可固化有机硅组合物、其固化产物及光学半导体器件的制作方法_2

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乙烯基乙氧基硅烷、二乙基乙烯基乙氧基硅烷、二乙 烯基甲基甲氧基硅烷和三乙烯基甲氧基硅烷;酰氧基硅烷,诸如三甲基乙酰氧基硅烷、二甲 基苯基乙酰氧基硅烷、二甲基乙烯基乙酰氧基硅烷、甲基苯基乙烯基乙酰氧基硅烷、二乙基 乙烯基乙酰氧基硅烷、二乙烯基甲基乙酰氧基硅烷和三乙烯基乙酰氧基硅烷;卤代硅烷,诸 如三甲基氯硅烷、二甲基苯基氯硅烷、二甲基乙烯基氯硅烷、甲基苯基乙烯基氯硅烷、二乙 基乙烯基氯硅烷、二乙烯基甲基氯硅烷和三乙烯基氯硅烷;羟基硅烷,诸如三甲基羟基硅 烧、^甲基苯基羟基硅烷、^甲基乙烯基羟基硅烷、甲基苯基乙烯基羟基硅烷、^乙基乙稀 基羟基硅烷、二乙烯基甲基羟基硅烷和三乙烯基羟基硅烷;以及这些的两种或更多种类型 的混合物。
[0026] 在上述制备方法中,根据需要,用于引入由式:RSSiO^表示的硅氧烷单元的硅烷 化合物(V)或环状有机硅化合物(VI)或者用于引入由式:Si04/2表示的硅氧烷单元的硅烷化 合物或硅烷低聚物可与有机聚硅氧烷反应。在该式中,R1可为相同或不同的,并且各自为具 有1至12个碳的烷基基团、具有2至12个碳的烯基基团、具有6至20个碳的芳基基团或具有7 至20个碳的芳烷基基团,并且其例子与上述基团相同。
[0027] 这样的硅烷化合物的例子包括烷氧基硅烷,诸如二甲基二甲氧基硅烷、甲基乙基 二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、 四甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基乙基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、 甲基苯基^乙氧基硅烷、^苯基^乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷;乙醜氧基硅烷,诸如^甲基 二乙酰氧基硅烷、甲基乙烯基二乙酰氧基硅烷、甲基苯基二乙酰氧基硅烷、二苯基二乙酰氧 基硅烷和四乙酰氧基硅烷;卤代硅烷,诸如二甲基二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、甲基苯 基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷和四氯硅烷;以及羟基硅烷,诸如二甲基二羟基硅烷、甲基乙 烯基二羟基硅烷、甲基苯基二羟基硅烷和二苯基二羟基硅烷。这样的环状有机硅化合物的 例子包括环状二甲基硅氧烷低聚物、环状甲基乙烯基硅氧烷低聚物、环状苯基甲基硅氧烷 低聚物和环状二苯基硅氧烷低聚物。此外,硅烷低聚物的例子包括四甲氧基硅烷的部分水 解产物和四乙氧基硅烷的部分水解产物。
[0028] 上述制备方法的特征在于,如有必要,硅烷化合物(I )、硅烷化合物(II )、和二硅氧 烷(III)和/或硅烷化合物(IV)以及上述另一种硅烷化合物(V)、环状有机硅化合物(VI)、或 硅烷低聚物在存在酸或碱的情况下进行水解/缩合反应。应当注意,在上述制备方法中,二 硅氧烷(III)和/或硅烷化合物(IV)、或硅烷化合物(V)和/或环状有机硅化合物(VI)需要为 至少包含具有2至12个碳的烯基基团的化合物(一种或多种)。
[0029] 上述酸的例子包括盐酸、乙酸、甲酸、硝酸、草酸、硫酸、磷酸、聚磷酸、多元羧酸、三 氟甲烷磺酸和离子交换树脂。此外,上述碱的例子包括无机碱,诸如氢氧化钾和氢氧化钠; 以及有机碱性化合物,诸如三乙胺、二乙胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨水、四甲基氢 氧化铵、具有氨基基团的烷氧基硅烷、和氨基丙基三甲氧基硅烷。
[0030]此外,有机溶剂可用于上述制备方法中。所使用的有机溶剂的例子包括醚、酮、乙 酸酯、芳族或脂族烃、和γ-丁内酯;以及此类溶剂的两种或更多种类型的混合物。优选的有 机溶剂的例子包括丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚醋酸酯、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙 二醇单丁醚、丙二醇单叔丁醚、γ-丁内酯、甲苯和二甲苯。
[0031 ]在制备方法中为了加速组分中的每种的水解和缩合反应,优选地添加水或水和醇 的混合溶液。甲醇和乙醇是醇的优选例子。如果使用有机溶剂并且该反应通过加热而加速, 则该反应优选地在有机溶剂的回流温度下进行。
[0032] 组分(Α)可通过共混单独制备的有机聚硅氧烷而获得。在这些情况下,无需每种有 机聚硅氧烷均对应于上文指定的平均单元式,并且其混合物可满足上述平均单元式。
[0033] 组分(Β)为用于赋予通过固化本发明组合物而获得的固化产物柔性的组分,并且 为在分子中具有至少两个硅键合的烯基基团和至少一个硅键合的芳基基团的直链有机聚 硅氧烷。组分(Β)中的烯基基团的例子包括乙烯基基团、烯丙基基团、丁烯基基团、戊烯基基 团和己烯基基团。这些例子中,乙烯基基团是优选的。此外,组分(Β)中的芳基基团的例子包 括苯基基团、甲苯基基团、二甲苯基基团和萘基基团。在这些例子中,苯基基团是优选的。此 外,组分(Β)中除了烯基基团和芳基基团之外的键合到硅原子的基团的例子包括烷基基团, 诸如甲基基团、乙基基团、丙基基团、丁基基团、戊基基团、己基基团和庚基基团;芳烷基基 团,诸如苄基基团和苯乙基基团;卤代烷基基团,诸如氯甲基基团、3-氯丙基基团和3,3,3_ 三氟丙基基团。这些例子中,甲基基团是优选的。组分(B)的粘度不受特别限制,并且在25°C 下的粘度优选地在1〇至1〇,〇〇〇,〇〇〇11^.8的范围内,在10至1,000,00〇1]^.8的范围内,或 在10至100,OOOmPa · S的范围内。这是因为当组分(B)的粘度小于上述范围的下限时,所获 得的固化产物的机械强度趋于减小,而另一方面,当组分(B)的粘度超过上述范围的上限 时,所获得的组合物的处理/可加工性趋于减小。
[0034] 组分(B)的分子结构是直链的,并且这样的组分(B)的例子包括由以下通式表示的 有机聚硅氧烷:
[式1]
[0035] 在该式中,R1为相同或不同的,并且各自为具有1至12个碳的烷基基团、具有2至12 个碳的烯基基团、具有6至20个碳的芳基基团或具有7至20个碳的芳烷基基团,并且其例子 与上述基团相同。然而,分子中的至少两个R 1为烯基基团。此外,在该式中,R2为相同或不同 的,并且各自为具有6至20个碳的芳基基团或具有7至20个碳的芳烷基基团,其例子与上述 基团同义,并且优选地为苯基基团。此外,在该式中,R 3为相同或不同的,并且各自为具有1 至12个碳的烷基基团,其例子与上述基团同义,并且优选地为甲基基团。
[0036] 此外,在该式中,m为0到800的整数,η为0到300的整数,并且〇为0到300的整数,前 提条件是111、11和〇满足:11^11且5<111+11+〇<1,000。优选地,111为0到500的整数,11为0到200的整 数,并且〇为0到200的整数,前提条件是m、n和〇满足η且5 Sm+η+ο < 500。这是因为当m、n 和〇小于或等于上述范围的上限时,组合物的处理/可加工性将增强。这也因为当m+n+o在上 述范围内时,可赋予固化产物柔性。
[0037] 组分(B)由上述通式表示但在不损害本发明目标的范围内也可具有硅键合的烷氧 基基团,诸如甲氧基基团、乙氧基基团或丙氧基基团,或硅键合的羟基基团。
[0038] 这种类型的组分(B)的例子包括有机聚硅氧烷,诸如下述那些。应当注意,在所述 式中,Me表示甲基基团,Vi表示乙烯基基团,而且Ph表示苯基基团,并且π/为1到100的整数, Υ为1到50的整数,而且c/为1到50的整数,前提条件是π/ 且nZ+rZ+c/ <100。 ViMe2SiO(Me2SiO)^ SiMe2Vi ViPhMeSiO(Me2SiO)m^ SiMePhVi ViPh2SiO(Me2SiO)^ SiPh2Vi ViMe2SiO(Me2SiO)^ (Ph2Si0)n^ SiMe2Vi ViPhMeSiO(Me2Si〇V (Ph2SiO)n' SiPhMeVi ViPh2SiO(Me2SiOV (Ph2Si〇V SiPh2Vi ViMe2SiO(MePhSiO)(y SiMe2Vi MePhViSiO(MePhSiO)<y SiMePhVi Ph2ViSiO(MePhSiO)(y SiPh2Vi ViMe2SiO(Ph2SiO)^ (PhMeSiO)<y SiMe2Vi ViPhMeSiO(Ph2SiO)n' (PhMeSiO)<y SiPhMeVi ViPh2SiO(Ph2SiO)n^ (PhMeSiO)<y SiPh2Vi
[0039] 组分(B)的含量在每100质量份组分(A)O.l至150质量份的范围内,优选地在1至 1〇〇质量份的范围内,进一步优选地在1至75质量份的范围内。这是因为当组分(B)的含量大 于或等于上述范围的下限时,可赋予固化产物柔性,而当该含量小于或等于上述范围的上 限时,固化产物的机械特性是有利的。
[0040] 组分(C)为本发明的组合物的交联剂,并且为在分子中具有至少两个硅键合的氢 原子的有机聚硅氧烷。组分(C)的分子结构的例子包括直链、部分支化的直链、支链、环状和 树枝状。这些例子中,直链、部分支化的直链和树枝状是优选的。组分(C)中硅键合的氢原子 的键合位置不受特别限制,并且例如,该键合位置可在分子链的末端处和/或在分子链的侧 链处。此外,组分(C)中除了氢原子之外键合到硅原子的基团的例子包括烷基基团,诸如甲 基基团、乙基基团和丙基基团;芳基基团,诸如苯基基团、甲苯基基团和二甲苯基基团;芳烷 基基团,诸如苄基基团和苯乙基基团;卤代烷基基团,诸如3-氯丙基基团和3,3,3_三氟丙基 基团;缩水甘油氧基烷基基团,诸如3-缩水甘油氧基丙基基团和4-缩水甘油氧基丁基基团; 以及烷氧基甲娃烷基烷基基团,诸如二甲氧基甲娃烷基乙基基团、二甲氧基甲娃烷基丙基 基团、三乙氧基甲硅烷基乙基基团和二甲氧基甲基甲硅烷基乙基基团。这些例子中,甲基基 团和苯基基团是优选的。组分(C)的粘度不受特别限制,并且在25°C下的粘度优选地在1至 10,000mPa · s的范围内,并且特别优选地在1至1,000mPa · s的范围内。
[0041] 组分(C)的这样的有机聚硅氧烷的例子包括包括1,1,3,3_四甲基二硅氧烷、1,3, 5,7_四甲基环四硅氧烷、三(二甲基氢甲硅烷氧基)甲基硅烷、三(二甲基氢甲硅烷氧基)苯 基硅烷、1-(3-缩水甘油氧基丙基)-1,3,5,7_四甲基环四硅氧烷、1,5_二(3-缩水甘油氧基 丙基)-1,3,5,7_四甲基环四硅氧烷、1-(3-缩水甘油氧基丙基)-5-三甲氧基甲硅烷基乙基-1,3,5,7_四甲基环四硅氧烷、在两个分子末端用三甲基甲硅烷氧基基团封端的甲基氢聚硅 氧烷,二甲基硅氧烷与在两个分子末端用三甲基甲硅烷氧基基团封端的甲基氢硅氧烷、在 两个分子末端用二甲基氢甲硅烷氧基基团封端的二甲基聚硅氧烷的共聚物,二甲基硅氧烷 与在两个分子末端用二甲基氢甲硅烷氧基基团封端的甲基氢硅氧烷的共聚物,甲基氢硅氧 烷与在两个分子末端用三甲基甲硅烷氧基基团封端的二苯基硅氧烷的共聚物,甲基氢硅氧 烷、二苯基硅氧烷与在两个分子末端用三甲基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷的共聚 物,三甲氧基硅烷的水解/缩合反应产物,由(CH 3)2HSiOi/2单元和Si〇4/2单元组成的共聚物, 由(CH3)2HSi0l/2单元和Si〇4/2单元以及(C6H5)Si〇3/2单元组成的共聚物,以及这些物质中的 两种或更多种类型的混合物。
[0042] 作为组分(C),进一步举例说明以下有机硅氧烷。 应当注意,在所述式中,Me表不甲基基团,Ph表不苯基基团,并且Naph表不奈基基团;e、 f、g和h为各自满足以下条件的数值:0.1 <e<0.7,0<f《0.5,0<g<0.7,0.1 <h<0.9且e +f+g+h=l;并且p为1到100的整数,而且q为1或更大的整数,前提条件是p+q为100或更小的 整数。 HMe2SiO(Ph2SiO)PSiMe2H HMePhSiO(Ph2SiO)PSiMePhH HMeNaphSiO(Ph2SiO)PSiMeNaphH HMePhSiO(Ph2SiO)p(MePhSiO)qSiMePhH HMePhSiO(Ph2SiO)P(Me2SiO)qSiMePhH (HMe2SiOi/2)e(PhSi〇3/2)h (HMePhSi0i/2)e(PhSi03/2)h (HMePhSi0i/2)e(NaphSi03/2)h (HMe2SiOi/2)e(NaphSi〇3/2)h (HMePhSi0i/2)e(HMe2Si0i/2)f(PhSi03/2)h (HMe2SiOi/2)e(Ph2Si〇2/2)g(PhSi〇3/2)h (HMePhSiOi/2)e(Ph2Si〇2/2)g(PhSi〇3/
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