TW202035490A - 有機聚矽氧烷、紫外線固化性矽酮組合物及其固化物 - Google Patents

有機聚矽氧烷、紫外線固化性矽酮組合物及其固化物 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種即使在大氣中固化也不會引起表面固化阻礙的便利性優異的紫外線固化性有機聚矽氧烷、含有該有機聚矽氧烷的組合物及其固化物。所述紫外線固化性矽酮組合物為以下述通式(1)表示的有機聚矽氧烷,
Figure 109107990-A0101-11-0001-1
在通式(1)中,R1 各自獨立地為碳原子數1~10的一價烴基或以下述通式(2)表示的基團,且在1個分子中至少具有1個以下述通式(2)表示的基團。m為滿足1≤m≤10000的數,
Figure 109107990-A0101-11-0001-3
在通式(2)中,R2 為至少具有1個丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基烷基或甲基丙烯醯氧基烷基的基團,R3 為碳原子數1~20的二價烴基。

Description

有機聚矽氧烷、紫外線固化性矽酮組合物及其固化物
本發明涉及有機聚矽氧烷、含有該有機聚矽氧烷的紫外線固化性矽酮組合物及其固化物。
將氫化矽烷化(hydrosilyation)反應用於矽酮組合物的固化的交聯反應、將過氧化物作為引發劑使用的熱固化反應、利用大氣中的水分的縮合交聯反應等等被長期使用著。近年來,在對節能化、步驟縮短化的日益增長的需求當中,能夠在室溫條件下且在短時間內進行固化的紫外線固化反應引起了人們的關注。即使在紫外線固化反應中,特別是紫外線固化性自由基聚合反應的反應體系可為一種液化,在不進行光照射的條件下進行保存的情況下,則其保存穩定性優異(專利文獻1和專利文獻2)。但是,在現有的紫外線固化性矽酮組合物中,存在著在大氣中若欲使其固化時由於氧而導致固化阻礙的發生,進而固化物的表面層不被固化的問題。雖然將現有的紫外線固化性矽酮組合物夾在透明構件之間而若用紫外線照射並不會發生固化阻礙,但由於該組合物越出範圍(stick out)的部分將會受到來自氧的固化阻礙,因此,需要對越出範圍的部分進行擦拭、清洗等。因此,人們熱切期待著能夠解決該問題的紫外線固化性矽酮組合物。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2017-171734號公報 [專利文獻2]國際公開第WO2018/003381號公報
[發明要解決的問題]
因此,本發明的目的在於,提供一種紫外線固化性有機聚矽氧烷和含有所述有機聚矽氧烷的組合物及其固化物。該紫外線固化性有機聚矽氧烷即使在大氣中固化也不會引發表面固化阻礙且便利性優異。 [用於解決問題的方案]
本發明者們為達到上述目的,彙集精心研究的結果,通過使用特定的紫外線固化性有機聚矽氧烷成分,研究出了能夠提供一種即使在大氣中也具有表面固化性優異的紫外線固化性矽酮組合物,進而完成了本發明。
本發明提供以下的紫外線固化性有機聚矽氧烷、含有該紫外線固化性有機聚矽氧烷的矽酮組合物及其固化物。 [1]一種以下述通式(1)表示的有機聚矽氧烷, [化學式1]
Figure 02_image001
(在通式(1)中,R1 各自獨立地為碳原子數1~10的一價烴基或以下述通式(2)表示的基團,且在1個分子中至少具有1個以下述通式(2)表示的基團,m為滿足1≤m≤10000的數。) [化學式2]
Figure 02_image003
(在通式(2)中,R2 為具有丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基烷基或甲基丙烯醯氧基烷基中的至少1個的基團,R3 為碳原子數1~20的二價烴基。)。 [2]一種紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於,含有: (A)成分:以下述通式(1)表示的有機聚矽氧烷100質量份, [化學式3]
Figure 02_image001
(在通式(1)中,R1 各自獨立地為碳原子數1~10的一價脂肪族烴基或以下述通式(2)表示的基團,且在1個分子中至少具有1個以下述通式(2)表示的基團,m為滿足1≤m≤10000的數。) [化學式4]
Figure 02_image003
(在通式(2)中,R2 為具有丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基烷基或甲基丙烯醯氧基烷基中的至少1個的基團,R3 為碳原子數1~20的二價烴基。)以及 (B)成分:光聚合引發劑0.1~20質量份。 [3]如[2]所述的紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於, 進一步含有不含有矽氧烷結構的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物的(C)成分以及不含有矽氧烷結構的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物(D)成分中的任一種或兩種,其中 相對於所述(A)成分100質量份,所述(C)成分和所述(D)成分的總量為1~500質量份。 [4]如[2]或[3]所述的紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於, 進一步含有(E)成分,其為由(a)R4 3 SiO1/2 單元和(b)SiO4/2 單元組成,且(a)單元:(b)單元的莫耳比在0.4〜1.2:1的範圍的有機聚矽氧烷樹脂,其中 R4 各自獨立地表示為碳原子數1〜10的一價烴基, 且相對於所述(A)成分100質量份,所述(E)成分的含量為1~1000質量份。 [5]如[2]~[4]中的任意一項所述的紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於, 進一步含有(F)成分,其為由以下述通式(3)所表示的由(c)單元、(d)R4 3 SiO1/2 單元以及(e)SiO4/2 單元構成,且(c)單元和(d)單元的總量:(e)單元的莫耳比在0.4〜1.2:1的範圍的交聯性有機聚矽氧烷樹脂, [化學式5]
Figure 02_image008
其中,在上述通式(3)中的R5 分別獨立地表示為碳原子數1~20的一價烴基,R6 表示氧原子或碳原子數為1~20的伸烷基,R7 分別獨立地表示為丙烯醯氧基烷基、甲基丙烯醯氧基烷基、丙烯醯氧基烷基氧基或甲基丙烯醯氧基烷基氧基,n表示滿足0≤n≤10的數,a為表示滿足1≤a≤3的數;所述(d)單元中的R4 各自獨立地表示為碳原子數1〜10的一價烴基;且相對於所述(A)成分100質質份,所述(F)成分的含量為1~1000質量份。 [6]一種3D印表機用組合物,其含有[2]~[5]中的任意一項所述的紫外線固化性矽酮組合物。 [7]一種[2]~[5]中的任一項所述的紫外線固化性矽酮組合物的固化物。 [發明的效果]
本發明的有機聚矽氧烷和含有該有機聚矽氧烷的紫外線固化性矽酮組合物,即使在存在氧的大氣中也不會發生表面固化阻礙。因此,由於本紫外線固化性矽酮組合物即使在有氧存在的條件下也能夠順利地通過紫外線照射使其進行固化。所以,該組合物的生產性和操作性優異。特別是可用作3D印表機用材料、接著劑、黏合劑、微傳遞印刷(micro transfer printing)材料。
[具體實施方式]
以下,對本發明進行更為詳細地說明。
有機聚矽氧烷 本發明的有機聚矽氧烷為以下述通式(1)表示的有機聚矽氧烷。 [化學式6]
Figure 02_image010
在上述通式(1)中的R1 各自獨立地表示為碳原子數1~10的一價烴基或以下述通式(2)表示的基團。作為該一價烴基,可為直鏈、支鏈及環狀的任意一種,例如,可列舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基,正己基、環己基、正辛基、2-乙基己基、正癸基等的烷基;乙烯基、烯丙基(2-丙烯基)(allyl-2-propenyl)、1-丙烯基、異丙烯基、丁烯基等的烯基;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等的芳基(aryl);苄基、苯乙基、苯丙基等的芳烷基(aralkyl)等。 已與這些一價烴基的碳原子鍵合的部分氫原子或全部氫原子可以用取代基進行取代。作為其具體例,可列舉氯甲基、溴乙基、三氟丙基等的鹵素取代烴基;氰乙基等的氰基取代烴基等。 在這些一價烴基中,優選為碳原子數1~6的烷基和芳基,更優選為甲基、乙基以及苯基。
另外,在上述通式(1)的R1 中,其至少一個為以下述通式(2)表示的基團。 [化學式7]
Figure 02_image012
上述通式(2)中的R2 為至少具有1個丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基的基團,優選為在該基團中,至少一個氫原子為用丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基所取代的碳原子數1~20的一價烴基,更優選為至少一個氫原子為用丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基所取代的碳原子數1~4的直鏈或支鏈的烷基。
在上述通式(2)中的R3 為碳原子數1〜20的二價烴基,其也可為直鏈、支鏈以及環狀的任意一種。作為其具體例,可列舉為亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、伸異丁基、五亞甲基、六亞甲基、七亞甲基、八亞甲基、九亞甲基以及十亞甲基等的伸烷基。在這些當中,作為R3 ,優選為亞甲基、亞乙基以及三亞甲基,更優選為三亞甲基。
m為滿足1≤m≤10000的數、優選為滿足50≤m≤5000的數。如果m超過10000,則有可能由於黏度過高進而導致操作性變差。 m的值,除可以通過例如29 Si-NMR測定等作為平均值而算出外,還可以根據凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography,GPC)分析中的聚苯乙烯換算的數量平均分子量而求出。
作為這樣的有機聚矽氧烷的例子,可列舉為,例如,下述通式(4)〜(9)的化合物。 [化學式8]
Figure 02_image014
(在通式(4)中,R8 各自獨立地為甲基、乙基或苯基,且二個括弧內的矽氧烷單元可為任意排列順序,也可為嵌段或也可為隨機。p、q為滿足p≥1、q≥0且1≤p+q≤10000的數。) [化學式9]
Figure 02_image016
(在通式(5)中,R8 表示與上述相同的含義,且r為滿足1≤r≤10000的數。) [化學式10]
Figure 02_image018
(在通式(6)中,R8 表示與上述相同的含義,且s為滿足1≤s≤10000的數。) [化學式11]
Figure 02_image020
(在通式(7)中,二個括弧內的矽氧烷單元可為任意排列順序,也可為嵌段或也可為隨機。) [化學式12]
Figure 02_image022
[化學式13]
Figure 02_image024
這些有機聚矽氧烷可通過以下反應而獲得。即,例如,將側鏈型胺基改質二甲基矽油(silicone oil)(信越化學工業股份有限公司製造KF-864)和兩末端胺基改質二甲基矽油(信越化學工業股份有限公司製造KF-8008)等的具有胺基的聚矽氧烷與2-(丙烯醯氧基)乙基異氰酸酯(昭和電工股份有限公司製造Karenz AOI)以及1,1-雙(丙烯醯氧基甲基)乙基異氰酸酯(昭和電工股份有限公司製造Karenz BEI)等的化合物進行反應。
紫外線固化性矽酮組合物 (A)有機聚矽氧烷 本發明的紫外線固化性矽酮組合物的(A)成分為與以上述通式(1)表示的有機聚矽氧烷相同。 在本發明的組合物中,(A)成分優選為含有5〜99.9質量%、更優選為含有20〜99質量%,進一步優選為含有30〜99質量%。 考慮到進一步改善組合物的操作性、固化物的力學特性等,(A)成分的有機聚矽氧烷在25℃條件下的黏度優選為0.01〜100000Pa·s、更優選為0.1〜50000Pa·s。需要說明的是,其黏度可以通過旋轉黏度計(rotatory viscometer)(例如,BL型、BH型、BS型、錐板(cone plate)型、流變儀(rheometer)等)進行測定。
(B)光聚合引發劑 作為光聚合引發劑(B),可列舉2,2-二乙氧基苯乙酮;2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(BASF公司製造Irgacure 651);1-羥基-環己基-苯基-酮(BASF公司製造Irgacure 184);2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(BASF公司製造Irgacure 1173);2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基]-苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮(BASF公司製造Irgacure 127);苯甲醯甲酸甲酯(BASF公司製造Irgacure MBF);2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮(BASF公司製造Irgacure 907);2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮(BASF公司製造Irgacure 369);雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦(BASF公司製造Irgacure 819);2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦(BASF公司製造Irgacure TPO)以及這些光聚合引發劑的混合物等。
在上述(B)成分中,從與(A)成分的相容性的觀點考慮,優選為2,2-二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(BASF公司製造Irgacure 1173)、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦(BASF公司製造Irgacure 819)以及2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦(BASF公司製造Irgacure TPO)。
相對於(A)成分100質量份,光聚合引發劑的添加量為以0.1~20質量份的範圍進行調配。如果低於0.1質量份則固化性不足、而在添加超過20質量份的量的情況下,則深處部位的固化性惡化。
本發明的紫外線固化性矽酮組合物,除上述必要成分以外,根據需要,還可以含有不含有矽氧烷結構的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物以及多官能(甲基)丙烯酸酯中的任意一種或其二種,作為成分(C)和成分(D)。
(C)不含有矽氧烷結構的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物 作為不含有矽氧烷結構的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物(C),可列舉為丙烯酸異戊酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸乙氧基-二乙二醇酯、丙烯酸甲氧基-三乙二醇酯、丙烯酸2-乙基己基-二甘醇酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸苯氧基二乙二醇酯、丙烯酸四氫糠酯以及丙烯酸異莰酯及其混合物等,特別優選為丙烯酸異莰酯。
(D)不含有矽氧烷結構的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物 作為不含有矽氧烷結構的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物(D),可列舉為三乙二醇二丙烯酸酯、聚四亞甲基二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯及其混合物,特別優選為二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯。
從所獲得的固化物的橡膠物性的觀點考慮,在使用(C)成分和/或(D)成分的(甲基)丙烯酸酯化合物時的添加量,其優選為相對於(A)成分100質量份,以(C)成分和(D)成分的總量為1〜500質量份的範圍、更優選為10〜100質量份的範圍。另外,當與高黏度的(A)成分進行組合時,可以通過增加(C)成分和/或(D)成分的添加量來降低整體組合物的黏度。
另外,本發明的紫外線固化性矽酮組合物根據需要也可進一步含有任意一種或兩種的有機聚矽氧烷樹脂作為(E)成分和(F)成分。
(E)有機聚矽氧烷樹脂 (E)成分為由(a)R4 3 SiO1/2 單元(通式中,R4 相互獨立地為碳原子數1〜10的一價烴基)和(b)SiO4/2 單元構成,且(a)單元與(b)單元的莫耳比為處於0.4〜1.2:1範圍的有機聚矽氧烷樹脂。 作為在R4 中的碳原子數為1〜10的一價烴基的具體例,在上述R1 所例示的基團中,可列舉碳原子數1〜10的一價烴基,其中,優選為甲基、乙基、正丙基以及正丁基等的碳原子數為1〜6的烷基;苯基、甲苯基等的碳原子數為6〜10的芳基;苄基等的碳原子數為7〜10的芳烷基;乙烯基、烯丙基以及丁烯基等的碳原子數為2〜6的烯基等。 需要說明的是,上述R4 的一價烴基,其已與碳原子鍵合的一部分或全部的氫原子,也可以被上述取代基所取代。 從將組合物的黏合力和力學特性作為在更合適的範圍的觀點考慮,在(E)成分中,其優選為(a)R4 3 SiO1/2 單元(M單元)和(b)SiO4/2 單元(Q單元)的莫耳比為M單位:Q單位=0.4〜1.2:1、更優選為M單位:Q單位=0.6〜1.2:1。 在使用(E)成分的有機聚矽氧烷樹脂時,相對於上述(A)成分100質量份,其添加量優選為在1〜1000質量份的範圍、更優選為在10〜800質量份的範圍、進一步優選為在20〜500質量份的範圍。 (E)成分的數量平均分子量並無特別地限制,其通過凝膠滲透層析法(GPC)所測定的以聚苯乙烯標準換算的數量平均分子量優選為500〜10000、特別優選為1000〜8000、更優選為1000〜7000。
(F)交聯性有機聚矽氧烷樹脂 (F)成分為由以下述通式(3)表示的(c)單元(以下稱之為MA 單元)、(d)R4 3 SiO1/2 單元(M單元)以及(e)SiO4/2 單元(Q單元)構成的具有含有(甲基)丙烯醯氧基的基團的有機聚矽氧烷樹脂。需要說明的是,R4 表示為與上述相同的含義。 [化學式14]
Figure 02_image008
在上述通式(3)中的R5 為分別獨立的碳原子數1〜20的一價烴基,其可以為直鏈、支鏈及環狀的任一種。作為其具體例,可列舉為甲基、乙基、正丙基、異丙基,正丁基、異丁基,三級丁基、正己基、環己基、正辛基、2-乙基己基、正癸基等的烷基;乙烯基、烯丙基(2-丙烯基)、1-丙烯基、異丙烯基以及丁烯基等的烯基;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等的芳基;苄基、苯乙基、苯丙基等的芳烷基等。
另外,已與這些一價烴基的碳原子鍵合的一部分或全部的氫原子也可以被取代基所取代。作為其具體例,可列舉氯甲基、溴乙基、三氟丙基、氰乙基等的鹵素取代烴基;氰基取代烴基等。
在這些當中,作為R5 ,優選為碳原子數1〜5的烷基和芳基,更優選為甲基、乙基以及苯基。
在上述通式(3)中的R6 為氧原子或碳原子數為1〜20的伸烷基,其也可為直鏈、支鏈及環狀的任一種。作為其具體例可列舉為亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、伸異丁基、五亞甲基、六亞甲基、七亞甲基、八亞甲基、九亞甲基以及伸癸基等。
在這些當中,作為R6 ,優選為氧原子、亞甲基、伸乙基或三亞甲基,更優選為氧原子或伸乙基。
在上述通式(3)中的R7 分別獨立地為丙烯醯氧基烷基、甲基丙烯醯氧基烷基、丙烯醯氧基烷基氧基或甲基丙烯醯氧基烷基氧基,且作為這些基團中的烷基(伸烷基)的碳數並無特別地限制,其優選為1〜10、更優選為1〜5。作為這些烷基的具體例,可列舉為在以上述R1 所例示的基團中的碳原子數為1〜10的烷基者。
在上述通式(3)中的n為滿足0≤n≤10的數、優選為0或1,a為滿足1≤a≤3的數、優選為1或2。
考慮到組合物的黏度和固化物的力學特性,(F)成分以上述通式(3)表示的(c)單元(MA 單元)、(d)R4 3 SiO1/2 單元(M單元)以及(e)SiO4/2 單元(Q單元)的莫耳比,優選為(MA 單元+M單元):Q單元=0.4〜1.2∶1,更優選為(MA 單元+M單元):Q單元=0.6〜1.2:1。 另外,可以通過MA 單元與M單元的莫耳比調節固化物的橡膠物性。考慮到固化物的強度,優選為MA 單元:M單元=0.01〜1:1、更優選為MA 單元:M單元=0.05〜0.5:1。
在使用(F)成分的交聯性有機聚矽氧烷樹脂時的添加量,相對於(A)成分100質量份,其優選為在1〜1000質量份的範圍、更優選為在10〜800質量份的範圍、進一步優選為在20〜500質量份的範圍。 (F)成分的數量平均分子量並無特別地限定,其通過凝膠滲透層析法(GPC)測定且以聚苯乙烯標準換算的數量平均分子量優選為1000〜10000、特別優選為2000〜8000、更優選為2500〜7000。
其它成分 需要說明的是,在不損害本發明的效果的範圍內,也可以在本發明的組合物中調配色材(顏料或染料)、矽烷偶聯劑、接著助劑、聚合抑制劑、抗氧劑、為耐光性穩定劑的紫外線吸收劑、光穩定劑等的添加劑。另外,本發明的組合物也可以適當地與其它的樹脂組合物進行混合而加以使用。
製造方法 本發明的紫外線固化性矽酮組合物,可通過將上述(A)成分、(B)成分、並且根據需要的(C)成分〜(F)成分以及其它的成分以任意的順序進行混合、攪拌等而獲得。對用於進行攪拌等的操作的裝置並無特別地限定。可使用雷潰機、3輥軋機、球磨機、行星式攪拌機等。另外,也可以將這些裝置適當地進行組合而加以使用。
從塗布時的形狀保持性和操作性的觀點考慮,本發明的紫外線固化性矽酮組合物的黏度,優選為在25℃條件下通過旋轉黏度計所測定的黏度為5000Pa·s以下、更優選為3000Pa·s以下、進一步優選為1500Pa·s以下。
本發明的紫外線固化性矽酮組合物的固化物可通過照射紫外線而迅速獲得。 在該情況下,作為對本發明的組合物進行照射的紫外線的光源,可列舉例如、UVLED燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵素燈、碳弧燈(carbon arc lamp)以及氙氣燈(xenon lamp)等。 紫外線的照射量(積算光量),例如,相對於已將本發明的組合物成型為2.0mm左右的厚度的片材,優選為1~10000mJ/cm2 、更優選為10~8000mJ/cm2 。即,在使用照度100mW/cm2 的紫外線的情況下,照射0.01~100秒左右的紫外線即可。
另外,為了使由本發明的紫外線固化性矽酮組合物構成的固化物顯示出優異的橡膠物性,其固化後的硬度優選為20以上(TypeA)、更優選為30以上(TypeA)。需要說明的是,這些值為依據JIS-K6249:2003標準所測定時的值。 可通過增減(C)成分和(D)成分的添加量來調整固化後的硬度。 [實施例]
以下,雖通過例示實施例和比較例對本發明進行具體的說明,但本發明並不被限定於下述的實施例。
[實施例1] 稱取1000g的側鏈型胺基改質二甲基矽油(日本信越化學工業股份有限公司製造KF-864)和41.3g的2-(丙烯醯氧基)乙基異氰酸酯(日本昭和電工股份有限公司製造Karenz AOI),並將其放入到燒瓶中,然後在25℃條件下攪拌24小時,進而得到了以下述平均結構式所示的黏度為46.3Pa·s的有機聚矽氧烷(A-1)。 [化學式15]
Figure 02_image026
(在通式(A-1)中,兩個括弧內的矽氧烷單元的排列為嵌段或隨機。)
[實施例2] 稱取1000g的兩末端胺基改質二甲基矽油(日本信越化學工業股份有限公司製造KF-8080)和49.4g的1,1-雙(丙烯醯氧基甲基)乙基異氰酸酯(日本昭和電工股份有限公司製造Karenz AOI),並將其放入到燒瓶中,然後在25℃條件下攪拌24小時,進而得到了以下述平均結構式所示的黏度為13.0Pa·s的有機聚矽氧烷(A-2)。 [化學式16]
Figure 02_image028
[實施例3] 稱取1000g的兩末端胺基改質二甲基矽油(日本信越化學工業股份有限公司製造KF-8080)和29.1g的2-(丙烯醯氧基)乙基異氰酸酯(日本昭和電工股份有限公司製造Karenz AOI),並將其放入到燒瓶中,然後在25℃條件下攪拌24小時,進而得到了以下述平均結構式所示的黏度為7.8Pa·s的有機聚矽氧烷(A-3)。 [化學式17]
Figure 02_image030
[實施例4~10以及比較例1、比較例2] 對在表1所示的組成所調製的矽酮組合物進行了評價。需要說明的是,在下述的例中,其黏度為在25℃條件下使用旋轉黏度計所測定的值。
根據JIS K 6249:2003的標準測定了固化物的硬度。用手指觸摸進而觀察其表面固化性。將沒有未固化層者評價為“完全固化”,將有未固化層者評價為“未完全固化”。
按表1的組成(質量份)去混合上述(A)成分~(F)成分,且在減壓、100℃的條件下蒸餾去掉甲苯,進而調製了在表1所記載的各矽酮組合物。
使用EYE GRAPHICS股份有限公司製造的EYE UV電子控制裝置(型號UBX0601-01),且以在大氣中、室溫(25℃)的條件下、並以波長365nm的紫外光的照射量為4000mJ/cm2 的方式對已調製的各矽酮組合物照射紫外線,進而使其固化。
需要說明的是,在實施例4~10和比較例1、比較例2中使用的各成分的化合物表示如下。
(A)成分 (A-1)在實施例1中所得到的有機聚矽氧烷 (A-2)在實施例2中所得到的有機聚矽氧烷 (A-3)在實施例3中所得到的有機聚矽氧烷 (A-4)(比較例用)以下述平均結構式所示的有機聚矽氧烷(黏度為3.4Pa·s) [化學式18]
Figure 02_image032
(在通式(A-4)中,兩個括弧內的矽氧烷單元的排列為嵌段或隨機。) (A-5)(比較例用)以下述平均結構式所示的有機聚矽氧烷(黏度為0.2Pa·s) [化學式19]
Figure 02_image034
(B)成分 (B-1)2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(BASF公司制造Irgacure 1173) (B-2)2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦(BASF公司制造Irgacure TPO)
(C)成分 (C-1)丙烯酸異莰酯(日本共榮社化學股份有限公司製造 LIGHT ACRYLATE IB-XA)
(D)成分 (D-1)二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯(日本共榮社化學股份有限公司製造 LIGHT ACRYLATE DCP-A)
(E)成分 (E-1)含有Me3 SiO1/2 單元和SiO4/2 單元,且(Me3 SiO1/2 單元)/(SiO4/2 單元)的莫耳比為0.85的有機聚矽氧烷樹脂的(數量平均分子量為3500)的60質量%甲苯溶液
(F)成分 (F-1)含有以下述通式表示的含有甲基丙烯醯氧基單元、ViMe2 SiO1/2 單元、Me3 SiO1/2 單元以及SiO4/2 單元,且含有甲基丙烯醯氧基單元/(ViMe2 SiO1/2 單元)/(Me3 SiO1/2 單元)/(SiO4/2 單元)的莫耳比為0.07/0.10/0.67/1.00的有機聚矽氧烷樹脂的(數量平均分子量為5700)的50質量%甲苯溶液 [化學式20]
Figure 02_image036
表1
Figure 02_image038
本發明的紫外線固化性矽酮組合物(實施例4~10),即使在大氣中使其固化的情況下也具有良好的表面固化性,且作為面向3D印表機等的造型用途的矽酮材料為有用。另一方面,在比較例1和比較例2中,其表面固化性為不充分。
無。
無。
無。

Claims (11)

  1. 一種以下述通式(1)表示的有機聚矽氧烷, [化學式1]
    Figure 03_image001
    在通式(1)中,R1 各自獨立地為碳原子數1~10的一價烴基或以下述通式(2)表示的基團,且在1個分子中至少具有1個以下述通式(2)表示的基團,m為滿足1≤m≤10000的數, [化學式2]
    Figure 03_image003
    在通式(2)中,R2 為具有丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基烷基或甲基丙烯醯氧基烷基中的至少1個的基團,R3 為碳原子數1~20的二價烴基。
  2. 一種紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於,含有: (A)成分:以下述通式(1)表示的有機聚矽氧烷100質量份, [化學式3]
    Figure 03_image001
    在通式(1)中,R1 各自獨立地為碳原子數1~10的一價脂肪族烴基或以下述通式(2)表示的基團,且在1個分子中至少具有1個以下述通式(2)表示的基團,m為滿足1≤m≤10000的數, [化學式4]
    Figure 03_image003
    在通式(2)中,R2 為具有丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基烷基或甲基丙烯醯氧基烷基中的至少1個的基團,R3 為碳原子數1~20的二價烴基;以及 (B)成分:光聚合引發劑0.1~20質量份。
  3. 如請求項2之紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於, 進一步含有不含有矽氧烷結構的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物的(C)成分以及不含有矽氧烷結構的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的(D)成分中的任一種或兩種,其中 相對於所述(A)成分100質量份,所述(C)成分和所述(D)成分的總量為1~500質量份。
  4. 如請求項2之紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於, 進一步含有(E)成分,其為由(a)R4 3 SiO1/2 單元和(b)SiO4/2 單元構成,且(a)單元:(b)單元的莫耳比在0.4〜1.2:1的範圍的有機聚矽氧烷樹脂,其中 R4 各自獨立地表示為碳原子數1〜10的一價烴基, 且相對於所述(A)成分100質量份,所述(E)成分的含量為1~1000質量份。
  5. 如請求項3之紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於, 進一步含有(E)成分,其為由(a)R4 3 SiO1/2 單元和(b)SiO4/2 單元組成,且(a)單元:(b)單元的摩爾比在0.4〜1.2:1的範圍的有機聚矽氧烷樹脂,其中 R4 各自獨立地表示為碳原子數1〜10的一價烴基, 且相對於所述(A)成分100質量份,所述(E)成分的含量為1~1000質量份。
  6. 如請求項2之紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於, 進一步含有(F)成分,其為由以下述通式(3)所表示的由(c)單元、(d)R4 3 SiO1/2 單元以及(e)SiO4/2 單元構成,且(c)單元和(d)單元的總量:(e)單元的莫耳比在0.4〜1.2:1的範圍的交聯性有機聚矽氧烷樹脂, [化學式5]
    Figure 03_image008
    其中,在上述通式(3)中的R5 分別獨立地表示為碳原子數1〜20的一價烴基,R6 表示氧原子或碳原子數為1〜20的伸烷基,R7 分別獨立地表示為丙烯醯氧基烷基、甲基丙烯醯氧基烷基、丙烯醯氧基烷基氧基或甲基丙烯醯氧基烷基氧基,n表示滿足0≤n≤10的數,a為表示滿足1≤a≤3的數;所述(d)單元中的R4 各自獨立地表示為碳原子數1〜10的一價烴基;且相對於所述(A)成分100質量份,所述(F)成分的含量為1~1000質量份。
  7. 如請求項3之紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於, 進一步含有(F)成分,其為由以下述通式(3)所表示的由(c)單元、(d)R4 3 SiO1/2 單元以及(e)SiO4/2 單元構成,且(c)單元和(d)單元的總量:(e)單元的莫耳比在0.4〜1.2:1的範圍的交聯性有機聚矽氧烷樹脂, [化學式6]
    Figure 03_image008
    其中,在上述通式(3)中的R5 分別獨立地表示為碳原子數1〜20的一價烴基,R6 表示氧原子或碳原子數為1〜20的伸烷基,R7 分別獨立地表示為丙烯醯氧基烷基、甲基丙烯醯氧基烷基、丙烯醯氧基烷基氧基或甲基丙烯醯氧基烷基氧基,n表示滿足0≤n≤10的數,a為表示滿足1≤a≤3的數;所述(d)單元中的R4 各自獨立地表示為碳原子數1〜10的一價烴基;且相對於所述(A)成分100質量份,所述(F)成分的含量為1~1000質量份。
  8. 如請求項4之紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於, 進一步含有(F)成分,其為由以下述通式(3)所表示的由(c)單元、(d)R4 3 SiO1/2 單元以及(e)SiO4/2 單元構成,且(c)單元和(d)單元的總量:(e)單元的莫耳比在0.4〜1.2:1的範圍的交聯性有機聚矽氧烷樹脂, [化學式7]
    Figure 03_image008
    其中,在上述通式(3)中的R5 分別獨立地表示為碳原子數1〜20的一價烴基,R6 表示氧原子或碳原子數為1〜20的伸烷基,R7 分別獨立地表示為丙烯醯氧基烷基、甲基丙烯醯氧基烷基、丙烯醯氧基烷基氧基或甲基丙烯醯氧基烷基氧基,n表示滿足0≤n≤10的數,a為表示滿足1≤a≤3的數;所述(d)單元中的R4 各自獨立地表示為碳原子數1〜10的一價烴基;且相對於所述(A)成分100質量份,所述(F)成分的含量為1~1000質量份。
  9. 如請求項5之紫外線固化性矽酮組合物,其特徵在於, 進一步含有(F)成分,其為由以下述通式(3)所表示的由(c)單元、(d)R4 3 SiO1/2 單元以及(e)SiO4/2 單元構成,且(c)單元和(d)單元的總量:(e)單元的莫耳比在0.4〜1.2:1的範圍的交聯性有機聚矽氧烷樹脂, [化學式8]
    Figure 03_image008
    其中,在上述通式(3)中的R5 分別獨立地表示為碳原子數1〜20的一價烴基,R6 表示氧原子或碳原子數為1〜20的伸烷基,R7 分別獨立地表示為丙烯醯氧基烷基、甲基丙烯醯氧基烷基、丙烯醯氧基烷基氧基或甲基丙烯醯氧基烷基氧基,n表示滿足0≤n≤10的數,a為表示滿足1≤a≤3的數;所述(d)單元中的R4 各自獨立地表示為碳原子數1〜10的一價烴基;且相對於所述(A)成分100質量份,所述(F)成分的含量為1~1000質量份。
  10. 一種3D印表機用組合物,其含有如請求項2~9中的任一項之紫外線固化性矽酮組合物。
  11. 一種如請求項2~9中的任一項之紫外線固化性矽酮組合物的固化物。
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