KR101802736B1

KR101802736B1 - 가교결합성 실리콘 조성물 및 그의 가교결합 생성물

Info

Publication number: KR101802736B1
Application number: KR1020137032621A
Authority: KR
Inventors: 마코토 요시타케
Original assignee: 다우 코닝 도레이 캄파니 리미티드
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2017-12-28
Also published as: CN103582679A; TWI557181B; JP2013001794A; EP2721108B1; TW201307480A; KR20140043744A; JP5992666B2; WO2012173167A1; CN103582679B; US20140221581A1; US8895678B2; EP2721108A1

Abstract

적어도 하기 성분들: (A) 평균 단위식으로 나타내어지며 페닐 및 알케닐 기를 함유하는 유기폴리실록산; (B) 일반식으로 나타내어지며 페닐 및 알케닐 기를 함유하는 유기폴리실록산; (C) 하나의 분자 중에 하나 이상의 페닐 기 및 2개의 규소-결합 수소 원자를 갖는 유기폴리실록산; 및 (D) 하이드로실릴화 촉매를 포함하는 가교결합성 실리콘 조성물은, 하이드로실릴화 반응에 의해 가교결합될 수 있으며, 실온에서는 고경도 고체를 형성하고 고온에서는 현저하게 연화 또는 액화된다.

Description

가교결합성 실리콘 조성물 및 그의 가교결합 생성물{CROSS-LINKABLE SILICONE COMPOSITION AND CROSS-LINKED PRODUCT THEREOF}

본 발명은 하이드로실릴화 반응에 의해 가교결합될 수 있는 가교결합성 실리콘 조성물 및 상기 조성물로부터 얻어지는 가교결합 생성물에 관한 것이다.

2011년 6월 16일자로 출원된 일본 특허 출원 제2011-134124호에 대해 우선권이 주장되며, 그의 내용이 본 명세서에 참고로 포함된다.

하이드로실릴화 반응에 의해 경화될 수 있는 경화성 실리콘 조성물은 포토커플러, 발광 다이오드, 고체 촬상 장치 등과 같은 반도체 장치의 광학 반도체 부재를 위한 코팅제 또는 보호제로서 사용된다. 그러한 경화성 실리콘 조성물은, 예를 들어, 하나의 분자 중에 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 전체 규소-결합 유기 기의 20 몰% 이상이 아릴 기인 유기폴리실록산, 규소-결합 수소 원자를 함유하는 유기폴리실록산, 하나의 분자 중에서 전체 규소-결합 유기 기의 5 몰% 이상이 알케닐 기이고 5 몰% 이상이 아릴 기이고 5 몰% 이상이 알콕시 기이고 5 몰% 이상이 에폭시-함유 유기 기인 유기폴리실록산, 및 하이드로실릴화 촉매를 적어도 포함하는 경화성 실리콘 조성물 (일본 특허 출원 공개 제2007-327019호 참조), 또는 하나의 분자 중에 전체 규소-결합 유기 기의 0.5 몰% 이상이 알케닐 기이고 25 몰% 이상이 아릴 기인 유기폴리실록산; 하나의 분자 중에서 평균 2개 이상의 규소-결합 아릴 기 및 평균 2개 이상의 규소-결합 수소 원자를 갖는 유기폴리실록산, 및 하이드로실릴화 촉매를 포함하는 경화성 실리콘 조성물 (일본 특허 출원 공개 제2008-1828호 참조)에 의해 예시될 수 있다.

전술한 경화성 실리콘 조성물로부터 얻어지는 경화 생성물의 경도는 열에 의해 감소될 수 있기 때문에, 이들 조성물이 반도체 부재를 위한 코팅제 또는 보호제로서 사용되는 경우, 이들 조성물은 반도체 부재로의 응력의 완화 효과를 가질 수 있다. 그러나, 감소 비율은 충분하지 않다.

본 발명의 목적은, 하이드로실릴화 반응에 의해 가교결합될 수 있으며, 실온에서는 고경도의 고체이고 고온에서는 현저하게 연화되거나 액화되는 가교결합 생성물을 형성하는 가교결합성 실리콘 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 실온에서는 고체이며 고경도이고, 고온에서는 현저하게 연화되거나 액화되는 가교결합 생성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 가교결합성 실리콘 조성물은 적어도 하기 성분들:

(A) 하기 평균 단위식으로 나타내어지는 유기폴리실록산:

(R¹ ₃SiO_1/2)_a (R¹ ₂SiO_2/2)_b (R¹SiO_3/2)_c (SiO_4/2)_d (R²O_1/2)_e

(여기서, R¹은 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 사이클로알킬 기, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기이고, R¹의 60 내지 80 몰%는 페닐 기이며 R¹의 10 내지 20 몰%는 알케닐 기이고; R²는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 기이고; "a", "b", "c", "d", 및 "e"는 하기 조건: 0 ≤ a ≤ 0.2; 0.2 ≤ b ≤ 0.7; 0.2 ≤ c ≤ 0.6; 0 ≤ d ≤ 0.2; 0 ≤ e ≤ 0.1; 및 a + b + c + d =1을 충족시키는 수임);

(B) 하기 일반식으로 나타내어지는 유기폴리실록산:

R³ ₃SiO (R³ ₂SiO)_m SiR³ ₃

(여기서, R³은 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 사이클로알킬 기, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기이고, R³의 40 내지 70 몰%는 페닐 기이며 하나 이상의 R³은 알케닐 기이고; "m"은 5 내지 100 범위의 정수임) {이 성분은 성분 (A) 100 중량부당 0 내지 20 중량부의 양으로 사용됨};

(C) 하나의 분자 중에 2개의 규소-결합 수소 원자를 가지며, 페닐 기가 규소-결합 유기 기의 30 내지 70 몰%를 구성하는 유기폴리실록산 {성분 (A) 및 성분 (B)에 함유된 알케닐 기의 총합에 대한 이 성분에 함유된 규소-결합 수소 원자의 몰 비는 0.5 내지 2의 범위임}; 및

(D) 성분 (A) 및 성분 (B)에 함유된 알케닐 기와 성분 (C)에 함유된 규소-결합 수소 원자 사이의 하이드로실릴화 반응을 촉진하기에 충분한 양의 하이드로실릴화 촉매를 포함한다.

본 발명의 가교결합 생성물은 상기한 가교결합성 실리콘 조성물을 가교결합하여 얻어지는 생성물을 포함한다.

발명의 효과

본 발명의 가교결합성 실리콘 조성물은 하이드로실릴화 반응에 의해 가교결합될 수 있으며, 실온에서는 고체이며 고경도이고 고온에서는 현저하게 연화되거나 액화되는 경화 생성물을 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 가교결합 생성물은 실온에서는 고체이고 고온에서는 현저하게 연화되거나 액화되는 것을 특징으로 한다.

우선, 본 발명의 가교결합성 실리콘 조성물을 살펴보자.

상기 조성물의 주 성분인 성분 (A)는 하기 평균 단위식으로 나타내어진다:

(R¹ ₃SiO₁ _/2)_a (R¹ ₂SiO₂ _/2)_b (R¹SiO₃ _/2)_c (SiO₄ _/2)_d (R²O₁ _/2)_e .

상기 식에서, R¹은 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 사이클로알킬 기, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기를 나타낸다. R¹의 알킬 기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 또는 헥실 기에 의해 예시될 수 있다. R¹의 사이클로알킬 기는 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실 기에 의해 예시될 수 있다. R¹의 알케닐 기는 비닐, 알릴, 부테닐, 펜테닐, 또는 헥세닐 기에 의해 예시될 수 있다. 상기 식에서, 페닐 기의 함량은 R¹의 60 내지 80 몰%, 바람직하게는 R¹의 65 내지 80 몰%의 범위이다. 페닐 기의 함량이 추천되는 범위의 하한 미만인 경우, 얻어지는 가교결합 생성물은 고온에서 불충분하게 연화될 것이다. 다른 한편, 페닐 기의 함량이 추천되는 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 가교결합 생성물의 투명성이 저하되고 그의 기계적 강도가 감소될 것이다. 상기 식에서, 알케닐 기의 함량은 R¹의 10 내지 20 몰%의 범위이다. 알케닐 기의 함량이 추천되는 범위의 하한 미만인 경우에는, 실온에서의 가교결합 생성물에 충분한 경도를 부여하기 어려울 것이다. 다른 한편, 알케닐 기의 함량이 추천되는 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 얻어지는 가교결합 생성물이 고온에서 불충분하게 연화될 것이다.

상기 식에서, R²는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 기를 나타낸다. R²의 알킬 기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 또는 헥실 기에 의해 예시될 수 있다. 메틸 및 에틸 기가 바람직하다.

상기 식에서, "a"는 일반식: R¹ ₃SiO_1/2의 실록산 단위의 백분율을 나타내는 수이다. 이러한 수는 하기 조건: 0 ≤ a ≤ 0.2, 바람직하게는 0 ≤ a ≤ 0.1을 충족시킨다. "a"가 추천되는 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 얻어지는 가교결합 생성물이 실온에서 충분한 경도를 얻지 못할 것이다. 상기 식에서, "b"는 일반식: R¹ ₂SiO_2/2의 실록산 단위의 백분율을 나타내는 수이다. 이러한 수는 하기 조건: 0.2 ≤ b ≤ 0.7, 바람직하게는 0.4 ≤ b ≤ 0.7을 충족시킨다. "b"가 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 가교결합 생성물이 고온에서 불충분하게 연화될 것이다. 다른 한편, "b"가 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 가교결합 생성물이 실온에서 충분한 경도를 갖지 않을 것이다. 또한, "c"는 일반식: R¹SiO₃ _/2의 실록산 단위의 백분율을 나타내는 수이다. 이러한 수는 하기 조건: 0.2 ≤ c ≤ 0.6, 바람직하게는 0.3 ≤ c ≤ 0.6을 충족시킨다. "c"가 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 가교결합 생성물이 실온에서 충분한 경도를 갖지 않을 것이다. 다른 한편, "c"가 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 가교결합 생성물이 고온에서 불충분하게 연화될 것이다. 상기 식에서, "d"는 일반식: SiO_4/2의 실록산 단위의 백분율을 나타내는 수이다. 이러한 수는 하기 조건: 0 ≤ d ≤ 0.2, 바람직하게는 0 ≤ d ≤ 0.1을 충족시킨다. "d"가 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 가교결합 생성물이 고온에서 충분히 연화되지 않을 것이다. 또한, "e"는 일반식: R²O_1/2의 단위의 백분율을 나타내는 수이다. 이러한 수는 하기 조건: 0 ≤ e ≤ 0.1을 충족시킨다. "e"가 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 가교결합 생성물이 실온에서 충분한 경도를 갖지 않을 것이다. 마지막으로, "a", "b", "c", 및 "d"의 합계는 1이다.

성분 (B)는 본 조성물의 취급성을 개선하거나, 또는 얻어지는 가교결합 생성물의 실온에서의 경도를 조정하는 데 사용된다. 이 성분은 하기 일반식:

R³ ₃SiO (R³ ₂SiO)_m SiR³ ₃으로 나타내어지는 유기폴리실록산이다.

상기 식에서, R³은 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 사이클로알킬 기, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기를 나타낸다. R³의 알킬 기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 또는 헥실 기에 의해 예시될 수 있다. R³의 사이클로알킬 기는 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실 기에 의해 예시될 수 있다. R³의 알케닐 기는 비닐, 알릴, 부테닐, 펜테닐, 또는 헥세닐 기에 의해 예시될 수 있다. 상기 식에서, 페닐 기의 함량은 R³의 40 내지 70 몰%, 바람직하게는 R³의 40 내지 60 몰%의 범위이다. 페닐 기의 함량이 추천되는 범위의 하한 미만인 경우, 얻어지는 가교결합 생성물은 고온에서 충분히 연화되지 않을 것이다. 다른 한편, 페닐 기의 함량이 추천되는 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 얻어지는 가교결합 생성물이 투명성을 잃을 것이고, 그의 기계적 강도가 감소될 것이다. 하나 이상의 R³은 알케닐 기이어야만 한다. 이는, 알케닐 기가 부재하는 경우에, 본 성분이 가교결합 반응에 참여하지 않고 가교결합 생성물로부터 블리드 아웃(bleed out)할 것이기 때문이다.

상기 식에서, "m"은 5 내지 100, 바람직하게는 10 내지 50의 정수이다. "m"이 추천되는 범위의 하한 미만인 경우, 얻어지는 가교결합 생성물의 기계적 강도가 저하될 것이다. 다른 한편, "m"이 추천되는 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 얻어지는 조성물의 취급성이 저하될 것이다.

본 발명이 조성물에 있어서, 성분 (B)는 성분 (A) 100 중량부당 0 내지 20 중량부, 바람직하게는 0 내지 15 중량부의 양으로 함유되어야 한다. 성분 (B)의 함량이 추천되는 범위의 상한을 초과하는 경우, 얻어지는 가교결합 생성물은 고온에서 충분히 연화되지 않을 것이다.

성분 (C)는 상기 조성물의 가교결합제이다. 이 성분은, 하나의 분자 중에 2개의 규소-결합 수소 원자를 가지며 전체 규소-결합 유기 기의 30 내지 70 몰% 범위로 페닐 기를 함유하는 유기폴리실록산을 포함한다. 상기에 언급된 바와 같이, 2개의 규소-결합 수소 원자가 성분 (C)의 하나의 분자 중에 포함된다. 이는, 하나의 분자 중에 수소 원자가 2개 미만인 경우에는, 얻어지는 가교결합 생성물이 실온에서 충분한 경도를 갖지 않을 것이기 때문이다. 다른 한편, 수소 원자의 함량이 2개를 초과하는 경우에는, 가교결합 생성물이 고온에서 불충분하게 연화될 것이다. 성분 (C)에 함유된 규소-결합 유기 기는 불포화 지방족 결합을 갖는 것들을 제외한 1가 탄화수소 기를 포함하며, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 또는 다른 알킬 기; 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 또는 유사한 사이클로알킬 기; 페닐, 톨릴, 자일릴, 또는 유사한 아릴 기; 벤질, 페네틸, 또는 다른 아르알킬 기에 의해 예시될 수 있다. 페닐 기, 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 및 사이클로알킬 기가 바람직하다. 성분 (C) 중 페닐 기의 함량은 전체 규소-결합 유기 기의 30 내지 70 몰%의 범위이다. 페닐 기의 함량이 추천되는 범위의 하한 미만인 경우, 얻어지는 가교결합 생성물은 고온에서 충분히 연화되지 않을 것이다. 다른 한편, 페닐 기의 함량이 추천되는 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 얻어지는 가교결합 생성물이 그의 투명성을 잃을 것이고, 그의 기계적 강도가 저하될 것이다.

성분 (C)는 하기 일반식:

(HR⁴ ₂SiO)₂ SiR⁴ ₂의 유기트라이실록산을 포함하는 것이 추천된다.

상기 식에서, R⁴는 페닐 기, 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 사이클로알킬 기를 나타낸다. R⁴의 알킬 기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 또는 헥실 기에 의해 예시될 수 있다. R⁴의 사이클로알킬 기는 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실 기에 의해 예시될 수 있다. 페닐 기의 함량은 R⁴의 30 내지 70 몰%의 범위이다.

본 조성물에서, 성분 (C)는 성분 (A) 및 성분 (B)에 함유된 알케닐 기의 총합에 대한 이 성분에 함유된 규소-결합 수소 원자의 몰 비가 0.5 내지 2, 바람직하게는 0.5 내지 1.5의 범위가 되도록 하는 양으로 함유된다. 성분 (C)의 함량이 추천되는 범위를 넘어서는 경우에는, 얻어지는 가교결합 생성물이 실온에서 충분한 경도를 갖지 않을 것이다.

성분 (D)는 성분 (A) 및 성분 (B)의 알케닐 기와 성분 (C)의 규소-결합 수소 원자 사이의 하이드로실릴화 반응을 가속하기 위해 사용되는 하이드로실릴화 촉매이다. 성분 (D)는 백금 촉매, 로듐 촉매, 또는 팔라듐 촉매에 의해 예시될 수 있다. 상기 조성물의 경화를 가속하기 위해서는, 백금 촉매의 사용이 바람직하다. 백금 촉매는 미세 백금 분말, 염화백금산, 염화백금산의 알코올 용액, 백금-알케닐실록산 착물, 백금-올레핀 착물, 또는 백금-카르보닐 착물에 의해 예시될 수 있다. 백금-알케닐실록산 착물의 사용이 바람직하다. 그러한 알케닐실록산은 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산; 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산; 메틸 기의 일부가 에틸 기, 페닐 기 등으로 치환된 동일 알케닐실록산; 비닐 기가 알릴 기, 헥세닐 기 등으로 치환된 동일 알케닐 실록산에 의해 예시될 수 있다. 백금-알케닐실록산 착물, 특히, 백금-1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물이 그의 안정성의 관점에서 바람직하다. 안정성을 추가로 개선하기 위하여, 백금-알케닐실록산 착물을 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산, 1,3-다이알릴-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산, 1,3-다이비닐-1,3-다이메틸-1,3-다이페닐다이실록산, 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라페닐다이실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 또는 유사한 알케닐실록산 또는 다이메틸실록산 올리고머, 또는 유사한 유기실록산 올리고머와 배합할 수 있다. 알케닐실록산의 첨가가 바람직하다.

성분 (A) 및 성분 (B)의 알케닐 기와 성분 (C)의 규소-결합 수소 원자 사이의 하이드로실릴화 반응을 가속한다면, 성분 (D)가 사용될 수 있는 양에 관해서는 특별한 제한이 없다. 그러나, 본 성분 중 금속 원자의 함량 (질량 단위)이 0.01 내지 500 ppm, 바람직하게는 0.01 내지 100 ppm, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 50 ppm 범위가 되도록 하는 양으로 성분 (D)를 사용하는 것이 추천될 수 있다. 성분 (D)가 추천되는 범위의 하한 미만의 양으로 함유되는 경우에는, 본 조성물의 충분한 가교결합을 제공하기 어려울 것이다. 성분 (D)의 함량이 추천되는 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 본 조성물로부터 얻어지는 가교결합 생성물에서 색상 변화가 일어날 수 있다.

본 발명의 조성물은 적어도 전술한 성분 (A) 내지 성분 (D)를 포함한다. 그러나, 본 조성물은 어떤 임의의 성분, 예를 들어, 1-에티닐헥사놀, 2-메틸-3-부틴-2-올, 3,5-다이메틸-1-헥신-3-올, 2-페닐-3-부틴-2-올, 또는 유사한 알킨 알코올; 3-메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-다이메틸-3-헥센-1-인, 또는 유사한 엔인 화합물; 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라헥세닐사이클로테트라실록산, 벤조트라이아졸, 또는 유사한 반응 억제제를 함유할 수 있다. 그러한 반응 억제제가 사용될 수 있는 양과 관련된 특별한 제한은 없으나, 본 조성물의 중량에 대해 1 내지 5,000 ppm의 양으로 첨가하는 것이 추천될 수 있다.

경화 동안 접촉하게 되는 기재에 대한 본 조성물의 접착성을 개선하기 위하여, 본 조성물은 접착 부여제를 또한 함유할 수 있다. 그러한 접착 부여제는 트라이알콕시실록시 기 (예를 들어, 트라이메톡시실록시 또는 트라이에톡시실록시 기) 또는 트라이알콕시실릴알킬 기 (예를 들어, 트라이메톡시실릴에틸 또는 트라이에톡시실릴에틸 기)를 함유하는 유기실란 및 유기실란 (예를 들어, 비닐 또는 알릴 기) 또는 4 내지 20개의 규소 원자를 갖는 선형, 분지형, 또는 환형 유기실록산 올리고머; 트라이알콕시실록시 기 또는 트라이알콕시실릴알킬 기와 메타크릴옥시알킬 기 (예를 들어, 3-메타크릴옥시프로필 기)를 함유하는 유기실란 또는 4 내지 20개의 규소 원자를 갖는 선형, 분지형, 또는 환형 유기실록산 올리고머; 트라이알콕시실록시 기 또는 트라이알콕시실릴알킬 기와 에폭시-결합 알킬 기 {예를 들어, 3-글리시독시프로필 기, 4-글리시독시부틸 기, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸 기, 또는 3-(3,4-에폭시사이클로헥실)프로필 기}를 갖는 유기실란 또는 4 내지 20개의 규소 원자를 갖는 선형, 분지형, 또는 환형 유기실록산 올리고머; 아미노알킬 트라이알콕시실란과 에폭시-결합 알킬 트라이알콕시실란의 반응 생성물, 에폭시-결합 에틸폴리실리케이트, 더욱 구체적으로, 비닐트라이메톡시실란, 알릴트라이메톡시실란, 알릴트라이에톡시실란, 하이드로겐트라이에톡시실란, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실란, 3-글리시독시프로필트라이에톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트라이메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트라이에톡시실란, 3-글리시독시프로필-트라이메톡시실란과 3-아미노프로필트라이에톡시실란의 반응 생성물, 분자 말단에서 실라놀 기로 캡핑된 메틸비닐실록산 올리고머와 3-글리시독시프로필트라이메톡시실란의 축합 반응 생성물, 분자 말단에서 실라놀 기로 캡핑된 메틸비닐실록산 올리고머와 3-메타크릴옥시프로필트라이에톡시실란의 축합 반응 생성물, 및 트리스(3-트라이메톡시실릴프로필) 아이소시아누레이트를 포함할 수 있다.

본 발명의 목적에 모순되지 않는다는 한정 하에, 본 발명의 조성물은 다른 임의의 성분, 예를 들어, 전술한 성분 (A) 내지 성분 (C) 이외의 유기폴리실록산; 실리카, 유리, 알루미나, 산화아연 또는 유사한 무기 충전제; 폴리메타크릴레이트 수지, 또는 유사한 유기 수지 분말; 내열제, 염료, 안료, 형광제, 난연제, 용매 등과 배합될 수 있다.

25 ℃에서의 본 조성물의 점도와 관련된 특별한 제한은 없으나, 점도는 100 내지 1,000,000 mPa·s, 바람직하게는 500 내지 50,000 mPa·s의 범위인 것이 추천된다. 점도가 추천되는 범위의 하한 미만인 경우, 얻어지는 가교결합 생성물의 기계적 강도가 감소될 것이다. 다른 한편, 점도가 추천되는 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 본 조성물의 취급성이 저하될 것이다.

본 조성물은 실온에서 또는 가열에 의해 가교결합될 수 있다. 그러나, 공정을 가속하기 위하여, 가열에 의한 가교결합이 추천된다. 가열 온도는 50 내지 200 ℃의 범위일 수 있다. 본 발명의 조성물은 하이드로실릴화 반응에 의해 가교결합된다. 본 조성물의 가교결합 생성물은 실온, 예를 들어, 25 ℃에서는 고체이며 고경도이고, 고온, 예를 들어, 100 ℃ 초과에서는 연화되거나 액화되기 때문에, 전기 및 전자 응용에서 접착제, 접합제(bonding agent), 보호제, 코팅제, 또는 언더-필링제(under-filling agent)로서 사용될 수 있다. 특히, 가교결합 생성물이 높은 광학 투명성을 갖기 때문에, 본 조성물은 광학 반도체 장치에서 접착제, 접합제, 코팅제 및 언더-필링제로서 사용하기에 주로 적합하다.

하기에서 본 발명의 가교결합 생성물을 상세하게 설명한다.

본 조성물의 가교결합 생성물은, 실온, 예를 들어, 25 ℃에서는, 예를 들어, 경질 고무와 같은 고경도의 고체를 구성하는 반면, 고온, 예를 들어, 100 ℃에서는 연질 고무로서 연화되거나 액화된다는 사실을 특징으로 한다. 25 ℃에서 본 가교결합 생성물은 JIS K 6253에 명시된 바와 같은 타입-A 경도계 경도가 60 이상인 것이 추천된다. 추가로, 100 ℃의 온도에서, 본 생성물은 유동성이거나 또는 타입-A 경도계 경도가 10 이하여야 한다. 본 생성물이 100 ℃에서 유동성인 경우에, 그의 점도는 특별히 제한되지 않으나, 그러한 경우에 점도는 0.1 Pa·s 이상인 것이 추천될 수 있다. 상기한 특정한 특성을 갖는 가교결합 생성물은 가열에 의해 변형가능한 열가소성 필름 또는 시트의 형태로 사용될 수 있다.

실시예

본 발명의 가교결합성 실리콘 조성물 및 가교결합 생성물을 실시예에 의해 추가로 상세하게 설명할 것이다. 하기에 주어진 실시예에서, 점도의 값은 25℃에서 얻었다. 이하의 식에서, Me, Ph, 및 Vi는 각각 메틸 기, 페닐 기, 및 비닐 기를 나타낸다. 가교결합 생성물의 경도는 JIS K 6253 (가황 고무 및 열가소성 고무 - 경도 측정)에 명시된 바와 같은 타입 A 경도계로 측정하였다.

[실시예 1]

먼저, 75 중량부의, 하기 평균 단위식으로 나타내어지는 메틸비닐페닐폴리실록산:

(MeViSiO_2/2)_0.25 (Ph₂SiO_2/2)_0.3(PhSiO_3/2)_0.45 (HO_1/2)_0.03

및 25 중량부의, 하기 화학식으로 나타내어지는 트라이실록산:

(HMe₂SiO)₂ SiPh₂

(이 성분은 전술한 메틸비닐페닐폴리실록산의 비닐 기 1 몰당 1.11 몰의 규소-결합 수소 원자를 함유함)을 균일하게 혼합하였다. 그 후에, 혼합물을 백금-1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (이 성분에서 중량 단위로 금속 백금의 함량은 본 조성물의 중량에 대해 5 ppm임) 및 1-에티닐헥사놀 (중량 단위로 이 성분은 본 조성물의 중량에 대해 250 ppm의 양으로 사용됨)과 배합하고 혼합하였다. 그 결과로, 25 ℃에서 점도가 8,400 mPa·s인 가교결합성 실리콘 조성물을 얻었다.

상기 조성물을 150 ℃에서 2시간 동안 가열하여 가교결합 생성물을 형성하였다. 얻어진 생성물은 25 ℃에서 타입 A 경도계 경도가 90인 경질-수지 유사 형체(hard-resin like body)를 구성하였다. 100 ℃에서, 상기 생성물은 타입 A 경도계 경도가 9인 연질-고무 유사 형체를 구성하였다.

[실시예 2]

먼저, 70 중량부의, 하기 평균 단위식으로 나타내어지는 메틸비닐페닐폴리실록산:

(MeViSiO_2/2)_0.25 (Ph₂SiO_2/2)_0.3(PhSiO_3/2)_0.45 (HO_1/2)_0.03

및 30 중량부의, 하기 화학식으로 나타내어지는 트라이실록산:

(HMe₂SiO)₂ SiPh₂

(이 성분은 전술한 메틸비닐페닐폴리실록산의 비닐 기 1 몰당 1.43 몰의 규소-결합 수소 원자를 함유함)을 균일하게 혼합하였다. 그 후에, 혼합물을 백금-1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (이 성분에서 중량 단위로 금속 백금의 함량은 본 조성물의 중량에 대해 5 ppm임) 및 1-에티닐헥사놀 (중량 단위로 이 성분은 본 조성물의 중량에 대해 250 ppm의 양으로 사용됨)과 배합하고 혼합하였다. 그 결과로, 25℃에서 점도가 6,600 mPa·s인 가교결합성 실리콘 조성물을 얻었다.

상기 조성물을 150 ℃에서 2시간 동안 가열하여 가교결합 생성물을 형성하였다. 얻어진 생성물은 25℃에서 타입 A 경도계 경도가 78인 경질-수지 유사 형체를 구성하였다. 100 ℃에서는, 상기 생성물은 점도가 220 Pa·s인 액체를 구성하였다.

[실시예 3]

(MeViSiO_2/2)_0.25 (Ph₂SiO_2/2)_0.3(PhSiO_3/2)_0.45 (HO_1/2)_0.03

10 중량부의, 하기 화학식으로 나타내어지는 메틸페닐폴리실록산:

ViMe₂SiO (MePhSiO)_17.5SiViMe₂

(HMe₂SiO)₂ SiPh₂

(이 성분은 상기 메틸비닐페닐폴리실록산과 메틸페닐폴리실록산의 합계의 비닐 기 1 몰당 1.02 몰의 규소-결합 수소 원자를 함유함)을 균일하게 혼합하였다. 그 후에, 혼합물을 백금-1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (이 성분에서 중량 단위로 금속 백금의 함량은 본 조성물의 중량에 대해 500 ppm임) 및 1-에티닐헥사놀 (중량 단위로 이 성분은 본 조성물의 중량에 대해 250 ppm의 양으로 사용됨)과 배합하고 혼합하였다. 그 결과로, 25 ℃에서 점도가 4,500 mPa·s인 가교결합성 실리콘 조성물을 얻었다.

상기 조성물을 150 ℃에서 2시간 동안 가열하여 가교결합 생성물을 형성하였다. 얻어진 생성물은 25 ℃에서 타입 A 경도계 경도가 83인 경질-수지 유사 형체를 구성하였다. 100 ℃에서, 상기 생성물은 타입 A 경도계 경도가 6인 연질-고무 유사 형체를 구성하였다.

[실시예 4]

실시예 3의 실리콘 조성물을 120 ℃에서 30분 동안 가열하여, 상기 조성물로부터 가교결합 생성물을 형성하였다. 얻어진 생성물은 25 ℃에서 타입 A 경도계 경도가 75인 경질-수지 유사 형체를 구성하였다. 100 ℃에서, 상기 생성물은 점도가 120 Pa·s인 액체를 구성하였다.

[실시예 5]

(MeViSiO_2/2)_0.25 (Ph₂SiO_2/2)_0.3(PhSiO_3/2)_0.45 (HO_1/2)_0.03

ViMe₂SiO (MePhSiO)_17.5SiViMe₂

(HMe₂SiO)₂ SiPh₂

(이 성분은 상기 메틸비닐페닐폴리실록산과 메틸페닐폴리실록산의 합계의 비닐 기 1 몰당 1.30 몰의 규소-결합 수소 원자를 함유함)을 균일하게 혼합하였다. 그 후에, 혼합물을 백금-1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (이 성분에서 중량 단위로 금속 백금의 함량은 본 조성물의 중량에 대해 5 ppm임) 및 1-에티닐헥사놀 (중량 단위로 이 성분은 본 조성물의 중량에 대해 250 ppm의 양으로 사용됨)과 배합하고 혼합하였다. 그 결과로, 25℃에서 점도가 4,000 mPa·s인 가교결합성 실리콘 조성물을 얻었다.

상기 조성물을 150 ℃에서 2시간 동안 가열하여 가교결합 생성물을 형성하였다. 얻어진 생성물은 25℃에서 타입 A 경도계 경도가 70인 경질-수지 유사 형체를 구성하였다. 100 ℃에서, 상기 생성물은 점도가 250 Pa·s인 액체를 구성하였다.

산업상 이용가능성

본 발명의 가교결합성 실리콘 조성물은 전기 및 전자 응용에서 접착제, 포팅제(potting agent), 보호제, 또는 언더필(underfill)로서 사용하기에 적합하다. 특히, 본 조성물은 높은 광투과성을 갖기 때문에, 본 조성물은 광학 반도체 장치에서 접착제, 포팅제, 보호제, 코팅제, 또는 언더필로서 사용하기에 적합하다.

Claims

적어도 하기 성분들을 포함하는, 가교결합성 실리콘 조성물:
(A) 하기 평균 단위식으로 나타내어지는 유기폴리실록산:
(R¹ ₃SiO_1/2)_a (R¹ ₂SiO_2/2)_b (R¹SiO_3/2)_c (SiO_4/2)_d (R²O_1/2)_e
(여기서, R¹은 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 사이클로알킬 기, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기이고, R¹의 60 내지 80 몰%는 페닐 기이며 R¹의 10 내지 20 몰%는 알케닐 기이고; R²는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 기이고; "a", "b", "c", "d", 및 "e"는 하기 조건: 0 ≤ a ≤ 0.2; 0.2 ≤ b ≤ 0.7; 0.2 ≤ c ≤ 0.6; 0 ≤ d ≤ 0.2; 0 ≤ e ≤ 0.1; 및 a + b + c + d =1을 충족시키는 수임);
(B) 하기 일반식으로 나타내어지는 유기폴리실록산:
R³ ₃SiO (R³ ₂SiO)_m SiR³ ₃
(여기서, R³은 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 사이클로알킬 기, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기이고, R³의 40 내지 70 몰%는 페닐 기이며 하나 이상의 R³은 알케닐 기이고; "m"은 5 내지 100 범위의 정수임) {성분 (B)는 성분 (A) 100 중량부당 0 내지 20 중량부의 양으로 사용됨};
(C) 하나의 분자 중에 2개의 규소-결합 수소 원자를 가지며, 페닐 기가 규소-결합 유기 기의 30 내지 70 몰%를 구성하는 유기폴리실록산 {성분 (A) 및 성분 (B)에 함유된 알케닐 기의 총합에 대한 이 성분에 함유된 규소-결합 수소 원자의 몰 비는 0.5 내지 2의 범위임}; 및
(D) 성분 (A) 및 성분 (B)에 함유된 알케닐 기와 성분 (C)에 함유된 규소-결합 수소 원자 사이의 하이드로실릴화 반응을 촉진하기에 충분한 양의 하이드로실릴화 촉매.
제1항에 있어서, 성분 (C)는 하기 일반식:
(HR⁴ ₂SiO)₂ SiR⁴ ₂
(여기서, R⁴는 페닐 기, 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 및 사이클로알킬 기이며, R⁴의 30 내지 70 몰%는 페닐 기임)로 나타내어지는 유기폴리실록산인, 가교결합성 실리콘 조성물.
제1항 또는 제2항에 따른 가교결합성 실리콘 조성물을 하이드로실릴화 반응시켜 얻어지는, 가교결합 생성물.
제3항에 있어서, 상기 가교결합 생성물은 JIS K 6253에 따른 25 ℃에서의 타입 A 경도계 경도(durometer hardness)가 60 이상이거나 또는 100 ℃에서의 타입 A 경도계 경도가 10 이하인, 가교결합 생성물.