JP6243567B1 - 硬化性ポリオルガノシロキサン組成物及びその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
[1](A1)式(I):
(式中、
Ra1は、独立して、C2−C6アルケニル基であり、
Rb1は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n1は、(A1)の23℃における粘度を10mPa・s〜1,000,000mPa・sにする数である)で示されるアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンと;
(B1)式(II):
(式中、
Rc1は、水素原子であり、
Rb2は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n2は、(B1)の23℃における粘度を0.1〜300mPa・sとする数である)で示されるポリオルガノハイドロジェンシロキサンと;
(B2)Rb3 2Rc2SiO1/2単位(式中、Rb3は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、Rc2は、水素原子である)及びSiO4/2単位からなり、一分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を3個以上有する、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンと;
(A2)式(III):
(式中、
Ra2は、独立して、C2−C6アルケニル基であり、
Rb4は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n3は、(A2)の23℃における粘度を10mPa・s〜1,000,000mPa・sにする数である)で示されるアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン、及び
(B3)式(IV):
(式中、
Rc3は、水素原子であり、
Rb5は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n4は、(B3)の23℃における粘度を0.1mPa・s〜300mPa・sとする数である)で示される直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン
からなる群より選択される1以上と;
(C)白金系触媒と;
を含み、
(A1)及び(A2)の合計100重量部に対して、(A2)は0重量部以上60重量部以下であり、(HB1+HB2+HB3)/(ViA1+ViA2)が0.6〜2.2であり、
ここで、ViA1は、(A1)のアルケニル基のモル数であり、ViA2は、(A2)のアルケニル基のモル数であり、HB1は、(B1)のケイ素原子に結合した水素原子のモル数であり、HB2は、(B2)のケイ素原子に結合した水素原子のモル数であり、HB3は、(B3)の水素原子のモル数である、硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
[2](B2)が、3〜5個のSiO4/2単位が環状シロキサン骨格を形成し、各SiO4/2単位に2個のRb3 2Rc2SiO1/2単位が結合している、環状ポリオルガノハイドロジェンシロキサンである、[1]の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
[3]組成物が(A2)を含み、(HB1+HB2)/(ViA1+ViA2)が0.6〜2.2である、[1]又は[2]の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
[4](A1)及び(A2)の合計100重量部に対して、(A2)が5〜37重量部であり、(HB1+HB2)/(ViA1+ViA2)が0.6〜0.99であり、かつ、HB1/(HB1+HB2)が、0.3〜0.8である、[3]の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
[5]組成物が(B3)を含み、(HB1+HB2+HB3)/ViA1が0.6〜2.5である、[1]〜[4]のいずれかの硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
[6](HB1+HB2+HB3)/ViA1が0.6〜0.99である、[5]の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
[7]画像表示装置の画像表示部を有する基部と透光性の保護部との接着用である、[1]〜[6]のいずれかの硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
[8][1]〜[7]のいずれかの硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を用いて、画像表示装置の画像表示部を有する基部と透光性の保護部とを接着した画像表示装置。
硬化性ポリオルガノシロキサン組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)は、(A1)と;(B1)と;(B2)と;(A2)及び(B3)からなる群より選択される1以上と;(C)白金系触媒と;を含み、(A1)及び(A2)の合計100重量部に対して、(A2)は0重量部以上60重量部以下であり、(HB1+HB2+HB3)/(ViA1+ViA2)が0.6〜2.2であり、ViA1は、(A1)のアルケニル基のモル数であり、ViA2は、(A2)のアルケニル基のモル数であり、HB1は、(B1)のケイ素原子に結合した水素原子のモル数であり、HB2は、(B2)のケイ素原子に結合した水素原子のモル数であり、HB3は、(B3)のケイ素原子に結合した水素原子のモル数である。
なお、(B2)を、「架橋性ポリオルガノハイドロジェンシロキサン」ともいう。
(A1)は、式(I):
(式中、
Ra1は、独立して、C2−C6アルケニル基であり、
Rb1は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n1は、(A1)の23℃における粘度を10mPa・s〜1,000,000mPa・sにする数である)で示される。(A1)は、シロキサン鎖の両方の末端にアルケニル基を有する、両末端アルケニル基含有直鎖状ポリオルガノシロキサンである。
(B1)は、式(II):
(式中、
Rc1は、水素原子であり、
Rb2は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n2は、(B1)の23℃における粘度を0.1〜300mPa・sとする数である)で示されるポリオルガノハイドロジェンシロキサン)で示される。(B1)は、シロキサン鎖の両方の末端に、ケイ素原子に結合した水素原子を有する、両末端SiH基含有直鎖状ポリオルガノシロキサンである。
(B2)は、Rb3 2Rc2SiO1/2単位(式中、Rb3は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、Rc2は、水素原子である)及びSiO4/2単位からなり、一分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を3個以上有する、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンである。
(A2)は、式(III):
(式中、
Ra2は、独立して、C2−C6アルケニル基であり、
Rb4は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n3は、(A2)の23℃における粘度を10mPa・s〜1,000,000mPa・sにする数である)で示され、(B3)は、式(IV):
(式中、
Rc3は、水素原子であり、
Rb5は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n4は、(B3)の23℃における粘度を0.1〜300mPa・sとする数である)で示される。
(C)は、(A1)及び(A2)のアルケニル基と、(B1)、(B2)及び(B3)のヒドロシリル基(SiH)との間の付加反応を促進するための触媒である。触媒活性が良好な観点から、白金、ロジウム、パラジウムのような白金族金属原子の化合物が好適に用いられ、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコールの反応生成物、白金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体、白金−ケトン錯体、白金−ホスフィン錯体のような白金化合物、ロジウム−ホスフィン錯体、ロジウム−スルフィド錯体のようなロジウム化合物、パラジウム−ホスフィン錯体のようなパラジウム化合物が好ましく、白金化合物がより好ましく、白金−ビニルシロキサン錯体が特に好ましい。
組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、(D)希釈剤、(E)接着付与剤及び(F)白金系触媒の抑制剤からなる群より選択される1以上の添加剤を含むことができる。(D)希釈剤、(E)接着付与剤及び(F)白金触媒の抑制剤は、それぞれ単独でも、2種以上の組合せであってもよい。
(式中、Q1及びQ2は、互いに独立して、アルキレン基、好ましくはC1−C4アルキレン基を表し、R3は、C1−C4アルキル基を表す)で示される側鎖を有する有機ケイ素化合物が挙げられる。
組成物において、(A2)の含有量は、(A1)及び(A2)の合計100重量部に対して、0重量部以上60重量部以下である。(A2)の含有量が、(A1)及び(A2)の合計100重量部に対して、60重量部超であると、組成物の室温での速硬化性が劣る。(A2)の含有量は、(A1)及び(A2)の合計100重量部に対して、1〜60重量部が好ましく、5〜52重量部がより好ましく、5〜37重量部が更に好ましく、17〜37重量部が特に好ましい。(A2)の含有量が、(A1)及び(A2)の合計100重量部に対して、5〜37重量部であると、接着力がより向上する傾向があり、17〜37重量部であると、接着力に加えて、硬化物の伸びがより向上し、応力緩和性がより向上する傾向がある。
組成物は、以下を満足するのが好ましい。以下において、「組成物が(A2)を含む場合」とは、「組成物が(A2)及び(B3)を含む場合」であり、好ましくは「組成物が(A2)を含み、(B3)を含まない場合」である。また、「組成物が(B3)を含む場合」とは、「組成物が(A2)及び(B3)を含む場合」であり、好ましくは「組成物が(B3)を含み、(A2)を含まない場合」である。
M:(CH3)3SiO1/2
MH:H(CH3)2SiO1/2
MV:CH2=CH2(CH3)2SiO1/2
D:(CH3)2SiO2/2
DH:H(CH3)SiO2/2
Q:SiO4/2(四官能性)
a2:下記(1)〜(3)の混合物。この混合物中、A1−2が25重量%であり、A2が50重量%であり、D1が25重量%である。
(1)A1−2:両末端がMV単位で閉塞され、中間単位がD単位からなるポリメチルビニルシロキサン(23℃での粘度600mPa・s)
(2)A2:一方の末端がMV単位で閉塞され、もう一方の末端がM単位で閉塞され、中間単位がD単位からなるポリメチルビニルシロキサン(23℃での粘度600mPa・s)
(3)D1:両末端がM単位で閉塞され、中間単位がD単位からなるポリジメチルシロキサン(23℃での粘度600mPa・s)
B1:MHD20MHで示される直鎖状ポリメチルハイドロジェンシロキサン(23℃での粘度20mPa・s)
B2:平均単位式が[H(CH3)2SiO1/2]8[SiO4/2]4で示される架橋性ポリメチルハイドロジェンシロキサン(有効水素量1%)
b3:下記(4)〜(6)の混合物。この混合物中、B1−2が25重量%であり、B3が50重量%であり、D2が25重量%である。
(4)B1−2:MHD20MHで示される直鎖状ポリメチルハイドロジェンシロキサン(23℃での粘度20mPa・s)
(5)B3:MHD20Mで示される直鎖状ポリメチルハイドロジェンシロキサン(23℃での粘度20mPa・s)
(6)D2:MD20Mで示される直鎖状ポリジメチルシロキサン(23℃での粘度20mPa・s)
B4:MDH 17D83Mで示される直鎖状ポリメチルハイドロジェンシロキサン(23℃での粘度120mPa・s)
C1:塩化白金酸を1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンとモル比1:4で加熱することによって得られ、白金含有量が4.9重量%である錯体
(1)粘度
回転粘度計(ビスメトロン VDA−L)(芝浦システム株式会社製)を用いて、23℃における粘度(mPa・s)を測定した。その他は、JIS K 6249に準拠して測定を行った。
(A)の組成物及び(B)の組成物を体積比1:1で押し出し、その先にミキシングノズルで混合しながら、5gを平板上に取り出し、2つの液が接触した時間を0とし、エチルアルコールで清浄にした指先で表面に軽く触れ、試料が指先に付着しなくなるまでの時間をタックフリータイムとした。
未硬化のシリコーンゲル組成物40mlを、容量50mlの耐熱ガラスビーカーにとり、60℃で30分加熱して硬化させることにより、シリコーンゲルを得た。室温に冷却した後、JIS K 6249により、1/4コーンを用いて、加熱処理前の針入度(1)を測定した。また、未硬化のシリコーンゲル組成物40mlを、容量50mlの耐熱ガラスビーカーにとり、60℃で30分加熱して硬化させて、加熱処理前のシリコーンゲルを得た。次いで、150℃で1時間、加熱処理することにより、加熱処理後のシリコーンゲルを得た。室温に冷却した後、JIS K 6249により、1/4コーンを用いて、加熱処理後の針入度(2)を測定した。加熱処理による針入度変化率は、以下の数式(1)により求めた。針入度が大きいことは、硬化物の柔軟性が高く、応力緩和性に優れることを意味する。針入度変化率が小さいことは、加熱処理後の硬化物の柔軟性の変化率が小さいことを意味する。
針入度変化率=(加熱処理前の針入度(1)−加熱処理後の針入度(2))÷加熱処理前の針入度(1)・・・数式(1)
基材として、ガラス板(5cm×5cm×1mm厚)2枚を使用した。予め基材に配置したスペーサーによって、組成物の厚みが200μmになるようにした。組成物を介して2枚のガラス板を、組成物の寸法が50mm×50mm、厚さが200μmになるように貼り合わせて、貼り合せ体を得た。貼り合せ体を、25℃において30分、70℃において30分熱処理して、組成物の硬化物を介して、2枚の基材が接着されている接着体を得た。接着体を25℃の状態に戻した後に、変色の度合いの指標であるイエローインデックスを測定した。イエローインデックスの測定は、分光測式計((株)ミノルタ製CM−3500d)を用いて行なった。
「(4)イエローインデックス」と同様にして、試料を作製した。作製した試料について、JIS K 7105に準拠し、ヘーズメータNDH5000(日本電色工業株式会社製)を用いて、ヘーズを測定した。
「(4)イエローインデックス」と同様にして、試料を作製した。作製した試料について、b*(D65)を測定した。
(7−1)試料(1)の作製
「(4)イエローインデックス」と同様にして、試料を作製した。
(7−2)試料(2)の作製
基材として、ガラス板(5cm×5cm×1mm厚)2枚を使用した。予め基材に配置したスペーサーによって、組成物の厚みが200μmになるようにした。組成物を介して2枚のガラス板を、組成物の寸法が50mm×50mm、厚さが200μmになるように貼り合わせて、貼り合せ体を得た。貼り合せ体を、60℃において30分熱処理して、組成物の硬化物を介して、2枚の基材が接着されている接着体を得た。この接着体を試料とした。
(7−3)発泡試験
作製した各試料を85℃、85%RHの恒温恒湿機に500時間入れ、目視により樹脂の気泡の有無を確認した。表において、「1/3発泡」とは、3つの試料のうち、1つの試料に気泡が確認されたことを示す。
平行に並べた2枚のガラス板(長さ80mm、幅25mm、厚さ2mm)の間に、組成物を縦25mm、横10mm、厚さ150μmとなるように貼り合せ、これを60℃で30分間加熱して硬化させて、せん接着力測定用の試験体を作製した。得られた試験体を接着面に対して垂直方向に10mm/分の速度で引っ張り、接着力及び伸びを測定した。
基材として、ガラス板(14cm×10cm×1mm厚)およびPMMA(株式会社クラレ製)(16cm×11cm×1mm厚)を使用した。予め基材に配置したスペーサーによって、組成物の厚みが400μmになるように貼り合わせて、貼り合せ体を得た。貼り合せ体を、60℃において30分熱処理して、組成物の硬化物を介して、2枚の基材が接着されている接着体を得た。接着体を1サイクル(−40℃、30分と85℃、30分)の冷熱サイクル機に100サイクル保持し、取り出し、目視により剥離(基材の分離)、樹脂割れの有無を目視により確認した。冷熱試験で、剥離及び樹脂割れが無いことは、高温高湿下での信頼性に優れる。表において、「2/5」とは、5つの試料のうち、2つの試料に剥離又は樹脂割れが確認されたことを示す。
実施例3と実施例6〜7とを比較すると、(A1)及び(A2)の合計100重量部に対する(A2)の重量がほぼ同じであり、かつ、(HB1+HB2+HB3)/(ViA1+ViA2)(即ち、(HB1+HB2)/(ViA1+ViA2))がほぼ同じである場合、HB1/(HB1+HB2)が特に好ましい範囲である実施例3の硬化物は、接着力がより向上した。また、実施例6及び7の組成物において(HB1+HB2+HB3)/(ViA1+ViA2)(即ち、(HB1+HB2)/(ViA1+ViA2))が実施例4及び5とほぼ同じに代えた組成物に対して、実施例4及び5の組成物は、接着力がより向上した硬化物が得られると推測される。
実施例3〜8と実施例9とを比較すると、HB1/(HB1+HB2)がほぼ同じであり、かつ、(HB1+HB2+HB3)/(ViA1+ViA2)(即ち、(HB1+HB2)/(ViA1+ViA2))がほぼ同じである場合、(A1)及び(A2)の合計100重量部に対して、(A2)の重量が更に好ましい範囲であると、接着力がより向上し、(A2)の重量が特に好ましい範囲であると、接着力がより向上することに加えて、伸びがより向上した。
比較例2は、(HB1+HB2+HB3)/(ViA1+ViA2)が2.2超であるため、硬化物中に気泡が確認され、冷熱サイクル試験後の全ての試験片において、剥離及び樹脂割れの発生が見られ、高温高湿下での信頼性に劣っていた。
比較例3は、(B1)を含まないため、応力緩和性が劣り、かつ、伸びが小さい硬化物が得られた。
比較例4は、(B2)を含まないため、室温での硬化が遅かった。
比較例5は、(A2)及び(B3)の両方を含まないため、応力緩和性が劣り、かつ、伸びが小さい硬化物が得られた。
比較例6は、(A1)及び(A2)の合計100重量部に対して、(A2)が60重量部超であるため、室温での硬化が遅かった。
比較例7は、(B2)の代わりに、中間単位にケイ素原子に結合する水素原子を有する直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサンを用いているため、室温での硬化が遅かった。加えて、比較例7は、硬化物に中に気泡が確認された。
実施例10〜13と実施例14〜16とを比較すると、(HB1+HB2+HB3)/(ViA1+ViA2)(即ち、(HB1+HB2+HB3)/ViA1)が0.6〜0.99である場合、加熱処理後の硬化物の柔軟性の低下が小さくなり、加熱処理後であっても、応力緩和性に優れていた。
比較例9は、(HB1+HB2+HB3)/(ViA1+ViA2)が2.2超であるため、高温高湿での処理後の硬化物中に、気泡が確認され、冷熱サイクル試験後の全ての試験片において、剥離及び樹脂割れの発生が見られ、高温高湿下での信頼性に劣っていた。
比較例10は、(A2)及び(B3)の両方を含まないため、応力緩和特性が劣り、かつ、冷熱サイクル試験後の全ての試験片において、剥離及び樹脂割れの発生が見られ、高温高湿下での信頼性に劣っていた。
比較例11は、(B2)の代わりに、中間単位にケイ素原子に結合する水素原子を有する直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサンを用いているため、室温での硬化が遅かった。加えて、比較例11は、応力緩和特性が劣り、高温高湿での処理後の硬化物中に泡が確認され、冷熱サイクル試験後の試験片の2つにおいて剥離及び樹脂割れの発生が確認され、高温高湿下での信頼性に劣っていた。
Claims (8)
- (A1)式(I):
(式中、
Ra1は、独立して、C2−C6アルケニル基であり、
Rb1は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n1は、(A1)の23℃における粘度を10mPa・s〜1,000,000mPa・sにする数である)で示されるアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンと;
(B1)式(II):
(式中、
Rc1は、水素原子であり、
Rb2は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n2は、(B1)の23℃における粘度を0.1〜300mPa・sとする数である)で示されるポリオルガノハイドロジェンシロキサンと;
(B2)Rb3 2Rc2SiO1/2単位(式中、Rb3は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、Rc2は、水素原子である)及びSiO4/2単位からなり、一分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を3個以上有する、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンと;
(A2)式(III):
(式中、
Ra2は、独立して、C2−C6アルケニル基であり、
Rb4は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n3は、(A2)の23℃における粘度を10mPa・s〜1,000,000mPa・sにする数である)で示されるアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン、及び
(B3)式(IV):
(式中、
Rc3は、水素原子であり、
Rb5は、独立して、C1−C6アルキル基又はC6−C20アリール基であり、
n4は、(B3)の23℃における粘度を0.1mPa・s〜300mPa・sとする数である)で示される直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン
からなる群より選択される1以上と;
(C)白金系触媒と;
を含み、
(A1)及び(A2)の合計100重量部に対して、(A2)が0重量部以上60重量部以下であり、(HB1+HB2+HB3)/(ViA1+ViA2)が0.6〜2.2であり、ここで、ViA1は、(A1)のアルケニル基のモル数であり、ViA2は、(A2)のアルケニル基のモル数であり、HB1は、(B1)のケイ素原子に結合した水素原子のモル数であり、HB2は、(B2)のケイ素原子に結合した水素原子のモル数であり、HB3は、(B3)の水素原子のモル数である、硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。 - (B2)が、3〜5個のSiO4/2単位が環状シロキサン骨格を形成し、各SiO4/2単位に2個のRb3 2Rc2SiO1/2単位が結合している、環状ポリオルガノハイドロジェンシロキサンである、請求項1記載の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- 組成物が(A2)を含み、(HB1+HB2)/(ViA1+ViA2)が0.6〜2.2である、請求項1又は2記載の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- (A1)及び(A2)の合計100重量部に対して、(A2)が5〜37重量部であり、(HB1+HB2)/(ViA1+ViA2)が0.6〜0.99であり、かつ、HB1/(HB1+HB2)が、0.3〜0.8である、請求項3記載の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- 組成物が(B3)を含み、(HB1+HB2+HB3)/ViA1が0.6〜2.5である、請求項1〜4のいずれか1項記載の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- (HB1+HB2+HB3)/ViA1が0.6〜0.99である、請求項5記載の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- 画像表示装置の画像表示部を有する基部と透光性の保護部との接着用である、請求項1〜6のいずれか1項記載の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- 請求項1〜7のいずれか1項記載の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を用いて、画像表示装置の画像表示部を有する基部と透光性の保護部とを接着した画像表示装置。
Priority Applications (4)
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