TW201319168A

TW201319168A - 加成硬化型聚矽氧組成物及光學元件

Info

Publication number: TW201319168A
Application number: TW101123491A
Authority: TW
Inventors: Mitsuhiro Iwata; Toshiyuki Ozai; Masanari Moteki
Original assignee: Shinetsu Chemical Co
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2013-05-16
Also published as: JP5603837B2; KR20130009621A; JP2013010881A; CN102850803A; TWI554571B

Abstract

本發明之目的在於提供可給予特別具有高的透明性，且強度特性良好，光取出效率等之光學元件性能優異的硬化物之加成硬化型聚矽氧組成物，而且在於提供為了滿足本來所希望的LED等之光學元件性能，特別使在25℃的波長400nm之透光率提高之加成硬化型聚矽氧組成物，經該組成物的硬化物所密封之光學元件。本發明之解決手段為一種加成硬化型聚矽氧組成物，其特徵為至少含有：(A)在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結脂肪族不飽和基及1個以上的矽原子鍵結CF3-(CF2)m-(CH2)n-基之直鏈狀的有機聚矽氧烷：100質量份(B)在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結脂肪族不飽和基及1個以上的矽原子鍵結CF3-(CF2)m-(CH2)n-基，且具有SiO4/2及/或RSiO3/2所示的矽氧烷單位之支鏈構造之有機聚矽氧烷：1~100質量份(C)在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結氫原子之有機矽化合物：使前述(A)、前述(B)成分的合計脂肪族不飽和基與(C)成分的SiH基之莫耳比成為0.2≦SiH基/脂肪族不飽和基≦5.0之量(D)鉑族金屬系觸媒：有效量。

Description

加成硬化型聚矽氧組成物及光學元件

本發明關於加成硬化型聚矽氧組成物及光學元件，特別地關於橡膠的性質及強度特性良好，可給予具有低折射率的硬化物之加成硬化型聚矽氧組成物，及經該組成物的硬化物所密封之光學元件。

加成硬化型聚矽氧組成物，係含有含烯基等的脂肪族不飽和基之聚有機矽氧烷，藉由氫矽烷化反應進行硬化而給予硬化物。如此所得之硬化物，由於耐熱性、耐寒性、電絕緣性優異，而且是透明，故使用於各種光學用途之密封材。

光學用途所使用的聚有機矽氧烷組成物，及由該組成物所成之光學元件用密封材，係要求高透明性及高折射率，為了達成此要求，一般進行在主骨架中使用二甲基矽氧烷．二苯基矽氧烷共聚物或聚甲基苯基矽氧烷之方法。

然而，被視為能給予折射率1.54以上的硬化物之上述聚矽氧烷，係合成上困難。又，以聚矽氧烷成為支鏈狀，導入有苯基的聚矽氧烷之硬化物，雖然折射率可以成為1.53~1.54左右，但所得之硬化物係硬的樹脂狀，不具有彈性。因此，亦有提案支鏈狀的有機聚矽氧烷與直鏈狀的有機聚矽氧烷所組合之組成物，但不是能充分滿足透明性、折射率、彈性等(專利文獻1~7)。

因此，專利文獻8中，提案可給予具有高透明性及高折射率，強度特性良好的硬化物之加成硬化型聚矽氧組成物，及由該組成物所成之光學元件用密封材，但所給予的光學元件性能係未充分滿足者。

又，以往特別是在25℃的波長400nm之透光率差。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2005-307015號公報

[專利文獻2]日本特開2004-143361號公報

[專利文獻3]日本特開2004-186168號公報

[專利文獻4]日本特開2004-292807號公報

[專利文獻5]日本特開2004-359756號公報

[專利文獻6]日本特開2005-076003號公報

[專利文獻7]日本特開2005-105217號公報

[專利文獻8]日本特開2010-132795號公報

本發明係鑒於上述情事而完成者，目的在於提供藉由特定的組成物而使硬化物低折射率化，尤其具有高的透明性，光取出效率亦優異，而且強度特性良好，特別地可給予光學元件性能優異之硬化物的加成硬化型聚矽氧組成物。又，為了滿足本來所希望的LED等之光學元件性能，目的在於提供特別地使在25℃的波長400nm之透光率提高的加成硬化型聚矽氧組成物。

為了解決上述問題，本發明提供一種加成硬化型聚矽氧組成物，其特徵為至少含有：

(A)在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結脂肪族不飽和基及1個以上的矽原子鍵結CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基之直鏈狀的有機聚矽氧烷(惟，m為0以上之整數，n為1以上之整數)：100質量份

(B)在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結脂肪族不飽和基及1個以上的矽原子鍵結CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基，且具有SiO_4/2及/或RSiO_3/2所示的矽氧烷單位之支鏈構造之有機聚矽氧烷(惟，m為0以上之整數，n為1以上之整數，R為取代或非取代之一價烴基)：1~100質量份

(C)在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結氫原子之有機矽化合物：使前述(A)、前述(B)成分的合計脂肪族不飽和基與(C)成分的SiH基之莫耳比成為0.2≦SiH基/脂肪族不飽和基≦5.0之量

(D)鉑族金屬系觸媒：有效量。

如此的本發明之加成硬化型聚矽氧組成物，係可給予低折射率，具有高的透明性，橡膠的性質及強度特性亦良好之硬化物，作為LED密封材使用時，由於光取出效率亦優異，故適合光學用途。

又，特別地成為在25℃的波長400nm之透光率亦優異者。

另外，前述(C)成分的有機矽化合物可進一步含有在一分子中具有1個以上的矽原子鍵結CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基之有機矽化合物(惟，m為0以上之整數，n為1以上之整數)。

如此地，若在(C)成分中亦導入CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基，則可謀求更低折射率化。

還有，採用本發明的組成物於光學元件密封材時，前述加成硬化型聚矽氧組成物較佳為硬化，給予在25℃的波長300~800nm之透光率於厚度2mm的層狀態下為80%以上之硬化物者。

又，同樣地，前述加成硬化型聚矽氧組成物較佳為硬化，給予在可見光(589nm)中的折射率(25℃)為1.40以下之硬化物者。

如此地，若硬化物的折射率為1.40以下，則可使在25℃的波長400nm之透光率成為優異者，同時光取出效率亦優異。

為了滿足如此的特性，必須盡量排除使透光性等降低的任意成分之添加。

再者，本發明提供經前述組成物的硬化物所密封之光學元件。

本發明的光學元件係可靠性優異者。

如以上說明，使本發明的加成硬化型聚矽氧組成物硬化而得之硬化物，係高透明、低折射率且強度特性良好。特別地，藉由在LED等的光學元件用密封材中使用，可使作為光學元件性能所希望的在25℃之波長400nm的透光率成為優異者。即，藉由使用本發明的加成硬化型聚矽氧組成物作為光學元件用密封材，可抑制來自光學元件的發光被高透明、低折射率的前述硬化物表面所全反射，故特別地提高LED之亮度。

[實施發明的形態]

以下，更詳細說明本發明。

如上述，以往光學用途所使用之聚有機矽氧烷組成物，雖然有各式各樣的提案，但皆無法給予令人充分滿足的光學元件性能。

本發明者們進行專心致力的檢討，結果發現不謀求習知的加成硬化型聚矽氧組成物之高折射率化，而藉由謀求低折射率化，得到光學性能優異之組成物。

具體地，發現於具有一分子中的矽鍵結CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基(惟，m為0以上之整數，n為1以上之整數)之有機聚矽氧烷中，藉由併用直鏈狀者與支鏈狀者，愈使加成硬化型聚矽氧組成物低折射率化，則愈提高在25℃的波長300~800nm之透光率，尤其提高在25℃的波長400nm之透光率，而且發現得到高透明且強度特性良好的加成硬化型聚矽氧硬化物，而達成本發明。

因此，本發明第一為提供一種加成硬化型聚矽氧組成物，其特徵為至少含有：

(D)鉑族金屬系觸媒：有效量。

又，本發明第二為提供一種光學元件，其係經本發明的加成硬化型聚矽氧組成物之硬化物所密封。

以下，詳細說明本發明。

[加成硬化型聚矽氧組成物] <(A)成分>

(A)成分係在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結脂肪族不飽和基及1個以上的矽原子鍵結CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基之直鏈狀的有機聚矽氧烷(惟，m為0以上之整數，n為1以上之整數)。

(A)成分的有機聚矽氧烷係基礎聚合物，例如較佳為下述通式(1)所示之有機聚矽氧烷。

(式中，R¹係脂肪族不飽和基，R²係可相同或相異之脂肪族不飽和基以外的碳數1~8之取代或非取代的一價烴基，Rf¹係CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基(惟，m為0以上之整數，n為1以上之整數)，a為1~3之整數，x、y、z各自為x≧0、y≧1、z≧0之整數)。

上述通式(1)中，作為R¹的脂肪族不飽和基，較佳為烯基，更佳為乙烯基、烯丙基、乙炔基等之碳數2~10，尤其2~6的烯基，特佳為乙烯基。

作為R²之脂肪族不飽和基以外的碳數1~8之取代或非取代的一價烴，可例示甲基、乙基、丙基、丁基等的烷基、環己基、環戊基等的環烷基、苯基、甲苯基、二甲苯基等的芳基、苄基、苯乙基等的芳烷基、氯甲基、氯丙基、氯環己基等的鹵化烴基等。較佳為非取代的碳數1~6之一價烴基，特佳為甲基。

Rf¹係CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-(m為0以上之整數，n為1以上之整數)所定義，m較佳為滿足0≦m≦9之整數，n較佳為滿足1≦n≦10之整數。當Rf¹為複數時(y為2以上時)，各自可為相同基或相異基。

於本發明中，從合成面來看，特佳為CF₃-(CH₂)₂-、CF₃-(CF₂)₃-(CH₂)₂-、CF₃-(CF₂)₅-(CH₂)₂-基。

又，上述通式(1)中，X為0以上之整數，較佳為0~50之整數，y為1以上之整數，較佳為2~5,000，更佳為5~1,000之整數。z為0以上之整數，較佳為0~10,000，更佳為0~5,000之整數。x+y+z較佳為5~10,000，更佳為10~3,000，特佳為20~500。又，y/(x+y+z)之值較佳為1/50~1/1，更佳為1/10~1/1，特佳為1/5~1/1之範圍。

(A)成分的有機聚矽氧烷在25℃的黏度為100~10,000,000mPa．s，尤其在200~500,000mPa．s之範圍係合適，此等有機聚矽氧烷係可為單獨1種或2種以上之組合使用。尚且，黏度係藉由旋轉黏度計所測定之黏度。

(A)成分的有機聚矽氧烷係可藉由其本身已知的方法來製造。例如，可藉由使下述通式(i)所示的環三矽氧烷、下述通式(ii)所示的環三矽氧烷、下述通式(iii)所示的有機矽氧烷及視需要之下述通式(iv)所示的環三矽氧烷，在鹼或酸觸媒存在下進行共聚合而得。

(R¹)_a(R²)_3-aSiOSi(R¹)_a(R²)_3-a………(iii) (式中，R¹、R²、Rf¹、a係如前述)。

<(B)成分>

(B)成分係在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結脂肪族不飽和基及1個以上的矽原子鍵結CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基，且具有SiO_4/2及/或RSiO_3/2所示的矽氧烷單位之支鏈構造之有機聚矽氧烷(惟，m為0以上之整數，n為1以上之整數，R為取代或非取代的一價烴基，上述R¹及R²係所例示)。當具有R的矽氧烷單位為複數時，R各自可為相同基或相異基。

作為矽原子鍵結脂肪族不飽和基，可例示與(A)成分所記載的同樣者。

(B)成分的有機聚矽氧烷係具有支鏈構造者。(B)成分的有機聚矽氧烷必須有由SiO_4/2單位及/或RSiO_3/2單位所成之支鏈構造，但亦可更含有甲基乙烯基矽烷氧基單位、二甲基矽烷氧基單位等之R₂SiO_2/2、二甲基乙烯基矽烷氧基單位、三甲基矽烷氧基單位等之R₃SiO_1/2單位(式中，R係如前述)。SiO_4/2單位及/或RSiO_3/2單位的含量，較佳為(B)成分的有機聚矽氧烷樹脂中之全部矽氧烷單位的5莫耳%以上，較佳為10莫耳~95莫耳%，特佳為25~80莫耳%。

又，此有機聚矽氧烷，從單離方面來看，重量平均分子量較佳為500~100,000之範圍。

再者，由於(B)成分亦具有上述(A)成分中的CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基(m為0以上之整數，n為1以上之整數)所定義之取代基，故可謀求更低折射率化。於本發明中，從合成方面來看，特佳為與(A)成分同樣地，CF₃-(CH₂)₂-、CF₃-(CF₂)₃-(CH₂)₂-、CF₃-(CF₂)₅-(CH₂)₂-基。

如此的樹脂構造之有機聚矽氧烷之合成，係可藉由以生成單位成為所要的比例之方式，組合各自的單位來源之化合物，例如在酸的存在下進行(共)水解而容易地進行。

此(B)成分之具有支鏈構造的有機聚矽氧烷之併用，係可在不提高折射率下，使所得之硬化物的硬度或機械強度成為優異者。相對於前述(A)成分100質量份而言，此(B)成分較佳為2~50質量份。(B)成分的配合量未達1質量份時，硬化物的硬度或強度會變不充分，超過100質量份時，硬化物會變脆，密封性能會降低。

<(C)成分>

(C)成分係在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結氫原子(即SiH基)之有機矽化合物，較佳為不具有脂肪族不飽和基之有機矽化合物(含SiH基的有機矽化合物)，與(A)、(B)成分進行氫矽烷化反應，作為交聯劑作用。(C)成分係可單獨1種使用或併用2種以上。

作為(C)成分，只要是在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結氫原子之有機矽化合物，則亦可使用眾所周知的任何化合物，例如有機氫聚矽氧烷、有機氫矽烷類、有機寡聚物或有機聚合物，可舉出每一分子中具有至少2個SiH基者等，其中較佳為每一分子中至少具有2個SiH基之有機氫聚矽氧烷。

(C)成分中的鍵結於矽之有機基，較佳為不具有脂肪族不飽和基者，可例示非取代的一價烴基，或不對本發明的加成硬化型聚矽氧組成物之儲存安定性及硬化造成不良影響的經鹵素原子(例如氯原子、溴原子、氟原子)、含環氧基之基(例如環氧基、環氧丙基、環氧丙氧基)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基)等取代之一價烴基。作為如此的取代或非取代之一價烴基，可舉出碳數1~6的烷基、碳數6~10的芳基，更佳為甲基或乙基，或此等的基經上述例示的取代基取代之基。又，作為該一價烴基的取代基，具有含環氧基之基及/或烷氧基時，可將黏著性賦予本發明的加成硬化型聚矽氧組成物之硬化物。

再者，更佳為將上述(A)、(B)成分中的CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基(m為0以上之整數，n為1以上之整數)所定義之取代基導入(C)成分中，因為可謀求更低折射率化。於本發明中，從合成方面來看，特佳為CF₃-(CH₂)₂-、CF₃-(CF₂)₃-(CH₂)₂-、CF₃-(CF₂)₅-(CH₂)₂-基。

(C)成分只要是每一分子中具有至少2個SiH基之有機矽化合物，則在該有機矽化合物的分子構造係沒有特別的限制，例如可使用直鏈狀、環狀、支鏈狀、三次元網狀構造(樹脂狀)等之以往製造的各種有機矽化合物。

(C)成分的有機矽化合物係在一分子中具有至少2個(通常2~300個左右)，較佳3個以上(通常3~200個，較佳為4~100個左右)之SiH基。當(C)成分的有機矽化合物具有直鏈狀構造或支鏈狀構造時，此等的SiH基係可僅位於分子鏈末端及分子鏈非末端部分中之任一者，也可位於該兩者。

(C)成分的有機矽化合物之一分子中的矽原子之數(聚合度)，較佳為2~1,000個，尤佳為3~200個，更佳為4~100個左右。再者，(C)成分的有機矽化合物較佳在25℃為液狀，藉由旋轉黏度計所測定之在25℃的黏度，較佳為1~1,000mPa．s，更佳為10~100mPa．s左右。

作為(C)成分的有機矽化合物，例如可使用下述平均組成式(2)所示者。

R⁴ _a’H_bSiO_(4-a’-b)/2………(2) (式中，R⁴係互相相同或異種之脂肪族不飽和基以外的取代或非取代之矽原子鍵結一價烴基，a’及b為滿足0.7≦a’≦2.1、0.001≦b≦1.0，而且0.8≦a’+b≦3.0，較佳為1.0≦a’≦2.0、0.01≦b≦1.0，而且1.5≦a’+b≦2.5之正數)。

作為R⁴之脂肪族不飽和基以外的取代或非取代之矽原子鍵結一價烴基，可舉出作為上述脂肪族不飽和基以外的非取代或取代之1價烴基所具體例示之碳數1~6的烷基或鹵烷基及碳數6~10的芳基等之取代或非取代之基。R⁴較佳為碳數1~6的烷基或鹵烷基。

作為上述平均組成式(2)所示的有機氫矽氧烷，例如可舉出含有至少4個式：R⁴HSiO所示的有機氫矽氧烷單位之環狀化合物、式：R⁴ ₃SiO(HR⁴SiO)_cSiR⁴ ₃所示的化合物、式：HR⁴ ₂SiO(HR⁴SiO)_cSiR⁴ ₂H所示的化合物、式：HR⁴ ₂SiO(HR⁴SiO)_c(R⁴ ₂SiO)_dSiR⁴ ₂H所示的化合物等。上述式中，R⁴係如前述，c及d係至少1。

或者，上述平均組成式(2)所示的有機氫矽氧烷，亦可含有式：H₃SiO_1/2所示的矽氧烷單位、式：R⁴HSiO所示的矽氧烷單位及/或式：R⁴ ₂HSiO_1/2所示的矽氧烷單位。該有機氫矽氧烷亦可含有不含SiH基的單有機矽氧烷單位、二有機矽氧烷單位、三有機矽氧烷單位及/或SiO_4/2單位。上述式中的R⁴係如前述。

於上述平均組成式(2)所示的有機氫矽氧烷所含有的全部有機矽氧烷單位之中，30~100莫耳%較佳為甲基氫矽氧烷單位。

當(C)成分為在每一分子中具有至少2個SiH基之有機氫聚矽氧烷時，作為其具體例，可舉出1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、三(氫二甲基矽烷氧基)甲基矽烷、三(氫二甲基矽烷氧基)苯基矽烷、甲基氫環聚矽氧烷、甲基氫矽氧烷．二甲基矽氧烷環狀共聚物、分子鏈兩末端三甲基矽烷氧基封鎖甲基氫聚矽氧烷、分子鏈兩末端三甲基矽烷氧基封鎖二甲基矽氧烷．甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端三甲基矽烷氧基封鎖二苯基矽氧烷．甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端三甲基矽烷氧基封鎖甲基苯基矽氧烷．甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端三甲基矽烷氧基封鎖二甲基矽氧烷．甲基氫矽氧烷．甲基苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端三甲基矽烷氧基封鎖二甲基矽氧烷．甲基氫矽氧烷．二苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端二甲基氫矽烷氧基封鎖甲基氫聚矽氧烷、分子鏈兩末端二甲基氫矽烷氧基封鎖二甲基聚矽氧烷、分子鏈兩末端二甲基氫矽烷氧基封鎖二甲基矽氧烷．甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端二甲基氫矽烷氧基封鎖二甲基矽氧烷．甲基苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端二甲基氫矽烷氧基封鎖二甲基矽氧烷．二苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端二甲基氫矽烷氧基封鎖甲基苯基聚矽氧烷、分子鏈兩末端二甲基氫矽烷氧基封鎖二苯基聚矽氧烷、分子鏈兩末端二甲基氫矽烷氧基封鎖二苯基矽氧烷．甲基氫矽氧烷共聚物，於此等的各例示化合物中，甲基的一部分或全部經乙基、丙基等其它的烷基取代之有機氫聚矽氧烷，由式：R⁴ ₃SiO_1/2所示的矽氧烷單位與式：R⁴ ₂HSiO_1/2所示的矽氧烷單位和式：SiO_4/2所示的矽氧烷單位所成之有機矽氧烷共聚物，由式：R⁴ ₂HSiO_1/2所示的矽氧烷單位與式：SiO_4/2所示的矽氧烷單位所成之有機矽氧烷共聚物，由式：R⁴HSiO_2/2所示的矽氧烷單位與式：R⁴SiO_3/2所示的矽氧烷單位及式：H₃SiO_1/2所示的矽氧烷單位中之任一者或兩者所成之有機矽氧烷共聚物，及由此等的有機聚矽氧烷之2種以上所成之混合物。上述式中的R⁴具有與前述同樣的定義。

(C)成分的配合量，係使(C)成分中的SiH基相對於(A)、(B)成分中的脂肪族不飽和基之莫耳比，成為0.2≦SiH基/脂肪族不飽和基≦5.0之量，較佳成為0.5≦SiH基/脂肪族不飽和基≦2.0之量。

<(D)成分>

(D)成分係促進(A)、(B)成分與(C)成分之氫矽烷化加成反應的鉑族金屬系觸媒。

作為(D)成分的鉑族金屬系觸媒，只要是促進(A)、(B)成分中的矽原子鍵結脂肪族不飽和基與(C)成分中的SiH基之氫矽烷化加成反應者，則可使用任何的觸媒。(D)成分係可單獨一種使用，也可併用二種以上。作為(D)成分，例如可舉出鉑、鈀、銠等的鉑族金屬，或氯鉑酸、醇改性氯鉑酸、氯鉑酸與烯烴類、乙烯基矽氧烷或乙炔化合物之配位化合物、四(三苯基膦)鈀、氯三(三苯基膦)銠等之鉑族金屬化合物，特佳為鉑化合物。

(D)成分的配合量係可作為氫矽烷化觸媒之有效量，較佳係相對於(A)、(B)及(C)成分之合計質量而言，以鉑族金屬元素的質量換算為0.1~1000ppm之範圍，更佳為1~500ppm之範圍。

<其它成分>

於本發明的加成硬化型聚矽氧組成物中，除了前述(A)~(D)成分以外，在不損害本發明目的之範圍內，亦可摻合其它任意的成分。作為其具體例，可舉出以下者。此等其它成分係可各自單獨一種使用，也可併用二種以上。

《(A)、(B)成分以外之含脂肪族不飽和基的化合物》

於本發明的加成硬化型聚矽氧組成物中，在不損害本發明的效果之範圍內，除了(A)、(B)成分以外，還可摻合與(C)成分進行加成反應之含脂肪族不飽和基的化合物。作為(A)、(B)成分以外之如此含脂肪族不飽和基的化合物，較佳為參與硬化物之形成者，因此較佳為每一分子中具有至少2個脂肪族不飽和基者。作為(A)、(B)成分以外之如此聚有機矽氧烷之分子構造，例如可舉出環狀構造。

作為(A)、(B)成分以外之含脂肪族不飽和基的化合物之具體例，可舉出由丁二烯、多官能性醇所衍生之二丙烯酸酯等的單體；聚乙烯、聚丙烯或苯乙烯與其它乙烯性不飽和化合物(例如丙烯腈或丁二烯)之共聚物等的聚烯烴；由丙烯酸、甲基丙烯酸或馬來酸之酯等的官能性取代有機化合物所衍生之寡聚物或聚合物。(A)、(B)成分以外之含脂肪族不飽和基的化合物係在室溫下可為液體或固體。

《加成反應控制劑》

為了確保適用期，可在本發明的加成硬化型聚矽氧組成物中摻合加成反應控制劑。加成反應控制劑只要是對於上述(D)成分的氫矽烷化觸媒具有硬化抑制效果之化合物，則沒有特別的限定，亦可使用自以往所眾所周知者。作為其具體例，可舉出三苯基膦等之含磷化合物；三丁胺、四甲基伸乙二胺、苯并三唑等之含氮化合物；含硫化合物；炔屬醇類(例如1-乙炔基環己醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇)等的炔系化合物；含有2個以上的烯基之化合物；氫過氧化合物；馬來酸衍生物等。

加成反應控制劑之硬化抑制效果的程度，係隨著其加成反應控制劑的化學構造而不同。因此，於所使用的加成反應控制劑之各自，較佳為將其添加量調整至最合適量。藉由添加最合適量的加成反應控制劑，組成物係在室溫下的長期儲存安定性及加熱硬化性優異。

《其它任意成分》

為了抑制硬化物的著色、白濁、氧化降解等之發生，可在本發明的加成硬化型聚矽氧組成物中摻合2,6-二第三丁基-4-甲基苯酚等之習知的抗氧化劑。又，為了賦予對光降解的抵抗性，亦可在本發明的加成硬化型聚矽氧組成物中摻合受阻胺系安定劑等的光安定劑。再者，於不影響由本發明的加成硬化型聚矽氧組成物所得之硬化物的透明性之範圍內，為了提高強度，亦可在本發明的加成硬化型聚矽氧組成物中摻合煙薰矽石等的無機質填充劑，視需要也可在本發明的加成硬化型聚矽氧組成物中摻合染料、顏料、難燃劑等。

[硬化物]

本發明的加成硬化型聚矽氧組成物，係可在眾所周知的硬化條件下，藉由眾所周知的硬化方法使硬化。具體而言，藉由通常在室溫~200℃，較佳在80~160℃進行加熱，可使該組成物硬化。加熱時間可為0.5分鐘~5小時左右，尤其1分鐘~3小時左右，但於要求LED密封用等精度時，較佳為加長硬化時間。所得之硬化物的形態係沒有特別的限制，例如可為凝膠硬化物、彈性體硬化物及樹脂硬化物中的任一者。當該硬化物使用於光學元件密封用時，特佳為無色透明且低折射率(通常1.41左右以下)，在25℃的波長300~800nm之透光率於厚度2mm的層狀態下為80%以上。

為了提高本來所希望的LED等之光學元件性能，尤其在25℃的波長400nm之透光率，硬化物之可見光(589nm)的折射率(25℃)較佳為1.40以下，特佳為1.30~1.39。

將本發明的加成硬化型聚矽氧組成物硬化而得之硬化物，係與通常的加成硬化型聚矽氧組成物之硬化物同樣地，在耐熱性、耐寒性、電絕緣性亦優異。

[光學元件密封材]

如上述，將本組成物硬化而得之硬化物，係以彈性體狀得到，例如凝膠狀，或從柔軟的橡膠狀至具有彈性的樹脂狀為止。

如此之本發明的加成硬化型聚矽氧組成物，特別地由於硬化物的透光率高，於將光學元件密封時，由於光取出效率亦優異，故最適合光學用途，尤其作為光學元件密封材。

[光學元件]

又，於本發明中，例如在LED、半導體雷射、發光二極體、光電晶體、太陽電池、CCD等上，塗佈本發明的加成硬化型聚矽氧組成物，在眾所周知的硬化條件下，藉由眾所周知的硬化方法，具體地如上述地，使所塗布的密封材硬化，而提供經密封的光學元件。

[實施例]

以下，顯示調製例、實施例及比較例來具體說明本發明，惟本發明不受下述實施例所限制。

再者，於下述之例中，黏度係使用旋轉黏度計在23℃所測定之值。

折射率係使用ATAGO製數位折射計RX-5000在25℃測定589nm的折射率，硬度、斷裂時伸長度、拉伸強度係依照JIS-K6249測定。

透光率係對於將組成物成形為厚度2mm的薄片狀，經硬化者，藉由分光光度計，在25℃測定對波長400nm之光的透過率。

又，於下述之例中，表示直鏈狀的有機聚矽氧烷或具有支鏈構造的有機聚矽氧烷之平均組成的符號係表示如以下之單位。

再者，各具有直鏈狀或支鏈構造的有機聚矽氧烷、有機氫聚矽氧烷之莫耳數，係表示各成分中所含有的乙烯基或SiH基之平均莫耳數。

M^Vi：(CH₂=CH)(CH₃)₂SiO_1/2 M^ΦVi：(CH₂=CH)(C₆H₅)(CH₃)SiO_1/2 D：(CH₃)₂SiO_2/2 D^Vi：(CH₂=CH)(CH₃)SiO_2/2 D^F1：(CF₃-CH₂-CH₂)(CH₃)SiO_2/2 T^F1：(CF₃-CH₂-CH₂)SiO_3/2 D^F2：[CF₃-(CF₂)₅-(CH₂)₂](CH₃)SiO_2/2 T^F2：[CF₃-(CF₂)₅-(CH₂)₂]SiO_3/2 D^Φ：(C₆H₅)₂SiO_2/2

[調製例1]鉑觸媒(觸媒A)之調製

以鉑含量成為1.0質量%之方式，用甲苯稀釋六氯鉑酸與sym-四甲基二乙烯基二矽氧烷之反應生成物，而調製本實施例及比較例所使用之鉑觸媒(觸媒A)。

[調製例2]D^Vi/T^F1=2/8所示的支鏈構造之有機聚矽氧烷合成

於2L的燒瓶中加入160g六氟間二甲苯、290g水、323g濃鹽酸，邊攪拌邊升溫至70℃為止。升溫後，滴下175g(0.8mol)三氟丙基三甲氧基矽烷、26g(0.2mol)甲基乙烯基二甲氧基矽烷、40g六氟間二甲苯。滴下後，在75℃熟成2小時。熟成後，去除在上層的鹽酸水後，以水洗淨有機層，重複直到所洗淨的水成為中性為止。洗淨後在有機層中加入0.1g氫氧化鉀，升溫至120℃，進行脫水縮合反應。反應結束後，加入1g醋酸鉀與0.23g氯三甲基矽烷，進行中和反應。中和後過濾，在100℃/5mmHg濃縮1小時，而得到無色透明之D^Vi/T^F1=2/8所示的支鏈構造之有機聚矽氧烷。

[調製例3]D^Vi/T^F2=2/8所示的支鏈構造之有機聚矽氧烷合成

於2L的燒瓶中加入160g六氟間二甲苯、290g水、323g濃鹽酸，邊攪拌邊升溫至70℃為止。升溫後，滴下375g(0.8mol)全氟辛基三甲氧基矽烷、26g(0.2mol)甲基乙烯基二甲氧基矽烷、40g六氟間二甲苯。滴下後，在75℃熟成2小時。熟成後，去除在上層的鹽酸水後，以水洗淨有機層，重複直到所洗淨的水成為中性為止。洗淨後在有機層中加入0.1g氫氧化鉀，升溫至120℃，進行脫水縮合反應。反應結束後，加入1g醋酸鉀與0.23g氯三甲基矽烷，進行中和反應。中和後過濾，在100℃/5mmHg濃縮1小時，而得到D^Vi/T^F2=2/8所示的支鏈構造之有機聚矽氧烷。

[調製例4]平均組成式：M^Vi ₂D^Φ _2.8之有機聚矽氧烷合成

於2L的燒瓶中加入1000g水及585g甲苯，加溫至75℃，於其中滴下500g二氯二苯基矽烷，在80℃繼續攪拌5小時。冷卻至室溫後，分離水相。以50g無水硫酸鈉來乾燥有機相，進行過濾，得到二氯二苯基矽烷水解寡聚物之甲苯溶液。於5L燒瓶中加入357g氯二甲基乙烯基矽烷、300g三乙胺及650g甲苯，冷卻至10℃，滴下先前所得之二氯二苯基矽烷水解寡聚物之甲苯溶液，然後在80℃繼續攪拌5小時。冷卻至室溫後，混合2250g稀鹽酸，分離水相。將有機相以小蘇打水洗淨及水洗淨，然後藉由減壓濃縮以去除甲苯。進行活性碳處理，得到無色透明的平均組成式：M^Vi ₂D^Φ _2.8之聚矽氧油。

[調製例5]平均組成式：M^ΦVi ₂D^Φ _3.6之有機聚矽氧烷合成

於500mL的燒瓶中加入200g水及117g甲苯，加溫至75℃，於其中滴下100g二氯二苯基矽烷，在80℃繼續攪拌3小時。冷卻至室溫後，分離水相。以10g無水硫酸鈉來乾燥有機相，進行過濾，得到二氯二苯基矽烷水解寡聚物之甲苯溶液。藉由減壓濃縮以去除甲苯，添加混合30.6g二甲基二苯基二乙烯基二矽氧烷。更添加5.0g濃硫酸，於50℃/15mmHg之條件下，進行5小時縮合反應。添加混合100g甲苯、100g的10重量%芒硝水後，分離水相。將有機相以小蘇打水洗淨及水洗淨，然後藉由減壓濃縮以去除甲苯。過濾所得之白濁液體，得到無色透明的平均組成式：M^ΦVi ₂D^Φ _3.6之聚矽氧油。

[比較例1]

將經由酸平衡所調整的黏度5.0Pa．s、平均組成式：M^Vi ₂D^F1 ₁₆₁D₆₉之直鏈狀有機聚矽氧烷100.0g(0.0057莫耳)及下述式(v)

0.74g(0.0063莫耳)之混合物與作為控制劑的乙炔基環己醇0.075g及觸媒A 0.15g混合，而得到聚矽氧組成物。將此組成物在150℃加熱2小時而使硬化。測定所得之彈性體的物性。表1中顯示各測定結果。

[比較例2]

將經由酸平衡所調整的黏度2.0Pa．s、平均組成式：M^Vi ₂D^F1 _27.3之直鏈狀有機聚矽氧烷100.0g(0.037莫耳)及上述式(v)所示的有機氫聚矽氧烷4.7g(0.040莫耳)之混合物與作為控制劑的乙炔基環己醇0.075g及觸媒A 0.15g混合，而得到聚矽氧組成物。將此組成物在150℃加熱2小時而使硬化。測定所得之彈性體的物性。表1中顯示各測定結果。

[實施例1]

將經由酸平衡所調整的黏度2.0Pa．s、平均組成式：M^Vi ₂D^F1 _27.3之直鏈狀有機聚矽氧烷95.0g(0.035莫耳)、D^Vi/T^F1=2/8所示的支鏈構造之有機聚矽氧烷(調製例2所合成者)5.0g(0.002莫耳)及上述式(v)所示的有機氫聚矽氧烷4.7g(0.040莫耳)之混合物與作為控制劑的乙炔基環己醇0.075g及觸媒A 0.15g混合，而得到聚矽氧組成物。將此組成物在150℃加熱2小時而使硬化。測定所得之彈性體的物性。表1中顯示各測定結果。

[實施例2]

將經由酸平衡所調整的黏度5.2Pa．s、平均組成式：M^Vi ₂D^F2 _27.3之直鏈狀有機聚矽氧烷95.0g(0.018莫耳)、D^Vi/T^F2=2/8所示的支鏈構造之有機聚矽氧烷(調製例3所合成者)5.0g(0.001莫耳)及上述式(v)所示的有機氫聚矽氧烷2.5g(0.021莫耳)之混合物與作為控制劑的乙炔基環己醇0.075g及觸媒A 0.15g混合，而得到聚矽氧組成物。將此組成物在150℃加熱2小時而使硬化。測定所得之彈性體的物性。表1中顯示各測定結果。

[比較例3]

將經由鹼平衡所調整的黏度0.4Pa．s、平均組成式：M^Vi ₂D₁₄₆之直鏈狀有機聚矽氧烷100.0g(0.019莫耳)及上述式(v)所示的有機氫聚矽氧烷2.5g(0.021莫耳)之混合物與作為控制劑的乙炔基環己醇0.075g及觸媒A 0.15g混合，而得到聚矽氧組成物。將此組成物在150℃加熱2小時而使硬化。測定所得之彈性體的物性。表1中顯示各測定結果。

[比較例4]

將黏度0.4Pa．s、平均組成式：M^Vi ₂D^Φ _2.8之直鏈狀有機聚矽氧烷(調製例4所合成者)100.0g(0.22莫耳)及上述式(v)所示的有機氫聚矽氧烷28.5g(0.24莫耳)之混合物與作為控制劑的乙炔基環己醇0.075g及觸媒A 0.15g混合，而得到聚矽氧組成物。將此組成物在150℃加熱2小時而使硬化。測定所得之彈性體的物性。表1中顯示各測定結果。

[比較例5]

將黏度3.1Pa．s、平均組成式：M^ΦVi ₂D^Φ _3.6之直鏈狀有機聚矽氧烷(調製例5所合成者)100.0g(0.20莫耳)及上述式(v)所示的有機氫聚矽氧烷25.9g(0.22莫耳)之混合物與作為控制劑的乙炔基環己醇0.075g及觸媒A 0.15g混合，而得到聚矽氧組成物。將此組成物在150℃加熱2小時而使硬化。測定所得之彈性體的物性。表1中顯示各測定結果。

如表1中所示，本發明的加成硬化型聚矽氧組成物，由於該組成物的硬化物之透明性高，更且使用具有支鏈構造的有機聚矽氧烷，故作為彈性體，確認強度特性變良好。

又，亦確認折射率愈低，愈可提高在25℃的波長400nm之透光率。

再者，本發明係不受上述實施形態所限定。上述實施形態係例示，具有與本發明的申請專利範圍中記載的技術思想實質上相同的構成，達成同樣的作用效果者，係皆包含於本發明的技術範圍中。

Claims

一種加成硬化型聚矽氧組成物，其特徵為至少含有：(A)在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結脂肪族不飽和基及1個以上的矽原子鍵結CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基之直鏈狀的有機聚矽氧烷(惟，m為0以上之整數，n為1以上之整數)：100質量份(B)在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結脂肪族不飽和基及1個以上的矽原子鍵結CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基，且具有SiO_4/2及/或RSiO_3/2所示的矽氧烷單位之支鏈構造之有機聚矽氧烷(惟，m為0以上之整數，n為1以上之整數，R為取代或非取代之一價烴基)：1~100質量份(C)在一分子中具有2個以上的矽原子鍵結氫原子之有機矽化合物：使前述(A)、前述(B)成分的合計脂肪族不飽和基與(C)成分的SiH基之莫耳比成為0.2≦SiH基/脂肪族不飽和基≦5.0之量(D)鉑族金屬系觸媒：有效量。
如申請專利範圍第1項之加成硬化型聚矽氧組成物，其中前述(C)成分之有機矽化合物進一步含有在一分子中具有1個以上的矽原子鍵結CF₃-(CF₂)_m-(CH₂)_n-基之有機矽化合物(惟，m為0以上之整數，n為1以上之整數)。
如申請專利範圍第1或2項之加成硬化型聚矽氧組成物，其中前述加成硬化型聚矽氧組成物係硬化，給予在 25℃的波長300~800nm之透光率於厚度2mm之層狀態下為80%以上之硬化物者。
如申請專利範圍第1或2項之加成硬化型聚矽氧組成物，其中前述加成硬化型聚矽氧組成物係硬化，給予在可見光(589nm)中的折射率(25℃)為1.40以下之硬化物者。
一種光學元件，其係經如申請專利範圍第1~4項中任一項之加成硬化型聚矽氧組成物之硬化物所密封。