JPH07233326A - 酸含有半田融剤に対して硬化しうるオルガノシロキサン組成物 - Google Patents

酸含有半田融剤に対して硬化しうるオルガノシロキサン組成物

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JPH07233326A
JPH07233326A JP32435094A JP32435094A JPH07233326A JP H07233326 A JPH07233326 A JP H07233326A JP 32435094 A JP32435094 A JP 32435094A JP 32435094 A JP32435094 A JP 32435094A JP H07233326 A JPH07233326 A JP H07233326A
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ジョセフ ビルグライアン カール
Carol Anne Hoag
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ウエスト ウィルソン スティーブン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カルボン酸又はケイ素に結合した水素原子と
反応性の他の化合物を含む半田融剤及びペーストの存在
下に白金で触媒されたヒドロシリル化反応によって硬化
する貯蔵安定なオルガノシロキサン組成物を提供する。 【構成】 特定の濃度の次の成分からなる組成物:1)
1分子あたり2つのケイ素に結合した水素原子を含む鎖
延長剤、2)1分子あたり少なくとも3つのケイ素に結
合した水素原子又はアルケニル基を有する架橋剤、3)
少なくとも3つのアルコキシ基又はアルキルポリシリケ
ートを有するシラン、及び4)オルガノチタネート。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒドロシリル化反応に
よる硬化を阻害することが知られている半田融剤及び半
田ペーストの存在下に硬化するオルガノシロキサン組成
物に関する。
【0002】
【従来の技術】オルガノシロキサン材料、エラストマ
ー、樹脂及びゲルは、それらをエレクトロニクス及び電
気の部品のための皮膜、カプセル材料及び埋め込み材料
として使用するのに望ましいものとする多数の物理的、
化学的及び電気的性質を示す。
【0003】典型的な用途において、トランジスター、
集積回路及び他のソリッドステート装置のようなエレク
トロニクス部品が半田により取り付けられてきた印刷回
路基板のような基体に、硬化性オルガノシロキサン組成
物が適用されている。次いでこのオルガノシロキサン組
成物は硬化される。多数の用途において、ゲルは、熱に
よって引き起こされるエレクトロニクス部品の膨張に由
来する応力に対応してこの材料を伸びさせる低モジュラ
スに基づいて、エラストマー材料又は樹脂状材料よりも
望ましい。緩和されないときは、これらの応力はデリケ
ートなワイヤーボンドの破断を引き起こすに充分であ
り、これはその部品の誤動作を引き起こす。
【0004】ヒドロシリル化反応により硬化するオルガ
ノシロキサン組成物は、それらが比較的低温で硬化し、
硬化の間に望ましくない副生物を発生しないので、電気
の及びエレクトロニクスの回路の保護のために好まし
い。この硬化反応はビニルのようなアルケニル基及びケ
イ素に結合した水素原子を含む。
【0005】オルガノシロキサン組成物の1つの欠点
は、ケイ素に結合した水素原子が水及び水酸基を含む有
機化合物と反応する能力である。これらの反応は、この
オルガノシロキサン組成物が硬化するのに有用なケイ素
に結合した水素原子の数を減らす。特に、水及びアルコ
ールやカルボン酸のような有機化合物の存在下にヒドロ
シリル化反応を用いてオルガノシロキサン組成物を完全
に硬化するのはしばしば難しい。
【0006】後にソリッドステートの集積回路及び他の
エレクトロニクス部品が導電性半田によって固定される
印刷回路基板から、不純物、特にオイル及びグリースを
除くために、以前には用いられた有機溶媒を省略するこ
とが、電子産業における最近のトレンドとなっている。
半田融剤が、適切な半田の流れ、並びにエレクトロニク
ス部品及び回路基板のリード又はボデーの間の良好な電
気接触の確立を達成する能力を、これらオイル及びグリ
ースは阻害しうる。
【0007】多数の用途において、従来の半田融剤は、
比較的多量のカルボン酸を含む融剤及び半田ペーストに
よって置き換えられてきた。これらの酸含有融剤及びペ
ーストは、「ノークリーン(no−clean)」半田
融剤及びペーストとして知られている。
【0008】先行技術の代表は、次の特許公報である:
EP−A0471475、US−A5145933及び
US−A4340709。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、実質
的な量のカルボン酸を含む「ノークリーン」半田融剤及
び半田ペーストの存在下に白金で触媒されたヒドロシリ
ル化反応により硬化する貯蔵安定な一液型オルガノシロ
キサン組成物を提供することである。
【0010】ここで用いられている用語「貯蔵安定な」
とは、一液型組成物が40℃までの温度で7日の間硬化
しないことを意味する。結局、この用語「硬化」は、本
発明組成物が、オルガノシロキサン組成物と酸含有半田
融剤又は半田ペーストとの境界で実質的に液体材料なし
にゲル又はエラストマーを形成する能力をのことをい
う。
【0011】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明
は、カルボン酸又はケイ素に結合した水素原子と反応性
の他の化合物を含む、白金で触媒されたヒドロシリル化
反応によって硬化する一液型の貯蔵安定なオルガノシロ
キサン組成物を導入する。本発明組成物は、特定の濃度
の、1)1分子あたり2つのケイ素に結合した水素原子
を有する鎖延長剤、2)1分子あたり少なくとも3つの
ケイ素に結合した水素原子又はアルケニル基を含む架橋
剤、3)触媒抑制剤としてのアセチレンアルコール、及
び4)アルキルポリシリケート又は4つのアルコキシ基
又は3つのアルコキシ基及び非置換の又は置換された1
価の炭化水素基、及び5)オルガノチタネートが存在す
ることを特徴とする。前記架橋剤は、本発明組成物中に
存在するケイ素に結合した水素原子の70〜95%を含
む。
【0012】本発明組成物は、半田融剤の領域におい
て、硬化の程度及び硬化した材料の物理的性質に実質的
に影響することなしに均一に硬化する。本発明組成物
は、長期間に亘って全体積を通して比較的柔らかいまま
でなければならないゲルを調製するのに特に有用であ
る。
【0013】本発明は、次のA〜Gを含むオルガノシロ
キサン組成物を提供する: A)1分子あたり少なくとも2つのアルケニル基を有す
る液体ポリオルガノシロキサン; B)1分子あたり2つのケイ素に結合した水素原子を含
む第1のオルガノハイドロジェンシロキサンを含む鎖延
長剤; C)1分子あたり少なくとも3つのケイ素に結合した水
素原子を含み、且つ前記組成物中に存在するケイ素に結
合した水素原子の70〜95モル%を含み、前記組成物
中においてケイ素に結合した水素原子対アルケニル基の
モル比が0.3〜2である第2のオルガノハイドロジェ
ンシロキサンを含む架橋剤; D)少なくとも80℃の温度で前記組成物の硬化を促進
するに充分な量の周期律表の白金族金属及び前記金属の
化合物から選ばれた硬化触媒; E)前記組成物の重量を基準として0.2〜1wt%
の、一般式(R1 O)nSiR2 4-nで示されるシラン及
び一般式(R1 O)2 SiO(ここに、R1 はアルキル
又はアルコキシアルキル基を表し、R2 は非置換の又は
置換された1価の炭化水素基を表し、nは3又は4であ
る)から選ばれる接着促進剤; F)前記組成物の重量を基準として0.01〜0.1w
t%のオルガノチタニウム化合物;並びに G)前記オルガノチタニウム化合物と共に前記組成物に
貯蔵安定性を与え、一方では前記組成物が120℃の温
度で60分未満の時間で前記組成物を硬化させる量のア
セチレンアルコール(acetylenic alco
hol)。
【0014】本発明組成物の「ノークリーン」半田融剤
及びペーストの存在下に硬化し、接着する特異な能力の
原因である1つの成分は、成分E、1分子あたり3つ又
は4つのアルコキシ基を含むシラン即ちアルキルポリシ
リケートである。1分子あたり4つのアルコキシ基を含
むシランはアルキルオルソシリケートとしても知られて
いる。
【0015】前記アルコキシ官能性シランは、式(R1
O)n SiR2 4-nで示され、有用なアルキルポリシリケ
ートは、反復単位(R1 O)2 SiOを含む。これらの
式において、R1 はアルキル又はアルコキシアルキル基
を表し、R2 は非置換の又は置換された1価の炭化水素
基を表し、nは3又は4である。
【0016】R1 で示されるアルキル基は、好ましくは
炭素原子数1〜4であり、最も好ましくはメチル又はエ
チルである。R1 はアルコキシアルキル基、例えばメト
キシエチルでありうる。
【0017】R2 で示される炭化水素基は、アルキル、
例えばメチル、パーフルオロアルキルエチル、例えば
3,3,3−トリフルオロプロピル、シクロアルキル、
例えばシクロヘキシル、アリール、例えばフェニル、ア
ルカリル、例えばトリル、又はアラルキル、例えばベン
ジルでありうる。R2 で示される炭化水素基上に存在す
る置換基は、この基が本発明オルガノシロキサン組成物
の、半田融剤又はペーストの存在下での硬化及び接着を
阻害せず、またその貯蔵安定性を40℃までの温度にお
いて標準の7日未満に下げない限り、有機官能性基、例
えばエポキシであり得る。
【0018】R2 は好ましくは炭素原子数1〜4のアル
キル、3,3,3−トリフルオロプロピル又はフェニル
であり、最も好ましくはメチルである。
【0019】我々の特別の量で用いると、前記アルコキ
シ置換シラン又はアルキルポリシリケートは、オルガノ
シロキサン組成物の、酸含有半田融剤を含む基体への接
着を、この組成物の硬化を阻害することなく、改善す
る。
【0020】前記接着促進成分は、硬化性オルガノシロ
キサン組成物の0.2〜1wt%を構成する。ポリシリ
ケートの濃度が1wt%を超えると、酸含有半田融剤及
びペーストの存在下にオルガノシロキサン組成物の硬化
が阻害されるようである。
【0021】前記接着促進成分の加水分解を触媒するこ
とに加えて、本発明オルガノチタニウム化合物、成分F
は白金触媒抑制剤と相互に作用して本発明オルガノシロ
キサン化合物の貯蔵安定性を増す。この効果は、酸含有
半田融剤又はペーストの存在下に硬化する能力に悪影響
を与えることなしに、本発明の選択された触媒抑制剤を
用いるだけで達成することはできない。
【0022】このオルガノチタニウム化合物は、アルコ
キシ又は他の加水分解性基を含むシロキサン及びシラン
の水蒸気で開始される加水分解を触媒することが知られ
ているどんなものであってもよい。有用なチタニウム化
合物の例としては、チタニウムナフテネート、チタニウ
ムエステル、例えばテトラブチルチタネート、テトラ−
2−エチルヘキシルチタネート、テトラフェニルチタネ
ート及びトリエタノールアミンチタネート;US−A3
294739のオルガノシロキシチタニウム化合物及び
US−A3334067のβ−ジカルボニルチタニウム
化合物である。好ましい化合物はテトラアルキルチタネ
ート、例えばテトラブチルチタネート、テトライソプロ
ピルチタネート及びβ−ジカルボニルチタニウム化合
物、例えばビス(アセチルアセトニル)ジイソプロピル
チタニウム及び2,5−ジイソプロポキシ−ビス−エチ
ルアセトアセテートチタニウムがある。
【0023】前記オルガノチタニウム化合物は、本発明
組成物の0.01〜0.1wt%を構成する。好ましい
組成物において、オルガノチタニウム化合物の濃度は
0.04wt%を超えるべきでない。0.01wt%未
満では本発明組成物の貯蔵安定性を長くするという点に
ついての前記オルガノチタニウム化合物の有益な効果は
明らかでなく、一方上限を超えると、前記組成物は40
℃までの温度での7日間の貯蔵の後の、120℃での6
0分未満に硬化する能力を失う。
【0024】前記液体ポリジオルガノシロキサン、本発
明の硬化性オルガノシロキサン組成物の成分Aは、この
組成物の主な成分である。この成分は各分子中に少なく
とも2つのケイ素に結合したアルケニル基を含む。適当
なアルケニル基は、炭素原子数1〜10であり、例を挙
げれば、ビニル、アリル及び5−ヘキシルである。成分
A中に存在するアルケニル基以外のケイ素に結合した有
機基は、典型的には1価の炭化水素基及びハロゲン化炭
化水素基であり、アルキル基、炭化水素基メチル、エチ
ル及びプロピル;アリール基、例えばフェニル;並びに
ハロゲン化アルキル基、例えば3,3,3−トリフルオ
ロプロピルを含む。
【0025】成分Aの分子構造は、典型的には直鎖状で
あるが、分子内に3価のシロキサン単位の存在による枝
分かれがあってもよい。本発明組成物の硬化によって調
製されるエラストマー及びゲルに有効な水準の物性を達
成するために、この成分の分子量は25℃の粘度0.1
Pa・s超を達成するに充分であるべきである。成分A
の分子量の上限は特に限定されず、一般には硬化性オル
ガノシロキサン化合物の加工性によってのみ限定され
る。
【0026】成分Aの好ましい態様は2つの末端位置に
アルケニル基を含むポリジオルガノシロキサンであり、
次の一般式Iで示される。
【0027】
【化2】
【0028】(ここに、R3 はビニル又は他のアルケニ
ル基であり、R4 及びR5 はエチレン性不飽和を含ま
ず、個別に1価の飽和の及び芳香族の炭化水素基並びに
1価の飽和の及び芳香族のハロ炭化水素基から選ばれ、
mは、少なくとも100センチポアズ(0.1Pa・
s)、好ましくは0.1〜10Pa・sに等しい粘度に
等しい重合度を表す。R4 及びR5 で表される炭化水素
基は、非置換の、又は本発明組成物の硬化を阻害しない
ハロゲン原子のような基で置換されていてもよい)。
【0029】前記R4 及びR5 で示される置換基は同じ
でも異なっていてもよく、炭素原子数1〜20である。
対応するモノマー類の入手しやすさから、炭素原子数1
〜10が好ましい。最も好ましくは、各ケイ素原子上の
炭化水素基の少なくとも1つはメチルであり、残りのも
のが有るとすれば、それはフェニル及び/又は3,3,
3−トリフルオロプロピルである。これらが好ましいの
は、前記ポリジオルガノシロキサンを調製するのに一般
に用いられる反応体の入手の容易さ及びこれらポリジオ
ルガノシロキサンから調製される硬化されたエラストマ
ーに望まれる性質の故である。これらの理由から、R3
は好ましくは炭素原子数2〜10であり、最も好ましく
はビニル又は5−ヘキシルである。
【0030】エチレン性不飽和炭化水素基を末端位置に
のみ有する成分Aの代表的具体例は、ジメチルビニルシ
ロキシ末端ポリジメチルシロキサン、ジメチルビニルシ
ロキシ末端ポリメチル−3,3,3−トリフルオロプロ
ピルシロキサン、ジメチルビニルシロキシ末端ジメチル
シロキサン/3,3,3−トリフルオロプロピルメチル
シロキサンコポリマー及びジメチルビニルシロキシ末端
ジメチルシロキサン/メチルフェニルシロキサンコポリ
マーである。
【0031】対応するハロシランの加水分解及び縮合に
より、又は環状ジオルガノシロキサンの縮合により、本
発明組成物の成分Aを調製する方法は、特許及び他の文
献に充分に開示されているので、この明細書に詳細な説
明をすることは必要でない。
【0032】本発明組成物には、2種のオルガノハイド
ロジェンシロキサンが存在する。1つは、1分子あたり
2個のケイ素に結合した水素原子を有するものであり、
成分B、即ち鎖延長剤である。第2のオルガノハイドロ
ジェンシロキサンは、1分子あたり少なくとも3個のケ
イ素に結合した水素原子を含み、成分C、即ち架橋剤で
ある。
【0033】この鎖延長剤の水素原子は、好ましくはポ
リオルガノシロキサン分子の末端ケイ素原子に結合して
いる。
【0034】この鎖延長剤の機能は、「ノークリーン」
半田融剤中に存在するカルボン酸との反応により失われ
たケイ素に結合した水素原子を補償するものである。本
発明組成物におけるケイ素に結合した水素原子対ビニル
又は他のエチレン性不飽和炭化水素基のモル比は、一般
的には0.5又はそれ以下であるので、半田ペースト又
は融剤中に存在する酸との反応により、本発明における
架橋剤中のケイ素に結合した水素原子の小さなパーセン
テージでも失われれば、本発明オルガノシロキサン組成
物が完全に硬化する能力に悪い影響を与えるであろう。
前記オルガノシロキサン組成物及び被覆され又は封入さ
れる基体の間の境界において、このことは特にそうであ
る。
【0035】本発明オルガノシロキサン組成物を硬化す
るために利用できるケイ素に結合した水素原子の損失を
補償する1つの方法は、1分子あたり少なくとも3つの
ケイ素に結合した水素原子を含む架橋反応体を必要な濃
度より多く添加することである。もし、水素原子の予測
された濃度より少ない水素原子が融剤と反応すれば、こ
の解決法は本発明組成物の、望みのゲル種の生成物を超
える過剰の硬化をもたらしうる。我々は、意外にも、も
し過剰のケイ素に結合した水素原子が、1分子あたりた
だの2つのケイ素に結合した水素原子を有するオルガノ
ハイドロジェンシロキサンとして存在するならば、この
問題を縮小することができることを見いだした。
【0036】従って、本発明における鎖延長剤は、本発
明の硬化性組成物中に存在する全てのケイ素に結合した
水素原子の5〜30%を含んでいる。
【0037】この鎖延長剤は成分Aの末端アルケニル基
と反応し、これによってその成分の2又はそれ以上の分
子を相互に架橋して、その有効分子量を増し、潜在的な
架橋部位の間の距離を長くする。これは、本発明の硬化
性組成物の当初の粘度を減らすという有利な効果を追加
する。
【0038】前記鎖延長剤がジシロキサンであるとき
は、これは式(R6 2HSi)2 Oで表される。
【0039】鎖延長剤として用いうる好ましいポリオル
ガノシロキサンは、式HR6 2SiO 1/2 で表される末端
単位、及び式R7 2SiOで表される非末端オルガノシロ
キサン単位を含む。これらの式において、R6 及びR7
は、エチレン性不飽和のない非置換の又は置換された1
価の炭化水素基を表す。これらの炭化水素基は成分Aの
R4 と同じ群から選ばれる。
【0040】本発明組成物は、架橋剤として1分子あた
り少なくとも3個のケイ素に結合した水素原子又はアル
ケニル基を含むオルガノハイドロジェンシロキサンを含
む。ヒドロシリル化触媒、成分Dの存在下に、成分B及
びC中の前記ケイ素に結合した水素原子は、成分A中の
ケイ素に結合したアルケニル基と付加反応を行い、この
組成物の架橋と硬化を行う。
【0041】成分C中に存在するケイ素に結合した有機
基は、成分Aの有機基と同じ1価の炭化水素基及び水素
化炭化水素基の群から選ばれる。成分Cの分子構造は、
直鎖、分岐含有直鎖、環状又は網状でありうる。前記架
橋剤の反復単位は、式R8 aSiO(4-a)/2 (ここに、
各R8 は、個別に水素及びR6 と同じ群から選ばれる非
置換の又は置換された1価の炭化水素基から選ばれ、a
は0、1、2又は3である)。
【0042】異なったaの値を有するシロキサン単位の
組み合わせが存在しうること、架橋剤の各分子の少なく
とも3単位において、R8 置換基の少なくとも1つはは
水素又はアルケニルである。aが0である単位は、硬化
剤中に存在する単位の50モル%までを構成しうる。
【0043】成分Cの分子量は特に限定されないが、粘
度が、25℃で0.5〜2Pa・sの範囲であるものが
好ましい。
【0044】成分Cの濃度は、前記オルガノシロキサン
組成物を望みの硬度に硬化するに必要な架橋度を与える
に充分なものである。架橋剤によって寄与されたケイ素
に結合した水素原子の合計量は、架橋剤及び鎖延長剤の
両方によって寄与されたケイ素に結合した水素原子対本
発明組成物中に存在するビニル又は他のアルケニル基の
モル比が0.4〜1.2であるようなものである。更
に、全てのケイ素に結合した水素原子の少なくとも5%
を提供する。このパーセンテージの好ましい範囲は、少
なくとも部分的には、硬化された物質の望みの硬さ、こ
の硬化性組成物中の充填材の存否及び成分Aの分子量に
よって決定されるであろう。
【0045】本発明の組成物の硬化はヒドロシリル化触
媒の存在によって達成され、この触媒は周期律表の白金
族からの金属又はそのような金属の化合物である。これ
らの金属は白金、パラジュウム及びロジウムを含む。白
金及びパラジウムの化合物は、これら触媒のヒドロシリ
ル化反応における高い活性水準の故に好ましい。
【0046】好ましい硬化触媒の例としては、白金黒、
種々の担体上の白金金属、塩化白金酸、塩化白金酸のア
ルコール溶液並びに液体エチレン性不飽和化合物、例え
ばオレフィン及びケイ素に結合したエチレン性不飽和炭
化水素基を含むオルガノシロキサンを有する塩化白金又
は塩化白金酸の配位錯体がある。塩化白金酸とエチレン
性不飽和炭化水素基を含むオルガノシロキサンの錯体
は、US−A3419593に記載されている。
【0047】本発明組成物における成分Dの濃度は、成
分A、B及びCの合計重量を基準にして白金族金属0.
1〜500wppm、好ましくは1〜50wppmである。
【0048】白金族金属0.1ppm 未満では硬化は満足
に進まず、一方500ppm を超えて用いても硬化速度に
さほどの増大は見られず、従って不経済である。
【0049】上述の成分A、B、C及びDの混合物は周
囲温度で硬化を始めるであろう。本発明組成物は、適当
な貯蔵時間を得るために単一の容器に入れられるので、
典型的には少なくとも1カ月、周囲条件、典型的には2
5℃の下での触媒活性は、適当な抑制剤の添加によっ
て、遅延させたり抑制させたりしなければならない。
【0050】本発明組成物に使用するための適当な白金
触媒抑制剤は、US−A3445420に記載されてい
るアセチレンアルコール類(acetylenic a
lcohols)である。炭素原子数4より大の穏やか
に揮発性のアセチレンアルコールが好ましい。本発明組
成物のオルガノチタネート化合物と組み合わせて、これ
らのアルコールは周囲条件下、典型的には25〜40℃
でのヒドロシリル化触媒の活性を抑制する。この際、こ
の組成物のノークリーン半田融剤の存在下における80
℃を超える温度でのこの組成物の硬化を抑制することが
ない。
【0051】白金族金属1モルあたり抑制剤濃度1モル
という低濃度でも、場合によっては好ましい組成物に満
足な貯蔵安定性を付与し、一方では、半田融剤の実質的
量が融解する前に、この組成物を少なくとも部分的に硬
化させるであろう。与えられた組成物における与えられ
た抑制剤についての最適濃度は、日常的な実験により容
易に決定できるから、これは本発明の一部を構成しな
い。
【0052】もしも、触媒抑制剤としてのアセチレンア
ルコール類(acetylenicalcohols)
を用いて達成しうるよりも長い貯蔵時間が必要ならば、
追加の抑制剤を加えることができ、又は本発明硬化性組
成物の複数の成分を、2又はそれ以上の容器中に入れる
ことができ、この場合、ヒドロシリル化触媒及びオルガ
ノハイドロジェンシロキサンは別々の容器に入れる。こ
れらの容器の内容物は、本発明抑制剤を用いて達成しう
る貯蔵時間内にこの組成物を硬化させることが望まれる
とき一緒にする。
【0053】本発明組成物の貯蔵安定性を増すために加
えることができる、アセチレンアルコール以外の触媒抑
制剤は、アミン、特に、N,N,N’,N’−テトラア
ルキルアルキレンジアミン、例えばN,N,N’,N’
−テトラメチルエチレンジアミンを含む。これらのアミ
ンは、一般にはアセチレンアルコール類よりも強力な抑
制剤なのでそれらの濃度範囲は比例して少なくなる。
【0054】本発明組成物によって調製されるある種の
硬化エラストマーを特徴付ける高水準の引き裂き強度及
び他の物性を獲得するためには、微細に分割したシリカ
のような補強充填材の添加が望ましいであろう。前記硬
化性組成物の加工の間に「クレーピング(crepin
g)」又は「クレープハードニング(crepe ha
rdening)」と呼ばれる現象を防ぐために、シリ
カ又は他の補強充填材はしばしば1又はそれ以上の処理
剤で処理される。
【0055】微細に分割された形のシリカは補強充填剤
であることが好ましい。コロイド状シリカは、特に好ま
しい。その理由はそれらが大きな表面積を持っているか
らであり、それは1gあたり少なくとも50m2である。
本発明において用いるのに、1gあたり少なくとも30
0m2の表面積を有する充填剤が好ましい。コロイド状シ
リカは、沈殿型又はフュームド型でありうる。両タイプ
のシリカが商業的に入手可能である。
【0056】本発明組成物において用いられる微細に分
割されたシリカ又は他の補強充填材の量は、少なくとも
部分的には、硬化されたエラストマーに望まれる物性に
よって決定される。液体の又はポンプ輸送可能なポリオ
ルガノシロキサン組成物は、典型的には、ポリジオルガ
ノシロキサンの重量を基準として10〜60wt%のシ
リカを含む。この値は、好ましくは30〜50wt%で
ある。
【0057】前記充填材処理剤は、加工の間、オルガノ
シロキサン組成物のクレーピングを防ぐに適したものと
してこの技術分野で開示された低分子量有機ケイ素化合
物のいずれであってもよい。この処理剤は、典型的には
1分子あたり平均2〜20の反復単位を有する液体ヒド
ロキシ末端ポリジオルガノシロキサン、及び充填材を処
理するための用いられる条件下に加水分解してケイ素に
結合した水酸基を有する化合物を形成するヘキサオルガ
ノジシロキサン及びヘキサオルガノジシラザンのような
有機ケイ素化合物である。好ましくは、処理剤の少なく
とも一部のケイ素に結合した炭化水素基は、成分A、B
及びC中に存在する炭化水素基の大部分と同じである。
少量の水を加工助剤としてシリカ処理剤と共に加えるこ
ともできる。
【0058】前記処理剤は、シリカ又は他の充填剤粒子
の表面上に存在するケイ素に結合した水酸基と反応し
て、これら粒子の間の相互作用を減らすものと考えられ
る。
【0059】シリカ充填剤を用いるときは、それは、好
ましくは本発明組成物の少なくとも一部の他の成分中
で、充填材が完全に処理され、均一に分散されて、均質
な材料が形成されるまで相互にブレンドすることにより
処理する。
【0060】この充填材の処理の間に存在する成分は、
シリカ処理剤及び成分Aのポリジオルガノシロキサンの
少なくとも一部である。
【0061】本発明オルガノシロキサン組成物は、ま
た、接着性に加えて、硬化組成物のある種の物性を高め
又は付与するため、又は硬化性組成物の加工性を促進す
るために、この種の硬化性組成物中に従来存在した1又
はそれ以上の添加剤をも含みうる。
【0062】典型的な添加剤は、非補強性充填材、例え
ば石英、アルミナ、マイカ及び炭酸カルシウム;顔料、
例えばカーボンブラック及び二酸化チタン;染料、難燃
剤、及び熱及び/又は紫外線安定剤である。
【0063】本発明組成物の接着促進成分、成分Bが、
3−グリシドキシプロピルのような反応性基を有する炭
化水素基を有するアルコキシシランであるときは、この
組成物はこの基の反応を促進する触媒の添加されること
が必要であろう。例えば、アルミニウムアセチルアセト
ネートのようなキレート化されたアルミニウム化合物は
エポキサイド基の反応を触媒することが知られている。
【0064】樹脂状オルガノシロキサンコポリマーは、
1又はそれ以上の補強充填材に代えて、又はこれと組み
合わせて、硬化されたオルガノシロキサン組成物の物性
を改善するために用いることができる。
【0065】好ましいタイプのコポリマーは、一般式R
9 3SiO4/2 のトリオルガノシロキシ単位及び一般式C
H2 =CH(R10)2 SiO1/2 のジオルガノビニルシ
ロキシ単位に加えて、一般式SiO4/2 の反復単位を含
みうる。これらの式において、R9 及びR10は、先に成
分AのR4 基について定義したように個別に1価の炭化
水素基又は置換された1価の炭化水素基である。
【0066】トリオルガノシロキシ単位及びジオルガノ
ビニルシロキシ単位の組み合わせ対SiO4/2 単位のモ
ル比は0.7〜1.2である。ビニル含有単位は、好ま
しくは1分子あたり少なくとも2つのビニル基を有する
コポリマーの2〜8wt%を構成する。コポリマーの好
ましい態様において、ジオルガノビニルシロキシ単位:
トリオルガノシロキシ単位:SiO4/2 単位のモル比の
範囲は、0.08〜0.1:0.06〜1:1である。
【0067】本発明組成物は、全成分を周囲温度で混合
することにより調製することができる。先行文献に記載
された混合方法及び装置のいずれも、この目的に用いる
ことができる。用いられる特定の装置は、成分の粘度及
び最終硬化性組成物の粘度によって決定されるであろ
う。適当なミキサーはパドル型ミキサー及びニーダー型
ミキサーである。
【0068】混合中の成分の冷却は、この組成物の時期
尚早な硬化を避けるために、望ましい。
【0069】
【実施例】本発明の硬化性組成物を特徴付ける酸含有半
田融剤及びペーストの存在下に硬化する能力と、貯蔵安
定性との特異な組み合わせを、以下の例は示すであろ
う。以下の例は、特許請求の範囲を限定するものと解す
べきではない。特に断らない限り、例中の全ての部及び
パーセンテージは重量基準であり、粘度は25℃で測定
した。
【0070】(例1)この例は、本発明組成物のオルガ
ノチタネート成分の、貯蔵安定性及び酸含有半田融剤に
対する接着性の両方に対する効果を明らかにする。
【0071】評価した硬化性オルガノシロキサン組成物
は、以下の成分を含んでいた:
【0072】アルケニル置換ポリジオルガノシロキサン
(成分A)として、93.86部のジメチルシロキシ末
端ポリジメチルシロキサンで、粘度が25℃で0.4P
a・sのもの。
【0073】鎖延長剤(成分B1)として、0.54部
のジメチルハイドロジェンシロキシ末端ポリジメチルシ
ロキサンで、粘度0.01Pa・sを示し、0.2重量
部のケイ素に結合した水素原子を有するもの。
【0074】架橋剤(成分C1)として、0.9部のト
リメチルシロキシ末端ポリジメチルシロキサンで、1分
子あたり平均で5個のメチルハイドジェンシロキサン単
位及び3個のジメチルシロキサン単位を有し0.7〜
0.8wt%のケイ素に結合した水素原子を有するも
の。
【0075】ヒドロシリル化触媒(成分D1)として、
六塩化白金酸及びsym−テトラメチルジビニルジシロ
キサンの反応生成物であって、白金含量を0.6wt%
とするに充分な量の液体ジビニルシロキシ−末端ポリジ
メチルシロキサンで希釈したもの0.14部。
【0076】触媒抑制剤(成分G)として、0.003
部のN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミ
ン及び0.054部のフェニルブチノール(G1)又は
特定量の3,5−ジメチルヘキシン−3−オル(G2)
の混合物。
【0077】接着促進剤(成分E)として、特定量のエ
チルポリシリケート(EPS)又はn−プロピルオルソ
シリケート(NPS)。
【0078】有機チタン化合物(成分F)として、テト
ラブチルチタネート(TBT)。
【0079】成分A1、B1、Cl、D1及びG2を、
1部のEPS及び0.1部のTBTと共にブレンドする
ことにより、本発明の硬化性組成物(I)を調製した。
この組成物の貯蔵安定性を、これを43℃に加熱するこ
とにより評価した。この組成物は、これら条件下に67
時間後にも液体であった。
【0080】FR−4型回路基板の表面上に、酸含有
「ノークリーン」型半田ペースト(Alpha Met
alsが製造した390 HRF)の層を広げることに
より、複数の試験サンプルを調製した。この層は厚さ約
2mmであった。次いでこれら複数の基板を225℃の温
度で2分間加熱し、ペーストの融剤部分を基体の表面上
に流出させた。前記半田は小球粒の形で集まった。
【0081】基体が室温に冷却されたとき、硬化性組成
物の薄い層を前記基体の半田で被覆した部分の上に被覆
し、この基体を120℃で30分加熱することにより硬
化させた。
【0082】この加熱の間に前記組成物は硬化してエラ
ストマー状ゲルになった。前記半田を被覆する部分を持
ち上げ、ゲル半田境界を調べた。ゲルと半田ペーストの
境界の物質は部分的に硬化し、グリースのコンシステン
シーを有していた。被覆板を周囲条件下に3日保持し、
境界の他の部分を調べたところ、この境界にあるゲルは
完全に硬化していることが見いだされた。
【0083】組成物Iの硬化能力に対する貯蔵の効果を
評価するために、この材料の15gを周囲条件下に2日
放置した後、120℃に加熱した。この組成物は1時間
の加熱の後に硬化しなかった。結論はオルガノチタネー
トの濃度が高すぎて、これがこの組成物の硬化を阻害し
たと言うことである。
【0084】EPSの濃度を0.6部に減らし、TBT
の濃度を0.07部に減らしたことを除いて、Iと同じ
成分の種類及び量を用いて第2の硬化性組成物(II)を
調製した。組成物Iと同様にして「ノークリーン」半田
ペーストに対して硬化させたとき、硬化したゲル及びペ
ーストの間の境界は、炉から取り出して約16時間後、
乾燥していた。
【0085】新しく調製した15gの組成物IIは120
℃で30分以内に硬化した。4日間貯蔵した後、前記組
成物は150℃の温度に2日曝したが硬化しなかった。
【0086】組成物I及びIIと同じ成分を用い、NPS
の濃度を0.4部とし、TBTの濃度を0.04部とし
て、第3の組成物(III)を調製した。新しく調製したと
き、この組成物は組成物I及びIIがそうであったよう
に、半田融剤上の層として、また塊状の両方で硬化し
た。更に、43℃で6日貯蔵した後、組成物III は12
0℃で30分以内に硬化した。
【0087】第4の組成物(IV)を以下の種類及び量の
成分を用いて調製した:
【0088】98.5部のA1;0.54部のB1;
0.9部のC1;硬化触媒として、白金酸とsym−テ
トラメチルジビニルジシロキサンの反応生成物で、白金
含量が0.6wt%となるように液体ジメチルビニルシ
ロキシ末端ポリジメチルシロキサンで希釈したもの0.
2部;触媒抑制剤として、0.057部の3,5−ジメ
チル−1−ヘキシン−3−オル;0.4部のEPS及び
0.04部のTBT。
【0089】新しく調製した組成物IVは、酸含有「ノー
クリーン」半田ペーストに対して120℃で30分以内
に硬化した。
【0090】新しく調製した組成物IVの粘度は、周囲温
度で3+1/2の貯蔵期間の間、当初の値0.66Pa
・sから変わらなかった。この粘度は、促進老化試験と
して、この組成物を炉中に43℃で7日貯蔵したとき、
0.70Pa・sに増加した。120℃に加熱したと
き、両方の老化したサンプルは、「ノークリーン」半田
ペーストに対してよく硬化した。
【0091】比較のために、0.5部のEPSを用いT
BTなしとする他は組成物IVと同じ種類及び量の成分を
用いて組成物(V)を調製した。この組成物は43℃で
ただの3+1/2日後に硬化した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 83/07 (72)発明者 スティーブン ウエスト ウィルソン アメリカ合衆国,ミシガン,ミッドラン ド,アーリントン ストリート 4106

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次のA〜Gを含むオルガノシロキサン組
    成物: A)1分子あたり少なくとも2つのアルケニル基を有す
    る液体ポリオルガノシロキサン; B)1分子あたり2つのケイ素に結合した水素原子を含
    む第1のオルガノハイドロジェンシロキサンを含む鎖延
    長剤であって、前記組成物中に存在するケイ素に結合し
    た水素原子の5〜30モル%を含むもの; C)1分子あたり少なくとも3つのケイ素に結合した水
    素原子を含み、且つ前記組成物中に存在するケイ素に結
    合した水素原子の70〜95モル%を含み、前記組成物
    中においてケイ素に結合した水素原子対アルケニル基の
    モル比が0.3〜2である第2のオルガノハイドロジェ
    ンシロキサンを含む架橋剤; D)成分A〜Cの合計重量に対して0.1〜500wppm
    の白金族金属を含む周期律表の白金族金属及び前記金属
    の化合物から選ばれた硬化触媒で、少なくとも80℃の
    温度で前記組成物の硬化を促進するもの; E)前記組成物の重量を基準として0.2〜1wt%
    の、一般式(R1 O)nSiR2 4-nで示されるシラン及
    び一般式(R1 O)2 SiO(ここに、R1 はアルキル
    又はアルコキシアルキル基を表し、R2 は非置換の又は
    置換された1価の炭化水素基を表し、nは3又は4であ
    る)から選ばれる接着促進剤; F)前記組成物の重量を基準として0.01〜0.1w
    t%のオルガノチタニウム化合物;並びに G)前記組成物の重量を基準として0.001〜0.1
    wt%の、前記オルガノチタニウム化合物と共に前記組
    成物に貯蔵安定性を与え、一方では前記組成物が120
    ℃の温度で60分未満の時間で前記組成物を硬化させる
    アセチレンアルコール(acetylenic alc
    ohol)。
  2. 【請求項2】 前記オルガノチタニウム化合物がアルキ
    ルチタネート又はβ−ジカルボニルチタニウム化合物で
    あり;前記鎖延長剤の2つの末端単位が式HR6 2SiO
    1/2 で表され、前記反復単位が式R7 2SiOで表され、
    ここに、R6及びR7 はエチレン性不飽和のない非置換
    の又は置換された1価の炭化水素基であり;前記架橋剤
    の反復単位が式R8 a SiO(4-a)/2 で表され、ここに
    各R8は個別に水素及びR6 と同じ群から選ばれる1価
    の炭化水素基であり、aは0、1、2又は3であり、但
    しaが0である単位は前記架橋剤の単位の0〜50モル
    %を構成し;前記ポリオルガノシロキサンは次の一般式
    で示されるポリジオルガノシロキサンであり: 【化1】 (ここに、各R3 はアルケニル基を表し、R4 及びR5
    はエチレン性不飽和を含まず個別に1価の飽和の及び芳
    香族の炭化水素基並びに1価の飽和の及び芳香族のハロ
    炭化水素基から選ばれ、mは粘度が少なくとも0.1P
    a・sに等しい重合度を表し;前記触媒がケイ素に結合
    したエチレン性不飽和炭化水素基を含むオルガノシロキ
    サンを有する塩化白金及び塩化白金酸の配位錯体からな
    る群から選ばれ;前記アセチレンアルコールが炭素原子
    数少なくとも4である、請求項1の組成物。
  3. 【請求項3】 R1 が炭素原子数1〜4のアルキル基を
    表し;R2 がメチル、フェニル又は3,3,3−トリフ
    ルオロプロピル基を表し;前記オルガノチタニウム化合
    物が前記組成物の重量を基準として0.1wt%を超え
    ず;R3 がビニル又は5−ヘキセニル基を表し;R4 が
    メチルであり、R5 がメチル、フェニル及び3,3,3
    −トリフルオロプロピルから選ばれ;前記ポリジオルガ
    ノシロキサンの粘度が0.1〜10Pa・sであり;R
    6 及びR7 が炭素原子数1〜10であり;R8 がR6 と
    同じ群から選ばれ;前記架橋剤の粘度が0.5〜2Pa
    ・sであり;前記配位錯体中に存在するエチレン性不飽
    和炭化水素基がビニル基であり;そして前記組成物が白
    金1モルあたり少なくとも1モルのアセチレンアルコー
    ルを含む、請求項2の組成物。
  4. 【請求項4】 前記オルガノチタニウム化合物がテトラ
    ブチルチタネートであり;前記接着促進剤がアルキルポ
    リシリケートであり;R6 がメチルであり;そしてR7
    がメチル、フェニル及び3,3,3−トリフルオロプロ
    ピルから選ばれる、請求項3の組成物。
  5. 【請求項5】 前記組成物の硬化によって得られる生成
    物がゲルであり、前記組成物中に存在するケイ素に結合
    した水素原子対アルケニル基のモル比が0.3〜0.5
    である、請求項1〜4のいずれかの組成物。
  6. 【請求項6】 前記組成物が40℃までの温度で7日間
    の貯蔵の間に硬化せず;そして少なくとも80℃の温度
    に加熱すると、カルボン酸を含む半田融剤及び半田ペー
    ストの存在下に硬化してゲル又はエラストマーを形成す
    る、請求項1〜5のいずれかの組成物。
JP32435094A 1993-12-27 1994-12-27 酸含有半田融剤に対して硬化しうるオルガノシロキサン組成物 Withdrawn JPH07233326A (ja)

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