JP7276348B2 - Silsesquioxane derivative composition and use thereof - Google Patents

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Description

本明細書は、シルセスキオキサン誘導体を含有する組成物及びその利用に関する。 This specification relates to compositions containing silsesquioxane derivatives and uses thereof.

(関連出願の相互参照)
本出願は、2018年10月18日に出願された日本国特許出願である特願2018-196951の関連出願であり、この日本出願に基づく優先権を主張するものであり、この日本出願に記載された全ての内容が組み込まれるものとする。
(Cross reference to related applications)
This application is a related application of Japanese Patent Application No. 2018-196951, which is a Japanese patent application filed on October 18, 2018, and claims priority based on this Japanese application. shall incorporate all content provided herein.

シルセスキオキサンは、RSiO1.5で表される単位を構造単位として有する、シロキサン結合による三次元架橋構造を備える化合物であり、Rとしては、有機官能基を始めとして種々の官能基を備えることができる。かかるシルセスキオキサンの誘導体(シルセスキオキサン誘導体)は、優れた耐熱性材料として知られている(特許文献1、2)。また、シルセスキオキサン誘導体は、無機-有機ハイブリッド材料であることから、耐熱性などの無機的特性のほかに、柔軟性や可溶性等の有機的特性を発揮することができる。例えば、ある種のシルセスキオキサン誘導体は、有機基として、エポキシ基などの重合性官能基を備えることから硬化性接着剤などとして用いられている(特許文献3)。Silsesquioxane is a compound having a three-dimensional crosslinked structure formed by siloxane bonds and having a unit represented by RSiO 1.5 as a structural unit, and R may include various functional groups including organic functional groups. can. Such silsesquioxane derivatives (silsesquioxane derivatives) are known as excellent heat-resistant materials (Patent Documents 1 and 2). In addition, since the silsesquioxane derivative is an inorganic-organic hybrid material, it can exhibit organic properties such as flexibility and solubility in addition to inorganic properties such as heat resistance. For example, certain silsesquioxane derivatives have polymerizable functional groups such as epoxy groups as organic groups, and are therefore used as curable adhesives (Patent Document 3).

国際公開第2005/10077号WO2005/10077 国際公開第2009/66608号WO2009/66608 特開2018-95819号公報JP 2018-95819 A

本発明者らによれば、雰囲気や加熱温度などの条件によっては、シルセスキオキサン誘導体が備える有機基が酸化してしまい、それにより、例えば、高温での機械特性などが低下するなど本来のシルセスキオキサンの特性が変化することがあることがわかった。 According to the present inventors, depending on the conditions such as the atmosphere and heating temperature, the organic group provided in the silsesquioxane derivative is oxidized, resulting in, for example, deterioration of the original mechanical properties at high temperatures. It has been found that the properties of silsesquioxanes can vary.

しかしながら、シルセスキオキサン中の有機基の酸化を抑制する技術は報告されていない。また、シルセスキオキサンは耐熱性が高いことが知られているため、その耐熱性をさらに向上させるための有効な技術は提供されていない。まして、シルセスキオキサン中の有機基が酸化されるような過酷な条件での耐熱性を確保する技術は検討もされていないのが現状である。 However, no technology has been reported for suppressing the oxidation of organic groups in silsesquioxane. Moreover, since silsesquioxane is known to have high heat resistance, no effective technique for further improving its heat resistance has been provided. Furthermore, the current situation is that no study has been made on a technique for ensuring heat resistance under such severe conditions that the organic groups in the silsesquioxane are oxidized.

本明細書は、シルセスキオキサンの酸化を抑制することにより耐熱性を増強する技術及びその利用を提供する。 The present specification provides a technique for enhancing heat resistance by suppressing oxidation of silsesquioxane and its use.

本発明者らは、シルセスキオキサン誘導体中の有機基の酸化を抑制できる添加剤の存在可能性に着目し、かかる添加剤を探索した。その結果、層状化合物及び酸素吸蔵材がいずれもシルセスキオキサン誘導体の酸化を抑制でき、この結果、シルセスキオキサン誘導体の耐熱性を向上させうることがわかった。本明細書は、これらの知見に基づき以下の手段を提供する。 The present inventors focused on the possibility of the presence of an additive capable of suppressing the oxidation of the organic group in the silsesquioxane derivative, and searched for such an additive. As a result, it was found that both the layered compound and the oxygen storage material can suppress oxidation of the silsesquioxane derivative, and as a result, can improve the heat resistance of the silsesquioxane derivative. This specification provides the following means based on these findings.

[1]シルセスキオキサン誘導体と、
層状化合物と、
を含有する、シルセスキオキサン誘導体組成物。
[2]前記層状化合物は、タルク及び窒化ホウ素からなる群から選択される1種又は2種以上である、[1]に記載の組成物。
[3]前記層状化合物は、タルクである、[1]又は[2]に記載の組成物。
[4]前記層状化合物の平均粒子径は5μm以下である、[1]~[3]のいずれかに記載の組成物。
[5]前記層状化合物材を、前記シルセスキオキサン誘導体と前記層状化合物との総質量に対して5質量%以上50質量%以下含有する、[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[6]さらに、酸素吸蔵材を含有する、[1]~[5]のいずれかに記載の組成物。
[7]シルセスキオキサン誘導体と、
酸素吸蔵材と、
を含有する、シルセスキオキサン誘導体組成物。
[8]前記酸素吸蔵材は、セリア、ジルコニア及びセリアジルコニア複合酸化物からなる群から選択される1種又は2種以上である、[6]又は[7]に記載の組成物。
[9]前記酸素吸蔵材は、セリアジルコニア複合酸化物である、[6]~[8]のいずれかに記載の組成物。
[10]前記酸素吸蔵材を、前記シルセスキオキサン誘導体と前記酸素吸蔵材との総質量に対して0.1質量%以上40質量%以下含有する、[6]~[9]のいずれかに記載の組成物。
[11]前記シルセスキオキサン誘導体は、重合性官能基を備える、[1]~[10]のいずれかに記載の組成物。
[12]重合性官能基を備えるシルセスキオキサン誘導体と、
層状化合物及び/又は酸素吸蔵材と、
を備える、硬化性シルセスキオキサン誘導体組成物。
[13]重合性官能基を備えるシルセスキオキサン誘導体の硬化物と、
層状化合物及び/又は酸素吸蔵材と、
を備える、シルセスキオキサン誘導体硬化物組成物。
[14]層状化合物及び/又は酸素吸蔵材とともにシルセスキオキサン誘導体を加熱する工程、を備える、シルセスキオキサン誘導体又はその硬化物の酸化抑制方法。
[15]層状化合物及び/又は酸素吸蔵材とともにシルセスキオキサン誘導体を加熱する工程、
を備える、シルセスキオキサン誘導体又はその硬化物の耐熱化方法。
[16]層状化合物及び/又は酸素吸蔵材を有効成分とする、シルセスキオキサン誘導体又はその硬化物の酸化抑制剤。
[17]層状化合物及び/又は酸素吸蔵材を有効成分とする、シルセスキオキサン誘導体又はその硬化物の耐熱性向上剤。
[1] a silsesquioxane derivative;
a layered compound;
A silsesquioxane derivative composition containing
[2] The composition according to [1], wherein the layered compound is one or more selected from the group consisting of talc and boron nitride.
[3] The composition according to [1] or [2], wherein the layered compound is talc.
[4] The composition according to any one of [1] to [3], wherein the layered compound has an average particle size of 5 μm or less.
[5] The layered compound material according to any one of [1] to [4], containing 5% by mass or more and 50% by mass or less of the total mass of the silsesquioxane derivative and the layered compound. Composition.
[6] The composition according to any one of [1] to [5], further containing an oxygen storage material.
[7] a silsesquioxane derivative;
an oxygen storage material;
A silsesquioxane derivative composition containing
[8] The composition according to [6] or [7], wherein the oxygen storage material is one or more selected from the group consisting of ceria, zirconia and ceria-zirconia composite oxides.
[9] The composition according to any one of [6] to [8], wherein the oxygen storage material is a ceria-zirconia composite oxide.
[10] Any one of [6] to [9], containing 0.1% by mass or more and 40% by mass or less of the oxygen storage material with respect to the total mass of the silsesquioxane derivative and the oxygen storage material. The composition according to .
[11] The composition according to any one of [1] to [10], wherein the silsesquioxane derivative has a polymerizable functional group.
[12] a silsesquioxane derivative having a polymerizable functional group;
a layered compound and/or an oxygen storage material;
A curable silsesquioxane derivative composition comprising:
[13] A cured product of a silsesquioxane derivative having a polymerizable functional group;
a layered compound and/or an oxygen storage material;
A silsesquioxane derivative cured product composition.
[14] A method for suppressing oxidation of a silsesquioxane derivative or a cured product thereof, comprising the step of heating the silsesquioxane derivative together with a layered compound and/or an oxygen storage material.
[15] a step of heating a silsesquioxane derivative together with a layered compound and/or an oxygen storage material;
A method for increasing heat resistance of a silsesquioxane derivative or a cured product thereof.
[16] An oxidation inhibitor for a silsesquioxane derivative or a cured product thereof containing a layered compound and/or an oxygen storage material as an active ingredient.
[17] A heat resistance improver for a silsesquioxane derivative or a cured product thereof containing a layered compound and/or an oxygen storage material as an active ingredient.

メタクロイル基を有するシルセスキオキサン誘導体の熱的挙動を示す図である。FIG. 2 shows the thermal behavior of silsesquioxane derivatives with methacryloyl groups. シルセスキオキサン誘導体の硬化物の熱的挙動を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing thermal behavior of a cured product of a silsesquioxane derivative; オキセタニル基及びエポキシ基を有する他のシルセスキオキサン誘導体の熱的挙動を示す図である。FIG. 4 shows the thermal behavior of other silsesquioxane derivatives with oxetanyl and epoxy groups.

本明細書の開示は、シルセスキオキサン誘導体に耐酸化性を付与することで、シルセスキオキサン誘導体の耐熱性をさらに向上させる技術に関する。本明細書の開示によれば、層状化合物が存在することで、シルセスキオキサン誘導体の酸化を抑制し、ひいてはシルセスキオキサン誘導体の安定性、特には熱に対する安定性(耐熱性)を向上させることができる。層状化合物によってかかる作用が生じる理由は必ずしも明らかではない。層状化合物が備えるガスバリア性やガス拡散抑制性が有機基の酸化抑制に関与しているものと考えられる。 The disclosure of the present specification relates to a technique for further improving the heat resistance of a silsesquioxane derivative by imparting oxidation resistance to the silsesquioxane derivative. According to the disclosure of the present specification, the presence of the layered compound suppresses the oxidation of the silsesquioxane derivative, thereby improving the stability of the silsesquioxane derivative, particularly the stability to heat (heat resistance). can be made It is not always clear why layered compounds produce such effects. It is considered that the gas barrier property and gas diffusion suppression property of the layered compound are involved in the suppression of oxidation of the organic groups.

本明細書の開示は、また、酸素吸蔵材が存在することで、シルセスキオキサン誘導体の酸化を抑制し、ひいてはシルセスキオキサン誘導体の安定性、特には熱に対する安定性(耐熱性)を向上させることができる。かかる作用は、酸素吸蔵材による自身の酸化/還元や酸素の吸着等によるものと考えられる。 The disclosure of the present specification also shows that the presence of an oxygen storage material suppresses oxidation of the silsesquioxane derivative, and thus improves the stability of the silsesquioxane derivative, particularly the stability to heat (heat resistance). can be improved. Such an action is considered to be due to the oxidation/reduction of itself by the oxygen storage material, the adsorption of oxygen, and the like.

シルセスキオキサン誘導体は、種々の有機基を備えることができるが、例えば、重合性官能基を備えることができる。かかるシルセスキオキサン誘導体が重合された場合には、これらの重合性官能基の酸化による分解等は、シルセスキオキサン誘導体の特性に大きな影響を与える場合がある。したがって、かかる官能基を備えるシルセスキオキサン誘導体を含むシルセスキオキサン誘導体組成物及び当該組成物によって得られる硬化物に、層状化合物及び/又は酸素吸蔵材によって耐酸化性を付与することは有意義である。 The silsesquioxane derivatives can have various organic groups, for example, polymerizable functional groups. When such silsesquioxane derivatives are polymerized, decomposition due to oxidation of these polymerizable functional groups may greatly affect the properties of the silsesquioxane derivatives. Therefore, it is significant to impart oxidation resistance to a silsesquioxane derivative composition containing a silsesquioxane derivative having such a functional group and to a cured product obtained from the composition with a layered compound and/or an oxygen storage material. is.

以下、本開示の代表的かつ非限定的な具体例について、適宜図面を参照して詳細に説明する。この詳細な説明は、本開示の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本開示の範囲を限定することを意図したものではない。また、以下に開示される追加的な特徴ならびに発明は、さらに改善された「シルセスキオキサン誘導体組成物及びその利用」を提供するために、他の特徴や発明とは別に、又は共に用いることができる。 Hereinafter, representative and non-limiting specific examples of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. This detailed description is merely intended to present those skilled in the art with details for implementing preferred embodiments of the disclosure, and is not intended to limit the scope of the disclosure. In addition, the additional features and inventions disclosed below may be used separately or together with other features and inventions to provide further improved "silsesquioxane derivative compositions and uses thereof." can be done.

また、以下の詳細な説明で開示される特徴や工程の組み合わせは、最も広い意味において本開示を実施する際に必須のものではなく、特に本開示の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、上記及び下記の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、独立及び従属クレームに記載されるものの様々な特徴は、本開示の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組合せなければならないものではない。 Also, any combination of features and steps disclosed in the following detailed description are not required to practice the disclosure in its broadest sense, but are specifically intended to illustrate exemplary embodiments of the disclosure. is described. Moreover, various features of the representative embodiments above and below, as well as those set forth in the independent and dependent claims, are described herein in providing additional and useful embodiments of the present disclosure. They do not have to be combined in the exact order given or in the order listed.

本明細書及び/又はクレームに記載された全ての特徴は、実施例及び/又はクレームに記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。 All features set forth in the specification and/or claims, apart from the configuration of the features set forth in the examples and/or claims, are hereby incorporated by reference as limitations on the particular matter claimed in the original disclosure, and individually: and are intended to be disclosed independently of each other. Moreover, all numerical ranges and groupings or populations are intended to disclose configurations intermediate therebetween as limitations on the original disclosure as well as the specific subject matter claimed.

以下、本開示に係るシルセスキオキサン誘導体の酸化抑制技術及びその利用の各種実施形態について説明する。具体的には、シルセスキオキサン誘導体組成物、シルセスキオキサン誘導体硬化物組成物、シルセスキオキサンの酸化抑制又は耐熱化方法、シルセスキオキサンの酸化抑制剤又は耐熱性向上剤等について説明する。 Various embodiments of the technology for suppressing oxidation of the silsesquioxane derivative according to the present disclosure and its utilization will be described below. Specifically, regarding a silsesquioxane derivative composition, a silsesquioxane derivative cured product composition, a method for suppressing oxidation or improving heat resistance of silsesquioxane, an oxidation inhibitor for silsesquioxane or a heat resistance improver, etc. explain.

(シルセスキオキサン誘導体組成物)
本明細書に開示されるシルセスキオキサン誘導体組成物(以下、単に、本組成物ともいう。)は、シルセスキオキサン誘導体と、層状化合物及び/又は酸素吸蔵材と、を含有している。
(Silsesquioxane derivative composition)
The silsesquioxane derivative composition disclosed in the present specification (hereinafter also simply referred to as the present composition) contains a silsesquioxane derivative, a layered compound and/or an oxygen storage material. .

(シルセスキオキサン誘導体)
本明細書において、シルセスキオキサンとは、主鎖骨格がSi-O結合からなり、(RSiO1.5)単位からなるポリシロキサンである。本明細書における、シルセスキオキサン誘導体は、かかるポリシロキサン及び(RSiO1.5)(T単位)で表される単位を1又は2以上備える化合物である。
(Silsesquioxane derivative)
As used herein, silsesquioxane is a polysiloxane whose main chain skeleton is composed of Si--O bonds and which is composed of (RSiO 1.5 ) units. In the present specification, the silsesquioxane derivative is a compound having one or more units represented by such polysiloxane and (RSiO 1.5 ) (T unit).

シルセスキオキサン誘導体は、例えば、構成単位(1-1)、(1-2)、(1-3)、(1-4)及び(1-5)を備える以下の式(1)で表すことができる。式(1)におけるv、w、x、y及びzは、それぞれ(1-1)~(1-5)の構成単位のモル数を表す。なお、式(1)において、v、w、x、yおよびzは、シルセスキオキサン誘導体1分子が含有する各構成単位のモル数の割合の平均値を意味する。 Silsesquioxane derivatives are represented, for example, by the following formula (1) comprising structural units (1-1), (1-2), (1-3), (1-4) and (1-5) be able to. v, w, x, y and z in formula (1) each represent the number of moles of structural units (1-1) to (1-5). In formula (1), v, w, x, y and z mean the average ratio of the number of moles of each structural unit contained in one molecule of the silsesquioxane derivative.

式(1)における構成単位(1-2)~(1-5)のそれぞれは、1種のみであってよいし、2種以上であってもよい。また、実際のシルセスキオキサン誘導体の構成単位の縮合形態は、式(1)で表される配列順序に限定されるものではなく、特に限定されない。 Each of the structural units (1-2) to (1-5) in formula (1) may be of only one type, or may be of two or more types. Moreover, the condensed form of the constituent units of the actual silsesquioxane derivative is not limited to the arrangement order represented by formula (1), and is not particularly limited.

Figure 0007276348000001
Figure 0007276348000001

Figure 0007276348000002
Figure 0007276348000002

シルセスキオキサン誘導体は、式(1)における5つの構成単位、すなわち、構成単位(1-1)、構成単位(1-2)、構成単位(1-3)及び構成単位(1-4)から選択される構成単位において、少なくとも一つの重合性官能基を含むように組み合わせて備えることができる。 The silsesquioxane derivative has five structural units in formula (1), namely structural unit (1-1), structural unit (1-2), structural unit (1-3) and structural unit (1-4). Structural units selected from may be provided in combination so as to contain at least one polymerizable functional group.

また、シルセスキオキサン誘導体は、構成単位(1-2)を少なくとも含む。シルセスキオキサン誘導体は、構成単位(1-2)とともに構成単位(1-3)を含むこともできる。例えば、式(1)において、wは正の数である。例えば、式(1)において、w及びxは正の数であり、v、y及びzは0又は正の数である。また、シルセスキオキサン誘導体は、構成単位(1-2)のみから構成されていてもよい(wが正であり、他は0である。) In addition, the silsesquioxane derivative contains at least the structural unit (1-2). The silsesquioxane derivative can also contain the structural unit (1-3) together with the structural unit (1-2). For example, in equation (1), w is a positive number. For example, in equation (1), w and x are positive numbers and v, y and z are 0 or positive numbers. In addition, the silsesquioxane derivative may be composed only of the structural unit (1-2) (w is positive and the others are 0).

<構成単位(1-1):Q単位>
本構成単位は、式(1)で表されるままであり、ポリシロキサンの基本構成単位としてのQ単位を規定している。シルセスキオキサン誘導体中における本構成単位の個数は特に限定するものではない。
<Constituent unit (1-1): Q unit>
This structural unit remains as represented by formula (1) and defines the Q unit as a basic structural unit of polysiloxane. The number of this structural unit in the silsesquioxane derivative is not particularly limited.

<構成単位(1-2):T単位>
本構成単位は、ポリシロキサンの基本構成単位としてのT単位を規定している。本構成単位のR1は、水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基(以下、単位、C1-10アルキル基ともういう。)、炭素原子数1~10のアルケニル基、炭素原子数1~10のアルキニル基、アリール基、アラルキル基、重合性官能基からなる群から選択される少なくとも1種とすることができる。
<Constituent unit (1-2): T unit>
This structural unit defines the T unit as a basic structural unit of polysiloxane. R 1 of this structural unit is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (hereinafter also referred to as a unit, C 1-10 alkyl group), an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, It can be at least one selected from the group consisting of 1 to 10 alkynyl groups, aryl groups, aralkyl groups, and polymerizable functional groups.

1は水素原子であってもよい。水素原子の場合、例えば、本構成単位及び/又は他の構成単位が、重合性官能基に包含されるヒドロシリル化反応可能な炭素-炭素不飽和結合を含む炭素原子数2~10の有機基(以下、単に、不飽和有機基ともいう。)を備える場合に、これらの単位間で架橋反応が可能となる。R 1 may be a hydrogen atom. In the case of a hydrogen atom, for example, the present structural unit and/or other structural units include an organic group having 2 to 10 carbon atoms containing a hydrosilylatable carbon-carbon unsaturated bond included in the polymerizable functional group ( Hereinafter, it may be simply referred to as an unsaturated organic group.), a cross-linking reaction can occur between these units.

1は、C1-10アルキル基であってもよい。C1-10アルキル基は、脂肪族基及び脂環族基のいずれでもよく、また、直鎖状及び分岐状のいずれでもよい。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。かかるアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、などの炭素原子数1~6の直鎖アルキル基であり、また例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、などの炭素原子数1~4の直鎖アルキル基である。また例えば、メチル基である。R 1 may be a C 1-10 alkyl group. The C 1-10 alkyl group may be either an aliphatic group or an alicyclic group, and may be linear or branched. Specific examples of alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl and decyl groups. Such alkyl groups are, for example, straight-chain alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl and hexyl groups, and also include methyl, ethyl, A linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as propyl group and butyl group. Another example is a methyl group.

1は、C1-10アルケニル基であってもよい。C1-10アルケニル基は、脂肪族基、脂環族基、芳香族基のいずれでもよく、また、直鎖状及び分岐状のいずれでもよい。アルケニル基の具体例としては、エテニル(ビニル)基、オルトスチリル基、メタスチリル基、パラスチリル基、1-プロペニル基、2-プロペニル(アリル)基、1-ブテニル基、1-ペンテニル基、3-メチル-1-ブテニル基、フェニルエテニル基、アリル(2-プロペニル)基、オクテニル(7-オクテン-1-イル)基等が挙げられる。R 1 may be a C 1-10 alkenyl group. The C 1-10 alkenyl group may be an aliphatic group, an alicyclic group or an aromatic group, and may be linear or branched. Specific examples of alkenyl groups include ethenyl (vinyl), orthostyryl, metastyryl, parastyryl, 1-propenyl, 2-propenyl (allyl), 1-butenyl, 1-pentenyl, 3-methyl -1-butenyl group, phenylethenyl group, allyl (2-propenyl) group, octenyl (7-octen-1-yl) group and the like.

1は、C1-10アルキニル基であってもよい。C1-10アルキニル基は、脂肪族基、脂環族基及び芳香族基のいずれでもよく、また、直鎖状及び分岐状のいずれでもよい。アルキニル基の具体例としては、エチニル基、1-プロピニル基、1-ブチニル基、1-ペンチニル基、3-メチル-1-ブチニル基、フェニルブチニル基等が挙げられる。R 1 may be a C 1-10 alkynyl group. The C 1-10 alkynyl group may be an aliphatic group, an alicyclic group or an aromatic group, and may be linear or branched. Specific examples of alkynyl groups include ethynyl, 1-propynyl, 1-butynyl, 1-pentynyl, 3-methyl-1-butynyl and phenylbutynyl groups.

1は、アリール基であってもよい。炭素原子数は、例えば6個以上20個以下であり、また例えば同6個以上10個以下である。アリール基としては、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等が挙げられる。R 1 may be an aryl group. The number of carbon atoms is, for example, 6 or more and 20 or less, and is, for example, 6 or more and 10 or less. Aryl groups include phenyl, 1-naphthyl and 2-naphthyl groups.

1は、アラルキル基であってもよい。炭素原子数は、例えば7個以上20個以下であり、また例えば同7個以上10個以下である。アラルキル基としては、ベンジル基などのフェニルアルキル基が挙げられる。R 1 may be an aralkyl group. The number of carbon atoms is, for example, 7 or more and 20 or less, and is, for example, 7 or more and 10 or less. Aralkyl groups include phenylalkyl groups such as benzyl groups.

1は、重合性官能基であってもよい。重合性官能基としては、例えば、熱硬化又は光硬化可能な重合性官能基が挙げられる。重合性官能基としては、特に限定するものではなく、ビニル基、アリル基、スチリル基等の既述の官能基も包含するが、メタクリロイル基、アクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、α-メチルスチリル基、ビニルエーテル基、ビニルエステル基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、N-ビニルアミド基 、マレイン酸エステル基、フマル酸エステル基、N-置換マレイミド基、イソシアネート基、オキセタニル基及びエポキシ基を有する官能基等が挙げられる。なかでも、(メタ)アクリロイル基、オキセタニル基及びエポキシ基を有する重合性官能基が挙げられる。R 1 may be a polymerizable functional group. The polymerizable functional group includes, for example, a thermosetting or photocurable polymerizable functional group. The polymerizable functional group is not particularly limited, and includes the above-mentioned functional groups such as vinyl group, allyl group, styryl group, methacryloyl group, acryloyl group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, α- Functionality with methylstyryl groups, vinyl ether groups, vinyl ester groups, acrylamide groups, methacrylamide groups, N-vinylamide groups, maleate groups, fumarate groups, N-substituted maleimide groups, isocyanate groups, oxetanyl groups and epoxy groups and the like. Among them, polymerizable functional groups having a (meth)acryloyl group, an oxetanyl group and an epoxy group are exemplified.

(メタ)アクリロイル基を有する重合性官能基としては、例えば以下の式で表される基又はこの基を含む基が好ましい。 As the polymerizable functional group having a (meth)acryloyl group, for example, a group represented by the following formula or a group containing this group is preferable.

Figure 0007276348000003
Figure 0007276348000003

上記式において、R5は、水素原子又はメチル基を表し、R6は、炭素数1~10のアルキレン基を表す。R6としては、炭素数2~10のアルキレン基が好ましい。In the above formula, R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. R 6 is preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms.

オキセタニル基としては、特に限定するものではないが、例えば、(3-エチル-3-オキセタニル)メチルオキシ基、(3-エチル-3-オキセタニル)オキシ基等が挙げられる。オキセタニル基を含む基としては、下記式で表される基、又はこの基を含むものが好ましい。 Examples of the oxetanyl group include, but are not limited to, (3-ethyl-3-oxetanyl)methyloxy group, (3-ethyl-3-oxetanyl)oxy group and the like. As the group containing an oxetanyl group, a group represented by the following formula or a group containing this group is preferable.

Figure 0007276348000004
Figure 0007276348000004

上記式において、R7は水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、R8は炭素数1~6のアルキレン基を表す。R7としては、水素原子、メチル基、エチル基が好ましく、エチル基がより好ましい。R8としては、炭素数2~6のアルキレン基が好ましく、プロピレン基がより好ましい。In the above formula, R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 8 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. R7 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, more preferably an ethyl group. R 8 is preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, more preferably a propylene group.

エポキシ基としては、特に限定するものではないが、例えば、β-グリシドキシエチル、γ-グリシドキシプロピル、γ-グリシドキシブチル等のグリシドオキシ基で置換された炭素数1~10のアルキル基、グリシジル基、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル基、γ-(3,4-エポキシシクロヘキシル)プロピル基、β-(3,4-エポキシシクロヘプチル)エチル基、4-(3,4-エポキシシクロヘキシル)ブチル基、5-(3,4-エポキシシクロヘキシル)ペンチル基等のオキシラン基を持った炭素数5~8のシクロアルキル基で置換された炭素数1~10のアルキル基が挙げられる。 Examples of epoxy groups include, but are not limited to, alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms substituted with glycidoxy groups such as β-glycidoxyethyl, γ-glycidoxypropyl, γ-glycidoxybutyl, and the like. group, glycidyl group, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl group, γ-(3,4-epoxycyclohexyl)propyl group, β-(3,4-epoxycycloheptyl)ethyl group, 4-(3, 4-epoxycyclohexyl)butyl group, 5-(3,4-epoxycyclohexyl)pentyl group, and other alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms substituted with a cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms and an oxirane group. be done.

重合性官能基は、既述の不飽和有機基、すなわち、ケイ素原子に結合する水素原子(ヒドロシリル基)とヒドロシリル化反応可能な、炭素-炭素二重結合又は炭素-炭素三重結合を持つ官能基であってもよい。不飽和有機基は、ヒドロシリル基における水素原子の存在により、当該水素原子とヒドロシリル化反応により重合してヒドロシリル化構造部分を形成する意味において重合性官能基としても機能しうる。かかる不飽和有機基の具体例としては、上記したアルケニル基及びアルキニル基等が挙げられる。特に限定するものではないが、例えば、ビニル基、オルトスチリル基、メタスチリル基、パラスチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、1-プロペニル基、1-ブテニル基、1-ペンテニル基、3-メチル-1-ブテニル基、フェニルエテニル基、エチニル基、1-プロピニル基、1-ブチニル基、1-ペンチニル基、3-メチル-1-ブチニル基、フェニルブチニル基、アリル(2-プロペニル)基、オクテニル(7-オクテン-1-イル)基等が例示される。かかる不飽和有機基は、例えば、ビニル基、パラスチリル基、アリル(2-プロペニル)基、オクテニル(7-オクテン-1-イル)基であり、また例えば、ビニル基である。 The polymerizable functional group is the unsaturated organic group described above, that is, a functional group having a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond capable of hydrosilylation reaction with a hydrogen atom (hydrosilyl group) bonded to a silicon atom. may be The unsaturated organic group can also function as a polymerizable functional group in the sense that, due to the presence of a hydrogen atom in the hydrosilyl group, it polymerizes with the hydrogen atom through a hydrosilylation reaction to form a hydrosilylated structural moiety. Specific examples of such unsaturated organic groups include the alkenyl groups and alkynyl groups described above. Examples include, but are not limited to, vinyl group, orthostyryl group, metastyryl group, parastyryl group, acryloyl group, methacryloyl group, acryloxy group, methacryloxy group, 1-propenyl group, 1-butenyl group, 1-pentenyl group, 3-methyl-1-butenyl group, phenylethenyl group, ethynyl group, 1-propynyl group, 1-butynyl group, 1-pentynyl group, 3-methyl-1-butynyl group, phenylbutynyl group, allyl (2- propenyl) group, octenyl(7-octen-1-yl) group, and the like. Such unsaturated organic groups are, for example, vinyl groups, parastyryl groups, allyl (2-propenyl) groups, octenyl (7-octen-1-yl) groups and also, for example, vinyl groups.

なお、シルセスキオキサン誘導体の全体において、重合性官能基を2種以上含むことができるが、その場合、全ての重合性官能基は、互いに同一であってよいし、異なってもよい。また、複数の重合性官能基が同一であり、さらに異なる重合性官能基を含んでいてもよい。 In addition, two or more types of polymerizable functional groups can be contained in the entire silsesquioxane derivative, and in this case, all the polymerizable functional groups may be the same or different. In addition, the plurality of polymerizable functional groups may be the same, and may contain different polymerizable functional groups.

1-10アルキル基、C1-10アルケニル基、C1-10アルキニル基は、アリール基、アラルキル基、重合性官能基は、いずれも置換されていてもよい。かかる置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、塩素原子等のハロゲン原子、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基等のアルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、及びオキシ基(=O)、シアノ基、保護された水酸基のうちの少なくとも1つ以上で置換されていてもよい。All of the C 1-10 alkyl group, C 1-10 alkenyl group, C 1-10 alkynyl group, aryl group, aralkyl group and polymerizable functional group may be substituted. Such substituents include halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine and chlorine atoms, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, t - Alkyl groups such as butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, isooctyl group, hydroxy group, alkoxy group, aryloxy group, aralkyloxy group, and oxy group (= O), optionally substituted with at least one of a cyano group and a protected hydroxyl group.

保護された水酸基が有する当該水酸基の保護基は、特に限定しないで公知の水酸基保護基を用いることができる。例えば、かかる保護基としては、-C(=O)Rで表されるアシル系の保護基(式中、Rは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基等の炭素数1~6のアルキル基;又は、置換基を有する、若しくは置換基を有さないフェニル基を表す。置換基を有するフェニル基の置換基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基等のアルキル基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基等)、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、t-ブチルジフェニルシリル基等のシリル系の保護基;メトキシメチル基、メトキシエトキシメチル基、1-エトキシエチル基、テトラヒドロピラン-2-イル基、テトラヒドロフラン-2-イル基等のアセタール系の保護基;t-ブトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル系の保護基;メチル基、エチル基、t-ブチル基、オクチル基、アリル基、トリフェニルメチル基、ベンジル基、p-メトキシベンジル基、フルオレニル基、トリチル基、ベンズヒドリル基等のエーテル系の保護基;等が挙げられる。 The hydroxyl-protecting group possessed by the protected hydroxyl group is not particularly limited, and a known hydroxyl-protecting group can be used. For example, such a protecting group includes an acyl protecting group represented by -C(=O)R (wherein R is a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group; Substituents of the phenyl group having, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group , n-heptyl group, n-octyl group, alkyl group such as isooctyl group; fluorine atom, chlorine atom, halogen atom such as bromine atom; methoxy group, alkoxy group such as ethoxy group, etc.), trimethylsilyl group, triethylsilyl group, Silyl protecting groups such as t-butyldimethylsilyl group and t-butyldiphenylsilyl group; methoxymethyl group, methoxyethoxymethyl group, 1-ethoxyethyl group, tetrahydropyran-2-yl group, tetrahydrofuran-2-yl group Acetal protecting groups such as; alkoxycarbonyl protecting groups such as t-butoxycarbonyl group; methyl group, ethyl group, t-butyl group, octyl group, allyl group, triphenylmethyl group, benzyl group, p-methoxy ether-based protective groups such as benzyl group, fluorenyl group, trityl group, benzhydryl group; and the like.

シルセスキオキサン誘導体は、本構成単位の1種又は2種以上を組み合わせて備えることができる。例えば、1つの本構成単位のR1をアルキル基として、他の1つの構成単位のR1を重合性官能基とすることができる。また例えば、1つの本構成単位のR1を水素原子とし、他の1つの構成単位のR1を重合性官能基としての不飽和有機基とすることもできる。The silsesquioxane derivative can comprise one or a combination of two or more of these structural units. For example, R 1 of one main structural unit can be an alkyl group, and R 1 of another structural unit can be a polymerizable functional group. Further, for example, R 1 of one main structural unit may be a hydrogen atom, and R 1 of another structural unit may be an unsaturated organic group as a polymerizable functional group.

シルセスキオキサン誘導体中における本構成単位のモル数の割合であるwは、正の数である。wは、特に限定するものではないが、例えば、w/(v+w+x+y)は、0.25以上であり、また例えば、0.3以上であり、また例えば、0.35以上であり、また例えば、0.4以上であり、また例えば0.5以上であり、また例えば0.6以上であり、また例えば、0.7以上であり、また例えば0.8以上であり、また例えば0.9以上であり、また例えば0.95以上であり、また例えば、0.99以上であり、また例えば、1である。 w, which is the ratio of the number of moles of this structural unit in the silsesquioxane derivative, is a positive number. Although w is not particularly limited, for example, w/(v+w+x+y) is 0.25 or more, for example, 0.3 or more, or for example, 0.35 or more. 0.4 or more, for example 0.5 or more, for example 0.6 or more, for example 0.7 or more, for example 0.8 or more, or for example 0.9 or more , also for example greater than or equal to 0.95, also for example greater than or equal to 0.99, also for example 1.

<構成単位(1-3):D単位>
本構成単位は、シルセスキオキサン誘導体の基本構成単位としてのD単位を規定している。本構成単位のR2は、水素原子、C1-10アルキル基、C1-10アルケニル基、C1-10アルキニル基、アリール基、アラルキル基、重合性官能基からなる群から選択される少なくとも1種とすることができる。本構成単位におけるR2は、同一であってもよいし異なっていてもよい。
<Constituent unit (1-3): D unit>
This structural unit defines the D unit as a basic structural unit of the silsesquioxane derivative. R 2 of this structural unit is at least selected from the group consisting of a hydrogen atom, a C 1-10 alkyl group, a C 1-10 alkenyl group, a C 1-10 alkynyl group, an aryl group, an aralkyl group and a polymerizable functional group. It can be one type. R 2 in this structural unit may be the same or different.

1-10アルキル基、C1-10アルケニル基、C1-10アルキニル基、アリール基、アラルキル基、重合性官能基については、既に記載した各種態様を本構成単位についてもそのまま適用できる。Regarding the C 1-10 alkyl group, C 1-10 alkenyl group, C 1-10 alkynyl group, aryl group, aralkyl group, and polymerizable functional group, the various embodiments already described can be applied to this structural unit as they are.

シルセスキオキサン誘導体は、本構成単位の1種又は2種以上を組み合わせて備えることができる。シルセスキオキサン誘導体は、少なくとも一部の本構成単位が、例えば、2つのR2がいずれも、C1-10アルキル基であり、また例えば、すべての本構成単位が、2つのR2がいずれも、C1-10アルキル基である。The silsesquioxane derivative can comprise one or a combination of two or more of these structural units. In the silsesquioxane derivative, at least some of the structural units are C 1-10 alkyl groups, for example, both R 2 are C 1-10 alkyl groups, and for example, all the structural units are Both are C 1-10 alkyl groups.

シルセスキオキサン誘導体中における本構成単位のモル数の割合であるxは、0又は正の数である。xは、特に限定するものではないが、例えば、x/(v+w+x+y)は、0.25以上であり、また例えば、0.3以上であり、また例えば、0.35以上であり、また例えば、0.4以上である。同数値は、例えば、0.5以下であり、また例えば、0.45以下である。 x, which is the ratio of the number of moles of this structural unit in the silsesquioxane derivative, is 0 or a positive number. Although x is not particularly limited, for example, x/(v+w+x+y) is 0.25 or more, or is 0.3 or more, or is 0.35 or more, or 0.4 or more. The numerical value is, for example, 0.5 or less, or for example, 0.45 or less.

<構成単位(1-4):M単位>
本構成単位は、シルセスキオキサン誘導体の基本構成単位としてのM単位を規定している。本構成単位のR3は、水素原子、C1-10アルキル基、C1-10アルケニル基、C1-10アルキニル基、アリール基、アラルキル基、重合性官能基からなる群から選択される少なくとも1種とすることができる。水素原子、重合性官能基、及びC1-10アルキル基からなる群から選択される少なくとも1種とすることができる。本構成単位におけるR3は、それぞれ同一であってもよいし異なっていてもよい。
<Constituent unit (1-4): M unit>
This structural unit defines the M unit as a basic structural unit of the silsesquioxane derivative. R 3 of this structural unit is at least selected from the group consisting of a hydrogen atom, a C 1-10 alkyl group, a C 1-10 alkenyl group, a C 1-10 alkynyl group, an aryl group, an aralkyl group and a polymerizable functional group. It can be one type. It can be at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom, a polymerizable functional group, and a C1-10 alkyl group. Each R 3 in this structural unit may be the same or different.

1-10アルキル基、C1-10アルケニル基、C1-10アルキニル基、アリール基、アラルキル基、重合性官能基については、既に記載した各種態様を本構成単位についてもそのまま適用できる。Regarding the C 1-10 alkyl group, C 1-10 alkenyl group, C 1-10 alkynyl group, aryl group, aralkyl group, and polymerizable functional group, the various embodiments already described can be applied to this structural unit as they are.

シルセスキオキサン誘導体は、本構成単位の1種又は2種以上を組み合わせて備えることができる。シルセスキオキサン誘導体は、少なくとも一部の本構成単位が、例えば、2つのR3がいずれも、C1-10アルキル基であり、また例えば、すべての本構成単位が、2つのR3がいずれも、C1-10アルキル基である。The silsesquioxane derivative can comprise one or a combination of two or more of these structural units. In the silsesquioxane derivative, at least some of the structural units are C 1-10 alkyl groups, for example, both R 3 are C 1-10 alkyl groups, and for example, all the structural units are Both are C 1-10 alkyl groups.

シルセスキオキサン誘導体における本構成単位のモル数の割合であるyは0又は正の数である。yは、特に限定するものではないが、例えば、y/(v+w+x+y)は、0.25以上であり、また例えば、0.3以上であり、また例えば、0.35以上であり、また例えば、0.4以上である。同数値は、例えば、0.5以下であり、また例えば、0.45以下である。 y, which is the ratio of the number of moles of this structural unit in the silsesquioxane derivative, is 0 or a positive number. y is not particularly limited. 0.4 or more. The numerical value is, for example, 0.5 or less, or for example, 0.45 or less.

<構成単位(1-5)>
本構成単位は、シルセスキオキサン誘導体におけるアルコキシ基又は水酸基を含む単位を規定している。すなわち、本構成単位におけるR4は、水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基である。当該アルキル基は、脂肪族基及び脂環族基のいずれでもよく、また、直鎖状及び分岐状のいずれでもよい。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。典型的には、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基等の炭素数2以上10以下のアルキル基であり、また例えば、炭素数1~6のアルキル基である。
<Constituent unit (1-5)>
This structural unit defines a unit containing an alkoxy group or a hydroxyl group in the silsesquioxane derivative. That is, R 4 in this structural unit is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. The alkyl group may be either an aliphatic group or an alicyclic group, and may be linear or branched. Specific examples of alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, butyl, pentyl and hexyl groups. Typical examples are alkyl groups having 2 to 10 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group and isopropyl group, and also alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms.

本構成単位におけるアルコキシ基は、後述する原料モノマーに含まれる加水分解性基である「アルコキシ基」、又は、反応溶媒に含まれたアルコールが、原料モノマーの加水分解性基と置換して生成した「アルコキシ基」であって、加水分解・重縮合せずに分子内に残存したものである。また、本構成単位における水酸基は、「アルコキシ基」が加水分解後、重縮合せずに分子内に残存した水酸基等である。 The alkoxy group in this structural unit is an "alkoxy group" which is a hydrolyzable group contained in the raw material monomer to be described later, or an alcohol contained in the reaction solvent substituted the hydrolyzable group of the raw material monomer. It is an "alkoxy group" that remains in the molecule without hydrolysis or polycondensation. In addition, the hydroxyl group in this structural unit is, for example, a hydroxyl group remaining in the molecule without polycondensation after the "alkoxy group" is hydrolyzed.

シルセスキオキサン誘導体における本構成単位のモル数の割合であるzは、0又は正の数である。 z, which is the ratio of the number of moles of this structural unit in the silsesquioxane derivative, is 0 or a positive number.

シルセスキオキサン誘導体において、構成単位(1-1)、構成単位(1-3)及び構成単位(1-4)からなる群から選択される1種又は2種以上を備えることが好ましい。すなわち、式(1)において、v、x及びyの1種又は2種以上は正の数であることが好ましい。 The silsesquioxane derivative preferably comprises one or more selected from the group consisting of structural unit (1-1), structural unit (1-3) and structural unit (1-4). That is, in formula (1), one or more of v, x and y are preferably positive numbers.

<分子量等>
シルセスキオキサン誘導体の数平均分子量は、300~10,000の範囲にあることが好ましい。かかるシルセスキオキサン誘導体は、それ自体低粘性であり、有機溶剤に溶け易く、その溶液の粘度も扱い易く、保存安定性に優れる。数平均分子量は、塗工性、貯蔵安定性、耐熱性等を考慮すると、好ましくは300~8,000、また好ましくは300~6,000,また好ましくは300~3,000、また好ましくは300~2,000、また好ましくは500~2,000である。数平均分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)により、例えば、後述の〔実施例〕における測定条件であり、標準物質としてポリスチレンを使用して求めることができる。
<Molecular weight etc.>
The number average molecular weight of the silsesquioxane derivative is preferably in the range of 300-10,000. Such a silsesquioxane derivative itself has a low viscosity, is easily dissolved in an organic solvent, the viscosity of the solution is easy to handle, and is excellent in storage stability. Considering coatability, storage stability, heat resistance, etc., the number average molecular weight is preferably 300 to 8,000, more preferably 300 to 6,000, more preferably 300 to 3,000, more preferably 300 to 2,000, and preferably 500 to 2,000. The number-average molecular weight can be determined by GPC (gel permeation chromatography), for example, using polystyrene as a standard substance under the measurement conditions in [Examples] described later.

シルセスキオキサン誘導体は、液状であることが好ましい。シルセスキオキサン誘導体が液体の場合、フィラー混合の観点から、25℃における粘度が、例えば500mPa・s以上、より好ましくは1000mPa・s以上、さらに好ましくは2000mPa・s以上である。 The silsesquioxane derivative is preferably liquid. When the silsesquioxane derivative is liquid, the viscosity at 25° C. is, for example, 500 mPa·s or more, more preferably 1000 mPa·s or more, and still more preferably 2000 mPa·s or more, from the viewpoint of filler mixing.

<シルセスキオキサン誘導体の製造方法>
シルセスキオキサン誘導体は、公知の方法で製造することができる。シルセスキオキサン誘導体の製造方法は、国際公開第2005/010077号パンフレット、同第2009/066608号パンフレット、同第2013/099909号パンフレット、特開2011-052170号公報、特開2013-147659号公報等においてポリシロキサンの製造方法として詳細に開示されている。
<Method for producing silsesquioxane derivative>
Silsesquioxane derivatives can be produced by known methods. Methods for producing silsesquioxane derivatives are disclosed in WO 2005/010077, WO 2009/066608, WO 2013/099909, JP 2011-052170 and JP 2013-147659. et al., are disclosed in detail as a method for producing polysiloxane.

シルセスキオキサン誘導体は、例えば、以下の方法で製造することができる。すなわち、シルセスキオキサン誘導体の製造方法は、適当な反応溶媒中で、縮合により、上記式(1)中の構成単位を与える原料モノマーの加水分解・重縮合反応を行う縮合工程を備えることができる。この縮合工程においては、構成単位(1-1)を形成する、シロキサン結合生成基を4個有するケイ素化合物(以下、「Qモノマー」という。)と、構成単位(1-2)を形成する、シロキサン結合生成基を3個有するケイ素化合物(以下、「Tモノマー」という。)と、構成単位(1-3)を形成する、シロキサン結合生成基を2個有するケイ素化合物(以下、「Dモノマー」という。)と、シロキサン結合生成基を1個有する構成単位(1-4)を形成する、ケイ素化合物(以下、「Mモノマー」という。)と、を用いることができる。 A silsesquioxane derivative can be produced, for example, by the following method. That is, the method for producing a silsesquioxane derivative may comprise a condensation step of carrying out hydrolysis/polycondensation reaction of raw material monomers that give the structural unit of the above formula (1) by condensation in an appropriate reaction solvent. can. In this condensation step, a silicon compound having four siloxane bond forming groups (hereinafter referred to as "Q monomer"), which forms the structural unit (1-1), and the structural unit (1-2) are formed. A silicon compound having three siloxane bond-forming groups (hereinafter referred to as "T monomer") and a silicon compound having two siloxane bond-forming groups forming the structural unit (1-3) (hereinafter referred to as "D monomer" ) and a silicon compound (hereinafter referred to as “M monomer”) that forms a structural unit (1-4) having one siloxane bond-forming group.

本明細書において、具体的には、構成単位(1-1)を形成するQモノマーと、構成単位(1-2)を形成するTモノマーと、構成単位(1-3)を形成するDモノマー及び、構成単位(1-4)を形成するMモノマーのうちの、少なくともTモノマーが用いられる。原料モノマーを、反応溶媒の存在下に、加水分解・重縮合反応させた後に、反応液中の反応溶媒、副生物、残留モノマー、水等を留去させる留去工程を備えることが好ましい。 In this specification, specifically, a Q monomer that forms the structural unit (1-1), a T monomer that forms the structural unit (1-2), and a D monomer that forms the structural unit (1-3) And, of the M monomers forming the structural unit (1-4), at least the T monomer is used. It is preferable to include a distillation step of distilling off the reaction solvent, by-products, residual monomers, water, etc. in the reaction solution after hydrolysis and polycondensation reaction of the raw material monomers in the presence of the reaction solvent.

原料モノマーであるQモノマー、Tモノマー、Dモノマー又はMモノマーに含まれるシロキサン結合生成基は、水酸基又は加水分解性基である。このうち、加水分解性基としては、ハロゲノ基、アルコキシ基等が挙げられる。Qモノマー、Tモノマー、Dモノマー及びMモノマーの少なくとも1つは、加水分解性基を有することが好ましい。縮合工程において、加水分解性が良好であり、酸を副生しないことから、加水分解性基としては、アルコキシ基が好ましく、炭素原子数1~4のアルコキシ基がより好ましい。 The siloxane bond forming group contained in the Q monomer, T monomer, D monomer, or M monomer that is the raw material monomer is a hydroxyl group or a hydrolyzable group. Among these, hydrolyzable groups include a halogeno group and an alkoxy group. At least one of Q monomer, T monomer, D monomer and M monomer preferably has a hydrolyzable group. The hydrolyzable group is preferably an alkoxy group, more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, because it has good hydrolyzability and does not produce an acid by-product in the condensation step.

なお、シルセスキオキサン誘導体の合成にあたり、Dモノマーに替えて以下の式(2)及び式(3)で表されるシロキサン結合生成基を有するシリコーン化合物(以下、Dオリゴマーともいう。)を用いることもできる。 In synthesizing the silsesquioxane derivative, a silicone compound having a siloxane bond-forming group represented by the following formulas (2) and (3) (hereinafter also referred to as a D oligomer) is used in place of the D monomer. can also

Figure 0007276348000005
Figure 0007276348000005

(上記式(2)及び(3)において、Xはシロキサン結合生成基であり、R9及びR12はそれぞれアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、R10、R11及びR13はそれぞれアルキル基、シクロアルキル基又はアリールであり、m及びnは正の整数である。)(In formulas (2) and (3) above, X is a siloxane bond forming group, R 9 and R 12 are each an alkoxy group, an aryloxy group, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group, and R 10 , R 11 and R 13 are each an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl, and m and n are positive integers.)

Dオリゴマーが有するシロキサン結合生成基とは、シラン化合物中のケイ素原子との間に、シロキサン結合を生成し得る原子又は原子団を意味し、その具体例は、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、t-ブトキシ基等のアルコキシ基、シクロヘキシルオキシ基等のシクロアルコキシ基、フェニルオキシ基等のアリールオキシ基、水酸基、水素原子等である。式2で表されるDオリゴマーは一分子中に2個のシロキサン結合生成基を有するものであるが、これらは同じ基であってもよいし異なる基であってもよい。 The siloxane bond-forming group of the D oligomer means an atom or atomic group capable of forming a siloxane bond with the silicon atom in the silane compound, and specific examples thereof include methoxy, ethoxy, n-propoxy alkoxy groups such as i-propoxy group, n-butoxy group, i-butoxy group and t-butoxy group; cycloalkoxy groups such as cyclohexyloxy group; aryloxy groups such as phenyloxy group; be. The D oligomer represented by Formula 2 has two siloxane bond forming groups in one molecule, and these groups may be the same group or different groups.

Dオリゴマーとしては、シロキサン結合生成基が水酸基であるものが入手が容易である。 As the D-oligomer, those in which the siloxane bond forming group is a hydroxyl group are readily available.

Dオリゴマーが有するR9及びR12はそれぞれアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、一分子中に2個存在するR9及びR12はそれぞれ同じ基であってもよいし異なる基であってもよい。R9及びR12の具体例はメトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、t-ブトキシ基、シクロヘキシルオキシ基、フェニルオキシ基、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基等である。Each of R 9 and R 12 in the D oligomer is an alkoxy group, an aryloxy group, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and two R 9 and R 12 present in one molecule are the same group. may be different groups. Specific examples of R 9 and R 12 are methoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy, n-butoxy, i-butoxy, t-butoxy, cyclohexyloxy, phenyloxy and methyl. , ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, cyclohexyl group, phenyl group and the like.

Dオリゴマーが有するR10、R11及びR13はそれぞれアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、一分子中に複数個存在するR10及びR11はそれぞれ同じ基であってもよいし異なる基であってもよい。R10、R11及びR13の具体例はメチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基等である。Dオリゴマーとしては、一分子中に複数個存在するR10及びR11がメチル基又はフェニル基であるものが、安価な原料から製造可能であるとともに本組成物を用いて得られる硬化物が、例えば、接着性等に優れたものとなるために好ましく、特にすべてメチル基であるものがより好ましい。Each of R 10 , R 11 and R 13 in the D oligomer is an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and multiple R 10 and R 11 present in one molecule may be the same group or different groups. may be a base. Specific examples of R 10 , R 11 and R 13 are methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, cyclohexyl group, phenyl group and the like. be. As the D oligomer, those in which a plurality of R 10 and R 11 present in one molecule are methyl groups or phenyl groups can be produced from inexpensive raw materials, and the cured product obtained using this composition is For example, it is preferable because it has excellent adhesiveness and the like, and it is particularly preferable that all the groups are methyl groups.

Dオリゴマーにおいて、繰り返し単位数m及びnは正の整数であり、Dオリゴマーとしては、m及びnが10~100であるものが好ましく、10~50であるものが更に好ましい。 In the D oligomer, the repeating unit numbers m and n are positive integers, and the D oligomer preferably has m and n of 10 to 100, more preferably 10 to 50.

縮合工程において、各々の構成単位に対応するQモノマー、Tモノマー又はDモノマー若しくはDオリゴマーのシロキサン結合生成基はアルコキシ基であり、Mモノマーに含まれるシロキサン結合生成基はアルコキシ基又はシロキシ基であることが好ましい。また、各々の構成単位に対応するモノマー及びオリゴマーは、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いることができる。 In the condensation step, the siloxane bond forming group of the Q monomer, T monomer or D monomer or D oligomer corresponding to each structural unit is an alkoxy group, and the siloxane bond forming group contained in the M monomer is an alkoxy group or a siloxy group. is preferred. Moreover, the monomers and oligomers corresponding to each structural unit may be used alone, or two or more of them may be used in combination.

構成単位(1-1)を与えるQモノマーとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等が挙げられる。構成単位(1-2)を与えるTモノマーとしては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、トリクロロシラン等が挙げられる。構成単位(1-2)を与えるTモノマーとしては、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、トリメトキシアリルシラン、トリエトキシアリルシラン、トリメトキシ(7-オクテン-1-イル)シラン、(p-スチリル)トリメトキシシラン、(p-スチリル)トリエトキシシラン、(3-メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(3-メタクリロイルオキシプロピル)トリエトキシシラン、(3-アクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(3-アクリロイルオキシプロピル)トリエトキシシラン等が挙げられる。構成単位(1-3)を与えるDモノマーとしては、ジメトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジプロポキシジメチルシラン、ジプロポキシジエチルシラン、ジメトキシベンジルメチルシラン、ジエトキシベンジルメチルシラン、ジクロロジメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、ジエトキシメチルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン等が挙げられる。構成単位(1-4)を与えるMモノマーとしては、加水分解により2つの構成単位(1-4)を与えるヘキサメチルジシロキサン、ヘキサエチルジシロキサン、ヘキサプロピルジシロキサン、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、メトキシジメチルシラン、エトキシジメチルシラン、メトキシジメチルビニルシラン、エトキシジメチルビニルシランのほか、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン、メトキシジメチルフェニルシラン、エトキシジメチルフェニルシラン、クロロジメチルシラン、クロロジメチルビニルシラン、クロロトリメチルシラン、ジメチルシラノール、ジメチルビニルシラノール、トリメチルシラノール、トリエチルシラノール、トリプロピルシラノール、トリブチルシラノール等が挙げられる。構成単位(1-5)を与える有機化合物としては、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノール、2-メチル-2-プロパノール、メタノール、エタノール等のアルコールが挙げられる。以上の説明によれば、シルセスキオキサン誘導体を得るためのこうしたモノマーを含む組成物も提供される。 Examples of the Q monomer that gives the structural unit (1-1) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane and the like. Examples of T monomers that give the structural unit (1-2) include trimethoxysilane, triethoxysilane, tripropoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltrimethoxysilane. silane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, trichlorosilane and the like. Examples of T monomers that give the structural unit (1-2) include trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, vinyltris(2-methoxyethoxy)silane, trimethoxyallylsilane, triethoxyallylsilane, trimethoxy(7-octen-1-yl)silane. , (p-styryl)trimethoxysilane, (p-styryl)triethoxysilane, (3-methacryloyloxypropyl)trimethoxysilane, (3-methacryloyloxypropyl)triethoxysilane, (3-acryloyloxypropyl)trimethoxy silane, (3-acryloyloxypropyl)triethoxysilane, and the like. Examples of the D monomer that gives the structural unit (1-3) include dimethoxydimethylsilane, dimethoxydiethylsilane, diethoxydimethylsilane, diethoxydiethylsilane, dipropoxydimethylsilane, dipropoxydiethylsilane, dimethoxybenzylmethylsilane, diethoxybenzyl methylsilane, dichlorodimethylsilane, dimethoxymethylsilane, dimethoxymethylvinylsilane, diethoxymethylsilane, diethoxymethylvinylsilane and the like. The M monomer that gives the structural unit (1-4) includes hexamethyldisiloxane, hexaethyldisiloxane, hexapropyldisiloxane, 1,1,3,3 that gives two structural units (1-4) by hydrolysis. -tetramethyldisiloxane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, methoxydimethylsilane, ethoxydimethylsilane, methoxydimethylvinylsilane, ethoxydimethylvinylsilane, as well as methoxytrimethylsilane, ethoxytrimethylsilane , methoxydimethylphenylsilane, ethoxydimethylphenylsilane, chlorodimethylsilane, chlorodimethylvinylsilane, chlorotrimethylsilane, dimethylsilanol, dimethylvinylsilanol, trimethylsilanol, triethylsilanol, tripropylsilanol, tributylsilanol, and the like. Organic compounds that give the structural unit (1-5) include 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, methanol, ethanol and the like. of alcohol. According to the above description, compositions containing such monomers for obtaining silsesquioxane derivatives are also provided.

縮合工程においては、反応溶媒としてアルコールを用いることができる。アルコールは、一般式R-OHで表される、狭義のアルコールであり、アルコール性水酸基の他には官能基を有さない化合物である。特に限定するものではないが、かかる具体例としては、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、2-ブタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、2-メチル-2-ブタノール、3-メチル-2-ブタノール、シクロペンタノール、2-ヘキサノール、3-ヘキサノール、2-メチル-2-ペンタノール、3-メチル-2-ペンタノール、2-メチル-3-ペンタノール、3-メチル-3-ペンタノール、2-エチル-2-ブタノール、2,3-ジメチル-2-ブタノール、シクロヘキサノール等が例示できる。これらの中でも、イソプロピルアルコール、2-ブタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、3-メチル-2-ブタノール、シクロペンタノール、2-ヘキサノール、3-ヘキサノール、3-メチル-2-ペンタノール、シクロヘキサノール等の第2級アルコールが用いられる。縮合工程においては、これらのアルコールを1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。より好ましいアルコールは、縮合工程で必要な濃度の水を溶解できる化合物である。このような性質のアルコールは、20℃におけるアルコールの100gあたりの水の溶解度が10g以上の化合物である。 Alcohol can be used as a reaction solvent in the condensation step. Alcohol is a narrowly defined alcohol represented by the general formula R--OH, and is a compound having no functional groups other than an alcoholic hydroxyl group. Specific examples include, but are not limited to, methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, 2-butanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-2-butanol, 3- methyl-2-butanol, cyclopentanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 2-methyl-2-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 3-methyl-3 -pentanol, 2-ethyl-2-butanol, 2,3-dimethyl-2-butanol, cyclohexanol and the like. Among these, isopropyl alcohol, 2-butanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 3-methyl-2-butanol, cyclopentanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 3-methyl-2-pentanol, Secondary alcohols such as cyclohexanol are used. In the condensation step, these alcohols can be used singly or in combination of two or more. More preferred alcohols are compounds capable of dissolving the required concentration of water in the condensation step. Alcohols with such properties are compounds having a water solubility of 10 g or more per 100 g of alcohol at 20°C.

縮合工程で用いるアルコールは、加水分解・重縮合反応の途中における追加投入分も含めて、全ての反応溶媒の合計量に対して0.5質量%以上用いることで、生成するシルセスキオキサン誘導体のゲル化を抑制することができる。好ましい使用量は1質量%以上60質量%以下であり、更に好ましくは3質量%以上40質量%以下である。 The alcohol used in the condensation step is 0.5% by mass or more with respect to the total amount of all reaction solvents, including the amount added during the hydrolysis / polycondensation reaction, so that the resulting silsesquioxane derivative gelation can be suppressed. The amount used is preferably 1% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 40% by mass or less.

縮合工程で用いる反応溶媒は、アルコールのみであってよいし、さらに、少なくとも1種類の副溶媒との混合溶媒としても良い。副溶媒は、極性溶剤及び非極性溶剤のいずれでもよいし、両者の組み合わせでもよい。極性溶剤として好ましいものは炭素原子数3若しくは7~10の第2級又は第3級アルコール、炭素原子数2~20のジオール等である。尚、副溶媒として第1級アルコールを用いる場合には、その使用量を、反応溶媒全体の5質量%以下にすることが好ましい。好ましい極性溶剤は、工業的に安価に入手できる2-プロパノールであり、2-プロパノールと、本発明に係るアルコールとを併用することにより、本発明に係るアルコールが加水分解工程で必要な濃度の水を溶解できないものである場合でも、極性溶剤と共に必要量の水を溶解でき、本発明の効果を得ることができる。好ましい極性溶剤の量は、本発明に係るアルコールの1質量部に対して20質量部以下であり、より好ましくは1~20質量部、特に好ましくは3~10質量部である。 The reaction solvent used in the condensation step may be alcohol alone, or may be a mixed solvent with at least one sub-solvent. The co-solvent may be either a polar solvent, a non-polar solvent, or a combination of both. Preferred polar solvents are secondary or tertiary alcohols having 3 or 7 to 10 carbon atoms, diols having 2 to 20 carbon atoms, and the like. When a primary alcohol is used as a co-solvent, it is preferably used in an amount of 5% by mass or less of the total reaction solvent. A preferred polar solvent is 2-propanol, which is industrially available at a low cost. By using 2-propanol in combination with the alcohol of the present invention, the alcohol of the present invention can be converted to water at a concentration necessary for the hydrolysis step. can be dissolved in the required amount of water together with the polar solvent, and the effect of the present invention can be obtained. A preferable amount of the polar solvent is 20 parts by weight or less, more preferably 1 to 20 parts by weight, particularly preferably 3 to 10 parts by weight, based on 1 part by weight of the alcohol according to the present invention.

非極性溶剤としては、特に限定するものではないが、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素、アルコール、エーテル、アミド、ケトン、エステル、セロソルブ等が挙げられる。これらの中では、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素及び芳香族炭化水素が好ましい。こうした非極性溶媒としては、特に限定するものではないが、例えば、n-ヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、塩化メチレン等が、水と共沸するので好ましく、これらの化合物を併用すると、縮合工程後、シルセスキオキサン誘導体を含む反応混合物から、蒸留によって反応溶媒を除く際に、水分及び水に溶解した酸などの重合触媒を効率よく留去することができる。非極性溶剤としては、比較的沸点が高いことから、芳香族炭化水素であるキシレンが特に好ましい。非極性溶剤の使用量は、本発明に係るアルコールの1質量部に対して50質量部以下であり、より好ましくは1~30質量部、特に好ましくは5~20質量部である。 Non-polar solvents include, but are not limited to, aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, alcohols, ethers, amides, ketones, esters, cellosolve, and the like. . Among these, aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons are preferred. Such a non-polar solvent is not particularly limited, but for example, n-hexane, isohexane, cyclohexane, heptane, toluene, xylene, methylene chloride, etc. are preferable because they azeotrope with water, and when these compounds are used together, After the condensation step, when the reaction solvent is removed by distillation from the reaction mixture containing the silsesquioxane derivative, water and a polymerization catalyst such as an acid dissolved in water can be efficiently distilled off. As the non-polar solvent, xylene, which is an aromatic hydrocarbon, is particularly preferred because of its relatively high boiling point. The amount of the non-polar solvent used is 50 parts by mass or less, more preferably 1 to 30 parts by mass, particularly preferably 5 to 20 parts by mass, per 1 part by mass of the alcohol according to the present invention.

縮合工程における加水分解・重縮合反応は、水の存在下に進められる。原料モノマーに含まれる加水分解性基を加水分解させるために用いられる水の量は、加水分解性基に対して好ましくは0.5~5倍モル、より好ましくは1~2倍モルである。また、原料モノマーの加水分解・重縮合反応は、無触媒で行ってもよいし、触媒を使用して行ってもよい。加水分解・重縮合反応における触媒は、酸又はアルカリが用いられる。かかる触媒としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、リン酸等の無機酸;ギ酸、酢酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸に例示される酸触媒が好ましく用いられる。酸触媒の使用量は、原料モノマーに含まれるケイ素原子の合計量に対して、0.01~20モル%に相当する量であることが好ましく、0.1~10モル%に相当する量であることがより好ましい。 The hydrolysis/polycondensation reaction in the condensation step proceeds in the presence of water. The amount of water used for hydrolyzing the hydrolyzable groups contained in the raw material monomer is preferably 0.5 to 5 mol, more preferably 1 to 2 mol, relative to the hydrolyzable groups. Moreover, the hydrolysis/polycondensation reaction of the raw material monomer may be carried out without a catalyst, or may be carried out using a catalyst. An acid or an alkali is used as a catalyst in the hydrolysis/polycondensation reaction. As such catalysts, acid catalysts exemplified by, for example, inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid and phosphoric acid; and organic acids such as formic acid, acetic acid, oxalic acid and p-toluenesulfonic acid are preferably used. The amount of the acid catalyst used is preferably an amount corresponding to 0.01 to 20 mol%, and an amount corresponding to 0.1 to 10 mol%, relative to the total amount of silicon atoms contained in the raw material monomer. It is more preferable to have

縮合工程における加水分解・重縮合反応の終了は、既述の各種公報等に記載される方法にて適宜検出することができる。なお、シルセスキオキサン誘導体の製造の縮合工程においては、反応系に助剤を添加することができる。例えば、反応液の泡立ちを抑える消泡剤、反応罐や撹拌軸へのスケール付着を防ぐスケールコントロール剤、重合防止剤、ヒドロシリル化反応抑制剤等が挙げられる。これらの助剤の使用量は、任意であるが、好ましくは反応混合物中のシルセスキオキサン誘導体濃度に対して1~10質量%程度である。 Completion of the hydrolysis/polycondensation reaction in the condensation step can be appropriately detected by the methods described in the above-mentioned various publications. In addition, in the condensation step for producing the silsesquioxane derivative, an auxiliary agent can be added to the reaction system. Examples thereof include antifoaming agents for suppressing foaming of the reaction solution, scale control agents for preventing scale deposition on reaction vessels and stirring shafts, polymerization inhibitors, hydrosilylation reaction inhibitors, and the like. The amount of these auxiliaries to be used is arbitrary, but is preferably about 1 to 10% by mass relative to the concentration of the silsesquioxane derivative in the reaction mixture.

シルセスキオキサン誘導体の製造における縮合工程後、縮合工程より得られた反応液に含まれる反応溶媒及び副生物、残留モノマー、水等を留去させる留去工程を備えることにより、生成したシルセスキオキサン誘導体の安定性や使用性を向上させることができる。特に、反応溶媒として水と共沸する溶媒を用い、同時に留去することで、重合触媒として用いた酸や塩基を効率的に除去することができる。なお、留去には、用いた溶媒の沸点等にもよるが、100℃以下の温度で、適宜減圧条件を用いることができる。 After the condensation step in the production of the silsesquioxane derivative, a distillation step is provided to remove the reaction solvent and by-products, residual monomers, water, etc. contained in the reaction solution obtained from the condensation step. The stability and usability of the oxane derivative can be improved. In particular, by using a solvent azeotropic with water as the reaction solvent and simultaneously distilling off, the acid or base used as the polymerization catalyst can be efficiently removed. For the distillation, depending on the boiling point of the solvent used, etc., a temperature of 100° C. or lower and reduced pressure conditions can be used as appropriate.

(層状化合物)
本組成物は、層状化合物を含有することができる。層状化合物としては、特に限定するものではなく、公知の層状化合物の1種又は2種以上を用いることができる。層状化合物は、例えば、タルク(層状珪酸マグネシウム塩)などの珪酸塩層状化合物、窒化ホウ素、雲母やスメクタイト等の鉱物等が挙げられる。なかでも、タルクや窒化ホウ素が挙げられる。
(Layered compound)
The composition may contain a layered compound. The layered compound is not particularly limited, and one or more known layered compounds can be used. Layered compounds include, for example, silicate layered compounds such as talc (layered magnesium silicate), boron nitride, and minerals such as mica and smectite. Among them, talc and boron nitride are mentioned.

層状化合物は、一般的に、粉末形態である。その粒子形状は特に限定するものではない。また、その平均粒子径も、特に限定するものではないが、例えば、10μm以下であることが好ましい。10μm以下であると、良好な耐酸化性が得られているからである。より好ましくは5μm以下である。また、より好ましくは、3μm以下であり、さらに好ましくは2.5μm以下である。また、その下限も特に限定するものではないが、例えば0.5μm以上であり、また例えば1.0μm以上である。なお、層状化合物の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって測定することができる。本明細書において、層状化合物の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法に基づく体積基準の粒度分布において、粒径が小さい微粒子側からの累積頻度50体積%に相当する粒径D50をいうものとする。測定にあたり、タルクなどの層状化合物の超音波を用いて分散させた分散液を用いることができる。 Layered compounds are generally in powder form. The particle shape is not particularly limited. Also, the average particle size is not particularly limited, but is preferably 10 μm or less, for example. This is because good oxidation resistance is obtained when the thickness is 10 μm or less. More preferably, it is 5 μm or less. Moreover, it is more preferably 3 μm or less, and still more preferably 2.5 μm or less. Also, the lower limit thereof is not particularly limited, but is, for example, 0.5 μm or more, and is, for example, 1.0 μm or more. The average particle size of the layered compound can be measured by a laser diffraction/scattering method. In the present specification, the average particle size of the layered compound means a particle size D50 corresponding to a cumulative frequency of 50% by volume from fine particles having a smaller particle size in a volume-based particle size distribution based on a laser diffraction/scattering method. do. For the measurement, a dispersion liquid in which a layered compound such as talc is dispersed using ultrasonic waves can be used.

本組成物における層状化合物の含有量は、特に限定するものではなく、用いるシルセスキオサン誘導体の酸化が抑制されるような有効量とすることができる。層状化合物は、シルセスキオキサン誘導体と層状化合物との総質量に対して、例えば5質量%以上、また例えば10質量%以上、また例えば15質量%以上、また例えば20質量%以上、また例えば25質量%以上、また例えば30質量%以上などとすることができる。また、同総量に対して、例えば50質量%以下、また例えば45質量%以下、また例えば40質量%以下などとすることができる。また、層状化合物の含有量は、シルセスキオキサン誘導体と層状化合物との総質量に対して、例えば、5質量%以上50質量%以下、また例えば、10質量%以上40質量%以下また例えば、20質量%以上40質量%以下などとすることができる。 The content of the layered compound in the present composition is not particularly limited, and can be an effective amount that suppresses the oxidation of the silsesquiosane derivative used. The layered compound is for example 5% by mass or more, for example 10% by mass or more, or for example 15% by mass or more, or for example 20% by mass or more, or for example 25% by mass or more, relative to the total mass of the silsesquioxane derivative and the layered compound. % by mass or more, or, for example, 30% by mass or more. Further, it can be, for example, 50% by mass or less, 45% by mass or less, or, for example, 40% by mass or less with respect to the total amount. Further, the content of the layered compound is, for example, 5% by mass or more and 50% by mass or less, or, for example, 10% by mass or more and 40% by mass or less, relative to the total mass of the silsesquioxane derivative and the layered compound. 20% by mass or more and 40% by mass or less, or the like.

(酸素吸蔵材)
本組成物は、酸素吸蔵材を含むことができる。酸素吸蔵材は、酸素貯蔵能を有する材料である。酸素吸蔵材としては、特に限定するものではなく、公知の酸素吸蔵材を用いることができるが、例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリア、酸化鉄(Fe23)、セリアジルコニア複合酸化物、ある種のペロブスカイト型金属酸化物等が挙げられる。なお、ジルコニア及びセリアジルコニア複合酸化物については、公知の安定化剤により安定化されていてもよい。酸素吸蔵材は、こうした金属酸化物に、他の金属原子がドープされたものであってもよい。酸素吸蔵材としては、例えば、セリア、ジルコニア、セリアジルコニア複合酸化物を好ましく用いることができる。酸素吸蔵材は、こうした公知の酸素吸蔵材を1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(oxygen storage material)
The composition can include an oxygen storage material. An oxygen storage material is a material having oxygen storage capacity. The oxygen storage material is not particularly limited, and known oxygen storage materials can be used. Examples include alumina, titania, zirconia, ceria, iron oxide ( Fe2O3 ), ceria-zirconia composite oxide, Certain perovskite-type metal oxides and the like are included. Zirconia and ceria-zirconia composite oxides may be stabilized with a known stabilizer. The oxygen storage material may be such a metal oxide doped with other metal atoms. As the oxygen storage material, for example, ceria, zirconia, and ceria-zirconia composite oxide can be preferably used. As the oxygen storage material, one or a combination of two or more of such known oxygen storage materials can be used.

酸素吸蔵材は、一般的に、粉末形態である。粉末における粒子形状は、特に限定するものではない。また、その平均粒子径も、特に限定するものではないが、例えば、5μm以下であることが好ましい。5μm以下であると、その表面積によって高い酸素吸蔵能が発揮されると考えられる。より好ましくは1μm以下である。また、さらに好ましくは500nm以下であり、より好ましくは100nm以下であり、なお好ましくは50nm以下であり、一層好ましくは30nm以下であり、より一層好ましくは20nm以下である。 Oxygen storage materials are generally in powder form. The particle shape in the powder is not particularly limited. Also, the average particle size is not particularly limited, but is preferably 5 μm or less, for example. If it is 5 μm or less, it is considered that the surface area exhibits a high oxygen storage capacity. More preferably, it is 1 μm or less. Further, it is more preferably 500 nm or less, more preferably 100 nm or less, still more preferably 50 nm or less, still more preferably 30 nm or less, and still more preferably 20 nm or less.

なお、本明細書において、酸素吸蔵材の平均粒子径は、その平均粒子径が1μm未満の場合には、BET法により比表面積を求めた上で、粒子径を算出されるものである。すなわち、吸着質として窒素(N2)ガスを用いたガス吸着法により測定されたガス吸着量を、BET法(多点法又は1点法)で解析して得られる比表面積(m2/g、S)から、平均粒子径を求めることができる。なお、窒素ガス吸着量の測定にあたっては、真空下300℃で12時間以上脱気した試料に対して、77Kでガス吸着させるものとする。また、その平均粒子径が1μm以上の場合には、層状化合物の平均粒子径に関して説明する、レーザー回折・散乱法により算出されるものである。In this specification, when the average particle size of the oxygen storage material is less than 1 μm, the particle size is calculated after obtaining the specific surface area by the BET method. That is, the specific surface area (m 2 / g , S), the average particle size can be determined. In addition, in measuring the amount of nitrogen gas adsorbed, the gas is adsorbed at 77K to the sample which has been degassed at 300°C under vacuum for 12 hours or longer. When the average particle size is 1 μm or more, it is calculated by a laser diffraction/scattering method, which is explained for the average particle size of the layered compound.

本組成物における酸素吸蔵材の含有量は、特に限定するものではなく、用いるシルセスキオキサン誘導体の酸化が抑制されるような有効量とすることができる。酸素吸蔵材は、シルセスキオキサン誘導体と酸素吸蔵材との総質量に対して、例えば0.05質量%以上、また例えば0.1質量%以上、また例えば0.5質量%以上、また例えば1質量%以上、また例えば3質量%以上、また例えば5質量%以上、また例えば10質量%以上、また例えば15質量%以上などとすることができる。また、同総量に対して、例えば25質量%以下、また例えば20質量%以下などとすることができる。また、酸素吸蔵材の含有量は、シルセスキオキサン誘導体と酸素吸蔵材との総質量に対して、例えば、0.05質量%以上50質量%以下、また例えば、0.1質量%以上40質量%以下などとすることができる。 The content of the oxygen storage material in the present composition is not particularly limited, and can be an effective amount that suppresses oxidation of the silsesquioxane derivative used. The oxygen storage material is, for example, 0.05% by mass or more, or, for example, 0.1% by mass or more, or, for example, 0.5% by mass or more, or for example, based on the total mass of the silsesquioxane derivative and the oxygen storage material. It can be 1% by weight or more, for example 3% by weight or more, for example 5% by weight or more, for example 10% by weight or more, or for example 15% by weight or more. Moreover, it can be, for example, 25% by mass or less, or, for example, 20% by mass or less with respect to the total amount. In addition, the content of the oxygen storage material is, for example, 0.05% by mass or more and 50% by mass or less, or for example, 0.1% by mass or more and 40% by mass with respect to the total mass of the silsesquioxane derivative and the oxygen storage material. % by mass or less.

本組成物は、層状化合物及び酸素吸蔵材のいずれか一方又は双方を含むことができる。双方を含むと、それぞれの固有の効果が作用して、シルセスキオキサン誘導体の酸化を効果的に抑制して優れた耐熱性を得ることができる。両者を含有する場合においても、それぞれ既に説明した含有量の範囲で含まれうる。また、本組成物が、層状化合物と酸素吸蔵材との双方を含むとき、シルセスキオキサン誘導体と層状化合物と酸素吸蔵材との総質量に対して、層状化合物と酸素吸蔵材との総質量は、例えば、10質量%以上80質量%以下であり、また例えば、15質量%以上70質量%以下であり、また例えば、20質量%以上60質量%以下などとすることができる。 The composition can include either or both of the layered compound and the oxygen storage material. When both are contained, their unique effects act to effectively suppress the oxidation of the silsesquioxane derivative, and excellent heat resistance can be obtained. Even when both of them are contained, they can be contained within the respective content ranges already described. Further, when the present composition contains both the layered compound and the oxygen storage material, the total mass of the layered compound and the oxygen storage material is is, for example, 10% by mass or more and 80% by mass or less, for example, 15% by mass or more and 70% by mass or less, or for example, 20% by mass or more and 60% by mass or less.

(本組成物の態様)
本組成物は、各種態様を採ることができる。本組成物は、例えば、未硬化の(重合性官能基によって架橋ないし重合されていない)シルセスキオキサン誘導体を含み、成膜又は成形前の組成物(典型的には液状体などの不定形状体である。)でありうる。
(Aspect of the present composition)
The present composition can adopt various aspects. The present composition includes, for example, an uncured (not crosslinked or polymerized by a polymerizable functional group) silsesquioxane derivative, and the composition (typically in an amorphous form such as a liquid) before film formation or molding. body.)

本組成物は、また例えば、シルセスキオキサン誘導体の硬化物を含んで、被加工体の表面に成膜された膜状又は成形体等の組成物でありうる。 The present composition may also be, for example, a composition such as a film-like or molded product formed on the surface of the object to be processed, containing the cured product of the silsesquioxane derivative.

(未硬化のシルセスキオキサン誘導体を含有する組成物)
かかる態様の本組成物は、例えば、重合性官能基などの有機官能基を備えるシルセスキオキサン誘導体と、層状化合物及び/又は酸素吸蔵材と、を含有することができる。さらに、必要に応じて、硬化や重合に必要な開始剤及び/又は重合触媒(硬化剤)を含むことができる。本組成物が未硬化のシルセスキオキサン誘導体とともに層状化合物及び/又は酸素吸蔵材を備えることで、シルセスキオキサン誘導体が熱に曝されるとき、加熱されて硬化されるとき、又は硬化物が熱に曝されるときなどにおいて、シルセスキオキサン誘導体又はその硬化物の耐熱化が図られる。また、他の成分として、溶剤を含むことができる。
(Composition containing uncured silsesquioxane derivative)
The composition of this aspect can contain, for example, a silsesquioxane derivative having an organic functional group such as a polymerizable functional group, and a layered compound and/or an oxygen storage material. Furthermore, an initiator and/or a polymerization catalyst (curing agent) necessary for curing and polymerization can be included as necessary. Since the present composition comprises a layered compound and/or an oxygen storage material together with an uncured silsesquioxane derivative, when the silsesquioxane derivative is exposed to heat, when it is cured by heating, or when the cured product When the silsesquioxane derivative or its cured product is exposed to heat, the silsesquioxane derivative or its cured product is made heat resistant. Moreover, a solvent can be included as another component.

(重合開始剤)

本組成物は、重合性官能基によってシルセスキオキサン誘導体を重合するための重合開始剤を含むことができる。重合開始剤の種類は、シルセスキオキサン誘導体が備える重合性官能基の種類によって異なるが、光開始剤、熱開始剤、ラジカル重合開始剤などの種々の開始剤や硬化剤を用いることができる。当業者であれば、用いる重合性官能基や本組成物の用途を考慮して適切な重合開始剤や硬化剤の種類や使用量を適宜選択することができる。例えば、ラジカル重合開始剤としては、公知の有機過酸化物、アゾ化合物、等を用いることができる。
(Polymerization initiator)

The composition can contain a polymerization initiator for polymerizing the silsesquioxane derivative through the polymerizable functional group. The type of polymerization initiator varies depending on the type of polymerizable functional group provided in the silsesquioxane derivative, but various initiators and curing agents such as photoinitiators, thermal initiators and radical polymerization initiators can be used. . Those skilled in the art can appropriately select the type and amount of the polymerization initiator and curing agent in consideration of the polymerizable functional group to be used and the application of the present composition. For example, known organic peroxides, azo compounds, and the like can be used as radical polymerization initiators.

有機過酸化物としては、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、クメンハイドロペルオキシド、パラメンタンハイドロペルオキシド、ジ-t-ブチルペルオキシド等が挙げられる。また、アゾ化合物としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル、アゾビスイソカプロニトリル等が挙げられる。 Examples of organic peroxides include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, cumene hydroperoxide, paramenthane hydroperoxide, di-t-butyl peroxide and the like. Azo compounds include azobisisobutyronitrile, azobisisovaleronitrile, azobisisocapronitrile and the like.

重合開始剤の含有量は、特に限定するものではないが、組成物全体に対し、好ましくは0.01~5質量%、より好ましくは0.5~3質量%である。 Although the content of the polymerization initiator is not particularly limited, it is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass, based on the total composition.

(ヒドロシリル化触媒)
重合性官能基として、ヒドロシリル基水素原子の存在下に不飽和有機基を備える場合、シルセスキオキサン誘導体のヒドロシリル化による硬化(ヒドロシリル化)に用いるヒドロシリル化触媒としては、例えば、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金等の第8属から第10属金属の単体、有機金属錯体、金属塩、金属酸化物等が挙げられる。通常、白金系触媒が使用される。白金系触媒としては、cis-PtCl2(PhCN)2、白金カーボン、1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサンが配位した白金錯体(Pt(dvs))、白金ビニルメチル環状シロキサン錯体、白金カルボニル・ビニルメチル環状シロキサン錯体、トリス(ジベンジリデンアセトン)二白金、塩化白金酸、ビス(エチレン)テトラクロロ二白金、シクロオクタジエンジクロロ白金、ビス(シクロオクタジエン)白金、ビス(ジメチルフェニルホスフィン)ジクロロ白金、テトラキス(トリフェニルホスフィン)白金等が例示される。これらのうち、特に好ましくは1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサンが配位した白金錯体(Pt(dvs))、白金ビニルメチル環状シロキサン錯体、白金カルボニル・ビニルメチル環状シロキサン錯体である。なお、Phはフェニル基を表す。触媒の使用量は、シルセスキオキサン誘導体の量に対して、0.1質量ppm以上1000質量ppm以下であることが好ましく、0.5~100質量ppmであることがより好ましく、1~50質量ppmであることが更に好ましい。
(hydrosilylation catalyst)
When the polymerizable functional group has an unsaturated organic group in the presence of a hydrosilyl hydrogen atom, the hydrosilylation catalyst used for curing (hydrosilylation) of the silsesquioxane derivative by hydrosilylation includes, for example, cobalt, nickel, Simple substances of group 8 to group 10 metals such as ruthenium, rhodium, palladium, iridium and platinum, organic metal complexes, metal salts, metal oxides and the like can be mentioned. A platinum-based catalyst is usually used. Examples of platinum-based catalysts include cis-PtCl 2 (PhCN) 2 , platinum carbon, platinum complexes coordinated with 1,3-divinyltetramethyldisiloxane (Pt(dvs)), platinum vinylmethyl cyclic siloxane complexes, platinum carbonyl- Vinylmethyl cyclic siloxane complex, tris(dibenzylideneacetone)diplatinum, chloroplatinic acid, bis(ethylene)tetrachlorodiplatinum, cyclooctadienedichloroplatinum, bis(cyclooctadiene)platinum, bis(dimethylphenylphosphine)dichloroplatinum , tetrakis(triphenylphosphine)platinum, and the like. Among these, platinum complexes coordinated with 1,3-divinyltetramethyldisiloxane (Pt(dvs)), platinum vinylmethyl cyclic siloxane complexes, and platinum carbonyl-vinylmethyl cyclic siloxane complexes are particularly preferred. In addition, Ph represents a phenyl group. The amount of the catalyst used is preferably 0.1 mass ppm or more and 1000 mass ppm or less, more preferably 0.5 to 100 mass ppm, relative to the amount of the silsesquioxane derivative, and 1 to 50 mass ppm. Mass ppm is more preferred.

本組成物がヒドロシリル化反応用の触媒を含有する場合、構成単位(1-5)中の残存アルコキシ基又は水酸基の脱水重縮合よりも、ヒドロシリル化反応が優先する場合があり、ヒドロシリル化構造部分を有しつつ、上記アルコキシ基又は水酸基をさらなる架橋反応可能に備える場合がある。 When the present composition contains a catalyst for the hydrosilylation reaction, the hydrosilylation reaction may take precedence over the dehydration polycondensation of the residual alkoxy group or hydroxyl group in the structural unit (1-5). and the alkoxy group or hydroxyl group may be provided so as to allow further cross-linking reaction.

本組成物がヒドロシリル化触媒を含有する場合、シルセスキオキサン誘導体のゲル化抑制および保存安定性向上のため、ヒドロシリル化反応抑制剤が添加されてもよい。ヒドロシリル化反応抑制剤の例としては、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール類、ハイドロパーオキサイド、窒素原子、イオウ原子またはリン原子を含有するヒドロシリル化反応抑制剤などが挙げられる。 When the present composition contains a hydrosilylation catalyst, a hydrosilylation reaction inhibitor may be added to suppress gelation and improve storage stability of the silsesquioxane derivative. Examples of hydrosilylation inhibitors include methylvinylcyclotetrasiloxane, acetylene alcohols, siloxane-modified acetylene alcohols, hydroperoxides, and hydrosilylation inhibitors containing nitrogen, sulfur or phosphorus atoms. .

本組成物は、成膜に供するための組成物であってもヒドロシリル化触媒を実質的に含有しないものであってもよい。後述するように、シルセスキオキサン誘導体は、ヒドロシリル化触媒の不存在下でも加熱処理によりヒドロシリル化反応を促進して硬化させることができる。本組成物において、ヒドロシリル化触媒を実質的に含有しないとは、意図的にヒドロシリル化触媒を添加しない場合のほか、シルセスキオキサン誘導体の量に対して、ヒドロシリル化触媒の含有量が、例えば、0.1質量ppm未満、また例えば、0.05質量ppm以下である。 The present composition may be a composition for film formation or may be substantially free of a hydrosilylation catalyst. As will be described later, the silsesquioxane derivative can be cured by heat treatment to accelerate the hydrosilylation reaction even in the absence of a hydrosilylation catalyst. In the present composition, "substantially free of a hydrosilylation catalyst" means that the hydrosilylation catalyst is not intentionally added, and the content of the hydrosilylation catalyst relative to the amount of the silsesquioxane derivative is, for example, , less than 0.1 ppm by weight, and for example, less than or equal to 0.05 ppm by weight.

(溶剤)
シルセスキオキサン誘導体は、そのまま用いることもできるが、必要に応じて溶剤で希釈して成膜のために供することもできる。溶剤は、シルセスキオキサン誘導体を溶解する溶剤が好ましく、その例としては、芳香族系炭化水素溶剤、塩素化炭化水素溶剤、アルコール溶剤、エーテル溶剤、アミド溶剤、ケトン溶剤、エステル溶剤、セロソルブ溶剤、脂肪族系炭化水素溶剤等の各種有機溶剤を挙げることができる。なお、Ptなどのヒドロシリル化触媒存在下では、Si-H基の分解を避けるため、アルコール以外の溶剤が好ましい。
(solvent)
The silsesquioxane derivative can be used as it is, or if necessary, it can be diluted with a solvent and used for film formation. The solvent is preferably a solvent that dissolves the silsesquioxane derivative, examples of which include aromatic hydrocarbon solvents, chlorinated hydrocarbon solvents, alcohol solvents, ether solvents, amide solvents, ketone solvents, ester solvents, and cellosolve solvents. and various organic solvents such as aliphatic hydrocarbon solvents. In the presence of a hydrosilylation catalyst such as Pt, a solvent other than alcohol is preferred in order to avoid decomposition of the Si—H group.

(その他の成分)
本組成物は、硬化に供されるにあたり、さらに各種添加剤が添加されてもよい。添加剤としては、例えば、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシラン類(トリアルコキシシラン、トリアルコキシビニルシランなど)などの反応性希釈剤や、シルセスキオキサン誘導体が備える重合性官能基と同種又は類似の重合性官能基を備えるモノマーやオリゴマーなどが挙げられる。これら添加剤は、得られるシルセスキオキサン誘導体の硬化物が耐熱性を損なわない範囲で使用される。
(other ingredients)
Various additives may be further added to the present composition when it is subjected to curing. Additives include, for example, reactive diluents such as tetraalkoxysilanes and trialkoxysilanes (trialkoxysilanes, trialkoxyvinylsilanes, etc.), and polymerizable functional groups that are the same or similar to the polymerizable functional groups provided in the silsesquioxane derivatives. Examples include monomers and oligomers having a functional group. These additives are used within a range that does not impair the heat resistance of the obtained cured product of the silsesquioxane derivative.

本組成物を任意の形状を有する被加工体の表面に供給して硬化させることにより成膜して、耐熱性に優れる膜を形成することができる。例えば、本組成物を、被加工部位の表面に供給し、その後、この組成物を硬化させることができる。 A film having excellent heat resistance can be formed by supplying the present composition to the surface of a workpiece having an arbitrary shape and curing the composition. For example, the composition can be applied to the surface of the work site and then the composition cured.

本組成物の被加工体表面への供給は、特に限定するものではないが、例えば、スプレーコート法、キャスト法、スピンコート法、バーコート法等の通常の塗工方法を用いることができる。 The supply of the present composition to the surface of the object to be processed is not particularly limited, but for example, ordinary coating methods such as spray coating, casting, spin coating and bar coating can be used.

(シルセスキオキサン誘導体の硬化物を含有する組成物)
本組成物は、重合性官能基を備えるシルセスキオキサン誘導体が重合性官能基によって重合し硬化された硬化物を含有する、組成物とすることもできる。かかる組成物も、層状化合物及び/又は酸素吸蔵材と、を含有することができる。本組成物は、例えば、こうした官能基を備えるシルセスキオキサン誘導体を、層状化合物及び/又は酸素吸蔵材の存在下で加熱等により重合させて得られる組成物である。
(Composition containing cured product of silsesquioxane derivative)
The present composition can also be a composition containing a cured product obtained by polymerizing and curing a silsesquioxane derivative having a polymerizable functional group. Such compositions may also contain layered compounds and/or oxygen storage materials. The present composition is, for example, a composition obtained by polymerizing a silsesquioxane derivative having such a functional group by heating or the like in the presence of a layered compound and/or an oxygen storage material.

シルセスキオキサン誘導体の硬化物としては、シルセスキオキサン誘導体において未反応のアルコキシ基、すなわち、構成単位(1-5)におけるR4のアルコキシ基や水酸基を脱水・重縮合によりシロキサン結合を十分に形成させてより架橋を促進することで硬化(かかる残存アルコキシ基等の重縮合による硬化を一次硬化ともいう。)させた硬化物が挙げられる。かかる硬化物(以下、一次硬化物ともいう。)は、組成式(1)で表されるシルセスキオキサン誘導体に包含されうる。As a cured product of the silsesquioxane derivative, unreacted alkoxy groups in the silsesquioxane derivative, that is, alkoxy groups and hydroxyl groups of R 4 in the structural unit (1-5) are sufficiently dehydrated and polycondensed to form siloxane bonds. (The curing by polycondensation of such residual alkoxy groups is also referred to as primary curing.) cured by further promoting cross-linking. Such a cured product (hereinafter also referred to as a primary cured product) can be included in the silsesquioxane derivative represented by the compositional formula (1).

シルセスキオキサン誘導体の他の硬化物は、構成単位(1-2)~(1-4)に備える重合性官能基による反応で架橋を促進することで硬化(かかる硬化を二次硬化ともいう。)させた硬化物が挙げられる。かかる硬化物(以下、二次硬化物ともいう。)は、シルセスキオキサン誘導体におけるこれらの構成単位における重合性官能基の少なくとも一部が当該官能基が本来的に有する重合性に基づいて重合した構造部分を有するシルセスキオキサン誘導体の誘導体を含むことができる。 Other cured products of silsesquioxane derivatives are cured by promoting cross-linking through reactions with polymerizable functional groups provided in structural units (1-2) to (1-4) (such curing is also referred to as secondary curing. ) can be mentioned. Such a cured product (hereinafter also referred to as a secondary cured product) is obtained by polymerizing at least part of the polymerizable functional groups in these structural units in the silsesquioxane derivative based on the inherent polymerizability of the functional groups. can include derivatives of silsesquioxane derivatives having structural moieties such as

シルセスキオキサン誘導体の他の硬化物は、構成単位(1-2)~(1-4)に備える水素原子と不飽和有機基との間でのヒドロシリル化反応を生じさせてより架橋を促進することで硬化(かかる硬化を二次硬化ともいう。)させた硬化物が挙げられる。かかる硬化物(以下、二次硬化物ともいう。)は、シルセスキオキサン誘導体におけるこれらの構成単位におけるヒドロシリル化反応する官能基(ヒドロシリル基及び不飽和有機基)の少なくとも一部がヒドロシリル化反応して形成された不飽和有機基に由来する炭素-炭素結合(一重結合又は二重結合)を含む構造部分(-Si-C-C-Rm-Si-、-Si-C=C-Rm-Si-)(本明細書において、ヒドロシリル化構造部分ともいう。Rは、例えば、炭素原子数1~8の有機基であり、mは0又は1の整数である。)を有するシルセスキオキサン誘導体の誘導体を含むことができる。 Other cured products of silsesquioxane derivatives promote cross-linking by causing a hydrosilylation reaction between the hydrogen atoms provided in the structural units (1-2) to (1-4) and the unsaturated organic groups. A cured product obtained by curing (such curing is also referred to as secondary curing) is exemplified. In such a cured product (hereinafter also referred to as a secondary cured product), at least a part of the functional groups (hydrosilyl groups and unsaturated organic groups) that undergo hydrosilylation reaction in these structural units of the silsesquioxane derivative undergo hydrosilylation reaction. Structural moieties containing carbon-carbon bonds (single or double bonds) derived from unsaturated organic groups (-Si-C-C-Rm-Si-, -Si-C=C-Rm- Si—) (also referred to herein as a hydrosilylation structural moiety, where R is, for example, an organic group having 1 to 8 carbon atoms and m is an integer of 0 or 1). Derivatives of derivatives can be included.

本組成物が成膜された態様を採る場合、本組成物は、概して、シルセスキオキサン誘導体の二次硬化物である。重合性官能基による重合部分のほかヒドロシリル化構造部分が、実用的な膜強度や膜性能に貢献することができる。 When the composition is film-formed, the composition is generally a secondary cured product of a silsesquioxane derivative. In addition to the polymerized portion by the polymerizable functional group, the hydrosilylated structural portion can contribute to practical film strength and film performance.

シルセスキオキサン誘導体の一次硬化は二次硬化を伴うことがあり、また、二次硬化は一次硬化を伴うことがあるが、二次硬化は、多くの場合、一次硬化を伴う。したがって、シルセスキオキサン誘導体の硬化物は、概して、二次硬化物であり、多くの場合一次硬化を伴うことになる。典型的な硬化物は、二次硬化による架橋構造の有無によって特徴付けられる。硬化物は、例えば、H NMR、29Si NMRを用いた、Q単位、T単位、D単位及びM単位、アルコキシ基などの構成単位や構造の規則性(不規則性)による検出、及びIRスペクトルによる特性基の検出により、その組成や構造を特定することができる。A primary cure of a silsesquioxane derivative may be accompanied by a secondary cure, and a secondary cure may be accompanied by a primary cure, but a secondary cure is often accompanied by a primary cure. Therefore, cured products of silsesquioxane derivatives are generally secondary cured products, often accompanied by primary curing. A typical cured product is characterized by the presence or absence of a crosslinked structure due to secondary curing. The cured product is detected by, for example, 1 H NMR, 29 Si NMR, Q units, T units, D units and M units, structural units such as alkoxy groups, and structural regularity (irregularity), and IR The composition and structure can be specified by detecting the characteristic group by spectrum.

本組成物は、シルセスキオキサン誘導体又はその硬化物のみを含むものであるほか、必要に応じて、他の成分を含むことができる。 The composition contains only the silsesquioxane derivative or a cured product thereof, and may contain other components as necessary.

(酸化抑制方法及び耐熱化方法)
本明細書に開示されるシルセスキオキサン誘導体又はその硬化物の酸化抑制方法は、層状化合物及び/又は酸素吸蔵材とともにシルセスキオキサン誘導体を又はその硬化物を加熱する工程、を備えることができる。酸化抑制方法は、同時に、シルセスキオキサン誘導体又はその硬化物の耐熱化方法でもある。上記した本組成物の種々の態様で、シルセスキオキサン誘導体硬化物を製造する工程及び硬化物を加熱する工程においては、層状化合物及び/又は酸素吸蔵材によるシルセスキオキサン誘導体又はその硬化物の酸化が抑制される。したがって、かかる工程を備えることにより、シルセスキオキサン誘導体又はその硬化物の酸化が抑制され、耐熱化が図られる。
(Oxidation suppression method and heat resistance method)
The method for inhibiting oxidation of a silsesquioxane derivative or a cured product thereof disclosed in the present specification may comprise a step of heating a silsesquioxane derivative or a cured product thereof together with a layered compound and/or an oxygen storage material. can. The method for inhibiting oxidation is also a method for increasing the heat resistance of the silsesquioxane derivative or its cured product. In the various aspects of the present composition described above, in the step of producing a silsesquioxane derivative cured product and the step of heating the cured product, a silsesquioxane derivative or a cured product thereof using a layered compound and/or an oxygen storage material oxidation is suppressed. Therefore, by providing such a step, oxidation of the silsesquioxane derivative or its cured product is suppressed, and heat resistance is improved.

以上のことから、本明細書によれば、層状化合物及び/又は酸素吸蔵材を有効成分とする、シルセスキオキサン誘導体又はその硬化物の酸化抑制剤又は耐熱性向上剤が提供される。 In view of the above, the present specification provides an oxidation inhibitor or a heat resistance improver for a silsesquioxane derivative or a cured product thereof, which contains a layered compound and/or an oxygen storage material as active ingredients.

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。但し、本発明は、この実施例に何ら限定されるものではない。さらに、得られたシルセスキオキサン誘導体の粘度を、E型粘度計を用いて25℃で測定した。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is by no means limited to this example. Further, the viscosity of the obtained silsesquioxane derivative was measured at 25°C using an E-type viscometer.

また、以下の説明において、部、%は、いずれも、質量部及び質量%を表すものとする。 Moreover, in the following description, both parts and % represent parts by mass and % by mass.

(シルセスキオキサン誘導体含有組成物及びその硬化物の作製)
T単位にメタクリロイル基を有するシルセスキオキサン誘導体(東亞合成株式会社製、MAC-SQ TM-100、粘度4000mPa・s)70部と、タルク(日本タルク、SG95、D50=2.5μm)30部と、熱ラジカル開始剤(日本油脂、バーチブルE、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート)0.7部とを、バイアルに量り取り、自転公転ミキサーを用いて、1800rpmで1分間混合し、試験例1の組成物を得た。
(Preparation of silsesquioxane derivative-containing composition and cured product thereof)
Silsesquioxane derivative having a methacryloyl group in the T unit (manufactured by Toagosei Co., Ltd., MAC-SQ TM-100, viscosity 4000 mPa s) 70 parts and talc (Japan talc, SG95, D50 = 2.5 μm) 30 parts And 0.7 parts of a thermal radical initiator (NOF, Vertible E, t-butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate) are weighed into a vial and mixed at 1800 rpm for 1 minute using a rotation or revolution mixer. , to obtain the composition of Test Example 1.

試験例1の組成物を、サンドブラストしたアルミ板に塗布して、同様に、サンドブラストしたアルミ板に貼り合わせして、120℃で1時間加熱(ヤマト科学株式会社製、DK63)後、さらに150℃で1時間加熱して、熱硬化させることで試験例1の試験片を得た。 The composition of Test Example 1 is applied to a sandblasted aluminum plate, similarly laminated to the sandblasted aluminum plate, heated at 120 ° C. for 1 hour (DK63, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.), and then further heated to 150 ° C. A test piece of Test Example 1 was obtained by heating for 1 hour and thermally curing.

試験片を、350℃空気中で1時間、24時間及び、350℃窒素雰囲気で24時間保持して、温度処理前及び室温まで冷却後試験片につき引張せん断強度を測定した。 The specimens were held in air at 350° C. for 1 hour, 24 hours, and in a nitrogen atmosphere at 350° C. for 24 hours, and the tensile shear strength was measured on the specimens before temperature treatment and after cooling to room temperature.

試験片の引張せん断強度の測定は、東洋精機株式会社製のStrograph20-Cを用いて行った。また、試験片につき、200℃加熱中での引張せん断の測定も行った。引張速度は、いずれも10ミリ/分とした。結果を表1に示す。 The tensile shear strength of the test piece was measured using Strograph 20-C manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. In addition, the test piece was also measured for tensile shear during heating at 200°C. The tensile speed was set to 10 mm/min. Table 1 shows the results.

なお、対照として、シルセスキオキサン誘導体のみを用いて試験例1と同様に組成物を調製し試験片を調製して比較例Aの試験片とした。また、ビスフェノールA型エポキシ樹脂:タルク(75部:25部)を含む組成物を調製し、この組成物を用いて120℃1時間後150℃1時間で硬化させて比較例Bの試験片を得た。これらの比較例1、2の試験片についても、同様の温度処理を施し、処理前後の試験片につき引張せん断強度を測定した。結果を合わせて表1に示す。 As a control, a composition was prepared in the same manner as in Test Example 1 using only the silsesquioxane derivative, and a test piece was prepared as a test piece of Comparative Example A. In addition, a composition containing bisphenol A type epoxy resin: talc (75 parts: 25 parts) was prepared, and this composition was cured at 120 ° C. for 1 hour and then at 150 ° C. for 1 hour to obtain a test piece of Comparative Example B. Obtained. The test pieces of Comparative Examples 1 and 2 were also subjected to the same temperature treatment, and the tensile shear strength of the test pieces before and after the treatment was measured. The results are shown in Table 1 together.

Figure 0007276348000006
Figure 0007276348000006

表1に示すように、タルクを含有したシルセスキオキサン誘導体で調製した試験片(試験例1)は、空気中350℃において1時間から数時間内の加熱にかかわらず、試験片における引張せん断強度の低下、すなわち、接着強度の低下が優れて抑制されていた。これに対して、タルクが添加されないシルセスキオキサン誘導体(比較例A)及びエポキシ樹脂とタルクの混合組成物(比較例B)で調製した試験片は、著しい引張せん断強度の低下を呈した。 As shown in Table 1, the test specimens prepared with the talc-containing silsesquioxane derivative (Test Example 1) exhibited tensile shear strength in the test specimens regardless of heating at 350°C in air for 1 hour to several hours. A decrease in strength, that is, a decrease in adhesive strength was excellently suppressed. In contrast, specimens prepared with a silsesquioxane derivative without added talc (Comparative Example A) and a mixed composition of epoxy resin and talc (Comparative Example B) exhibited a significant decrease in tensile shear strength.

(シルセスキオキサン誘導体含有組成物の熱的挙動)
(シルセスキオキサン誘導体(液状、未硬化の硬化性組成物)組成物の調製)
実施例1で用いたのと同一のシルセスキオキサン誘導体(MAC-SQ TM-100)70部とタルク(日本タルク、D50=1μm、2.5μm及び5μmの3種類)30部とを混合した3種の硬化性組成物(液状)を調製した。
(Thermal Behavior of Silsesquioxane Derivative-Containing Composition)
(Preparation of silsesquioxane derivative (liquid, uncured curable composition) composition)
70 parts of the same silsesquioxane derivative (MAC-SQ TM-100) used in Example 1 and 30 parts of talc (Japan talc, D50 = 1 μm, 2.5 μm and 5 μm) were mixed. Three curable compositions (liquids) were prepared.

(シルセスキオキサン誘導体(硬化物)組成物の調製)
シルセスキオキサン誘導体(MAC-SQTM-100)70部とタルク(SG25、日本タルク、D50=2.5μm)30部と、熱ラジカル開始剤(日本油脂、バーチブルE)0.7部とを、実施例1と同様に操作して熱硬化性組成物Aを調製し、サンドブラストしたアルミ板に塗布して、120℃で1時間加熱(ヤマト科学株式会社製、DK63)後、さらに150℃で1時間加熱して、熱硬化させて硬化物Aを得た。
(Preparation of silsesquioxane derivative (cured product) composition)
70 parts of a silsesquioxane derivative (MAC-SQTM-100), 30 parts of talc (SG25, Nippon Talc, D50 = 2.5 μm), and 0.7 parts of a thermal radical initiator (NOF, Vertible E), A thermosetting composition A was prepared in the same manner as in Example 1, applied to a sandblasted aluminum plate, heated at 120 ° C. for 1 hour (DK63, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.), and further heated at 150 ° C. for 1 hour. It was heated for a period of time and thermally cured to obtain a cured product A.

また、同一のシシルセスキオキサン誘導体、タルク(SG95)及びセリアジルコニア複合酸化物(平均粒子径5~10nm)を、それぞれ、質量比で7:3:1で混合するとともに、熱ラジカル開始剤(日本油脂、バーチブルE)0.7部とを混合し、実施例1と同様に操作して熱硬化性組成物Bを調製し、熱硬化性組成物Bと同様にして、熱硬化させて硬化物Bを得た。 In addition, the same cisylsesquioxane derivative, talc (SG95) and ceria-zirconia composite oxide (average particle size 5 to 10 nm) are mixed at a mass ratio of 7:3:1, respectively, and a thermal radical initiator ( NOF and Vertible E) 0.7 parts are mixed, the same operation as in Example 1 is performed to prepare a thermosetting composition B, and the thermosetting composition B is cured by heat in the same manner as the thermosetting composition B. I got item B.

さらに、同一のシルセスキオキサン誘導体と、ラジカル開始剤(日本油脂、バーチブルE)0.7部とを、実施例1と同様に操作して対照の熱硬化性組成物を調製し、サンドブラストしたアルミ板に塗布して、120℃で1時間加熱(ヤマト科学株式会社製、DK63)後、さらに150℃で1時間加熱して、熱硬化させて対照硬化物を得た。 Furthermore, the same silsesquioxane derivative and 0.7 parts of a radical initiator (NOF, Vertible E) were treated in the same manner as in Example 1 to prepare a control thermosetting composition, which was sandblasted. It was applied to an aluminum plate, heated at 120° C. for 1 hour (DK63, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.), further heated at 150° C. for 1 hour, and thermally cured to obtain a control cured product.

(熱挙動の評価)
3種の液状組成物MAC-SQ TM-100のみ及びの熱挙動をTGAで評価した。結果を図1に組成物を調製し、これらの組成物について熱挙動をTGAで評価した。また、さらに、ビスフェノールA方エポキシ樹脂の硬化物についても合わせて熱挙動を評価した。結果を図1に示す。尚、図1には、各種組成物の質量変化(%)の実測値の他、タルクを含有しないシルセスキオキサン誘導体の質量減少に 0.7を乗ずることで実効的なシルセスキオキサン誘導体の重量変化率を前記組成物と揃えた質量変化も併せて記載した。
(Evaluation of thermal behavior)
The thermal behavior of the three liquid compositions MAC-SQ TM-100 alone and was evaluated by TGA. The results are shown in Figure 1. Compositions were prepared and the thermal behavior of these compositions was evaluated by TGA. Furthermore, the thermal behavior of the cured product of the bisphenol A type epoxy resin was also evaluated. The results are shown in FIG. In addition to the actual measurement values of mass changes (%) of various compositions, FIG. The weight change rate is also described together with the weight change rate of the composition.

硬化物A、B及び対照硬化物の熱挙動をTGAで評価した。結果を図2に示す。図2(a)には、0℃~1000℃までの重量変化率を示し、同(b)には、300℃~600℃の温度範囲を拡大して重量変化率を示す。 The thermal behavior of the A, B and control cures was evaluated by TGA. The results are shown in FIG. FIG. 2(a) shows the weight change rate from 0.degree. C. to 1000.degree.

図1に示すように、タルクの添加によって、シルセスキオキサン誘導体含有組成物(液状、未硬化の硬化性組成物)の酸化を示す重量減少開始温度が高温側にシフトし、重合減少温度がビスフェノールA型エポキシ樹脂よりも20℃以上高温側にシフトしたことがわかった。また、タルクの平均粒子径が1~5μmで重量減少温度の高温側シフトが生じた。なお、これら組成物につき、窒素中でもTGAを実施したところ、タルクの有無で差が出なかった。 As shown in FIG. 1, the addition of talc shifts the weight loss start temperature indicating oxidation of the silsesquioxane derivative-containing composition (liquid, uncured curable composition) to a higher temperature side, and the polymerization loss temperature increases. It was found that the temperature shifted to the higher temperature side by 20°C or more than the bisphenol A type epoxy resin. Also, when the average particle size of talc was 1 to 5 μm, the weight loss temperature shifted to the high temperature side. When TGA was performed on these compositions even in nitrogen, there was no difference between the presence or absence of talc.

また、図2に示すように、シルセスキオキサン誘導体硬化物についても、酸化を示す重合減少開始温度が高温側にシフトしたことがわかった。 In addition, as shown in FIG. 2, it was found that the polymerization decrease initiation temperature indicating oxidation also shifted to the high temperature side for the silsesquioxane derivative cured product.

以上のことから、タルクなどの層状化合物及び/又は酸素吸蔵材による耐熱性の向上は、シルセスキオキサン誘導体(未硬化)及びその硬化物の酸化の抑制が原因であることがわかった。また、タルクに加えて、セリアジルコニア複合酸化物などの酸素吸蔵材の添加により一層酸化が抑制されることがわかった。 From the above, it was found that the improvement in heat resistance due to the layered compound such as talc and/or the oxygen storage material is due to the suppression of oxidation of the silsesquioxane derivative (uncured) and its cured product. In addition to talc, it was found that addition of an oxygen storage material such as a ceria-zirconia composite oxide further suppresses oxidation.

(シルセスキオキサン誘導体と層状化合物及び/又は酸素吸蔵材との硬化物の試験例1~17)
実施例1と同様にして試験例1の組成物及び試験片を調製した。また、以下の表に示す成分を各部を用いた以外は、実施例1の試験例1に対するのと同様の操作を行って、試験例1~17の組成物を調製し、各試験片を調製した。
(Test Examples 1 to 17 of Cured Products of Silsesquioxane Derivatives and Layered Compounds and/or Oxygen Storage Materials)
The composition and test piece of Test Example 1 were prepared in the same manner as in Example 1. In addition, except that the components shown in the table below were used in each part, the same operations as in Test Example 1 of Example 1 were performed to prepare the compositions of Test Examples 1 to 17, and prepare each test piece. bottom.

(シルセスキオキサン誘導体のみ又はシルセスキオキサン誘導体と他の成分との硬化物の比較例1~3)
実施例1と同様にして比較例1の組成物を調製し、試験片を調製したほか、以下に示す表の成分を用いた以外は、実施例1の試験例1に対するのと同様の操作を行って、比較例2及び3の組成物及び試験片を調製した。
(Comparative Examples 1 to 3 of Cured Products of Silsesquioxane Derivatives Only or Silsesquioxane Derivatives and Other Components)
A composition of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1, and a test piece was prepared. were performed to prepare the compositions and specimens of Comparative Examples 2 and 3.

(エポキシ樹脂硬化物の比較例4~5)
実施例1の比較例2に対するのと同様の操作を行って、比較例4及び5の組成物及び試験片を調製した。
(Comparative Examples 4 and 5 of Cured Epoxy Resins)
The same procedure as in Example 1 for Comparative Example 2 was performed to prepare compositions and test specimens for Comparative Examples 4 and 5.

これらの試験片の一部につき、350℃で1時間で加熱した。また、一部の試験片につき、200℃で95時間、430時間、1000時間、加熱した。いずれも、実施例1と同様にヤマト科学株式会社製のDK63を用いて加熱した。加えて、一部の試験片については、250℃で95時間、430時間、1000時間、加熱した。 Some of these specimens were heated at 350° C. for 1 hour. Also, some test pieces were heated at 200° C. for 95 hours, 430 hours and 1000 hours. Both were heated using DK63 manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd. in the same manner as in Example 1. In addition, some specimens were heated at 250° C. for 95 hours, 430 hours and 1000 hours.

温度処理前後の試験片について、実施例1に準じて引張せん断強度試験を行った。また、一部の試験片について、200℃加熱中での引張せん断試験をも行った。結果を表2に示す。 A tensile shear strength test was performed according to Example 1 on the test pieces before and after the temperature treatment. A tensile shear test during heating at 200° C. was also performed on some of the test pieces. Table 2 shows the results.

Figure 0007276348000007
Figure 0007276348000007

なお、表中の表記について以下に説明する。
MAC-SQ TM-100:メタクリロイル基含有ラジカル硬化型シルセスキオキサン誘導体(東亞合成株式会社製)
AC-SQ TA-100:アクリロイル基含有ラジカル硬化型シルセスキオキサン誘導体(東亞合成株式会社製)
エポキシ樹脂:ビスフェノールA型エポキシ樹脂
タルクSG95:タルク(層状珪酸マグネシウム塩化合物)、D50=2.5μm(日本タルク株式会社製)
タルクSG2000:タルク(層状珪酸マグネシウム塩化合物)、D50=1μm(日本タルク株式会社製)
タルクP-3:タルク(層状珪酸マグネシウム塩化合物)、D50=5μm(日本タルク株式会社製)
六方晶系窒化ホウ素: hBN(Wako hBN)、平均粒子径2~3μm(和光純薬工業株式会社製)
セリアジルコニア複合酸化物:CeO2/ZrO2、平均粒子径5~10nm
セリア1:CeO2、平均粒子径5~10nm
セリア2:CeO2、平均粒子径5.5μm
ジルコニア:ZrO2、平均粒子径10~15nm
酸化第二鉄:Fe23、平均粒子径50nm以下
パーブチルE:t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート(日本油脂株式会社製)
Note that notation in the table will be explained below.
MAC-SQ TM-100: methacryloyl group-containing radical-curable silsesquioxane derivative (manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
AC-SQ TA-100: acryloyl group-containing radical-curable silsesquioxane derivative (manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
Epoxy resin: Bisphenol A type epoxy resin Talc SG95: Talc (layered magnesium silicate compound), D50 = 2.5 μm (manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.)
Talc SG2000: Talc (layered magnesium silicate compound), D50 = 1 µm (manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.)
Talc P-3: Talc (layered magnesium silicate compound), D50 = 5 μm (manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.)
Hexagonal boron nitride: hBN (Wako hBN), average particle size 2-3 μm (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Ceria-zirconia composite oxide: CeO 2 /ZrO 2 , average particle size 5-10 nm
Ceria 1: CeO 2 , average particle size 5-10 nm
Ceria 2: CeO 2 , average particle size 5.5 μm
Zirconia: ZrO 2 , average particle size 10-15 nm
Ferric oxide: Fe 2 O 3 , average particle size of 50 nm or less Perbutyl E: t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate (manufactured by NOF Co., Ltd.)

なお、タルクのD50は、タルクを超音波を用いて分散させた分散液を用いて、SALD200(島津製作所製)を用いて行った。など市販のレーザー回折・散乱法に基づく粒度分布測定装置を用いることができる。また、六方晶系窒化ホウ素の平均粒子径も、レーザー回折・散乱法によって得られた粒度分布に基づいて測定したD50とした。 D50 of talc was measured using SALD200 (manufactured by Shimadzu Corporation) using a dispersion liquid obtained by dispersing talc using ultrasonic waves. A commercially available particle size distribution analyzer based on a laser diffraction/scattering method can be used. The average particle size of the hexagonal boron nitride was also defined as D50, which was measured based on the particle size distribution obtained by the laser diffraction/scattering method.

セリアジルコニア複合酸化物、セリア1、ジルコニア及び酸化第二鉄の平均粒子径は、吸着質として窒素(N2)ガスを用いたガス吸着法により測定されたガス吸着量を、BET法(多点法)で解析して得られる比表面積(m2/g、S)から、平均粒子径を求めた。なお、窒素ガス吸着量の測定にあたっては、各試料を、真空下300℃で12時間以上脱気した後、77Kでガス吸着させた。また、セリア2については、粒子径の関係から、タルク等と同様、レーザー回折・散乱法によって測定した。The average particle size of ceria-zirconia composite oxide, ceria 1 , zirconia and ferric oxide is determined by the BET method (multipoint The average particle size was obtained from the specific surface area (m 2 /g, S) obtained by analysis according to the method). In addition, in measuring the nitrogen gas adsorption amount, each sample was degassed at 300° C. under vacuum for 12 hours or longer, and then gas was adsorbed at 77K. In addition, ceria 2 was measured by a laser diffraction/scattering method in the same manner as talc, etc., due to the particle size.

表2に示すように、層状化合物のみを含んで硬化させたシルセスキオキサン誘導体硬化物で接着された試験片(試験例1~5)、層状化合物及び酸素吸蔵材を含んで硬化させた誘導体硬化物で接着された試験片(試験例6~16)及び酸素吸蔵材のみを含んで硬化させた誘導体硬化物で接着された試験片(試験例17)は、いずれも、温度処理前後において、引張せん断強度の低下が優れて抑制されていた。なかでも、試験例1~17における350℃1時間加熱処理後の引張せん断強度の変化率と、シルセスキオキサン誘導体硬化物のみの比較例1、他の成分を含有するシルセスキオキサン誘導体硬化物による比較例2~3及びエポキシ樹脂を使用した比較例4の同変化率と対比すると、層状化合物及び/又は酸素吸蔵材を用いた試験例の試験片は、350℃での引張せん断強度の低下がよく抑制されていたことがわかった。また、シリカや炭酸カルシウムなどを添加しても、全く添加しないのと同様であった。なお、層状化合物の一種である鉱物として、雲母及びスメクタイトについて、それぞれ試験例1と同様にして硬化物を取得して、同様に接着強度を測定したところ、層状化合物の添加効果を得ることができることも確認した。 As shown in Table 2, the test pieces (test examples 1 to 5) bonded with the cured silsesquioxane derivative cured containing only the layered compound, the derivative cured containing the layered compound and the oxygen storage material Test pieces adhered with the cured product (Test Examples 6 to 16) and test pieces adhered with the derivative cured product cured containing only the oxygen storage material (Test Example 17) both before and after the temperature treatment: A decrease in tensile shear strength was excellently suppressed. Among them, the rate of change in tensile shear strength after heat treatment at 350 ° C. for 1 hour in Test Examples 1 to 17, Comparative Example 1 of only the cured silsesquioxane derivative, and the cured silsesquioxane derivative containing other components Compared with the same rate of change in Comparative Examples 2 and 3 using the material and Comparative Example 4 using the epoxy resin, the test pieces of the test examples using the layered compound and/or the oxygen storage material have a tensile shear strength at 350 ° C. It was found that the decrease was well suppressed. Moreover, even if silica, calcium carbonate, or the like was added, it was the same as not adding it at all. As minerals that are a kind of layered compound, mica and smectite were each cured in the same manner as in Test Example 1, and the adhesive strength was measured in the same manner. also confirmed.

さらに、層状化合物及び酸素吸蔵材の双方を含む試験例6~16によれば、これら両者を含むことが加熱処理後の引張せん断強度の低下の抑制(耐熱化)に有効であり、これらが相乗的に作用していることがわかった。また、350℃1時間でも、200℃又は250℃下での長時間保持でも、高い耐熱化効果が得られることがわかった。また、重合性官能基としてメタクロイル基であってもアクリロイル基を有するシルセスキオキサン誘導体についてほぼ同等の耐熱化効果が得られたことがわかった。 Furthermore, according to Test Examples 6 to 16, which contain both a layered compound and an oxygen storage material, the inclusion of both is effective in suppressing a decrease in tensile shear strength after heat treatment (increasing heat resistance), and these are synergistic. found to be working effectively. In addition, it was found that a high heat resistance effect can be obtained even if the temperature is maintained at 350°C for 1 hour, or if the temperature is maintained at 200°C or 250°C for a long time. In addition, it was found that almost the same effect of increasing heat resistance was obtained for silsesquioxane derivatives having an acryloyl group even if the polymerizable functional group was a methacryloyl group.

さらにまた、層状化合物については、試験例1~5に示すように、シルセスキオキサン誘導体7部に対して3部の使用で十分な効果が得られていることから、シルセスキオキサン誘導体と層状化合物との総質量に対して、例えば5%以上50%以下,好ましくは10%以上40%以下、より好ましくは20%以上40%以下の範囲で耐熱化効果を発揮するであろうことがわかった。また、酸素吸蔵材については、試験例6~17に示すように、酸素吸蔵材は、シルセスキオキサン誘導体と酸素吸蔵材との総質量に対して、例えば0.007%以上であれば有効であり、また、0.4%以上であればより有効であり、さらに、10%以上であればさらに有効であり、さらにまた、20%以上であればなお有効であることがわかった。また、添加量は30%であっても十分な接着強度を示していた。以上のことから、酸素吸蔵材は、シルセスキオキサン誘導体と酸素吸蔵材との総質量に対して、例えば0.07%以上30%以下、好ましくは、0.4%以上20%以下などとすることができることがわかった。また、層状化合物と酸素吸蔵材とを含む場合には、シルセスキオキサン誘導体と槽状化合物と酸素吸蔵材との総質量に対して40%を超えても、十分な接着強度を維持できることがわかった。 Furthermore, with respect to the layered compound, as shown in Test Examples 1 to 5, a sufficient effect was obtained by using 3 parts of the silsesquioxane derivative with respect to 7 parts of the silsesquioxane derivative. The heat-resistant effect will be exhibited in a range of, for example, 5% to 50%, preferably 10% to 40%, more preferably 20% to 40%, relative to the total mass of the layered compound. have understood. As for the oxygen storage material, as shown in Test Examples 6 to 17, the oxygen storage material is effective if it is, for example, 0.007% or more with respect to the total mass of the silsesquioxane derivative and the oxygen storage material. , more effective if 0.4% or more, more effective if 10% or more, and still more effective if 20% or more. Moreover, even when the amount added was 30%, sufficient adhesive strength was exhibited. From the above, the oxygen storage material is, for example, 0.07% or more and 30% or less, preferably 0.4% or more and 20% or less, with respect to the total mass of the silsesquioxane derivative and the oxygen storage material. found that it can be done. In addition, when the layered compound and the oxygen storage material are included, sufficient adhesive strength can be maintained even if the total mass of the silsesquioxane derivative, the tank-like compound, and the oxygen storage material exceeds 40%. have understood.

また、酸素吸蔵材は、シルセスキオキサン誘導体硬化物に対しては、耐熱作用を示したが、エポキシ樹脂については耐熱化作用を十分には示していなかった。 In addition, the oxygen storage material exhibited a heat-resistant effect on the silsesquioxane derivative cured product, but did not sufficiently exhibit a heat-resistant effect on the epoxy resin.

以上のことから、層状化合物及び酸素吸蔵材のこうした作用は、シルセスキオキサン誘導体又はその硬化物に対してより有効に作用していることがわかった。 From the above, it was found that such effects of the layered compound and the oxygen storage material act more effectively on the silsesquioxane derivative or its cured product.

また、層状化合物であるタルク及び六方晶窒化ホウ素は、いずれも優れた耐熱化作用を発揮したが、平均粒子径が小さい場合がより耐熱化作用が大きいことがわかった。すなわち、平均粒子径が5μmを超えると、耐熱化効果がばらつく傾向があった。したがって、層状化合物は、平均粒子径が5μm未満であり、好ましくは4μm以下、より好ましくは3μm以下であることが好適であることがわかった。 In addition, it was found that talc and hexagonal boron nitride, which are layered compounds, both exhibited an excellent heat resistance effect, but the heat resistance effect was greater when the average particle size was small. That is, when the average particle size exceeds 5 μm, the heat resistance effect tends to vary. Therefore, it was found that the layered compound preferably has an average particle size of less than 5 μm, preferably 4 μm or less, more preferably 3 μm or less.

また、実施例1~5と比較例1、酸素吸蔵材がより高い耐熱化作用を発揮することがわかった。酸素吸蔵材のなかでは、酸素吸蔵能が高いセリアジルコニア複合酸化物が最も高い耐酸化作用も高いことがわかった。また、酸素吸蔵材においても、平均粒子径が5μmを超えると耐酸化作用が低下する傾向があり、酸素吸蔵材の平均粒子径は、好ましくは5μm未満であり、より好ましくは4μm以下であり、さらに好ましくは3μm以下であり、なお好ましくは2μm以下であり、一層好ましくは1μm以下であることがわかった。 Moreover, it was found that the oxygen storage materials of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 exhibited higher heat resistance. Among the oxygen storage materials, it was found that the ceria-zirconia composite oxide, which has a high oxygen storage capacity, has the highest oxidation resistance. Also, in the oxygen storage material, if the average particle size exceeds 5 μm, the oxidation resistance tends to decrease. The average particle size of the oxygen storage material is preferably less than 5 μm, more preferably 4 μm or less. It was found that the thickness is more preferably 3 μm or less, still more preferably 2 μm or less, and still more preferably 1 μm or less.

(他のシルセスキオキサン誘導体硬化物組成物の熱的挙動)
シルセスキオキサン誘導体として、以下に示すオキセタニル基をSiO1.5単位に備えるシルセスキオキサン誘導体(OX-SQ、TX-100、東亞合成株式会社製、以下、シルセスキオキサンAという。)及び同様に以下に示すエポキシ基をSiO1.5単位に備えるシシルセスキオキサン誘導体(東亞合成株式会社,以下、シルセスキオキサンBという。)を用い、タルク(SG95)及びセリアジルコニア複合酸化物(平均粒子径5~10nm)を用い、それぞれ、質量比で7:3:1で混合して組成物(液状)を調製し、これらの組成物について熱挙動をTGAで評価した。なお、シルセスキオキサンA及びBのみについても同様にTGAを実施した。結果を図3に示す。なお、図3においては、シルセスキオキサンA,Bについての質量変化(%)の実測値に基づきその質量変化に0.63を乗ずることで前記組成物中におけるタルク等の存在を相殺したシルセスキオキサンA、Bのそれぞれの質量変化を示した。
(Thermal behavior of other cured silsesquioxane derivative compositions)
As the silsesquioxane derivative, the following silsesquioxane derivative having an oxetanyl group in the SiO 1.5 unit (OX-SQ, TX-100, manufactured by Toagosei Co., Ltd., hereinafter referred to as silsesquioxane A) and the like , talc ( SG95 ) and ceria-zirconia composite oxide (average particle size 5 to 10 nm) were mixed at a mass ratio of 7:3:1 to prepare compositions (liquid), and the thermal behavior of these compositions was evaluated by TGA. In addition, TGA was performed in the same manner only for silsesquioxanes A and B. The results are shown in FIG. In addition, in FIG. 3, based on the actual measurement of the mass change (%) of silsesquioxanes A and B, the mass change was multiplied by 0.63 to offset the presence of talc and the like in the composition. The respective mass changes of sesquioxanes A and B are shown.

Figure 0007276348000008
Figure 0007276348000008

図3に示すように、タルク及びセリアジルコニア複合酸化物の添加によって、シルセスキオキサン誘導体硬化の酸化を示す重量減少開始温度が高温側にシフトしたことがわかった。 As shown in FIG. 3, it was found that the addition of talc and ceria-zirconia composite oxide shifted the weight loss start temperature, which indicates the oxidation of the silsesquioxane derivative curing, to the higher temperature side.

以上のことから、層状化合物及び酸素吸蔵材は、こうした重合性官能基を備えるシルセスキオキサン硬化物においても、同様に酸化抑制作用及び耐熱化作用を奏することがわかった。
From the above, it was found that the layered compound and the oxygen storage material similarly exhibit the oxidation-inhibiting action and the heat-resistant action even in the silsesquioxane cured product having such a polymerizable functional group.

Claims (10)

以下の式(1):
Figure 0007276348000009
(ただし、式(1)中、w及びxは正の数であり、v、y及びzは0又は正の数であり、R1は、水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルケニル基、炭素原子数1~10のアルキニル基、アリール基、アラルキル基又は重合性官能基を表し、R2は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルケニル基、炭素原子数1~10のアルキニル基、アリール基、アラルキル基又は重合性官能基を表し、R3は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルケニル基、炭素原子数1~10のアルキニル基、アリール基、アラルキル基又は重合性官能基を表し、R4は、水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基を表し、R1、2個のR2及び3個のR3のうち少なくとも1つが重合性官能基を表す。ただし、全ての重合性官能基がビニル基である場合を除く。)
で表されるシルセスキオキサン誘導体と、
層状化合物と、
酸素吸蔵材と
を含有し、
前記酸素吸蔵材は、セリア、ジルコニア及びセリアジルコニア複合酸化物からなる群から選択される1種又は2種以上であり、
少なくとも前記重合性官能基による重合及び/又は架橋を伴って前記シルセスキオキサン誘導体を硬化させる硬化性シルセスキオキサン誘導体組成物。
Formula (1) below:
Figure 0007276348000009
(In formula (1), w and x are positive numbers, v, y and z are 0 or positive numbers, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a carbon represents an alkenyl group having 1 to 10 atoms, an alkynyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group or a polymerizable functional group, and each R2 is independently a hydrogen atom, an alkyl having 1 to 10 carbon atoms group, an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group or a polymerizable functional group; 10 alkyl group, alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, alkynyl group having 1 to 10 carbon atoms, aryl group, aralkyl group or a polymerizable functional group; R4 is a hydrogen atom; and at least one of R1, two R2 and three R3 represents a polymerizable functional group, except when all polymerizable functional groups are vinyl groups.)
A silsesquioxane derivative represented by
a layered compound;
an oxygen storage material ;
contains
The oxygen storage material is one or more selected from the group consisting of ceria, zirconia and ceria-zirconia composite oxide,
A curable silsesquioxane derivative composition in which the silsesquioxane derivative is cured with polymerization and/or cross-linking by at least the polymerizable functional group.
前記層状化合物は、タルク及び窒化ホウ素からなる群から選択される1種又は2種以上である、請求項1に記載の組成物。 2. The composition according to claim 1, wherein said layered compound is one or more selected from the group consisting of talc and boron nitride. 前記層状化合物は、タルクである、請求項1又は2に記載の組成物。 3. The composition of claim 1 or 2, wherein the layered compound is talc. 前記層状化合物の平均粒子径は5μm以下である、請求項1~3のいずれかに記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the layered compound has an average particle size of 5 µm or less. 前記層状化合物を、前記シルセスキオキサン誘導体と前記層状化合物との総質量に対して5質量%以上50質量%以下含有する、請求項1~4のいずれかに記載の組成物。 5. The composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the layered compound is contained in an amount of 5% by mass or more and 50% by mass or less based on the total mass of the silsesquioxane derivative and the layered compound. 前記酸素吸蔵材は、セリアジルコニア複合酸化物である、請求項1~5のいずれかに記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxygen storage material is a ceria-zirconia composite oxide. 前記酸素吸蔵材を、前記シルセスキオキサン誘導体と前記酸素吸蔵材との総質量に対して0.1質量%以上40質量%以下含有する、請求項1~6のいずれかに記載の組成物。 7. The composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the oxygen storage material is contained in an amount of 0.1% by mass or more and 40% by mass or less based on the total mass of the silsesquioxane derivative and the oxygen storage material. . 前記重合性官能基は、(メタ)アクリロイル基、オキセタニル基又はエポキシ基を含む、請求項1~7のいずれかに記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the polymerizable functional group comprises a (meth)acryloyl group, an oxetanyl group or an epoxy group. 耐熱膜の成膜用である、請求項1~8のいずれかに記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 8, which is used for forming a heat-resistant film. 以下の式(1):
Figure 0007276348000010
(ただし、式(1)中、w及びxは正の数であり、v、y及びzは0又は正の数であり、R1は、水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルケニル基、炭素原子数1~10のアルキニル基、アリール基、アラルキル基又は重合性官能基を表し、R2は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルケニル基、炭素原子数1~10のアルキニル基、アリール基、アラルキル基又は重合性官能基を表し、R3は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルケニル基、炭素原子数1~10のアルキニル基、アリール基、アラルキル基又は重合性官能基を表し、R4は、水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基を表し、R1、2個のR2及び3個のR3のうち少なくとも1つが重合性官能基を表す。ただし、全ての重合性官能基がビニル基である場合を除く。)
で表されるシルセスキオキサン誘導体が、少なくとも前記重合性官能基による重合及び/又は架橋を伴って前記シルセスキオキサン誘導体が硬化された硬化物と、
層状化合物と、
酸素吸蔵材と、
を含有し、
前記酸素吸蔵材は、セリア、ジルコニア及びセリアジルコニア複合酸化物からなる群から選択される1種又は2種以上である、シルセスキオキサン誘導体硬化物組成物。
Formula (1) below:
Figure 0007276348000010
(In formula (1), w and x are positive numbers, v, y and z are 0 or positive numbers, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a carbon represents an alkenyl group having 1 to 10 atoms, an alkynyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group or a polymerizable functional group, and each R2 is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; group, an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group or a polymerizable functional group; 10 alkyl group, alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, alkynyl group having 1 to 10 carbon atoms, aryl group, aralkyl group or a polymerizable functional group; R4 is a hydrogen atom; and at least one of R1, two R2 and three R3 represents a polymerizable functional group, except when all polymerizable functional groups are vinyl groups.)
A cured product obtained by curing the silsesquioxane derivative represented by at least the silsesquioxane derivative with polymerization and / or crosslinking by the polymerizable functional group ,
a layered compound;
an oxygen storage material;
contains
The silsesquioxane derivative cured product composition, wherein the oxygen storage material is one or more selected from the group consisting of ceria, zirconia and ceria-zirconia composite oxides.
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