JP5266896B2 - シルセスキオキサン重合体及びシリコーン樹脂成形体 - Google Patents

シルセスキオキサン重合体及びシリコーン樹脂成形体 Download PDF

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Description

本発明は、透明性、耐熱性及び柔軟性に優れたシルセスキオキサン重合体、及び該重合体を用いて得られるシリコーン樹脂成形体に関し、詳しくは無機ガラスを代替して、フラットパネルディスプレイ基板等の表示素子用基板用途に好適に供される部材に関する。
一般に、液晶表示素子用基板、有機EL表示素子用基板、カラーフィルター基板、太陽電池用基板等としては、ガラス板が広く用いられている。しかしながらガラス板は、割れ易い、曲げられない、比重が大きく軽量化に不向きなどの理由から、近年、その代替としてプラスチック素材が検討されている。
透明なプラスチック素材としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、及び各種脂環式ポリオレフィン樹脂があるが、耐熱性の不足、複屈折の大きさなどに問題があった。
一方、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアリレート、液晶ポリマーなどの高耐熱性ポリマーは、一般に耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性に優れているが、着色しており、光学分野での用途は限られていた。
一方、シルセスキオキサンは、特異な構造を有し、またそれによる特異な効果が期待されるため、様々な分野から注目されており、カゴ型シルセスキオキサンを含むシリコーン樹脂とアクリル樹脂との共重合体を用いて耐熱性、透明性に優れたフィルム基板を作製できることが開示されている(特許文献1,2)。しかしながら、アクリル樹脂を含有しているため機械的強度、透明性に問題がない場合でも、耐候性が損なわれる場合が多い。また、アクリル樹脂を用いず、主鎖にシルセスキオキサン骨格を含む重合体を用いて作製したフィルム基板が知られている(特許文献3,4)。このフィルム基板は透明性に加えて、紫外線に対しての劣化がなく耐候性に優れるほか、レーザー光線照射により基板上に直接電気回路を形成し得る優れた耐熱性を有していることが知られている。しかしながら自由に折り曲げることができる柔軟性を有したフィルムでは、ガラス転移点以上の温度ではフィルムの弾性率の低下が大きく、また弾性率変化の少ないフィルムでは折り曲げることができないといった、柔軟性と耐熱性の双方を満足し得る材料ではなかった。
特開2004−123936号公報 特開2006−89685号公報 特開2006−233154号公報 特開2008-112942号公報
本発明は、上記のような従来技術の有する欠点を解消するため、ガラス転移温度以上での弾性率変化が少なく、自由に折り曲げることができる透明性に優れた重合体及びシリコーン樹脂成形体、ならびに該シリコーン樹脂成形体を用いた表示素子用基板を提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、下記式(1−1)で表される化合物、式(2−2)で表される化合物及び式(3−2)で表される化合物を特定の割合で反応させて得られる重合体を用いたシリコーン樹脂成形体が、ガラス転移温度以上での弾性率変化が少なく、且つ自由に折り曲げることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は下記の[1]〜[10]に関するものである。
[1] 式(1−1)で表される化合物、式(2−2)で表される化合物及び式(3−2)で表される化合物を反応させることによって得られる、シルセスキオキサン骨格を含む重合体であって、
反応に用いる、式(1−1)で表される化合物が有するアルケニルのモル数を(A)、式(3−2)で表される化合物が有するSi−Hのモル数を(C)とした場合、
式(3−2)におけるmと前記(A)に対する(C)の割合が、(m+2)×(C)/(A)=1〜3となるように前記化合物を反応させることによって得られる重合体。
Figure 0005266896
式(1−1)において、それぞれのRは独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1〜10のパーフルオロアルキルまたはt−ブチルであり、それぞれのX11は独立して炭素数2〜8のアルケニルであり、それぞれのR1は独立して炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルである。
Figure 0005266896
式(2−2)において、それぞれのRは独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1〜10のパーフルオロアルキルまたはt−ブチルであり、それぞれのR1は独立して炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルである。
Figure 0005266896
式(3−2)において、それぞれのR1は独立して炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルであり、R2はR1と同様に定義される基であり、mは0〜1000の整数である。
[2] 式(1−1)及び式(2−2)における全てのRがフェニルである、[1]の重合体。
[3] 式(3−2)におけるmが0〜12の整数である、[1]または[2]の重合体。
[4] 反応に用いる式(2−2)で表される化合物が有するSi−Hのモル数を(B)
としたときに、(A)=(B)+(C)となるように前記化合物を反応させることによって得られる、[1]〜[3]のいずれかの重合体。
[5] 前記(C)に対する(B)の比が、(B)/(C)=1〜9となるように反応させることによって得られる、[1]〜[4]のいずれかの重合体。
[6] [1]〜[5]のいずれかの重合体を用いて得られるシリコーン樹脂成形体。
[7] シート状またはフィルム状である、[6]のシリコーン樹脂成形体。
[8] 厚さ100μmとした場合に、折り曲げ半径1mmにおいて180°折り曲げた際にクラックを生じないことを特徴とする、[7]のシリコーン樹脂成形体。
[9] 動的粘弾性測定による、40℃の貯蔵弾性率に対する200℃の貯蔵弾性率の比率が1%以上であることを特徴とする、[7]または[8]のシリコーン樹脂成形体。
[10] [6]〜[9]のいずれかのシリコーン樹脂成形体を用いた表示素子用基板。
本発明のシルセスキオキサン骨格を含む重合体(以下、本発明のシルセスキオキサン重合体または本発明の重合体ともいう。)を用いたシリコーン樹脂成形体は、透明性に優れ、ガラス転移温度以上の温度での弾性率変化が少なく、自由に折り曲げることができることから、無機ガラスを代替して、フラットパネルディスプレイ基板等の表示素子用基板用途に好適に用いることができる。
以下の説明においては、式(1−1)で示される化合物を化合物(1−1)と表記することがある。式(2−2)で示される化合物を化合物(2−2)と表記することがある。他の式で示される化合物についても、同様の方法で簡略化して表記することがある。なお、化合物を示す式において同じ記号で表される基が複数あるときは、定義された基から選ばれる限り、それらは同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。例えば、式(1−1)において、Rは、独立して、フェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1〜10のパーフルオロアルキル、t−ブチルから選ばれる基であり、同一の基でも異なる基でもよい。その他の式においても同様である。
本発明の重合体は、式(1−1)で表されるアルケニル含有化合物と、式(2−2)で表されるSi−H含有化合物及び式(3−2)で表されるSi−H含有化合物を反応させることによって得られる。
Figure 0005266896
式(1−1)において、それぞれのRは、独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1〜10のパーフルオロアルキルまたはt−ブチルである。それぞれのR1は、独立して炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルである。それぞれのX11は独立して炭素数2〜8のアルケニルである。炭素数2〜8のアルケニルとして好ましくは、ビニル、アリル、4−ビニルフェニルが挙げられる。
Figure 0005266896
式(2−2)において、それぞれのRは独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1〜10のパーフルオロアルキルまたはt−ブチルであり、それぞれのR1は独立して炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルである。
化合物(2−2)は、国際公開第2004/024741号パンフレットに記載されている方法を参照することにより製造することができる。
Figure 0005266896
式(3−2)において、それぞれのR1は独立して炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルであり、R2はR1と同様に定義される基であり、mは0〜1000の整数であり、0〜12の整数であることが好ましい。
化合物(3−2)は、市販されている化合物を入手することができ、市販されていない化合物でも、例えば特開2003−252995号公報に記載されている方法を参照することにより製造することができる。
化合物(1−1)、化合物(2−2)及び化合物(3−2)を反応させる割合は、反応に用いる、化合物(1−1)が有するアルケニルのモル数を(A)、化合物(3−2)が有するSi−Hのモル数を(C)とした場合に、式(3−2)におけるmと前記(A)に対する(C)の割合が、(m+2)×(C)/(A)=1〜3となるようにする。より好ましくは、この値が1〜2となるようにする。
このような範囲で反応させて得られる重合体を用いることにより、耐熱性や柔軟性に優れたシリコーン樹脂成形体を得ることができる。
また、反応に用いる化合物(2−2)が有するSi−Hのモル数を(B)としたときに、(B)と(C)の比率は(B)/(C)=1〜9であることが好ましい。すなわち、(m+2)×(C)/(A)=1〜3、かつ、(B)/(C)=1〜9という範囲で反応させることにより、耐熱性や柔軟性により優れたシリコーン樹脂成形体を得ることができる。
さらに、(A):(B)+(C)=1:1となるよう反応させることが反応効率の面から特に好ましい。
なお、(A)は反応に用いる化合物(1−1)のモル数×2、(B)は反応に用いる化合物(2−2)のモル数×4、(C)は反応に用いる化合物(3−2)のモル数×2として計算することができる。
本発明の重合体は、上記アルケニル含有化合物とSi−H含有化合物とのヒドロシリル化反応で合成することができ、適当な有機溶剤中、白金族金属を含有するヒドロシリル化触媒の存在下で反応を行うことが好ましい。
ヒドロシリル化反応に用いる有機溶剤は、反応の進行を阻害しないものであれば特に制限されない。好ましい溶剤は、ヘキサンやヘプタンなどの炭化水素系溶剤、トルエン、キシレン、メシチレン、アニソールなどの芳香族炭化水素系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(以下、THF)、ジオキサンなどのエーテル系溶剤、塩化メチレン、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素系溶剤、酢酸エチルなどのエステル系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールエステル系溶剤などである。これらの溶剤は単独で使用しても、その複数を組み合わせて使用してもよい。これらの溶剤の中でも、芳香族炭化水素系溶剤、その中でもトルエンが最も好ましい。
溶剤に対する本発明の化合物の好ましい割合は、溶剤の重量に基づいて0.05〜80重量%である。より好ましい割合は20〜50重量%である。
ヒドロシリル化反応は室温で実施してもよい。重合を促進させるために加熱してもよい。重合による発熱または好ましくない副反応等を制御するために冷却してもよい。
ヒドロシリル化反応は、ヒドロシリル化触媒を用いることで反応をより容易に進行させることができる。好ましいヒドロシリル化触媒の例は、カルステッド(Karstedt)触媒、スパイヤー(Spier)触媒などであり、これらは一般的によく知られた触媒である。これらのヒドロシリル化触媒は、活性が高いので少量添加すれば十分反応を進めることができる。そのため使用量は、触媒に含まれる白金族金属がSi-Hに対する割合で10-9〜1モル%である。好ましい添加割合は10-7〜10-3モル%である。
このようにして得られる重合体の分子量は3000〜400万が好適である。この範囲であると、溶剤に良好に溶解し、また、ゲル化が生じにくい。より好ましくは分子量3000〜200万であり、最も好ましくは分子量1万〜100万である。
(シリコーン樹脂成形体)
次に本発明のシリコーン樹脂成形体について説明する。シリコーン樹脂成形体の形状はフィルム状またはシート状が好ましい。例えば、まず上述した重合体を適当な溶剤に溶解してワニスを調製する工程と、得られたワニスを基板(これを成形用基板と称す)に塗布して、乾燥、焼成、成形用基板からの剥離を行う工程を経ることにより、フィルム状またはシート状のシリコーン樹脂成形体を得ることができる。
ワニスの調製に使用される溶剤としては、重合体を溶解可能であればよく、特に制限はない。好ましい溶剤は、ヘキサンやヘプタンなどの炭化水素系溶剤、トルエン、キシレン、メシチレン、アニソールなどの芳香族炭化水素系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(以下、THF)、ジオキサンなどのエーテル系溶剤、塩化メチレン、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素系溶剤、酢酸エチルなどのエステル系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールエステル系溶剤などである。特に好ましくは、トルエン、メシチレン、アニソール、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸2−(2−エトキシエトキシ)エチルである。これらの溶剤は、単独で用いても複数混合して使用してもよい。
ワニスの重合体濃度は、特に限定されないが1重量%〜95重量%であることが好まし
い。例えばアプリケーター法によって塗布する場合は、20重量%〜80重量%で用いるのが好適である。
使用される成形用基板としては、一般に市販されているガラス基板、プラスチック基板、フィルム基板、金属基板などを用いることができる。これらの成形用基板はそのまま使用しても良いし、本発明のシリコーン樹脂成形体が剥離し易いよう離型処理を施して使用しても良い。
成形用基板にワニスを塗布する方法は、特に限定されないがスピンコート、グラビアコート、ディップコート、バーコートなどが一般に知られており、これらの方法により目的の厚さのフィルム又はシートが得られるように塗布する。
焼成工程において、その方法は特に限定されないが、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法やホットプレート上で加熱処理する方法などが一般に知られている。いずれの方法も本発明においては同様に適用可能である。このとき焼成温度は一般に40〜600℃で行うことができるが、焼成温度が低すぎると焼成に長時間を必要とし、また架橋反応が十分に起こらず脆い材料となってしまうことがあり、焼成温度が高すぎるとシリコーン樹脂成形体が分解してしまう恐れがあるので、好ましくは100℃〜400℃、より好ましくは150℃〜250℃である。
そして焼成されたシリコーン樹脂成形体を成形用基板から剥離することによりフィルム状またはシート状のシリコーン樹脂成形体が得られる。
フィルム状またはシート状成形体の大きさや厚さは特に制限されないが、0.001mm〜10mmの厚さが好ましく、0.01mm〜5mmの厚さがより好ましい。
本発明のフィルム状及びシート状シリコーン樹脂成形体は、透明性、耐候性及び柔軟性に優れ、且つ軽量、高衝撃強度であるという特長を有しており、例えば、レンズ、光ディスク、光ファイバー、及びフラットパネルディスプレイ基板などの表示素子等の光学用途や住宅等の窓材に適用可能である。表示素子としては、表示素子用基板上に、本発明のシリコーン樹脂成形体からなる膜が形成されたものが挙げられる。ここで、表示素子用基板としては、白板ガラス、青板ガラス、シリカコート青板ガラス等の透明ガラス基板;ポリカーボネート、ポリエステル、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミド等の合成樹脂シート、フィルム又は基板;アルミニウム板、銅板、ニッケル板、ステンレス板等の金属基板;セラミック板;光電変換素子を有する半導体基板が例示される。
本発明のフィルム状及びシート状シリコーン樹脂成形体は、厚さ100μmとした場合に、折り曲げ半径1mmにおいて180°折り曲げた際にクラック(裂け目)を生じないことが好ましい。また、動的粘弾性測定による、40℃の貯蔵弾性率に対する200℃の貯蔵弾性率の比率が1%以上であることが好ましい。
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、本実施例における重量平均分子量のデータは、ポリスチレンを標準物質としてGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法)によって求めたものである。
[合成例1]<化合物(1−0−1)の合成>
環流冷却器、温度計、及び滴下漏斗を取り付けた反応容器に、フェニルトリメトキシシラン(6.54kg)、水酸化ナトリウム(0.88kg)、水(0.66kg)、及び
2−プロピルアルコール(26.3リットル)を仕込んだ。窒素気流下、撹拌しながら加熱を開始した。還流開始から6時間撹拌を継続したのち室温で1晩静置した。そして反応混合物を濾過器ヘ移し窒素ガスで加圧して濾過した。得られた固体を2−プロピルアルコールで1回洗浄、濾過したのち80℃で減圧乾燥を行うことにより、無色固体(3.3kg)を得た。これを化合物(1−0−1)とする。
[合成例2]<化合物(1−0−2)の合成>
環流冷却器、温度計、及び滴下漏斗を取り付けた反応容器に、シクロペンチルメチルエーテル(2005g)、2−プロパノール(243g)、イオン交換水(1400g)、塩酸(461g)を仕込み、窒素雰囲気下、室温で攪拌した。続いて滴下ロートに、合成例1で得られた化合物(1−0−1)を(800g)、シクロペンチルメチルエーテル(2003g)を仕込み、スラリー状にして30分かけて反応器に滴下し、滴下終了後30分攪拌を継続した。反応後攪拌を停止し、静置して有機層と水層に分けた。得られた有機層は水洗により中性とした後、メンブレンフィルタにてゴミを取り除き、ロータリーエバポレーターを用いて60℃で減圧濃縮して、678gの無色固体を得た。この無色固体を酢酸メチル(980g)で洗浄し、減圧乾燥して無色粉末状固体496gを得た。これを化合物(1−0−2)とする。
[合成例3]<化合物(1−1−1)の合成>
環流冷却器、温度計、及び滴下漏斗を取り付けた反応容器に、合成例2で得られた化合物(1−0−2)(32.3g)、テトラヒドロフラン(342g)、メチルビニルジクロロシラン(12.5g)を仕込み、窒素気流下、反応混合物の温度が40〜50℃になるように攪拌した。そしてトリエチルアミン(12.3g)を滴下したのち、3時間撹拌を継続した。その後、反応混合物の温度を10℃まで冷却したのち、イオン交換水(220g)とトルエン(43g)を加えて15分間撹拌した。分液ロートに移しいれ、水洗して中性とした。ロータリーエバポレーターを用いて50℃で減圧濃縮を行い、得られた残渣をテトラヒドロフラン(40g)に再溶解させ、メタノール(247g)を加えて固体を析出させた後、60分攪拌した。析出した固体を濾過・減圧乾燥して31.6gの無色固体を得た。得られた無色固体は下記の分析結果から化合物(1−1−1)の構造を有すると判断される。1H−NMR(溶剤:CDCl3):δ(ppm);0.37(s,6H)、5.90−6.20(m,6H)、7.13−7.60(m,40H).29Si−NMR(溶剤:CDCl3):δ(ppm);−31.35(s,2Si)、−78.24(s,4Si)、−79.41(s,4Si).
Figure 0005266896
[合成例4]<化合物(2−2−1)の合成>
滴下漏斗、温度計、及び還流冷却器を取り付けた反応器に、合成例2で得られた化合物(1−0−2)(7160g)、トルエン(72.6kg)、ジメチルクロロシラン(2850g)を仕込み、乾燥窒素にてシールした。次いでトリエチルアミン(3230g)を滴下漏斗から約20分間で滴下した。このとき、溶液温度が35℃〜40℃になるよう滴下速度を調節した。滴下終了後、1時間攪拌を継続し、反応を完結させた。反応終了後
、イオン交換水(16.7kg)を投入して過剰量のジメチルクロロシランを加水分解し、有機層と水層に分けた。有機層を水洗により中性とした後、ロータリーエバポレーターを用いて85℃で減圧濃縮を行い、得られた残渣をメタノール(19.95kg)で洗浄し、8587.6gの無色固体を得た。この無色固体を酢酸メチル(9.31kg)で洗浄し、減圧乾燥して無色粉末状固体7339gを得た。得られた無色固体は下記の分析結果から化合物(2−2−1)の構造を有すると判断される。1H−NMR(溶剤:CDCl3):δ(ppm);0.16(d,24H)、4.84−4.89(m,4H)、7.05−7.50(m,40H).29Si−NMR(溶剤:CDCl3):δ(ppm);3.85(s,4Si)、−71.90(s,4Si)、−75.05(s,4Si).
Figure 0005266896
「ポリマー合成例1」<PSQ5033の製造>
温度計、還流冷却器、撹拌機を備えた反応容器に合成例3で製造した化合物(1−1−1)(157.3g)、合成例4で製造した化合物(2−2−1)(63.7g)、FM−1105(式(3−2−1):チッソ株式会社製、両末端Si−Hシリコーン、分子量約600)(19.0g)、トルエン(960g)を仕込み、窒素気流下100℃で加熱攪拌した。反応混合物が100℃に達してから、カルステッド触媒(8.5μl)を添加したのち、15.5時間攪拌した。そして氷浴で反応混合物を10℃以下まで冷却したのち、減圧濃縮することによって無色固体を得た。そして得られた無色固体を60℃で減圧乾燥を3時間行い、無色固体(233.7g)を得た。これをPSQ5033とする。このようにして得られた固体の分子量は、重量平均分子量(Mw):168,500であった。
なお、この重合体のmは5であり、(A)は0.261、(B)は0.196、(C)は0.065であることから、(m+2)×(C)/(A)=1.750であった。
また、(B)/(C)=3であった。
Figure 0005266896
「ポリマー合成例2」<PSQ5020の製造>
温度計、還流冷却器、撹拌機を備えた反応容器に合成例3で製造した化合物(1−1−1)(25.6g)、合成例4で製造した化合物(2−2−1)(12.4g)、FM−1111(式(3−2−2):チッソ株式会社製、両末端Si−Hシリコーン、分子量約1000)(2.0g)、及びトルエン(160g)を仕込み、窒素気流下100℃で加熱攪拌した。反応混合物が100℃に達してから、カルステッド触媒(1.4μl)を添
加したのち、9時間攪拌した。そして氷浴で反応混合物を10℃以下まで冷却したのち、減圧濃縮することによって無色固体を得た。そして得られた無色固体を50℃で減圧乾燥を3時間行い、無色固体(26.0g)を得た。これをPSQ5020とする。このようにして得られた固体の分子量は、重量平均分子量(Mw):418,000であった。
なお、この重合体のmは12であり、(A)は0.042、(B)は0.038、(C)は0.004であることから、(m+2)×(C)/(A)=1.400であった。
また、(B)/(C)=9であった。
Figure 0005266896
「ポリマー合成例3」<PSQ5034の製造>
温度計、還流冷却器、撹拌機を備えた反応容器に合成例3で製造した化合物(1−1−1)(27.9g)、合成例4で製造した化合物(2−2−1)(11.3g)、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(式(3−2−3))(0.8g)、及びトルエン(160g)を仕込み、窒素気流下100℃で加熱攪拌した。反応混合物が100℃に達してから、カルステッド触媒(1.5μl)を添加したのち、7.5時間攪拌した。そして氷浴で反応混合物を10℃以下まで冷却したのち、減圧濃縮することによって無色固体を得た。そして得られた無色固体を50℃で減圧乾燥を3時間行い、無色固体(38.1g)を得た。これをPSQ5034とする。このようにして得られた固体の分子量は、重量平均分子量(Mw):378,000であった。
なお、この重合体のmは0であり、(A)は0.046、(B)は0.035、(C)は0.012であることから、(m+2)×(C)/(A)=0.500であった。
また、(B)/(C)=3であった。
Figure 0005266896
「ポリマー合成例4」<PSQ5027の製造>
温度計、還流冷却器、撹拌機を備えた反応容器に合成例3で製造した化合物(1−1−1)(8.1g)、合成例4で製造した化合物(2−2−1)(4.2g)、FM−1105(式(3−2−1))(0.2g)、及びトルエン(38g)を仕込み、窒素気流下100℃で加熱攪拌した。反応混合物が100℃に達してから、カルステッド触媒(0.4μl)を添加したのち、22時間攪拌した。そして氷浴で反応混合物を10℃以下まで冷却したのち、減圧濃縮することによって無色固体を得た。そして得られた無色固体を50℃で減圧乾燥を3時間行い、無色固体(7.7g)を得た。これをPSQ5027とする。このようにして得られた固体の分子量は、重量平均分子量(Mw):212,000であった。
なお、この重合体のmは5であり、(A)は0.013、(B)は0.013、(C)は0.001であることから、(m+2)×(C)/(A)=0.350であった。
また、(B)/(C)=19であった。
「ポリマー合成例5」<PSQ5031の製造>
温度計、還流冷却器、撹拌機を備えた反応容器に合成例3で製造した化合物(1−1−1)(25.0g)、合成例4で製造した化合物(2−2−1)(10.1g)、FM−1105(式(3−2−1))(4.9g)、及びトルエン(160g)を仕込み、窒素気流下100℃で加熱攪拌した。反応混合物が100℃に達してから、カルステッド触媒(1.3μl)を添加したのち、5時間攪拌した。そして氷浴で反応混合物を10℃以下まで冷却したのち、減圧濃縮することによって無色固体を得た。そして得られた無色固体を50℃で減圧乾燥を3時間行い、無色固体(37.9g)を得た。これをPSQ5031とする。このようにして得られた固体の分子量は、重量平均分子量(Mw):416,000であった。
なお、この重合体のmは5であり、(A)は0.041、(B)は0.031、(C)は0.010であることから、(m+2)×(C)/(A)=3.500であった。
また、(B)/(C)=3であった。
「ポリマー合成例6」<PSQ5030の製造>
温度計、還流冷却器、撹拌機を備えた反応容器に合成例3で製造した化合物(1−1−1)(24.5g)、合成例4で製造した化合物(2−2−1)(7.9g)、FM−1111(式(3−2−2))(7.6g)、及びトルエン(160g)を仕込み、窒素気流下100℃で加熱攪拌した。反応混合物が100℃に達してから、カルステッド触媒(1.3μl)を添加したのち、5時間攪拌した。そして氷浴で反応混合物を10℃以下まで冷却したのち、減圧濃縮することによって無色固体を得た。そして得られた無色固体を50℃で減圧乾燥を3時間行い、無色固体(36.3g)を得た。これをPSQ5030とする。このようにして得られた固体の分子量は、重量平均分子量(Mw):431,000であった。
なお、この重合体のmは5であり、(A)は0.041、(B)は0.024、(C)は0.016であることから、(m+2)×(C)/(A)=5.600であった。
また、(B)/(C)=1.5であった。
「実施例1」<シリコーン樹脂成形体(PSQ5033フィルム)の作製>
撹拌機を具備した反応容器に、ポリマー合成例1で得られたPSQ5033(6.5g)、トルエン(3.5g)を仕込み、室温で撹拌、溶解してワニスを調製した。そして市販のポリイミドフィルムにドクターブレードタイプのアプリケーター(隙間275μm)を用いてワニスを塗布、室温で30分間乾燥後、150℃で1時間、250℃で1時間焼成したのち、室温までゆっくりと冷却した。そしてポリイミドフィルムを剥離することにより、フィルム状のシリコーン樹脂成形体を得た。このようにして得られたシリコーン樹脂成形体の膜厚は100μmであった。
「実施例2」<シリコーン樹脂成形体(PSQ5020フィルム)の作製>
PSQ5033に変えて、ポリマー合成例2で得られたPSQ5020(6.4g)、トルエン(4.0g)を用い、隙間300μmで塗布した以外は、実施例1と同様の手順で膜厚100μmのフィルム状シリコーン樹脂成形体を得た。
「比較例1」<シリコーン樹脂成形体(PSQ5034フィルム)の作製>
PSQ5033に変えて、ポリマー合成例3で得られたPSQ5034(6.0g)、トルエン(4.0g)を用い、隙間300μmで塗布した以外は、実施例1と同様の手順で膜厚100μmのフィルム状シリコーン樹脂成形体を得た。
「比較例2」<シリコーン樹脂成形体(PSQ5027フィルム)の作製>
PSQ5033に変えて、ポリマー合成例3で得られたPSQ5027(6.0g)、トルエン(4.0g)を用い、隙間300μmで塗布した以外は、実施例1と同様の手順
で膜厚100μmのフィルム状シリコーン樹脂成形体を得た。
「比較例3」<シリコーン樹脂成形体(PSQ5031フィルム)の作製>
PSQ5033に変えて、ポリマー合成例3で得られたPSQ5031(6.0g)、トルエン(4.0g)を用い、隙間300μmで塗布した以外は、実施例1と同様の手順で膜厚100μmのフィルム状シリコーン樹脂成形体を得た。
「比較例4」<シリコーン樹脂成形体(PSQ5030フィルム)の作製>
PSQ5033に変えて、ポリマー合成例3で得られたPSQ5030(6.0g)、トルエン(4.0g)を用い、隙間300μmで塗布した以外は、実施例1と同様の手順で膜厚100μmのフィルム状シリコーン樹脂成形体を得た。
実施例1及び2で得られたシリコーン樹脂成形体について、次の方法に従って光学特性の測定を行った。
(1)光線透過率の測定
日本分光製紫外可視分光光度計(V−660)にて光線透過率を測定した。比較対照としてポリエチレンテレフタレート(PET)の光線透過率も測定した。測定結果を図1に示す。この図から、PSQ5033フィルム、PSQ5020フィルムともに近紫外線以上の波長領域での光の吸収は確認されていないことから、光線透過率が高いと判断される。
(2)屈折率、複屈折率の測定
ATAGO製アッベ屈折計(NAR−2T)により測定した結果、PSQ5033フィルムの屈折率は1.54、複屈折率は0.001、PSQ5020フィルムの屈折率は1.55、複屈折率は0.002であり、ともに複屈折のほとんどないフィルムであることが判明した。
(3)ヘイズ値の測定
日本電色工業製の濁度計(NDH−5000)を用いて測定した結果、ヘイズ値はPSQ5033フィルムが2.6、PSQ5020フィルムが2.0であり、ともに透明性が高いことが確認された。
実施例1,2及び比較例1〜4で得られたシリコーン樹脂成形体の物性測定、及び効果の評価は次の方法に従って行った。
(1)ガラス転移温度、弾性率保持率の測定
装置:DMA(UBM)DVE−V4 FTレオスペクトラー
測定条件;
・昇温速度:10℃/min
・周波数10Hz
貯蔵弾性率E′の変曲点からガラス転移温度を求めた。変曲点が確認されない場合はガラス転移温度なしと判断した。弾性率保持率は、40℃のE′に対する200℃のE′の割合とした。結果を表1に示す。
(2)180°折り曲げ試験
25℃の環境下、得られたフィルム状シリコーン樹脂成形体を180°に一度手で折り曲げ、その破壊、非破壊にて評価した。表中の表記は以下の通りとした。
○:クラックを生じずに折り曲げることができた
△:一部クラックを生じたが曲げることができた
×:割れてしまい曲げることができなかった
結果を表1に示す。
Figure 0005266896
表1に示す通り、実施例1及び2のシリコーン樹脂成形体は明確なガラス転移温度が存在せず、貯蔵弾性率の低下が少なく、かつ、柔軟性に優れていることが分かった。一方、比較例1〜4のシリコーン樹脂成形体は貯蔵弾性率の低下が見られるか、あるいは、柔軟性が不十分であった。
PSQ5033フィルム及びPSQ5020フィルムの光線透過率をPETと比較したグラフ。

Claims (10)

  1. 式(1−1)で表される化合物、式(2−2)で表される化合物及び式(3−2)で表される化合物を反応させることによって得られる、シルセスキオキサン骨格を含む重合体であって、
    反応に用いる、式(1−1)で表される化合物が有するアルケニルのモル数を(A)、式(3−2)で表される化合物が有するSi−Hのモル数を(C)とした場合、
    式(3−2)におけるmと前記(A)に対する(C)の割合が、(m+2)×(C)/(A)=1〜3となるように前記化合物を反応させることによって得られる重合体。
    Figure 0005266896
    式(1−1)において、それぞれのRは独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1〜10のパーフルオロアルキルまたはt−ブチルであり、それぞれのX11は独立して炭素数2〜8のアルケニルであり、それぞれのR1は独立して炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルである。
    Figure 0005266896
    式(2−2)において、それぞれのRは独立してフェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、炭素数が1〜10のパーフルオロアルキルまたはt−ブチルであり、それぞれのR1は独立して炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルである。
    Figure 0005266896
    式(3−2)において、それぞれのR1は独立して炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルであり、R2はR1と同様に定義される基であり、mは0〜1000の整数である。
  2. 式(1−1)及び式(2−2)における全てのRがフェニルである、請求項1に記載の重合体。
  3. 式(3−2)におけるmが0〜12の整数である、請求項1または2に記載の重合体。
  4. 反応に用いる式(2−2)で表される化合物が有するSi−Hのモル数を(B)としたときに、(A)=(B)+(C)となるように前記化合物を反応させることによって得られる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の重合体。
  5. 前記(C)に対する(B)の比が、(B)/(C)=1〜9となるように反応させることによって得られる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の重合体。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の重合体を用いて得られるシリコーン樹脂成形体。
  7. シート状またはフィルム状である、請求項6に記載のシリコーン樹脂成形体。
  8. 厚さ100μmとした場合に、折り曲げ半径1mmにおいて180°折り曲げた際にクラックを生じないことを特徴とする、請求項7に記載のシリコーン樹脂成形体。
  9. 動的粘弾性測定による、40℃の貯蔵弾性率に対する200℃の貯蔵弾性率の比率が1%以上であることを特徴とする、請求項7または8に記載のシリコーン樹脂成形体。
  10. 請求項6〜9のいずれか一項に記載のシリコーン樹脂成形体を用いた表示素子用基板。
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