有机硅凝胶组合物及其用图
【技术领域】
[0001] 本发明设及有机娃凝胶组合物，所述组合物在固化时能提供具有优异透明度、耐 热性和耐寒性的有机娃凝胶固化材料。本发明还设及包含有机娃凝胶组合物的用于电子部 件的密封剂W及包含有机娃凝胶固化材料的电子部件。本发明要求于2013年9月3日提交的 日本专利申请No. 2013-182085的优先权，该专利申请的内容W引用方式并入本文。
【背景技术】
[0002] 有机娃凝胶组合物是加成反应固化性有机聚硅氧烷组合物，其包含:具有娃键合 的氨原子（即，SiH基团）的有机氨聚硅氧烷;具有締基诸如娃键合的乙締基的有机聚娃氧 烧；W及销基催化剂;并且加成反应固化性有机聚硅氧烷组合物通过娃键合的氨原子与締 基的加成反应而提供凝胶状且具有低交联密度的固化材料(例如，专利文献1至3)。通过加 热有机娃凝胶组合物而固化的有机娃凝胶固化材料能用于保护电子部件，诸如运载工具用 及供消费者使用的电子部件，运是由于它们具有优异的耐热性、耐候性、耐油性、耐寒性、电 绝缘性质等等，而且具有低弹性模量和低应力。其他弹性体产品并不会同时表现出低弹性 模量和低应力，运是有机娃凝胶固化材料的特性。近年来，由于需要增强运载工具用及供消 费者使用的电子部件的可靠性等等，也逐渐要求由密封用有机娃凝胶固化材料形成的有机 娃凝胶材料具有耐热性。
[0003] 在典型的娃橡胶中，填充填料诸如炭或氧化铁的方法一直用作提高耐热性的方 法。然而，该方法不容易应用于要求具有透明度和低粘度的有机娃凝胶材料，运是由于设及 填充填料的方法会带来负面影响，诸如透明度下降、填料沉淀W及因粘度增加所致的可加 工性降低。
[0004] 另一方面，已知的是使用姉化合物来赋予耐热性（例如，专利文献4至7)。具体地 讲，专利文献4提出，通过在提供凝胶状固化材料的加成反应固化性有机聚硅氧烷组合物中 使用在15(TC或更高的溫度下对包含姉化合物等等的硅氧烷组合物进行热处理所得的含姉 反应产物，可获得与常规有机娃凝胶固化材料相比在高溫下具有优异耐热性的有机娃凝胶 固化材料。
[0005] 然而，近年来，运些电子部件(特别是有机娃忍片）的操作溫度已从大约15(TC的常 规操作溫度升高至大约175°C，同时在称为"功率装置"的电子部件中的应用越来越普遍。另 夕h由于SiC半导体越来越普遍，日益需要20(TC或更高的操作溫度。此外，与常规电子部件 相比，运些电子部件日渐在苛刻条件下使用，所述苛刻条件设及高溫W及显著的溫差和/或 溫度的快速变化。当在比常规使用条件更高的溫度和更苛刻的条件下使用时，由运些公知 的有机娃凝胶组合物所得的有机娃凝胶固化材料需要进一步改善耐热性。另外，当常规有 机娃凝胶固化材料用于例如太空或溫差较显著的高缔度地点使用的运载工具的功率单元 或电子部件时，并且当功率单元或电子部件暴露于低于-4(TC的低溫时，存在发生劣化运样 的问题。 背景文献 专利文献 [0006] 专利文献1:日本未经审查的专利申请公布NO.S48-017847A 专利文献2:日本未经审查的专利申请公布No. S56-143241A 专利文献3:日本未经审查的专利申请公布No.册2-269771A 专利文献4:日本未经审查的专利申请公布No.册1-272682A 专利文献5:日本未经审查的专利申请公布No.册3-250051A 专利文献 6: W0/2008/082001 专利文献7:日本未经审查的专利申请公布No. 2008-291148A
【发明内容】
[0007] 鉴于上述情况，完成了本发明。本发明的一个目的是提供有机娃凝胶组合物，所述 有机娃凝胶组合物具有优异的胆存稳定性并且提供有机娃凝胶固化材料，所述有机娃凝胶 固化材料在高溫下具有优异的耐热性和透明度，即使当固化材料在高溫下长时间使用时也 能够保持低弹性模量、低应力和高透明度，在低于-40°C的低溫下具有优异的耐寒性，并且 几乎不会引起凝胶劣化。此外，本发明的另一个目的是提供包含有机娃凝胶组合物的用于 电子部件的密封剂W及包含由有机娃凝胶组合物固化所得的有机娃凝胶固化材料的电子 部件。 问题的解决方案
[0008] 由于为解决上述问题而进行了勤勉研究，本发明人已发现可通过使用有机娃凝胶 组合物来解决上述问题，所述有机娃凝胶组合物包含：（A)支链有机聚硅氧烷，所述支链有 机聚硅氧烷具有支链结构，并且平均每分子具有至少两个締基，并且25°C下的粘度在10至 10,000mPa ? S的范围内；（B)有机氨聚硅氧烷；（C)销基加成反应催化剂；W及(D)具体量的 碱金属娃醇盐与姉盐的反应产物，因此完成了本发明。此外，本发明人已发现可通过进一步 包含如下物质来更有效地解决上述问题:相对于组分(A)的量而言具体比例的(A2)直链有 机聚硅氧烷，其每分子具有至少两个締基，因此完成了本发明。另外，本发明人已发现可通 过包含有机娃凝胶组合物的用于电子部件的密封剂W及包含由有机娃凝胶组合物固化所 得的有机娃凝胶固化材料的电子部件来解决上述问题，因此完成了本发明。
[0009] 具体地讲，本发明的有机娃凝胶组合物是包含W下物质的有机娃凝胶组合物： (A) 量为100质量份的支链有机聚硅氧烷，其平均每分子具有至少两个键合到娃原子的 締基，并且25°C下的粘度在10至10,000mPa ? S的范围内； (B) 有机氨聚硅氧烷，其量使得键合到娃原子的氨原子的量为组合物总量中每一个键 合到娃原子的締基对应有0.7至1.2个，每分子具有至少两个键合到娃原子的氨原子(下文 也简称"娃键合的氨原子"），并且25°C下的粘度在2至l，000mPa ? S的范围内； (C) 销基加成反应催化剂，其量使得销基金属的量占组合物总量的0.01至l，0(K)ppm; W 及 (D) 量为0.2至10.0质量份的（dl)碱金属娃醇盐与(d2)选自氯化姉和姉簇酸盐的至少 一种姉盐的反应产物。
[0010] 本发明的有机娃凝胶组合物更优选地还包含(A2)直链有机聚硅氧烷，其量为每 100质量份组分(A)对应有2至150质量份，每分子具有至少两个键合到娃原子的締基，并且 25°C下的粘度在1.0至10,OOOmPa ? S的范围内。
[0011] 在构成组分(A)的支链有机聚硅氧烷分子的总硅氧烷单元之中，优选80.0至99.8 摩尔％的单元为R2Si〇2/2单元，0.1至10.0摩尔％的单元为RSi〇3/2单元，并且0.1至10.0摩 尔％的单元为R3SiOi/2单元(所有R基团表示键合到娃原子的单价控基）；并且运些R基团之 中，0.25至4.00摩尔％优选地为键合到娃原子的締基。
[0012] 在本发明的有机娃凝胶组合物中，组分（D)的反应产物优选地包含0.5至5.0质 量％的姉金属。具体地讲，组分(D)的组分(dl)优选地为通过如下方式获得的碱金属娃醇盐 化合物:使用(dl-2)碱金属氨氧化物使(dl-1)至少一种环状有机聚硅氧烷进行开环反应， 然后使所得产物与(dl-3)25°C下粘度在10至10,000mPa ? S范围内的有机聚硅氧烷进一步 反应。此外，组分(D)的配混量优选地使得组分(D)中姉金属的含量为基于组合物的总量计 0.005 至 0.15 质量 ％。
[0013] 本发明的有机娃凝胶组合物适合用作电子部件的密封剂，特别是功率装置的透明 密封剂。
[0014] 本发明的有机娃凝胶固化材料是基本上透明的，并且由JIS K 2220定义的1/4稠 度的直读值为10至150。
[0015] 根据本发明，可提供包含本发明的有机娃凝胶固化材料的电子部件，特别是包含 有机娃凝胶固化材料的功率装置。相似地，还可提供具有有机娃凝胶固化材料的普通照明 装置、光学基板或光电基板。
[0016] 通过使用本发明的有机娃凝胶组合物及其固化材料，可提供保护要求具有特别是 耐热性和耐寒性并且在苛刻条件下使用的半导体忍片的方法。注意，半导体忍片包括发光 半导体元件，诸如LED。 本发明的有利效果
[0017] 本发明的有机娃凝胶组合物具有优异的胆存稳定性，并且在固化时，所述组合物 可提供有机娃凝胶固化材料，所述有机娃凝胶固化材料在超过200°C的高溫下具有优异的 耐热性和透明度，即使当固化材料在高溫下长时间使用时也能够保持低弹性模量、低应力 和高透明度，在低于-40°C的低溫下具有优异的耐寒性，并且几乎不会引起凝胶劣化。此外， 根据本发明，可提供包含有机娃凝胶组合物的用于电子部件的密封剂W及包含有机娃凝胶 固化材料的电子部件。当由本发明的有机娃凝胶组合物固化所形成的有机娃凝胶固化材料 用于保护电子部件诸如IC和混合IC的目的时，由于即使在超过200°C (即SiC半导体所需的 溫度)的高溫下有机娃凝胶固化材料也可保持透明度，并且几乎不会在低溫下劣化，此外因 其具有优异的耐热性而增强了长期耐久性，因此可提供即使当在有显著溫差的苛刻条件下 使用时也具有高可靠性和高耐久性的电子部件。
[0018] 通过使用本发明的有机娃凝胶组合物及其固化材料，可提供保护要求具有特别是 耐热性和耐寒性并且在苛刻条件下使用的半导体忍片的方法。与使用常规有机娃凝胶的保 护方法相比，由上述保护方法所得的半导体忍片充当的电子部件即使当在太空、高缔度地 点、极端环境下等等使用时也具有高可靠性和高耐久性。
【具体实施方式】
[0019] 下文将更详细描述运些组分中的每一者。注意，在本说明书中，粘度是根据JIS K 7117-1使用B型粘度计在25°C下测得的值。
[0020] [有机娃凝胶组合物] (A)支链有机聚硅氧烷 组分(A)的支链有机聚硅氧烷是有机娃凝胶组合物的基础化合物(基础聚合物)之一。 支链有机聚硅氧烷因有一定量RSi〇3/2单元而具有支链结构，平均每分子具有至少两个键合 到娃原子的締基，并且具有10至10 ,OOOmPa ? S范围内的粘度。
[0021] 通过使用该组分，本发明的有机娃凝胶组合物可提供有机娃凝胶固化材料，所述 有机娃凝胶固化材料特别是即使在低于-4(TC的低溫下也具有优异的耐寒性。此外，当与组 分化)组合使用时，该组分可提供有机娃凝胶固化材料，所述有机娃凝胶固化材料即使在超 过20(TC的高溫下也具有优异的透明度和耐热性，并且即使当固化材料在高溫下长时间使 用时也能够保持低弹性模量、低应力和高透明度。
[0022] 支链有机聚硅氧烷(A)可由W下平均结构式1表示： (I?3Si01/2)l(R2Si〇2/2)m(RSi〇3/2)n (式1) 在式1中，R表示单价控基，并且 1、m和n各自独立地为大于或等于1的整数，并且优选地1+m+n小于或等于200。
[0023] 支链有机聚硅氧烷(A)优选地具有一定量的支链结构W便为本发明的有机娃固化 材料赋予适当耐寒性。具体地讲，在构成支链有机聚硅氧烷(A)分子的总硅氧烷单元之中， 优选80.0至99.8摩尔％的单元为R2Si〇2/2单元，0.1至10.0摩尔％的单元为RSi〇3/2单元，并 且0.1至10.0摩尔％的单元为RsSi化/2单元。也就是说，式1中的比率m: n: 1优选地为80.0至 99.8:0.1至 10.0:0.1 至 10. (Lm:n: 1更优选地为 80.0 至 98.9:1.0 至10.0:0.1至 10.0,并且进 一步优选80.0至96.9:3.0至10.0:0.1至10.0。作为具有运