JP7100631B2 - フルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物、その硬化物および当該硬化物を備えたトランスデューサー等 - Google Patents
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Description
[1](A)1種類または2種類以上の、分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン、
(B)以下の(B1)成分および(B2)成分からなるオルガノハイドロジェンポリシロキサンであって、(B1)成分中のケイ素原子結合水素原子数:(B2)成分中のケイ素原子結合水素原子数の比率が10:90~85:15となる範囲であるもの:
(B1)分子鎖両末端に少なくとも2個のケイ素結合水素原子を有し、フルオロアルキル基を有さないオルガノハイドロジェンポリシロキサン
(B2)下記平均単位式(III)で表される直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサンおよび平均単位式(IV)で表される分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサンから選ばれる1種類以上のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサン
R0 3Si(OSiR4R0)f1(OSiR0 2)f2OSiR0 3 (III)
{式中、R4は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基またはケイ素原子結合水素原子であり、R0は同一または独立に、炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、水酸基、炭素数1~6のアルコキシ基またはケイ素原子結合水素原子であり、かつ、全てのR0のうち、少なくとも2個はケイ素原子結合水素原子であり、f1は正の数でありf2は0または正の数であり、5<f1+f2<150を満たす数である。}
(HR6 2SiO1/2)f3(R6 3SiO1/2)f4(HR6SiO2/2)f5(R6 2SiO2/2)f6(R5SiO3/2)f7(SiO4/2)f8 (IV)
{式中、R5は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基であり、R6は同一または独立に、炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、水酸基、または炭素数1~6のアルコキシ基または前記のフルオロアルキル基であり、かつ、f3およびf7は正の数であり、f4,f5,f6およびf8は、0または正の数であり、かつf3+f4+f5+f6+f7+f8は、式(III)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの重量平均分子量が400~10000となる範囲の数である。}
組成物中のアルケニル基の合計量1モルに対して、(B)成分中のケイ素原子結合水素原子の和が0.1~2.5モルとなる量、
(C)有効量のヒドロシリル化反応用触媒、
を含有する、フルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
により解決される。
[2]前記の(A)成分の平均重合度が5~300の範囲である、[1]に記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
[3]前記(A)が下記平均単位式(I)で表されるオルガノポリシロキサンである、[1]または[2]に記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
R1R2 2Si(OSiR1R2)e1(OSiR2 2)e2OSiR1R2 2 (I)
{式中、R1は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基または炭素数2~12のアルケニル基であり、R2は、同一または独立に、炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、水酸基、もしくは炭素数1~6のアルコキシ基であり、かつ、全てのR1のうち、少なくとも2個は炭素数2~12のアルケニル基であり、全てのR1およびR2のうち10モル%以上は、前記のフルオロアルキル基であり、e1は正の数であり、e2は0または正の数であり、5<e1+e2<298を満たす数である。}
[4]前記(A)が下記平均単位式(II)で表されるオルガノポリシロキサンである、[1]~[3]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
RViR2 2Si(OSiR2R3)eOSiRViR2 2 (II)
{式中、RViは、炭素数2~12のアルケニル基であり、R2は前記同様の基であり、R3は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基であり、かつ、eは20<e<298を満たす数である。}
[5]前記(A)成分中の、(CpF2p+1)-R-(Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基が、トリフルオロプロピル基である、[1]~[4]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
[6]前記(B2)成分が、分子中にトリフルオロプロピル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである、[1]~[5]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
[7]前記(A)成分が、下記(A1)成分または(A2)成分である、[1]~[6]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
(A1) 分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が50~300であり、重合度200以上のオルガノポリシロキサンの体積含有率が10%以上である、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
(A2) 下記分子量分布の異なる(a1)成分および(a2)成分からなり、混合物全体の平均重合度が50~300であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン:
(a1) 分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が200以上のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
(a2) 分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が50以下のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
[8][1]~[7]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる硬化物。
[9][1]~[7]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、フィルム状もしくはシート状である、トランスデューサー用部材。
[10][1]~[7]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、フィルム状もしくはシート状である、電子材料または表示装置用部材。
[11][1]~[7]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、ゲルまたはエラストマーである、トランスデューサー用部材。
[12][1]~[7]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる誘電層を有するトランスデューサー。
[13]少なくとも一対の電極層間に、[1]~[7]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させて、または前記組成物の硬化反応を一部進行させてなる中間層を介装してなるトランスデューサー。
[14]中間層がゲルまたはエラストマーである、[12]または[13]のトランスデューサー。
[15]中間層が、[1]~[7]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる硬化物を、1層または2層以上積層してなることを特徴とする、[12]~[14]のいずれか1項記載のトランスデューサー。
[16][1]~[7]のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させて、または前記組成物の硬化反応を一部進行させてなる硬化物層を有する電子部品または表示装置。
(A)成分は、硬化性組成物の主剤であり、分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基である、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンである。
平均単位式:
R1R2 2Si(OSiR1R2)e1(OSiR2 2)e2OSiR1R2 2 (I)
平均単位式:
RViR2 2Si(OSiR2R3)eOSiRViR2 2 (II)
式中、RViは、炭素数2~12のアルケニル基であり、前記同様の基が例示される。
R2は前記同様の基であり、R3は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基であり、前記同様の基が例示される。なお、上記構造において、5<e<498の範囲において、全てのRVi、R2およびR3のうち10モル%以上は、前記のフルオロアルキル基(R3)であるという条件は、自動的に満たされる。すなわち、e>5なので、[R3]=e/(2e+6)×100モル%の値は、5/16×100 =31.25モル%より必ず大きい。
分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が50~300であり、重合度200以上のオルガノポリシロキサンの体積含有率が10%以上である、実質的に単峰性の分子量分布を有するフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン。アルケニル基等の具体例は前記同様である。
下記分子量分布および平均重合度の異なる(a1)成分および(a2)成分からなり、混合物全体の平均重合度が50~300であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン:
(a1) 分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が200以上、好適には、200~400の範囲である、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
(a2) 分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が50以下、好適には、5~40の範囲である、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン。
(B)成分は、本発明組成物の特徴的な架橋剤であり、分子鎖両末端に少なくとも2個のケイ素結合水素原子を有し、フルオロアルキル基を有さないオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、直鎖状またはT単位を有する分岐状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンとを特定の比率で含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。(B)成分として、フルオロアルキル基を有さない両末端SiHを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、フルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンと一定の比率で併用することにより、硬化物の高い比誘電率と、良好な機械的特性を両立することができる。
(B1)成分は、分子鎖両末端に少なくとも2個のケイ素結合水素原子を有し、フルオロアルキル基を有さないオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。(B1)成分は、両末端SiHを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであるので、(A)成分との付加反応により、硬化物中のポリシロキサン構造間の鎖長延長剤(Chain Extender)として機能する成分である。このような(B1)成分は、分子鎖両末端にジオルガノハイドロジェンシロキシ単位を有する、シロキサン重合度3~200のオルガノハイドロジェンポリシロキサンであることが好ましく、例えば、下記の平均単位式:
HR2 2Si(OSiHR2)e3(OSiR2 2)e4OSiR2 2H
で表される。
(B2)成分は、直鎖状またはT単位により分岐された樹脂状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、下記平均単位式(III)または(IV)により表される。このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、(A)成分との架橋反応により硬化物を与え、かつ、硬化物の比誘電率を向上させる。このような(B2)成分であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、分子中に前記のフルオロアルキル基、特に、トリフルオロプロピル基を有することが好ましい。フルオロアルキル基の含有量は特に限定されるものではないが、1分子中に、全有機基中、好ましくは5~75モル%、より好ましくは5~70モル%、さらに好ましくは10~60モル%のトリフルオロプロピル基を有してよい。
平均単位式:
R0 3Si(OSiR4R0)f1(OSiR0 2)f2OSiR0 3 (III)
上記の平均単位式(III)で表されるものは、直鎖状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、式中、R4は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基またはケイ素原子結合水素原子であり、R0は同一または独立に、炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、水酸基、炭素数1~6のアルコキシ基またはケイ素原子結合水素原子であり、かつ、全てのR0のうち、少なくとも2個はケイ素原子結合水素原子であり、f1は正の数であり、f2は0または正の数であり、5<f1+f2<150を満たす数である。好適なフルオロアルキル基の種類及び含有量は前記のとおりである。より好適には、R0はケイ素原子結合水素原子、メチル基またはフェニル基であり、f1は10<f1+f2<100の範囲の数であり、全てのR4のうち、少なくとも5モル%以上が前記のフルオロアルキル基であり、残りのR4がケイ素原子結合水素原子であることが好ましい。
平均単位式:
(HR6 2SiO1/2)f3(R6 3SiO1/2)f4(HR6SiO2/2)f5(R6 2SiO2/2)f6(R5SiO3/2)f7(SiO4/2)f8 (IV)
上記の平均単位式(IV)で表されるものは、T単位により分岐された樹脂状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、式中、R5は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基であり、R6は同一または独立に、炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、水酸基、または炭素数1~6のアルコキシ基または前記のフルオロアルキル基であり、かつ、f3およびf7は正の数であり、f4,f5,f6およびf8は、0または正の数であり、かつf3+f4+f5+f6+f7+f8は、式(IV)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの重量平均分子量が400~10000となる範囲の数である。好適なフルオロアルキル基の種類及び含有量は前記のとおりである。R6は好適にはメチル基またはフェニル基であり、式(IV)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの重量平均分子量は500~5000の範囲であることが好ましく、より好適には、500~2000の範囲である。
(HR6 2SiO1/2)f3(R5SiO3/2)f7
式中、R6は前記同様の基であり、好適にはメチル基またはフェニル基である。また、R5は、前記同様の基であり、好適にはトリフルオロプロピル基である。
本発明の(B)成分は、上記の(B1)成分及び(B2)成分からなるものであるが、本発明の効果を妨げない限り、任意で、その他のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いてもよい。その他のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、上記の(B1)成分及び(B2)成分に該当しないかぎり、直鎖状、環状、樹脂状、及び一部分岐を有する直鎖状のいずれであってもよく、T単位(すなわちYSiO3/2、Yはケイ素原子結合水素原子、一価有機基、水酸基またはアルコキシ基)またはQ単位(すなわちSiO4/2)を有するものであってよい。また、その粘度も特に限定されず、(A)成分との混合容易性および取り扱いの容易さから、25℃における粘度は、JIS K7117-1に準拠し、B型粘度計を用いて測定した場合に、常温で液状であることが好ましく、ケイ素原子数2~300のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが特に好適である。
本発明の組成物における(B)成分の使用量は、組成物中のアルケニル基の合計量1モルに対して、(B)成分全体、すなわち、(B1)成分および(B2)成分中のケイ素原子結合水素原子の総和が0.1~2.5モルとなる量である。ここで、組成物中のアルケニル基は、主として(A)成分等に由来する。(B)成分の使用量が上記下限未満であると、本組成物の硬化が不十分となる場合がある。一方、(B)成分の使用量が上記上限を超えると、本発明の組成物を硬化させた場合に弾性ゲルまたは弾性エラストマーを得ることができない場合があり、特に、機械的強度が不十分となる場合がある。より好適な(B)成分の使用量は、組成物中のアルケニル基の合計量1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が0.2~2.00モル、0.2~1.80モル、0.25~1.75モル、さらに好適には、0.35~1.50モルとなる量である。
(C)成分であるヒドロシリル化反応用触媒は、ヒドロシリル化反応を促進することができる限り特定のものに限定されない。ヒドロシリル化反応触媒として、これまでに多くの金属及び化合物が知られており、それらの中から適宜選択して本発明に用いることができる。ヒドロシリル化反応触媒の例として、具体的には、シリカ微粉末又は炭素粉末担体上に吸着させた微粒子状白金、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸のオレフィン錯体、塩化白金酸とビニルシロキサンの配位化合物、白金-アルケニルシロキサン錯体、白金-オレフィン錯体、白金-カルボニル錯体が例示され、白金黒、パラジウム、及びロジウム触媒を挙げることができる。特に、白金-アルケニルシロキサン錯体の安定性が良好であることから、1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンであることが好ましい。なお、ヒドロシリル化反応を促進する触媒としては、鉄、ルテニウム、鉄/コバルトなどの非白金系金属触媒を用いてもよい。
ヒドロシリル化反応抑制剤は、(A)成分および(B)成分との間で起こる架橋反応を抑制して、常温での可使時間を延長し、保存安定性を向上するために配合する任意の成分である。従って、本発明の硬化性組成物にとって、実用上、必然的に配合されることが好ましい成分である。
本発明にかかる組成物において、充填材は、所望により用いても、用いなくてもよい。充填剤を用いる場合には無機充填剤及び有機充填剤のいずれか又は両方を用いることができる。用いる充填剤の種類は特に限定されないが、例えば、高誘電性充填剤、導電性充填剤、絶縁性充填剤および補強性充填剤が挙げられ、これらの1種以上を用いることができる。特に、本発明の組成物には、その透明性、塗工性および取扱作業性を損なわない範囲で、粘度の調整または機能性の付与を目的として、高誘電性充填剤、導電性充填剤、絶縁性充填剤および補強性充填剤からなる群から選択される1種以上の充填剤を含有することができ、特に、機械的強度の向上の見地から、少なくとも1種類以上の補強性充填剤を配合することが好ましい。特に、充填剤の一部または全部は、1種類以上の表面処理剤により表面処理されていてもよい。
本発明において、好ましい充填材は、硬化物の機械的強度の見地から、平均一次粒子径が50nm未満である1種以上の補強性無機微粒子であり、ヒュームドシリカ、湿式シリカ、粉砕シリカ、炭酸カルシウム、珪藻土、微粉砕石英、アルミナ・酸化亜鉛以外の各種金属酸化物粉末、ガラス繊維、炭素繊維等が例示される。また、これらを後述する各種表面処理剤で処理したものであってもよい。中でもシリカが推奨される。
その他の機能性充填材として、誘電性無機微粒子、導電性無機微粒子、絶縁性無機微粒子、および熱伝導性無機微粒子が例示される。これらの微粒子から選択される1種以上を本発明の組成物に用いることができる。なお、これらの無機微粒子は、補強性充填材としての機能等、2種類以上の機能を併せ持つ場合がある。
本発明に係る硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、さらに離型性または絶縁破壊特性の改善のための添加剤、接着性向上剤等を含有することができる。
本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、そのまま硬化反応に供することができるが、一方、該組成物が固形状である場合や粘ちょう液状である場合には、その混和性および取り扱い性を向上させるため、必要に応じて有機溶媒を使用することもできる。特に、本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物をフィルム状に塗工する場合、全体粘度が100~10,000mPa・sとなる範囲に、溶媒を用いて粘度調整をすることが好ましく、溶媒で希釈する場合、上記の固形分の和(100質量部)に対して、0~2000質量部の範囲で用いることができる。すなわち、本発明組成物において、溶媒は、0質量部であってもよい。特に、本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、低重合度のポリマーを選択しているために、溶媒フリーとする設計が可能であり、硬化して得られるフィルム中にフッ素系溶媒、有機溶媒等が残留せず、環境負荷の問題および電子デバイスへの溶媒の影響を解消できる利点がある。
本組成物の25℃における粘度は、特に限定されないが、本組成物を薄膜上に塗工できる程度の粘度範囲に調整することができ、好ましくは、100~500,000mPa・sの範囲内、さらに好ましくは300~50,000mPa・s、特に好ましくは1,000~10,000mPa・sの範囲内である。好ましい粘度範囲に設定する目的で、上記の有機溶媒の使用量を調整することも可能である。
上記の硬化物は、電気的特性および機械的特性に優れたゲルまたはエラストマーであり、高い比誘電率および機械的強度(具体的には、引っ張り強度、引き裂き強度、伸び率等)を有する。このため、当該オルガノポリシロキサン組成物を薄膜状に硬化して得られる電気活性シリコーンエラストマーシートまたは電気活性シリコーンゲルシートは、電子材料、表示装置用部材またはトランスデューサー用部材(センサー、スピーカー、アクチュエータ、およびジェネレーター用を含む)として使用でき、特に、トランスデューサーを構成する電気活性フィルム(誘電層または電極層)として好適に利用できる。
本発明に係る硬化性オルガノポリシロキサン組成物を少なくとも部分的に硬化して得られる、オルガノポリシロキサン硬化物は、2.0mm厚のシート状に加熱成形した場合、JIS K 6249に基づいて測定される以下の力学物性を有するように設計可能である。
(1)ヤング率(MPa)は、室温下において、10MPa以下とすることができ、特に好適な範囲は、0.1~2.5MPaである。
(2)引き裂き強さ (N/mm) は、室温下において、1N/mm以上とすることができ、特に好適な範囲は、2N/mm以上である。
(3)引っ張り強さ (MPa) は、室温下において、1MPa以上とすることができ、特に好適な範囲は、2MPa以上である。
(4)破断伸び (%) は、200%以上とすることができ、トランスデューサーの変位量の見地から、特に好適な範囲は、200-1000%の範囲である。
本発明に係る硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化して得られる、オルガノポリシロキサン硬化物(エラストマーまたはゲル)は、以下の誘電特性を有するように設計可能である。
(1)0.10mm厚のシート状に加熱成形した場合、その絶縁破壊強度(V/μm)を、20V/μm以上とすることができる。好適な絶縁破壊強度は、トランスデューサーの用途に応じて変わるが、特に好適な範囲は、30V/μm以上である。
(2)1mm厚のシート状に加熱成形した場合、測定温度25℃、測定周波数100KHzの条件下で測定された比誘電率を、3.0以上とすることができる。好適な比誘電率は、トランスデューサーの種類および求められる誘電層の形態に応じて変わるが、特に好適な範囲は、上記測定条件下で5.0以上である。
・成分(a2):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3-トリフルオロプロピルメチルシロキサンポリマー(末端を含むシロキサン重合度:約33)
・成分(B1-1):ビス(ジメチルハイドロジェンシロキシ)ジフェニルシラン
・成分(B1-2):両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジフェニルシロキサンポリマー(シロキサン重合度:約2.5)
・成分(B1-3):テトラメチルジヒドロジシロキサン
・成分(B2-1):ジメチルヒドロシロキシユニット(MH単位)と3,3,3-トリフルオロプロピル基を有するTF3Pr単位(3官能シロキシ単位)で構成されるシロキサン(Mw=1.11×103、ケイ素原子結合水素原子は約0.59重量%である。)
なお、成分(B2-1)の重量平均分子量(Mw)は、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒に用いて、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
・成分(B2-2):両末端トリメチルシロキシ基封鎖、3,3,3-トリフルオロプロピルメチルメチルヒドロシロキサンコポリマー(末端を含むシロキサン重合度:約12)
なお、成分(B2-2)のケイ素原子結合水素原子は約0.53重量%である。
・成分(C1):白金-1,3-ジビニル1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体の両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサンポリマー溶液(白金濃度で約0.6重量%)
<ヒドロシリル化反応抑制剤>
・成分(D1):1,3,5,7-テトラメチル-1,3,5,7-テトラビニル-シクロテトラシロキサン
<充填材>
・成分(E1):表面処理したCAB-O-SIL(R)MS75D
[NAA1/(NAA1+NAA2)]DPA1+[NAA2/(NAA1+NAA2)]DPA2
ここでNAA1およびNAA2は、成分(A)中(A1)および(A2)の重量比率をそれぞれ数平均分子量で割り返したものであり、DPA1およびDPA2は(A1)および(A2)のそれぞれの重合度を表す。
シリコーン組成物を150℃で15分間プレスキュアし、更に150℃で60分~120分間オーブン中ポストキュアを施し、硬化物を得た。JIS-K6249に基づき、得られた硬化物の引裂強さを測定し、また引張強さおよび破断伸びを測定し、ヤング率(モジュラス)を求めた。なお、機械的強度の測定のため、シートの厚さは2mmとした。また、厚さ6mmシートのデュロメータA硬度を測定した。ただし、硬化物が柔らかすぎる場合には測定不可とした。
また、上記条件にて厚さ約0.1mmのシートを作製し、電気絶縁油破壊電圧試験装置 総研電気株式会社製PORTATEST 100A-2で絶縁破壊強さを測定した。同様に、厚さ1mmのシートを作製し、LCRメーター ウェインカー社製6530P/D2で温度25℃、周波数20Hz~1MHzの範囲で比誘電率を測定した。そのうち100KHzでの値を実施例および比較例に使用した。各種物性値を表1~表3に示した。
前記(B1)以外の成分を用い、表3に示す組成で実施例と同様に硬化性オルガノポリシロキサン組成物を作製し、上述した各種測定を行なった。
10a、10b、20a、20b、20c 誘電層
11a、11b、21a、21b、21c、21d 電極層(導電層)
12、22 配線
13、23 電源
3 センサ
30 誘電層
31a、31b、31c 上部電極層
32a、32b、32c 下部電極層
4 発電素子
40a、40b 誘電層
41a、41b 電極層
Claims (16)
- (A)1種類または2種類以上の、分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン、(A)~(C)成分の和を100質量%として20~99質量%
(B)以下の(B1)成分および(B2)成分からなるオルガノハイドロジェンポリシロキサンであって、(B1)成分中のケイ素原子結合水素原子数:(B2)成分中のケイ素原子結合水素原子数の比率が10:90~85:15となる範囲であるもの:
(B1)下記平均単位式で表される、分子鎖両末端に少なくとも2個のケイ素結合水素原子を有し、フルオロアルキル基を有さない直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン
HR 2 2 Si(OSiHR 2 ) e3 (OSiR 2 2 ) e4 OSiR 2 2 H
{式中、R 2 で表される置換基は、同一または独立に、炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、水酸基、もしくは炭素数1~6のアルコキシ基であり、e3およびe4の値は、0または正の数であり、かつ、e3+e4=0~198を満たす数である}
(B2)下記平均単位式(III)で表される直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサンおよび平均単位式(IV)で表される分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサンから選ばれる1種類以上のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサン
R0 3Si(OSiR4R0)f1(OSiR0 2)f2OSiR0 3 (III)
{式中、R4は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基であり、R0は同一または独立に、炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、水酸基、炭素数1~6のアルコキシ基またはケイ素原子結合水素原子であり、かつ、全てのR0のうち、少なくとも2個はケイ素原子結合水素原子であり、f1は正の数であり、f2は0または正の数であり、5<f1+f2<150を満たす数である。}
(HR6 2SiO1/2)f3(R6 3SiO1/2)f4(HR6SiO2/2)f5(R6 2SiO2/2)f6(R5SiO3/2)f7(SiO4/2)f8 (IV)
{式中、R5は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基であり、R6は同一または独立に、炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、水酸基、または炭素数1~6のアルコキシ基または前記のフルオロアルキル基であり、かつ、f3およびf7は正の数であり、f4,f5,f6およびf8は、0または正の数であり、かつf3+f4+f5+f6+f7+f8は、式(IV)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの重量平均分子量が400~10000となる範囲の数である。}
組成物中のアルケニル基の合計量1モルに対して、(B)成分中のケイ素原子結合水素原子の和が0.1~2.5モルとなる量、
(C)有効量のヒドロシリル化反応用触媒、
を含有する、フルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。 - 前記の(A)成分の平均重合度が5~300の範囲である、請求項1に記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
- 前記(A)が下記平均単位式(I)で表されるオルガノポリシロキサンである、請求項1または請求項2に記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
R1R2 2Si(OSiR1R2)e1(OSiR2 2)e2OSiR1R2 2 (I)
{式中、R1は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基または炭素数2~12のアルケニル基であり、R2は、同一または独立に、炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、水酸基、もしくは炭素数1~6のアルコキシ基であり、かつ、全てのR1のうち、少なくとも2個は炭素数2~12のアルケニル基であり、全てのR1およびR2のうち10モル%以上は、前記のフルオロアルキル基であり、e1は正の数およびe2は0または正の数であり、5<e1+e2<298を満たす数である。} - 前記(A)が下記平均単位式(II)で表されるオルガノポリシロキサンである、請求項1~3のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
RViR2 2Si(OSiR2R3)eOSiRViR2 2 (II)
{式中、RViは、炭素数2~12のアルケニル基であり、R2は前記同様の基であり、R3は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基であり、かつ、eは20<e<298を満たす数である。} - 前記(A)成分中の、(CpF2p+1)-R-(Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基が、トリフルオロプロピル基である、請求項1~4のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
- 前記(B2)成分が、分子中にトリフルオロプロピル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである、請求項1~5のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
- 前記(A)成分が、下記(A1)成分または(A2)成分である、請求項1~6のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
(A1) 分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が50~300であり、重合度200以上のオルガノポリシロキサンの体積含有率が10%以上である、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
(A2) 下記分子量分布の異なる(a1)成分および(a2)成分からなり、混合物全体の平均重合度が50~300であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン:
(a1) 分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が200以上のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
(a2) 分子中に少なくとも2個の炭素数2~12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1~10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が50以下のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン - 請求項1~7のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる硬化物。
- 請求項1~7のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、フィルム状もしくはシート状である、トランスデューサー用部材。
- 請求項1~7のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、フィルム状もしくはシート状である、電子材料または表示装置用部材。
- 請求項1~7のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、ゲルまたはエラストマーである、トランスデューサー用部材。
- 請求項1~7のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる誘電層を有するトランスデューサー。
- 少なくとも一対の電極層間に、請求項1~7のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させて、または前記組成物の硬化反応を一部進行させてなる中間層を介装してなるトランスデューサー。
- 中間層がゲルまたはエラストマーである、請求項12または請求項13のトランスデューサー。
- 中間層が、請求項1~7のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる硬化物を、1層または2層以上積層してなることを特徴とする、請求項12~14のいずれか1項記載のトランスデューサー。
- 請求項1~7のいずれか1項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させて、または前記組成物の硬化反応を一部進行させてなる硬化物層を有する電子部品または表示装置。
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