TW413693B - Thermosetting silicone resins - Google Patents

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TW413693B
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silicon
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Brian Rpbert Harkness
Manoru Tachikawa
Kasumi Takeuchi
Original Assignee
Dow Corning Asia Ltd
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413693 A7 B7 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 五、發明説明(1 ) 本發明提供熱固性矽氧樹脂,其產生具有極佳硬度之高 熱抗性及光學透明熟化產物’亦揭示一種熟化這些熱固性 矽氧樹脂之方法。 石夕氧樹脂爲具有二次元結構之聚合物。其係由有機碎貌 化合物水解及縮合而獲得。大量矽氧樹脂之製備及性質、 熟化沒些樹脂之方法及热化產物之物理性質之資料已存在 (Silicone Handbook, Kunio Itoh, Nikkan Kogyo Shinbunsha, page 468; Chemistry and Technology 〇f Silicones. 2nd
Edition, p. 409, Walter Noll, Academic Press, Inc. (London) Ltd., 1968) ° 發氧樹脂一般包括DT樹脂、聚發倍半氧垸及mq樹脂( 在一些情況)° D T樹脂係由二官能基及三官能基可水解石夕 烷化合物之芝水解而製備。二官能基可水解矽烷化合物具 有二個可水解官能基,產生稱爲D單元 氧娱:單元。三官能基可水解梦規化合物具有三個可水解官 能基,產生稱爲T單元((-OhSiR)之矽氧烷單元。聚砂倍 半氧烷僅由三官能基可水解矽烷化合物水解而製造^ M Q 樹脂係由一官能基可水解矽烷化合物及四官能基矽貌化合 物共水解而製造。一官能基可水解矽烷化合物具有—個可 水解之官能基,產生稱爲Μ單元(-OS1R3)之矽氧燒單元 。四官能基可水解矽烷化合物,如四氣化矽,其中所有官 能基可水解’具有四個可水解官能基,產生稱爲q單元 (sko-)4)之矽氧烷單元。此外,許多多成份樹脂,亦可 視爲上述之混合系統,亦爲已知。 4‘ 本紙伕尺度遙用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 訂 413693 A7 _________B7 五、發明説明(2 ) ' 以熟化形式,這些矽氧樹脂係用作抗熱塗層、保護塗層 、電絕緣塗層等。這些用途需要未熟化樹脂具有良好模塑 性、及熟化樹脂具有抗熱性、硬度等。 在矽氧樹脂可用之熟化方法中,無副產物之熟化反應包 括(1)珍乳結合之反應性有機官能基(如環氧基或曱基丙缔 氧基)之Ικ合作用’及(2)SiH及Si-稀基(例如乙晞基或丙 烯基)之氫硬化作用(hydrosilylation)。然而,因爲各情況 中交聯之低熱安定性,這些方法不適合需高抗熱性熟化產 物之用途3 當特定用途需要高抗熱性時,常使用可產生矽氧燒鍵交 聯之熟化方法。許多交聯反應已知用於此目的。下列常使 用: 1 )矽烷醇基縮合反應 SiOH+SiOH ==- > Si0Si+H20
2 )矽烷醇及烷氧基間之醇去除反應 SiOR+SiOH === > SiOSi + ROH 3 )肟去除反應
SiON=CR2+SiOH -= = > SiOSi+HON=CR2 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4)醯胺去除反應
SiN(R)C(=0)R1 + Si0H == = > Si0Si + HN(R)C(=0)Rj 5 )醋酸去除反應
Si0C(=0)CH3 + Si0H ==二 > SiOSi+CH3COOH 6)丙酮去除反應
SiOC(二CH2)CH3 + SiOH === > Si0Si+(CH3)2C=0 -5- 本紙張尺度適用中國鹵家標準(CNS ) A4規格(2Ϊ0Χ 297公釐) 413693 A7 B7 五、發明説明(3 ) 顯然地’這些反應各產生一種副產物,例如水、醇、月亏 、醯胺、醋酸及丙嗣。當這些有機化合物在熟化期間去除 時,彼等可不利地影響處理及一般環境。 當熟化經由水份中介之熟化反應進行形成熱安定石夕氧燒 鍵時,如一般用於熟化矽氧樹脂者(脱水、醇去除、时去 除、醋酸去除、丙酮去除及醯胺去除),難以引發厚硬膜 之形成。而且,在熟化期間發生大量重量喪失。這些因素 引起體積損失、扭曲及破裂之重大問題。此外,厚硬巨石 (monoliths)之製造會在熟化物質中發生空隙、破裂及尺寸 不安定性、與熟化反應中所形成之揮發性副產物之揮發有 關。 經濟部中央棹隼局員工消費合作社印製 ^^1.--- HI _^i^— I ^^1 *f d^i —pi ml * 、T · - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在矽化學及矽氧工業中亦眾所周知,羥基(例如水、醇 、矽烷醇)會與一個直接鍵結於矽之氫原予反應,產生氫 分子及 ί夕-氧鍵,即 Si-Ο(參見 Chemistry and Technology of Silicones, 2nd Edition, p. 90, Organosilicon Compounds, p. 200, C. Eaborn, Butterworths Scientific Publications (London), i960)。雖然未催化之反應會在高溫進行,但是 亦周知此反應在過渡金屬催化劑如鉑或鈀、鹼性催化劑如 驗金屬氫氧化物、胺或路易士酸催化劑如錫化合物存在下 較容易進行。此外,基於此反應,已提出使用S i - Η及 S i Ο Η間之父聯用於石夕氧之室溫熟化反應(Chemistry and Technology 〇f Silicones, p. 205, p. 397) 0 含大量Q單元之樹脂使用於熟化產物之硬度爲重要之用 途(例如聚矽倍半氧烷或D T樹脂)。然而,若Q單元含量增 -6 - 本紙i尺度適用中國i家標r CNS)从規格⑺GX297公着)- 413693 A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明(4 加’則未交聯樹脂傾向於形成凝膠。而且,樹脂安定性、 黏度及加工性亦退化。這些問題可由使用含Q單元爲可水 解基(如烷氧基等)之樹脂解決,但這些樹脂在熟化期間重 量大量喪失。 含二苯基矽氧烷及氫矽倍半氧烷之聚矽氧烷作必要成份 亦有報告。US-As 3,372,178及3,234,180已報告包含 SiH(0SiA3)0及SiA20之三矽氧烷及環四矽氧烷,及相似地 ,包含SiH(0SiA3)0及SiA20(A=芳基)之聚合物。彼等之 製備係先由三芳基矽烷醇及三氣矽烷反應合成三芳 基-2,2 -二氣二矽氧烷;然後此中間物與二芳基矽烷二醇 反應以產生環矽氧烷;及然後此環矽氧烷進行開環聚合。 在這些矽氧燒化合物及聚合物中,至少一個三芳基妙貌氧 基键結於三氣矽烷之T單元(HSiO^2),因而在此τ單元交 聯之實際程度爲最大三個键。交聯密度由於大量三芳基珍 坑氧基大末端基之存在而更爲降低。應注意,這些專利述 及經由使用矽氧烷之T單元上氫原子進行氫矽烷化而熟化 聚合物β然而,氫矽烷化反應之交聯作用產生s i _ C鍵交聯 ’排除高度熱安定熟化物質之製備。 此外,US-As 4,243,692及4,238,590專利亦揭示矽氧院塗 層、多孔聚矽氧烷及吸附性聚矽氧烷樹脂,其必要成份( 以前驅物表示)爲具有1至3個烴基之可水解矽酸衍生物及 砂燒衍生物。這些專利中可水解矽酸衍生包括含s i _ Η化 合物,矽酸酯如原矽酸烷酯 '四氯化矽等。這些樹脂厶有 Q單元衍生自高度可水解官能基矽酸衍生物。當用以獲得 各紙張尺度適用中國醋家標準(CNS ) Α4規格(2[〇χ297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I 乂 、1Τ 413693 A7 B7 五 發明説明(5 逞些樹脂之形成矽氧烷之縮合反應進行不完全時,樹脂可 溶於溶劑中,呈樹脂形式之流體。然而,熟習技藝人士亦 可預期熟化問題,如重量大量損失,該等樹脂有大量揮發 物之釋放。 雙環五矽氧烷HSi(0SiPh20)3SlH (Ph =苯基)已由三 氣矽烷及二苯基矽烷二醇反應而製造。雖然亦報告此反應 提供聚合物,但是此聚合物之本f不明。以成份元素而言 ,該雙環五矽氧烷含有二笨基矽氧烷及氫矽倍半氧烷。然 而,此雙環五矽氧烷本身之熟化反應未述及(Andrian〇v,K, et al., Dokl. Akad. Nauk SSSR, 220(4-6) 1321 (1975)) * 本發明之目的爲經由提供一種可高度自施塗覆之熱固性 樹脂而解決上述問題’該樹脂提供一種具有極佳硬度之光 學透明及高熱抗性熟化產物。 爲達成上述目的’吾等密集及廣泛研究增加熟化產物之 交聯密度而無損於未交聯樹脂之溶解度、溶液黏度、自施 塗覆性等。吾等亦抑制熟化所伴隨之重量損失及體積縮小 4最後,吾等獲得一種高度熱安定之熟化產物。 特定言之’吾等發現一種含二笨基矽氧烷單元及氫矽倍 半氧抗單元之硬氧樹脂令人驚異地可滿足上述目的。 本發明係關於一種矽氧樹脂^該樹脂包括具有通式 (Ph2SiO)a (HSi03/2)b (Ri si〇3/2)c之矽氧聚合物。各 Rl 表
Ci-Cu煙基’可含有至少一個原子選自氧、氮、氯、氣及 矽。式中Ph表苯基=式中氧之另一键可接於矽以形成—矽 氧烷鍵,或可接於氫原子以形成矽烷醇。聚合物分子之聚 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁} 訂 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 -8 413693 A7 B7 五、發明説明(6 合平均程度(即5_+ 5J爲6至1,000。單體單元之平均比例 在下列範圍内: 〇 · 6 > a_/ ( a_+ b^+ > 〇 4 l. 〇 & L/d+y S 0.2 本發明亦提供一種製備上述矽氧樹脂之方法。此方法包 括二苯基矽烷二醇加入(1) HSiX3中或(2) HSiX3及 R 1 S iX3之混合物中,及然後矽氧樹脂在不超過i〇〇°C之溫 度水解。上述各X表可水解基,選自氣原子或溴原子,Ri 如上述定義。 本發明亦提供一種熱固性聚有機矽氧烷組合物。此組合 物包括 0)下式之矽氧樹脂 (Ph2SiO)a (HSi03/2)b (RlSi03/2)c 及 經濟部中夬標準局員工消費合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (b)至少一種催化成份,選自檢性化合物、二價及四價錫 化合物、纪金屬、銘金屬、她化合物及姑化合物。當催 化劑成份爲驗性化合物或二價或四價錫化合物時,催化 劑成份以矽氧樹脂之0.0 1至1 0重量%存在於混合物中a 當催化劑成份爲金屬、鉑金屬、纪化合物或始化合物 時,催化劑成份以矽氧樹脂之0.00001至1重量%存在於 混合物中β 本發明亦關於一種熟化上述矽氧樹脂之方法。此方法包 括矽氧樹脂在200 °C至500 °C加熱。或者,此方法包括上述 矽氧樹脂及催化劑组合物在不超過500 °C之溫度加熱。 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2IOX297公釐) 413693 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(7 本發明可製造具有極佳硬度之高熱抗性、透明熟化產物 。此由使用一種在熟化期間不會釋放大量揮發物之可高度 自旋塗覆之矽氧聚合物而完成。 此石夕氧聚合物之主要起始成份爲二苯基矽烷二醇及三鹵 矽烷,生成之樹脂含有二苯基矽氧烷(Ph2Sl〇2/2)及氫矽倍 半氧烷(HSi〇3/2)作爲主要成份。更特定地,聚合物分子中 氬石夕倍半氧烷單元(HSiO;^2)與趣基(〇H)反應,因此形成ί夕 -氧鍵(Si-Ο)及一氫分子(HO,在氧存在下加熱時經由氧化 作用亦形成矽-氧(Si-Ο)。因此,矽氧聚合物之交聯及熟化 係經由南度熱安定之珍乳坡鍵進行,表示此可熟化梦氧聚 合物分子亦可用以製造高熱抗性之熱化矽氧產物。 本發明之第一具體實施例爲一種矽氧樹脂包含下通式之 <5夕氧聚合物: ⑴ (Ph2SiO)a (HSi〇3/2)b (RlSi03/2)c 式中R1各表Ci-Cu烴基,可含有至少一個原子選自氧、 氮、氣、氟及秒15 Ph表苯基。氧(爲通式(1)中接於石夕之二 價氧)之另一键可接於矽以形成一矽氧烷鍵,或可接於氣 原子以形成矽烷醇。聚合物分子之聚合平均程度(即 5_+L+£_)爲6至1,000。聚合物分子中單體單元之平均比例 在下列範圍内: 0.6 > a_/ ( a_+ b_+ 〇_) a 〇. 4 1 . 0 b_/ ( b_+ cj δ 0.2 0 當聚合物分子之組成中l實質上不在上述範圍内時,產物 之分子量下降。當w (L)小於上述範圍時,熟化產物中 -10- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) I---------41K----訂 ^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標串局員工消費合作杜印策 413693 A7 ------_B7 五、發明説明ΐ'Γ'ϊ ~~ ~~~— Q單元含量減少,熟化產物之硬度下降。 本發明之第二具體實施例係關於一種製備上述矽氧樹脂之 方法。特定言之,此方法包括在不超過1 〇〇 之溫度水解 由二笨基矽烷二醇加入可產生矽氧樹脂T成份之矽烷化合 物(即HSiXs或HSiX3及WSiX3之混合物)中所獲得之矽 氧樹脂。R1如上述定義,各X表可水解基,選自氣或漠原 子。 酸接受者較佳使用於此反應中,比較X總量少之克當量 。酸接受者可先加入HSiX3或HSiX3/RisiX3混合物中, 或可與二苯基矽烷二醇一起加入HSiX3或HSiX3/RiSiX、 混合物中。因爲酸接受者常爲二苯基矽烷二醇之良好溶劑 ,特佳之技術包括二苯基矽烷二醇溶於酸接受者中,及該 混合物加入H S i X 3或H S i X 3 / R 1 S i X 3混合物中〇然而,必 須避免在水解期間加入過量酸接受者,因爲其會使系統成 驗性σ 適合本目的之酸接受者之實例爲氨;烷胺及芳烷胺,如 甲胺、己胺、辛胺、苯胺、苯甲胺、二甲胺、二乙胺、二 己胺、乙基苯甲胺、三甲胺、三乙胺、三丙安、及二甲基 苯甲胺;及方族胺,如ρ比咬、甲基ρ比症及》查'1 株。 此方法之重點爲二苯基矽烷二醇加入H S i X 3或 HSiXj/R^SiX;混合物中。若物質相反地加入,在合成之 最初階段促進樹脂之凝膠化,因爲發生樹脂交聯結構。而 且,亦促進水解期間富含T單元樹脂之次要產生。 二苯基矽烷二醇、HSiX3或HSiXVR1 5!又3混合物可容 -11 - 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS ) 規格(210X297公釐) I.HI I —^1 II— -- - -- -I ϊ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 413693 A7 _____B7 五、發明説明(9 ) 於有機溶劑中而用於本方法。 爲抑制樹脂凝膠化,應採用之技術如以溶劑(例如醚、 甲笨等)稀釋、迅速加入大量水等。此外,產物之溫度不 應超過100 °C。產物維持在不超過5 0Ό之溫度更佳。 下列爲合成樹脂之特定方法之一實例。HSi03/2及择Si03/2 之前驅物,例如H S i C 13及R 1 S i C 13,放入反應器中。然 後,徹底攪拌,加入二苯基矽烷二醇與酸接受者(以反應 器中氣矽烷上矽所键結之氣總量爲少之莫耳當量加入)先 合成攜有可水解氣之矽氧樹脂。在反應器冷却至不超過5 0 °C之溫度時,樹脂以大量水水解,及然後以水徹底洗所產 生之有機成份而進行合成。 由進行反應並抑制樹脂之凝膠化反應而言,試劑加入之 次序、反應溫度及水解條件極重要。酸接受者之存在對於 本方法並非必要,但其加入可加速反應。 當此反應次序進行時,三氣矽烷及二苯基矽烷二醇之矽 炊醇之氫間迅速發生去氫氣化反應,產生一種交替結構, 其爲上述通式(1)所表產物之基本結構= 經濟部中央標率局員工消費合作·社印製 - I II - - - I I -1 —II - - - -- ^ --- - * - n^i (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 當這些反應進行時,少量可水解提供Μ成份之矽烷可合 理控制樹脂之分子量。亦可加入反應性官能基3該Μ成份 矽烷之實例爲三甲基氣矽烷、乙烯基二甲基氯矽烷、二甲 基氯珍炊及三笨基氣碎娱^。 相似地,使用少量可水解提供D成份之矽校可合理控制 樹脂硬度’亦可加入反應性官能基。該產生D成份之攻烷 之實例爲二甲基二氣矽烷、甲基二氣矽烷、乙烯基曱基二 -12 - 本紙張尺度適用中國®家標準(CNS ) Α4規格(2ί〇X 297公董) ~ 413693 A7 _______B7_ 五、發明説明(1〇 ) 氣矽燒及苯基曱基二氣硬嫁。最後,使用可水解提供Q成 份之矽烷’如四氣化矽,亦可合理調節樹脂硬度。 然而,當這些產生Μ、D及Q成份之梦貌過量使用時, 特別在Μ、D及Q成份之總和大於或等於2〇%(a + b + £_)時 ,對於抗凝膠化之安定性或熟化產物之硬度有負面影響。 此爲根據本發明樹脂之特敬。 本發明之第三具體實施例提供包括上述矽氧聚合物(1) 及其熟化反應之催化劑之組合物。更特定言之,包括上述 矽氧聚合物及至少一種催化劑成份選自鹼性化合物、二價 及四價錫化合物、纪、銷、化合物及銘化合物之組合物 〇 在鹼性化合物及二價及四價錫化合物之情況,爲獲得熟 化產物之理想熟化性質及理想物理性質,加入量爲矽氧聚 合物之0.01至1 0重量%,較佳0.1至5重量%。在鈀、鉑、 鈀化合物及鉑化合物之情況、適合量爲矽氧聚合物之 0.00001至1重量0Λ,較佳0.00005至0.1重量%。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 鹼性化合物之實例爲氨、一級有機胺、二級有機胺、三 級有機胺、函化銨、氫氧化四級銨、及氫氧化四級鱗。錫 化合物之實例爲二價錫之羧酸鹽、二價錫之烷基及芳基化 合物、二償錫之燒氧基化合物、四價錫之虎基及芳基化合 物、二羧酸二烷基錫(IV)、雙(乙醯基丙酮酸)二烷基錫 (IV)、及四價錫之坑氧基化合物。鈀催化劑之實例爲鈀金 屬、典型爲細黑、及紐(Η)由化物之締複合物。始催化劑 之實例爲鉑金屬、典塑爲鉑黑、以及氣銷酸、鉑(Π)鹵化 -13- 本紙張尺度適用中國鹵家標準(CMS ) Α4規格(2 ί 〇 X 297公釐) 413693 A7 _________B7 五 '發明説明(11 ) 物之烯複合物、鉑(Π)南化物之膦複合物、零價鉑之稀複 合物等。 上述催化劑使羥基及S i Η反應,產生一氫分子及矽-氧鍵 。祇要不有害於此反應,其他催化劑成份如鈦化合物可加 入本組合物中。 本發明之第四具體實施係關於一種熟化上述梦氧樹脂及 熟化該樹脂之聚有機矽氧烷/熟化催化劑組合物之方法。 此方法包括珍氧樹脂(不含熟化催化催)在2〇〇 «C至5〇〇之 溫度加熱。聚有機矽氧烷/熟化催化劑組合物在至少5 〇乇 而不超過500 °C之溫度加熱。 熟化所需之時間不重要’但在實施上,熟化在高溫(5〇〇 C )進行約幾秒鐘至幾十分鐘,在低溫進行丨小時至幾天。 在這些條件下’熟化係經由矽烷醇及s i H間去氫縮合反應 形成矽氧烷鍵及s i Η以大氣氧氧化及/或以大氣水份水解而 進行。因此’當矽烷醇不存在於矽氧聚合物中時,加熱應 在2氣中或在氧及/或水存在下進行。然而,祇要—般濃 度之水份及/或氧存在,無特定限制需要規定。 經濟部中夬標隼局員工消費合作社印製 ^-----------^-i-i----IT • . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在这些條件下加熱,組合物中矽烷醇與s丨Η進行去氫縮 合反應。矽氧烷键形成,失去一個氫分子。當矽烷醇存在 量超過S 1 Η時,此去氫縮合反應係由矽烷醇間之脱水縮合 反應形成矽氧烷鍵及失去—個水分子而完成。當SiH存在 量超過矽烷醇時,殘餘之SiH與大氣水或氧反應形成矽烷 醇,然後與另一SlH進行去氫縮合反應,形成一矽氧烷鍵 ,失去一個氫分子。 -14-
本紙浪尺舰财®國家標率Gns ) A4規格(210X 413693 A7 _ - B7 五、發明説明(12 ) "~-- 因此,SiH與矽烷醇反應僅造成所形成之每莫耳矽氧烷 鍵損失重量2克(氫分子)。SiH間之反應造成吸收—個氧 原子及失去—個氫分子,或所形成之每莫耳矽氧烷鍵增加 重量14克(由於獲得氧原子及失去一個氫分子所致)。其遠 少於甲醇去除反應每莫耳矽氧烷键重量損失4 8克 (2SiOCH3+H2〇 ===> Si〇Si+2CH3〇H)及丙酮去除反應每莫 耳矽氧烷鍵重量損失1 〇 〇克(2SiOC(=CH2)CH3+H2〇 ===> SiOSi+2(CH3)2C〇)。 實例 本發明以下列操作及參考實例更詳細説明。然而,本發 明不受這些實例特定限制。ih_nmR及29Si{lH}-NMH 各表實例之產品性質説明中質子核磁共振光譜及矽-2 9核 磁共振光1晋(質子去偶合)。定量2 9 S丨_ n μ R測量係以三( 乙醯基丙酮酸酯)鉻(111)加入樣品之氘氣仿(cdc〗3)溶液 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 -11_ — I - . - - - I -- - I -I -- 士-衣 Γκ I ·1 ----ST . - * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 中進行《技術細節報告於The Analytical Chemistry of glhc〇nes,A Lee Smifh,John Wiley & Sons, Inc. (1991)編 輯,p. :> 77。如其中所述,込比例係以2 9 s丨_ n M R中 各官能基之相對強度測定。各例之l H - n M R光譜中化學位 移係使用C D C 1 3溶劑中殘餘c 〇 C 1 3之共振位置7.24 ppm指 足。2 9 S i - N M R光譜中化學位移係使用四甲基矽烷外在標 準(C D C 13溶液)中矽之化學位移〇 ppm指定。τ G爲熱重量 分析。在實例及比較實例中,T G期間重量變化係在空氣 中以溫度上升1 〇 3C /分鐘測量,在此測量期間樣品重量以 ________ - 15_ 本紙張尺度it财關 413693 A7 B7 五、發明説明(13 ) 1 0%減少之溫度報告爲TdlO ^ GPC爲凝膠滲透層杆。在 此實例及比較實例中,甲苯用作G p C中溶劑,分子量則係 基於聚苯乙烯之値。下文中,Μη表數目平均分子量,Μ 表重量平均分子量,Ph爲苯基之簡寫,Me爲甲基之簡寫 〇 含二苯基矽氧烷單元等矽氧以G p c所測得之分子量有點 小於實際分子量。當該矽氧含有矽烷醇基時,由GPC所得 之分子量僅略異於實際分子量。 實例1 二苯基碎氧烷-氫矽倍丰氳烷樹脂之合成 鲤濟部中央橾準局員工消費合作社印製 -----------.祆 II - j · (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} ]_00毫升醚及16.8毫升三氣碎燒加入充塡氣之3〇〇毫升= 頸燒瓶中,然後冷却至-7 8 °C。3 0克二笨基矽烷二醇落於 22.5毫升吡啶中,於1〇分鐘内加入,並充分攪拌3在授掉 時,溫度升至室溫,反應再攪拌i小時。一旦溶液冷却至〇 °C,加入5 0毫升水,並劇烈授拌。在授拌3 0分鐘後,加 入200毫升醚,有機層以水洗數次。加入己境1,過遽,溶 劑在室溫去除,產生2 7克透明樹脂。該樹脂溶於甲苯(2 〇 重量%溶液)中,在回流下加熱3 0分鐘,產生之溶液用於 下一反應中。 以GPC(聚苯乙烯之分子量)
Mn=1900, Mw-9600 紅外光吸收: 2239 cm'1 (Si-H), 3200-3700 cm^ 1 (SiOH) 29Si-NMR (CDC13), J (官能基,相對強度): -16- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS } A4規格(210X297公釐} 413693 A7 B7 經濟·邵中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(14 ) -38 至-47 ppm (Ph2SiO,10),-73 本 至-79 ppm (HSiO(OH), 2.0),-80 至-83 ppm (HSi03/2, 10.3) 實例2 二苯基矽氧烷-甲基矽倍半氧烷-it m使用9.8毫升甲基三氣 石夕及8.4毫升三氣<5夕坑取代16,8臺4 免升三氣矽烷。獲得32 克透明樹脂。 以GPC(聚笨乙烯之分子量)
Mn=3720, Mw=110,000 紅外光吸收: 22j0 cm 1 (S卜H), 1128 cm 1 (Si-Ph) 1〇92 cm.1 (Si-Me) 29Si-NMR(CDCl3),官能基,相對強度): -32至-48 ppm (Ph2SiO, 10),-53 至 _57 ppm (MeSi〇 (〇H) 2.8),-62至-67 (MeSi03/2, 2.9),-7i 至 _86 ppm (HSi〇"2 5.4) 實例3 二苯基矽氧烷-苯基矽倍半氧烷-氫矽倍半氧烷樹脂之合成 此合成如實例1進行,但使用2 0克二苯基矽烷二醇, 8.84毫升苯基三氣矽烷及5.61毫升三氯矽烷,及66毫升醚 作爲溶劑。分離及純化產生2 5克透明及極黏性樹脂。 以GPC(聚苯乙烯之分子量)
Mn=1870, Mw = 3070 紅外光吸收: 3200-3600 cm'1 (SiOH), 2234 cm'1 (Si-H) 1130 cm'1 (Si- -17- 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ 297公釐) ;---------------訂 * - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 半氧坑樹脂之合成 此合成以實例1之相同程序進行, 413693 經濟部中夬橾準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(15 )
Ph) 1094 cm· 1 (Si-O) 29Si-NMR(CDCI3),<y(官能基,相對強度): -33 至-46ppm (Ph2SiO,10), -66 至-85ppm(HSi〇3/2, 及 PhSi03/2,12.4) 實例4 二笨基珍氧貌-氫衫倍半氣抗樹脂之熱固定 零價舶/乙烯基矽氧烷複合物,基於樹脂足以提供1〇〇 ppm鉑,加入實例1所製備之二苯基矽氧烷-氫矽倍半氧烷 樹脂之20重量%甲苯溶液中。其自施塗覆(rprn,5 秒鐘)於矽乾膠片(wafer)上’在周溫乾燥。然後矽乾膠片 在空氣中於400 °C加熱1小時’產生熟化樹脂膜。此熟化膜 之紅外線吸收光谱顯示S i - Η基冗全消失。此熟化膜之錯 筆硬度爲3Η。 實例5 三苯基矽氧烷-甲基矽倍半氧烷-氫矽倍丰氬烷樹脂之熟化 製備實例2所合成之二苯基硬氧燒-曱基2夕倍半氧烷-氣 石夕倍半氧烷樹脂之2 0重量%甲苯溶液。於此溶液中加入樹 脂重量之5重量%之環己胺。然後此溶液自施塗覆(1〇〇〇 rpm,5秒鐘)於矽乾膠片上,在周溫乾燥。然後石夕乾膠片 於空氣中在250 aC加熱1小時,產生熟化樹脂膜。此熟化膜 之紅外光吸收光1普顯示S 1 - Η基完全消失。此熟化膜之錯 筆硬度爲2 Η。 此外,一柱狀樣品(4毫米X 5毫米X〖5毫米)係由實例2 之二苯基矽氧烷-甲基矽倍半氧烷-氫矽倍半氧烷樹脂先於 -18- 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS )八4規格(2丨〇><297公釐) ---------\--裝一i--.----訂------泉 (贫先閲^'背面之注意事項再填寫本頁) 413693 A7 B7 五、發明説明(π ”二中在5 0 C加熱1小時以去除揮發物,然後在4 〇 〇加 —---------ί»----τ 、τ ' ·- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -J小時(不加催化劑)而製造s此樣品所測得之熱膨脹之 線性係數爲120 ppm/Ό。 實例6 --- ' I. I ., -氫矽倍丰氧烷榭脂之熟化 製備實例2所合成之二苯基矽氧烷-甲基矽倍半氧烷-氫 矽倍丰氧烷樹脂之20重量。/。甲苯溶液。於此溶液t加入樹 脂重量之1重量%之辛酸錫(11)。然後此溶液自施塗覆 U,〇〇〇rpm,5秒鐘)於矽乾膠片上,在周溫乾燥。然後矽 乾勝片於it氣中在250C加熱1小時,產生熟化樹脂膜。此 熟化膜之紅外光吸收光譜顯示s丨_ Η基完全消失。此熟化 膜之鉛筆硬度爲2 Η。 種無色、透明熟化樹脂亦由澆鑄上述溶液及然後熱固 足(250 C,1小時)而獲得。此熟化樹脂樣品在空氣中之 TdlO 爲 501°C。 實例7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 三夕氧規-甲基珍倍丰氧烷-i.矽倍半i移樹脂之熟化 製備實例2所合成之二笨基矽氧烷-甲基矽倍半氧虎-氫 梦倍丰氧烷樹脂之2 0重量。/。甲苯溶液。於此溶液中加入充 分之零價麵/乙~基矽氧fe複合物,以獲得某於樹脂之 1,〇〇〇 ppm鉑。然後此溶液自施塗覆(1,000 rpm,5秒鐘)於 矽乾膠片上,在周溫乾燥。然後矽乾膠片於空氣中在25〇 °C加熱1小時’產生熟化樹脂膜。此熟化膜之紅外光吸收 光譜顯示S i - Η基冗全消失。此熟化膜之錯筆硬度爲3 η。 -19 各紙張尺度適用中國國家標率(CNS > Α4規格(210Χ297公釐) 413693 A7 -------B7 五、發明説明("' 實例8 二乳燒-苯基碎倍半氧烧-氣^倍半氣烷樹脂之熟化 製備實例3所合成之二苯基矽氧烷_苯基矽倍半氧烷-氫 矽倍半氧烷樹脂之20重量%甲苯溶液。於此溶液中加入充 分之零價銘/乙烯基矽氧烷複合物,以獲得基於樹脂之1〇〇 ppm鉑。然後此溶液自施塗覆(1〇〇〇邛111,5秒鐘)於矽乾 膠片上,在周溫乾燥。然後矽乾膠片於空氣中在4〇(rc& ,典1小時,產生热化樹脂膜。此熟化膜之紅外光吸收光譜顯 示S 1 - Η基完全消失。此熟化膜之鉛筆硬度爲2 H。 實例9 二苯基矽氧烷-f,矽倍半氧烷樹脂之鼽囡宝 .一—._ 貝例1所製備之—私基梦氧炊-氫沙倍半氧規樹脂之2〇重 量%甲苯溶液(不加催化劑)自施塗覆(^000 rpm,5秒鐘) 於石夕乾膠片上,在周溫乾燥後,矽乾膠片於空氣中在48〇 °C加熱2 0分鐘,產生熟化樹脂膜。此熟化膜之紅外光吸收 光譜顯示S i - Η基冗全消失。此熟化膜之錯筆硬度爲3 η。 比較實例1 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 --m —- ---乂:_ hjh_ I__T ^ η'6 . · W (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 三^基^氧烷-甲基矽倍丰氣烷磁脂之製備及熟化 42_7克甲基二氣秒燒加入充填氮之5〇〇毫升三頸燒瓶中 ,冷却至0 °C。46.4克二笨基矽烷二醇溶於37.4克毗啶中 ,於10分鐘内加入,並充分攪拌。在攪拌時,溫度升至室 溫’反應再授拌1小時。加入9 3毫升甲苯,然後加入2 0 0 毫升水,並劇烈攪拌,再攪拌3 〇分鐘。加入2〇〇毫升醚, _ -20- 本纸張尺度適用中國國家操準(CNS ) A4規格(2【〇X297公着) 413693 A7 ____ B7 五、發明説明(18 ) 有機層以水洗數次。加入己烷,過濾,溶劑在室溫去除, 產生54.7克樹脂。該樹脂溶於甲苯(2〇重量%容液)中,在 回流下加熱30分鐘,產生之溶液用於下一反應中。 紅外光吸收: 3000-3600 cm*1 (SiOH), 1127 cm"1 (Si-Ph), 1030 cm'1 1090 cm' 1 (SiO) 29Si-NMR (CDC13): -35至-47 ppm (Ph2SiO),-50至-60 ppm (MeSiO(OH)), -60 至-70 ppm (MeSi03/2) 然後1重量。/ί> (基於樹脂)辛酸錫(II)加入二苯基梦氧虎_ 甲基矽倍半氧烷之20重量%甲苯溶液中^ 。然後生成之溶 液自旋塗覆(1,000 rpm,5秒鐘)於欢乾膠片上。在周溫乾 燥後。矽乾膠片於空氣中在250°C加熱M、時,產生熟化樹 脂膜。此熟化膜之鉛筆硬度爲Η。 --—11 —---- M Lift—---丁 4 、τ * - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央標準爲員工消費合作社印I -21 - 度適格⑺“㈤

Claims (1)

  1. 經濟部中夬標準局員工消費合作社印裝 413693 公 - J A8 C8 ---*------L—, y_ . r DB 六、申舞寺科範圍~ --—- [一種矽氧樹脂’包含具有下通式之,夕氡聚合物 (Ph2SiO)a(HSi〇3/2)b(RiSi〇3/2)c 式中各R1表CVCu烴基,可含有至少—個 氧、氮、氣、氣…Ph表笨基;氧之另」鍵可接 於:以形成—錢垸鍵,或可接於氫原子以形成硬燒醇 ,’聚合物分子之聚合平均程度爲6至1,000 ;單體單元之 平均比例在0.6 S s 〇 4及i 〇吾 0.2範圍内。 ~--}— 2. 一種製備根據申請專利範圍第i項之矽氧樹脂之, 包括: 、二苯基矽烷二醇加入選自HSiX34HSiX3及RlsiX3 之混合物之物質中以形成水解混合物,其中父各表一可 水解基選自氣原子或溴原子、R1各表c#c〗8烴基,可 含有至少一個原子選自氧、氮、氣、氟及矽;及 水解混合物在不超過100T:之溫度水解。 3. 根據申凊專利範圍第2項之方法,纟中反應物在反應前 溶於有機溶劑中。 4- 一種熱固性有機矽氧烷組合物,包括 U)根據申請專利範園第i項之矽氧樹脂,及 (b)至少一種催化劑成份,選自齒性化合物、二價及 四偏錫化合物、鈀金屬、鉑金屬' 鈀化合物及鉑 化合物。 -22- 本紙張跋適财目g]家標毕t CNS )六4祕(210X297公董) I II -------—-L- hn _ __ τ η _ Τ 、1·I I : - - m I I ! I (I n I I ___ l .-1-1 1 n^— (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
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