TWI834781B - 可固化聚矽氧組成物及其固化產物 - Google Patents

可固化聚矽氧組成物及其固化產物 Download PDF

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Abstract

所揭示的是一種可固化聚矽氧組成物。該可固化聚矽氧組成物包含：(A)基本上由R3 SiO1/2 矽氧烷單元及SiO4/2 矽氧烷單元所組成之聚矽氧樹脂，其中各R係相同或不同，並且獨立地選自不含脂族不飽和鍵之經鹵素取代或未經取代單價烴基；(B)每分子具有至少兩個烯基之有機聚矽氧烷，並且在該有機聚矽氧烷中不含SiO4/2 矽氧烷單元；(C)每分子具有至少三個矽原子鍵結氫原子之有機矽氧烷；及(D)矽氫化催化劑。該可固化聚矽氧組成物可固化形成除了具有低模數外還有高拉伸強度之固化產物。

Description

可固化聚矽氧組成物及其固化產物
本發明關於可固化聚矽氧組成物，以及藉由固化此組成物所獲得之固化產物。
可固化有機聚矽氧烷組成物由於其獨特性質而在各式產業中獲得廣泛採用，包括優異電絕緣性、優異熱穩定性、及優異透明度。特定而言，可藉由矽氫化反應來固化可固化聚矽氧組成物，且該可固化聚矽氧組成物含有聚矽氧樹脂係已知的。
例如，US 4,882,398 A揭示一種可固化聚矽氧組成物，其包含：二有機乙烯基矽氧基封端之二有機聚矽氧烷（其係基本上由SiO2 、(CH3 )3 SiO1/2 、及(CH3 )2 (CH2 =CH)SiO1/2 單元所組成之聚矽氧樹脂，其中(CH3 )3 SiO1/2 與(CH3 )2 (CH2 =CH)SiO1/2 單元之組合對SiO2 單元的莫耳比係0.6至1.1，並且該聚矽氧樹脂具有1.5至3.5重量%的乙烯基）、有機氫矽氧烷、及矽氫化催化劑；而US 8,859,693 B2及US 8,853,332 B2皆揭示一種可固化聚矽氧組成物，其包含：每分子具有至少兩個烯基之二烷基聚矽氧烷、包含SiO4/2 單元、(CH3 )2 (CH2 =CH)SiO1/2 單元、及(CH3 )3 SiO1/2 單元之聚矽氧樹脂、每分子具有至少三個矽原子鍵結氫原子之有機聚矽氧烷、及矽氫化催化劑。
眾所皆知，上述可固化聚矽氧組成物可用於射出成型。然而，藉由固化此等可固化聚矽氧組成物所獲得之固化產物具有高拉伸強度及高模數。
US 5,373,078 A揭示，將至多40重量%的包含(CH3 )3 SiO1/2 單元及SiO2 單元之非反應性液體聚矽氧樹脂，添加至高黏度液體可固化聚矽氧組成物會降低該組成物之黏度而不會對固化產物之物理性質造成任何實質不利影響，尤其是拉伸強度、伸長率及撕裂強度。然而，藉由固化此等可固化聚矽氧組成物所獲得之固化產物亦具有高拉伸強度及高模數。 先前技術文件 專利文件
專利文件1：美國專利第4,882,398 A號
專利文件2：美國專利第8,853,332 B2號
專利文件3：美國專利第8,859,693 B2號
專利文件4：美國專利第5,373,078 A號
技術問題
本發明之目的在於提供一種可固化聚矽氧組成物，其會形成除了具有低模數外還有高拉伸強度之固化產物。此外，本發明之另一個目的在於提供一種固化產物，其除了具有低模數外還有高拉伸強度。 問題之解決方案
本發明係進一步關於一種可固化聚矽氧組成物，其包含： (A)      約40至約60質量份的基本上由R3 SiO1/2 矽氧烷單元及SiO4/2 矽氧烷單元所組成之聚矽氧樹脂，其中各R係相同或不同，並且獨立地選自不含脂族不飽和鍵之經鹵素取代或未經取代單價烴基，而且該聚矽氧樹脂中R3 SiO1/2 矽氧烷單元對SiO4/2 矽氧烷單元的莫耳比具有約0.6至約1.5之值； (B)       約60至約40質量份的每分子具有至少兩個烯基之有機聚矽氧烷，並且其不含SiO4/2 矽氧烷單元在該有機聚矽氧烷中，前提是組分(A)與組分(B)之總量係100質量份； (C)       每分子具有至少三個矽鍵結氫原子之有機矽氧烷，該有機矽氧烷之量足以使組分(C)之矽鍵結氫原子對組分(B)中烯基的莫耳比在從約1.0至約3.0之範圍內；及 (D)      矽氫化催化劑，其量足以起始此組成物之固化。
在各種實施例中，組分(C)包含：基本上由R2 HSiO1/2 矽氧烷單元及SiO4/2 矽氧烷單元所組成之聚矽氧樹脂，其中各R係獨立地經選擇且如上所述，並且該聚矽氧樹脂中R2 HSiO1/2 矽氧烷單元對SiO4/2 矽氧烷單元的莫耳比具有約1.5至約4.0之值。
在各種實施例中，可固化聚矽氧組成物進一步包含：(E)反應抑制劑，其量足以控制此組成物之固化。
在各種實施例中，可固化聚矽氧組成物進一步包含：(F)每分子具有兩個矽原子鍵結氫原子之有機矽氧烷，其量使得在組分(C)與組分(F)中之總矽原子鍵結氫原子中該有機矽氧烷中之該矽原子鍵結氫原子不多於約40莫耳%。
在各種實施例中，該可固化聚矽氧組成物係用於射出成型。
本發明係進一步關於一種固化產物，其係藉由固化上述可固化聚矽氧組成物所獲得。
在各種實施例中，該固化產物具有小於蕭氏A 15之硬度及大於150 psi（每平方英吋之磅力；其中1 psi = ~6.89476千帕(kPa)）之拉伸強度。 發明效果
本發明之可固化聚矽氧組成物的特徵在於會形成除了具有低模數外還有高拉伸強度之固化產物。此外，本發明之固化產物的特徵在於除了具有低模數外還有高拉伸強度。 定義
用語「包含(comprising/comprise)」在本文中係以其最廣泛意義來使用，以意指並涵蓋「包括(including/include)」、「基本上由…所組成(consist(ing) essentially of)」、及「由…所組成(consist(ing) of)」之概念。使用「例如(for example)」、「例如(e.g.)」、「諸如(such as)」、及「包括(including)」來列示說明性實施例不會只限於所列示之實施例。因此，「例如」或「諸如」意指「例如，但不限於(for example, but not limited to)」或「諸如，但不限於(such as, but not limited to)」，且涵蓋類似或等效實施例。本文中所使用之用語「約(about)」用來合理涵蓋或描述由儀器分析所測得之數值上的微小變化，或者由於樣本處理所致之數值上的微小變化。此等微小變化可在數值之±0至25、±0至10、±0至5、或±0至2.5%的量級內。此外，用語「約」當與值之範圍相關聯時，即適用於範圍之兩個數值。再者，即使未明示陳述，用語「約(about)」仍可適用於數值。
大致上，本文中所使用之連字號「-」或破折號「──」在值之範圍中表示「至」或「到」；「＞」表示「高於」或「大於」；「≥」表示「至少」或「大於或等於」；「＜」表示「低於」或「小於」；而「≤」表示「至多」或「小於或等於」。在個別基礎上，前述各專利申請案、專利、及/或專利申請公開案係明確以引用方式全文併入本文之一或多個非限制性實施例中。
應當理解的是，所附申請專利範圍並不限於實施方式中所述之明確特定化合物、組成物、或方法，該等化合物、組成物、或方法可以在落入所附申請專利範圍之範疇內的特定實施例之間變化。關於本說明書中賴以描述各種實施例之特定特徵或態樣的馬庫西(Markush)群組，應瞭解到不同、特殊及/或非預期的結果可能自各別馬庫西群組的各成員獲得並且獨立於所有其他馬庫西成員。可個別或組合地憑藉馬庫西群組的各成員，並對落於隨附申請專利範圍之範疇中的具體實施例提供充分支持。
亦應理解的是，描述本發明之各種實施例所依賴的任何範圍與次範圍皆獨立且共同落入隨附申請專利範圍之範疇中，並且將其理解為描述且預想到包括整體及/或其中部分值的所有範圍，即使此些值在本文中並未明白寫出。所屬技術領域中具有通常知識者可輕易認可的是，所列舉的範圍和子範圍充分描述並使本發明的各種實施例得以實行，並且這樣的範圍和子範圍可被進一步描述為相關的二等分、三等分、四等分、五等分等等。以下僅作為一個實施例，「0.1至0.9」的範圍可進一步分述為下三分之一（亦即0.1至0.3）、中三分之一（亦即0.4至0.6）以及上三分之一（亦即0.7至0.9），其個別且共同落入隨附申請專利範圍之範疇中，並且可被個別及/或共同地憑藉，而且會對落於隨附申請專利範圍之範疇中的具體實施例提供充分支持。此外，關於界定或修飾一範圍的詞語，例如「至少」、「大於」、「小於」、「不超過」與類似者，應理解為此類詞語包括次範圍及/或上限或下限。以下作為另一個實施例，一「至少10」的範圍自然包括至少10至35的子範圍、至少10至25的子範圍、25至35的子範圍等等，並且可個別及/或共同地憑藉各子範圍，而且會對落於隨附申請專利範圍之範疇中的具體實施例提供充分支持。最後，可憑藉落入所揭示範圍的個別數字，並且對落於隨附申請專利範圍之範疇中的具體實施例提供充分支持。舉例而言，「1至9」的範圍包括各種個別整數如3、以及包括小數點（或分數）的個別數字如4.1，其可被憑藉，並且對落於隨附申請專利範圍之範疇中的具體實施例提供充分支持。
＜可固化聚矽氧組成物＞
首先，將詳細描述本發明之可固化聚矽氧組成物。
組分(A)係基本上由R3 SiO1/2 矽氧烷單元及SiO4/2 矽氧烷單元所組成之聚矽氧樹脂。在該式中，各R係相同或不同，並且獨立地選自不含脂族不飽和鍵之經鹵素取代或未經取代單價烴基。由R所代表之烴基的實例包括具有1至12個碳之烷基，諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、及十二烷基；具有6至12個碳原子之芳基，諸如苯基、甲苯基、二甲苯基、及萘基；具有7至12個碳原子之芳烷基，諸如芐基、苯乙基、及苯丙基；以及鹵化烷基，諸如3-氯丙基及3,3,3-三氟丙基。在某些實施例中，各R獨立地係烷基。在進一步實施例中，各R係甲基。
聚矽氧樹脂中R3 SiO1/2 矽氧烷單元對SiO4/2 矽氧烷單元的莫耳比具有約0.6至約1.5之值、替代地約0.7至約1.2之值、替代地約0.8至約1.1之值。這是因為當比率在上述範圍內時，固化會有效地進行而形成具有優異拉伸強度及低模數之固化產物。
在各種實施例中，藉由凝膠滲透層析術在標準聚苯乙烯基礎上，組分(A)之數量平均分子量(Mn)係在3,000至7,000之範圍內、替代地在4,000至6,000之範圍內。這是因為當組分(A)之分子量在上述範圍內時，所得組成物可固化而形成具有優異拉伸強度及低模數之固化產物。
組分(A)之含量係每100質量份的組分(A)與組分(B)之總量有約40至約60質量份、替代地約45至約60質量份、約45至約55質量份。這是因為當組分(A)之含量在上述範圍內時，固化會有效地進行而形成具有優異拉伸強度及低模數之固化產物。此外，當含量大於上述範圍之上限時，所得組成物在環境溫度下具有實質高之黏度，少量溶劑或塑化劑將大幅影響組成物之黏度，並且殘留溶劑將影響黏度，無論組成物中含有多少樹脂。
組分(B)係每分子具有至少兩個烯基之有機聚矽氧烷，並且在該有機聚矽氧烷中不含SiO4/2 矽氧烷單元。烯基之實例包括具有2至12個碳原子之烯基，諸如乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基、及十二烯基。組分(B)中烯基之鍵結位置沒有特別限制，且其實例包括分子之（多個）分子末端及/或（多個）側鏈。
在組分(B)中，非為烯基之矽原子鍵結有機基團沒有限制，且其實例係具有1至12個碳原子之烷基、具有6至20個碳原子之芳基、具有7至20個碳原子之芳烷基、及這些基團中一些或所有鍵結氫原子係經鹵素原子（諸如氯原子及溴原子）所取代的基團。矽原子鍵結之有機基團之實例包括烷基，諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、及十二烷基；芳基，諸如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、菲基、及芘基；芳烷基，諸如苄基、苯乙基、萘基乙基、萘基丙基、蒽基乙基、菲基乙基、及芘基乙基；及鹵化基團，諸如3-氯丙基、及3,3,3-三氟丙基。在某些實施例中，在一分子中，矽原子鍵結之有機基團中之至少一者係芳基。
組分(B)不具有SiO4/2 矽氧烷單元。組分(B)之分子結構的實例包括直鏈及部分支鏈之直鏈。在某些實施例中，組分(B)之分子結構係直鏈。
在各種實施例中，組分(B)係烯基官能二烷基聚矽氧烷，其每分子具有至少兩個烯基。在某些實施例中，組分(B)係二有機聚矽氧烷且可包括但不限於在兩個分子鏈末端皆由二甲基乙烯基矽氧基所封端(end blocked)之二甲基聚矽氧烷、在兩個分子鏈末端皆由二甲基乙烯基矽氧基所封端之二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物、在兩個分子鏈末端皆由三甲基矽氧基所封端之甲基乙烯基聚矽氧烷、在兩個分子鏈末端皆由三甲基矽氧基所封端之二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物、或其任何二或更多者之組合。
在各種實施例中，組分(B)在25℃下之黏度係約100 mPa·s至約2,000,000 mPa·s、替代地約1,000 mPa·s至500,000 mPa·s。這是因為當組分(B)之黏度在上述範圍內時，固化會有效地進行而形成具有優異拉伸強度及低模數之固化產物。在25℃下之黏度係根據ASTM D 7867之測試方法B，以具有錐體/板測試幾何之黏度計來測量。
組分(B)之含量係每100質量份的組分(A)與組分(B)之總量有約60至約40質量份、替代地約60至約45質量份、約55至約45質量份。這是因為當組分(B)之含量在上述範圍內時，固化會有效地進行而形成具有優異拉伸強度及低模數之固化產物。
組分(C)係每分子具有至少三個矽原子鍵結氫原子之有機矽氧烷。組分(C)中有機基團的實例係不含脂族不飽和鍵之單價烴基，諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、及其他具有1至12個碳原子之烷基；苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、及其他具有6至12個碳原子之芳基，而甲基及苯基係最典型的。
用於組分(C)之有機矽氧烷的實例係兩個分子鏈末端皆由二甲基氫矽氧基所封端之甲基苯基聚矽氧烷；兩個分子鏈末端皆由二甲基氫矽氧基所封端之甲基苯基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物；兩個分子鏈末端皆由三甲基矽氧基所封端之甲基苯基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物；兩個分子鏈末端皆由三甲基矽氧基所封端之甲基苯基矽氧烷-甲基氫矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物；以由(CH3 )2 HSiO1/2 所代表之矽氧烷單元及由C6 H5 SiO3/2 所代表之矽氧烷單元製成的有機聚矽氧烷共聚物；以由(CH3 )2 HSiO1/2 所代表之矽氧烷單元、由(CH3 )3 SiO1/2 所代表之矽氧烷單元、及由C6 H5 SiO3/2 所代表之矽氧烷單元製成的有機聚矽氧烷共聚物；以由(CH3 )2 HSiO1/2 所代表之矽氧烷單元、由(CH3 )2 SiO2/2 所代表之矽氧烷單元、及由C6 H5 SiO3/2 所代表之矽氧烷單元製成的有機聚矽氧烷共聚物；以由(CH3 )2 HSiO1/2 所代表之矽氧烷單元、由C6 H5 (CH3 )2 SiO1/2 所代表之矽氧烷單元、及由SiO4/2 所代表之矽氧烷單元製成的有機聚矽氧烷共聚物；以由(CH3 )HSiO2/2 所代表之矽氧烷單元及由C6 H5 SiO3/2 所代表之矽氧烷單元製成的有機聚矽氧烷共聚物；以及以上二或更多者之混合物。
但是，考慮到所得固化產物之優異機械性質，組分(C)包含基本上由R2 HSiO1/2 矽氧烷單元及SiO4/2 矽氧烷單元所組成之聚矽氧樹脂。
在該式中，各R係相同或不同，並且獨立地選自不含脂族不飽和鍵之經鹵素取代或未經取代單價烴基。由R所代表之烴基的實例包括具有1至12個碳之烷基，諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、及十二烷基；具有6至12個碳原子之芳基，諸如苯基、甲苯基、二甲苯基、及萘基；具有7至12個碳原子之芳烷基，諸如芐基、苯乙基、及苯丙基；以及鹵化烷基，諸如3-氯丙基及3,3,3-三氟丙基。在某些實施例中，各R獨立地係烷基。在進一步實施例中，各R係甲基。
聚矽氧樹脂中R2 HSiO1/2 矽氧烷單元對SiO4/2 矽氧烷單元的莫耳比具有約1.5至約4.0之值、替代地約1.6至約3.0之值、替代地約1.8至約3.0之值。這是因為當比率在上述範圍內時，固化會有效地進行而形成具有優異拉伸強度及低模數之固化產物。
在各種實施例中，組分(C)在25℃下之動態黏度係約1 mm2 /s至約1,000 mm2 /s、替代地約1 mm2 /s至500 mm2 /s。這是因為當組分(C)之黏度在上述範圍內時，固化會有效地進行而形成具有優異拉伸強度及低模數之固化產物。在25℃下之動態黏度係根據ASTM D 7867之測試方法來測量。
本組成物中，相對於1莫耳的組分(A)與組分(B)之總烯基，組分(C)之含量所在的範圍使得組分(C)中之矽鍵結氫原子係在約1.0至約3.0莫耳之範圍內、替代地在約1.0至約2.0莫耳之範圍內。這是因為當組分(C)之含量在上述範圍內時，固化會有效地進行而形成具有優異拉伸強度及低模數之固化產物。
組分(D)係用來促進本案組成物之固化的矽氫化催化劑。用於組分(D)之矽氫化催化劑在所屬技術領域中係眾所皆知且可商購取得。合適的矽氫化催化劑包括但不限於鉑族金屬，其包括鉑、銠、釕、鈀、鋨、或銥金屬或其有機金屬化合物及其任二或更多者之組合。具體而言，組分(D)一般係基於鉑之催化劑，所以可大大加速本案組成物之固化。基於鉑之催化劑的實例包括鉑細粉、氯鉑酸、氯鉑酸之醇溶液、鉑-烯基矽氧烷錯合物、鉑-烯烴錯合物、及鉑-羰基錯合物，而鉑-烯基矽氧烷錯合物係最典型的。
在各種實施例中，組分(D)係矽氫化催化劑溶液，其包括鉑與低分子量有機聚矽氧烷之錯合物，包括1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷與鉑之錯合物。可將此等錯合物微包覆於樹脂基質內。在具體實施例中，催化劑包括1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷與鉑之錯合物。
適用於組分(D)之矽氫化催化劑的實例係描述於例如美國專利第3,159,601號；第3,220,972號；第3,296,291號；第3,419,593號；第3,516,946號；第3,814,730號；第3,989,668號；第4,784,879號；第5,036,117號；及第5,175,325號以及EP 0 347 895 B中。經微包覆之矽氫化催化劑及其製備方法係例示於美國專利第4,766,176號及第5,017,654號中。
本案組成物中組分(D)之含量係有效促進本案組成物固化之量。具體而言，為了令人滿意地固化本案組成物，相對於本案組成物以質量單位計，組分(D)之含量一般係使組分(D)中催化金屬之含量係約0.01至約500 ppm、替代地約0.01至約100 ppm、替代地約0.01至約50 ppm、替代地約0.1至約10 ppm的量。
在各種實施例中，可固化聚矽氧組成物包含(E)反應抑制劑以調整可固化聚矽氧組成物之固化速率。在某些實施例中，組分(E)包括但不限於炔醇（諸如2-甲基-3-丁炔-2-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、或2-苯基-3-丁炔-2-醇、1-乙炔基-環己-1-醇）；烯炔化合物（諸如3-甲基-3-戊烯-1-炔、或3,5-二甲基-3-己烯-1-炔）；或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、或苯并三唑可作為可選的組分併入本案組成物中。
本案組成物中反應抑制劑的含量沒有特別限制，但如果有包括的話一般係每100質量份的上述組分(A)至組分(D)之總質量有約0.0001至約5質量份。
可選地，可固化聚矽氧組成物可進一步包含一或多種額外成分。額外成分或成分之組合可包括例如每分子具有兩個矽原子鍵結氫原子之有機聚矽氧烷、脫模劑、填料、助黏劑、熱穩定劑、阻燃劑、反應性稀釋劑、氧化抑制劑、或其任二或更多者之組合。
特定而言，考慮到所得固化產物之低硬度，組分(F)係每分子具有兩個矽原子鍵結氫原子之有機矽氧烷。組分(F)中之有機基團的實例係不含脂族不飽和鍵之單價烴基，諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、及其他具有1至12個碳原子之烷基；苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、及其他具有6至12個碳原子之芳基，而甲基及苯基係最典型的。
用於組分(F)之有機矽氧烷的實例係兩個分子鏈末端皆由二甲基氫矽氧基所封端之二甲基聚矽氧烷；兩個分子鏈末端皆由二甲基氫矽氧基所封端之甲基苯基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物；及兩個分子鏈末端皆由二甲基氫矽氧基所封端之二苯基聚矽氧烷。
組分(F)之含量沒有限制，但其量通常使得在組分(C)與組分(F)中總矽鍵結氫原子中有機矽氧烷中之矽鍵結氫原子不多於約50莫耳%。
為了改善固化產物對固化期間所接觸之基底材料的黏著性，本案組成物可含有賦黏劑。在某些實施例中，賦黏劑係具有至少一個鍵結至分子中矽原子之烷氧基的有機矽化合物。此烷氧基之實例係甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、及甲氧基乙氧基；而甲氧基係最典型的。此外，鍵結至此有機矽化合物之矽原子的非烷氧基之實例係經取代或未經取代單價烴基，諸如烷基、烯基、芳基、芳烷基、鹵化烷基、及類似者；含環氧基之單價有機基團，例如3-環氧丙氧基丙基(3-glycidoxypropyl)、4-環氧丙氧基丁基(4-glycidoxybutyl)、或類似的環氧丙氧基烷基；2-(3,4-環氧環己基)乙基、3-(3,4-環氧環己基)丙基、或類似的環氧環己基烷基；及4-環氧乙烷基丁基(4-oxiranylbutyl)、8-環氧乙烷基辛基(8-oxiranyloctyl)、或類似的環氧乙烷基烷基；含丙烯酸基之單價有機基團，諸如3-甲基丙烯醯基氧基丙基及類似者；及氫原子。此有機矽化合物通常具有矽鍵結烯基或矽鍵結氫原子。此外，由於對各種類型的基底材料賦予良好黏著性的能力，此有機矽化合物通常在分子中具有至少一個含環氧基之單價有機基團。此類型的有機矽化合物之實例係有機矽烷化合物、有機矽氧烷寡聚物、及烷基矽酸酯。有機矽氧烷寡聚物或烷基矽酸酯的分子結構之實例係直鏈結構、部分支鏈結構、支鏈結構、環狀結構、及網狀結構。直鏈結構、支鏈結構、及網狀結構係典型的。此類型之有機矽化合物的實例係矽烷化合物，諸如3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯基氧基丙基三甲氧基矽烷、及類似者；在分子中具有至少一個矽鍵結烯基或矽鍵結氫原子、及至少一個矽鍵結烷氧基之矽氧烷化合物；在分子中具有至少一個矽鍵結烷氧基之矽烷化合物或矽氧烷化合物與在分子中具有至少一個矽鍵結羥基及至少一個矽鍵結烯基之矽氧烷化合物的混合物；及聚矽酸甲酯、聚矽酸乙酯、及含環氧基的聚矽酸乙酯。
在本案組成物中，賦黏劑之含量沒有特別限制，但為了對在固化期間所接觸之基底材料達成良好黏著性，賦黏劑之含量在某些實施例中係每100份的組分(A)至組分(D)之總質量有約0.01至約10質量份。
無機填料，諸如二氧化矽、玻璃、氧化鋁、或氧化鋅；聚甲基丙烯酸酯樹脂及類似者之有機樹脂細粉；耐熱劑、染料、顏料、阻燃劑、溶劑、及類似者可在不損害本發明目的之程度下作為可選的組分併入本發明中。
在各種實施例中，本發明之可固化聚矽氧組成物係可射出成型之聚矽氧組成物。 ＜固化產物＞
接下來將詳細描述本發明之固化產物。
本發明之固化產物係藉由固化前述可固化聚矽氧組成物所獲得。固化產物之形式沒有特別限制，並且可呈例如片材、膜、或鏡片之形式。固化產物可單獨進行處理，但亦可在固化產物覆蓋或密封光學元件之狀態下進行處理。
在某些實施例中，方法進一步包括加熱可固化聚矽氧組成物以形成固化產物。加熱步驟可進一步包括例如射出成型、轉移成型、澆鑄、擠壓、包覆成型(over-molding)、壓縮成型、及模穴成型，並且固化產物係經成型、經澆鑄、或經擠壓物品，包括鏡片、光導、光學清透黏著劑層、或其他光學元件。在具體實施例中，採用射出成型。 實施例
以下實施例說明可固化聚矽氧組成物及其固化產物，該等實施例旨在說明而非限制本發明。此外，物理性質值係在25℃下測量之值，並且固化產物之性質（硬度、拉伸強度、及伸長率）係測量如下。 ＜蕭氏A硬度＞
3 mm厚固化產物係藉由在150℃下加壓固化可固化聚矽氧組成物15分鐘然後在空氣循環烘箱中在150℃下後固化45分鐘而獲得。將固化產物堆疊成至少6 mm之厚度以用於硬度測量。固化產物之硬度係利用ASTM D2240所規定之蕭式A硬度計來測量。 ＜拉伸強度＞
3 mm厚固化產物係藉由在150℃下加熱60分鐘來固化可固化聚矽氧組成物而製成。固化產物之拉伸強度係根據ASTM D412中所規定之方法來測量。 ＜伸長率＞
3 mm厚固化產物係藉由在150℃下加熱60分鐘來固化可固化聚矽氧組成物而製成。固化產物之伸長率係根據ASTM D412中所規定之方法來測量。
用於下列組分(A)至組分(F)實施例中之材料的性質和名稱係標示如下。在式中，Me及Vi分別代表甲基及乙烯基。
組分(A) (a-1)：由以下平均單元式所代表之聚矽氧樹脂： (Me3 SiO1/2 )0.48 (SiO4/2 )0.52 ，其具有大約4,700之數量平均分子量(Mn)。 (a-2)：由以下平均單元式所代表之聚矽氧樹脂： (Me3 SiO1/2 )0.47 (ViMe2 SiO1/2 )0.05 (SiO4/2 )0.48 ，其具有大約4,600之數量平均分子量(Mn)及1.9質量%之乙烯基含量。
組分(B) (b-1)：在兩個分子鏈末端皆由二甲基乙烯基矽氧基所封端之二甲基聚矽氧烷，其具有大約2,000 mPa·s之黏度（在25℃下）及0.24質量%之乙烯基含量。
組分(C) (c-1)：由以下平均單元式所代表之有機聚矽氧烷： (Me2 HSiO1/2 )0.68 (SiO4/2 )0.32 ，其具有大約20 mm2 /s之動態黏度（在25℃下）且具有大約0.97質量%之矽原子鍵結氫原子含量。
組分(D) (d-1)：鉑-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物於在兩個分子鏈末端皆由二甲基乙烯基矽氧基所封端之二甲基聚矽氧烷中的溶液，其具有大約350 mPa·s之黏度（在25℃下）且具有0.48質量%之乙烯基含量（該溶液含有0.05質量%的鉑）。
組分(E) (e-1)：1-乙炔基-環己-1-醇
組分(F) (f-1)：在兩個分子鏈末端皆由二甲基氫矽氧基所封端之二甲基聚矽氧烷，其具有大約10 mm2 /s之動態黏度（在25℃下）且具有約0.15質量%之矽原子鍵結氫原子含量。 ＜實施實施例1至7及比較實施例1＞
將上述材料以表1中所示之數量比例混合至均勻以生產可固化聚矽氧組成物。將所得組成物在150℃下加熱60分鐘以生產3 mm厚固化片材，將其送交進行拉伸強度測量。亦將組成物在150℃下加熱60分鐘以生產3 mm厚固化產物，將其送交進行硬度（在25℃下）測量。結果在表1中給出。表1至表3之各者中的SiH/Vi比率表示組分(C)（或組分(C)與組分(F)）中矽鍵結氫之莫耳數對1莫耳的組分(B)中乙烯基的比率。表1至表3之各者中的R/P比率表示組分(A)對組分(A)與組分(B)之總質量的質量比率。
＜表1＞
比較實施例1 實施實施例1 實施實施例2 實施實施例3 實施實施例4 實施實施例5 實施實施例6 實施實施例7
可固化聚矽氧 組成物 （質量份） (a-1) 29.98 39.99 50.00 54.96 59.12 49.22 49.23 49.28
(b-1) 68.22 58.31 48.40 43.54 39.42 49.22 49.23 29.28
(c-1) 1.05 0.94 0.84 0.74 0.69 0.80 0.74 0.69
(d-1) 0.57 0.57 0.57 0.57 0.57 0.57 0.57 0.57
(e-1) 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
SiH/Vi比率 1.3 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.3 1.2
R/P比率 30 40 50 55 59 50 50 50
蕭氏A硬度 15.5 11.5 8.4 7.6 13.5 9.6 6.7 1.9
拉伸強度N/cm2 (psi) 34.5 (50) 32.4 (47) 103.4 (150) 339.9 (493) 339.2 (492) 173.1 (251) 148.9 (216) 72.4 (105)
＜實施實施例8至11＞
將上述材料以表2中所示之數量比例混合至均勻以生產可固化聚矽氧組成物。將所得組成物在150℃下加熱60分鐘以生產3 mm厚固化片材，將其送交進行拉伸強度測量。亦將組成物在150℃下加熱60分鐘以生產3 mm厚固化產物，將其送交進行硬度（在25℃下）測量。結果在表2中給出。
＜表2＞
實施實施例8 實施 實施例 9 實施實施例10 實施實施例11
可固化聚矽氧 組成物 （質量份） (a-1) 54.17 53.69 53.85 52.99
(b-1) 44.32 43.93 44.06 43.35
(c-1) 0.75 0.59 0.52 0.37
(d-1) 0.57 0.57 0.57 0.57
(e-1) 0.20 0.20 0.20 0.20
(f-1) 0 1.02 1.53 2.53
SiH/Vi比率 1.4 1.4 1.4 1.4
R/P比率 54 54 54 53
蕭氏A硬度 13.0 7.0 5.9 0
拉伸強度 N/cm2 (psi) 311.6 (452) 230.3 (334) 217.9 (316) 84.8 (123)
＜實施實施例12及比較實施例2至3＞
將上述材料以表3所示之數量比例混合至均勻以生產可固化聚矽氧組成物。將所得組成物在150℃下加熱60分鐘以產生3 mm厚固化產物，將其送交進行拉伸強度及伸長率測量。亦將組成物在150℃下加熱60分鐘以生產3 mm厚固化產物，將其送交進行硬度（在25℃下）測量。
＜表3＞
實施實施例12 比較實施例2 比較實施例3
可固化聚矽氧 組成物 （質量份） (a-1) 39.30 34.09 28.83
(a-2) 0 5.00 10.00
(b-1) 58.96 58.61 58.32
(c-1) 0.97 1.53 2.08
(d-1) 0.57 0.57 0.57
(e-1) 0.20 0.20 0.20
SiH/Vi比率 1.4 1.4 1.4
蕭氏A硬度 12.0 18.6 27.0
拉伸強度 N/cm2 (psi) 50.3 (73) 52.4 (76) 145.5 (211)
伸長率 (%) 318 183 154
產業利用性
由於本發明之可固化聚矽氧組成物形成可撓且高度透明的固化產物，該可固化聚矽氧組成物可用於作為可透光（例如，可見光、紅外線、紫外線、遠紫外線、X射線、雷射等等）的光學構件或組件。特定而言，因為藉由本發明之可固化聚矽氧組成物的固化所提供之固化產物不會經歷溫度引發之透明度變化，此固化產物非常適合用作為涉及高能量、高輸出光之裝置的光學構件或組件。
無
無

Claims (6)

  1. 一種可固化聚矽氧組成物，其包含：(A)約40至約60質量份的基本上由R3SiO1/2矽氧烷單元及SiO4/2矽氧烷單元所組成之聚矽氧樹脂，其中各R係相同或不同，並且獨立地選自不含脂族不飽和鍵之經鹵素取代或未經取代單價烴基，而且該聚矽氧樹脂中R3SiO1/2矽氧烷單元對SiO4/2矽氧烷單元的莫耳比具有約0.6至約1.5之值；(B)約60至約40質量份的每分子具有至少兩個烯基之有機聚矽氧烷，並且其不含SiO4/2矽氧烷單元在該有機聚矽氧烷中，前提是組分(A)與組分(B)之總量係100質量份；(C)每分子具有至少三個矽原子鍵結氫原子之有機矽氧烷，該有機矽氧烷之量足以使組分(C)之矽原子鍵結氫原子對組分(B)中烯基的莫耳比在從約1.0至約3.0之範圍內；(D)矽氫化催化劑，其量足以起始此組成物之固化；及(F)每分子具有兩個矽原子鍵結氫原子之有機矽氧烷，其量使得在組分(C)與組分(F)中之總矽原子鍵結氫原子中，該有機矽氧烷中之該矽原子鍵結氫原子不多於約40莫耳%。
  2. 如請求項1之可固化聚矽氧組成物，其中組分(C)包含：基本上由R2HSiO1/2矽氧烷單元及SiO4/2矽氧烷單元所組成之聚矽氧樹脂，其中各R係獨立地經選擇且如上所述，並且該聚矽氧樹脂中R2HSiO1/2矽氧烷單元對SiO4/2矽氧烷單元的莫耳比具有約1.5至約4.0之值。
  3. 如請求項1或2之可固化聚矽氧組成物，其進一步包含：(E)反應抑制劑，其量足以控制此組成物之固化。
  4. 如請求項1或2之可固化聚矽氧組成物，其用於射出成型。
  5. 一種藉由固化如請求項1至4中任一項之可固化聚矽氧組成物所獲得之固化產物。
  6. 如請求項5之固化產物，其中該固化產物之硬度小於蕭氏A 15且拉伸強度大於150psi(或大於約6.89kPa)。
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