TWI415901B

TWI415901B - Room temperature hardened organopolysiloxane compositions and planar panel display devices

Info

Publication number: TWI415901B
Application number: TW96138702A
Authority: TW
Inventors: Masaya Ueno; Tsuneo Kimura
Original assignee: Shinetsu Chemical Co
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2013-11-21
Also published as: TW200838940A; JP4924810B2; CN101165098A; CN101165098B; JP2008101041A

Description

室溫硬化性有機聚矽氧烷組成物及平面面板顯示裝置

本發明係關於一種室溫硬化之聚矽氧烷彈性體所構成的有機聚矽氧烷組成物，更詳細地係關於硬化前的組成物為低黏度，硬化後的物性佳，特別是高延伸且賦予從與基材的密合面之剝離性佳之硬化物，且保存性也佳之室溫硬化性有機聚矽氧烷組成物及使用該組成物作為電極包覆材料之平面面板顯示裝置。

藉由濕氣而交聯之硬化性有機聚矽氧烷組成物，除因取得容易外，接合性、電氣特性佳，可利用於建材用密封材料、電氣電子領域、傳送機領域之接合劑等各種領域。

該硬化性有機聚矽氧烷組成物，在電氣電子領域大多利用於電極、電路基板的包覆，需要硬化前的組成物為低黏度且硬化後硬化物與基材的接合性佳。但是，近年於LCD面板的電極包覆的領域，因完成的LCD面板的修理等，產生需要將硬化物從與基材的接合面剝離的情況，此時，要求於基材表面不殘留硬化物之界面剝離。

為了解決該問題，於特開2005-082734號公報(專利文獻1)，使用兩末端被二烷氧基單有機基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷或兩末端被三烷氧基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷，作為基質聚合物，藉由將其與不含矽醇基、三烷氧基及二烷氧基之有機聚矽氧烷、作為填充劑之表面處理過的二氧化矽、作為交聯劑之2官能基之烷氧基矽烷或其部分水解縮合物以及鈦嵌合物觸媒之選擇組合，企圖使密合性與剝離性兩者並存。

但是，本發明人等進行相同實驗時，根據上述專利文獻1的技術，雖可得某種程度的密合性與剝離性佳之組成物，但確認於硬化物表面不含矽醇基、三烷氧基及二烷氧基之有機聚矽氧烷會從硬化物滲出。而且，因含有作為交聯劑之2官能基之烷氧基矽烷或其部分水解縮合物，硬化物的交聯密度變大，變成低延伸，剝離時硬化物斷裂，無法滿足剝離性。

[專利文獻1]特開2005-082734號公報

本發明有鑑於上述之情事，以提供硬化前的組成物為低黏度，硬化後的物性佳，特別是高延伸且賦予從與基材的密合面之剝離性佳之硬化物，且保存性也佳之室溫硬化性有機聚矽氧烷組成物及使用該組成物作為電極包覆材料之平面面板顯示裝置為目的。

本發明人等，為了解決上述問題，於先前的特願2006-055805號，提案使用兩末端被二烷氧基單有機基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷及/或兩末端被三烷氧基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷，作為基質聚合物，藉由將其與單末端為三有機氧基之有機聚矽氧烷硬化劑、作為填充劑之表面處理過的氧化矽以及鈦嵌合物觸媒之選擇組合，可提高密合性、剝離性。根據該提案，雖可提供硬化前的組成物為低黏度，硬化後的物性佳，特別是高延伸且賦予從與基材的密合面之剝離性佳之硬化物之室溫硬化性有機聚矽氧烷組成物，但期望更進一步提高保存安定性。

因此，本發明人等更進一步繼續檢討的結果，發現併用兩末端被三烷氧基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷及兩末端被二烷氧基單有機基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷，作為基質聚合物，且組合單末端三有機氧基有機聚矽氧烷及有機三烷氧基矽烷作為硬化劑，非常有效，因而完成本發明。

亦即本發明係提供特徵為使對 (A)25℃之黏度為0.1~1,000Pa‧s之兩末端被三烷氧基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷：5~95質量%; (B)25℃之黏度為0.1~1,000Pa‧s之兩末端被二烷氧基單有機基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷：95~5質量%；所構成的有機聚矽氧烷100質量份而言；(C)下述一般式(1) (式中，R¹ 、R² 及R³ 為1價飽和烴基，X為氧原子或2價烴基，n表示使25℃之黏度成為0.005~100Pa‧s較理想為低於使用之(A)及(B)成分之黏度之正數)所表示之單末端三有機氧基有機聚矽氧烷硬化劑：1~50質量份；(D)下述一般式(2) (式中，R⁴ 為1價烴基，R⁵ 為烷基或烷氧基取代的烷基)所表示之有機三烷氧基矽烷：0.2~50質量份；(E)比表面積為50m² /g以上之氧化矽粉：1~50質量份；以及(F)鈦鉗合物觸媒：0.1~15質量份；為必須成分之室溫硬化性有機聚矽氧烷組成物以及使用該組成物作為電極包覆材料之平面面板顯示裝置。

於本發明，藉由併用(A)成分、(B)成分之末端3官能基及2官能基之聚合物，發現適度的橡膠強度，藉由調配這些與單末端為3官能基之有機聚矽氧烷交聯劑(C)、有機三烷氧基矽烷交聯劑(D)及氧化矽粉(E)，可得硬化前的組成物為低黏度，硬化後的特性表現高密合性，因這些的平衡而產生優異的剝離性，且保存性也良好之硬化物。

本發明所使用的(A)、(B)成分之有機聚矽氧烷，因係本組成物的基質聚合物，調配(A)兩末端被三烷氧基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷及(B)兩末端被二烷氧基單有機基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷，對(A)成分5~95質量%而言，使(B)成分為95~5質量%；更理想為對(A)成分10~90質量%而言，使(B)成分為90~10質量%。(A)成分未達5質量%時，從基材的界面剝離性差，超過95質量%時，延伸降低。如此的有機聚矽氧烷之製造方法已廣泛知悉，例如使分子鏈兩末端具有氫矽烷基之聚二有機基矽氧烷與四烷氧基矽烷或烷基三烷氧基矽烷進行縮合反應之方法、使分子鏈兩末端具有烯基矽烷基之聚二有機基矽氧烷與三烷氧基矽烷或烷基二烷氧基矽烷進行加成反應之方法。

於(A)、(B)成分，除末端構造以外，無特別限制，通常只要是直鏈狀的有機聚矽氧烷等硬化後賦予彈性體者即可，作為鍵結於矽原子之取代基，例如烷基、環烷基、烯基、芳香基等的碳數1~8的1價烴基，這些1價烴基的氫原子的一部分或全部被鹵原子取代之氯甲基、三氟甲基等鹵化烴基等。

(A)成分的25℃之黏度為0.1~1,000Pa‧s，較理想為0.2~100Pa‧s。低於0.1Pa‧s時，因橡膠為低延伸而變脆，界面剝離性變差。而且高於1,000Pa‧s時，變成高黏度，操作性變差。而且，於本發明，黏度為根據旋轉黏度計之黏度值。

(B)成分的25℃之黏度為0.1~1,000Pa‧s，較理想為0.2~100Pa‧s。低於0.1Pa‧s時，因橡膠為低延伸而變脆，界面剝離性變差。而且高於1,000Pa‧s時，變成高黏度，操作性變差。

於該情況，更理想為(A)成分使用下述式(3)、(B)成分使用下述式(4)所示之有機聚矽氧烷。

於該情況，R¹¹ 、R¹³ 互為相同或相異之碳數1~4的烷基，特別是甲基、乙基較理想。R¹² 、R¹⁴ 、R¹⁵ 互為相同或相異之碳數1~8的甲基、乙基等的烷基、苯基等的芳香基等的1價烴基，這些1價烴基的氫原子的1個以上被鹵原子取代之鹵化1價烴基，特別是R¹⁴ 為烷基較理想。a為使式(3)有機聚矽氧烷的25℃之黏度成為0.1~1,000Pa‧s之數，b為使式(4)有機聚矽氧烷的25℃之黏度成為0.1~1,000Pa‧s之數。

而且，(A)成分與(B)成分的黏度，其中任一者高皆可，或可為相同，較理想為(B)成分為高黏度。

本發明所使用的(C)成分之單末端三有機氧基有機聚矽氧烷，係使硬化物的延伸提高者，以下述式(1)表示。

(式中，R¹ 、R² 及R³ 為1價飽和烴基，X為氧原子或2價烴基，n表示使25℃之黏度成為0.005~100Pa‧s之正數，較理想為使其未達所使用的(A)及(B)成分的黏度之正數)。

此處，作為1價飽和烴基，以碳數1~4的烷基較理想，作為2價烴基，例如碳數1~4的烯基等。較理想為側鏈與(A)及(B)成分同類者較理想。而且，(C)成分之25℃的黏度，至少比(A)成分、(B)成分中任一者的黏度低較理想。更理想為比(A)成分、(B)成分兩者的黏度低。(C)成分的黏度比(A)成分、(B)成分高時，變成高黏度，操作性恐會變差。具體地，較理想的(C)成分的黏度為0.005~100Pa‧s，特別是0.01~10Pa‧S。

(C)成分係作為交聯劑之作用者，對(A)、(B)成分的共100質量份而言，使用1~50質量份。調配量未達1質量份時，無法得到充分的密合性及延伸，超過50質量份時，橡膠強度降低，界面剝離性降低。更理想為3 ~30質量份。

本發明所使用的(D)成分之有機三烷氧基矽烷，也是作為交聯劑之作用，以下述式(2)表示。

(式中，R⁴ 為烷基、烯基(乙烯基等)、芳香基(苯基等)等的1價烴基，R⁵ 為烷基或烷氧基取代的烷基(甲氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基))。

此處，作為R⁴ 的1價烴基，以碳數1~20者較理想，飽和烴基或不飽和烴基較理想。更理想為碳數5~12的烷基。R⁵ 係互為相同或相異之碳數1~4的烷基或烷氧基取代的烷基，特別是甲基、乙基較理想。

作為(D)成分，具體地例如甲基三甲氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、己基三乙氧基矽烷、癸基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷等。此處，於使用二烷氧基矽烷、單烷氧基矽烷的情況，無法得到充分的保存性。

(D)成分，對(A)、(B)成分的共100質量份而言，使用0.2~50質量份。調配量未達0.2質量份時，無法得到充分的保存性，超過50質量份時，交聯密度增加，硬化物變脆，剝離性變差。更理想為0.5~30質量份。

本發明所使用的(E)成分之氧化矽，係比表面積為50m² /g以上之氧化矽粉，例如煙霧質氧化矽、燒成氧化矽或這些的表面以有機氯矽烷類、有機聚矽氧烷類、有機聚矽氮烷類等的傳統習知的處理劑進行表面處理者。此處所謂比表面積，係根據BET法者。

(E)成分，對(A)、(B)成分的共100質量份而言，使用1~50質量份，較理想為3~30質量份。

作為本發明所使用的(F)成分之鈦鉗合物觸媒，例如二異丙氧基雙(乙醯基乙酸乙酯)鈦、二異丙氧基雙(乙醯基乙酸甲酯)鈦、二異丙氧基雙(乙醯丙酮)鈦、二丁氧基雙(乙醯基乙酸乙酯)鈦、二甲氧基雙(乙醯基乙酸乙酯)鈦等習知的各種鈦鉗合物。

(F)成分，對(A)、(B)成分的共100質量份而言，使用0.1~15質量份，特別是使用0.3~10質量份的程度。

本發明的組成物係由上述(A)~(F)成分所構成者，再者，除上述成分，只要在無損及本發明的目的下，可添加石英微粉末、碳黑、碳酸鈣等無機填充劑、這些進行疏水化處理者、觸變性賦予劑、黏度調整劑、流動性調整劑、顏料、有機溶劑、防霉劑、抗菌劑、紫外線吸收劑、耐熱提高劑、難燃化劑、黏著提高劑等各種添加劑。

本發明的組成物，係將上述(A)~(F)成分，使用品川混合機、行星混合機、噴射混合機等一般使用的混練機，較理想為在無水狀態下進行混練而可製造，可使用於電氣電子領域之電極、電路基板的包覆等，特別是液晶顯示器(LCD)面板等平面顯示器(FPD)面板的電極包覆，於使用於這些用途的情況，塗佈0.2~1.0mm程度的厚度，放置於大氣中室溫下，例如以所謂23℃、50%RH、24小時之硬化條件使其硬化，而可使用。

[實施例]

以下舉實施例，具體地說明本發明，但本發明不限於以下的實施例。而且，實施例中，份皆表示質量份。而且，黏度表示藉由旋轉黏度計測定的於25℃的值。

[實施例1]

調配聚合物(A)(分子鏈兩末端具有羥基矽烷基之聚二甲基矽氧烷與四甲氧基矽烷進行脫醇縮合反應之兩末端被三甲氧基矽烷基封閉之聚二甲基矽氧烷(25℃之黏度為1Pa‧s))50份、聚合物(B)(分子鏈兩末端具有羥基矽烷基之聚二甲基矽氧烷與甲基三甲氧基矽烷進行脫醇縮合反應之兩末端被甲基二甲氧基矽烷基封閉之聚二甲基矽氧烷(25℃之黏度為1Pa‧s))50份、根據BET法之比表面積為200m² /g之乾式氧化矽(氧化矽A)10份，於150℃，40mmHg減壓下，混合2小時。冷卻至室溫後，加入硬化劑(C)(單末端三甲氧基聚二甲基矽氧烷(25℃之黏度為0.02Pa‧s))10份及烷基三烷氧基矽烷A( 甲基三甲氧基矽烷)5份，於室溫下混合30分鐘。

於該混合物加入鈦鉗合物觸媒(F)2份(二異丙氧基雙(乙醯基乙酸乙酯)鈦)，在阻絕濕氣下，混合至均勻為止。

[實施例2]

於實施例1所使用的聚合物(A)50份，調配聚合物(B)50份、氧化矽A 10份，於150℃，40mmHg減壓下，混合2小時。冷卻至室溫後，加入硬化劑(C)(單末端三甲氧基聚二甲基矽氧烷(25℃之黏度為0.02Pa‧s))10份及烷基三烷氧基矽烷B(丙基三甲氧基矽烷)5份，於室溫下混合30分鐘。

[實施例3]

於實施例1所使用的聚合物(A)50份，調配聚合物(B)50份、氧化矽A 10份，於150℃，40mmHg減壓下，混合2小時。冷卻至室溫後，加入硬化劑(C)(單末端三甲氧基聚二甲基矽氧烷(25℃之黏度為0.02Pa‧s))10份及烷基三烷氧基矽烷C(己基三甲氧基矽烷)5份，於室溫下混合30分鐘。

[實施例4]

於實施例1所使用的聚合物(A)50份，調配聚合物(B)50份、氧化矽A10份，於150℃，40mmHg減壓下，混合2小時。冷卻至室溫後，加入硬化劑(C)(單末端三甲氧基聚二甲基矽氧烷(25℃之黏度為0.02Pa‧s))10份及烷基三烷氧基矽烷D(癸基三甲氧基矽烷)5份，於室溫下混合30分鐘。

[比較例1]

於實施例1中，除不調配烷基三烷氧基矽烷A(甲基三甲氧基矽烷)5份外，同樣地調製組成物。

[比較例2]

於實施例1中，除不調配硬化劑(C)外，同樣地調製組成物。

[比較例3]

於實施例1中，除調配二甲基二甲氧基矽烷5份取代烷基三烷氧基矽烷A(甲基三甲氧基矽烷)外，同樣地調製組成物。

[比較例4]

於實施例1中，除調配三甲基甲氧基矽烷5份取代烷基三烷氧基矽烷A(甲基三甲氧基矽烷)外，同樣地調製組成物。

對上述所得之組成物，測定出初期黏度以及填充於聚乙烯製匣子(cartridge)中放置於70℃的恆溫槽7天後的黏度，算出從初期黏度至放置7天後的黏度之增黏倍率。結果表示於表1。

而且，於玻璃板及玻璃環氧板上，設置厚度2mm的模型框，於其上流入上述組成物，於23℃、50%RH進行7天的養生，得到2mm厚的硬化物。確認從玻璃板之界面剝離率。結果表示於表1。

Claims

一種室溫硬化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵為：使對(A)25℃之黏度為0.1~1,000Pa．s之兩末端被三烷氧基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷：10~90質量%；(B)25℃之黏度為0.1~1,000Pa．s之兩末端被二烷氧基單有機基矽烷基封閉之有機聚矽氧烷：90~10質量%；所構成的有機聚矽氧烷100質量份而言；(C)下述一般式(1) (式中，R¹ 、R² 及R³ 為1價飽和烴基，X為氧原子或2價烴基，n表示使25℃之黏度成為0.01~10Pa．s之正數，且使其未達所使用的(A)及(B)成分的黏度之正數)所表示之單末端三有機氧基有機聚矽氧烷硬化劑：3~30質量份；(D)下述一般式(2) (式中，R⁴ 為碳數5~12之烷基，R⁵ 為烷基或烷氧基取代的烷基)所表示之有機三烷氧基矽烷：0.5~30質量份；(E)比表面積為50m² /g以上之氧化矽粉：1~50質量份；以及(F)鈦鉗合物觸媒：0.1~15質量份；為必須成分，且其硬化物能夠從與基材之密合面進行界面剝離。
如申請專利範圍第1項之室溫硬化性有機聚矽氧烷組成物，其中(C)成分的n係使25℃之單末端三有機氧基有機聚矽氧烷硬化劑的黏度成為0.01~0.5Pa．s之正數。
一種平面面板顯示裝置，其特徵為：使用如申請專利範圍第1或2項之室溫硬化性有機聚矽氧烷組成物，作為電極包覆材料。