TW201925349A - 有機聚矽氧烷組成物 - Google Patents

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Abstract

［課題］本發明提供一種矽氫化反應性組成物以及使用其之半硬化物及硬化物之製造方法，前述矽氫化反應性組成物可保持組成物之適用期，並且在反應時顯示鮮明的硬化性，且可進行藉由控制MH單元/DH單元之反應的分子設計。
［解決手段］本發明係一種組成物、及使用其於兩階段之溫度下進行矽氫化反應之方法，前述組成物含有：(A)一分子中含有至少一個具有脂肪族不飽和鍵之一價烴基之化合物；(B)一分子中含有至少兩個鍵結於矽原子之氫原子之化合物；(C)第一矽氫化觸媒；及(D)第二矽氫化觸媒，其藉由軟化點處於50至200℃之溫度範圍內之熱塑性樹脂，將作為前述(C)成分所記載之化合物微膠囊化，於較(C)成分高之溫度下顯示活性。

Description

有機聚矽氧烷組成物
本發明係關於一種可藉由矽氫化反應而硬化之組成物、藉由矽氫化反應而硬化之硬化物之製造方法、以及藉由前述方法而獲得之硬化物及半硬化物。
矽氫化反應係矽氫基(-SiH)與脂肪族不飽和基之間的加成反應，被廣泛地用作有機矽化合物合成之重要方法。尤其是於使用有機聚矽氧烷之反應中，用作使有機聚矽氧烷交聯而製作聚矽氧材料時的重要反應。反應亦可藉由光、熱而發生，但通常使用過氧化物等自由基反應起始劑、六氯鉑(IV)酸等過渡金屬錯合物觸媒。
製作聚矽氧材料時，就加工性、作業性等觀點而言，重要的是控制交聯速度。另外，為了獲得具有目標物性之材料，必需將硬化物之分子量、交聯密度設計為適當。作為控制交聯速度之方法，已知有將觸媒由熱塑性樹脂等包合而微膠囊化之方法（專利文獻1及2）。但是，將觸媒微膠囊化之方法中，雖然適用期（保存性）高，但難以在加熱時瞬間地進行反應，而對交聯速度本身進行控制。
為了消除該不良情況，專利文獻3中揭示有如下方法：利用矽氫化反應使有機聚矽氧烷及有機氫聚矽氧烷硬化時，併用由熱塑性樹脂等包合之鉑觸媒與未進行包合處理之鉑觸媒，並將未進行包合處理之鉑觸媒設為由樹脂包合之鉑觸媒之1/10重量以下，進而使用反應抑制劑。但是，專利文獻3中，關於硬化反應時使分子量、交聯密度最佳化之方法，並未記載。
一般而言，使用有機氫聚矽氧烷進行利用矽氫化反應之硬化時，根據所使用之有機氫聚矽氧烷之分子結構，硬化物之分子量、交聯密度產生較大差異。有機氫聚矽氧烷含有鍵結於矽原子之氫原子，具有被稱作MH 單元(-OSiR2 H)或DH 單元(-OSiRH-)之部分結構。MH 單元主要存在於有機氫聚矽氧烷之分子鏈末端，藉由MH 單元發生反應而進行分子鏈之延長。另一方面，DH 單元存在於有機氫聚矽氧烷之分子鏈中，藉由DH 單元發生反應而進行交聯反應。但是，於目前之技術下，難以將MH 單元與DH 單元之反應分離而進行，因而未進行藉由控制MH 單元/DH 單元之反應的分子設計。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開平2-9448號公報
專利文獻2：日本特開平2-14244號公報
專利文獻3：日本特開平11-236508號公報
[發明所欲解決之課題]
因此，本發明之目的在於提供一種矽氫化反應性組成物及使用其之硬化物之製造方法，前述矽氫化反應性組成物可保持組成物之適用期，並且在反應時顯示敏銳的硬化性，且可進行藉由控制MH 單元/DH 單元之反應的分子設計。
[解決問題之技術手段]
本發明之組成物係含有下述(A)至(D)成分之組成物：(A)一分子中含有至少一個具有脂肪族不飽和鍵之一價烴基之化合物：(B)一分子中含有至少兩個鍵結於矽原子之氫原子之化合物；(C)第一矽氫化觸媒；及(D)第二矽氫化觸媒，其藉由軟化點處於50至200℃之溫度範圍內之熱塑性樹脂，將作為前述(C)成分所記載之化合物微膠囊化，於較(C)成分高之溫度下顯示活性。
較佳為上述(D)成分顯示活性之溫度為較(C)成分顯示活性之溫度高30℃以上之溫度。另外，較佳為前述(A)成分或(B)成分之至少一成分為有機聚矽氧烷。
較佳為前述(A)成分為以下述平均組成式(1)：
R1 a R2 b SiO(4-a-b)/2 (1)
（式中，R1 為碳數2至12之烯基，R2 為選自不具有脂肪族不飽和鍵之碳數1至12之一價烴基、羥基及烷氧基中之基，a及b為滿足以下之條件：1≦a+b≦3及0.001≦a/(a+b)≦0.33之數）
表示之有機聚矽氧烷，
前述(B)成分為以下述平均組成式(2)：
Hc R3 d SiO(4-c-d)/2 (2)
（式中，R3 為選自不具有脂肪族不飽和鍵之碳數1至12之一價烴基、羥基及烷氧基中之基，c及d為滿足以下之條件：1≦c+d≦3及0.01≦c/(c+d)≦0.33之數）
表示之有機聚矽氧烷。
進而，較佳為前述(B)成分為以下述平均單元式(3)：
(HR4 2 SiO1/2 )e (R4 3 SiO1/2 )f (HR4 SiO2/2 )g (R4 2 SiO2/2 )h (HSiO3/2 )i (R4 SiO3/2 )j (SiO4/2 )k (R5 O1/2 )l (3)
（式中，R4 為選自不具有脂肪族不飽和鍵之碳數1至12之一價烴基、羥基及烷氧基中之基，R5 為氫原子或碳數1至6之烷基，e、f、g、h、i、j、k及l為滿足以下之條件：e+f+g+h+i+j+k＝1、0≦l≦0.1、0.01≦e+g+i≦0.2、0.01≦e≦0.6、0.01≦g≦0.6、0≦i≦0.4、0.01≦e+f≦0.8、0.01≦g+h≦0.8、0≦i+j≦0.6之數）
表示之有機氫聚矽氧烷。
較佳為前述(C)成分與前述(D)成分之莫耳比((C)/(D))為0.01至0.8，較佳為前述(C)成分為自選自鉑、鈀、銠、鎳、銥、釕、鐵錯合物中之過渡金屬錯合物觸媒中選擇之1種以上。
另外，本發明之形成硬化物之方法係含有下述步驟(i)及(ii)之方法：(i)將前述組成物於(C)成分顯示活性但(D)成分不顯示活性之溫度下進行加熱，僅進行第一矽氫化反應而獲得半硬化物之步驟；及(ii)將所獲得之半硬化物於(D)成分顯示活性之溫度下進行加熱，進行第二矽氫化反應而獲得硬化物之步驟。
進而，本發明之半硬化物係藉由將前述組成物於(C)成分顯示活性但(D)成分不顯示活性之溫度下進行加熱，僅進行第一矽氫化反應而獲得。該半硬化物較佳為室溫下具有流動性之增黏體或於室溫下為非流動性但於100℃下顯示流動性之熱塑體，前述增黏體於25℃下之黏度為組成物之初始黏度之1.5倍至100倍之間，前述熱塑體於100℃下之黏度為1,000,000 mPa･s以下。
進而，本發明係關於一種硬化物，其係藉由前述方法而獲得。硬化物較佳為液狀聚矽氧橡膠、接著劑、導熱性彈性體或塗佈劑。
[發明之效果]
本發明之組成物可保持良好的適用期，並且在反應時顯示敏銳的硬化性，且可進行藉由控制MH 單元/DH 單元之反應的材料設計。進而，根據本發明之方法，藉由在使MH 單元先反應而分子鏈延長後使DH 單元反應，可在無有機溶劑之狀態下製作出穩定的半硬化狀態，因此材料之成形性優異，另外，由於可在充分地使分子量增大後進行利用交聯之硬化反應，因此可改良所獲得之材料(硬化物)之物性。
（組成物）
本發明之組成物含有下述(A)至(D)成分。以下，依序進行說明。
(A)成分
本發明之組成物含有一分子中含有至少一個具有脂肪族不飽和鍵之一價烴基之化合物((A)成分)。(A)成分係含有在矽氫化反應時，供矽氫基(-SiH)加成之脂肪族不飽和烴基之化合物。作為(A)成分之例子，可列舉具有烯基之直鏈或支鏈狀之有機聚矽氧烷、含有烯基之聚醚、含有烯基之聚烯烴及含有烯基之聚酯。該等之中，較佳為具有下述平均組成式(1)之有機聚矽氧烷。
R1 a R2 b SiO(4-a-b)/2 (1)
平均組成式(1)中，R1 為碳數2至12之烯基。具體而言，可列舉乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基，該等之中，較佳為乙烯基、烯丙基或己烯基。R2 係選自不具有脂肪族不飽和鍵之碳數1至12之一價烴基、羥基及烷氧基中之基。碳數1至12之一價烴基之一部分氫原子亦可由鹵素原子或羥基取代。作為碳數1至12之一價烴基之例子，可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等烷基；苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基等芳基；苄基、苯乙基、萘基乙基、萘基丙基、蒽基乙基、菲基乙基、芘基乙基等芳烷基；及該等芳基或芳烷基之氫原子由甲基、乙基等烷基，甲氧基、乙氧基等烷氧基，氯原子、溴原子等鹵素原子取代而成之基。
a及b為滿足以下之條件：1≦a+b≦3及0.001≦a/(a+b)≦0.33之數。其原因在於，若a+b為1以上，則硬化物之柔軟性變高，若為3以下，則硬化物之機械強度變高。另外，其原因在於，若a/(a+b)為0.001以上，則硬化物之機械強度變高，若為0.33以下，則硬化物之柔軟性變高。
作為此種有機聚矽氧烷之分子結構，可例示直鏈狀、支鏈狀或環狀。有機聚矽氧烷亦可為具有此種分子結構之一種或兩種以上之化合物之混合物。
作為此種(A)成分，較佳為以通式：R6 3 SiO(R6 2 SiO)m1 SiR6 3
表示之直鏈狀有機聚矽氧烷以及/或者以平均單元式：
(R7 SiO3/2 )o (R7 2 SiO2/2 )p (R7 3 SiO1/2 )q (SiO4/2 )r (XO1/2 )s
表示之支鏈狀有機聚矽氧烷。式中，各R6 及R7 獨立為未經取代或經鹵素取代之一價烴基，可例示與前述相同之基。其中，一分子中至少2個R6 或至少2個R7 為烯基。作為該烯基，優選為乙烯基。此外，式中，m1為5至1,000之範圍內之整數。另外，式中，o為正數，p為0或正數，q為0或正數，r為0或正數，s為0或正數，且p/o為0至10之範圍內之數，q/o為0至5之範圍內之數，r/(o+p+q+r)為0至0.3之範圍內之數，s/(o+p+q+r)為0至0.4之範圍內之數。
(B)成分
本發明之組成物含有一分子中含有至少兩個鍵結於矽原子之氫原子之化合物（(B)成分）。(B)成分係含有在矽氫化反應時，對前述(A)成分中之具有脂肪族不飽和鍵之一價烴基進行加成之矽氫基(-SiH)之化合物。作為(B)成分，較佳為具有下述平均組成式(2)之有機聚矽氧烷。
Hc R3 d SiO(4-c-d)/2 (2)
平均組成式(2)中，R3 為選自不具有脂肪族不飽和鍵之碳數1至12之一價烴基、羥基及烷氧基中之基。碳數1至12之一價烴基之一部分氫原子亦可由鹵素原子或羥基取代。作為碳數1至12之一價烴基之例子，可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等烷基；苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基等芳基；苄基、苯乙基、萘基乙基、萘基丙基、蒽基乙基、菲基乙基、芘基乙基等芳烷基；及該等芳基或芳烷基之氫原子由甲基、乙基等烷基，甲氧基、乙氧基等烷氧基，氯原子、溴原子等鹵素原子取代而成之基。作為烷氧基之例子，可列舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基等。
c及d為滿足以下之條件：1≦c+d≦3及0.01≦c/(c+d)≦0.33之數，較佳為滿足以下之條件：1.5≦c+d≦2.5及0.05≦c/(c+d)≦0.2之數。其原因在於，若c+d為1以上，則硬化物之柔軟性變高，若為3以下，則硬化物之機械強度變高。另外，其原因在於，若c/(c+d)為1.5以上，則硬化物之機械強度變高，若為0.33以下，則硬化物之柔軟性變高。
具有前述平均組成式(2)之有機聚矽氧烷之黏度並無限定，較佳為25℃下之黏度為1至10,000 mPa･s之範圍內，尤佳為1至1,000 mPa･s之範圍內。
作為此種具有前述平均組成式(2)之有機聚矽氧烷，可例示1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、三(二甲基氫矽氧基)甲基矽烷、三(二甲基氫矽氧基)苯基矽烷、1-(3-縮水甘油氧基丙基)-1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、1,5-二(3-縮水甘油氧基丙基)-1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、1-(3-縮水甘油氧基丙基)-5-三甲氧基矽乙基-1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、分子鏈兩末端由三甲基矽氧基封端之甲基氫聚矽氧烷、分子鏈兩末端由三甲基矽氧基封端之二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端由二甲基氫矽氧基封端之二甲基聚矽氧烷、分子鏈兩末端由二甲基氫矽氧基封端之二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端由三甲基矽氧基封端之甲基氫矽氧烷-二苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端由三甲基矽氧基封端之甲基氫矽氧烷-二苯基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物、三甲氧基矽烷之水解縮合物、由(CH3 )2 HSiO1/2 單元與SiO4/2 單元構成之共聚物、由(CH3 )2 HSiO1/2 單元、SiO4/2 單元以及(C6 H5 )SiO3/2 單元構成之共聚物以及該等之2種以上之混合物。
作為具有前述平均組成式(2)之有機聚矽氧烷，進而亦可例示如下之有機聚矽氧烷。另外，式中，Me、Ph分別表示甲基、苯基，m2為1至100之整數，n2為1至50之整數，b2、c2、d2、e2分別為正數，其中，一分子中之b2、c2、d2、e2之合計為1。
HMe2 SiO(Ph2 SiO)m2 SiMe2 H
HMePhSiO(Ph2 SiO)m2 SiMePhH
HMePhSiO(Ph2 SiO)m2 (MePhSiO)n2 SiMePhH
HMePhSiO(Ph2 SiO)m2 (Me2 SiO)n2 SiMePhH
(HMe2 SiO1/2 )b2 (PhSiO3/2 )c2
(HMePhSiO1/2 )b2 (PhSiO3/2 )c2
(HMePhSiO1/2 )b2 (HMe2 SiO1/2 )c2 (PhSiO3/2 )d2
(HMe2 SiO1/2 )b2 (Ph2 SiO2/2 )c2 (PhSiO3/2 )d2
(HMePhSiO1/2 )b2 (Ph2 SiO2/2 )c2 (PhSiO3/2 )d2
(HMePhSiO1/2 )b2 (HMe2 SiO1/2 )c2 (Ph2 SiO2/2 )d2 (PhSiO3/2 )e2
前述(B)成分進而較佳為以下述平均單元式(3)表示之有機氫聚矽氧烷。
(HR4 2 SiO1/2 )e (R4 3 SiO1/2 )f (HR4 SiO2/2 )g (R4 2 SiO2/2 )h (HSiO3/2 )i (R4 SiO3/2 )j (SiO4/2 )k (R5 O1/2 )l (3)
平均單元式(3)中，R4 為選自不具有脂肪族不飽和鍵之碳數1至12之一價烴基、羥基及烷氧基中之基。關於碳數1至12之一價烴基、羥基及烷氧基，與前述相同。R5 為氫原子或碳數1至6之烷基，作為碳數1至6之烷基，可例示甲基、乙基、丙基、丁基、己基等。e、f、g、h、i、j、k及l為滿足以下之條件：e+f+g+h+i+j+k＝1、0≦l≦0.1、0.01≦e+g+i≦0.2、0.01≦e≦0.6、0.01≦g≦0.6、0≦i≦0.4、0.01≦e+f≦0.8、0.01≦g+h≦0.8、0≦i+j≦0.6之數。
再者，前述「HR4 2 SiO1/2 」、「R4 3 SiO1/2 」、「HR4 SiO2/2 」、「R4 2SiO2/2 」、「HSiO3/2 」、「R4 SiO3/2 」及「SiO4/2 」之各結構單元分別為稱作MH 單元、M單元、DH 單元、D單元、TH 單元、T單元、Q單元之有機氫聚矽氧烷之部分結構之單元，「R5 O1/2 」為與D單元、DH 單元、T單元、TH 單元、或Q單元中之氧原子鍵結之基，意指有機聚矽氧烷中之鍵結矽原子之羥基(Si-OH)或有機聚矽氧烷製造中未反應而殘留之鍵結矽原子之烷氧基。MH 單元主要存在於有機氫聚矽氧烷之分子鏈末端，DH 單元存在於有機氫聚矽氧烷之分子鏈中。
相對於(A)成分中之具有脂肪族不飽和鍵之一價烴基之合計1莫耳，(B)成分之含量為本成分中之鍵結矽原子之氫原子在0.1至5莫耳之範圍內之量，較佳為0.5至2莫耳之範圍內之量。其原因在於，若(B)成分之含量為上述範圍之下限以上，則硬化物之機械強度變高，另一方面，若為上述範圍之上限以下，則硬化物之柔軟性變高。
(C)成分
本發明之組成物含有於相對較低之溫度下於組成物中亦顯示活性之第一矽氫化觸媒((C)成分)。(C)成分係用於使本組成物半硬化之矽氫化反應用觸媒。再者，所謂「半硬化」，意指於室溫下具有流動性之增黏體或於室溫下為非流動性但於100℃下顯示流動性之熱塑體。此處，所謂增黏體，意指25℃下之黏度為組成物之初始黏度之1.5倍至100倍之間。另外，所謂熱塑體，意指100℃下之黏度為1,000,000 mPa･s以下。
作為第一矽氫化觸媒之例子，可列舉鉑系觸媒、銠系觸媒、鈀系觸媒、鎳系觸媒、銥系觸媒、釕系觸媒、及鐵系觸媒，較佳為鉑系觸媒。作為該鉑系觸媒，可例示鉑微粉末、鉑黑、擔持鉑之二氧化矽（silica）微粉末、擔持鉑之活性碳、氯鉑酸、氯鉑酸之醇溶液、鉑之烯烴錯合物、鉑之烯基矽氧烷錯合物等鉑系化合物，尤佳為鉑之烯基矽氧烷錯合物。作為該烯基矽氧烷，可列舉1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基環四矽氧烷、以乙基、苯基等取代該等烯基矽氧烷之甲基之一部分之烯基矽氧烷以及以烯丙基、己烯基等取代該等烯基矽氧烷之乙烯基之烯基矽氧烷。尤其是，考慮到該鉑-烯基矽氧烷錯合物之穩定性良好，較佳為1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷。此外，為提高鉑-烯基矽氧烷錯合物之穩定性，優選於該錯合物中添加1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3-二烯丙基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二苯基二矽氧烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四苯基二矽氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基環四矽氧烷等烯基矽氧烷及二甲基矽氧烷寡聚物等有機矽氧烷寡聚物，尤其優選添加烯基矽氧烷。
(C)成分之觸媒與(D)成分之觸媒不同，為未進行所謂之微膠囊化之觸媒。因此，亦根據觸媒之量、種類及組成物之種類而有所不同，通常於室溫以上、或25℃以上、或30℃以上，且120℃以下、或100℃以下、或80℃以下、視情況60℃以下，於組成物中顯示活性，促進矽氫化反應。(C)成分之含量根據觸媒之種類及組成物之種類而有所不同，通常相對於本組成物，該觸媒中之金屬原子以重量單位計在0.01至50 ppm之範圍內之量，較佳為0.1至30 ppm之範圍內之量。作為一例，(B)成分為以平均組成式(3)表示之有機氫聚矽氧烷時，(C)成分之含量為可使該有機氫聚矽氧烷中之MH 單元充分地進行矽氫化之量。
(D)成分
本發明之組成物含有第二矽氫化觸媒((D)成分)，其藉由軟化點處於50至200℃之溫度範圍內之熱塑性樹脂，將作為前述(C)成分所記載之化合物微膠囊化，且於前述(C)成分顯示活性之溫度下不顯示活性，但於較前述(C)成分顯示活性之溫度高之溫度下於組成物中顯示活性。較佳為於較前述(C)成分顯示活性之溫度高20℃以上之溫度、或較前述(C)成分顯示活性之溫度高30℃以上之溫度、視情況較前述(C)成分顯示活性之溫度高50℃以上之溫度下，(D)成分顯示活性。前述熱塑性樹脂之軟化點較佳為80℃以上且160℃以下。作為前述熱塑性樹脂，可列舉聚烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、纖維素樹脂、熱塑性聚矽氧樹脂、聚碳酸酯樹脂等。關於經微膠囊化之矽氫化觸媒，於專利文獻1及2中有記載，可利用該等中所記載之方法進行製作。
(D)成分於微膠囊化中所使用之熱塑性樹脂之熔點附近以上顯示觸媒活性。因此，顯示觸媒活性之溫度根據熱塑性樹脂之種類而有所不同，通常為80℃以上，較佳為100℃，進而較佳為120℃以上。
(D)成分之含量係使藉由(C)成分半硬化之組成物進一步硬化所需之量，較佳為相對於本組成物，該觸媒中之金屬原子以重量單位計在1至50 ppm之範圍內之量，較佳為5至30 ppm之範圍內之量。作為一例，(B)成分為通式(3)所表示之有機氫聚矽氧烷時，(D)成分之含量為可使該有機氫聚矽氧烷中之DH 單元充分地矽氫化之量。
(C)成分與(D)成分中之鉑金屬量之莫耳比((C)/(D))通常為0.01至100，較佳為0.01至10，進而較佳為0.01至0.8。其原因在於，若莫耳比為前述上限以下，則可使高溫下之硬化反應加速，若莫耳比為前述下限以上，則可以短時間於低溫下進行硬化反應。
本組成物較佳為不含矽氫化反應抑制劑。通常，為了延長組成物之適用期而獲得穩定之組成物，而於組成物中添加矽氫化反應抑制劑。但是，本發明者發現，藉由不添加矽氫化反應抑制劑，而使用極少量之觸媒活性根據溫度而不同之2種以上之觸媒，可使MH 單元之反應與DH 單元之反應分離，選擇性地進行MH 單元之反應，藉此可獲得半硬化樹脂，另外，可進行藉由控制MH 單元/DH 單元之反應的分子設計。
(E)成分
本組成物中，視需要亦可含有其他有機聚矽氧烷、接著性賦予劑、二氧化矽、玻璃、氧化鋁、氧化鋅等無機質填充材料；聚甲基丙烯酸酯樹脂等有機樹脂微粉末；螢光體、耐熱劑、染料、顏料、阻燃性賦予劑、溶劑等。無機質填充材料係為了增加組成物量或強化物理強度、或者增添導電性、導熱性等功能而添加。
（形成硬化物之方法）
本發明之另一實施方式係一種形成硬化物之方法，其係藉由矽氫化反應而形成硬化物之方法，且具有以下之步驟。
(i) 將前述組成物於(C)成分顯示活性但(D)成分不顯示活性之溫度下進行加熱，僅進行第一矽氫化反應而獲得半硬化物之步驟；及
(ii) 將所獲得之半硬化物於(D)成分顯示活性之溫度下進行加熱，進行第二矽氫化反應而獲得硬化物之步驟。
（步驟(i)）
步驟(i)係將前述組成物於(C)成分顯示活性但(D)成分不顯示活性之溫度下進行加熱，僅進行第一矽氫化反應而獲得半硬化物之步驟。於該溫度下，不會發生第二矽氫化反應。第一矽氫化即便不加熱而於室溫下亦可進行，但欲加快半硬化之速度時，加熱溫度可加熱至25℃以上、或30℃以上、視情況50℃以上。另外，加熱溫度為120℃以下、或100℃以下、視情況80℃以下。
藉由步驟(i)，組成物成為半硬化狀態。本發明中，所謂半硬化，意指於室溫下具有流動性之增黏體或於室溫下為非流動性但於100℃下顯示流動性之熱塑體。此處，所謂增黏體，意指25℃下之黏度為組成物之初始黏度之1.5倍至100倍之間。另外，所謂熱塑體（反應性熱熔體），係指於室溫(25℃)下為失去流動性之狀態，但若加熱至高溫（例如120℃以上）則再次熔融，繼而硬化，100℃下之黏度為1,000,000 mPa･s以下。另外，亦可藉由步驟(i)而獲得B-階段化化合物。此處，所謂B-階段，係指JIS K 6800中定義之B-階段（熱硬化性樹脂之硬化中間體）之狀態，係指藉由使交聯性聚矽氧組成物不完全硬化，雖會藉由溶劑而膨潤，但不會完全溶解之狀態。可認為，使用含有包含MH 單元及DH 單元之有機聚矽氧烷之組成物作為組成物時，藉由步驟(i)，MH 單元之矽氫化反應優先地進行，引起分子鏈之延長，有機聚矽氧烷之分子量變得足夠高，因此組成物之流動性消失，成為半硬化狀態。
（步驟(ii)）
步驟(ii)係將前述半硬化狀態之組成物加熱至(D)成分顯示活性之溫度，進行第二矽氫化反應而獲得硬化物之步驟。較佳為步驟(ii)之加熱溫度為較步驟(i)之溫度高20℃以上之溫度，或步驟(ii)之加熱溫度為較步驟(i)之溫度高30℃以上之溫度，進而較佳為步驟(ii)之加熱溫度為較步驟(i)之溫度高50℃以上之溫度。
另外，視情況，加熱溫度為80℃以上、或100℃以上、或120℃以上。同時，視情況，加熱溫度為200℃以下、或180℃以下、或160℃以下。
加熱時間亦取決於組成物中之各成分之種類及摻合量、以及加熱溫度，通常為1分鐘至10小時，較佳為5分鐘至2小時。
藉由步驟(ii)，為半硬化狀態之組成物成為硬化物，可用作各種材料。使用含有包含MH 單元及DH 單元之有機聚矽氧烷之組成物作為組成物時，藉由步驟(i)使分子鏈充分延長之有機聚矽氧烷藉由第二矽氫化反應而交聯，可獲得交聯密度高之硬化物。
藉由本發明之方法而形成之硬化物顯示優異的物性，尤其是機械強度優異。另外，本發明之方法由於經過穩定的半硬化狀態而獲得硬化物，因此可用於各種用途。例如，可於膜基材、帶狀基材、或片狀基材塗敷本組成物後，經過前述步驟(i)及步驟(ii)，進行硬化。另外，有時將本組成物配置於兩個基材之間，連續地進行步驟(i)與步驟(ii)而硬化，使兩基材牢固地接著，有時於前述基材之至少一個表面平滑地塗佈本組成物，藉由步驟(i)使本組成物半硬化，而變得不流動後，將兩基材貼合，於步驟(ii)中進一步進行硬化而牢固地接著。該硬化物之膜厚並無限定，較佳為1至100,000 µm，更佳為50至30,000 µm。
藉由本發明之方法而形成之硬化物可用於液狀聚矽氧橡膠(Liquid silicone rubber，LSR)、接著劑、導熱性彈性體、塗佈劑等用途。
[實施例]
由含有下述成分之組成物獲得硬化物。再者，各平均組成式中，Me及Vi分別表示甲基及乙烯基。另外，硬化物之硬度係依據JIS K 6253-1997「硫化橡膠及熱塑性橡膠之硬度試驗方法」，藉由依據A型硬度計（以下，記為「蕭氏硬度（蕭氏A）」）或JIS K 2220[1/4 cone（直讀）]之方法，測定硬化物之針入度。
［實施例1］
製備含有58.5重量份之以平均單元式：(Me2 ViSiO1/2 )0.1 (Me3 SiO1/2 )0.4 (SiO4/2 )0.5 表示之末端為乙烯基之支鏈聚矽氧烷(A-1)、14.0重量份之以平均單元式：(Me3 SiO1/2 )0.44 (SiO4/2 )0.56 表示之支鏈聚矽氧烷(E-1)、1.8重量份之以平均式：ViMe2 SiO(SiMe2 O)160 SiMe2 Vi表示之末端為乙烯基之直鏈聚矽氧烷(A-2)、26.1重量份之以平均式：HMe2 SiO(SiMe2 O)400 SiMe2 H表示之直鏈聚矽氧烷(B-1)、4.7重量份之平均式：Me3 SiO(SiMe2 O)30 (SiMeHO)30 SiMe3 之直鏈聚矽氧烷(B-2)、以鉑原子計為0.2 ppm之鉑-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(C-1)、及以鉑原子計為2 ppm之分散於平均粒徑2微米之聚碳酸酯粒子中之鉑-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(D-1)之組成物。組成物之黏度為3,500 mPa･s。將組成物於90℃下加熱30分鐘，而獲得於25℃下無流動性但於100℃下有流動性之B-階段固形物。所獲得之B-階段固形物即便於25℃下保管2個月，亦保持B-階段狀態。藉由將B-階段固形物於150℃下加熱10分鐘以內，而獲得蕭氏硬度（蕭氏A）80之矽彈性體。
［實施例2］
製備含有33.8重量份之前述A-1、30.0重量份之前述E-1、21.8重量份之前述A-2、16.5重量份之前述B-1、3.0重量份之前述B-2、以鉑原子計為0.1 ppm之前述C-1及以鉑原子計為2 ppm之前述D-1之組成物。組成物之黏度為2,800 mPa･s。將組成物於90℃下加熱30分鐘，而獲得於25℃下無流動性但於100℃下有流動性之B-階段固形物。所獲得之B-階段固形物即便於25℃下保管2個月，亦保持B-階段狀態。藉由將B-階段固形物於150℃下加熱10分鐘以內，而獲得蕭氏硬度（蕭氏A）35之矽彈性體。
［實施例3］
製備含有94.3重量%之以平均組成式：ViMe2 SiO(SiMePhO)36 SiMe2 Vi表示之
末端為乙烯基之直鏈聚矽氧烷(A-3)、1.0重量%之以平均組成式：(ViMe2 SiO1/2 )0.22 (MeXSiO2/2 )0.12 (PhSiO3/2 )0.66 （式中，X表示縮水甘油氧基丙基）表示之含乙烯基之聚矽氧烷(A-4)、3.9重量%之以分子式：Ph2 Si(OSiMe2 H)2 表示之直鏈狀聚矽氧烷(B-3)、0.8重量%之以平均組成式：(HMeSiO2/2 )4 表示之環狀聚矽氧烷(B-4)、以鉑原子計為0.2 ppm之前述C-1、及以鉑原子計為2 ppm之前述D-1之組成物。組成物之黏度為6,000 mPa･s。將組成物於80℃下加熱30分鐘，獲得黏度為約12,000 mPa･s之增黏體。所獲得之增黏體於25℃下保管1個月後為黏度為約18,000 Pa･s之增黏體而具有流動性，但藉由於150℃下加熱10分鐘以內，而獲得了針入度為30之凝膠硬化物。
［比較例1］
製備含有58.5重量份之前述A-1、14.0重量份之前述E-1、1.8重量份之前述A-2、26.1重量份之前述B-1、4.7重量份之前述B-2及以鉑原子計為2 ppm之前述C-1之組成物。組成物之黏度為3,500 mPa･s。將組成物於90℃下加熱30分鐘，獲得蕭氏硬度（蕭氏A）80之硬化物。另外，為了獲得更軟之硬化物，而將上述組成物於50℃下加熱30分鐘，結果獲得蕭氏硬度（蕭氏A）40之硬化物。但是，所獲得之硬化物雖然柔軟，但即便加熱至100℃，亦不顯示流動性，並非為B-階段狀態。該硬化物隨著時間經過而緩慢地增加硬度，於25℃下2週後，成為蕭氏硬度（蕭氏A）75。
［比較例2］
製備含有33.8重量份之前述A-1、30.0重量份之前述E-1、21.8重量份之前述A-2、16.5重量份之前述B-1、3.0重量份之前述B-2、及以鉑原子計為2 ppm之前述D-1之組成物。組成物之黏度為2,800 mPa･s。將組成物於90℃下加熱30分鐘，但於組成物未見任何變化。將組成物於120℃下加熱30分鐘，獲得並非為B-階段狀態之蕭氏硬度（蕭氏A）30之硬化物。
［比較例3］
製備含有94.3重量%之前述A-3、1.0重量%之前述A-4、3.9重量%之前述B-3、0.8重量%之前述B-4、以鉑原子計為2 ppm之前述C-1之組成物。組成物之黏度為6,000 mPa･s。組成物在製備後立即增黏，於30分鐘後，成為非流動性，未獲得增黏體或B階段固形物，於1天後獲得針入度為30之凝膠硬化物。
[產業上之可利用性]
本發明之組成物保持良好的適用期，並且在反應時顯示敏銳的硬化性，因此適宜作為圖像顯示裝置之層間之接著劑、黏著劑。
本組成物可用作各種灌封劑、密封劑、接著劑/黏著劑。尤其是，藉由經由半硬化/增黏體（包含B-階段材料）而硬化，具有以下之優點：可抑制配置時之組成物與最終硬化物之間的硬化收縮所伴隨的體積變化，抑制構件間之空隙、接著不良之問題。
本組成物的硬化性優異，即便曝露於高溫高濕，亦保持適用期，並且在反應時具有鮮明的硬化特性，因此作為光學顯示器等顯示裝置（包含觸控面板）、光半導體裝置（包含Micro LED）所使用之接著劑、黏著劑有用。進而，本組成物及其半硬化物/增黏體（包含B-階段材料）並不限於光學顯示器等，可無限制地利用於構件之貼合或填充，例如可用於太陽電池胞、複層玻璃（智慧型玻璃）、光波導、投影機透鏡（複層型透鏡、偏光/光學膜之貼合）等之接著層。
除此以外，本組成物不僅為液狀，而且由半硬化狀態形成最終硬化物時之硬化收縮小，因此具有可抑制顯示器、光學構件之缺陷、顯現不均等顯示不良這一聚矽氧硬化物之一般之優勢，此外，可抑制伴隨硬化收縮所產生之問題。進而，由本組成物構成之硬化物視需要具備柔軟之性質，對接著構件之追隨性高而表現出接著力，因此可有效地抑制構件間之剝離，從而較佳地用於具有平面顯示面或彎曲顯示面之車載顯示器、利用上述之投影機透鏡之抬頭顯示器等之光學接著層。
無
無

Claims (13)

  1. 一種組成物，其含有下述成分： (A) 一分子中含有至少一個具有脂肪族不飽和鍵之一價烴基之化合物； (B) 一分子中含有至少兩個鍵結於矽原子之氫原子之化合物； (C) 第一矽氫化觸媒；及 (D) 第二矽氫化觸媒，其藉由軟化點處於50至200℃之溫度範圍內之熱塑性樹脂，將作為前述(C)成分所記載之化合物微膠囊化，於較(C)成分高之溫度下顯示活性。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之組成物，其中，上述(D)成分顯示活性之溫度為較(C)成分顯示活性之溫度高30℃以上之溫度。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之組成物，其中，前述(A)成分或(B)成分之至少一成分為有機聚矽氧烷。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之組成物，其中，前述(A)成分為以下述平均組成式(1)： R1 a R2 b SiO(4-a-b)/2 (1) （式中，R1 為碳數2至12之烯基，R2 為選自不具有脂肪族不飽和鍵之碳數1至12之一價烴基、羥基及烷氧基中之基，a及b為滿足以下之條件：1≦a+b≦3及0.001≦a/(a+b)≦0.33之數） 表示之有機聚矽氧烷，並且，前述(B)成分為以下述平均組成式(2)： Hc R3 d SiO(4-c-d)/2 (2) （式中，R3 為選自不具有脂肪族不飽和鍵之碳數1至12之一價烴基、羥基及烷氧基中之基，c及d為滿足以下之條件：1≦c+d≦3及0.01≦c/(c+d)≦0.33之數） 表示之有機聚矽氧烷。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之組成物，其中，前述(B)成分為以下述平均單元式(3)： (HR4 2 SiO1/2 )e (R4 3 SiO1/2 )f (HR4 SiO2/2 )g (R4 2 SiO2/2 )h (HSiO3/2 )i (R4 SiO3/2 )j (SiO4/2 )k (R5 O1/2 )l (3) （式中，R4 為選自不具有脂肪族不飽和鍵之碳數1至12之一價烴基、羥基及烷氧基中之基，R5 為氫原子或碳數1至6之烷基，e、f、g、h、i、j、k及l為滿足以下之條件：e+f+g+h+i+j+k＝1、0≦l≦0.1、0.01≦e+g+i≦0.2、0.01≦e≦0.6、0.01≦g≦0.6、0≦i≦0.4、0.01≦e+f≦0.8、0.01≦g+h≦0.8、0≦i+j≦0.6之數） 表示之有機氫聚矽氧烷。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之組成物，其中，前述(C)成分與前述(D)成分中之鉑金屬量之莫耳比((C)/(D))為0.01至0.8。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之組成物，其中，前述(C)成分為自選自鉑、鈀、銠、鎳、銥、釕、鐵錯合物中之過渡金屬錯合物觸媒中選擇之1種以上。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之組成物，其係用於加熱至前述(C)成分顯示活性但前述(D)成分不顯示活性之溫度，然後於(D)成分顯示活性之溫度下進行加熱的分步硬化。
  9. 一種形成硬化物之方法，其含有下述步驟： (i) 將申請專利範圍第1至7項中任一項所述之組成物於前述(C)成分顯示活性但前述(D)成分不顯示活性之溫度下進行加熱，僅進行第一矽氫化反應而獲得半硬化物之步驟；及 (ii) 將所獲得之半硬化物於前述(D)成分顯示活性之溫度下進行加熱，進行第二矽氫化反應而獲得硬化物之步驟。
  10. 一種半硬化物，其係藉由將申請專利範圍第1至8項中任一項所述之組成物於前述(C)成分顯示活性但前述(D)成分不顯示活性之溫度下進行加熱，僅進行第一矽氫化反應而獲得。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之半硬化物，其中，半硬化物為於室溫下具有流動性之增黏體或於室溫下為非流動性但於100℃下顯示流動性之熱塑體，前述增黏體於25℃下之黏度為組成物之初始黏度之1.5倍至100倍之間，前述熱塑體於100℃下之黏度為1,000,000 mPa･s以下。
  12. 一種硬化物，其係藉由申請專利範圍第9項所述之方法而獲得。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之硬化物，其為液狀聚矽氧橡膠、接著劑、導熱性彈性體或塗佈劑。
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