TW201348339A - 硬化性有機聚矽氧烷組成物、光學元件封止材及光學元件 - Google Patents

硬化性有機聚矽氧烷組成物、光學元件封止材及光學元件 Download PDF

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Abstract

本發明提供可獲得具有高透明性及高折射率，且耐熱衝擊性良好之硬化物的硬化性有機聚矽氧烷組成物、光學元件封止材及光學元件。本發明之硬化性有機聚矽氧烷組成物係包含(A)以下述平均組成式(1)表示之化合物(式中，R1為脂肪族不飽和基，R2為一價烴基，R3為脂肪族烴基，Ar為芳基，n與m為滿足n≧1，m≧1，n+m≧10之正數)，(B)一分子中至少具有兩個鍵結於矽原子之氫原子且不具有脂肪族不飽和基之含氫原子之有機矽化合物，及(C)含鉑族金屬之氫矽烷化觸媒。□

Description

硬化性有機聚矽氧烷組成物、光學元件封止材及光學元件
本發明係關於硬化性有機聚矽氧烷組成物、由該組成物所成之光學元件封止材及以該組成物之硬化物封止之光學元件。
加成硬化性有機聚矽氧烷組成物包含含有烯基等脂肪族不飽和基之有機聚矽氧烷及有機氫聚矽氧烷，且藉由氫矽烷化反應硬化而獲得硬化物。如此獲得之硬化物由於耐熱性、耐冷性、電絕緣性優異，且為透明，故已用於LED之封止材等之各種光學用途中。
光學用途所使用之聚矽氧烷要求高的透明性及高的折射率，為達成此目的，一般係以於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進行。然而，使用該等直鏈狀之聚矽氧烷時，難以獲得折射率1.54以上之硬化物。且，使聚矽氧烷作成分支狀時，導入苯基之聚矽氧烷之硬化物可使折射率成為1.53~1.54左右，但所得硬化物似硬的樹脂，成為不具彈 性者。
因此，已報導於主骨架中使用二苯基矽氧烷之均聚物作為獲得折射率1.54以上之硬化物的直鏈狀聚矽氧烷之例。然而，二苯基矽氧烷之均聚物合成上難以使鏈長增長，使用該等聚矽氧烷之硬化物大多為由較短鏈之材料構成者。
不過，於光學用途，尤其是LED封止材所需之信賴性內之一列舉為對熱衝擊之耐性，亦即耐熱衝擊性。因熱衝擊造成之硬化物自封裝剝離或龜裂，除了因溫度變化產生之熱應力以外，硬化製程中產生之殘留應力亦為引起硬化物內部應力之原因。一般而言，由鏈長較短之材料所成之硬化物的交聯密度高，故難以緩和如前述般之應力，其結果會使耐熱衝擊性下降。因此，使用上述之二苯基矽氧烷的均聚物之折射率1.54以上的硬化物，亦會發生因熱衝擊試驗而產生自封裝剝離或龜裂之問題(專利文獻1~7)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2004-186168號公報
[專利文獻2]特開2004-292807號公報
[專利文獻3]特開2004-143361號公報
[專利文獻4]特開2005-105217號公報
[專利文獻5]特開2004-359756號公報
[專利文獻6]特開2007-084766號公報
[專利文獻7]特開2010-132795號公報
本發明係鑑於上述問題而完成者，其目的係提供一種獲得具有高的透明性及高的折射率，且耐熱衝擊性良好之硬化物的硬化性有機聚矽氧烷組成物、以及由該組成物所成之光學元件封止材及以該硬化物封止之信賴性優異之光學元件。
為解決上述課題，依據本發明，提供一種硬化性有機聚矽氧烷組成物，其係包含(A)以下述平均組成式(1)表示之化合物：
(式中，R1為彼此相同或不同之脂肪族不飽和基，R2為彼此相同或不同之未取代或經取代之一價烴基，R3為彼此相同或不同之未取代或經取代之脂肪族烴基，Ar為彼此相同或不同之未取代或經取代之可具雜原子之芳基，n 與m為滿足n≧1，m≧1，n+m≧10之正數)，(B)一分子中至少具有兩個鍵結於矽原子之氫原子且不具有脂肪族不飽和基之含氫原子之有機矽化合物，及(C)含鉑族金屬之氫矽烷化觸媒。
如此，使用作為(A)成分的以上述平均組成物(1)表示之化合物作為基底聚合物之本發明之硬化性有機聚矽氧烷組成物成為可獲得高透明、高折射率、且耐熱衝擊性良好之硬化物的硬化性有機聚矽氧烷組成物。
又，前述(A)成分之以前述式(1)表示之化合物較好為經由以下述平均組成式(2)表示之環狀體的寡聚物所合成者，
(式中，R3、Ar係與前述相同，n’及m’為滿足n’≧1，m’≧1之正數)。
經由以上述平均組成式(2)表示之環狀體的寡聚物合成前述(A)成分之以前述式(1)表示之化合物時，由於可容易地控制上述平均組成式(1)中之Ar與R3之調配比，故可容易地控制黏度或折射率等諸特性。
又，前述硬化性有機聚矽氧烷組成物為進一步含以前述式(2)表示之環狀體的寡聚物者。
以前述式(2)表示之環狀體的寡聚物為不帶有反應性基而不參與硬化之化合物，對所得硬化物之物性不會造成不良影響，且可視情況作為可塑劑發揮作用，而提高硬化物之耐龜裂性。
且，前述式(1)及前述式(2)中，Ar較好為苯基。
前述式(1)及前述式(2)中，若Ar為苯基，則可獲得具有更高折射率之硬化物，同時工業上取得更容易
又，前述(B)成分較好為以下述平均組成式(3)表示之有機氫聚矽氧烷：R5 bHcSiO(4-b-c)/2 (3)
(式中，R5為脂肪族不飽和基以外之彼此相同或不同之未取代或經取代之鍵結於矽原子之一價烴基，b及c為滿足0.7≦b≦2.1，0.001≦c≦1.0，且0.8≦b+c≦3.0之正數)。
又，前述硬化性有機聚矽氧烷組成物較好進一步含有以下述平均組成式(4)表示且一分子中至少具有一個R4SiO3/2單位之有機矽化合物作為(D)成分，R4 aSiO(4-a)/2 (4)
(式中，R4為彼此相同或不同之未取代或經取代之一價烴基，R4中之至少一個為芳基，全部R4之0.1~40莫耳%為脂肪族不飽和基，a為滿足1≦a<3之正數)。
且，前述硬化性有機聚矽氧烷組成物可得到 折射率為1.54以上之硬化物，且使用作為光學材料用時，較好使用具有折射率為1.54以上之高折射率之硬化物。
又，本發明提供一種光學元件封止材，其係由前述硬化性有機聚矽氧烷組成物所成者。
本發明之硬化性有機聚矽氧烷組成物由於可形成具有高透明性、高折射率，且進而在重複曝露於低溫與高溫之環境中賦予衝擊之熱衝擊試驗中，可形成防止自封裝剝離或龜裂之硬化物，故作為光學元件封止材極為有用。
且，本發明提供一種以前述光學元件封止材的硬化物封止之光學元件。
以前述光學元件封止材的硬化物封止之光學元件成為信賴性優異者。
本發明之硬化性有機聚矽氧烷組成物由於可獲得高透明、高折射率且耐熱衝擊性良好之硬化物，故可適用作為光學元件封止材用。
以下，更詳細說明本發明。
如上述，要求可獲得具有高的透明性及高的折射率且耐熱衝擊性良好之硬化物的硬化性有機聚矽氧烷組成物。
本發明人等為解決上述課題而積極檢討之結果，發現藉由使用主鏈為由二芳基矽氧烷．烷基芳基矽氧烷所成之共聚物，而成為可獲得高透明、高折射率且耐熱衝擊性良好之硬化物之硬化性有機聚矽氧烷組成物，因而完成本發明。
〔(A)成分〕
(A)成分為以下述平均組成式(1)表示之化合物。
(式中，R1為彼此相同或不同之脂肪族不飽和基，R2為彼此相同或不同之未取代或經取代之一價烴基，R3為彼此相同或不同之未取代或經取代之脂肪族烴基，Ar為彼此相同或不同之未取代或經取代之可具雜原子之芳基，n與m為滿足n≧1，m≧1，n+m≧10之正數)。
該(A)成分為以上述式(1)表示之分子鏈兩末端以含有脂肪族不飽和基之三有機矽氧烷基封端之直鏈狀二有機聚矽氧烷。(A)成分之有機聚矽氧烷可單獨使用一種，亦可併用分子量、與矽原子鍵結之有機基之種類等不同之兩種以上。
(A)成分中，作為式(1)中之Ar的芳基可列舉為苯基、苄基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳香族烴 基，或呋喃基等含雜原子(O、S、N)之芳香族基，進而該芳基亦可具鹵原子(例如氯原子、溴原子、氟原子)等之取代基。Ar較好為未取代之碳數6~10之芳香族烴基，最好為苯基。
至於式(1)中之R1的脂肪族不飽和基只要為在加成反應開始前可使本發明組成物安定地維持於未硬化之狀態，且在加成反應開始後可使該組成物容易地硬化者即無特別限制，列舉為例如乙烯性不飽和基及乙炔性不飽和基。前述脂肪族不飽和基可單獨使用一種，亦可組合兩種以上使用。
此處，所謂「乙烯性不飽和基」意指包含碳-碳雙鍵，進而含或不含氧原子、氮原子等雜原子之有機基，其具體例列舉為乙烯基、烯丙基、5-己烯基、丙烯基、丁烯基等之碳原子數2~20，較好2~10之烯基；1,3-丁二烯基等之碳原子數4~10之烷二烯基；丙烯醯氧基(-O(O)CCH=CH2)、甲基丙烯醯氧基(-O(O)CC(CH3)=CH2)等之前述烯基與羰氧基之組合；丙烯醯胺基(-NH(O)CCH=CH2)等之前述烯基與羰基胺基之組合。
另外，所謂「乙炔性不飽和基」係指含碳-碳三鍵，進而含或不含氧、氮等雜原子之有機基，其具體例列舉為乙炔基、丙炔基等之碳原子數2~20，較好2~10之炔基；乙炔基羰氧基(-O(O)CC≡CH)等之前述炔基與羰氧基之組合。
其中，就獲得(A)成分之原料時之生產性及成本以及(A)成分之反應性等之觀點而言，前述脂肪族不飽和基較好為前述烯基，更好為乙烯基、烯丙基及5-己烯基等之碳數2~8之烯基，最好為乙烯基。
至於(A)成分之式(1)中之R2的未取代或經取代之一價烴基列舉為前述脂肪族不飽和基、及前述之脂肪族不飽和基以外之一價烴基，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基等之碳原子數1~6之烷基；氯甲基、3,3,3-三氟丙基等之碳原子數1~4之鹵烷基；苯基、甲苯基等之碳原子數6~10之芳基。其中，以碳原子數1~6之烷基、苯基、乙烯基較佳，最好為甲基。
至於(A)成分之式(1)中之R3的未取代或經取代之脂肪族烴基列舉為前述脂肪族不飽和基、及前述脂肪族不飽和基以外之一價烴基所例示之碳原子數1~6之烷基或碳原子數1~4之鹵烷基。其中以碳原子數1~6之烷基較佳，最好為甲基。
(A)成分中，n及m分別為1以上之整數，且n+m有必要為10以上。較好，各獨立為1~100，更好為1~25，最好為1~15。n+m較好為10~100，更好為10~50，最好為10~30。n+m未達10時，硬化物之交聯密度變高，導致耐熱衝擊性下降。且，n與m之比例為8：2~2：8，最好為7：3~3：7。
(A)成分可藉由使例如二氯二苯基矽烷或二 氯甲基苯基矽烷等之二官能性矽烷水解．縮合並單離後，或者水解．縮合之同時，以含有脂肪族不飽和基之末端封止劑封止末端而得。最好為藉由使前述二官能性矽烷水解．縮合，作為以下述平均組成式(2)表示之環狀體之寡聚物而單離後，以含有脂肪族不飽和基之末端封止劑封止末端而得。
(式中，R3、Ar係與前述相同，n’及m’為滿足n’≧1，m’≧1之正數)。
如此，經由以上述平均組成式(2)表示之環狀體的寡聚物合成前述(A)成分的以前述式(1)表示之化合物之情況，相較於未經由前述環狀體寡聚物，與水解．縮合同時進行末端封端之情況，由於可容易地控制上述平均組成式(1)中之Ar與R3之調配比，故可容易地控制黏度或折射率等諸特性。
封止末端之方法列舉為例如混合前述環狀體的寡聚物與二甲基二苯基二乙烯基二矽氧烷或四甲基二乙烯基二矽氧烷等之含有脂肪族不飽和基之末端封止劑，再使用氫氧化鉀或氫氧化鈉等之鹼觸媒平衡化等之方法。
且，本發明之硬化性有機聚矽氧烷亦可同時 含有以上述平均組成物(2)表示之環狀體寡聚物與以前述式(1)表示之化合物((A)成分)。前述環狀體寡聚物為不帶有反應性基之未參與硬化之化合物，但對所得硬化物之物性不會造成不良影響，且視情況可期待作為可塑劑之作用，有助於硬化物之耐龜裂性之提升。
〔(B)成分〕
(B)成分為每一分子中至少具有兩個，較好至少具有三個鍵結於矽原子之氫原子(亦即，SiH基)，而且為不具有脂肪族不飽和基之含氫原子之有機矽化合物(含有SiH基之有機化合物)，具有與前述(A)成分進行氫矽烷化加成反應，作為交聯劑之作用。(B)成分可單獨使用一種亦可併用兩種以上。至於(B)成分，只要是每一分子至少具有兩個SiH基且不具有脂肪族不飽和基之有機矽化合物即可，且亦可使用習知之任何化合物，為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，且舉例為一分子中至少具有兩個SiH基者，其中以一分子中至少具有兩個SiH基之有機氫聚矽氧烷較佳。
(B)成分中之與矽鍵結之有機基為不具有脂肪族不飽和基、未取代之一價烴基或對於本發明組成物之儲存安定性及硬化不會造成不良影響之經鹵原子(例如，氯原子、溴原子、氟原子)、含環氧基之基(例如，環氧基、縮水甘油基、縮水甘油氧基)、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。該一 價烴基列舉為例如作為(A)成分之式(1)中之R2的未取代或經取代之一價烴基所具體例示之碳原子數1~6之烷基；碳原子數1~4之鹵烷基；碳原子數6~10之芳基。該有機基較好為碳原子數1~6之烷基，或碳原子數6~10之芳基，更好為甲基或苯基。且，具有含環氧基之基及/或烷氧基作為該一價烴基之取代基時，可對本發明組成物之硬化物賦予接著性。
(B)成分只要為每一分子至少具有兩個SiH基之有機氫聚矽氧烷即可，該有機氫聚矽氧烷之分子構造並無特別限制，可使用例如直鏈狀、環狀、分支鏈狀、三次元網狀構造(樹脂狀)等之過去製造之各種有機氫聚矽氧烷。
前述有機氫聚矽氧烷為一分子中至少具有兩個(通常為2~300個左右)之SiH基。前述有機氫聚矽氧烷具有直鏈狀構造或分支鏈狀構造時，該等SiH基可在分子鏈末端及分子鏈非末端部分中之僅一位置上，亦可在其二位置上。
前述有機氫聚矽氧烷之一分子中之矽原子數(聚合度)較好為2~1,000個，更好為3~200個。進而，前述有機氫聚矽氧烷較好在25℃為液狀，且以旋轉黏度計測定之在25℃之黏度較好為1~1,000mPa．s，更好為10~100mPa．s左右。
前述有機氫聚矽氧烷可使用例如以下述平均組成式(3)表示者。
R5 bHcSiO(4-b-c)/2 (3)
(式中，R5為脂肪族不飽和基以外之彼此相同或不同之未取代或經取代之鍵結於矽原子之一價烴基，b及c為滿足0.7≦b≦2.1，0.001≦c≦1.0，且0.8≦b+c≦3.0，較好1.0≦b≦2.0，0.01≦c≦1.0，且1.5≦b+c≦2.5之正數)。
上述R5列舉為例如作為(A)成分之式(1)中之R2的脂肪族不飽和基以外之未取代或經取代之一價烴基而具體例式之碳原子數1~6之烷基或鹵烷基，及碳原子數6~10之芳基。R5較好為碳原子數1~6之烷基，或碳原子數6~10之芳基，更好為甲基或苯基。
以平均組成式(3)表示之有機氫聚矽氧烷列舉為例如含至少4個以式：R5HSiO表示之有機氫矽氧烷單位之環狀化合物，以式：R5 3SiO(HR5SiO)dSiR5 3表示之化合物、以式HR5 2SiO(HR5SiO)dSiR5 2H表示之化合物，以式：HR5 2SiO(HR5SiO)d(R5 2SiO)eSiR5 2H表示之化合物等。上述式中，R5係如前述，d及e至少為1。
或者，以上述平均組成式(3)表示之有機氫聚矽氧烷亦可為含以式：HSiO1.5表示之矽氧烷單位、以式：R5HSiO表示之矽氧烷單位及/或以式：R5 2HSiO0.5表示之矽氧烷單位者。該有機氫聚矽氧烷亦包含不含SiH基之單有機矽氧烷單位、二有機矽氧烷單位、三有機矽氧烷單位及/或SiO4/2單位。上述式中之R5係如前述。
以上述平均組成式(3)表示之有機氫聚矽氧烷中所含之全部有機矽氧烷單位中，較好30~100莫耳% 為甲基氫矽氧烷單位。
(B)成分為一分子至少具有兩個SiH基之有機氫聚矽氧烷時，其具體例列舉為1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、參(氫二甲基矽氧烷基)甲基矽烷、參(氫二甲基矽氧烷基)苯基矽烷、甲基氫環聚矽氧烷、甲基氫矽氧烷．二甲基氫矽氧烷環狀共聚物、分子鏈兩末端三甲基矽氧烷基封端之甲基氫聚矽氧烷、分子鏈兩末端三甲基矽氧烷基封端之二甲基矽氧烷．甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端三甲基矽氧烷基封端之二苯基矽氧烷．甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端三甲基矽氧烷基封端之甲基苯基矽氧烷．甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端三甲基矽氧烷基封端之二甲基矽氧烷．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氧烷基封端之二甲基矽氧烷．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氧烷基封端之甲基氫聚矽氧烷、分子鏈兩末端二甲基氫矽氧烷基封端之二甲基聚矽氧烷、分子鏈兩末端二甲基氫矽氧烷基封端之二甲基矽氧烷．甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端二甲基氫矽氧烷基封端之二甲基矽氧烷．甲基苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端二甲基氫矽氧烷基封端之二甲基矽氧烷．二苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端二甲基氫矽氧烷基封端之甲基苯基聚矽氧烷、分子鏈兩末端二甲基氫矽氧烷基封端之二苯基聚矽氧烷、分子鏈兩末端二甲基氫矽氧烷基封端之二苯基矽氧烷．甲基氫矽氧烷共聚物、該等各 例示之化合物中，甲基之一部分或全部經乙基、丙基等其他烷基取代之有機氫聚矽氧烷、由以式：R5 3SiO0.5表示之矽氧烷單位及以式：R5 2HSiO0.5表示之矽氧烷單位及以式：SiO2表示之矽氧烷單位所成之有機矽氧烷共聚物、由以式：R5 2HSiO0.5表示之矽氧烷單位及以式：SiO2表示之矽氧烷單位所成之有機矽氧烷共聚物、由以式：R5HSiO表示之矽氧烷單位及以式：R5SiO1.5表示之矽氧烷單位及以式：HSiO1.5表示之矽氧烷單位中之一或二者所成之有機矽氧烷共聚物，以及由該等有機聚矽氧烷之兩種以上所成之混合物。上述式中之R5具有與前述相同之義。
(B)成分之調配量為在(C)成分之氫矽烷化觸媒存在下可使本組成物硬化之充分量，但通常較好為相對於(A)成分(使用後述(D)成分時為(A)成分與(D)成分之合計)之脂肪族不飽和基的(B)成分中之SiH基莫耳比為0.2~5，更好成為0.5~2之量。
〔(C)成分〕
(C)成分之含鉑族金屬之氫矽烷化觸媒(鉑族金屬系氫矽烷化觸媒)若為可促進(A)成分中之矽原子鍵結脂肪族不飽和基與(B)成分中之SiH基之氫矽烷化加成反應者，則可使用任何觸媒。(C)成分可單獨使用一種亦可併用兩種以上。
至於(C)成分列舉為例如鉑、鈀、銠等鉑族金屬，或氯化鉑酸、醇改質之氯化鉑酸、氯化鉑酸與烯烴 類、乙烯基矽氧烷或乙炔化合物之配位化合物、肆(三苯膦)鈀、氯三(三苯膦)銠等之鉑族基金屬化合物，最好為鉑化合物。
(C)成分之調配量宜為作為氫矽烷化觸媒之有效量，較好相對於(A)、(B)成分(調配後述(D)成分時為(A)成分、(B)成分、(D)成分)之合計質量以鉑族金屬元素之質量換算較好為0.1~1000ppm之範圍，更好為1~500ppm之範圍。
本發明之組成物中較好進一步調配下述(D)成分。
〔(D)成分〕
(D)成分為一分子中含有至少一個R4SiO3/2單位且以下述平均組成式(4)表示之有機矽化合物，R4 aSiO(4-a)/2 (4)
(式中，R4為彼此相同或不同之未取代或經取代之一價烴基，R4中之至少一個為芳基，全部R4之0.1~40莫耳%為脂肪族不飽和基，a為滿足1≦a<3之正數)。
(D)成分中之脂肪族不飽和基列舉為例如(A)成分之式(1)中作為R1而具體例示之乙烯性不飽和基及乙炔性不飽和基，最好為乙烯基。
(D)成分中之R4SiO3/2單位之含量在以上述平均組成式(4)表示之有機矽化合物之全部構成單位中為10~90莫耳%，最好為50~80莫耳%。
(D)成分中之脂肪族不飽和基含量，在鍵結 於矽原子之一價有機基(亦即，上述平均組成式(4)中，以R4表示之未取代或經取代之一價烴基)中，為0.1~40莫耳%，最好為0.2~20莫耳%。
又，(D)成分較好於分子中至少具有一個鍵結於矽原子之芳基。該芳基可為例如作為(A)成分之式(1)中之作為Ar所具體例示之芳香族烴基、或含雜原子之芳香族基，亦可進一步具有鹵原子等之取代基。該芳基較好列舉為苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等之通常碳數6~14，更好6~10者，最好為苯基。
(D)成分中之芳基含量，在鍵結於矽原子之一價有機基(亦即，上述平均組成式(4)中，以R4表示之未取代或經取代之一價烴基)中，較好至少5莫耳%。鍵結於矽原子之一價有機基中，芳基為5莫耳%以上時，硬化之被覆保護材之耐熱性或低溫特性良好，不會有因熱衝擊試驗而導致信賴性下降之虞，故較好至少5莫耳%，尤其是30莫耳%以上為芳基者更佳。其上限並無特別限制，但在鍵結於矽原子之一價有機基中，較好為80莫耳%以下，更好為70莫耳%以下。
(D)成分之脂肪族不飽和基及芳基以外之鍵結於矽原子之有機基列舉為例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、環己基、庚基等之烷基；苄基、苯乙基等之芳烷基；氯甲基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基等之鹵化烷基等的通常碳數1~12，較好碳數1~10左右之未取代或鹵素取代之一價烴基。
且，上述平均組成式(4)中，a為滿足1≦a<3之正數，本成分之分子構造可為直鏈狀、分支狀之任一種。
該(D)成分為直鏈狀時之以旋轉黏度計測定之黏度，就作業性方面而言，在25℃較好為100~20,000mPa．s，最好為500~10,000mPa．s左右之範圍。黏度太低時容易流動，故會有發生成形毛邊等之可能性，黏度太高時有產生在必要成分的混合時混入之空氣氣泡難以脫除之情況。又，分支狀之情況成為液體或固體，於液體之情況在25℃之黏度較好為1,000~5,000mPa．s左右之範圍。使用固體狀者時，較好將其與可溶之直鏈狀有機聚矽氧烷併用，以使其在25℃之黏度成為100~20,000mPa．s。
藉由調配(D)成分容易對組成物之硬化物賦予適度硬度或強度。
(D)成分之調配量較好成為(A)成分與(D)成分之調配比例(質量比)為100：0~30：70之量，更好為90：10~35：65，最好為80：20~40：60。(D)成分之調配量過少時，會有(D)成分之調配效果變不充分之情況，過多時會有耐龜裂性降低之情況。
〔其他成分〕
本發明之組成物中，除前述(A)~(D)成分以外，亦可調配其他任意成分。其具體例列舉為以下者。該等之其他成分可分別使用單獨一種，亦可併用兩種以上。
．含有(A)及(D)成分以外之脂肪族不飽和基之化合物
本發明之組成物中，除(A)及(D)成分以外，亦可調配與(B)成分加成反應之含脂肪族不飽和基之化合物有機聚矽氧烷。(A)及(D)成分以外之該含脂肪族不飽和基之化合物較好為參與硬化物之形成者，列舉為一分子至少具有一個脂肪族不飽和基之(A)及(D)成分以外之有機聚矽氧烷。其分子構造可為例如直鏈狀、環狀、分支鏈狀、三次元網狀等之任一種。
亦可調配上述有機聚矽氧烷以外之含脂肪族不飽和基之有機化合物。該含脂肪族不飽和基之化合物之具體例列舉為丁二烯、由多官能性醇衍生之二丙烯酸酯等單體；聚乙烯、聚丙烯或苯乙烯與其他乙烯性不飽和化合物(例如丙烯腈或丁二烯)之共聚物等之聚烯烴；丙烯酸、甲基丙烯酸、或馬來酸之酯等之由官能性取代之有機化合物衍生之寡聚物或聚合物。(A)及(D)成分以外之含脂肪族不飽和基之化合物在室溫可為液體亦可為固體。
．加成反應控制劑
為確保使用壽命(pot life)，可於本發明組成物中調配加成反應控制劑。加成反應控制劑只要是對於上述(C)成分之氫矽烷化觸媒具有硬化抑制效果之化合物即無特別限制，可使用過去以來習知者。其具體例列舉為三 苯膦等之含磷化合物；三丁基胺、四甲基乙二胺、苯并三唑等之含氮化合物；含硫化合物；乙炔醇類(例如，1-乙炔環己醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇)等乙炔系化合物；含兩個以上炔基之化合物；過氧化氫化合物；馬來酸衍生物等。
以加成反應控制劑進行之硬化抑制效果程度係依據該加成反應控制劑之化學構造而異。因此，較好針對使用之加成反應控制劑之各者，將其添加量調整為最適量。藉由添加最適量之加成反應控制劑，使組成物成為在室溫之長期儲存安定性及加熱硬化性優異者。一般之調配量相對於(A)成分(調配(D)成分時，為(A)成分與(D)成分之合計)100質量份為0.0001~5質量份，最好為0.001~2質量份。
．其他任意成分
為抑制硬化物之著色、白濁、氧化劣化等之發生，可於本發明組成物中調配2,6-二第三丁基-4-甲基酚等之過去習知之抗氧化劑。且，為賦予對光劣化之抵抗性，亦可於本發明組成物中調配受阻胺系安定劑等之光安定劑。再者，在不對由本發明組成物獲得之硬化物透明性造成影響之範圍內，為提高強度亦可於本發明組成物中調配發煙二氧化矽等之無機質填充劑，亦可視需要於本發明組成物中調配染料、顏料、難燃劑等。
〔硬化物〕
本發明之硬化性有機聚矽氧烷組成物可在習知之硬化條件下以習知硬化方法硬化。具體而言，通常可藉由在80~200℃，較好100~160℃加熱，而使該組成物硬化。加熱時間宜為0.5分鐘~5小時左右，尤其為1分鐘~3小時左右亦可，但在要求LED封止用等精度之情況，較好加長硬化時間。所得硬化物之形態並無特別限制，可為例如凝膠硬化物、彈性體硬化物及樹脂硬化物之任一種。該硬化物通常為無色透明且高折射率(折射率1.54以上，尤其是1.54~1.65)。且，該硬化物為在重複曝露於低溫與高溫環境中賦予衝擊之熱衝擊試驗中，可防止自封裝之剝離或龜裂之硬化物。
〔光學元件封止材．光學元件〕
本發明組成物之硬化物與通常之硬化性有機聚矽氧烷組成物之硬化物同樣具有優異之耐熱性、耐冷性、電絕緣性。以由本發明組成物所成之封止材封止之光學元件列舉為例如LED、半導體雷射、發光二極體、光電晶體、太陽能電池、CCD等。該等光學元件可藉由將由本發明組成物所成之封止材塗佈於該光學元件上，使塗佈之封止材在習知硬化條件下以習知硬化方法，具體而言係如上述之硬化而封止。
〔實施例〕
以下，顯示調製例、實施例及比較例具體說明本發明，但本發明並不受限於下述之實施例。
又，下述之例中，黏度為使用旋轉黏度計在25℃測定之值。折射率係使用ATAGO製之數位折射計RX-5000，在25℃測定589nm之折射率，硬度係依據JIS-K6249測定。
又，下述之例中，表示矽氧油或聚矽氧樹脂之平均組成之記號係表示如下之單位。又，各矽氧油或各聚矽氧樹脂之莫耳數係表示各成分中含有之乙烯基或SiH基之莫耳數者。
MH：(CH3)2HSiO1/2
MVi：(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2
MΦVi：(CH2=CH)(C6H5)(CH3)SiO1/2
D：(CH3)2SiO2/2
DVi：(CH2=CH)(CH3)SiO2/2
DΦ：(C6H5)2SiO2/2
DΦMe：(C6H5)(CH3)SiO2/2
TΦ：(C6H5)SiO3/2
(調製例1)
鉑觸媒之調製
以使鉑含量成為1.0質量%之方式，以黏度0.7Pa．s、平均組成式：MVi 2D19DΦ 9之矽氧油稀釋六氯化鉑酸與1,3-二乙烯基四甲基二矽氧烷之反應產物，調製本實施例 及比較例中使用之鉑觸媒(觸媒A)。
(調製例2)
平均組成式：DΦ 2DΦMe 2之環狀寡聚物之合成
將水750g及甲苯510g饋入2L燒瓶中，加溫至80℃，以使內溫不超過85℃之方式，將二氯二苯基矽烷290g、二氯甲基苯基矽烷220g之混合溶液滴加於其中，隨後於80~85℃持續攪拌4小時。冷卻至室溫後，分離水相。以硫酸鈉水溶液洗淨有機相，隨後添加氫氧化鉀0.09g，且在108~113℃持續攪拌5小時。冷卻至室溫後，添加氯三甲基矽烷0.44g、乙酸鉀1.8g並持續攪拌2小時。其後添加4g活性碳，在室溫攪拌2小時後過濾，以減壓濃縮去除甲苯。過濾所得液體，獲得無色透明之平均組成式：DΦ 2DΦMe 2之環狀寡聚物。
(調製例3)
平均組成式：MΦVi 2DΦ 3DΦMe 3之矽氧油之合成
將前述環狀寡聚物143g、二甲基二苯基二乙烯基二矽氧烷44.3g、氫氧化鉀0.15g添加於500mL燒瓶中，在160~170℃持續攪拌24小時。冷卻至130℃後，添加伸乙基表氯醇(ethylene chlorohydrin)3g，在該溫度持續攪拌12小時。隨後藉減壓濃縮去除未反應之二甲基二苯基二乙烯基二矽氧烷，冷卻至室溫後，添加活性碳1.9g持續攪拌2小時。過濾活性碳，獲得無色透明之平均組成式： MΦVi 2DΦ 3DΦMe 3之矽氧油。所得矽氧油中之環狀寡聚物之比例為12%。
(調製例4)
平均組成式：MΦVi 2DΦ 6DΦMe 6之矽氧油之合成
除改變前述環狀寡聚物與二甲基二苯基二乙烯基二矽氧烷之饋入比以外，餘依據調整例3，獲得平均組成式：MΦVi 2DΦ 6DΦMe 6之矽氧油。所得矽氧油中之環狀寡聚物之比例為16%。
(調製例5)
平均組成式：MΦVi 2DΦ 8DΦMe 8之矽氧油之合成
除改變前述環狀寡聚物與二甲基二苯基二乙烯基二矽氧烷之饋入比以外，餘依據調整例3，獲得平均組成式：MΦVi 2DΦ 8DΦMe 8之矽氧油。所得矽氧油中之環狀寡聚物之比例為19%。
(調製例6)
平均組成式：MVi 2DΦ 3DΦMe 3之矽氧油之合成
於1L燒瓶中添加前述環狀寡聚物334g、四甲基二乙烯基二矽氧烷77.5g、氫氧化鉀0.33g，在140~150℃持續攪拌8小時。冷卻至100℃後，添加伸乙基表氯醇6.6g，且在該溫度持續攪拌12小時。其後藉減壓濃縮去除未反應之四甲基二乙烯基二矽氧烷，冷卻至室溫後，添加活性 碳4.5g持續攪拌2小時。過濾活性碳，獲得無色透明之平均組成式：MVi 2DΦ 3DΦMe 3之矽氧油。所得矽氧油中之環狀寡聚物之比例為12%。
(調製例7)
平均組成式：MVi 2DΦ 8DΦMe 8之矽氧油之合成
除改變前述環狀寡聚物與四甲基二乙烯基二矽氧烷之饋入比以外，餘依據調整例6，獲得平均組成式：MVi 2DΦ 8DΦMe 8之矽氧油。所得矽氧油中之環狀寡聚物之比例為21%。
(實施例1)
使作為(A)成分之平均組成式：MΦVi 2DΦ 6DΦMe 6之矽氧油26g、作為(D)成分之平均組成式：MVi 1TΦ 3之聚矽氧樹脂52g、作為(B)成分之平均組成式：MH 2DΦ 1之有機氫聚矽氧烷19g之混合物，與作為控制劑之3-甲基-1-十二碳炔-3-醇0.03g及作為(C)成分之觸媒A 0.05g混合，獲得本發明之有機聚矽氧烷組成物。使該組成物在100℃加熱2小時，進而在150℃加熱4小時而硬化，測定所得彈性體之物性。各測定結果及熱衝擊試驗之結果示於表1。
(實施例2)
使作為(A)成分之平均組成式：MΦVi 2DΦ 8DΦMe 8之矽 氧油26g、作為(D)成分之平均組成式：MVi 1TΦ 3之聚矽氧樹脂53.2g、作為(B)成分之平均組成式：MH 2DΦ 1之有機氫聚矽氧烷17.8g之混合物，與作為控制劑之3-甲基-1-十二碳炔-3-醇0.03g及作為(C)成分之觸媒A 0.05g混合，獲得本發明之有機聚矽氧烷組成物。使該組成物在100℃加熱2小時，進而在150℃加熱4小時而硬化，測定所得彈性體之物性。各測定結果及熱衝擊試驗之結果示於表1。
(實施例3)
使作為(A)成分之平均組成式：MVi 2DΦ 8DΦMe 8之矽氧油26.8g、作為(D)成分之平均組成式：MVi 1TΦ 3之聚矽氧樹脂53.6g、作為(B)成分之平均組成式：MH 2DΦ 1之有機氫聚矽氧烷15.6g之混合物，與作為控制劑之3-甲基-1-十二碳炔-3-醇0.03g及作為(C)成分之觸媒A 0.05g混合，獲得本發明之有機聚矽氧烷組成物。使該組成物在100℃加熱2小時，進而在150℃加熱4小時而硬化，測定所得彈性體之物性。各測定結果及熱衝擊試驗之結果示於表1。
(比較例1)
使平均組成式：MΦVi 2DΦ 3DΦMe 3之矽氧油25.5g、平均組成式：MVi 1TΦ 3之聚矽氧樹脂50.9g、平均組成式：MH 2DΦ 1之有機氫聚矽氧烷20.6g之混合物，與作為控制劑 之3-甲基-1-十二碳炔-3-醇0.03g及觸媒A 0.05g混合，獲得有機聚矽氧烷組成物。使該組成物在100℃加熱2小時，進而在150℃加熱4小時而硬化，測定所得彈性體之物性。各測定結果及熱衝擊試驗之結果示於表2。
(比較例2)
使平均組成式：MVi 2DΦ 3DΦMe 3之矽氧油24g、平均組成式：MVi 1TΦ 3之聚矽氧樹脂51g、平均組成式：MH 2DΦ 1之有機氫聚矽氧烷18.5g之混合物，與作為控制劑之3-甲基-1-十二碳炔-3-醇0.03g及觸媒A 0.05g混合，獲得有機聚矽氧烷組成物。使該組成物在100℃加熱2小時，進而在150℃加熱4小時而硬化，測定所得彈性體之物性。各測定結果及熱衝擊試驗之結果示於表2。
(比較例3)
使平均組成式：MΦVi 2DΦ 3.6之矽氧油22g、平均組成式：MVi 1TΦ 3之聚矽氧樹脂53g、平均組成式：MH 2DΦ 1之有機氫聚矽氧烷22g之混合物，與作為控制劑之3-甲基-1-十二碳炔-3-醇0.03g及觸媒A 0.05g混合，獲得有機聚矽氧烷組成物。使該組成物在100℃加熱2小時，進而在150℃加熱4小時而硬化，測定所得彈性體之物性。各測定結果及熱衝擊試驗之結果示於表2。
(比較例4)
使平均組成式：MΦVi 2DΦ 3.6之矽氧油55.1g、平均組成式：DVi 1TΦ 4之聚矽氧樹脂45g、平均組成式：MH 2DΦ 1之有機氫聚矽氧烷28.6g之混合物，與作為控制劑之3-甲基-1-十二碳炔-3-醇0.2g及觸媒A 0.3g混合，獲得有機聚矽氧烷組成物。使該組成物在100℃加熱2小時，進而在150℃加熱4小時而硬化，測定所得彈性體之物性。各測定結果及熱衝擊試驗之結果示於表2。
(比較例5)
使平均組成式：MΦVi 2DΦ 3.6之矽氧油51.9g、平均組成式：DVi 1TΦ 4之聚矽氧樹脂14.5g、平均組成式：MH 2DH 2DΦ 2之有機氫聚矽氧烷44.3g之混合物，與作為控制劑之3-甲基-1-十二碳炔-3-醇0.04g及觸媒A 0.42g混合，獲得有機聚矽氧烷組成物。使該組成物在100℃加熱2小時，進而在150℃加熱4小時而硬化，測定所得彈性體之物性。各測定結果及熱衝擊試驗之結果示於表2。
評價方法
熱衝擊試驗用測試片
將標稱直徑M5之螺帽及彈簧墊圈埋入於封止樹脂中作成測試片作為熱衝擊試驗用測試片。此處封止樹脂為實施例及比較例所得之有機聚矽氧烷組成物之硬化物。前述有機聚矽氧烷組成物的硬化條件為在100℃歷時2小時，接著在150℃歷時4小時。
耐熱衝擊性之試驗方法
關於試驗法係以「JIS C 2105電絕緣用無溶劑液狀樹脂」之冷熱衝擊試驗法(以下簡稱為TCT法)為參考。對製作之測試片重複進行-40℃與100℃之冷熱衝擊，觀察外觀變化。結果示於表1。又，確認樹脂龜裂者記為NG。
又，本發明並不限於上述實施形態者。上述實施形態僅為例示，凡具有與本發明申請專利範圍中所記載之技術思想實質上相同之構成，而發揮相同之作用效果者，任一者均包含於本發明之技術範圍。

Claims (9)

  1. 一種硬化性有機聚矽氧烷組成物，其係包含(A)以下述平均組成式(1)表示之化合物： (式中，R1為彼此相同或不同之脂肪族不飽和基，R2為彼此相同或不同之未取代或經取代之一價烴基，R3為彼此相同或不同之未取代或經取代之脂肪族烴基，Ar為彼此相同或不同之未取代或經取代之可具雜原子之芳基，n與m為滿足n≧1，m≧1，n+m≧10之正數)，(B)一分子中至少具有兩個鍵結於矽原子之氫原子且不具有脂肪族不飽和基之含氫原子之有機矽化合物，及(C)含鉑族金屬之氫矽烷化觸媒。
  2. 如請求項1之硬化性有機聚矽氧烷組成物，其中前述(A)成分之以前述式(1)表示之化合物為經由以下述平均組成式(2)表示之環狀體的寡聚物所合成者， (式中，R3、Ar係與前述相同，n’及m’為滿足 n’≧1，m’≧1之正數)。
  3. 如請求項2之硬化性有機聚矽氧烷組成物，其中前述硬化性有機聚矽氧烷組成物為進一步包含以前述式(2)表示之環狀體之寡聚物者。
  4. 如請求項1至3中任一項之硬化性有機聚矽氧烷組成物，其中前述式(1)及前述式(2)中，Ar為苯基。
  5. 如請求項1之硬化性有機聚矽氧烷組成物，其中前述(B)成分為以下述平均組成式(3)表示之有機氫聚矽氧烷：R5 bHcSiO(4-b-c)/2 (3)(式中，R5為脂肪族不飽和基以外之彼此相同或不同之未取代或經取代之鍵結於矽原子之一價烴基，b及c為滿足0.7≦b≦2.1，0.001≦c≦1.0，且0.8≦b+c≦3.0之正數)。
  6. 如請求項1之硬化性有機聚矽氧烷組成物，其為進一步含有以下述平均組成式(4)表示，且一分子中至少具有一個R4SiO3/2單位之有機矽化合物作為(D)成分者，R4 aSiO(4-a)/2 (4)(式中，R4為彼此相同或不同之未取代或經取代的一價烴基，R4中之至少一個為芳基，全部R4之0.1~40莫耳%為脂肪族不飽和基，a為滿足1≦a<3之正數)。
  7. 如請求項1之硬化性有機聚矽氧烷組成物，其係可得折射率為1.54以上之硬化物。
  8. 一種光學元件封止材，其係由如請求項1至7中任一項之硬化性有機聚矽氧烷組成物所成者。
  9. 一種光學元件，其係以如請求項8之光學元件封止材之硬化物封止所成者。
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