【課題を解決するための手段】
【0009】
開示内容
本発明は、高い透明性、良好な流動性及び良好な加工性を特徴とし、かつ、室温又はそれよりも僅かに高い温度で迅速に硬化させることができる付加硬化性ポリシロキサン組成物を提供する。また、本発明のポリシロキサン組成物は、後述するように、所定の紫外線吸収剤、特に好ましい紫外線吸収剤を添加することにより、長期間の老化条件下であっても優れた紫外線吸収効果を維持することができ、それによって関連装置の長期間の保護を与えることもできる。
【0010】
このようにして得られた光学素子は、高い光透過率と優れた耐紫外線老化性とを有する。本発明に係るポリシロキサン組成物は、光学接着剤、光学シート又は基材の製造に使用することができ、かつ、様々な光学構造やシステム、特にフレネルレンズなどの光学レンズの製造に使用することができる。
【0011】
本発明のポリシロキサン組成物は、次の成分(A)〜(C)を含む:
(A)1分子当たりケイ素原子に結合した少なくとも2個のアルケニル基を有する少なくとも1種のポリシロキサンA1を0〜99.9重量%と、1分子当たりケイ素原子に結合した少なくとも2個のアルケニル基を有する少なくとも1種のポリシロキサン樹脂A2を0.1〜100重量%含む又は実質的にそれらからなるアルケニルポリシロキサン成分、ここで、該重量%はポリシロキサンA1及びポリシロキサン樹脂A2の総重量に基づき、
該ポリシロキサン樹脂A2は、式:R
3SiO
1/2のシロキサン単位M、式R
2SiO
2/2のシロキサン単位D、式RSiO
3/2のシロキサン単位T及び式SiO
4/2のシロキサン単位Q(式中、Rは1〜20個の炭素原子を有する1価の炭化水素基、好ましくは1〜12個の炭素原子、より好ましくは1〜8個の炭素原子を有する1価の脂肪族又は芳香族炭化水素基を表す。)よりなる群から選択される少なくとも2種の異なるシロキサン単位を含み又は該少なくとも2種の異なるシロキサン単位から実質的になり、
該シロキサン単位の少なくとも1つはシロキサン単位T又はQであり、該シロキサン単位M、D及びTの少なくとも1つはアルケニル基を含み;
(B)次のものを含む又は次のものから実質的になる水素含有ポリシロキサン成分:
1分子当たり同一若しくは異なるケイ素原子に結合した少なくとも1個のSi−H原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサンB1又は1分子当たり同一若しくは異なるケイ素原子に結合した少なくとも1個のSi−H原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサン樹脂B2若しくは両者の混合物を含む又はこれらから実質的になる水素含有ポリシロキサン成分、ただし、該水素含有ポリシロキサン成分は合計で少なくとも2個のSi−H原子を含むものとし;
(C)有効量の少なくとも1種のヒドロシリル化触媒。
【0012】
特に、本発明は、上記ポリシロキサン樹脂A2の少なくとも1種がアルケニル基を有する少なくとも1個のシロキサン単位M(M
Vi単位)を含むポリシロキサン樹脂である、上記ポリシロキサン組成物に関する。
【0013】
特に、本発明は、上記組成物が(D)下記の1種以上のUV吸収剤、好ましくは式(Z)のベンゾトリアゾール化合物を含む紫外線吸収剤成分Dをさらに含む、上記ポリシロキサン組成物に関する。
【0014】
成分(A)
本発明のポリシロキサン組成物において、成分(A)は、ポリシロキサンA1とポリシロキサン樹脂A2との総重量に基づいて、1分子当たりケイ素原子に結合した少なくとも2個のアルケニル基を有する少なくとも1種のポリシロキサンA1を0〜99.9重量%及び1分子当たりケイ素原子に結合した少なくとも2個のアルケニル基を有する少なくとも1種のポリシロキサン樹脂A2を0.1〜100重量%含む。成分(A)において、アルケニル基は、ポリシロキサンA1の主鎖の任意の位置にあることができ、例えば、分子鎖の末端若しくは中間又は両末端及び中間にあることができる。
【0015】
ポリシロキサンA1は次の単位を含む:
(i)式(I−1)のシロキサン単位:
【化1】
(式中、
R
xはC
2〜12、好ましくはC
2〜6アルケニル、最も好ましくはビニル又はアリルを表し、
Zは同一でも異なっていてもよく、1〜30個、好ましくは1〜12個の炭素原子を有する1価の炭化水素基を表し、好ましくは少なくとも1個のハロゲン原子で置換されていてよいアルキル基を含めてC
1〜8アルキル基から選択され、また、好ましくは、アリール基、特にC
6〜20アリール基から選択され、
aは1又は2であり、bは0、1又は2であり、a+bの合計は1、2又は3である。)及び
(ii)任意に式(I−2)の他のシロキサン単位:
【化2】
(式中、
Zは上記の意味を有し、cは0、1、2又は3である。)。
【0016】
好ましい実施形態では、Zは、メチル、エチル、プロピル、3,3,3−トリフルオロプロピル、フェニル、キシリル及びトリルなどよりなる群から選択できる。好ましくは、Z基の少なくとも60モル%がメチルである。
【0017】
ポリシロキサンA1は、50mPa.sに少なくとも等しい粘度、好ましくは200,000mPa.s未満の粘度を有することができる。本発明では、全ての粘度データは、特記しない限り、動的粘度値に関するものであり、例えば、Brookfield装置を用いて20℃で既知の方法で測定できる。
【0018】
ポリシロキサンA1は、式(I−1)の単位のみから形成されてもよく、又は式(I−2)の単位をさらに含んでいてもよい。ポリシロキサンA1は、直鎖状、分岐状又は環状構造である。
【0019】
式(I−1)のシロキサン単位の例としては、ビニルジメチルシロキシ、ビニルフェニルメチルシロキシ、ビニルメチルシロキシ及びビニルシロキサン単位が挙げられる。式(I−2)のシロキサン単位の例としては、SiO
4/2単位、ジメチルシロキシ単位、メチルフェニルシロキシ単位、ジフェニルシロキシ単位、メチルシロキシ単位及びフェニルシロキシ単位が挙げられる。
【0020】
ポリシロキサンA1としては、直鎖状又は環状の化合物、例えばジメチルポリシロキサン(ジメチルビニルシリル末端基を含む)、(メチルビニル)(ジメチル)ポリシロキサン共重合体(トリメチルシリル末端基を含む)、(メチルビニル)(ジメチル)ポリシロキサン共重合体(ジメチルビニルシリル末端基を含む)及び環状メチルビニルポリシロキサンが挙げられる。
【0021】
成分(A)は、ポリシロキサン樹脂A2を、ポリシロキサンA1及びポリシロキサン樹脂A2の総重量に対して、0.1〜100重量%、例えば5〜70重量%、又は10〜40重量%の量でさらに含む。
【0022】
本発明において、アルケニルポリシロキサン樹脂A2は次の単位を含む:
式:R
3SiO
1/2のシロキサン単位M、式R
2SiO
2/2のシロキサン単位D、式RSiO
3/2のシロキサン単位T及び式SiO
4/2のシロキサン単位Qよりなる群から選択される少なくとも2種の異なるシロキサン単位(式中、Rは1〜20個の炭素原子を有する1価の炭化水素基を表す。)が、ただし、
これらのシロキサン単位の少なくとも1つはシロキサン単位T又はQであり、シロキサン単位M、DおよびTの少なくとも1つはアルケニル基を含むものとする。
【0023】
本発明者は、ポリシロキサン樹脂A2中のアルケニル基の全て又は実質的に全てがシロキサン単位M(M
Vi単位)に結合している場合に、本発明のポリシロキサン組成物が他の方法で結合するアルケニル基を有するポリシロキサン樹脂を含有するものよりも迅速に室温又はそれよりも高い温度で硬化することができることを見出した。
【0024】
アルケニル基を有するシロキサン単位M(M
Vi単位)を含むポリシロキサン樹脂として、次のものよりなる群から選択されるポリシロキサン樹脂を使用することができる(以下、単位T、Q又はDを言及するときには、上付き文字「Vi」を有する単位はアルケニル基を含む単位を表す):
・次の単位から本質的になる式M
ViQのオルガノポリシロキサン樹脂:
式R’R
2SiO
1/2の1価シロキサン単位M
Vi、及び
式SiO
4/2の4価シロキサン単位Q、
・次の単位から本質的になる式MM
ViQのオルガノポリシロキサン樹脂:
式R
3SiO
1/2の1価シロキサン単位M、及び
式R’R
2SiO
1/2の1価シロキサン単位M
Vi、及び
式SiO
4/2の4価シロキサン単位Q、
・次の単位から本質的になる式M
ViT
ViQのオルガノポリシロキサン樹脂:
(a)式R’R
2SiO
1/2の1価シロキサン単位M
Vi、
(b)式R’SiO
3/2の3価シロキサン単位T
Vi、及び
(c)式SiO
4/2の4価シロキサン単位Q、
・次の単位から本質的になる式M
ViTQのオルガノポリシロキサン樹脂:
式RSiO
3/2の3価シロキサン単位T、
式R’R
2SiO
1/2の1価シロキサン単位M
Vi、及び
式SiO
4/2の4価シロキサン単位Q、並びに
・次の単位から本質的になる式M
ViDQのオルガノポリシロキサン樹脂:
式R
2SiO
2/2の2価シロキサン単位D、
式R’R
2SiO
1/2の1価シロキサン単位M
Vi、及び
式SiO
4/2の4価シロキサン単位Q、
上記式において、
Rは、1〜20個の炭素原子を有する1価炭化水素基、好ましくは1〜12個の炭素原子、より好ましくは1〜8個の炭素原子を有する1価の脂肪族又は芳香族炭化水素基を表し、
R’はアルケニル基、好ましくは2〜12個、より好ましくは2〜6個の炭素原子を有するアルケニル基、特にビニル又はアリル、最も好ましくはビニルを表す。
【0025】
上記のものはポリシロキサン樹脂A2のいくつかの例に過ぎない。単位M、T、D及びQによって構成される他の樹脂も、本発明におけるポリシロキサン樹脂A2としての使用に適していることは当業者に明らかであろう。
【0026】
ポリシロキサン樹脂A2中のアルケニル基の全てがM(M
Vi単位)と結合することが好ましいが、例えば、アルケニル基を有するシロキサン単位M(M
Vi単位)を含むポリシロキサン樹脂は、式M
ViQ、式MM
ViQ、式M
ViTQ及び式M
ViDQのオルガノポリシロキサン樹脂、特に好ましくは式MM
ViQのオルガノポリシロキサン樹脂から選択できる。しかし、実際の製造時の要件や硬化速度の要件によっては、D又はTに少量のアルケニル基が結合することも許容されるが、ただし、単位Mに結合したアルケニル基の含有量は、ポリシロキサン樹脂A2中の全アルケニル含有量の50%超、好ましくは60%超、より好ましくは80%超、最も好ましくは90%超を占めるものとする。
【0027】
本発明の有利な実施形態では、ポリシロキサン樹脂A2中のアルケニル基の含有量は、ポリシロキサン樹脂A2の100gに対して0.001モル以上、好ましくは0.01モル以上、例えば0.03〜0.2モル又は0.06〜0.1モルである。
【0028】
ポリシロキサン樹脂A2は、上記M
Vi単位を有するポリシロキサン樹脂の他に、例えば、次の群から選択される1種以上のオルガノポリシロキサン樹脂を含んでいてもよい:
・次の単位から本質的になる式MT
ViQのオルガノポリシロキサン樹脂:
(a)式R’SiO
3/2の3価シロキサン単位T
Vi、
(b)式R
3SiO
1/2の1価シロキサン単位M、及び
(c)式SiO
4/2の4価シロキサン単位Q、
・次の単位から本質的になる式MD
ViQのオルガノポリシロキサン樹脂:
(a)式RR’SiO
2/2の2価シロキサン単位D
Vi、
(b)式R
3SiO
1/2の1価シロキサン単位M、及び
(c)式SiO
4/2の4価シロキサン単位Q、並びに
・次の単位から本質的になる式MDD
ViQのオルガノポリシロキサン樹脂:
(a)式RR’SiO
2/2の2価シロキサン単位D
Vi、
(b)式R
2SiO
1/2の2価シロキサン単位D、
(c)式R
3SiO
1/2の1価シロキサン単位M、及び
(d)式SiO
4/2の4価シロキサン単位Q、
上記式中、
Rは、1〜20個の炭素原子を有する1価炭化水素基、好ましくは1〜12個の炭素原子、より好ましくは1〜8個の炭素原子を有する1価の脂肪族又は芳香族炭化水素基を表し、
R’はアルケニル基、好ましくは2〜12個、より好ましくは2〜6個の炭素原子を有するアルケニル基、特にビニル又はアリル、最も好ましくはビニルを表す。
【0029】
上記のように、上記構造を有する他のポリシロキサン樹脂を使用することができるが、ポリシロキサン樹脂A2全体において、単位Mに結合したアルケニル基の含有量は、ポリシロキサン樹脂A2中の全アルケニル含有量の50%超、好ましくは60%超、より好ましくは80%超、最も好ましくは90%超を占めることが必要である。
【0030】
本発明において、組成物、特にポリシロキサン樹脂又は成分(A)及び(B)を参照するときに、「実質的に〜からなる/を含む」という用語は、関連する樹脂又は組合せが、該組成物の総重量に基づいて、列挙した成分の50重量%超、例えば少なくとも60重量%、少なくとも70重量%、又は少なくとも80重量%、又はさらに100重量%を含むことを意味する。
【0031】
有利には、ポリシロキサン樹脂A2は、200〜100,000、好ましくは200〜50,000、より好ましくは500〜30,000の範囲の重量平均分子量を有する。ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、ポリスチレンを基準にして求めることができる。
【0032】
成分(B)
本発明のポリシロキサン組成物中の成分(B)は、1分子当たり同一又は異なるケイ素原子に結合した少なくとも1個のSi−H原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサンB1、又は1分子当たり同一又は異なるケイ素原子に結合した少なくとも1個のSi−H原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサン樹脂B2、又は両者の混合物を含むが、ただし、該水素含有ポリシロキサン成分は合計で少なくとも2個のSi−H原子を含むものとする。
【0033】
このように、成分(B)としては、1分子当たり同一若しくは異なるケイ素原子に結合した少なくとも2個のSi−H原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサンB1、又は1分子当たり同一若しくは異なるケイ素原子に結合した少なくとも1個のSi−H原子を有する少なくとも2種の水素含有ポリシロキサンB1の混合物を使用することができる。
【0034】
Si−H基を有するオルガノポリシロキサンは、他の成分、特に成分(A)と架橋すること、すなわち、成分中のSi−H基と他の成分中のアルケニル基とを反応させて硬化生成物を形成することができる。1分子当たりに少なくとも1個又は2個の水素原子が同一又は異なるケイ素原子に結合した水素含有ポリシロキサンB1について、各分子が2個又は3個以上のSi−H基を有することが好ましい。
【0035】
好ましい実施形態では、水素含有ポリシロキサンB1は次の単位を含む:
(i)式(II−1)のシロキサン単位:
【化3】
(式中、
Lは、同一又は異なっていてよく、1価の炭化水素基を表し、好ましくは、少なくとも1個のハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基を含めてC
1〜8アルキル基から選択され、好ましくはアリール基、C
6〜20アリール基から選択され、
dは1又は2であり、eは0、1又は2であり、d+eの合計は1、2又は3である。)、及び
(ii)任意に、一般式(II−2)の少なくとも1個の他の単位:
【化4】
(式中、
Lは上記の意味を有し、gは0、1、2又は3である。)。
【0036】
より好ましい実施形態では、Lは、メチル、エチル、プロピル、3,3,3−トリフルオロプロピル、フェニル、キシリル及びトリルなどよりなる群から選択できる。水素含有ポリシロキサンB1は、少なくとも10mPa.s、好ましくは20〜1000mPa.sの動粘度を有する。
【0037】
水素含有ポリシロキサンB1は、式(II−1)の単位のみから形成されてもよく、又は式(II−2)の単位をさらに含んでいてもよい。水素含有ポリシロキサンB1は、直鎖状、分岐状、環状構造を有していてもよい。
【0038】
式(II−1)の単位の例としては、H(CH
3)
2SiO
1/2、HCH
3SiO
2/2及びH(C
6H
5)SiO
2/2が挙げられる。
【0039】
式(II−2)の単位の例は、式(I−2)の単位について上に示したものと同じものとすることができる。
【0040】
水素含有ポリシロキサンB1の例としては、直鎖状又は環状の化合物、例えばジメチルポリシロキサン(水素化ジメチルシリル末端基を含む)、(ジメチル)(ヒドロメチル)ポリシロキサン単位を有する共重合体(トリメチルシリル末端基を含む)、(ジメチル)(ヒドロメチル)ポリシロキサン単位を有する共重合体(水素化ジメチルシリル末端基を含む)、トリメチルシリル末端基を有する水素化メチルポリシロキサン及び環状水素化メチルポリシロキサンが挙げられる。
【0041】
場合によっては、水素含有ポリシロキサンB1は、水素化ジメチルシリル末端基を含有するジメチルポリシロキサンと、少なくとも3個のヒドロシリル基を含有するオルガノポリシロキサンとの混合物であってもよい。
【0042】
成分(B)の別の選択肢として、1分子当たり同一若しくは異なるケイ素原子に結合した少なくとも2個のSi−H原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサン樹脂B2、又は1分子当たり同一若しくは異なるケイ素原子に結合した少なくとも1個のSi−H原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサン樹脂B2の混合物を使用することも可能である。
【0043】
水素含有ポリシロキサン樹脂B2は次の単位を含む:
式:R
3SiO
1/2のシロキサン単位M、式R
2SiO
2/2のシロキサン単位D、式RSiO
3/2のシロキサン単位T及び式SiO
4/2のシロキサン単位Qよりなる群から選択される少なくとも2種の異なるシロキサン単位(式中、Rは、1〜20個の炭素原子を有する1価の炭化水素基を表す。)、ただし、
これらのシロキサン単位の少なくとも1つはシロキサン単位T又はQであり、シロキサン単位M、D及びTの少なくとも1つはSi−H基を含むものとする。
【0044】
したがって、好ましい実施形態によれば、水素含有ポリシロキサン樹脂B2は次のものよりなる群から選択できる:
・次の単位から本質的になる式M’Qの水素含有ポリシロキサン樹脂:
(a)式R
2(H)SiO
1/2の1価シロキサン単位、及び
(b)式SiO
4/2の4価シロキサン単位Q、並びに
・次の単位から本質的になる式MD’Qの水素含有ポリシロキサン樹脂:
式(R)(H)SiO
2/2の2価シロキサン単位D’、
式R
3SiO
1/2の1価シロキサン単位M、及び
式SiO
4/2の4価シロキサン単位Q、
上記式中、Rは1〜20個の炭素原子を有する1価の炭化水素基、好ましくは1〜12個、より好ましくは1〜8個の炭素原子を有する1価の脂肪族又は芳香族炭化水素基を表す。
【0045】
さらに、成分(B)のさらなる選択肢として、1分子当たり同一又は異なるケイ素原子に結合した少なくとも1個の水素原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサンB1と、1分子当たり同一又は異なるケイ素原子に結合した少なくとも1個の水素原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサン樹脂B2との混合物を使用することが可能である。この場合、ポリシロキサンB1及びポリシロキサン樹脂B2は、広範囲にわたる任意の割合で混合でき、その割合は、硬度及びSi−H基とアルケニル基との比率などの所望の生成物の特性によって変更できる。
【0046】
実際には1分子当たりケイ素原子に結合した少なくとも2個のアルケニル基を有する少なくとも1種のポリシロキサン成分A及び1分子当たり同一又は異なるケイ素原子に結合した少なくとも2個の水素原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサン成分Bを一般的に使用するが、ポリシロキサン鎖中にアルケニル基とSi−H基の両方を同時に有する重合体を使用できることも理論的には除外されない。この場合、これらのものは、一般にポリシロキサン中のアルケニル基又はSi−H基のモル比が50モル%を超えるかどうかに応じて、それぞれ、アルケニルポリシロキサン成分(A)(アルケニル基が多数存在する)と水素含有ポリシロキサン成分(B)(Si−H基が多数存在する)に分類される。
【0047】
成分A及びBの比は、一般に、ビニル基に対するSi−H基のモル比に従って決定される。ビニル基に対するSi−H基のモル比は、一般に0.5〜10、好ましくは0.8〜6、より好ましくは1.2〜4である。
【0048】
成分A及びBの全含有量は、一般に、全成分の50重量%超、好ましくは60重量%超、より好ましくは80重量%超を占める。
【0049】
成分(C)
本発明に係るポリシロキサン組成物は、成分(C)として有効量の少なくとも1種のヒドロシリル化触媒をさらに含む。本発明のポリシロキサン組成物において、アルケニルポリシロキサン成分(A)及び水素含有ポリシロキサン成分(B)は、通常、触媒の存在下でのヒドロシリル化によって硬化される。
【0050】
このような反応に有用なヒドロシリル化触媒は、通常、少なくとも1種の白金族金属を含む触媒であり、白金族金属を含む硬化触媒は、それ自体公知の少なくとも一種の白金族金属又はその化合物からなる。白金系金属としても知られる「白金族金属」という用語には、白金に加えて、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム及びイリジウムも含まれる。白金及びロジウムの化合物を使用することが好ましい。例えば、米国特許第3,159,601号、米国特許第3,159,602号、米国特許第3,220,972号、欧州特許出願公開第0057459号、欧州特許出願公開第0188978号及び欧州特許出願公開第0190530号に記載された白金の錯体及び有機生成物、及び特に、例えば米国特許第3,419,593号、米国特許第3,715,334号、米国特許第3,377,432号及び米国特許第3,814,730号に記載された白金とビニルオルガノシロキサンとの錯体を使用することができる。これらの特許文献は、その全体が参照により本明細書で援用される。
【0051】
本発明に係る少なくとも1種のヒドロシリル化触媒は、触媒有効量で組成物中に存在する。触媒有効量は当業者に公知であり、反応物の量及び種類に従って容易に決定できる。一般に、本発明における触媒の量(金属重量で表す)は、成分(A)の重量に基づいて、例えば、0.1〜1,000ppm、好ましくは0.5〜400ppm、より好ましくは1〜50ppmの範囲とすることができる。一般に、好ましい触媒は白金である。
【0052】
紫外線吸収剤成分D
好ましい実施形態として、本発明に係るポリシロキサン組成物は、紫外線吸収剤成分Dをさらに含む。
【0053】
当該技術分野において一般的に使用されている紫外線吸収剤の例としては、中国特許出願公開第101277676A号、米国特許出願公開第20130344013A1号、中国特許出願公開第102510861A号に開示されているサリシレート類、ベンゾフェノン類、シアノアクリレート類、トリアジン類、ベンゾトリアゾール類、桂皮酸誘導体、ジベンゾイルメタン誘導体等が挙げられる。
【0054】
例えば、本発明に好適なベンゾフェノンUV吸収剤は、ベンゾフェノン、ジフェニルエタノン又はジフェニルエタンジオンとすることができ、そのうちジフェニルエタンジオンUV吸収剤が好ましい。
【0055】
例えば、本発明に好適なジフェニルエタンジオンUV吸収剤は、好ましくは、ジフェニルエタンジオン、4,4−ジヒドロキシジフェニルエタンジオン、1−(4−エチルフェニル)−3−(4−メトキシフェニル)プロパン−1,3−ジオン、1−(4−t−ブチルフェニル)−3−(4−エトキシフェニル)プロパン−1,3−ジオン、1−(4−プロピルフェニル)−3−(4−メトキシフェニル)プロパン−1,3−ジオン、1−(4−t−ブチルフェニル)−3−(4−メトキシフェニル)プロパン−1,3−ジオン、特に好ましくは1−(4−t−ブチルフェニル)−3−(4−メトキシフェニル)プロパン−1,3−ジオンよりなる群から選択される1種以上とすることができる。
【0056】
例えば、本発明に好適なシアノアクリレート系紫外線吸収剤は、好ましくは、2−シアノ−3,3−ジフェニル−2−アクリル酸3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピル、2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸ヘキシルエチル、2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸エチル、2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸メチル、2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸イソオクチルよりなる群から選択される1種以上とすることができる。特に好ましいのは、2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸イソオクチルである。
【0057】
例えば、本発明に好適なベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤は、好ましくは、2−(2’H−ベンゾトリアゾール−2’−イル)−4,6−ビス(t−ペンチル )フェノールN−オキシド、2−(2’H−ベンゾトリアゾール−2’−イル)−4−メチル−6−(2’−プロペニル)フェノール、2−(2’H−ベンゾトリアゾール−2’−イル)−4−1,1,3,3−テトラメチルブトキシプロペニル及びドロメトリゾールトリシロキサンよりなる群から選択される1種以上とすることができる。
【0058】
しかし、シリコーン材料などの重合体光学材料を屋外や複雑な環境で使用すると、経年変化の影響を受けることになる。例えば、太陽光発電システムでは、光電変換効率を向上させるために比較的長期間にわたって面積の比較的小さな太陽電池システムに多くの太陽光を収束させる必要がある。このような屋外での長時間の使用では、日光中の紫外線がコンデンサシステムの部品を破壊し続け、老化しやすくなり、性能が低下し、耐用年数が短くなる場合がある。
【0059】
本発明者は、驚くべきことに、特定の紫外線吸収剤を使用すると、硬化後の組成物の初期使用時だけでなく、長期間の経年変化の場合、例えば150℃で24時間の高温加速老化試験条件下での老化後においても良好な光透過率及び紫外線吸収効果を得ることができることを見出した。
【0060】
本発明に係る特定の紫外線吸収剤成分Dは、以下に示す式Zのベンゾトリアゾール化合物から選択される少なくとも1種を含む。これらの化合物は、ポリシロキサン組成物中で使用した場合に、UV吸収効果の点で上記改善をもたらすことができる。
【0061】
【化5】
式中、
Y1は−H、−Cl、−Brであり;
Y2は−H、C
1〜C
12アルキル、−Cl、C
1〜C
12アルコキシ、C
7〜C
9フェニルアルキル、−C
nH
2n−COOX(ここで、nは0〜4であり、XはC
1〜C
20アルキルである。)又はシロキサン置換C
1〜C
12アルキル、C
1〜C
12アルコキシ、C
7〜C
9フェニルアルキル及び−C
nH
2n−COOXであり;
Y3は、−H、C
1〜C
12アルキル、C
1〜C
12アルコキシ、フェニル、−Cl、(C
1〜C
8アルキル)フェニル、C
5〜C
6シクロアルキル、C
2〜C
9アルコキシアシル、カルボキシエチル、C
7〜C
9フェニルアルキル、又はシロキサン置換C
1〜C
12アルキル、C
1〜C
12アルコキシ、フェニル、(C
1〜C
8アルキル)フェニル、C
5〜C
6シクロアルキル、C
2〜C
9アルコキシアシル、カルボキシエチル、C
7〜C
9フェニルアルキルである。
【0062】
好ましくは、Y1はHを表す。
【0063】
好ましくは、Y2はC
3〜C
12アルキル、C
7〜C
9フェニルアルキル、−C
nH
2n−COOX(ここで、nは1〜3を表し、及び/又はXはC
1〜C
12アルキルを表す)又はシロキサン置換C
1〜C
12アルキルを表す。より好ましくは、Y2はC
3〜C
12アルキル、シロキサン置換C
1〜C
12アルキル又は−C
nH
2n−COOX(ここで、nは1〜3を表し、及び/又はXはC
3〜C
12アルキルを表す。)を表す。
【0064】
好ましくは、Y3は、C
1〜C
4アルコキシ、フェニル、−Cl又はC
1〜C
12アルキル、シロキサン置換C
1〜C
12アルキル、より好ましくはC
1〜C
8アルキル及びシロキサン置換C
1〜C
12アルキルを表す。
【0065】
好ましいベンゾトリアゾール化合物は、例えば、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ペンチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−(ジ(トリメチルシロキシ)メチルシリルイソブチル)−5’−ヘキシル)ベンゾトリアゾール及び3−(2’H−ベンゾトリアゾール)−5−(1’,1’−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニルプロピオン酸オクチルよりなる群から選択できる。これらの中では、3−(2’H−ベンゾトリアゾール)−5−(1’,1’−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニルプロピオン酸オクチルが最も好ましい。
【0066】
したがって、特定の実施形態によれば、本発明は、次の成分(A)〜(D)を含むポリシロキサン組成物に関するものでもある:
(A)1分子当たりケイ素原子に結合した少なくとも2個のアルケニル基を有する少なくとも1種のポリシロキサンA1を0〜99.9重量%及び1分子当たりケイ素原子に結合した少なくとも2個のアルケニル基を有する少なくとも1種のポリシロキサン樹脂A2を0.1〜100重量%含む又は実質的にこれらのものからなるアルケニルポリシロキサン成分、ここで、上記重量%はポリシロキサンA1とポリシロキサン樹脂A2との総重量に基づき、
該ポリシロキサン樹脂A2は次のものを含む又は次のものから実質的になり:
式R
3SiO
1/2のシロキサン単位M、式R
2SiO
2/2のシロキサン単位D、式RSiO
3/2のシロキサン単位T及び式SiO
4/2のシロキサン単位Qよりなる群から選択される少なくとも2種の異なるシロキサン単位(式中、Rは1〜20個の炭素原子を有する1価の炭化水素基、好ましくは1〜12個の炭素原子、より好ましくは1〜8個炭素原子を有する1価の脂肪族又は芳香族炭化水素基を表す。)、
これらのシロキサン単位の少なくとも1つはシロキサン単位T又はQであり、シロキサン単位M、D及びTの少なくとも1つはアルケニル基を含み;
(B)1分子当たり同一若しくは異なるケイ素原子に結合した少なくとも1個のSi−H原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサンB1又は1分子当たり同一若しくは異なるケイ素原子に結合した少なくとも1個のSi−H原子を有する少なくとも1種の水素含有ポリシロキサン樹脂B2若しくは両者の混合物を含む又はこれから実質的になる水素含有ポリシロキサン成分、
ただし、該水素含有ポリシロキサン成分は合計で少なくとも2個のSi−H原子を含むものとし;
(C)有効量の少なくとも1種のヒドロシリル化触媒;及び
(D)上記式Zのベンゾトリアゾール化合物から選択される紫外線吸収剤成分D。
【0067】
これらのうち、3−(2’H−ベンゾトリアゾール)−5−(1’,1’−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニルプロピオン酸オクチルが最も好ましい。
【0068】
UV吸収剤の含有量は、組成物の全成分を基準にして0.001〜15重量%、好ましくは0.005〜5重量%、より好ましくは0.01〜3重量%である。
【0069】
UV吸収剤が添加されると、UV吸収剤に通常含まれる基の比較的強い極性及びポリシロキサン系の比較的弱い極性のため、両者の間の相溶性が比較的低くなり、ポリシロキサン系の透明性が低下する原因となる場合がある。したがって、好適な有機可溶化剤を適宜導入して、UV吸収剤とポリシロキサン組成物との相溶性を高め、透明性を維持しかつ他の特性を変化させないことを前提としてポリシロキサン組成物のUV吸収能を改善することによって、本発明の目的を達成することができる。
【0070】
好ましい有機可溶化剤は、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、アルコール、エーテル、エステル、ケトン、ハロゲン化炭化水素、アルデヒド、含窒素化合物、複素環式化合物よりなる群から選択される1種以上であり、例えば脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素とすることができる。
【0071】
脂肪族炭化水素は、シクロヘキサン、n−ヘキサン、ブタン、n−ヘプタン、ペンタン、イソドデカンなどよりなる群から選択される1種以上であり、好ましくはイソドデカンとすることができるが、これらに限定されない。
【0072】
芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、n−プロピルベンゼン、4−エチルトルエン、C
12〜15アルコールベンゾエートよりなる群から選択される1種以上であり、好ましくはC
12〜15アルコールベンゾエートとすることができるが、これらに限定されない。
【0073】
溶媒の量は、一般に、組成物中の全成分の30%以下、好ましくは10%以下、より好ましくは2%以下である。
【0074】
分子構造がポリシロキサン組成物とは全く異なる相溶性を有する場合のある様々なUV吸収剤のため、任意の実施形態においては有機可溶化剤を添加する必要はない。さらに、UV吸収剤の添加は、所定の条件下において撹拌速度の増加又は撹拌時間の延長などのいくつかの方法によって組成物の透明性にいかなる影響も及ぼすことなく実施できる。
【0075】
本発明に係るポリシロキサン組成物は、上記の成分に加えて、反応抑制剤Eをさらに含むことができる。ヒドロシリル化は白金触媒によって触媒される場合が多く、反応速度は速い。製造、輸送、貯蔵又は配合時間に関する組成物に対する要件をさらに満たすために、少量のヒドロシリル化防止剤が通常添加される。
【0076】
ここで、アルキノール系硬化防止剤、ポリビニル系硬化防止剤又はこれらの混合物を使用することができる。これらの防止剤は、例えば次の特許文献に記載されている:欧州特許出願公開第0794217A1号、米国特許出願公開第20140004359号、中国特許出願公開第102277128A号、中国特許出願公開第103554924A号及び中国特許出願公開第103655212A号。また、これらの特許文献は、その全体が参照により本明細書で援用される。
【0077】
アルキノール系防止剤の例は、3−ブチン−2−オール、1−ペンチン−3−オール、1−ヘキシン−3−オール、1−ヘプチン−3−オール、5−メチル−1−ヘキシン−3−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、1−エチニル−1−シクロペンタノール、1−エチニル−1−シクロヘキサノール、1−エチニル−1−シクロヘプタノール、3−エチル−1−ヘキシン−3−オール、3−エチル−1−ヘプチン−3−オール、3−イソブチル−5−メチル−1−ヘキシン−3−オール、3,4,4−トリメチル−1−ペンチン−3−オール、3−エチル−5−メチル−1−ヘプチン−3−オール、4−エチル−1−オクチン−3−オール、3,7,11−トリメチル−1−ドデシン−3−オール、1−エチニル−1−シクロオクタノール、3−メチル−1−ブチン−3−オール、3−メチル−1−ペンチン−3−オール、3−メチル−1−ヘキシン−3−オール、3−メチル−1−ヘプチン−3−オール、3−メチル−1−オクチン−3−オール、3−メチル−1−ノニル−3−オール、3−メチル−1−デシン−3−オール、3−メチル−1−ドデシン−3−オール、3−エチル−1−ペンチン−3−オールであることができる。
【0078】
ポリビニル系防止剤の例は、テトラメチルジビニルシラン、ポリビニルシリコーンオイル、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン、好ましくはテトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサンとすることができる。
【0079】
本発明の付加硬化性ポリシロキサン組成物は、該組成物自体が防止剤を添加することなく製造、輸送、貯蔵又は使用時の配合時間に関する要件を満たすことができる場合には、重合禁止剤をそれに添加しなくてもよい。
【0080】
他の成分
本発明のポリシロキサン組成物は、上記成分(A)〜(C)の他に、1種以上の他の成分、例えば、帯電防止剤、放射線遮蔽剤、ラジカル抑制剤、接着改質剤、難燃剤、界面活性剤、貯蔵安定性改良剤、オゾン劣化防止剤、光安定剤、粘度上昇剤、可塑剤、酸化防止剤、熱安定剤及び他の添加剤を含むことができるが、ただし、該組成物が光学接着剤又は光学素子の製造に使用することができず、また光学系に使用することができないほどにそれらの量がポリシロキサン組成物の硬化速度、透過率及び機械的特性に影響を与えないことを条件とする。
【0081】
本発明に係るポリシロキサン組成物は、(A)〜(D)又は(A)〜(E)などの様々な成分と任意の他の添加剤とを所定の割合で均一に混合することによって得ることができる。このように得られた組成物はヒドロシリル化反応を経て硬化ポリシロキサン組成物となる。