(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-23
(45)【発行日】2023-03-31
(54)【発明の名称】ヒドロシリル化硬化性シリコーン樹脂
(51)【国際特許分類】
C08G 77/20 20060101AFI20230324BHJP
C08G 77/44 20060101ALI20230324BHJP
【FI】
C08G77/20
C08G77/44
(21)【出願番号】P 2019557449
(86)(22)【出願日】2018-04-18
(86)【国際出願番号】 US2018028087
(87)【国際公開番号】W WO2018204068
(87)【国際公開日】2018-11-08
【審査請求日】2021-04-05
(32)【優先日】2017-05-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】590001418
【氏名又は名称】ダウ シリコーンズ コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】スワイヤー、スティーブン
(72)【発明者】
【氏名】古川 晴彦
(72)【発明者】
【氏名】須藤 通孝
(72)【発明者】
【氏名】西嶋 一裕
(72)【発明者】
【氏名】杉江 敦司
【審査官】久保田 葵
(56)【参考文献】
【文献】特開昭50-036256(JP,A)
【文献】特開2010-116464(JP,A)
【文献】特開昭48-024298(JP,A)
【文献】特表2016-536440(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08G 77/20
C08G 77/44
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(I)の単位及び式(II)の単位のうちの少なくとも1つを含むポリシロキサン
【化1】
(式中、Arは、C
6~C
20アリールであり、R
1は、C
2~C
20アルケニルであり、R
2、R
3、R
4及びR
5は、独立して、C
1~C
20ヒドロカルビルである)及び
少なくとも0.1ppmであり1ppm以下のヒドロシリル化触媒を含む、ヒドロシリル化硬化性組成物
であって、
前記ポリシロキサンが、20~60モル%の[ArSiO
3/2
]単位、及び40~80モル%の[R
2
R
3
SiO
2/2
]単位を含む、ヒドロシリル化硬化性組成物。
【請求項2】
R
2、R
3、R
4及びR
5が、独立して、C
1~C
4アルキルを表す、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
R
1が、C
2~C
8アルケニルである、請求項2に記載の組成物。
【請求項4】
前記ポリシロキサンが、式(I)の単位を含み、前記ポリシロキサン中のR
1基の25モル%未満が式(II)の単位からのものである、請求項3に記載の組成物。
【請求項5】
式(I)又は式(II)中の[R
2R
3SiO
2/2]単位が、10~500の[R
2R
3SiO
2/2]単位を有するポリシロキサン鎖の一部である、請求項4に記載の組成物。
【請求項6】
前記ポリシロキサンが、0.5~4.5モル%の[R
1SiO
3/2]単位を更に含む、請求項
1に記載の組成物。
【請求項7】
R
2、R
3、R
4及びR
5が、独立して、メチル又はエチルを表す、請求項
6に記載の組成物。
【請求項8】
式(I)中の[R
2R
3SiO
2/2]単位が、30~200の[R
2R
3SiO
2/2]単位を有するポリシロキサン鎖の一部である、請求項
7に記載の組成物。
【請求項9】
R
2、R
3、R
4及びR
5がメチルであり、R
1がビニルであり、Arがフェニルである、請求項
8に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱安定性を最大化しながら、良好な硬化速度を有するヒドロシリル化硬化性シリコーン樹脂に関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード(LED)用の封入剤を含むアルキルシロキサン単位を含むヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物は既知であるが、既知の組成物は、良好な硬化速度と改善された熱安定性の組み合わせを呈さない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
典型的には、硬化速度を上げることは、硬化に使用される触媒及び連結基が安定性を低下させるため、熱安定性の低下という代償を伴う。本発明は、これらの制限を克服する。
【0004】
TVi単位及びTPh単位の両方を含むヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物は、例えば、米国特許出願公開第20160208055号に既知である。しかしながら、この参考文献は、本発明の組成物を教示するものではない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
発明の説明
本発明は、式(I)の単位及び式(II)の単位のうちの少なくとも1つを含むヒドロシリル化硬化性ポリシロキサン
【化1】
(式中、Arは、C
6~C
20アリールであり、R
1は、C
2~C
20アルケニルであり、R
2、R
3、R
4及びR
5は、独立して、C
1~C
20ヒドロカルビルである)を提供する。
【発明を実施するための形態】
【0006】
特に指定しない限り、百分率は重量パーセント(重量%)であり、温度は℃である。特に指定しない限り、操作は室温で行った。アルキル基は、直鎖でも分枝鎖でもよい飽和ヒドロカルビル基である。好ましくは、アルキル基は、1~6個、好ましくは、1個又は2個の炭素原子を有する。アルケニル基は、直鎖でも分枝鎖でもよく、少なくとも1つの脂肪族炭素-炭素二重結合、好ましくは1つの脂肪族炭素-炭素二重結合を有するヒドロカルビル基である。好ましくは、アルケニル基は、芳香環を有しない。好ましくは、アルキル基及びアルケニル基は、非置換である。アリール基は、単核又は多核であり得る芳香族化合物から誘導される。アリール基は、アルキル基又はアルコキシ基によって置換されてもよい。好ましくは、アリール基は、非置換である。好ましくは、アリール基は、ヒドロカルビル基である。
【0007】
本明細書で使用するとき、別途記載のない限り、分子量Mn、Mw及びMzは、従来の意味を有し、ゲル浸透クロマトグラフィにより測定される。本明細書で、分子量は、g/モル単位で報告する。
【0008】
好ましくは、式(I)又は(II)中の-OSi(R2)(R3)-単位は、10~500のこれらの単位([R2R3SiO2/2]単位又はD単位)を有するポリシロキサン鎖の一部であり、好ましくは少なくとも20、好ましくは少なくとも30、好ましくは少なくとも35であり、好ましくは400以下、好ましくは300以下、好ましくは200以下、好ましくは150以下である。好ましくは、R2及びR3は、独立して、C1~C12アルキル又はC6~C12アリール、好ましくはフェニル又はC1~C12アルキル、好ましくはフェニル又はC1~C4アルキル、好ましくはC1~C12アルキル、好ましくはC1~C6アルキル、好ましくはC1~C4アルキル、好ましくはメチル又はエチル、好ましくはメチルを表す。好ましくは、R2及びR3は、同じアルキル基を表す。好ましくは、R4及びR5は、独立して、C1~C12アルキル又はC6~C12アリール、好ましくはフェニル又はC1~C12アルキル、好ましくはC1~C12アルキル、好ましくはC1~C6アルキル、好ましくはC1~C4アルキル、好ましくはメチル又はエチル、好ましくはメチルを表す。「--」又は「---」で終わる結合は、別のシロキサン単位のケイ素原子又は水素に接続するものとして理解される。
【0009】
好ましくは、R1は、C2~C12アルケニル、好ましくはC2~C8アルケニル、好ましくはC2~C6アルケニル、好ましくはC2~C4アルケニル、好ましくはビニルである。好ましくは、R1がビニルよりも大きい場合、二重結合は末端位置にある。好ましくは、R1は、非環式である。R1を含むシロキサン単位は、[R1SiO3/2]単位、又はT-アルケニル単位若しくはTアルケニル単位と表記される。
【0010】
好ましくは、Arは、C6~C14アリール、好ましくはC6~C12アリール、好ましくはC6~C10アリール、好ましくはフェニルである。好ましくは、Arは、複素環式芳香環を含まない。好ましくは、Arは、ヘテロ原子を含まない。好ましくは、Arは、縮合環を含まない。好ましくは、Ar基上の任意の置換基は、C1~C4アルキル基又はアルコキシ基に限定される。好ましくは、Ar基は、非置換である。Arを含むシロキサン単位は、[ArSiO3/2]単位、又はT-アリール単位若しくはTアリール単位と表記される。
【0011】
好ましくは、ポリシロキサンは、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を含む、0.5~4.5モル%のC1~C20ヒドロカルビル基を含み、好ましくは0.8~4、好ましくは1~3、好ましくは1~2.5である。好ましくは、ポリシロキサンは、20~60モル%のTアリール単位を含み、好ましくは少なくとも25モル%、好ましくは少なくとも28モル%であり、好ましくは55モル%以下、好ましくは52モル%以下である。好ましくは、ポリシロキサンは、0.5~4.5モル%のTアルケニル単位を含み、好ましくは少なくとも0.8モル%、好ましくは少なくとも1.0モル%であり、好ましくは4モル%以下、好ましくは3モル%以下、好ましくは2.5モル%以下である。好ましくは、ポリシロキサンは、40~80モル%のD単位を含み、好ましくは少なくとも45モル%、好ましくは少なくとも48モル%であり、好ましくは75モル%以下、好ましくは72モル%以下である。好ましくは、Tアリール単位は、好ましくは少なくとも500g/モルの分子量を有する非直鎖状ブロック中に配置され、好ましくは、ポリシロキサンは、少なくとも20,000g/モルの重量平均分子量を有する。好ましくは、少なくとも50モル%の炭素-炭素二重結合を有する単位(これはアリール単位を含まない)は、T単位として存在し、好ましくは少なくとも60モル%、好ましくは少なくとも70モル%、好ましくは少なくとも80モル%、好ましくは少なくとも90モル%である。
【0012】
好ましくは、ヒドロシリル化硬化性ポリシロキサンは、式(I)の単位を含む。好ましくは、ヒドロシリル化硬化性ポリシロキサン中のR1基の50モル%未満は、式(II)の単位からのものであり、好ましくは25モル%未満、好ましくは10モル%未満、好ましくは5モル%未満、好ましくは1モル%未満である。
【0013】
本発明の好ましい実施形態において、ヒドロシリル化硬化性ポリシロキサンは、式(III)の単位を含む。
【化2】
【0014】
本発明の好ましい実施形態において、ヒドロシリル化硬化性ポリシロキサンは、式(IV)の単位を含む。
【化3】
【0015】
本発明は、更に、ヒドロシリル化硬化性ポリシロキサンを含む硬化性シリコーン組成物を目的とする。好ましくは、組成物は、ヒドロシリル化触媒及び架橋剤を更に含む。
【0016】
好ましくは、ヒドロシリル化触媒は、硬化性シリコーン組成物中に、触媒量で、ポリシロキサンとともに、組成物の硬化を促進するのに十分な量で存在する。好適なヒドロシリル化触媒としては、白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム若しくはイリジウム金属をはじめとする白金族金属、又はこれらの有機金属化合物、及びこれらのいずれか2つ以上の組み合わせが挙げられるが、これらに特に限定されない。好ましい実施形態において、ヒドロシリル化触媒は、白金黒、白金化合物[塩化白金酸、塩化白金酸六水和物、塩化白金酸と一価アルコールとの反応生成物、白金ビス(エチルアセトアセテート)、白金ビス(アセチルアセトネート)、白金ジクロライドなど]、及び白金化合物のオレフィン若しくは低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体、又はマトリックス若しくはコアシェル型構造内にマイクロカプセル化された白金化合物である。
【0017】
好ましくは、ヒドロシリル化触媒は、0.1~5ppmの量で組成物中に存在し、好ましくは少なくとも0.2ppm、好ましくは少なくとも0.25ppmであり、好ましくは3ppm以下、好ましくは2ppm以下、好ましくは1.5ppm以下、好ましくは1ppm以下、好ましくは0.7ppm以下、好ましくは0.5ppm以下である。
【0018】
好ましくは、架橋剤は、少なくとも2個、好ましくは少なくとも3個のケイ素結合水素原子を含有するポリシロキサンである。好ましくは、ケイ素結合水素以外のケイ素結合基は、フェニル又はC1~10アルキルであり、オルガノポリシロキサン中の全アルケニル1モル当たり約0.8モル~約2.5モルのケイ素結合水素を提供する量であり、好ましくは0.8~1.5、好ましくは0.9~1.2である。好ましくは、架橋剤自体は、約0.3質量%~2.0質量%のケイ素結合水素を含むオルガノポリシロキサンである。好ましくは、RSiO3/2単位、R2SiO2/2単位、R3SiO1/2、及びHR2SiO1/2及び/又はHRSiO2/2(式中、ケイ素結合R基は、フェニル又はC1~C10アルキル、好ましくはフェニル又はメチルである)を含有する直鎖オルガノポリシロキサンである。好ましい架橋剤は、MH
0.6TPh
0.4(「M」単位上の指定されていない任意の基はメチルであり、例えば、MHは、MH(CH
3
)
2である)。
【実施例】
【0019】
シロキサンの調製
実施例1
(実施例2と同じプロセスだが、表3に示すように、T-フェニルの量が多い)
【0020】
実施例2
(直鎖状物キャッピング工程でのT-ビニルの組み込み(生成物の分子量を制御するための最適な方法を使用))
組成:45重量%のPh-T(Dow Corning RSN-0217 Flake Resin:略して217フレーク)+55重量%の101dpのPDMS+1.4モル%のT-ビニル(ビニルトリアセトキシシラン由来:VTA)
1L四口丸底フラスコに217フレーク(90.0g、0.659モルのSi)及びトルエン(240.77g)を充填した。このフラスコに、温度計と、テフロン撹拌パドルと、水冷コンデンサに取り付けたDean Stark装置とを備え付けた。窒素封入を行った。加熱マントルを加熱に使用した。Dean Starkに予めトルエンを充填した。還流させながら30分にわたって加熱した。この工程は、存在し得る任意の水を除去するために行われた。トルエン(59.23g)+シラノール末端PDMS(110.0g、1.478モルのSi、0.0293モルのSiOH)の溶液を、ビニルトリアセトキシシラン(VTA)でキャッピングした。これは、VTA(7.14g、0.0307モルのSi)をシラノール末端PDMSに添加し、室温にて1時間にわたって混合することによって、窒素下のグローブボックス内で調製した(同日)。
【0021】
樹脂-直鎖状物カップリング-還流から数度下まで冷却した。ジアセトキシでキャッピングされたPDMS溶液を樹脂溶液に素早く添加した。還流させながら2時間にわたって加熱した。
【0022】
樹脂-樹脂カップリングCF=5.0 CF=[MTA/ETA(モル)/フェニル-T上のSi(モル)]*100 106℃まで冷却し、次いで、50/50 MTA/ETA(7.49g、0.0330モル)を添加した。還流させながら1時間にわたって加熱した。
【0023】
水処理1&2-以下のプロセスを2回繰り返した:[約90℃でDI水(23.0g)を添加し、次いで、共沸蒸留によって水を除去した。](各洗浄-モル比20:1、水:総MTA/ETA+VTA)
【0024】
分子量制御-100.2gの揮発物を留去して、固形分を最大約50%に増加させた。還流させながら4時間にわたって加熱した。分子量の増加は、2次多項式に従った。
【0025】
比較例1
(RRカップリング工程でのT-ビニルの組み込み)
組成:56重量%のPh-T(217フレーク)+44重量%の46dpのPDMS+1.57モル%のT-ビニル
2L四口丸底フラスコに、217フレーク(Ph-T)(224.0g、1.64モルのSi)及びトルエン(394.12g)を充填した。このフラスコに、温度計と、テフロン撹拌パドルと、水冷コンデンサに取り付けたDean Stark装置とを備え付けた。窒素封入を行った。加熱マントルを加熱に使用した。Dean Starkに予めトルエンを充填した。還流させながら30分にわたって加熱した。この工程は、存在し得る任意の水を除去するために行われた。トルエン(94.77g)+シラノール末端PDMS(176.0g、2.36モルのSi、0.102モルのSiOH)の溶液に、モル比50/50のメチルトリアセトキシシランとエチルトリアセトキシシラン(MTA/ETA)でキャッピングした。これは、MTA/ETA(24.45g、0.1076モルのSi)をシラノール末端PDMSに添加し、室温にて1時間にわたって混合することによって、窒素下のグローブボックス内で調製した(同日)。
【0026】
樹脂-直鎖状物カップリング-還流から数度下まで冷却した。ジアセトキシでキャッピングされたPDMS溶液を樹脂溶液に素早く添加した。還流させながら2時間にわたって加熱した。
【0027】
樹脂-樹脂カップリングCF=4.0 CF=[VTA(モル)/フェニル-T上のSi(モル)]*100 106℃まで冷却し、次いで、ビニルトリアセトキシシラン(15.23g、0.0656モル)を添加した。還流させながら1時間にわたって加熱した。
【0028】
水処理1&2-次のプロセスを2回繰り返した:[約90℃でDI水(46.8g)を添加し、次いで、共沸蒸留によって水を除去した。]
約60%の固形分を目標に、224.1gの揮発物を留去した。この工程は、主に、一部の酢酸を除去して最終的な2回の水処理の効率を高めるために行った。
【0029】
水処理3&4-次のプロセスを2回繰り返した:[約90℃でDI水(46.8g)を添加し、次いで、共沸蒸留によって水を除去した。]
【0030】
最終ワークアップ-109.3gの揮発物を留去して、NVCを70~75%に増加させた。室温まで冷却し、次いで、Magna,Nylon,Supported,Plain 5.0μmフィルターに通して濾過した。
【0031】
比較例2
(樹脂-直鎖状物カップリング工程でのD-ビニルの組み込み(生成物の分子量を制御するための最適な方法を使用))
組成:45重量%のPh-T(217フレーク)+55重量%の101dpのPDMS+1.4モル%のD-ビニル
1L四口丸底フラスコに217フレーク(90.0g、0.659モルのSi)+トルエン(240.77g)を充填した。このフラスコに、温度計と、テフロン撹拌パドルと、水冷コンデンサに取り付けたDean Stark装置とを備え付けた。窒素封入を行った。加熱マントルを加熱に使用した。Dean Starkに予めトルエンを充填した。還流させながら30分にわたって加熱した。これは、存在し得る任意の水を除去するために行われた。トルエン(59.23g)+シラノール末端PDMS(110.0g、1.478モルのSi、0.0293モルのSiOH)の溶液を、MTA/ETAでキャッピングした。これは、50/50 MTA/ETA(6.98g、0.0307モルのSi)をシラノール末端PDMSに添加し、室温にて1時間にわたって混合することによって、窒素下のグローブボックス内で調製した(同日)。
【0032】
樹脂-直鎖状物カップリング-還流から数度下まで冷却した。ジアセトキシでキャッピングされたPDMS溶液を樹脂溶液に素早く添加した。還流させながら2時間にわたって加熱した。
【0033】
ビニルメチルジアセトキシシランカップリング-106℃でビニルメチルジアセトキシシラン(5.83g、0.0310モルのSi)を添加した。還流させながら1時間にわたって加熱した。
【0034】
VMDA水処理-約90℃でDI水(27.0g)を添加した。化学量論-モル比20:1、水:総MTA/ETA+VMDA。加熱して還流させ、共沸蒸留によって水を除去した。
【0035】
樹脂-樹脂カップリングCF=2.0 CF=[MTA/ETA(モル)/フェニル-T上のSi(モル)]*100-106℃まで冷却し、次いで、50/50 MTA/ETA(3.00g、0.0132モル)を添加した。還流させながら1時間にわたって加熱した。
【0036】
水処理1&2-次のプロセスを2回繰り返した:[約90℃でDI水(27.0g)を添加し、次いで、共沸蒸留によって水を除去した。]
【0037】
分子量制御-100.5gの揮発物を留去して、固形分を約50%に増加させた。還流させながら2時間50分にわたって加熱した。分子量の増加は、2次多項式に従った。
【0038】
水処理3、4、5-次のプロセスを3回繰り返した:[約90℃でDI水(27.0g)を添加し、次いで、共沸蒸留によって水を除去した。]
一部のトルエンを真空下で留去して、固形分を約75%に増加させた。これは、1L丸底フラスコ内で、50℃の油浴温度でロータリーエバポレータ(rotovapor)で行った。真空下で固体を増加させて、分子量の増加を最小限にした。直径142mmのMagna,Nylon,Supported,Plain,5.0Micronフィルターに通して加圧濾過した。
【0039】
結果:NVCサンプルは透明であった。単離収率:溶液230.0g(
【0040】
76.1%NVC=固形分175.0g)
生成フィルムの屈折率=1.468(633nmの赤色光を使用したMetricon 2010 Prism Couplerで測定)
【0041】
比較例3:
(RRカップリング工程でのT-ビニルの組み込み)
組成:45重量%のPh-T(217フレーク)+55重量%の101dpのPDMS+1.4モル%のT-ビニル
1L四口丸底フラスコに217フレーク(90.0g、0.659モルのSi)及びトルエン(240.77g)を充填した。このフラスコに、温度計と、テフロン撹拌パドルと、水冷コンデンサに取り付けたDean Stark装置とを備え付けた。窒素封入を行った。加熱マントルを加熱に使用した。Dean Starkに予めトルエンを充填した。還流させながら30分にわたって加熱した。この工程は、存在し得る任意の水を除去するために行われた。トルエン(59.23g)+シラノール末端PDMS(110.0g、1.478モルのSi、0.0293モルのSiOH)の溶液に、モル比50/50のメチルトリアセトキシシランとエチルトリアセトキシシラン(MTA/ETA)でキャッピングした。これは、MTA/ETA(6.98g、0.0307モルのSi)をシラノール末端PDMSに添加し、室温にて1時間にわたって混合することによって、窒素下のグローブボックス内で調製した(同日)。
【0042】
樹脂-直鎖状物カップリング-還流から数度下まで冷却した。ジアセトキシでキャッピングされたPDMS溶液を樹脂溶液に素早く添加した。還流させながら2時間にわたって加熱した。
【0043】
樹脂-樹脂カップリングCF=4.7 CF=[VTA(モル)/フェニル-T上のSi(モル)]*100 106℃まで冷却し、次いで、ビニルトリアセトキシシラン(7.14g、0.0307モル)を添加した。還流させながら1時間にわたって加熱した。
【0044】
水処理1&2-次のプロセスを2回繰り返した:[約90℃でDI水(22.1g)を添加し、次いで、共沸蒸留によって水を除去した。]
約50%の固形分を目標に、100.1gの揮発物を留去した。還流させながら1.25時間にわたって加熱して、分子量を増加させた。
【0045】
水処理3、4&5-次のプロセスを3回繰り返した:[約90℃でDI水(22.1g)を添加し、次いで、共沸蒸留によって水を除去した。]
【0046】
最終ワークアップ-一部の揮発物(120.2g)を留去して、固形分を最大約75%に増加させた。室温まで冷却し、次いで、Magna,Nylon,Supported,Plain 5.0μmフィルターに通して濾過した。
【0047】
比較例4:
(RRカップリング工程でのD-ビニルの組み込み、TPh-Dビニル-DMe2)
組成:45重量%のPh-T(217フレーク)+55重量%の101dpのPDMS+1.4モル%のD-ビニル
1L四口丸底フラスコに217フレーク(90.0g、0.659モルのSi)及びトルエン(240.77g)を充填した。このフラスコに、温度計と、テフロン撹拌パドルと、水冷コンデンサに取り付けたDean Stark装置とを備え付けた。窒素封入を行った。加熱マントルを加熱に使用した。Dean Starkに予めトルエンを充填した。還流させながら30分にわたって加熱した。この工程は、存在し得る任意の水を除去するために行われた。トルエン(59.23g)+シラノール末端PDMS(110.0g、1.478モルのSi、0.0293モルのSiOH)の溶液を、ビニルメチルジアセトキシシラン(VMDA、5.78g、0.0307モルのSi)でキャッピングした。これは、VMDAをシラノール末端PDMSに添加し、室温にて1時間にわたって混合することによって、窒素下のグローブボックス内で調製した(同日)。
【0048】
樹脂-直鎖状物カップリング-還流から数度下まで冷却した。キャッピングされたPDMS溶液を樹脂溶液に素早く添加した。21.9gのトルエンを添加した。還流させながら4時間にわたって加熱した。室温まで冷却すると、反応混合物は、非常に混濁した。したがって、この経路は、光学用途に有用な材料を製造するのに有効ではない。
【0049】
硬化速度試験
a)同量のPtを使用-i)比較例1及びii)実施例1の各生成物を用いて、1.57モル%のビニル-Tで変性された56重量%のPh-T-46dpのPDMS樹脂-直鎖状物(成分組成:MH
0.6TPh
0.4 SiH架橋剤、SiH/ビニル=1.0、500ppmのDODS(ジオクタデシルジスルフィド、2/1 モル/モルのTPP/Pt(トリフェニルホスフィン)及び1ppmのPt)のDSCサーモグラムを10℃/分(オープンパン、He雰囲気)で得た。
【0050】
実施例1の生成物を含有する処方物は、比較例2の生成物を含有する処方物が示した発熱ピーク(Tピーク;160.98℃)よりも低い反応発熱ピーク(144.15℃)を示した。これは、実施例1の生成物がより高い硬化速度をもたらすことを示す。
【0051】
b)様々な量のPtを使用-i)実施例1及びii)比較例1の各生成物を用いた、Pt濃度に対する、56重量%のPh-T(217)+44%の46dpのPDMS、1.57モル%のビニル-Tサンプルに関するヒドロシリル化反応の発熱のDSC解析(20℃/分、He雰囲気、オープンパン);反応発熱ピーク(Tピーク)における温度を計算した。成分組成:T-ビニル樹脂-直鎖状物+MH
0.6TPh
0.4(SiH/ビニル=1.0)+Pt。
【0052】
以下の表は、異なるPtの濃度におけるT
ピークの値(℃)を含む。データは、対数式:T
ピーク=11.11ln(ppm Pt)+142.46に適合し、相関係数R
2=0.9967である。
【表1】
【0053】
1ppmの比較例1と同じT
ピークを達成するのに必要なPtは、実施例1では、0.31ppmのみである。
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【0054】
これらの結果は、本発明の組成物が、硬化速度を維持しながら、より低い白金レベルでより良好な熱安定性をもたらすことができることを実証するものである。
【0055】
表2の詳細な結果に記載された不適合の問題なく、DMe2の隣にDViを導入するために、いくつかの追加の実験を実施した。
【0056】
D
Me2に隣接するビニル-DとT
Phに隣接するビニル-D:硬化速度
D
Me2の隣にビニル-Dを組み込む別の方法は、ビニルメチルジアセトキシシランでキャッピングし、続いて加水分解して比較的非反応性の第2のアセトキシ基をシラノールに変え、樹脂との更なるカップリングを確実に可能にすることである。樹脂-直鎖状物カップリング及び樹脂-樹脂カップリングを引き起こすためには、メチル/エチルトリアセトキシシランが必要であるため、比較的煩雑な合成及びT
Ph-T
Me/Et-D
Vi-D
Me2のビニル環境(表7の実施例3)となる。表7は、この系を、T
Ph-D
Vi-T
Ph鎖を形成するRRカップリング剤の一部としてビニル-Dを使用する対照例と比較する。データのレオロジー及びDSCデータは、予想されるとおり、再度、D
Me2単位に隣接するビニル部分が、より高い硬化速度を示すことを裏付けるものである。
【表6】
【0057】
実施例5:TPh-TMe/Et-DVi-DMe2:D-ビニルでキャッピングされた直鎖状物を含有する樹脂直鎖状物を続けて加水分解し、TPhと更にカップリングする
MVi(OH)末端PDMS(Dp122)の調製
300mL四口フラスコに、温度計と、還流冷却器に取り付けたDean-Starkトラップと、テフロン撹拌パドルを備えた機械的撹拌機とを備え付けた。OH末端PDMS(Dp103、120g、15.7mmol)及びトルエン(65g)をフラスコに充填し、還流下で1時間にわたって撹拌して脱水した。溶液を室温まで冷却した後、過剰のViMeSi(OAc)2(11.8g、62.8mmol)を添加し、撹拌を室温で0.5時間にわたって継続し、次いで、還流下で2時間にわたって撹拌した。残留ViMeSi(OAc)2及びトルエンを減圧下(2~3トール、100℃、N2バブリング)でストリッピングして、MVi(OAc)
2末端PDMSを中間体として得た。
【0058】
次いで、中間体を含むフラスコにトルエン(50g)、水(50g)、NaHCO3(6.44g)、及びトリエチルアミン(0.7g)を添加し、室温で一晩撹拌を続けた(反応の進行をIRによってモニタリングした(C=O/Si-Meの減少)。水層を混合物から除去した後、有機層を繰り返し水で洗浄した(50mL×3)。トルエン及びトリエチルアミンを減圧下(2~3トール、50℃、N2バブリング)下でストリッピングして、粗生成物を得、これをゼータプラス濾過(40QSH)によって精製して、MVi(OH)末端PDMSを透明な油として得た(101.5g、Dp122、29Si NMRによる)。
【0059】
MVi(OH)末端PDMS(Dp122)を用いた樹脂-直鎖状物(R/L=45/55)の調製
(1日目)
200mL四口フラスコに、温度計と、還流冷却器に取り付けたDean-Starkトラップと、テフロン撹拌パドルを備えた機械的撹拌機とを備え付けた。MVi(OH)末端PDMS(41.25g)及びトルエン(22.5g)をN2雰囲気下でフラスコに充填し、還流下で0.5時間にわたって撹拌して脱水した。溶液を室温まで冷却した後、ETS900(2.167g)を添加し、室温で0.5時間撹拌を続けて、ETS900でキャッピングされた直鎖状物を含む溶液を得た。
【0060】
500mL四口フラスコ(その底部にドレンを有するフラスコが好ましい)に、温度計と、還流冷却器に取り付けたDean-Starkトラップと、テフロン撹拌パドルを備えた機械的撹拌機とを備え付けた。トルエン(90g)及び217フレーク(33.75g)をN2雰囲気下でフラスコに充填し、還流下で1時間にわたって撹拌して脱水した。溶液を100℃未満まで冷却した後、上記のETS900でキャッピングされた直鎖状物の溶液をフラスコに添加し、還流を2時間にわたって継続した(樹脂-直鎖状物カップリング)。
【0061】
(2日目)
得られた溶液を100℃まで加熱し、ETS900(3.37g、CF=6)を添加した。次いで、溶液を還流下で2.5時間にわたって加熱して、樹脂-樹脂カップリングを行った(最終粘度は28.29cStであった)。溶液を85℃未満まで冷却した後、Dean-Starkトラップを取り外し、還流冷却器をフラスコに直接取り付けた。フラスコに35gの水を添加し、還流を1時間にわたって継続した。溶液を85℃未満まで冷却した後、水層をシリンジ(又は利用可能な場合はフラスコの底部のドレン)によって除去した。同様の洗浄プロセスを、60~80℃で、水3回、ブライン2回、次いで水2回の7回繰り返した。Dean-Starkトラップを再度フラスコに取り付け、溶液を加熱して残留水及びトルエンを除去して、溶液のNVCを約60%まで濃縮した。溶液をゼータプラスフィルター(150GN)に通して濾過し、88.5gの最終生成物(NVC:64.43%)を得た。(溶液が濾過前に透明であった場合、T8の沈殿を加速させるために、一旦80℃まで加熱する)。
【0062】
比較例5:TPh-DVi-TPh:樹脂-直鎖状物カップリング後にD-ビニルを使用した樹脂直鎖状物
OH末端PDMS(Dp100)を用いた樹脂-直鎖状物(R/L=45/55)の調製
(1日目)
200mL四口フラスコに、温度計と、還流冷却器に取り付けたDean-Starkトラップとを備え付けた。OH末端PDMS(82.5g)及びトルエン(45.0g)をN2雰囲気下でフラスコに充填し、還流下で撹拌棒によって0.5時間にわたって撹拌して脱水した。溶液を室温まで冷却した後、ETS900(5.300g)を添加し、室温で0.5時間撹拌を続けて、ETS900でキャッピングされた直鎖状物を含む溶液を得た。
【0063】
1000mL四口フラスコ(その底部にドレンを有するフラスコが好ましい)に、温度計と、還流冷却器に取り付けたDean-Starkトラップと、テフロン撹拌パドルを備えた機械的撹拌機とを備え付けた。トルエン(180.0g)及び217フレーク(67.5g)をN2雰囲気下でフラスコに充填し、還流下で0.5時間にわたって撹拌して脱水した。溶液を100℃未満まで冷却した後、上記のETS900でキャッピングされた直鎖状物の溶液をフラスコに添加し、還流を2時間にわたって継続した(樹脂-直鎖状物カップリング)。
【0064】
(2日目~)
得られた溶液を100℃まで加熱し、ETS900(5.5057g)を添加した。次いで、溶液を還流下で1時間にわたって加熱して、樹脂-樹脂カップリングを行った(最終粘度は20.6cStであった)。溶液を100℃未満まで冷却した後、ビニルメチルジアセトキシシランを溶液に添加し、還流を2時間にわたって継続した。溶液を85℃未満まで冷却した後、Dean-Starkトラップを取り外し、還流冷却器をフラスコに直接取り付けた。フラスコに40gの水を添加し、還流を1時間にわたって継続した。溶液を85℃未満まで冷却した後、水層をシリンジ(又は利用可能な場合はフラスコの底部のドレン)によって除去した。同様の洗浄プロセスを、60~80℃で、水3回、ブライン2回、次いで水2回の7回繰り返した。Dean-Starkトラップを再度フラスコに取り付け、溶液を加熱して残留水及びトルエンを除去して、溶液のNVCを約70%まで濃縮した。溶液をゼータプラスフィルター(150GN)に通して濾過し、163.9gの最終生成物(NVC:70.4%)を得た。