JP7444857B2 - 室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物および電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物 - Google Patents
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Description
(A)分子鎖末端がヒドロキシシリル基で封鎖された25℃における粘度が20~1,000,000mPa・sであるジオルガノポリシロキサン 100重量部、
(B)分子鎖末端がアルコキシシリル基で封鎖された25℃における粘度が20~1,000,000mPa・sであるジオルガノポリシロキサン、(A)成分100質量部に対して50~200質量部、
(C)機能性フィラー、
(D)1分子中にケイ素原子に結合しているアルコキシ基を2個以上有する化合物0.1~30質量部、および
(E)触媒量の縮合反応用触媒、
を含有してなり、個別に保存される以下の(I)液および(II)液を少なくとも含み、
(I)液成分が、前記の(A)成分および(C)成分を含み、(B)成分および(E)成分を含まず、
(II)液成分が、前記の(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分を含み、(A)成分を含まないことを特徴とする室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
強度が低下したり、基体との接着性が低下したりする傾向がある。その混合比は、質量比で(A-1):(A-2)=100:0~20:80の範囲にあることが好ましく、(A-1):(A-2)=100:0~60:40の範囲であることがより好ましく、(A-1):(A-2)=95:5~70:30の範囲であることが更に好ましく、(A-1):(A-2)=95:5~80:20の範囲であることが最も好ましい。
-2)成分の混合物である場合は、上記粘度は混合物としての粘度である。
-2)成分の混合物である場合は、上記粘度は混合物としての粘度である。
70762号公報に記載された方法により製造することができる。
成分(C)は、本組成物および本組成物を硬化して得られるシリコーンゴム硬化物に機械的強度を付与し、保護剤または接着剤としての性能を向上させるための成分である。当該機能性フィラーは補強性フィラーおよび導電性フィラーから選ばれる1種類以上であることが好ましく、特に、本発明組成物を保護剤または接着剤用途で使用する場合には、補強性フィラーを含有することが好ましい。
本発明の組成物に含有される化合物は、1分子中にケイ素原子に結合している、アルコキシ基を2個以上有する化合物であれば特に制限されない。
例えば、
(d1) 一般式:
で表される1分子中1個のケイ素原子を有し、ケイ素原子にアルコキシ基が2個以上結合している化合物、またはその加水分解縮合物が挙げられる。
ケイ素化合物が有することができる有機基としては、例えば、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んでもよい炭化水素基が挙げられる。具体的には、例えば、アルキル基(炭素数1~18のものが好ましい。)、(メタ)アクリレート基、アルケニル基、アリール基、エポキシ基、これらの組合せが挙げられる。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、2-メチル-1-プロペニル基、2-メチルアリル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基が挙げられる。
で表される基からなる群から選択される基であり、R3は同じかまたは異なる水素原子もしくはアルキル基である。}
で表されるカルバシラトラン誘導体を含有することが特に好ましい。このようなカルバシラトラン誘導体として、以下の構造で表される1分子中にアルケニル基およびケイ素原子結合アルコキシ基を有するシラトラン誘導体が例示される。
下記構造式で表される、シラトラン誘導体を接着付与剤として利用してもよい。
-(CH2)2Si(OCH3)3-(CH2)2Si(OCH3)2CH3
-(CH2)3Si(OC2H5)3-(CH2)3Si(OC2H5)(CH3)2
-CH2O(CH2)3Si(OCH3)3
-CH2O(CH2)3Si(OC2H5)3
-CH2O(CH2)3Si(OCH3)2CH3
-CH2O(CH2)3Si(OC2H5)2CH3
-CH2OCH2Si(OCH3)3-CH2OCH2Si(OCH3)(CH3)2
本発明組成物には、前記した(A)~(E)成分に加えて(F)アミノアルキルメトキシシランを含んでもよい。アミノアルキルメトキシシランとしては、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのアミノアルキルオルガノジメトキシシラン;γ-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノアルキルトリメトキシシラン;N-(β-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのN-(β-アミノアルキル)アミノアルキルオルガノジメトキシシラン;N-(β-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのN-(β-アミノアルキル)アミノアルキルトリメトキシシラン等が例示される。
前記(A)~(E)成分以外にも、必要に応じて、以下のその他の成分を配合してもよい。これらのその他の成分は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。この任意成分としては、例えば、耐寒性付与剤、難燃性付与剤、顔料、染料等が挙げられる。また、本発明の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、所望により、公知の接着性付与剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、または非イオン系界面活性剤などからなる1種類以上の帯電防止剤;離型性成分;チクソ性付与剤;防カビ剤;耐熱剤;可塑剤;チクソ性付与剤;硬化促進剤;電極・配線等の腐食防止剤・マイグレーション防止剤などを含むことができる。また、所望により、有機溶媒を添加してもよい。これらの添加剤は、(I)液および(II)液から選ばれるどちらか一方に配合してもよく、本組成物を3成分以上に設計した場合は、独立した1成分として添加してもよい。
本発明の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、上記の各成分を混合することにより調製でき、例えば(I)液の場合、(A)成分、(C)成分、並びに他の任意の成分を混合することにより調製できる。また、必要に応じて(C)成分、任意でアルコキシシラン等の(D)成分を混合し、(C)成分の表面を(D)成分で処理した後、成分(A)を混合することにより調整できる。
本発明の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、分液した多成分を使用時に混合する多成分硬化型(多液型、特に二液型を含む)の組成物であり、個別に保存される複数の組成物を所定の比率で混合して使用することができる。なお、これらのパッケージは、後述する硬化方法や塗布手段、適用対象に応じて所望により選択することができ、特に制限されない。
本発明にかかる硬化性オルガノポリシロキサン組成物は縮合反応性かつ室温硬化性の組成物であり、湿気の存在下、60℃以下、好適には50℃以下、より好適には室温(25℃)~50℃の温度範囲において加水分解反応を伴う縮合反応(特に脱水縮合、脱オキシム縮合または脱アルコール縮合)を主とする硬化反応により、オルガノポリシロキサン硬化物を形成可能である。その硬化プロセスは特に限定されるものではないが、各成分を混合後、15~50℃の温度範囲で、通常、空気中の水分と接触することで速やかに硬化して、接着性に優れるオルガノポリシロキサン硬化反応物を形成する。こうした硬化物は硬化途上で接触している基材に対して良好な接着性を示すため、部材に対して空隙や間隙を生じることなく、保護材としての信頼性および耐久性に優れるものである。
本発明に係る電子機器は、上述したオルガノポリシロキサン硬化反応物を備え、当該硬化物により封止またはシールされてなる電子機器である。電子機器としては、特に限定されないが、例えば、ガラス、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、またはセラミック等の基材上に、銀、銅、アルミニウム、または金等の金属電極;ITO(Indium Tin Oxide)等の金属酸化膜電極が形成された電気回路または電極を含む電子機器が例示される。こうした電極としては、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)、フラットパネルディスプレイ(FPD)、およびフラットパネル表示装置の電極等が挙げられる。本組成物は、こうした電極のコーティングとしても用いることができる。本発明に係る電子機器は、オルガノポリシロキサン硬化物が基材に対して高い接着性を示すので部品固定に有用であり、且つ、深部硬化性に優れることから、良好な信頼性を有する。
[粘度]
室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の25℃における粘度(Pa・s)を、アントンパール社製レオコンパスMCR102を用いて測定した。ジオメトリーは直径20mmのパラレルプレートを用い、ギャップ100μmでシェアレイト10.0(1/s)の値を測定した。
[室温硬化性熱伝導性シリコーン組成物の可使時間の評価方法]
また、個別に保存されたシリコーンエラストマーベース組成物と架橋剤組成物を硬化性評価温度雰囲気中で24時間以上放置した後、混合し、各評価温度雰囲気下に放置した。試料を金属ヘラですくったときに粘性が失われて塑性が発現するまでの時間を測定し、スナップタイムとした。可使時間の評価は25℃で行った。
[室温硬化性熱伝導性シリコーン組成物の接着性の評価方法]
室温硬化性シリコーンエラストマー組成物の混合物を2枚のアルミテストパネル(アルマイトA5052P)の間に、それぞれ1mmと100μmとなるように挟み込み、温度25±2℃、湿度50±5%の条件下で静置して硬化させた。得られた接着試験体の引張りせん断接着強さを7日後にJIS K 6850:1999「接着剤-剛性被着材の引張りせん断接着強さ試験方法」に規定の方法に準じて測定した。
成分(A):
A-1:末端が水酸基で封鎖されたジメチルポリシロキサン(粘度420mPa・s、末端率85%、15%トリメチルシロキシ基封鎖)
A-2:両末端が水酸基で封鎖されたジメチルポリシロキサン(粘度80000mPa・s)
[(B-1)成分:下記アルコキシシリル含有基を有するオルガノポリシロキサン]
(b1-2)片末端変性(Vi)シロキサン:分子鎖の片末端のみに前記のアルコキシシリル含有基を有し、他の末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン(粘度400mPa・s、Vi含有量0.04質量%)
(b1-3)両末端Viポリシロキサン:分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン(粘度400mPa・s、Vi含有量0.08質量%)
以上、(b1-1)~(b1-3)成分は、分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン(粘度400mPa・s)に、ビニル基あたり0.8モル当量となるように下記アルコキシシリル含有シロキサンをヒドロシリル化反応用触媒の存在下でヒドロシリル化反応することにより調製して得た混合物である
C-1:ヘキサメチルジシラザンにより表面処理されたヒュームドシリカ(表面積130m2/g)
C-2:平均粒径4.8μmの石英微粉末
成分(D):
D-1:メチルトリメトキシシラン
D-2:1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン
D-3:カルバシラトラン:下式で示されるシラトラン誘導体
E-1:ジメチルスズジネオデカノエート
成分(F):
F-1:N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン
成分(A-1)37.5質量部、成分(A-2)62.5質量部を計量し、そこに90分かけて成分(C-1)10質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の(I)液を得た。
次に成分(B-1)94.5質量部に成分(C-1)10質量部を90分かけて均一混合した。この混合物に、成分(D-1)1.9質量部、成分(D-2)2.0質量部、成分(E-1)0.10質量部および、成分(F-1)1.5質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の(II)液を得た。
上記室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を25℃で7日養生後、(I)液と(II)液を同一質量で混合後、粘度、可使時間、接着性を測定した。
実施例1の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物(II)液の成分(D-2)を成分(D-3)に変えた以外は実施例1と同様に室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物(I)液と(II)液を得た。
上記室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を25℃で7日養生後、(I)液と(II)液を同一質量で混合後、粘度、可使時間、接着性を測定した。
成分(A-1)37.5質量部、成分(A-2)62.5質量部を計量し、そこに90分かけて成分(C-1)10質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の(I)液を得た。
次に成分(B-1)94.5質量部に成分(C-1)10質量部を90分かけて均一混合した。この混合物に、成分(D-1)1.9質量部、成分(D-2)3.5質量部および成分(E-1)0.10質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の(II)液を得た。
上記室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を25℃で7日養生後、(I)液と(II)液を同一質量で混合後、粘度、可使時間、接着性を測定した。
成分(A-1)80質量部、成分(A-2)20質量部を計量し、そこに90分かけて成分(C-1)20質量部および成分(C-2)80質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の(I)液を得た。
次に成分(B-1)95質量部に成分(C-1)20質量部および成分(C-2)80質量部を90分かけて均一混合した。この混合物に、成分(D-1)1.8質量部、成分(D-2)3.0質量部、成分(E-1)0.20質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の(II)液を得た。
上記室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を25℃で7日養生後、(I)液と(II)液を同一質量で混合後、粘度、可使時間、接着性を測定した。
実施例1同様に室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の(I)液を得た。
次に成分(B-1)95質量部に成分(C-1)20質量部および成分(C-2)80質量部を90分かけて均一混合した。この混合物に、成分(D-2)4.6質量部、成分(E-1)0.40質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の(II)液を得た。
上記室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を25℃で7日養生後、(I)液と(II)液を同一質量で混合後、粘度、可使時間、接着性を測定した。
実施例5の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物(II)液の成分(D-2)を成分(D-3)に変えた以外は実施例5と同様に室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物(I)液と(II)液を得た。
上記室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を25℃で7日養生後、(I)液と(II)液を同一質量で混合後、粘度、可使時間、接着性を測定した。
実施例1同様に室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の(I)液を得た。
次に成分(B-1)95質量部に成分(C-1)20質量部および成分(C-2)80質量部を90分かけて均一混合した。この混合物に、成分(E-1)0.40質量部 成分(F-1)1.0質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の(II)液を得た。
上記室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を25℃で7日養生後、(I)液と(II)液を同一質量で混合後、粘度、可使時間、接着性を測定した。
次に成分(B-1)94.5質量部、成分(C-1)10質量部を90分かけて均一混合した。この混合物に、成分(E-1)1.9質量部、成分(E-2)2.0質量部、成分(E-1)0.10質量部および、成分(F-1)1.5質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を得た。
上記室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を25℃で7日養生後、粘度、可使時間、接着性を測定した。
成分(A-1)37.5質量部、成分(A-2)62.5質量部を計量し、そこに90分かけて成分(C-1)10質量部を均一混合した。この混合物に、成分(D-1)1.9質量部、成分(D-2)2.0質量部、成分(E-1)0.10質量部および、成分(F-1)1.5質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を得た。
上記室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を25℃で7日養生後、粘度、可使時間、接着性を測定した。
成分(B-1)95質量部に成分(C-1)20質量部および成分(C-2)80質量部を90分かけて均一混合した。この混合物に、成分(D-2)4.6質量部、成分(E-1)0.40質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を得た。
上記室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を25℃で7日養生後、粘度、可使時間、接着性を測定した。
成分(A-1)80質量部、成分(A-2)20質量部を計量し、そこに90分かけて成分(C-1)20質量部および成分(C-2)80質量部を均一混合した。この混合物に、成分(D-2)4.6質量部、成分(E-1)0.40質量部を均一混合し、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を得た。
上記室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物を25℃で7日養生後、粘度、可使時間、接着性を測定した。
実施例中、成分(C)を炭酸カルシウム微粉末とすることでも、同様の特性を得ることが可能である。その際、重質炭酸カルシウム微粉末、軽質炭酸カルシウム微粉末、またこれらの炭酸カルシウムを脂肪酸、樹脂酸等の有機酸で表面処理したものでも効果が得られるが、これらからなる組成物は耐熱性がその他機能性フィラーと比較して劣っているため、電気・電子部品の保護剤組成物としては用途が限定されることが考えられる。
実施例1~7に示すとおり、本発明にかかる室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、十分な作業可使時間を得られると共に、厚み100μmの薄層においても、硬化7日後で接着強度の発現が確認された。
Claims (5)
- (A)分子鎖末端がヒドロキシシリル基で封鎖された25℃における粘度が20~1,000,000mPa・sであるジオルガノポリシロキサン 100重量部、
(B)分子鎖末端がアルコキシシリル基で封鎖された25℃における粘度が20~1,000,000mPa・sであるジオルガノポリシロキサン、(A)成分100質量部に対して50~200質量部、
(C)機能性フィラー、
(D)1分子中にケイ素原子に結合しているアルコキシ基を2個以上有する化合物 0.1~30質量部、および
(E)触媒量の縮合反応用触媒、
を含有してなり、
前記(D)が以下の(d2)と(d3)の少なくとも何れかの化合物を含み、
(d2)一分子中に少なくとも二つのアルコキシシリル基を有し、かつそれらのシリル基の間にケイ素-酸素結合以外の結合が含まれている有機化合物、
(d3)アミノ基含有オルガノアルコキシシランとエポキシ基含有オルガノアルコキシシランとの反応混合物、
個別に保存される以下の(I)液および(II)液を少なくとも含み、
(I)液成分が、前記の(A)成分および(C)成分を含み、(B)成分および(E)成分を含まず、
(II)液成分が、前記の(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分を含み、(A)成分を含まないことを特徴とする室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物。 - 前記(A)成分が、(A-1)分子鎖両末端がヒドロキシシリル基で封鎖されたジオルガノポリシロキサンと(A-2)分子鎖の片末端のみがヒドロキシシリル基で封鎖されたジオルガノポリシロキサンジオルガノポリシロキサンとの混合物であって、
その混合比が、質量比で(A-1):(A-2)=95:5~70:30の範囲である、請求項1に記載の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物。 - 二液型である、請求項1~2のいずれか1項に記載の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物からなる、電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物。
- 電気・電子部品が請求項1~3のいずれか1項に記載の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬化物により封止またはシールされてなる電気・電子機器。
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