オルガノポリシルメチレン組成物及びその硬化物
【課題】シルメチレン結合を有するケイ素系ポリマーからなる縮合硬化型オルガノポリシルメチレンの提供、並びに該縮合硬化型オルガノポリシルメチレンを含有して成り、硬化すると、耐熱性、電気絶縁特性、耐水性、成型加工性に優れ、気体透過性の少ないオルガノポリシルメチレン組成物及びその硬化物を提供する。
【解決手段】下記一般式（１）：
で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシルメチレン。
【解決手段】下記一般式（１）：
で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシルメチレン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた耐熱性、機械的強度、電気絶縁性、電気特性、耐薬品性、耐水性を有する縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物及びその硬化物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、硬化してシリコーンゴム弾性体となる硬化性シリコーンゴム組成物はよく知られており、その耐候性、耐熱性、電気絶縁性等の優れた性質を利用して電気電子部品のガスケット材、ポッティング材、コーティング材、型取り材等の成形材料、電線被覆用材料等、及び自動車用部品として広く使用されている。しかし、硬化性シリコーンゴム組成物はシリコーン特有のシロキサン結合を有することから、そのイオン結合性により耐酸性、耐アルカリ性などの耐薬品性や耐水性、気体透過性、また高温加湿下での使用など極めて厳しい使用環境ではシリコーンの優れた特性を発揮することが出来ない。
【０００３】
その対策としてシロキサン結合の一部をシルエチレン結合としたポリマー（特許文献１）やシルフェニレン結合としたポリマー（特許文献２）が知られている。しかしこれらのポリマーは合成し難く量産性に乏しい、ポリマーが高価であるなど問題点を有しており、特殊な用途や特殊な分野以外では商品化されていない。
【０００４】
炭化ケイ素系セラミックスの前駆体としてシルメチレン結合からなるポリジアリールシルメチレンが知られている（特許文献３〜５）。本ポリマーは高融点の結晶性熱可塑性ケイ素系高分子であり、耐熱性、絶縁性、電気特性、耐薬品性、耐水性に優れるが、成型加工性が悪く実用化されていない。成型加工性の改良は種々試みられておりポリジアリールシルメチレンとシリコーンポリマーの混合物（特許文献６）、ポリジアリールシルメチレンとポリアルキルシルメチレン系との混合物（特許文献７〜８）が報告されている。また、ジシラシクロブタン膜を金属微粒子膜で開環重合して基板上にポリジアリールシルメチレンを製膜する方法（特許文献９）が知られている。しかし、ジアリール系シルメチレンポリマーは高結晶性熱可塑性ポリマーであることから合成し難く高価であり加工性が悪い。そのため炭化珪素系セラミックスの前躯体としての活用が検討されたが、ポリマーとしての特性を生かした熱硬化性組成物は存在しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】再表０１／０３０８８７号公報
【特許文献２】特開平５−３２０３５０号公報
【特許文献３】特開平８−１０９２６４号公報
【特許文献４】特開平８−１０９２６５号公報
【特許文献５】特開平８−１０９２６６号公報
【特許文献６】特開平９−２２７７８１号公報
【特許文献７】特開平９−２２７７８２号公報
【特許文献８】特開平９−２２７７８３号公報
【特許文献９】特許３０６９６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、シルメチレン結合を有するケイ素系ポリマーからなる縮合硬化型オルガノポリシルメチレンの提供、並びに該縮合硬化型オルガノポリシルメチレンを含有して成り、硬化すると、耐熱性、電気絶縁特性、耐水性、成型加工性に優れ、気体透過性の少ないオルガノポリシルメチレン組成物及びその硬化物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシルメチレンを合成することに成功し、かつ該オルガノポリシルメチレンに任意的に特定の硬化剤および硬化触媒を添加し、縮合反応させることによって得られる硬化物が有用であることを見出した。
【０００８】
即ち、本発明は、下記一般式（１）：
【化１】
（式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子より選ばれる基であり、Ｒ２は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、または（Ｒ１）３ＳｉＣＨ２−より選ばれる基であり、Ｒ３は、水素原子、または炭素原子数１〜４のアルキル基より選ばれる基、ｋは１〜１００の整数、ｎは１〜１０００の整数である。）
で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシルメチレンを提供する。
【０００９】
また、本発明は、
下記一般式：
【化２】
（式中、Ｒ４は、塩素基、水酸基、または炭素数１〜４のアルコキシ基である。Ｒ１、Ｒ２、ｋは上述の通り。）で表される、シルメチレン単位の繰り返しの数が互いに同一または異なるオルガノポリシルメチレンの加水分解反応により請求項１または請求項２に記載のオルガノポリシルメチレンを製造する方法を提供する。
【００１０】
さらに、（Ａ）請求項１または２に記載のオルガノポリシルメチレン １〜１００重量部、
（Ｂ）下記一般式：
【化３】
（式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子より選ばれる基であり、ｍは０〜３００の整数である。）で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシロキサン ０〜９９重量部（但し、（Ａ）と（Ｂ）の合計は１００重量部である）、及び
（Ｃ）下記一般式：
[化４]
ＲａＳｉＸ４−ａ （５）
（式中、Ｒは、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の１価炭化水素基であり、Ｘは、互いに独立に、ケトオキシム基、アルコキシ基または １−メチルビニロキシ基であり、ａは０、１または２である。）で表される有機ケイ素化合物および／またはその部分加水分解縮合物からなる硬化剤 ０〜３０重量部、
（Ｄ）硬化触媒の触媒量
を含有することを特徴とするオルガノポリシルメチレン組成物および該組成物より成る硬化物を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のオルガノポリシルメチレンを含む組成物は、優れた耐熱性、電気絶縁性、機械的強度、光学的特性を有し、シリコーンゴムの欠点である気体透過性や過酷な使用条件下での耐水性、耐加水分解性などに優れる特性を有する硬化物を提供する。また、本発明のオルガノポリシルメチレンを含む組成物は、従来のシリコーンゴム同様の成型加工性を有し、成型装置など従来の加工機械がそのまま転用できる。本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物から得られる成型体は、シリコーンゴムと同様に絶縁材料、封止材料、ケーブル、パッキン、コネクター等の電気、電子部品、自動車部品、半導体装置等に好適に用いられる。また、その光学的特性を生かし、レンズや透明封止材料などの用途に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施例１で製造した化合物のＮＭＲである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について、詳細に説明する。
【００１４】
（Ａ）オルガノポリシルメチレン
（Ａ）成分は、下記一般式（１）で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有し、好ましくは２５℃における粘度が１〜１，０００，０００ｍｍ２／ｓであるオルガノポリシルメチレンである。
【化５】
式中、Ｒ３は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、ｋは１〜１００、好ましくは１〜５０、ｎは１〜１０００、好ましくは１〜１００、さらに好ましくは１〜５０の整数である。
【００１５】
式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０、好ましくは１〜６の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子より選ばれる基である。該１価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基；これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、シアノ基等で置換されたクロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−シアノエチル基等が挙げられる。中でも、メチル基およびフェニル基が好ましい。特に、メチル基が組成物の硬化特性、硬化物の柔軟性の点から好ましく、Ｒ１の５０％以上はメチル基であることが好ましい。
【００１６】
Ｒ２は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０、好ましくは１〜６の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、（Ｒ１）３ＳｉＣＨ２−より選ばれる基である。該１価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基；これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、シアノ基等で置換された、クロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−シアノエチル基等が挙げられる。中でも、メチル基およびフェニル基が好ましい。特に、メチル基が組成物の硬化特性、硬化物の柔軟性の点から好ましく、Ｒ１の５０％以上はメチル基であることが好ましい。
【００１７】
中でも、下記式（２）で表わされるオルガノポリシルメチレンが好ましい。
【化６】
（式中、Ｒ２は、互いに独立に、メチル基またはＹ（ＣＨ３）２ＳｉＣＨ２−であり、Ｒ３は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｙは炭素数１〜４のアルコキシ基または水酸基であり、ｋ、ｎは上述の通り。）
【００１８】
上記式（１）で表されるオルガノポリシルメチレンは、下記式（３）で表される、シルメチレン単位の繰り返しの数が互いに同一または異なるオルガノポリシルメチレンを加水分解反応して合成する方法により製造することができる。また必要に応じて、加水分解反応の後、さらにＫＯＨ、ＮａＯＨ等の強アルカリでアルカリ重合し、水洗中和することにより本発明のオルガノポリシルメチレンを得ることができる。
【化７】
（式中、Ｒ４は、塩素基、水酸基、または炭素数１〜４のアルコキシ基である。Ｒ１、Ｒ２、ｋは上述の通り。）
【００１９】
上記式（１）で表わされるオルガノポリシルメチレンとして、例えば下記のものが挙げられる。
【化８】
【００２０】
本発明はまた、（Ａ）上記一般式（１）のオルガノポリシルメチレン、任意的な（Ｃ）特定の硬化剤、及び（Ｄ）硬化触媒を含有することを特徴とする縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物である。本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物は、下記一般式（４）で表される（Ｂ）オルガノポリシロキサンをさらに含有していてもよい。
【００２１】
（Ｂ）オルガノポリシロキサン
（Ｂ）成分は、（Ａ）オルガノポリシルメチレンの一部を代替する任意成分であり、下記一般式（４）で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有し、好ましくは２５℃における粘度が１〜１，０００，０００ｍｍ２／ｓであるオルガノポリシロキサンである。
【化９】
式中、ｍは０〜３００、好ましくは０〜１００、さらに好ましくは０〜２０の整数である。
【００２２】
式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０、好ましくは１〜６の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子より選ばれる基である。該１価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基；これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、シアノ基等で置換されたクロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−シアノエチル基等が挙げられる。Ｒ１の少なくとも２がアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子から選ばれ、これ以外のＲ１としてはメチル基であることが好ましい。
【００２３】
中でも、下記式（６）で表わされる両末端水酸基オルガノポリシロキサンが好ましい。
【化１０】
（Ｒ１は、互いに独立に炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基であり、ｍは０〜３００、好ましくは０〜１００、さらに好ましくは０〜２０の整数である。）
【００２４】
特に、下記式に示されるようなポリジメチルシロキサン、または両末端水酸基ポリジメチルシロキサン‐ポリメチルフェニルシロキサン共重合体が好ましい。
【化１１】
（式中、ｍは前述の通りであり、ｐ＋ｑは１〜３００、好ましくは１〜１００、さらに好ましくは１〜２０の整数である。）
【００２５】
本発明のオルガノポリシルメチレン組成物は（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００重量部に対し、（Ａ）成分１〜１００重量部、（Ｂ）成分０〜９９重量部、好ましくは（Ａ）成分３０〜１００重量部、（Ｂ）成分０〜７０重量部で含有するのがよい。（Ａ）成分が前記下限値未満では、耐水性、光学的特性などオルガノポリシルメチレンの特徴が発現しない。
【００２６】
（Ｃ）硬化剤
（Ｃ）硬化剤は（Ａ）成分オルガノポリシルメチレン及び（Ｂ）成分オルガノポリシロキサンと縮合反応することで架橋結合を形成し、３次元網状構造のゴム弾性体を与える。本発明の硬化剤は、下記一般式（５）で表わされる有機ケイ素化合物および／またはその部分加水分解縮合物であり、１分子中に２以上のケトオキシム基、アルコキシ基または 1-メチルビニロキシ基を有する。部分加水分解縮合物とは、部分的に加水分解した有機ケイ素化合物が縮合反応して得られるオルガノポリシロキサンである。
[化１２]
ＲａＳｉＸ４−ａ （５）
（式中、Ｒは、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の１価炭化水素基であり、Ｘは、互いに独立に、ケトオキシム基、アルコキシ基または１−メチルビニロキシ基であり、ａは０、１または２である。）
【００２７】
式（５）において、Ｒは互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子より選ばれる基である。該１価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；ビニル基、アリル基等のアルケニル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基；これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、シアノ基等で置換されたクロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−シアノエチル基等が挙げられる。中でも、メチル基、エチル基、ビニル基およびフェニル基が好ましい。
【００２８】
このような式（５）の有機ケイ素化合物としては、例えば、メチルトリス（ジエチルケトオキシム）シラン、メチルトリス（メチルエチルケトオキシム）シラン、ビニルトリス（メチルエチルケトオキシム）シラン、フェニルトリス（ジエチルケトオキシム）シラン等のケトオキシム基含有シラン化合物；トリメトキシメチルシラン、トリメトキシフェニルシラン、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリエトキシフェルシラン、トリエトキシビニルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のアルコキシ基含有シラン化合物；トリ（１−メチルビニロキシ）メチルシラン、トリ（１−メチルビニロキシ）フェニルシラン、トリ（１−メチルビニロキシ）ニルシラン等の１−メチルビニロキシ基含有シラン化合物が挙げられる。本発明の硬化剤は上記有機ケイ素化合物の部分加水分解縮合物であってもよい。また、これらの硬化剤は１種単独でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２９】
（Ｃ）成分は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００重量部に対して、通常０〜３０重量部、好ましくは１〜２０重量部、より好ましくは１〜１０重量部で配合するのがよい。前記下限値未満では、組成物の保存安定性、加工性が低下し、保存中にゲル化してしまうことがある。また前記上限値超では、硬化収縮が大きくなり、得られる硬化物の物性が低下することがある。
【００３０】
（Ｄ）硬化触媒
（Ｄ）硬化触媒は（Ａ）成分及び（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の縮合反応を促進させるための触媒である。このような硬化触媒としては、例えば、スズオクトエート、コバルトオクトエート、マンガンオクトエート、亜鉛オクトエート、スズオクトエート、スズカプリレート、スズオレエート等のカルボン酸金属塩；ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオレエート、ジフェニルスズジアセテート、酸化ジブチルスズ、ジブチルスズジメトキシド、ジブチルビス(トリエトキシ)スズ、ジオクチルスズジラウレート等の有機スズ化合物；テトラブチルチタネート、テトラ-1-エチルへキシルチタネート、テトライソプロペニルチタネート等のチタン酸エステル；テトラ(オルガノシリコネート)チタン等の有機チタン化合物；トリエタノールアミントタネート、チタンアセチルアセトナート等のチタンキレート化合物；アルコキシアルミニウム化合物類等が挙げられる。また、硬化触媒は、下記に示す2-グアニジル基含有シラン化合物であることができる。
【００３１】
【化１３】
（式中、Ｍｅはメチル基を意味する。）
【００３２】
硬化触媒の配合量は触媒量としての有効量であり、希望する硬化速度に応じて適宜増減すればよく特に制限されるものではないが、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｃ）成分の合計量１００質量部に対し、０．０１〜１０質量部、特に、０．１〜５質量部程度の範囲で配合するのがよい。
【００３３】
その他の配合成分
本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物には、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分に加えて、本発明の目的および効果を損なわない範囲で、補強性充填剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、導電性付与剤、接着性付与剤、着色剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤など各種機能性添加剤を配合してもよい。例えば、煙霧質シリカ、沈澱法シリカなどの補強性充填剤、けいそう土、グラファイト、酸化アルミニウム、マイカ、クレイ、カーボン、酸化チタン、ガラスビーズなどの充填剤、導電材料、顔料、滑剤、離型剤としてのポリジメチルシロキサンなどを添加することが出来る。
【００３４】
本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物は、上記成分をプラネタリーミキサーや品川ミキサー等により常法に準じて混合することにより得ることができる。また、本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物の硬化方法、硬化条件は、組成物の種類に応じて公知の方法、条件を採用することができる。本発明の縮合型の組成物は大気中の湿気で硬化するので、湿気を避けた雰囲気中で保存する必要がある。硬化は、温度６０〜１５０℃、湿度２０〜８０％の雰囲気下、０．５〜２４時間で行うのがよい。
【００３５】
本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物は、機械的特性、耐熱性、電気絶縁性、耐水性、気体透過性、光学特性に優れ、特に透明性を必要とするＬＥＤ用レンズやＬＥＤ用封止材料など光学材料に最適な材料である。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記において「部」は重量部を意味し、粘度は２５℃での測定値（東機産業製ＢＭタイプ回転粘度計にて測定）である。
【００３７】
［実施例１］
オルガノポリシルメチレン（Ａ１）の合成
下記式（７）のクロル基含有シルメチレン１０００ｇ（３．０１モル）をキシレン８００ｇに溶解し、水５００ｇとキシレン２５０ｇの混合溶媒系に６０℃で滴下し、加水分解反応をした。ついで、室温で３時間熟成反応をした後、廃酸分離、水洗洗浄、濾過の後、１６０℃／５ｍｍＨｇで３０分間ストリップした。
【００３８】
【化１４】
【００３９】
１Ｈ−ＮＭＲによる分析の結果、得られた生成物は下記式（８）で表わされる構造のオルガノポリシルメチレン（Ａ１）であることがわかった（粘度５ｍｍ２／ｓ）。１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を図１に示す。（ＮＭＲ：日本電子社製ＪＮＭ−ＬＡ３００ＷＢ、３００ＭＨｚ、１Ｈ−ＮＭＲ、重溶媒としてＤＭＳＯ−ｄを使用。）
【化１５】
【００４０】
［実施例２］
オルガノポリシルメチレン（Ａ２）の合成
上記式（７）のクロル基含有シルメチレン１０００ｇ（３．０１モル）をキシレン８００ｇに溶解し、水５００ｇとキシレン２５０ｇの混合溶媒系に６０℃で滴下し、加水分解反応をした。ついで、室温で３時間熟成反応をした後、廃酸分離、水洗洗浄、１４０℃で共沸脱水した。この末端水酸基導入ポリシルメチレンにＫＯＨ０．２ｇを添加し、１４０℃、１０時間反応させてアルカリ重合し、ついで中和、濾過の後、１６０℃／５ｍｍＨｇで３０分間ストリップして、下記式（９）のオルガノポリシルメチレン（Ａ２）を得た（粘度２０ｍｍ２／ｓ）。
【００４１】
【化１６】
【００４２】
［実施例３］
実施例１で調製したオルガノポリシルメチレン（Ａ１）１００部、テトラエトキシシラン（Ｃ１）２．０部、（Ｄ）ジブチルスズジラウレート０．２部を均一に混合して縮合硬化型ポリシルメチレン組成物を得た。この組成物を、縦１３０×横１７０×深さ２（ｍｍ）の金型に注入し、デシケータにいれ減圧（１０Ｔｏｒｒ）で１０分間脱泡後、２５℃および相対湿度６０％の雰囲気中に１週間放置して硬化させ、厚さ１．０ｍｍのポリシルメチレン硬化物を調製した。諸物性を評価した結果を表１に示す。
【００４３】
［実施例４］
実施例２で調製したオルガノポリシルメチレン（Ａ２）１００部、下記式（１０）で示されるメチルトリス（ジエチルケトオキシム）シラン（Ｃ２）２．０部、及び（Ｄ）ジブチルスズジラウレート０．２部を均一に混合して縮合硬化型ポリシルメチレン組成物を得た。実施例３と同様の方法でポリシルメチレン硬化物を調製した。諸物性を評価した結果を表１に示す。
【００４４】
【化１７】
【００４５】
［実施例５］
実施例１で調製したオルガノポリシルメチレン（Ａ１）７０部、下記式（１１）で示され粘度１０ｍｍ２／ｓのジメチルポリシロキサン（Ｂ１）３０部、テトラエトキシシラン（Ｃ１）２．０部、及び（Ｄ）ジブチルスズジラウレート０．２部を均一に混合して縮合硬化型ポリシルメチレン‐ポリシロキサン共重合性組成物を得た。実施例３と同様の方法でポリシルメチレン‐ポリシロキサン硬化物を調製した。諸物性を評価した結果を表１に示す。
【００４６】
【化１８】
【００４７】
［実施例６］
実施例２で調製したオルガノポリシルメチレン（Ａ２）５０部、上記式（１１）で示され粘度２５ｍｍ２／ｓのジメチルポリシロキサン（Ｂ１）５０部、テトラエトキシシラン（Ｃ１）２．０部、及び（Ｄ）ジブチルスズジラウレート０．２部を均一に混合して縮合硬化型ポリシルメチレン‐ポリシロキサン共重合性組成物を得た。実施例３と同様の方法でポリシルメチレン‐ポリシロキサン硬化物を調製した。諸物性を評価した結果を表１に示す。
【００４８】
［比較例］
上記式（１１）で示され粘度２５ｍｍ２／ｓのジメチルポリシロキサン（Ｂ１）１００部、テトラエトキシシラン（Ｃ１）２．０部、及び（Ｄ）ジブチルスズジラウレート０．２部を均一に混合して縮合硬化型ポリシロキサン組成物を得た。実施例３と同様の方法でポリシロキサン硬化物を調製した。諸物性を評価した結果を表１に示す。
【００４９】
上記各硬化物の物性評価は以下の方法で行った。結果を表１に示す。
（１）外観は、硬化物の外観を目視で観察し、変色の有無、透明性を目視にて評価した。
（２）硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３準拠タイプＡデュロメータにて測定した。
（３）引っ張り強度、伸び、密度、体積抵抗率、絶縁破壊強度、比誘電率、誘電正接は、ＪＩＳ Ｋ６２４９に準拠して測定した。
（４）水蒸気透過性は、ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠して測定した。
【００５０】
【表１】
【００５１】
表１より、実施例３〜６のオルガノポリシルメチレン硬化物は、透明性を有し、機械的強度に優れ、水蒸気透過性が少ない。比較例の硬化物は機械的強度が劣り、水蒸気透過性が大きい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のオルガノポリシルメチレン組成物は、機械的特性、耐熱性、電気絶縁性、耐水性、気体透過性、光学特性に優れ、特に透明性を必要とするＬＥＤ用レンズやＬＥＤ用封止材料など光学材料に最適な材料である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた耐熱性、機械的強度、電気絶縁性、電気特性、耐薬品性、耐水性を有する縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物及びその硬化物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、硬化してシリコーンゴム弾性体となる硬化性シリコーンゴム組成物はよく知られており、その耐候性、耐熱性、電気絶縁性等の優れた性質を利用して電気電子部品のガスケット材、ポッティング材、コーティング材、型取り材等の成形材料、電線被覆用材料等、及び自動車用部品として広く使用されている。しかし、硬化性シリコーンゴム組成物はシリコーン特有のシロキサン結合を有することから、そのイオン結合性により耐酸性、耐アルカリ性などの耐薬品性や耐水性、気体透過性、また高温加湿下での使用など極めて厳しい使用環境ではシリコーンの優れた特性を発揮することが出来ない。
【０００３】
その対策としてシロキサン結合の一部をシルエチレン結合としたポリマー（特許文献１）やシルフェニレン結合としたポリマー（特許文献２）が知られている。しかしこれらのポリマーは合成し難く量産性に乏しい、ポリマーが高価であるなど問題点を有しており、特殊な用途や特殊な分野以外では商品化されていない。
【０００４】
炭化ケイ素系セラミックスの前駆体としてシルメチレン結合からなるポリジアリールシルメチレンが知られている（特許文献３〜５）。本ポリマーは高融点の結晶性熱可塑性ケイ素系高分子であり、耐熱性、絶縁性、電気特性、耐薬品性、耐水性に優れるが、成型加工性が悪く実用化されていない。成型加工性の改良は種々試みられておりポリジアリールシルメチレンとシリコーンポリマーの混合物（特許文献６）、ポリジアリールシルメチレンとポリアルキルシルメチレン系との混合物（特許文献７〜８）が報告されている。また、ジシラシクロブタン膜を金属微粒子膜で開環重合して基板上にポリジアリールシルメチレンを製膜する方法（特許文献９）が知られている。しかし、ジアリール系シルメチレンポリマーは高結晶性熱可塑性ポリマーであることから合成し難く高価であり加工性が悪い。そのため炭化珪素系セラミックスの前躯体としての活用が検討されたが、ポリマーとしての特性を生かした熱硬化性組成物は存在しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】再表０１／０３０８８７号公報
【特許文献２】特開平５−３２０３５０号公報
【特許文献３】特開平８−１０９２６４号公報
【特許文献４】特開平８−１０９２６５号公報
【特許文献５】特開平８−１０９２６６号公報
【特許文献６】特開平９−２２７７８１号公報
【特許文献７】特開平９−２２７７８２号公報
【特許文献８】特開平９−２２７７８３号公報
【特許文献９】特許３０６９６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、シルメチレン結合を有するケイ素系ポリマーからなる縮合硬化型オルガノポリシルメチレンの提供、並びに該縮合硬化型オルガノポリシルメチレンを含有して成り、硬化すると、耐熱性、電気絶縁特性、耐水性、成型加工性に優れ、気体透過性の少ないオルガノポリシルメチレン組成物及びその硬化物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシルメチレンを合成することに成功し、かつ該オルガノポリシルメチレンに任意的に特定の硬化剤および硬化触媒を添加し、縮合反応させることによって得られる硬化物が有用であることを見出した。
【０００８】
即ち、本発明は、下記一般式（１）：
【化１】
（式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子より選ばれる基であり、Ｒ２は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、または（Ｒ１）３ＳｉＣＨ２−より選ばれる基であり、Ｒ３は、水素原子、または炭素原子数１〜４のアルキル基より選ばれる基、ｋは１〜１００の整数、ｎは１〜１０００の整数である。）
で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシルメチレンを提供する。
【０００９】
また、本発明は、
下記一般式：
【化２】
（式中、Ｒ４は、塩素基、水酸基、または炭素数１〜４のアルコキシ基である。Ｒ１、Ｒ２、ｋは上述の通り。）で表される、シルメチレン単位の繰り返しの数が互いに同一または異なるオルガノポリシルメチレンの加水分解反応により請求項１または請求項２に記載のオルガノポリシルメチレンを製造する方法を提供する。
【００１０】
さらに、（Ａ）請求項１または２に記載のオルガノポリシルメチレン １〜１００重量部、
（Ｂ）下記一般式：
【化３】
（式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子より選ばれる基であり、ｍは０〜３００の整数である。）で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシロキサン ０〜９９重量部（但し、（Ａ）と（Ｂ）の合計は１００重量部である）、及び
（Ｃ）下記一般式：
[化４]
ＲａＳｉＸ４−ａ （５）
（式中、Ｒは、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の１価炭化水素基であり、Ｘは、互いに独立に、ケトオキシム基、アルコキシ基または １−メチルビニロキシ基であり、ａは０、１または２である。）で表される有機ケイ素化合物および／またはその部分加水分解縮合物からなる硬化剤 ０〜３０重量部、
（Ｄ）硬化触媒の触媒量
を含有することを特徴とするオルガノポリシルメチレン組成物および該組成物より成る硬化物を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のオルガノポリシルメチレンを含む組成物は、優れた耐熱性、電気絶縁性、機械的強度、光学的特性を有し、シリコーンゴムの欠点である気体透過性や過酷な使用条件下での耐水性、耐加水分解性などに優れる特性を有する硬化物を提供する。また、本発明のオルガノポリシルメチレンを含む組成物は、従来のシリコーンゴム同様の成型加工性を有し、成型装置など従来の加工機械がそのまま転用できる。本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物から得られる成型体は、シリコーンゴムと同様に絶縁材料、封止材料、ケーブル、パッキン、コネクター等の電気、電子部品、自動車部品、半導体装置等に好適に用いられる。また、その光学的特性を生かし、レンズや透明封止材料などの用途に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施例１で製造した化合物のＮＭＲである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について、詳細に説明する。
【００１４】
（Ａ）オルガノポリシルメチレン
（Ａ）成分は、下記一般式（１）で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有し、好ましくは２５℃における粘度が１〜１，０００，０００ｍｍ２／ｓであるオルガノポリシルメチレンである。
【化５】
式中、Ｒ３は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、ｋは１〜１００、好ましくは１〜５０、ｎは１〜１０００、好ましくは１〜１００、さらに好ましくは１〜５０の整数である。
【００１５】
式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０、好ましくは１〜６の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子より選ばれる基である。該１価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基；これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、シアノ基等で置換されたクロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−シアノエチル基等が挙げられる。中でも、メチル基およびフェニル基が好ましい。特に、メチル基が組成物の硬化特性、硬化物の柔軟性の点から好ましく、Ｒ１の５０％以上はメチル基であることが好ましい。
【００１６】
Ｒ２は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０、好ましくは１〜６の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、（Ｒ１）３ＳｉＣＨ２−より選ばれる基である。該１価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基；これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、シアノ基等で置換された、クロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−シアノエチル基等が挙げられる。中でも、メチル基およびフェニル基が好ましい。特に、メチル基が組成物の硬化特性、硬化物の柔軟性の点から好ましく、Ｒ１の５０％以上はメチル基であることが好ましい。
【００１７】
中でも、下記式（２）で表わされるオルガノポリシルメチレンが好ましい。
【化６】
（式中、Ｒ２は、互いに独立に、メチル基またはＹ（ＣＨ３）２ＳｉＣＨ２−であり、Ｒ３は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｙは炭素数１〜４のアルコキシ基または水酸基であり、ｋ、ｎは上述の通り。）
【００１８】
上記式（１）で表されるオルガノポリシルメチレンは、下記式（３）で表される、シルメチレン単位の繰り返しの数が互いに同一または異なるオルガノポリシルメチレンを加水分解反応して合成する方法により製造することができる。また必要に応じて、加水分解反応の後、さらにＫＯＨ、ＮａＯＨ等の強アルカリでアルカリ重合し、水洗中和することにより本発明のオルガノポリシルメチレンを得ることができる。
【化７】
（式中、Ｒ４は、塩素基、水酸基、または炭素数１〜４のアルコキシ基である。Ｒ１、Ｒ２、ｋは上述の通り。）
【００１９】
上記式（１）で表わされるオルガノポリシルメチレンとして、例えば下記のものが挙げられる。
【化８】
【００２０】
本発明はまた、（Ａ）上記一般式（１）のオルガノポリシルメチレン、任意的な（Ｃ）特定の硬化剤、及び（Ｄ）硬化触媒を含有することを特徴とする縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物である。本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物は、下記一般式（４）で表される（Ｂ）オルガノポリシロキサンをさらに含有していてもよい。
【００２１】
（Ｂ）オルガノポリシロキサン
（Ｂ）成分は、（Ａ）オルガノポリシルメチレンの一部を代替する任意成分であり、下記一般式（４）で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有し、好ましくは２５℃における粘度が１〜１，０００，０００ｍｍ２／ｓであるオルガノポリシロキサンである。
【化９】
式中、ｍは０〜３００、好ましくは０〜１００、さらに好ましくは０〜２０の整数である。
【００２２】
式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０、好ましくは１〜６の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子より選ばれる基である。該１価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基；これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、シアノ基等で置換されたクロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−シアノエチル基等が挙げられる。Ｒ１の少なくとも２がアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子から選ばれ、これ以外のＲ１としてはメチル基であることが好ましい。
【００２３】
中でも、下記式（６）で表わされる両末端水酸基オルガノポリシロキサンが好ましい。
【化１０】
（Ｒ１は、互いに独立に炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基であり、ｍは０〜３００、好ましくは０〜１００、さらに好ましくは０〜２０の整数である。）
【００２４】
特に、下記式に示されるようなポリジメチルシロキサン、または両末端水酸基ポリジメチルシロキサン‐ポリメチルフェニルシロキサン共重合体が好ましい。
【化１１】
（式中、ｍは前述の通りであり、ｐ＋ｑは１〜３００、好ましくは１〜１００、さらに好ましくは１〜２０の整数である。）
【００２５】
本発明のオルガノポリシルメチレン組成物は（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００重量部に対し、（Ａ）成分１〜１００重量部、（Ｂ）成分０〜９９重量部、好ましくは（Ａ）成分３０〜１００重量部、（Ｂ）成分０〜７０重量部で含有するのがよい。（Ａ）成分が前記下限値未満では、耐水性、光学的特性などオルガノポリシルメチレンの特徴が発現しない。
【００２６】
（Ｃ）硬化剤
（Ｃ）硬化剤は（Ａ）成分オルガノポリシルメチレン及び（Ｂ）成分オルガノポリシロキサンと縮合反応することで架橋結合を形成し、３次元網状構造のゴム弾性体を与える。本発明の硬化剤は、下記一般式（５）で表わされる有機ケイ素化合物および／またはその部分加水分解縮合物であり、１分子中に２以上のケトオキシム基、アルコキシ基または 1-メチルビニロキシ基を有する。部分加水分解縮合物とは、部分的に加水分解した有機ケイ素化合物が縮合反応して得られるオルガノポリシロキサンである。
[化１２]
ＲａＳｉＸ４−ａ （５）
（式中、Ｒは、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の１価炭化水素基であり、Ｘは、互いに独立に、ケトオキシム基、アルコキシ基または１−メチルビニロキシ基であり、ａは０、１または２である。）
【００２７】
式（５）において、Ｒは互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子より選ばれる基である。該１価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；ビニル基、アリル基等のアルケニル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基；これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、シアノ基等で置換されたクロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−シアノエチル基等が挙げられる。中でも、メチル基、エチル基、ビニル基およびフェニル基が好ましい。
【００２８】
このような式（５）の有機ケイ素化合物としては、例えば、メチルトリス（ジエチルケトオキシム）シラン、メチルトリス（メチルエチルケトオキシム）シラン、ビニルトリス（メチルエチルケトオキシム）シラン、フェニルトリス（ジエチルケトオキシム）シラン等のケトオキシム基含有シラン化合物；トリメトキシメチルシラン、トリメトキシフェニルシラン、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリエトキシフェルシラン、トリエトキシビニルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のアルコキシ基含有シラン化合物；トリ（１−メチルビニロキシ）メチルシラン、トリ（１−メチルビニロキシ）フェニルシラン、トリ（１−メチルビニロキシ）ニルシラン等の１−メチルビニロキシ基含有シラン化合物が挙げられる。本発明の硬化剤は上記有機ケイ素化合物の部分加水分解縮合物であってもよい。また、これらの硬化剤は１種単独でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２９】
（Ｃ）成分は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００重量部に対して、通常０〜３０重量部、好ましくは１〜２０重量部、より好ましくは１〜１０重量部で配合するのがよい。前記下限値未満では、組成物の保存安定性、加工性が低下し、保存中にゲル化してしまうことがある。また前記上限値超では、硬化収縮が大きくなり、得られる硬化物の物性が低下することがある。
【００３０】
（Ｄ）硬化触媒
（Ｄ）硬化触媒は（Ａ）成分及び（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の縮合反応を促進させるための触媒である。このような硬化触媒としては、例えば、スズオクトエート、コバルトオクトエート、マンガンオクトエート、亜鉛オクトエート、スズオクトエート、スズカプリレート、スズオレエート等のカルボン酸金属塩；ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオレエート、ジフェニルスズジアセテート、酸化ジブチルスズ、ジブチルスズジメトキシド、ジブチルビス(トリエトキシ)スズ、ジオクチルスズジラウレート等の有機スズ化合物；テトラブチルチタネート、テトラ-1-エチルへキシルチタネート、テトライソプロペニルチタネート等のチタン酸エステル；テトラ(オルガノシリコネート)チタン等の有機チタン化合物；トリエタノールアミントタネート、チタンアセチルアセトナート等のチタンキレート化合物；アルコキシアルミニウム化合物類等が挙げられる。また、硬化触媒は、下記に示す2-グアニジル基含有シラン化合物であることができる。
【００３１】
【化１３】
（式中、Ｍｅはメチル基を意味する。）
【００３２】
硬化触媒の配合量は触媒量としての有効量であり、希望する硬化速度に応じて適宜増減すればよく特に制限されるものではないが、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｃ）成分の合計量１００質量部に対し、０．０１〜１０質量部、特に、０．１〜５質量部程度の範囲で配合するのがよい。
【００３３】
その他の配合成分
本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物には、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分に加えて、本発明の目的および効果を損なわない範囲で、補強性充填剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、導電性付与剤、接着性付与剤、着色剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤など各種機能性添加剤を配合してもよい。例えば、煙霧質シリカ、沈澱法シリカなどの補強性充填剤、けいそう土、グラファイト、酸化アルミニウム、マイカ、クレイ、カーボン、酸化チタン、ガラスビーズなどの充填剤、導電材料、顔料、滑剤、離型剤としてのポリジメチルシロキサンなどを添加することが出来る。
【００３４】
本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物は、上記成分をプラネタリーミキサーや品川ミキサー等により常法に準じて混合することにより得ることができる。また、本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物の硬化方法、硬化条件は、組成物の種類に応じて公知の方法、条件を採用することができる。本発明の縮合型の組成物は大気中の湿気で硬化するので、湿気を避けた雰囲気中で保存する必要がある。硬化は、温度６０〜１５０℃、湿度２０〜８０％の雰囲気下、０．５〜２４時間で行うのがよい。
【００３５】
本発明の縮合硬化型オルガノポリシルメチレン組成物は、機械的特性、耐熱性、電気絶縁性、耐水性、気体透過性、光学特性に優れ、特に透明性を必要とするＬＥＤ用レンズやＬＥＤ用封止材料など光学材料に最適な材料である。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記において「部」は重量部を意味し、粘度は２５℃での測定値（東機産業製ＢＭタイプ回転粘度計にて測定）である。
【００３７】
［実施例１］
オルガノポリシルメチレン（Ａ１）の合成
下記式（７）のクロル基含有シルメチレン１０００ｇ（３．０１モル）をキシレン８００ｇに溶解し、水５００ｇとキシレン２５０ｇの混合溶媒系に６０℃で滴下し、加水分解反応をした。ついで、室温で３時間熟成反応をした後、廃酸分離、水洗洗浄、濾過の後、１６０℃／５ｍｍＨｇで３０分間ストリップした。
【００３８】
【化１４】
【００３９】
１Ｈ−ＮＭＲによる分析の結果、得られた生成物は下記式（８）で表わされる構造のオルガノポリシルメチレン（Ａ１）であることがわかった（粘度５ｍｍ２／ｓ）。１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を図１に示す。（ＮＭＲ：日本電子社製ＪＮＭ−ＬＡ３００ＷＢ、３００ＭＨｚ、１Ｈ−ＮＭＲ、重溶媒としてＤＭＳＯ−ｄを使用。）
【化１５】
【００４０】
［実施例２］
オルガノポリシルメチレン（Ａ２）の合成
上記式（７）のクロル基含有シルメチレン１０００ｇ（３．０１モル）をキシレン８００ｇに溶解し、水５００ｇとキシレン２５０ｇの混合溶媒系に６０℃で滴下し、加水分解反応をした。ついで、室温で３時間熟成反応をした後、廃酸分離、水洗洗浄、１４０℃で共沸脱水した。この末端水酸基導入ポリシルメチレンにＫＯＨ０．２ｇを添加し、１４０℃、１０時間反応させてアルカリ重合し、ついで中和、濾過の後、１６０℃／５ｍｍＨｇで３０分間ストリップして、下記式（９）のオルガノポリシルメチレン（Ａ２）を得た（粘度２０ｍｍ２／ｓ）。
【００４１】
【化１６】
【００４２】
［実施例３］
実施例１で調製したオルガノポリシルメチレン（Ａ１）１００部、テトラエトキシシラン（Ｃ１）２．０部、（Ｄ）ジブチルスズジラウレート０．２部を均一に混合して縮合硬化型ポリシルメチレン組成物を得た。この組成物を、縦１３０×横１７０×深さ２（ｍｍ）の金型に注入し、デシケータにいれ減圧（１０Ｔｏｒｒ）で１０分間脱泡後、２５℃および相対湿度６０％の雰囲気中に１週間放置して硬化させ、厚さ１．０ｍｍのポリシルメチレン硬化物を調製した。諸物性を評価した結果を表１に示す。
【００４３】
［実施例４］
実施例２で調製したオルガノポリシルメチレン（Ａ２）１００部、下記式（１０）で示されるメチルトリス（ジエチルケトオキシム）シラン（Ｃ２）２．０部、及び（Ｄ）ジブチルスズジラウレート０．２部を均一に混合して縮合硬化型ポリシルメチレン組成物を得た。実施例３と同様の方法でポリシルメチレン硬化物を調製した。諸物性を評価した結果を表１に示す。
【００４４】
【化１７】
【００４５】
［実施例５］
実施例１で調製したオルガノポリシルメチレン（Ａ１）７０部、下記式（１１）で示され粘度１０ｍｍ２／ｓのジメチルポリシロキサン（Ｂ１）３０部、テトラエトキシシラン（Ｃ１）２．０部、及び（Ｄ）ジブチルスズジラウレート０．２部を均一に混合して縮合硬化型ポリシルメチレン‐ポリシロキサン共重合性組成物を得た。実施例３と同様の方法でポリシルメチレン‐ポリシロキサン硬化物を調製した。諸物性を評価した結果を表１に示す。
【００４６】
【化１８】
【００４７】
［実施例６］
実施例２で調製したオルガノポリシルメチレン（Ａ２）５０部、上記式（１１）で示され粘度２５ｍｍ２／ｓのジメチルポリシロキサン（Ｂ１）５０部、テトラエトキシシラン（Ｃ１）２．０部、及び（Ｄ）ジブチルスズジラウレート０．２部を均一に混合して縮合硬化型ポリシルメチレン‐ポリシロキサン共重合性組成物を得た。実施例３と同様の方法でポリシルメチレン‐ポリシロキサン硬化物を調製した。諸物性を評価した結果を表１に示す。
【００４８】
［比較例］
上記式（１１）で示され粘度２５ｍｍ２／ｓのジメチルポリシロキサン（Ｂ１）１００部、テトラエトキシシラン（Ｃ１）２．０部、及び（Ｄ）ジブチルスズジラウレート０．２部を均一に混合して縮合硬化型ポリシロキサン組成物を得た。実施例３と同様の方法でポリシロキサン硬化物を調製した。諸物性を評価した結果を表１に示す。
【００４９】
上記各硬化物の物性評価は以下の方法で行った。結果を表１に示す。
（１）外観は、硬化物の外観を目視で観察し、変色の有無、透明性を目視にて評価した。
（２）硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３準拠タイプＡデュロメータにて測定した。
（３）引っ張り強度、伸び、密度、体積抵抗率、絶縁破壊強度、比誘電率、誘電正接は、ＪＩＳ Ｋ６２４９に準拠して測定した。
（４）水蒸気透過性は、ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠して測定した。
【００５０】
【表１】
【００５１】
表１より、実施例３〜６のオルガノポリシルメチレン硬化物は、透明性を有し、機械的強度に優れ、水蒸気透過性が少ない。比較例の硬化物は機械的強度が劣り、水蒸気透過性が大きい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のオルガノポリシルメチレン組成物は、機械的特性、耐熱性、電気絶縁性、耐水性、気体透過性、光学特性に優れ、特に透明性を必要とするＬＥＤ用レンズやＬＥＤ用封止材料など光学材料に最適な材料である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）：
【化１】
（式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子より選ばれる基であり、Ｒ２は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子、（Ｒ１）３ＳｉＣＨ２−より選ばれる基であり、Ｒ３は、水素原子、または炭素原子数１〜４のアルキル基より選ばれる基、ｋは１〜１００の整数、ｎは１〜１０００の整数である）
で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシルメチレン。
【請求項２】
（Ａ）下記一般式：
【化２】
（式中、Ｒ２は、互いに独立に、メチル基またはＹ（ＣＨ３）２ＳｉＣＨ２−であり、Ｒ３は、水素原子、または炭素原子数１〜４のアルキル基であり、Ｙは炭素数１〜４のアルコキシ基または水酸基であり、ｋは１〜１００の整数、ｎは１〜１０００の整数である。）で表される請求項１に記載のオルガノポリシルメチレン。
【請求項３】
下記一般式：
【化３】
（式中、Ｒ４は、塩素基、水酸基、または炭素数１〜４のアルコキシ基である。Ｒ１、Ｒ２、ｋは上述の通り）で表される、シルメチレン単位の繰り返しの数が互いに同一または異なるオルガノポリシルメチレンの加水分解反応により請求項１または２に記載のオルガノポリシルメチレンを製造する方法。
【請求項４】
（Ａ）請求項１または２に記載のオルガノポリシルメチレン １〜１００重量部、
（Ｂ）下記一般式：
【化４】
（式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子より選ばれる基であり、ｍは０〜３００の整数である）で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシロキサン ０〜９９重量部（但し、（Ａ）と（Ｂ）の合計は１００重量部である）、及び
（Ｃ）下記一般式：
[化５]
ＲａＳｉＸ４−ａ （５）
（式中、Ｒは、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の１価炭化水素基であり、Ｘは、互いに独立に、ケトオキシム基、アルコキシ基または１−メチルビニロキシ基であり、ａは０、１または２である）で表される有機ケイ素化合物および／またはその部分加水分解縮合物からなる硬化剤 ０〜３０重量部、
（Ｄ）硬化触媒の触媒量
を含有することを特徴とするオルガノポリシルメチレン組成物。
【請求項５】
（Ａ）請求項１または２に記載のオルガノポリシルメチレン ３０〜１００重量部、
（Ｂ）請求項４に記載のオルガノポリシロキサン ０〜７０重量部（但し、（Ａ）と（Ｂ）の合計は１００重量部である）、及び
（Ｃ）請求項４に記載の硬化剤 ０〜３０重量部、
（Ｄ）硬化触媒の触媒量
を含有することを特徴とするオルガノポリシルメチレン組成物。
【請求項６】
（Ｂ）オルガノポリシロキサンが下記一般式：
【化６】
（Ｒ１は、互いに独立に炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基であり、ｍは０〜３００の整数である）で表わされるオルガノポリシロキサンである請求項４または５に記載のオルガノポリシルメチレン組成物。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載のオルガノポリシルメチレン組成物を硬化してなるオルガノポリシルメチレン硬化物。
【請求項１】
下記一般式（１）：
【化１】
（式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子より選ばれる基であり、Ｒ２は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子、（Ｒ１）３ＳｉＣＨ２−より選ばれる基であり、Ｒ３は、水素原子、または炭素原子数１〜４のアルキル基より選ばれる基、ｋは１〜１００の整数、ｎは１〜１０００の整数である）
で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシルメチレン。
【請求項２】
（Ａ）下記一般式：
【化２】
（式中、Ｒ２は、互いに独立に、メチル基またはＹ（ＣＨ３）２ＳｉＣＨ２−であり、Ｒ３は、水素原子、または炭素原子数１〜４のアルキル基であり、Ｙは炭素数１〜４のアルコキシ基または水酸基であり、ｋは１〜１００の整数、ｎは１〜１０００の整数である。）で表される請求項１に記載のオルガノポリシルメチレン。
【請求項３】
下記一般式：
【化３】
（式中、Ｒ４は、塩素基、水酸基、または炭素数１〜４のアルコキシ基である。Ｒ１、Ｒ２、ｋは上述の通り）で表される、シルメチレン単位の繰り返しの数が互いに同一または異なるオルガノポリシルメチレンの加水分解反応により請求項１または２に記載のオルガノポリシルメチレンを製造する方法。
【請求項４】
（Ａ）請求項１または２に記載のオルガノポリシルメチレン １〜１００重量部、
（Ｂ）下記一般式：
【化４】
（式中、Ｒ１は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基、アルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子より選ばれる基であり、ｍは０〜３００の整数である）で表され、ケイ素原子に結合したアルコキシ基、水酸基、またはハロゲン原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシロキサン ０〜９９重量部（但し、（Ａ）と（Ｂ）の合計は１００重量部である）、及び
（Ｃ）下記一般式：
[化５]
ＲａＳｉＸ４−ａ （５）
（式中、Ｒは、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数１〜１０の１価炭化水素基であり、Ｘは、互いに独立に、ケトオキシム基、アルコキシ基または１−メチルビニロキシ基であり、ａは０、１または２である）で表される有機ケイ素化合物および／またはその部分加水分解縮合物からなる硬化剤 ０〜３０重量部、
（Ｄ）硬化触媒の触媒量
を含有することを特徴とするオルガノポリシルメチレン組成物。
【請求項５】
（Ａ）請求項１または２に記載のオルガノポリシルメチレン ３０〜１００重量部、
（Ｂ）請求項４に記載のオルガノポリシロキサン ０〜７０重量部（但し、（Ａ）と（Ｂ）の合計は１００重量部である）、及び
（Ｃ）請求項４に記載の硬化剤 ０〜３０重量部、
（Ｄ）硬化触媒の触媒量
を含有することを特徴とするオルガノポリシルメチレン組成物。
【請求項６】
（Ｂ）オルガノポリシロキサンが下記一般式：
【化６】
（Ｒ１は、互いに独立に炭素原子数１〜１０の、アルケニル基を除く１価炭化水素基であり、ｍは０〜３００の整数である）で表わされるオルガノポリシロキサンである請求項４または５に記載のオルガノポリシルメチレン組成物。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載のオルガノポリシルメチレン組成物を硬化してなるオルガノポリシルメチレン硬化物。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−４２７４９（Ｐ２０１１−４２７４９Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９２２０９（Ｐ２００９−１９２２０９）
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]