JP7674591B2 - 有機ポリシロキサンを含む金属メッキ積層体 - Google Patents
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Description
[O3-a/2RaSi-Y(SiRaO3-a/2)b]c(R1SiO3/2)d(R2 2SiO2/2)e(R3 3SiO1/2)f(SiO4/2)g (I)
の架橋可能な、すなわち、硬化性有機ポリシロキサン化合物を含んでなるメタルクラッド積層体であって、上記式(I)中、
Rは、同じでも異なっていてもよく、水素基であるか、または1~18個の炭素原子を有し、ヘテロ原子により置換されていてもよい一価SiC結合された有機炭化水素基であり、不飽和炭化水素基であってもよく、
Yは、1~24個の炭素原子を有し、ヘテロ原子により置換されていてもよい二価~十二価有機基であり、上記基Yは、上記基Yにより相互に接続されているケイ素原子とのSi-C結合により常に結合されており、
R1は、相互に独立して、水素基であるか、またはヘテロ原子により置換されていてもよく、好ましくは酸素原子により上記ケイ素原子と結合されていてもよいSiC結合された不飽和C1~C18炭化水素基であり、上記基R1は、相互に独立してこれらの意味をそれぞれ想定してよく、その結果、上記式(I)に記載の有機ポリシロキサン中の複数の基R1は上記定義されている基と異なる基であってよく、
基R2およびR3は、相互に独立して、水素基であるか、またはヘテロ原子により置換されていてもよく、不飽和であってもよいSiC結合されたC1~C18炭化水素基、もしくはヘテロ原子を含みかつ酸素原子により結合されていてもよいC1~C12炭化水素基であり、上記基R2および上記基R3は、相互に独立してこれらの意味をそれぞれ想定してよく、その結果、同じケイ素原子と結合されている複数の基R2または複数の基R3は上記定義されている基と異なる基であってよく、
全てのSiC結合された基Y、R1、R2、およびR3 100モル%を基準として、少なくとも0.1モル%、好ましくは少なくとも3モル%、より好ましくは少なくとも5モル%、特に少なくとも7モル%は、脂肪族、すなわち、オレフィン性またはアセチレン性不飽和基でなければならなく、
aは0、1または2であり、上記基Yのどちらかの側の上記添え字aは、相互に独立してこれらの意味をそれぞれ想定してよく、その結果、異なるaは、相互に独立して、特定された値の範囲内の異なる値であってよく、
bは、1~11、好ましくは1の値を有する数であり、
cは、0.1~0.99、好ましくは0.2~0.98、より好ましくは0.25~0.8、特に0.3~0.8の値であり、
dは、0~0.8、好ましくは0.1~0.7、より好ましくは0.1~0.6、特に0.1~0.5の値であり、
eは、0~0.5、好ましくは0~0.2の値であり、
fは、0.01~0.6の値であり、
gは、0~0.2の値であり、
c+d+e+f+g=1である、
メタルクラッド積層体に関する。
[O3-a/2RaSi-Y(SiRaO3-a/2)b]c(R3 3SiO1/2)f (Ia)
の構造であって、上記式中、d、e、およびgがいずれの場合にも0である構造も含まれる。この限界構造は、本発明の範囲内であり、これを目的とする。SiC結合された架橋有機基のこの中の割合は特に高く、上記構造は、実質的に末端単位(R3 3SiO1/2)fによってのみ完成される。(Ia)の好ましい実施形態では、aは、2の値を有する。R、R3、a、b、およびcに対する上記の全ては、(Ia)に対しても有効である。
X3-aRaSi-Y(SiRaX3-a)b (IV)
の化合物の加水分解および式(V):
R16 hSiX4-h (V)、
の化合物との共縮合であり、
式中、Xは、加水分解可能な基であり、
Hは、0~3の整数であり、
R16は、h=1である場合基R1であり、h=2である場合R2であり、およびh=3である場合R3であり、
ならびにR、Y、a、およびbは、既に上記定義されているとおりである。
-電気導電度および電気抵抗の制御、
-処方物の流動特性の制御、
-湿ったもしくは硬化された薄膜または物体の光沢の制御、
-耐候性の向上、
-耐薬品性の向上、
-色の安定性の向上、
-チョーキング傾向の減少、
-式(I)の有機ポリシロキサン化合物を含んでなる処方物から得られる固体物品または薄膜の棒摩擦またはすべり摩擦の増減、
-本発明の処方物を含んでなる処方物における泡の安定化または不安定化、
-式(I)の有機ポリシロキサン化合物を含んでなる処方物の基材への接着の改良、
-フィラー挙動、顔料の濡れ挙動、および分散挙動の制御、
-式(I)の有機ポリシロキサン化合物を含んでなる処方物のレオロジー特性の制御、
-機械的特性の制御、例えば、柔軟性、引っかき抵抗、弾性、拡張性、曲げ性、引裂挙動、リバウンド挙動、硬さ、密度、引裂伝播抵抗、圧縮永久ひずみ、異なる温度における挙動、膨張率、耐摩耗性、ならびに熱伝導率、可燃性、ガス透過率、水蒸気、熱気、化学薬品、風化、および放射線に対する耐性、式(I)の有機ポリシロキサン化合物またはこれらを含んでなる処方物を含んでなる入手可能な固体物品または薄膜の滅菌性などの更なる特性、
-電気特性の制御、例えば、誘電損率、絶縁耐力、誘電率、耐トラッキング性、耐アーク性、表面抵抗、比絶縁耐力、
-機械的特性の制御、例えば、柔軟性、引っかき抵抗、弾性、拡張性、曲げ性、引裂挙動、リバウンド挙動、式(I)の有機ポリシロキサン化合物を含んでなる処方物から入手可能な固体物品または薄膜の異なる温度における挙動。
別段に指定されない限り、DIN EN ISO3219に従って回転粘度計により粘度を決定する。別段に指定されない限り、全粘度は、25℃および1013ミリバールの標準圧に関連する。
別段に指定されない限り、屈折率を、規格DIN51423に従って、25℃および1013ミリバールの標準圧における可視光波長領域、589nmにおいて決定する。
透過率を、UV-VIS分光法により決定する。適切な装置は、例えば、Analytik Jena Specord200である。
分子組成を、1H核および29Si核の測定を含む核磁気共鳴分光法(用語については、ASTM E386参照:高解像度核磁気共鳴(NMR)分光法:用語およびシンボル)により決定した。
溶媒:CDCl3、99.8%D
サンプル濃度:5mmNMRチューブ中、約50mg/1ml CDCl3
TMSを添加しない測定、7.24ppmにおけるCDCl3中の残存CHCl3に対するスペクトル参照
分光光度計:Bruker Avance I 500またはBruker Avance HD 500
プローブ:5mm BBOプローブまたはSMARTプローブ(Bruker)
測定パラメータ:
パルスプログラム=zg30
TD=64k
NS=64または128(プローブ感度に依存)
SW=20.6ppm
AQ=3.17秒
D1=5秒
SFO1=500.13MHz
O1=6.175ppm
プロセッシングパラメータ:SI=32k
WDW=EM
LB=0.3Hz
溶媒:緩和剤として1重量%のCr(acac)3を含むC6D6 99.8%D/CCl4 1:1(体積/体積)
サンプル濃度:10mmNMRチューブ中、約2g/1.5ml溶媒
分光光度計:Bruker Avance300
プローブ:10mm 1H/13C/15N/29SiガラスフリーQNPプローブ(Bruker)
測定パラメータ:
パルスプログラム=zgig60
TD=64k
NS=1024(プローブ感度に依存)
SW=200ppm
AQ=2.75秒
D1=4秒
SFO1=300.13MHz
O1=-50ppm
プロセッシングパラメータ:
SI=64k
WDW=EM
LB=0.3Hz
分子量分布を、ポリスチレン標準品および屈折率検出器(RI検出器)を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)およびサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)の方法を用いて重量平均Mwおよび数平均Mnとして決定する。別段に指定されない限り、THFを溶離液として使用し、DIN55672-1に従う。多分散性は、比Mw/Mnである。
誘電特性を、10GHzにおいてスプリットシリンダ共振器方法によりKeysight/Agilent E8361Aネットワークアナライザーを用いてIPC TM 650 2.5.5.13に従って決定する。
再蒸留された1,2-ビス(メチルジクロロシリル)エタン109gおよびビニルジメチルクロロシラン820gの混合物を、10℃まで冷却する。撹拌し、同時に冷却しながら、合計1.7lの5%HCl溶液を、反応混合物の温度が10~20℃に維持可能なように約80分にわたって添加する。次いで、混合物を30分間激しく撹拌し、その後、相を分離する。シロキサン相を、1lの水で4回洗浄し、0.5lの5%NaHCO3溶液で中和し、1lの水で再度洗浄する。揮発性加水分解生成物(主に、ジビニルテトラメチルジシロキサン)を80℃以下、減圧下で除去する。これにより、7.2mm2/秒(25℃)の粘度および149.8g当たり正確に1つのC=C二重結合を示す169.6のヨウ素価を有する残渣として透明の液体149.8gを得る。分岐単位に対する末端基の比は、2.57である。生成物は、使用された1,2-ビス(メチルジクロロシリル)エタンの加水分解された形態を約90%含む。
Xunjun Chen,Minghao Yi,Shufang Wu,Lewen Tan,Yixin Xu, Zhixing Guan,Jianfang Ge,and Guoqiang Yin:Synthesis of Silphenylene-Containing Siloxane Resins Exhibiting Strong Hydrophobicity and High Water Vapor Barriers,Coatings 2019,9,481;doi:10.3390/coatings9080481 www.mdpi.com/journal/coatingsの文献の手順に従った1,4-ビス(ジメトキシフェニルシリル)ベンゼン。
1,4-ビス(ジメトキシフェニルシリル)ベンゼンを、トリメトキシフェニルシランを、引用文献「2.2.Synthesis of the 1,4-bis(dimethoxyphenylsilyl)benzene(BDMPD)」に従って1,4-ジブロモベンゼンから得られるグリニャール試薬と反応させることにより得る。構造を、1H-NMR分光法および引用文献との比較により確認した。
Me2Si(Vi)O1/2:11.54%
H2C=C(CH3)C(=O)-O-(CH2)3-SiO3/2:11.98%
O2/2(Ph)Si-C6H4-Si(Ph)O2/2:19.23%
PhSiO3/2:57.25%
である。
合成例2に従った合成を反復するが、合成例2のものの代わりに以下の量で出発物質を用いる:
フェニルトリクロロシラン:281.7g(=1.3モル)
1,4-ビス(ジメトキシフェニルシリル)ベンゼン:1202.7g(2.9モル)。
メトキシ基は、NMRにおいて検出されない。残存シラノール含有量は、0.8重量%である。
Me2Si(Vi)O1/2:10.93%
H2C=C(CH3)C(=O)-O-(CH2)3-SiO3/2:10.89%
O2/2(Ph)Si-C6H4-Si(Ph)O2/2:49.96%
PhSiO3/2:28.22%
である。
合成例2による合成を反復するが、合成例2のものの代わりに以下の量で出発物質を用いる:
フェニルトリクロロシラン:422.6g(=2モル)
1,2-ビス(ジクロロメチルシリル)エタン:341.35g(1.35モル)
ビニルジメチルクロロシラン:403.7g(3.35モル)
1,4-ビス(ジメトキシフェニルシリル)ベンゼンを使用しない。
メトキシ基は、NMRで検出されない。残存シラノール含有量は、0.9重量%である。
SEC:Mw=6974g/モル、Mn=2812g/モル、多分散性PD=2.48。
Me2Si(Vi)O1/2:50.39%
O2/2(Me)Si-C2H4-Si(Me)O2/2:19.56%
PhSiO3/2:30.05%
である。
合成例2に従った合成を反復するが、合成例2のものの代わりに以下の量で出発物質を用いる:
フェニルトリクロロシラン:422.6g(=2モル)
1,2-ビス(ジクロロメチルシリル)エタン:512.0g(2モル)
1,4-ビス(ジメトキシフェニルシリル)ベンゼン:986.2g(2.4モル)
ビニルジメチルクロロシラン:403.7g(3.35モル)。
メトキシ基は、NMRで検出されない。残存シラノール含有量は、0.9重量%である。
SEC:Mw=4974g/モル、Mn=1966g/モル、多分散性PD=2.53。
Me2Si(Vi)O1/2:34.49%
O2/2(Me)Si-C2H4-Si(Me)O2/2:20.31%
O2/2(Ph)Si-C6H4-Si(Ph)O2/2:24.64%
PhSiO3/2:20.56%
である。
合成例6に従った合成を反復するが、合成例6のものの代わりに以下の量で出発物質を用いる:
1,2-ビス(トリメトキシシリル)エタン:540.0g(2モル)
この例では、1,2-ビス(ジクロロメチルシリル)エタンを使用しない。
メトキシ基は、NMRで検出されない。残存シラノール含有量は、0.8重量%である。
SEC:Mw=5768g/モル、Mn=2074g/モル、多分散性PD=2.78。
Me2Si(Vi)O1/2:32.78%
O3/2Si-C2H4-SiO3/2:21.01%
O2/2(Ph)Si-C6H4-Si(Ph)O2/2:23.48%
PhSiO3/2:22.73%
である。
合成例6による合成を反復するが、合成例6のものの代わりに以下の量で出発物質を用いる:
1,2-ビス(クロロジメチルシリル)エタン:580.6g(2.7モル)
1,2-ビス(ジクロロメチルシリル)エタンを使用しない。
3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレートを使用しない。
メトキシ基は、NMRで検出されない。残存シラノール含有量は、0.8重量%である。
SEC:Mw=5637g/モル、Mn=1964g/モル、多分散性PD=2.87。
Me2Si(Vi)O1/2:11.96%
O1/2(Me2)Si-C2H4-Si(Me2)O1/2:19.56%
PhSiO3/2:68.48%
である。
合成例2、3、および4に従った合成を反復するが、合成例2~4から逸脱して、架橋単位を有する原料を使用しない。これは、1,4-ビス(ジメトキシフェニルシリル)ベンゼンも1,2-ビス(ジクロロメチルシリル)エタンも使用しないことを意味する。
これらの原料のために示された量は、以下のように置き換える:
結果:生成物指定V1.2
Me2Si(Vi)O1/2:14.96%
H2C=C(CH3)C(=O)-O-(CH2)3-SiO3/2:15.81%
PhSiO3/2:69.23%
である。
結果:生成物指定V1.3
SEC:Mw=3477g/モル、Mn=1385g/モル、多分散性PD=2.51。
Me2Si(Vi)O1/2:11.03%
H2C=C(CH3)C(=O)-O-(CH2)3-SiO3/2:11.36%
PhSiO3/2:77.61%
である。
結果:生成物指定V1.4
SEC:Mw=1576g/モル、Mn=885g/モル、多分散性PD=1.78。
Me2Si(Vi)O1/2:51.35%
PhSiO3/2:48.65%
である。
合成例1~7に従って調製されたおよび比較例に従って調製された有機ポリシロキサンを、ガラス繊維補強複合層を有する銅クラッド積層体を製造するために、バインダーとして使用した。以下のインプット材料を使用した:
使用例1から逸脱して、49.5%のタイプQ 033沈降シリカ(製造者Suzhou Ginet New Materials Technology Co Ltd、球形二酸化ケイ素粒子、D99≦3μm、SiO2≧99%)を、樹脂および市販溶解剤を用いた樹脂溶液に均質に組み込んだ。使用例1でキシレンを使用した樹脂処方物のため、30%および40%キシレンを、それぞれ10%および20%キシレンの代わりに使用した。
得られた積層体は、表2に報告されている誘電特性測定値を示した。
使用例2から逸脱して、この時、フィラーを使用しなかった。これらの条件下、充分に不粘着状態まで乾燥する有機ポリシロキサンのみを用いたプリプレグを製造することは可能である。したがって、この例のため、合成例2~7からの有機ポリシロキサンならびに比較例1からの有機ポリシロキサンV1.2およびV1.3のみを使用した。これらを、使用例1に示されているように、10%および20%キシレンで希釈して使用した。適切なフィラーを充填または他の有機ポリシロキサンもしくは適切な有機ポリマーと混合などの適切な手段によりこれを行う場合、ここで不粘着プリプレグの製造の可能性も満足されるので、合成例1からの有機ポリシロキサンは、それにもかかわらず本発明である。これらは、メタルクラッド積層体のためのバインダー処方物の製造のための従来技術による処方物を作製するための手段であるので、更なる配合手段を用いない純粋な式(I)の有機ポリシロキサン化合物から製造されたプリプレグは、本発明の手段と矛盾しない。
得られた積層体は、表3に報告されている誘電特性測定値を示した。
手順は、使用例2に記載されている手順と本質的に同じである。使用例2から逸脱して、フィラーを使用しなかった。
得られた積層体は、表4に報告されている誘電特性測定値を示した。
Claims (6)
- 式(I):
[O (3-a)/2RaSi-Y(SiRaO (3-a)/2)b]c(R1SiO3/2)d(R2 2SiO2/2)e(R3 3SiO1/2)f(SiO4/2)g (I)
の架橋可能な有機ポリシロキサン化合物を含んでなるメタルクラッド積層体であって、前記式(I)中、
Rは、同じでも異なっていてもよく、水素基であるか、または1~18個の炭素原子を有し、ヘテロ原子により置換されていてもよい一価Si-C結合された有機炭化水素基であり、
Yは、1~24個の炭素原子を有し、ヘテロ原子により置換されていてもよい二価~十二価有機基であり、前記基Yは、前記基Yにより相互に接続されているケイ素原子とのSi-C結合により常に結合されており、
R1は、相互に独立して、水素基であるか、またはヘテロ原子により置換されていてもよく、酸素原子によりケイ素原子と結合されていてもよいSiC結合された不飽和C1~C18炭化水素基であり、前記基R1は、相互に独立してこれらの意味をそれぞれ想定してよく、その結果、前記式(I)に記載の有機ポリシロキサン中の複数の基R1は前記定義されている基と異なる基であってよく、
基R2およびR3は、相互に独立して、水素基であるか、またはヘテロ原子により置換されていてもよく、不飽和であってもよいSiC結合されたC1~C18炭化水素基、もしくはヘテロ原子を含んでもよくかつ酸素原子により結合されていてもよいC1~C12炭化水素基であり、前記基R2および前記基R3は、相互に独立してこれらの意味をそれぞれ想定してよく、その結果、同じケイ素原子と結合されている複数の基R2または複数の基R3は前記定義されている基と異なる基であってよく、
全てのSiC結合された基Y、R、R1、R2、およびR3 100モル%を基準として、少なくとも0.1モル%は、脂肪族不飽和基でなければならなく、
aは、0、1または2であり、前記基Yのどちらかの側の前記添え字aは、相互に独立してこれらの意味をそれぞれ想定してよく、その結果、異なるaは、相互に独立して、特定された値の範囲内の異なる値であってよく、
bは、1~11の値を有する数であり、
cは、0.1~0.99の値であり、
dは、0~0.8の値であり、
eは、0~0.5の値であり、
fは、0.01~0.6の値であり、
gは、0~0.2の値であり、
c+d+e+f+g=1である、
メタルクラッド積層体。 - 前記炭化水素基R、R1、R2、およびR3が、メチル、フェニル、ビニル、アクリロイルオキシおよびメタクリロイルオキシ基、ならびに1~15個の炭素原子を有する非分岐鎖または分岐鎖アルコールのアクリルエステルまたはメタクリル酸エステルから選択される、請求項1に記載のメタルクラッド積層体。
- Yが二価、三価または四価である、請求項1または2に記載のメタルクラッド積層体。
- 前記メタルクラッド積層体が、式(I)の有機ポリシロキサン化合物および更なる構成要素を含む処方物を含んでなる、請求項1~3のいずれか一項に記載のメタルクラッド積層体。
- 前記更なる構成要素が、ヒドロシリル化触媒、フリー基重合のための開始剤、有機バインダー、溶媒、処方成分、接着促進剤、硬化開始剤、触媒、安定剤、フィラー、抑制剤、難燃剤、架橋助剤、酸化防止剤、風化による劣化に対する安定剤、潤滑剤、可塑剤、着色料、リン光剤、マーキングおよびトレーサビリティを目的とする他の剤、ならびに帯電防止剤から選択される、請求項4に記載のメタルクラッド積層体。
- 前記金属が銅である、請求項1~5のいずれか一項に記載のメタルクラッド積層体。
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