JP6964472B2 - 室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物及びその硬化物を有する電気・電子機器 - Google Patents
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Description
また、本発明は、耐スクラッチ性に優れ、耐熱性に優れた上記の室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物の硬化物を有することで、信頼性が高い電気・電子機器を提供することを目的とする。
(B)下記(B)で表される所定の単位を有し、シラノール基含有量が1.0質量%以上で、三次元網目構造を有するポリオルガノシロキサンの60〜300質量部と、
(B)(R7 3SiO1/2)で表される単位と(SiO4/2)で表される単位と、シラノール基とを含み、前記(SiO4/2)で表される単位のモル数に対する前記(R7 3SiO1/2)で表される単位のモル数の比が、0.5以上1.2以下であり、シラノール基含有量が1.0質量%以上である三次元網目構造を有するポリオルガノシロキサン(R7は、非置換の一価炭化水素基、若しくは水素原子の一部がハロゲン原子又はシアノアルキル基で置換された一価炭化水素基である。)
(C)下記一般式(C)で表される3官能性又は4官能性のシラン化合物および/またはその部分加水分解縮合物の0.1〜20質量部と、
一般式(C):R11 cSi(OR12)4−c
(式中、R11は同一又は異なる置換若しくは非置換の1価の炭化水素基であり、R12は同一又は異なる非置換の1価の炭化水素基であり、cは0又は1である。)
(D)有機チタン化合物の0.1〜15質量部。
本発明によれば、耐スクラッチ性に優れ、耐熱性に優れた上記の室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物の硬化物を有することで、信頼性が高い電気・電子機器を提供することができる。
本発明の実施形態の室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物は、以下の(A)〜(D)成分からなる。
一般式(C):R11 cSi(OR12)4−c(式中、R11は同一又は異なる置換若しくは非置換の1価の炭化水素基であり、R12は同一又は異なる非置換の1価の炭化水素基であり、cは0又は1である。)
(D)有機チタン化合物の0.1〜15質量部。
本発明の実施形態において、(A)成分であるポリオルガノシロキサン混合物は、本組成物のベースとなるポリマー成分であり、(A)成分の100質量部に対して、(A1)23℃における粘度が3mPa・s以上20mPa・s未満であり、分子末端にケイ素原子に結合するアルコキシ基を2個以上有するポリオルガノシロキサンの10〜100質量部を含む。また、(A)成分であるポリオルガノシロキサン混合物は、任意成分として、上記一般式(A2)で表されるポリオルガノシロキサンを90質量部以下で含んでもよい。
(A1)成分は、23℃における粘度が3mPa・s以上20mPa・s未満であり、分子末端にケイ素原子に結合するアルコキシ基を2個以上有するポリオルガノシロキサンである。(A1)成分は、(A1)成分のアルコキシ基が、後述する架橋成分である(C)成分の有するアルコキシ基及び(B)成分のシラノール基との反応により架橋構造を形成させる。(A1)成分は、粘度が低く、分子量が小さいため、室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物中の架橋点を増やすことができる。これにより、室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物の硬化物に高い強度と優れた耐スクラッチ性を付与することができる。また、(A1)成分は分子量が小さいことで、分子内に極性が生じ易い。そのため、(B)成分との相溶性に優れるため、無溶剤で良好な塗布性を実現するとともに、組成物の安定性を向上させることで硬化物にさらに高い強度と優れた耐スクラッチ性を付与することができる。さらに、(A1)成分の粘度は、3mPa・s以上20mPa・s未満と極めて低いため、組成物全体の粘度を下げて、無溶剤で良好な塗布性を実現することができる。
(A2)成分は、一般式(A2)で表わされる、分子中にケイ素原子に結合するアルコキシ基を2個以上有し、粘度が20mPa・s〜100000mPa・sの直鎖状のポリオルガノシロキサンである。
(B)成分は、M単位とQ単位を必須の単位として所定の割合で含む三次元網目構造を有するポリオルガノシロキサンである。(B)成分は、シラノール基含有量が1.0質量%以上である。(B)成分のシラノール基含有量は1.5質量%以上が好ましく、2.0質量%以上がより好ましい。
(R7 3SiO1/2)p(R8 2SiO2/2)q(R9SiO3/2)r(Si(OH)xO(4ーX)/2)s …(B)
(C)成分は、下記一般式(C)で表される3官能性又は4官能性のシラン化合物を含有する。この(C)成分は、前記(A)成分であるベースポリマーの架橋剤として働く。(C)成分は、室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物中で部分加水分解縮合する場合があり、このような部分加水分解縮合物も架橋剤として作用する。(C)成分の部分加水分解縮合物は通常、重合度が3以下である。
本発明の室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物において、(D)成分である有機チタン化合物は、(A1)成分と(A2)成分からなる(A)成分のアルコキシ基同士、(A)成分のアルコキシ基と(C)成分である架橋剤のアルコキシ基、(A)成分のアルコキシ基と(B)成分のシラノール基、(B)成分のシラノール基と(C)成分である架橋剤のアルコキシ基を、水分の存在下に反応させて架橋構造を形成させて硬化させる際に触媒作用を有する。
まず、M単位とQ単位とからなるポリオルガノシロキサン(以下、MQレジンと示す。)であって、シラノール基含有量が2.2質量%である(B)成分のMQレジン(B−1)を、以下に示すようにして製造した。
シラノール基含有量が2.9質量%である(B)成分のMQレジン(B−2)を、以下に示すようにして製造した。
シラノール基含有量が1.7質量%であるMQレジン(B−3)と、シラノール基含有量が1.4質量%であるMQレジン(B−4)を以下に示すようにして製造した。製造例1で得られたMQレジン(B−1)を、少量のシラザンと反応させて、シラノール基をトリメチルシリル化させた。シラザンの量を変えて、シラノール基含有量が1.7質量%であるMQレジン(B−3)と、シラノール基含有量が1.4質量%であるMQレジン(B−4)を得た。得られたMQレジン(B−3)は、M単位とQ単位とのモル比(p/s)が0.96で、質平均分子量(Mw)が3900であり、水酸基の含有量が1.7質量%のものであった。MQレジン(B−4)は、M単位とQ単位とのモル比(p/s)が0.96で、質平均分子量(Mw)が3900であり、シラノール基含有量が1.4質量%のものであった。
シラノール基含有量が0.6質量%であるMQレジン(B−5)を以下に示すようにして製造した。製造例1で得られたMQレジン(B−1)を、少量のシラザンと反応させて、シラノール基をトリメチルシリル化させた。得られたMQレジン(B−5)は、M単位とQ単位とのモル比(p/s)が0.96で、質平均分子量(Mw)が3900であり、シラノール基含有量が0.6質量%のものであった。
(A1)成分として上記ポリオルガノシロキサン(A1)に分類される(A1−1)分子鎖両末端がメチルジメトキシシリル基で封鎖された直鎖状のポリジメチルシロキサン(粘度10mPa・s)100部に、合成例1で得られたMQレジン(B−1)(平均組成式:{(CH3)3SiO1/2}0.96(SiO4/2)1.00(MW=3900)、シラノール基含有量:2.2質量%)185部、(C)メチルトリメトキシシラン14部、(D)ジイソプロポキシ−ビス(アセト酢酸エチル)チタン6部それぞれ配合し、湿気遮断下で均一に混合してポリオルガノシロキサン組成物を得た。
表1に示す各成分を同表に示す組成でそれぞれ配合し、実施例1と同様に混合してポリオルガノシロキサン組成物を得た。
(ポリオルガノシロキサン(A1)に分類される直鎖状ポリオルガノシロキサン)
(A1−1)分子鎖両末端がメチルジメトキシシリル基で封鎖された直鎖状のポリジメチルシロキサン(粘度10mPa・s)
(A1−2)分子鎖両末端がトリメトキシシリル基で封鎖された直鎖状のポリジメチルシロキサン(粘度15mPa・s)
(A2−1)分子鎖両末端がメチルジメトキシシリル基で封鎖された直鎖状のポリジメチルシロキサン(粘度40mPa・s)
(A2−2)分子鎖両末端がトリメトキシシリル基で封鎖された直鎖状のポリジメチルシロキサン(粘度60mPa・s)
(A2−3)分子鎖両末端がトリメトキシシリル基で封鎖された直鎖状のポリジメチルシロキサン(粘度890mPa・s)
(A2−4)分子鎖両末端がトリメトキシシリル基で封鎖された直鎖状のポリジメチルシロキサン(粘度13000mPa・s)
(B−1) {(CH3)3SiO1/2}0.96(SiO4/2)1.00(MW=3900、シラノール基含有量:2.2質量%)
(B−2) {(CH3)3SiO1/2}0.79(SiO4/2)1.00(MW=5800、シラノール基含有量:2.9質量%)
(B−3) {(CH3)3SiO1/2}0.96(SiO4/2)1.00(MW=3900、シラノール基含有量:1.7質量%
(B−4) {(CH3)3SiO1/2}0.96(SiO4/2)1.00(MW=3900、シラノール基含有量:1.4質量%)
表2に示す各成分を同表に示す組成でそれぞれ配合し、実施例1と同様に混合してポリオルガノシロキサン組成物を得た。
上記ポリオルガノシロキサン組成物の粘度を、JIS K6249に拠って測定した。
回転粘度計(芝浦セムテック株式会社製、製品名:ビスメトロンVDA−2)を使用し、回転速度60rpm、回転子No.3で測定を行った。
上記ポリオルガノシロキサン組成物のタックフリータイムを、JIS K6249に拠って測定した。試料を、泡が入らないようにアルミシャーレに平らに入れた(試料の厚みは3mm)後、エチルアルコールで洗浄した指先で表面に軽く触れた。試料が指先に付着しなくなる時間を、タックフリータイム(分)とした。
上記ポリオルガノシロキサン組成物の硬度を、JIS K6249に拠り、以下に示すようにして測定した。すなわち、ポリオルガノシロキサン組成物を厚さ2mmのシート状に成形した後、23℃、50%RHで7日間放置して硬化させた。次いで、得られた硬化シートを3枚重ね、デュロメータ(Type A)により硬度を測定した。
上記で得られた硬化シート表面のタック感を指触によって評価した。すなわち、厚さ0.2cm、5cm角のシート中央に、指先を強く押し付けて、指先に対する密着性で評価した。
評価A(タック感が良好):押し付けた指先を持ち上げても全く持ちあがらない。
評価B(少しタック感あり):押し付けた指先を持ち上げると、少し持ち上がるがすぐ指先から離れ落ちる。
評価C(タック感あり):押し付けた指先を持ち上げると、そのままシートが持ち上がり落ちない。
上記ポリオルガノシロキサン組成物を、JIS Z3197(ISO9455)で規定されたくし形電極基板(銅電極、パターン幅0.316mm)上に100μmの厚さで塗布し、23℃、50%RHで3日間放置して硬化させた。次いで、形成された硬化被膜に、JIS K5600−5−4に準じて鉛筆硬度試験を行い、耐スクラッチ性を評価した。鉛筆硬度試験では、4Bの鉛筆を用い、250g荷重で線を引き、硬化被膜のその後の状態を目視し、下記の基準に従って評価した。
評価A:硬化被膜のめくれなし。
評価B:硬化被膜のめくれが有り、被膜表面のみめくれた。
評価C:硬化被膜が破壊して、めくれが有り、基材表面が露出した。
機器におけるコンフォーマルコーティング剤として好適する。
Claims (8)
- (A)(A1)23℃における粘度が3mPa・s以上20mPa・s未満であり、分子末端にケイ素原子に結合するアルコキシ基を2個以上有するポリオルガノシロキサンの10〜100質量部と、下記一般式(A2)で表されるポリオルガノシロキサンの0〜90質量部とを混合してなるポリオルガノシロキサン混合物 100質量部と、
(B)(R7 3SiO1/2)で表される単位と(SiO4/2)で表される単位と、シラノール基とを含み、前記(SiO4/2)で表される単位のモル数に対する前記(R7 3SiO1/2)で表される単位のモル数の比が、0.5以上1.2以下であり、シラノール基含有量が1.0質量%以上である三次元網目構造を有するポリオルガノシロキサン(R7は、非置換の一価炭化水素基、若しくは水素原子の一部がハロゲン原子又はシアノアルキル基で置換された一価炭化水素基である。) 60〜300質量部と、
(C)下記一般式(C)で表される3官能性又は4官能性のシラン化合物および/またはその部分加水分解縮合物 0.1〜20質量部と、
一般式(C):R11 cSi(OR12)4−c
(式中、R11は同一又は異なる置換若しくは非置換の1価の炭化水素基であり、R12は同一又は異なる非置換の1価の炭化水素基であり、cは0又は1である。)
(D)有機チタン化合物 0.1〜15質量部と
からなる室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。 - 前記(B)ポリオルガノシロキサンが有するシラノール基含有量は1.5質量%以上である請求項1又は2に記載の室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- 前記(B)ポリオルガノシロキサンは、さらに、(R8 2SiO2/2)で表される単位と、(R9SiO3/2)で表される単位とを含み、前記(SiO4/2)で表される単位のモル数に対する前記(R8 2SiO2/2)で表される単位のモル数の比が1.0以下であり、かつ前記(SiO4/2)で表される単位のモル数に対する前記(R9SiO3/2)で表される単位のモル数の比が1.0以下である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物(R8及びR9は、それぞれ独立して、非置換の一価炭化水素基、若しくは水素原子の一部がハロゲン原子又はシアノアルキル基で置換された一価炭化水素基である。)。
- 前記(B)ポリオルガノシロキサンにおいて、前記(SiO4/2)で表される単位のモル数に対する、前記(R8 2SiO2/2)で表される単位と前記(R9SiO3/2)で表される単位の合計モル数の比が、0.3以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- 前記一般式(A1)において、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、メチル基又はフェニル基であり、nは、1以上20未満の整数である、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- 電気・電子機器の電極及び/又は配線のコーティング用組成物であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- 電極及び/又は配線の表面に、請求項1乃至6のいずれか1項記載の室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物の硬化物からなる被膜を有することを特徴とする電気・電子機器。
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