JP6467125B2 - 硬化性樹脂組成物、該組成物を硬化させてなる硬化物 - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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(A)ポリシロキサン組成物、
(B)無機フィラー、
(C)エポキシ基当量が300g/mol以上であるエポキシ基含有化合物、
(D)ヒドロシリル化触媒、
からなる硬化性樹脂組成物。
により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は以下の構成を有するものである。
(B)無機フィラー、
(C)エポキシ基当量が300g/mol以上であるエポキシ基含有化合物、
(D)ヒドロシリル化触媒、
からなる硬化性樹脂組成物。
(A−1)ヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン変性体、
(A−2)アルケニル基を2個以上有するポリシロキサン
3).前記(C)成分が、1分子中にヒドロシリル基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン(c−1)と、1分子中にアルケニル基およびエポキシ基をそれぞれ1個以上有する有機化合物(c−2)とを、ヒドロシリル化反応させることにより得られるエポキシ基含有化合物(C’)であることを特徴とする、1)または2)に記載の硬化性樹脂組成物。
または、下記一般式(3)
SiO4/2(3)
で表される4官能性の構造単位からなる三次元網目構造を主構造とし、その構造の末端を、一般式(4)、(5)
HRa 2SiO1/2(4)
Ra 3SiO1/2(5)
(式中、Raは水素原子、またはアルケニル基以外の置換または非置換の一価の炭化水素基であり、各々同一であっても異なっていても良い。)で表される1官能性の構造単位で封鎖した構造を有し、なおかつ、その構造の末端が一般式(4)で少なくとも2つ封鎖された、1分子中にヒドロシリル基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであることを特徴とする、2)〜4)のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
[AR4 2SiO−SiO3/2]a[R5 3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Aは、アルケニル基;R4は、アルキル基またはアリール基;R5は、水素原子、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンと連結している基)
で表されるシロキサン単位から構成されるアルケニル基含有多面体構造ポリシロキサン系化合物であることを特徴とする、11)または12)に記載の硬化性樹脂組成物。
本発明におけるポリシロキサン組成物(A)は、特に限定されないが、後述のヒドロシリル化触媒を用いてヒドロシリル化反応することができる樹脂であればよい。このようなポリシロキサン組成物(A)としては、例えばアルケニル基を有する化合物と、ヒドロシリル基を有する化合物を含む組成物が挙げられ、その構造は直鎖状、分岐鎖状、環状、三次元架橋構造、および多面体構造を有するものであればいずれであってもよい。
SiO4/2(3)
で表される4官能性の構造単位からなる三次元網目構造を主構造とし、その主構造の末端を、一般式(4)、(5)
R6R7 2SiO1/2(4)
R7 3SiO1/2(5)
(式中、R6はアルケニル基または水素原子、R7はアルケニル基および水素原子以外の置換または非置換の一価の炭化水素基であり、各々同一であっても異なっていても良い。)で表される1官能性の構造単位で封鎖した構造を有し、なおかつ、その主構造の末端が一般式(4)で少なくとも2つ封鎖された構造を有するものが例示される。
[R8SiO3/2]x[R9SiO3/2]y
(x+yは6〜24の整数;xは1以上の整数、yは0または1以上の整数;R8はアルケニル基またはヒドロシリル基、もしくは、アルケニル基またはヒドロシリルを有する基;R9は、任意の有機基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンと連結している基)
で表されるシロキサン単位から構成されるアルケニル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物が例示される。
[AR4 2SiO−SiO3/2]a[R5 3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Aは、アルケニル基またはヒドロシリル基;R4は、アルキル基またはアリール基;R5は、水素原子、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンと連結している基)で表されるシロキサン単位から構成される多面体構造ポリシロキサン系化合物が例示される。
以下、(A−1)および(A−2)成分について、詳細を示す。
本発明のヒドロシリル基を有する多面体構造ポリシロキサン変性体(A−1)は、後述のヒドロシリル化触媒(D)の存在下、アルケニル基を2個以上有するポリシロキサン(A−2)のアルケニル基とヒドロシリル化反応することで、硬化物が得られる。
本発明におけるヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン変性体(A−1)は、温度20℃において液状にすることも可能であり、ハンドリング性の観点から(A−1)成分は液状にすることが好ましい。
以下、(A−1’)、および(A−1’’)について詳細に説明する。
本発明のヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン変性体(A−1’)は、ヒドロシリル化触媒の存在下、アルケニル基を有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)と、1分子中にヒドロシリル基を2個以上含有する化合物(b)をヒドロシリル化反応させることにより得られる。
[XR8 2SiO−SiO3/2]a[R9 3SiO−SiO3/2]b
[a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;R8は、アルキル基またはアリール基;R9は、アルケニル基、水素原子、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンと連結している基、Xは、下記一般式(6)あるいは一般式(7)のいずれかの構造を有し、Xが複数ある場合は一般式(6)あるいは一般式(7)の構造が異なっていても良くまた一般式(6)あるいは一般式(7)の構造が混在していても良い。
で表されるシロキサン単位から構成される多面体構造ポリシロキサン系化合物である。
本発明のヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン変性体(A−1’’)は、ヒドロシリル化触媒の存在下、アルケニル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)と、1分子中にアルケニル基を1個有するシラン化合物(d−1)および/または1分子中に炭素-炭素2重結合を1個有する環状オレフィン化合物(d−2)を、1分子中にヒドロシリル基を2個以上有する化合物(b)とヒドロシリル化反応させることにより得られる。
ヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン変性体(A−1’’)の合成時に用いるヒドロシリル化触媒の添加量としては特に制限はないが、反応に用いる(a)成分及び(d−1)成分および/または(d−2)成分のアルケニル基1モルに対して10−1〜10−10モルの範囲で用いるのがよい。好ましくは10−4〜10−8モルの範囲で用いるのがよい。ヒドロシリル化触媒が多いと、ヒドロシリル化触媒の種類によっては、短波長の光に吸収を示すため、着色原因になったり、得られる硬化物の耐光性が低下する恐れがあり、また、硬化物が発泡する恐れもある。また、ヒドロシリル化触媒が少ないと、反応が進まず、目的物が得られない恐れがある。
本発明におけるヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン変性体(A−1’’)は、式
[XR10 2SiO−SiO3/2]a[R11 3SiO−SiO3/2]b
[a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;R10は、アルキル基またはアリール基;R11は、アルケニル基、水素原子、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンと連結している基、Xは、下記一般式(8)あるいは一般式(9)のいずれかの構造を有し、Xが複数ある場合は一般式(8)あるいは一般式(9)の構造が異なっていても良くまた一般式(8)あるいは一般式(9)の構造が混在していても良い。
で表されるシロキサン単位から構成される多面体構造ポリシロキサン系化合物である。
このようにして得られたヒドロシリル基を含有する多面体構造ポリシロキサン変性体(A−1’’)は、(a)、(b)、(d−1)および/または(d−2)成分の添加量、反応順序、反応時間、反応温度等を制御することにより、(A−1’’)成分の粘度調整が可能であり、(A−1’’)成分の粘度調整を行うことで、後述の硬化性樹脂組成物の粘度を調整することも可能である。(A−1’’)成分の粘度に関しては、特に限定されないが、(A−1’’)成分が温度20℃において液状である場合、20℃での粘度が0.01Pa・s〜300Pa・sであることが好ましく、さらに好ましくは1Pa・s〜100Pa・sである。(A−1’’)成分の粘度が低すぎると後述の硬化性樹脂組成物の粘度が低くなり、蛍光体等の添加剤が分散せずに沈降する恐れがある。また、粘度が高すぎるとハンドリング性が悪化する恐れがある。
本発明におけるアルケニル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)は、分子中に少なくとも1個以上アルケニル基、および多面体骨格を有するポリシロキサンであれば、特に限定はない。具体的に、例えば、以下の式
[R6SiO3/2]x[R7SiO3/2]y
(x+yは6〜24の整数;xは1以上の整数、yは0または1以上の整数;R6はアルケニル基、または、アルケニル基を有する基;R7は、任意の有機基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンと連結している基)
で表されるシロキサン単位から構成されるアルケニル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物を好適に用いることができ、さらには、式
[AR1 2SiO−SiO3/2]a[R2 3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Aは、アルケニル基;R1は、アルキル基またはアリール基;R2は、水素原子、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンと連結している基)
で表されるシロキサン単位から構成されるアルケニル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物が好ましいものとして例示される。
aとbの和(=a+b)は、6〜24の整数であるが、化合物の安定性、得られる硬化物の安定性の観点から、6〜12、さらには、6〜10であることが好ましい。
本発明で用いる1分子中にヒドロシリル基を2個以上有する化合物(b)は、特に制限はないが、得られる多面体構造ポリシロキサン変性体の透明性、耐熱性、耐光性の観点から、ヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であることが好ましく、さらには、ヒドロシリル基を有する環状シロキサンあるいは直鎖状ポリシロキサンであることが好ましい。特にガスバリア性の観点からは、環状シロキサンであることが好ましい。
これら、1分子中にヒドロシリル基を2個以上有する化合物(b)は単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の半導体発光装置に用いられる1分子中にアルケニル基を1個有する有機ケイ素化合物(d−1)は、前述の1分子中にヒドロシリル基を2個以上有する化合物(b)のヒドロシリル基と反応する。(d−1)成分を用いることで、得られる硬化物の弾性率を低下させることができ、耐冷熱衝撃性を向上させることができる。また、得られる組成物の粘度コントロールをすることが可能となる。
本発明における1分子中に炭素−炭素2重結合を1個有する環状オレフィン化合物(d−2)はヒドロシリル基を有する化合物(b)のヒドロシリル基とヒドロシリル化反応する。(d−2)成分を用いることで、得られる硬化物の弾性率を低下させることができ、耐冷熱衝撃性を向上させることができる。また、(d−2)成分を用いた硬化性樹脂組成物をLED封止剤に用いることで、得られる硬化物のガスバリア性や、光取り出し効率性等が向上する。
脂肪族環状オレフィン化合物として、具体的に例えば、シクロへキセン、シクロへプテン、シクロオクテン、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘプタン、ビニルシクロオクタン、アリルシクロヘキサン、アリルシクロヘプタン、アリルシクロオクタン、メチレンシクロヘキサン等が挙げられる。
これら、1分子中に炭素−炭素2重結合を1個有する環状オレフィン化合物(d−2)は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
1分子中に炭素−炭素2重結合を1個有する環状オレフィン化合物(d−2)の添加量は、後述のヒドロシリル基を有する化合物(b)のヒドロシリル基1個あたり、(d−2)成分の炭素−炭素2重結合の数が、0.01〜0.5個になるように用いることが好ましい。添加量が少ないと、得られる硬化物の耐冷熱衝撃性が低下する場合があり、添加量が多いと、得られる封止剤が硬化不良を生じる場合がある。
本発明におけるアルケニル基を2個以上有するポリシロキサン(A−2)のシロキサンのユニット数は、特に限定されないが、2つ以上が好ましく、さらに好ましくは、2〜10個である。1分子中のシロキサンのユニット数が少ないと、組成物から揮発しやすくなり、硬化後に所望の物性が得られないことがある。また、シロキサンのユニット数が多いと、得られた封止剤のガスバリア性が低下する場合がある。
これらアルケニル基を2個以上有するポリシロキサン(A−2)は、単独で用いても良く、2種類以上併用して用いてもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物に、無機フィラー(B)を組成分として用いることにより、硬化性樹脂組成物の粘度および/またはチクソ性を調節することができ、さらに得られる硬化物の強度、硬度、弾性率、熱膨張率、熱伝導率、放熱性、電気的特性、光の反射率、難燃性、耐火性、およびガスバリア性等の諸物性を改善することができる。
(Po:飽和蒸気圧、Vm:単分子層吸着量、気体分子が固体表面で単分子層を形成した時の吸着量、C:吸着熱などに関するパラメータ(>0))
上式より単分子吸着量Vmを算出し、これにガス分子1個の占める断面積を掛けることにより、粒子の表面積を求めることができる。
本発明のエポキシ基含有化合物(C)を使用することで、(C)成分と前述の無機フィラー(B)とが相互作用し、得られる硬化性樹脂組成物の粘度および/またはチクソ性を任意に調整することができる。
以下、(C’)成分、および(C’’)成分について説明する。
本発明の(C’)成分は、ヒドロシリル化触媒の存在下、1分子中にヒドロシリル基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン(c−1)と、1分子中にアルケニル基およびエポキシ基をそれぞれ1個以上有する有機化合物(c−2)とを、ヒドロシリル化反応させることにより得られる。
反応の際に溶媒を使用してもよい。使用できる溶剤はヒドロシリル化反応を阻害しない限り特に限定されるものではなく、具体的に例示すれば、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、1, 4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、1, 2−ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒を好適に用いることができる。溶媒は2種類以上の混合溶媒として用いることもできる。溶媒としては、トルエン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、クロロホルムが好ましい。使用する溶媒量も適宜設定できる。
本発明の(C’’)成分は、ヒドロシリル化触媒の存在下、1分子中にヒドロシリル基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン(c−1)と、1分子中にアルケニル基およびエポキシ基をそれぞれ1個以上有する有機化合物(c−2)と、アルケニル基を1個以上有する有機化合物(c−3)とを、ヒドロシリル化反応させることにより得られる。
本発明の1分子中にヒドロシリル基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン(c−1)は、1分子中にヒドロシリル基を2個以上有する鎖状構造、および/または環状構造、および/または網目状構造のオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、例えば国際公開WO96/15194に記載されている化合物等が使用できる。このような(c−1)成分として、具体的に例えば、
または、下記一般式(3)
SiO4/2(3)
で表される4官能性の構造単位からなる三次元網目構造を主構造とし、その構造の末端を、一般式(4)、(5)
HRa 2SiO1/2(4)
Ra 3SiO1/2(5)
(式中、Raは水素原子、またはアルケニル基以外の置換または非置換の一価の炭化水素基であり、各々同一であっても異なっていても良い。)
で表される1官能性の構造単位で封鎖した構造を有し、なおかつ、その構造の末端が一般式(4)で少なくとも2つ封鎖された、1分子中にヒドロシリル基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンが挙げられる。このような網目状構造を持つオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、入手性の観点から、MQレジンが好ましい。
このような(c−1)成分は、単独または2種以上のものを混合して用いてよい。
本発明の(c−2)成分は、1分子中にアルケニル基およびエポキシ基をそれぞれ1個以上有する有機化合物であれば特に限定されない。
本発明の(c−2)成分は、1分子中にアルケニル基およびエポキシ基をそれぞれ1個以上有する有機化合物であれば特に限定されないが、他成分と反応させて得られる(C’’)成分の極性を高くする点で、ポリシロキサン−有機ブロックコポリマーやポリシロキサン−有機グラフトコポリマーのようなシロキサン単位(Si−O−Si)を含むものではなく、構成元素としてC、H、N、O、S、およびハロゲンのみを含むものでも構わない。
このような(c−2)成分は単独又は2種以上のものを混合して用いてよい。
本発明の(c−3)成分は、1分子中にアルケニル基を1個以上有する有機化合物であれば特に限定されないが、他成分と反応させて得られる(C’’)成分の極性を高くすることで、本発明の効果をより高めるという点においては、(c−3)成分としてはポリシロキサン−有機ブロックコポリマーやポリシロキサン−有機グラフトコポリマーのようなシロキサン単位(Si−O−Si)を含むものではなく、構成元素としてC、H、N、O、S、およびハロゲンのみを含むものであることが好ましい。
ポリシロキサン系化合物を硬化させる際には、ヒドロシリル化触媒(D)を用いることができる。本発明で用いるヒドロシリル化触媒としては、通常ヒドロシリル化触媒として公知のものを用いることができ、任意のものを使用することができる。具体的に例示すると、白金−オレフィン錯体、塩化白金酸、白金の単体、担体(アルミナ、シリカ、カーボンブラック等)に固体白金を担持させたもの、白金−ビニルシロキサン錯体、例えば、Ptn(ViMe2SiOSiMe2Vi)n、Pt〔(MeViSiO)4〕m;白金−ホスフィン錯体、例えば、Pt(PPh3)4、Pt(PBu3)4;白金−ホスファイト錯体、例えば、Pt〔P(OPh)3〕4、Pt〔P(OBu)3〕4(式中、Meはメチル基、Buはブチル基、Viはビニル基、Phはフェニル基を表し、n、mは整数を表す)、Pt(acac)2、また、Ashbyらの米国特許第3159601及び3159662号明細書中に記載された白金−炭化水素複合体、並びにLamoreauxらの米国特許第3220972号明細書中に記載された白金アルコラ−ト触媒も挙げられる。
硬化遅延剤は、本発明の封止剤の保存安定性を改良あるいは、硬化過程でのヒドロシリル化反応の反応性を調整するための成分である。本発明においては、硬化遅延剤としては、ヒドロシリル化触媒による付加型硬化性組成物で用いられている公知のものが使用でき、具体的には脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物等が挙げられる。これらを単独使用、または2種以上併用してもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、ポリシロキサン組成物(A)、無機フィラー(B)、エポキシ基当量が300g/mol以上であるエポキシ基含有化合物(C)、ヒドロシリル化触媒(D)を用いることにより得ることができる。本発明の硬化性樹脂組成物は、液状樹脂組成物として取り扱うことが可能である。液状樹脂組成物とすることにより、型、パッケージ、基板等に、注入あるいは塗布して硬化させることで、用途に応じた成形体を容易に得ることができる。また本発明において、上記(A)〜(D)成分を混合する順序は特に限定されない。
E型粘度計における23℃、回転数0.5rpmの粘度、および回転数5rpmの粘度において、(0.5rpmの粘度)/(5rpmの粘度)が、2.0以上であることが、ハンドリングの観点から好ましい。このチクソ性が低すぎると、硬化性樹脂組成物の流動性が悪くなることや、形状保持性が悪くなる恐れがある。
本発明の硬化性樹脂組成物は、必要に応じて接着性付与剤を添加することができる。
本発明の硬化性組成物に熱および/または光を加えることで、硬化物を得ることができる。温度は、好ましくは、30〜400℃、さらに好ましくは50〜250℃である。硬化温度が高くなり過ぎると、得られる硬化物に外観不良が生じる傾向があり、低すぎると硬化が不十分となる。また、2段階以上の温度条件を組み合わせて硬化させてもよい。具体的には例えば、70℃、120℃、150℃の様に段階的に硬化温度を引き上げていくことで、良好な硬化物を得ることができ好ましい。
東京計器製 E型粘度計を用いて、測定温度23.0℃、EHD型48φ1倍コーンで測定し、回転数0.5rpm、および5rpmでの粘度を、それぞれ測定した。
チクソ性=(0.5rpmにおける粘度)/(5rpmにおける粘度) (2)
を用いて計算した。
バリアン・テクノロジーズ・ジャパン・リミテッド製 400MHz NMRを用いた。多面体構造ポリシロキサン変性体のSiH価は、多面体構造ポリシロキサン変性体とジブロモエタンの混合物を作り、そのNMR測定を行うことで、下記計算式(3)
SiH価(mol/kg)=[多面体構造ポリシロキサン変性体のSiH基に帰属されるピークの積分値]/[ジブロモエタンのメチル基に帰属されるピークの積分値]×4×[混合物中のジブロモエタン重量]/[ジブロモエタンの分子量]/[混合物中の多面体構造ポリシロキサン変性体重量] (3)
を用いて計算した。
硬化性樹脂組成物を型に充填し、対流式オーブンで80℃×2時間、100℃×1時間、150℃×5時間熱硬化させて、厚さ1mmのサンプルを作成した。
この1mm厚サンプルの450nmにおける光線透過率を測定した。
封止剤を型に充填し、対流式オーブンで80℃×2時間、100℃×1時間、150℃×5時間熱硬化させて、厚さ1mmのサンプルを作成した。
上記の通り作成したサンプルを、150℃に温度設定した対流式オーブン内(空気中)で該サンプルを200時間養生し、目視にて観察した。着色などによる色目の変化が見られなかったものを○、見られたものを×と評価した。
スガ試験機(株)社製、メタリングウェザーメーター(形式M6T)を用いた。上記の通り作成したサンプルを、ブラックパネル温度120℃、放射照度0.53kW/m2で、積算放射照度50MJ/m2まで照射し、目視にて観察した。着色などによる色目の変化が見られなかったものを○、見られたものを×と評価した。
硬化性樹脂組成物5gに蛍光体(インテマティックス製EY)0.05gを添加し、よく掻き混ぜた後、静置した。1時間後に観察し、蛍光体が分散したままである場合は○、一部沈降が見られた場合は△、完全に沈降が観られた場合は×とした。
内径0.51φのシリンジをディスペンサーの先端に装着し、硬化性樹脂組成物0.05mlをAl基板上に塗布した後、150℃×5分熱硬化させた。目視にて、硬化後の形状を観察し、レンズ形状が保持されているものは○、塗布時にレンズ形状が保持されなかったもの、または硬化後に形状保持されず基板に濡れ拡がったものは×とした。
(製造例1)
48%コリン水溶液(トリメチル−2ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液)1262gにテトラエトキシシラン1083gを加え、室温で2時間激しく攪拌した。反応系内が発熱し、均一溶液になった段階で、攪拌を緩め、さらに12時間反応させた。次に、反応系内に生成した固形物に、メタノール1000mLを加え、均一溶液とした。
製造例1で得られたアルケニル基含有多面体構造ポリシロキサン系化合物であるテトラキス(ビニルジメチルシロキシ)テトラキス(トリメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサン30gをトルエン60gに溶解させ、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有する白金ビニルシロキサン錯体、ユミコアプレシャスメタルズジャパン製、Pt−VTSC−3X)7.63μLを加えた。このようにして得られた溶液を、1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン60.0g(使用したテトラキス(ビニルジメチルシロキシ)テトラキス(トリメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサンのアルケニル基1個に対し、ヒドロシリル基10.0個となる量)とトルエン30.0gの溶液にゆっくりと滴下し、105℃で3時間反応させた。反応終了後、エチニルシクロヘキサノール14.57μl、マレイン酸ジメチル3.38μlを加え、トルエンおよび未反応成分を留去することにより、液状の多面体構造ポリシロキサン変性体47.1g(SiH価4.74mol/kg)を得た。
製造例1で得られたアルケニル基含有多面体構造ポリシロキサン系化合物であるテトラキス(ビニルジメチルシロキシ)テトラキス(トリメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサン30gと、ビニルジフェニルメチルシラン45.8g(使用した1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンのヒドロシリル基1個に対し、アルケニル基0.4個となる量)をトルエン150gに溶解させ、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有する白金ビニルシロキサン錯体、ユミコアプレシャスメタルズジャパン製、Pt−VTSC−3X)7.63μLを加えた。このようにして得られた溶液を、1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン30.6g(使用したテトラキス(ビニルジメチルシロキシ)テトラキス(トリメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサンのアルケニル基1個に対し、ヒドロシリル基5.0個となる量)とトルエン15.3gの溶液にゆっくりと滴下し、105℃で2時間反応させた。反応終了後、エチニルシクロヘキサノール14.57μl、マレイン酸ジメチル3.38μlを加え、トルエンを留去することにより、液状の多面体構造ポリシロキサン変性体105.1g(SiH価1.71mol/kg)を得た。
製造例1で得られたアルケニル基含有多面体構造ポリシロキサン系化合物であるテトラキス(ビニルジメチルシロキシ)テトラキス(トリメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサン30gと、カンフェン15.6g(使用した1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンのヒドロシリル基1個に対し、アルケニル基0.32個となる量)をトルエン91gに溶解させ、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有する白金ビニルシロキサン錯体、ユミコアプレシャスメタルズジャパン製、Pt−VTSC−3X)7.63μLを加えた。このようにして得られた溶液を、1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン21.4g(使用したテトラキス(ビニルジメチルシロキシ)テトラキス(トリメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサンのアルケニル基1個に対し、ヒドロシリル基3.5個となる量)とトルエン24.0gの溶液にゆっくりと滴下し、105℃で2時間反応させた。反応終了後、エチニルシクロヘキサノール14.57μl、マレイン酸ジメチル3.38μlを加え、トルエンを留去することにより、液状の多面体構造ポリシロキサン変性体66.8g(SiH価2.34mol/kg)を得た。
製造例1で得られたアルケニル基含有多面体構造ポリシロキサン系化合物であるテトラキス(ビニルジメチルシロキシ)テトラキス(トリメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサン30gと、ビニルジフェニルメチルシラン11.4g(使用した1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンのヒドロシリル基1個に対し、アルケニル基0.14個となる量)と、カンフェン10.4g(使用した1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンのヒドロシリル基1個に対し、アルケニル基0.21個となる量)をトルエン102gに溶解させ、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有する白金ビニルシロキサン錯体、ユミコアプレシャスメタルズジャパン製、Pt−VTSC−3X)7.63μLを加えた。このようにして得られた溶液を、1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン21.4g(使用したテトラキス(ビニルジメチルシロキシ)テトラキス(トリメチルシロキシ)オクタシルセスキオキサンのアルケニル基1個に対し、ヒドロシリル基3.5個となる量)とトルエン10.7gの溶液にゆっくりと滴下し、105℃で2時間反応させた。反応終了後、エチニルシクロヘキサノール14.5μl、マレイン酸ジメチル3.38μlを加え、トルエンを留去することにより、液状の多面体構造ポリシロキサン変性体72.2g(SiH価1.89mol/kg)を得た。
(製造例6)
(c−1)成分である1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン50gと、トルエン50gの混合溶液を窒素で置換した後、50℃で加熱、攪拌した。この溶液に、(c−2)成分であるアリルグリシジルエーテル23g、トルエン23g及び白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有する白金ビニルシロキサン錯体、ユミコアプレシャスメタルズジャパン製、Pt−VTSC−3X)15.2μLの混合液を撹拌しながら滴下し、滴下終了後、70℃に上げて1h反応させた後、室温にまで冷却した。未反応の1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンと、トルエンと、アリルグリシジルエーテルの副生物(アリルグリシジルエーテルのビニル基の内転移物(シス体およびトランス体))を合計5,000ppm以下まで減圧留去し、エチニルシクロヘキサノール29.0μl、マレイン酸ジメチル6.76μlを加え、無色透明液体であるエポキシ基含有化合物71.0g(SiH価8.7mol/kg、エポキシ基当量355g/mol)を得た。
(c−1)成分である三次元網目構造を有するヒドロシリル基含有ポリシロキサン(クラリアント社製、商品名MQH−8、ヒドロシリル基含有量7.6モル/kg)50gを、トルエン200gに加え溶解させた。これとは別に、(c−2)成分であるアリルグリシジルエーテル12.8gを、トルエン100g中に加え溶解し、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有する白金ビニルシロキサン錯体、ユミコアプレシャスメタルズジャパン製、Pt−VTSC−3X)0.0015gを加えた溶液を作った。
(c−1)成分である1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン50gと、トルエン50gの混合溶液を窒素で置換した後、50℃で加熱、攪拌した。この溶液に、(c−2)成分であるジアリルモノグリシジルイソシアヌレート7.1g、トルエン7.1g、および白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)8.0μLの混合液を撹拌しながら滴下した後、ジャケット温を105℃に上げて、さらにジアリルモノグリシジルイソシアヌレート25g、トルエン25g及び白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有する白金ビニルシロキサン錯体、ユミコアプレシャスメタルズジャパン製、Pt−VTSC−3X)7.5μLの混合液を滴下した。反応終了後、この反応溶液を減圧留去し、エチニルシクロヘキサノール29.0μl、マレイン酸ジメチル7.5μlを加え、無色透明液体であるエポキシ基含有化合物81.0g(SiH価7.5mol/kg、エポキシ基当量640g/mol)を得た。
(c−1)成分である1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン50gと、トルエン50gの混合溶液を窒素で置換した後、50℃で加熱、攪拌した。この溶液に、(c−2)成分であるアリルグリシジルエーテル35g、トルエン35g及び白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)15.2μLの混合液を撹拌しながら滴下し、滴下終了後、70℃に上げて1h反応させた。さらに、この反応溶液に、(c−3)成分であるトリアリルイソシアヌレート3.4g、トルエン3.4gの混合液を滴下した後、ジャケット温を105℃に上げて、トリアリルイソシアヌレート13g、トルエン13g及び白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有する白金ビニルシロキサン錯体、ユミコアプレシャスメタルズジャパン製、Pt−VTSC−3X)7.6μLの混合液を滴下した。未反応の1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンと、トルエンと、アリルグリシジルエーテルの副生物(アリルグリシジルエーテルのビニル基の内転移物(シス体およびトランス体))を合計5,000ppm以下まで減圧留去し、エチニルシクロヘキサノール43.5μl、マレイン酸ジメチル10.1μlを加え、無色透明液体であるエポキシ基含有化合物102.3g(SiH価3.80mol/kg、エポキシ基当量330g/mol)を得た。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン38.0gに、無機フィラー(日本アエロジル社製R812、一次平均粒径7nm)4.50g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン14.0gに、無機フィラー(日本アエロジル社製R812、一次平均粒径7nm)を3.2g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン13.7gに、無機フィラー(日本アエロジル社製R812、一次平均粒径7nm)を3.2g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン13.7gに、無機フィラー(日本アエロジル社製R812、一次平均粒径7nm)を3.2g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン18.75gに、無機フィラー(日本アエロジル社製R812、一次平均粒径7nm)を3.4g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン15.1gに、無機フィラー(日本アエロジル社製R812、一次平均粒径7nm)を3.25g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン18.75gに、無機フィラー(日本アエロジル社製R812、一次平均粒径7nm)を3.45g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン18.75gに、無機フィラー(日本アエロジル社製R812、一次平均粒径7nm)を5.15g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
両末端にVi基を持つ鎖状のジメチルシロキサン26.6g(Sivance社製MVD8MV)に、無機フィラー(日本アエロジル社製R972、一次平均粒径16nm)を3.08g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン13.7gに、無機フィラー(日本アエロジル社製R812、一次平均粒径7nm)を3.2g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
ダウシリコーン社製フェニルシリコーン OE6630(A/B=1/4(wt/wt))のA剤1.0g、B剤4.0gを順に加えて混合し、そこに、無機フィラー(日本アエロジル社R972、一次平均粒子径16nm)を樹脂に対して3部(0.15g)加えてセラミックロールで2回混練し、さらに、製造例8で得たエポキシ基含有化合物0.254gを加え撹拌した後、遊星式撹拌脱泡機にて撹拌、脱泡を行い、ポリシロキサン系組成物を得た。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン2.8gに対し、製造例3で得た多面体構造ポリシロキサン変性体10gを加え撹拌した後、遊星式撹拌脱泡機にて撹拌、脱泡を行い、ポリシロキサン系組成物を得た。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン14.0gに、無機フィラー(日本アエロジル社製R812、一次平均粒径7nm)を3.2g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
このようにして得られた組成物を型枠に流し込み、80℃で2h、100℃で1h、150℃で5h加熱して硬化させ、1mm厚の評価用成型体を得た。得られた組成物、および評価用成型体を用いて、上述の各種評価を行い、その結果を表1に記載した。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン2.8gに対し、製造例3で得た多面体構造ポリシロキサン変性体10gを加え撹拌し、さらに、製造例9で得たエポキシ基含有化合物0.128gを加え撹拌した後、遊星式撹拌脱泡機にて撹拌、脱泡を行い、ポリシロキサン系組成物を得た。
ダウシリコーン社製フェニルシリコーン OE6630(A/B=1/4(wt/wt))のA剤1.0g、B剤4.0gを順に加えて混合し、そこに、無機フィラー(日本アエロジル社R972、一次平均粒子径16nm)を樹脂に対して3部(0.15g)加えてセラミックロールで2回混練した後、遊星式撹拌脱泡機にて撹拌、脱泡を行い、ポリシロキサン系組成物を得た。
1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン13.7gに、無機フィラー(日本アエロジル社製R812、一次平均粒径7nm)を3.2g加えセラミックロールで3回混練した後、真空撹拌脱泡機にて、撹拌・脱泡を行い、無機フィラーを含有したマスターバッチを作成した。
Claims (16)
- (A)(A−1)ヒドロシリル基を有し、エポキシ基を有さない多面体構造ポリシロキサン変性体、及び、(A−2)アルケニル基を2個以上有し、エポキシ基を有さないポリシロキサンを含有するポリシロキサン組成物、
(B)無機フィラー、
(C)SiH基を有し、エポキシ基当量が300g/mol以上であるエポキシ基含有化合物、
(D)ヒドロシリル化触媒、
からなる硬化性樹脂組成物であって、
前記(A−1)成分が、
アルケニル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)を、1分子中にヒドロシリル基を2個以上有する、環状シロキサンおよび/または直鎖状シロキサン(b)でヒドロシリル化反応によって変性して得られた多面体構造ポリシロキサン変性体(A−1’)、又は、
アルケニル基を含有する多面体構造ポリシロキサン系化合物(a)を、1分子中にヒドロシリル基を2個以上有する、環状シロキサンおよび/または直鎖状シロキサン(b)と、1分子中にアルケニル基を1個有するシラン化合物(d−1)、および/または1分子中に炭素−炭素2重結合基を1個有する環状オレフィン化合物(d−2)とでヒドロシリル化反応によって変性して得られた多面体構造ポリシロキサン変性体(A−1’’)であり、
前記(C)成分が、
1分子中にヒドロシリル基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン(c−1)と、1分子中にアルケニル基およびエポキシ基をそれぞれ1個以上有する有機化合物(c−2)とを、ヒドロシリル化反応させることにより得られるSiH基を有するエポキシ基含有化合物(C’)、又は、
前記(c−1)成分と、前記(c−2)成分と、1分子中にアルケニル基を1個以上有する有機化合物(c−3)(ただし、(c−2)と(c−3)は異なる)とを、ヒドロシリル化反応させることにより得られるSiH基を有するエポキシ基含有化合物(C’’)
であり、
前記(c−1)成分が、下記一般式(1)
下記一般式(2)
下記一般式(3)
SiO4/2(3)
で表される4官能性の構造単位からなる三次元網目構造を主構造とし、その構造の末端を、下記一般式(4)又は(5)
HRa 2SiO1/2(4)
Ra 3SiO1/2(5)
(式中、Raは水素原子、またはアルケニル基以外の置換または非置換の一価の炭化水素基であり、各々同一であっても異なっていても良い。)
で表される1官能性の構造単位で封鎖した構造を有し、なおかつ、その構造の末端の少なくとも2つが一般式(4)で表される構造単位で封鎖された、1分子中にヒドロシリル基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
であることを特徴とする硬化性樹脂組成物。 - 前記(c−2)成分の重量平均分子量が、900未満であることを特徴とする、請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記(c−2)成分が、アリルグリシジルエーテル、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレートから少なくとも1つ選ばれる有機化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記(c−3)成分が複素環骨格を有する有機化合物であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記(c−3)成分の重量平均分子量が、900未満であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記(c−3)成分が、モノアリルジメチルイソシアヌレート、ジアリルモノメチルイソシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートから少なくとも1つ選ばれる有機化合物であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記(a)成分が、式
[AR4 2SiO−SiO3/2]a[R5 3SiO−SiO3/2]b
(a+bは6〜24の整数、aは1以上の整数、bは0または1以上の整数;Aは、アルケニル基;R4は、アルキル基またはアリール基;R5は、水素原子、アルキル基、アリール基、または、他の多面体骨格ポリシロキサンと連結している基)
で表されるシロキサン単位から構成されるアルケニル基含有多面体構造ポリシロキサン系化合物であることを特徴とする、請求項1〜6の何れかに記載の硬化性樹脂組成物。 - 前記(d−1)成分が、1分子中に1個のフェニル基を有することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記(d−2)成分の重量平均分子量が1000未満であることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記(A)成分が、温度20℃において液状であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 無機フィラー(B)が金属酸化物であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 無機フィラー(B)がシリカであることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- チクソ性が2.0以上であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 硬化遅延剤を含有することを特徴とする、請求項1〜13のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 接着性付与剤を含有することを特徴とする、請求項1〜14のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜15のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物を硬化させてなる硬化物。
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