JPWO2011115042A1 - 硬化性樹脂組成物、硬化物及び含フッ素重合体 - Google Patents
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Abstract
製造が容易であり、架橋密度を容易に調整することができる硬化性樹脂組成物を提供する。含フッ素重合体(A)とヒドロシリル化架橋剤(B)とからなる硬化性樹脂組成物であって、含フッ素重合体(A)は、含フッ素単量体に由来する重合単位、及び、炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位からなる含フッ素重合体であり、ヒドロシリル化架橋剤(B)は、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を分子内に2個以上有するシロキサン化合物であることを特徴とする硬化性樹脂組成物である。
Description
本発明は、硬化性樹脂組成物、硬化物及び含フッ素重合体に関する。より詳しくは、ヒドロシリル化反応により硬化することができる硬化性樹脂組成物、該硬化性樹脂組成物を硬化した硬化物、及び、上記硬化性樹脂組成物に好適な含フッ素重合体に関する。
含フッ素重合体を用いた硬化性樹脂組成物として、例えば特許文献1には、側鎖末端にエチレン性炭素−炭素二重結合を有する硬化性含フッ素重合体からなる組成物が提案されている。特許文献2には、両末端にビニル基を有する特定の含フッ素アミド化合物と特定の含フッ素オルガノ水素シロキサンと、触媒量の白金族化合物を含有する硬化性組成物が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示されている架橋反応は光硬化反応であり、ヒドロシリル化反応による硬化系は開示されていない。また、硬化性含フッ素重合体は、特定の構造を有する鎖状の単量体からなるものである。
特許文献2に記載されている含フッ素アミド化合物は、重合体を製造した後、炭素−炭素二重結合を末端に導入したものであるため、架橋点の量を容易に調整することができない点で改善の余地があった。
本発明の目的は、製造が容易であり、架橋密度を容易に調整することができる硬化性樹脂組成物を提供することにある。
本発明は、含フッ素重合体(A)とヒドロシリル化架橋剤(B)とからなる硬化性樹脂組成物であって、含フッ素重合体(A)は、含フッ素単量体に由来する重合単位、及び、炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位からなる含フッ素重合体であり、ヒドロシリル化架橋剤(B)は、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を分子内に2個以上有するシロキサン化合物であることを特徴とする硬化性樹脂組成物である。
本発明は、上記硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物でもある。
本発明は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、へキサフルオロプロピレン、及び、CF2=CF−ORf1(式中、Rf1は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体に由来する重合単位、及び、下記式(a):
(式中、R1は、水素原子又は炭素数1〜10の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。R2は、水素原子又は炭素数1〜10の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位からなることを特徴とする含フッ素重合体でもある。
本発明は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、へキサフルオロプロピレン、及び、CF2=CF−ORf1(式中、Rf1は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体に由来する重合単位、及び、下記式(b):
(式中、R3は、水素原子又は炭素数1〜5の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。R4は、水素原子又は炭素数1〜10の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。R5は、水素原子又は炭素数1〜5の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。nは0〜10の整数である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位からなることを特徴とする含フッ素重合体でもある。
本発明は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、へキサフルオロプロピレン、及び、CF2=CF−ORf1(式中、Rf1は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体に由来する重合単位、及び、下記式(c):
(式中、R6は、水素原子又は炭素数1〜5の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位からなることを特徴とする含フッ素重合体でもある。
本発明の硬化性樹脂組成物は、炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体を重合して架橋サイトを導入したポリマーを含むため、架橋サイトの量を容易に調整することができ、製造も容易である。また、架橋密度の高い硬化物を得ることが可能である。更に、溶剤を含まなくても調製することができるため、得られる硬化物から溶剤を除去する工程を不要とすることもできる。
本発明の硬化物は、上記硬化性樹脂組成物を硬化して得られたものであるため、透明性が高く、容易にかつ安価に製造することができる。また、架橋密度を高くすることもできる。
本発明の含フッ素重合体は製造が容易であり、架橋サイトの量を容易に調整することができ、更にヒドロシリル化架橋剤に溶解又は分散しやすいため、上記硬化性樹脂組成物に好適に用いることができる。
本発明の含フッ素重合体は製造が容易であり、架橋サイトの量を容易に調整することができ、更にヒドロシリル化架橋剤に溶解又は分散しやすいため、上記硬化性樹脂組成物に好適に用いることができる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、(A)含フッ素単量体に由来する重合単位(以下「含フッ素単量体単位」ともいう)、及び、炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位(以下「ノルボルネン単量体単位」ともいう)からなる含フッ素重合体と、(B)ヒドロシリル化架橋剤と、からなる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、含フッ素単量体単位を含む含フッ素重合体(A)からなるものであるため、得られる硬化物の屈折率や紫外域ないし近赤外域での透明性などの光学的特性、耐光性、耐候性、耐熱性、吸水性、撥水撥油性、耐薬品性を優れたものとすることができる。
本発明の硬化性樹脂組成物の架橋反応は、水や塩などの脱離成分が発生する反応ではなく付加反応であるため、副生成物を除去する工程を必要としない。
また、ヒドロシリル化架橋剤を適切に選択することにより、溶剤を使用しなくても、所定の粘度の組成物を調製でき、架橋(硬化)も簡便に行うことができる。また、得られる硬化物から溶剤を除去する工程を不要とすることもできる。更に、溶剤を使用せずに調製することができるため、得られる硬化物の透明性をより高めることもできる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、上記ノルボルネン単量体単位が炭素−炭素二重結合(架橋サイト)を有しているため、含フッ素重合体に架橋サイトを導入する工程が不要であり、製造工程の簡略化を図ることができる。また、容易に架橋サイトの量を調整することができ、架橋密度の高い成形品を得ることが可能である。
更に、国際公開第2005/085303号パンフレット、国際公開第2009/096342号パンフレットに記載されているようなフッ素系の封止材料と比較して安価に製造することができ、実用的である。
(A)含フッ素重合体
含フッ素重合体(A)は、含フッ素単量体に由来する重合単位、及び、炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位からなる。含フッ素重合体(A)は、架橋サイトを有する重合体であり、架橋サイトの量は含フッ素重合体(A)を製造する際に容易に調整することができる。また、含フッ素重合体(A)は、驚くべきことに、ヒドロシリル化架橋剤に溶解又は分散するため、本発明の硬化性樹脂組成物は溶剤を不要とすることができる。
架橋サイト(炭素−炭素二重結合)の量は、ノルボルネン単量体の種類、及び、全モノマー量に対するノルボルネン単量体の比率を変えることで、容易に調整することができる。含フッ素重合体(A)中の架橋サイトの存在は、例えば、1H−NMRで確認することができる。
含フッ素重合体(A)は、含フッ素単量体に由来する重合単位、及び、炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位からなる。含フッ素重合体(A)は、架橋サイトを有する重合体であり、架橋サイトの量は含フッ素重合体(A)を製造する際に容易に調整することができる。また、含フッ素重合体(A)は、驚くべきことに、ヒドロシリル化架橋剤に溶解又は分散するため、本発明の硬化性樹脂組成物は溶剤を不要とすることができる。
架橋サイト(炭素−炭素二重結合)の量は、ノルボルネン単量体の種類、及び、全モノマー量に対するノルボルネン単量体の比率を変えることで、容易に調整することができる。含フッ素重合体(A)中の架橋サイトの存在は、例えば、1H−NMRで確認することができる。
炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体は、ノルボルネン骨格を有し、更に、ノルボルネン骨格以外の部分に炭素−炭素二重結合を1個以上有する単量体である。ノルボルネン単量体としては、炭素−炭素二重結合を2個有するノルボルネン単量体が好ましい。ノルボルネン単量体は、フッ素原子を有するものであってもよいし、フッ素原子を有していないものであってもよいが、フッ素原子を有していないものが好ましい。
ノルボルネン単量体は、例えば、ノルボルネン骨格と1個以上の炭素−炭素二重結合を有する基、及び/又は、ジシクロペンタジエン骨格、を有する単量体であることが好ましい。
上記ノルボルネン骨格は、下記式:
で表される炭素骨格である。
上記ジシクロペンタジエン骨格は、下記式:
で表される炭素骨格である。
ノルボルネン単量体が1個以上の炭素−炭素二重結合を有する基を有する単量体である場合、ノルボルネン単量体は、1個以上の炭素−炭素二重結合を有する基を1個有していてもよいし、2個以上有していてもよい。ノルボルネン単量体は、ノルボルネン骨格および1個以上の炭素−炭素二重結合を有する基を1個有するものであることが好ましく、ノルボルネン骨格および1個の炭素−炭素二重結合を有する基を1個有するものであることがより好ましい。
炭素−炭素二重結合を1個以上有する基としては、例えば、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基等のアルケニル基;ビニルフェニル基、イソプロペニルフェニル基等のアルケニル基含有アリール基;ビニルフェニルメチル基等のアルケニル基含有アラルキル基;ビニリデン基等のアルキリデン基;等が挙げられる。炭素−炭素二重結合を1個以上有する基としては、アルケニル基、アルケニル基含有アリール基、アルケニル基含有アラルキル基、及び、アルキリデン基からなる群より選択される少なくとも1種の基が好ましい。より好ましくは、アルケニル基、及び/又は、アルキリデン基である。また、炭素−炭素二重結合を2個以上有する基としては、例えば、昭和電工社製カレンズBEI等の化合物とOH基を有するノルボルネン単量体を反応させることで導入される、2個以上の炭素−炭素二重結合を2個有する基等が挙げられる。
上記ノルボルネン単量体としては、例えば、下記式(a):
(式中、R1は、水素原子又は炭素数1〜10の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。R2は、水素原子又は炭素数1〜10の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体が好ましい。R1としては、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であることがより好ましい。R2としては、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であることがより好ましい。R1として具体的には、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、t−ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、へプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。R1としては、メチル基がより好ましい。R2としては、R1と同様のものが挙げられる。R2としては水素原子が好ましい。なお、本明細書中で、「酸素原子を含んでもよい炭化水素基」としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキルエーテル基又はアルケニルエーテル基であることが好ましい。
上記式(a)で表されるノルボルネン単量体としては、下記式(1):
(式中、R7は、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個有するノルボルネン単量体であることがより好ましい。R7としては、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。
上記ノルボルネン単量体としては、下記式(b):
(式中、R3は、水素原子又は炭素数1〜5の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。R4は、水素原子又は炭素数1〜10の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。R5は、水素原子又は炭素数1〜5の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。nは0〜10の整数である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体も好ましい。R3としては、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であることがより好ましい。R4は、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましい。R5は、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。nは、0〜5の整数であることが好ましく、0又は1であることがより好ましい。
上記式(b)で表されるノルボルネン単量体としては、下記式(2):
(式中R8は、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個有するノルボルネン単量体であることがより好ましい。R8としては、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
上記式(a)又は(b)で表されるノルボルネン単量体としては、例えば、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−(2−プロペニル)−2−ノルボルネン、5−(3−ブテニル)−2−ノルボルネン、5−(1−メチル−2−プロペニル)−2−ノルボルネン、5−(4−ペンテニル)−2−ノルボルネン、5−(1−メチル−3−ブテニル)−2−ノルボルネン、5−(5−ヘキセニル)−2−ノルボルネン、5−(1−メチル−4−ペンテニル)−2−ノルボルネン、5−(2,3−ジメチル−3−ブテニル)−2−ノルボルネン、5−(2−エチル−3−ブテニル)−2−ノルボルネン、5−(6−ヘプテニル)−2−ノルボルネン、5−(3−メチル−5−ヘキセニル)−2−ノルボルネン、5−(3,4−ジメチル−4−ペンテニル)−2−ノルボルネン、5−(3−エチル−4−ペンテニル)−2−ノルボルネン、5−(7−オクテニル)−2−ノルボルネン、5−(2−メチル−6−ヘプテニル)−2−ノルボルネン、5−(1,2−ジメチル−5−ヘキセシル)−2−ノルボルネン、5−(5−エチル−5−ヘキセニル)−2−ノルボルネン、5−(1,2,3−トリメチル−4−ペンテニル)−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、2,3−ジイソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−エチリデン−3−イソプロピリテン−5−ノルボルネンなどが挙げられる。これらのノルボルネン単量体は、単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
(式中、R6は、水素原子又は炭素数1〜5の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体も好ましい。
上記式(c)で表されるノルボルネン単量体としては、下記式(3):
で表される炭素−炭素二重結合を2個有するノルボルネン単量体であることがより好ましい。
ノルボルネン単量体としては、ヒドロシリル化架橋剤(B)に溶解又は分散しやすい点から、式(a)で表されるノルボルネン単量体、式(b)で表されるノルボルネン単量体、及び、式(c)で表されるノルボルネン単量体からなる群より選択される少なくとも1種の単量体であることが好ましい。より好ましくは、式(1)で表されるノルボルネン単量体、式(2)で表されるノルボルネン単量体、及び、式(3)で表されるノルボルネン単量体からなる群より選択される少なくとも1種の単量体である。更に好ましくは、式(1)で表されるノルボルネン単量体である。
本発明における含フッ素単量体は、上記ノルボルネン単量体と共重合可能な、フッ素原子を有する単量体である。上記含フッ素単量体は、ノルボルネン骨格を有していないことが好ましい。より好ましくは、ノルボルネン骨格を有さない炭素−炭素二重結合を有する単量体である。
上記含フッ素単量体としては、テトラフルオロエチレン〔TFE〕、フッ化ビニリデン〔VdF〕、クロロトリフルオロエチレン〔CTFE〕、フッ化ビニル、へキサフルオロプロピレン〔HFP〕、へキサフルオロイソブテン、CH2=CZ1(CF2)n 1Z2(式中、Z1はH又はF、Z2はH、F又はCl、n1は1〜10の整数である。)で示される単量体、CF2=CF−ORf1(式中、Rf1は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)〔PAVE〕、及び、CF2=CF−OCH2−Rf2(式中、Rf2は、炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基)で表されるアルキルパーフルオロビニルエーテル誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体が好ましい。
上記PAVEとしては、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)〔PMVE〕、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)〔PEVE〕、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)〔PPVE〕、パーフルオロ(ブチルビニルエーテル)等が挙げられ、なかでも、PMVE、PEVE又はPPVEがより好ましい。
上記アルキルパーフルオロビニルエーテル誘導体としては、Rf2が炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基であるものが好ましく、CF2=CF−OCH2−CF2CF3がより好ましい。
上記含フッ素単量体としては、TFE及び/又はCTFEがより好ましく、TFEが更に好ましい。
含フッ素重合体(A)は、含フッ素単量体単位、及び、炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来するノルボルネン単量体単位、並びに、上記フッ素単量体及び炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体と共重合可能な他の単量体に由来する単量体単位からなるものであってもよい。上記他の単量体は、フッ素原子を含まない単量体である。
上記他の単量体としては、上記炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体を除く、フッ素非含有エチレン性単量体が好ましい。上記他の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アルキルビニルエーテル、水酸基含有ビニルエーテルモノマー、ビニルエステルモノマー、不飽和カルボン酸、及び、炭素−炭素二重結合を1個有するノルボルネン単量体からなる群より選択される少なくとも1種のフッ素非含有エチレン性単量体が好ましい。上記アルキルビニルエーテルとしては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等が挙げられる。水酸基含有ビニルエーテルモノマーとしては、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル等が挙げられる。ビニルエステルモノマーとしては、バーサティック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキシルカルボン酸ビニル、酢酸ビニル等が挙げられる。
他の単量体としては、なかでも炭素−炭素二重結合を1個有するノルボルネン単量体が好ましい。
他の単量体としては、なかでも炭素−炭素二重結合を1個有するノルボルネン単量体が好ましい。
炭素−炭素二重結合を1個有するノルボルネン単量体は、ノルボルネン骨格を有し、ノルボルネン骨格以外の部分に、炭素−炭素二重結合を有さない単量体である。炭素−炭素二重結合を1個有するノルボルネン単量体としては、下記式(d):
(式中、R14は炭素数1〜10のアルキル基である。xは0〜2の整数である。)で示されるノルボルネン単量体であることが好ましく、下記式:
上記不飽和カルボン酸としては、共重合を可能にする炭素−炭素二重結合を1分子中に少なくとも1個有し、且つ、カルボニルオキシ基〔−C(=O)−O−〕を1分子中に少なくとも1個有するものが好ましく、脂肪族不飽和モノカルボン酸であってもよいし、カルボキシル基を2個以上有する脂肪族不飽和ポリカルボン酸であってもよい。
上記脂肪族不飽和カルボン酸としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、マレイン酸無水物、フマル酸、イタコン酸、イタコン酸無水物、シトラコン酸、シトラコン酸無水物、メサコン酸及びアコニット酸からなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
含フッ素重合体(A)は、含フッ素単量体単位とノルボルネン単量体単位とのモル比が90:10〜10:90であることが好ましい。より好ましくは、70:30〜30:70である。
含フッ素重合体(A)は、含フッ素単量体単位とノルボルネン単量体単位との合計が、全重合単位に対して30モル%以上であることが好ましい。より好ましくは、50モル%以上である。
含フッ素重合体(A)は、上記他の単量体単位が、全単量体単位に対して70モル%以下であることが好ましい。より好ましくは、50モル%以下である。
含フッ素重合体(A)の数平均分子量としては、特に限定はないが、ヒドロシリル化架橋剤(B)若しくは溶剤(D)への溶解性又は分散性の点から、1000〜1000000であることが好ましく、1000〜500000であることがより好ましい。
含フッ素重合体(A)は、ガラス転移温度が30〜200℃であることが好ましく、45〜150℃であることがより好ましい。
含フッ素重合体(A)は、ガラス転移温度が30〜200℃であることが好ましく、45〜150℃であることがより好ましい。
含フッ素重合体(A)は、架橋密度が均一な硬化物が得られる観点から、上記含フッ素単量体とノルボルネン単量体との交互共重合体であることが好ましい。このような交互共重合体は、重合中のモノマー組成比を約1:1とすることで好ましく得ることができる。
上記含フッ素重合体(A)は、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などにより製造することができる。上記の重合においては、重合開始剤、界面活性剤、連鎖移動剤、及び、溶媒を使用することができ、それぞれ従来公知のものを使用することができる。
上記重合開始剤としては、油溶性ラジカル重合開始剤、または水溶性ラジカル開始剤を使用できる。油溶性ラジカル重合開始剤としては、公知の油溶性の過酸化物であってよく、たとえばジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネートなどのジアルキルパーオキシカーボネート類、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシピバレートなどのパーオキシエステル類、ジ−t−ブチルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド類などが、また、ジ(ω−ハイドロ−ドデカフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(ω−ハイドロ−テトラデカフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(ω−ハイドロ−ヘキサデカフルオロノナノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロブチリル)パーオキサイド、ジ(パーフルパレリル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロノナノイル)パーオキサイド、ジ(ω−クロロ−ヘキサフルオロブチリル)パーオキサイド、ジ(ω−クロロ−デカフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(ω−クロロ−テトラデカフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ω−ハイドロ−ドデカフルオロヘプタノイル−ω−ハイドロヘキサデカフルオロノナノイル−パーオキサイド、ω−クロロ−ヘキサフルオロブチリル−ω−クロ−デカフルオロヘキサノイル−パーオキサイド、ω−ハイドロドデカフルオロヘプタノイル−パーフルオロブチリル−パーオキサイド、ジ(ジクロロペンタフルオロブタノイル)パーオキサイド、ジ(トリクロロオクタフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(テトラクロロウンデカフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ジ(ペンタクロロテトラデカフルオロデカノイル)パーオキサイド、ジ(ウンデカクロロドトリアコンタフルオロドコサノイル)パーオキサイドのジ[パーフロロ(またはフルオロクロロ)アシル]パーオキサイド類などが代表的なものとして挙げられる。
水溶性ラジカル重合開始剤としては、公知の水溶性過酸化物であってよく、たとえば、過硫酸、過ホウ酸、過塩素酸、過リン酸、過炭酸などのアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、t−ブチルパーマレエート、t−ブチルハイドロパーオキサイドなどが挙げられる。サルファイト類、亜硫酸塩類のような還元剤を過酸化物に組み合わせて使用してもよく、その使用量は過酸化物に対して0.1〜20倍であってよい。
上記界面活性剤としては、公知の界面活性剤が使用でき、例えば、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤などが使用できる。なかでも、含フッ素アニオン性界面活性剤が好ましく、エーテル結合性酸素原子を含んでもよい(すなわち、炭素原子間に酸素原子が挿入されていてもよい)、炭素数4〜20の直鎖又は分岐した含フッ素アニオン性界面活性剤がより好ましい。添加量(対重合水)は、好ましくは50〜5000ppmである。
溶液重合は、反応単量体を溶解し得る溶媒中で重合を行い、生成する重合体が溶媒中に溶解しても、沈澱してもよい。この様な溶液重合用溶媒としては、たとえば、CF3CH2CF2CH3、CF3CHFCHFCF2CF3、下記式:
で表される化合物、CHF2CH3CF3、CF3CF2CHCl2、CClF2CF2CHClF、CF3CF2CF2CF2OCH3、CF3CF2CF2CF2OCH2CH3、CHF2CF2OCH2CF3などのフルオロカーボン系の溶媒、オクタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、アセトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン、酢酸エチルなどのエステル、キシレン、トルエンなどの芳香族炭化水素、クロロホルムなどのクロロ炭化水素、t−ブタノールなどのアルコールなどが例示される。これらの溶媒の内、連鎖移動が少ないことを考慮すれば、フルオロカーボン系の溶媒が好ましい。溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。
懸濁重合では、水に加えて、フッ素系溶媒を使用してもよい。フッ素系溶媒としては、CH3CClF2、CH3CCl2F、CF3CF2CCl2H、CF2ClCF2CFHCl等のハイドロクロロフルオロアルカン類;パーフルオロシクロブタン、CF3CF2CF2CF3、CF3CF2CF2CF2CF3、CF3CF2CF2CF2CF2CF3等のパーフルオロアルカン類等が挙げられる。
重合温度としては特に限定されず、0〜100℃であってよい。重合圧力は、用いる溶媒の種類、量及び蒸気圧、重合温度等の他の重合条件に応じて適宜定められるが、通常、0〜9.8MPaGであってよい。重合系には、必要に応じ、エタン、イソペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類;トルエン、キシレンなどの芳香族類;アセトンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル類;メタノール、エタノールなどのアルコール類;メチルメルカプタンなどのメルカプタン類;四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル等のハロゲン化炭化水素などの連鎖移動剤を用いてもよい。
懸濁重合では、水に加えて、フッ素系溶媒を使用してもよい。フッ素系溶媒としては、CH3CClF2、CH3CCl2F、CF3CF2CCl2H、CF2ClCF2CFHCl等のハイドロクロロフルオロアルカン類;パーフルオロシクロブタン、CF3CF2CF2CF3、CF3CF2CF2CF2CF3、CF3CF2CF2CF2CF2CF3等のパーフルオロアルカン類等が挙げられる。
重合温度としては特に限定されず、0〜100℃であってよい。重合圧力は、用いる溶媒の種類、量及び蒸気圧、重合温度等の他の重合条件に応じて適宜定められるが、通常、0〜9.8MPaGであってよい。重合系には、必要に応じ、エタン、イソペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類;トルエン、キシレンなどの芳香族類;アセトンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル類;メタノール、エタノールなどのアルコール類;メチルメルカプタンなどのメルカプタン類;四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル等のハロゲン化炭化水素などの連鎖移動剤を用いてもよい。
(B)ヒドロシリル化架橋剤
ヒドロシリル化反応は、炭素−炭素二重結合とケイ素原子に直接結合している水素原子との付加反応であり、本発明におけるヒドロシリル化架橋剤(B)は、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を分子内に2個以上有するシロキサン化合物である。ヒドロシリル化架橋剤は液状であることが好ましい。
ヒドロシリル化反応は、炭素−炭素二重結合とケイ素原子に直接結合している水素原子との付加反応であり、本発明におけるヒドロシリル化架橋剤(B)は、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を分子内に2個以上有するシロキサン化合物である。ヒドロシリル化架橋剤は液状であることが好ましい。
ヒドロシリル化架橋剤(B)としては、たとえば国際公開第2008/153002号パンフレット、国際公開第2008/044765号パンフレット、国際公開第2008/072716号パンフレットなどに記載されているものが使用できる。
具体的には、たとえば国際公開第2008/044765号パンフレット記載のB1、B2又はB3を使用することができる。
ヒドロシリル化架橋剤(B)としては、下記式:
−O−SiR8H−
(式中、R8は、炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。)で表される構造を2個以上有するシロキサン化合物が好ましい。上記R8としては、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、又は、アリール基が好ましい。R8として、より好ましくはメチル基、エチル基、及び、フェニル基からなる群より選択される少なくとも1種の基であり、更に好ましくは、メチル基である。
−O−SiR8H−
(式中、R8は、炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。)で表される構造を2個以上有するシロキサン化合物が好ましい。上記R8としては、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、又は、アリール基が好ましい。R8として、より好ましくはメチル基、エチル基、及び、フェニル基からなる群より選択される少なくとも1種の基であり、更に好ましくは、メチル基である。
ヒドロシリル化架橋剤(B)としては、また、下記式:
−O−SiR8 2H
(式中、R8は、同一又は異なって、炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。)で表されるジオルガノシロキシ基(b1)を有するシロキサン化合物が好ましい。上記R8としては、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、又は、アリール基が好ましい。R8として、より好ましくはメチル基、エチル基、及び、フェニル基からなる群より選択される少なくとも1種の基であり、更に好ましくは、メチル基である。
−O−SiR8 2H
(式中、R8は、同一又は異なって、炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。)で表されるジオルガノシロキシ基(b1)を有するシロキサン化合物が好ましい。上記R8としては、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、又は、アリール基が好ましい。R8として、より好ましくはメチル基、エチル基、及び、フェニル基からなる群より選択される少なくとも1種の基であり、更に好ましくは、メチル基である。
ジオルガノシロキシ基(b1)としては、例えば、式:
−O−Si(CH3)2H
で表される基、式:
−O−Si(C6H5)2H
で表される基、式:
−O−Si(CH3)(C6H5)H
で表される基、式:
−O−Si(C2H5)2H
で表される基が例示できる。
−O−Si(CH3)2H
で表される基、式:
−O−Si(C6H5)2H
で表される基、式:
−O−Si(CH3)(C6H5)H
で表される基、式:
−O−Si(C2H5)2H
で表される基が例示できる。
本発明においては、ヒドロシリル化架橋剤(B)は、含フッ素重合体(A)を溶解又は分散可能な水素原子がケイ素原子に直接結合した基を2個以上有する液状のシロキサン化合物(以下、「ヒドロシリル化架橋剤(B4)」ともいう。)であってもよいし、含フッ素重合体(A)を溶解及び分散しない液状または固体状であって水素原子がケイ素原子に直接結合した基を2個以上有するシロキサン化合物(以下、「ヒドロシリル化架橋剤(B5)」ともいう。)であってもよい。
(B4)ヒドロシリル化架橋剤
ヒドロシリル化架橋剤(B4)は、含フッ素重合体(A)を溶解又は分散可能な、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を分子内に2個以上有する液状のシロキサン化合物である。ヒドロシリル化架橋剤(B4)は、ヒドロシリル化反応によって含フッ素重合体(A)を架橋(硬化)させる能力を有するほか、含フッ素重合体(A)を溶解又は分散させることができるシロキサン化合物である。
ヒドロシリル化架橋剤(B4)は、含フッ素重合体(A)を溶解又は分散可能な、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を分子内に2個以上有する液状のシロキサン化合物である。ヒドロシリル化架橋剤(B4)は、ヒドロシリル化反応によって含フッ素重合体(A)を架橋(硬化)させる能力を有するほか、含フッ素重合体(A)を溶解又は分散させることができるシロキサン化合物である。
このヒドロシリル化架橋剤(B4)を用いる場合、含フッ素重合体(A)を溶解又は分散するための溶剤(後述の溶剤(D))を必要とせず、いわゆる無溶剤型の硬化性樹脂組成物とすることができる。
無溶剤型の硬化性樹脂組成物とするときは、有機溶剤の除去が不要となり、成形工程などを簡略化できる。さらに成形加工条件の関係から揮発分の含有が許されないケースに対しても無溶剤型の硬化性樹脂組成物は有用である。例えば、密閉容器内の充填、封止のような用途において有利である。
ヒドロシリル化架橋剤(B4)としては、たとえば国際公開第2008/044765号パンフレット記載のB1又はB2が使用できる。
ヒドロシリル化架橋剤(B4)として、下記式(4):
R9 bSi(OR10)4−b (4)
(式中、各R9は、同一若しくは異なって、一部又は全部の水素がフッ素によって置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、(メタ)アクリル基含有有機基、または、エポキシ基含有有機基を表す。R10は、同一若しくは異なって、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または、下記式:
−SiR8 2H
(式中、R8は、同一又は異なって、炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。)で表されるジオルガノシリル基(b2)を表す。但し、1分子中の少なくとも2個のR10はジオルガノシリル基(b2)である。bは0〜2の整数である。)で表されるシロキサン化合物(以下、ヒドロシリル化架橋剤(B6)ともいう。)が好ましい。上記R8としては、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、又は、アリール基が好ましい。R8として、より好ましくはメチル基、エチル基、及び、フェニル基からなる群より選択される少なくとも1種の基であり、更に好ましくは、メチル基である。R9としては、同一又は異なって、一部又は全部の水素がフッ素によって置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は、アリール基が好ましい。bは1であることが好ましく、2個のR10は上記ジオルガノシリル基(b2)であり、1個のR10は水素原子であるか、又は、3個のR10が全てジオルガノシリル基(b2)であることが好ましい。
R9 bSi(OR10)4−b (4)
(式中、各R9は、同一若しくは異なって、一部又は全部の水素がフッ素によって置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、(メタ)アクリル基含有有機基、または、エポキシ基含有有機基を表す。R10は、同一若しくは異なって、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または、下記式:
−SiR8 2H
(式中、R8は、同一又は異なって、炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。)で表されるジオルガノシリル基(b2)を表す。但し、1分子中の少なくとも2個のR10はジオルガノシリル基(b2)である。bは0〜2の整数である。)で表されるシロキサン化合物(以下、ヒドロシリル化架橋剤(B6)ともいう。)が好ましい。上記R8としては、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、又は、アリール基が好ましい。R8として、より好ましくはメチル基、エチル基、及び、フェニル基からなる群より選択される少なくとも1種の基であり、更に好ましくは、メチル基である。R9としては、同一又は異なって、一部又は全部の水素がフッ素によって置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は、アリール基が好ましい。bは1であることが好ましく、2個のR10は上記ジオルガノシリル基(b2)であり、1個のR10は水素原子であるか、又は、3個のR10が全てジオルガノシリル基(b2)であることが好ましい。
また、ヒドロシリル化架橋剤(B4)としては、下記式(5):
R9 c1(R10O)3−c1Si−R11−SiR9 c2(OR10)3−c2(5)
(式中、R9は、同一又は異なって、一部又は全部の水素がフッ素によって置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、(メタ)アクリル基含有有機基、または、エポキシ基含有有機基を表す。R10は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または、下記式:
−SiR8 2H
(式中、R8は、同一又は異なって、炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。)で表されるジオルガノシリル基(b2)を表す。但し、1分子中の少なくとも2個のR10はジオルガノシリル基(b2)である。R11は2価の有機基である。c1は0〜3の整数であり、c2は0〜3の整数である。但し、c1とc2が共に3となることはない。)で表されるシロキサン化合物(以下、ヒドロシリル化架橋剤(B7)ともいう。)であることも好ましい。
上記(メタ)アクリル基含有有機基は、(メタ)アクリル基を有する炭素数1〜10のアルキル基、又は、(メタ)アクリル基を有する炭素数1〜10のアルキルエーテル基であることが好ましい。エポキシ基含有有機基は、エポキシ基を有する、炭素数1〜10のアルキル基、又は、炭素数1〜10のアルキルエーテル基であることが好ましい。ヒドロシリル化架橋剤(B)としては、ヒドロシリル化架橋剤(B6)及び(B7)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物が好ましい。
R9 c1(R10O)3−c1Si−R11−SiR9 c2(OR10)3−c2(5)
(式中、R9は、同一又は異なって、一部又は全部の水素がフッ素によって置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、(メタ)アクリル基含有有機基、または、エポキシ基含有有機基を表す。R10は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または、下記式:
−SiR8 2H
(式中、R8は、同一又は異なって、炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。)で表されるジオルガノシリル基(b2)を表す。但し、1分子中の少なくとも2個のR10はジオルガノシリル基(b2)である。R11は2価の有機基である。c1は0〜3の整数であり、c2は0〜3の整数である。但し、c1とc2が共に3となることはない。)で表されるシロキサン化合物(以下、ヒドロシリル化架橋剤(B7)ともいう。)であることも好ましい。
上記(メタ)アクリル基含有有機基は、(メタ)アクリル基を有する炭素数1〜10のアルキル基、又は、(メタ)アクリル基を有する炭素数1〜10のアルキルエーテル基であることが好ましい。エポキシ基含有有機基は、エポキシ基を有する、炭素数1〜10のアルキル基、又は、炭素数1〜10のアルキルエーテル基であることが好ましい。ヒドロシリル化架橋剤(B)としては、ヒドロシリル化架橋剤(B6)及び(B7)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物が好ましい。
ヒドロシリル化架橋剤(B6)又は(B7)として、具体的には、式:
CH3Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
CH3(C6H5)Si{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
C3H7Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
C4H9Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
C6H13Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
C8H17Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
C6H5Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
(C6H5)2Si{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
CF3C2H4Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
CH3Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
CH3(C6H5)Si{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
C3H7Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
C4H9Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
C6H13Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
C8H17Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
C6H5Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
(C6H5)2Si{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
CF3C2H4Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
で表されるシロキサン化合物、式:
で表されるシロキサン化合物、式:
で表されるシロキサン化合物、式:
で表されるシロキサン化合物、式:
で表されるシロキサン化合物、式:
{(CH3)2HSiO}3Si−C2H4−Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
{(CH3)2HSiO}3Si−C6H12−Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
{(CH3)2HSiO}2CH3Si−C2H4−SiCH3{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
{(CH3)2HSiO}2CH3Si−C6H12−SiCH3{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
{(C6H5)2HSiO}3Si−C2H4−Si{OSi(C6H5)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
{(C6H5)2HSiO}3Si−C6H12−Si{OSi(C6H5)2H}3
で表されるシロキサン化合物、及び、式:
{(CH3)2HSiO}3Si−C3H6(OC2H4)m 2(OC3H6)n 2OC3H6−Si{OSi(CH3)2H}3
(式中、m2は0以上の整数であり、n2は0以上の整数であり、m2+n2≧1である。)で表されるシロキサン化合物からなる群より選択される少なくとも1種のシロキサン化合物が好ましい。
{(CH3)2HSiO}3Si−C2H4−Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
{(CH3)2HSiO}3Si−C6H12−Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
{(CH3)2HSiO}2CH3Si−C2H4−SiCH3{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
{(CH3)2HSiO}2CH3Si−C6H12−SiCH3{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
{(C6H5)2HSiO}3Si−C2H4−Si{OSi(C6H5)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
{(C6H5)2HSiO}3Si−C6H12−Si{OSi(C6H5)2H}3
で表されるシロキサン化合物、及び、式:
{(CH3)2HSiO}3Si−C3H6(OC2H4)m 2(OC3H6)n 2OC3H6−Si{OSi(CH3)2H}3
(式中、m2は0以上の整数であり、n2は0以上の整数であり、m2+n2≧1である。)で表されるシロキサン化合物からなる群より選択される少なくとも1種のシロキサン化合物が好ましい。
特に溶解性や相溶性が良好な点から、式:
C6H5Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
(C6H5)2Si{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
CH3(C6H5)Si{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
C3H7Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
C4H9Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、及び、式:
C6H13Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物からなる群より選択される少なくとも1種のシロキサン化合物が好ましい。
C6H5Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
(C6H5)2Si{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
CH3(C6H5)Si{OSi(CH3)2H}2
で表されるシロキサン化合物、式:
C3H7Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、式:
C4H9Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物、及び、式:
C6H13Si{OSi(CH3)2H}3
で表されるシロキサン化合物からなる群より選択される少なくとも1種のシロキサン化合物が好ましい。
(B8)含フッ素ヒドロシリル化架橋剤
ヒドロシリル化架橋剤(B4)としては、含フッ素ヒドロシリル化架橋剤(B8)も好ましい。含フッ素ヒドロシリル化架橋剤(B8)は含フッ素重合体(A)に対して相溶性が高いため、均一な組成物を得やすい。この含フッ素ヒドロシリル化架橋剤(B8)を用いる場合、含フッ素重合体(A)を溶解又は分散するための溶剤(後述の溶剤(D))を必要とせず、いわゆる無溶剤型の硬化性樹脂組成物とすることができる。
含フッ素ヒドロシリル化架橋剤(B8)としては、例えば、特開平05−320175号公報、特開平06−306086号公報、特開平08−003178号公報、特開平08−134084号公報、特開平08−157486号公報、特開平09−221489号公報、特開平09−316264号公報、特開平11−116685号公報、及び、特開2003−137891号公報に記載の化合物等を用いる事ができる。
ヒドロシリル化架橋剤(B4)としては、含フッ素ヒドロシリル化架橋剤(B8)も好ましい。含フッ素ヒドロシリル化架橋剤(B8)は含フッ素重合体(A)に対して相溶性が高いため、均一な組成物を得やすい。この含フッ素ヒドロシリル化架橋剤(B8)を用いる場合、含フッ素重合体(A)を溶解又は分散するための溶剤(後述の溶剤(D))を必要とせず、いわゆる無溶剤型の硬化性樹脂組成物とすることができる。
含フッ素ヒドロシリル化架橋剤(B8)としては、例えば、特開平05−320175号公報、特開平06−306086号公報、特開平08−003178号公報、特開平08−134084号公報、特開平08−157486号公報、特開平09−221489号公報、特開平09−316264号公報、特開平11−116685号公報、及び、特開2003−137891号公報に記載の化合物等を用いる事ができる。
なかでも、相溶性が高い観点から、含フッ素ヒドロシリル化架橋剤(B8)は環状よりは直鎖状が好ましく、フッ素を含有する基は末端や主鎖よりも側鎖に導入されたものが好ましい。代表的な構造式を示すと以下のようなものが挙げられる。Rf3はフッ素を含有する1価の基であり、Rf4はフッ素を含有する2価の基である。下記式:
(式中、Rf3はフッ素を含有する1価の基であり、Meはメチル基であり、Xは2価の有機基であり、Rは1価の有機基を表す。n11、m11及びo11は同一又は異なって、0以上の整数である。)で表される環状の含フッ素シロキサン化合物、下記式:
(式中、Rf3はフッ素を含有する2価の基である。Me、X、R、n11及びm11は上記と同じ。)で表される末端にRf3基が導入された直鎖状の含フッ素シロキサン化合物、下記式:
(式中、Rf4、Me、X、R、n11、m11及びo11は上記と同じ。p11は0以上の整数である。)で表される主鎖にRf4基が導入された直鎖状の含フッ素シロキサン化合物、下記式:
(式中、Rf3、Me、X、R、n11、m11及びo11は上記と同じ。)で表される側鎖にRf3基が導入された直鎖状の含フッ素シロキサン化合物が挙げられる。
各含フッ素シロキサン化合物において、Rは炭素数1〜20の1価の炭化水素基であることが好ましく、例えば、同一又は異なって、メチル基、エチル基又はフェニル基であることが好ましい。更に好ましくは、同一又は異なって、メチル基又はフェニル基である。Xは、独立して、−CH2−、−CH2O−、−CH2OCH2−、又は、−Y−NR12−CO−(但し、Yは−CH2−又は下記式:
各含フッ素シロキサン化合物において、Rは炭素数1〜20の1価の炭化水素基であることが好ましく、例えば、同一又は異なって、メチル基、エチル基又はフェニル基であることが好ましい。更に好ましくは、同一又は異なって、メチル基又はフェニル基である。Xは、独立して、−CH2−、−CH2O−、−CH2OCH2−、又は、−Y−NR12−CO−(但し、Yは−CH2−又は下記式:
で表される基である。R12は1価の有機基である。)であることが好ましい。
また、含フッ素ヒドロシリル化架橋剤(B8)としては、下記式:
(式中、Rf5はフッ素を含有する1価の基であり、R12は1価の有機基を表し、R13は2価の有機基を表す。)で表される末端にRf5基が導入された直鎖状の含フッ素シロキサン化合物であることも好ましい。Rf5としてはトリフルオロメチル基であることが好ましく、R12はメチル基(−CH3)であることが好ましく、R13はメチレン基(−CH2−CH2−)であることが好ましい。
本発明のヒドロシリル化架橋剤(B4)としてはまた、下記式:
(n12は、1〜10の整数である。)で表されるシロキサン化合物も好ましい。n12は3〜10であることが好ましく、より好ましくは3〜5であり、さらに好ましくは4である。
本発明のヒドロシリル化架橋剤(B4)としてはまた、下記式:
(n13は、3又は4である。)で表されるシロキサン化合物も好ましい。
(B5)ヒドロシリル化架橋剤
含フッ素重合体(A)を溶解及び分散しない液状または固体状であって水素原子がケイ素原子に直接結合した基を2個以上有するシロキサン化合物である。
含フッ素重合体(A)を溶解及び分散しない液状または固体状であって水素原子がケイ素原子に直接結合した基を2個以上有するシロキサン化合物である。
ヒドロシリル化架橋剤(B5)を用いる場合は、含フッ素重合体(A)を溶解または分散する溶剤(D)を使用するか、また、ヒドロシリル化架橋剤(B4)を併用することが好ましい。
具体的なヒドロシリル化架橋剤(B5)としては、たとえば国際公開第2008/044765号パンフレットに記載のB3がそのまま使用できる。
ヒドロシリル化架橋剤(B5)として、具体的には、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(SiO4/2)f
で表されるシロキサン化合物、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(CH3SiO3/2)e(SiO4/2)f
で表されるシロキサン化合物、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(C6H5SiO3/2)e(SiO4/2)f
で表されるシロキサン化合物、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(CH3SiO3/2)e
で表されるシロキサン化合物、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(C6H5SiO3/2)e
で表されるシロキサン化合物、平均単位式:
{H(CH3)(C6H5)SiO1/2}d(SiO4/2)f
で表されるシロキサン化合物からなる群より選択される少なくとも1種のシロキサン化合物が挙げられ(なお、上記式中、d、e、fはいずれも正の数である。)、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(SiO4/2)f
(式中、d、fはいずれも正の数である。)
で表されるシロキサン化合物であることが好ましい。
ヒドロシリル化架橋剤(B5)として、具体的には、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(SiO4/2)f
で表されるシロキサン化合物、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(CH3SiO3/2)e(SiO4/2)f
で表されるシロキサン化合物、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(C6H5SiO3/2)e(SiO4/2)f
で表されるシロキサン化合物、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(CH3SiO3/2)e
で表されるシロキサン化合物、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(C6H5SiO3/2)e
で表されるシロキサン化合物、平均単位式:
{H(CH3)(C6H5)SiO1/2}d(SiO4/2)f
で表されるシロキサン化合物からなる群より選択される少なくとも1種のシロキサン化合物が挙げられ(なお、上記式中、d、e、fはいずれも正の数である。)、平均単位式:
{H(CH3)2SiO1/2}d(SiO4/2)f
(式中、d、fはいずれも正の数である。)
で表されるシロキサン化合物であることが好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物において、ヒドロシリル化架橋剤(B)の含有量は、含フッ素重合体の種類、ヒドロシリル化架橋剤の種類、溶剤の有無、種類などによって異なるが、例えば、含フッ素重合体(A)100質量部に対して、5質量部以上、500質量部以下であることが好ましい。より好ましくは、10質量部以上、300質量部以下であり、更に好ましくは、20質量部以上、200質量部以下である。
本発明の硬化性樹脂組成物が溶剤(D)を含む場合、ヒドロシリル化架橋剤(B)の含有量は、架橋剤としての機能の点から、含フッ素重合体(A)100質量部に対して、5質量部以上が好ましい。より好ましくは、10質量部以上であり、更に好ましくは、20質量部以上である。また、90質量部以下であることが好ましく、より好ましくは、70質量部以下であり、更に好ましくは50質量部以下である。
また、本発明の硬化性樹脂組成物が溶剤(D)を含まない場合、すなわち、ヒドロシリル化架橋剤(B)が含フッ素重合体(A)の溶剤としての役割を兼ねる場合には、ヒドロシリル化架橋剤(B)は、含フッ素重合体(A)100質量部に対して、30質量部以上、さらには50質量部以上、特に70質量部以上であり、また、500質量部以下、さらには300質量部以下、特に200質量部以下が好ましい。本発明の硬化性樹脂組成物が溶剤(D)を含まない場合、ヒドロシリル化架橋剤(B)は、ヒドロシリル化架橋剤(B4)であることが好ましく、中でも、含フッ素ヒドロシリル化架橋剤(B8)であることがより好ましい。
(C)ヒドロシリル化触媒
本発明の硬化性樹脂組成物は、更に、ヒドロシリル化触媒(C)からなることが好ましい。ヒドロシリル化触媒(C)は、本発明の組成物のヒドロシリル化反応を促進するための触媒である。このような触媒としては、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒、ルテニウム系触媒及びイリジウム系触媒からなる群より選択される少なくとも1種の触媒であることが好ましい。入手のしやすさからは、白金系触媒が好ましい。白金系触媒としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール変性物、白金のカルボニル錯体、白金のオレフィン錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体等が例示される。
本発明の硬化性樹脂組成物は、更に、ヒドロシリル化触媒(C)からなることが好ましい。ヒドロシリル化触媒(C)は、本発明の組成物のヒドロシリル化反応を促進するための触媒である。このような触媒としては、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒、ルテニウム系触媒及びイリジウム系触媒からなる群より選択される少なくとも1種の触媒であることが好ましい。入手のしやすさからは、白金系触媒が好ましい。白金系触媒としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール変性物、白金のカルボニル錯体、白金のオレフィン錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体等が例示される。
ヒドロシリル化触媒(C)としては、上記したものに限られず、公知のヒドロシリル化反応を触媒する化合物が使用できる。たとえば、国際公開第2008/153002号パンフレット、国際公開第2008/044765号パンフレット、国際特許出願PCT/JP2007/074066号明細書、国際特許出願PCT/JP2008/060555号明細書などに記載されているものが使用できる。
本発明の硬化性樹脂組成物において、ヒドロシリル化触媒(C)の含有量は本発明の組成物の硬化を促進する触媒量であればよい。ヒドロシリル化触媒(C)の含有量は、本発明の硬化性樹脂組成物に対して、質量単位で0.1〜1000ppmであることが好ましい。より好ましくは、1〜500ppmである。ヒドロシリル化触媒(C)の含有量が少なすぎると、得られる組成物の硬化を十分に促進することができなくなるおそれがあり、多すぎると得られる硬化物に着色等の問題を生じるおそれがある。
(D)溶剤
上記含フッ素重合体(A)は、本発明の硬化性樹脂組成物が溶剤を含んでいなくとも容易に調製することができるため、本発明の硬化性樹脂組成物は、溶剤を含んでいなくてもよい。しかしながら、必要に応じて溶剤(D)を含んでいてもよい。
上記含フッ素重合体(A)は、本発明の硬化性樹脂組成物が溶剤を含んでいなくとも容易に調製することができるため、本発明の硬化性樹脂組成物は、溶剤を含んでいなくてもよい。しかしながら、必要に応じて溶剤(D)を含んでいてもよい。
本発明における溶剤(D)は主として含フッ素重合体(A)を溶解または分散する役割をもつ。しかし、含フッ素重合体(A)を溶解または分散するためだけに用いる溶剤は、除去が不充分な場合、有機溶剤が硬化物内に残存するといった問題が生じたり、残存する有機溶剤の影響として耐熱性、機械的強度の低下、白濁するといった問題が生じたり、溶剤の揮発によってボイドが発生したりするおそれがあるので、溶剤の除去をできるだけ完全に行うことが望まれる。したがって、そのための作業上の負担も含め、環境負荷やコストの低減面から、できるだけ使用しない方が望ましい。すなわち、本発明の硬化性樹脂組成物は、溶剤(D)を含まないことが好ましい。
ところで、本発明では、ヒドロシリル化架橋剤(B4)のように含フッ素重合体(A)を溶解又は分散する能力を有する化合物を使用するとき、また、後述のように、ヒドロシリル化架橋反応に関与して硬化物中に組み入れられる溶剤を用いるときには、含フッ素重合体(A)を溶解または分散するためだけの溶剤は不要である。
そこで本発明においては、ヒドロシリル化架橋反応に関与するか否かという観点から、含フッ素重合体(A)を溶解または分散可能な溶剤(D)を、ヒドロシリル化架橋反応に関与する非ケイ素系反応性溶剤(D1)と、ヒドロシリル化架橋反応に関与しない溶剤(D2)とに分類する。
(D1)ヒドロシリル化架橋反応に関与する非ケイ素系反応性溶剤
前記ヒドロシリル化架橋剤(B4)は、含フッ素重合体(A)を溶解又は分散し、ヒドロシリル化架橋反応に関与する化合物であるが、シロキサン化合物である点で、溶剤(D1)とは異なる。
前記ヒドロシリル化架橋剤(B4)は、含フッ素重合体(A)を溶解又は分散し、ヒドロシリル化架橋反応に関与する化合物であるが、シロキサン化合物である点で、溶剤(D1)とは異なる。
本発明で「ヒドロシリル化架橋反応に関与する」とは、炭素−炭素二重結合とケイ素原子に直接結合している水素原子との付加反応であるヒドロシリル化反応に関与するいずれかの反応基(炭素−炭素二重結合またはケイ素原子結合水素原子含有基)を有し、結果として、ヒドロシリル化架橋反応の反応物中に組み込まれることを意味する。また、架橋性があるという観点からは複数の反応基をもつことが好ましい。
具体的には、たとえばエチレングリコールジアリル、ジエチレングリコールジジアリル、トリエチレングリコールジジアリル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジジアリル、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)などの多価アリル化合物;エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ビスフェノールAビス(ビニルオキシエチレン)エーテル、ビス(ビニルオキシエチレン)エーテル、ヒドロキノンビス(ビニルオキシエチレン)エーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、
などの多価ビニルエーテル化合物;エチレングリコールジアクリレート(EDA)、ジエチレングリコールジアクリレート(DiEDA)、トリエチレングリコールジアクリレート(TriEDA)、1,4−ブタンジオールジアクリレート(1,4−BuDA)、1,3−ブタンジオールジアクリレート(1,3−BuDA)、2,2−ビス〔4−(2−ヒドロキシ−3−アクリロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン(Bis−GA)、2,2−ビス(4−アクリロキシフェニル)プロパン(BPDA)、2,2−ビス(4−アクリロキシエトキシフェニル)プロパン(Bis−AEPP)、2,2−ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン(Bis−APEPP)、ジ(アクリロキシエチル)トリメチルヘキサメチレンジウレタン(UDA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPA)などの多価アクリル化合物;エチレングリコールジメタクリレート(EDMA)、ジエチレングリコールジメタクリレート(DiEDMA)、トリエチレングリコールジメタクリレート(TriEDMA)、1,4−ブタンジオールジメタクリレート(1,4−BuDMA)、1,3−ブタンジオールジメタクリレート(1,3−BuDMA)、2,2−ビス〔4−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン(Bis−GMA)、2,2−ビス(4−メタクリロキシフェニル)プロパン(BPDMA)、2,2−ビス(4−メタクリロキシエトキシフェニル)プロパン(Bis−MEPP)、2,2−ビス(4−メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン(Bis−MPEPP)、ジ(メタクリロキシエチル)トリメチルヘキサメチレンジウレタン(UDMA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPT)などの多価メタクリル化合物などが挙げられる。
なかでも、溶解性、相溶性が良好な点から、TAIC、EDMA、EDA、TMPT及びTMPAからなる群より選択される少なくとも1種の化合物が好ましい。
非ケイ素系反応性溶剤(D1)は、含フッ素重合体(A)の反応性溶剤として単独で使用してもよいし、前記ヒドロシリル化架橋剤(B4)や後述する非反応性溶剤(D2)と併用してもよい。
非ケイ素系反応性溶剤(D1)の配合量は、含フッ素重合体(A)の種類、溶剤(D1)の種類、他の溶剤の有無や種類などによって異なるが、含フッ素重合体(A)100質量部に対して、5質量部以上、500質量部以下が好ましい。ヒドロシリル化反応を円滑に進める点からは、含フッ素重合体(A)100質量部に対して、5質量部以上、さらには10質量部以上、特に20質量部以上であり、また、90質量部以下、さらには70質量部以下、特に50質量部以下が好ましい。
また、含フッ素重合体(A)の溶剤としての役割もかねる場合は、含フッ素重合体(A)100質量部に対して、30質量部以上、さらには50質量部以上、特に70質量部以上であり、また、500質量部以下、さらには300質量部以下、特に200質量部以下が好ましい。
(D2)ヒドロシリル化架橋反応に関与しない溶剤
この溶剤(D2)は、前記ヒドロシリル化架橋剤(B4)や非ケイ素系反応性溶剤(D1)を配合しない場合、またはそれらだけでは含フッ素重合体(A)の溶解性や分散性が十分ではない場合に使用すればよい。
この溶剤(D2)は、前記ヒドロシリル化架橋剤(B4)や非ケイ素系反応性溶剤(D1)を配合しない場合、またはそれらだけでは含フッ素重合体(A)の溶解性や分散性が十分ではない場合に使用すればよい。
具体例としては、たとえばヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、ミネラルスピリットなどの脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、ソルベントナフサなどの芳香族炭化水素;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸セロソルブ、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、酢酸カルビトール、ジエチルオキサレート、ピルビン酸エチル、エチル−2−ヒドロキシブチレート、エチルアセトアセテート、酢酸アミル、乳酸メチル、乳酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、2−ヒドロキシイソ酪酸エチルなどのエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘキサノン、シクロヘキサノン、メチルアミノケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノアルキルエーテルなどのグリコールエーテル類;メタノール、エタノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、sec−ブタノール、3−ペンタノール、オクチルアルコール、3−メチル−3−メトキシブタノール、tert−アミルアルコールなどのアルコール類;テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサンなどの環状エーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類;メチルセロソルブ、セロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテルアルコール類;1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン、1,2−ジクロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。あるいはこれらの2種以上の混合溶剤などが挙げられる。
またさらに、フッ素系の溶剤としては、たとえばCH3CCl2F(HCFC−141b)、CF3CF2CHCl2/CClF2CF2CHClF混合物(HCFC−225)、パーフルオロヘキサン、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)、メトキシ−ノナフルオロブタン、1,3−ビストリフルオロメチルベンゼンなどのほか、
H(CF2CF2)n 3CH2OH(n3:1〜3の整数)、
F(CF2)n 4CH2OH(n4:1〜5の整数)、
CF3CH(CF3)OHなどのフッ素系アルコール類;
ベンゾトリフルオライド、パーフルオロベンゼン、パーフルオロ(トリブチルアミン)、ClCF2CFClCF2CFCl2などが挙げられる。
H(CF2CF2)n 3CH2OH(n3:1〜3の整数)、
F(CF2)n 4CH2OH(n4:1〜5の整数)、
CF3CH(CF3)OHなどのフッ素系アルコール類;
ベンゾトリフルオライド、パーフルオロベンゼン、パーフルオロ(トリブチルアミン)、ClCF2CFClCF2CFCl2などが挙げられる。
これらフッ素系溶剤は単独で使用してもよいし、フッ素系溶剤同士、非フッ素系溶剤と1種以上のフッ素系溶剤との混合溶剤として使用してもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、ヒドロシリル化架橋反応に関与しない溶剤(D2)を用いない、すなわち、本発明の硬化性樹脂組成物は、溶剤(D2)を含まないことが好ましい。溶剤(D2)を用いないことにより、硬化性樹脂組成物から溶剤(D2)の除去が不要となり、成形工程などを簡略化でき、また、溶剤(D2)が硬化物内に残存するといった問題が生じない。残存する溶剤(D2)の影響として硬化物の耐熱性、機械的強度の低下、白濁するといった問題がある。さらに成形加工条件の関係から揮発分の含有が許されないケースに対しても無溶剤型の硬化性樹脂組成物は有用である。たとえば、密閉容器内の充填、封止のような用途である。
本発明の硬化性樹脂組成物は、含フッ素重合体(A)とヒドロシリル化架橋剤(B)と、必要に応じて、ヒドロシリル化触媒(C)等を通常の方法で混合することで調製することができる。
本発明の硬化性樹脂組成物の架橋は、使用する架橋剤などにより適宜決めればよいが、通常、室温(例えば、20℃)〜200℃の温度で、1分〜24時間硬化処理する。また、常圧、加圧、減圧下においても、また、空気中においても、架橋することができる。
架橋反応の進行は、例えば、硬化前後のサンプルを赤外分光法により測定し、Si−H結合の吸収ピークの変化を観察することにより確認できる。
架橋反応の進行は、例えば、硬化前後のサンプルを赤外分光法により測定し、Si−H結合の吸収ピークの変化を観察することにより確認できる。
架橋方法としては、特に限定されず、スチーム架橋、加圧成形法、加熱により架橋反応が開始される通常の方法が採用できる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、その用途によって異なるが、たとえば封止などの用途に対しては、30℃における粘度は、粘性が低すぎると液だれが多く、かえって取り扱い性が低下するため1mPa・s以上が好ましく、薄膜形成性が良好であるという観点から、5mPa・s以上がより好ましく、硬化の際の硬化収縮が小さいという観点から、10mPa・s以上がさらに好ましい。また、取り扱い性が良好であるという観点から、20000mPa・s以下が好ましく、成形加工の際に細部にわたって硬化性組成物がいきわたるという観点から、5000mPa・s以下がより好ましく、薄膜を形成した際にレベリング(表面平滑)性が良好であるという観点から、2000mPa・s以下がさらに好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、前記にあげたもの以外に、たとえば反応抑制剤、酸化チタン、ベンガラ、カーボンブラックのような顔料、アルミナ、シリカのような充填剤、分散剤、増粘剤、防腐剤、紫外線吸収剤、消泡剤、レベリング剤などを任意に添加してもよい。
反応抑制剤としては、たとえば1−エチニル−1−シクロヘキサノール、2−エチニルイソプロパノール、2−メチル−3−ブチン−2−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、2−フェニル−3−ブチン−2−オールなどのアセチレン系アルコール;1,3,5,7−テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサンなどのアルケニルシロキサン;ジアリルフマレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレートなどのマレート化合物;その他、トリアリルシアヌレート、トリアゾールなどが挙げられる。反応抑制剤を配合することにより、得られる組成物の一液化や、得られる組成物のポットライフ(可使時間)を十分に長くすることができるという効果が奏される。この反応抑制剤の含有量は特に限定されないが、本発明の組成物中に、10〜50000ppm(質量基準)となるような量であることが好ましい。
たとえば、上記硬化性樹脂組成物を硬化し、硬化膜を形成して各種用途に利用できる。膜を形成する方法としては用途に応じた適切な公知の方法を採用することができる。例えば膜厚をコントロールする必要がある場合は、ロールコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、フローコート法、バーコート法、スプレーコート法、ダイコート法、スピンコート法、ディップコート法などが採用できる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、膜形成に用いてもよいが、各種成形品の成形材料として特に有用である。成形方法としては、押出成形、射出成形、圧縮成形、ブロー成形、トランスファー成形、光造形、ナノインプリント、真空成形などが採用できる。
本発明の硬化性樹脂組成物の用途としては、例えば、封止部材、光学部材、光電子撮像管、各種センサー、反射防止材の材料として用いることができる。特に封止部材を形成する材料として用いることが好ましい。すなわち、本発明の硬化性樹脂組成物は、封止材料であることが好ましい。また、本発明の硬化性樹脂組成物から得られる硬化物は透明性に優れるため、光学部材を形成する光学材料として好適に利用できる。そのほか、電子半導体用の封止部材用材料、耐水耐湿性接着剤、光学部品や素子用の接着剤としても使用できる。
本発明の硬化性樹脂組成物の使用形態としては、例えば発光ダイオード(LED)、EL素子、非線形光学素子などの発光素子やCCDやCMOS、PDのような受光素子などの光機能素子のパッケージ(封入)、実装などが例示できる。また、深紫外線顕微鏡のレンズなどの光学部材用封止部材(または充填材)なども挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、透明性に優れるため、特に光学素子用の封止材料として好適に利用できる。封止された光学素子は種々の場所に使用される。光学素子としては、特に限定されないが、例えば、発光ダイオード(LED)、EL素子、非線形光学素子などの発光素子や、CCDやCMOS、PDのような受光素子等の他、ハイマウントストップランプやメーターパネル、携帯電話のバックライト、各種電気製品のリモートコントロール装置の光源などの発光素子;カメラのオートフォーカス、CD/DVD用光ピックアップ用受光素子などが挙げられる。本発明の硬化性樹脂組成物は、溶剤(D)を含む必要がなく、更に樹脂から構成されているためシリコーン等を用いた場合よりも高バリア性(すなわち低透過性)である。
本発明の硬化性樹脂組成物は、光学部材を形成する材料として好適である。本発明の硬化性樹脂組成物は、フッ素を含有しているため、得られる硬化物が低屈折率の光学部材になり、例えば光伝送用媒体として有用である。本発明の硬化性樹脂組成物は、特に、コア材が石英もしくは光学ガラスであるプラスチッククラッド材料、光学ファイバーのクラッド材料、コア材がプラスチックである全プラスチック光学ファイバーのクラッド材料、反射防止コーテイング材料、レンズ材料、光導波路材料、プリズム材料、光学窓材料、光記憶ディスク材料、非線形型光素子材料、ホログラム材料、フォトリソグラティブ材料、発光素子の封止材料などに用いることができる。
また、光デバイス用の材料としても使用できる。光デバイスとしては、光導波路、OADM、光スイッチ、光フィルター、光コネクター、合分波器などの機能素子および光配線などの光実装が知られており、これらのデバイスを形成するのに有用な材料である。さらに種々の機能性化合物(非線形光学材料、蛍光発光性の機能性色素、フォトリフラクティブ材料など)を含有させて、モジュレータ、波長変換素子、光増幅器などの光デバイス用の機能素子に用いるのにも適している。センサー用途としては、特に光学センサーや圧力センサーなどの感度向上や撥水撥油特性によるセンサーの保護などの効果があり有用である。
また、光デバイス用の材料としても使用できる。光デバイスとしては、光導波路、OADM、光スイッチ、光フィルター、光コネクター、合分波器などの機能素子および光配線などの光実装が知られており、これらのデバイスを形成するのに有用な材料である。さらに種々の機能性化合物(非線形光学材料、蛍光発光性の機能性色素、フォトリフラクティブ材料など)を含有させて、モジュレータ、波長変換素子、光増幅器などの光デバイス用の機能素子に用いるのにも適している。センサー用途としては、特に光学センサーや圧力センサーなどの感度向上や撥水撥油特性によるセンサーの保護などの効果があり有用である。
本発明は、上記硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物でもある。本発明の硬化物は、上記硬化性樹脂組成物をヒドロシリル化架橋することで得ることができる。本発明の硬化性樹脂組成物は溶剤を含む必要がないため、有機溶剤の除去工程を不要とすることができ、硬化物の成形工程などを簡略化できる。さらに成形加工条件の関係から揮発分の含有が許されない封止部材として好適に利用できる。すなわち、本発明の硬化物は、封止部材であることが好ましい。
上記硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物は、透明性に優れる点で光学部材として好適に利用可能である。本発明の硬化物は、光線透過率が80%以上であることが好ましい。より好ましくは、85%以上であり、更に好ましくは、90%以上である。硬化物の光線透過率は、分光光度計(日立製作所製 U−4100)を用い、波長550nmで測定することができる。本発明の硬化物は、透明性に優れるだけでなく、上述したように、封止部材としても特段の性能を発揮するものであるため、特に、光学素子用の封止部材として特に好適である。
本発明は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、へキサフルオロプロピレン、及び、CF2=CF−ORf1(式中、Rf1は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体に由来する重合単位、及び、下記式(a):
(式中、R1は、水素原子又は炭素数1〜10の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。R2は、水素原子又は炭素数1〜10の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位からなることを特徴とする含フッ素重合体(a1)でもある。上記式(a)で表されるノルボルネン単量体としては、下記式(1):
(式中、R7は、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個有するノルボルネン単量体であることが好ましい。
上記含フッ素重合体(a1)において、含フッ素単量体の好ましい形態は、上述したものと同じである。含フッ素重合体(a1)は、含フッ素単量体、及び、式(a)で表されるノルボルネン単量体と共重合可能な他の単量体に由来する単量体単位を含んでいてもよい。他の単量体の好ましい形態は、上述したものと同じである。
含フッ素重合体(a1)は、下記式:
(式中、R7は、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基である。)で表される重合単位を有することが好ましい。
本発明は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、へキサフルオロプロピレン、及び、CF2=CF−ORf1(式中、Rf1は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体に由来する重合単位、及び、下記式(b):
(式中、R3は、水素原子又は炭素数1〜5の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。R4は、水素原子又は炭素数1〜10の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。R5は、水素原子又は炭素数1〜5の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。nは0〜10の整数である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位からなることを特徴とする含フッ素重合体(a2)でもある。上記式(b)で表されるノルボルネン単量体としては、下記式(2):
(式中R8は、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。)であることが好ましい。上記含フッ素重合体(a2)において、含フッ素単量体の好ましい形態は、上述したものと同じである。含フッ素重合体(a2)は、含フッ素単量体、及び、式(2)で表されるノルボルネン単量体と共重合可能な他の単量体に由来する単量体単位を含んでいてもよい。他の単量体の好ましい形態は、上述したものと同じである。
含フッ素重合体(a2)は、下記式:
(式中、R8は、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。)で表されるノルボルネン単量体単位を有することが好ましい。
本発明は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、へキサフルオロプロピレン、及び、CF2=CF−ORf1(式中、Rf1は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体に由来する重合単位、及び、下記式(c):
(式中、R6は、水素原子又は炭素数1〜5の酸素原子を含んでもよい炭化水素基である。)で表される炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位からなることを特徴とする含フッ素重合体(a3)でもある。上記式(c)で表されるノルボルネン単量体としては、下記式(3):
で表される炭素−炭素二重結合を2個有するノルボルネン単量体であることが好ましい。上記含フッ素重合体(a3)において、含フッ素単量体の好ましい形態は、上述したものと同じである。含フッ素重合体(a3)は、含フッ素単量体、及び、式(3)で表されるノルボルネン単量体と共重合可能な他の単量体に由来する単量体単位を含んでいてもよい。他の単量体の好ましい形態は、上述したものと同じである。
含フッ素重合体(a3)は、下記式:
で表されるノルボルネン単量体単位を有することが好ましい。
上記(a1)、(a2)及び(a3)は、含フッ素単量体単位、及び、炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来するノルボルネン単量体単位、並びに、上記フッ素単量体及び炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体と共重合可能な他の単量体に由来する単量体単位からなるものであってもよい。上記他の単量体は、フッ素原子を含まない単量体である。
他の単量体としては、なかでも炭素−炭素二重結合を1個有するノルボルネン単量体が好ましい。炭素−炭素二重結合を1個有するノルボルネン単量体は、ノルボルネン骨格を有し、ノルボルネン骨格以外の部分に、炭素−炭素二重結合を有さない単量体である。ノルボルネン単量体としては、下記式(d):
(式中、R14は炭素数1〜10のアルキル基である。xは0〜2の整数である。)で示されるノルボルネン単量体であることが好ましく、下記式:
上記(a1)、(a2)及び(a3)は、炭素−炭素二重結合を2個以上有するものであり、ヒドロシリル化架橋剤に、より溶解又は分散しやすい点で上述の硬化性樹脂組成物に好適に利用することができる。中でも、(a1)が特に好ましい。
つぎに実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
本明細書で採用している測定法について、以下にまとめる。
(1)平均分子量の測定
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、東ソー(株)製のGPC HLC−8020を用い、Shodex社製のカラム(GPC KF−801を1本、GPC KF−802を1本、GPC KF−806Mを2本直列に接続)を使用し、溶媒としてテトラハイドロフラン(THF)を流速1ml/分で流して測定したデータより、重量平均分子量、数平均分子量を算出する。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、東ソー(株)製のGPC HLC−8020を用い、Shodex社製のカラム(GPC KF−801を1本、GPC KF−802を1本、GPC KF−806Mを2本直列に接続)を使用し、溶媒としてテトラハイドロフラン(THF)を流速1ml/分で流して測定したデータより、重量平均分子量、数平均分子量を算出する。
(2)フッ素含有量
酸素フラスコ燃焼法により試料10mgを燃焼し、分解ガスを脱イオン水20mlに吸収させ、吸収液中のフッ素イオン濃度をフッ素選択電極法(フッ素イオンメーター、オリオン社製 901型)で測定することにより求める(質量%)。
酸素フラスコ燃焼法により試料10mgを燃焼し、分解ガスを脱イオン水20mlに吸収させ、吸収液中のフッ素イオン濃度をフッ素選択電極法(フッ素イオンメーター、オリオン社製 901型)で測定することにより求める(質量%)。
(3)屈折率(nD)
ナトリウムD線(589nm)を光源として25℃において(株)アタゴ光学機器製作所製のアッベ屈折率計を用いて測定する。
ナトリウムD線(589nm)を光源として25℃において(株)アタゴ光学機器製作所製のアッベ屈折率計を用いて測定する。
(4)ガラス転移温度(Tg)
DSC(示差走査熱量計:SEIKO社製、RTG220)を用いて、−50℃から200℃までの温度範囲を10℃/分の条件で昇温(ファーストラン)−降温−昇温(セカンドラン)させ、セカンドランにおける吸熱曲線の中間点をTg(℃)とした。
DSC(示差走査熱量計:SEIKO社製、RTG220)を用いて、−50℃から200℃までの温度範囲を10℃/分の条件で昇温(ファーストラン)−降温−昇温(セカンドラン)させ、セカンドランにおける吸熱曲線の中間点をTg(℃)とした。
(5)IR分析
Perkin Elmer社製フーリエ変換赤外分光光度計1760Xで室温にて測定する。
Perkin Elmer社製フーリエ変換赤外分光光度計1760Xで室温にて測定する。
(6)膜厚
ジェー・エー・ウーラム・ジャパン株式会社製分光エリプソメーターEC400にて測定した。解析ソフトウェアにはWVASE32を用いた。
ジェー・エー・ウーラム・ジャパン株式会社製分光エリプソメーターEC400にて測定した。解析ソフトウェアにはWVASE32を用いた。
(7)粘度
JIS K7117−2に準拠している東機産業(株)製のE型粘度計を用い、27℃にて粘度を測定する(mPa・秒)。
JIS K7117−2に準拠している東機産業(株)製のE型粘度計を用い、27℃にて粘度を測定する(mPa・秒)。
合成例1(TFE/ENB共重合体)
内容積0.5Lのステンレス製攪拌機付きオートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)200g、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)22gを仕込んだ後に300rpmで攪拌を行いながらテトラフルオロエチレン(TFE)58gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液10gを圧入し、重合を開始し20時間反応させた。反応終了後室温で未反応のTFEをブローし、次いでHCFC−225に均一に溶けた内容物をエタノール中に投入した。
内容積0.5Lのステンレス製攪拌機付きオートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)200g、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)22gを仕込んだ後に300rpmで攪拌を行いながらテトラフルオロエチレン(TFE)58gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液10gを圧入し、重合を開始し20時間反応させた。反応終了後室温で未反応のTFEをブローし、次いでHCFC−225に均一に溶けた内容物をエタノール中に投入した。
析出した固形物を濾別し80℃で12時間真空乾燥を行い、14gの白色粉末を得た。この白色粉末を重水素化クロロホルムに溶解させ、19F−NMR、13C−NMRおよび1H−NMRを測定したところ、該重合物がTFEとENBの共重合体であることがわかった。また、1H−NMR測定において、5.33ppmに=CHCH3のピークが確認でき、共重合体中にENBのエチリデン由来の二重結合が存在する事が確認された。
また、この共重合体のフッ素の元素分析を行ったところ、31.8質量%であり、これにより共重合体の組成はTFE単位/ENB単位=46/54モル%と算出した。この共重合体は無色透明であり、示差走査熱量計RDC220(Seiko Instruments社製)を用い、昇温速度10℃/分にて200℃まで熱測定を行ったところ融点は存在せず、80℃(吸熱終了温度)にガラス転移温度を示した。また、示差熱・熱重量測定装置〔TG−DTA〕を用いて加熱試験に供した共重合体の質量が1質量%減少する温度が212℃であった。またGPC分析により測定した数平均分子量は1582、重量平均分子量は2422であった。
この共重合体はクロロホルム、テトラヒドロフラン、キシレン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ジオキサン等の溶剤に溶ける他に、SiH基を有するヒドロシリコーン化合物(例えばフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン)と相溶した。
合成例2(TFE/ENB共重合体)
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)4gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し2時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をメタノール中に投入した。
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)4gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し2時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をメタノール中に投入した。
析出した固形物を濾別し80℃で12時間真空乾燥を行い、0.86gの固体を得た。この固体を重水素化アセトンに溶解させ、19F−NMR、13C−NMRおよび1H−NMRを測定したところ、該重合物がTFEとENBの共重合体であることがわかった。また、1H−NMR測定において、合成例1と同様に=CHCH3のピークが確認でき、共重合体中にENBのエチリデン由来の二重結合が存在する事が確認された。
また、この共重合体のフッ素の元素分析を行ったところ、35.0質量%であり、これにより共重合体の組成はTFE単位/ENB単位=51/49モル%と算出した。この共重合体は無色透明であり、示差走査熱量計RDC220(Seiko Instruments社製)を用い、昇温速度10℃/分にて200℃まで熱測定を行ったところ融点は存在せず、78℃(吸熱終了温度)にガラス転移温度を示した。また、示差熱・熱重量測定装置〔TG−DTA〕を用いて加熱試験に供した共重合体の質量が1質量%減少する温度が230℃であった。またGPC分析により測定した数平均分子量は2294、重量平均分子量は3219であった。
この共重合体はクロロホルム、テトラヒドロフラン、キシレン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ジオキサン等の溶剤に溶ける他に、SiH基を有するヒドロシリコーン化合物(例えばフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン)と相溶した。
合成例3(TFE/ENB共重合体)
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)36gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し2時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をメタノール中に投入した。
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)36gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し2時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をメタノール中に投入した。
析出した固形物を濾別し80℃で12時間真空乾燥を行い、1.54gの固体を得た。この固体を重水素化アセトンに溶解させ、19F−NMR、13C−NMRおよび1H−NMRを測定したところ、該重合物がTFEとENBの共重合体であることがわかった。また、1H−NMR測定において、合成例1と同様に=CHCH3のピークが確認でき、共重合体中にENBのエチリデン由来の二重結合が存在する事が確認された。
また、この共重合体のフッ素の元素分析を行ったところ、25.4質量%であり、これにより共重合体の組成はTFE単位/ENB単位=38/62モル%と算出した。この共重合体は無色透明であり、示差走査熱量計RDC220(Seiko Instruments社製)を用い、昇温速度10℃/分にて200℃まで熱測定を行ったところ融点は存在せず、46℃(吸熱終了温度)にガラス転移温度を示した。また、示差熱・熱重量測定装置〔TG−DTA〕を用いて加熱試験に供した共重合体の質量が1質量%減少する温度が180℃であった。またGPC分析により測定した数平均分子量は1071、重量平均分子量は1753であった。
この共重合体はクロロホルム、テトラヒドロフラン、キシレン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ジオキサン等の溶剤に溶ける他に、SiH基を有するヒドロシリコーン化合物(例えばフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン)と相溶した。
合成例4(TFE/VNB共重合体)
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、5−ビニルビシクロ[2,2,1]ヘプタ−2−エン(VNB)11gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し24時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をエタノール中に投入した。
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、5−ビニルビシクロ[2,2,1]ヘプタ−2−エン(VNB)11gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し24時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をエタノール中に投入した。
析出した固形物を濾別し80℃で12時間真空乾燥を行い、1.03gの液状の重合体を得た。この重合体を重水素化アセトンに溶解させ、19F−NMR、13C−NMRおよび1H−NMRを測定したところ、該重合物がTFEとVNBの共重合体であることがわかった。また、1H−NMR測定において、−CH=CH2のピークが確認でき、共重合体中にVNBのアリル由来の二重結合が存在する事が確認された。
また、この共重合体のフッ素の元素分析を行ったところ、29.4質量%であり、これにより共重合体の組成はTFE単位/VNB単位=43/57モル%と算出した。この共重合体は無色透明であり、示差走査熱量計RDC220(Seiko Instruments社製)を用い、昇温速度10℃/分にて200℃まで熱測定を行ったところ融点は存在せず、35℃(吸熱終了温度)にガラス転移温度を示した。また、示差熱・熱重量測定装置〔TG−DTA〕を用いて加熱試験に供した共重合体の質量が1質量%減少する温度が202℃であった。またGPC分析により測定した数平均分子量は1805、重量平均分子量は3169であった。
この共重合体はクロロホルム、テトラヒドロフラン、キシレン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ジオキサン等の溶剤に溶ける他に、SiH基を有するヒドロシリコーン化合物(例えばフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン)と相溶した。
合成例5(TFE/NB/ENB共重合体)
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、ノルボルネン(NB)8.8gと5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)2.2gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し24時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をエタノール中に投入した。
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、ノルボルネン(NB)8.8gと5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)2.2gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し24時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をエタノール中に投入した。
析出した固形物を濾別し80℃で12時間真空乾燥を行い、13gの固体の重合体を得た。この重合体を重水素化アセトンに溶解させ、19F−NMR、13C−NMRおよび1H−NMRを測定したところ、該重合物がTFEとNBとENBの共重合体であることがわかった。また、1H−NMR測定において、=CHCH3のピークが確認でき、共重合体中にENBのエチリデン由来の二重結合が存在する事が確認された。
また、この共重合体のフッ素の元素分析を行ったところ、37.7質量%であり、炭素の元素分析を行ったところ、56.8質量%であった。これにより共重合体の組成はTFE単位/NB単位/ENB単位=47/41/12モル%と算出した。この共重合体は無色透明であり、示差走査熱量計RDC220(Seiko Instruments社製)を用い、昇温速度10℃/分にて200℃まで熱測定を行ったところ融点は存在せず、90℃(吸熱終了温度)にガラス転移温度を示した。また、示差熱・熱重量測定装置〔TG−DTA〕を用いて加熱試験に供した共重合体の質量が1質量%減少する温度が248℃であった。またGPC分析により測定した数平均分子量は2181、重量平均分子量は2859であった。
この共重合体はクロロホルム、テトラヒドロフラン、キシレン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ジオキサン等の溶剤に溶ける他に、SiH基を有するヒドロシリコーン化合物(例えばフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン)と相溶した。
合成例6〜8(TFE/NB/ENB共重合体)
合成例5においてNBとENBの初期仕込み量を表1のように変える以外は合成例5と同様に重合した。得られた重合体の分析値を合成例5の結果とともに表1にまとめる。
合成例5においてNBとENBの初期仕込み量を表1のように変える以外は合成例5と同様に重合した。得られた重合体の分析値を合成例5の結果とともに表1にまとめる。
合成例9(TFE/NB/VNB共重合体)
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、ノルボルネン(NB)8.8gと5−ビニルビシクロ[2,2,1]ヘプタ−2−エン(VNB)2.2gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し24時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をエタノール中に投入した。
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、ノルボルネン(NB)8.8gと5−ビニルビシクロ[2,2,1]ヘプタ−2−エン(VNB)2.2gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し24時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をエタノール中に投入した。
析出した固形物を濾別し80℃で12時間真空乾燥を行い、11gの固体の重合体を得た。この重合体を重水素化アセトンに溶解させ、19F−NMR、13C−NMRおよび1H−NMRを測定したところ、該重合物がTFEとNBとENBの共重合体であることがわかった。また、1H−NMR測定において、−CH=CH2のピークが確認でき、共重合体中にVNBのアリル由来の二重結合が存在する事が確認された。
また、この共重合体のフッ素の元素分析を行ったところ、36.7質量%であり、炭素の元素分析を行ったところ、57.7質量%であり、これにより共重合体の組成はTFE単位/NB単位/VNB単位=46/40/14モル%と算出した。この共重合体は無色透明であり、示差走査熱量計RDC220(Seiko Instruments社製)を用い、昇温速度10℃/分にて200℃まで熱測定を行ったところ融点は存在せず、80℃(吸熱終了温度)にガラス転移温度を示した。また、示差熱・熱重量測定装置〔TG−DTA〕を用いて加熱試験に供した共重合体の質量が1質量%減少する温度が207℃であった。またGPC分析により測定した数平均分子量は1750、重量平均分子量は2805であった。
この共重合体はクロロホルム、テトラヒドロフラン、キシレン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ジオキサン等の溶剤に溶ける他に、SiH基を有するヒドロシリコーン化合物(例えばフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン)と相溶した。
合成例10(TFE/NB/CPD共重合体)
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、ノルボルネン(NB)8.8gとシクロペンタジエン(CPD)2.2gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し24時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をエタノール中に投入した。
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた内容積300mlのステンレススチール製オートクレーブを脱気した後、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)105g、ノルボルネン(NB)8.8gとシクロペンタジエン(CPD)2.2gを仕込んだ後にテトラフルオロエチレン(TFE)25gを仕込み、次いでオートクレーブ内の温度を40℃に調整した後にジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートの40質量%の1H,1H,3H−テトラフルオロプロパノール溶液8gを圧入し、40℃にて80rpmの条件で振とうさせながら重合反応を行った。重合を開始し24時間後に室温に戻し、未反応のTFEをブローしたところ、HCFC−225に均一に溶けた内容物が得られた。次いでこの溶液をエタノール中に投入した。
析出した固形物を濾別し80℃で12時間真空乾燥を行い、10gの固体の重合体を得た。この重合体を重水素化アセトンに溶解させ、19F−NMR、13C−NMRおよび1H−NMRを測定したところ、該重合物がTFEとNBとENBの共重合体であることがわかった。また、1H−NMR測定において、−CH=CH−のピークが確認でき、共重合体中にCPDのオレフィン由来の二重結合が存在する事が確認された。
また、この共重合体のフッ素の元素分析を行ったところ、35.3質量%であり、炭素の元素分析を行ったところ、59.1質量%であり、これにより共重合体の組成はTFE単位/NB単位/CPD単位=45/41/14モル%と算出した。この共重合体は無色透明であり、示差走査熱量計RDC220(Seiko Instruments社製)を用い、昇温速度10℃/分にて200℃まで熱測定を行ったところ融点は存在せず、105℃(吸熱終了温度)にガラス転移温度を示した。また、示差熱・熱重量測定装置〔TG−DTA〕を用いて加熱試験に供した共重合体の質量が1質量%減少する温度が232℃であった。またGPC分析により測定した数平均分子量は1505、重量平均分子量は2408であった。
この共重合体はクロロホルム、テトラヒドロフラン、キシレン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ジオキサン等の溶剤に溶ける他に、SiH基を有するヒドロシリコーン化合物(例えばフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン)と相溶した。
実施例1(硬化性樹脂組成物:溶媒キシレン)
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.54g、合成例1で得られたTFE/ENB共重合体1.0gおよび希釈溶剤としてキシレン1.0gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を50ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、キシレンを蒸発させながらヒドロシリル化反応を行いフィルム状の硬化物を得た。
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.54g、合成例1で得られたTFE/ENB共重合体1.0gおよび希釈溶剤としてキシレン1.0gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を50ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、キシレンを蒸発させながらヒドロシリル化反応を行いフィルム状の硬化物を得た。
オーブンに入れる前の混合溶液の一部を赤外分光計で分析したところ、フェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン由来のSiH基である2134cm−1の吸収ピークが確認された。当該ピークは125℃で8時間かけて硬化させた後の硬化物では消失していた。また硬化物はキシレンには再溶解せず架橋している事が確認できた。
このフィルムの光線透過率を分光光度計(日立製作所製 U−4100)で測定したところ550nmで95.2%、405nmで92.8%であった。また屈折率はシリコンウェハー上にスピンコート法により製膜した薄膜(膜厚150nm)を分光エリプソメーター(ジェイエーウーラムジャパン社製 M−2000D)を用いて測定した結果、1.4795(598nm)であった。
このフィルムの光線透過率を分光光度計(日立製作所製 U−4100)で測定したところ550nmで95.2%、405nmで92.8%であった。また屈折率はシリコンウェハー上にスピンコート法により製膜した薄膜(膜厚150nm)を分光エリプソメーター(ジェイエーウーラムジャパン社製 M−2000D)を用いて測定した結果、1.4795(598nm)であった。
実施例2(無溶媒硬化性樹脂組成物)
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.29g、合成例2で得られたTFE/ENB共重合体0.25gおよび反応性希釈溶剤としてトリアリルイソシアネート(TAIC)0.125gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を20ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の硬化物を得た。
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.29g、合成例2で得られたTFE/ENB共重合体0.25gおよび反応性希釈溶剤としてトリアリルイソシアネート(TAIC)0.125gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を20ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の硬化物を得た。
オーブンに入れる前の無溶媒組成物の一部を赤外分光計で分析したところ、フェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン由来のSiH基である2134cm−1の吸収ピークが確認された。当該ピークは125℃で8時間かけて硬化させた後の硬化物では消失していた。また硬化物はキシレンには溶解せず架橋している事が確認できた。
このフィルムの光線透過率を分光光度計(日立製作所製 U−4100)で測定したところ550nmで94.8%、405nmで91.2%であった。また屈折率はシリコンウェハー上にスピンコート法により製膜した薄膜(膜厚150nm)を分光エリプソメーター(ジェイエーウーラムジャパン社製 M−2000D)を用いて測定した結果、1.4845(598nm)であった。
このフィルムの光線透過率を分光光度計(日立製作所製 U−4100)で測定したところ550nmで94.8%、405nmで91.2%であった。また屈折率はシリコンウェハー上にスピンコート法により製膜した薄膜(膜厚150nm)を分光エリプソメーター(ジェイエーウーラムジャパン社製 M−2000D)を用いて測定した結果、1.4845(598nm)であった。
実施例3(無溶媒硬化性樹脂組成物)
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.61g、合成例3で得られたTFE/ENB共重合体1gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を50ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の硬化物を得た。
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.61g、合成例3で得られたTFE/ENB共重合体1gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を50ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の硬化物を得た。
オーブンに入れる前の無溶媒組成物の一部を赤外分光計で分析したところ、フェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン由来のSiH基である2134cm−1の吸収ピークが確認された。当該ピークは125℃で8時間かけて硬化させた後の硬化物では消失していた。また硬化物はキシレンには溶解せず架橋している事が確認できた。
このフィルムの光線透過率を分光光度計(日立製作所製 U−4100)で測定したところ550nmで94.6%、405nmで90.8%であった。また屈折率はシリコンウェハー上にスピンコート法により製膜した薄膜(膜厚150nm)を分光エリプソメーター(ジェイエーウーラムジャパン社製 M−2000D)を用いて測定した結果、1.4763(598nm)であった。
このフィルムの光線透過率を分光光度計(日立製作所製 U−4100)で測定したところ550nmで94.6%、405nmで90.8%であった。また屈折率はシリコンウェハー上にスピンコート法により製膜した薄膜(膜厚150nm)を分光エリプソメーター(ジェイエーウーラムジャパン社製 M−2000D)を用いて測定した結果、1.4763(598nm)であった。
実施例4(無溶媒硬化性樹脂組成物)
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.79g、合成例5で得られたTFE/NB/ENB 3元共重合体1gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を50ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の硬化物を得た。
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.79g、合成例5で得られたTFE/NB/ENB 3元共重合体1gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を50ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の硬化物を得た。
オーブンに入れる前の無溶媒組成物の一部を赤外分光計で分析したところ、フェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン由来のSiH基である2134cm−1の吸収ピークが確認された。当該ピークは125℃で8時間かけて硬化させた後の硬化物では消失していた。また硬化物はキシレンには溶解せず架橋している事が確認できた。
このフィルムの光線透過率および屈折率を実施例1と同様に測定した。結果を表2に示す。
このフィルムの光線透過率および屈折率を実施例1と同様に測定した。結果を表2に示す。
実施例5〜7(無溶媒硬化性樹脂組成物)
実施例4で用いた合成例5で得られたTFE/NB/ENB 3元共重合体の変わりに、合成例6〜8で得られたTFE/NB/ENB 3元共重合体を用いる以外は実施例4と同様にして、無溶媒組成物を作製後、同じ条件で硬化させフィルム状の硬化物を得た。
無溶媒硬化樹脂の配合とフィルム物性の測定の結果を実施例4の結果とあわせて表2にまとめる。
実施例4で用いた合成例5で得られたTFE/NB/ENB 3元共重合体の変わりに、合成例6〜8で得られたTFE/NB/ENB 3元共重合体を用いる以外は実施例4と同様にして、無溶媒組成物を作製後、同じ条件で硬化させフィルム状の硬化物を得た。
無溶媒硬化樹脂の配合とフィルム物性の測定の結果を実施例4の結果とあわせて表2にまとめる。
実施例8(無溶媒硬化性樹脂組成物)
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.31g、合成例4で得られたTFE/VNB 共重合体0.25g、反応性希釈剤としてTAICを0.125gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を20ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の透明硬化物を得た。
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.31g、合成例4で得られたTFE/VNB 共重合体0.25g、反応性希釈剤としてTAICを0.125gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を20ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の透明硬化物を得た。
オーブンに入れる前の無溶媒組成物の一部を赤外分光計で分析したところ、フェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン由来のSiH基である2134cm−1の吸収ピークが確認された。当該ピークは125℃で8時間かけて硬化させた後の硬化物では消失していた。また硬化物はキシレンには溶解せず架橋している事が確認できた。
実施例9〜11(無溶媒硬化性樹脂組成物)
実施例4で用いたフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シランのかわりに、SiH架橋剤としてテトラキス(ジメチルシリルオキシ)シラン(実施例9)、フェニルヒドロシクロシロキサン(直鎖含む)(実施例10)、トリフルオロプロピルテトラキス(ジメチルシリルオキシ)シラン(実施例11)を用いる以外は実施例4と同様にして、無溶媒組成物を作製後、同じ条件で硬化させフィルム状の硬化物を得た。
無溶媒硬化樹脂の配合とフィルム物性の測定の結果を表3にまとめる。
実施例4で用いたフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シランのかわりに、SiH架橋剤としてテトラキス(ジメチルシリルオキシ)シラン(実施例9)、フェニルヒドロシクロシロキサン(直鎖含む)(実施例10)、トリフルオロプロピルテトラキス(ジメチルシリルオキシ)シラン(実施例11)を用いる以外は実施例4と同様にして、無溶媒組成物を作製後、同じ条件で硬化させフィルム状の硬化物を得た。
無溶媒硬化樹脂の配合とフィルム物性の測定の結果を表3にまとめる。
実施例12(無溶媒硬化性樹脂組成物)
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.76g、合成例9で得られたTFE/NB/VNB 3元共重合体1g、反応性希釈剤としてTAICを0.5gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を50ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の透明硬化物を得た。
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.76g、合成例9で得られたTFE/NB/VNB 3元共重合体1g、反応性希釈剤としてTAICを0.5gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を50ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の透明硬化物を得た。
オーブンに入れる前の無溶媒組成物の一部を赤外分光計で分析したところ、フェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン由来のSiH基である2134cm−1の吸収ピークが確認された。当該ピークは125℃で8時間かけて硬化させた後の硬化物では消失していた。また硬化物はキシレンには溶解せず架橋している事が確認できた。
実施例13(無溶媒硬化性樹脂組成物)
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.75g、合成例10で得られたTFE/NB/CPD 共重合体1g、反応性希釈剤としてTAICを0.5gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を50ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の透明硬化物を得た。
10ccのガラス瓶にて、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を3つ有するヒドロシリコーン化合物(シロキサン化合物)としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン(C6H5Si{OSi(CH3)2H}3)0.75g、合成例10で得られたTFE/NB/CPD 共重合体1g、反応性希釈剤としてTAICを0.5gを均一に混合して60℃で溶解させた後に室温まで冷却した。次いで、白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を50ppm添加し均一に混合した後にフッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の透明硬化物を得た。
オーブンに入れる前の無溶媒組成物の一部を赤外分光計で分析したところ、フェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン由来のSiH基である2134cm−1の吸収ピークが確認された。当該ピークは125℃で8時間かけて硬化させた後の硬化物では消失していた。また硬化物はキシレンには溶解せず架橋している事が確認できた。
実施例14(水蒸気透過データ)
合成例5で得られたTFE/NB/ENB 3元共重合体 5gとフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン0.65g、白金触媒として白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体 キシレン溶液(2.1−2.4%白金)5μL を酢酸ブチル溶媒に溶解させ、全体を14gとした。その後、0.45μmのPTFE製フィルターを用いて濾過後、バーコート(#24)を用いて厚み100μmのPETフィルム(東レ社製ルミラー)上に塗布した。室温で1時間予備乾燥後、60℃の条件で送風式乾燥機中で3日間硬化させた。
硬化後の膜厚をマイクロメーターで測定した結果、24.4μmであった。
合成例5で得られたTFE/NB/ENB 3元共重合体 5gとフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン0.65g、白金触媒として白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体 キシレン溶液(2.1−2.4%白金)5μL を酢酸ブチル溶媒に溶解させ、全体を14gとした。その後、0.45μmのPTFE製フィルターを用いて濾過後、バーコート(#24)を用いて厚み100μmのPETフィルム(東レ社製ルミラー)上に塗布した。室温で1時間予備乾燥後、60℃の条件で送風式乾燥機中で3日間硬化させた。
硬化後の膜厚をマイクロメーターで測定した結果、24.4μmであった。
作製した積層フィルムを100mm×100mmのサイズにカットして、JISK7129(A法)に基づく、Dr.Lyssy社製水蒸気透過度計L80−5000を用いて、水蒸気透過度を測定した。なお、水蒸気が直接接する面側はPETで、乾燥空気側が本発明の硬化膜である。
あらかじめ、基板のPETフィルムのみの水蒸気透過度を測定しておき、下式より、硬化膜の層の水蒸気透過度を計算により求めた。
(一般にn層からなる多層フィルム(厚みl)において、第n層の厚みと気体透過係数をそれぞれ、ln、Pnとしたときのフィルム全体の透過係数Pは上記の式で算出できる参考文献:高分子と水分 第7章 高分子学会編 幸書房 (1973)。)
以上の方法で求めた水蒸気透過度は7.5g/m2・dayであった。
以上の方法で求めた水蒸気透過度は7.5g/m2・dayであった。
比較例1
LED封止樹脂として市販されている信越シリコーン社製KJR9022E−2の水蒸気透過度をJIS Z0208 に基くカップ法にて測定した結果、314g/m2・dayであった。
LED封止樹脂として市販されている信越シリコーン社製KJR9022E−2の水蒸気透過度をJIS Z0208 に基くカップ法にて測定した結果、314g/m2・dayであった。
実施例15(粘度、透過率)
合成例1で得られたTFE/ENB 共重合体とSiH架橋剤としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、および、TAICを表4に示した割合で混合し、27℃における粘度を測定した。
合成例1で得られたTFE/ENB 共重合体とSiH架橋剤としてフェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、および、TAICを表4に示した割合で混合し、27℃における粘度を測定した。
粘度を測定したサンプルに白金触媒として2%の白金を含む環状メチルビニルシロキサン溶液を50ppm添加し均一に混合した後に、フッ素樹脂FEPフィルムの上に混合溶液を流し込み125℃のオーブン中で8時間、ヒドロシリル化反応を行いフィルム状の透明硬化物を得た。得られたフィルム(25μm)の可視帯域の吸収スペクトルを測定したので、その結果を図1及び図2に示す。
本発明の硬化性樹脂組成物は、封止部材、光学材料、光電子撮像管、各種センサー、反射防止材などに好適に用いられる。
Claims (21)
- 含フッ素重合体(A)とヒドロシリル化架橋剤(B)とからなる硬化性樹脂組成物であって、
含フッ素重合体(A)は、含フッ素単量体に由来する重合単位、及び、炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体に由来する重合単位からなる含フッ素重合体であり、
ヒドロシリル化架橋剤(B)は、水素原子がケイ素原子に直接結合した基を分子内に2個以上有するシロキサン化合物である
ことを特徴とする硬化性樹脂組成物。 - 炭素−炭素二重結合を2個以上有するノルボルネン単量体は、下記式(a):
- ヒドロシリル化架橋剤(B)は、下記式:
−O−SiR8H−
(式中、R8は、炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。)で表される構造を2個以上有するシロキサン化合物である請求項1、2又は3記載の硬化性樹脂組成物。 - ヒドロシリル化架橋剤(B)は、下記式(4):
R9 bSi(OR10)4−b (4)
(式中、R9は、同一又は異なって、一部又は全部の水素がフッ素によって置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、(メタ)アクリル基含有有機基、または、エポキシ基含有有機基を表す。R10は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または、下記式:
−SiR8 2H
(式中、R8は、同一又は異なって、炭素数1〜10の炭化水素基である。)で表されるジオルガノシリル基(b2)を表す。但し、1分子中の少なくとも2個のR10はジオルガノシリル基(b2)である。bは0〜2の整数である。)で表されるシロキサン化合物である請求項1、2、3又は4記載の硬化性樹脂組成物。 - 含フッ素単量体は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、へキサフルオロプロピレン、へキサフルオロイソブテン、CH2=CZ1(CF2)nZ2(式中、Z1はH又はF、Z2はH、F又はCl、nは1〜10の整数である。)で示される単量体、CF2=CF−ORf1(式中、Rf1は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、及び、CF2=CF−OCH2−Rf2(式中、Rf2は、炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基)で表されるアルキルパーフルオロビニルエーテル誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体である請求項1、2、3、4又は5記載の硬化性樹脂組成物。
- 含フッ素単量体は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、へキサフルオロプロピレン、及び、CF2=CF−ORf1(式中、Rf1は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体である請求項1、2、3、4、5又は6記載の硬化性樹脂組成物。
- 更に、(C)ヒドロシリル化触媒と、
からなる請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の硬化性樹脂組成物。 - ヒドロシリル化触媒(C)は、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒、ルテニウム系触媒及びイリジウム系触媒からなる群より選択される少なくとも1種の触媒である請求項9記載の硬化性樹脂組成物。
- 封止材料である請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10記載の硬化性樹脂組成物を硬化して得られることを特徴とする硬化物。
- 光線透過率が80%以上である請求項12記載の硬化物。
- 光学素子用の封止部材である請求項12又は13記載の硬化物。
- テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、へキサフルオロプロピレン、及び、CF2=CF−ORf1(式中、Rf1は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体に由来する重合単位、及び、下記式(a):
ことを特徴とする含フッ素重合体。 - テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、へキサフルオロプロピレン、及び、CF2=CF−ORf1(式中、Rf1は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体に由来する重合単位、及び、下記式(b):
ことを特徴とする含フッ素重合体。
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