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含氟聚合物‑含氟有机聚硅氧烷复合材料、其制备方法、其用途以及用于该制备方法的前体组合物

摘要

本发明提供了以含氟聚合物‑含氟有机聚硅氧烷彼此不能分离的形式分散而成的新型复合材料、其制备方法、其用途以及用于该制备方法的前体组合物。本发明的复合材料为含氟聚合物‑含氟有机聚硅氧烷的复合材料,其特征在于,含有:选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的群中的一种以上的含氟聚合物(A)、分子内具有含氟原子有机基和一种以上的反应性官能基,且通过所述反应性官能基的反应使能够在分子间进行交联的反应性有机聚硅氧烷发生交联反应而成的,具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷交联反应物(B)、以及根据情况任意选择的,所述成分(A)和成分(B)以外的填料或其他添加剂(X),其所含有的成分(A)和成分(B)的质量比((A)/(B))在99/1~60/40的范围内。本发明的复合材料优选为,除了所述任意成分(x)以外,仅由所述成分(A)和成分(B)构成的厚度为70μm的薄膜状试样实质上为透明的。

著录项

  • 公开/公告号CN107075221A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2017-08-18

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 道康宁东丽株式会社;

    申请/专利号CN201580058546.5

  • 发明设计人 福井弘;小川琢哉;

    申请日2015-08-26

  • 分类号

  • 代理机构上海专利商标事务所有限公司;

  • 代理人高宏伟

  • 地址 日本东京

  • 入库时间 2023-06-19 03:05:08

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-05-08

    授权

    授权

  • 2019-07-23

    著录事项变更 IPC(主分类):C08L27/16 变更前: 变更后: 申请日:20150826

    著录事项变更

  • 2017-10-10

    实质审查的生效 IPC(主分类):C08L27/16 申请日:20150826

    实质审查的生效

  • 2017-08-18

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及含有含氟聚合物、特别是选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的群中的一种以上的含氟聚合物和含氟有机聚硅氧烷交联反应物的复合材料、其制备方法、其用途以及用于该制备方法的固化性含氟有机聚硅氧烷组合物。本发明基于2014年8月29日在日本申请的专利申请2014-176228而主张优先权,将其内容援用于此。

背景技术

已知聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物可以用作压电材料和热电材料。例如在特开2010-108490号公报中记载了含有偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物的透明压电片材,以及其可用于触控面板。另外,在特开2011-222679号公报中记载了在偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物的基础上、将偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物和聚偏二氟乙烯用作透明压电片材的透明压电体膜的材料。

另一方面,作为提高聚偏二氟乙烯等含氟聚合物的热特性和机械特性的方法,已知将预先合成的多面体低聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)或多面体低聚硅酸盐(polyhedral oligomeric silicate)添加至含氟聚合物中的方法。进一步,已知使用双螺杆挤出机,将氟化后的POSS共混在聚偏二氟乙烯中而得到的复合材料(美国专利第7193015号说明书)。

另外,已知在共混有含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷的含氟聚合物中,使用具有硅原子键合氢原子的交联剂,利用氢化硅烷化反应使含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷发生交联的方法和利用该方法所得到的复合材料。另外,已知多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)所具有的烷基可以包含氟化后的基团(美国专利第7553904号说明书)。

另外,已知含有压电聚合物和母体聚合物的压电聚合物共混物(美国专利申请公开第2014/0117272号公报)。在同一公报中,作为压电聚合物,列举了除聚(γ-苄基α,L-谷氨酸)外、聚偏二氟乙烯,聚偏二氟乙烯-三氟乙烯等,作为母体聚合物,列举了聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚(1-丁烯)、硅酮弹性体、硅橡胶等。但是,并没有记载将聚偏二氟乙烯与具有含氟有机基的有机聚硅氧烷组合而得到的聚合物共混物。另外,对于将聚偏二氟乙烯等含氟聚合物和具有含氟有机基的有机聚硅氧烷交联反应物以整体且彼此不能分离的形式分散而成的,实质上呈透明的复合材料,既没有记载也没有启示。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2010-108490号公报

专利文献2:日本专利特开2011-222679号公报

专利文献3:美国专利第7193015号说明书

专利文献4:美国专利第7553904号说明书

专利文献5:美国专利申请公开第2014/0117272号公报

专利文献6:日本专利特开平6-342947号公报

发明内容

发明要解决的问题

不会大大损害聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物等含氟聚合物的压电特性,具有用于制备薄膜等成型品的良好的加工性,优选具有高透明性的新型复合材料及其制备方法,将其用于设计出具有理想特性的材料仍十分需要。特别是,含氟聚合物难以均匀地与硅氧烷弹性体等有机聚硅氧烷交联反应物复合化,特别是在电子材料、显示装置用电子构件领域,强烈要求提供这些不同种的聚合物整体上均匀或倾斜分散或倾斜分布,在具有良好的加工性、良好的机械强度的基础上,优选具有光学透明性的复合材料。

技术方案

本发明通过将选自聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物的含氟聚合物和交联性或固化性的含氟有机聚硅氧烷组合而复合化,提供无需使含氟聚合物的结晶性或含氟聚合物链段的熔点等特性发生较大改变,就能够将单独的含氟聚合物所具有的物性重整的新型复合材料,其制备方法,其用途以及用于该制备方法的前体组合物。

本发明的含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料的特征在于,

可以含有选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的群中的一种以上的含氟聚合物(A)、

分子内具有含氟原子有机基和一种以上的反应性官能基,且通过所述反应性官能基的反应使能够在分子间进行交联的反应性有机聚硅氧烷发生交联反应而成的,具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷交联反应物(B)、以及

所述成分(A)和成分(B)以外的填料或其他添加剂的任意(X),

其所含有的成分(A)和成分(B)的质量比((A)/(B))在99/1~60/40范围内,将空气的透过率的值设为100%的情况下,除去任意成分(X),仅由成分(A)和成分(B)构成的厚度为70μm的薄膜状试样对于波长为450nm光的透过率为80%以上。

上述复合材料优选在其整体中,所述成分(A)和成分(B)以彼此不能分离的形式均匀分散或倾斜分散。此外,此处所说的倾斜分散是指,所述成分(A)和成分(B)为彼此不能分离程度的整体,且相对于复合材料的任意方向(在薄膜形态中,为平面方向或截面方向中的任一方向),在各成分的浓度上具有梯度。另一方面,均匀分散是指,对于复合材料整体,成分(A)和成分(B)为彼此不能分离的程度的整体,各成分的浓度在材料整体中是均匀的。

在上述复合材料中,成分(B)优选含有具有烯基的有机聚硅氧烷(B1)、具有硅原子键合氢原子的有机聚硅氧烷(B2)和氢化硅烷化反应催化剂、利用氢化硅烷化反应使能够交联的有机聚硅氧烷组合物发生交联反应而成的、具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷交联反应物。此外,所述成分(B1)或成分(B2)的至少一方或两方为具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷,进一步从提高所得到的复合材料的透明性的角度出发,特别优选成分(B1)和(B2)这两方均为具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷。

在上述复合材料中,对于成分(B),优选利用成分(B1)和(B2)的反应所得到的有机聚硅氧烷交联反应物整体的有机基的10~90摩尔%范围内为含氟原子有机基,特别优选该含氟原子有机基为氟烷基。

在上述复合材料中,优选使用差示扫描热量计测定的所述复合材料的结晶熔解峰值温度(Thyb)与利用同样方法测定的成分(A)单独的结晶熔解峰值温度(TA)之差(ΔT)在5℃以内的范围内。

对上述复合材料的形状并没有特别限定,可以为任何形状,也可以为薄膜形状。特别是,后述的复合材料的制备方法是用于制备薄膜形状的复合材料优选的方法,能够得到具有所期望厚度的薄膜形状的复合材料。该薄膜形状的复合材料适合用作电子材料或显示装置用构件、特别是显示面板或显示器用构件。

本发明的复合材料可以使用含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料的前体组合物适当地进行制备,所述前体组合物包含在本发明的范围内。将选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的群中的一种以上的含氟聚合物(A)、

分子内具有含氟原子有机基和一种以上的反应性官能基,且含有通过所述反应性官能基的反应能够在分子间进行交联的反应性有机聚硅氧烷的交联反应性有机聚硅氧烷组合物(B’)、

使成分(A)和成分(B’)各自的至少一部分或全部增溶的有机溶剂(C)、以及

根据情况任意选择的,除去所述成分(A)和使成分(B’)发生交联反应而成的有机聚硅氧烷交联反应物(B)之外的填料或其他添加剂(X),以成分(A)和成分(B)的质量比((A)/(B))为99/1~60/40的比例混合而成。

在该前体组合物中,相对于100质量份的成分(A)和成分(B’)之和,优选成分(C)的量在25~3000质量份范围内。

本发明的含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料的制备方法包括下述工序(1)和(2):

将选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的群中的一种以上的含氟聚合物(A)、

分子内具有含氟原子有机基和一种以上的反应性官能基,且含有通过所述反应性官能基的反应能够在分子间进行交联的反应性有机聚硅氧烷的交联反应性有机聚硅氧烷组合物(B’)、以及

使成分(A)和成分(B’)各自的至少一部分或全部增溶的有机溶剂(C),以成分(A)与使成分(B’)发生交联反应而成的有机聚硅氧烷交联反应物(B)的质量比((A)/(B))在99/1~60/40范围内混合的工序(1)

使工序(1)中得到的混合物中的成分(B’)的反应性官能基发生反应,在分子内形成具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷交联反应物(B)的同时,或者形成之后,除去所述有机溶剂的至少一部分或全部的工序(2)。

在上述制备方法中,交联反应性有机聚硅氧烷组合物含有具有烯基的有机聚硅氧烷(B1)和具有硅原子键合氢原子的有机聚硅氧烷(B2),所述成分(B1)或成分(B2)的至少一方或两方为具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷,且优选该组合物含有氢化硅烷化反应催化剂,更优选成分(B1)和(B2)这两方为具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷。

在上述制备方法中,对所述有机溶剂并没有特别限定,优选为含有选自由N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、正甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基咪唑啉酮、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺、四甲基脲、磷酸三乙酯和磷酸三甲酯组成的群中的一种以上的极性溶剂。

在上述制备方法中,所述工序(1)可以在所述成分(A)、成分(B’)、成分(C)的基础上,进一步混合所述成分(A)和成分(B)以外的填料或其他添加剂(X)。此外,在本发明的复合材料及其制备方法中,成分(X)的使用为任意,可以使用成分(X),也可以不使用。即,本发明的复合材料可以为本质上仅由成分(A)和成分(B)构成的复合材料,为了改善其功能和特性,进一步,也可以为成分(X)分散在由成分(A)和成分(B)构成的复合材料的基质中的结构。

在上述制备方法中,相对于100质量份的成分(A)和成分(B’),所述成分(C)使用量特别优选在25~3000质量份范围内。

对于本发明的复合材料、本发明的前体组合物或使用本发明的制备方法得到的复合材料的用途并没有特别限定,可以用作电子材料或显示装置用构件。

具有本发明的复合材料的电子构件或显示装置包含在本发明的优选方案中。

特别是,包含薄膜形状的本发明的复合材料的显示面板或显示器包含在本发明的优选方案中。此外,此处所说的显示面板或显示器包含可以通过接触它们的画面而能够操作设备的,所谓触控面板。

其他形式的含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料的制备方法包含下述工序,在选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的群中的一种以上的含氟聚合物(A)的存在下,分子内具有含氟原子有机基和一种以上的反应性官能基,且含有通过该反应性官能基的反应能够在分子间进行交联的反应性有机聚硅氧烷的交联反应性有机聚硅氧烷组合物(B’)发生交联反应的工序。在该形式的方法中,可以不使用有机溶剂。

在其他形式的该制备方法中,优选上述反应性官能基是烯基与硅原子键合氢原子可进行氢化硅烷化反应的组合,且上述交联反应性有机聚硅氧烷组合物(B’)包含氢化硅烷化反应催化剂。

具体实施方式

以下对本发明的复合材料、其前体组合物和用于该制备方法的前体原料进行说明。

[成分(A):含氟聚合物]

能够用于本发明的含氟聚合物是选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的群中的一种或两种以上的的聚合物的组合。聚偏二氟乙烯是偏二氟乙烯的均聚物,为公知的含氟高分子。作为聚偏二氟乙烯系共聚物,可列举偏二氟乙烯与其他单体的共聚物。作为聚偏二氟乙烯系共聚物的示例,也可以使用偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物,偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物(对于这些共聚物,希望参照,例如特开2011-222679号公报、特开2011-522096号公报、特开2014-505134号公报以及特开2008-297528)、偏二氟乙烯-氟乙烯共聚物,偏二氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物,偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(以上,希望参照特开平6-342947号公报)、以及在偏二氟乙烯和所述的共聚单体的基础上使用第三共聚单体而得到的三元共聚物,作为这样的示例,可列举由偏二氟乙烯,四氟乙烯和六氟丙烯或三氟氯乙烯构成的三元共聚物(希望参照特开2008-297528号公报)。进一步,使用此处列举的单体以外的单体作为共聚单体而得到的聚偏二氟乙烯系共聚物也在本发明所使用的聚偏二氟乙烯系共聚物的范围内。这些之中,特别优选的偏二氟乙烯系共聚物是选自由偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物,偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物,偏二氟乙烯-氟乙烯共聚物,偏二氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物,和偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物组成的群中的共聚物。

作为本发明所使用的偏二氟乙烯共聚物,优选使用即使在通常的结晶条件下也可进行β型结晶的共聚物,作为这样的共聚物,可列举,例如,超过50摩尔%量的、特别是70~80摩尔%的偏二氟乙烯和小于50摩尔%量的、特别是30~20摩尔%的氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯或六氟丙烯的共聚物。

[成分(B):有机聚硅氧烷交联反应物]

在本发明的复合材料中,其特征在于,所述含氟聚合物(A)和分子内具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷交联反应物(B)以相互不能分离的形式进行复合化,在复合材料中两成分彼此分散或一方分散在另一方中,以使除了其他成分仅由成分(A)和成分(B)构成的复合材料在光学上呈现透明的程度。在以往公知的聚合物共混法等中,无法实现成分(A)和成分(B)均匀分散或倾斜分散的状态,所得到的复合材料呈现相分离的状态或不透明的外观。

可形成上述复合材料的有机聚硅氧烷交联反应物是在分子内具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷交联反应物(B),通过在分子间使反应性有机聚硅氧烷组合物发生交联而形成。特别是,优选在上述含氟聚合物(A)的存在下,在分子间使反应性有机聚硅氧烷组合物交联,由此形成含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料,通过形成该复合材料,含氟聚合物(A)和分子内具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷交联反应物(B)以相互不能分离的形式进行复合化,优选为除了其他成分仅由成分(A)和成分(B)构成的复合材料在光学上呈现透明状。

具体而言,构成本发明的复合材料的有机聚硅氧烷交联反应物(B)为,分子内具有含氟原子有机基和一种以上的反应性官能基,且通过所述反应性官能基的反应使能够在分子间进行交联的反应性有机聚硅氧烷发生交联反应而成的,具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷交联反应物。

作为反应性有机聚硅氧烷的分子间的交联反应,可列举,过氧化物交联、缩合反应交联、加成反应交联和紫外线交联等公知的反应,作为反应性有机聚硅氧烷,在与含氟聚合物混合后,可以使用能够使未交联有机聚硅氧烷发生交联的任意交联方法。但是,特别优选使用能够利用加成反应交联而进行交联的反应性有机聚硅氧烷,特别优选使用能够利用氢化硅烷化反应而进行交联的反应性有机聚硅氧烷。

优选的有机聚硅氧烷交联反应物(B)为含有具有烯基的有机聚硅氧烷(B1)、具有硅原子键合氢原子的有机聚硅氧烷(B2)和氢化硅烷化反应催化剂、利用氢化硅烷化反应使能够交联的有机聚硅氧烷组合物发生交联反应而成的、具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷交联反应物。此处,所述成分(B1)或成分(B2)的至少一方或两方为具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷。作为更具体的组合,对下述成分(B1)和成分(B2)的组合1~3的使用并没有特别限制。从所得到的复合材料中的成分(A)和成分(B)的分散性和复合材料的透明性优异的角度出发,特别优选“组合3”,即成分(B1)和成分(B2)两方均为具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷。

[组合1]

成分(B1)是平均一分子中具有至少一个含氟原子有机基和至少两个烯基的有机聚硅氧烷,成分(B2)是平均一分子中具有至少两个硅原子键合氢原子,且不具有含氟原子有机基的有机氢聚硅氧烷。

[组合2]

成分(B1)是平均一分子中具有至少两个烯基、且不具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷,成分(B2)是平均一分子中具有至少一个含氟原子有机基和至少两个硅原子键合氢原子的有机氢聚硅氧烷。

[组合3]

成分(B1)是平均一分子中具有至少一个含氟有机基和至少两个烯基的有机聚硅氧烷,成分(B2)是平均一分子中具有至少一个含氟原子有机基和至少两个硅原子键合氢原子的有机氢聚硅氧烷。

构成本发明的复合材料的有机聚硅氧烷交联反应物中所包含的含氟原子的有机基,具体而言,可列举CnF2n+1-R-、CnF2n+1-R-O-R-和F(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)-R-O-R-(式中,R为各自独立的二价烃基,n为1~20的整数)所表示的基团。作为上述式中的二价烃基R,可例示亚甲基,乙烯基,甲基亚甲基,丙烯基和丁烯基等亚烷基;亚苯基,甲代亚苯基和苯二甲基等亚芳基;以及甲基亚苯基和乙基亚苯基等亚烷亚芳基。作为含氟原子有机基,优选氟烷基、特别优选CF3CH2CH2-基团。

对有机聚硅氧烷的所述含氟原子有机基的含量并没有特别限制,但从相对于所得到的复合材料中的含氟聚合物(A)的分散性优异,所得到的复合材料的透明性良好的角度出发,优选所含有的含氟原子有机基在有机聚硅氧烷交联反应物整体的有机基的10~90摩尔%的范围内,更优选为15~85摩尔%、20~80摩尔%。此外,在有机聚硅氧烷交联反应物(B)实质上并不具有所述含氟原子有机基的情况下,即使使用后述的制备方法,也无法得到本发明的复合材料。

[成分(B’):交联反应性有机聚硅氧烷组合物]

作为成分(B)的有机聚硅氧烷交联反应物特别优选在含氟聚合物(A)的存在下,通过在分子间使交联反应性有机聚硅氧烷组合物(B’)发生交联而形成的物质。该组合物是分子内具有含氟原子有机基和一种以上的反应性官能基,且含有通过所述反应性官能基的反应能够在分子间进行交联的反应性有机聚硅氧烷的组合物,如上所述,对反应性有机聚硅氧烷的分子间的交联反应并没有特别限定,但优选使用可通过氢化硅烷化反应进行交联的反应性有机聚硅氧烷。

本发明所述的交联反应性有机聚硅氧烷组合物为氢化硅烷化反应交联性组合物的情况下,该组合物含有所述成分(B1)、成分(B2)以及氢化硅烷化反应催化剂。此外,如上所述,成分(B1)或成分(B2)至少一方或两方为具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷,对该组合并没有特别限制,优选成分(B1)和(B2)两者都具有含氟原子有机基。另外,含氟原子有机基的例子如上所述。

[成分(B1):具有烯基的有机聚硅氧烷]

成分(B1)为可以具有含氟原子有机基、并且具有烯基的有机聚硅氧烷,从交联反应性的角度出发,优选平均一分子中具有至少两个烯基的有机聚硅氧烷。此外,烯基是氢化硅烷化反应性的烯基。作为烯基,可例示:乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基等,特别优选乙烯基。此外,成分(B1)的含氟原子有机基是作为构成本发明的复合材料的有机聚硅氧烷交联反应物中所含的含氟原子有机基而如上所述。

对成分(B1)中的含氟原子有机基和烯基以外的硅原子键合有机基的种类并没有特别限制,具体而言,可例示,甲基、乙基、丙基和丁基等烷基;苯基、甲苯基和二甲苯基等芳基;以及苄基和苯乙基等芳烷基等的一价烃基。含氟原子有机基和烯基以外的硅原子键合有机基为选自甲基和苯基的基团,优选为甲基或苯基或它们的组合。进一步,成分(B1)的有机聚硅氧烷在上述基团的基础上,可以具有少量的羟基、烷氧基。

对成分(B1)的分子结构并没有特别限定,可以为直链状、环状、树脂状和具有一部分支链的直链状的任意一种,可以具有T单元(即XSiO3/2,X为一价有机基(包含含氟原子有机基)、羟基或烷氧基)或Q单元(即SiO4/2)。另外,对其粘度也并没有特别限制,从低粘度的液态有机聚硅氧烷至高粘度的胶状有机聚硅氧烷均可使用。从操作的简易性角度出发,成分(B1)在25℃下的粘度依据JIS>

在本发明中,作为成分(B1),为具有含氟原子有机基和烯基的有机聚硅氧烷,特别可列举由M单元(即R13SiO1/2)和T单元(R1SiO3/2)构成的有机聚硅氧烷、由M单元和D单元(R12SiO2/2)构成的线状有机聚硅氧以及由M单元、D单元和T单元或Q单元构成的树脂状有机聚硅氧烷。作为由M单元和T单元构成的有机聚硅氧烷,可列举,例如,M单元的一部分或全部具有烯基、例如乙烯基,T单元的R1的一部分或全部具有含氟原子有机基、例如3,3,3-三氟丙基。作为由M单元和D单元构成的线状有机聚硅氧烷,可列举,例如,分子链末端的M单元的R1的一部分或全部为烯基、例如乙烯基,D单元的R1的一部分或全部为含氟原子有机基、例如3,3,3-三氟丙基。作为由M单元、D单元和T单元构成的有机聚硅氧烷,可列举,例如,M单元的R1的一部分或全部为烯基、例如乙烯基,D单元和T单元的R1的一部分或全部为含氟原子有机基、例如3,3,3-三氟丙基。

特别优选的成分(B1)的分子结构由下式表示:

[(Ra)2(Vi)SiO1/2]m[(Ra)3SiO1/2]n[(Ra)2SiO2/2]o[(Ra)(Vi)SiO2/2]p[RaSiO3/2]q[ViSiO3/2]r

式中,Ra各自独立地表示选自由含氟原子有机基和一价烃基组成的群中的基团,例示与已经示出的基团同样的基团。Vi为烯基,例示与已经示出的基团同样的基团。m、n、o、p、q和r各自独立地表示整数,但是它们在25℃下的粘度依据JIS>

上式中的Ra,优选对于M单元(即(Ra)2(Vi)SiO1/2和(Ra)3SiO1/2)独立的烷基、特别优选甲基、或芳基,特别优选苯基。另外,优选对于D单元(即(Ra)2SiO2/2和(Ra)(Vi)SiO2/2)和T单元(即RaSiO3/2),Ra的至少一部分或全部为含氟原子有机基。

作为(B1),可例示:分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的甲基(3,3,3-三氟丙基)聚硅氧烷、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷共聚物、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的甲基(全氟丁基乙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的甲基(全氟己基乙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用三甲基硅氧基封端的(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用三甲基硅氧基封端的甲基(全氟丁基乙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用三甲基硅氧基封端的甲基(全氟己基乙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的(全氟丁基乙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用硅烷醇封端的甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用硅烷醇封端的甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用硅烷醇封端的甲基(全氟丁基乙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用硅烷醇封端的甲基(全氟己基乙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物和分子链一个末端用硅烷醇基封端,另一末端用三甲基硅氧烷基封端的甲基(全氟丁基乙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、由(Me3SiO1/2)单元、(Me2ViSiO1/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me3SiO1/2)单元、(Me2ViSiO1/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me3SiO1/2)单元、(Me2ViSiO1/2)单元、(MeSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(MeSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(Me2PhSiO1/2)单元、(MeSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(Me2PhSiO1/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(MeSiO3/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(Me2PhSiO1/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(MePhSiO2/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(MePhSiO2/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元、(MeSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(MePhViSiO1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(MePhViSiO1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(MePhViSiO1/2)单元、(MePhSiO2/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(MePhViSiO1/2)单元、(MePhSiO2/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(MeSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(MeSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(PhSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(Me3SiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(MeSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(Me3SiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(PhSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(Me2PhSiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(MeSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2ViSiO1/2)单元、(Me2PhSiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(PhSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷。此处,Me表示甲基,Ph表示苯基,Vi表示乙烯基,F3P表示3,3,3-三氟丙基。

后述的成分(B2)具有含氟原子有机基的情况下,可以作为不具有含氟原子有机基的含烯基有机聚硅氧烷成分(B1)进行使用。作为这样的成分(B1)的有机聚硅氧烷的示例,可列举由平均单元式R’aSiO(4-a)/2所表示的、一分子中平均至少具有两个烯基的有机聚硅氧烷。式中的R’分别独立地表示取代或非取代的一价烃基,作为该一价烃基,可列举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等烷基;乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基等链烯基;苯基、甲苯基、二甲苯基等芳基;苄基、苯乙基等芳烷基。其中,一分子中平均至少2个R’为烯基。作为该烯基,优选乙烯基、己烯基。另外,作为该烯基以外的一价烃基,优选选自甲基和苯基的基团,特别优选甲基。上式中的a为1.0~2.3范围内的数字。作为这样的不具有含氟原子有机基的成分(B1)的分子结构,可例示直链状、具有一部分支链的直链状、支链状、网状、树枝状。成分(B1)也可以是具有这些分子结构的有机聚硅氧烷中的两种以上的混合物。上述平均单元式中,a可以为1≤a<2或2≤a<2.3的任意一个值。另外,虽然对成分(B1)在25℃下的粘度并没有特别限制,优选在100~1,000,000mPa·s范围内。

作为不具有含氟原子有机基的成分(B1)的具体例,可例示,分子链两末端用三甲基硅氧基封端的二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用三甲基硅氧基封端的甲基乙烯基聚硅氧烷、分子链两末端用三甲基硅氧基封端的甲基乙烯基硅氧烷μ甲基苯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用三甲基硅氧基封端的二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷μ甲基苯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基基封端的二甲基聚硅氧烷、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的甲基乙烯基聚硅氧烷、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的甲基苯基聚硅氧烷、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的甲基乙烯基硅氧烷μ甲基苯基硅氧烷共聚物、分子链两末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的甲基乙烯基硅氧烷μ二苯基硅氧烷共聚物、分子链一个末端用三甲基硅氧基封端,另一个分子链末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的甲基乙烯基聚硅氧烷、分子链一个末端用三甲基硅氧基封端、另一个分子链末端用二甲基乙烯基硅氧基封端的二甲基硅氧烷μ甲基乙烯基硅氧烷共聚物、由式:R'3SiO1/2所表示的单元和式:SiO4/2所表示的单元构成的有机聚硅氧烷、由式:R'SiO3/2所表示的单元构成的有机聚硅氧烷、由式:R'2SiO2/2所表示的单元和式:R'SiO3/2所表示的单元构成的有机聚硅氧烷、由式:R'2SiO2/2所表示的单元和式:R'SiO3/2所表示的单元和式:例示了SiO4/2所表示的单元构成的有机聚硅氧烷以及这些有机聚硅氧烷的两种以上的混合物。此外,上式中的R’分别独立地为取代或非取代的一价烃基,可例示与上述的R’同样的具体的基团。

成分(B2)具有含氟原子有机基的情况下,成分(B1)未必需要具有含氟原子有机基,但成分(B1)具有含氟原子有机基的情况下,一分子中,在总有机基中优选具有5~75摩尔%、更优选具有10~70摩尔%、进一步优选具有20~60摩尔%的含氟原子有机基。此外,成分(B2)的含氟原子有机基作为构成复合材料的有机聚硅氧烷交联反应物中所含的含氟原子有机基如上所述。

本发明中的成分(B1)通常可以利用公知的制备方法进行制备,例如将具有含氟原子有机基或不含氟原子有机基和/或具有反应性官能基的烷氧基硅烷类、氯硅烷类或硅氧烷类在酸或碱化合物或这两者都存在下或两者都不存在下,在至少包含水解和缩合反应的反应,以及包含开环聚合的反应中进行制备。特别是具有含氟原子有机基的成分(B1)可以利用下述方法进行制备,在将具有含氟原子有机基的烷氧基硅烷类作为原料来使用,至少包含水解和缩合反应的方法、以及包含开环聚合反应的方法中制备。

[成分(B2):具有硅原子键合氢原子的有机聚硅氧烷]

成分(B2)为可以具有含氟原子有机基、并且具有硅原子键合氢原子的有机聚硅氧烷,从具有优选的交联反应性的角度出发,优选平均一分子中至少具有两个硅原子键合氢原子的有机聚硅氧烷。此外,上述成分(B1)具有含氟原子有机基的情况下,成分(B2)可以为不具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷。

对成分(B2)中的含氟原子有机基和硅原子键合氢原子以外的硅原子键合有机基的种类并没有特别限定,具体而言,可例示,甲基、乙基、丙基和丁基等烷基;苯基、甲苯基和二甲苯基等芳基;以及苄基和苯乙基等芳烷基等的一价烃基。含氟原子有机基和烯基以外的硅原子键合有机基为选自甲基和苯基的基团,优选为甲基或苯基或它们的组合。进一步,成分(B2)的有机聚硅氧烷在上述基团的基础上,可以具有少量的羟基、烷氧基。成分(B2)的含氟原子有机基作为构成复合材料的有机聚硅氧烷交联反应物中所含的含氟原子有机基如上所述。

对成分(B2)的分子结构并没有特别限定,可以为直链状、环状、树脂状和具有一部分支链的直链状的任意一种,可以具有T单元(即YSiO3/2,Y为硅原子键合氢原子、一价有机基(包含含氟原子有机基)、羟基或烷氧基)或Q单元(即SiO4/2)。另外,对粘度也没有特别限定,从操作的简易性角度出发,在25℃下的粘度依据JIS>

作为成分(B2),作为特别优选的有机聚硅氧烷,可列举由M单元(即R13SiO1/2)和T单元(R1SiO3/2)构成的有机聚硅氧烷、由M单元和D单元(R12SiO2/2)构成的线状有机聚硅氧烷以及由M单元、D单元和T单元或Q单元构成的树脂状有机聚硅氧烷。作为由M单元和T单元构成的有机聚硅氧烷,可列举,例如,M单元的R1的一部分或全部为氢原子、T单元的R1的一部分或全部具有含氟原子有机基、例如3,3,3-三氟丙基。作为由M单元和D单元构成的有机聚硅氧烷,可列举,例如,M单元的R1的至少一部分为氢原子、D单元的R1的一部分或全部具有含氟原子有机基、例如3,3,3-三氟丙基。作为由M单元、D单元和T单元构成的有机聚硅氧烷,可列举,M单元的R1的一部分或全部为氢原子、D单元和T单元的R1的一部分或全部具有含氟原子有机基、例如3,3,3-三氟丙基。

优选的成分(BB)由下式所示:

[(Ra)2(H)SiO1/2]m′[(Ra)3SiO1/2]n'[(Ra)2SiO2/2]o'[(Ra)(H)SiO2/2]p'[RaSiO3/2]q'[HSiO3/2]r'

式中,H表示氢原子,Ra分别独立地表示选自由含氟原子有机基和一价烃基组成的群中的基团,含氟原子有机基和一价烃基如上述对成分(B2)的说明。m'、n'、o'、p'、q'和r'分别独立地表示整数,但是它们在25℃下的粘度依据JIS>

作为成分(B2)的有机氢聚硅氧烷,具体而言,可例示:分子链两末端用三甲基硅氧基封端的甲基氢聚硅氧烷、分子链两末端用三甲基硅氧基封端的甲基氢硅氧烷μ甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷共聚物、分子链两末端用三甲基硅氧基封端的甲基氢硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷共聚物、分子链两末端用三甲基硅氧烷封端的二甲基硅氧烷μ甲基氢硅氧烷共聚物、分子链两末端用二甲基氢硅氧烷封端的二甲基硅氧烷μ甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷共聚物、分子链两末端用二甲基氢硅氧烷封端的甲基(3,3,3-三氟丙基)聚硅氧烷、分子链两末端用二甲基氢硅氧烷封端的甲基氢硅氧烷μ甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷共聚物、分子链两末端用二甲基氢硅氧烷封端的甲基(全氟丁基乙基)硅氧烷μ甲基氢硅氧烷共聚物、分子链两末端用三甲基硅氧基封端的甲基(全氟丁基乙基)硅氧烷μ二甲基硅氧烷μ甲基氢硅氧烷共聚物、分子链两末端用三甲基硅氧基封端的甲基(全氟己基乙基)硅氧烷μ甲基氢聚硅氧烷共聚物、由(Me3SiO1/2)单元、(Me2HSiO1/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me3SiO1/2)单元、(Me2HSiO1/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(MeSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me3SiO1/2)单元、(Me2HSiO1/2)单元、(MeSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(MeSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me2PhSiO1/2)单元、(MeSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me2PhSiO1/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(MeSiO3/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me2PhSiO1/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(MePhSiO2/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(MePhSiO2/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元、(MeSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(MePhHSio1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(MePhHSio1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(MePhHSio1/2)单元、(MePhSiO2/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(MePhHSio1/2)单元、(MePhSiO2/2)单元、(PhSiO3/2)单元和(F3PSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(MeSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(MeSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(PhSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me3SiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(MeSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me3SiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(PhSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me2PhSiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(MeSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me2PhSiO1/2)单元、(MeF3PSiO2/2)单元和(PhSiO3/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(F3PSiO3/2)单元和(SiO4/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元和(SiO4/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me3SiO1/2)单元和(SiO4/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(Me2SiO2/2)单元和(SiO4/2)单元构成的聚硅氧烷、由(Me2HSiO1/2)单元、(MePFBESiO2/2)单元和(SiO4/2)单元构成的聚硅氧烷。此处,Me表示甲基,Ph表示苯基,F3P表示3,3,3-三氟丙基,PFBE表示全氟丁基乙基。

在成分(B1)具有含氟原子有机基的情况下,成分(B2)未必需要具有含氟原子有机基,但成分(B2)具有含氟原子有机基的情况下,一分子中,在总有机基中优选具有5~75摩尔%、更优选具有10~70摩尔%、进一步优选具有20~60摩尔%的含氟原子有机基。

此处,成分(B2)通常可以利用公知的制备方法进行制备,例如,将具有含氟原子有机基或不含氟原子有机基和/或具有反应性官能基的烷氧基硅烷类、氯硅烷类或硅氧烷类在酸或碱化合物或这两者都存在下或两者都不存在下,在至少包含水解和缩合反应的反应,以及包含开环聚合的反应中进行制备。特别是具有含氟原子有机基的成分(B2)可以利用下述方法进行制备,在将具有含氟原子有机基的烷氧基硅烷类作为原料来使用,至少包含水解和缩合反应的方法、以及包含开环聚合反应的方法中进行制备。

[SiH/Vi比]

本发明的有机聚硅氧烷交联反应物(B)优选通过成分(B1)和(B2)的氢化硅烷化反应而得到。在该交联反应中,交联反应性组合物中的成分(B1)和(B2)的配比优选成分(B2)中的硅原子键合氢原子(H)与成分(B1)中的烯基(Vi)的配比(摩尔比)(SiH/Vi)在0.5~5.0范围内,特别优选在0.5~3.0范围内。在该值偏离所述范围的情况下,基于通过氢化硅烷化反应的交联反应后的残存官能基会影响复合材料的物性,有时带来成分(A)和成分(B)分离所导致的复合材料的透明性的下降和复合材料中的成分(A)和(B)的分散状态劣化。

本发明的复合材料的前体组合物或本发明的复合材料的制备方法中所用的交联反应性有机聚硅氧烷组合物(B’)优选含有所述成分(B1)、成分(B2)和后述的氢化硅烷化反应催化剂,成分(B1)和成分(B2)的配比优选成分(B2)中的硅键合氢原子(H)与成分(B1)中的烯基(Vi)的配比(摩尔比)在上述范围内。

[成分(D):氢化硅烷化反应催化剂]

上述成分(B)的有机聚硅氧烷交联反应物为通过氢化硅烷化反应交联而成的组合物的情况下,优选所述成分(B1)和(B2)通过氢化硅烷化反应催化剂进行交联反应。

在本发明中,可以使用的氢化硅烷化反应催化剂只要能够促进氢化硅烷化反应即可,并没有特别限定。作为氢化硅烷化反应催化剂,目前已知多种金属和化合物,可以从中适当选择用于本发明。作为氢化硅烷化反应催化剂的例子,具体而言,可列举:吸附在二氧化硅微细粉末或碳粉末载体上的微粒状铂、氯铂酸、醇改性氯铂酸、氯铂酸的烯烃错合物、氯铂酸与乙烯基硅氧烷的配位化合物、铂黑、钯和铑催化剂。在本发明的有机聚硅氧烷交联反应物中,氢化硅烷化反应催化剂优选铂或含铂化合物。

氢化硅烷化反应催化剂的使用量只要是能够促进成分(B1)和(B2)之间的氢化硅烷化反应的量即可,并不限定为特定量。通常,在使用铂系催化剂的情况下,铂系催化剂中所含的铂金属量,在成分(B1)和(B2)的总量的0.01~1.000ppm、优选在0.1~500ppm范围内使用铂系催化剂。

[含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料]

本发明所述的复合材料的特征在于,以质量比为99/1~60/40的范围含有成分(A)和成分(B),且所述成分(A)和成分(B)以彼此不能分离的形式均匀分散或倾斜分散。该含氟聚合物和有机聚硅氧烷的不同种聚合物的复合化的形式无法用公知的聚合物共混的方法实现,在本发明的复合材料中,以实质上呈透明的程度,将成分(A)和成分(B)相对于彼此的聚合物分散呈一整体。该不同种聚合物的复合化的形式是后述的复合材料的制备方法,在成分(A)的存在下,通过使作为成分(B)的前体组合物的交联反应性有机聚硅氧烷组合物(B’)发生交联反应来实现,另一方面,即使利用基于机械力的粉碎等手段,使交联反应后的有机聚硅氧烷交联反应物(B)分散在成分(A)中,两成分也无法充分混合,有时由于两者的分离可能导致复合化不充分或透明性显著下降。

在本发明的复合材料中,成分(A)和成分(B)的复合化的好坏可以通过形成特定厚度的薄膜的情况下,薄膜对于可见光的透过率是否为实质上称为透明的值来进行确认。本发明的复合材料优选复合化至成分(A)和成分(B)具有良好的透明性,“实质上为透明”具体而言,其特征在于,将空气的值设为100%的情况下,仅由成分(A)和成分(B)构成的厚度为70μm的薄膜状试样对于波长为450nm光的透过率为70%以上,更优选透过率为80%以上。仅由该成分(A)和成分(B)构成的试样是指,本发明的复合材料含有成分(A)和成分(B)以外的成分(X)的情况下,以与该复合材料相同的比例仅含有成分(A)和成分(B)而不含有成分(X)的复合材料制成的试样。此外,本发明所述的复合材料的该透过率可以为82%以上、85%以上或87%以上。

在上述复合化的形式中,成分(A)和成分(B)为相互不能分离的形式,任一方分散在另一方中,不会出现两成分之间的相分离或任意聚合物以粗大颗粒的形式在复合材料的表面或相内部析出,复合材料整体实质上为透明的。此外,对于成分(A)和成分(B)的另一方的分散状态,在复合材料整体中,成分(A)和成分(B)为相互不能分离程度的整体,分散相的成分的浓度可以为均匀的均匀分散形式,或者成分(A)和成分(B)为相互不能分离的程度的整体,且相对于复合材料的任意方向(在薄膜形态中,为平面方向或截面方向中的任一方向),可以为分散相的成分浓度具有梯度的倾斜分散的形式。

在本发明的复合材料中,如上所述,成分(A)和成分(B)为相互不能分离程度的整体,经过长时间不发生析出、分离,或者极其不易产生成分(A)和/或成分(B)析出、两成分的相分离状态的变化,但另一方面,成分(A)和成分(B)作为各自单独的高分子,在复合材料中,各自的结晶性、源自结晶性的机械物性、压电性等电气特性等维持在某一程度。因此,含氟聚合物(A)本身的结晶性和源自结晶性的物性、例如压电特性等维持在某一程度,通过与有机聚硅氧烷交联反应物(B)的复合化,能够实现与含氟聚合物本身相比,弹性模量低、即柔软性更高的复合材料。此外,在复合材料中,基本上维持了源自含氟聚合物(A)的结晶成分的物性,这可以通过具有类似的热特性(差示扫描量热法(DSC)的吸热曲线等)来进行确认,例如,可以通过复合材料结晶熔解峰值温度(Thyb)和利用同样方法测定的成分(A)单独的结晶熔解峰值温度(TA)之差(ΔT)的范围在±5℃以内来进行确认,该差(ΔT)的范围优选在±3℃以内、±2℃以内。同样地,本发明的复合材料用该DSC测定的结晶度与成分(A)单独的结晶度相比较,优选在±10%、±5%或±3%的范围内。

本发明的复合材料的特征如上所述,可以通过源自成分(A)和成分(B)的良好分散状态的两成分的整体性(即,在本发明的复合材料中,成分(A)和成分(B)为彼此不能分离的整体状态,利用复合材料的剥离、切断、粉碎等通常的物理手段,难以将成分(A)和成分(B)分离,形成整体不可分的复合材料)和优选的良好的透明性来特定。另外,在该复合材料中,含氟聚合物(A)的结晶成分基本上维持与单独的状态同样的状态,例如,可以通过成分(A)单独的结晶熔解峰值温度与复合材料的结晶熔解峰值温度之差在上述±5℃以内的范围来进行确认。进一步,本发明的复合材料,作为任意选择成分,可以含有所述成分(A)和成分(B)以外的填料或其他添加剂(X)。即使是含有这些任意成分的复合材料,除了该任意成分(X),仅由成分(A)和成分(B)构成的复合聚合物材料如果满足上述本发明的复合材料的条件的情况下,则其也包含在本发明的范围内。即,本发明所述的复合材料含有成分(A)、成分(B)和任意成分(X)的情况下,除了任意成分(X)实质上仅由成分(A)和成分(B)构成的复合材料具备本发明的特征的情况下,这样的进一步包含任意成分(X)的复合材料也包含在本发明的复合材料的范围内。

即,本发明的复合材料的特征在于,含有成分(A)、成分(B)和根据情况任意选择的,所述成分(A)和成分(B)以外的填料或其他添加剂(X),所含有的成分(A)和成分(B)的质量比((A)/(B))在99/1~60/40的范围内,优选除去任意成分(X)仅由成分(A)和成分(B)构成的厚度为70μm的薄膜状试样实质上为透明的。更具体而言,其特征在于,将空气的值设为100%的情况下,仅由成分(A)和成分(B)构成的厚度为70μm的薄膜状试样对于波长为450nm的光的透过率为70%以上、80%以上、82%以上、85%以上或87%以上。

本发明的复合材料无论是否使用任意成分(X),所使用的(X)的种类以及量,均可通过成分(A)和成分(B)整体且相互不能分离的形式,一方均匀分散或倾斜分散在另一方中来进行识别。

[其他任意成分(X):填料或其他添加剂]

本发明的复合材料中,在成分(A)和(B)等上述成分的基础上,可以根据期望作为任意成分(X)添加其他添加剂,作为添加剂,可使用选自例如填料、绝缘性改良剂、脱模性改善添加剂(=脱模剂)以及有机聚硅氧烷组合物中通常添加的添加剂中的一种以上的添加剂。可以将这些添加剂添加至作为成分(B)的固化性有机聚硅氧烷中,与成分(A)进行复合化,也可以添加至交联反应前含有交联反应性有机聚硅氧烷组合物(B’)和成分(A)的体系中进行整体混合。例如,可以将固化延迟剂(固化抑制剂)、阻燃剂、耐热剂、染色剂等任意添加剂添加至复合材料中。成分(B)为利用氢化硅烷化反应交联而成的有机聚硅氧烷交联反应物的情况下,为了控制前体组合物的保存稳定性和/或交联速度,可以使用固化延迟剂(固化抑制剂),作为固化延迟剂,可例示,例如,2-甲基-3-丁炔-2-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇和2-苯基-3-丁炔-2-醇等炔醇;3-甲基-3-戊烯-1-炔和3,5-二甲基-3-己烯-1-炔等烯炔化合物以及苯并三唑,但并不限于此。相对于成分(B),固化延迟剂(固化抑制剂)的使用量,以质量单位计优选为在1~50,000ppm范围内。

[填料]

填料可以根据期望使用,也可以不使用。使用填料的情况下,可以使用无机填料和有机填料的中的任意一方或两方都使用。对所使用的填料的种类并没有特别限定,可列举,例如,高介电性填料、导电性填料、绝缘性填料和增强性填料,可以使用这些中的一种以上。特别是,本发明的复合材料中可以含有选自由高介电性填料、导电性填料、绝缘性填料和增强性填料组成的群中的一种以上的填料。填料的一部分或全部可以利用一种以上的表面处理剂来进行表面处理。

对于填料的种类没有特别限定,可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。

对于填料的形状没有特别限定,可以使用颗粒状、板状、针状、纤维状等任意形状的填料。填料的形状为颗粒的情况下,对填料的粒径并没有特别限定,例如,利用激光衍射法进行测定的情况下,其体积平均粒径可以为,例如,在0.001~500μm范围内。另外,根据填料的使用目的,填料的体积平均粒径可以为300μm以下、200μm以下、100μm以下、10μm以下、或0.01μm以上、0.1μm以上、1μm以上。填料的形状为板状、针状、纤维状等各向异性的情况下,填料的长径比可以为1.5以上、5以上、或10以上。使用体积平均粒径为0.01μm以下且最大颗粒的粒径为0.02μm以下的颗粒时,能够制备实质上透明性高的复合材料。

作为无机填料(无机颗粒或填充剂),典型地可例示:金属氧化物(微细粉末二氧化硅(脱水物)、白炭黑(水合物)等二氧化硅、氧化铝,二氧化钛,氧化锆,氧化钛,氧化铁,氧化锶,氧化铈,氧化锌等)、金属氢氧化物(氢氧化铝等)、金属盐(硫酸盐、碳酸钙等碳酸盐;磷酸钙、磷酸钛等磷酸盐;云母,硅酸钙,皂土,沸石,麦饭石,滑石,蒙脱石等硅酸盐;钨酸钙等钨酸盐;钛酸钡,钛酸钾,钛酸铝,钛酸锶等钛酸盐),金属氮化物(氮化硅,氮化硼,氮化铝,氮化钛等),金属碳化物(碳化硅,碳化硼,碳化钛,碳化钨等),金属硼化物(硼化钛,硼化锆等),金属(金,铂,钯等),碳(碳黑,石墨,富勒烯,碳纳米管等)等。无机填料可以为纤维状(例如玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、晶须等)等,优选为微粒状。无机填料可以为强磁性体、例如铁、钴、镍等强磁性金属(粉末);磁铁矿,铁素体等强磁性合金(粉末);磁性氧化铁等强磁性金属氧化物(粉末)等。

无机填料也包含着色剂,例如颜料[无机着色剂(无机颜料)]。着色剂可以为无彩色,也可以为有彩色(黄色、橙色、红色、紫色、蓝色、绿色等)。

无机填料可以具有紫外线吸收性(或阻隔性)等各种功能。这样典型的无机填料中包含氧化钛、氧化锌等金属氧化物(或金属氧化物颗粒)。

作为有机填料(有机颗粒或填充剂),典型地可列举有机硅树脂系填料、氟树脂系填料、聚丁二烯树脂系填料等。作为有机硅树脂系填料,可列举例如Dow Corning株式会社制“TREFIL”、wacker asahikasei silicone株式会社制“SPM”等。

从功能的角度出发,可以在本发明中使用的上述填料可以选自由高介电性填料、导电性填料、绝缘性填料、增强性填料、热传导性填料和它们的混合物组成的群中。可以在本发明中使用的填料可以为仅属于这些类别中的一种,也可以一起使用分别属于不同类别的两种以上的填料。此外,这些功能性填料可以根据期望使用市售品等,并没有特别限制。

本发明中所使用的填料(与粒径、功能等无关)的一部分或全部可以利用一种以上的表面处理剂进行表面处理。对表面处理的种类并没有特别限定,可列举亲水处理或疏水处理,优选疏水处理。使用经疏水处理的填料时,填料有时能够在交联反应性有机聚硅氧烷组合物或复合材料中以高填充率分散,另外,能够抑制组合物粘度的增大,提高成型加工性。

上述表面处理可以通过表面处理剂对填料进行处理(或涂层处理)。作为疏水用的表面处理剂,可列举出有机钛化合物、有机硅化合物、有机锆化合物、有机铝化合物和有机磷化合物,可以选择这些表面处理剂中的至少一种来进行使用。表面处理剂可以单独使用,或者2种以上组合使用。相对于填料整体的质量,所使用的表面处理剂的比例可以在,例如,0.3~12质量%、0.5~8质量%范围内。此外,所使用的表面处理剂的比例是基于填料与处理剂的投入比的比例,优选在表面处理之后除去剩余的处理剂。

对本发明的复合材料中的填料添加量并没有特别限制,例如,相对于成分(A)和成分(B)的总量100质量份,可以将填料设为1~5000质量份、2~2000质量份、5~500质量份。

[绝缘性改良剂]

本发明的复合材料可以进一步含有至少一种绝缘性改良剂。对使用的绝缘性改良剂的种类并没有特别限定,可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。另外,绝缘性改良剂可以根据需要使用所述表面处理方法进行处理。这些作为用于改善绝缘破坏特性的添加剂的绝缘性改良剂提高了得到的复合材料、特别是薄膜形状的复合材料的绝缘破坏强度。

上述绝缘性改良剂优选电绝缘性改良剂。由此,能够改善复合材料的绝缘破坏特性。

对上述绝缘性改良剂并没有特别限制,例如,可选自由硅酸铝,硫酸铝,氢氧化铝,氢氧化镁,煅烧粘土,蒙脱石,水滑石,滑石以及它们的混合物组成的群。

对本发明的复合材料中的绝缘性改良剂的添加量并没有特别限制,例如,相对于成分(A)和成分(B)的总量100质量份,可以设为0.001~20质量份、0.01~10质量份、或0.1~5质量份。

[脱模性改善添加剂(=脱模剂)]

本发明的复合材料可以进一步含有至少一种脱模剂。薄膜等的薄膜形成时,如果复合材料的脱模性差,特别是以高速将复合材料成型为薄膜形状的情况下,则复合材料从模具中脱离时,薄膜有时会发生破损。但是,通过在复合材料中添加脱模剂,具有能够提高薄膜的制备速度而不损害所得到的薄膜的优点。该添加剂提高薄膜的脱模性,可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。

作为可使用的脱模性改善添加剂(=脱模剂),可列举,例如:羧酸类脱模剂,酯类脱模剂,醚类脱模剂,酮类脱模剂,醇类脱模剂,氟类脱模剂等。这些脱模剂可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。另外,作为脱模剂,可以使用不含硅原子的脱模剂、也可以使用含硅原子的脱模剂或它们的混合物。

对该脱模性改善添加剂的添加量并没有特别限定,相对于得到的复合材料整体,优选为0.1质量%以上30质量%以下的范围内。

[复合材料的形状]

从其电特性、光特性和机械特性角度出发,本发明的复合材料优选成型为薄片状或薄膜状进行使用。作为本发明所述复合材料成型为薄膜状的方法,并没有特别限定,可列举,例如,将后述的复合材料的前体组合物用以往公知的涂布方法涂布在基材上形成涂膜的方法,通过设置有规定形状的插槽的挤出机而成型的方法等。

薄膜形状的复合材料的厚度可以为例如0.1μm~5,000μm范围内。此外,如上所述,本发明的复合材料形成膜厚为70μm的薄膜状试样的情况下,复合材料对波长为450nm的光的透过率优选为70%以上,进一步优选为80%以上。另外,当然可以将本发明的复合材料成型为任意所期望厚度的薄膜来进行使用。

薄膜形状的复合材料可以一层使用,也可以使用相同组成或不同组成的两个以上的本发明的薄膜形状的复合材料,例如重叠使用。

[复合材料的用途]

本发明的复合材料作为电子材料、显示装置用构件或转换器用构件(包含传感器,扬声器,致动器和发电机用)使用,该复合材料优选的用途为电子部件或显示装置的构件。特别是,薄膜形状的复合材料优选作为显示面板或显示器用的构件来进行使用,特别是通过用指尖等接触画面而能够操作设备,特别是电子设备的所谓触控面板等。此外,本发明的复合材料由于均匀性和物理特性优异,因此也可以应用于不要求透明性的位置。

[含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料的前体组合物]

本发明的复合材料可以利用使用有机溶剂和实质上不使用有机溶剂这两种方法进行制备,特别是可以优选使用含有特定溶剂(C)的下述前体组合物来进行制备。

优选的本发明的复合材料的前体组合物为

可以含有选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的群中的一种以上的含氟聚合物(A)

分子内具有含氟原子有机基和一种以上的反应性官能基,且含有通过所述反应性官能基的反应能够在分子间进行交联的反应性有机聚硅氧烷的交联反应性有机聚硅氧烷组合物(B’)、

使成分(A)和成分(B’)各自的至少一部分或全部增溶的有机溶剂(C)、

以及根据情况作为任意选择成分,所述成分(A)和成分(B)以外的填料或其他添加剂(X),其中,成分(A)和使成分(B’)交联反应而得到的有机聚硅氧烷交联反应物(B)的质量比((A)/(B))为99/1~60/40。

作为上述前体组合物成分的成分(A)、交联反应性有机聚硅氧烷组合物(B’)和任意成分(X)如上所述。

[成分(C)]

成分(C)为使成分(A)和成分(B’)各自的至少一部分或全部增溶的有机溶剂,可以使用选自具有这样特性的有机溶剂中的任意一种,或者两种以上组合使用。通过使用含有这样溶剂的前体组合物,能够优选制备本发明的复合材料。此外,使用成分(C)的情况下,优选将成分(A)和成分(B’)全部溶解于成分(C)中,也可以为将成分(A)和成分(B’)的至少一部分溶解于成分(C)中的状态。

作为成分(C)的有机溶剂,优选极性溶剂。作为能够用作成分(C)的优选溶剂的示例,可列举,含有选自由N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺、四甲基脲、磷酸三乙酯和磷酸三甲酯组成的群中的一种以上的极性溶剂。这些之中,可列举N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮作为优选的溶剂。

本发明的复合材料的前体组合物可以通过以下方式得到,混合选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的群中的一种以上的含氟聚合物(成分(A)),以及分子内具有含氟原子有机基和一种以上的反应性官能基,且含有通过所述反应性官能基的反应能够在分子间进行交联的反应性有机聚硅氧烷的交联反应性有机聚硅氧烷组合物(成分(B’))、增容这些成分(A)和(B’)的至少一部分或全部的有机溶剂(C),在有机溶剂中溶解成分(A)和(B’)的一部分或全部而得到。

特别是,交联反应性有机聚硅氧烷组合物为可利用氢化硅烷化反应进行交联的有机聚硅氧烷组合物的情况下,该前体组合物,作为成分(B’),含有上述具有烯基的有机聚硅氧烷(B1)和具有硅原子键合氢原子的有机聚硅氧烷(B2),所述成分(B1)或成分(B2)的至少一方或两方为具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷,且优选该组合物含有氢化硅烷化反应催化剂。

此外,如上所述,本发明的复合材料的前体组合物的交联反应性有机聚硅氧烷组合物(成分(B’)),或组合物整体可以含有任意的填料或其他添加剂(X)。

本发明的复合材料的前体组合物中的各成分的量、具体成分、其具体例等如上所述。

[含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料的制备方法]

本发明的复合材料可以利用使用有机溶剂和实质上不使用有机溶剂的这两种方法进行制备。特别优选使用有机溶剂的方法。以下对复合材料的制备方法进行说明。

使用成分(C)的有机溶剂的情况下,本发明复合材料的制备方法可以使用溶液法。另一方面,也可以不使用成分(C),使用单螺杆或双螺杆挤出机将成分(A)和成分(B’)直接、机械地混合,同时进行成分(B’)的反应性有机聚硅氧烷的交联反应。

使用成分(C)的情况下,优选将成分(A)和成分(B’)全部溶解于成分(C)中,也可以在将成分(A)和成分(B’)的至少一部分溶解于成分(C)的状态下进行本发明的复合材料的制备方法。

使用成分(C)的情况下,将选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的群中的一种以上的含氟聚合物(成分(A)),分子内具有含氟原子有机基和一种以上的反应性官能基,且含有通过所述反应性官能基的反应能够在分子间进行交联的反应性有机聚硅氧烷的交联反应性有机聚硅氧烷组合物(成分(B’))、增溶这些成分(A)和(B’)的至少一部分或全部的有机溶剂(C),以及根据情况任意选择的,除了所述成分(A)和成分(B)以外的填料或其他添加剂(成分(X))混合,使成分(A)和(B’)的一部分或全部溶解于有机溶剂中。此处,对成分(A)、(B’)、(X)和(C)的混合顺序并没有特别限定,可以以任意顺序进行混合。例如,预先将成分(B’)与成分(X)混合好,然后将成分(C)混合其中,接着再与成分(A)进行混合的方法也包含在本发明的方法中。此外,作为成分(B’)的交联反应性有机聚硅氧烷组合物为利用氢化硅烷化反应交联而成的组合物的情况下,从控制交联反应的角度出发,优选最后添加氢化硅烷化反应催化剂(D)。

此处,成分(A)和成分(B’)的添加量为使成分(A)和成分(B’)交联反应而成的有机聚硅氧烷交联反应物(B)的质量比((A)/(B))在99/1~60/40的范围内。

作为成分(B’)的交联反应性有机聚硅氧烷组合物,如上所述,使用可利用公知的有机聚硅氧烷的交联方法进行交联的组合物。作为交联方法,如上所述,最优选基于氢化硅烷化反应的交联,也可列举出过氧化物交联、缩合反应交联、加成反应交联和紫外线交联。即,作为反应性有机聚硅氧烷,在与含氟聚合物混合后,可以使用能够使未交联有机聚硅氧烷交联的任意固化方法。这些交联方法、用于交联所需的有机聚硅氧烷应该具有的反应性官能基和用于交联所需的添加剂为本领域所公知。

例如,若为过氧化物交联,则可以使用有机过氧化物、例如烷基类过氧化物(例如二叔丁基过氧化物)或酰基类过氧化物(例如过氧化苯甲酰)等作为用于有机聚硅氧烷的交联的引发剂。过氧化物交联的情况下,有机聚硅氧烷的反应性官能基可以为选自硅原子键合甲基和硅原子键合乙烯基等的基团。使用缩合反应交联型的有机聚硅氧烷的情况下,可以使用具有选自作为缩合固化型公知的脱醇型、脱乙酸型、脱肟型、脱酰胺型、脱羟胺型和脱丙酮型等的反应性基和含氟原子有机基的有机聚硅氧烷作为反应性有机聚硅氧烷,可以根据需要进一步使用例如锡化合物,钛化合物,脂肪酸金属盐,含氨基的化合物等公知的缩合反应催化剂。作为反应性有机聚硅氧烷,可以使用紫外线交联型的有机聚硅氧烷,该情况下,若在光敏剂的存在下需要使丙烯酸系官能基、丙烯酰胺系官能基、环氧树脂系类官能基键合的有机聚硅氧烷,则可以通过照射紫外线等高能量射线使有机聚硅氧烷交联。

优选的是,对于作为成分(B’)的交联反应性有机聚硅氧烷组合物而言,优选使用能够利用加成反应进行交联的有机聚硅氧烷,特别优选使用能够利用氢化硅烷化反应的加成反应进行交联的包含有机聚硅氧烷的反应性有机聚硅氧烷组合物。这样的组合物优选包含上述成分(B1)、成分(B2)和氢化硅烷化反应催化剂,它们的种类和添加量如上所述。

因此,在本发明的复合材料的制备方法中,将选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的组中的成分(A),和作为交联反应性有机聚硅氧烷组合物的成分(B’),特别是包含上述成分(B1)、成分(B2)和氢化硅烷化反应催化剂的交联反应性有机聚硅氧烷组合物(B’)与上述有机溶剂(成分(C))混合,成分(A)和成分(B’)的至少一部分或全部溶解于有机溶剂中,得到混合物。在此,成分(A)和成分(B’)无需全部溶解在有机溶剂中,但优选全部溶解在有机溶剂中。此外,作为任意选择成分,可以进一步在组合物中添加填料或其他添加剂(成分(X))。

接着,在包含成分(A)、成分(B’)和作为有机溶剂的成分(C)的混合物中,使成分(B’)的反应性官能基反应,进行成分(B’)的交联反应,形成分子内具有含氟原子有机基的有机聚硅氧烷交联反应物(B),使其与成分(A)复合化。可以根据需要通过对混合物进行加热来促进交联反应。可以在交联反应之前,交联反应的同时,和/或交联反应之后,将所用的有机溶剂的至少一部分或全部除去。对除去有机溶剂的方法并没有特别限定,作为最简单的方法,可列举,例如,在减压下根据需要对混合物进行加热来除去有机溶剂的方法。此时,对混合物进行加热,促进成分(B’)的交联反应,同时也能够进行有机溶剂的除去。有机溶剂的除去程度可以根据目的任意设定,但通常优选按照残留在所得到的复合材料中的有机溶剂尽可能少的方式除去有机溶剂。

在本发明的复合材料的制备方法中,优选的是,使用作为有机溶剂的成分(C)的情况下,相对于使成分(A)和成分(B’)交联反应而成的成分(B)的总量100质量份,使用成分(C)在25~3000质量份的范围内,在成分(C)中溶解成分(A)和成分(B’)所得到的溶液具有充分的流动性。使用这样具有充分的流动性的溶液,使用铸膜法等公知的方法,由此能够容易地制备出由本发明的复合材料构成的薄膜。

作为不使用有机溶剂,在成分(A)的存在下,成分(B’)进行交联反应而得到复合材料的方法,可列举将成分(A)和成分(B’)机械混合,同时根据需要进行加热的方法。具体而言,可列举,例如,在单螺杆或双螺杆挤出机中,将成分(A)和成分(B’)混合,将挤出的混合物成型,进一步进行加热,促进成分(B’)的交联反应,得到复合材料的方法。该方法包含下述工序,在选自由聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯系共聚物组成的群中的一种以上的含氟聚合物(A)的存在下,分子内具有含氟原子有机基和一种以上的反应性官能基,且含有通过反应性官能基的反应能够在分子间进行交联的反应性有机聚硅氧烷的固化性有机聚硅氧烷组合物(B’)进行固化反应的工序。作为该方法中所使用的成分(B’)的交联反应性有机聚硅氧烷,优选使用包含反应性官能基为硅原子键合氢原子和烯基的组合的上述成分(B1)和成分(B2)的组合以及氢化硅烷化反应催化剂的固化性有机聚硅氧烷组合物。

在本发明的复合材料的制备方法中,成分(A)和成分(B)(成分(B)中包含含有上述成分(B1)和(B2)的组合物基于氢化硅烷化反应而得到的有机聚硅氧烷交联反应物)只要能够得到所期望特性的复合材料,则可以以任意比例使用,通常优选成分(A)的质量:成分(B)的质量=99:1~60:44,为了得到透明且没有浑浊或浑浊极少的复合材料,进一步优选为95:5~70:30。此外,在所述成分(A)和成分(B)的质量比中,成分(A)和(B)的体积比设计为成分(A)过量(51份以上)。此处所说的体积比是基于各自单独在25℃下测定的比重,是基于它们各自的质量值除以比重而求出的25℃下的体积值的比。

[利用上述制备法所得到的复合材料]

使用本发明的上述制备方法制备所得到的含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料是将成分(A)的含氟聚合物、与作为交联反应前的成分(B’)的交联反应性有机聚硅氧烷组合物混合后,使后者交联反应,将不同种聚合物复合化而得到的产物。

与此相对,在美国专利第7193015号说明书或美国专利第7553904号说明书中记载或启示的含有具有含氟有机基的多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)或含有其交联后所得到物质的含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料中,采用即使之后将POSS交联,也将预先合成的物质与含氟聚合物共混并复合化的制备方法。与此相对,在本发明的制备方法中,不是使POSS,而是使有机聚硅氧烷交联反应物以特定的质量比与含氟聚合物整体复合化,且将含氟有机聚硅氧烷交联反应物的形成在与含氟聚合物混合之后进行,从这个角度来说,这与上述公知的方法不同。特别是,使用成分(A)和(B’)可增溶的有机溶剂(C),由此在将这两者的成分溶解的状态下,使成分(B’)交联,由此在含氟聚合物(A)和含氟有机聚硅氧烷交联反应物(B)相互不能分离的形式下,能够实现成分(B)在成分(A)中,或者成分(A)在成分(B)中均匀分散或倾斜分散的复合化的形态。因此,使用本发明的方法制备的含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料与上述美国专利说明书中记载的复合材料并不相同,另外,本领域技术人员基于上述美国专利说明书的记载,无法轻易想到本发明的复合材料及其制备方法。

使用本发明的制备方法制备的含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料中,成分(A)和成分(B)为相互不能分离的形式,任一方分散在另一方中,或相互分散,不会产生两成分之间的相分离或任意聚合物以粗大颗粒的形式在复合材料的表面或相内部析出,复合材料整体实质上为透明的。更具体而言,使用本发明的制备方法制备的复合材料,将空气的值设为100%的情况下,波长为450nm的光对于仅由成分(A)和成分(B)构成的厚度为70μm的薄膜状试样的透过率为80%以上、进一步为82%以上、85%以上或87%以上。此外,使用本发明的制备方法,可以制备能够在成分(A)、(B)的基础上,还含有其他任意成分(X)的复合材料,当然也能够得到厚度为70μm的薄膜状试样以外形态的复合材料。另外,利用上述制法得到的含有这些任意成分(X)的复合材料、厚度为70μm的薄膜状以外的形状的复合材料均包含在本发明的范围中。

使用本发明的制备方法制备的含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料如以下实施例中所示,例如复合材料的结晶熔解峰值温度(Thyb)和利用同样方法测定的成分(A)单独的结晶熔解峰值温度(TA)之差(ΔT)在±5℃以内的范围内、±3℃以内的范围内或±2℃以内的范围内。即,能够认为在本发明的复合材料中,显示出含氟聚合物的结晶性和热特性基本上保持了与含氟有机聚硅氧烷复合化之前的含氟聚合物本身的结晶性、热特性,因此,利用本发明的制备方法能够制备含氟聚合物本身的结晶性、热特性和源于此的物性、例如将压电性等特性维持在某一程度、弹性模量低于含氟聚合物本身的弹性模量、即柔软性较高的复合材料。

使用本发明的方法制备的含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料可以成型为薄膜的形状。特别是,由用于上述本发明的复合材料的前体组合物制备本发明的复合材料的情况下,能够极其容易地得到薄膜形状的复合材料。具体而言,利用铸膜法将含有成分(A)、(B’)以及根据情况任意选择的成分(X)的溶液应用于适当的基材上,接着成分(B’)进行交联反应的同时除去溶剂,由此能够制备出薄膜形状的复合材料。对于成分(B’)的交联反应和溶剂的除去,先进行交联反应,在该反应进行一部分或完全进行后,除去溶剂;将溶剂先除去一部分或全部除去后,再进行反应;同时进行溶剂的除去和反应的进行;这三种情况的任意均可,或者可以使用其他可能的顺序进行。但是,用于制备薄膜形状的复合材料的方法不限于此处记载的方法,也可以使用其他方法。

工业上的可利用性

用本发明的方法制备的含氟聚合物-含氟有机聚硅氧烷复合材料、特别是薄膜形状的复合材料适合用于显示面板、例如触控面板。

实施例

基于实施例对本发明进行说明,但本发明并不限于以下的实施例。

在以下所示的实施例中,使用下述化合物。

1.成分(A):聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)PVDF-HFP(aldrich)

2.成分(B1):MViTF3Pr3.24(Dow>3)

3.成分(B2-1):MH1.3TF3Pr(dowcorning公司制、Mw=1.11×103)

4.成分(B2-2):MHDF3Pr10MH(Dow>

5.成分(C):N,N-二甲基甲酰胺(和光纯药)

6.成分(D):铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合的异丙醇溶液(以铂浓度计约为0.045重量%)(Dow>

成分(B1)、成分(B2-1)和成分(B2-2)的式中,Mvi表示(CH3)2(Vi)Sio1/2基(式中,Vi表示乙烯基),TF3Pr表示(3,3,3-三氟丙基)SiO3/2基,MH表示(CH3)2(H)SiO1/2基,DF3Pr表示(3,3,3-三氟丙基)(CH3)SiO2/2基。在下述实施例中,成分(B1)和(B2-1)或(B2-2)以相对于1摩尔成分(B1)的乙烯基,成分(B2-1)和成分(B2-2)的硅原子键合氢原子(Si-H)为1.2~1.3摩尔的量进行使用。此外,成分(B1)和成分(B2-1)的重均分子量是将四氢呋喃(THF)用于溶剂,利用GPC(凝胶渗透色谱法)测定的聚苯乙烯换算的重均分子量。

[所得到的复合材料的组成分析和物性的测定方法]

1.元素分析

对于构成复合材料的元素的分析,使用X射线荧光元素分析装置(PANalytical公司制Axios)进行。

2.热机械物性分析

制备薄膜状的复合材料,由其制作厚度为70~100μm的范围、宽度为4mm、长度为20mm的试验片。使用热机械物性测定器(日立高科科技有限公司、应力、应变控制TMA装置TMASS7100),测定该试验片的储能弹性模量。测定如下进行:将试验片以每分钟10℃的速度从20℃冷却至-60℃,将试验片在-60℃保持10分钟后,以每分钟3℃使其温度上升,测定30℃下的试验片的储能弹性模量。

3.复合材料的结晶度和结晶熔解峰值温度的测定

使用差示扫描热量计(SSI纳米科技公司制、差示扫描热量计X-DSC7000),测定复合材料的结晶度和结晶熔解峰值温度。认为该结晶度和结晶熔解峰值温度为示出的复合材料中的含氟聚合物值。测定使用从厚度为70~100μm的薄膜状样品中切出直径为4mm的圆形的样品(质量约为10mg)进行。将样品以每分钟10℃的速度从30℃冷却至-60℃,将样品在-60℃保持10分钟后,以每分钟10℃的速度使温度上升,直到230℃。根据此时得到的结晶溶解热量测定复合材料中的含氟聚合物的结晶度和结晶熔解峰值温度。结晶度的值将含氟聚合物的完全结晶的熔解热量设为104.6J/g,由复合材料的熔解热量之比求出。

4.光透过率的测定

使用Konica Minolta公司制Spectrophotometer CM-5进行复合材料的光透过率的测定。将波长为450nm的光的透过率的测定值作为透过率的值。透过率的测定对厚度约为70μm的薄膜状复合材料进行,以将空气的透过率设为100%的相对值来表示。

[实施例1]

在放入有磁力搅拌器的玻璃小瓶中,将1.7g成分(A)在40℃的温度下溶解于7.7g成分(C)中,进一步将该溶液在室温下混合2小时以上。然后,向该溶液中加入0.04g成分(B1),将混合物混合5分钟,进一步向该混合物中加入0.016g成分(B2),混合5分钟。最后向所得到的混合物中加入0.018g成分(D),混合2小时。将所得到的无色透明溶液约1.5g移到直径约6cm的铝杯中,在真空40℃下加热2小时,进一步在65℃下加热1小时,由此进行成分(B1)和成分(B2)的氢化硅烷化反应,同时除去成分(C),得到透明的薄膜状复合材料。表1中示出用于试验的成分的组成、X射线荧光硅峰值强度、30℃储能弹性模量E’值、熔点和结晶度。

[实施例2~5]

以表1记载的量使用成分(A)~(D)以外,与实施例1同样制作由复合材料构成的试样,进行上述各种测定。

[实施例6]

以表1记载的量使用成分(A)~(D),加入成分(D)并混合15分钟以外,与实施例1同样制作由复合材料构成的试样,进行上述各种测定。

[比较例1]

以表1记载的量使用成分(A)和成分(C)以外,与实施例1同样制作样品。

[比较例2]

除了成分(B2)和成分(D)外,与实施例4同样制作由复合材料构成的试样,进行上述各种测定。该比较实验所得到的复合材料为含有含氟聚合物和具有含氟有机基的有机聚硅氧烷,但在该体系中有机聚硅氧烷未发生交联反应。

将试验结果在下表1中示出。

[表1]

由表1所示的结果可知,未在聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)中添加含氟有机聚硅氧烷的比较例1的聚合物的结晶度和结晶熔解温度与实施例1~6的复合材料中的同一聚合物的结晶度和结晶熔解温度之间没有大的差异。另外,实施例1~6的复合材料均具有70%以上的高光透过率,随着成分(B1)、(B2-1)和(B2-2)相对于成分(A)的的比例的提高,复合材料的柔软性提高,这由30℃储能弹性模量E’的值可知。特别是,含有大量如成分(B2-2)那样的(3,3,3-三氟丙基)(CH3)SiO2/2基所表示的二硅氧烷单元的情况下,可以将复合材料的柔软性设计为更高。

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