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环氧硅酮及其制造方法、以及使用该环氧硅酮的固化性树脂组合物及其用途

摘要

本发明涉及环氧硅酮及其制造方法、以及使用该环氧硅酮的固化性树脂组合物及其用途。本发明提供一种环氧硅酮,其为至少含有右述通式(1)所示的化合物和右述通式(2)所示的化合物且以平均组成式(3)表示的环氧硅酮,其特征在于,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0.020以下的范围。

著录项

  • 公开/公告号CN101657490A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2010-02-24

    原文格式PDF

  • 申请/专利号CN200880012374.8

  • 发明设计人 黑田义人;横山雅子;小田弘治;

    申请日2008-04-15

  • 分类号C08G77/38(20060101);C08G77/06(20060101);C08L63/00(20060101);C08L83/06(20060101);G02B1/04(20060101);H01L23/29(20060101);H01L23/31(20060101);H01L33/00(20060101);C08G77/14(20060101);

  • 代理机构11127 北京三友知识产权代理有限公司;

  • 代理人丁香兰

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-12-17 23:31:30

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-05-11

    专利权的转移 IPC(主分类):C08G77/38 登记生效日:20160420 变更前: 变更后: 申请日:20080415

    专利申请权、专利权的转移

  • 2012-07-04

    授权

    授权

  • 2010-12-22

    专利申请权的转移 IPC(主分类):C08G77/38 变更前: 变更后: 变更前:

    专利申请权、专利权的转移

  • 2010-04-28

    实质审查的生效 IPC(主分类):C08G77/38 申请日:20080415

    实质审查的生效

  • 2010-02-24

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧硅酮,该环氧硅酮适合用作在发光元件用密封材料和透镜等中使用的固化性树脂组合物的主剂。

背景技术

以往,使用酸酐系固化剂的环氧树脂组合物能提供透明的固化物,适合用作高耐热性的发光元件(例如发光二极管和光电二极管等)的密封材料。但是,近年来,光半导体向高性能化推进,对于密封用树脂,也需求一种除具有良好的透明性和高耐热性以外还具有优异的耐光性、耐氧化性、随着LED的开/关循环发生冷热循环时的耐裂纹性的固化物,以以往一直使用的双酚A系环氧树脂和双酚F系环氧树脂等环氧树脂为主成分的组合物还未能得到足够的特性,这是实际情况。

对于以硅氧烷骨架为重复单元并在有机基团上具有环氧基的环氧硅酮,人们期待其不仅拥有环氧树脂所具有的优异的透明性和耐热性,而且还同时拥有硅酮所具有的耐光性、耐氧化性以及柔软性,因此这种环氧硅酮作为高性能密封材料引人注目。

例如,专利文献1提出了一种环氧硅酮,其含有T结构作为必要重复单元,并且相对于1分子中的硅原子上所键合的所有有机基团,该环氧硅酮含有0.1~40摩尔%的含环氧基的有机基团。但是,以T结构为主体的环氧硅酮较脆,难以满足发光元件密封材料所要求的耐裂纹性。

专利文献2公开了一种环氧硅氧烷,该环氧硅氧烷由乙烯基硅酮、氢化甲硅烷基官能性硅酮以及烯烃环氧化合物的反应生成物构成。此外,专利文献3公开了一种含有环氧基的有机聚硅氧烷,其由两末端为羟基的有机聚硅氧烷、有机氢化聚硅氧烷以及含有环氧基和链烯基的化合物的反应生成物形成。这些聚硅氧烷已作为紫外线固化性剥离涂料组合物使用,对于面向光半导体等光学用途的应用,相关的说明书中并未有任何记载。

专利文献4和5记载了一种有机氢硅氧烷化合物及其在固化涂层中的应用,该有机氢硅氧烷化合物是这样得到的:由有机氢环硅氧烷与具有脂肪族不饱和基团的有机聚硅氧烷的反应得到有机氢硅酮化合物,用烯丙基缩水甘油醚或乙烯基环己基环氧化物将该有机氢硅酮化合物的SiH键的5~50%氢化硅烷化,从而得到所述有机氢硅氧烷化合物。该有机氢硅氧烷化合物的特征在于,其SiH单元部分地被环氧化合物氢化硅烷化,而部分SiH单元以未反应的状态而残留。该未反应的SiH单元在进一步的交联反应中可被利用,从而可用于剥离涂布材料等,然而对于面向光半导体等光学用途的应用,在这些说明书中未有任何记载。

专利文献6公开了一种末端具有多个环氧基的远螯硅氧烷聚合物,该远螯硅氧烷聚合物是由末端具有乙烯基的聚有机硅氧烷和具有SiH单元的有机硅氧烷低聚物以及过量的含链烯基环氧化合物的反应得到的。对于该聚合物,也记载了其作为剥离涂布材料的用途,然而对于面向光半导体等光学用途的应用,这些说明书中未有任何记载。

专利文献7记载了一种组合物及其在光半导体密封材料中的应用,该组合物含有分子量处于特定范围且在1分子中具有至少2个环氧基的硅酮化合物。但是,该树脂组合物的耐光性不充分,耐裂纹性、密合性也未达到令人满意的水平。

此外,上述专利文献2~7公开了由硅氧烷单元构成的环状结构和在分子内具有环氧单元的环氧硅酮的结构,然而并未公开双环结构,与双环结构的物性相关的记载和教导也完全没有。

专利文献1:日本特许第3263177号公报

专利文献2:日本特开平7-216308号公报

专利文献3:日本特开平10-182826号公报

专利文献4:日本特表2005-523980号公报

专利文献5:日本特表2005-529989号公报

专利文献6:美国专利6313255号公报

专利文献7:日本特开2005-171021号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种环氧硅酮、发光元件密封用固化性树脂组合物以及使用该树脂组合物形成的发光部件,该环氧硅酮具有良好的透明性,同时具有优异的耐光性、耐热性、耐热变色性,还具有在冷热循环中的耐裂纹性和密合性,该发光元件密封用固化性树脂组合物与元件、封装材料的密合性优异且无裂纹产生,长期使用能够抑制辉度的降低。

并且,本发明的目的在于提供一种固化性树脂组合物,该组合物适合注射成型,并且固化后质地硬、尺寸稳定性也优异,适合用作透镜材料。

鉴于上述课题,本发明人对硅氧烷骨架结构进行了深入研究,结果发现,具有特定骨架结构(该特定骨架结构同时具有包含硅氧烷骨架的单环结构和双环结构)的环氧硅酮能够解决上述课题,从而完成了本发明。

即,本发明涉及如下内容。

[1]一种环氧硅酮,其为至少含有如下通式(1)表示的化合物和如下通式(2)表示的化合物的、以平均组成式(3)表示的环氧硅酮,其特征在于,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0.020以下的范围。

[化1]

(R12YSiO1/2)a(R33SiO1/2)b(R32SiO2/2)c

(R3YSiO2/2)d(R1ZSiO2/2)e(R1R2SiO2/2)f

(R1HSiO2/2)g(R3SiO3/2)h(YSiO3/2)i(SiO4/2)j

                                   …(3)

[式(1)~(3)中,R1各自独立地表示选自由如下有机基团A)、B)、C)组成的组中的至少一种以上有机基团:A)1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~24以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;B)1价芳香族有机基团,该1价芳香族有机基团的碳原子数为6~24以及氧原子数为0~5,且该1价芳香族有机基团是带取代基或不带取代基的芳香族烃单元,必要时该1价芳香族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;C)1价有机基团,该1价有机基团的碳原子数为5~26、氧原子数为0~5以及硅原子数为1,且该1价有机基团具有脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元,该脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构。

R2各自独立地表示D)含有环氧基的有机基团,该含有环氧基的有机基团的碳原子数为4~24以及氧原子数为1~5,且该含有环氧基的有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构。

R3各自独立地表示选自由如下有机基团A)、B)、C)、E)组成的组中的至少一种以上有机基团:A)1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~24以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;B)1价芳香族有机基团,该1价芳香族有机基团的碳原子数为6~24以及氧原子数为0~5,该1价芳香族有机基团是带取代基或不带取代基的芳香族烃单元,必要时该1价芳香族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;C)1价有机基团,该1价有机基团的碳原子数为5~26、氧原子数为0~5以及硅原子数为1,且该1价有机基团具有脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元,该脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;E)1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团包含碳-碳双键且碳原子数为2~6,并且该1价脂肪族有机基团带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构。

X表示碳原子数为2~6的2价烃基,该2价烃基带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构。

并且,Y各自独立地表示碳原子数为2~6的2价烃基,该2价烃基带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构。

此外,Z表示与2价烃基Y形成的键。

式(1)~(3)中,t各自独立地表示0以上的整数,u各自独立地表示3以上的整数,v表示0以上的整数,并且a、b、c、d、e、f、g、h、i、j表示在1摩尔环氧硅酮中存在的各结构单元的摩尔数,a、e、f的值大于0,b、c、d、g、h、i、j的值分别为0以上且满足e=a+d+i;

通式(1)和(2)中的链节是无规的或嵌段的。]

[2]如上述[1]所述的环氧硅酮,其特征在于,上述通式(2)表示的化合物的含量[WB]与如上通式(1)表示的化合物的含量[WA]之比[WB]/[WA]的值为0.30~3.00,根据利用基质辅助电离飞行时间质谱法测定时得到的峰强度,通过下式(I)计算出所述[WB]/[WA]的值。

[数1]

[3]如上述[1]或[2]所述的环氧硅酮,其特征在于,上述通式(2)中的v的值为0~9。

[4]如上述[1]~[3]的任一项所述的环氧硅酮,其特征在于,以上述平均组成式(3)表示的环氧硅酮的[(h+i+j)/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值在0.040以下的范围,且由上述式(I)定义的、如上通式(2)所示的化合物的含量与如上通式(1)所示的化合物的含量之比[WB]/[WA]的值为0.30~3.00。

[5]如上述[1]~[4]的任一项所述的环氧硅酮,其特征在于,以上述平均组成式(3)表示的环氧硅酮中,分子量为800以下的成分的含量在10%~90%的范围。

[6]如上述[1]~[5]的任一项所述的环氧硅酮,其特征在于,所述环氧硅酮的环氧值在0.15~0.50的范围。

[7]一种固化性树脂组合物,其特征在于,该组合物含有100质量份上述[1]~[6]的任一项所述的环氧硅酮、1质量份~200质量份的环氧树脂用固化剂。

[8]如上述[7]所述的固化性树脂组合物,其特征在于,该组合物还含有0.001质量份~10质量份的固化促进剂。

[9]一种固化性树脂组合物,其特征在于,该组合物含有100质量份上述[1]~[6]的任一项所述的环氧硅酮、0.001质量份~10质量份阳离子聚合催化剂。

[10]一种发光元件用密封材料,其特征在于,该发光元件用密封材料包含上述[7]~[9]的任一项所述的固化性树脂组合物。

[11]一种发光部件,该发光部件是用上述[10]所述的发光元件用密封材料密封的。

[12]一种透镜,该透镜由上述[7]~[9]的任一项所述的固化性树脂组合物形成。

[13]如上述[1]~[6]的任一项所述的环氧硅酮的制造方法,其特征在于,该制造方法包括在氢化硅烷化催化剂的存在下,使下述平均组成式(6)所示的具有碳-碳双键的硅酮和乙烯基化合物<B>的混合物同时与下述通式(4)所示的有机氢硅酮的SiH单元加成的一步式工序,其中,所述具有碳-碳双键的硅酮中至少含有如下通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮,所述乙烯基化合物<B>中包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>。

[化2]

(R4R12SiO1/2)k(R13SiO1/2)l

(R12SiO2/2)m(R1R4SiO2/2)n

(R1SiO3/2)o(R4SiO3/2)p(SiO4/2)q    …(6)

[式(4)~(6),R1、R2、R3与上述的定义相同,R4各自独立地表示1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团包含碳-碳双键且碳原子数为2~6,并且该1价脂肪族有机基团带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构。

式(4)~(6)中,t、u、v与上述的定义相同,k、l、m、n、o、p、q表示在1摩尔的具有碳-碳双键的硅酮中存在的各结构单元的摩尔数,k的值大于0,l、m、n、o、p、q的值分别为0以上。

通式(4)中的链节是无规的或嵌段的。]

[14]如上述[13]所述的环氧硅酮的制造方法,其特征在于,在氢化硅烷化催化剂的存在下,相对于上述通式(4)所示的有机氢硅酮的SiH单元的摩尔数(r1),使上述通式(5)所示的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)、除上述通式(5)所示的具有碳-碳双键的硅酮以外的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r3)、上述具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)以及除上述具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>以外的乙烯基化合物<B>的碳-碳双键的摩尔数(r5)处于同时满足下式(A1)~(A5)的范围,来使各化合物共存于反应体系中进行加成。

0.10≤r2/r1≤0.75  …式(A1)

0.25≤r4/r1        …式(A2)

0≤r3            …式(A3)

0≤r5            …式(A4)

1≤(r2+r3+r4+r5)/r1≤5    …式(A5)

[15]如上述[1]~[6]的任一项所述的环氧硅酮的制造方法,其特征在于,该制造方法包括第1工序和接着第1工序的第2工序这样的两步式工序,

在第1工序中,在氢化硅烷化催化剂的存在下,使乙烯基化合物<B>与下述通式(4)所示的有机氢硅酮的SiH单元加成,其中所述乙烯基化合物<B>中包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>;

在第2工序中,在氢化硅烷化催化剂的存在下,使下述平均组成式(6)所示的具有碳-碳双键的硅酮与下述通式(4)所示的有机氢硅酮的SiH单元加成,其中所述具有碳-碳双键的硅酮中至少包含下述通式(5)所示的具有碳-碳双键的硅酮。

[化3]

(R4R12SiO1/2)k(R13SiO1/2)l

(R12SiO2/2)m(R1R4SiO2/2)n

(R1SiO3/2)o(R4SiO3/2)p(SiO4/2)q    …(6)

[式(4)~(6)中,R1、R2、R3、R4与上述的定义相同。并且,式(4)~(6)中,t、u、v、k、l、m、n、o、p、q也与上述的定义相同。

通式(4)中的链节是无规的或嵌段的。]

[16]如上述[15]所述的环氧硅酮的制造方法,其特征在于,在氢化硅烷化催化剂的存在下,

在上述第1工序中,相对于上述通式(4)所示的有机氢硅酮的SiH单元的摩尔数(s1),使上述具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(s2)和除上述具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>以外的乙烯基化合物<B>的碳-碳双键的摩尔数(s3)处于同时满足下式(B1)~式(B3)的范围,来使各化合物共存于反应体系中进行加成;

在接下来的上述第2工序中,使上述(s1)~(s3)以及上述通式(5)所示的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(s4)和除上述通式(5)所示的具有碳-碳双键的硅酮以外的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(s5)处于同时满足下式(B4)~式(B6)的范围,来使各化合物共存于反应体系中进行加成。

0≤s3                …式(B1)

0.25≤s2/s1≤0.90    …式(B2)

0.25≤(s2+s3)/s1≤0.90    …式(B3)

0≤s5          …式(B4)

0.10≤s4/s1    …式(B5)

1.0≤(s4+s5)/[s1-(s2+s3)]≤3.0    …式(B6)

基于本发明,能够提供一种具有透明性、耐光性、耐热性、耐热变色性、耐裂纹性、密合性、适合发光元件密封材料用途的环氧硅酮;含有该环氧硅酮的发光元件密封用固化性树脂组合物;以及使用该树脂组合物形成的优异的发光二极管等发光部件,该发光部件与元件、封装材料的密合性优异且无裂纹产生,即使长期使用,辉度降低也较小。

并且,本发明能够提供一种固化性树脂组合物,该固化性树脂组合物适合注射成型,并且固化后质地硬、尺寸稳定性优异,适合用作透镜材料。

具体实施方式

本发明中的环氧硅酮是至少含有如下通式(1)表示的化合物和如下通式(2)表示的化合物的、以平均组成式(3)表示的环氧硅酮。

[化4]

(R12YSiO1/2)a(R33SiO1/2)b(R32SiO2/2)c

(R3YSiO2/2)d(R1ZSiO2/2)e(R1R2SiO2/2)f

(R1HSiO2/2)g(R3SiO3/2)h(YSiO3/2)i(SiO4/2)j

                                    …(3)

[式(1)~(3)中,R1各自独立地表示选自由如下有机基团A)、B)、C)组成的组中的至少一种以上有机基团:A)1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~24以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;B)1价芳香族有机基团,该1价芳香族有机基团的碳原子数为6~24以及氧原子数为0~5,该1价芳香族有机基团是带取代基或不带取代基的芳香族烃单元,必要时该1价芳香族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;C)1价有机基团,该1价有机基团的碳原子数为5~26、氧原子数为0~5以及硅原子数为1,且该1价有机基团具有脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元,该脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构。

R2各自独立地表示D)含有环氧基的有机基团,该含有环氧基的有机基团的碳原子数为4~24以及氧原子数为1~5,且该含有环氧基的有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构;

R3各自独立地表示选自由如下有机基团A)、B)、C)、E)组成的组中的至少一种以上有机基团:A)1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~24以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;B)1价芳香族有机基团,该1价芳香族有机基团的碳原子数为6~24以及氧原子数为0~5,该1价芳香族有机基团是带取代基或不带取代基的芳香族烃单元,必要时该1价芳香族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;C)1价有机基团,该1价有机基团的碳原子数为5~26、氧原子数为0~5以及硅原子数为1,且该1价有机基团具有脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元,该脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;E)1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团包含碳-碳双键且碳原子数为2~6,并且该1价脂肪族有机基团带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构。

X表示碳原子数为2~6的2价烃基,该2价烃基带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构;

并且,Y各自独立地表示碳原子数为2~6的2价烃基,该2价烃基带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构。

此外,Z表示与2价烃基Y形成的键。

式(1)~(3)中,t各自独立地表示0以上的整数,u各自独立地表示3以上的整数,v表示0以上的整数。

并且,a、b、c、d、e、f、g、h、i、j表示1摩尔环氧硅酮中存在的各结构单元的摩尔数,a、e、f的值大于0,b、c、d、g、h、i、j的值分别为0以上且满足e=a+d+i。

通式(1)和(2)中的链节是无规的或嵌段的。]

此处,在平均组成式(3)中,当h、i、j同时满足下式(1)、式(2)时,上述的a、b、h、i、j为选自满足式(3)的范围的数值。

h+i≠0    …式(1)

j≠0      …式(2)

0≤b≤a+(h+i)+2j+2    …式(3)

并且,当上述的h、i、j同时满足下式(4)、式(5)时,上述的a、b为选自满足下式(6)的范围的数值。

h+i=0    …式(4)

j=0      …式(5)

0≤b≤a+2    …式(6)

并且,当上述的h、i、j分别同时满足下式(1)、式(5)时,上述的a、b、h、i为选自满足下式(7)的范围的数值。

h+i≠0    …式(1)

j=0      …式(5)

0≤b≤a+(h+i)+2    …式(7)

此外,当h、i、j同时满足下式(4)、式(2)时,上述的a、b、j为选自满足下式(8)的范围的数值。

h+i=0    …式(4)

j≠0      …式(2)

0≤b≤a+2j+2    …式(8)

从将本发明的环氧硅酮固化得到的固化物发挥出优异的耐光性、耐裂纹性和密合性的角度出发,通式(2)表示的双环结构是起到重要作用的成分。如果仅是以通式(1)表示的单环结构,则固化后难以得到充分的耐光性、耐裂纹性和密合性。为了使固化物的耐光性、耐裂纹性和密合性更优异,优选的是,当将通式(1)表示的单环结构的化合物的含量设为[WA]、通式(2)表示的具有双环结构的化合物的含量设为[WB]时,使[WB]与[WA]的比[WB]/[WA]的值处于特定范围。

在本发明中,作为计算出通式(1)表示的化合物和通式(2)表示的化合物的含量之比的方法,使用基质辅助电离飞行时间质谱法(以下称为MALDI-TOF/MS),利用MALDI-TOF/MS测定本发明的环氧硅酮,使用所得到的通式(1)和通式(2)的化合物的峰强度,根据下式(I)计算出[WB]/[WA]的值。

[数2]

在本发明中,[WB]/[WA]的值优选为0.30~3.00。当[WB]/[WA]的值小于0.30时或大于3.00时,耐光性、耐裂纹性或密合性有变得不充分的倾向。[WB]/[WA]的值更优选为0.30~1.50、进一步优选为0.40~1.50,这是因为,在[WB]/[WA]的值在上述范围内时,将所得到的环氧硅酮固化得到的固化物的耐光性、耐裂纹性和密合性趋于提高,同时耐热性趋于进一步提高。

在上述式(I)中,与通式(1)和通式(2)的各自结构相当的质量数是指,当构成所涉及的结构的元素具有同位素时,使用在各元素的同位素的质量数之中丰度最大的同位素的质量数而计算出的值。

并且,在本发明中,当存在2个以上与通式(1)和(2)对应的峰时,使用与各自的结构对应的2个以上的峰强度的合计值,计算出[WB]/[WA]的值。但是,在本发明中,将与通式(1)和通式(2)的各自结构相当的质量数分别与钠的质量数23合计,相对于与该合计质量数对应的峰的最大强度,强度为3%以下的峰在计算峰强度的合计值时被排除在外。

以下,记载了利用MALDI-TOF/MS的测定方法的具体方法。

室温下将0.1g环氧硅酮溶解于100mL四氢呋喃中得到溶液,并将10mg蒽三酚溶解于1mL四氢呋喃中得到溶液,然后将所得到的两种溶液在室温下以体积比1∶1的比例均一混合,制作溶液a。接下来,将10mg碘化钠溶解于10mL丙酮中所得到的溶液1μL加入到样品盘中,然后在该样品盘中滴加1μL溶液a,室温下使溶剂蒸发后,以下述测定条件利用MALDI-TOF/MS进行测定。

<测定条件>

装置:岛津AXIMA CFRplus

激光:氮激光(337nm)

检测器形式:线性方式

离子检测:正离子(正离子方式)

积分次数:500次

以下,对本发明的环氧硅酮的平均组成式(3)进行详细说明。

在本发明中,R1各自独立地表示选自由如下有机基团A)、B)、C)组成的组中的至少一种以上有机基团:A)1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~24以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;B)1价芳香族有机基团,该1价芳香族有机基团的碳原子数为6~24以及氧原子数为0~5,该1价芳香族有机基团是带取代基或不带取代基的芳香族烃单元,必要时该1价芳香族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;C)1价有机基团,该1价有机基团的碳原子数为5~26、氧原子数为0~5以及硅原子数为1,且该1价有机基团具有脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元,该脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构。

这些有机基团可以存在一种或两种以上混合存在。

作为上述A)1价脂肪族有机基团(该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~24以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构),可以举出,例如,

(A-1)甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基等由脂肪族烃形成的链状有机基团;

(A-2)环戊基、甲基环戊基、环己基、甲基环己基、降冰片基等由含环状单元的烃形成的有机基团;

(A-3)甲氧基乙基、乙氧基乙基、丙氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基丙基、丙氧基丙基等含醚键的有机基团;等等。

作为上述B)1价芳香族有机基团(该1价芳香族有机基团的碳原子数为6~24以及氧原子数为0~5,该1价芳香族有机基团是带取代基或不带取代基的芳香族烃单元,必要时该1价芳香族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构),可以举出例如,苯基、甲苯基、二甲苯基、苄基、α-甲基苯乙烯基、3-甲基苯乙烯基、4-甲基苯乙烯基等。

作为上述C)1价有机基团(该1价有机基团的碳原子数为5~26、氧原子数为0~5以及硅原子数为1,且该1价有机基团具有脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元,该脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构),可以举出例如,以下述通式(7)、通式(8)表示的有机基团。

-CH2-CH-SiR53    …(7)

-CH(CH3)-SiR53    …(8)

[式(7)、(8)中,R5各自独立地表示选自由如下有机基团F)或G)组成的组中的至少一种以上有机基团:F)1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~8以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构;G)1价芳香族有机基团,该1价芳香族有机基团的碳原子数为6~8以及氧原子数为0~5,且该1价芳香族有机基团具有带取代基或不带取代基的芳香族烃单元以及必要时存在的带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构的脂肪族烃单元。]

以下,对R5的具体例进行说明。

作为上述F)1价脂肪族有机基团(该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~8以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构),可以举出例如,

(F-1)甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基等由脂肪族烃形成的链状有机基团;

(F-2)环戊基、甲基环戊基、环己基、甲基环己基、降冰片基等由含环状单元的烃形成的有机基团;

(F-3)烷氧基(诸如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基等)、甲氧基乙基、乙氧基乙基、丙氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基丙基、丙氧基丙基等含醚键的有机基团;等等。

此外,作为上述G)1价芳香族有机基团(该1价芳香族有机基团的碳原子数为6~8以及氧原子数为0~5,且该1价芳香族有机基团具有带取代基或不带取代基的芳香族烃单元,以及必要时存在的带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构的脂肪族烃单元),可以举出例如,苯基、甲苯基、二甲苯基、苄基、α-甲基苯乙烯基、3-甲基苯乙烯基、4-甲基苯乙烯基等由芳香族烃形成的有机基团等。

只要碳原子数和氧原子数、必要时存在的硅原子的数在上述范围内,上述的R1中就可以含有羟基单元、烷氧基单元、酰基单元、羧基单元、链烯氧基单元、酰氧基单元、卤原子(诸如氟和氯等)或酯键、以及除氧原子和硅原子以外的杂原子(诸如氮、磷、硫等)作为有机基团。并且,这些有机基团可以存在一种或两种以上混合存在。

下面,对本发明中的有机基团R2进行说明。

R2是含有环氧基的有机基团,该含有环氧基的有机基团的碳原子数为4~24以及氧原子数为1~5,且该含有环氧基的有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构。对于R2,例如,可以例示出如下通式(9)~(14)等结构。这些有机基团可以存在一种或两种以上混合存在。

[化5]

作为上述的通式中的R6,可以例示出例如,-(CH2)2-O-、-(CH2)3-O-、-(CH2)4-O-、-CH2-CH(CH3)-O-、-CH2-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH(CH3)-O-、-CH2-CH(CH3)-COO-、-CH2-CH2-COO-等含有醚键或酯键的结构单元;-(CH2)2-、-CH(CH3)-、-(CH2)3-、-CH(CH3)-CH2-、-CH2-CH(CH3)-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-(CH2)7-、-(CH2)8-、-(CH2)9-、-(CH2)10-、-(CH2)11-、-(CH2)12-、-(CH2)13-、-(CH2)14-、-(CH2)15-、-(CH2)16-等具有链状结构和/或支链状结构的脂肪族烃单元。

这些有机基团可以存在一种或两种以上混合存在。此外,当存在光学异构体时,也可以是单独一种或两种以上光学异构体混合存在的有机基团。

下面,对本发明中的有机基团R3进行说明。

R3各自独立地表示选自由如下有机基团A)、B)、C)、E)组成的组中的至少一种以上有机基团:A)1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~24以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;B)1价芳香族有机基团,该1价芳香族有机基团的碳原子数为6~24以及氧原子数为0~5,该1价芳香族有机基团是带取代基或不带取代基的芳香族烃单元,必要时该1价芳香族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;C)1价有机基团,该1价有机基团的碳原子数为5~26、氧原子数为0~5以及硅原子数为1,且该1价有机基团具有脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元,该脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构;E)1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团包含碳-碳双键且碳原子数为2~6,并且该1价脂肪族有机基团带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构。

此处,对本发明中的“碳-碳双键”进行说明。本发明中的“碳-碳双键”是指脂肪族的碳-碳双键,不包括苯环和萘环等的双键。

上述的R3中的有机基团A)1价脂肪族有机基团(该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~24以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构)、B)1价芳香族有机基团(该1价芳香族有机基团的碳原子数为6~24以及氧原子数为0~5,该1价芳香族有机基团是带取代基或不带取代基的芳香族烃单元,必要时该1价芳香族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构)、C)1价有机基团(该1价有机基团的碳原子数为5~26、氧原子数为0~5以及硅原子数为1,且该1价有机基团具有脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元,该脂肪族烃单元和/或芳香族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构)的实例与上述相同。

另一方面,作为上述E)1价脂肪族有机基团(该1价脂肪族有机基团包含碳-碳双键且碳原子数为2~6,并且该1价脂肪族有机基团带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构),可以举出例如,乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、己烯基等。这些有机基团可以存在一种或两种以上混合存在。

只要碳原子数和氧原子数、必要时存在的硅原子的数在上述范围内,上述的R3中就可以含有羟基单元、烷氧基单元、酰基单元、羧基单元、链烯氧基单元、酰氧基单元、卤原子(诸如氟和氯等)或酯键、以及除氧原子和硅原子以外的杂原子(诸如氮、磷、硫等)作为有机基团。并且,这些有机基团可以存在一种或两种以上混合存在。

下面,对本发明中的有机基团X、Y、Z进行说明。

有机基团X和Y是在后述的本发明的环氧硅酮的制造时由氢化硅烷化生成的连接基团,有机基团X和Y是碳原子数为2~6的2价烃基,并且该2价烃基带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构。具体地说,作为有机基团X和Y,可以例示出例如,-(CH2)2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-CH(CH3)-、-CH2-CH(CH3)-、-CH(CH3)-CH2-等。这些有机基团可以存在一种或两种以上混合存在。

Z表示与2价烃基Y形成的键,具体地说,用-Y-Z-的结构表示上述记载的-X-的烃基。

作为本发明的包含通式(1)和通式(2)的平均组成式(3)的有机基团R1和R3,为了使本发明的环氧硅酮的耐光性趋于良好或保存时的稳定性趋于提高,相对于以平均组成式(3)表示的环氧硅酮的全部Si单元的总摩尔数,键合了有机基团(该有机基团含有羟基单元、烷氧基单元、酰基单元、羧基单元、链烯氧基单元、酰氧基单元、氟和氯等卤原子或酯键、以及除氧原子和硅原子以外的杂原子(诸如氮、磷、硫等))的硅原子的总摩尔数优选为10%以下、更优选为1%以下,进一步优选完全不含有上述的键合了有机基团的硅原子。

另一方面,使用本发明的环氧硅酮制造固化物时,为了使本发明的环氧硅酮趋于能够稳定地、再现性良好地固化,相对于以平均组成式(3)表示的环氧硅酮的全部Si单元的总摩尔数,键合了1价脂肪族有机基团(该1价脂肪族有机基团包含碳-碳双键且碳原子数为2~6,并且该1价脂肪族有机基团带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构)的硅原子的总摩尔数优选为10%以下、更优选为5%以下,进一步优选为1%以下,特别优选完全不含有上述的键合了1价脂肪族有机基团的硅原子。

并且,为了使本发明的环氧硅酮的耐光性趋于良好,同时使耐热变色性趋于提高,作为本发明中的包含通式(1)和通式(2)的平均组成式(3)的有机基团R1和R3,优选为选自由上述(A-1)、(A-2)、R5为(F-1)和(F-2)的C)组成的组中的有机基团,更优选为选自由(A-1)和(A-2)中的碳原子数为1~8、氧原子数为0的基团组成的组中的有机基团,进一步优选为选自由(A-1)和(A-2)中的碳原子数为1~8、氧原子数为0的基团组成的组中的无取代基的链状有机基团,特别优选为甲基。

为了使在固化所得到的环氧硅酮时的固化速度趋于提高或使用环氧硅酮所得到的固化物的耐光性趋于提高,在本发明的包含通式(1)表示的化合物和通式(2)表示的化合物的以平均组成式(3)表示的环氧硅酮中,作为有机基团R2,优选是R6为包含链状结构和/或支链状结构的脂肪族烃单元的以通式(10)~(14)表示的基团,更优选是R6为-(CH2)2-的以通式(10)~(14)表示的基团,进一步优选是R6为-(CH2)2-的以通式(11)~(14)表示的基团,特别优选是R6为-(CH2)2-的以通式(12)表示的基团。

为了使通过使用本发明的环氧硅酮而得到的固化物的耐光性和耐热变色性趋于提高,作为本发明中的2价烃基X,优选为选自由-(CH2)2-、-CH(CH3)-组成的组中的一种以上结构,更优选为-(CH2)2-。

通式(1)和(2)中的t、u的值表示链节数,该链节可以是无规的,也可以是嵌段的。在本发明中,t各自独立地为0以上的整数,并且u各自独立地为3以上的整数。

在本发明中,为了降低环氧硅酮的粘度以使处理性趋于提高或使用环氧硅酮得到的固化物的耐热变色性趋于提高,通式(1)和通式(2)中的(t+u)的值优选为10以下、更优选t为1以下且u为3~7、进一步优选t为0且u为3~7、特别优选t为0且u为3~5。

上述的通式(1)和(2)中的t、u的值可以利用上述的MALDI-TOF/MS测定来计算出。

在本发明中,v为0以上的整数。为了使通过使用本发明的环氧硅酮得到的固化物的耐热性趋于提高、趋于得到与固化剂的相容性好且透明均匀的固化物以及使密合性趋于良好,v的值优选为0~9、更优选为0~6、进一步优选为0~3、特别优选为0。

本发明的平均组成式(3)中,a、b、c、d、e、f、g、h、i、j表示1摩尔环氧硅酮中存在的各结构单元的摩尔数,a、e、f的值大于0,b、c、d、g、h、i、j的值分别为0以上且满足e=a+d+i。

为了使本发明的环氧硅酮在保存时不发生改性反应和粘度变化而显示出优异的保存稳定性,同时为了在固化后显示出优异的耐裂纹性,表示环氧硅酮中残存的未反应的SiH基的残存量的[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值必须为0.020以下、优选为0.015以下、更优选为0.010以下、进一步优选为0.005以下。

为了使环氧硅酮的处理性趋于提高以及与固化剂、固化促进剂的相容性、均一混合性趋于良好、固化后耐裂纹性趋于良好,表示支链的含量的[(h+i+j)/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值优选为0.040以下、更优选为0.010以下、进一步优选为0。

并且,在本发明中,为了使通过使用环氧硅酮得到的固化物的表面发粘趋于被抑制,f优选为1以上、更优选为1.5以上。

此处,对本发明的以平均组成式(3)表示的环氧硅酮中的[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]、[(h+i+j)/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]以及f的计算方法进行说明。

进行基于下述记载的方法的29Si-NMR测定,由所得到的谱图计算出积分值,基于该积分值,计算出与g和(h+i+j)对应的各结构单元相对于所有Si的存在比例,由此得到的值即为本发明的以平均组成式(3)表示的环氧硅酮中的[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]、[(h+i+j)/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]。

另一方面,使用通过上述的GPC测定得到的数均分子量,使用通过后述的环氧值的测定得到的环氧值,根据下式(9)计算出的值即为f。

f=(数均分子量)/(100/环氧值)…式(9)

<29Si-NMR的测定方法>

将0.15g环氧硅酮溶解于1g氘代三氯甲烷中,在所得到的溶液中添加0.015g Cr(acac)3、10μL四甲基硅烷,制成NMR测定溶液。使用该NMR测定溶液,在质子完全去耦条件下实施29Si-NMR的测定,积分次数为4,000次。

对于本发明的以平均组成式(3)表示的环氧硅酮而言,从提高因流动性等导致的处理性和加工性的方面考虑,该环氧硅酮的数均分子量优选为400~1,000,000的范围、更优选为500~500,000的范围、进一步优选为500~100,000的范围、更进一步优选为500~50,000的范围、特别优选为500~10,000的范围。

在本发明中,为了使通过使用环氧硅酮得到的固化物的耐裂纹性、密合性或耐光性趋于提高,以平均组成式(3)表示的环氧硅酮中的分子量为800以下的成分的含量优选是10%~90%,更优选是15%~80%,进一步优选是20%~75%。

此处,对本发明中的以平均组成式(3)表示的环氧硅酮的数均分子量和环氧硅酮中的分子量为800以下的成分的含量进行说明。

以平均组成式(3)表示的环氧硅酮中的分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC)测定得到的值,该凝胶渗透色谱(GPC)测定使用三氯甲烷作为洗脱液、使用单分散聚苯乙烯和苯乙烯单体作为标准物质。具体地说,预先制作标准曲线(该标准曲线是由利用示差折光(RI)检测得到的流出时间求出的),由测定试样溶液的流出时间和检测强度,使用上述的标准曲线计算出数均分子量,该数均分子量即为以平均组成式(3)表示的环氧硅酮的分子量。

另一方面,以平均组成式(3)表示的环氧硅酮中的分子量为800以下的成分的含量是指,在利用上述的GPC测定得到的流出曲线上,连接环氧硅酮的流出开始点与流出终止点,得到该流出峰面积(峰面积1),相对于该峰面积1,以百分比形式表记与800以下的分子量对应的峰的面积(峰面积2)的比例,得到的数值[即,以(峰面积2)/(峰面积1)×100(%)表示的数值]即为以平均组成式(3)表示的环氧硅酮中的分子量为800以下的成分的含量。

为了使通过使用本发明的环氧硅酮得到的固化物的耐热性趋于提高,环氧硅酮的环氧值优选为0.15以上、更优选为0.20以上、进一步优选为0.25以上。另一方面,为了使通过使用环氧硅酮得到的固化物的耐光性、耐热变色性趋于提高,环氧硅酮的环氧值优选为0.50以下、更优选为0.48以下、进一步优选为0.46以下。

本发明中的环氧值是指100g环氧硅酮中存在的环氧单元数,具体地说,本发明中的环氧值是利用以下方法测定得到的值。

<环氧值的测定方法>

将树脂试样溶解于苯甲醇和1-丙醇中。在该溶液中添加碘化钾水溶液、溴酚蓝指示剂后,用1当量盐酸进行滴定,以反应体系内颜色从蓝色变为黄色的点为等当点。根据等当点,按照下式(10)计算出环氧硅酮的环氧值。

环氧值(当量/100g)=(V×N×F)/(10×W)…式(10)

[式(10)中,W、V、N、F分别表示以下值。

W:试样的重量(g),

V:滴定量(mL),

N:滴定中使用的盐酸的当量浓度(N),

F:滴定中使用的盐酸的校正因子]

接下来,对本发明的环氧硅酮的制造方法进行说明。

本发明的环氧硅酮是通过使如下通式(4)表示的有机氢硅酮、与以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮(该硅酮至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮)以及含有化合物<A>(该化合物<A>具有碳-碳双键和环氧基)的乙烯基化合物<B>加成来制造的。

[化6]

(R4R12SiO1/2)k(R13SiO1/2)l

(R12SiO2/2)m(R1R4SiO2/2)n

(R1SiO3/2)o(R4SiO3/2)p(SiO4/2)q      …(6)

[式(4)~(6)中,R1、R2、R3与上述的定义相同,R4各自独立地表示1价脂肪族有机基团,该1价脂肪族有机基团包含碳-碳双键且碳原子数为2~6,并且该1价脂肪族有机基团带取代基或不带取代基且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构。

式(4)~(6)中,t、u、v与上述的定义相同,k、l、m、n、o、p、q表示在1摩尔的具有碳-碳双键的硅酮中存在的各结构单元的摩尔数,k的值大于0,l、m、n、o、p、q的值分别为0以上。

通式(4)中的链节可以是无规的,也可以是嵌段的。]

另外,在平均组成式(6)中,当o、p、q分别同时满足下式(11)、式(12)时,上述的k、l、o、p、q为选自满足式(13)的范围的数值。

o+p≠0  …式(11)

q≠0    …式(12)

0≤k+l≤o+p+2q+2    …式(13)

此外,当上述的o、p、q分别同时满足下式(14)、式(15)时,上述的k、l为选自满足下式(16)的范围的数值。

o+p=0  …式(14)

q=0    …式(15)

0≤k+l≤2  …式(16)

此外,当上述的o、p、q分别同时满足下式(11)、式(15)时,上述的k、l、o、p为选自满足下式(17)的范围的数值。

o+p≠0  …式(11)

q=0    …式(15)

0≤k+l≤o+p+2    …式(17)

此外,当o、p、q分别同时满足下式(14)、式(12)时,上述的k、l、q为选自满足下式(18)的范围的数值。

o+p=0  …式(14)

q≠0    …式(12)

0≤k+l≤2q+2   …式(18)

对本发明中使用的以通式(4)表示的有机氢硅酮、通式(5)以及以平均组成式(6)表示的硅酮的制造方法无特别限定,可以利用通过现有公知方法制造的化合物。

在本发明中,在以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮中,该硅酮的一部分可以是通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮,以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮也可以全部是通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮。当以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的一部分为通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮时,在以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮中除了包含通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮以外,还可以包含具有链状、环状、支链状、梯状、笼状等中的任意结构的具有碳-碳双键的硅酮。

另一方面,乙烯基化合物<B>的一部分可以是具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>,乙烯基化合物<B>也可以全部是具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>。

作为本发明中可以使用的通式(4)的化合物,只要在式中t各自独立地为0以上的整数、u各自独立地为3以上的整数、R1为上述记载的有机基团,就不特别限定,可以使用一种或以两种以上的混合物的形式来使用。

为了使本发明的环氧硅酮的耐光性趋于良好,作为通式(4)表示的有机氢硅酮,优选使用R1为1价脂肪族有机基团(该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~24,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构)的化合物,作为这样的化合物,可以例示出例如,1,3,5-三甲基环三硅氧烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1,3,5,7,9-五甲基环五硅氧烷、1,3,5,7,9,11-六甲基环己硅氧烷、1,3,5,7,9,11,13-七甲基环庚硅氧烷、1,3,5,7,9,11,13,15-八甲基环辛硅氧烷、1,3,5,7,9,11,13,15,17-九甲基环壬硅氧烷、1,3,5,7,9,11,13,15,17,19-十甲基环癸硅氧烷、1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21-十一甲基环十一硅氧烷、1,1,3,5-四甲基环三硅氧烷、1,1,3,5,5,7-六甲基环四硅氧烷、1,3,5,7-四乙基环四硅氧烷、1,3,5,7,9-五乙基环五硅氧烷、1,3,5,7,9,11-六乙基环己硅氧烷、1,3,5,7,9,11,13-七乙基环庚硅氧烷等。

在上述化合物之中,为了降低本发明的环氧硅酮的粘度以使处理性趋于提高或使通过使用本发明的环氧硅酮得到的固化物的耐热变色性和耐裂纹性趋于提高,优选使用通式(4)中的(t+u)的值为10以下的化合物,更优选使用t为1以下且u为3~7的化合物,进一步优选使用t为0且u为3~7的化合物,更进一步优选使用t为0且u为3~5的化合物,特别优选使用t为0、u为3~5且R1为甲基的化合物,最优选使用1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷。

本发明中的通式(5)的化合物是这样的化合物:其R1与上述相同,并且其R4为具有碳-碳双键、碳原子数为2~6、带取代基或不带取代基并且包含选自由链状和支链状组成的组中的一种以上结构的1价脂肪族有机基团。作为有机基团R4,可以举出例如,乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、己烯基等。这些有机基团可以存在一种或两种以上混合存在。

只要碳原子数和氧原子数、必要时存在的硅原子的数在上述范围内,上述的R1就可以含有羟基单元、烷氧基单元、酰基单元、羧基单元、链烯氧基单元、酰氧基单元、卤原子(诸如氟和氯等)或酯键、以及除氧原子和硅原子以外的杂原子(诸如氮、磷、硫等)作为有机基团。

为了使氢化硅烷化反应趋于反应性高、再现性好地进行,作为通式(5)的化合物,优选具有乙烯基作为R4的化合物。

另一方面,作为通式(5)的化合物,为了使本发明的环氧硅酮的耐光性、耐热变色性趋于良好或保存时的稳定性趋于提高,相对于通式(5)的化合物中的全部Si单元的总摩尔数,键合了有机基团(该有机基团包含羟基单元、烷氧基单元、酰基单元、羧基单元、链烯氧基单元、酰氧基单元、氟和氯等卤原子或酯键、以及除氧原子和硅原子以外的杂原子(诸如氮、磷、硫等))的硅原子的总摩尔数优选为10%以下、更优选为1%以下,进一步优选完全不含有上述的键合了有机基团的硅原子。

此外,R1优选为选自由上述的A)1价脂肪族有机基团(该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~24以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构)中的(A-1)和(A-2)组成的组中的有机基团,更优选为选自由(A-1)和(A-2)中的碳原子数为1~8、氧原子数为0的基团组成的组中的有机基团,进一步优选为选自由(A-1)和(A-2)中的碳原子数为1~8、氧原子数为0的基团组成的组中的无取代基的链状有机基团。作为这样的化合物,可以例示出例如,二甲基乙烯基甲硅烷氧基末端聚二甲基硅氧烷、二甲基乙烯基甲硅烷氧基末端二甲基硅氧烷-甲基乙基硅氧烷共聚物、二甲基乙烯基甲硅烷氧基末端二甲基硅氧烷-甲基辛基硅氧烷共聚物等。此外,作为本发明中的通式(5)的化合物,特别优选R1为甲基的化合物。

在本发明中,通式(5)中的v为0以上的整数。为了使通过使用本发明的环氧硅酮得到的固化物的耐热性趋于提高、趋于得到与固化剂的相容性好且透明均匀的固化物以及使密合性趋于良好,v的值优选为0~9,更优选为0~6,进一步优选为0~3,特别优选为0。

作为本发明中的通式(5)的化合物的优选例,可以举出当v=0时的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、当v=1时的1,5-二乙烯基-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、当v的值为9以下时的二甲基乙烯基甲硅烷氧基末端聚二甲基硅氧烷,特别优选1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。

本发明中的至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的有机基团R1和R4与上述相同。并且,只要碳原子数和氧原子数、必要时存在的硅原子数在上述范围内,以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的R1就可以含有羟基单元、烷氧基单元、酰基单元、羧基单元、链烯氧基单元、酰氧基单元、卤原子(诸如氟和氯等)或酯键、以及除氧原子和硅原子以外的杂原子(诸如氮、磷、硫等)作为有机基团。

为了使本发明的环氧硅酮的耐光性趋于良好或保存时的稳定性趋于提高,相对于至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮中的全部Si单元的总摩尔数,键合了有机基团(该有机基团含有羟基单元、烷氧基单元、酰基单元、羧基单元、链烯氧基单元、酰氧基单元、卤原子(诸如氟和氯等)或酯键、以及除氧原子和硅原子以外的杂原子(诸如氮、磷、硫等))的硅原子的总摩尔数优选为10%以下、更优选为1%以下,进一步优选完全不含有上述的键合了有机基团的硅原子。

此外,R1优选为选自由上述A)1价脂肪族有机基团(该1价脂肪族有机基团的碳原子数为1~24以及氧原子数为0~5,且该1价脂肪族有机基团具有脂肪族烃单元,该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状和环状组成的结构组中的一种以上结构)中的(A-1)和(A-2)组成的组中的有机基团、更优选为选自由(A-1)和(A-2)中的碳原子数为1~8、氧原子数为0的基团组成的组中的有机基团,进一步优选为选自由(A-1)和(A-2)中的碳原子数为1~8、氧原子数为0的基团组成的组中的无取代基的链状有机基团,特别优选有机基团R1为甲基。

为了使通过使用本发明的环氧硅酮得到的固化物的耐热性趋于提高、趋于得到与固化剂的相容性好且透明均匀的固化物以及使密合性趋于良好,本发明的至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的数均分子量优选为180~1,000、更优选为180~800、进一步优选为180~600。

并且,从使制造本发明的环氧硅酮时的氢化硅烷化反应稳定地且再现性好地进行的方面考虑,构成1摩尔本发明的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮(该硅酮至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮)的各单元的摩尔数如下:优选[q/(k+l+m+o+p+q)]的值为0.040以下、更优选q为0且[(o+p)/(k+l+m+o+p+q)]的值为0.010以下、进一步优选[(o+p+q)/(k+l+m+o+p+q)]的值为0。

另一方面,为了使通过使用由本发明的制法制造的环氧硅酮得到的固化物的表面的发粘趋于被抑制,至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的(k+n+p)的值优选为1以上、更优选为1.5以上、进一步优选为1.8以上。

此处,对至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮中的k~q的计算方法进行说明。

至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的k~q的值是使用由29Si-NMR测定、GPC测定以及必要时使用的1H-NMR测定得到的结果而计算出的。具体地说,首先,进行以平均组成式(6)表示的硅酮的29Si-NMR测定和1H-NMR测定,基于由所得到的谱图计算出的积分值,以百分比的形式计算出各结构单元的存在率。

接下来,使用所得到的各结构单元的存在率和各结构单元的理论式量,计算出结构单元的平均式量。

此外,对以平均组成式(6)表示的硅酮进行GPC测定,用所得到的数均分子量(作为每摩尔所述硅酮的分子量)除以考虑了上述计算出的各结构单元的存在率的平均式量,从而计算出构成以平均组成式(6)表示的硅酮的各单元的总摩尔数。可以由所得到的构成以平均组成式(6)表示的硅酮的各单元的总摩尔数和所述各单元的存在率,计算出构成1摩尔以平均组成式(6)表示的硅酮的各单元的摩尔数。

在本发明中,优选以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮全部为通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮,更优选为1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,5-二乙烯基-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、v的值为9以下的二甲基乙烯基甲硅烷氧基末端聚二甲基硅氧烷,进一步优选为1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。

作为本发明中可以使用的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>,只要能够制造本发明的环氧硅酮,就没有特别限定,可以使用这样构成的化合物:该化合物具有环氧基和碳-碳双键作为必要结构单元,还具有带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构的脂肪族烃单元,并且该化合物的碳原子数为4~24以及氧原子数为1~5。作为这样的化合物的具体例,可以例示出例如,如下通式(15)~通式(20)表示的化合物。

[化7]

作为上述的通式(15)~通式(20)中的R7,可以例示出例如,CH2=CH-O-、CH2=CH-CH2-O-、CH2=CH-CH2-CH2-O-、CH2=C(CH3)-O-、CH2=C(CH3)-CH2-O-、CH2=CH2-CH(CH3)-O-、CH2=C(CH3)-COO-、CH2=CH-COO-等含有醚键或酯键的结构单元;CH2=CH-、CH2=CH-CH2-、CH2=C(CH3)-、CH2=CH-(CH2)2-、CH2=CH-(CH2)3-、CH2=CH-(CH2)4-、CH2=CH-(CH2)5-、CH2=CH-(CH2)6-、CH2=CH-(CH2)7-、CH2=CH-(CH2)8-、CH2=CH-(CH2)9-、CH2=CH-(CH2)10-、CH2=CH-(CH2)11-、CH2=CH-(CH2)12-、CH2=CH-(CH2)13-、CH2=CH-(CH2)14-等由链状和/或支链状结构构成的脂肪族烃单元。这些有机基团可以存在一种或两种以上混合存在。此外,当存在光学异构体时,也可以是单独一种或两种以上光学异构体混合存在的有机基团。

为了使将所得到的环氧硅酮固化时的固化速度趋于提高或使通过使用环氧硅酮得到的固化物的耐光性、耐热变色性趋于提高,作为化合物<A>,优选的是,R7由脂肪族烃单元(该脂肪族烃单元具有碳-碳双键作为必要结构单元、带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状组成的组中的一种以上结构)构成的通式(16)~(20);更优选R7为乙烯基的通式(16)~(20);进一步优选R7为乙烯基的通式(17)~(20),特别优选R7为乙烯基的通式(18)的化合物,即,4-乙烯基环氧环己烷。

作为可用作除具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>以外的乙烯基化合物<B>的化合物,可以举出例如,(甲)不含有环氧基而具有碳-碳双键作为必要结构单元的、具有脂肪族烃单元(该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构)的、碳原子数为3~24以及氧原子数为0~5的化合物;(乙)具有碳-碳双键作为必要结构单元的、具有带取代基或不带取代基的芳香族烃单元以及必要时具有的脂肪族烃单元(该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构)的、碳原子数为8~24以及氧原子数为0~5的化合物;(丙)如下通式(21)表示的分子内含有1个以上碳-碳双键的硅烷等。

CH2=CH-SiR53  …(21)

[式(21)中,R5各自独立地与上述相同。]

上述的(甲)~(丙)化合物可以使用一种或以两种以上的混合物的形式来使用。并且,只要碳原子数和氧原子数在上述范围内,(甲)~(丙)化合物还可以含有羟基单元、烷氧基单元、酰基单元、羧基单元、链烯氧基单元、酰氧基单元、卤原子(诸如氟和氯等)或酯键、以及除氧原子和硅原子以外的杂原子(诸如氮、磷、硫等)。

作为上述的(甲)不含有环氧基而具有碳-碳双键作为必要结构单元的、具有脂肪族烃单元(该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构)的、碳原子数为3~24以及氧原子数为0~5的化合物的具体例,可以举出,丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、环戊烯、甲基环戊烯、环己烯、甲基环己烯、降冰片烯、乙烯基环己烷、乙烯基十氢化萘等由碳-碳双键和烃构成的化合物;乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、乙烯基丙醚、烯丙基甲醚、烯丙基乙醚、烯丙基丙醚等具有碳-碳双键和醚键的化合物;等等。这些化合物可以使用一种或以两种以上的混合物的形式来使用。

作为(乙)具有碳-碳双键作为必要结构单元的、具有带取代基或不带取代基的芳香族烃单元以及必要时具有的脂肪族烃单元(该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构)的、碳原子数为8~24以及氧原子数为0~5的化合物的具体例,可以举出例如,苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯等。这些化合物可以使用一种或以两种以上的混合物的形式来使用。

作为(丙)分子内含有1个以上碳-碳双键的硅烷的具体例,可以举出例如,乙烯基三甲基硅烷、乙烯基乙基二甲基硅烷、乙烯基二乙基甲基硅烷、乙烯基三乙基硅烷等具有碳-碳双键的乙烯基烷基硅烷;乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基二甲基甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷等具有碳-碳双键的脂肪族乙烯基烷氧基硅烷;乙烯基苯基甲基甲氧基硅烷、乙烯基苯基二乙氧基硅烷、乙烯基二苯基乙氧基硅烷等具有碳-碳双键的芳香族乙烯基烷氧基硅烷、乙烯基苯基二甲基硅烷、乙烯基苯基二乙基硅烷等具有碳-碳双键的乙烯基芳基硅烷、乙烯基苄基二甲基硅烷、乙烯基苄基二乙基硅烷等具有碳-碳双键的乙烯基芳烷基硅烷等。这些在分子内含有碳-碳双键的硅烷可以使用一种或以两种以上的混合物的形式来使用。

在上述(甲)~(丙)化合物之中,为了使通过使用在氢化硅烷化反应后得到的环氧硅酮而得到的固化物的耐光性趋于提高,作为除具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>以外的乙烯基化合物<B>,优选完全不含有下述的有机基团,所述有机基团包含羟基单元、烷氧基单元、酰基单元、羧基单元、链烯氧基单元、酰氧基单元、卤原子(诸如氟和氯等)或酯键、以及除氧原子和硅原子以外的杂原子(诸如氮、磷、硫等)。此外,更优选选自由上述(甲)不含有环氧基而具有碳-碳双键作为必要结构单元的、具有脂肪族烃单元(该脂肪族烃单元带取代基或不带取代基且包含选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的一种以上结构)的、碳原子数为3~24以及氧原子数为0~5的化合物以及上述(丙)的具有碳-碳双键的乙烯基烷基硅烷组成的组。

为了使乙烯基化合物的处理性趋于提高或剩余的化合物的蒸馏除去趋于容易,作为(甲)化合物的具体例,优选使用1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、环戊烯、环己烯、甲基环己烯、降冰片烯、乙烯基环己烷。另一方面,为了剩余的化合物的蒸馏除去趋于容易,作为(丙)化合物的具体例,优选使用乙烯基三甲基硅烷、乙烯基乙基二甲基硅烷、乙烯基二乙基甲基硅烷、乙烯基三乙基硅烷,特别优选使用乙烯基三甲基硅烷。

接下来,对本发明的环氧硅酮的具体的制造方法的实例进行说明。

利用以下的[制造法1]或[制造法2]的方法,使上述的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮和乙烯基化合物<B>、与上述的通式(4)表示的有机氢硅酮的SiH单元加成,由此能够制作本发明的环氧硅酮,其中所述具有碳-碳双键的硅酮至少含有上述的通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮,所述乙烯基化合物<B>包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>。

[制造法1]

制造法1是包括一步式工序的方法,在该一步式工序中,在氢化硅烷化催化剂的存在下,使以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮和乙烯基化合物<B>的混合物同时与通式(4)表示的有机氢硅酮的SiH单元加成,其中所述以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮,所述乙烯基化合物<B>包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>。

[制造法2]

制造法2为包括两步式工序(第1工序和接着第1工序的第2工序)的方法,在第1工序中,在氢化硅烷化催化剂的存在下,使包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的乙烯基化合物<B>与通式(4)表示的有机氢硅酮的SiH单元加成;在接下来的第2工序中,在氢化硅烷化催化剂的存在下,使至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮与通式(4)表示的有机氢硅酮的SiH单元加成。

本发明的环氧硅酮可以利用上述[制造法1]和[制造法2]中的任意方法来制造。并且,在按照[制造法2]进行制造的情况下,可以连续进行第1工序和第2工序,也可以将第1工序中得到的加成生成物分离回收后再进行第2工序。

如上所述,在本发明的环氧硅酮中,通式(2)表示的化合物的含量[WB]与通式(1)表示的化合物的含量[WA]之比[WB]/[WA]的值优选为0.30~3.00。通过将与通式(4)表示的有机氢硅酮的SiH单元加成的通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的量以及具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的量控制在如下所述的范围,由此能够得到所述的[WB]/[WA]的值。

在[制造法1]中,优选的是,相对于通式(4)表示的有机氢硅酮的SiH单元的摩尔数(r1),使通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)、除通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮以外的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r3)、具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)和除具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>以外的乙烯基化合物<B>的碳-碳双键的摩尔数(r5)处于同时满足下式(A1)~式(A5)的范围,来使各化合物共存于反应体系中,在氢化硅烷化催化剂的存在下进行加成反应。

0.10≤r2/r1≤0.75    …式(A1)

0.25≤r4/r1          …式(A2)

0≤r3                …式(A3)

0≤r5                …式(A4)

1≤(r2+r3+r4+r5)/r1≤5    …式(A5)

当[r2/r1]的值小于0.10或者大于0.75时,或当[r4/r1]的值小于0.25时,[WB]/[WA]的值有时会小于0.30或大于3.00,导致使用本发明的环氧硅酮得到的固化物的耐裂纹性或密合性趋于不充分,因而不优选。

并且,当[(r2+r3+r4+r5)/r1]的值小于1时,有可能出现如下问题:通式(4)表示的有机氢硅酮的SiH单元的一部分以未反应的状态残存,环氧基开环而生成含有高分子量体的环氧硅酮,从而无法稳定地、再现性好地制造环氧硅酮;环氧硅酮在保存时发生改性反应和粘度变化而导致保存稳定性降低;环氧硅酮固化时耐裂纹性降低;等等。因而不优选[(r2+r3+r4+r5)/r1]的值小于1。

另一方面,当[(r2+r3+r4+r5)/r1]的值大于5时,有时氢化硅烷化反应催化剂被稳定化,从而氢化硅烷化反应速度降低,并且从包含利用本发明的方法得到的环氧硅酮的反应混合物中分离回收环氧硅酮的工序的负荷趋于增加。因而不优选[(r2+r3+r4+r5)/r1]的值大于5。

并且,除通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮以外的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮和除具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>以外的乙烯基化合物<B>是必要时可以使用的化合物,它们的碳-碳双键的摩尔数(r3)和(r5)为0以上的数值。

从稳定且再现性良好地制造透明性、耐光性、耐热性、耐裂纹性、密合性优异的环氧硅酮的方面考虑,优选r1~r5同时满足下式(A3)、式(A4)、以及式(A6)~式(A8),

0.10≤r2/r1≤0.55    …式(A6)

0.45≤r4/r1    …式(A7)

0≤r3          …式(A3)

0≤r5           …式(A4)

1≤(r2+r3+r4+r5)/r1≤2    …式(A8)

更优选r1~r5同时满足下式(A3)、式(A4)以及式(A9)~式(A11),

0.20≤r2/r1≤0.55  …式(A9)

0.45≤r4/r1        …式(A10)

0≤r3              …式(A3)

0≤r5              …式(A4)

1≤(r2+r3+r4+r5)/r1≤1.5  …式(A11)

进一步优选r1~r5同时满足下式(A9)、式(A10)以及下式(A12)~式(A14)。

0.20≤r2/r1≤0.55    …式(A9)

0.45≤r4/r1          …式(A10)

r3=0                …式(A12)

r5=0                …式(A13)

1≤(r2+r4)/r1≤1.3   …式(A14)

在[制造法2]中,优选的是,在第1工序中,相对于通式(4)表示的有机氢硅酮的SiH单元的摩尔数(s1),使具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(s2)和除具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>以外的乙烯基化合物<B>的碳-碳双键的摩尔数(s3)处于同时满足下式(B1)~式(B3)的范围,来使各化合物共存于反应体系中,在氢化硅烷化催化剂的存在下进行加成;在接下来的第2工序中,使上述(s1)~(s3)以及通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(s4)和除通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮以外的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(s5)处于同时满足下式(B4)~式(B6)的范围,来使各化合物共存于反应体系中,在氢化硅烷化催化剂的存在下进行加成。

0≤s3            …式(B1)

0.25≤s2/s1≤0.90        …式(B2)

0.25≤(s2+s3)/s1≤0.90   …式(B3)

0≤s5                    …式(B4)

0.10≤s4/s1              …式(B5)

1.0≤(s4+s5)/[s1-(s2+s3)]≤3.0    …式(B6)

当[s2/s1]的值小于0.25时或者大于0.90时,或当[(s2+s3)/s1]的值小于0.25或者大于0.90时,或当[s4/s1]的值小于0.10时,[WB]/[WA]的值有时会小于0.30或大于3.00,导致使用本发明的环氧硅酮得到的固化物的耐裂纹性或密合性趋于不充分,因而不优选。

并且,当{(s4+s5)/[s1-(s2+s3)]}的值小于1.0时,有可能出现如下问题:通式(4)表示的有机氢硅酮的SiH单元的一部分以未反应的状态残存,环氧基开环而生成含有高分子量体的环氧硅酮,从而无法稳定地、再现性好地制造环氧硅酮;环氧硅酮在保存时发生改性反应和粘度变化而导致保存稳定性降低;环氧硅酮固化时耐裂纹性降低;等等。因而不优选{(s4+s5)/[s1-(s2+s3)]}的值小于1.0。另一方面,当{(s4+s5)/[s1-(s2+s3)]}的值大于3时,有时氢化硅烷化反应催化剂被稳定化,从而氢化硅烷化反应速度降低,并且从包含利用本发明的方法得到的环氧硅酮的反应混合物中分离回收环氧硅酮的工序的负荷趋于增加。因而不优选{(s4+s5)/[s1-(s2+s3)]}的值大于3。

此处,除具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>以外的乙烯基化合物<B>和除通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮以外的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮是必要时可以使用的化合物,它们的碳-碳双键的摩尔数(s3)和(s5)为0以上的数值。

从稳定且再现性良好地制造透明性、耐光性、耐热性、耐裂纹性、密合性优异的环氧硅酮的方面考虑,优选s1~s5同时满足下式(B1)、式(B4)以及式(B7)~式(B10),

0≤s3                    …式(B1)

0.45≤s2/s1≤0.90        …式(B7)

0.45≤(s2+s3)/s1≤0.90   …式(B8)

0≤s5                …式(B4)

0.10≤s4/s1          …式(B9)

1.0≤(s4+s5)/[s1-(s2+s3)]≤2.0    …式(B10)

更优选s1~s5同时满足下式(B1)、式(B4)以及式(B11)~式(B14),

0≤s3                    …式(B1)

0.45≤s2/s1≤0.80        …式(B11)

0.45≤(s2+s3)/s1≤0.80   …式(B12)

0≤s5                    …式(B4)

0.20≤s4/s1              …式(B13)

1.0≤(s4+s5)/[s1-(s2+s3)]≤1.5  …式(B14)

进一步优选s1~s5同时满足下式(B11)以及式(B15)~式(B18)。

s3=0                    …式(B15)

0.45≤s2/s1≤0.80        …式(B11)

s5=0                    …式(B16)

0.20≤s4/s1≤0.55        …式(B17)

1.0≤s4/(s1-s2)≤1.3     …式(B18)

当不存在氢化硅烷化催化剂时,由于通式(4)表示的有机氢硅酮的SiH单元与具有碳-碳双键的化合物不发生氢化硅烷化反应,因此在本发明的制造方法中,使用氢化硅烷化催化剂。

作为本发明中能够使用的氢化硅烷化催化剂,可以使用现有公知的氢化硅烷化催化剂。作为这样的氢化硅烷化催化剂,可以例示出例如,周期表第8族金属的单质;使该金属固体负载于氧化铝、二氧化硅、炭黑等载体上得到的催化剂;该金属的盐或该金属的络合物等。在这些催化剂之中,优选氢化硅烷化反应活性高、副反应难发生的周期表第8族金属铂、铑、钌,特别优选铂。作为使用铂的氢化硅烷化反应催化剂,可以举出例如,氯铂酸、氯铂酸与醇、醛、酮的络合物、铂-乙烯基硅酮络合物、铂-膦络合物、铂-亚磷酸酯络合物、二羰基二氯铂、二氯(二环戊二烯)铂等。

从抑制氢化硅烷化反应中的环氧基开环来再现性良好地制作环氧硅酮的方面考虑,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,进行氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数优选为1/1200倍以下、更优选为1/6000倍以下、进一步优选为1/25000倍以下。另一方面,从以可再现的速度进行氢化硅烷化反应的方面考虑,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,进行氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数优选为1/5000000倍以上,更优选为1/1000000倍以上,进一步优选为1/800000倍以上。

当使至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮和包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的乙烯基化合物<B>、与通式(4)表示的有机氢硅酮的SiH单元加成时,所使用的氢化硅烷化催化剂的量只要处于上述的范围内,就不需要恒定,也可以在反应初期或反应途中改变所述催化剂的量。

在本发明中,进行氢化硅烷化反应时的反应温度还根据所使用的有机氢硅酮、至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的种类和分子量、或者包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的乙烯基化合物<B>的种类、以及间歇式、半间歇式或连续式等反应方式的不同而不同,然而从提高反应速度、有效率地使反应完成的角度出发,进行氢化硅烷化反应时的反应温度优选0℃~250℃的范围,更优选10℃~200℃的范围,进一步优选20℃~150℃的范围,特别优选30℃~120℃的范围。反应温度只要处于上述的范围内,就不需要恒定,也可以在反应初期或反应途中改变反应温度。

本发明中进行氢化硅烷化反应时,从能够除去氢化硅烷化反应产生的反应热、抑制所得到的环氧硅酮的性质变化或者抑制加成反应导致的反应体系的粘度上升的方面考虑,优选使用溶剂。

作为可使用的溶剂,可以举出,二甲醚、二乙醚、二异丙醚、1,4-二氧六环、1,3-二氧六环、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、苯甲醚等醚系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮系溶剂;己烷、环己烷、庚烷、辛烷、异辛烷等脂肪族烃系溶剂;甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯等芳香族烃系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶剂;丁基溶纤剂、丁基卡必醇等醇系溶剂等。这些溶剂可以使用一种或以两种以上的混合物的形式来使用。

在这些溶剂之中,从氢化硅烷化反应速度较大、原料的溶解性和/或溶剂回收性的方面出发,优选醚系溶剂、酮系溶剂、脂肪族烃系溶剂、芳香族烃系溶剂、更优选含50质量%以上醚系溶剂的溶剂、进一步优选选自由大气压下的沸点为120℃以下的1,4-二氧六环、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚组成的组中的至少一种溶剂或两种以上的混合溶剂。

所使用的溶剂量还根据有机氢硅酮、至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮的种类和分子量、或者包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的乙烯基化合物<B>的种类、以及间歇式、半间歇式或连续式等反应方式的不同而不同,然而通常在氢化硅烷化反应中,相对于该混合物的总质量,溶剂质量为0.1质量%~99.9质量%的范围、优选为10质量%~95质量%的范围、进一步优选为20质量%~90质量%的范围。

在本发明中,氢化硅烷化反应优选在氮气、氦气、氩气等惰性气体气氛下进行。

在本发明中,对进行氢化硅烷化反应时的反应方法没有特别限定,可以例示出例如,通过选自由间歇式、半间歇式、连续式组成的组中的一种或两种以上组合的方法,使选自由以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮(该硅酮至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮)、以及乙烯基化合物<B>(该乙烯基化合物<B>包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>)组成的组中的至少一种以上的化合物、与本发明中使用的有机氢硅酮逐步地、连续地或一次性地反应的方法。

作为氢化硅烷化催化剂的添加方法,当按照上述[制造法1]进行反应时,优选的是,预先将通式(4)的有机氢硅酮、至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮、包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的乙烯基化合物<B>以及必要时使用的溶剂混合,最后添加氢化硅烷化催化剂。此外,当按照上述[制造法2]进行反应时,优选的是,预先将通式(4)的有机氢硅酮、包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的乙烯基化合物<B>以及必要时使用的溶剂混合,最后添加氢化硅烷化催化剂,以实施第1工序;接着,添加至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮,以实施第2工序。并且,在第2工序中,可以追加氢化硅烷化催化剂,这种情况下,优选的是,添加至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮,然后追加氢化硅烷化催化剂。优选像这样将氢化硅烷化催化剂最后添加到反应体系中的方法,因为这样的方法在防止副反应造成反应体系凝胶化的方面是有效的。

当通过氢化硅烷化反应,使包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的乙烯基化合物<B>和至少含有通式(5)表示的具有碳-碳双键的硅酮的以平均组成式(6)表示的具有碳-碳双键的硅酮、与有机氢硅酮的SiH单元加成时,体系内的水分有时会产生影响。从维持氢化硅烷化反应速度或抑制环氧基的开环反应的方面考虑,以反应体系的质量为基准,反应体系的水分量优选为2质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.5质量%以下、再进一步优选为0.1质量%以下、特别优选为0.05质量%以下、最优选为0.01质量%以下。

从抑制从反应混合物中分离回收环氧硅酮时的环氧硅酮的性质变化的方面考虑,优选使用的方法是,在从反应混合物中分离回收环氧硅酮之前,进行如下的后处理操作。即,作为后处理的方法,可以举出,a)使醇类与反应混合物接触或混合,进行使未反应SiH单元减少或消失的处理;b)使现有公知的氢化硅烷化催化剂的失活剂或钝化剂与反应混合物接触或混合,以对该催化剂进行失活或钝化处理;c)使反应混合物与吸附剂接触、混合或在吸附剂上流通,以进行将氢化硅烷化催化剂等的金属成分和着色成分等吸附除去或减少的处理;或d)进行这些组合的处理;等等。

作为a)中可使用的醇类,可以举出例如,碳原子数1~4的具有选自由链状、支链状、环状组成的结构组中的至少一种以上结构的醇。作为b)中可使用的氢化硅烷化催化剂的失活剂、钝化剂,可以举出例如,十二烷基硫醇、2-巯基苯并噻唑等含硫化合物类;乙腈、丙烯腈、2-戊烯腈、3-戊烯腈等腈类;1-庚炔、1-辛炔、1-癸炔、3-甲基-1-戊炔、2-丙炔-1-醇、3-丁炔-1-醇、2-戊炔-1-醇、4-戊炔-1-醇、4-戊炔-2-醇、2-甲基-3-丁炔-1-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、3-甲基-1-己炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇、1-乙炔基-1-环己醇、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇、1,1-二甲基-2-丙炔基胺、3-甲基-3-(三甲基甲硅烷氧基)-1-丁炔、二甲基-双(1,1-二甲基-2-丙炔氧基)-硅烷、3-甲基-3-(三甲基甲硅烷氧基)-1-戊炔、3,5-二甲基-3-(三甲基甲硅烷氧基)-1-己炔、3-乙基-3-(三甲基甲硅烷氧基)-1-戊炔、丙炔酸甲酯、丙炔酸乙酯等炔系化合物等。并且,作为c)中可使用的将氢化硅烷化催化剂等的金属成分和着色成分等吸附除去或减少的吸附剂,可以举出例如,活性炭、硅藻土、硅胶、氧化铝粉、离子交换树脂等。

这些后处理操作优选在氮气、氦气、氩气等惰性气体气氛下进行。

并且,从抑制环氧硅酮的性质变化的方面考虑,进行这些后处理时的温度优选为0℃~200℃的范围、更优选为5℃~150℃的范围、进一步优选为10℃~100℃的范围、特别优选为15℃~80℃的范围。只要进行这些后处理时的温度处于上述范围内,温度就不需要恒定,也可以在中途改变温度。

包含通过上述后处理得到的环氧硅酮的混合物被供给至分离环氧硅酮的工序,将本发明的环氧硅酮回收。

以下,将本发明的环氧硅酮的制造方法中的、具有碳-碳双键的化合物以及必要时使用的氢化硅烷化催化剂的失活剂或钝化剂总称为低沸点化合物,将必要时使用的溶剂以及在使未反应SiH单元减少或消失的处理操作中必要时使用的醇类总称为挥发性化合物。

接下来,对从含有环氧硅酮的混合物中分离环氧硅酮的方法进行说明。

对从含有环氧硅酮的混合物中分离环氧硅酮的方法没有特别限定,可以举出例如,从含有环氧硅酮的混合物中将低沸点化合物和挥发性化合物蒸馏除去来回收环氧硅酮的方法;或当环氧硅酮为具有高挥发性的化合物时,通过蒸馏将环氧硅酮分离回收的方法;等等。

从含有环氧硅酮的混合物中分离环氧硅酮时的温度还根据环氧硅酮、低沸点化合物和挥发性化合物的种类的不同而不同,然而从抑制环氧硅酮的性质变化的方面考虑,优选为0℃~200℃的范围、更优选为5℃~150℃的范围、进一步优选为10℃~100℃的范围、特别优选为15℃~80℃的范围。只要处于上述范围内,从含有环氧硅酮的混合物中分离环氧硅酮时的温度就不需要恒定,也可以在中途改变温度。

这些分离操作优选在氮气、氦气、氩气等惰性气体气氛下进行。

在低沸点化合物和挥发性化合物的含量降低而含有环氧硅酮的混合物的粘度上升的情况下,从含有环氧硅酮的混合物中分离环氧硅酮的工序也优选使用能够有效地将低沸点化合物和挥发性化合物分离的装置。作为这样的装置,可以举出例如,立式搅拌槽、表面更新型搅拌槽、薄膜蒸发装置、表面更新型双轴混炼器、双轴卧式搅拌器、湿壁式反应器、自由下降型的多孔板型反应器、使化合物沿支持体下降的同时使挥发成分蒸馏除去的反应器等。这些装置可以使用一种或也可以组合两种以上来使用。

有时在利用本发明的制造方法得到的环氧硅酮中会残留具有碳-碳双键的化合物和溶剂等低沸点化合物和/或挥发性化合物,所述具有碳-碳双键的化合物来自制造环氧硅酮时使用的、包含具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的乙烯基化合物<B>。

此处,对本发明中的“具有碳-碳双键的化合物”进行说明。本发明中的具有碳-碳双键的化合物是指除硅酮以外的、在分子内具有1个以上碳-碳双键的化合物。因而,对于乙烯基硅酮和环氧硅酮来说,即使在分子内具有碳-碳双键,但是也不包括在“具有碳-碳双键的化合物”内。

作为这样的具有碳-碳双键的化合物,可以举出例如,

(i)为了供氢化硅烷化反应而添加的乙烯基化合物的剩余物或者未反应物;

(ii)在为了供氢化硅烷化反应而添加的乙烯基化合物中含有的具有碳-碳双键的杂质;

(iii)为了供氢化硅烷化反应而添加的乙烯基化合物中的碳-碳双键在氢化硅烷化反应中发生内部转移(内部転位)而生成的副产物;等等。

作为上述(ii)在为了供氢化硅烷化反应而添加的乙烯基化合物中含有的具有碳-碳双键的杂质的具体例,可以举出例如,有时会包含在4-乙烯基环氧环己烷中的4-环氧乙基环己烯等。

作为上述(iii)为了供氢化硅烷化反应而添加的乙烯基化合物中的碳-碳双键在氢化硅烷化反应中发生内部转移而生成的副产物,还根据所使用的乙烯基化合物的种类和氢化硅烷化反应条件的不同而不同,然而例如,对于使用1-己烯作为乙烯基化合物时的副产物,可以举出2-己烯、3-己烯等;此外例如,对于使用乙烯基环己烷作为乙烯基化合物时的副产物,可以举出亚乙基环己烷等。

此外,例如,当使用(a-1)4-乙烯基环氧环己烷、(a-2)1-甲基-4-异丙烯基环氧环己烷、(a-3)1,4-二甲基-4-乙烯基环氧环己烷、(a-4)乙烯基氧化降冰片烯等具有乙烯基的环氧环烷烃作为乙烯基化合物时,作为与(a-1)~(a-4)对应的副产物,可以分别举出,(b-1)4-亚乙基环氧环己烷、(b-2)1-甲基-4-异亚丙基(イソプロペリデニル)环氧环己烷、(b-3)1,4-二甲基-4-亚乙基环氧环己烷、(b-4)亚乙基氧化降冰片烯等。此外,例如,当使用(a-5)1,2-环氧基-5-己烯作为具有碳-碳双键和环氧基的化合物时,作为与(a-5)对应的、乙烯基化合物中的碳-碳双键在氢化硅烷化反应中发生内部转移而生成的副产物,可以举出1,2-环氧基-4-己烯、1,2-环氧基-3-己烯、1,2-环氧基-2-己烯等。

为了使利用了由本发明的制造方法得到的环氧硅酮的固化物的耐热变色性和耐光性趋于提高,环氧硅酮中残留的低沸点化合物的总量优选为2质量%以下、更优选为1.5质量%以下、进一步优选为1质量%以下、更进一步优选为0.75质量%以下、特别优选为0.5质量%以下、最优选为0.3质量%以下。

在本发明中,当低沸点化合物包含两种以上的成分时,本发明中的环氧硅酮中残留的低沸点化合物的总量是指,环氧硅酮中残留的各成分的合计值。

优选环氧硅酮中残留的低沸点化合物的总量少,然而使残留的低沸点化合物的总量为0时所带来的减轻着色和变色的效果相比所付出的时间和劳力要小。因此,从费用与效果的比较的方面考虑,环氧硅酮中残留的低沸点化合物的总量降低到0.003质量%左右是现实的。

此外,从减轻固化物的因光或热导致的着色或变色的方面出发,在环氧硅酮中残留的低沸点化合物之中,具有碳-碳双键的化合物的残留量相对于环氧硅酮优选为1.5质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.75质量%以下、更进一步优选为0.5质量%以下、特别优选为0.3质量%以下、最优选为0.1质量%以下。

在本发明中,当具有碳-碳双键的化合物包含两种以上的成分时,本发明中的环氧硅酮中残留的具有碳-碳双键的化合物的残留量是指环氧硅酮中残留的各成分的合计值。

此外,从减轻固化物的因光或热导致的着色或变色的方面出发,在环氧硅酮中残留的具有碳-碳双键的化合物之中,具有环氧基的化合物的残留量相对于环氧硅酮优选为1质量%以下、更优选为0.6质量%以下、进一步优选为0.3质量%以下、更进一步优选为0.1质量%以下、特别优选为0.05质量%以下。

此处,当环氧硅酮中残留的、具有碳-碳双键和环氧基的化合物为两种以上时,具有碳-碳双键和环氧基的化合物的残留量是指残留的各成分的总量。

此外,从减轻固化物的因光或热导致的着色或变色的方面出发,在环氧硅酮中残留的具有碳-碳双键的化合物之中,为了供氢化硅烷化反应而添加的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键发生内部转移而生成的副产物的残留量相对于环氧硅酮优选为0.5质量%以下、更优选为0.3质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下、特别优选为0.05质量%以下。

此处,当环氧硅酮中残留的、为了供氢化硅烷化反应而添加的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键发生内部转移而生成的副产物为两种以上时,为了供氢化硅烷化反应而添加的具有环氧基的乙烯基化合物的碳-碳双键发生内部转移而生成的副产物的残留量是指残留的各成分的总量。

需要说明的是,当在为了供氢化硅烷化反应而添加的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>中已含有碳-碳双键位置彼此不同的上述的具有碳-碳双键和环氧基的化合物时,本发明中的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键发生内部转移而生成的副产物不包括上述的已含有的碳-碳双键位置彼此不同的上述的具有碳-碳双键和环氧基的化合物。

此外,在本发明中,当使氢化硅烷化催化剂的失活剂或钝化剂与反应混合物接触或混合以对该催化剂进行失活或钝化处理时,从减轻固化物的因光或热导致的着色或变色的方面考虑,用于该处理的氢化硅烷化催化剂的失活剂或钝化剂的残留量相对于环氧硅酮优选为0.5质量%以下、更优选为0.3质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下、特别优选为0.05质量%以下。

在本发明中,当氢化硅烷化催化剂的失活剂或钝化剂包含两种以上的成分时,本发明中的环氧硅酮中残留的氢化硅烷化催化剂的失活剂或钝化剂的残留量是指环氧硅酮中残留的各成分的合计值。

有时在本发明所得到的环氧硅酮中会残留溶剂和挥发性化合物,该溶剂是制造环氧硅酮时使用的,该挥发性化合物是为了进行通过反应混合物与醇类的接触或混合来使未反应SiH单元减少或消失的处理而使用的。当使本发明的环氧硅酮成为固化物时,从抑制在该固化物中产生气泡的方面考虑,本发明的环氧硅酮中残留的挥发性化合物的总量优选为1质量%以下、更优选为0.1质量%以下、进一步优选为0.05质量%以下。

在本发明中,当挥发性化合物包含两种以上的成分时,在本发明中的、在环氧硅酮中残留的挥发性化合物的总量是指在环氧硅酮中残留的各成分的合计值。

优选环氧硅酮中残留的挥发性化合物的总量较少,然而使残留的挥发性化合物的总量为0时带来的减轻着色和变色的效果相比所付出的时间和劳力要小。因此,从费用与效果的比较的方面考虑,环氧硅酮中残留的挥发性化合物的总量降低至0.005质量%左右是现实的。

制造环氧硅酮时使用的氢化硅烷化催化剂等催化剂的残渣或从反应装置中溶出的金属成分等有时会混在利用本发明得到的环氧硅酮中。例如,当使用SUS316合金时,有时Fe、Ni、Cr、Mo等金属元素会溶出。当将利用本发明得到的环氧硅酮制成固化物时,上述金属(特别是过渡金属成分)有时会对该固化物的耐光性产生影响。从高水平地维持该固化物的耐光性的方面考虑,本发明的环氧硅酮中所含有的元素周期表3族~11族的过渡金属成分的总量换算成元素优选为20ppm以下、更优选为10ppm以下、进一步优选为5ppm以下。

作为减少过渡金属成分的含量的方法,可以例示出例如,使氢化硅烷化反应后的反应液通过吸附剂(诸如活性炭、硅胶、氧化铝粉、离子交换树脂等)来吸附除去金属成分的方法。并且,作为优选方法,还可以例示出,例如,将从制造本发明的环氧硅酮的工序的反应装置上溶出的上述过渡金属元素的量考虑在内,来降低用于氢化硅烷化反应的催化剂的用量,使得本发明的环氧硅酮中所含有的过渡金属成分的总量为上述范围以内的方法等。

通过本发明得到的环氧硅酮具有能够用在要求透明性的用途上的优异的透明性,同时具有优异的耐光性、耐热性、耐热变色性以及耐裂纹性、密合性,因此通过本发明得到的环氧硅酮适合用作发光元件用密封材料。并且,本发明的环氧硅酮能提供质地硬、尺寸稳定性优异的固化物,因此还可适合用作眼镜片、光学仪器用透镜、CD和DVD的读取器(pick up)用透镜、汽车头灯用透镜、投影仪用透镜等透镜材料。此外,本发明的环氧硅酮也能够用作光纤、光波导、滤光器、光学用接合剂、光盘基板、显示屏基板、防反射膜等涂布材料等各种光学部件。

当用于上述用途时,通过本发明得到的环氧硅酮根据需要适宜地混合有环氧树脂和/或环氧树脂用固化剂、固化促进剂、阳离子聚合催化剂、改性剂、抗氧化剂、热稳定剂、硅烷偶联剂、消泡剂、着色剂、荧光体、光分散剂、无机填料、热传导性填料等现有公知的添加剂,以固化性树脂组合物的形式来使用。

作为可使用的环氧树脂,可以举出以现有公知的芳香族缩水甘油醚为代表的芳香族系环氧树脂、将芳香族系环氧树脂的芳香环氢化得到的缩水甘油醚类、脂环式环氧树脂类、其他环氧树脂等。这些环氧树脂可以使用一种或以两种以上的混合物的形式来使用。

作为上述的芳香族缩水甘油醚,可以举出例如,使双酚A、双酚F、双酚AD、双酚S、四甲基双酚A、四甲基双酚F、四甲基双酚AD、四甲基双酚S、四溴双酚A、四氯双酚A、四氟双酚A等双酚类发生缩水甘油基化而得到的双酚型环氧树脂;使联苯酚、二羟基萘、9,9-双(4-羟基苯基)芴等其他的2元酚类发生缩水甘油基化而得到的环氧树脂;使1,1,1-三(4-羟基苯基)甲烷、4,4-(1-(4-(1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基)苯基)亚乙基)双酚等三元酚类发生缩水甘油基化而得到的环氧树脂;使1,1,2,2,-四(4-羟基苯基)乙烷等四元酚类发生缩水甘油基化而得到的环氧树脂;使线型酚醛、甲酚线型酚醛、双酚A酚醛清漆、溴化线型酚醛、溴化双酚A酚醛清漆等酚醛清漆类发生缩水甘油基化而得到的酚醛清漆型环氧树脂等。

芳香族缩水甘油基醚的芳香环的氢化反应例如可以通过使用钌系催化剂、铑系催化剂等的现有公知方法来实施。

作为脂环式环氧树脂类,可以举出现有公知的化合物,例如,3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯、2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧基-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯等。

作为其他的环氧树脂类,可以举出,二聚酸缩水甘油酯、六氢化邻苯二甲酸缩水甘油酯等缩水甘油酯类;三缩水甘油基异氰脲酸酯等缩水甘油胺类;环氧化大豆油、环氧化聚丁二烯等线性脂肪族环氧化合物;等等。

当使用芳香族系环氧树脂作为上述的环氧树脂时,为了使耐光性趋于良好,相对于所使用的环氧树脂的总质量,该芳香族系环氧树脂的比例优选为50质量%以下、更优选为30质量%以下、进一步优选为10质量%以下,特别优选使用完全不含芳香族系环氧树脂的环氧树脂作为上述的环氧树脂。

相对于100质量份通过本发明得到的环氧硅酮,上述环氧树脂的用量优选为0.1~100质量份、更优选为1~100质量份、进一步优选为1~80质量份。

作为本发明中可以使用的环氧树脂用固化剂,特别没有限制,可以使用一般的环氧树脂用固化剂,然而为了趋于得到透明、无着色的固化物,优选使用酸酐系固化剂。具体地说,可以举出,聚壬二酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢化邻苯二甲酸酐、六氢化邻苯二甲酸酐、5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐、降冰片烷-2,3-二羧酸酐、甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐、甲基-降冰片烷-2,3-二羧酸酐等脂环式酸酐类;邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸二酐等芳香族酸酐类;在1分子中具有2个以上的含酸酐的官能团作为取代基的硅酮类;等等。

在这些固化剂之中,为了使将本发明的环氧硅酮固化而得到的固化物的耐光性趋于提高,更优选脂环式酸酐类、在1分子中具有2个以上的含酸酐的官能团作为取代基的硅酮类;进一步优选甲基六氢化邻苯二甲酸酐、六氢化邻苯二甲酸酐、降冰片烷-2,3-二羧酸酐、甲基降冰片烷-2,3-二羧酸酐。这些固化剂可以使用一种或以两种以上的混合物的形式来使用。

环氧树脂用固化剂的用量相对于通过本发明得到的环氧硅酮的环氧基优选为0.1~3当量、更优选为0.5~2当量的范围,相对于100质量份环氧硅酮优选为1质量份~200质量份、更优选为10质量份~150质量份、进一步优选为20质量份~100质量份的范围。

根据需要,使用通过本发明得到的环氧硅酮而得到的固化性树脂组合物还可以含有固化促进剂。作为所使用的固化促进剂,可以举出,咪唑化合物、季铵盐、鏻盐、胺化合物、铝螯合物、有机膦化合物、金属羧酸盐和乙酰丙酮螯合物等。这些固化促进剂可以使用一种或以两种以上的混合物的形式来使用。

作为这些化合物的具体例,可以例示出,2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,8-二氮杂-双环(5,4,0)十一碳烯-7、三甲胺、苄基二甲胺、三乙胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、2-(二甲基氨基甲基)苯酚等胺化合物及其盐;四甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、四丁基溴化铵等季铵盐;铝螯合物;四正丁基磷鎓苯并三唑盐(テトラ-n-ブチルホスホニウムベンゾトリアゾレ一ト)、四正丁基磷鎓-O,O-二乙基二硫代磷酸盐等有机膦化合物;三羧酸铬(III)、辛酸亚锡(オクチル酸スズ)、乙酰丙酮铬等金属羧酸盐和乙酰丙酮螯合物。并且,作为市售品,可以例示出サンアプロ社出品的U-CAT SA1、U-CAT 2026、U-CAT 18X等。在这些之中,从提供着色少的固化物的方面考虑,优选使用咪唑化合物、季铵盐、鏻盐、有机膦化合物等。

关于这些固化促进剂的混合量,从提高固化速度的方面考虑,相对于100质量份环氧硅酮,所述固化促进剂的混合量优选为0.001质量份以上、更优选为0.01质量份以上、特别优选为0.1质量份以上。另一方面,从耐湿性和固化物的着色的方面出发,所述固化促进剂的混合量优选为10质量份以下、更优选为5质量份以下、进一步优选为3质量份以下、特别优选为1质量份以下。

并且,本发明的环氧硅酮也可以通过混合现有公知的阳离子聚合催化剂来制成固化性树脂组合物。

作为可使用的阳离子聚合催化剂,可以举出,以BF3·胺络合物、PF5、BF3、AsF5、SbF5等为代表的路易斯酸系催化剂;以鏻盐、季铵盐、锍盐、苄基铵盐、苄基吡啶鎓盐、苄基锍盐、肼盐、羧酸酯、磺酸酯、胺酰亚胺为代表的热固化性阳离子聚合催化剂;以二芳基碘鎓六氟磷酸盐、双(十二烷基苯基)碘鎓六氟锑酸盐等为代表的紫外固化性阳离子聚合催化剂等。

在阳离子聚合催化剂之中,为了趋于得到玻璃化转变温度高、焊接耐热性和密合性优异、着色少的透明固化物,优选使用热固化性阳离子聚合催化剂。作为这样的热固化性阳离子聚合催化剂,可以举出例如,作为锍盐系阳离子聚合引发剂的SI-100L、SI-60L(以上、三新化学工业制造)、CP-66、CP-77(以上、旭电化工业制造)等。

从提高固化速度的方面考虑,通常,这些阳离子聚合催化剂的混合量相对于100质量份环氧硅酮优选为0.001质量份以上、更优选为0.005质量份以上、进一步优选为0.01质量份以上。另一方面,从耐湿性和固化物的着色的方面出发,优选为10质量份以下、更优选为1质量份以下、进一步优选为0.5质量份以下、特别优选为0.2质量份以下。

作为可适合用于本发明的环氧硅酮的固化剂、固化催化剂,除上述以外,还可以举出例如,如日本特开平4-84444号公报、日本特开2005-93569号公报所记载的那样的、具有有机基团的铝化合物(诸如三乙酰丙酮铝等)与具有直接键合于Si上的OH基或者烷氧基的化合物(诸如二苯基硅烷二醇、二苯基二乙氧基硅烷等)的组合等。

从赋予固化物挠性、提高剥离粘接力的方面考虑,根据需要,在使用基于本发明得到的环氧硅酮而得到的固化性树脂组合物中还可以含有改性剂。作为可使用的改性剂,可以例示出,在1分子中含有2个以上羟基的多元醇类,优选使用,例如,乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、甘油、赤藓醇、三羟甲基丙烷、1,2,4-丁三醇等脂肪族系多元醇类;聚碳酸酯二醇、末端具有硅烷醇基的硅酮类。这些改性剂可以使用一种或以两种以上的混合物的形式来使用。

关于在1分子中含有2个以上羟基的多元醇类的混合量,从提高密合性这样的方面考虑,相对于100质量份环氧硅酮,所述混合量优选为0.1质量份以上,从耐热性、耐湿性的方面出发,相对于100质量份环氧硅酮,所述混合量优选为50质量份以下、更优选为1~30质量份、进一步优选为3~20重量份、特别优选为3~10重量份。

为了改善密合性等物性,本发明的固化性树脂组合物中可以使用各种硅烷偶联剂。作为适于本发明的硅烷偶联剂,可以举出,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二甲基乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)氨基甲基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)(3-氨基丙基)甲基二甲氧基硅烷、N-[N’-(2-氨基乙基)(2-氨基乙基)](3-氨基丙基)三甲氧基硅烷、2-(2-氨基乙基)硫代乙基三乙氧基硅烷、2-(2-氨基乙基)硫代乙基甲基二乙氧基硅烷、3-(N-苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-(N-环己基氨基)丙基三甲氧基硅烷、(N-苯基氨基甲基)三甲氧基硅烷、(N-苯基氨基甲基)甲基二甲氧基硅烷、(N-环己基氨基甲基)三乙氧基硅烷、(N-环己基氨基甲基)甲基二乙氧基硅烷、哌嗪基甲基三甲氧基硅烷、哌嗪基甲基三乙氧基硅烷、3-哌嗪基丙基三甲氧基硅烷、3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、巯基甲基三甲氧基硅烷、巯基甲基三乙氧基硅烷、巯基甲基甲基二甲氧基硅烷、巯基甲基甲基二乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、环己基三乙氧基硅烷、环戊基三甲氧基硅烷、环戊基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、甲基环己基二甲氧基硅烷、甲基环己基二乙氧基硅烷、甲基环戊基二甲氧基硅烷、甲基环戊基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等。并且,也可以使用这些硅烷偶联剂的部分缩合物。

使用本发明的环氧硅酮得到的固化性树脂组合物的固化方法可以使用公知方法。在上述的公知技术中,一般可使用通过加热来固化的方法或通过照射紫外线(UV)来固化的方法作为环氧树脂的固化方法,这些方法可以作为在本发明中优选的方法的示例。对通过加热来固化时的温度没有特别限定,因为温度取决于所使用的环氧树脂和固化剂等,通常为20~200℃的范围。

固化反应在空气中进行,此外可以根据需要在氮气、氦气、氩气等惰性气体气氛下进行。

含有本发明的环氧硅酮的固化性树脂组合物能够合适地用作发光元件用密封材料。并且,通过使用该发光元件用密封材料来密封发光元件,能够制造出发光二极管等发光部件。

使用由含有本发明的环氧硅酮的固化性树脂组合物构成的发光元件用密封材料来密封的发光元件的发光波长可以使用较宽的波长范围,从红外到红色、绿色、蓝色、紫色、紫外,实用上连250nm~550nm的波长的光都能够使用,而现有的密封材料因耐光性不足,250nm~550nm的波长的光会使其劣化。由此,能够得到长寿命、能量效率高、色彩再现性高的白色发光二极管。此处,发光波长是指主发光峰值波长。

作为所使用的发光元件的具体例,可以例示出,例如,基板上层积半导体材料而形成的发光元件。这种情况下,作为半导体材料,可以举出例如,GaAs、GaP、GaAlAs、GaAsP、AlGaInP、GaN、InN、AlN、InGaAlN、SiC等。

作为基板,可以举出例如,蓝宝石、尖晶石、SiC、Si、ZnO、GaN单晶等。必要时,还可以在基板和半导体材料之间形成缓冲层。作为所述缓冲层,可以举出GaN、AlN等。

作为向基板上层积半导体材料的方法,没有特别限制,然而可以使用例如,MOCVD法、HDVPE法、液相生长法等。

作为发光元件的结构,可以举出例如,具有MIS结、PN结、PIN结的同质结、异质结、双异质结构等。并且,也可以采用单量子阱结构或多量子阱结构。

通过使用由含有本发明的环氧硅酮的固化性树脂组合物构成的发光元件用密封材料来密封发光元件,能够制造发光二极管。在这种情况下的密封也可以仅以发光元件用密封材料来密封发光元件,但是还可以合用其他密封材料来密封。当合用其他密封材料时,可以在以发光元件用密封材料(该密封材料是通过使用由本发明得到的环氧硅酮而得到的)进行密封后,将其周围用其他密封材料来密封;或者也可以在用其他密封材料进行密封后,将其周围以发光元件用密封材料(该密封材料是通过使用由本发明得到的环氧硅酮而得到的)进行密封。作为其他密封材料,可以举出例如,环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂、脲树脂、酰亚胺树脂、玻璃等。

作为使用发光元件用密封材料(该密封材料是通过使用本发明的环氧硅酮而得到的)对发光元件进行密封的方法,可以举出例如,在铸模中预先注入发光元件用密封材料,在其中浸渍固定有发光元件的引线框(リ一ドフレ一ム)等后,使密封材料固化的方法;向插入了发光元件的铸模中注入发光元件用密封材料并将其固化的方法等。此时,作为注入发光元件用密封材料的方法,可以举出利用分配器(dispenser)的注入、递模成型、注射成型等。此外,作为其他的密封方法,可以举出,向发光元件上滴加发光元件用密封材料,通过孔版印刷、丝网印刷或掩模来涂布,并使其固化的方法;通过分配器等向在较低的部位配置有发光元件的杯形物等中注入发光元件用密封材料并使其固化的方法;等等。

含有由本发明得到的环氧硅酮的固化性树脂组合物也可以作为将发光元件固定在引线端子或封装体(package)上的芯片焊接材料、发光元件上的钝化膜、封装基板来使用。

关于密封部分的形状,可以举出例如,炮弹型的透镜形状、板状、薄膜状等。

使用本发明的环氧硅酮得到的发光二极管能够利用现有公知方法实现性能的提高。作为提高性能的方法,可以举出例如,在发光元件背面设置光的反射层或聚光层的方法;在底部形成补色着色部的方法;在发光元件上设置吸收短波长(与主发射光峰相比)的光的层的方法;密封发光元件后再用硬质材料进行成型的方法;将发光二极管插入贯通孔中来固定的方法;通过倒装芯片接合等将发光元件与引线部件等连接以从基板方向取出光的方法;等等。

使用本发明的环氧硅酮得到的发光二极管用作例如液晶显示屏等的背光源;照明、各种传感器、打印机、复印机等的光源;车辆用计量表光源;信号灯、指示灯、显示装置、面状发光体的光源;显示屏、装饰、各种灯等。

实施例

以下给出实施例,对本发明更详细地说明,然而本发明并不被以下记载的实施例所限定。

硅酮的组成和特性由以下所示的方法求出。

(1)通式(2)表示的化合物的含量和通式(1)表示的化合物的含量之比([WB]/[WA])的计算

本发明中的[WA]的值表示与通式(1)的结构相当的质量数和钠的质量数23的合计质量数所对应的峰的强度,本发明中的[WB]的值表示与通式(2)的结构相当的质量数和钠的质量数23的合计质量数所对应的峰的强度;所述峰强度是利用基质辅助电离飞行时间质谱法(以下记为MALDI-TOF/MS)对环氧硅酮进行测定得到的。

需要说明的是,与通式(1)的结构相当的质量数和与通式(2)的结构相当的质量数是指,当构成上述的结构的元素具有同位素时,使用在各元素的同位素的质量数之中丰度最大的同位素的质量数进行计算而得到的值。

并且,在本发明中,当存在2个以上与通式(1)和(2)对应的峰时,具有通式(1)结构的化合物的含量[WA]和通式(2)表示的化合物的含量[WB]分别采用与各自结构对应的峰强度的合计值。

但是,将与通式(1)和通式(2)的各自结构相当的质量数分别与钠的质量数23合计,相对于与该合计质量数对应的峰的最大强度,强度为3%以下的峰的强度在计算峰强度的合计值时被排除在外。

MALDI-TOF/MS的测定通过以下方法进行。

<MALDI-TOF/MS的测定方法>

室温下将0.1g环氧硅酮溶解于100mL四氢呋喃中得到溶液,并将10mg蒽三酚溶解于1mL四氢呋喃中得到溶液,然后将所得到的两种溶液在室温下以体积比1∶1的比例均一混合,制作溶液a。接下来,将10mg碘化钠溶解于10mL丙酮中所得到的溶液1μL加入到样品盘中,然后在该样品盘中滴加1μL溶液a,室温下使溶剂蒸发后,以下述测定条件利用MALDI-TOF/MS进行测定。

(测定条件)

装置:岛津AXIMA CFR plus

激光:氮激光(337nm)

检测器形式:线性方式

离子检测:正离子(正离子方式)

积分次数:500次

(2)环氧硅酮的组成

使用由29Si-NMR测定、凝胶渗透色谱(GPC)测定以及1H-NMR测定得到的结果,计算出环氧硅酮的组成。

具体地说,首先,环氧硅酮的29Si-NMR测定按照下述记载的方法进行,对由所得到的谱图计算出的积分值进行解析,以百分比的形式计算出氢化烷基单元、二烷基甲硅烷氧基单元等的含有分数。

接下来,1H-NMR测定按照下述记载的方法进行,基于由所得到的谱图计算出的积分值,以百分比的形式计算出具有各有机基团的烷基甲硅烷氧基单元的存在率。

使用由上述得到的各结构单元的存在率和各结构单元的理论式量,计算出结构单元的平均式量。

接着,按照下述记载的方法进行环氧硅酮的凝胶渗透色谱(GPC)测定,用所得到的数均分子量(作为每摩尔以平均组成式(3)表示的环氧硅酮的分子量)除以考虑了上述计算出的各单元的存在率的平均式量,从而计算出构成以平均组成式(3)表示的环氧硅酮的各单元的总摩尔数。由所得到的构成以平均组成式(3)表示的环氧硅酮的各单元的总摩尔数和该各单元的存在率,计算出构成1摩尔以平均组成式(3)表示的环氧硅酮的各单元的摩尔数。

<29Si-NMR测定方法>

将0.15g环氧硅酮溶解于1g氘代三氯甲烷中。在该溶解液中添加0.015g Cr(acac)3并溶解,在所得到的溶液中再添加10μL四甲基硅烷,制成NMR测定溶液。使用该NMR测定溶液,在质子完全去耦条件下进行29Si-NMR的测定,积分次数为4,000次(装置:日本电子社制造的α-400)。

<1H-NMR测定方法>

在1mL氘代三氯甲烷中溶解30mg环氧硅酮,以所得到的溶液为测定试样。使用该测定试样,进行400MHz(日本电子社制造的α-400)的1H-NMR的测定,积分次数为200次。

<凝胶渗透色谱(GPC)测定>

使用东曹社制造的凝胶渗透色谱(GPC)分析装置8020GPC系统,根据以下条件求出分子量。

制备出环氧硅酮的0.5质量%四氢呋喃溶液,其后,利用0.45μm的过滤器进行过滤,以过滤后的溶液为测定试样溶液。

在柱温度40℃,以流量为1mL/分钟的条件使洗脱液(四氢呋喃)通过柱,由利用RI检测到的流出时间和检测强度计算出数均分子量。

柱构成如下:作为保护柱(Guard Column),使用东曹株式会社制造的TSKguardcolumnHXL-H(注册商标),将东曹株式会社制造的TSKgel(注册商标)G5000HXL、东曹株式会社制造的TSKgel(注册商标)G3000HXL以及东曹株式会社制造的TSKgel(注册商标)G1000HXL各1根串联配置使用。此外,使用Polymer Laboratories社制造的分子量分别为7,500,000、2,560,000、841,700、320,000、148,000、59,500、28,500、10,850、2,930、580的单分散聚苯乙烯标准物质以及苯乙烯单体(分子量104),由预先作成的标准曲线,计算出数均分子量。

(3)环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量

对通过上述的凝胶渗透色谱(GPC)测定得到的流出曲线进行解析,计算出环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量。

具体地说,在该流出曲线上,相对于由基于环氧硅酮的峰和基线所包围的总面积(峰面积1),以百分比的形式表记与800以下的分子量对应的峰的面积(峰面积2)的比例,该百分比数值[即,以(峰面积2)/(峰面积1)×100(%)表示的数值]即为环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量。

(4)环氧硅酮中残留的低沸点化合物量和挥发性化合物量的测定

使用岛津社制造的气相色谱分析装置GC-14B,根据以下条件求出环氧硅酮中残留的低沸点化合物量和挥发性化合物量。

在5mL的量瓶中称量约0.5g环氧硅酮和0.015g作为内标的正辛烷后,用三氯甲烷稀释至5mL,以所得到的溶液为测定样品。

柱:J&W Scientific社制造的DB-1(注册商标)

长度30m、内径0.25mm、液膜厚1μm

载气:氦气

检测器:FID(氢火焰离子化检测器)

注射温度:250℃

检测器温度:300℃

升温条件:于50℃保持5min后,以10℃/min由50℃升温至300℃。

由所得到的结果,使用另外制作的基于内标法得到的标准曲线,对环氧硅酮中所含有的各成分的含量进行定量,并将各成分的含量合计。需要说明的是,数值用相对于环氧硅酮的质量分数来表示。

(5)环氧值

通过以下的操作和计算方法求出环氧值。

将环氧硅酮溶解于苯甲醇和1-丙醇中。在该溶液中添加碘化钾水溶液、溴酚蓝指示剂后,用1当量盐酸进行滴定,以反应体系内颜色从蓝色变为黄色的点为等当点。根据等当点,按照下式计算出环氧硅酮的环氧值。

环氧值(当量/100g)=(V×N×F)/(10×W)

[此处,W、V、N、F分别表示以下的值。

W:试样的重量(g),

V:滴定量(mL),

N:滴定中使用的盐酸的当量浓度(N),

F:滴定中使用的盐酸的校正因子]

(6)金属元素含量

铂含量的分析使用四极杆ICP质量分析装置(Thermo Elemental制造:X7-ICP-MS)进行测定。

(7)透明性

使用厚度3mm的固化物,利用日本分光(株)社制造的JASCO V-550测定厚度方向的350nm、400nm、450nm的光线透过率。初期的光线透过率在80%以上的为◎、在70%以上且小于80%的为○、小于70%的为×。

(8)耐热性

利用Seiko Instruments社制造的DSC220C,在升温速度10℃/分钟的条件下,测定粉碎后的固化物的Tg(玻璃化转变温度),以Tg为耐热性的指标。固化物的Tg在120℃以上的为◎、在100℃以上且小于120℃的为○、小于100℃的为×。

(9)耐光性

设置成能够经光纤由UV照射装置(ウシオ电机制造:SP-7)对在恒温50℃的恒温干燥机中的厚度3mm的固化物照射UV光。使用365nm带通滤波片,以3W/cm2照射330~410nm的光。

照射开始后,以250小时以上固化物不着色的情况为◎、以200小时以上且小于250小时固化物出现着色的情况为○、以小于200小时出现着色的情况为×。

(10)耐热变色性

使用厚度3mm的固化物,利用日本分光(株)社制造的JASCO V-550,测定厚度方向的400nm的光线透过率。接下来,在空气中、150℃的条件下加热该固化物100小时后,在室温自然冷却。其后,再次测定试样的厚度方向的400nm的光线透过率。计算出加热处理后的试样的光线透过率与加热处理前的试样的光线透过率的比例,以该比例作为光线透过保持率。光线透过保持率在90%以上的为◎、在85%以上且小于90%的为○、小于85%的为×。

(11)耐裂纹性和密合性

在20mm×20mm×2mm的平板的中央开有10mmφ、深度1mm的凹坑的聚邻苯二甲酰胺(ソルベイ社制造的アモデル4122)制树脂铸模内,预先放入5mm×5mm×0.2mm的硅芯片,浇铸树脂组合物,进行加热固化,得到试片。按照如下循环进行试验:利用冷热循环试验机(Espec社制造的TSE-11-A),将所得到的试片于-40℃保持15分钟后,以平均3分钟升温到120℃,于120℃保持15分钟,接下来,以平均3分钟降温到-40℃。

目视观察固化后的树脂中有无裂纹产生,以评价耐裂纹性。以40次循环以上未出现裂纹的情况为◎、以20次循环以上且小于40次循环产生裂纹的情况为○、以小于5次循环产生裂纹的情况为×。

并且,密合性是用在固化后的树脂和聚邻苯二甲酰胺树脂铸模之间发生剥离时的循环次数来评价的,以40次循环以上未发生剥离的情况为◎、以20次循环以上且小于40次循环发生了剥离的情况为○、以小于5次循环发生了剥离的情况为×。

需要说明的是,以在固化结束的时刻就已产生了裂纹而无法评价的情况为××。

(实施例1)

<[环氧硅酮-1a]的制造>

用干燥氮气对带有回流冷却器、温度计和搅拌装置的3L反应器进行置换。在干燥氮气条件下,在所述装置中投入经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(信越化学社制造的试剂)80g、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷(信越化学社制造的试剂)37.2g、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的4-乙烯基环氧环己烷(Aldrich社制造的试剂)122.6g、经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环(和光纯药社制造的试剂)925g,然后在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌的同时,在升温到70℃的油浴中进行加热。

内溶液的温度超过65℃后,在干燥氮气下向溶液中添加含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.7g,进行8小时氢化硅烷化反应。此时,反应液的温度为65℃~100℃之间。反应8小时后,氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。接下来,停止加热反应液,自然冷却到室温。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.30;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.74;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为1.04倍。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/140000倍。

冷却结束后,在该反应液中添加经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的乙腈(和光纯药社制造的试剂)925g,在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌2小时后,停止搅拌。接下来,添加在干燥氮气流下于150℃加热干燥3小时的活性炭(和光纯药制造:颗粒状)800g,在干燥氮气气氛下进行48小时活性炭处理。活性炭处理结束后,使用孔径1μm的PTFE制膜过滤器,过滤活性炭,回收滤液。进而,用经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环(和光纯药社制造的试剂)1500g对在上述操作中分离出的活性炭进行清洗,同样地使用膜过滤器过滤活性炭,回收清洗液,将清洗液与先前得到的滤液混合。使用蒸发器,在减压条件下、于加热温度40℃,从回收的混合液中蒸馏除去1,4-二氧六环和乙腈,得到环氧硅酮。

将所得到的环氧硅酮的一部分放入内径70mm、有效长度200mm的PYREX(注册商标)玻璃制圆筒状管中,并置于玻璃管烘箱(柴田科学制造的GTO-350)中。使烘箱内部的圆筒形管开始旋转,在室温条件下对内部进行干燥氮气置换后,在温度50℃、压力0.2kPa的条件下,以10mL/分钟的流量(已换算成在一个大气压状态下)向内部导入干燥氮气的同时,进行24小时加热减压处理,得到减少了低沸点化合物的环氧硅酮。对上述得到的蒸馏除去1,4-二氧六环和乙腈后剩下的环氧硅酮反复进行该操作,得到203g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-1a]。

所得到的[环氧硅酮-1a]为数均分子量900的如下平均组成式(22)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)1.6(MeZSiO2/2)1.6

(Me[VCHO]SiO2/2)3.6    …(22)

[此处,平均组成式(22)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏(Anti-Markovnikov)加成得到的单元。]

由于未检测到未反应的SiH单元,因此平均组成式(3)中的g=0,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0。

此外,该[环氧硅酮-1a]中所含有的通式(1)表示的化合物为如下化学式(23)表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数为759),另一方面,通式(2)表示的化合物为如下化学式(24)表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数为697),[WB]/[WA]的值为0.64,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为47%,环氧值为0.40,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

[化8]

作为[环氧硅酮-1a]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.004质量%、0.003质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-1a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-1a]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐67.2质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-1a]。使[固化性树脂组合物-1a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时、紧接着于170℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表1。

(实施例2)

<[环氧硅酮-2a]的制造>

用干燥氮气对带有回流冷却器、温度计和搅拌装置的3L反应器进行置换。在干燥氮气条件下,在所述装置中投入经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(信越化学社制造的试剂)80g、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷(信越化学社制造的试剂)37.2g、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的4-乙烯基环氧环己烷(Aldrich社制造的试剂)122.6g、乙二醇二甲醚(Aldrich社制造的试剂)925g,然后在一个大气压的干燥氮气气氛下进行搅拌的同时,在升温到83℃的油浴中进行加热。

在干燥氮气下向溶液中添加含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的乙二醇二甲醚溶液5.6g,进行6小时氢化硅烷化反应。此时,反应液的温度为83℃~85℃之间。反应6小时后,通过1H-NMR的解析确认到SiH单元的转化率为99%。接下来,停止加热反应液,自然冷却到室温。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.30;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.74;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为1.04倍。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/93000倍。

冷却结束后,添加在干燥氮气流下于150℃加热干燥3小时的活性炭(和光纯药制造:颗粒状)800g,在干燥氮气气氛下进行48小时活性炭处理。活性炭处理结束后,使用孔径1μm的PTFE制膜过滤器,过滤活性炭,回收滤液。使用蒸发器,在减压条件下、于加热温度40℃,从该滤液中蒸馏除去乙二醇二甲醚,得到环氧硅酮。

将所得到的环氧硅酮的一部分放入内径70mm、有效长度200mm的PYREX(注册商标)玻璃制圆筒状管中,并置于玻璃管烘箱(柴田科学制造的GTO-350)中。使烘箱内部的圆筒形管开始旋转,在室温条件下对内部进行干燥氮气置换后,在温度50℃、压力0.2kPa的条件下,以10mL/分钟的流量(已换算成在一个大气压状态下)向内部导入干燥氮气的同时,进行24小时加热减压处理,得到减少了低沸点化合物的环氧硅酮。对剩下的环氧硅酮反复进行该操作,得到185g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-2a]。

所得到的[环氧硅酮-2a]为数均分子量900的如下平均组成式(25)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)1.6(MeZSiO2/2)1.6

(MeHSiO2/2)0.05(Me[VCHO]SiO2/2)3.7  …(25)

[此处,平均组成式(25)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

根据本组成,计算平均组成式(3)中的[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值,结果g=[0.05/(1.6+1.6+0.05+3.7)]=0.007。

此外,该[环氧硅酮-2a]中所含有的通式(1)表示的化合物为上述化学式(23)表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数为759),另一方面,通式(2)表示的化合物为上述化学式(24)表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数为697),[WB]/[WA]的值为0.53,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为45%,环氧值为0.40,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

未检测到[环氧硅酮-2a]中残留的乙二醇二甲醚。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.003质量%、0.003质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-2a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-2a]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐67.2质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-2a]。使[固化性树脂组合物-2a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时、紧接着于170℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表1。

(实施例3)

<[环氧硅酮-3a]的制造>

氢化硅烷化反应时使用1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷55.8g,使用4-乙烯基环氧环己烷97.6g,使用1,4-二氧六环900g,使用含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.6g,在氢化硅烷化反应后将溶液冷却后添加的乙腈为900g,除此以外,与实施例1同样地进行,得到195g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-3a]。

在氢化硅烷化反应即将停止前进行采样,结果氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.45;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.59;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为1.04倍。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/144000倍。

所得到的[环氧硅酮-3a]为数均分子量1,000的如下平均组成式(26)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)2.7(MeZSiO2/2)2.7

(Me[VCHO]SiO2/2)3.2       …(26)

[此处,平均组成式(26)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

由于未检测到未反应的SiH单元,因此平均组成式(3)中的g=0,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0。

此外,该[环氧硅酮-3a]中所含有的通式(1)表示的化合物为如上化学式(23)表示的化合物,另一方面,通式(2)表示的化合物为如上化学式(24)表示的化合物,[WB]/[WA]的值为0.95,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为43%,环氧值为0.32,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

作为[环氧硅酮-3a]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.003质量%、0.002质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-3a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-3a]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐53.8质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-3a]。使[固化性树脂组合物-3a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时、紧接着于170℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表1。

(实施例4)

<[环氧硅酮-4a]的制造>

氢化硅烷化反应时使用1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷89.9g,使用4-乙烯基环氧环己烷51.8g,使用1,4-二氧六环855g,使用含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.5g,在氢化硅烷化反应后将溶液冷却后添加的乙腈为855g,除此以外,与实施例1同样地进行,得到183g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-4a]。

在氢化硅烷化反应即将停止前进行采样,结果氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.73;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.31;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为1.04倍。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/148000倍。

所得到的[环氧硅酮-4a]为数均分子量1,100的如下平均组成式(27)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)4.9(MeZSiO2/2)4.9

(Me[VCHO]SiO2/2)1.9    …(27)

[此处,平均组成式(27)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

由于未检测到未反应的SiH单元,因此平均组成式(3)中的g=0,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0。

此外,该[环氧硅酮-4a]中所含有的通式(1)表示的化合物为如上化学式(23)表示的化合物,另一方面,通式(2)表示的化合物为如上化学式(24)表示的化合物,[WB]/[WA]的值为2.83,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为24%,环氧值为0.17,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

作为[环氧硅酮-4a]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.003质量%、0.002质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-4a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-4a]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐28.6质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-4a]。使[固化性树脂组合物-4a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于100℃进行1小时、再于110℃进行2小时、紧接着于120℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表1。

(实施例5)

<[环氧硅酮-5a]的制造>

用干燥氮气对带有回流冷却器、温度计和搅拌装置的3L反应器进行置换。在干燥氮气条件下,在所述装置中投入经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷80g、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的4-乙烯基环氧环己烷(Aldrich社制造的试剂)99.2g、经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环(和光纯药社制造的试剂)884g,然后在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌的同时,在升温到70℃的油浴中进行加热。

内溶液的温度超过65℃后,在干燥氮气下向溶液中添加含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物的1,4-二氧六环溶液3.6g,进行2.5小时氢化硅烷化反应。此时,反应液的温度为65℃~100℃之间。在反应2.5小时后,在反应溶液中未检测到4-乙烯基环氧环己烷。其后,接着将经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷(信越化学社制造的试剂)59.5g添加到反应溶液中,在一个大气压的干燥氮气气氛下进行搅拌的同时,在升温到70℃的油浴中进行加热,进行7小时氢化硅烷化反应,停止加热反应液,自然冷却到室温。加热停止前分析溶液,结果氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。

在本实施例中,未使用除具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>以外的乙烯基化合物<B>,反应开始时的、具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(s2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(s1)之比(s2/s1)的值为0.60;添加完具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>后添加的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(s4)与反应开始时的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(s1)之比(s4/s1)的值为0.48,[s4/(s1-s2)]的值为1.20。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/144000倍。

冷却结束后,在该反应液中使用经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的乙腈884g,除此以外,进行与实施例1相同的处理,得到195g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-5a]。

所得到的[环氧硅酮-5a]为数均分子量900的如下平均组成式(28)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)2.2(MeZSiO2/2)2.2

(Me[VCHO]SiO2/2)3.1    …(28)

[此处,平均组成式(28)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

由于未检测到未反应的SiH单元,因此平均组成式(3)中的g=0,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0。

此外,该[环氧硅酮-5a]中所含有的通式(1)表示的化合物为如上化学式(23)表示的化合物,另一方面,通式(2)表示的化合物为如上化学式(24)表示的化合物,[WB]/[WA]的值为0.87,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为45%,环氧值为0.34,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

作为[环氧硅酮-5a]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.004质量%、0.003质量%。未检测到其他化合物。

<固化性树脂组合物-5a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-5a]90质量份、3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷二羧酸酯10质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐51.4质量份、1,3-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-5a]。使[固化性树脂组合物-5a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于140℃进行2小时、紧接着于160℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表1。

(实施例6)

<[固化性树脂组合物-6a]的制造和特性评价>

混合实施例1中所得到的[环氧硅酮-1a]100质量份、热固化性阳离子聚合催化剂(旭电化制造的アデカオプトマ一CP-66)0.1质量份,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-6a]。使[固化性树脂组合物-6a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时、紧接着于170℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表1。

(实施例7)

<环氧硅酮-7a的制造>

用干燥氮气对带有回流冷却器、温度计和搅拌装置的3L反应器进行置换。在干燥氮气条件下,在所述装置中投入经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(信越化学社制造的试剂)70g(SiH单元:1.164摩尔)、如下平均组成式(29)表示的乙烯基二甲基甲硅烷氧基末端聚二甲基硅氧烷64.5g(乙烯基:0.204摩尔)(该乙烯基二甲基甲硅烷氧基末端聚二甲基硅氧烷经在干燥氮气气氛下、0.2kPa以下、搅拌2小时的条件下减压处理过)、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的4-乙烯基环氧环己烷(Aldrich社制造的试剂)126.7g(1.020摩尔)、经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环(和光纯药社制造的试剂)1000g,然后在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌的同时,在升温到70℃的油浴中进行加热。

CH2=CH-SiMe2-O-(Me2SiO)6.0-SiMe2-CH=CH2

…平均组成式(29)

内溶液的温度超过65℃后,在干燥氮气下向溶液中添加含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.3g,进行8小时氢化硅烷化反应。此时,反应液的温度为65℃~100℃之间。在反应8小时后,氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。接下来,停止加热反应液,自然冷却到室温。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.18;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.88;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为1.05倍。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/138000倍。

冷却结束后,在该反应液中添加经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的乙腈(和光纯药社制造的试剂)1000g,在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌2小时后,停止搅拌。接下来,添加在干燥氮气流下于150℃加热干燥3小时的活性炭(和光纯药制造:颗粒状)800g,在干燥氮气气氛下进行48小时活性炭处理。活性炭处理结束后,使用孔径1μm的PTFE制膜过滤器,过滤活性炭,回收滤液。进而,用经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环(和光纯药社制造的试剂)1500g对在上述操作中分离出的活性炭进行清洗,同样地使用膜过滤器过滤活性炭,回收清洗液,将清洗液与先前得到的滤液混合。使用蒸发器,在减压条件下、于加热温度40℃,从回收的混合液中蒸馏除去1,4-二氧六环和乙腈,得到环氧硅酮。

将所得到的环氧硅酮的一部分放入内径70mm、有效长度200mm的PYREX玻璃制圆筒状管中,并置于玻璃管烘箱(柴田科学制造的GTO-350)中。使烘箱内部的圆筒形管开始旋转,在室温条件下对内部进行干燥氮气置换后,在温度50℃、压力0.2kPa的条件下,以10mL/分钟的流量(已换算成在一个大气压状态下)向内部导入干燥氮气的同时,进行24小时加热减压处理,得到减少了低沸点化合物的环氧硅酮。对上述得到的蒸馏除去1,4-二氧六环和乙腈后剩下的环氧硅酮反复进行该操作,得到220g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-7a]。

所得到的[环氧硅酮-7a]为数均分子量1,000的如下平均组成式(30)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)0.81(MeZSiO2/2)0.81(Me2SiO2/2)2.42

(Me[VCHO]SiO2/2)3.81     …(30)

[此处,平均组成式(30)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

由于未检测到未反应的SiH单元,因此平均组成式(3)中的g=0,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0。

此外,该[环氧硅酮-7a]中所含有的通式(1)表示的化合物为如下化学式(23)表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数为759),另一方面,通式(2)表示的化合物为如下化学式(31)中W为1~9的整数时表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数分别为771、845、919、993、1,067、1,141、1,215、1,289、1,363),[WB]/[WA]的值为0.50,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为41%,环氧值为0.38,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

[化9]

作为[环氧硅酮-7a]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.002质量%、0.002质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-7a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-7a]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐63.8质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-7a]。使[固化性树脂组合物-7a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时、紧接着于170℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表1。

(实施例8)

<[环氧硅酮-8a]的制造>

氢化硅烷化反应时使用1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷60g(SiH单元:0.998摩尔),使用平均组成式(29)表示的乙烯基二甲基甲硅烷氧基末端聚二甲基硅氧烷79.0g(乙烯基:0.250摩尔),使用4-乙烯基环氧环己烷99.2g(0.799摩尔),使用1,4-二氧六环835g,使用含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.2g,在氢化硅烷化反应后将溶液冷却后添加的乙腈为835g,除此以外,与实施例7同样地进行,得到200g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-8a]。

在氢化硅烷化反应即将停止前进行采样,结果氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.25;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.80;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为1.05倍。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/122000倍。

所得到的[环氧硅酮-8a]为数均分子量1,100的如下平均组成式(32)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)1.19(MeZSiO2/2)1.19(Me2SiO2/2)3.57

(Me[VCHO]SiO2/2)3.57   …(32)

[此处,平均组成式(32)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

由于未检测到未反应的SiH单元,因此平均组成式(3)中的g=0,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0。

此外,该[环氧硅酮-8a]中所含有的通式(1)表示的化合物为化学式(23)表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数为759),另一方面,通式(2)表示的化合物为化学式(31)中W为1~9的整数时表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数分别为771、845、919、993、1,067、1,141、1,215、1,289、1,363),[WB]/[WA]的值为0.53,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为36%,环氧值为0.32,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

作为[环氧硅酮-8a]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.003质量%、0.003质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-8a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-8a]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐53.8质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-8a]。使[固化性树脂组合物-8a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时、紧接着于170℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表1。

(实施例9)

<[环氧硅酮-9a]的制造>

氢化硅烷化反应时使用1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷50g(SiH单元:0.832摩尔),使用平均组成式(29)表示的乙烯基二甲基甲硅烷氧基末端聚二甲基硅氧烷144.7g(乙烯基:0.457摩尔),使用4-乙烯基环氧环己烷52.8g(0.425摩尔),使用1,4-二氧六环850g,使用含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液2.7g,在氢化硅烷化反应后将溶液冷却后添加的乙腈为850g,除此以外,与实施例7同样地进行,得到205g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-9a]。

在氢化硅烷化反应即将停止前进行采样,结果氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.55;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.51;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为1.05倍。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/120000倍。

所得到的[环氧硅酮-9a]为数均分子量1,300的如下平均组成式(33)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)2.48(MeZSiO2/2)2.48(Me2SiO2/2)7.43(Me[VCHO]SiO2/2)2.03

…(33)

[此处,平均组成式(33)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

由于未检测到未反应的SiH单元,因此平均组成式(3)中的g=0,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0。

此外,该[环氧硅酮-9a]中所含有的通式(1)表示的化合物为化学式(23)表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数为759),另一方面,通式(2)表示的化合物为化学式(31)中W为1~9的整数时表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数分别为771、845、919、993、1,067、1,141、1,215、1,289、1,363),[WB]/[WA]的值为1.35,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为13%,环氧值为0.16,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

作为[环氧硅酮-9a]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.004质量%、0.004质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-9a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-9a]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐26.9质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-9a]。使[固化性树脂组合物-9a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于100℃进行1小时、再于110℃进行2小时、紧接着于120℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表2。

(实施例10)

<[环氧硅酮-10a]的制造>

用干燥氮气对带有回流冷却器、温度计和搅拌装置的3L反应器进行置换。在干燥氮气条件下,在所述装置中投入经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷60g(SiH单元:0.998摩尔)、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的4-乙烯基环氧环己烷87.0g(0.700摩尔)、经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环980g,然后在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌的同时,在升温到70℃的油浴中进行加热。

内溶液的温度超过65℃后,在干燥氮气下向溶液中添加含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.3g,进行3小时氢化硅烷化反应。此时,反应液的温度为65℃~100℃之间。反应3小时后,在反应溶液中未检测到4-乙烯基环氧环己烷。其后,接着将上述的以平均组成式(29)表示的乙烯基二甲基甲硅烷氧基末端聚二甲基硅氧烷99.0g(乙烯基:0.313摩尔)(该乙烯基二甲基甲硅烷氧基末端聚二甲基硅氧烷经在干燥氮气气氛下、0.2kPa以下、搅拌2小时的条件下减压处理过)添加到反应溶液中,在一个大气压的干燥氮气气氛下进行搅拌的同时,在升温到70℃的油浴中进行加热,进行7小时氢化硅烷化反应,停止加热反应液,自然冷却到室温。加热停止前分析溶液,结果氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。

在本实施例中,未使用除具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>以外的乙烯基化合物<B>,反应开始时的、具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(s2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(s1)之比(s2/s1)的值为0.70;添加完具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>后添加的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(s4)与反应开始时的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(s1)之比(s4/s1)的值为0.31,[s4/(s1-s2)]的值为1.05。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/118000倍。

冷却结束后,该反应液中使用经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的乙腈980g,除此以外,与实施例7进行同样的处理,得到212g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-10a]。

所得到的[环氧硅酮-10a]为数均分子量1,200的如下平均组成式(34)表示的结构。

(Me2[CH2=CH]SiO1/2)0.01(Me2YSiO1/2)1.54

(MeZSiO2/2)1.54(Me2SiO2/2)4.64

(Me[VCHO]SiO2/2)3.39   …(34)

[此处,平均组成式(34)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元,(Me2[CH2=CH]SiO1/2)表示乙烯基二甲基甲硅烷氧基末端。]

由于未检测到未反应的SiH单元,因此平均组成式(3)中的g=0,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0。

此外,该[环氧硅酮-10a]中所含有的通式(1)表示的化合物为化学式(23)表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数为759),另一方面,通式(2)表示的化合物为化学式(31)中W为1~9的整数时表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数分别为771、845、919、993、1,067、1,141、1,215、1,289、1,363),[WB]/[WA]的值为0.65,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为28%,环氧值为0.28,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

作为[环氧硅酮-10a]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.003质量%、0.004质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-10a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-10a]90质量份、3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷二羧酸酯10质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐42.3质量份、1,3-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-10a]。使[固化性树脂组合物-10a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于140℃进行2小时、紧接着于160℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表2。

(实施例11)

<[固化性组合物-11a]的制造和特性评价>

将实施例7中得到的[环氧硅酮-7a]100质量份、热固化性阳离子聚合催化剂(旭电化制造的アデカオプトマ一CP-66)0.1质量份混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性组合物-11a]。使[固化性组合物-11a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时、紧接着于170℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表2。

(实施例12)

<[环氧硅酮-12a]的制造>

氢化硅烷化反应时使用1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷94.2g,使用4-乙烯基环氧环己烷46g,使用1,4-二氧六环850g,使用含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.6g,在氢化硅烷化反应后将溶液冷却后添加的乙腈为850g,除此以外,与实施例1同样地进行,得到184g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-12a]。

在氢化硅烷化反应即将停止前进行采样,结果氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.76;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.28;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为1.04倍。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/144000倍。

所得到的[环氧硅酮-12a]为数均分子量1,300的如下平均组成式(35)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)6.2(MeZSiO2/2)6.2

(Me[VCHO]SiO2/2)1.9   …(35)

[此处,平均组成式(35)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

由于未检测到未反应的SiH单元,因此平均组成式(3)中的g=0,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0。

此外,该[环氧硅酮-12a]中所含有的通式(1)表示的化合物为如上化学式(23)表示的化合物,另一方面,通式(2)表示的化合物为如上化学式(24)表示的化合物,[WB]/[WA]的值为3.40,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为19%,环氧值为0.15,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

作为[环氧硅酮-12a]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.002质量%、0.002质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-12a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-12a]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐25.2质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-12a]。使[固化性树脂组合物-12a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于100℃进行1小时、再于110℃进行2小时、紧接着于120℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表2。

(实施例13)

<[环氧硅酮-13a]的制造>

氢化硅烷化反应时使用1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷6.18g,使用4-乙烯基环氧环己烷163.68g,使用1,4-二氧六环850g,使用含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.8g,在氢化硅烷化反应后将溶液冷却后添加的乙腈为850g,除此以外,与实施例1同样地进行,得到206g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-13a]。

在氢化硅烷化反应即将停止前进行采样,结果氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.05;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.99;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为1.04倍。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/136500倍。

所得到的[环氧硅酮-13a]为数均分子量850的如下平均组成式(36)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)0.23(MeZSiO2/2)0.23

(Me[VCHO]SiO2/2)4.42   …(36)

[此处,平均组成式(36)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

由于未检测到未反应的SiH单元,因此平均组成式(3)中的g=0,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0。

此外,该[环氧硅酮-13a]中所含有的通式(1)表示的化合物为如上化学式(23)表示的化合物,另一方面,通式(2)表示的化合物为如上化学式(24)表示的化合物,[WB]/[WA]的值为0.25,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为72%,环氧值为0.52,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

作为[环氧硅酮-13a]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.004质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.002质量%、0.002质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-13a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-13a]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐87.3质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-13a]。使[固化性树脂组合物-13a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于100℃进行1小时、再于110℃进行2小时、紧接着于120℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表2。

(实施例14)

<环氧硅酮-14a的制造>

用干燥氮气对带有回流冷却器、温度计和搅拌装置的3L反应器进行置换。在干燥氮气条件下,在所述装置中投入经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(信越化学社制造的试剂)55.0g(SiH单元:0.915摩尔)、如下平均组成式(37)表示的乙烯基二甲基甲硅烷氧基末端聚二甲基硅氧烷63.0g(乙烯基:0.110摩尔)(该乙烯基二甲基甲硅烷氧基末端聚二甲基硅氧烷经干燥氮气气氛下、0.2kPa以下、搅拌2小时的条件下减压处理过)、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的4-乙烯基环氧环己烷(Aldrich社制造的试剂)110.0g(0.886摩尔)、经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环(和光纯药社制造的试剂)1,000g,然后在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌的同时,在升温到70℃的油浴中进行加热。

CH2=CH-SiMe2-O-(Me2SiO)13.0-SiMe2-CH=CH2

…平均组成式(37)

内溶液的温度超过65℃后,在干燥氮气下向溶液中添加含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.5g,进行8小时氢化硅烷化反应。此时,反应液的温度为65℃~100℃之间。反应8小时后,氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。接下来,停止加热反应液,自然冷却到室温。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.12;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.97;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为1.09倍。

此外,相对于氢化硅烷化反应前的有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,开始氢化硅烷化反应时使用的催化剂的换算成金属原子的摩尔数为1/102000倍。

冷却结束后,在该反应液中添加经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的乙腈(和光纯药社制造的试剂)1,000g,在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌2小时后,停止搅拌。接下来,添加在干燥氮气流下于150℃加热干燥3小时的活性炭(和光纯药制造:颗粒状)800g,在干燥氮气气氛下进行48小时活性炭处理。活性炭处理结束后,使用孔径1μm的PTFE制膜过滤器,过滤活性炭,回收滤液。进而,用经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环(和光纯药社制造的试剂)1500g对在上述操作中分离出的活性炭进行清洗,同样地使用膜过滤器过滤活性炭,回收清洗液,将清洗液与先前得到的滤液混合。使用蒸发器,在减压条件下、于加热温度40℃,从回收的混合液中蒸馏除去1,4-二氧六环和乙腈,得到环氧硅酮。

将所得到的环氧硅酮的一部分放入内径70mm、有效长度200mm的PYREX玻璃制圆筒状管中,并置于玻璃管烘箱(柴田科学制造的GTO-350)中。使烘箱内部的圆筒形管开始旋转,在室温条件下对内部进行干燥氮气置换后,在温度50℃、压力0.2kPa的条件下,以10mL/分钟的流量(已换算成在一个大气压状态下)向内部导入干燥氮气的同时,进行24小时加热减压处理,得到减少了低沸点化合物的环氧硅酮。对上述得到的蒸馏除去1,4-二氧六环和乙腈后剩下的环氧硅酮反复进行该操作,得到180g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-14a]。

所得到的[环氧硅酮-14a]为数均分子量1,000的如下平均组成式(38)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)0.50(MeZSiO2/2)0.50(Me2SiO2/2)3.28

(Me[VCHO]SiO2/2)3.69   …(38)

[此处,平均组成式(38)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

由于未检测到未反应的SiH单元,因此平均组成式(3)中的g=0,[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值为0。

此外,该[环氧硅酮-7a]中所含有的通式(1)表示的化合物为如下化学式(23)表示的化合物(该化合物的质量数与钠的质量数的合计质量数为759),另一方面,通式(2)表示的化合物为如下化学式(31)中W为1~20的整数时表示的化合物,[WB]/[WA]的值为0.35,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为30%,环氧值为0.37,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

[化10]

作为[环氧硅酮-14a]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.002质量%、0.002质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-14a]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-14a]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐62.1质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-14a]。使[固化性树脂组合物-14a]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时、紧接着于170℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表2。

(比较例1)

<[环氧硅酮-1b]的制造>

用干燥氮气对带有回流冷却器、温度计和搅拌装置的3L反应器进行置换。在干燥氮气条件下,在所述装置中投入经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(信越化学社制造的试剂)80g、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的4-乙烯基环氧环己烷(Aldrich社制造的试剂)198.4g、经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环(和光纯药社制造的试剂)925g,然后在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌的同时,在升温到70℃的油浴中进行加热。

内溶液的温度超过65℃后,在干燥氮气下向溶液中添加含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.9g,进行8小时氢化硅烷化反应。此时,反应液的温度为65℃~100℃之间。反应8小时后,氢化硅烷化反应定量地进行,未检测到未反应的SiH单元。接下来,停止加热反应液,自然冷却到室温。

冷却结束后,在该反应液中添加经在干燥氨气下脱水蒸馏精制的乙腈(和光纯药社制造的试剂)925g,在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌2小时后,停止搅拌。接下来,添加在干燥氮气流下于150℃加热干燥3小时的活性炭(和光纯药制造:颗粒状)800g,在干燥氮气气氛下进行48小时活性炭处理。活性炭处理结束后,使用孔径1μm的PTFE制膜过滤器,过滤活性炭,回收滤液。进而,用经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环(和光纯药社制造的试剂)1500g对在上述操作中分离出的活性炭进行清洗,同样地使用膜过滤器过滤活性炭,回收清洗液,将清洗液与先前得到的滤液混合。使用蒸发器,在减压条件下、于加热温度40℃,从回收的混合液中蒸馏除去1,4-二氧六环和乙腈,得到环氧硅酮。

将所得到的环氧硅酮的一部分放入内径70mm、有效长度200mm的PYREX(注册商标)玻璃制圆筒状管中,并置于玻璃管烘箱(柴田科学制造的GTO-350)中。使烘箱内部的圆筒形管开始旋转,在室温条件下对内部进行干燥氮气置换后,在温度50℃、压力0.2kPa的条件下,以10mL/分钟的流量(已换算成在一个大气压状态下)向内部导入干燥氮气的同时,进行24小时加热减压处理,得到减少了低沸点化合物的环氧硅酮。对上述得到的蒸馏除去1,4-二氧六环和乙腈后剩下的环氧硅酮反复进行该操作,得到213g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-1b]。

所得到的[环氧硅酮-1a]为如下结构式(23)表示的结构。此外,环氧值为0.54,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

[化11]

作为[环氧硅酮-1b]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.003质量%、0.003质量%。未检测到其他化合物。

<[固化性树脂组合物-1b]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-1b]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐90.7质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-1b]。使[固化性树脂组合物-1b]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时、紧接着于170℃进行1小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表2。

(比较例2)

<[环氧硅酮-2b]的制造>

用干燥氮气对带有回流冷却器、温度计和搅拌装置的3L反应器进行置换。在干燥氮气条件下,在所述装置中投入经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(信越化学社制造的试剂)80g、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷(信越化学社制造的试剂)37.2g、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的4-乙烯基环氧环己烷(Aldrich社制造的试剂)110g、经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环(和光纯药社制造的试剂)925g,然后在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌的同时,在升温到70℃的油浴中进行加热。

内溶液的温度超过65℃后,在干燥氮气下向溶液中添加含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.7g,进行8小时氢化硅烷化反应。此时,反应液的温度为65℃~100℃之间。反应8小时后,利用1H-NMR进行解析,结果确认到SiH单元的转化率为95%,其余的5%SiH单元未反应。接下来,停止加热反应液,自然冷却到室温。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.30;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.67;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为0.97倍。

冷却结束后,在该反应液中使用经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的乙腈884g,除此以外,进行与实施例1相同的处理,得到201g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-2b]。

所得到的[环氧硅酮-2b]为数均分子量900的如下平均组成式(39)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)1.6(MeZSiO2/2)1.6

(MeHSiO2/2)0.28(Me[VCHO]SiO2/2)3.46  …(39)

[此处,平均组成式(39)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

根据本组成,计算平均组成式(3)中的[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值,结果g=0.28/(1.6+1.6+0.28+3.46)=0.04。

此外,该[环氧硅酮-2b]的[WB]/[WA]的值为0.54,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为36%,环氧值为0.38,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

作为[环氧硅酮-2b]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.004质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.003质量%、0.003质量%。未检测到其他化合物。

<固化性树脂组合物-2b]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-2b]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐63.8质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-2b]。使[固化性树脂组合物-2b]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表2。

(比较例3)

<[环氧硅酮-2b]的制造>

用干燥氮气对带有回流冷却器、温度计和搅拌装置的3L反应器进行置换。在干燥氮气条件下,在所述装置中投入经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(信越化学社制造的试剂)80g、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷(信越化学社制造的试剂)37.2g、经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的4-乙烯基环氧环己烷(Aldrich社制造的试剂)102g、经在氮气下脱水蒸馏精制的1,4-二氧六环(和光纯药社制造的试剂)925g,然后在一个大气压的干燥氮气气氛下搅拌的同时,在升温到70℃的油浴中进行加热。

内溶液的温度超过65℃后,在干燥氮气下向溶液中添加含有500ppm(已换算成铂元素)的铂的、二乙烯基四甲基二硅氧烷铂络合物的1,4-二氧六环溶液3.7g,进行8小时氢化硅烷化反应。此时,反应液的温度为65℃~100℃之间。反应8小时后,利用1H-NMR进行解析,结果确认到SiH单元的转化率为90%,其余的10%SiH单元未反应。接下来,停止加热反应液,自然冷却到室温。

在反应开始时,共存的具有碳-碳双键的硅酮的碳-碳双键的摩尔数(r2)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r2/r1)的值为0.30;共存的具有碳-碳双键和环氧基的化合物<A>的碳-碳双键的摩尔数(r4)与有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数(r1)之比(r4/r1)的值为0.62;相对于有机氢硅酮的SiH单元的总摩尔数,所添加的化合物中的碳-碳双键的总摩尔数为0.92倍。

冷却结束后,在该反应液中使用经在干燥氮气下脱水蒸馏精制的乙腈884g,除此以外,进行与实施例1相同的处理,得到195g减少了低沸点化合物的[环氧硅酮-3b]。

所得到的[环氧硅酮-3b]为数均分子量900的如下平均组成式(40)表示的结构。

(Me2YSiO1/2)1.67(MeZSiO2/2)1.67

(MeHSiO2/2)0.55(Me[VCHO]SiO2/2)3.32  …(40)

[此处,平均组成式(40)中,Y表示以-CH2-CH2-所示的2价有机基团,Z表示与2价烃基Y形成的键。并且,(Me[VCHO]SiO2/2)表示乙烯基环氧环己烷通过氢化硅烷化反应,与氢化甲基甲硅烷氧基单元进行反马氏加成得到的单元。]

根据本组成,计算平均组成式(3)中的[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值,结果g=0.55/(1.67+1.67+0.55+3.32)=0.08。

此外,该[环氧硅酮-3b]的[WB]/[WA]的值为0.55,环氧硅酮中的分子量800以下的成分的含量为39%,环氧值为0.37,所含有的过渡金属成分仅是铂、该成分的含量以铂元素换算为1ppm以下。

作为[环氧硅酮-3b]中残留的挥发性化合物,仅检测出1,4-二氧六环,残留的挥发性化合物的总量为0.005质量%以下。并且,作为低沸点化合物,检测到4-乙烯基环氧环己烷和4-亚乙基环氧环己烷(该4-亚乙基环氧环己烷是4-乙烯基环氧环己烷的碳-碳双键发生内部转移而生成的),这些物质的残留量分别为0.003质量%、0.004质量%。未检测到其他化合物。

<固化性树脂组合物-3b]的制造和特性评价>

将所得到的[环氧硅酮-2b]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐62.1质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-3b]。使[固化性树脂组合物-3b]在氮气下流入深度3mm的模具中,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时),从而得到固化物。所得到的固化物的性能列于表2。

(制造例1)

将实施例1中得到的[固化性树脂组合物-1a]注入直径为4mm的炮弹型的铸模内,在其中浸渍固定有发光波长400nm的发光元件的引线框架,在真空中进行脱泡后,进行固化反应(该固化反应于120℃进行1小时、再于150℃进行2小时、于170℃进行1小时),从而得到发光二极管。即使对通过本操作所得到的发光二极管在室温以50mA通电200小时,也未发现元件与密封部的剥离以及辉度的降低。

(制造例2)

使用实施例2中得到的[固化性树脂组合物-2a],将固化条件设为于120℃进行1小时固化、再于150℃进行1小时固化,除此以外,利用与制造例1同样的方法得到发光二极管。即使对通过本操作所得到的发光二极管在室温以50mA通电200小时,也未发现元件与密封部的剥离以及辉度的降低。

(制造例3)

使用实施例3中得到的[固化性树脂组合物-3a],将固化条件设为于120℃进行1小时固化、再于150℃进行2小时固化,除此以外,利用与制造例1同样的方法得到发光二极管。即使对通过本操作所得到的发光二极管在室温以50mA通电200小时,也未发现元件与密封部的剥离以及辉度的降低。

(制造例4)

使用实施例5中得到的[固化性树脂组合物-5a],将固化条件设为于120℃进行1小时固化、再于140℃进行2小时固化、再于160℃进行1小时固化,除此以外,利用与制造例1同样的方法得到发光二极管。即使对通过本操作所得到的发光二极管在室温以50mA通电200小时,也未发现元件与密封部的剥离以及辉度的降低。

(制造例5)

使用实施例7中得到的[固化性树脂组合物-7a],利用与制造例1同样的方法得到发光二极管。即使对通过本操作所得到的发光二极管在室温以50mA通电200小时,也未发现元件与密封部的剥离以及辉度的降低。

(制造例6)

实施例1中得到的[环氧硅酮-1a]100质量份、甲基六氢化邻苯二甲酸酐67.2质量份、1,2-丙二醇3质量份、二氮杂双环十一碳烯辛酸盐0.3质量份在氮气下进行混合,搅拌至整体均匀后,进行脱泡,从而得到[固化性树脂组合物-1a]。

将所述组合物装入料筒(cartridge)中,将料筒安装在ソデイツクプラステツク社制造的注射成型机LS40上。在模具温度180℃、模具内保持时间300秒的条件下进行注射成型,得到直径10mm的拱形形状的透镜材。该透镜材无着色、无裂纹、无毛刺(バリ),外观良好。

[表1]

由表1和表2可知,将含有本发明的环氧硅酮的固化性树脂组合物固化得到的固化物(实施例1~11)在透明性、耐光性、耐热性、耐热变色性、耐裂纹性和密合性等所有方面均优异。对于使用[WB]/[WA]的值在优选范围之外的环氧硅酮的实施例12和13的固化物,虽然它们的透明性、耐光性、耐热性、耐热变色性良好,但耐裂纹性、密合性较差。

对于使用通式(2)中的v的值平均为13的环氧硅酮的实施例14的固化物,虽然其透明性、耐光性、耐热性、耐热变色性良好,但耐裂纹性、密合性较差。

相对于此,使用包含单环结构的环氧硅酮-1b的比较例1的固化物的耐光性、耐裂纹性较差。此外,使用平均组成式(3)中的[g/(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j)]的值大于0.020(具有未反应的SiH单元)的环氧硅酮-2b和3b的比较例2和3的固化物极脆,在固化结束时刻就已产生裂纹,无法评价。

并且,使用本发明的环氧硅酮制造的发光二极管显示出优异的特性(制造例1~5)。而且可知,本发明的环氧硅酮能够注射成型,能提供外观良好的成型体(制造例6)。

本申请基于2007年4月17日向日本专利局提交的日本专利申请(日本特愿2007-107713和日本特愿2007-107714),以参考的形式将其内容引入本说明书。

工业实用性

本发明能够提供一种具有透明性、耐光性、耐热性、耐热变色性、耐裂纹性、密合性的、适合发光元件密封材料用途的环氧硅酮;含有该环氧硅酮的发光元件密封用固化性树脂组合物;以及使用该树脂组合物形成的优异的发光二极管等发光部件,该发光部件与元件、封装材料的密合性优异且无裂纹产生,即使长期使用,辉度降低也较小。

并且,本发明能够提供一种固化性树脂组合物,该固化性树脂组合物适合注射成型,并且固化后质地硬、尺寸稳定性优异,适合用作透镜材料。

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