TWI768041B - 含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物、其固化物以及具備該固化物之換能器等 - Google Patents

含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物、其固化物以及具備該固化物之換能器等 Download PDF

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Abstract

課題 本發明提供一種固化性有機聚矽氧烷組成物及其用途，該固化性有機聚矽氧烷組成物能夠容易地加工成薄膜狀，具備高介電常數、高絕緣擊穿電壓以及低楊氏模量，因此能夠實現高能量密度，並且將其用作換能器之介電層時具有優異之機械強度（具體而言即拉伸強度、扯裂強度以及延伸率等）。 解決方法 一種含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物及其用途，該含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物可使用含有烯基及氟烷基之有機聚矽氧烷、分子鏈兩末端具有SiH且不具有氟烷基之有機氫聚矽氧烷以及直鏈狀或者具有T單元之分支狀之含氟烷基之有機氫聚矽氧烷藉由附加反應進行固化。

Description

含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物、其固化物以及具備該固化物之換能器等
本發明涉及一種介電率高、固化物之電氣特性及機械特性優異之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物及其固化物，該固化物能夠作為電活性矽材料適用於換能器之介電層等。並且，本發明涉及一種使用該固化性有機聚矽氧烷組成物而形成之電活性聚合物材料之製造方法以及含有該電活性聚合物材料之換能器用構件、電子材料或者顯示裝置用構件，並且涉及使用其製成之換能器、電子部件或者顯示裝置。
電活性矽材料由於其機械特性及/或電氣特性、具體而言即具有高介電常數、高絕緣擊穿電壓以及低楊氏模量，所以能夠實現高能量密度，並且將其用作換能器之介電層時具有優異之機械強度（具體而言即拉伸強度、扯裂強度、延伸率等），因此能夠實現耐久性以及實用性之位移量，並且能夠適用於換能器用材料。例如，本申請人等公開有一種含氟烷基之有機聚矽氧烷固化物，其具有高介電常數，且適用於換能器材料（專利文獻1或專利文獻2）。
但是，近年來於以致動器為首之換能器材料之領域中，人們要求電活性矽材料能夠容易地加工成薄膜狀，且兼具高介電常數以及機械強度，並且強烈要求對機械特性及電氣特性實施進一步改善。 習知技術文獻 專利文獻 專利文獻1國際專利公開2014-105959號公報 專利文獻2國際專利公開2015-098072號公報
發明所欲解決之課題 本發明係為解決上述課題開發而成者，其目的在於提供一種含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，該固化性有機聚矽氧烷組成物能夠容易地加工成薄膜狀，具備高介電常數、高絕緣擊穿電壓以及低楊氏模量，因此能夠實現高能量密度，並且將其用作換能器之介電層時具有優異之機械強度（具體而言即拉伸強度、扯裂強度以及延伸率等）。
同樣地，本發明之目的在於提供一種將該含氟烷基之有機聚矽氧烷組成物用作致動器等換能器材料之用途。 解決問題之技術手段
為解決上述課題，本發明人等深入研究後發現藉由一種含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，能夠解決上述課題並實現了本發明，該含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物以含有烯基及氟烷基之有機聚矽氧烷為主成分，並可藉由作為交聯劑使用有分子鏈兩末端至少具有2個矽鍵結氫原子且不具有氟烷基之有機氫聚矽氧烷以及直鏈狀或具有T單元之分支狀之含氟烷基之有機氫聚矽氧烷的附加反應進行固化。
該含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物之固化物可用作機械特性以及電氣特性優異之電活性矽材料，尤其可用作薄膜狀或薄片狀之換能器用構件。
並且，本發明者等人發現所述氟烷基為三氟丙基時能夠更好地解決上述課題，並且所述有機氫聚矽氧烷為分子中具有三氟丙基之直鏈狀或者具有T單元之樹脂狀之有機氫聚矽氧烷時能夠更好地解決上述課題，並實現了本發明。
也就是說，本發明之第1目的可藉由以下來實現： [1] 一種含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，其含有： (A) 含氟烷基之有機聚矽氧烷，其具有1種或2種以上分子中至少具有2個碳原子數2～12之烯基，並且矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(Cp F2p+1 )-R-（R為碳原子數1～10之亞烷基，p為1以上8以下之整數）表示之氟烷基； (B) 有機氫聚矽氧烷，其由以下(B1)成分以及(B2)成分構成，(B1)成分中之矽原子鍵結氫原子數：(B2)成分中之矽原子鍵結氫原子數之比率為10:90～85:15之範圍內： (B1) 分子鏈兩末端至少具有2個矽鍵結氫原子且不具有氟烷基之有機氫聚矽氧烷 (B2) 選自以下述平均單元式(III)表示之直鏈狀有機氫聚矽氧烷以及以平均單元式(IV)表示之分支狀有機氫聚矽氧烷中之1種以上含氟烷基之有機氫聚矽氧烷 R0 3 Si(OSiR4 R0 )f1 (OSiR0 2 )f2 OSiR0 3 (III) ｛式中，R4 為以(Cp F2p+1 )-R-（R為與所述同樣之基團，p為與所述同樣之數）表示之氟烷基或者矽原子鍵結氫原子，R0 相同或獨立地表示碳原子數1～12之烷基、碳原子數6～20之芳基、碳原子數7～20之芳烷基、羥基、碳原子數1～6之烷氧基或者矽原子鍵結氫原子，並且所有R0 中至少2個為矽原子鍵結氫原子，f1為正數，f2為0或者正數，並且滿足5＜f1+f2＜150之數｝ (HR6 2 SiO1/2)f 3 (R6 3 SiO1/2 )f4 (HR6 SiO2/2 )f5 (R6 2 SiO2/2 )f6 (R5 SiO3/2 )f7 (SiO4/2 )f8 (IV) ｛式中，R5 為以(Cp F2p+1 )-R-（R為與所述同樣之基團，p為與所述同樣之數）表示之氟烷基，R6 相同或獨立地表示碳原子數1～12之烷基、碳原子數6～20之芳基、碳原子數7～20之芳烷基、羥基、碳原子數1～6之烷氧基或者所述氟烷基，並且f3以及f7為正數，f4、f5、f6以及f8為0或者正數，並且f3+f4+f5+f6+f7+f8為以式(III)表示之有機氫聚矽氧烷之重均分子量為400～10000之範圍內之數｝ 相對於組成物中烯基之合計量1莫耳，(B)成分中之矽原子鍵結氫原子之和為0.1～2.5莫耳之量；以及 (C) 有效量之氫化矽烷化反應用觸媒。
本發明之第1目的優選為藉由下述組成物來解決。 [2] 如[1]所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(A)成分之平均聚合度為5～300之範圍內。 [3] 如[1]或[2]所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(A)為以下述平均單元式(I)表示之有機聚矽氧烷。 R1 R2 2 Si(OSiR1 R2 )e1 (OSiR2 2 )e2 OSiR1 R2 2 (I) ｛式中，R1 為以(Cp F2p+1 )-R-（R為與上述相同之基團，p為與所述同樣之數）表示之氟烷基或碳原子數2～12之烯基，R2 相同或獨立地表示碳原子數1～12之烷基、碳原子數6～20之芳基、碳原子數7～20之芳烷基、羥基或者碳原子數1～6之烷氧基，並且所有R1 中至少2個為碳原子數2～12之烯基，所有R1 以及R2 中10莫耳%以上為所述氟烷基，e1為正數，e2為0或正數，且係滿足5＜e1+e2＜298之數｝ [4] 如[1]至[3]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(A)為以下述平均單元式(II)表示之有機聚矽氧烷。 RVi R2 2 Si(OSiR2 R3 )e OSiRVi R2 2 (II) ｛式中，RVi 為碳原子數2～12之烯基，R2 為與所述同樣之基團，R3 為以(Cp F2p+1 )-R-（R為與所述同樣之基團，p為與所述同樣之數）表示之氟烷基，並且e為滿足20＜e＜298之數｝ [5] 如[1]至[4]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(A)成分中以(Cp F2p+1 )-R-（R為與所述同樣之基團，p為與所述同樣之數）表示之氟烷基為三氟丙基。 [6] 如[1]至[5]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(B2)成分為分子中具有三氟丙基之有機氫聚矽氧烷。 [7] 如[1]至[6]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(A)成分為下述(A1)成分或者(A2)成分。 (A1) 分子中至少具有2個碳原子數2～12之烯基，矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(Cp F2p+1 )-R-（R為碳原子數1～10之亞烷基，p為1以上8以下之整數）表示之氟烷基，平均聚合度為50～300，且聚合度200以上之有機聚矽氧烷之體積含有率為10%以上的含氟烷基之有機聚矽氧烷 (A2) 由下述分子量分佈不同之(a1)成分以及(a2)成分構成，且混合物整體之平均聚合度為50～300之含氟烷基之有機聚矽氧烷： (a1) 分子中至少具有2個碳原子數2～12之烯基，矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(Cp F2p+1 )-R-（R為碳原子數1～10之亞烷基，p為1以上8以下之整數）表示之氟烷基，且平均聚合度為200以上之含氟烷基之有機聚矽氧烷 (a2) 分子中至少具有2個碳原子數2～12之烯基，矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(Cp F2p+1 )-R-（R為碳原子數1～10之亞烷基，p為1以上8以下之整數）表示之氟烷基，平均聚合度為50以下含氟烷基之有機聚矽氧烷
本發明之第2目的係將上述含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成之固化物、其作為換能器用構件、電子材料或者顯示裝置用構件之使用、以及含有其之換能器，並藉由以下發明得以實現。 [8] 一種固化物，其特徵在於，其係將[1]至[7]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成者。 [9] 一種換能器用構件，其特徵在於，其係將[1]至[7]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成，且為薄膜狀或薄片狀者。 [10] 一種電子材料或者顯示裝置用構件，其特徵在於，其係將[1]至[7]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成，且為薄膜狀或薄片狀者。 [11] 一種換能器用構件，其特徵在於，其係將[1]至[7]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成，且為凝膠或者彈性體者。 [12] 一種換能器，其特徵在於，具有將[1]至[7]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成之介電層。 [13] 一種換能器，其特徵在於，其係於至少一對電極層間介存有中間層而形成者，該中間層藉由使[1]至[7]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化或使所述組成物之固化反應部分進行而成。 [14] 如[12]或[13]所述之換能器，其特徵在於，中間層為凝膠或者彈性體。 [15] 如[12]至[14]中任一項所述之換能器，其特徵在於，中間層係將使[1]至[7]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成之固化物層疊1層或2層以上而形成者。 [16] 一種電子部件或者顯示裝置，其特徵在於，具有使[1]至[7]中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化或使所述組成物之固化反應部分進行而成之固化物層。 發明效果
根據本發明，能夠提供一種含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其具有優異之固化物之透明性，能夠容易地加工成薄膜狀，具備高介電常數、高絕緣擊穿電壓以及低楊氏模量，因此能夠實現高能量密度，並且將其用作換能器之介電層時具有優異之機械強度。該含氟烷基之有機聚矽氧烷組成物為附加固化型，具有成型加工時幾乎無收縮、固化速度快以及容易設定所期望之固化條件之優點。此外，本發明之含氟烷基之有機聚矽氧烷固化物具有高介電常數以及高機械強度（具體而言即拉伸強度、扯裂強度、延伸率等），因此成型為薄膜狀或薄片狀後用作介電層時，除了耐久性以外還可實現實用性之位移量以及高響應性，因此能夠適用於致動器等換能器材料之用途。
以下詳細說明本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物。本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物係含有以下(A)～(C)成分、以及任意之(D)氫化矽烷化反應抑制劑、(E)充填劑而成者，首先說明各成分。 [(A)成分]
(A)成分係固化性組成物之主劑，其為分子中至少具有2個碳原子數2～12之烯基，且矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(Cp F2p+1 )-R-（R為碳原子數1～10之亞烷基，p為1以上8以下之整數）表示之氟烷基的含氟烷基之有機聚矽氧烷。 (A) 成分具有固定量以上之氟烷基，並且分子中至少具有2個烯基，因此藉由與(B)成分之附加反應（氫化矽烷化反應）進行交聯，可獲得成型性、反應控制性以及透明性優異且介電常數較高之固化物。其構造並無特別限制，可以是直鏈狀、支鏈狀、環狀或者需要R3 SiO3/2 單元（3官能性甲矽烷氧基單元）或SiO2 單元（4官能性甲矽烷氧基單元）之樹脂狀有機聚矽氧烷。並且，亦可為1種或2種以上分子結構或平均聚合度不同之有機聚矽氧烷之混合物。但是，用作致動器等介電層時，要求實現高機械強度且具有低黏著力時，優選不具有所述3官能性甲矽烷氧基單元或者4官能性甲矽烷氧基單元。尤其優選(A)成分係直鏈狀之含氟烷基之有機聚矽氧烷。 (A) 成分係該矽原子上之所有取代基之10莫耳%以上、優選20莫耳%以上、更優選40莫耳%以上為以(Cp F2p+1 )-R-（R為碳原子數1～10之亞烷基，p為1以上8以下之整數）表示之氟烷基。氟烷基之含量小於所述下限時，將固化性有機聚矽氧烷組成物固化後獲得之固化物之介電常數會降低，因此並非優選。再者，以(Cp F2p+1 )-R-表示之氟烷基中氟原子之含量高、即p之值較大，例如p≥4，並且R即亞烷基之碳原子數少時，即使所述氟烷基之含量為接近上述範圍之下限的值，亦能夠獲得本發明之技術性效果。(A)成分中之氟原子之含有率尤其優選為10質量%以上。再者，作為氟烷基選擇三氟丙基時，含有率亦能夠為(A)成分中之矽原子上之所有取代基之40莫耳%以上。
以(Cp F2p+1 )-R-表示之氟烷基係本發明之(A)成分中必須之官能基，並且是(B)成分中優選之官能基。所涉及之氟烷基可獲得介電常數優異之固化物，並且由於各成分具有氟原子，所以能夠改善各成分之相溶性，獲得透明性優異之固化物。作為此種氟烷基之具體例，可列舉三氟丙基、五氟丁基、七氟戊基、九氟己基、十一氟庚基、十三氟辛基、十五氟壬基以及十七氟癸基。其中，考慮到介電特性、經濟性、製造容易性、獲得之固化性有機聚矽氧烷組成物之成型加工性之觀點，優選為p＝1之基團、即三氟丙基。 (A) 成分於分子中至少具有2個碳原子數2～12之烯基。作為碳原子數2～12之烯基，考慮到經濟性、反應性之觀點，優選使用乙烯基、丙烯基、己烯基以及辛烯基，更優選使用乙烯基以及己烯基。(A)成分中之其他矽原子鍵合官能基並無特別限制，可列舉碳原子數1～12之烷基、碳原子數6～20之芳基、碳原子數7～20之芳烷基、羥基或者碳原子數1～6之烷氧基。作為碳原子數1～12之烷基，考慮到經濟性、耐熱性，優選為甲基。作為碳原子數6～20之芳基，考慮到經濟性之觀點，優選為苯基、甲基苯基（甲苯基）以及萘基。作為碳原子數7～20之芳烷基，優選使用苄基、苯乙基。並且，作為碳原子數1～6之烷氧基，優選為甲氧基、乙氧基以及正丙氧基。再者，(A)成分中之矽原子上之所有取代基之固定量以上係所述氟烷基，其係分子中具有2以上碳原子數2～12之烯基者，其他矽原子鍵合官能基優選為甲基、苯基或羥基，尤其優選為選自甲基及苯基。
本發明之(A)成分之平均聚合度並無限定，但考慮到固化前之組成物之操作作業性以及固化物之機械強度之觀點，其矽氧烷單元之平均聚合度（以下簡稱為「平均聚合度」）優選為小於500、小於450、小於400、小於350或者小於300。同樣地，平均聚合度之下限並無限定，但優選為7以上、10以上、15以上或者20以上。此外，(A)成分可以是平均聚合度不同之所述含氟烷基之有機聚矽氧烷之混合物，例如可以使用聚合度較低之(ex.10～90)所述含氟烷基之有機聚矽氧烷與聚合度較高之(ex.100～300)所述含氟烷基之有機聚矽氧烷之混合物（下述分子量分佈之峰形狀為多峰性者），此時(A)成分之矽氧烷單元之平均聚合度取決於構成混合物之各含氟烷基之有機聚矽氧烷之聚合度及質量比。
尤其優選(A)成分之平均聚合度為10～300、15～250之範圍內，能夠容易地獲得成型為薄膜/薄片狀之凝膠狀或彈性體狀之固化物，該固化物具有良好之機械特性及電氣特性（高介電常數）。再者，本發明之固化物於例如0℃以下之低溫下，上述物性之變化亦較少，因此能夠在較大溫度範圍內實現穩定之性能。
此處，(A)成分即有機聚矽氧烷之聚合度可取決於使用有29 Si NMR之峰值強度之積分比，本發明中之「平均聚合度」係指(A)成分中存有1種以上分子量分佈時整體之平均聚合度。(A)成分可以是具有1種分子量分佈之有機聚矽氧烷，亦可以是由分子量分佈不同之2種以上有機聚矽氧烷構成之混合物，分子量分佈之峰形狀可以是單峰性亦可以是多峰性。再者，平均聚合度為所述範圍之量的範圍中，藉由並用2種以上之含氟烷基之有機聚矽氧烷，有時可增大組合設計時之原料之可選擇性，並且可進一步改善由本發明之組成物構成之固化物之物理特性。
尤其優選(A)成分為以平均單元式(I)表示之具有固定量以上之氟烷基且至少具有2個烯基之1種以上之直鏈狀之有機聚矽氧烷。
平均單元式： R1 R2 2 Si(OSiR1 R2 )e1 (OSiR2 2 )e2 OSiR1 R2 2 (I) 式中，以R1 表示之取代基相同或獨立地表示所述氟烷基或碳原子數2～12之烯基，該等之具體例與上述相同。此外，以R2 表示之取代基相同或獨立地表示碳原子數1～12之烷基、碳原子數6～20之芳基、碳原子數7～20之芳烷基、羥基或者碳原子數1～6之烷氧基，並且所有R1 中至少2個為碳原子數2～12之烯基。(A)成分中之碳原子數2～12之烯基之含量優選為0.01～10.00質量%、0.01～2.00質量%或者0.02～1.50質量%。此外，R2 優選為甲基、苯基或者羥基，尤其優選為甲基或者苯基。
並且，所有矽原子上之所有取代基（R1 以及R2 ）之10莫耳%以上、優選20莫耳%以上、更優選40莫耳%以上為所述氟烷基，優選為三氟丙基。氟烷基之含量小於所述下限時，將固化性有機聚矽氧烷組成物固化後獲得之固化物之介電常數會降低，因此並非優選。
式中，e1及e2之值為(A)成分中各矽氧烷單元之平均聚合度，e1為正數，e2為0或正數，並且滿足5＜e1＋e2＜498。再者，該等值為平均聚合度，(A)成分係由2種以上之成分構成之混合物時，作為混合物整體，(A)成分之平均聚合度e1+e2+2優選為小於500，其他值與上述(A)成分之平均聚合度之優選範圍同樣。(A)成分即有機聚矽氧烷之聚合度可取決於使用29 Si NMR之峰值強度之積分比，平均聚合度之優選範圍與上述相同。
本發明之(A)成分亦可以為滿足所述要件之1種有機聚矽氧烷，此外亦可以為至少2種有機聚矽氧烷之混合物。至少2種有機聚矽氧烷時，該混合物之平均聚合度優選為所述範圍，各有機聚矽氧烷更優選為分子中具有2個以上碳原子數2～12之烯基，並且矽原子上之所有取代基之10莫耳%以上為所述氟烷基之有機聚矽氧烷。
本發明之(A)成分中，所述氟烷基可以位於側鏈亦可位於分子鏈末端，尤其優選以下述平均單元式(II)表示之側鏈具有所述氟烷基且分子鏈兩末端具有碳原子數2～12之烯基之均聚物型有機聚矽氧烷。
平均單元式： RVi R2 2 Si(OSiR2 R3 )e OSiRVi R2 2 (II) 式中，RVi 為碳原子數2～12之烯基，可例示與上述相同之基團。
R2 為與上述相同之基團，R3 為以(Cp F2p+1 )-R-（R為與上述相同之基團，p為與上述相同之數）表示之氟烷基，可列示與上述相同之基團。再者，上述構造中於5＜e＜498之範圍中，所有RVi 、R2 以及R3 中10莫耳%以上為所述氟烷基（R3 ）之條件會自動滿足。也就是說，由於e＞5，所以[R3 ]=e/(2e+6)×100莫耳%之值必然大於5/16×100 =31.25莫耳%。
RVi 優選為乙烯基或己烯基，R2 優選為甲基、苯基或羥基，所述氟烷基優選為三氟丙基。
式中，e之值為(A)成分中之側鏈矽氧烷單元之平均聚合度，優選為0或者正數，並且滿足5＜e＜498。再者，該等值係平均聚合度，(A)成分係由2種以上成分構成之混合物時，作為混合物整體，(A)成分之平均聚合度e+2小於500。(A)成分即有機聚矽氧烷之聚合度可取決於使用29 Si NMR之峰值強度之積分比，平均聚合度之優選範圍與上述相同。
作為本發明之(A)成分之具體例，可列舉兩末端三甲基矽烷基-聚二甲基甲基乙烯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端三甲基矽烷基-聚甲基乙烯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基乙烯基矽烷基-聚二甲基甲基乙烯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基乙烯基矽烷基-聚二甲基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端羥基二甲基矽烷基-聚甲基乙烯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端羥基二甲基矽烷基-聚二甲基甲基乙烯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基苯基矽烷基-聚甲基乙烯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基苯基矽烷基-聚二甲基甲基乙烯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基乙烯基矽烷基-聚二甲基甲基乙烯基甲基苯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基乙烯基矽烷基-聚甲基苯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基乙烯基矽烷基-聚二甲基甲基苯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端羥基二甲基矽烷基-聚甲基乙烯基甲基苯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端羥基二甲基矽烷基-聚二甲基甲基乙烯基甲基苯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物以及兩末端二甲基乙烯基矽烷基-聚甲基三氟丙基矽氧烷等。
本發明之(A)成分分子量分佈如上所述，可以是其分子量分佈之峰形狀實質上為單峰性且其平均聚合度小於500之有機聚矽氧烷，亦可以是其分子量分佈之峰形狀實質上為多峰性（=其分子量分佈中有2個以上峰值）且其平均聚合度小於500之有機聚矽氧烷。
更具體地說，本發明之(A)成分可以是下述(A1)成分或者(A2)成分。 [(A1)成分]
分子中至少具有2個碳原子數2～12之烯基，矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(Cp F2p+1 )-R-（R為碳原子數1～10之亞烷基，p為1以上8以下之整數）表示之氟烷基，平均聚合度為50～300，且聚合度200以上之有機聚矽氧烷之體積含有率為10%以上，且實質上具有單峰性之分子量分佈的含氟烷基之有機聚矽氧烷。烯基等具體例與所述同樣。 [(A2)成分]
由下述分子量分佈以及平均聚合度不同之(a1)成分以及(a2)成分構成，且混合物整體之平均聚合度為50～300之含氟烷基之有機聚矽氧烷： (a1) 分子中至少具有2個碳原子數2～12之烯基，矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(Cp F2p+1 )-R-（R為碳原子數1～10之亞烷基，p為1以上8以下之整數）表示之氟烷基，且平均聚合度為200以上、優選為200～400之範圍之含氟烷基之有機聚矽氧烷 (a2) 分子中至少具有2個碳原子數2～12之烯基，矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(Cp F2p+1 )-R-（R為碳原子數1～10之亞烷基，p為1以上8以下之整數）表示之氟烷基，且平均聚合度為50以下、優選為5～40之範圍之含氟烷基之有機聚矽氧烷。
此處，(A2)成分係由(a1)平均聚合度為200以上之1種以上之含氟烷基之有機聚矽氧烷與(a2)平均聚合度為50以下之1種以上之含氟烷基之有機聚矽氧烷構成，並且作為整體測定分子量分佈時，平均聚合度50以下之區域與平均聚合度200以上之區域分別具有含有分子量分佈之峰值之多峰性之分子量分佈的含氟烷基之有機聚矽氧烷之混合物。再者，優選混合物整體之平均聚合度為50～300之範圍內，作為整體之平均聚合度之優選範圍與所述同樣。
相對於(A)～(C)成分之和（將整體設為100質量%），本發明之(A)成分之用量為20～99質量%，優選為30～80質量%，更優選為40～70質量%。其原因在於，上述範圍之上限以下時，將本組成物固化而成之固化物之力學強度充分高，另一方面，上述範圍之下限以上時，該固化物可適當地作為低黏著性之彈性凝膠層發揮功能。 [(B)成分]
(B)成分係本發明組成物之特殊之交聯劑，其為以特定比率含有分子鏈兩末端至少具有2個矽鍵結氫原子且不具有氟烷基之有機氫聚矽氧烷以及直鏈狀或具有T單元之分支狀之含氟烷基之有機氫聚矽氧烷的有機氫聚矽氧烷。作為(B)成分，藉由以固定比率並用不具有氟烷基且兩末端具有SiH之有機氫聚矽氧烷以及含氟烷基之有機氫聚矽氧烷，能夠兼顧固化物之高介電常數以及良好之機械特性。
具體而言，(B)成分係由以下(B1)成分以及(B2)成分構成之有機氫聚矽氧烷，(B1)成分中之矽原子鍵結氫原子數:(B2)成分中之矽原子鍵結氫原子數之比率為10:90～85:15之範圍內。 [(B1)成分]
(B1)成分係分子鏈兩末端至少具有2個矽鍵結氫原子且不具有氟烷基之有機氫聚矽氧烷。(B1)成分係兩末端具有SiH之有機氫聚矽氧烷，因此藉由其與(A)成分之附加反應，此成分可作為固化物中之聚矽氧烷構造間之增鏈劑（Chain Extender）發揮功能。此種(B1)成分優選為分子鏈兩末端具有二有機氫矽氧烷單元且矽氧烷聚合度為3～200之有機氫聚矽氧烷，例如，以下述平均單元式： HR2 2 Si(OSiHR2 )e3 (OSiR2 2 )e4 OSiR2 2 H 表示。
式中，R2 表示之取代基團為相同或獨立之碳原子數1～12之烷基、碳原子數6～20之芳基、碳原子數7～20之芳烷基、羥基或者碳原子數1～6之烷氧基，優選為甲基、苯基或者羥基，尤其優選為甲基或者苯基。式中，e3以及e4之值係以上述平均單元式表示之(B1)成分中之各矽氧烷單元之平均聚合度，優選為0或者正數，並且e3+e4之值為0～198之範圍內，尤其優選為0～10之範圍內。
此種(B1)成分可列舉雙（二甲基氫矽烷氧基）二苯基矽烷、分子鏈兩末端由二甲基氫矽烷氧基封端之聚二苯基矽氧烷或其氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端由二甲基氫矽烷氧基封端之聚二甲基矽氧烷或其氫矽氧烷共聚物以及四甲基二氫二矽氧烷等。再者，(B1)成分中之矽氧烷單元或者甲矽烷氧基單元數之和優選為2～12之範圍內，尤其優選為2～10之範圍內。 [(B2)成分]
(B2)成分係直鏈狀或者由T單元分支之樹脂狀之含氟烷基之有機氫聚矽氧烷，以下述平均單元式(III)或者(IV)表示。此種有機氫聚矽氧烷藉由與(A)成分之交聯反應形成固化物，並且改善固化物之介電常數。此種(B2)成分即有機氫聚矽氧烷優選於分子中具有所述氟烷基，尤其優選具有三氟丙基。氟烷基之含量並無特別限定，但1分子中，優選所有有機基團中具有5～75莫耳%，更優選5～70莫耳%，尤其優選10～60莫耳%之三氟丙基。
[(B2)成分-1：直鏈狀之含氟烷基之有機氫聚矽氧烷] 平均單元式： R0 3 Si(OSiR4 R0 )f1 (OSiR0 2 )f2 OSiR0 3 (III) 以上述平均單元式(III)表示者係直鏈狀之含氟烷基之有機氫聚矽氧烷，式中，R4 為以(Cp F2p+1 )-R-（R為與所述同樣之基團，p為與所述同樣之數）表示之氟烷基或者矽原子鍵結氫原子，R0 相同或獨立地表示碳原子數1～12之烷基、碳原子數6～20之芳基、碳原子數7～20之芳烷基、羥基、碳原子數1～6之烷氧基或者矽原子鍵結氫原子，並且所有R0 中，至少2個為矽原子鍵結氫原子，f1為正數，f2為0或者正數，且滿足5＜f1+f2＜150之數。優選之氟烷基之種類及含量如上所述。更優選R0 為矽原子鍵結氫原子、甲基或者苯基，f1為10＜f1+f2＜100之範圍內之數，所有R4 中，至少5莫耳%以上為所述氟烷基，剩餘之R4 優選為矽原子鍵結氫原子。
此種(B2)成分，具體而言，可列舉兩末端三甲基矽烷基-聚二甲基甲基氫甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端三甲基矽烷基-聚甲基氫甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基氫甲矽烷基-聚二甲基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基氫甲矽烷基-聚甲基氫甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基氫甲矽烷基-聚二甲基甲基氫甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基氫甲矽烷基-聚甲基三氟丙基矽氧烷、兩末端羥基二甲基矽烷基-聚甲基氫甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端羥基二甲基矽烷基-聚二甲基甲基氫甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基苯基矽烷基-聚甲基氫甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基苯基矽烷基-聚二甲基甲基氫甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基氫甲矽烷基-聚二甲基甲基苯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基氫甲矽烷基-聚甲基苯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端羥基二甲基矽烷基-聚甲基氫甲基苯基甲基三氟丙基矽氧烷共聚物、兩末端二甲基三氟丙基甲矽烷基-聚二甲基甲基氫矽氧烷共聚物以及兩末端二甲基三氟丙基甲矽烷基-聚甲基氫矽氧烷等。該等可單獨使用1種，亦可為至少2種有機聚矽氧烷之混合物。
[(B2)成分-2：分支狀之含氟烷基之有機氫聚矽氧烷] 平均單元式： (HR6 2 SiO1/2)f 3 (R6 3 SiO1/2 )f4 (HR6 SiO2/2 )f5 (R6 2 SiO2/2 )f6 (R5 SiO3/2 )f7 (SiO4/2 )f8 (IV) 以上述平均單元式(IV)表示者係由T單元分支之樹脂狀之含氟烷基之有機氫聚矽氧烷，式中，R5 為以(Cp F2p+1 )-R-（R為與所述同樣之基團，p為與所述同樣之數）表示之氟烷基，R6 相同或獨立地表示碳原子數1～12之烷基、碳原子數6～20之芳基、碳原子數7～20之芳烷基、羥基、或者碳原子數1～6之烷氧基或者所述氟烷基，並且f3以及f7為正數，f4、f5、f6以及f8為0或者正數，並且f3+f4+f5+f6+f7+f8為以式(IV)表示之有機氫聚矽氧烷之重均分子量為400～10000之範圍內之數。優選之氟烷基之種類及含量如上所述。R6 優選為甲基或者苯基，以式(IV)表示之有機氫聚矽氧烷之重均分子量優選為500～5000之範圍內，更優選為500～2000之範圍內。
尤其是上述分支狀之含氟烷基之有機氫聚矽氧烷優選為由以下式表示之二有機氫矽氧烷單元與氟烷甲矽烷氧基單元構成之含氟烷基之有機氫聚矽氧烷。 (HR6 2 SiO1/2)f 3 (R5 SiO3/2 )f7
式中，R6 為與所述同樣之基團，優選為甲基或者苯基。此外，R5 為與所述同樣之基團，優選為三氟丙基。
具體而言，此種(B2)成分可列舉由(Me3 SiO1/2 )單元、(Me2 HSiO1/2 )單元以及(TfpSiO3/2 )單元構成之聚矽氧烷、由(Me2 HSiO1/2 )單元以及(TfpSiO3/2 )單元構成之聚矽氧烷、由(Me3 SiO1/2 )單元、(MeHSiO2/2 )單元以及(TfpSiO3/2 )單元構成之聚矽氧烷、由(Me2 HSiO1/2 )單元、(MeHSiO2/2 )單元以及(TfpSiO3/2 )單元構成之聚矽氧烷、由(Me2 HSiO1/2 )單元、(TfpSiO3/2 )單元以及(MeSiO3/2 )單元構成之聚矽氧烷、由(Me2 HSiO1/2 )單元、(TfpSiO3/2 )單元以及(PhSiO3/2 )單元構成之聚矽氧烷以及由(Me2 HSiO1/2 )單元、(TfpSiO3/2 )單元以及(SiO4/2 )單元構成之聚矽氧烷等。該等可單獨使用1種，亦可為至少2種有機聚矽氧烷之混合物。此處，Me表示甲基，Ph表示苯基，Tfp表示三氟丙基。(B2)成分最優選為由(Me2 HSiO1/2 )單元以及(TfpSiO3/2 )單元構成，且以2:1～1:2之比率含有該等單元，並且重均分子量為500～2000之範圍內之含氟烷基之有機氫聚矽氧烷。 [其他有機氫聚矽氧烷]
本發明之(B)成分係由上述(B1)成分以及(B2)成分構成者，但只要不妨礙本發明之效果，亦可任意使用其他有機氫聚矽氧烷。其他有機氫聚矽氧烷只要不屬於上述(B1)成分以及(B2)成分，則可以是直鏈狀、環狀、樹脂狀以及具有部分分支之直鏈狀中之任一者，亦可以是具有T單元（即YSiO3/2 ，Y為矽原子鍵結氫原子、一價有機基、羥基或者烷氧基）或者Q單元（即SiO4/2 ）者。此外，其黏度並無特別限定，但考慮到與(A)成分之混合容易性以及操作容易性，基於JIS K7117-1使用B型黏度計測定25℃時之黏度時，優選為常溫下為液狀，尤其優選為矽原子數2～300之有機氫聚矽氧烷。
其他有機氫聚矽氧烷可列舉兩末端三甲基矽烷基-聚甲基氫矽氧烷、兩末端羥基二甲基矽烷基-聚甲基氫甲基苯基矽氧烷共聚物、二甲基甲基氫環聚矽氧烷、甲基氫環聚矽氧烷、甲基氫甲基三氟丙基環聚矽氧烷、二甲基甲基氫甲基三氟丙基環聚矽氧烷、甲基苯基甲基氫甲基三氟丙基環聚矽氧烷、1,1,3,5,5-五甲基-3-三氟丙基三矽氧烷、三(二甲基甲矽烷氧基甲矽烷基)三氟丙基矽烷、由(Me3 SiO1/2 )單元、(Me2 HSiO1/2 )單元以及(SiO4/2 )單元構成之聚矽氧烷、由(Me2 HSiO1/2 )單元以及(SiO4/2 )單元構成之聚矽氧烷以及由(Me2 HSiO1/2 )單元以及(PhSiO3/2 )單元構成之聚矽氧烷等。該等可單獨使用1種，亦可為至少2種有機聚矽氧烷之混合物。此處，Me表示甲基，Ph表示苯基。 [(B)成分之使用量]
相對於本發明之組成物中烯基之合計量1莫耳，組成物中(B)成分之用量為(B)成分整體即(B1)成分以及(B2)成分中矽原子鍵結氫原子之總和為0.1～2.5莫耳之量。此處，組成物中之烯基主要來自(A)成分等。(B)成分之用量小於上述下限時，有時本組成物之固化會變得不充分。另一方面，如果(B)成分之用量超過上述上限，則在使本發明之組成物固化時，有時會無法獲得彈性凝膠或者彈性彈性體，尤其是機械強度有時會變得不充分。相對於組成物中烯基之合計量1莫耳，(B)成分之用量更優選為本成分中之矽原子鍵結氫原子為0.2～2.00莫耳、0.2～1.80莫耳、0.25～1.75莫耳，尤其優選為0.35～1.50莫耳之量。 [(C)成分]
(C)成分即氫化矽烷化反應用觸媒只要能夠促進氫化矽烷化反應即可，並無特別限定。作為氫化矽烷化反應觸媒，目前已知有多種金屬及化合物，可從該等中適當選擇後用於本發明。作為氫化矽烷化反應觸媒之例，具體而言，可列舉吸附於二氧化矽細粉或者碳粉載體上之微粒狀鉑、氯鉑酸、醇改性氯鉑酸、氯鉑酸之烯烴錯合物、氯鉑酸與乙烯基矽氧烷之配位化合物、鉑-烯基矽氧烷錯合物、鉑-烯烴錯合物以及鉑-羰基錯合物，並且能夠列舉鉑黑、鈀以及銠觸媒。尤其是，考慮到鉑-烯基矽氧烷錯合物之穩定性良好，優選為1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷。再者，作為促進氫化矽烷化反應之觸媒，可使用鐵、釕、鐵/鈷等非鉑類金屬觸媒。
氫化矽烷化反應用觸媒之用量係有效量，只要是可促進本發明之固化性有機聚矽氧烷組成物之固化之量即可，並無特別限定。具體而言，相對於(A)～(C)成分之和（將整體設為100質量%），以質量單元計該觸媒中金屬原子為0.01～1,000ppm，優選為(C)成分中鉑金屬原子為0.1～500ppm之範圍內之量。其原因在於，(C)成分之含量小於上述範圍之下限時，固化可能會不充分，超過上述範圍之上限時，一般不經濟。 [(D)氫化矽烷化反應抑制劑]
氫化矽烷化反應抑制劑係為抑制(A)成分與(B)成分之間產生之交聯反應，延長常溫下之可使用時間，並改善保存穩定性而配伍之任意成分。因此，對於本發明之固化性組成物而言，其係實用上優選必然會配伍之成分。
作為氫化矽烷化反應抑制劑，可例示乙炔類化合物、烯炔化合物、有機氮化合物、有機磷化合物以及肟化合物。具體而言，可例示3-甲基-1-丁炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、1-乙炔-1-環己醇、苯基丁醇等炔醇；3-甲基-3-戊烯-1-炔、3,5-二甲基-1-己炔-3-炔等烯炔化合物；1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基環四矽氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四己烯基環四矽氧烷等甲基烯基環矽氧烷；以及苯幷三唑。
氫化矽烷化反應抑制劑之配伍量係對於延長本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物於常溫下之可使用時間並改善保存穩定性有效之量。通常，每成分(A)100質量%，配伍量為0.001～5質量%之範圍內，優選為0.01～2質量%之範圍內，可相應本成分之種類、鉑類觸媒之性能及含量、(A)成分中之烯基量、(B)成分中之矽原子鍵合氫原子量等，適當選擇。 [(E)充填材料]
本發明所涉及之組成物中，可根據期望使用或不使用充填材料。使用充填劑時，可使用無機充填劑及有機充填劑中之任一種或同時使用兩者。使用之充填劑之種類並無特別限定，例如可列舉高介電性充填劑、導電性充填劑、絕緣性充填劑以及增強充填劑，可將該等使用1種以上。尤其是本發明之組成物中，可於不損害其透明性、塗佈性以及操作作業性之範圍內，以調整黏度或賦予功能性為目的，含有選自由高介電性充填劑、導電性充填劑、絕緣性充填劑以及增強充填劑組成之組中1種以上之充填劑，尤其是考慮到改善機械強度之觀點，優選配伍至少1種以上之增強性充填劑。尤其是充填劑之部分或全部亦可藉由1種以上之表面處理劑實施表面處理。
充填劑可以是1種或2種以上，其形狀並無特步限定，能夠使用微粒狀、板狀、針狀、纖維狀等任意形狀者。填充料之形狀為微粒時，填充料之粒徑並無特別限定，例如利用鐳射繞射法或動態光散射法測定時，其體積平均粒徑可為例如0.001～500μm之範圍內。此外，根據填充料之使用目的，填充料之體積平均粒徑可為300μm以下、200μm以下、100μm以下、10μm以下、或者0.01μm以上、0.1μm以上、1μm以上。填充料之形狀為板狀、針狀、纖維狀等各向異性時，填充料之縱橫比可為1.5以上、5以上或10以上。使用體積平均粒徑為0.01μm以下且最大微粒之粒徑為0.02μm以下之微粒時，有時可製造實質上透明性高之固化物，尤其是介電層薄膜。 [增強性充填材料]
本發明中，考慮到固化物之機械強度之觀點，優選之充填材料為平均一次粒徑小於50nm之1種以上之增強性無機微粒，可列舉氣相二氧化矽、濕式二氧化矽、粉碎二氧化矽、碳酸鈣、矽藻土、微粉碎石英、氧化鋁/氧化鋅以外之各種金屬氧化物粉末、玻璃纖維以及碳纖維等。此外，亦可為使用下述各種表面處理劑對該等實施處理後者。其中推薦二氧化矽。
作為優選例，考慮到改善機械強度之觀點，可列舉平均一次粒徑為10nm以下，局部產生凝集，且其比表面積為50m2 /g以上、300m2 /g以下之親水性或者疏水性之氣相二氧化矽。並且，考慮到改善分散性之觀點，優選使用矽氮烷或者下述矽烷偶合劑將氣相二氧化矽實施處理者。該等增強性無機粒子可單獨使用1種，亦可組合2種以上使用。
藉由於組成物中配伍增強性無機微粒，能夠增加將本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成之有機聚矽氧烷固化物（以下簡稱為「固化物」）之力學強度、絕緣擊穿電壓。相對於固化性有機聚矽氧烷組成物，該等增強性無機微粒之配伍量優選為0.1～30質量%之範圍內，更優選為0.1～10質量%之範圍內。配伍量超出上述優選範圍時，有時無法獲得配伍無機粒子之效果或者固化性有機聚矽氧烷組成物之成型加工性會降低。
本發明所涉及之固化性有機聚矽氧烷組成物中使用之無機微粒（與粒徑、功能等無關）之部分或者全部可藉由1種以上之表面處理劑實施表面處理。表面處理之種類並無特別限定，可列舉親水化處理或者疏水化處理，但優選為疏水化處理。使用實施過疏水化處理之無機微粒時，能夠以高充填率分散至有機聚矽氧烷組成物中。此外，還能夠抑制組成物之黏度之增大，並改善成型加工性。
所述表面處理可藉由使用表面處理劑對無機微粒進行處理（或者覆蓋處理）來實施。作為疏水化用表面處理劑，可列舉選自由有機鈦化合物、有機矽化合物、有機鋯化合物、有機鋁化合物以及有機磷化合物所組成之群中之至少1種之表面處理劑。表面處理劑可單獨使用1種或者組合2種以上使用。該等表面處理劑中，可使用有機矽化合物，其中優選為矽氮烷、矽烷類、矽氧烷類以及聚矽氧烷類，最優選為矽氮烷、烷基三烷氧基矽烷類以及一末端三烷氧基矽烷聚二甲基矽氧烷類。
表面處理劑與所述無機微粒總量之比例優選為0.1質量%以上10質量%以下之範圍內，更優選為0.3質量%以上5質量%以下之範圍內。再者，處理量為無機粒子與表面處理劑之投料比，優選於處理後去除剩餘之處理劑。 [其他功能性充填材料]
作為其他功能性充填材料，可列舉介電性無機微粒、導電性無機微粒、絕緣性無機微粒以及導熱性無機微粒。能夠從該等微粒中選擇1種以上用於本發明之組成物中。再者，該等無機微粒有時會同時具有作為增強性充填材料之功能等2種以上之功能。
作為優選之介電性無機微粒之例，可列舉選自由氧化鈦、鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鋯酸鉛、以及使用鈣、鍶、釔、釹、釤、鏑等鹼土類金屬、鋯或者稀土類金屬將鈦酸鋇之鋇及鈦部位之一部分取代之複合金屬氧化物所組成之群中之1種以上之無機微粒，更優選為氧化鈦、鈦酸鋇、鈦酸鋯酸鋇鈣以及鈦酸鍶，尤其優選氧化鈦、鈦酸鋇。
尤其是介電性無機微粒尤其優選為其至少一部分於室溫下1kHz時之介電常數為10以上之介電性無機微粒。再者，該無機微粒之優選大小（平均一次粒徑）之上限為20,000nm (20μm)，但考慮到對下述換能器用薄膜之加工性，更優選為10,000nm (10μm)。藉由使用該介電性無機微粒，有時能夠進一步改善有機聚矽氧烷固化物之機械特性及/或電氣特性、尤其是介電常數。
作為導電性無機微粒，能夠使有機聚矽氧烷固化物具有導電性即可，並無特別限制。具體而言，可列舉導電性碳黑、石墨、氣相成長碳纖維(VGCF)等導電性碳；鉑、金、銀、銅、鎳、錫、鋅、鐵、鋁等金屬粉，並且還可列舉摻雜有銻之氧化錫、摻雜有磷之氧化錫、使用氧化錫/銻覆蓋表面之針狀氧化鈦、氧化錫、氧化銦、氧化銻、銻酸鋅、於碳或石墨之晶須表面覆蓋有氧化錫等之顏料；覆蓋有選自由錫摻雜氧化銦(ITO)、氟摻雜氧化錫(FTO)、磷摻雜氧化錫以及氧化鎳所組成之群中至少1種之導電性金屬氧化物之顏料；以及二氧化鈦粒子表面含有氧化錫以及磷且具有導電性之顏料等，此外，該等亦可為使用下述各種表面處理劑實施過處理者。該等可單獨使用或者組合2種以上使用。
並且，導電性無機微粒可於玻璃纖維、二氧化矽氧化鋁纖維、氧化鋁纖維、碳纖維等纖維、以及硼酸鋁晶須、鈦酸鉀晶須等針狀之增強材料、玻璃珠、滑石、雲母、石墨、鈣矽石、白雲石等無機充填材料之表面覆蓋金屬等導電性物質。
作為本發明中可使用之絕緣性無機微粒，一般眾所周知之絕緣型無機材料、即體積電阻率為1010 ～1018 Ω･cm之無機材料之粒子即可，並無限制，使用形狀可以是粒子狀、鱗片狀、纖維（包含晶須）狀中之任一種。具體而言，可列舉陶瓷之球狀粒子、板狀粒子或者纖維，作為優選使用例，可列舉氧化鋁、氧化鐵、氧化銅、雲母或滑石等金屬矽酸鹽以及石英、非晶質二氧化矽、玻璃等之粒子。此外，亦可為使用下述各種表面處理劑對該等實施處理後者。該等可單獨使用或者組合2種以上使用。藉由於組成物中配伍絕緣性無機微粒，能夠增加有機聚矽氧烷固化物之力學強度、絕緣擊穿電壓，有時亦會增加介電常數。
相應其用途，相對於固化性有機聚矽氧烷組成物，該等絕緣性無機粒子之配伍量優選為0.1～20質量%之範圍內，更優選為0.1～5質量%之範圍內。配伍量超出上述優選範圍時，有時無法獲得配伍之效果或者有機聚矽氧烷固化物之力學強度會降低。
作為本發明中可使用之導熱性無機微粒，可列舉氧化鎂、氧化鋅、氧化鎳、氧化釩、氧化銅、氧化鐵、氧化銀等金屬氧化物粒子以及氮化鋁、氮化硼、碳化矽、氮化矽、碳化硼、碳化鈦、金剛石、類金剛石碳等無機化合物粒子，優選為氧化鋅、氮化硼、碳化矽以及氮化矽。藉由於組成物中配伍該等導熱性無機微粒之1種以上，能夠增加有機聚矽氧烷固化物之導熱率。
測定該等無機粒子之平均粒徑時，可在其領域中使用通常之測定方法進行測定。例如，平均粒徑為50nm以上500nm左右以下時，能夠利用透過型電子顯微鏡(TEM)、電界放射型透過電子顯微鏡(FE-TEM)、掃描型電子顯微鏡(SEM)、電界放射型掃描電子顯微鏡(FE-SEM)等實施顯微鏡觀察，測定粒徑，並藉由計算平均值來測定平均一次粒徑。另一方面，平均粒徑為500nm左右以上時，能夠藉由鐳射繞射/散射式粒度分佈測定裝置等直接計算平均一次粒徑之值。 [其他任意成分]
本發明所涉及之固化性有機聚矽氧烷組成物還可含有用來改善脫模性或者絕緣破壞特性之添加劑、黏著性改良劑等。
將本發明所涉及之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化成薄膜狀而獲得之薄膜狀或薄片狀固化物係能夠適用於構成換能器之電活性膜（介電層或電極層）者，若形成薄膜時固化層之脫模性差，則尤其在高速製造介電性薄膜時，可能會因脫模而使介電性薄膜發生破損。此外，作為用於致動器、觸摸面板等之介電層，為改善低壓下之靈敏度，有時會要求降低黏著性。本發明所涉及之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物能夠於不對薄膜造成損傷之情況下改善薄膜之製造速度，並且藉由添加其他脫模劑，有時能夠進一步降低黏著性。
作為可適用於本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物之改善脫模性之添加劑（=脫模劑），例如可列舉羧酸類脫模劑、酯類脫模劑、醚類脫模劑、酮類脫模劑以及醇類脫模劑等。該等可單獨使用1種，亦可組合2種以上使用。此外，作為所述脫模劑，可使用不含矽原子者、含有矽原子者或者該等之混合物。該等之具體例與專利文獻1（國際專利公開2014-105959號公報）相同。
絕緣破壞特性改良劑優選為電絕緣性改良劑，可選自由鋁或鎂之氫氧化物或者鹽、黏土礦物以及該等之混合物、具體而言，矽酸鋁、硫酸鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂、煅燒黏土、蒙脫石、水滑石、滑石以及該等之混合物所組成之組。此外，該絕緣性改良劑可採用眾所周知之表面處理方法進行處理。該等之具體例與專利文獻1（國際專利公開2014-105959號公報）相同。
黏著性改良劑係用來改善本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物於固化中對所接觸之基材之黏著性者。不再剝離該組成物之固化物即介電層時，其為有效之添加劑。作為黏著性改良劑，可例示乙烯基三乙氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、烯丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等有機官能性烷氧基矽烷化合物、其矽氧烷衍生物、尤其是利用含氟有機基取代之鏈狀或三維樹脂狀之矽氧烷衍生物。
作為其他任意成分，於不損壞本發明之技術效果之範圍內，可例示苯酚類、醌類、胺類、磷類、亞磷酸類、硫類、硫醚類等抗氧化劑；三唑類、二苯甲酮類等光穩定劑；磷酸酯類、鹵素類、磷類、銻類等阻燃劑；由陽離子類表面活性劑、陰離子類表面活性劑、非離子類表面活性劑等構成之1種以上之防靜電劑；以及染料、顏料等。 [任意之溶劑]
本發明所涉及之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物能夠直接供至固化反應，但另一方面，該組成物為固狀時和黏稠液狀時，為了改善其混和性及操作性，亦可根據需要使用有機溶劑。尤其是將本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物塗佈成薄膜狀時，優選使用溶劑調整黏度，使整體黏度於100～10,000mPa･s之範圍內，使用溶劑進行稀釋時，相對於上述固體部分之和（100質量份），可於0～2000質量份之範圍內使用溶劑。即，本發明組成物中，溶劑可以為0質量份。尤其是，本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物選擇有低聚合度之聚合物，因此可設計為無溶劑，因此具有固化後獲得之薄膜中不會殘留氟類溶劑、有機溶劑等，能夠解決環境污染之問題並消除溶劑對電子設備之影響的優點。
作為此處使用之有機溶劑，只要是可使組成物中所有構成成分或部分構成成分溶解之化合物即可，其種類並無特別限定，優選沸點為80℃以上且小於200℃者。例如，可列舉异丙醇、叔丁醇、環己醇、環己酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲苯、二甲苯、均三甲基苯、1,4-二噁烷、二丁醚、苯甲醚、4-甲基苯甲醚、乙苯、乙氧基苯、乙二醇、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、2-甲氧基乙醇(乙二醇單甲醚)、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇單甲醚、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、1-乙氧基-2-丙基乙酸酯、八甲基環四矽氧烷、以及六甲基二矽氧烷等無鹵類溶劑、三氟甲基苯、1,2-雙(三氟甲基)苯、1,3-雙(三氟甲基)苯、1,4-雙(三氟甲基)苯、三氟甲基氯苯、三氟甲基氟苯、氫氟醚等鹵素類溶劑。該等有機溶劑可單獨使用，亦可混合兩種以上使用。固化性組成物中含氟烷基之量越高，則越必要提高上述鹵素類溶劑之使用比率。 [組成物之整體黏度]
本組成物於25℃時之黏度並無特別限定，可於能夠將本組成物塗佈至薄膜上之程度之黏度範圍內進行調整，優選為100～500,000mPa･s之範圍內，更優選為300～50,000mPa･s，尤其優選為1,000～10,000mPa･s之範圍內。出於設定至優選之黏度範圍之目的，亦可調整上述有機溶劑之用量。
本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物可藉由將上述(A)～(C)成分均勻混合，並根據需要添加其他任意成分後，進行均勻混合來調製。雖然可使用各種攪拌機或混煉機於常溫下進行混合，但若為混合中不會固化之成分之組合，則亦可在加熱下進行混合。此外，混合時可藉由使用擠出機或者混煉機（更具體地說，選自2軸擠出機、2軸混煉機以及單軸葉片型擠出機中之1種以上之機械機構）進行混煉來製造，尤其是本發明中，可藉由使用自由體積為5,000（L/小時）以上之二軸擠出機將反應性有機聚矽氧烷成分、充填材料以及表面處理劑進行混煉，形成含有高濃度（例如，80質量%以上）無機微粒之矽橡膠複合物（熟料），然後加入其他反應性有機聚矽氧烷成分、固化觸媒以及其他成分進行混煉，製成固化性有機聚矽氧烷組成物。
若不會於混合中進行固化，則各成分之配伍順序並無特別限制。混合後不立即使用時，優選將(B)成分與(C)成分分為多個容器進行儲存，不可存放於同一容器內，並於即將使用前將所有容器內之成分進行混合。
本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物之固化反應通常可藉由將該組成物進行加熱或曝露於活性能量射線中來實現。利用熱實施固化反應之溫度並無特別限定，但優選為50℃以上200℃以下，更優選為60℃以上200℃以下，尤其優選為80℃以上180℃以下。此外，固化反應所用時間取決於上述(A)、(B)、(C)成分之構造，但通常為1秒以上3小時以下。一般可藉由於90～180℃之範圍內保持10秒～30分鐘來獲得固化物。
作為可用於固化反應之活性能量射線，可列舉紫外線、電子束以及放射線等，考慮到實用性之觀點，優選為紫外線。利用紫外線實施固化反應時，優選添加對於使用之紫外線具有高活性之氫化矽烷化反應用觸媒，例如雙(2，4-戊二酮酸)鉑絡合物、(甲基環戊二烯基)三甲基鉑絡合物。作為紫外線光源，優選高壓汞燈、中壓汞燈、Xe-Hg燈以及深紫外線燈等，此時之照射量優選為100～8,000mJ/cm2 。
本發明之固化物之特徵在於，其係將上述含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成。固化物之形狀並無特別限定，例如可列舉片狀、薄膜狀、帶狀。尤其是上述含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物之固化速度快且製造薄膜等成型品所需之加工性良好，能夠高效率地生產具有所期望之厚度、形狀之固化物。 [構件]
上述固化物係電氣特性以及機械特性優異之凝膠或者彈性體，具有高介電常數以及機械強度（具體而言，拉伸強度、扯裂強度、延伸率等）。因此，將該有機聚矽氧烷組成物固化成薄膜狀之電活性矽彈性體薄片或者電活性矽凝膠薄片能夠用作電子材料、顯示裝置用構件或者換能器用構件（包含感應器、揚聲器、致動器以及發生器用），尤其適用於構成換能器之電活性薄膜（介電層或者電極層）。 [機械強度]
將本發明所涉及之固化性有機聚矽氧烷組成物至少部分固化而獲得之有機聚矽氧烷固化物加熱成型為厚2.0mm之片狀時，可設計為具有基於JIS K 6249測定之以下力學物性。 (1) 楊氏模量(MPa)於室溫下能夠為10MPa以下，尤其優選範圍為0.1～2.5MPa。 (2) 扯裂強度(N/mm)於室溫下能夠為1N/mm以上，尤其優選範圍為2N/mm以上。 (3) 拉伸強度(MPa)於室溫下能夠為1MPa以上，尤其優選範圍為2MPa以上。 (4) 斷裂伸長率(%)能夠為200%以上，考慮到換能器之位移量之觀點，尤其優選範圍為200-1000%之範圍。 [介電特性]
將本發明所涉及之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而獲得之有機聚矽氧烷固化物（彈性體或者凝膠）可設計為具有以下介電特性。 (1) 加熱成型為厚0.10mm之薄片狀時，能夠將其絕緣擊穿電壓(V/μm)設為20V/μm以上。優選之絕緣擊穿電壓可相應換能器之用途進行變更，尤其優選範圍為30V/μm以上。 (2) 加熱成型為厚1mm之薄片狀時，於測定溫度25℃、測定頻率100KHz之條件下測定之介電常數能夠設為3.0以上。優選之介電常數可相應換能器之種類以及要求之介電層之形態進行變更，尤其優選於上述測定條件下範圍為5.0以上。
考慮到其介電特性以及力學物性，使本發明所涉及之固化性有機聚矽氧烷組成物固化或半固化而成之有機聚矽氧烷固化物能夠尤其適用於選自人造肌肉、致動器、感應器以及發電元件之換能器用構件。具體而言，將固化性有機聚矽氧烷組成物成型為薄片狀或薄膜狀後，一般會藉由加熱或照射高能量線等使其固化。作為將固化性有機聚矽氧烷組成物成型為薄膜狀之方法並無特別限定，例如可列舉使用以往眾所周知之塗佈方法將固化性有機聚矽氧烷組成物塗佈至基材上形成塗膜之方法以及使其通過設有規定形狀之槽之擠出機進行成型之方法等。
如此薄膜狀之固化性有機聚矽氧烷組成物之厚度能夠為例如0.1μm～5,000μm之範圍內。根據所述塗佈方法以及揮發溶劑之有無，所獲得之固化物之厚度有時會小於塗佈組成物之厚度。
並且，有機聚矽氧烷固化物之薄膜或者薄片優選為實質上平坦。具體而言，此種有機聚矽氧烷固化物可以是於薄膜之寬度方向上末端之厚度與中央之厚度之差為5.0%以內且薄膜中央之厚度為50～1000μm之範圍內之含氟烷基之有機聚矽氧烷固化物之高介電性薄膜。此種有機聚矽氧烷固化物之薄膜或薄片及其製造技術如本件申請人於國際專利申請(PCT/JP2017/15028)中提出內容所述，亦可適用於本發明所涉及之有機聚矽氧烷固化物。藉由按照下述方法將所涉及之平坦之有機聚矽氧烷固化物之薄膜或薄片層疊多層，能夠設計出實質上平坦且具有任意厚度之換能器用構件。
再者，按照上述方法製成薄膜狀之固化性有機聚矽氧烷組成物後，亦可任意地於該薄膜狀之固化性有機聚矽氧烷組成物中在作為目的之介電性無機微粒之定向方向上施加磁場或電場之同時，或者施加磁場或電場固定時間使填料定向後，將固化性有機聚矽氧烷組成物進行加熱固化、常溫固化或者藉由照射高能量線使其固化。各固化或固化之條件並無特別限定，但固化性有機聚矽氧烷組成物為附加固化性有機聚矽氧烷組成物時，可藉由於90℃～180℃之範圍內保持30秒～30分鐘來實施固化。
將本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成之固化層為介電層、尤其是致動器等換能器用介電性薄膜構件時，優選該固化層可作為於可剝離之狀態下配置之層疊體薄膜塗佈在具備具有剝離塗層能力之剝離層之薄膜基材上。
作為換能器用構件之有機聚矽氧烷固化物之厚度並無特別限定，例如為1～2,000μm。此處，本發明所涉及之有機聚矽氧烷固化物係層疊1層或2層以上者，並且可以是於介電層之兩端設置電極層且將由電極層及介電層構成之換能器本身進行高層疊之構造。此時，每一層有機聚矽氧烷固化物之厚度為0.1μm～1,000μm，將其層疊2層以上時，厚度可以為0.2～2,000μm。
所述層疊後之有機聚矽氧烷固化層之形成方法並無特別限制，可藉由以下方法來實施：(1)將固化性有機聚矽氧烷組成物塗佈至基材上並使其固化，獲得有機聚矽氧烷固化物層後，於該固化層上再塗佈固化性有機聚矽氧烷組成物，依序重複固化與塗佈進行層疊之方法；(2)以未固化或半固化狀態於基材上塗佈多層固化性有機聚矽氧烷組成物，使塗佈多層之不同固化性有機聚矽氧烷組成物整體固化之方法；(3)於具有剝離層之基材上塗佈固化性有機聚矽氧烷組成物並使其固化，獲得有機聚矽氧烷固化物層後，從剝離層上分離該固化層，並物理性地層疊至另行同樣準備之有機聚矽氧烷固化物層上之方法；或者(4)該等組合中之任一種。
本申請發明中，例如可藉由利用模具塗層將固化性有機聚矽氧烷組成物塗佈至基板上使其固化，形成所述層疊之2種以上之矽彈性體固化層，再將所獲得之矽彈性體固化層與電極進行黏著來製成。此時，優選所層疊之2種以上之矽彈性體固化層係介電層，電極係導電層。
模具塗層可進行高速塗佈，其係高生產性之塗佈方式。具有本發明之多層構造之換能器可藉由將含有有機聚矽氧烷組成物之1層進行單層塗佈後，再塗佈至含有其他有機聚矽氧烷組成物之層來進行製造。此外，亦可藉由同時塗佈多層含有各有機聚矽氧烷組成物之層來製造。
作為換能器用構件之有機聚矽氧烷固化物可藉由將所述固化性有機聚矽氧烷組成物塗佈至基板上，並於室溫下、加熱下或者照射紫外線等高能量線下使其固化來獲得。此外，層疊多層薄膜狀介電性矽彈性體時，可將未固化之固化性有機聚矽氧烷組成物塗佈至固化層上，依序使其固化，亦可將未固化之固化性有機聚矽氧烷組成物層疊多層，同時使其固化。
上述薄膜狀有機聚矽氧烷固化物尤其適用於換能器之介電層，藉由在其兩端設置電極層，能夠形成換能器。再者，藉由於本發明所涉及之固化性有機聚矽氧烷組成物中配伍導電性無機粒子，能夠使其具有作為電極層之功能。再者，本發明之說明書中，「電極層」有時僅稱為「電極」。
上述換能器用構件之一種方式為薄膜，為薄片或者薄膜狀。膜厚一般為1μm～2,000μm，包含單層、2層以上或者層疊更多層之構造。此外，按照期望進行層疊之電活性有機聚矽氧烷固化物層用作介電層時，膜厚可以是5μm～10,000μm或者因層疊多層而為該值以上。
作為該換能器用構件之薄膜狀有機聚矽氧烷固化物層可層疊多層同樣之薄膜狀矽彈性體，亦可層疊多層具有不同之2種以上之物理特性或者固化前組成不同之薄膜狀矽彈性體。此外，薄膜狀有機聚矽氧烷固化物層之功能可以是介電層亦可以是電極層。尤其優選列舉介電層之厚度為1～1,000μm且電極層之厚度為0.05μm～100μm之換能器用構件。
本發明之換能器之特徵在於，具有使本發明所涉及之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成之該換能器用構件，尤其是亦可具有高層疊構造、即含有2層以上之介電層之構造。並且還可具有含有3層以上之介電層之構造。具有此種高層疊構造之換能器藉由含有多層，能夠產生更大之力。此外，藉由層疊，能夠獲得大於單一層之位移。
本發明之換能器之介電層之兩端能夠含有電極。作為電極之材質，能夠使用金、鉑、銀、鈀、銅、鎳、鋁、鈦、鋅、鋯、鐵、鈷、錫、鉛、銦、鉻、鉬以及錳等金屬及其合金；銦-錫複合氧化物(ITO)、銻-錫複合氧化物(ATO)、氧化釕、氧化鈦、氧化鋅、以及氧化錫等金屬氧化物；碳納米管、碳納米角、碳納米片、碳纖維以及碳黑等碳材料；以及聚(3,4-乙烯二氧噻吩) (PEDOT)、聚苯胺以及聚吡咯等導電性樹脂。亦可使用將導電性填料分散至樹脂中之導電性樹脂以及彈性體。
電極可單獨含有上述導電性物質中之1種，亦可含有2種以上。電極含有2種以上導電性物質時，亦能夠使其中至少1種作為活性物質發揮功能，並作為用來降低剩餘電極之電阻之導電材料發揮功能。
本發明之換能器之介電層之合計厚度能夠為10μm～2,000μm (2mm)之範圍內，尤其優選為200μm以上。尤其是形成介電層之介電性矽彈性體每一層之厚度優選為0.1～500μm，尤其優選為0.1～200μm之厚度。與1層時相比，藉由將該等薄矽彈性體層層疊2層以上時之絕緣破壞電壓、介電率以及位移量等特性能夠得到改善。
本發明中之換能器係指將某種能量轉換為其他能量之元件、機器以及裝置，例如將電能轉換為機械能量之人造肌肉及致動器、將機械能量轉換為電能之感應器及發電元件、以及將電能轉換為聲音能量之揚聲器、麥克風以及頭戴耳機。
根據其介電性以及機械特性，本發明之換能器尤其能夠適用作人造肌肉、致動器、感應器以及發電元件。人造肌肉可期待用於機器人、護理設備以及康復設備等。以下，舉例說明致動器之實施方式。
圖1顯示層疊介電層時本實施方式之致動器1之剖面圖。本實施方式中，作為示例，介電層為2層。致動器1具備介電層10a及10b、電極層11a及11b、配線12以及電源13。電極層11a及11b分別覆蓋接觸之介電層之一面，並且分別透過配線12與電源13連接。
致動器1藉由於電極層11a與電極層11b之間施加電壓，能夠進行驅動。藉由施加電壓，介電層10a及10b會因其介電性而減小厚度，並相對於電極層11a及11b之面平行地伸長。也就是說，能夠將電能轉換為力、變動或位移之機械能量。
圖2顯示層疊介電層及電極層時本實施方式之致動器2之剖面圖。本實施方式中，作為示例，介電層為3層，電極層為4層。致動器2具備介電層20a、20b及20c、電極層21a、21b、21c及21d、配線22以及電源23。電極層21a、21b、21c及21d分別覆蓋接觸之介電層之一面，並且分別透過配線22與電源23連接。電極層分別交替地與電壓不同之側連接，電極層21a及21c、電極層21b及21d分別與不同之側連接。
致動器2能夠藉由於電極層21a與電極層21b之間、電極層21b與電極層21c之間以及電極層21c與電極層21d之間施加電壓來進行驅動。藉由施加電壓，介電層20a、20b以及20c會因其介電性而減小厚度，並相對於電極層21a、21b、21c以及21d之面平行地伸長。也就是說，能夠將電能轉換為力、變動或位移之機械能量。
作為本發明之換能器之一例之致動器之實施方式如上所述，但此外從外部對本發明之換能器施加壓力等機械能量時，電極層間之靜電容量會隨著介電層之變形而發生變化，因此亦能夠用作讀取該變化之感應器。以下，說明該感應器之實施方式。
圖3顯示本實施方式之感應器3之構成。感應器3具有將介電層30配置於呈矩陣狀配置之上部電極層31a、31b及31c與下部電極層32a、32b及32c之間的構造。本實施方式中，作為示例採用有將電極層於縱向及橫向上配置在3列矩陣上的構成。各電極層能夠利用絕緣層保護未與介電層30接觸之面。此外，介電層30含有2層以上含有有機聚矽氧烷之相同介電層。
對感應器3之表面施加外力時，所施加之位置之上部電極層與下部電極層之間之介電層30之厚度會發生變化，並且電極層間之靜電容量會隨著該變化而發生變化。例如，藉由測量因該電極層間之靜電容量之變化而產生之電壓變化，能夠測量外力。
再者，本實施方式之感應器3中，夾住介電層並對向之電極層形成有三對，但電極層之數量、大小以及配置等可相應用途適當決定。
發電元件係將機械能量轉換為電能之換能器，以利用波力、水力等自然能量之發電為首，可應用於利用振動、衝擊以及壓力變化等進行發電之裝置。以下，說明該發電元件之實施方式。
圖4顯示層疊介電層時本實施方式之發電元件4之剖面圖。本實施方式中，作為示例，介電層為2層。發電元件4具備介電層40a及40b以及電極層41a及41b，電極層41a及41b分別覆蓋接觸之介電層之一面。
電極層41a及41b與未圖示之負載電氣連接，本發電元件4藉由使電極層41a與41b之間之距離發生變化來變化靜電容量，生成電能。也就是說，藉由因介電層40a及40b形成之靜電場，於電極層41a及41b發生靜電感應之狀態下使元件形狀發生變化，從而進行發電。
本實施方式中，藉由從圖4所示之於相對於發電元件4之電極層41a及41b之面平行之方向上施加壓縮力的狀態（上圖）變化為如該圖所示之未施加壓縮力之狀態（下圖），能夠例如在電極層41a與41b之間產生靜電容量變化，並將機械能量轉換為電能。此外，亦可構成為在基板上配置多個元件，將該等串行連接或並行連接後，提高發電量之發電裝置。
本發明之換能器能夠於空氣中、水中、真空中以及有機溶劑中動作。此外，亦可相應使用環境，適當進行密封處理。密封方法並無特別限定，可列舉例如利用樹脂材料之密封等。 產業上之可利用性
本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物以及將其固化而成之固化物能夠適用於要求力學特性及電氣特性優異之彈性體或凝膠狀構件之用途、例如換能器之製造。本發明之固化性有機聚矽氧烷組成物中不僅含有未固化之固化性組成物，亦含有所謂B級材料，該B級材料處於雖然反應性有機聚矽氧烷部分發生反應，但未達到固化之固化中途之狀態。作為本發明之B級材料，可列舉具有凝膠或者流動性之狀態者。因此，本發明之方式中亦含有處於固化性有機聚矽氧烷組成物之固化反應部分進行之狀態且具有凝膠或者流動性之狀態下之換能器用構件。此外，此種半固化狀態之換能器用構件亦可為薄膜狀有機聚矽氧烷固化物為一層或實施層疊之構造中之任一者。
尤其，上述固化物係電氣特性以及機械特性優異之凝膠或者彈性體，具有高介電常數以及機械強度（具體而言，拉伸強度、扯裂強度、延伸率等）。因此，將該有機聚矽氧烷組成物固化成薄膜狀之電活性矽彈性體薄片或者電活性矽凝膠薄片能夠適用於構成換能器之電活性薄膜（介電層或者電極層）。例如，除了適用於本申請人等在所述專利文獻1或專利文獻2中提出之換能器材料以外，適用於使用矽以外之介電性彈性體之換能器裝置時亦並無特別限制，並且設計時可將介電性彈性體層之部分或全部替換為上述固化物。此種換能器（包含致動器）之構造已有眾多提案，例如作為國際公開專利公報可列舉WO2011/118315號；作為日本國公開專利公報可列舉日本專利特表2008-533973號、日本專利特表2001-524278號、日本專利特開2008-187079號、日本專利特開2008-277729號、日本專利特開2009-59856號、日本專利特開2009-219302號、日本專利特開2012-65427號、日本專利特開2016-226258號以及日本專利特開2017-064836號等。再者，可藉由本領域之技術人員之通常創作來實施構造設計或設計變更，將利用上述固化物形成之介電性彈性體層部分或全部取代，本發明強烈建議此種創作。
同樣地，亦可使用上述固化物代替作為所謂「高分子致動器」或「聚合物致動器」而廣為人知之致動器元件構造中的電解質層或介電層。具體而言，具有電解質層（包含聚合物中含有離子液體之電解質層）以及形成於所述電解質層上之電極層，並相應對所述電解質層施加之電壓而發生變形之高分子致動器中，可將電解質層部分或全部代替後加以利用。再者，此種高分子致動器之構造已有眾多提案，作為國際公開專利公報可列舉WO10/100907號、WO10/110417號、WO11/114965號、WO10/029992號、WO13/118628號以及WO14/104331號；作為日本國公開專利公報，可列舉日本專利特開2004-282992號、日本專利特開2008-251697號、日本專利特開2010-003553號、日本專利特開2012-055153號、日本專利特開2013-255397號、日本專利特開2013-106491號、日本專利特開2013-251942號、日本專利特開2015-126597號、日本專利特開2015-186301號以及日本專利特開2016-189651號等。再者，本發明所涉及之有機聚矽氧烷固化物與電解質不同，為彈性體或凝膠狀，可設計為所期望之形狀，尤其適用於要求層疊或高位移量之構造設計。因此，現有之高分子致動器中，可藉由本領域之技術人員之通常創作來實施反映出上述機械特性及介電特性之構造設計或設計變更，本發明強烈建議此種創作。
本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物以及將其固化而成之固化物作為其他用途，除了上述公開內容以外並無其他任何限制，具備將本發明之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成之固化物的介電層薄膜能夠適用於電視接收器、電腦顯示器、移動信息終端用顯示器、監視用顯示器、錄影機、數位相機、行動電話、移動信息終端、汽車等儀表板用顯示器、各種設備/裝置/機器之儀表板用顯示器、自動售票機以及自動存取款機等用來顯示文字或符號、圖像之各種平板顯示器(FPD)。作為裝置，可應用於CRT顯示器、液晶顯示器、電漿顯示器、有機EL顯示器、無機EL顯示器、LED顯示器、表面電解顯示器(SED)、場致發射型顯示器(FED)等顯示裝置或使用該等之觸摸面板。本發明之薄膜可用於該等顯示器表面之防劃傷、防污垢、防指紋附著、防靜電、防反射以及防窺視等目的。 實施例
以下列舉實施例說明本發明，但本發明並不限定於此。以下所示之實施例中使用有下述化合物。
以下列舉實施例說明本發明，但本發明並不限定於此。以下所示之實施例中使用有下述化合物。 • 成分(a1)：兩末端由乙烯基二甲基甲矽烷氧基封端之3,3,3-三氟丙基甲基矽氧烷聚合物（包含末端之矽氧烷聚合度：約268） • 成分(a2)：兩末端由乙烯基二甲基甲矽烷氧基封端之3,3,3-三氟丙基甲基矽氧烷聚合物（包含末端之矽氧烷聚合度：約33） • 成分(B1-1)：雙(二甲基氫矽烷氧基)二苯基矽烷 • 成分(B1-2)：兩末端由二甲基氫矽烷氧基封端之二苯基矽氧烷聚合物（矽氧烷聚合度：約2.5） • 成分(B1-3)：四甲基二氫二矽氧烷 • 成分(B2-1)：由二甲基氫甲矽烷氧基單元（MH單元）與具有3,3,3-三氟丙基之TF3Pr 單元（3官能甲矽烷氧基單元）構成之矽氧烷（Mw=1.11×103 ，矽原子鍵結氫原子約為0.59重量%。）
再者，成分(B2-1)之重均分子量(Mw)係使用四氫呋喃(THF)作為溶劑且利用GPC（凝膠滲透色譜儀）測定出的聚苯乙烯換算之重均分子量。 • 成分(B2-2)：兩末端由三甲基甲矽烷氧基封端之3,3,3-三氟丙基甲基甲基氫矽氧烷共聚物（包含末端之矽氧烷聚合度：約12）
再者，成分(B2-2)之矽原子鍵結氫原子約為0.53重量%。 • 成分(C1)：鉑-1,3-二乙烯基1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物之兩末端由乙烯基二甲基甲矽烷氧基封端之二甲基矽氧烷聚合物溶液（鉑濃度約0.6重量%） ＜氫化矽烷化反應抑制劑＞ • 成分(D1)：1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基-環四矽氧烷 ＜充填材料＞ • 成分(E1)：實施過表面處理之CAB-O-SIL(R)MS75D 表1及表2顯示了實施例之組成。以下實施例中，組成物中每1莫耳乙烯基，成分(B1)以及(B2)之矽原子鍵結氫原子(Si-H)之用量為1.3莫耳之量。此外，(B1)與(B2)之Si-H之比顯示為B1H/B2H。並且，根據下式計算出成分(A)之聚合度。
[NAA1/(NAA1+NAA2)]DPA1+[NAA2/(NAA1+NAA2)]DPA2 此處，NAA1以及NAA2係成分(A)中(A1)以及(A2)之重量比率分別除以數均分子量者，DPA1以及DPA2表示(A1)以及(A2)各自之聚合度。 [所獲得之材料之物性測定]
以150℃使矽組成物加壓硫化15分鐘，再以150℃於烤箱中實施二次硫化60～120分鐘，獲得固化物。基於JIS-K6249測定所獲得之固化物之撕裂強度，並測定拉伸強度以及斷裂伸長率，計算出楊氏模量（模數）。再者，為了測定機械強度，將薄片之厚度設定為2mm。此外，測定厚度6mm之薄片之A型硬度計硬度。但是，固化物過軟時無法測定。
此外，上述條件下製作厚度約0.1mm之薄片，並利用電氣絕緣油破壞電壓試驗裝置總研電氣株式會社製PORTATEST 100A-2測定絕緣破壞強度。同樣地，製作厚度1mm之薄片，使用LCR儀表Winker公司製6530P/D2於溫度25℃下在頻率20Hz～1MHz之範圍內測定介電常數。其中將100KHz時之值用於實施例以及比較例。各種物性值如表1～表3所示。 [比較例1-4]
使用所述(B1)以外之成分，按照表3所示之組成與實施例同樣地製作固化性有機聚矽氧烷組成物，並實施上述各種測定。 [表1]
Figure 107115881-A0304-0001
 [表2]
Figure 107115881-A0304-0002
 [表3]
Figure 107115881-A0304-0003
如上所述，實施例1～11中，藉由以特定比率並用成分(B1)與成分(B2)，能夠形成從凝膠狀至彈性體狀之不同硬度等之多種薄膜狀之固化物，並可形成具有高度電氣特性之固化物。並且可以看出，該等固化物之切斷時伸長率超過300%，能夠設計出可形成機械特性尤其是伸縮性優異之固化物的含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物。另一方面，未使用成分(B1)或成分(B1)使用過多時，如比較例1～4所示，無法獲得可形成具有實用性之固化物的含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物。尤其是，如比較例4所示，本發明之成分(B2)使用過多時，未充分進行交聯反應，因此無法獲得能夠測定機械物性等之固化物。
使用此種本發明實施例所涉及之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物後獲得之固化物除了具有高電氣特性以外，還可根據所期望設計出具有多種硬度/楊氏模量之固化物，並且由於伸縮性等機械特性明顯優異，所以能夠廣泛應用於以致動器為首之各種換能器用途。
1、2‧‧‧致動器10a、10b、20a、20b、20c‧‧‧介電層11a、11b、21a、21b、21c、21d‧‧‧電極層（導電層）12、22‧‧‧配線13、23‧‧‧電源3‧‧‧感應器30‧‧‧介電層31a、31b、31c‧‧‧上部電極層32a、32b、32c‧‧‧下部電極層4‧‧‧發電元件40a、40b‧‧‧介電層41a、41b‧‧‧電極層
［圖1］係層疊介電層時本發明之致動器1之剖面圖。 ［圖2］係層疊介電層以及電極層時本發明之致動器2之剖面圖。 ［圖3］係顯示本發明之感應器3之構成之圖。 ［圖4］係層疊介電層時本發明之發電元件4之剖面圖。
1‧‧‧致動器
10a、10b‧‧‧介電層
11a、11b‧‧‧電極層(導電層)
12‧‧‧配線
13‧‧‧電源

Claims (16)

  1. 一種含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，其含有：(A)含氟烷基之有機聚矽氧烷，其具有1種或2種以上分子中至少具有2個碳原子數2~12之烯基，並且矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(CpF2p+1)-R-(R為碳原子數1~10之亞烷基，p為1以上8以下之整數)表示之氟烷基；(B)有機氫聚矽氧烷，其由以下(B1)成分以及(B2)成分構成，(B1)成分中之矽原子鍵結氫原子數：(B2)成分中之矽原子鍵結氫原子數之比率為10：90~85：15之範圍內：(B1)以下述平均單元式表示之分子鏈兩末端至少具有2個矽鍵結氫原子且不具有氟烷基之直鏈狀有機氫聚矽氧烷；HR2 2Si(OSiHR2)e3(OSiR2 2)e4OSiR2 2H{式中，R2表示之取代基團為相同或獨立之碳原子數1~12之烷基、碳原子數6~20之芳基、碳原子數7~20之芳烷基、羥基或者碳原子數1~6之烷氧基，e3以及e4之值為0或者正數，並且為滿足e3+e4=0~198之數}；(B2)選自以下述平均單元式(III)表示之直鏈狀有機氫聚矽氧烷以及以平均單元式(IV)表示之分支狀有機氫聚矽氧烷中之1種以上含氟烷基之有機氫聚矽氧烷； R0 3Si(OSiR4R0)f1(OSiR0 2)f2OSiR0 3 (III){式中，R4為以(CpF2p+1)-R-(R為碳原子數1~10之亞烷基，p為1以上8以下之整數)表示之氟烷基，R0相同或獨立地表示碳原子數1~12之烷基、碳原子數6~20之芳基、碳原子數7~20之芳烷基、羥基、碳原子數1~6之烷氧基或者矽原子鍵結氫原子，並且所有R0中至少2個為矽原子鍵結氫原子，f1為正數，f2為0或者正數，並且滿足5<f1+f2<150之數}；(HR6 2SiO1/2)f3(R6 3SiO1/2)f4(HR6SiO2/2)f5(R62SiO2/2)f6(R5SiO3/2)f7(SiO4/2)f8 (IV){式中，R5為以(CpF2p+1)-R-(R為碳原子數1~10之亞烷基，p為1以上8以下之整數)表示之氟烷基，R6相同或獨立地表示碳原子數1~12之烷基、碳原子數6~20之芳基、碳原子數7~20之芳烷基、羥基、碳原子數1~6之烷氧基或者所述氟烷基，並且f3以及f7為正數，f4、f5、f6以及f8為0或者正數，並且f3+f4+f5+f6+f7+f8為以式(IV)表示之有機氫聚矽氧烷之重均分子量為400~10000之範圍內之數}；相對於組成物中烯基之合計量1莫耳，(B)成分中之矽原子鍵結氫原子之和為0.1~2.5莫耳之量；以及(C)有效量之氫化矽烷化反應用觸媒；且，使(A)~(C)成分之和為100質量%，(A)成分之用量為20~99質量%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(A)成分之平均聚合度為5~300之範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(A)為以下述平均單元式(I)表示之有機聚矽氧烷，R1R2 2Si(OSiR1R2)e1(OSiR2 2)e2OSiR1R2 2 (I){式中，R1為以(CpF2p+1)-R-(R為碳原子數1~10之亞烷基，p為1以上8以下之整數)表示之氟烷基或碳原子數2~12之烯基，R2相同或獨立地表示碳原子數1~12之烷基、碳原子數6~20之芳基、碳原子數7~20之芳烷基、羥基或者碳原子數1~6之烷氧基，並且所有R1中至少2個為碳原子數2~12之烯基，所有R1以及R2中10莫耳%以上為所述氟烷基，e1為正數，e2為0或正數，且係滿足5<e1+e2<298之數}。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(A)為以下述平均單元式(II)表示之有機聚矽氧烷，RViR22Si(OSiR2R3)eOSiRViR2 2 (II){式中，RVi為碳原子數2~12之烯基，R2為與所述同樣之基團，R3為以(CpF2p+1)-R-(R為碳原子數1~10之亞烷基，p為1以上8以下之整數)表示之氟烷基，並且e為滿足20<e<298之數}。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(A)成分中以(CpF2p+1)-R-(R為碳原子數1~10之亞烷基，p為1以上8以下之整數)表示之氟烷基為三氟丙基。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(B2)成分為分子中具有三氟丙基之有機氫聚矽氧烷。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物，其特徵在於，所述(A)成分為下述(A1)成分或者(A2)成分，(A1)分子中至少具有2個碳原子數2~12之烯基，矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(CpF2p+1)-R-(R為碳原子數1~10之亞烷基，p為1以上8以下之整數)表示之氟烷基，平均聚合度為50~300，且聚合度200以上之有機聚矽氧烷之體積含有率為10%以上的含氟烷基之有機聚矽氧烷；(A2)由下述分子量分佈不同之(a1)成分以及(a2)成分構成，且混合物整體之平均聚合度為50~300之含氟烷基之有機聚矽氧烷：(a1)分子中至少具有2個碳原子數2~12之烯基，矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(CpF2p+1)-R-(R為碳原子數1~10之亞烷基，p為1以上8以下之整數)表示之氟烷基，且平均聚合度為200以上之含氟烷基之有機聚矽氧烷；(a2)分子中至少具有2個碳原子數2~12之烯基，矽原子上之所有取代基團之10莫耳%以上為以(CpF2p+1)-R-(R為碳原子數1~10之 亞烷基，p為1以上8以下之整數)表示之氟烷基，平均聚合度為50以下含氟烷基之有機聚矽氧烷。
  8. 一種固化物，其特徵在於，其係將申請專利範圍第1至7項中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成者。
  9. 一種換能器用構件，其特徵在於，其係將申請專利範圍第1至7項中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成，且為薄膜狀或薄片狀者。
  10. 一種電子材料或者顯示裝置用構件，其特徵在於，其係將申請專利範圍第1至7項中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成，且為薄膜狀或薄片狀者。
  11. 一種換能器用構件，其特徵在於，其係將申請專利範圍第1至7項中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成，且為凝膠或者彈性體者。
  12. 一種換能器，其特徵在於，具有將申請專利範圍第1至7項中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成之介電層。
  13. 一種換能器，其特徵在於，其係於至少一對電極層間介存有中間層而形成者，該中間層藉由使申請專利範圍第1至7項中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化或使所述組成物之固化反應部分進行而成。
  14. 如申請專利範圍第12或13項所述之換能器，其特徵在於，中間層為凝膠或者彈性體。
  15. 如申請專利範圍第12或13項所述之換能器，其特徵在於，中間層係將使申請專利範圍第1至7項中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化而成之固化物層疊1層或2層以上而形成者。
  16. 一種電子部件或者顯示裝置，其特徵在於，具有使申請專利範圍第1至7項中任一項所述之含氟烷基之固化性有機聚矽氧烷組成物固化或使所述組成物之固化反應部分進行而成之固化物層。
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