改善された熱安定性を有するゲル |
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申请号 | JP2014534555 | 申请日 | 2012-02-09 | 公开(公告)号 | JP2014534292A | 公开(公告)日 | 2014-12-18 |
申请人 | ダウ コーニング コーポレーションDow Corning Corporation; ダウ コーニング コーポレーションDow Corning Corporation; ダウ コーニング コリア リミテッド; ダウ コーニング コリア リミテッド; | 发明人 | イー バグウェイガー ドラブ; イー バグウェイガー ドラブ; デソプ ヒュン; デソプ ヒュン; ジェイ メッシング ケリー; ジェイ メッシング ケリー; アール ラーソン ケント; アール ラーソン ケント; | ||||
摘要 | ゲルは、改善された熱安定性を有し、(A)1分子あたり平均して少なくとも0.1個のケイ素結合アルケニル基を有する有機ポリシロキサンと、(B)1分子あたり平均して少なくとも2個のケイ素結合 水 素 原子 を有する架橋剤とのヒドロシリル化反応生成物である。(A)及び(B)は、(C)ヒドロシリル化触媒と、(D)フタロシアニンとの存在下でヒドロシリル化を介して反応する。(D)フタロシアニンは、(A)及び(B)の総重量に基づいて約0.05〜約30重量パーセントの量で存在する。ゲルは、TA−23プローブを3mmの深さまでゲルに挿入するのに必要とされる重量として計算され、1000時間225℃での熱老化後に測定されるときに、約1500グラム未満の硬度を有する。 | ||||||
权利要求 | 改善された熱安定性を有し、かつ (A)1分子あたり平均して少なくとも0.1個のケイ素結合アルケニル基を有する有機ポリシロキサンと、 (B)1分子あたり平均して少なくとも2個のケイ素結合水素原子を有する架橋剤と、のヒドロシリル化反応生成物である、ゲルであって、 (A)及び(B)が、 (C)ヒドロシリル化触媒と、 (D)(A)及び(B)の総重量に基づいて約0.05〜約30重量パーセントの量で存在するフタロシアニンと、の存在下でヒドロシリル化を介して反応し、 (A)及び(B)が、(C)及び(D)の存在下で(E)シリコーン流体と任意に反応し、 (A)及び(B)が、(C)、(D)、及び(E)の存在下で任意に反応し、 前記ゲルが、TA−23プローブを3mmの深さまで前記ゲルに挿入するのに必要とされる重量として計算され、1000時間225℃での熱老化後に測定されるときに、約1500グラム未満の硬度を有する、ゲル。 前記(D)フタロシアニン又はそのハロゲン塩が、金属を含む、請求項1に記載のゲル。 前記金属が、遷移金属である、請求項2に記載のゲル。 前記金属が、鉄、マグネシウム、コバルト、及び銅からなる群から選択される、請求項2に記載のゲル。 前記ハロゲン塩が、塩化フタロシアニンとして更に定義され、かつ前記金属を含む、請求項2に記載のゲル。 前記(D)フタロシアニンが、29H,31H−フタロシアニナト(2−)−N29,N30,N31,N32鉄、29H,31H−フタロシアニナト(2−)−N29,N30,N31,N32マグネシウム、29H,31H−フタロシアニナト(2−)−N29,N30,N31,N32コバルト、及び29H,31H−フタロシアニナト(2−)−N29,N30,N31,N32銅からなる群から選択される、請求項4に記載のゲル。 (E)が、官能性シリコーン流体として更に定義され、前記ヒドロシリル化反応生成物が、(A)、(B)、及び(E)のヒドロシリル化反応生成物として更に定義され、(A)、(B)、及び(E)が、(C)及び(D)の存在下でヒドロシリル化を介して反応する、請求項1に記載のゲル。 前記硬度が、熱老化後に最初に減少する、請求項1に記載のゲル。 前記(D)フタロシアニンが、誘導結合プラズマ及びASTM/UOP 714−07を使用して判定されるときに、前記ゲルの総重量に基づいて少なくとも40,000ppmの金属を含む、請求項2に記載のゲル。 熱老化後に最初に減少する40グラム未満の硬度を有し、前記フタロシアニンが、(A)及び(B)の総重量に基づいて0.1〜2重量パーセントの量で存在し、かつ鉄、マグネシウム、コバルト、及び銅からなる群から選択される金属を含み、(A)及び(B)が、ケイ素結合水素原子とケイ素結合アルケニル基との比が約1.3:1未満であるような量で存在する、請求項1に記載のゲル。 電子構成要素と、請求項1〜10のいずれかに記載のゲルとを備える、電子物品。 チップと、請求項1〜10のいずれかに記載のゲルとを備える、絶縁ゲートバイポーラトランジスタであって、前記ゲルが前記チップを被包する、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。 |
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说明书全文 | 本開示は、概して、改善された熱安定性を有するヒドロシリル化反応生成物であるゲル、及び該ゲルを含む電子物品に関する。 典型的なシリコーンは、優れた応力緩衝特性、電気的特性、耐熱性、及び耐候特性を有し、多くの用途で使用され得る。 多くの用途において、シリコーンは、発熱する電子構成要素から離れて熱を移動させるために使用され得る。 しかしながら、電極及び細い電線を含む高性能の電子物品で使用されるとき、典型的なシリコーンは、長い作動サイクル及び高熱への曝露後、硬化し、脆弱になり、かつ亀裂する傾向がある。 硬化及び亀裂は、電極及び電線を分裂又は破壊し、それによって電気的不全を引き起こす。 したがって、改善されたシリコーンを開発する機会が依然として存在する。 本開示は、改善された熱安定性を有するゲルを提供する。 ゲルは、(A)1分子あたり平均して少なくとも0.1個のケイ素結合アルケニル基を有する有機ポリシロキサンと、(B)1分子あたり平均して少なくとも2個のケイ素結合水素原子を有する架橋剤とのヒドロシリル化反応生成物である。 (A)及び(B)は、(C)ヒドロシリル化触媒と、(D)フタロシアニンとの存在下でヒドロシリル化を介して反応する。 (D)フタロシアニンは、(A)及び(B)の総重量に基づいて約0.05〜約30重量パーセントの量で存在する。 (A)及び(B)は、(C)及び(D)の存在下で(E)シリコーン流体と任意に反応することができる。 あるいは、(A)及び(B)は、(C)、(D)、及び(E)の存在下で任意に反応する。 更に、ゲルは、TA−23プローブを3mmの深さまでゲルに挿入するのに必要とされる重量として計算され、1000時間225℃での熱老化後に測定されるときに、約1500グラム未満の硬度を有する。 本開示はまた、電子構成要素と、該電子構成要素上に配設されたゲルとを含む電子物品を提供する。 (D)フタロシアニンは、広範な熱老化後であっても、ゲルが低ヤング率(即ち、低硬度及び粘度特性)を維持するのを可能にする。 ヤング率は、以下では単純に「弾性率」と称される。 低弾性率を維持するゲルは、長い作動サイクル及び高熱への曝露後、硬化し、脆弱になり、かつ亀裂する傾向が少なく、電子物品で使用されるとき、いずれの電極又は電線が損傷を受ける可能性も減少させ、それによって電気的不全が生じる可能性を減少させる。 「開示の概要及び利点」並びに要約書は、参照することにより本明細書に組み込まれる。 用語「ヒドロシリル化反応生成物」は、(A)及び(B)が(C)及び(D)の存在下でヒドロシリル化反応を介して反応することを説明する。 (C)も(D)もこの反応で消費されない(即ち、それらは反応物質ではない)が、この反応に関与し得る。 加えて、(A)及び(B)は、(C)及び(D)の存在下で(E)シリコーン流体と任意に反応することができる。 あるいは、(A)及び(B)は、(C)、(D)、及び(E)の存在下で任意に反応する。 その上更に、(E)は、全く含まれないか、又は利用されなくてもよい。 (A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)の各々が以下により詳細に説明される。 (A)有機ポリシロキサン: (A)有機ポリシロキサンのケイ素結合アルケニル基は、特に限定されないが、ビニル、アリル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、又はヘプテニル基のうちの1つ以上として一般的に定義される。 それぞれのアルケニル基は、同一であってもよく、又は異なっていてもよく、かつそれぞれは、他のものすべてから独立して選択されてもよい。 それぞれのアルケニル基は、末端又は側枝であってもよい。 一実施形態では、(A)有機ポリシロキサンは、末端及び側枝アルケニル基の両方を含む。 (A)有機ポリシロキサンはまた、脂肪族不飽和を含まない一価有機基を含むが、これに限定されないケイ素結合有機基も含んでもよい。 これらの一価有機基は、少なくとも1個、並びに2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、16、18、及び20個もの炭素原子を有してもよく、メチル、エチル、並びにプロピル、ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、及びエイコサニルの異性体などのアルキル基;シクロペンチル、及びシクロヘキシルなどのシクロアルキル基;フェニル、トリル、キシリル、ベンジル、及び2−フェニルエチルなどの芳香族(アリール)基;並びに3,3,3,−トリフルオロプロピル、及び類似のハロゲン化アルキル基によって例示されるが、これらに限定されない。 特定の実施形態では、有機基は、メチル基又はフェニル基である。 (A)有機ポリシロキサンはまた、上で説明されるようにアルキル基、若しくはアリール基、及び/又はメトキシ基、エトキシ基、若しくはプロポキシ基によって例示されるアルコキシ基、又はヒドロキシル基として更に定義され得る末端基も含んでもよい。 様々な実施形態では、(A)有機ポリシロキサンは、以下の式: 式(I)及び(II)では、それぞれのR 1は独立して、脂肪族不飽和を含まない一価有機基であり、それぞれのR 2は独立して、脂肪族不飽和有機基である。 R 1の好適な一価有機基は、1〜20、1〜15、1〜10、5〜20、5〜15、又は5〜10個の炭素原子、例えば、メチル、エチル、並びにプロピル、ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ウンデシル、及びオクタデシルの異性体を有するアルキル基;シクロペンチル及びシクロヘキシルなどのシクロアルキル基;並びにフェニル、トリル、キシリル、ベンジル、及び2−フェニルエチルなどのアリール基が挙げられるが、これらに限定されない。 それぞれのR 2は、独立して脂肪族不飽和一価有機基であり、ビニル、アリル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、又はヘプテニル基などのアルケニル基によって例示される。 R 2がハロゲン原子又はハロゲン基を含み得ることも企図される。 様々な実施形態では、下付き文字「d」は、少なくとも0.1、少なくとも0.5、少なくとも0.8、又は少なくとも2の平均値を有する。 あるいは、下付き文字「d」は、ゼロの平均値、又は0.1〜2000の範囲の平均値を有してもよい。 下付き文字「e」は、0又は正の数であってもよい。 更に、下付文字「e」は、0〜2000の範囲の平均値を有してもよい。 下付文字「f」は、0又は正の数であってもよい。 更に、下付文字「f」は、0〜2000の範囲の平均値を有してもよい。 様々な実施形態では、下付き文字「g」は、少なくとも0.1、少なくとも0.5、少なくとも0.8、又は少なくとも2の平均値を有する。 あるいは、下付文字「g」は、0.1〜2000又は1〜2000の範囲の平均値を有してもよい。 様々な実施形態では、(A)有機ポリシロキサンは、ビニルジメチルシリル末端封鎖ポリジメチルシロキサンとしてそれ自体を更に定義され得るアルケニルジアルキルシリル末端封鎖ポリジアルキルシロキサンとして更に定義される。 (A)有機ポリシロキサンは、ジメチルビニルシロキシ基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたジメチルポリシロキサン;メチルフェニルビニルシロキシ基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたジメチルポリシロキサン;ジメチルビニルシロキシ基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたメチルフェニルビニルシロキシとジメチルシロキサンとのコポリマー;ジメチルビニルシロキシ基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたジフェニルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー、ジメチルビニルシロキシ基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたメチルビニルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー;ジメチルビニルシロキシ基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたメチル(3,3,3−トリフルオロプロピル)ポリシロキサン、ジメチルビニルシロキシ基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたメチル(3,3,3−トリフルオロプロピル)シロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー;シラノール基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたメチルビニルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー;シラノール基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたメチルビニルシロキサンとメチルフェニルビニルシロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー;又は以下の式で表されるシロキサン単位からなる有機シロキサンコポリマー:(CH 3 ) 3 SiO 1/2 、(CH 3 ) 2 (CH 2 =CH)SiO 1/2 、CH 3 SiO 3/2 、(CH 3 ) 2 SiO 2/2 、CH 3 PhSiO 2/2 、Ph 2 SiO 2/2 、及び(CH 3 )Ph(CH 2 =CH)SiO 1/2として更に定義されてもよい。 (A)有機ポリシロキサンは、R x 3 SiO 1/2単位及びSiO 4/2単位を含み、それらから本質的になり、又はそれらからなるものとして定義されるMQ樹脂、R x SiO 3/2単位及びR x 2 SiO 2/2単位を含み、それらから本質的になり、又はそれらからなるものとして定義されるTD樹脂、R x 3 SiO 1/2単位及びR x SiO 3/2単位を含み、それらから本質的になり、又はそれらからなるものとして定義されるMT樹脂、R x 3 SiO 1/2単位、R x SiO 3/2単位、及びR x 2 SiO 2/2単位を含み、それらから本質的になり、又はそれらからなるものとして定義されるMTD樹脂、又はこれらの組み合わせなどの樹脂を更に含んでもよい。 R xは、任意の一価有機基、例えば、限定されるものではないが、一価炭化水素基及び一価ハロゲン化炭化水素基を示す。 一価炭化水素基としては、メチル、エチル、並びにプロピル、ブチル、t−ブチル、ペンチル、オクチル、ウンデシル、及びオクタデシルの異性体などの1〜20、1〜15、1〜10、5〜20、5〜15、又は5〜10個の炭素原子を有するアルキル基;シクロヘキシルなどのシクロアルキル基;ビニル、アリル、ブテニル、及びヘキセニルなどのアルケニル基;エチニル、プロピニル、及びブチニルなどのアルキニル基;並びにフェニル、トリル、キシリル、ベンジル、及び2−フェニルエチルなどのアリール基が挙げられるが、これらに限定されない。 一実施形態では、(A)有機ポリシロキサンは、ハロゲン原子を含まない。 別の実施形態では、(A)有機ポリシロキサンは、1個以上のハロゲン原子を含む。 (B)架橋剤: ケイ素結合水素原子に加えて、(B)架橋剤としては、不飽和脂肪族結合を含有しない一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、並びにプロピル、ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、デシル、ウンデシル、ドデシル、又は類似のアルキル基、例として、1〜20、1〜15、1〜10、5〜20、5〜15、又は5〜10個の炭素原子を有するアルキル基;シクロペンチル、シクロヘキシル、又は類似のシクロアルキル基;フェニル、トリル、キシリル、又は類似のアリール基;ベンジル、フェネチル、又は類似のアラルキル基;又は3,3,3−トリフルオロプロピル、3−クロロプロピル、又は類似のハロゲン化アルキル基も挙げられ得る。 アルキル及びアリール基が好ましく、メチル及びフェニル基が特に好ましい。 (B)架橋剤はまた、HR 3 2 SiO 1/2 、R 3 3 SiO 1/2 、HR 3 SiO 2/2 、R 3 2 SiO 2/2 、R 3 SiO 3/2 、及びSiO 4/2単位を含むがこれらに限定されないシロキサン単位を含むことができる。 上記の式で、各R 3は独立して脂肪族不飽和のない1価の有機基から選択される。 様々な実施形態では、(B)架橋剤は、以下の式: 上記式(III)及び式(IV)中、下付き文字「h」は、0〜2000の範囲の平均値を有し、下付き文字「i」は、2〜2000の範囲の平均値を有し、下付き文字「j」は、0〜2000の範囲の平均値を有し、下付き文字「k」は、0〜2000の範囲の平均値を有する。 それぞれのR 3は独立して、一価の有機基である。 好適な一価の有機基としては、メチル、エチル、並びにプロピル、ブチル、t−ブチル、ペンチル、オクチル、デシル、ウンデシル、ドデシル、及びオクタデシルの異性体などの1〜20、1〜15、1〜10、5〜20、5〜15、又は5〜10個の炭素原子を有するアルキル基;シクロペンチル及びシクロヘキシルなどのシクロアルキル;ビニル、アリル、ブテニル、及びヘキセニルなどのアルケニル;エチニル、プロピニル、及びブチニルなどのアルキニル;並びにフェニル、トリル、キシリル、ベンジル、及び2−フェニルエチルなどのアリールが挙げられる。 あるいは、(B)架橋剤は、トリメチルシロキシ基を有する両方の分子末端に末端保護されたメチル水素ポリシロキサン;トリメチルシロキシ基を有する両方の分子末端に末端保護されたメチル水素シロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー;ジメチル水素シロキシ基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたジメチルポリシロキサン;ジメチル水素シロキシ基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたメチル水素ポリシロキサン;ジメチル水素シロキシ基を有する片方又は両方の分子末端に末端保護されたメチル水素シロキサンとジメチルシロキサンとのコポリマー;環状メチル水素ポリシロキサン;及び/又は以下の式で表されるシロキサン単位からなる有機シロキサン:(CH 3 ) 3 SiO 1/2 、(CH 3 ) 2 HSiO 1/2 、及びSiO 4/2 ;テトラ(ジメチル水素シロキシ)シラン、又はメチル−トリ(ジメチル水素シロキシ)シランとして更に定義されてもよい。 (B)架橋剤は、以下の特性、即ち、構造、平均分子量、粘度、シロキサン単位、及び配列のうちの少なくとも1つが異なる2つ以上の有機水素ポリシロキサンの組み合わせであり得るか又はそれを含み得ることも企図される。 (B)架橋剤はまた、シランを含んでもよい。 比較的低い重合度(DP)を有する(例えば、3〜100の範囲のDP)、ジメチル水素シロキシで終端したポリジメチルシロキサンは、一般的に鎖延長剤と称され、(B)架橋剤の一部分は、鎖延長剤であってもよく、又はそれを含んでもよい。 一実施形態では、(B)架橋剤は、ハロゲン原子を含まない。 別の実施形態では、(B)架橋剤は、1分子あたり1個以上のハロゲン原子を含む。 ゲルが、全体として、ハロゲン原子を含まなくてもよいか、又はハロゲン原子を含んでもよいことが企図される。 (C)ヒドロシリル化触媒: あるいは、(C)ヒドロシリル化触媒は、式で表されるものなどの、ロジウム化合物として更に定義されてもよい:RhX 3 [(R 4 ) 2 S] 3 ;(R 5 3 P) 2 Rh(CO)X、(R 5 3 P) 2 Rh(CO)H、Rh 2 X 2 Y 4 、H f Rh g (En) h Cl i 、又はRh[O(CO)R] 3−j (OH) j 、式中、各Xが独立して水素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子であり、各Yが独立してメチル基、エチル基、又は類似のアルキル基であり、CO、C 8 H 14 、又は0.5 C 8 H 12であり;各R 4が独立してメチル、エチル、プロピル、又は類似のアルキル基であり;シクロヘプチル、シクロヘキシル、シクロペンチル、又は類似のシクロアルキル基;又はフェニル、キシリル、若しくは類似のアリール基;各R 5が独立してメチル基、エチル基、又は類似のアルキル基であり;フェニル、トリル、キシリル、又は類似のアリール基;メトキシ、エトキシ、又は類似のアルコキシ基、式中、「En」がエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、又は類似のオレフィンであり;下付き文字「f」が0又は1であり;下付き文字「g」が1又は2であり;下付き文字「h」が1〜4の整数であり;下付き文字が「i」が2、3、又は4であり;並びに下付き文字「j」が0又は1である。 ロジウム化合物の特に好適であるが非限定的な例は、RhCl(Ph 3 P) 3 、RhCl 3 [S(C 4 H 9 ) 2 ] 3 、[Rh(O 2 CCH 3 ) 2 ] 2 、Rh(OCCH 3 ) 3 、Rh 2 (C 8 H 15 O 2 ) 4 、Rh(C 5 H 7 O 2 ) 3 、Rh(C 5 H 7 O 2 )(CO) 2 、及びRh(CO)[Ph 3 P](C 5 H 7 O 2 )である。 (C)ヒドロシリル化触媒はまた、以下の式で表されるイリジウム族化合物として更に定義されてもよい:Ir(OOCCH 3 ) 3 、Ir(C 5 H 7 O 2 ) 3 、[Ir(Z)(En) 2 ] 2 、又は[Ir(Z)(Dien)] 2 、式中、各「Z」が塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、又はメトキシ基、エトキシ基、若しくはアルコキシ基であり、各「En」がエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、又は類似のオレフィンであり、「Dien」が(シクロオクタジエン)テトラキス(トリフェニル)である。 (C)ヒドロシリル化触媒はまた、パラジウム、パラジウム黒とトリフェニルホスフィンとの混合物であってもよい。 (C)ヒドロシリル化触媒及び/又は前述の化合物のいずれかは、樹脂若しくはワックスマトリックス又はコアシェル型構造でマイクロカプセル化されてもよく、又は熱可塑性有機樹脂粉末、例えば、メタクリル酸メチル樹脂、炭酸塩樹脂、ポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂、又は類似の樹脂で混合され、埋め込まれてもよい。 典型的に、(C)ヒドロシリル化触媒は、(A)及び(B)の総重量に基づいて、0.01〜1,000ppm、あるいは0.1〜500ppm、あるいは1〜500ppm、あるいは2〜200、あるいは5〜150ppmの量で存在する/利用される。 (D)フタロシアニン: あるいは、Xは、R基、即ち、脂肪族又は芳香族基などの有機基として更に定義されてもよい。 一実施形態では、(D)フタロシアニンは、以下の構造を有するものとして更に定義され、29H,31H−フタロシアニンとして当該技術分野において既知であり: あるいは、(D)フタロシアニンは、金属を含むことができ、以下の構造と類似の構造を有してもよい:
あるいは、(D)フタロシアニンは、29H,31H−フタロシアニナト(2−)−N29,N30,N31,N32鉄、29H,31H−フタロシアニナト(2−)−N29,N30,N31,N32マグネシウム、29H,31H−フタロシアニナト(2−)−N29,N30,N31,N32コバルト、及び29H,31H−フタロシアニナト(2−)−N29,N30,N31,N32銅からなる群から選択されてもよい。 あるいは、(D)フタロシアニンは、ハロゲン塩、例えば、塩化、臭化、又はヨウ化金属フタロシアニンとして更に定義されてもよい。 銅ハロゲン塩の非限定的な構造が以下に記載される。 (D)フタロシアニンは典型的に、約0.05〜約10μm、約0.05〜約5μm、約0.05〜約3μm、又は約0.5〜1.6μmの粒径を有する。 様々な実施形態では、粒径は、約5%、約10%、約15%、約20%、約25%、約30%など、以下に記載される通りである。 (D)フタロシアニンは、(A)及び(B)の総重量に基づいて約0.05〜約30重量パーセントの量で存在する。 あるいは、(D)フタロシアニンは、(A)及び(B)の総重量に基づいて約0.05〜約5、約0.1〜約5、約0.1〜約1、約0.05〜約1、約0.1〜2、約1〜約5、約2〜約4、約2〜約3、約5〜約25、約10〜約20、又は約15〜約20重量パーセントの量で存在し得ることが企図される。 (D)フタロシアニン自体及び/又はゲルは、全体として、(D)フタロシアニン及び/又はゲル自体の百万重量部あたり1,000、1,500、2,500、5,000、7,500、10,000、12,500、15,000、17,500、20,000、25,000、30,000、35,000、40,000、45,000、50,000、55,000、又は金属の更に高い重量部を超える銅又は上で説明される任意の他の金属などの金属の濃度を有し得ることも企図される。 一実施形態では、(D)フタロシアニン及び/又はゲルは、約30,000ppmを超える金属の濃度を有する。 別の実施形態では、(D)フタロシアニン及び/又はゲルは、約40,000ppmを超える金属の濃度を有する。 (E)シリコーン流体: 最初に上で説明されるように、(E)は、ヒドロシリル化反応で(A)及び(B)との反応物質として関与してもよく、又は関与しなくてもよい。 一実施形態では、(E)は、官能性シリコーン流体であり、(C)及び(D)の存在下で(A)及び/又は(B)と反応する。 別の言い方をすれば、ヒドロシリル化反応生成物は、(A)、(B)、及び(E)官能性シリコーン流体のヒドロシリル化反応生成物として更に定義されてもよく、(A)、(B)、及び(E)は、(C)及び(D)の存在下でヒドロシリル化を介して反応する。 別の実施形態では、(A)及び(B)は、(C)、(D)、及び(E)非官能性シリコーン流体の存在下でヒドロシリル化を介して反応する。 あるいは、(E)は、全く利用されなくてもよい。 (A)〜(E)のうちの1つ以上は、混合物を形成するために共に組み合わせられてもよく、混合物は、ゲルを形成するために(A)〜(E)のうちの残りの構成成分と更に反応してもよく、(E)は混合物、又は残りの構成成分としてのいずれかで任意選択的な構成成分である。 換言すれば、(A)〜(E)のうちの1つ以上の任意の組み合わせは、ゲルが形成される限り、(A)〜(E)のうちの1つ以上の任意の他の組み合わせと反応してもよい。 あるいは、当該(A)有機ポリシロキサン、(B)架橋剤、(C)ヒドロシリル化触媒、及び/又は(D)フタロシアニンのうちの1つ以上は、2011年1月26日に出願された米国特許仮出願第61/436,214号に説明されるものであり得、これは、参照することにより本明細書に明示的に組み込まれるが本開示を限定しないことが企図される。 任意選択的な添加剤: ゲル: 硬度は、TA−23プローブを3mmの深さまでゲルに挿入するのに必要とされる重量として計算される。 より具体的には、硬度を計算するために使用される本方法は、Universal TA. XT2 Texture Analyzer(Scaresdale,NYのTexture Technologies Corp.から市販)又はその同等物及びTA−23(1.3cm(0.5インチ)の円形)プローブを利用する。 Texture Analyzerは、245ニュートン(55ポンド)の力容量を有し、1.0mm/秒の速度でプローブを移動させる。 トリガ値は5グラムであり、オプションは、カウントするまで繰り返し、かつカウントを5に設定するように設定され、試験出力はピークであり、力は圧縮状態で測定され、容器は、0.12リットル(4オンス)の広口の丸ガラス瓶である。 すべてが25℃±5℃及び50%±4%の相対湿度で測定される。 更により具体的に、ゲルの試料が調製され、硬化され、室温(25℃±5℃)まで冷却され、少なくとも0.5時間、2〜3時間、又は安定した硬度に達するまで室温で安定される。 次に、試料は、プローブの真下の試験台上に位置決めされる。 次に、Universal TA. XT2 Texture Analyzerは、製造元の操作説明書に従って前述の特定のパラメータでプログラムされる。 ゲルの表面上の異なる点で5つの独立した測定値が取られる。 5つの独立した測定値の中央値が報告される。 試験プローブは、各測定値が取られた後に柔らかいペーパータオルできれいに拭き取られる。 報告された値の再現性(即ち、2つの独立した結果間の極大差)は、95%の信頼水準で6重力を超えるべきではない。 一般的に、試料の厚さは、試料が圧縮されるときに、力測定が瓶の底又は試験台の表面によって影響されないことを確保するのに十分である。 測定を行うとき、プローブは一般的に、試料の側の1.3cm(0.5インチ)範囲内ではない。 ゲルは、JIS K 2220(1/4コーン)方法又はASTM D1403によって判定されるときに、1000時間225℃での熱老化後に測定されるときに、約20以上の浸透値を有し得ることも企図される。 様々な他の実施形態では、ゲルは、1000時間225℃での熱老化後に、JIS K 2220(1/4コーン)方法又はASTM D1403によって判定されるときに、20〜200、40〜120、20〜30の浸透値を有する。 ゲルを形成する反応前に、(A)〜(D)の組み合わせ及び任意に(E)は一般的に、粘度に適したスピンドル、例えば、50rpmでのスピンドルCP−52を使用するBrookfield DV−II+コーン及びプレート粘度計を使用して25℃で測定される約100,000、75,000、50,000、25,000、又は10,000cps未満の粘度を有する。 様々な実施形態では、ゲルを形成する反応前に、(A)〜(D)の組み合わせ(及び任意に(E))は、粘度に適したスピンドル、例えば、50rpmでのスピンドルCP−52を有するBrookfield DV−II+コーン及びプレート粘度計を使用して25℃で測定される9,500cps未満、9,000cps未満、8,500cps未満、8,000cps未満、7,500cps未満、7,000cps未満、6,500cps未満、6,000cps未満、5,500cps未満、5,000cps未満、4,500cps未満、4,000cps未満、3,500cps未満、3,000cps未満、2,500cps未満、2,000cps未満、1,500cps未満、1,000cps未満、500cps未満、400cps未満、300cps未満、200cps未満、100cps未満、90cps未満、80cps未満、70cps未満、60cps未満、50cps未満、40cps未満、30cps未満、20cps未満、又は10cps未満の粘度を有する。 本開示はまた、ゲルを形成する方法も提供する。 本方法は、(A)有機ポリシロキサン、(B)架橋剤、(C)ヒドロシリル化触媒、及び(D)フタロシアニン(及び/又は(E))を提供する工程と、(A)〜(D)(及び任意に(E))のうちの1つ以上を共に組み合わせる工程とを含んでもよい。 方法は、ヒドロシリル化反応を介して、(C)及び(D)並びに任意に(E)の存在下で、(A)及び(B)を硬化させる、又は部分的に硬化させる、工程も含んでもよい。 (A)及び(B)は、前述の添加剤、又は上で、若しくは参照することにより本明細書に組み込まれる文書のうちのいずれか1つにおいて説明される、他のモノマー若しくはポリマーのうちの1つ以上と、又はそれらの存在下で、反応又は硬化し得ることも企図される。 一般的に、(A)及び(B)(又は(A)、(B)、及び阻害物質、並びに任意に(E))は、ケイ素結合水素原子とケイ素結合アルケニル基との比が約1.3:1未満であるような量で存在及び/又は反応する。 あるいは、この比は、約1:1又は約1:1未満であってもよい。 更に他の実施形態では、この比は、0.9:1、0.8:1、0.7:1、0.6:1、又は0.5:1未満である。 更なる実施形態では、ゲルは、熱老化後に最初に減少する40グラム未満の硬度を有し、フタロシアニンは、(A)及び(B)の総重量に基づいて0.1〜2重量パーセントの量で存在し、かつ鉄、マグネシウム、コバルト、及び銅からなる群から選択される金属を含み、(A)及び(B)は、ケイ素結合水素原子とケイ素結合アルケニル基との比が約1.3:1未満であるような量で存在する。 電子物品: 電子物品は、特に限定されず、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、ショットキーダイオード、PINダイオード、マージ型PIN/ショットキー(MPS)整流器、及び接合バリアダイオードなどの整流器、バイポーラ接合トランジスタ(BJT)、サイリスタ、金属酸化電界効果トランジスタ(MOSFET)、高電子移動度トランジスタ(HEMT)、静電誘導トランジスタ(SIT)、電力トランジスタなどとして更に定義されてもよい。 あるいは、電子物品は、電力コンバータ、インバータ、ブースタ、トラクション制御、産業用モータ制御、配電、及び輸送系のための前述のデバイスのうちの1つ以上を含む電力モジュールとして更に定義されてもよい。 あるいは、電子物品は、前述のデバイスのうちの1つ以上を含むものとして更に定義されてもよい。 加えて、第1の層は特に限定されず、半導体、誘電体、金属、プラスチック、炭素繊維メッシュ、金属箔、有孔金属箔(メッシュ)、充填又は無充填プラスチックフィルム(ポリアミドシート、ポリイミドシート、ポリエチレンナフタレートシート、ポリエチレンテレフタレートポリエステルシート、ポリスルホンシート、ポリエーテルイミドシート、又はポリフェニレンスルフィドシートなど)、又は織布若しくは不織布基材(ガラス繊維布、ガラス繊維メッシュ、又はアラミド紙など)として更に定義されてもよい。 あるいは、第1の層は、半導体及び/又は誘電体フィルムとして更に定義されてもよい。 開示は、電子物品を形成する方法も提供する。 本方法は、ゲルを形成する前述の工程、ゲルを提供する工程、及び/又は電子構成要素を提供する工程のうちの1つ以上を含んでもよい。 あるいは、ゲルは、電子構成要素とは別に形成され、その後、電子構成要素上に配設されてもよい。 一連のゲル(ゲル1〜10)を本開示に従って形成する。 2つの比較ゲル(比較ゲル1及び2)も形成されるが、本開示のフタロシアニンを含まない。 ゲル1〜10及び比較ゲル1及び2のそれぞれを評価して、初期硬度、熱老化後の硬度、及び粘度を判定する。 ゲルの各々及び前述の評価の結果を形成するために使用される組成物を以下の表2に示す。 より具体的には、A部及びB部の等重量部を混合及び脱気して、混合物を形成する。 次に、混合物をアルミニウム製のカップに注いで、150℃で1時間硬化させて、ゲルを形成する。 その後、ゲルを冷却し、上で詳細に説明される方法に従って初期硬度及び粘度を測定する。 次に、熱老化し、再び、1000時間225℃での熱老化後に硬度を評価する。 表2では、A部に記載されるすべての重量百分率がA部の総重量に基づいている。 B部に記載されるすべての重量百分率がB部の総重量に基づいている。 以下のすべての試験に記載されるゲル硬度の値は、それぞれのゲルの5つの独立した測定の平均(平均値)を示す。 (A)有機ポリシロキサンは、ジメチルビニルシロキシで終端したポリジメチルシロキサンである。 (A')有機ポリシロキサンは、メチルシルセスキオキサン、トリメチル末端、及びジメチルビニルシロキシ末端を有するジメチルシロキサンである。 (B)架橋剤は、トリメチルシロキシで終端したジメチルメチル水素シロキサンである。 (B')架橋剤は、ジメチル水素シロキシで終端したジメチルシロキサンである。 (C)ヒドロシリル化触媒は、白金の1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体である。 (D)フタロシアニンは、以下の通りである: Mg(Pc)はマグネシウムフタロシアニンであり、化学式C 32 H 16 MgN 8及び1661−03−6のCAS登録番号を有する。 Co(Pc)はコバルトフタロシアニンであり、化学式C 32 H 16 CoN 8及び3317−67−7のCAS登録番号を有する。 Cu(Pc)は銅フタロシアニンであり、化学式C 32 H 16 CuN 8及び147−14−8のCAS登録番号を有する。 Cu(Pc)クロライドは銅フタロシアニンクロライドであり、化学式C 32 HCl 15 CuN 8及び1328−53−6のCAS登録番号を有する。 Ni(Pc)はニッケルフタロシアニンであり、化学式C 32 H 16 NiN 8及び14055−02−8のCAS登録番号を有する。 (Pc)はフタロシアニンであり、化学式C 32 H 18 N 8及び574−93−6のCAS登録番号を有する。 Zn(Pc)はフタロシアニンであり、化学式C 32 H 16 ZnN 8 14320−04−8のCAS登録番号を有する。 (E)非反応性シリコーン流体は、Dow Corning 200Fシリコーン流体である。 (E')非反応性シリコーン流体は、Dow Corning 510シリコーン流体である。 阻害物質は、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサンである。 阻害物質2は、テトラメチルエチレンジアミンである。 表2のデータは、本開示のゲルが熱老化後の硬度と比較して比較ゲル1及び2よりも優れていることを明確に確証する。 より具体的には、ゲル1〜10のフタロシアニンは、これらのゲルが広範な熱老化後であっても低弾性率特性を維持するのを可能にする。 更なるゲル評価: ゲル4の更に追加の試料を更に評価して、上で詳細に説明される試験に従って開発された熱老化及び硬度データの再現性を判定する。 第1の群では、ゲル4の試料を0、70、250、500、及び1000時間250℃で熱老化し、その後、評価して、硬度を判定する。 ゲル4の試料の3つの独立した群を熱老化し、硬度を評価し、この結果を下の表4に示す。 上に記載されるデータは、従来からの知見に反して、本開示のゲルの硬度が標準変動内で熱老化後に低いことを確証する。 より具体的には、ゲルにおけるフタロシアニンは、これらのゲルが広範な熱老化後であっても低弾性率特性を維持するのを可能にする。 次に、Cu(Pc)の2つの独立したバッチを使用して、更に評価して、上で詳細に説明される試験に従って開発された熱老化及び硬度データの再現性を判定するゲル4の追加の試料を形成する。 第1の群では、Cu(Pc)の第1のバッチを使用して、ゲル4の2つの試料を形成する。 1つの試料を1000時間225℃で熱老化し、第2の試料を1000時間250℃で熱老化する。 その後、これらの試料を評価して、硬度を判定する。 第2の群では、Cu(Pc)の第12バッチを使用して、ゲル4の2つの試料を形成する。 1つの試料を1000時間225℃で熱老化し、第2の試料を1000時間250℃で熱老化する。 その後、これらの試料を評価して、硬度を判定する。 この結果を下の表5に記載する。 上に記載されるデータは、(D)フタロシアニンの性質が結果の性質に影響を与え得ることを確証する。 したがって、データに見られる変動は開示全体自体によるものではなく(D)フタロシアニンの性質による可能性が高い。 直前の結果を更に評価するために、その後、(D)銅フタロシアニンの3つの追加の試料を評価して、ASTM/UOP 714−07に従う誘導結合プラズマ方法を使用して様々な元素の量を判定する。 この元素分析の結果を下の表6に示す。 試料1及び2は、50重量%のマスターバッチである。 試料3は、40重量%のマスターバッチである。 * 1ppmの検出閾値を超える量で元素を検出しなかった。 次に、これらの試料を利用して、上で説明されるように、1%までCu(Pc)の量の増加につれてゲル4の追加の試料を形成する。 次に、ゲル4の試料を評価して、上で詳細に説明される試験に従って開発された熱老化及び硬度データを判定する。 第1の群では、Cu(Pc)の試料1を使用して、ゲル4の2つの試料を形成する。 1つの試料を1000時間225℃で熱老化し、第2の試料を1000時間250℃で熱老化する。 その後、これらの試料を評価して、硬度を判定する。 第2の群では、Cu(Pc)の試料2を使用して、ゲル4の2つの試料を形成する。 1つの試料を1000時間225℃で熱老化し、第2の試料を1000時間250℃で熱老化する。 第3の群では、Cu(Pc)の試料3を使用して、ゲル4の2つの試料を形成する。 1つの試料を1000時間225℃で熱老化し、第2の試料を1000時間250℃で熱老化する。 その後、これらの試料を評価して、硬度を判定する。 この結果を下の表7に示す。 上に記載されるデータは、フタロシアニン中の銅の量の増加(ppm単位)がゲルの熱安定性を改善する上でフタロシアニンの増大効果と関連していることを明確に示す。 別の言い方をすれば、より多く量のフタロシアニン中の銅が、熱老化後により低い硬度を有するゲルをもたらす。 追加の一連のゲル(ゲル11〜14)も本開示に従って形成する。 ゲル11〜14は、上で説明される手順に従って形成され、それぞれ0.1重量%、0.5重量%、1重量%、及び5重量%のCu(Pc)、並びに10重量%の200Fシリコーン流体を含む。 形成後、各ゲルを1000時間225℃で熱老化し、その後、評価して、硬度を判定する。 この結果を下の表8に示す。 ゲル12〜14の独立した試料も500時間250℃で熱老化し、その後、評価して、硬度を判定する。 この結果を下の表9に示す。 ゲル14の独立した試料も、以下で記載されるように、225℃又は250℃で様々な時間、熱老化し、その後、評価して、硬度を判定する。 この結果を下の表10に示す。 上に記載されるデータは、従来からの知見に反して、本開示のゲルの硬度が標準変動内で熱老化後に概して減少することを更に確証する。 より具体的には、ゲルにおけるフタロシアニンは、これらのゲルが広範な熱老化後であっても低弾性率特性を維持するのを可能にする。 ゲル4及び14の更なる試料を評価し、本開示の2つの追加のゲル(ゲル15及び16)と比較する。 上で説明されるように、10%の非反応性シリコーン流体及び様々な量のCu(Pc)を使用してゲル4及び14を形成する。 ゲル15及び16は、ゲル15及び16が非反応性シリコーン流体のいずれかを含まないことを除いて、ゲル4及び14とそれぞれ同じである。 ゲル4、14、15、及び16の様々な試料を1000時間225℃で熱老化するか又は1000時間250℃で熱老化するかのいずれか行い、その後、評価して上で説明される方法を使用して硬度を判定する。 この結果を下の表11に示す。 上記のデータは、従来からの知見に反して、フタロシアニン及び非反応性流体の使用がこれらのゲルが広範な熱老化後であっても、低弾性率特性を維持するのを可能にすることを更に確証する。 上で説明される値の1つ以上は、変動が本開示の範囲内に留まる限り、約5%、約10%、約15%、約20%、約25%などで変動し得る。 他のすべての部材とは無関係に、マーカッシュ群の各部材から、予期しない結果が得られることがある。 各部材は、個々にかつ/又は組み合わせで依存してもよく、添付の「特許請求の範囲」に含まれる特定の実施形態を十分に支援する。 独立請求項と、単一及び多重に従属する従属請求項とのすべての組み合わせの主題が、本明細書で明確に企図される。 本開示は、説明の文言を含めて、限定よりもむしろ説明のためのものである。 上記の教示を鑑みれば、本開示の多数の修正及び変形が可能となり、本開示は、本明細書で具体的に説明した以外の形でも実施され得る。 |