JP6206079B2 - ポリメタロキサン組成物、その製造方法、及びその用途 - Google Patents

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Description

本発明は典型金属を含有したポリメタロキサン組成物、その製造方法及びその用途に関するものである。殊に、該ポリメタロキサン組成物を用いた封止材及びガスバリア材に関するものである。
現在、LED素子の封止材としてエポキシ樹脂、ポリシロキサンが使用されている。ビスフェノールAを主骨格に有する芳香族系エポキシ樹脂は安価であり、従来から長波長の光出力の低い赤色及び緑色LED素子の封止材として長く使用されてきた。
しかし、1993年以降、LED素子が高出力化し、更に青色化、白色化が進み、短波長で、かつ高出力な照明が求められている。このような短波長で、かつ高出力なLED素子を特許文献1や特許文献2で提案されているような芳香族基を有するエポキシ樹脂で封止した場合、芳香環が短波長の光を吸収し、劣化するため、黄変や輝度低下の問題が生じる。
また、特許文献3や特許文献4においてハイドロシリレーション反応を用いた熱硬化型のポリシロキサン系封止材の提案がある。これらのポリシロキンサン系封止材では、光取出し効率を向上させるためにフェニル基等の芳香族基を置換させ、高屈折率化を図っている。しかしながら、紫外線光源LED(以下UV−LEDと略記する)等の高出力なLED素子の封止に用いた場合、紫外線による芳香族基の酸素酸化による劣化の為、黄変したり、光度が低下する。また、UV−LED等の高出力LED素子は、発熱が著しく、熱による劣化がある。
上記のエポキシ樹脂、ポリシロキサン系封止材は、ガスバリア性が十分でない為、空気中の水蒸気や酸素を透過し、LED素子がダメージを受けたり、銀リフレクターが硫化され、黒変する場合がある。
更にポリシロキサン系封止材は、線膨張係数が大きい為、配線の断線や電極と封止材との剥離が問題となる場合があった。また、硬度が不十分であることから、トランスファー成形もしくは、コンプレッション成形後のダイシングによる切断が困難となる場合があった。
すなわち、現在提案されているエポキシ樹脂系封止材やポリシロキサン系封止材では、耐熱性、放熱性、耐クラック性、耐光性、特に耐UV性、水及び酸素や硫化水素に対するガスバリア性が不十分であり、改善が望まれている。
特開平05−6946号公報 特許第2781279号公報 特開2004−186168号公報 特開2006−93354号公報
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、LED素子の封止やLEDデバイス配線の保護、パワー半導体の絶縁封止、透明プラスチック基板や透明プラスチックフィルム用ガスバリア層等に好適な材料を提供し、それを用いたLEDデバイス、ガスバリア部材、FPDデバイス及び半導体デバイスを提供することにある。
本発明者らは、特定の有機金属化合物成分の共存下に不飽和基含有シロキサン化合物と水素がケイ素に直結した構造を有するシロキサン化合物とをハイドロシリレーション(Hydrosilylation)重合させた重合体組成物が耐UV性、ガスバリア性、及び機械的特性が高く、LED素子の封止やLEDデバイス配線の保護、パワー半導体の絶縁封止、透明プラスチック基板や透明プラスチックフィルム用のガスバリア層等として有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、I)、II)及びIII)を含むことを特徴とする重合体組成物である。
I)下記式(1)及び(2)、(1)及び(3)、又は(1)、(2)及び(3)の繰り返し単位を含み不飽和基含有シロキサン化合物(成分(A))と、
Figure 0006206079
(式中、Rは水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を表し、Rどうしは、同一でも異なっても良い。aは1〜10の整数を表す。)
周期表の第1族金属、第2族金属、第12族金属、第13族金属、第14族金属の、有機金属化合物またはメタロキサン化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種(成分(C))を反応して得られる重合体。
II)下記式(4)及び(5)、(4)及び(6)、又は(4)、(5)及び(6)の繰り返し単位を含み水素がケイ素に直結した構造を有するシロキサン化合物(成分(B))。
Figure 0006206079
(式中、Rは水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を表し、Rどうしは、同一でも異なっても良い。)
III)周期表の第8族金属、第9族金属、または第10族金属の金属触媒(成分(D))。
また、本発明は、上述で成分(C)が有機アルミニウム化合物、有機亜鉛化合物、アルミノキサンより選ばれる1種以上である重合体組成物である。
また、本発明は、I)が式(1)、式(2)及び下記式(7)、式(1)、式(3)及び下記式(7)、又は式(1)、式(2)、式(3)及び下記式(7)の繰り返し単位を含む重合体である重合体組成物である。
Figure 0006206079
(Rは、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のシラノキシ基を表す。)
また、本発明は、上述で成分(D)が白金触媒またはルテニウム触媒である重合体組成物である。
更に、本発明は、予め成分(A)と成分(C)を反応させた後、成分(B)及び成分(D)を添加する上述の重合体組成物の製造方法である。
また、本発明は、成分(A)と成分(C)を反応させる際に、水を添加する上述の重合体組成物の製造方法である。
また、本発明は、上述の重合体組成物を硬化して得られる硬化物である。
更に、本発明は、上述の硬化物からなる封止材、ガスバリア材、または半導体用絶縁封止材である。
また、本発明は、上述の封止材を用いるLEDデバイスである。
更に、本発明は、上述のガスバリア材を用いる樹脂部材である。
また、本発明は、上述の半導体用絶縁封止材を用いる半導体デバイスである。
更に成分(A)と成分(C)を反応させて得られる重合体である。
以下、本発明の詳細について説明する。
本発明は、I)特定の不飽和基含有シロキサン化合物(成分(A))と、周期表の第1族金属、第2族金属、第12族金属、第13族金属、第14族金属の、有機金属化合物またはメタロキサン化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種(成分(C))を反応して得られる重合体、II)特定の水素がケイ素に直結した構造を有するシロキサン化合物(成分(B))及びIII)周期表の第8族金属、第9族金属、または第10族金属の金属触媒(成分(D))を含む重合体組成物である。
成分(A)の不飽和基含有シロキサン化合物は、直鎖状または分岐鎖状または環状のシロキサン化合物、シロキサンオリゴマー、またはポリシロキサンである。
成分(A)において、Rは、水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基であり、該炭化水素基は飽和または不飽和のいずれでもよく、また直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれの構造を有してよい。
としては、炭素数1〜20の炭化水素基、好ましくは炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、ビニル基等のアルケニル基、アセチニル基等のアルキニル基等を挙げることができる。
の具体的な例としては、水素原子、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、sec−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、tert.−アミル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、フェニル、トルイル、ナフチル、シクロブチル、シクロブテニル、シクロペンチル、シクロペンタジエニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロオクテニル、シクロオクタジエニル、1−アダマンチルなどの基を挙げることができる。
は、なかんずく、経済的には炭素数3以下の直鎖状アルキル基が好ましいが、重合体組成物の屈折率を低くする場合は、イソプロピル、sec−ブチル、シクロヘキシル、tert.−ブチル、tert.−アミル、1−アダマンチルなどの基のような2級、もしくは3級炭化水素基が好ましく、重合体組成物の屈折率を高くする場合は、フェニル、トルイル、ナフチルなどの基のような芳香族基が好ましい。
混合、計量、供給のしやすさの観点から成分(A)の粘度は0.001mPa・s〜1000Pa・s以下となるような範囲が好ましく、特に好ましくは、0.01mPa・s〜100Pa・s以下となるような範囲である。更に好ましくは、0.1mPa・s〜20Pa・s以下となるような範囲である。
成分(A)の直鎖状、分岐鎖状シロキサン化合物の例としては、
ビニルメチルシロキサン−ジメチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−メチルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−ジメチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−メチルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−フェニルメチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−ジメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−フェニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−メチルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−ジメチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−メチルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−フェニルメチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−ジメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−フェニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−メチルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−ジメチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−メチルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−フェニルメチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−ジメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−フェニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−ジエチルシロキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−メチルエチルシロキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−ジエチルシロキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−フェニルメチルシロキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−メチルエチルシロキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−フェニルメチルシロキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−メチルエチルシロキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−フェニルメチルシロキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルエチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
ビニルフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
等が挙げられる。
これらのシロキサン化合物に特に分子量の制限は無いが、通常分子量500〜5,000,000が好ましく、特に好ましくは、1,000〜1,000,000である。この範囲の分子量であるとハイドロシリレーション反応が効率的に進み、ガスバリア性と機械的物性が良好な重合体組成物と成る場合がある。また、分子量が500以下の同様の構造を有するオリゴマーも本発明の範囲に入る。
また、上記直鎖状、分岐鎖状シロキサン化合物の末端に下記一般式(8)のシリル基で末端のシラノール基を封鎖することも本発明の範囲に入る。
Figure 0006206079
(式中、R、R、Rは水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)
、R、Rは、成分(A)のRと同様の水素原子又は炭化水素基である。
成分(A)の環状シロキサン化合物の例としては、
環状[ビニルメチルシロキサン−ジメチルシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルエチルシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルフェニルシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルメチルシロキサン−メチルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルメチルシロキサン−ジメチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
環状[ビニルメチルシロキサン−メチルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルメチルシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
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環状[ビニルメチルシロキサン−フェニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルエチルシロキサン−メチルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルエチルシロキサン−ジメチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルエチルシロキサン−メチルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
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環状[ビニルフェニルシロキサン−フェニルメチルシロキサン]共重合体、
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環状[ビニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
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環状[ビニルエチルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルフェニルシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルフェニルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[ビニルフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体
等の共重合体、
2,4,6−トリイソプロピル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトライソプロピル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタイソプロピル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリsec−ブチル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラsec−ブチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタsec−ブチル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリtert−ブチル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラtert−ブチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタtert−ブチル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、
2,4,6−トリメチル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタメチル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリエチル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラエチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタエチル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリn−プロピル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラn−プロピル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタn−プロピル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリn−ブチル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラn−ブチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタn−ブチル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリイソブチル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトライソブチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタイソブチル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリフェニル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラフェニル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタフェニル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、
ヘキサビニルシクロトリシロキサン、オクタビニルシクロテトラシロキサン、デカビニルシクロペンタシロキサン
等の環状シロキサンを挙げることができる。
環状シロキサン化合物である不飽和基含有シロキサン化合物を用いた場合、生成する重
合体組成物の耐熱性、耐クラック性、及び引張強度等機械的特性が向上する場合がある。
上記の直鎖状、分岐鎖状及び環状構造であるシロキサン化合物が混合したものを使用することも本発明の範囲に入る。
成分(C)としての周期表の第1族金属、第2族金属、第12族金属、第13族金属または第14族金属の有機金属化合物としては、リチウム、マグネシウム、亜鉛、スズまたはアルミニウムの金属と有機基とからなる有機金属化合物、すなわち、炭素と金属が直接結合した化合物が挙げられる。上記の有機基としては、アルキル基を代表として挙げることができる。このアルキル基としては、直鎖または分岐鎖の炭素数1〜20のアルキル基が用いられる。
なかんずく、直鎖または分岐鎖の炭素数1〜20のアルキルアルミニウム及びアルキル亜鉛が好ましい。
具体例としては、例えばn−ブチルリチウム、ジエチルマグネシウム、ジエチル亜鉛、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ−i−ブチルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリ−n−デシルアルミニウム、テトラエチルスズ、テトラブチルスズ、トリメチルアルミニウム,トリエチルアルミニウム,トリn−プロピルアルミニウム,トリn−ブチルアルミニウム,トリイソブチルアルミニウム,トリイソプレニルアルミニウム,トリn−ヘキシルアルミニウム,トリn−オクチルアルミニウム,トリ(2−メチルペンチル)アルミニウム、ジメチルアルミニウムクロライド,メチルアルミニウムセスキクロライド,メチルアルミニウムジクロライド,ジエチルアルミニウムクロライド,エチルアルミニウムセスキクロライド,エチルアルミニウムジクロライド,ジn−プロピルアルミニウムクロライド,ジn−ブチルアルミニウムクロライド,ジイソブチルアルミニウムクロライド,イソブチルアルミニウムジクロライド,ヨウ化ジエチルアルミニウム,フッ化ジエチルアルミニウム,ジエチルアルミニウムブロミド,ジイソブチルアルミニウムヒドリド,ジエチルアルミニウムヒドリド,ジエチルアルミニウムメトキシド,ジエチルアルミニウムエトキシド,ジイソブチルアルミニウムメトキシド,ジイソブチルアルミニウムエトキシド,ジイソブチルアルミニウムイソプロポキシド、ジメチル亜鉛、塩化メチル亜鉛、臭化メチル亜鉛、ヨウ化メチル亜鉛、弗化メチル亜鉛、ジエチル亜鉛、塩化エチル亜鉛、臭化エチル亜鉛、ヨウ化エチル亜鉛、弗化エチル亜鉛等が挙げられ、その中でもトリメチルアルミニウム,トリエチルアルミニウム,トリn−プロピルアルミニウム,トリn−ブチルアルミニウム,トリイソブチルアルミニウム,トリイソプレニルアルミニウム,トリn−ヘキシルアルミニウム,トリn−オクチルアルミニウム,トリ(2−メチルペンチル)アルミニウム、ジメチルアルミニウムクロライド,メチルアルミニウムセスキクロライド,メチルアルミニウムジクロライド,ジエチルアルミニウムクロライド,エチルアルミニウムセスキクロライド,エチルアルミニウムジクロライド,ジn−プロピルアルミニウムクロライド,ジn−ブチルアルミニウムクロライド,ジイソブチルアルミニウムクロライド,イソブチルアルミニウムジクロライド,ヨウ化ジエチルアルミニウム,フッ化ジエチルアルミニウム,ジエチルアルミニウムブロミド,ジイソブチルアルミニウムヒドリド,ジエチルアルミニウムヒドリド,ジエチルアルミニウムメトキシド,ジエチルアルミニウムエトキシド,ジイソブチルアルミニウムメトキシド,ジイソブチルアルミニウムエトキシド,ジイソブチルアルミニウムイソプロポキシド、ジメチル亜鉛、塩化メチル亜鉛、臭化メチル亜鉛、ヨウ化メチル亜鉛、弗化メチル亜鉛、ジエチル亜鉛、塩化エチル亜鉛、臭化エチル亜鉛、ヨウ化エチル亜鉛、弗化エチル亜鉛等が好ましい。
とりわけ、ハロゲンを含まないトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛等が好ましい。
また、これらの周期表の第1族金属、第2族金属、第12族金属、第13族金属または第14族金属の有機金属化合物を水と反応させたメタロキサン化合物も本発明の範囲に入る。該メタロキサン化合物としては、好ましくは、有機アルミニウムと水との反応物であるポリメチルアルミノキサン、ポリエチルアルミノキサン、ポリイソブチルアルミノキサン、[メチルアルミノキサン−エチルアルミノキサン]共重合体、[メチルアルミノキサン−イソブチルアルミノキサン]共重合体、[エチルアルミノキサン−イソブチルアルミノキサン]共重合体、[メチルアルミノキサン−エチルアルミノキサン−イソブチルアルミノキサン]共重合体が挙げられる。
これらの有機金属化合物は、単独または2種以上の混合物として使用される。
成分(A)と成分(C)を反応させる際もしくは、反応させた後に、水、有機ヒドロキシ化合物及び有機ヒドロキシカルボン酸化合物から選ばれる1種以上を反応させることが好ましい。これらを反応させるこで引張強度や破断伸び等の機械的特性が向上する場合がある。
有機ヒドロキシ化合物、有機ヒドロキシカルボン酸化合物としては、少なくとも2つの水酸基及び/又はガルボキシル基を有する化合物であれば特に限定されない。例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ヒドロキシ酢酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシシクロヘキシルカルボン酸、ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシフタル酸、4−ヒドロキシフタル酸、リンゴ酸等を挙げることができる。
本発明の重合体組成物は、成分(A)と成分(C)を反応して得られる重合体を含むものである。該重合体を含むことにより得られる重合体組成物の耐熱性、耐UV性、ガスバリア性等の性能が向上する。
成分(A)及び成分(C)の反応に使用する反応器は、当該技術分野で通常用いられるものであれば、適宜使用することができる。攪拌槽型反応器、流動床型反応器、または循環式反応器を用いて、重合操作を連続方式、半回分方式及び回分方式のいずれかの方式で行うことができる。更に異なる重合の反応条件で、2段階以上に分けて行うことも可能である。
成分(A)及び成分(C)の反応条件について、特に限定はされるものではないが、以下に示す条件を使用することができる。
成分(A)自身を反応溶媒としてもよいが、不活性溶媒を反応溶媒として用いることもできる。使用できる反応溶媒は、当該技術分野で使用されるものであれば特に限定されるものでなく、例えば、n−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、n−デカン等の飽和炭化水素類;トルエン、キシレン、デセン−1等の不飽和炭化水素類;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、tert.−ブチルメチルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert.−ブタノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール;等を使用することができる。また、これらの混合溶媒も使用することができる。
成分(A)と成分(C)を反応させる際の反応温度については、通常、工業的に使用されている温度である−100〜200℃の範囲が好ましく、特に好ましくは−85〜150℃の範囲である。反応の圧力条件は、加圧下、常圧下、減圧下のいずれであっても可能である。
また、成分(A)と成分(C)を反応させる際、成分(A)中のSi含有量1molに対し、成分(C)のAl含有量は、0.001mol〜100molが好ましく、特に好ましくは0.01mol〜10molの範囲である。この範囲を外れると硬化速度が低下したり、生成する重合体組成物膜の機械的強度の低下や重合体組成物膜の白化が生じたり、クラックや剥離が発生する場合がある。
そして、成分(A)と成分(C)と反応して得られる重合体としては、式(1)、式(2)及び下記式(7)、式(1)、式(3)及び下記式(7)、又は式(1)、式(2)、式(3)及び下記式(7)の繰り返し単位を含む重合体が好ましい。
Figure 0006206079
(Rは、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のシラノキシ基を表す。)
の例としては、メチル、エチル、イソブチル、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec.−ブトキシ、tert.−ブトキシ、トリメチルシラノキシ、tert.−ブチルジメチルシラノキシを挙げることができる。Rは、同一でも異なっても良い。
成分(A)と成分(C)を反応して得られ得る重合体は、Al−Oに基づく700〜800cm−1とSi−O−Alに基づく1010〜1020cm−1の赤外吸収を有し、成分(A)の不飽和基含有シロキサン化合物の29Si−NMRの化学シフト(ppm)と、成分(A)と成分(C)の有機金属化合物またはメタロキサン化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種との反応物の29Si−NMRの化学シフト(ppm)の差分が1.0ppm以上であり、27Al−NMRで−50〜100ppmにブロードピークを有する重合体であることが好ましい。
成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するシロキサン化合物は、鎖状または環状のシロキサン化合物、シロキサンオリゴマー、及びポリシロキサンである。
成分(B)において、Rは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基であり、これは飽和または不飽和のいずれでもよく、また直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれの構造を有してもよい。
の炭化水素基は、炭素数1〜20の炭化水素基、好ましくは炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、ビニル基等のアルケニル基、アセチニル基等のアルキニル基を挙げることができる。
の具体的な例としては、水素原子、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、sec−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、tert.−アミル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、フェニル、トルイル、ナフチル、シクロブチル、シクロブテニル、シクロペンチル、シクロペンタジエニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロオクテニル、シクロオクタジエニル、1−アダマンチルなどの基を挙げることができる。
は、なかんずく、経済的には、炭素数3以下の直鎖状アルキル基が好ましいが、重合体組成物の屈折率を低くする場合は、イソプロピル、sec−ブチル、シクロヘキシル、tert.−ブチル、tert.−アミル、1−アダマンチルなどの基のような2級、もしくは3級炭化水素基が好ましく、重合体組成物の屈折率を高くする場合は、フェニル、トルイル、ナフチルなどの基のような芳香族基が好ましい。
混合、計量、供給のしやすさの観点から成分(B)の粘度は0.001mPa・s〜1000Pa・s以下となるような範囲が好ましく、特に好ましくは、0.01mPa・s〜100Pa・s以下となるような範囲である。更に好ましくは、0.1mPa・s〜20Pa・s以下となるような範囲である。
成分(B)の鎖状シロキサン化合物の例としては、
メチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
メチルハイドロジエンシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
エチルハイドロジエンシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−メチルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−エチルセスキオキサン共重合体、
フェニルハイドロジエンシロキサン−フェニルセスキオキサン共重合体、
等が挙げられる。
これらのシロキサン化合物に特に分子量の制限は無いが、通常分子量500〜5,000,000が好ましく、特に好ましくは1,000〜1,000,000である。この範囲の分子量であるとハイドロシリレーション反応が効率的に進み、ガスバリア性と機械的物性が良好な重合体組成物と成る場合がある。また、分子量が500以下の同様の構造を有するオリゴマーも本発明の範囲に入る。
また、上記鎖状シロキサン化合物の末端に成分(A)の一般式(8)のシリル基で末端のシラノール基を封鎖することも本発明の範囲に入る。
成分(B)の環状シロキサン化合物の例としては、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−ジエチルシロキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−メチルエチルシロキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−ジメチルシロキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−フェニルメチルシロキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−ジフェニルシロキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[メチルハイドロジエンシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[エチルハイドロジエンシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−メチルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−エチルセスキオキサン]共重合体、
環状[フェニルハイドロジエンシロキサン−フェニルセスキオキサン]共重合体、
2,4,6−トリイソプロピルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトライソプロピルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタイソプロピルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリsec−ブチルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラsec−ブチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタsec−ブチルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリtert−ブチルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラtert−ブチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタtert−ブチルシクロペンタシロキサン、
2,4,6−トリメチルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタメチル−シクロペンタシロキサン、2,4,6−トリエチルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラエチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタエチルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリn−プロピルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラn−プロピルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタn−プロピルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリn−ブチルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラn−ブチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタn−ブチルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリイソブチルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトライソブチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタイソブチルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリフェニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタフェニルシクロペンタシロキサン等を挙げることができる。
環状シロキサン化合物である水素化シロキサン化合物を用いた場合、生成する重合体組成物の硬化速度が向上したり、耐熱性、耐クラック性、及び引張強度等機械的特性が向上する場合がある。
上記の鎖状及び環状シロキサン化合物が混合したものを使用することも本発明の範囲に入る。
成分(D)の周期表の第8族金属、第9族金属、または第10族金属の触媒としては、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、及び白金の金属触媒からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。触媒活性の点から、好ましくは、ルテニウム触媒または白金触媒であり、特に好ましくは白金触媒である。
具体的な白金触媒としては、四塩化白金、二塩化白金、四臭化白金、二臭化白金、四ヨウ化白金、二ヨウ化白金、六塩化白金酸、六臭化白金酸、六ヨウ化白金酸、六塩化白金酸六水和物、六臭化白金酸六水和物、六ヨウ化白金酸六水和物、トリメチルシクロペンタジエニル白金(IV)等が挙げられる。特に白金触媒としては、これらを還元剤によって還元した白金化合物、またビニル基を有するシラン化合物とシロキサン化合物と上記白金化合物から合成された白金の金属錯体が好ましい。
ビニル基を有するシラン化合物としては、一分子中に2個以上のビニル基を有する化合物が触媒活性の点で好ましい。
具体的には、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラビニル−1,3−ジメチルジシロキサン、上記の成分(A)等のビニル基を有する環状シロキサンを挙げることができる。
殊に、二級もしくは三級炭素原子が直結し、かつアルケニル基を有するケイ素原子を有する下記一般式(9)の環状シロキサンと、
Figure 0006206079
(式中、R、及びRは、それぞれ独立して炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R、及びRは、互いに結合し、環状構造を形成してもよい。Rは、炭素数1〜20の炭化水素基または水素原子を表す。bは、3以上の整数を表す。)
上記白金化合物とを混合し、還元した白金触媒が好ましい。
、R及びRの炭素数1〜20の炭化水素基としては、一般式(1)のRのおける炭素数1〜20の炭化水素基と同じものを挙げることができる。
このような白金触媒を使用することにより、硬化速度が向上し、重合体組成物の耐クラック性及び機械的物性が向上させることができる。
具体的なルテニウム触媒としては、ルテニウムカルボニル、トリルテニウムドデカカルボニル、三塩化ルテニウム、三臭化ルテニウム、三沃化ルテニウム、ルテニウムアセチルアセトナート、二塩化ルテニウムトリカルボニル、二塩化(1,5−シクロオクタジエニル)ルテニウム、二塩化ビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウムジカルボニル、二水素化ビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウムカルボニル、ビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウムトリカルボニル、二塩化ビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、二塩化トリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、二水素化ビス(トルフェニルホスフィン)ルテニウムカルボニル、塩化水素化トリス(トルフェニルホスフィン)ルテニウム、二水素化テトラキス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、(ビスエチレン)トリス(トルフェニルホスフィン)ルテニウム、ビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウムトリカルボニル、二塩化トリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、エチレントリス(トルフェニルホスフィン)ルテニウム、三水素化トリス(トリフェニルホスフィン)(トリメトキシシリル)ルテニウム、三水素化トリス(トリフェニルホスフィン)(ジメトキシフェニルシリル)ルテニウム、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム、(2,4−ジメチルペンタジエニル)(エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム、(2,4−ジメチルペンタジエニル)(メチルシクロペンタジエニル)ルテニウムカルボニルビス(2−メチル−1,3−ペンタジエン)ルテニウム、(η4−1,3−シクロヘキサジエン)(η6−エチルベンゼン)ルテニウム、(η6−エチルベンゼン)(η4−5−エチル−1,3−シクロヘキサジエン)ルテニウム等が挙げられる。
本発明の重合体組成物は、成分(A)と成分(C)を反応させた後、成分(B)及び成分(D)を添加し、混合することにより製造することができる。
成分(B)、成分(D)を添加、混合する際に使用する装置は、当該技術分野で通常用いられるものであれば、適宜使用することができる。攪拌槽型反応器、自転公転回転式脱泡混合装置を用いることができる。
本発明の重合体組成物を製造する方法は、特に限定されるものでは無いが、以下に示す製造方法を使用することができる。
成分(A)と成分(C)を反応させた後、成分(B)及び成分(D)の混合方法は、あらゆる混合方法を使用することができる。例えば、(1)成分(A)と成分(C)を反応させた後、成分(B)及び成分(D)を順に添加し、混合する方法、(2)成分(A)と成分(C)を反応させた後、これに成分(D)、及び成分(B)を順に添加し、混合する方法、(3)成分(A)と成分(C)を反応させ得られる重合体、成分(B)、及び成分(D)を同時に混合する方法等が挙げられる。
成分(B)及び成分(D)を添加、混合する際の条件について、特に限定はされるものではないが、以下に示す条件を使用することができる。
成分(A)及び成分(C)の反応物、成分(B)のそれ自身を反応溶媒とする、すなわち、無溶媒下で行ってよい。また、不活性溶媒を添加することもできる。使用できる反応溶媒は、当該技術分野で使用されるものであれば特に限定されるものでなく、例えば、n−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、n−デカン等の飽和炭化水素類;トルエン、キシレン、デセン−1等の不飽和炭化水素類;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、tert.−ブチルメチルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert.−ブタノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール;等を使用することができる。また、これらの混合溶媒も使用することができる。
混合の際の反応温度については、通常、工業的に使用されている温度である−100〜200℃の範囲が好ましく、特に好ましくは−85〜150℃の範囲である。混合の圧力
条件は、加圧下、常圧下、減圧下のいずれであっても可能である。
成分(A)に対する成分(B)、及び成分(D)の量論比に特に制限は無いが、通常、成分(A)中のSiに結合したビニル基等の不飽和炭素結合含有量1molに対し、成分(B)のSiに結合した水素原子含有量は、0.01mol〜1000molが好ましく、特に好ましくは0.1mol〜100molの範囲である。この範囲を外れると硬化速度が低下したり、生成する重合体組成物膜の機械的強度の低下や重合体組成物にクラックや剥離が発生する場合がある。
成分(A)中のSiに結合したビニル基等の不飽和炭素結合含有量1molに対し、成分(D)の金属含有量は、0.00001mmol〜1000mmolが好ましく、特に好ましくは0.0001mmol〜10mmolの範囲である。この範囲を外れると、硬化速度が低下し、生成する重合体組成物の生成が困難となり、膜が形成されなかったり、重合体組成物が着色する場合がある。
製造した重合体組成物は、そのまま用いてもよいが、ガラスフィルター、焼結多孔体等を用いた濾過、常圧もしくは減圧蒸留、またはシリカ、アルミナ、高分子ゲルを用いたカラム分離等の精製手段を用いて精製することもできる。この際、必要に応じてこれらの手段を組み合わせて使用してもよい。
本発明の重合体組成物は、熱もしくは、光を照射することにより硬化し、硬化物とすることができる。
硬化する場合の条件は、特に限定されるものでは無いが、硬化温度については、通常、工業的に使用されている温度である−100〜200℃の範囲が好ましく、特に好ましくは−85〜150℃の範囲である。硬化の圧力条件は、加圧下、常圧下、減圧下のいずれであっても可能である。
硬化の際に機械特性、特に剛性、ヤング率、引張強度を向上させるために下記一般式(10)の末端ビニルを有するシロキサンを添加したり、ゼオライトやシリカ粒子を添加することも本発明の範囲に入る。
Figure 0006206079
(R10は水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を表し、R10どうしは、同一でも異なっても良い。tは1以上の整数を表す。)
10の例としては、メチル、エチル、イソブチル、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec.−ブトキシ、tert.−ブトキシ、トリメチルシラノキシ、tert.−ブチルジメチルシラノキシを挙げることができる。
硬化の際、もしくは硬化後に、屈折率を高める為に、第4族金属の酸素原子含有有機化合物を添加することも本発明の範囲に入る。
第4族金属の酸素原子含有有機化合物としては、下記一般式(11)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 0006206079
(式中、Mは、Ti、Zr、またはHfであり、R11は、炭素数1〜20の炭化水素基を表す。Xは、フッ素、塩素、臭素、または沃素を表す。q、u、r及びsは、それぞれq≧0、r>0、u≧1、及びs≧0であり、Ti、Zr、及びHfの原子価と相容れる数を表し、yは整数を表す。なかんずく、0≦q≦1、1≦u≦2で1≦r≦6であるようなTi、Zr、またはHfの酸素原子含有有機化合物であることが望ましい。)
11は炭素数1〜20の炭化水素基であり、好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基である、該炭化水素基としては、直鎖または分岐鎖アルキル基、シクロアルキル基、アリ−ルアルキル基、アリ−ル基、アルキルアリ−ル基などを挙げることができる。
一般式(11)の具体例としては、チタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテトラ−n−プロポキシド、チタンテトラ−i−プロポキシド、チタンテトラ−n−ブトキシド、チタンテトラ−i−ブトキシド、テトラ(n−ノニル)チタネ−ト、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネ−ト、テトラクレジルチタネ−ト、ヘキサ−i−プロポキシジチタネ−トなどのアルコシキチタン化合物;テトラクロロシラン等のハロゲン化チタン化合物;テトラクロロジルコニウム、酸化ジクロロジルコニウム等のハロゲン化ジルコニウム;テトラエトキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム等のアルコシキジルコニウム化合物;テトラクロロハフニウム等のハロゲン化ハフニウム化合物;テトラエトキシハフニウム、テトラブトキシハフニウム等のアルコシキハフニウム化合物;等が挙げられる。
いくつかの異なる炭化水素基を有する第4族金属の酸素原子含有有機化合物の使用も本発明の範囲に入る。これら第4族金属の酸素原子含有有機化合物は、単独で用いてもよく、また2種以上を混合あるいは反応させてから使用することもできる。
また、成分(C)の周期表の第1族金属、第2族金属、第12族金属、第13族金属または第14族の有機金属化合物やメタロキサン化合物と反応したり、錯体化したりする水、アルコール類、有機シラノ−ル類、有機ケイ素化合物等の化合物を添加することも本発明の範囲に入る。
添加できるアルコ−ル類としては、1〜18個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖脂肪族アルコ−ル、脂環式アルコ−ルまたは芳香族アルコ−ルである。
アルコール類の例としては、メタノ−ル、エタノ−ル、n−プロパノ−ル、i−プロパノ−ル、n−ブタノ−ル、iso−ブタノ−ル、sec−ブタノ−ル、t−ブタノ−ル、n−ヘキサノ−ル、2−エチルヘキサノ−ル、n−オクタノ−ル、i−オクタノ−ル、n−ステアリルアルコ−ル、シクロペンタノ−ル、シクロヘキサノ−ル、エチレングリコ−ルなどが挙げられる。更に、ベンジルアルコ−ル、及びフェノ−ル類として、フェノ−ル、クレゾ−ル、キシレノ−ル、ハイドロキノンなどを例示することができる。
また、添加できる有機シラノ−ル類としては、少なくとも1個の水酸基を有し、かつ有機基は1〜12個の炭素原子、好ましくは1〜6個の炭素原子を有する、アルキル基、シクロアルキル基、アリ−ルアルキル基、アリ−ル基、アルキルアリ−ル基を有する化合物等から選ばれる。
例えば、トリメチルシラノ−ル、トリエチルシラノ−ル、トリフェニルシラノ−ル、tert.−ブチルジメチルシラノ−ル、ビニルジメチルシラノールなどを挙げることができる。
添加できる有機ケイ素化合物としては、下記一般式(12)で表される化合物が好ましい。
Figure 0006206079
(式中、R12、及びR13は、それぞれ独立して炭素数1〜20の炭化水素基を表す。k、v、w、及びzは、k≧0、v>0、w≧1、及びz≧0であり、Siの原子価と相容れる数を表し、xは整数を表す。)
12、及びR13は炭素数1〜20の炭化水素基であり、好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基である。該炭化水素基としては、直鎖または分岐鎖の、アルキル基、シクロアルキル基、アリ−ルアルキル基、アリ−ル基、アルキルアリ−ル基などを挙げることができる。
一般式(12)の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−i−ペントキシシラン、テトラ−n−ヘキソキシシラン、テトラフェノキシシラン、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)シラン、テトラキス(2−エチルブトキシ)シラン、テトラキス(2−メトキシエトキシ)シラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、4−クロロフェニルトリメトキシシラン、トリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
また、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、トリエトキシシラン、エチルトリ−i−プロポキシシラン、ビニルトリ−i−プロポキシシラン、i−ペンチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−i−ペントキシシラン、エチルトリ−i−ペントキシシラン,メチルトリ−n−ヘキソキシシラン、フェニルトリ−i−ペントキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリメトキシシラン、i−ブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルドデシルジエトキシシラン、メチルオクタデシルジエトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジベンジルジエトキシシシラン、ジエトキシシラン、ジメチルジ−n−ブトキシシラン等が挙げられる。
また、ジメチルジ−i−ペントキシシラン、ジエチルジ−i−ペントキシシラン、ジ−i−ブチルジ−i−ペントキシシラン、ジフェニルジ−i−ペントキシシラン、ジフェニルジ−n−オクトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、トリメチル−i−プロポキシシラン、トリメチル−n−プロポキシシラン、トリメチル−t−ブトキシシラン、トリメチル−i−ブトキシシラン、トリメチル−n−ブトキシシラン、トリメチル−n−ペントキシシラン、トリメチルフェノキシシランなどのアルコキシシランもしくはアリ−ロキシシラン;ジクロロジエトキシシラン、ジクロロジフェノキシシラン、トリブロモエトキシシランなどのハロアルコキシシラン;ハロアリ−ロキシシラン;などが挙げられる。
また、イソプロピルトリメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、トリイソプロピルメトキシシラン、イソプロピルメチルジメトキシシラン、イソプロピルエチルジメトキシシラン、イソプロピルフェニルジメトキシシラン、イソプロピルジメチルメトキシシラン、イソプロピルジエチルメトキシシラン、イソプロピルジフェニルメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、トリイソプロピルエトキシシラン、イソプロピルメチルジエトキシシラン、イソプロピルエチルジエトキシシラン、イソプロピルフェニルジエトキシシラン、イソプロピルジメチルエトキシシラン、イソプロピルジエチルエトキシシラン、イソプロピルジフェニルエトキシシラン、
sec−ブチルトリメトキシシラン、ジsec−ブチルジメトキシシラン、トリsec−ブチルメトキシシラン、sec−ブチルメチルジメトキシシラン、sec−ブチルエチルジメトキシシラン、sec−ブチルフェニルジメトキシシラン、sec−ブチルジメチルメトキシシラン、sec−ブチルジエチルメトキシシラン、sec−ブチルジフェニルメトキシシランなどが挙げられる。
また、sec−ブチルトリエトキシシラン、ジsec−ブチルジエトキシシラン、トリsec−ブチルエトキシシラン、sec−ブチルメチルジエトキシシラン、sec−ブチルエチルジエトキシシラン、sec−ブチルフェニルジエトキシシラン、sec−ブチルジメチルエトキシシラン、sec−ブチルジエチルエトキシシラン、sec−ブチルジフェニルエトキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、トリシクロペンチルメトキシシラン、シクロペンチルメチルジメトキシシラン、シクロペンチルエチルジメトキシシラン、シクロペンチルフェニルジメトキシシラン、シクロペンチルジメチルメトキシシラン、シクロペンチルジエチルメトキシシラン、シクロペンチルジフェニルメトキシシランなどが挙げられる。
また、シクロペンチルトリエトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、トリシクロペンチルエトキシシラン、シクロペンチルメチルジエトキシシラン、シクロペンチルエチルジエトキシシラン、シクロペンチルフェニルジエトキシシラン、シクロペンチルジメチルエトキシシラン、シクロペンチルジエチルエトキシシラン、シクロペンチルジフェニルエトキシシラン、シクロペンタジエニルトリメトキシシラン、ジシクロペンタジエニルジメトキシシラン、トリシクロペンタジエニルメトキシシラン、シクロペンタジエニルメチルジメトキシシラン、シクロペンタジエニルエチルジメトキシシラン、シクロペンタジエニルフェニルジメトキシシラン、シクロペンタジエニルジメチルメトキシシラン、シクロペンタジエニルジエチルメトキシシラン、シクロペンタジエニルジフェニルメトキシシランなどが挙げられる。
また、シクロペンタジエニルトリエトキシシラン、ジシクロペンタジエニルジエトキシシラン、トリシクロペンタジエニルエトキシシラン、シクロペンタジエニルメチルジエトキシシラン、シクロペンタジエニルエチルジエトキシシラン、シクロペンタジエニルフェニルジエトキシシラン、シクロペンタジエニルジメチルエトキシシラン、シクロペンタジエニルジエチルエトキシシラン、シクロペンタジエニルジフェニルエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、トリシクロヘキシルメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルフェニルジメトキシシラン、シクロヘキシルジメチルメトキシシラン、シクロヘキシルジエチルメトキシシラン、シクロヘキシルジフェニルメトキシシラン等が挙げられる。
また、シクロヘキシルトリエトキシシラン、ジシクロヘキシルジエトキシシラン、トリシクロヘキシルエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルエチルジエトキシシラン、シクロヘキシルフェニルジエトキシシラン、シクロヘキシルジメチルエトキシシラン、シクロヘキシルジエチルエトキシシラン、シクロヘキシルジフェニルエトキシシラン、シクロヘキセニルトリメトキシシラン、ジシクロヘキセニルジメトキシシラン、トリシクロヘキセニルメトキシシラン、シクロヘキセニルメチルジメトキシシラン、シクロヘキセニルエチルジメトキシシラン、シクロヘキセニルフェニルジメトキシシラン、シクロヘキセニルジメチルメトキシシラン、シクロヘキセニルジエチルメトキシシラン、シクロヘキセニルジフェニルメトキシシラン等が挙げられる。
また、シクロヘキセニルトリエトキシシラン、ジシクロヘキセニルジエトキシシラン、トリシクロヘキセニルエトキシシラン、シクロヘキセニルメチルジエトキシシラン、シクロヘキセニルエチルジエトキシシラン、シクロヘキセニルフェニルジエトキシシラン、シクロヘキセニルジメチルエトキシシラン、シクロヘキセニルジエチルエトキシシラン、シクロヘキセニルジフェニルエトキシシラン等が挙げられる。
また、イソプロピルビニルジメトキシシラン、イソプロピルビニルジエトキシシラン、イソプロピルビニルジtert.−ブトキシシラン、ジイソプロピルビニルメトキシシラン、ジイソプロピルビニルエトキシシラン、ジイソプロピルビニルtert.−ブトキシシラン、イソプロピルジビニルメトキシシラン、イソプロピルジビニルエトキシシラン、イソプロピルジビニルtert.−ブトキシシラン、イソプロピルビニルメチルメトキシシラン、イソプロピルビニルメチルエトキシシラン、イソプロピルビニルメチルtert.−ブトキシシラン、イソプロピルビニルエチルメトキシシラン、イソプロピルビニルエチルエトキシシラン、イソプロピルビニルエチルtert.−ブトキシシラン、イソプロピルフェニルジメトキシシラン、イソプロピルフェニルジエトキシシラン、イソプロピルフェニルジtert.−ブトキシシラン、ジイソプロピルフェニルメトキシシラン、ジイソプロピルフェニルエトキシシラン、ジイソプロピルフェニルtert.−ブトキシシラン、イソプロピルジフェニルメトキシシラン、イソプロピルジフェニルエトキシシラン、イソプロピルジフェニルtert.−ブトキシシラン、イソプロピルフェニルメチルメトキシシラン、イソプロピルフェニルメチルジエトキシシラン、イソプロピルフェニルメチルtert.−ブトキシシラン、イソプロピルフェニルエチルメトキシシラン、イソプロピルフェニルエチルジエトキシシラン、イソプロピルフェニルエチルtert.−ブトキシシラン、sec−ブチルビニルジメトキシシラン、sec−ブチルビニルジエトキシシラン、sec−ブチルビニルジtert.−ブトキシシラン、ジsec−ブチルビニルメトキシシラン、ジsec−ブチルビニルエトキシシラン、ジsec−ブチルビニルtert.−ブトキシシラン、sec−ブチルジビニルメトキシシラン、sec−ブチルジビニルエトキシシラン、sec−ブチルジビニルtert.−ブトキシシラン、sec−ブチルフェニルジメトキシシラン、sec−ブチルフェニルジエトキシシラン、sec−ブチルフェニルジtert.−ブトキシシラン、ジsec−ブチルフェニルメトキシシラン、ジsec−ブチルフェニルエトキシシラン、ジsec−ブチルフェニルtert.−ブトキシシラン、sec−ブチルジフェニルメトキシシラン、sec−ブチルジフェニルエトキシシラン、sec−ブチルジフェニルtert.−ブトキシシラン等のアルコキシシラン;アリ−ロキシシランジクロロジエトキシシラン、ジクロロジフェノキシシラン、トリブロモエトキシシランなどのハロアルコキシシラン;ハロアリ−ロキシシラン;等の有機シラン化合物が挙げられる。
また、ヘキサメトキシジシロキサン、オクタメトキシトリシロキサン、デカメトキシテトラシロキサン、ヘキサエトキシジシロキサン、オクタエトキシトリシロキサン、デカエトキシテトラシロキサン等のポリアルコキシポリシロキサン;1,3−ジメチル−1,1,3,3−テトラメトキシジシロキサン、1,3,5−トリメチル−1,1,3,5,5−ペンタメトキシジシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,1,3,5,7,7−ヘキサメトキシジシロキサン等のポリアルキルポリアルコキシポリシロキサン;等が挙げられる。
これらのアルコール類、有機シラノ−ル類、及び有機ケイ素化合物は、単独または2種以上の混合物として使用できる。
本発明の重合体組成物を硬化して得られる硬化物は、屈折率、ガスバリア性、機械的強度、耐UV性、耐熱性、及び熱伝導性が良好で、これら全ての特性を有する材料となり得る。これらの特性は、従来から提案されているメチル基置換シロキサン系やフェニル基置換シロキサン系では、十分には達成できない水準のものである。
本発明の硬化物の内、殊にSi−O−Al、またはSi−O−Znで示される構造を有する硬化物では、上記のガスバリア性、機械的特性、耐UV性、耐熱性、及び熱伝導性が、良好である。
Al−Oに基づく700〜800cm−1とSi−O−Alに基づく1010〜1020cm−1の赤外吸収を有し、成分(A)の不飽和基含有シロキサン化合物と成分(B)水素がケイ素に直結した構造を有するシロキサン化合物の硬化物の29Si−NMRの化学シフト(ppm)に対する成分(A)と成分(C)の有機金属化合物またはメタロキサン化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種との反応物との成分(B)水素がケイ素に直結した構造を有するシロキサン化合物の硬化物の29Si−NMRの化学シフト(ppm)の差分が1.0ppm以上であり、27Al−NMRで−50〜100ppmにブロードピークを有する成分(A)と成分(C)を反応させて得られた重合体を用いて得られた硬化物や同赤外吸収、29Si−NMR、27Al−NMRスペクトルを有する硬化物は、ガスバリア性、機械的特性、耐UV性、耐熱性、及び熱伝導性に優れることから、殊に好ましい。
上記硬化物は封止材として使用することができる。例えば、LEDチップ、LEDデバイス、半導体、パワー半導体等を保護及び封止するのに好適に使用できる。
また樹脂部材に本発明の重合体組成物を塗布することにより、樹脂部材のガスバリア性を向上させることができる。該樹脂部材とは、樹脂基板や樹脂フィルム等が挙げられる。
本発明により得られた封止材、及び保護膜は、FPDデバイスや半導体デバイスとして用いることができる。ガスバリア性の向上した樹脂部材は、FPDデバイスとして用いることができる。
LEDや半導体を封止する際の成形方法については、特に限定されないが、ポッティング成形、トランスファー成形、コンプレッション成形を用いることができる。
本発明の重合体組成物を硬化して得られる硬化物は、封止材、保護膜、ガスバリア材等として用いることができ、ガスバリア性、機械的強度、耐UV性、及び耐熱性等の良好な、ガスバリア性樹脂部材、LEDデバイス、半導体デバイス等を提供できる。さらに、これらはFPDデバイスに用いることができる。
以下に実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
膜厚測定は、アルバック社製の触針式表面形状測定器(デックタック(Dektak)6M)を用いて行なった。
粘度測定は、芝浦システム社製B型回転粘度計(ビスメトロン粘度計)を用いて行った。
屈折率は、JASCO社製のMEL−30S(自動波長スキャンエリプソメータ)または、アタゴ社製の多波長アッベ屈折計(DR−M4(波長589nm))により測定した。
全光線透過率は、JIS K 7361−1法により測定した。光線透過率の波長依存性については、日本分光社製の紫外・可視分光光度計(V−530(測定波長領域250nm〜850nm))により測定した。
UV照射試験は、岩崎電気社製のアイスーパーUVテスターSUV−F1を用い、68mW/cm2(波長300〜400nm)、120時間の条件で行った。
UV照射加速試験は、ハリソン東芝ライティング(株)社製、光化学用水銀ランプH400−P(400W)を1時間照射することで行った。
UV−LEDチップ試験は、2.1W、ピーク波長375nmのUV−LEDチップ光源を用いて1000時間照射することで行った。
デュロメータ硬度は、デュロメータ硬度計タイプA又はタイプDを用い、JIS7215に基いて測定した。
熱伝導率については、密度を水中置換法により測定し、比熱をパーキンエルマー社製のPyris Diamond DSCにより測定し、熱拡散率を京都電子工業社製のレーザーフラッシュ法測定装置(LFA−502)により測定し、算出した。
酸素透過性は、JIS K 7126−1法により測定し、水透過性は、JIS K 7129A法により測定した。
29Si−NMR、27Al−NMR、29SiのCP/MAS NMR(Cross Polarization/Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance)、29SiのMS NMR、及び27AlのMS NMRは、Varian社製、VNMRS−400で測定した。
ポッティング成形は、武蔵エンジニアリング(株)社製、容積計量式デジタル制御ディスペンサーMEASURING MASTER MPP−1と次世代標準卓上型ロボットSHOTMASTER 200DSを用いて行った。
引張強度及び破断伸びは、島津製作所製引張試験機AG2000Bを用いて縦120mm、横25mm、厚さ2.0mmの短冊状試験片をロードセル1000N、チャック距離
10mm、引張速度5mm/min.、23℃の条件で測定した。
実施例1
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
攪拌装置と還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに水756g(42.0mol)とトルエン302g(3.28mol)を仕込み、75℃とした後、滴下濾斗より、ビニルメチルジクロロシラン296.2g(2.10mol)とジメチルジクロロシラン135.5g(1.05mol)とメチルトリクロロシラン52.3g(0.35mol)の混合物を60分間で滴下した。滴下終了後、80℃、1時間攪拌した。
得られた反応液を分液濾斗に入れ、分層して水層を除去した。更にトルエン層を水により、中性になるまで洗浄した。得られたトルエン層を減圧加熱し、トルエンと含有水を留去し、重合体269gを得た。
得られた重合体70.8gを窒素気流下、攪拌装置及び還流管を備えた1Lの四つ口フラスコに仕込み、ヘキサン137.5gを加え、攪拌し溶解させた。この重合体のヘキサン溶液にトリエチルアルミニウムの50重量%のヘキサン溶液92.4g(Al含有量0.405mol)を加え、ヘキサン還流条件で3時間攪拌した。室温に冷却した後、水14.6g(0.810mol)と2−ブタノール30.0g(0.405mol)を滴下濾斗より30分間で滴下し、ヘキサン還流条件で2時間攪拌した。
得られたヘキサン溶液を減圧加熱し、ヘキサンと低沸点成分を留去して成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体103gを得た。
[成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンの合成]
攪拌装置と還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに水648g(36.0mol)とトルエン259g(2.81mol)を仕込み、水冷し内温を40℃以下としつつ、滴下濾斗より、メチルジクロシラン172.6g(1.50mol)とジメチルジクロロシラン193.6g(1.50mol)の混合物を滴下した。滴下終了後、80℃、2時間攪拌した。
得られた反応液を分液濾斗に入れ、分層して水層を除去した。更にトルエン層を水により、中性になるまで洗浄した。得られたトルエン層を減圧加熱し、トルエンと含有水を留去し、重合体190gを得て、これを成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンとした。
[ビニル基と二級炭素原子が直結したケイ素原子を有する環状シロキサンと白金とから成る金属触媒の合成]
窒素気流下、攪拌装置を備えた50mlのシュレンク管反応器に、特開2005−51192号公報に記載の方法に従って合成した2,4,6−トリビニル−2,4,6−トリイソプロピルシクロトリシロキサン17.1g(50mmol)、エタノール16.4ml、及び塩化白金酸六水和物2.59g(5.0mmol)を仕込み、室温で攪拌し、均一溶液とした。この均一溶液に炭酸水素ナトリウム4.20g(50mmol)を10分間で加えた後、70℃で6時間攪拌した。得られた懸濁液をガラスフィルターで濾過することにより灰色の残渣を濾別し、透明黄色の白金触媒溶液を得た。得られた透明黄色の白金触媒溶液の白金の濃度は、57.9mg/g(0.297mmol/g)であった。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00g(Si含有量38.5mmol、ビニル含有量23.1mmol)に上記で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン3.09g(Si含有量46.1mmol、H含有量23.1mmol)を加え、上記で合成した白金触媒溶液の0.0028g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、2分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.570であった。また、その全光線透過率は、91.5%であり、UV照射試験後の全光線透過率も91.5%を維持した。光線透過率の波長依存性は、測定波長範囲内で97.0%以上の光線透過率であり、UV照射試験後も97.0%以上を維持した。すなわち、耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Dは、70.5であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も70.5を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、10.6g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−110ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
実施例2
実施例1の重合体組成物の合成においてビニルメチルジクロロシラン296.2g(2.10mol)とジメチルジクロロシラン135.5g(1.05mol)とメチルトリクロロシラン52.3g(0.35mol)の混合物に変えて、ビニルメチルジクロロシラン148.1g(1.05mol)とジメチルジクロロシラン264.6g(2.05mol)とメチルトリクロロシラン52.3g(0.35mol)としたこと以外は、実施例1と同様に成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成を行い、重合体組成物の合成を行った。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ3分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、3分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.571であった。また、その全光線透過率は、91.7%であり、UV照射試験後の全光線透過率も91.7%を維持した。光線透過率の波長依存性は、測定波長範囲内で97.0%以上の光線透過率であり、UV照射試験後も97.0%以上を維持した。すなわち、耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Dは、30.3あり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後は、30.4であった。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、12.6g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−110ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
比較例1
実施例1の重合体組成物の合成において使用したトリエチルアルミニウムの20重量%のヘキサン溶液を加えなかったこと以外は、実施例1と同様に成分(C)を含まないポリシロキサン重合体の合成を行い、重合体組成物の合成を行った。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.431であった。また、その全光線透過率は、90.7%であり、UV照射試験後の全光線透過率は、76.8%に低下した。更に光線透過率の波長依存性は、測定波長範囲内で97.0%以上の光線透過率であったが、UV照射試験後は89.2%以下に低下した。すなわち、UV照射により著しく重合体組成物が劣化した。すなわち、耐UV性が低いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Dは、60.8であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後には55.9に低下した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックと割れが発生し、黄色に変色した。すなわち、耐熱性が低いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過性は、158.3g/m・dayであり、実施例1及び実施例2に比べて高く、ガスバリア性が低いことが判明した。
比較例2
実施例1の重合体組成物の合成において使用したトリエチルアルミニウムの50重量%のヘキサン溶液92.4g(Al含有量0.405mol)に変えて、アルミニウムイソプロポキシド82.7g(Al含有量0.405mol)とヘキサン82.7gとしたこと以外は、実施例1と同様にAl含有重合体の合成を行い、重合体組成物の合成を行った。重合体組成物の硬化板状サンプルを作製した。
重合体組成物は、白濁した粘稠スラリー状であり、不均一であった。重合体組成物の硬化板状サンプルは、白濁不透明で、その表面は凹凸があり、平坦ではなかった。
比較例3
実施例1の重合体組成物の合成において使用したトリエチルアルミニウムの50重量%のヘキサン溶液92.4g(Al含有量0.405mol)に変えて、アルミニウムsec.−ブロキシド99.8g(Al含有量0.405mol)とヘキサン99.8gとしたこと以外は、実施例1と同様にAl含有重合体の合成を行い、重合体組成物の合成を行った。重合体組成物の硬化板状サンプルを作製した。
実施例1と同様に重合体組成物の硬化板状サンプルを作製したところ、その表面は平坦かつ平滑であったが、表面が白濁し、不透明であった。
実施例3
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
実施例1の重合体組成物の合成においてビニルメチルジクロロシラン296.2g(2.10mol)とジメチルジクロロシラン135.5g(1.05mol)とメチルトリクロロシラン52.3g(0.35mol)の混合物に変えて、ビニルメチルジクロロシラン282.2g(2.00mol)とジメチルジクロロシラン206.4g(1.60mol)とメチルトリクロロシラン59.8g(0.40mol)としたこと以外は、実施例1と同様に成分(A)(粘度45.6mPa・s)と成分(C)との反応によるAl含有重合体(粘度18.9Pa・s)の合成を行った。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン3.05gを加え、実施例1で合成した成分(D)の白金触媒溶液の0.0028gを添加し、実施例1と同様にして真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、3分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.530であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで97.3%、波長565nmで97.3%、波長750nmで97.3%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で97.3%を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率97.3%を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Dは、37.0あり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後は、37.0であった。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、12.9g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
更にポッティング成形テストを重合体組成物の吐出速度0.005ml/sec.、成形温度150℃、硬化時間5分間の条件で行い、無色透明な半径1.3mmの高さ/半径比=0.87のレンズが成形が可能であること確認した。
実施例4
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
攪拌装置と還流管を備えた3Lの四つ口フラスコに水1080.0g(60.0mol)とトルエン432.0g(4.69mol)を仕込み、75℃とした後、滴下濾斗より、ビニルメチルジクロロシラン352.7g(2.50mol)とジメチルジクロロシラン322.7g(2.50mol)の混合物を120分間で滴下した。滴下終了後、80℃、2時間攪拌した。
得られた反応液を分液濾斗に入れ、分層して水層を除去した。更にトルエン層を水により、中性になるまで洗浄した。得られたトルエン層を減圧加熱し、トルエンと含有水を留去し、粘度5.4mPa・sの重合体370.3gを得た。
得られた重合体201.2gを窒素気流下、攪拌装置及び還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、ヘキサン358.4gを加え、攪拌し溶解させた。この重合体のヘキサン溶液にトリエチルアルミニウムの45.1重量%のヘキサン溶液290.7g(Al含有量1.148mol)を加え、ヘキサン還流条件で4時間攪拌した。室温に冷却した後、水33.1g(1.837mol)を2時間で添加した。その後、2−ブタノール85.1g(1.148mol)を滴下濾斗より30分間で滴下し、ヘキサン還流条件で2時間攪拌した。
得られたヘキサン溶液を減圧加熱し、ヘキサンと低沸点成分を留去して成分(A)と成分(C)との反応による粘度19.1Pa・sのAl含有重合体244.4gを得た。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン3.00gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液の0.0028g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、2分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.550であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで97.1%、波長565nmで97.1%、波長750nmで97.1%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で97.1%を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率97.1%を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Dは、20.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も20.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、10.6g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
更にポッティング成形テストを重合体組成物の吐出速度0.005ml/sec.、成形温度150℃、硬化時間5分間の条件で行い、無色透明な半径1.3mmの高さ/半径比=0.86のレンズが成形が可能であること確認した。
実施例5
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
実施例4の重合体組成物の合成においてビニルメチルジクロロシラン282.1g(2.00mol)とジメチルジクロロシラン387.2g(3.00mol)の混合物に変えて、ビニルメチルジクロロシラン282.1g(2.00mol)とジメチルジクロロシラン387.2g(3.00mol)の混合物としたこと以外は、実施例4と同様に成分(A)(粘度15.4mPa・s)と成分(C)との反応によるAl含有重合体(粘度18.0Pa・s)の合成を行った。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン2.15gを加え、実施例1で得られた成分(D)の白金触媒溶液の0.0025gを添加し、実施例4と同様にして真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ3分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、3分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.540であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで96.8%、波長565nmで96.8%、波長750nmで96.8%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で96.8%を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率96.8%を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、25.0あり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後は、25.0であった。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、13.7g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
実施例6
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
攪拌装置と還流管を備えた3Lの四つ口フラスコに水1090.0g(66.1mol)とトルエン476.0g(5.17mol)を仕込み、75℃とした後、滴下濾斗より、ジメチルジクロロシラン462.0g(3.58mol)を60分間で滴下した。滴下終了後、80℃、2時間攪拌した。
その後、滴下濾斗より、ビニルメチルジクロロシラン272.3g(1.93mol)60分間で滴下し、更に80℃、2時間攪拌した。
得られた反応液を分液濾斗に入れ、分層して水層を除去した。更にトルエン層を水により、中性になるまで洗浄した。得られたトルエン層を減圧加熱し、トルエンと含有水を留去し、成分(A)の粘度7.2mPa・sの重合体352.3gを得た。
得られた重合体203.5gを窒素気流下、攪拌装置及び還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、ヘキサン380.1gを加え、攪拌し溶解させた。この重合体のヘキサン溶液にトリエチルアルミニウムの45.1重量%のヘキサン溶液300.1g(Al含有量1.185mol)を加え、ヘキサン還流条件で4時間攪拌した。室温に冷却した後、水34.1g(1.896mol)を2時間で添加した。その後、2−ブタノール87.8g(1.185mol)を滴下濾斗より60分間で滴下し、ヘキサン還流条件で2時間攪拌した。
得られたヘキサン溶液を減圧加熱し、ヘキサンと低沸点成分を留去して成分(A)と成分(C)との反応による粘度19.7Pa・sのAl含有重合体272.9gを得た。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン2.90gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液の0.0027g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、2分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.570であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで97.5%、波長565nmで97.5%、波長750nmで97.5%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で97.5%を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率97.5%を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、51.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も51.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、11.2g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
実施例7
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
実施例6と同様にして得た成分(A)の重合体203.5gを窒素気流下、攪拌装置及び還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、ヘキサン380.1gを加え、攪拌し溶解させた。この重合体のヘキサン溶液にトリエチルアルミニウムの45.1重量%のヘキサン溶液300.1g(Al含有量1.185mol)を加え、ヘキサン還流条件で4時間攪拌した。水冷し、冷却した後、2−ブタノール268.3g(3.620mol)を滴下濾斗より60分間で滴下し、ヘキサン還流条件で2時間攪拌した。
得られたヘキサン溶液を減圧加熱し、ヘキサンと低沸点成分を留去して成分(A)と成分(C)との反応による粘度87Pa・sのAl含有重合体268.1gを得た。
得られたAl重合体を29Si−NMRにより分析したところ、δ−21.7ppmと−35.4ppmにSi−O−AlのSiに帰属されるピークが観測された。この2つのピークは、実施例6と同様にして得た成分(A)の29Si−NMRのSiの−20.3ppmと−34.3ppmのピーク位置から各々1.4ppm、1.1ppmシフトしている。更に本Al重合体を27Al MAS NMRにより分析したところ、δ−100ppmから−20ppmにブロードピークが観られた。
また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1015cm−1付近にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン2.90gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液の0.0027g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、2分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.570であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで97.6%、波長565nmで97.6%、波長750nmで97.6%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で97.6%を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率97.6%を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、45.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も45.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、10.5g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
実施例8
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
実施例7で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体150.0gを窒素気流下、攪拌装置及び還流管を備えた1Lの四つ口フラスコに仕込み、ヘキサン300.0gを加え、攪拌し溶解させた。この重合体のヘキサン溶液に水冷しつつ、水12.0g(0.67mol)を滴下濾斗より60分間で滴下し、室温で5時間攪拌した。
得られたヘキサン溶液を減圧加熱し、ヘキサンと低沸点成分を留去して成分(A)と成分(C)との反応による粘度100Pa・sのAl含有重合体147.1gを得た。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン2.75gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液の0.0027g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、2分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.550であった。また、その全光線透過率は、95.3%であり、UV照射試験後の全光線透過率も95.3%を維持した。光線透過率の波長依存性は、測定波長範囲内で97.0%以上の光線透過率であり、UV照射試験後も95.3%以上を維持した。すなわち、耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、60.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も60.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、10.3g/m・dayであった。
実施例9
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
実施例6と同様にして成分(A)と成分(C)との反応による粘度19.7Pa・sのAl含有重合体を合成した。
[成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンの合成]
攪拌装置と還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに水648g(36.0mol)とトルエン259g(2.81mol)を仕込み、内温を75℃とし、滴下濾斗より、ジメチルジクロロシラン193.6g(1.50mol)を60分間で滴下した。滴下終了後、80℃、2時間攪拌した。
その後、冷却し、内温を40℃に保ちつつ、メチルジクロシラン172.6g(1.50mol)を滴下した。滴下終了後、80℃、2時間攪拌した。
得られた反応液を分液濾斗に入れ、分層して水層を除去した。更にトルエン層を水により、中性になるまで洗浄した。得られたトルエン層を減圧加熱し、トルエンと含有水を留去し、粘度123mPa・sの重合体166.9gを得て、これを成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンとした。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00gに上記で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン2.90gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液の0.0027g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、2分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.571であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで97.6%、波長565nmで97.6%、波長750nmで97.6%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で97.6%を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率97.6%を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、49.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も49.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、12.4g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
比較例4
[成分(A)の重合体の合成]
攪拌装置と還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに水432.0g(24.0mol)とトルエン173.0g(1.88mol)を仕込み、75℃とした後、滴下濾斗より、ビニルメチルジクロロシラン84.6g(0.600mol)とジフェニルジクロロシラン354.5g(1.400mol)の混合物を120分間で滴下した。滴下終了後、80℃、2時間攪拌した。
得られた反応液を分液濾斗に入れ、分層して水層を除去した。更にトルエン層を水により、中性になるまで洗浄した。得られたトルエン層を減圧加熱し、トルエンと含有水を留去し、重合体266.7gを得た。
[成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンの合成]
攪拌装置と還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに水562g(31.2mol)とトルエン225g(2.44mol)を仕込み、水冷し内温を40℃以下としつつ、滴下濾斗より、ジフェニルジクロロシラン329.2g(1.300mol)とメチルジクロシラン149.6g(1.300mol)の混合物を60分間で滴下した。滴下終了後、80℃、2時間攪拌した。
得られた反応液を分液濾斗に入れ、分層して水層を除去した。更にトルエン層を水により、中性になるまで洗浄した。得られたトルエン層を減圧加熱し、トルエンと含有水を留去し、重合体198.9gを得て、これを成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンとした。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)5.00gに上記で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン2.50gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液の0.0026g(成分(A)と成分(B)の混合物に対し20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ5分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、5分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.560であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで86.6%、波長565nmで88.4%、波長750nmで88.7%の光線透過率であり、UV照射加速試験後は、波長380nmで75.4%、波長565nmで80.2%、波長750nmで80.9%の光線透過率となり、光線透過率が著しく低下した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が低いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、88.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後は、85.2であった。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後に黄色に変色した。すなわち、耐熱性が低いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、50.6 g/m・dayであった。
比較例5
[成分(A)の重合体の合成]
比較例4と同様にして成分(A)の重合体を合成した。
[成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンの合成]
比較例4の成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンの合成においてジフェニルジクロロシラン329.2g(1.300mol)とメチルジクロシラン149.6g(1.300mol)の混合物に変えて、フェニルメチルジクロロシランg(1.300mol)とメチルジクロシラン149.6g(1.300mol)の混合物としたこと以外は、比較例4と同様に成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンの合成を行い、重合体組成物の合成を行った。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)の重合体5.00gに上記で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン2.15gを加え、実施例1で合成した成分(D)の白金触媒溶液の0.0020gを添加し、比較例4と同様にして真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ3分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、3分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.565であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで85.3%、波長565nmで87.1%、波長750nmで87.7%の光線透過率であり、UV照射加速試験後は、波長380nmで70.4%、波長565nmで78.5%、波長750nmで79.9%の光線透過率となり、光線透過率が著しく低下した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が低いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、52.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後は、49.8であった。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後に黄色に変色した。すなわち、耐熱性が低いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、42.6g/m・dayであった。
実施例10
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
実施例6と同様にして得た成分(A)の重合体163.1gを窒素気流下、攪拌装置及び還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、トリメチルアルミニウムの1.07mol/Lのヘキサン溶液841.6g(Al含有量0.901mol)を加え、ヘキサン還流条件で4時間攪拌した。水冷し、冷却した後、2−ブタノール205.6g(2.774mol)を滴下濾斗より60分間で滴下し、ヘキサン還流条件で2時間攪拌した。
得られたヘキサン溶液を減圧加熱し、ヘキサンと低沸点成分を留去して成分(A)と成分(C)との反応による粘度5.5Pa・sのAl含有重合体268.1gを得た。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン3.39gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液の0.0029g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し、白金20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、2分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.589であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで92.3%、波長565nmで97.6%、波長750nmで98.2%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で92.3%以上を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率92.3%以上を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、52.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も52.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、12.6g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
実施例11
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
実施例6と同様にして得た成分(A)の重合体201.2gを窒素気流下、攪拌装置及び還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、トルエン201.2gを加え、攪拌し溶解させた。この重合体のトルエン溶液に東ソー・ファインケム(株)社製アルミノキサントルエン溶液(TMAO−212トルエン溶液、Al濃度=9.1wt%)76.3g(Al含有量0.257mol)を加え、内温90.0℃で4時間攪拌した。水冷し、冷却した後、2−ブタノール52.4g(0.707mol)を滴下濾斗より60分間で滴下し、90.0℃で2時間攪拌した。
得られたトルエン溶液を減圧加熱し、トルエンと低沸点成分を留去して成分(A)と成分(C)との反応による粘度1.1Pa・sのAl含有重合体190.2gを得た。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン3.16gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液の0.0028g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し、白金20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、2分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.548であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで90.2%、波長565nmで96.9%、波長750nmで98.2%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で90.2%以上を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率90.2%以上を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、23.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も23.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、11.5g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
実施例12
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
実施例6において添加する水34.1g(1.896mol)に変えて水10.7g(0.593mol)としたこと以外は、実施例6と同様にして成分(A)と成分(C)との反応による粘度19.5Pa・sのAl含有重合体を合成した。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン1.68gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液の0.0023g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し、白金20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、2分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.569であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで89.6%、波長565nmで96.9%、波長750nmで98.6%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で89.6%以上を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率89.6%以上を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、21.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も21.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、13.5g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
実施例13
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
実施例6において添加する水34.1g(1.896mol)に変えて水5.3g(0.297mol)としたこと以外は、実施例6と同様にして成分(A)と成分(C)との反応による粘度1.2Pa・sのAl含有重合体を合成した。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体5.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン1.68gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液の0.0023g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、2分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.571であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで90.4%、波長565nmで97.0%、波長750nmで97.9%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で90.4%以上を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率90.4%以上を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、31.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も31.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、10.3g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmにSi−O−Alに帰属されるピークが観測された。また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
実施例14
[成分(A)と成分(C)との反応によるZn含有重合体の合成]
実施例4と同様にして得た成分(A)の重合体206.2gを窒素気流下、攪拌装置及び還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、ヘキサン200.4gを加え、攪拌し溶解させた。この重合体のヘキサン溶液にジエチル亜鉛の1.09mol/Lのヘキサン溶液601.5ml(Zn含有量0.656mol)を加え、室温で4時間攪拌した。水冷し、冷却した後、水11.8g(0.656mol)を滴下濾斗より60分間で滴下し、室温で2時間攪拌した。
得られたヘキサン溶液を減圧加熱し、ヘキサンと低沸点成分を留去して成分(A)と成分(C)との反応による粘度0.52Pa・sのZn含有重合体289.5gを得た。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるZn含有重合体5.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン2.90gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液の0.0027g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ2分間であった。
[重合体組成物の成型(硬化物の合成)]
縦50mm、横50mm、厚さ2.0mmのガラス製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、2分間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。
得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.544であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで97.6%、波長565nmで97.6%、波長750nmで97.6%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で97.6%を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率97.6%を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、83.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も83.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、13.8g/m・dayであった。
実施例15
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
実施例6と同様にして得た成分(A)の重合体301.0を窒素気流下、攪拌装置及び還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、ヘキサン322.0gを加え、攪拌し溶解させた。この重合体のヘキサン溶液にトリエチルアルミニウムの49.0重量%のヘキサン溶液224.0g(Al含有量0.961mol)を加え、ヘキサン還流条件で4時間攪拌した。室温に冷却した後、2−ブタノール217.2g(2.931mol)を滴下濾斗より60分間で滴下し、ヘキサン還流条件で2時間攪拌した。
得られたヘキサン溶液を減圧加熱し、ヘキサンと低沸点成分を留去して成分(A)と成分(C)との反応による粘度2.19Pa・sのAl含有重合体287.4gを得た。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体10.0gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン6.22gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液(Pt=57.9mg/g溶液)の0.0056g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し、白金20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ22秒であった。
[重合体組成物の成形(硬化物の合成)]
縦120mm、横25mm、厚さ2.0mmのテフロン(登録商標)製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、1時間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
本硬化板状サンプルの機械的強度を測定したところ、引張強度は1.75MPa、破断伸びは、10.9%であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.500であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで92.7%、波長565nmで96.7%、波長750nmで97.4%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で92.7%以上を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率92.7%以上を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、78.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も78.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。また、デュロメータ硬度Dは、24.0であった。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、13.6g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmと−36.9ppmにSi−O−AlのSiに帰属されるピークが観測された。この2つのピークは、実施例6で得た成分(A)のみと実施例1で得られた成分(B)を白金触媒下に硬化させたAl成分を含まない(成分(C)を含まない)硬化物の29Si CP/MAS NMRのSiの−20.5ppmと−35.9ppmのピーク位置から各々1.1ppm、1.0ppmシフトしている。更に本硬化板状サンプルを27Al MAS NMRにより分析したところ、δ−100ppmから−20ppmにブロードピークが観られた。
また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
実施例16
[成分(A)の合成]
攪拌装置と還流管を備えた5Lの四つ口フラスコに水1620.0g(90.0mol)とトルエン391.0g(4.20mol)を仕込み、75℃した後、滴下濾斗より、ジメチルジクロロシラン1742.3g(13.50mol)を60分間で滴下した。滴下終了後、80℃、2時間攪拌した。
その後、滴下濾斗より、ビニルメチルジクロロシラン211.6g(1.50mol)60分間で滴下し、更に80℃、2時間攪拌した。
得られた反応液を分液濾斗に入れ、分層して水層を除去した。更にトルエン層を水により、中性になるまで洗浄した。得られたトルエン層を減圧加熱し、トルエンと含有水を留去し、成分(A)の粘度0.264Pa・sの重合体839.0gを得た。
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
得られた成分(A)110.3gを窒素気流下、攪拌装置及び還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、トリエチルアルミニウムの49.0重量%のヘキサン溶液86.39g(Al含有量0.371mol)を加え、ヘキサン還流条件で4時間攪拌した。室温に冷却した後、2.00g(0.111mol)を10分間で添加した。その後、2−ブタノール75.6g(1.020mol)を滴下濾斗より60分間で滴下し、ヘキサン還流条件で2時間攪拌した。
得られたヘキサン溶液を減圧加熱し、ヘキサンと低沸点成分を留去して成分(A)と成分(C)との反応による粘度0.75Pa・sのAl含有重合体153.7gを得た。
得られたAl重合体を29Si−NMRにより分析したところ、δ−21.5ppmと−35.3ppmにSi−O−AlのSiに帰属されるピークが観測された。この2つのピークは、成分(A)の29Si−NMRのSiの−20.3ppmと−34.3ppmのピーク位置から各々1.2ppm、1.0ppmシフトしている。更に本Al重合体を27Al MAS NMRにより分析したところ、δ−100ppmから−20ppmにブロードピークが観られた。
また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1015cm−1付近にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体12.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン1.54gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液(57.9mg/g)の0.0047g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し白金20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ11秒であった。
[重合体組成物の成形(硬化物の合成)]
縦120mm、横25mm、厚さ2.0mmのテフロン(登録商標)製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、1時間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
本硬化板状サンプルの機械的強度を測定したところ、引張強度は1.55MPa、破断伸びは、20.9%であった。 得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.500であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで93.1%、波長565nmで97.1%、波長750nmで97.8%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で93.1%以上を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率93.1%以上を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、91.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も91.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。また、デュロメータ硬度Dは、25.0であった。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、11.7g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmと−37.0ppmにSi−O−AlのSiに帰属されるピークが観測された。この2つのピークは、上記の成分(A)のみと実施例1で得られた成分(B)を白金触媒下に硬化させたAl成分を含まない(成分(C)を含まない)硬化物の29Si CP/MAS NMRのSiの−20.5ppmと−35.9ppmのピーク位置から各々1.1ppm、1.1ppmシフトしている。更に本硬化板状サンプルを27Al MAS NMRにより分析したところ、δ−100ppmから−20ppmにブロードピークが観られた。
また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
実施例17
[重合体組成物の合成]
実施例16で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体6.00gと実施例16で得られた成分(A)6.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン1.99gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液(57.9mg/g)の0.0048g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し白金20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ8秒であった。
[重合体組成物の成形(硬化物の合成)]
縦120mm、横25mm、厚さ2.0mmのテフロン(登録商標)製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、1時間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
本硬化板状サンプルの機械的強度を測定したところ、引張強度は3.68MPa、破断伸びは、68.6%であった。 得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.480であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで94.0%、波長565nmで98.2%、波長750nmで98.8%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で94.0%以上を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率94.0%以上を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、67.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も67.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。また、デュロメータ硬度Dは、19.0であった。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、17.7g/m・dayであった。
実施例18
[重合体組成物の合成]
実施例16で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体12.00gと2,4,6,8−テトライソプロピル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン3.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン9.78gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液(57.9mg/g)の0.0086g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し白金20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ13秒であった。
[重合体組成物の成形(硬化物の合成)]
縦120mm、横25mm、厚さ2.0mmのテフロン(登録商標)製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、1時間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
本硬化板状サンプルの機械的強度を測定したところ、引張強度は7.68MPa、破断伸びは、12.8%であった。 得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.510であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで93.5%、波長565nmで97.9%、波長750nmで98.2%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で93.5%以上を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率93.5%以上を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、95.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も95.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。また、デュロメータ硬度Dは、66.0であった。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、15.7g/m・dayであった。
実施例19
実施例16においてジメチルジクロロシランを1839.1g(14.25mol)に、ビニルメチルジクロロシラン105.8g(0.75mol)としたこと以外は、実施例16と同様にして成分(A)を合成し、成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成を行った。成分(A)と成分(C)との反応により粘度0.27Pa・sのAl含有重合体150.3gを得た。
得られたAl重合体を29Si−NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmと−35.3ppmにSi−O−AlのSiに帰属されるピークが観測された。この2つのピークは、実施例19で得られた上記成分(A)の29Si−NMRのSiの−20.3ppmと−34.3ppmのピーク位置から各々1.3ppm、1.0ppmシフトしている。更に本Al重合体を27Al MAS NMRにより分析したところ、δ−100ppmから−20ppmにブロードピークが観られた。
また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1015cm−1付近にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体12.00gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン0.804gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液(57.9mg/g)の0.0044g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し白金20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ24秒であった。
[重合体組成物の成形(硬化物の合成)]
縦120mm、横25mm、厚さ2.0mmのテフロン(登録商標)製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、1時間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
本硬化板状サンプルの機械的強度を測定したところ、引張強度は1.32MPa、破断伸びは、45.3%であった。 得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.510であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで93.6%、波長565nmで97.6%、波長750nmで98.0%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で93.61%以上を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率93.6%以上を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、54.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も54.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。また、デュロメータ硬度Dは、15.0であった。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、12.3g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.6ppmと−37.0ppmにSi−O−AlのSiに帰属されるピークが観測された。この2つのピークは、上記の成分(A)のみと実施例1で得られた成分(B)を白金触媒下に硬化させたAl成分を含まない(成分(C)を含まない)硬化物の29Si CP/MAS NMRのSiの−20.5ppmと−35.9ppmのピーク位置から各々1.1ppm、1.1ppmシフトしている。更に本硬化板状サンプルを27Al MAS NMRにより分析したところ、δ−100ppmから−20ppmにブロードピークが観られた。
また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。
実施例20
[成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体の合成]
実施例6と同様にして得た成分(A)の重合体301.6を窒素気流下、攪拌装置及び還流管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、ヘキサン322.0gを加え、攪拌し溶解させた。この重合体のヘキサン溶液にトリエチルアルミニウムの49.0重量%のヘキサン溶液407.6g(Al含有量1.749mol)を加え、ヘキサン還流条件で4時間攪拌した。室温に冷却した後、4−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸126.1g(0.875mol)を添加し、ヘキサン還流条件で2時間攪拌した。更に室温に冷却した後、2−ブタノール265.8g(3.585mol)を滴下濾斗より60分間で滴下し、ヘキサン還流条件で2時間攪拌した。
得られたヘキサン溶液を減圧加熱し、ヘキサンと低沸点成分を留去して成分(A)と成分(C)との反応による粘度4.21Pa・sのAl含有重合体336.9gを得た。
[重合体組成物の合成]
上記で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体10.0gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン4.07gを加え、実施例1で得られた白金触媒溶液(Pt=57.9mg/g溶液)の0.0049g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し、白金20ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ15秒であった。
[重合体組成物の成形(硬化物の合成)]
縦120mm、横25mm、厚さ2.0mmのテフロン(登録商標)製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、1時間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
本硬化板状サンプルの機械的強度を測定したところ、引張強度は3.61MPa、破断伸びは、78.2%であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.560であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで92.4%、波長565nmで96.3%、波長750nmで97.1%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で92.4%以上を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率92.4%以上を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、72.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も72.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。また、デュロメータ硬度Dは、26.0であった。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、15.5g/m・dayであった。
実施例21
[ルテニウム触媒の調整]
(2,4−ジメチルペンタジエニル)(エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム
0.100gを実施例6で合成した成分(A)10gでに溶解し、10.0mg/gの溶液とした。
[重合体組成物の合成]
実施例15で得られた成分(A)と成分(C)との反応によるAl含有重合体10.0gに実施例1で得られた成分(B)の水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサン6.22gを加え、上記の(2,4−ジメチルペンタジエニル)(エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム触媒溶液を1.46g(A1含有重合体+水素がケイ素に直結した構造を有するポリシロキサンに対し、900ppm)を添加し、シンキー社製自転・公転真空ミキサーARV−310で内圧=0.6kPa,公転/自転比=2000rpm/1000rpmで3分間、真空脱泡混合を行い、重合体組成物とした。
[重合体組成物の硬化時間の測定]
得られた重合体組成物を150℃の焼成炉で加温し、硬化時間を測定したところ125秒であった。
[重合体組成物の成形(硬化物の合成)]
縦120mm、横25mm、厚さ2.0mmのテフロン(登録商標)製鋳型に上記の重合体組成物を流し込み、150℃、4時間の条件で加熱硬化させ、重合体組成物の硬化板状サンプル(硬化物)を得た。得られた重合体組成物の硬化板状サンプルは、無色透明で、その表面は平坦かつ平滑であった。
本硬化板状サンプルの機械的強度を測定したところ、引張強度は1.25MPa、破断伸びは、9.8%であった。
得られた硬化板状サンプルの屈折率を測定したところ、1.510であった。また、光線透過率の波長依存性は、波長380nmで91.0%、波長565nmで95.8%、波長750nmで96.5%の光線透過率であり、UV照射加速試験後も波長380nm〜750nmの領域で91.0%以上を維持した。
また、同様にUV−LEDチップ試験の前後でも光線透過率の変化は無く、波長380nm〜750nmの領域で光線透過率91.0%以上を維持した。すなわち、本重合体組成物の耐UV性が高いことが判明した。
得られた硬化板状サンプルのデュロメータ硬度Aは、68.0であり、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後も78.0を維持した。また、150℃から260℃の昇降温3回の耐熱試験後にクラックの発生や割れ、黄変等の変色は観られなかった。すなわち、耐熱性が高いことが判明した。また、デュロメータ硬度Dは、21.0であった。
得られた硬化板状サンプルの水透過率は、17.6g/m・dayであった。
得られた硬化板状サンプルを29Si CP/MAS NMRにより分析したところ、δ−21.5ppmと−36.9ppmにSi−O−AlのSiに帰属されるピークが観測された。この2つのピークは、実施例6で得た成分(A)のみと実施例1で得られた成分(B)を白金触媒下に硬化させたAl成分を含まない(成分(C)を含まない)硬化物の29Si CP/MAS NMRのSiの−20.5ppmと−35.9ppmのピーク位置から各々1.0ppm、1.0ppmシフトしている。更に本硬化板状サンプルを27Al MAS NMRにより分析したところ、δ−100ppmから−20ppmにブロードピークが観られた。
また、赤外吸収スペクトルにより分析したところ、1014cm−1にSi−O−Alの伸縮に帰属される伸縮振動、750cm−1付近にAl−Oの伸縮振動が観測された。すなわち、ケイ素、酸素、及びアルミニウムから成る一次構造鎖が形成されていることが判明した。

Claims (17)

  1. I)、II)及びIII)を含むことを特徴とする重合体組成物。
    I)下記式(1)及び(2)、(1)及び(3)、又は(1)、(2)及び(3)の繰り返し単位を含む不飽和基含有シロキサン化合物(成分(A))と、
    Figure 0006206079
    (式中、Rは水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を表し、Rどうしは、同一でも異なっても良い。aはを表す。)
    アルミニウム及び/又は亜鉛の、有機金属化合物またはメタロキサン化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種(成分(C))を反応して得られる重合体。
    II)下記式(4)及び(5)、(4)及び(6)、又は(4)、(5)及び(6)の繰り返し単位を含み水素がケイ素に直結した構造を有するシロキサン化合物(成分(B))。
    Figure 0006206079
    (式中、Rは水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を表し、Rどうしは、同一でも異なっても良い。)
    III)周期表の第8族金属、第9族金属、または第10族金属の金属触媒(成分(D))。
  2. I)が、成分(A)と成分(C)を反応させる際もしくは、反応させた後に、水、有機ヒドロキシ化合物及び有機ヒドロキシカルボン酸化合物から選ばれる1種以上を反応させた反応物であることを特徴とする、請求項1に記載の重合体組成物。
  3. I)が、成分(A)と成分(C)を反応して得られる重合体にアルケニル基置換環状シロキサンを添加した反応物であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の重合体組成物。
  4. I)が、式(1)、式(2)及び下記式(7)、式(1)、式(3)及び下記式(7)、又は式(1)、式(2)、式(3)及び下記式(7)の繰り返し単位を含むことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の重合体組成物。
    Figure 0006206079
    (Rは、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のシラノキシ基を表す。)
  5. 成分(D)が、白金触媒またはルテニウム触媒であることを特徴とする、請求項1〜のいずれかに記載の重合体組成物。
  6. 予め成分(A)と成分(C)を反応させた後、成分(B)及び成分(D)を添加することを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の重合体組成物の製造方法。
  7. 請求項1〜のいずれかに記載の重合体組成物を加熱もしくは、光を照射して反応させて得ることを特徴とする硬化物。
  8. Al−Oに基づく700〜800cm−1とSi−O−Alに基づく1010〜1020cm−1の赤外吸収を有し、成分(A)の不飽和基含有シロキサン化合物と成分(B)水素がケイ素に直結した構造を有するシロキサン化合物の硬化物の29Si−NMRの化学シフト(ppm)に対する成分(A)と成分(C)の有機金属化合物またはメタロキサン化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種との反応物との成分(B)水素がケイ素に直結した構造を有するシロキサン化合物の硬化物の29Si−NMRの化学シフト(ppm)の差分が1.0ppm以上であり、27Al−NMRで−50〜100ppmにブロードピークを有することを特徴とする請求項に記載の硬化物。
  9. 請求項又はに記載の硬化物からなることを特徴とする封止材。
  10. 請求項又はに記載の硬化物からなることを特徴とするガスバリア材。
  11. 請求項又はに記載の硬化物からなることを特徴とする半導体用絶縁封止材。
  12. 請求項に記載の封止材を用いることを特徴とするLEDデバイス。
  13. 請求項10に記載のガスバリア材を用いることを特徴とする樹脂部材。
  14. 請求項11に記載に記載の半導体用絶縁封止材を用いることを特徴とする半導体デバイス。
  15. 下記式(1)及び(2)、(1)及び(3)、又は(1)、(2)及び(3)の繰り返し単位を含み不飽和基含有シロキサン化合物(成分(A))と、
    Figure 0006206079
    (式中、Rは水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を表し、Rどうしは、同一でも異なっても良い。aはを表す。)
    アルミニウム及び/又は亜鉛属の、有機金属化合物またはメタロキサン化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種(成分(C))を反応して得られる重合体。
  16. 式(1)、式(2)及び下記式(7)、式(1)、式(3)及び下記式(7)、又は式(1)、式(2)、式(3)及び下記式(7)の繰り返し単位を含むことを特徴とする請求項15に記載の重合体。
    Figure 0006206079
    (Rは、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のシラノキシ基を表す。)
  17. Al−Oに基づく700〜800cm−1とSi−O−Alに基づく1010〜1020cm−1の赤外吸収を有し、成分(A)の不飽和基含有シロキサン化合物の29Si−NMRの化学シフト(ppm)と、成分(A)と成分(C)の有機金属化合物またはメタロキサン化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種との反応物の29Si−NMRの化学シフト(ppm)の差分が1.0ppm以上であり、27Al−NMRで−50〜100ppmにブロードピークを有することを特徴とする請求項15又は16に記載の重合体。
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JP4733933B2 (ja) * 2004-06-18 2011-07-27 東レ・ダウコーニング株式会社 硬化性オルガノポリシロキサン組成物
JP5135670B2 (ja) * 2004-10-08 2013-02-06 東レ株式会社 有機−無機複合材料、その製造方法および成形品
WO2009111193A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-11 Dow Corning Corporation Borosiloxane composition, borosiloxane adhesive, coated and laminated substrates
KR20120101635A (ko) * 2009-11-27 2012-09-14 제이에스알 가부시끼가이샤 조성물, 경화체 및 전자 디바이스
JP6014971B2 (ja) * 2010-06-18 2016-10-26 東ソー株式会社 典型金属含有ポリシロキサン組成物、その製造方法、およびその用途
JP2012197409A (ja) * 2010-11-24 2012-10-18 Sekisui Chem Co Ltd 光半導体装置用封止剤及びそれを用いた光半導体装置
JP2012122002A (ja) * 2010-12-09 2012-06-28 Daicel Corp 付加硬化性メタロシロキサン化合物
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