JP2022053875A - 紫外線硬化型有機変性シリコーン組成物および硬化物 - Google Patents
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Abstract
Description
一方で、有機変性シリコーンは、付加架橋反応にて硬化させる必要があり、十分な硬さの硬化物を得るためには、150℃などの高温下で数時間、加熱硬化させなければならない。そのため、デバイスのサイズが大きく、硬化炉に投入することが困難な用途や、デバイスの耐熱性の理由から低温硬化性が求められる用途に対しては適用できない難点があった。
しかし、この材料においても、紫外線照射後の硬化性は不十分であり、硬化物を得るためにはポストキュアを必要としていた。
1. (A)下記構造式(1)で表される重合体:
(B)1分子中に、末端ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも3個有する有機ケイ素化合物、および、
(C)波長200~500nmの光によって活性化される白金族金属触媒
を含有し、
かつ、HRSiO2/2(式中、Rは有機基を表す。)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサン単位を有しない紫外線硬化型有機変性シリコーン組成物、
2. 前記(B)成分が、下記式(I)で表される化合物、下記式(II)で表される、フェニルトリビニルシランと1,4-ビス(ジメチルシリル)ベンゼンとの付加反応生成物、またはその両方を含む1の紫外線硬化型有機変性シリコーン組成物、
3. 前記(C)成分が、(η5-シクロペンタジエニル)三脂肪族白金化合物またはビス(β-ジケトナト)白金化合物を含む1または2の紫外線硬化型有機変性シリコーン組成物、
4. 1~3のいずれかの紫外線硬化型有機変性シリコーン組成物の硬化物
を提供する。
したがって、本発明の紫外線硬化型有機変性シリコーン組成物は、光学デバイスもしくは光学部品用材料、電子デバイスもしくは電子部品用絶縁材料、コーティング材料、接着剤、ナノインプリント用途におけるモールド材等として有用である。
[1](A)成分
本発明の紫外線硬化型シリコーン樹脂組成物における(A)成分は、下記構造式(1)で表される重合体である。
本発明の(B)成分は、末端ケイ素原子に結合した水素原子(ヒドロシリル基)を少なくとも3個有する有機ケイ素化合物である。このような末端ヒドロシリル基は、ヒドロシリル化反応の反応性が高いため、速やかに3次元架橋の形成が進行し、高硬度の硬化物を与える。
また、(B)成分は、HRSiO2/2(式中、Rは有機基を表す。)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサン単位(DH単位)を有しない有機ケイ素化合物であり、例えば、下記式(I)で表される化合物、下記式(II)で表される、フェニルトリビニルシランと1,4-ビス(ジメチルシリル)ベンゼンとの付加反応生成物、下記式(III)で表される化合物等が挙げられる。
(C)成分のヒドロシリル化反応用白金族金属触媒は、遮光下で不活性であり、かつ波長200~500nmの光を照射することにより、活性な白金触媒に変化して(A)成分中の付加反応性炭素-炭素二重結合と、(B)成分中のケイ素原子結合水素原子とのヒドロシリル化反応を促進するための触媒である。
これらのうち特に好適なものは、シクロペンタジエニルトリメチル白金錯体、メチルシクロペンタジエニルトリメチル白金錯体およびそれらのシクロペンタジエニル基が修飾された誘導体である。
また、ビス(β-ジケトナト)白金化合物も好適な(C)成分の例として挙げられ、このうち特に好適なものは、ビス(アセチルアセトナト)白金化合物およびそのアセチルアセトナト基が修飾された誘導体である。
本発明の組成物には、組成物を調合ないし基材に塗工する際、加熱硬化前に増粘やゲル化を起こさないようにするために、必要に応じて(D)成分の反応制御剤を添加してもよい。
その具体例としては、3-メチル-1-ブチン-3-オール、3-メチル-1-ペンチン-3-オール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール、1-エチニルシクロヘキサノール、エチニルメチルデシルカルビノール、3-メチル-3-トリメチルシロキシ-1-ブチン、3-メチル-3-トリメチルシロキシ-1-ペンチン、3,5-ジメチル-3-トリメチルシロキシ-1-ヘキシン、1-エチニル-1-トリメチルシロキシシクロヘキサン、ビス(2,2-ジメチル-3-ブチノキシ)ジメチルシラン、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、1,1,3,3-テトラメチル-1,3-ジビニルジシロキサン等が挙げられる。
これらの中でも、好ましくは1-エチニルシクロヘキサノール、エチニルメチルデシルカルビノール、3-メチル-1-ブチン-3-オール、ビス(2,2-ジメチル-3-ブチノキシ)ジメチルシランである。
本発明の組成物は、上記(A)~(C)成分および必要により用いられる(D)成分以外にも、本発明の目的を損なわない限り、以下に例示するその他の成分を含有していてもよい。
例えば、1分子中に1個以上のアルケニル基、(メタ)アクリル基、カルボニル基、エポキシ基、アルコキシシリル基、アミド基からなる官能基群を有する接着性付与剤;ヒュームドシリカ等のチクソ性制御剤;結晶性シリカ等の補強剤;ヒンダードフェノールやヒンダードアミン等の酸化防止剤;光安定剤;金属酸化物、金属水酸化物等の耐熱向上剤;酸化チタン等の着色剤;アルミナ、結晶性シリカ等の熱伝導性付与充填剤;反応性官能基を有しない非反応性シリコーンオイル等の粘度調整剤;銀、金等の金属粉等の導電性付与剤;着色のための顔料、染料等が挙げられる。
基材としては、複合材料、金属部材、プラスチック部材、セラミック部材、石英ガラス、電気用途、電子用途、光学用途等のケーシングあるいは部材の被覆、注型、接着および封止の分野で使用されるもの等が使用可能である。
本発明の組成物は、プライマー処理、プラズマ処理、エキシマ光処理等の周知の前処理工程によって活性化された基材に対しても用いることができる。
組成物の硬化速度と変色防止の観点から、照射強度は30~2,000mW/cm2が好ましく、照射線量は3,000~100,000mJ/cm2が好ましい。照射時の温度は10~60℃が好ましく、20~40℃がより好ましい。
下記(A)~(D)成分を、表1に示す配合量(質量部)にて混合し、紫外線硬化型有機変性シリコーン組成物を調製した。
上記構造式(1)におけるmが1~5である重合体の混合物(付加反応性炭素-炭素二重結合の含有割合0.47モル/100g)
白金元素の含有量が0.5質量%である、メチルシクロペンタジエニルトリメチル白金錯体のトルエン溶液
ビス(2,2-ジメチル-3-ブチノキシ)ジメチルシラン
得られた各組成物8gに対して、波長365nmのUV-LEDランプを用い、室温(23℃)で、照射強度100mW/cm2および線量30,000mJ/cm2となるように紫外線を照射し、照射完了直後の組成物の硬化状態を指触にて判断した。
また、23℃での硬化物の硬さをJIS硬度計デュロメータータイプにて評価した。結果を表1に併記する。
一方、比較例1~4で調製した組成物は、紫外線照射直後には硬化が進行しないことがわかる。
Claims (4)
- (A)下記構造式(1)で表される重合体:
(B)1分子中に、末端ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも3個有する有機ケイ素化合物、および、
(C)波長200~500nmの光によって活性化される白金族金属触媒
を含有し、
かつ、HRSiO2/2(式中、Rは有機基を表す。)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサン単位を有しない紫外線硬化型有機変性シリコーン組成物。 - 前記(C)成分が、(η5-シクロペンタジエニル)三脂肪族白金化合物またはビス(β-ジケトナト)白金化合物を含む請求項1または2記載の紫外線硬化型有機変性シリコーン組成物。
- 請求項1~3のいずれか1項記載の紫外線硬化型有機変性シリコーン組成物の硬化物。
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