, manufactured by Q-LAB). After 3000 hours of UV irradiation, color tone parameters (L * , a * , b * ) were measured and compared with the initial values. The results are shown in Table 8 below.

Figure 2020045387
Figure 2020045387

[耐熱性評価]
実施例4〜6の硬化性組成物100質量部に対して、5質量部の触媒(商品名:X−40−2309A、信越化学工業社製、リン酸15%)を加え、更に30質量%となるようにチタニア粉末(商品名:CR−90、石原産業社製)を添加して、均一になるように攪拌し硬化用溶液を得た。この硬化用溶液をメーヤーバー(No3)を用いてアルミナ基板の上に塗布し、100℃で2時間加熱後、更に150℃で2時間、200℃で2時間、250℃で1時間加熱し、評価用の硬化物を得た。この硬化物を180℃に加熱されたオーブン中で1000時間保持し、硬化物の剥離及びクラックの発生を評価した。結果を以下の表9に示す。
A:硬化物の剥離及び硬化物のクラックがいずれも観察されない。
B:硬化物の剥離及び硬化物のクラックのうち、少なくとも一方が観察される。
[Heat resistance evaluation]
To 100 parts by mass of the curable compositions of Examples 4 to 6, 5 parts by mass of a catalyst (trade name: X-40-2309A, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., phosphoric acid 15%) was added, and further 30% by mass. Then, titania powder (trade name: CR-90, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) was added to the mixture, and the mixture was stirred so as to be uniform to obtain a curing solution. This curing solution was applied on an alumina substrate using a Mayer bar (No. 3), heated at 100 ° C. for 2 hours, and further heated at 150 ° C. for 2 hours, 200 ° C. for 2 hours, and 250 ° C. for 1 hour, and evaluated. To obtain a cured product. This cured product was held in an oven heated to 180 ° C. for 1000 hours, and peeling of the cured product and generation of cracks were evaluated. The results are shown in Table 9 below.
A: Neither peeling of the cured product nor cracking of the cured product are observed.
B: At least one of peeling of the cured product and cracking of the cured product is observed.

Figure 2020045387
Figure 2020045387

上述した実施形態の硬化性組成物によれば、従来の組成物では不可能であった顕著な特性を発揮する。すなわち、硬化物が高温で長期間晒されたり、紫外線の照射を長期間受けた場合であっても、光学的特性の変化が非常に少ない。ここで光学的特性とは、硬化性組成物の硬化物が光学部材用途に適用されたときの実用上の特性をいい、透明性、色調パラメータなどが含まれる。この硬化性組成物は更に、硬化物の各種基材への密着性が高く、初期的にも、ヒートショック(例えば、−40℃30分/200℃30分を500サイクル)後も、高い透明性を維持し、クラックも生じ難い。したがって、光学部材用途はもちろんのこと各種用途に適用可能である。
According to the curable composition of the above-described embodiment, a remarkable property which cannot be obtained by a conventional composition is exhibited. That is, even when the cured product is exposed to a high temperature for a long period of time or is irradiated with ultraviolet rays for a long period of time, there is very little change in optical characteristics. Here, the optical characteristics refer to practical characteristics when a cured product of the curable composition is applied to an optical member, and include transparency, a color tone parameter, and the like. The curable composition further has high adhesion of the cured product to various substrates, and is highly transparent even at the initial stage and after heat shock (for example, -40 ° C for 30 minutes / 200 ° C for 30 minutes of 500 cycles). The property is maintained, and cracks hardly occur. Therefore, the present invention can be applied not only to optical members but also to various uses.

Claims (13)

下記式(1a)及び(1b)で表される構造を有するシルセスキオキサン化合物と、
Figure 2020045387

下記式(2a)、又は、下記式(2a)及び(2b)で表される構造を有するシロキサン化合物と、を含有する硬化性組成物。
Figure 2020045387

[式中、R11はアリール基、アルキル基又は水素原子、R12は水素原子、アリール基又はアルキル基、R21はアリール基又はアルキル基、Xは水酸基又は加水分解性基、nは2〜100の数、をそれぞれ表す。但し、複数存在するR11、R12、R21及びXはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、R11のうち少なくとも一つはアリール基である。]
A silsesquioxane compound having a structure represented by the following formulas (1a) and (1b):
Figure 2020045387

A curable composition containing the following formula (2a) or a siloxane compound having a structure represented by the following formulas (2a) and (2b).
Figure 2020045387

[In the formula, R 11 is an aryl group, an alkyl group or a hydrogen atom, R 12 is a hydrogen atom, an aryl group or an alkyl group, R 21 is an aryl group or an alkyl group, X is a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and n is 2 to 2. 100 number, respectively. However, a plurality of R 11 , R 12 , R 21 and X may be the same or different, and at least one of R 11 is an aryl group. ]
前記シルセスキオキサン化合物は、下記式(1c)で表される構造を更に有する、請求項1に記載の硬化性組成物。
Figure 2020045387

[式中、R13はアリール基又はアルキル基を表す。但し、複数存在するR13はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。]
The curable composition according to claim 1, wherein the silsesquioxane compound further has a structure represented by the following formula (1c).
Figure 2020045387

[In the formula, R 13 represents an aryl group or an alkyl group. However, a plurality of R 13 may be the same or different. ]
前記シルセスキオキサン化合物の少なくとも一つのケイ素原子に、水酸基及び加水分解性基の少なくとも1種が結合している、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。   The curable composition according to claim 1, wherein at least one of a hydroxyl group and a hydrolyzable group is bonded to at least one silicon atom of the silsesquioxane compound. 水酸基及び/又は加水分解性基を有するシルセスキオキサンを更に含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。   The curable composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising a silsesquioxane having a hydroxyl group and / or a hydrolyzable group. 前記シルセスキオキサン化合物は、
水酸基及び/又は加水分解性基の3つとアリール基1つがケイ素原子に結合したシランと、
水酸基及び/又は加水分解性基の2つ以上がケイ素原子に結合したシリコーンと、
水酸基及び/又は加水分解性基の3つがケイ素原子に結合したヒドロシランと、
を含むケイ素化合物の反応物である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
The silsesquioxane compound,
A silane having three hydroxyl groups and / or hydrolyzable groups and one aryl group bonded to a silicon atom;
A silicone having two or more hydroxyl groups and / or hydrolyzable groups bonded to a silicon atom;
A hydrosilane having three of a hydroxyl group and / or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom;
The curable composition according to any one of claims 1 to 4, which is a reaction product of a silicon compound containing:
前記ケイ素化合物は更に、水酸基及び/又は加水分解性基がケイ素原子に結合したシルセスキオキサンを含有する、請求項5に記載の硬化性組成物。   The curable composition according to claim 5, wherein the silicon compound further contains a silsesquioxane having a hydroxyl group and / or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom. 前記ケイ素化合物は更に、アルキル基及び/又はアリール基が3つ、水酸基及び/又は加水分解性基が1つ、ケイ素原子に結合したシランを含有する、請求項5又は6に記載の硬化性組成物。   The curable composition according to claim 5, wherein the silicon compound further contains three alkyl groups and / or aryl groups, one hydroxyl group and / or one hydrolyzable group, and silane bonded to a silicon atom. Stuff. 前記式(1a)及び(1b)で表される構造全体に対する、前記式(1b)で表される構造の割合が、2〜12モル%である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の硬化性組成物。   The ratio of the structure represented by the formula (1b) to the entire structure represented by the formulas (1a) and (1b) is 2 to 12 mol%. The curable composition according to the above. 前記式(1a)、(1b)及び(1c)で表される構造全体に対する、前記式(1c)で表される構造の割合が、3〜50モル%である、請求項2〜7のいずれか一項に記載の硬化性組成物。   The ratio of the structure represented by the formula (1c) to the entire structure represented by the formulas (1a), (1b) and (1c) is 3 to 50 mol%. The curable composition according to claim 1. 前記シルセスキオキサン化合物は、25℃、1気圧において液状である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の硬化性組成物。   The curable composition according to claim 1, wherein the silsesquioxane compound is liquid at 25 ° C. and 1 atm. 25℃における粘度が100〜30000mPa・sである、請求項1〜10のいずれか一項に記載の硬化性組成物。   The curable composition according to any one of claims 1 to 10, wherein the viscosity at 25 ° C is 100 to 30,000 mPa · s. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の硬化性組成物の硬化物。   A cured product of the curable composition according to claim 1. 請求項12に記載の硬化物を備える、光学部材。
An optical member comprising the cured product according to claim 12.
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