JPH11111062A - Cross-linked polysilane composition and formed film therefrom - Google Patents

Cross-linked polysilane composition and formed film therefrom

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JPH11111062A
JPH11111062A JP28148897A JP28148897A JPH11111062A JP H11111062 A JPH11111062 A JP H11111062A JP 28148897 A JP28148897 A JP 28148897A JP 28148897 A JP28148897 A JP 28148897A JP H11111062 A JPH11111062 A JP H11111062A
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JP
Japan
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polysilane
film
titanium
organic
group
Prior art date
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JP28148897A
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Japanese (ja)
Inventor
Motoo Fukushima
基夫 福島
Shigeru Mori
滋 森
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a polysilane film whose mechanical characteristic, particularly fragility is improved and which has excellent solvent resistance and a shaping property by using a composition by dissolving polysilane and an organic titanium compound in an organic solvent. SOLUTION: Desirably, a structure of polysilane is expressed by a formula, and an organic titanium compound is formed of alkoxytitanate, titanium acetyl acetonate or titanium carboxylic acid salt. After this composition having excellent preserving stability is molded into a film, an organic solvent is removed, and the formation of a three-dimensional network is restrained, and a cross- linked polysilane film is obtained. Therefore, it becomes a film on which a weak point of polysilane photodissociation is removed without losing elasticity and flexibility. [In the formula, R<1> and R<2> represent hydrogen or a substitutional or nonsubstitutional aliphatic, alicyclic or aromatic univalent hydrocarbon radical. X represents a hydoxy group, an alkoxy group or a halogen atom. (0<=m<=2, and 0.1<=n<=2, and 0<p<=0.2, and 1<=m+n+p<=2.5, and 5<=q<=100000) are realized, and (q) represents an integer].

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な架橋性ポリ
シラン組成物及びその成形膜に関する。
[0001] The present invention relates to a novel crosslinkable polysilane composition and a molded film thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
主鎖中にSi−Si結合を有するポリシランは、セラミ
ック前駆体材料や、様々な機能材料素材として注目を浴
びている。しかしながら、ポリシランは固く脆い性質を
持つため、僅かな歪みによってもクラックが発生したり
破断する欠点があり、取り扱いが大変で素材としての種
々の用途への応用が困難であった。
2. Description of the Related Art In recent years,
Polysilanes having a Si-Si bond in the main chain have attracted attention as ceramic precursor materials and various functional material materials. However, since polysilane has a hard and brittle property, it has a defect that a crack is generated or broken even by a slight strain, and it is difficult to handle, and it is difficult to apply it to various uses as a material.

【0003】こうした欠点を解決するため、林田らは、
可塑剤を添加混合することで、ポリシラン類の強度を高
め、脆性を改善するための有利な解決策となることを見
出した(特願平6−172656号)。しかし、この方
法は、光分解性が促進されるため、リソグラフィー等の
用途には適していても、光安定性の必要な帯電防止保護
膜、太陽電池用素材、電磁シールド用筐体等に応用可能
な素材には適していなかった。
In order to solve these disadvantages, Hayashida et al.
It has been found that adding and mixing a plasticizer is an advantageous solution for increasing the strength of polysilanes and improving brittleness (Japanese Patent Application No. 6-172656). However, since this method promotes photodegradability, it is suitable for applications such as lithography, but is applied to antistatic protective films that require light stability, materials for solar cells, enclosures for electromagnetic shielding, etc. Not suitable for possible materials.

【0004】また、含ケイ素系モノマーとオレフィン系
モノマーとの共重合化(H.Sakurai,J.A
m.Chem.Soc.,1989,111,764
1.)が試みられているが、これらの方法はいずれも反
応を伴うため、煩雑で経費もかかり、また成形物の脆性
を充分に改良するまでには至っていない。
Further, copolymerization of a silicon-containing monomer and an olefin monomer (H. Sakurai, JA)
m. Chem. Soc. , 1989, 111, 764.
1. However, all of these methods involve a reaction and are complicated and costly, and the brittleness of the molded product has not been sufficiently improved.

【0005】一方、架橋等による強度向上化が試みられ
ている(R.West,J.Organomet.Ch
em.,1986,300,327.H.Qiu,J.
Polym.Sci.,Polym.Chem.Ed.
1989,27,2849.特開平3−246548号
公報)。Westらは、ポリシランの酸素下での光照射
でシラノールが生成し、この加熱による架橋を利用して
いるが、この反応は、光照射により一部あるいは全部の
ポリシラン部が分解してしまうという欠点を持ってい
る。また、早瀬ら(Macromolecules,2
8,1773(1995))は、フェノール性やアルコ
ール性側鎖基を有するポリシランを塩化水素/ホルマリ
ンの蒸気で架橋させたり、あるいはアルコキシ側鎖基を
有するポリシランを加熱することによる膜の耐久性向上
を報告しているが、この方法は高価で合成の非常に困難
なフェノール性やアルコール性側鎖基ポリシランを必要
としたり、合成中や膜成形前の保存中にゲル化するとい
った欠点を持ち、いずれも、煩雑で経費もかかり、また
成形物の脆性を充分に改良するまでには至っていなかっ
た。
On the other hand, attempts have been made to improve the strength by crosslinking and the like (R. West, J. Organomet. Ch.).
em. , 1986, 300, 327. H. Qiu, J. et al.
Polym. Sci. , Polym. Chem. Ed.
1989, 27, 2849. JP-A-3-246548). West et al. Utilize light-irradiation of polysilane under oxygen to generate silanol and use the crosslinking by heating. However, this reaction has the disadvantage that some or all of the polysilane part is decomposed by light irradiation. have. Also, Hayase et al. (Macromolecules, 2
8, 1773 (1995)) is to improve the durability of a film by cross-linking a polysilane having a phenolic or alcoholic side group with a vapor of hydrogen chloride / formalin, or by heating a polysilane having an alkoxy side group. However, this method requires expensive and extremely difficult to synthesize phenolic or alcoholic side group polysilane, and has the drawback of gelling during synthesis or storage before film formation, In each case, it is complicated and expensive, and the brittleness of the molded product has not been sufficiently improved.

【0006】また従来、ガラス成分中にポリシランが高
い架橋密度で三次元ネットワークを形成した状態で固定
された高い耐久性を持つガラス複合材料については既に
知られている(特開平5−105766号、同8−29
5537号公報)。特開平5−105766号公報で
は、ポリシランとケイ酸ガラスとの共重合体が、特開平
8−295537号公報では、ポリシランとチタンを含
む金属元素と酸素原子を介して網状構造に架橋されてい
る。しかし、これらの方法では、三次元ネットワークの
形成のためセラミック的となるので、耐久性は得られる
ものの、高分子の本来持つ可撓性、柔軟性が失われると
いう問題点があった。
[0006] Conventionally, a highly durable glass composite material in which a polysilane is fixed in a glass component with a high crosslink density and a three-dimensional network is already known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-105766; 8-29
No. 5537). In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-105766, a copolymer of polysilane and silicate glass is crosslinked in a network structure through a metal element containing polysilane and titanium and an oxygen atom in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-295537. . However, in these methods, since the three-dimensional network is formed into a ceramic shape, the durability is obtained, but there is a problem that the inherent flexibility and flexibility of the polymer are lost.

【0007】従って、機械的特性、特に脆性が改良さ
れ、耐溶剤性、賦形性に優れたポリシラン膜を形成し得
るポリシラン組成物の開発が望まれていた。
[0007] Accordingly, there has been a demand for the development of a polysilane composition which can improve the mechanical properties, especially the brittleness, and form a polysilane film having excellent solvent resistance and shapeability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記要望に応えるため、鋭意検討を行った
結果、ウルツ法等の公知の方法で容易合成できる通常の
側鎖基を有するポリシラン、例えば下記一般式(1) (R1 m2 npSi)q (1) (式中、R1,R2は水素原子又は置換もしくは非置換の
脂肪族、脂環式又は芳香族の一価炭化水素基、Xはヒド
ロキシ基、アルコキシ基又はハロゲン原子、mは、0≦
m≦2、nは、0.1≦n≦2、pは、0<p≦0.2
であり、かつ、1≦m+n+p≦2.5を満たす正数、
qは、5≦q≦100,000の整数である。)で示さ
れるポリシランに有機チタン化合物を併用すると共に、
これらを有機溶剤に溶解した組成物を使用することによ
り、保存安定性にも優れ、この組成物をキャスティング
するなどして上記有機溶剤を除去することで、三次元ネ
ットワークの形成が抑えられ、可撓性、柔軟性を損なう
ことなく、ポリシラン光分解性の欠点が克服されて、機
械的強度及び耐溶剤性に優れた架橋ポリシラン膜を与え
る架橋性ポリシラン組成物が得られることを知見し、本
発明をなすに至ったものである。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have conducted intensive studies in order to meet the above-mentioned demands, and as a result, have found that ordinary side-chain groups which can be easily synthesized by a known method such as the Wurtz method. Such as the following general formula (1) (R 1 m R 2 n X p Si) q (1) (wherein R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted aliphatic or alicyclic Or an aromatic monovalent hydrocarbon group, X is a hydroxy group, an alkoxy group or a halogen atom, and m is 0 ≦
m ≦ 2, n is 0.1 ≦ n ≦ 2, p is 0 <p ≦ 0.2
And a positive number satisfying 1 ≦ m + n + p ≦ 2.5,
q is an integer of 5 ≦ q ≦ 100,000. )) Together with an organotitanium compound,
By using a composition in which these are dissolved in an organic solvent, storage stability is also excellent, and by removing the organic solvent by casting the composition, formation of a three-dimensional network can be suppressed. The present inventors have found that a crosslinkable polysilane composition which can overcome a defect of polysilane photodegradability and provide a crosslinked polysilane film having excellent mechanical strength and solvent resistance can be obtained without impairing flexibility and flexibility. This is what led to the invention.

【0009】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明の架橋性ポリシラン組成物は、ポリシラン、
有機チタン化合物、及びこれらポリシランと有機チタン
化合物を溶解し得る有機溶剤を主成分とする。
Now, the present invention will be described in further detail. The crosslinkable polysilane composition of the present invention comprises polysilane,
The main component is an organic titanium compound and an organic solvent capable of dissolving the polysilane and the organic titanium compound.

【0010】ここで、ポリシランとしては、主鎖にSi
−Si結合を持ち、側鎖に種々の有機基、水素原子、ハ
ロゲン原子などの1種又は2種以上を有するものである
が、特に下記一般式(1)で示されるものが好適であ
る。
Here, as the polysilane, Si is used in the main chain.
It has a -Si bond and has one or more kinds of various organic groups, hydrogen atoms, halogen atoms, and the like in a side chain, and particularly preferably those represented by the following general formula (1).

【0011】 (R1 m2 npSi)q (1) (式中、R1,R2は水素原子又は置換もしくは非置換の
脂肪族、脂環式又は芳香族の一価炭化水素基、Xはヒド
ロキシ基、アルコキシ基又はハロゲン原子、mは、0≦
m≦2、nは、0.1≦n≦2、pは、0<p≦0.2
であり、かつ、1≦m+n+p≦2.5を満たす正数、
qは、5≦q≦100,000の整数である。)
(R 1 m R 2 n X p Si) q (1) (wherein R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted aliphatic, alicyclic or aromatic monovalent hydrocarbon) A group, X is a hydroxy group, an alkoxy group or a halogen atom, and m is 0 ≦
m ≦ 2, n is 0.1 ≦ n ≦ 2, p is 0 <p ≦ 0.2
And a positive number satisfying 1 ≦ m + n + p ≦ 2.5,
q is an integer of 5 ≦ q ≦ 100,000. )

【0012】ここで、R1,R2が非置換の脂肪族又は脂
環式炭化水素基の場合、炭素数は1〜12、好ましくは
1〜8であり、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、シクロペンチ
ル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基等が挙
げられる。また、芳香族炭化水素基としては、炭素数は
6〜14、より好ましくは6〜10のものが好適であ
り、例えばフェニル基、ベンジル基、トリル基、キシリ
ル基、ナフチル基等が挙げられる。更に、置換炭化水素
基としては、上記に例示した非置換の炭化水素基の水素
原子の一部又は全部をハロゲン原子、アルコキシ基、ア
ミノ基、アミノアルキル基などで置換したもの、例えば
p−ジメチルアミノフェニル基、m−ジメチルアミノフ
ェニル基等が拳げられる。
When R 1 and R 2 are unsubstituted aliphatic or alicyclic hydrocarbon groups, they have 1 to 12, preferably 1 to 8 carbon atoms, such as methyl, ethyl and propyl. Groups, butyl, pentyl, hexyl, cyclopentyl, cyclohexyl, octyl, decyl and the like. The aromatic hydrocarbon group preferably has 6 to 14 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, such as phenyl, benzyl, tolyl, xylyl, and naphthyl. Further, as the substituted hydrocarbon group, those in which part or all of the hydrogen atoms of the unsubstituted hydrocarbon groups exemplified above are substituted with halogen atoms, alkoxy groups, amino groups, aminoalkyl groups, etc., for example, p-dimethyl Aminophenyl group, m-dimethylaminophenyl group and the like can be used.

【0013】Xは、ヒドロキシ基、アルコキシ基、又は
ハロゲン原子であり、アルコキシ基としてはメトキシ
基、エトキシ基等の炭素数1〜4のもの、ハロゲン原子
としては塩素原子、臭素原子等が挙げられ、通常はヒド
ロキシ基が用いられる。
X is a hydroxy group, an alkoxy group or a halogen atom, wherein the alkoxy group has 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group and an ethoxy group, and the halogen atom includes a chlorine atom and a bromine atom. Usually, a hydroxy group is used.

【0014】mは、0≦m≦2、特に0.5≦m≦1、
nは、0.1≦n≦2、特に0.5≦n≦1、pは、0
<p≦0.2、特に0<p≦0.1であり、かつ、1≦
m+n+p≦2.5、特に1.5≦m+n+p≦2を満
足する数であり、qは、5≦q≦100,000、特に
10≦q≦10,000の範囲の整数である。
M is 0 ≦ m ≦ 2, especially 0.5 ≦ m ≦ 1,
n is 0.1 ≦ n ≦ 2, especially 0.5 ≦ n ≦ 1, and p is 0
<P ≦ 0.2, especially 0 <p ≦ 0.1, and 1 ≦
It is a number that satisfies m + n + p ≦ 2.5, particularly 1.5 ≦ m + n + p ≦ 2, and q is an integer in the range of 5 ≦ q ≦ 100,000, particularly 10 ≦ q ≦ 10,000.

【0015】なお、Xは、チタン化合物と反応し、架橋
ポリシラン膜を形成することにより、膜強度の向上、基
板に対する剥離の防止、密着性の改善を図ることができ
るが、この量が多すぎると保存時のゲル化等組成物の安
定性の低下や本来持っていた可撓性、柔軟性の低下によ
る膜の脆化を引き起こす。
X can react with a titanium compound to form a crosslinked polysilane film, thereby improving the film strength, preventing peeling from the substrate, and improving the adhesion, but the amount is too large. In addition, the stability of the composition such as gelation during storage may be reduced, and the film may be embrittled due to a reduction in the inherent flexibility and flexibility.

【0016】上記ポリシランは、相当するジクロロジア
ルキルシラン等をアルカリ金属によるウルツ型の縮合反
応に付すことで容易に製造される。また、必要に応じて
ジクロロジアルキルシランにトリクロロアルキルシラン
やテトラクロロシランを混合して共重合することによ
り、架橋点を増やし、膜強度や耐溶剤性を上げることが
できる。反応終了後、一部ハロゲンを持つポリシラン
は、その後の水やアルコールによる後処理でヒドロキシ
基やアルコキシ基を持つポリシランに変えることができ
る。このポリシランの分子量は、スチレン換算の重量平
均分子量で300以上であることが好ましく、重量平均
分子量が300より低い場合は、Si−Si結合に由来
する機能が充分には発現できない場合がある。
The above-mentioned polysilane is easily produced by subjecting the corresponding dichlorodialkylsilane or the like to a wurtz-type condensation reaction with an alkali metal. Further, if necessary, by mixing trichloroalkylsilane or tetrachlorosilane with dichlorodialkylsilane and copolymerizing the mixture, the number of crosslinking points can be increased, and the film strength and solvent resistance can be increased. After the completion of the reaction, the polysilane partially having a halogen can be converted into a polysilane having a hydroxy group or an alkoxy group by a subsequent post-treatment with water or alcohol. The molecular weight of the polysilane is preferably 300 or more in terms of styrene-equivalent weight average molecular weight. If the weight average molecular weight is lower than 300, the function derived from the Si—Si bond may not be sufficiently exhibited.

【0017】有機チタン化合物としては、アルコキシチ
タネート、チタンアセチルアセトナート、チタンカルボ
ン酸塩が好適に用いられる。この場合、アルコキシチタ
ネートとしては一般式(2),(3)、チタンアセチル
アセトナートしては一般式(4)、チタンカルボン酸塩
としては一般式(5),(6)で表されるものが好まし
い。
As the organic titanium compound, alkoxy titanate, titanium acetylacetonate and titanium carboxylate are preferably used. In this case, alkoxy titanates represented by the general formulas (2) and (3), titanium acetylacetonate represented by the general formula (4), and titanium carboxylate represented by the general formulas (5) and (6) Is preferred.

【0018】[0018]

【化1】 (但し、Rは炭素原子1〜8を有する1価の脂肪族炭化
水素基、R’は炭素原子1〜18を有する1価の脂肪族
炭化水素基を示す。)
Embedded image (However, R represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 'represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.)

【0019】例えば、Rとしてはメチル、エチル、プロ
ピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル等、R’
としてはメチル、エチル、プロピル、ブチル、オクチ
ル、ノニル、ステアリル等を挙げることができる。
For example, R is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, octyl or the like;
Examples thereof include methyl, ethyl, propyl, butyl, octyl, nonyl, stearyl and the like.

【0020】こうしたアルコキシチタン化合物やチタン
カルボン酸塩は、テトラメチルチタネート、テトラエチ
ルチタネート、テトラn−プロピルチタネート、テトラ
イソプロピルチタネート、テトラブトキシチタネート、
あるいはオクチル酸チタネートのように市販(例えば、
アルドリッチ社)されているものを使用してもよく、ま
たテトラクロロチタンと相当するアルコールを反応させ
ることで合成したり、テトラアルコキシチタネートと別
のアルコールやアセチルアセトナートを2種類以上反応
させることで合成したり、アルコキシ基を持つチタネー
トや少量の水分を添加し一部を加水分解することによ
り、オリゴチタネートにして使用してもよい。
Such alkoxy titanium compounds and titanium carboxylate include tetramethyl titanate, tetraethyl titanate, tetra n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetrabutoxy titanate,
Alternatively, it is commercially available as octylate titanate (for example,
Aldrich) may be used, or it may be synthesized by reacting tetrachlorotitanium with the corresponding alcohol, or by reacting two or more types of tetraalkoxytitanate with another alcohol or acetylacetonate. Oligotitanate may be used by synthesizing or adding a small amount of water by adding titanate having an alkoxy group or a small amount of water.

【0021】中でも、テトラブトキシチタネート及びそ
のオリゴマーは、ポリシランとの相溶性もよく、ポリシ
ランの主鎖を切断することなく、ポリシランの製造時に
必然的に生成する末端基のヒドロキシ基、アルコキシ基
又はハロゲン原子と反応し、架橋構造を生成することに
より、薄膜の機械的特性が向上し、クラックや破断を防
止できるため、ポリシランに安定な機能性を付与できる
最も好適な化合物である。この場合、テトラブトキシチ
タネート、そのオリゴマーとしては下記のものを使用す
ることができる。
Among them, tetrabutoxytitanate and its oligomers have good compatibility with polysilane, and do not break the main chain of the polysilane, and necessarily have a hydroxyl group, an alkoxy group or a halogen as a terminal group which is inevitably generated during the production of the polysilane. By reacting with atoms to form a crosslinked structure, the mechanical properties of the thin film are improved, and cracks and breaks can be prevented. Therefore, it is the most suitable compound that can impart stable functionality to polysilane. In this case, the following can be used as tetrabutoxy titanate and its oligomer.

【0022】[0022]

【化2】 (但し、nBuはノルマルブタンを示し、nは1〜10
である。)
Embedded image (However, n Bu represents normal butane, and n is 1 to 10
It is. )

【0023】上記有機チタン化合物の配合量は、有機チ
タン化合物の種類、ポリシランの種類によって異なる
が、ポリシラン100重量部に対し1〜100重量部、
望ましくは5〜50重量部であることがよく、1重量部
より少量の添加では、機械的特性、特に脆性が改良され
た充分な効果が得られず、また100重量部より多量の
添加の場合、機械的特性の向上効果よりも成膜加工性や
保存安定性の悪化という負の効果が現われる場合があ
る。特にポリシラン中に存在するアルコキシ基等加水分
解性基の量が多い場合に顕著で、経時でひびわれ等を引
き起こすおそれがある。
The amount of the organic titanium compound varies depending on the type of the organic titanium compound and the type of the polysilane.
Desirably, the amount is 5 to 50 parts by weight, and if the addition is less than 1 part by weight, a sufficient effect of improving mechanical properties, particularly brittleness is not obtained, and if the addition is more than 100 parts by weight. In some cases, a negative effect such as deterioration in film forming processability and storage stability may appear rather than an improvement in mechanical properties. This is particularly remarkable when the amount of hydrolyzable groups such as alkoxy groups present in the polysilane is large, and may cause cracks or the like over time.

【0024】ポリシラン、有機チタン化合物の双方を溶
解し得る有機溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシ
レンなどの芳香族系炭化水素、テトラヒドロフラン、ジ
ブチルエーテルなどのエーテル系溶剤が好適に用いられ
る。この有機溶剤の使用量としては、ポリシラン100
重量部に対し100〜100,000重量部とすること
ができる。
As the organic solvent capable of dissolving both the polysilane and the organic titanium compound, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and ether solvents such as tetrahydrofuran and dibutyl ether are preferably used. The amount of the organic solvent used is polysilane 100
It can be 100 to 100,000 parts by weight based on parts by weight.

【0025】ポリシランと有機チタン化合物の混合及び
成形方法は、両者可溶の有機溶剤に溶解させて混合し、
有機溶剤を蒸発させながら成形することにより行うこと
ができる。この場合、ポリシラン膜の形成方法として
は、スピンコート法、ディッピング法、キャスト法、ポ
ッティング法、ヂスペンス法、LB法(ラングミュアー
・ブロジット法)などの通常のポリシラン薄膜形成法が
採用できる。特に、本発明の架橋膜を行う場合、キュア
リングを行うことが好ましい。これにより、溶剤の蒸発
を促進すると共に、架橋反応を促進できる。
The method of mixing and shaping the polysilane and the organotitanium compound is as follows.
It can be performed by molding while evaporating the organic solvent. In this case, as a method for forming the polysilane film, a normal polysilane thin film forming method such as a spin coating method, a dipping method, a casting method, a potting method, a dispense method, and an LB method (Langmuir-Blodgett method) can be adopted. In particular, when performing the crosslinked film of the present invention, it is preferable to perform curing. This can promote the evaporation of the solvent and the crosslinking reaction.

【0026】特には、ポリシラン膜の形成方法として、
ポリシランの溶液を高速で回転させながら成型するスピ
ンコート法が好適に用いられる。溶液の濃度は、0.1
〜67重量%とすることが好ましい。0.1重量%未満
では良好な膜形成ができず、67重量%を超えると保存
安定性が悪化するおそれがある。通常は1〜20重量%
が好適に用いられ、これにより、0.01〜100μm
の範囲の膜厚のポリシラン薄膜を形成することができ
る。
In particular, as a method for forming a polysilane film,
A spin coating method in which the polysilane solution is molded while rotating at a high speed is preferably used. The concentration of the solution is 0.1
Preferably, it is set to about 67% by weight. If it is less than 0.1% by weight, good film formation cannot be performed, and if it exceeds 67% by weight, storage stability may be deteriorated. Usually 1-20% by weight
Is preferably used, whereby 0.01 to 100 μm
Can be formed.

【0027】この後、しばらく乾燥雰囲気下で静置する
(ねかせ)とか、減圧下で40〜60℃程度の温度に放
置(エージング)することにより乾燥することが、架橋
を充分に進め、膜強度をより向上させるのに、特に効果
的である。
After that, drying is performed by leaving the film to stand in a dry atmosphere for a while (nekase) or leaving it to stand at a temperature of about 40 to 60 ° C. under reduced pressure (aging). It is particularly effective for further improving.

【0028】本発明の架橋性ポリシラン組成物を機能性
材科として利用する場合は、通常この組成物を薄膜状に
成形して用いる。この成形物は脆性及び耐溶剤性が改善
され、クラックや破断が防止されており、取り扱いが容
易な上、光安定性が改善されており、様々な用途に応用
が可能である。
When the crosslinkable polysilane composition of the present invention is used as a functional material, the composition is usually formed into a thin film for use. This molded product has improved brittleness and solvent resistance, prevents cracks and breakage, is easy to handle, has improved light stability, and can be applied to various uses.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の架橋性ポリシラン組成物は、液
体状態で任意の形状のフィルムや塗膜に容易に賦形で
き、かつ機械的特性及び耐溶剤性が改良された透明な成
形物を与え、かつ光安定性に優れるため光に暴露される
機能性材料等に適した成形物を得ることができる。本発
明により得られる架橋性ポリシラン組成物は、光安定性
の必要な紫外線吸収用保護膜、帯電防止保護膜、太陽電
池用素材、センサー用素子材料、電磁シールド用筐体、
多層膜用で下地として使用できるレジスト等に応用可能
な有用な素材として利用でき、電気、電子、通信分野に
広く用いられる。
The crosslinkable polysilane composition of the present invention can be easily formed into a film or coating having an arbitrary shape in a liquid state, and is a transparent molded product having improved mechanical properties and solvent resistance. Because of its excellent light stability, it is possible to obtain a molded product suitable for a functional material exposed to light. The crosslinkable polysilane composition obtained according to the present invention is a protective film for absorbing ultraviolet light, which requires light stability, an antistatic protective film, a material for solar cells, an element material for sensors, a housing for electromagnetic shielding,
It can be used as a useful material applicable to a resist or the like that can be used as a base for a multilayer film, and is widely used in the electric, electronic, and communication fields.

【0030】[0030]

【実施例】以下、合成例、実施例及び比較例を示し、本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制
限されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Synthesis Examples, Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0031】〔合成例〕ポリシランの合成例 ポリシランは、以下のウルツ反応により合成した。ウル
ツ反応は、まず窒素気流下に、金属ナトリウムをトルエ
ン中に添加し、高速で撹拌しながら100〜110℃に
加熱し分散させる。これにジクロルジオルガノシランを
撹拌下にゆっくり滴下する。仕込み量は金属ナトリウム
2〜3モルに対し、ケイ素化合物1モルである。原料が
消失するまで4時間撹拌して反応を完結させ、次いで放
冷後、塩を濾過し、濃縮し、精製することでポリシラン
を簡単に得ることができる。
[Synthesis Example] Synthesis Example of Polysilane Polysilane was synthesized by the following Wurtz reaction. In the Wurtz reaction, metallic sodium is first added to toluene under a nitrogen stream, and the mixture is heated to 100 to 110 ° C. and dispersed while stirring at high speed. To this, dichlorodiorganosilane is slowly added dropwise with stirring. The charge amount is 1 mol of a silicon compound per 2 to 3 mol of metallic sodium. The reaction was completed by stirring for 4 hours until the raw materials disappeared, then, after standing to cool, the salt was filtered, concentrated, and purified, whereby the polysilane could be easily obtained.

【0032】即ち、フェニルメチルエトキシポリシラン
の合成は以下のように行った。窒素気流下に、金属ナト
リウム5.06g(220mmol)をトルエン60m
l中に添加し、高速で撹拌しながら110℃に加熱し分
散させた。これにフェニルメチルジクロルシラン15.
1g(80mmol)、トリクロルシラン0.8g(5
mmol)、テトラクロルシラン0.8g(5mmo
l)を撹拌下にゆっくり滴下した。原料が消失するまで
4時間撹拌し、反応を完結させた。これを放冷後、10
mlのエタノールを加え、60℃に加熱して4時間撹拌
し、塩を濾過し濃縮して、ポリシラン粗生成物8.0g
(粗収率63%)を得ることができた。このポリマーは
再度30mlのトルエンに溶解させ、その溶液にヘキサ
ン120mlを添加し、析出分離して、重量平均分子量
25,000のポリシラン5.2g(収率45%)を得
た。これをポリシランAとする(ポリシランAのm=
0.89、n=0.89、p=0.056)。
That is, the synthesis of phenylmethylethoxypolysilane was performed as follows. Under a nitrogen stream, 5.06 g (220 mmol) of metallic sodium was added to 60 m of toluene.
and heated to 110 ° C. while stirring at high speed to disperse. This is followed by phenylmethyldichlorosilane.
1 g (80 mmol), 0.8 g of trichlorosilane (5
mmol), 0.8 g of tetrachlorosilane (5 mmol
l) was slowly added dropwise with stirring. The mixture was stirred for 4 hours until the raw materials disappeared to complete the reaction. After allowing this to cool, 10
Add ethanol to the mixture, heat to 60 ° C. and stir for 4 hours, filter and concentrate the salt, 8.0 g of crude polysilane.
(Crude yield 63%) was obtained. This polymer was dissolved again in 30 ml of toluene, 120 ml of hexane was added to the solution, and the solution was separated by precipitation to obtain 5.2 g (yield: 45%) of polysilane having a weight average molecular weight of 25,000. This is referred to as polysilane A (m = polysilane A =
0.89, n = 0.89, p = 0.056).

【0033】また、フェニルメチルポリシランの合成は
以下のように行った。窒素気流下に、金属ナトリウム
5.06g(220mmol)をトルエン60ml中に
添加し、高速で撹拌しながら110℃に加熱し分散させ
た。これにフェニルメチルジクロルシラン19.1g
(100mmol)を撹拌下にゆっくり滴下した。原料
が消失するまで4時間撹拌し、反応を完結させた。次い
で、放冷後、塩を濾過し、濃縮して、ポリシラン粗生成
物10.0g(粗収率83%)を得ることができた。こ
のポリマーは再度30mlのトルエンに溶解させ、その
溶液にヘキサン120mlを添加し析出分離して、重量
平均分子量45,000のフェニルメチルポリシラン
6.6g(収率55%)を得た。これをポリシランBと
する(ポリシランBのm=1、n=1、p=0)。
The synthesis of phenylmethylpolysilane was performed as follows. Under a nitrogen stream, 5.06 g (220 mmol) of metallic sodium was added to 60 ml of toluene, and heated and dispersed at 110 ° C. while stirring at high speed. 19.1 g of phenylmethyldichlorosilane
(100 mmol) was slowly added dropwise with stirring. The mixture was stirred for 4 hours until the raw materials disappeared to complete the reaction. Next, after standing to cool, the salt was filtered and concentrated to obtain 10.0 g of crude polysilane (crude yield 83%). This polymer was dissolved again in 30 ml of toluene, 120 ml of hexane was added to the solution, and the solution was separated by precipitation to obtain 6.6 g (55% yield) of phenylmethylpolysilane having a weight average molecular weight of 45,000. This is designated as polysilane B (m = 1, n = 1, p = 0 of polysilane B).

【0034】〔実施例1,2及び比較例1,2〕ポリシ
ラン(合成例で製造したポリシランA,B)90重量
部、テトラブトキシチタネート10重量部をトルエン1
000重量部に溶解させ、石英ガラス板上にこの溶液を
3000rpm、10秒でスピンコートし、2mmHg
/50℃で乾燥させて、ポリシランA−チタン膜、ポリ
シランB−チタン膜を作った。比較のため、ポリシラン
100重量部、テトラブトキシチタネート0重量部又は
110重量部とした以外は全く同様の操作を行い、ポリ
シランA膜、ポリシランB膜を作った。
Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 90 parts by weight of polysilane (polysilanes A and B produced in the synthesis examples) and 10 parts by weight of tetrabutoxytitanate were added to toluene 1
2,000 parts by weight, and this solution was spin-coated on a quartz glass plate at 3000 rpm for 10 seconds.
/ 50 ° C. to form a polysilane A-titanium film and a polysilane B-titanium film. For comparison, the same operation was carried out except that 100 parts by weight of polysilane and 0 parts by weight or 110 parts by weight of tetrabutoxytitanate were used to form a polysilane A film and a polysilane B film.

【0035】この膜をTHFに10秒間浸し、その前後
で膜厚の変化、紫外線吸収能の変化を調べたところ、以
下のとおりであった。
This film was immersed in THF for 10 seconds, and before and after the change in the film thickness and the change in the ultraviolet absorbing ability, the results were as follows.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリシラン、有機チタン化合物、及びこ
れらを溶解する有機溶剤を主成分とすることを特徴とす
る架橋性ポリシラン組成物。
1. A crosslinkable polysilane composition comprising, as a main component, a polysilane, an organic titanium compound, and an organic solvent dissolving them.
【請求項2】 ポリシランが、下記一般式(1) (R1 m2 npSi)q (1) (式中、R1,R2は水素原子又は置換もしくは非置換の
脂肪族、脂環式又は芳香族の一価炭化水素基、Xはヒド
ロキシ基、アルコキシ基又はハロゲン原子、mは、0≦
m≦2、nは、0.1≦n≦2、pは、0<p≦0.2
であり、かつ、1≦m+n+p≦2.5を満たす正数、
qは、5≦q≦100,000の整数である。)で示さ
れるものである請求項1記載の架橋性ポリシラン組成
物。
2. The polysilane is represented by the following general formula (1) (R 1 m R 2 n X p Si) q (1) (wherein R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted aliphatic, An alicyclic or aromatic monovalent hydrocarbon group, X is a hydroxy group, an alkoxy group or a halogen atom, and m is 0 ≦
m ≦ 2, n is 0.1 ≦ n ≦ 2, p is 0 <p ≦ 0.2
And a positive number satisfying 1 ≦ m + n + p ≦ 2.5,
q is an integer of 5 ≦ q ≦ 100,000. The crosslinkable polysilane composition according to claim 1, which is represented by the following formula:
【請求項3】 有機チタン化合物が、アルコキシチタネ
ート、チタンアセチルアセトナート又はチタンカルボン
酸塩である請求項1又は2記載の架橋性ポリシラン組成
物。
3. The crosslinkable polysilane composition according to claim 1, wherein the organic titanium compound is an alkoxy titanate, a titanium acetylacetonate or a titanium carboxylate.
【請求項4】 アルコキシチタネートが、テトラブトキ
シチタネート又はそのオリゴマーである請求項3記載の
架橋性ポリシラン組成物。
4. The crosslinkable polysilane composition according to claim 3, wherein the alkoxy titanate is tetrabutoxy titanate or an oligomer thereof.
【請求項5】 請求項1、2又は3記載の架橋性ポリシ
ラン組成物を膜状に成形し、有機溶剤を除去することに
よって得られた架橋ポリシラン膜。
5. A crosslinked polysilane film obtained by forming the crosslinkable polysilane composition according to claim 1, 2 or 3 into a film, and removing an organic solvent.
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