WO2022138336A1 - 硬化性シリコーン組成物、その硬化物および積層体 - Google Patents
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Definitions
- the component (A1) is a group in which the functional group bonded to the silicon atom is selected from an alkenyl group such as a methyl group and a vinyl group, and 70 to 99 mol% of the organic group bonded to all the silicon atoms.
- the functional group bonded to the silicon atom is selected from an alkenyl group such as a methyl group and a vinyl group, and 70 to 99 mol% of the organic group bonded to all the silicon atoms.
- Is preferably a methyl group, 80 to 98 mol% is more preferably a methyl group, 88 to 98 mol% is a methyl group
- the other organic group bonded to the silicon atom is an alkenyl group such as a vinyl group. Is particularly preferable.
- the component (A1) is not hot-meltable by itself, but is useful as a component having particularly excellent color resistance and the like at high temperatures of the cured product obtained from the curable silicone composition of the present invention.
- the component (A1) may contain a small amount of a hydroxyl group or an alkoxy group.
- the component (A1) contains at least 20 mol% or more, preferably at least 40 mol% or more, and preferably 50 mol% or more of the siloxane unit represented by SiO 4/2 , which is a branching unit. It is more preferable, and it is particularly preferable to include it in the range of 50 to 90 mol%.
- R is preferably a monovalent organic group, and particularly preferably a methyl group from the viewpoint of compatibility with other components.
- i is a number indicating the ratio of the siloxane unit of SiO 4/2 , preferably 0.30 ⁇ i ⁇ 0.65, and 0.50 ⁇ i ⁇ 0.65. Especially preferable.
- the curable silicone composition containing this component can realize good hot melt performance as a whole, and the mechanical strength of the cured product obtained by curing the curable silicone composition can be increased. It is possible to realize a composition that is excellent, has no stickiness as a whole, and has good handling workability.
- the component (C) may be selected from organohydrogenpolysiloxane, which has low volatility, depending on its use and manufacturing method (particularly filling into a cartridge, pail, or drum). , Particularly preferred.
- this monovalent hydrocarbon group is the same as that shown as a specific example of the monovalent hydrocarbon group represented by R4 in the above average composition formula (1). It is preferable that R 6 is a group independently selected from a methyl group and a phenyl group, respectively.
- the content of the organohydrogenpolysiloxane in the component (C) in the curable silicone composition of the present invention is sufficient to cure the curable silicone composition, and the component (A) and the component (B) are sufficient.
- the number of silicon atom-bonded hydrogen atoms per alkenyl group is 0.5 to 20.0 with respect to the alkenyl group bonded to the silicon atom contained in the entire curable silicone composition, particularly 1.0 to The amount is preferably in the range of 10.
- the irradiation amount varies depending on the type of the high energy ray active catalyst, but in the case of ultraviolet rays, the integrated irradiation amount at a wavelength of 365 nm is preferably in the range of 100 mJ / cm 2 to 100 J / cm 2 .
- component (D1) examples include (methylcyclopentadienyl) trimethylplatinum (IV), (cyclopentadienyl) trimethylplatinum (IV), and (1,2,3,4,5-pentamethylcyclopenta). Dienyl) trimethyl platinum (IV), (cyclopentadienyl) dimethylethyl platinum (IV), (cyclopentadienyl) dimethylacetyl platinum (IV), (trimethylsilylcyclopentadienyl) trimethyl platinum (IV), (methoxy) Methylcyclopentadienyl) trimethylplatinum (IV), (dimethylphenylsilylcyclopentadienyl) trimethylcyclopentadienyl platinum (IV), trimethyl (acetylacetonato) platinum (IV), trimethyl (3,5-heptandio) Nate) Platinum (IV), trimethyl (Methylacetacetate) Platinum (IV), Bis (2,4-pentandionato) Platinum
- the component (D2) is another form of the component (D), and is a fine particle in which a hydrosilylation reaction catalyst represented by a platinum-based catalyst is dissolved or dispersed in a thermoplastic resin, or a shell of a thermoplastic resin. It may be any of microcapsule fine particles having a structure in which a platinum-based catalyst is contained as a nucleus.
- the thermoplastic resin is a wall material for the catalyst for the hydrosilylation reaction, and at room temperature to low temperature (about the dispens temperature), the wall material is inactive so that the hydrosilylation reaction catalyst in the particles is not dispersed in the system.
- the thermoplastic resin that is the wall material melts, the catalyst for the hydrosilylation reaction is dispersed in the system, activated, and cured based on the hydrosilylation reaction. The reaction proceeds.
- composition according to the present invention can be optionally selected from other curing agents (for example, peroxides, photopolymerization initiators, photosensitizers, etc.) and photoactive types as long as the technical effects of the present invention are not impaired. It may contain a hydrosilylation reaction catalyst other than the above. However, for the above reasons such as prevention of voids, it is preferable that any of these curable components is substantially non-volatile.
- the curing retarder of the present invention is not particularly limited, but for example, 2-methyl-3-butin-2-ol, 3,5-dimethyl-1-hexin-3-ol, 2-phenyl-3-butin-2- Alkyne alcohols such as all, 1-ethynyl-1-cyclohexanol; enein compounds such as 3-methyl-3-penten-1-in, 3,5-dimethyl-3-hexen-1-in; tetramethyltetravinylcyclo Low molecular weight siloxane containing alkenyl groups such as tetrasiloxane and tetramethyltetrahexenylcyclotetrasiloxane; alkynyloxy such as methyl-tris (1,1-dimethylpropynyloxy) silane and vinyl-tris (1,1-dimethylpropynyloxy) silane Silane is exemplified.
- (E) it is particularly preferable to use a curing retarder having a boiling point of 200 ° C. or higher under atmospheric pressure, and practically, methyl-tris (1,1-dimethylpropynyloxy) silane and vinyl-tris (1, It is preferable to use alkynyloxysilane such as 1-dimethylpropynyloxy) silane.
- the content of the curing retarder in the curable silicone composition is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 10000 ppm in terms of mass with respect to the composition.
- the curable silicone composition contains a light-shielding or light-absorbing / reflective functional filler (for example, a black pigment, a white pigment, etc.) as the component (F1), it is the component (D2). It is preferable to use the thermoplastic resin fine particles containing a hydrosilylation reaction catalyst as a catalyst. When such a filler is contained, transparency or light transmission is basically not required, so that the composition containing these pigments can be rapidly cured by triggering high temperature (for example, 130 ° C. or higher) exposure. Is. ..
- the above-mentioned components (A) to (D), the component (E) and any other components are heated and melted to uniformly mix each component, and then cooled as necessary.
- the composition is not limited to this method, and the composition may be produced by any method.
- the mixer that can be used in this manufacturing method is not particularly limited, but as an example, a kneader having a heating and cooling function, a Banbury mixer, a Henshell mixer, a planetary mixer, a 2-roll mill, a 3-roll mill, a loss mixer, and a lab plast mill.
- the process P2 may be performed manually or may be automated.
- the filling speed of the mixture obtained in the step P1 in the step P2 can be designed according to the production scale.
- the mixture obtained in step P1 can be continuously filled in the cartridge with a supply amount of 1 to 10 kg / hour, but it goes without saying that the filling conditions are not limited to this.
- filling may be performed by directly receiving the composition continuously coming out of the kneader on a pail or a drum.
- Step PA1 A step of mixing organopolysiloxane resin fine particles and other raw materials (which may optionally contain a functional filler);
- Step PA2 A step of kneading the mixture obtained in Step PA1 while heating and melting at a temperature of 120 ° C. or lower; It is a manufacturing method including.
- the curable silicone composition of the present invention can be thermally cured by irradiating with high energy rays, but the dispensation step and irradiation with high energy rays are possible. Depending on the combination of steps, there are several curing methods.
- the composition is heated to about 50 to 150 ° C. in the dispensing step, but the composition is cooled by irradiating with high energy rays while discharging the composition or immediately after being applied to the substrate. Thermosetting is possible before, and it is possible to proceed with thermosetting to some extent before natural cooling on the substrate.
- the curable silicone composition according to the present invention is suitable as a hot melt adhesive or a hot melt encapsulant having the property of being cured by high energy ray irradiation or temperature as a trigger.
- the uncured / semi-cured composition layer made of the curable silicone composition according to the present invention and the cured product obtained by curing the uncured / semi-cured composition layer are useful as members of electronic parts, semiconductor devices or optical semiconductor devices.
- melt viscosity at 100 ° C The melt viscosity of the curable silicone composition at 100 ° C. was measured by a high-grade flow tester CFT-500EX (manufactured by Shimadzu Corporation) under a pressure of 2.5 MPa using a nozzle with an outlet nozzle diameter of 1.0 mm. .. [Hot dispensing (initial)] A cartridge filled with a curable silicone composition is set in a temperature control unit (THERMO MASTER TCU-02 manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) attached to a desktop coating robot (SHOTmini200Sx manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.). Then, the temperature of the temperature control unit was set to 100 ° C. to warm the cartridge.
- THERMO MASTER TCU-02 manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.
- the temperature of the temperature control unit was set to 100 ° C., and the temperature was left as it was for 5 hours.
- a digital dispenser (ML-606GX manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) was used to perform a test of discharging onto a glass plate at a pressure of 0.5 MPa, and it was determined whether or not the discharge could be performed smoothly.
- the curable silicone composition was cured under predetermined curing conditions to form a cured product. The hardness of this cured product was measured by a type A durometer specified in JIS K 7215-1986 "Plastic Durometer Hardness Test Method".
- a nozzle having a diameter of 2.5 cm and a length of 13 cm was attached to the outlet of the twin-screw extruder, and the obtained mixture was continuously filled in a heat-resistant cartridge (Unity HiTemp syringe, manufactured by Nordson) having a capacity of 30 ml.
- a heat-resistant cartridge Unity HiTemp syringe, manufactured by Nordson
- Example 2 Mixture 2 was added to a twin-screw extruder (“2” in FIG. 1) at 170 ° C. from a hot melter for a barrel pail (VersaPail melter manufactured by Nordson, “1” in FIG. 1) at 9.52 kg / hr. Feeded the amount. Next, a mixture consisting of the component (c2) of 0.33 kg / hr and the component (e) of 500 ppm with respect to the entire composition was fed from the pump 3-a shown in FIG. The set temperature of the charging part was 150 ° C.
- a nozzle having a diameter of 2.5 cm and a length of 13 cm was attached to the outlet of the twin-screw extruder, and the obtained mixture was continuously filled in a heat-resistant cartridge (Unity HiTemp syringe, manufactured by Nordson) having a capacity of 30 ml.
- a heat-resistant cartridge Unity HiTemp syringe, manufactured by Nordson
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Abstract
Description
本発明に係る硬化性シリコーン組成物は、
(A)下記の(A1)成分および(A2)成分を20:80~90:10の質量比で含み、各成分が単独でホットメルト性を有しない、25℃において固体のオルガノポリシロキサン樹脂 100質量部
(A1)分子内に炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有し、かつ、RSiO3/2(Rは一価有機基、水酸基またはアルコキシ基)またはSiO4/2で表されるシロキサン単位を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有するオルガノポリシロキサン樹脂、
(A2)分子内に炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有さず、かつ、SiO4/2で表されるシロキサン単位を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有するオルガノポリシロキサン樹脂、
(B)分子内に少なくとも2個の炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有し、25℃において液状の直鎖状のオルガノポリシロキサン、
(C)一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(D)室温では不活性であるが、外部からのエネルギー刺激により組成物中で活性を示す性質を備えるヒドロシリル化反応用触媒
を含有してなり、組成物全体としてホットメルト性を有し、かつ、100℃における溶融粘度(フローテスターによる測定:出口ノズル径1mm,加圧2.5MPa)が、50Pa・s以下であることを特徴とする。
上記(A1)成分は、本組成物の主剤の一つであり、分子内に炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有し、SiO4/2で表されるシロキサン単位を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有し、(A1)成分単独ではホットメルト性を有しない、25℃において、無溶媒の状態では固体状のオルガノポリシロキサン樹脂である。ここで、Rは一価有機基、水酸基またはアルコキシ基であり、後述する炭素-炭素二重結合を有する硬化反応性基、炭素-炭素二重結合を有しない炭素原子数1~10の一価炭化水素基、水酸基または炭素原子数1~10のアルコキシ基から選ばれるであることが好ましい。
(A1-1)下記平均単位式:
(R1 3SiO1/2)a(R1 2SiO2/2)b(R1SiO3/2)c(SiO4/2)d(R2O1/2)e
(式中、各R1は独立して1~10個の炭素原子を有する一価炭化水素基であり、但し1分子中の全R1の1~12モル%がアルケニル基であり;各R2は水素原子又は1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり;a、b、c、d及びeは、以下を満たす数である:0.10≦a≦0.60、0≦b≦0.70、0≦c≦0.80、0.2≦d≦0.65、0≦e≦0.05、但し、c+d>0.20、かつa+b+c+d=1)
で表される、オルガノポリシロキサン樹脂である。
(A2)成分は、本組成物の主剤の一つであり、炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有さず、かつ、SiO4/2で表されるシロキサン単位を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有し、(A2)成分単独ではホットメルト性を有しない、25℃において、無溶媒の状態では固体状のオルガノポリシロキサン樹脂である。(A2)成分を、(A1)成分および(B)成分と所定の量的範囲内で併用することで、硬化性シリコーン組成物全体としてのホットメルト性および硬化性シリコーン組成物を硬化させて得られる硬化物の優れた応力緩和性を実現するための成分である。
(R3 3SiO1/2)f(R3 2SiO2/2)g(R3SiO3/2)h(SiO4/2)i(R2O1/2)j
(式中、各R3は独立して1~10個の炭素原子を有し、炭素-炭素二重結合を含まない一価炭化水素基;R2は水素原子又は1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり;f、g、h、i及びjは、以下を満たす数である:0.35≦f≦0.55、0≦g≦0.20、0≦h≦0.20、0.45≦i≦0.65、0≦j≦0.05、かつf+g+h+i=1)で表される、オルガノポリシロキサン樹脂である。
本発明にかかる硬化性シリコーン組成物は、(A)成分として、前記の(A1)成分と(A2)成分を20:80~90:10、好ましくは35:65~90:10、より好ましくは50:50~90:10の質量比で含む。ここで、(A)成分は各成分が単独でホットメルト性を有しないが、後述する成分(B)と所定の量比の範囲内で併用することで、組成物全体としてホットメルト性を実現することができる。本組成物においては(A1)成分を(A2)成分と組み合わせて使用することで、本硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物の貯蔵弾性率、損失弾性率、及びこれらの比から計算されるtanδをある程度調節することが可能であり、それによって硬化物の好適な弾性率、柔軟性、及び応力緩和性を達成することが可能である。
(B)成分は、本硬化性シリコーン組成物の主剤の一つであり、25℃において液状の直鎖状のオルガノポリシロキサンであって、分子内に少なくとも2個の炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有するものである。このような硬化反応性の鎖状オルガノポリシロキサンは、前述の(A)成分である、固体状のオルガノポリシロキサン樹脂と併用することで、組成物全体としてホットメルト性を実現できる。
(B1)下記構造式:
R4 3SiO(SiR4 2O)kSiR4 3
(式中、各R4は独立して1~10個の炭素原子を有する一価炭化水素基であり、但し1分子中のR4の少なくとも2個はアルケニル基であり、kは20~1,000の数である)で表される直鎖状ジオルガノポリシロキサンである。好適には、分子鎖両末端に各々1個ずつアルケニル基、特にビニル基を有する直鎖状ジオルガノポリシロキサンが好ましい。
(C)成分は、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、(D)成分の存在下、(A1)成分および(B)成分中の炭素-炭素二重結合と付加反応(ヒドロシリル化反応)することにより、組成物を硬化させる架橋剤である。
下記の平均単位式(1):
(R5 3SiO1/2)l(R6 2SiO2/2)m(R6SiO3/2)n(SiO4/2)p(R2O1/2)q
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン樹脂である。
平均単位式(2):
(HR6 2SiO1/2)e(R6 2SiO2/2)f(SiO4/2)g
式中、R6はそれぞれ独立に炭素数1~12の脂肪族不飽和結合を含まない非置換の又は置換された一価炭化水素基であり、e、f、及びgは、0.01≦e≦0.6、0≦f≦0.9、0.2≦g≦0.9、及びe+f+g=1の条件を満たす数である。
この一価炭化水素基の具体例は、上記平均組成式(1)においてR4が表す一価炭化水素基の具体例として示したものと同じである。R6は、それぞれ独立に、メチル基及びフェニル基から選択される基であることが好ましい。
平均単位式(3):
(HR7 2SiO1/2)h(R7 2SiO2/2)i(R8SiO3/2)j
式中、R7及びR8はそれぞれ独立に炭素数1~12の脂肪族不飽和結合を含まない非置換の又は置換された一価炭化水素基であり、全てのR8のうち少なくとも10モル%はアリール基であり、かつ、h、i、及びjは、0.01≦h≦0.6、0≦i≦0.9、0.2≦j≦0.9、及び、h+i+j=1の条件を満たす数である。
この一価炭化水素基の具体例は、上記平均単位式(1)において一価炭化水素基の具体例として示したものと同じである。R8は、全てのR8のうち少なくとも10モル%がフェニル基であることを条件として、それぞれ独立に、メチル基及びフェニル基から選択される基であることが好ましい。
(D)成分は、本発明に係る硬化性シリコーン組成物の特徴的な構成の一つであり、(A)/(B)成分に含まれる炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基と、成分(C)に含まれるケイ素原子結合水素原子(Si-H基)とをヒドロシリル化反応により架橋させて、本発明の硬化性シリコーン組成物を硬化させるためのヒドロシリル化反応用触媒であり、具体的には、室温で外部からのエネルギー的な刺激を加えない限り、そのままでは触媒活性を示さない不活性な状態であるが、外部からのエネルギー刺激により組成物中で活性を示すヒドロシリル化反応用触媒である。ここで、外部からのエネルギー刺激は、高温暴露等の熱エネルギー、高エネルギー線照射等の光エネルギー、振動や衝撃等の物理的エネルギーを、外部から組成物に与えることが含まれ、本発明においては、(D)成分の種類に応じ、高エネルギー線の照射および高温(好適には、130℃以上)暴露が代表的な外部からのエネルギー刺激として挙げられ、これらのエネルギー刺激をトリガーとしてヒドロシリル化反応に対する触媒活性を示し、組成物全体の硬化反応が進行することが好ましい。
本発明の硬化性シリコーン組成物は、上記の(A)~(D)成分に加えて、さらにヒドロシリル化反応用硬化遅延剤を含有してもよい。硬化遅延剤の構造は特に限定されないが、本発明の技術的効果の見地から、(E)大気圧下での沸点が200℃以上のヒドロシリル化反応用硬化遅延剤の使用が特に好ましい。硬化性シリコーン組成物の生産工程において減圧下で原料を溶融混錬する場合、沸点が低い化合物を硬化遅延剤として使用すると、溶融混錬工程中に硬化遅延剤の一部又は全部が揮発してしまい、硬化性シリコーン組成物に対する目標とした硬化遅延効果が得られなくなるおそれがあるからである。
本発明の硬化性シリコーン組成物には、上記の(A)~(D)成分および任意の(E)成分に加えて、シリコーン組成物に用いてもよい添加剤として当分野で公知の材料を添加してもよい。ここで、用いることができる添加剤として以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、本発明の技術的効果および硬化性シリコーン組成物の生産工程において減圧下で原料を溶融混錬する場合、その他の添加剤は、高沸点であるか、実質的に不揮発性の成分であることが特に好ましい。
本発明の硬化性シリコーン組成物からなる硬化物の機械物性を向上させる、あるいは難燃性を向上させることなどを目的として、添加剤として機能性フィラーを用いることができる。このような機能性フィラーとして、無機フィラー、有機フィラー、およびこれらの混合物が例示される。この無機フィラーとしては、補強性フィラー、顔料(特に白色顔料や黒色顔料)、熱伝導性フィラー、導電性フィラー、蛍光体、およびこれらの少なくとも2種の混合物が例示され、有機フィラーとしては、シリコーン樹脂系フィラー、フッ素樹脂系フィラー、ポリブタジエン樹脂系フィラーが例示される。なお、これらのフィラーの形状は特に制限されるものではなく、球状、紡錘状、扁平状、針状、不定形等であってよい。
本発明の組成物には、本発明の目的を損なわない限り、接着性付与剤を含有してもよい。このような接着付与剤は、本件出願人が、国際特許出願(PCT/JP2020/ 12027)において好適に例示している成分と共通であり、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン化合物、オルガノシロキサンオリゴマー、アルキルシリケートのほか、特公昭52-8854号公報や特開平10-195085号公報に開示されたアミノ基含有オルガノアルコキシシランとエポキシ基含有オルガノアルコキシシランとの反応混合物、特に、1分子中にケイ素原子結合アルコキシ基またはケイ素原子結合アルケニル基を有するカルバシラトラン誘導体、アルコキシシリル基含有有機基を有するシラトラン誘導体などが好適に利用できる。この接着性付与剤の含有量は限定されないが、本組成物の合計100質量部に対して0.01~10質量部の範囲内であることが好ましい。
さらに、本組成物には、その他任意の成分として、酸化鉄(ベンガラ)、酸化セリウム、セリウムジメチルシラノレート、脂肪酸セリウム塩、水酸化セリウム、ジルコニウム化合物等の耐熱剤;その他、染料、白色以外の顔料、難燃性付与剤等を含有してもよい。
本発明に係る硬化性シリコーン組成物は、25℃においては形状保持性を有する固体であるが、上記の通り、ホットメルト性を有し、特に、100℃における溶融粘度(フローテスターによる測定:出口ノズル径1mm,加圧2.5MPa)が、50Pa・s以下であることが必要である。なお、形状保持性を有するとは、外力がない状態で実質的に変形乃至流動性を示さないことを意味するものであり、外力を加えれば変形乃至可塑度を測定可能な固体状乃至生ゴム状固体であってもよい。
本発明の硬化性シリコーン組成物は、上記の(A)~(D)成分、および、(E)成分その他任意の成分、加熱溶融して各成分を均一に混合し、必要に応じてその後冷却することによって製造することができるが、この方法には限定されず任意の方法で組成物を製造してよい。本製造方法で用いることができる混合機は特に限定されないが、例として、加熱及び冷却機能を備えたニーダー、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサー、2ロールミル、3ロールミル、ロスミキサー、ラボプラストミル等の回分(バッチ)式、加熱及び冷却機能を備えた単軸押出機、2軸押出機等の連続式の加熱混練装置を挙げることができる。本発明に係る硬化性シリコーン組成物はカートリッジ、ペール、又はドラムに充填し、加熱してディスペンサーで吐出する使用形態に特に適するため、連続的に前記容器に充填できるという観点から、一軸または二軸の連続混合機を用いて製造することが特に好ましい。
工程P1:硬化性ホットメルトシリコーン組成物の構成成分を、好ましくは50℃以上の温度で混合する工程
工程P2:工程P1で得た加熱溶融後の混合物を、ノズルから吐出し、連続的にカートリッジ、ペール又はドラムに充填する工程
工程P1は、本発明の組成物の構成成分を、加熱溶融しながら混練する工程であり、加熱溶融性を有する混合物をその軟化点以上の温度、好適には、50℃~200℃の温度範囲で加熱混練することで、組成物全体を溶融乃至軟化させて混合することで、混合物に含まれる成分を均一に混ぜることができる。工程P1で得られた混合物は均一に混合された組成物であるので、これを工程P2においてカートリッジ、ペール、又はドラムに充填することでホットディスペンス用の硬化性シリコーン組成物含有カートリッジ、ペール、又はドラムを生産することができる。一方、混合物を加熱する温度が前記下限未満では、混合物の軟化が不十分となって、機械力を用いても各成分が全体に均一に混合された、溶融乃至軟化した混合物を得ることが困難となる場合がある。このような成分が均一に混合されていない混合物を、工程P2において前記容器に充填しても均一に混合された硬化性シリコーン組成物を得られず、使用時に硬化不良や溶融不良などの問題が生じる場合がある。逆に、混合物を加熱する温度が前記上限を超えると、(D)成分である光活性型のヒドロシリル化反応触媒や白金系触媒含有熱可塑性樹脂微粒子の意図しない副反応等として、ヒドロシリル化反応が混合時に起こり、混合物全体が著しい増粘又は硬化してホットメルト性を失い、あるいは硬化物を形成してしまう場合があるため、好ましくない。また、(D)成分である光活性型のヒドロシリル化反応触媒やヒドロシリル化反応触媒含有熱可塑性樹脂微粒子については、意図しない副反応を抑制するため、工程P1において初めから他の成分とは混合するのではなく、他の成分の混合物が十分に混合された後で(D)成分を添加したり、(D)成分添加時には混錬可能な範囲で加熱温度を低くするなどの方法を用いてよく、かつ、好ましい。
工程P2は、工程P1で得た加熱溶融後の混合物を、ディスペンス用の容器に充填する工程であり、工程P1において連続式の混練装置を用いる場合は連続的に充填を行えるので優れた生産効率を達成できる。この場合、連続式の混練装置の出口に充填するカートリッジの内径に合わせたノズルを取り付け、当該ノズルをカートリッジに装填させることで均一に混合された組成物がノズルから吐出される圧力により自動的にカートリッジを充填することが可能である。カートリッジが完全に充填されたらノズルから取り外して、連続的にノズルを次のカートリッジに装填することで、組成物の吐出スピードに合わせて、充填工程を次々に行うことができる。
本発明に係る硬化性シリコーン組成物は、上記の工程P2等でディスペンス用カートリッジに充填されて、ホットディスペンスに好適に使用することができる。工程P2にて使用されるディスペンス用のカートリッジは耐熱タイプが使用でき、かつ、好ましい。充填及び、ディスペンス工程は100℃程度で実施されるため、120℃程度の耐熱性を有するプラスチックのカートリッジが使用可能である。また、金属製、例えばアルミニウム製のカートリッジを用いても良い。一方、耐熱性を有しないカートリッジを使用してしまうと、充填時または次に述べる加熱ディスペンス時に100℃以上の高温で使用時にカートリッジが変形を起こすなどの不具合が発生する可能性がある。同様にペール及びドラムも金属製のものを使用することが好ましく、後述のホットメルターで使用できるタイプのものを選定することが好ましい。
本発明に係る硬化性シリコーン組成物は、好適にはディスペンス用カートリッジ、ペール、又はドラムに充填された形態をとるが、必要に応じ、タブレット状、ペレット状、シート状又はフィルム状の成型物の形態であって良い。これらの成型物、特に、硬化性シリコーン組成物からなるシートおよびフィルムは、真空ラミネーター、真空プレス、およびコンプレッション成型から選ばれる一以上の手段により、未硬化の上記硬化性シリコーン組成物シート又はフィルムの少なくとも一方の面を電子部品またはその前駆体である基材の一部または全部と密着させ、高エネルギー線を照射して硬化させる使用形態に用いることができる。
工程PA1:オルガノポリシロキサン樹脂微粒子およびその他の原料(任意選択により場合によっては機能性フィラーを含んでもよい)を混合する工程;
工程PA2:工程PA1で得た混合物を、120℃以下の温度で加熱溶融しながら混練する工程;
を含む製造方法である。
工程PB1:有機溶剤中に、室温で固体状のオルガノポリシロキサン樹脂(A)および鎖状のオルガノポリシロキサン(B)等を分散乃至溶解させた溶液から、150℃以上の温度で有機溶剤の除去を行い、ホットメルト性の固形分を得る工程;
工程PB2:工程PB1で得たホットメルト性の固形分に、硬化剤(C+D)成分を加えた後、その混合物を120℃以下の温度で加熱溶融しながら混練する工程;
を含む製造方法である。
本発明の硬化性シリコーン組成物は(D)成分として光活性型のヒドロシリル化反応触媒を用いる場合、高エネルギー線の照射をトリガーとして熱硬化が可能となるが、ディスペンス工程と高エネルギー線の照射工程の組み合わせにより、いくつかの硬化方法が挙げられる。ディスペンス工程にて組成物は50~150℃程度に加熱されているが、組成物を吐出しながら、もしくは基材に塗布された直後に高エネルギー線を照射することで、組成物が冷却される前に熱硬化が可能となり、基材上で自然冷却する前にある程度熱硬化を進めることが可能である。組成物の硬化速度は添加する触媒及び硬化遅延剤の量並びに高エネルギー線の照射量により精密に制御可能である。これは組成物を吐出されたそのままの形状で硬化させたい場合に好適に使用でき、具体的には基材のシーリングや封止に適用できる。組成物が吐出され基材との密着が発生した直後に硬化がある程度進行するため、いわゆる材料の即硬化・形状固定が達成できる。必要に応じて、得られた積層体10℃以上の温度に暴露して後硬化することで完全な硬化物を形成することができる。
工程(I):本発明に係る硬化性シリコーン組成物を、加温部を備えたディスペンサーにより50℃以上に加熱して流動性を与え、少なくとも一つの基材の表面の一部または全部に吐出する工程、
工程(II):工程(I)と同時に、または工程(I)の後に、ディスペンサーから吐出された硬化性シリコーン組成物に対して、直接または他の基材越しに高エネルギー線を照射する工程、および必要に応じて
工程(III):工程(I)の後であって、工程(II)の前または後に、ディスペンサーから吐出された硬化性シリコーン組成物に、他の基材を密着させる工程
を有する製造方法が特に好ましい。ここで、工程(I)においてディスペンサーの出口に加温可能なスロットダイを接続することで所望の厚みのフィルム状又はシート状の形状で吐出が可能となり、そのまま基材状に塗布することで精密コーティングも可能である。なお、高エネルギー線の照射後の本発明に係る硬化性シリコーン組成物は、室温下又は加熱により硬化反応が経時的に進行し、硬化物を形成することから、室温(25℃付近)で放置してもよく、10℃以上の温度、好ましくは50℃以上、より好ましくは100℃以上の熱に暴露して組成物を硬化させてもよい。
工程(I):硬化性シリコーン組成物を、加温部を備えたディスペンサーにより50℃以上に加熱して流動性を与え、少なくとも一つの基材の表面の一部または全部に吐出する工程、
必要に応じて工程(II):工程(I)の後に、ディスペンサーから吐出された硬化性シリコーン組成物に、他の基材を密着させる工程、および
工程(III):得られた基材と硬化性シリコーン組成物との一体化物を130℃以上の温度に加熱する工程
本発明の硬化性シリコーン組成物を硬化させて得られる硬化物の好適な硬さはその用途により二つに分類され、本発明の硬化性シリコーン組成物の両面で被着体と接着させる場合(すなわち、接着剤的な使用)は、JIS K 7215-1986「プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法」に規定のタイプAデュロメータ硬さが30以上であることが好ましい。これは硬度が上記下限以下であると、硬化物が柔らかすぎてもろくなる傾向にあるからである。一方で、その用途が基板の封止やシーリングである場合(すなわち、封止剤的な使用)、タイプAデュロメータ硬さが40以上であることが好ましい。これは、硬度が上記下限以下であると、硬化物の表面がべたつきを帯びてハンドリング性が低下するためである。
上記の硬化性シリコーン組成物は、その硬化物が比較的低タックで表面のべたつきが少なく、ホットディスペンサーにて50℃以上の温度で基材表面に対して吐出し、上記の方法で硬化することでシーリング剤や封止剤として使用することができる。また、吐出された組成物が冷える前に、その他の基材を密着(好適には、外力を加えて組成物層に基材を押し付けることで、組成物層を変形させて密着)させ、上記の方法で硬化することで異なる基材(部材)間の接合層/接着層として使用することも可能である。すなわち、本発明に係る硬化性シリコーン組成物は、高エネルギー線照射や温度をトリガーとして硬化する性質を備える、ホットメルト接着剤またはホットメルト封止剤として好適である。特に、本発明に係る硬化性シリコーン組成物からなる未硬化/半硬化の組成物層や、それを硬化させてなる硬化物は、電子部品、半導体装置または光半導体装置の部材として有用である。
硬化性シリコーン組成物の100℃での溶融粘度は高化式フローテスターCFT-500EX(株式会社島津製作所製)により、2.5MPaの加圧下、出口ノズル直径1.0mmのノズルを用いて測定した。
[ホットディスペンシング性(初期)]
卓上型塗布ロボット(武蔵エンジニアリング(株)社製のSHOTmini200Sx)に取り付けたれた温調ユニット(武蔵エンジニアリング(株)社製のTHERMO MASTER TCU-02)に硬化性シリコーン組成物が充填されたカートリッジをセットし、温調ユニットの温度設定を100℃にして、カートリッジを温めた。カートリッジが十分に温まった後、デジタルディスペンサー(武蔵エンジニアリング(株)社製のML-606GX)により0.5MPaの圧力にてガラス板上に吐出する試験を行い、スムーズに吐出できるか否かの判定を行った。
[ホットディスペンシング性(100℃―5時間後)/ディスペンス時の組成物の安定性]
卓上型塗布ロボット(武蔵エンジニアリング(株)社製のSHOTmini200Sx)に取り付けたれた温調ユニット(武蔵エンジニアリング(株)社製のTHERMO MASTER TCU-02)に硬化性シリコーン組成物が充填されたカートリッジをセットし、温調ユニットの温度設定を100℃にして、そのまま5時間放置した。その後、デジタルディスペンサー(武蔵エンジニアリング(株)社製のML-606GX)により0.5MPaの圧力にてガラス板上に吐出する試験を行い、スムーズに吐出できるか否かの判定を行った。
[硬化物の硬度]
硬化性シリコーン組成物を所定の硬化条件によって硬化させ、硬化物を形成した。この硬化物の硬さを、JIS K 7215-1986「プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法」に規定のタイプAデュロメータにより測定した。
各参考例においては、以下に示すオルガノポリシロキサン樹脂(a1), (a2), (a’)と直鎖状オルガノポリシロキサン(b), (b’){以下、成分(a1), (a2), (a’), (b), (b’)という}を混合し、ホットメルト性を有するシロキサン混合物(以下、混合物1~7という)を調製した。なお、参考例に記載の方法で除去される低分子量のオルガノポリシロキサン成分には、M4Q構造体等が含まれる。
25℃において白色固体状で、平均単位式:
(Me2ViSiO1/2)0.05(Me3SiO1/2)0.39(SiO4/2)0.56(HO1/2)0.02
で表されるオルガノポリシロキサン樹脂(ビニル基の含有量=1.9質量%)
・成分(a2):
25℃において白色固体状で、平均単位式:
(Me3SiO1/2)0.44(SiO4/2)0.56(HO1/2)0.02
で表されるオルガノポリシロキサン樹脂(ビニル基の含有量=0質量%)
・成分(a’):
25℃において白色固体状で、平均単位式:
(Me3SiO1/2)0.44(SiO4/2)0.56(HO1/2)0.02
で表されるオルガノポリシロキサン樹脂
・成分(b):
式:ViMe2SiO(Me2SiO)800SiViMe2
で表される、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.09質量%)
・成分(b’):
式:(OMe)3SiO(Me2SiO)800Si(OMe)3
で表される、分子鎖両末端トリアルコキシシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン
以下に示す実施例および比較例では、上記の混合物1~7、成分(b)のほか、下記の化合物を用いた。各例に係る組成物の調製にあたっては、図面1に示す形態の二軸押出機を使用している。また、得られた各硬化性シリコーン組成物の特性を表2に示す。
・成分(c1):
式:(PhSiO3/2)0.4(HMe2SiO1/2)0.6で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン (大気圧下100℃のオーブンにて1時間エージングした時の揮発成分量、すなわち質量減少率は3.4質量%)
・成分(c2):
式:(HMe2SiO1/2)0.52(Me2SiO2/2)0.15(SiO4/2)0.33で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン (大気圧下100℃のオーブンにて1時間エージングした時の揮発成分量、すなわち質量減少率は2.9質量%)
・成分(c’):
Me3SiO(Me2SiO)37(MeHSiO)37SiMe3
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン (大気圧下100℃のオーブンにて1時間エージングした時の揮発成分量、すなわち質量減少率は2.6質量%)
・成分(c’’):
式:M e3 S iO (M e2 S iO )2 9 [M e(H S C 3 H 6 )S iO ]3 S iM e3
で表される3 - メルカプトプロピル基を含有するオルガノポリシロキサン
・成分(d1):
(メチルシクロペンタジエニル)トリメチル白金(IV)錯体
・成分(d2):白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体を白金の含有量として4000ppm含有するポリカーボネート樹脂粒子
・成分(d’’):
白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体の1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサン溶液
・成分(e):
メチルトリス-1,1-ジメチル-2-プロピニロキシシラン(沸点=245℃(1013.25hPa)
・成分(f):
カーボンブラック(商品名:デンカブラック100%プレス、デンカ株式会社製)
・成分(f’):
酸化チタン(SX-3103,堺化学工業株式会社製)
混合物1を、ずん胴ペール缶用のホットメルター(ノードソン社製のVersaPailメルター、図1の「1」)より170℃にて二軸押出機(図1の「2」)に9.54kg/hrの量でフィードした。
次に、成分(c1)0.31kg/hr、成分(e)本組成物全体に対して500ppmとなる量からなる混合物を図1に示すポンプ3-aからフィードした。投入部の設定温度は150℃であった。
続いて、成分(b)0.15kg/hr、及び成分(d1)(本組成物全体に対して白金金属として質量単位で10ppmとなる量)、からなる混合物を図1のポンプ3-bからフィードし(投入部の設定温度は80℃)、押出機内の真空度は-0.08MPaで、脱気溶融混錬を行った。
二軸押出機の出口温度は80℃とし、混合物は当該温度において半固体状の軟化物の形態であった。二軸押出機の出口に直径2.5cm、長さ13cmのノズルを取り付け、得られた混合物を連続的に容量30mlの耐熱性カートリッジ(Unity HiTempシリンジ、ノードソン社製)に充填した。
混合物2をずん胴ペール缶用のホットメルター(ノードソン社製のVersaPailメルター、図1の「1」)より170℃にて二軸押出機(図1の「2」)に9.52kg/hrの量をフィードした。
次に、成分(c2)0.33kg/hr、成分(e)本組成物全体に対して500ppmとなる量からなる混合物を図1に示すポンプ3-aからフィードした。投入部の設定温度は150℃であった。
続いて、成分(b)0.15kg/hr、及び成分(d1)(本組成物全体に対して白金金属として質量単位で10ppmとなる量)、からなる混合物を図1のポンプ3-bからフィードし(投入部の設定温度は80℃)、押出機内の真空度は-0.08MPaで、脱気溶融混錬を行った。
二軸押出機の出口温度は80℃とし、混合物は当該温度において半固体状の軟化物の形態であった。二軸押出機の出口に直径2.5cm、長さ13cmのノズルを取り付け、得られた混合物を連続的に容量30mlの耐熱性カートリッジ(Unity HiTempシリンジ、ノードソン社製)に充填した。
混合物3をずん胴ペール缶用のホットメルター(ノードソン社製のVersaPailメルター、図1の「1」)より170℃にて二軸押出機(図1の「2」)に9.51kg/hrの量でフィードした。
次に、成分(c10.34kg/hr、成分(e)本組成物全体に対して500ppmとなる量からなる混合物を図1に示すポンプ3-aからフィードした。投入部の設定温度は150℃であった。
続いて、成分(b)0.15kg/hr、及び成分(d1)(本組成物全体に対して白金金属として質量単位で10ppmとなる量)、からなる混合物を図1のポンプ3-bからフィードし(投入部の設定温度は80℃)、押出機内の真空度は-0.08MPaで、脱気溶融混錬を行った。
二軸押出機の出口温度は80℃とし、混合物は当該温度において半固体状の軟化物の形態であった。二軸押出機の出口に直径2.5cm、長さ13cmのノズルを取り付け、得られた混合物を連続的に容量30mlの耐熱性カートリッジ(Unity HiTempシリンジ、ノードソン社製)に充填した。
混合物4をずん胴ペール缶用のホットメルター(ノードソン社製のVersaPailメルター、図1の「1」)より170℃にて二軸押出機(図1の「2」)に9.41kg/hrの量でフィードした。
次に、成分(c2)0.440kg/hr、成分(e)本組成物全体に対して500ppmとなる量からなる混合物を図1に示すポンプ3-aからフィードした。投入部の設定温度は150℃であった。
続いて、成分(b)0.15kg/hr、、及び成分(d1)(本組成物全体に対して白金金属として質量単位で10ppmとなる量)、からなる混合物を図1のポンプ3-bからフィードし(投入部の設定温度は80℃)、押出機内の真空度は-0.08MPaで、脱気溶融混錬を行った。
二軸押出機の出口温度は80℃とし、混合物は当該温度において半固体状の軟化物の形態であった。二軸押出機の出口に直径2.5cm、長さ13cmのノズルを取り付け、得られた混合物を連続的に容量30mlの耐熱性カートリッジ(Unity HiTempシリンジ、ノードソン社製)に充填した。
混合物3をずん胴ペール缶用のホットメルター(ノードソン社製のVersaPailメルター、図1の「1」)より170℃にて二軸押出機(図1の「2」)に9.41kg/hrの量でフィードした。
次に、成分(c1)0.34kg/hr、成分(e)本組成物全体に対して500ppmとなる量、成分(f)0.1kg/hrからなる混合物を図1に示すポンプ3-aからフィードした。投入部の設定温度は150℃であった。
続いて、成分(b)0.15kg/hr、成分(d2)(本組成物全体に対して白金金属として質量単位で10ppmとなる量)、及び成分(f)0.1kg/hrからなる混合物を図1のポンプ3-bからフィードし(投入部の設定温度は80℃)、押出機内の真空度は-0.08MPaで、脱気溶融混錬を行った。
二軸押出機の出口温度は80℃とし、混合物は当該温度において半固体状の軟化物の形態であった。二軸押出機の出口に直径2.5cm、長さ13cmのノズルを取り付け、得られた混合物を連続的に容量30mlの耐熱性カートリッジ(Unity HiTempシリンジ、ノードソン社製)に充填した。
混合物4をずん胴ペール缶用のホットメルター(ノードソン社製のVersaPailメルター、図1の「1」)より170℃にて二軸押出機(図1の「2」)に8.47kg/hrの量でフィードした。
次に、成分(b)0.085kg/hr,成分(c2)0.396kg/hr、成分(e)本組成物全体に対して500ppmとなる量、成分(f’)1.0kg/hrからなる混合物を図1に示すポンプ3-aからフィードした。投入部の設定温度は150℃であった。
続いて、成分(b)0.05kg/hr、成分(d2)(本組成物全体に対して白金金属として質量単位で10ppmとなる量)からなる混合物を図1のポンプ3-bからフィードし(投入部の設定温度は80℃)、押出機内の真空度は-0.08MPaで、脱気溶融混錬を行った。
二軸押出機の出口温度は80℃とし、混合物は当該温度において半固体状の軟化物の形態であった。二軸押出機の出口に直径2.5cm、長さ13cmのノズルを取り付け、得られた混合物を連続的に容量30mlの耐熱性カートリッジ(Unity HiTempシリンジ、ノードソン社製)に充填した。
混合物5をずん胴ペール缶用のホットメルター(ノードソン社製のVersaPailメルター、図1の「1」)より170℃にて二軸押出機(図1の「2」)に9.40kg/hrの量でフィードした。
次に、成分(c’)0.450kg/hr、成分(e)本組成物全体に対して500ppmとなる量からなる混合物を図1に示すポンプ3-aからフィードした。投入部の設定温度は150℃であった。
続いて、成分(b)0.15kg/hr、及び成分(d)(本組成物全体に対して白金金属として質量単位で10ppmとなる量)、からなる混合物を図1のポンプ3-bからフィードし(投入部の設定温度は80℃)、押出機内の真空度は-0.08MPaで、脱気溶融混錬を行った。
二軸押出機の出口温度は80℃とし、混合物は当該温度において半固体状の軟化物の形態であった。二軸押出機の出口に直径2.5cm、長さ13cmのノズルを取り付け、得られた混合物を連続的に容量30mlの耐熱性カートリッジ(Unity HiTempシリンジ、ノードソン社製)に充填した。
混合物1をずん胴ペール缶用のホットメルター(ノードソン社製のVersaPailメルター、図1の「1」)より170℃にて二軸押出機(図1の「2」)に9.54kg/hrの量でフィードした。
次に、成分(c1)0.310kg/hr、成分(e)本組成物全体に対して3500ppmとなる量からなる混合物を図1に示すポンプ3-aからフィードした。投入部の設定温度は150℃であった。
続いて、成分(b)0.15kg/hr、成分(d’’)(本組成物全体に対して白金金属として質量単位で4ppmとなる量)、からなる混合物を図1のポンプ3-bからフィードし(投入部の設定温度は80℃)、押出機内の真空度は-0.08MPaで、脱気溶融混錬を行った。
二軸押出機の出口温度は80℃とし、混合物は当該温度において半固体状の軟化物の形態であった。二軸押出機の出口に直径2.5cm、長さ13cmのノズルを取り付け、得られた混合物を連続的に容量30mlの耐熱性カートリッジ(Unity HiTempシリンジ、ノードソン社製)に充填した。
混合物6をずん胴ペール缶用のホットメルター(ノードソン社製のVersaPailメルター、図1の「1」)より170℃にて二軸(図1の「2」)に9.70kg/hrの量でフィードした。
次に、成分(c’’) 0.150kg/hr、2 - ヒドロキシ- 2 - メチルプロピオフェノン(本組成物全体に対して質量単位で1000ppmとなる量)からなる混合物を図1に示すポンプ3-aからフィードした。投入部の設定温度は150℃であった。
続いて、成分(b)0.15kg/hr、2 ,6 - ジ- t e r t - ブチル- 4 - メチルフェノール(本組成物全体に対して質量単位で100ppmとなる量)からなる混合物を図1のポンプ3-bからフィードし(投入部の設定温度は80℃)、押出機内の真空度は-0.08MPaで、脱気溶融混錬を行った。
二軸押出機の出口温度は80℃とし、混合物は当該温度において半固体状の軟化物の形態であった。二軸押出機の出口に直径2.5cm、長さ13cmのノズルを取り付け、得られた混合物を連続的に容量30mlの耐熱性カートリッジ(Unity HiTempシリンジ、ノードソン社製)に充填した。
混合物7をずん胴ペール缶用のホットメルター(ノードソン社製のVersaPailメルター、図1の「1」)より170℃にて二軸押出機(図1の「2」)に9.74kg/hrの量でフィードした。
次に、
(OMe)3SiO(Me2SiO)800Si(OMe)3
で表される、分子鎖両末端トリメトキシシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン 0.15kg/hr、イソブチルトリメトキシシラン 0.110kg/hr、テトラ-第三級ブチルチタン(本組成物全体に対してチタン金属として質量単位で800ppmとなる量)、からなる混合物を図1のポンプ3-bからフィードし(投入部の設定温度は80℃)、押出機内の真空度は-0.08MPaで、脱気溶融混錬を行った。
二軸押出機の出口温度は80℃とし、混合物は当該温度において半固体状の軟化物の形態であった。二軸押出機の出口に直径2.5cm、長さ13cmのノズルを取り付け、得られた混合物を連続的に容量30mlの耐熱性カートリッジ(Unity HiTempシリンジ、ノードソン社製)に充填した。
本発明にかかる実施例1~6の硬化性シリコーン組成物は、特定の固体状オルガノポリシロキサン樹脂と鎖状のオルガノポリシロキサンを使用し、光活性型のヒドロシリル化反応触媒(実施例1~4)またはヒドロシリル化触媒含有ポリカーボネート樹脂微粒子(実施例5,6)を使用し、かつ、その溶融粘度特性を制御することで、ホットディスペンス性に優れる一方でディスペンス時の貯蔵安定性を損なうことなく、紫外線の照射または高温暴露をトリガーとして良好な硬化性を実現した。さらに得られるシリコーン硬化物は表面にタック性が少なく、比較的硬いため、半導体素子等を保護する用途に好適に使用できることが期待される。
実施例5および実施例6の硬化性シリコーン組成物は、それぞれ黒色顔料として(f)カーボンブラックおよび白色顔料として(f‘)酸化チタンを含み、黒色および白色の硬化物を与える他、高温暴露によりヒドロシリル化反応触媒として活性化する性質を有する(d2)触媒を含むので、以下のディスペンス方法および成型方法に利用可能である。
卓上型塗布ロボット(武蔵エンジニアリング(株)社製のSHOTmini200Sx)に取り付けたれた温調ユニット(武蔵エンジニアリング(株)社製のTHERMO MASTER TCU-02)に実施例6にて得られた硬化性シリコーン組成物が充填されたカートリッジをセットし、温調ユニットの温度設定を100℃にして、カートリッジを温めた。カートリッジが十分に温まった後、デジタルディスペンサー(武蔵エンジニアリング(株)社製のML-606GX)により0.5MPaの圧力にてガラス板上に吐出したところ組成物は液垂れすることなく吐出されたままの形状を保持していた。そのまま得られた積層体を160℃に1時間暴露することで硬化物を得た。得られた硬化物はガラス基板と強固に接着していた。
参考例1と同様にして、デジタルディスペンサーからガラス板上に吐出された硬化性シリコーン組成物(実施例6)の上から2枚目のガラス板を張り合わせてマニュアルで押し広げた。得られた積層体をそのまま160℃に1時間暴露することで硬化物を得た。得られた硬化物は2枚のガラス基板と強固に接着していた。
卓上型塗布ロボット(武蔵エンジニアリング(株)社製のSHOTmini200Sx)に取り付けたれた温調ユニット(武蔵エンジニアリング(株)社製のTHERMO MASTER TCU-02)に実施例5にて得られた硬化性シリコーン組成物が充填されたカートリッジをセットし、温調ユニットの温度設定を100℃にして、カートリッジを温めた。カートリッジが十分に温まった後、デジタルディスペンサー(武蔵エンジニアリング(株)社製のML-606GX)により0.5MPaの圧力にてトランスファー成形機に組成物を塗布し、テトラフルオロエチレン樹脂製剥離性フィルムを金型との間に噛ませながら10cmX10cmのアルミニウム基板に対して160℃の温度で10分間成形行ったところ、きれいな成形体が得られた。
参考例3と同様にして、デジタルディスペンサーからコンプレッション成形機内に組成物を塗布し、テトラフルオロエチレン樹脂製剥離性フィルムを金型との間に噛ませながら10cmX10cmのアルミニウム基板に対して160℃の温度で10分間成形行ったところ、きれいな成形体が得られた。
参考例1のデジタルディスペンサーの先端に加温可能な出口間隙を100μmにしたスロットダイを取り付け、ダイの温度設定を100℃として調製例1にて得られた硬化性シリコーン組成物を吐出してガラス板の上に塗布した。この組成物に波長365nmの紫外線を照射量が10J/cm2となるように照射して、100℃に1時間暴露することで硬化物を得た。得られた硬化物はガラス基板と強固に接着しており、その膜厚は塗布したままの100μmであった。
2:押出機
3-a:ポンプ
3-b:ポンプ
3-c:真空ポンプ
4:吐出口(任意でカートリッジ充填用のノズルを取り付けてもよい)
Claims (15)
- (A)下記の(A1)成分および(A2)成分を20:80~90:10の質量比で含み、各成分が単独でホットメルト性を有しない、25℃において固体のオルガノポリシロキサン樹脂 100質量部
(A1)分子内に炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有し、かつ、SiO4/2で表されるシロキサン単位を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有するオルガノポリシロキサン樹脂、
(A2)分子内に炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有さず、かつ、SiO4/2で表されるシロキサン単位を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有するオルガノポリシロキサン樹脂、
(B)分子内に少なくとも2個の炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有し、25℃において液状の直鎖状のオルガノポリシロキサン 10~100質量部、
(C)一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン 組成物全体に含まれるケイ素原子に結合したアルケニル基1個当りのケイ素原子に結合した水素原子の数が0.5~20.0個となる量、
(D)室温では不活性であるが、外部からのエネルギー刺激により組成物中で活性を示す性質を備えるヒドロシリル化反応用触媒 触媒量
を含有してなり、組成物全体としてホットメルト性を有し、かつ、100℃における溶融粘度(フローテスターによる測定:出口ノズル径1mm,加圧2.5MPa)が、50Pa・s以下である、硬化性シリコーン組成物。 - さらに、(E)大気圧下での沸点が200℃以上のヒドロシリル化反応用硬化遅延剤を組成物全体の質量に対して1~5000ppmの範囲で含有する、請求項1に記載の硬化性シリコーン組成物。
- (D)成分が、
(D1)高エネルギー線の照射により組成物中で活性を示すヒドロシリル化反応用触媒、および
(D2)ヒドロシリル化反応用触媒含有熱可塑性樹脂微粒子
から選ばれる1種類以上のヒドロシリル化反応用触媒である、請求項1または請求項2に記載の硬化性シリコーン組成物。 - (A)成分を、200℃下で1時間暴露した時の質量減少率が2.0質量%以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の硬化性シリコーン組成物。
- 前記(A1)成分が、(A1-1)下記平均単位式:
(R1 3SiO1/2)a(R1 2SiO2/2)b(R1SiO3/2)c(SiO4/2)d(R2O1/2)e
(式中、各R1は独立して1~10個の炭素原子を有する一価炭化水素基であり、但し1分子中の全てのR1のうち1~12モル%がアルケニル基であり;各R2は水素原子又は1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり;a、b、c、d及びeは、以下を満たす数である:0.10≦a≦0.60、0≦b≦0.70、0≦c≦0.80、0.2≦d≦0.65、0≦e≦0.05、但し、c+d>0.20、かつa+b+c+d=1)
で表され、それ自体ではホットメルト性を有しないオルガノポリシロキサン樹脂であり、
前記(A2)成分が、(A2-1)下記平均単位式:
(R3 3SiO1/2)f(R3 2SiO2/2)g(R3SiO3/2)h(SiO4/2)i(R2O1/2)j
(式中、各R3は独立して1~10個の炭素原子を有し、炭素-炭素二重結合を含まない一価炭化水素基;R2は水素原子又は1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり;f、g、h、i及びjは、以下を満たす数である:0.35≦f≦0.55、0≦g≦0.20、0≦h≦0.20、0.45≦i≦0.65、0≦j≦0.05、かつf+g+h+i=1)
で表され、それ自体ではホットメルト性を有しないオルガノポリシロキサン樹脂であり、
前記(B)成分が、(B1)下記構造式:
R4 3SiO(SiR4 2O)kSiR4 3
(式中、各R4は独立して1~10個の炭素原子を有する一価炭化水素基であり、但し1分子中のR4の少なくとも2個はアルケニル基であり、kは20~5,000の数である)
で表される直鎖状ジオルガノポリシロキサンである、請求項1~4のいずれか1項に記載の硬化性シリコーン組成物。 - 請求項1~5の硬化性シリコーン組成物からなる、ホットメルト接着剤またはホットメルト封止剤。
- 請求項1~5の硬化性シリコーン組成物が、ディスペンス用カートリッジ、ペール、又はドラムに充填された形態を有する硬化性シリコーン組成物含有カートリッジ。
- 請求項1~5の硬化性シリコーン組成物を硬化させてなる硬化物。
- 請求項8に記載の硬化物を有する、電子部品、半導体装置または光半導体装置。
- 基材と、前記基材表面の一部または全部に、請求項1~5の硬化性シリコーン組成物からなる、未硬化の部位または層を有する、積層体。
- 2つ以上の基材からなり、少なくとも2つの基材表面の一部または全部が、請求項8に記載の硬化物を介して接合された構造を有する、積層体。
- 積層体が、電子部品、半導体装置または光半導体装置から選ばれる1種類以上である、請求項11に記載の積層体。
- 工程(I):請求項1~4の硬化性シリコーン組成物を、加温部を備えたディスペンサーにより50℃以上に加熱して流動性を与え、少なくとも一つの基材の表面の一部または全部に吐出する工程、
工程(II):工程(I)と同時に、または工程(I)の後に、ディスペンサーから吐出された硬化性シリコーン組成物に対して、直接または他の基材越しに高エネルギー線を照射する工程、および、必要に応じて、
工程(III):工程(I)の後であって、工程(II)の前または後に、ディスペンサーから吐出された硬化性シリコーン組成物に、他の基材を密着させる工程
を有する、請求項11に記載の積層体の製造方法。 - 工程(I):請求項1~5の硬化性シリコーン組成物を、加温部を備えたディスペンサーにより50℃以上に加熱して流動性を与え、少なくとも一つの基材の表面の一部または全部に吐出する工程、
必要に応じて工程(II):工程(I)の後に、ディスペンサーから吐出された硬化性シリコーン組成物に、他の基材を密着させる工程、および
工程(III):得られた基材と硬化性シリコーン組成物との一体化物を130℃以上の温度に加熱する工程
を有する、請求項11に記載の積層体の製造方法。 - 前記工程1において、ディスペンサーの出口に加温可能なスロットダイを接続し、所望の厚みのフィルム状又はシート状の形状で吐出することを特徴とする請求項13または請求項14に記載の積層体の製造方法。
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