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TW201429982A - 籠型倍半矽氧烷化合物、使用該化合物之硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物 - Google Patents

籠型倍半矽氧烷化合物、使用該化合物之硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物 Download PDF

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TW201429982A
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Yuko Murakami
Megumi Satoh
Hiroaki Yamada
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Nippon Steel & Sumikin Chem Co
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Abstract

本發明之課題係提供可以得到具有優異的成形性的硬化性樹脂組成物，以及，具有優異的透明性及低吸水性並且耐候性也優異的樹脂硬化物的籠型倍半矽氧烷化合物。本發明係提供一種籠型倍半矽氧烷化合物，係具有下述通式(1)表示的化合物：[R1SiO3/2]n[R2SiO3/2]m[R3SiO3/2]j．．．(1) {式(1)中、R1表示含有(甲基)丙烯醯基及碳數4至10的烴鏈的反應性有機官能基、R2表示含有(甲基)丙烯醯基及碳數1至3的烴鏈的反應性有機官能基等，R3表示氫原子、碳數1至6的烷基、苯基及芳基，n，m及j表示滿足下式(i)至(iv)表示的條件的數：n≧2．．．(i)，m≧1．．．(ii)，j≧O．．．(iii)，n+m+j=h．．．(iv) [式(iv)中，h表示選擇自由8、10、12及14所組成群組的任一種整數。]，n，m及j各分別在2以上時，R1、R2及R3可以是相同或不相同。}。

Description

籠型倍半矽氧烷化合物、使用該化合物之硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物
本發明係關於籠型倍半矽氧烷化合物，使用該化合物的硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物。
一般來說，液晶顯示元件用基板、彩色濾光片用基板、有機EL顯示元件用基板、電子紙張用基板，TFT用基板，太陽電池用基板等的透明基板係廣泛使用玻璃板。但是，由於玻璃板容易破裂、不容易彎曲、比重大而不適於輕量化等的理由，近年來正在檢討使用透明的塑膠板做為其代替品。
另一方面，有籠狀構造的倍半矽氧烷係由於利用其特徴性的構造而可呈現特異性機能，而在各種各樣的領域受注目。特別是，因為籠型倍半矽氧烷樹脂的硬化物有優異的耐熱性、耐候性、光學特性、尺寸安定性等，而受期待可成為代替玻璃板的透明塑膠板的材料。
就這種籠型倍半矽氧烷樹脂的硬化物而言，例如，在特開2006-89685號公報(專利文獻1)中，有說明一種將以 [RSiO3/2]n表示的，以自由基共聚合含有(甲基)丙烯醯基做為官能基的籠型聚有機倍半矽氧烷、低聚物及不飽和化合物的矽氧樹脂組成物所得的矽氧樹脂共聚物。
又，在特開2004-143449號公報(專利文獻2)中，有說明以[RSiO3/2]n表示的，有(甲基)丙烯醯基、環氧丙基及乙烯基之中任一種的籠型倍半矽氧烷樹脂。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2006-89685號公報
[專利文獻2]特開2004-143449號公報
上述專利文獻1所述的矽氧樹脂共聚物是在非吸水狀態下有某種程度的小的線膨張係數，但本發明者等發現：由於是使用骨架中的所有的矽原子上有親水性基的(甲基)丙烯醯基的籠型倍半矽氧烷化合物(籠型聚有機倍半矽氧烷)所得的化合物之故，吸水性高，又，因於吸水而線膨張係數會有變大的問題。
又，上述專利文獻1所述的籠型聚有機倍半矽氧烷及上述專利文獻2所述的籠型倍半矽氧烷樹脂中使用有(甲基)丙烯醯基的籠型倍半矽氧烷樹脂，雖可得到有優異的透明性的樹脂硬化物，但本發明者等發現到會有所得的樹脂硬化物的耐候性不足，長時間曝露在波長300nm附近的紫外線則會變黃色而產生透明性降低的問題。
本發明係有鑑於上述以往技術所有的課題而做的，目的是要提供有優異的成形性的硬化性樹脂組成物，以及可得有優異的透明性及低吸水性並且也有優異的耐侯性的樹指硬化物的籠型倍半矽氧烷化合物，以及使用該化合物的硬化性樹脂組成物及將其硬化而得的樹脂硬化物。
本發明者等為了要達成上述目的而精心重覆研究的結果，發現：使用含有(甲基)丙烯醯基及特定的烴鏈的反應性有機官能基的新穎的籠型倍半矽氧烷化合物，則可得有優異的成形性的硬化性樹脂組成物，又，將其硬化而得的樹脂硬化物有優異的透明性及低吸水性，並且，也有優異的耐候性，而達到本發明的完成。
即，本發明的籠型倍半矽氧烷化合物的特徵係
下述通式(1)表示的化合物：[R1SiO3/2]n[R2SiO3/2]m[R3SiO3/2]j．．．(1)
{式(1)中，R1是下述通式(2)表示的基團：
[式(2)中，R4表示氫原子或甲基，p表示4至10的整數]，R2是由選擇自由下述通式(3)至式(6)表示的基團所組成群組 的任一種的基團：通式(3)表示的基團：
[式(3)中，R5表示氫原子或甲基，q表示1至3的整數。]，通式(4)表示的基團：
[式(4)中，r表示1至3的整數]，通式(5)表示的基團：
[式(5)中，s表示1至3的整數。]，及通式(6)表示的基團：
R3表示選擇自由氫原子、碳數1至6的烷基、苯基及芳基所組成群組的任1種的基，n、m及j表示滿足下述式(i)至(iv)表示的條件的整數：n≧2．．．(i)，m≧1．．．(ii)，j≧O．．．(iii)，n+m+j=h．．．(iv)
[式(iv)中，h表示選擇自由8、10、12及14所組成群組的任一種整數。]
n、m及j各分別在2以上時R1、R2及R3可以是相同或不相同。}。
又，本發明的硬化性樹脂組成物係含有前述本發明的籠型倍半矽氧烷化合物及自由基聚合起始劑，前述籠型倍半矽氧烷化合物的含有量是10至80質量%。
前述硬化性樹脂組成物而言，再含有前述籠型倍半矽氧烷化合物、梯型矽氧烷及無規型矽氧烷以外的(甲基)丙烯醯基不飽和化合物為理想。又，前述硬化性樹脂組成物而言，流延成為厚度為0.2mm，使用照度30W/cm的高壓水銀燈在室溫下照射積算曝光量2000mJ/cm2的光使其自由基聚合時，以紅外分光法測定的(甲基)丙烯醯基的反應率在70%以上為理想。再者，前述硬化性樹脂組成物而言，前述自由基聚合起始劑的含有量是0.01至10質量%為理想。
本發明的樹脂硬化物的特徴是，將前述本發明的硬化性樹脂組成物以自由基聚合而得。
在這裡，由本發明的構成而達成前述目的之理由未 必確定，但本發明者等推測如下。即，一般而言有(甲基)丙烯醯基的化合物係自由基聚合性優異，是以往所知的。但是，使用含有上述專利文獻1及2所述的(甲基)丙烯醯基的籠型倍半矽氧烷化合物的樹脂組成物製造樹脂硬化物時，前述化合物中的一部分的(甲基)丙烯醯基有成為未反應基而殘留的情況。本研究者等推測，這種未反應基(殘留雙鍵)在樹脂硬化物中的殘留多時，在氧氣存在下曝露高溫或長期間曝露於外部的紫外線時，成為發生鍵結的切斷或再縮合，龜裂或黃變的原因。
與此相比，本發明的籠型倍半矽氧烷化合物係與(甲 基)丙烯醯基一起含有具有特定的烴鏈的反應性的有機官能基，所以適應性足夠大，並且自由基聚合性優異。因此，本發明者等推測，在使用該化合物所得的本發明的樹脂硬化物中，殘留的未反應基減低，而能發揮優異的透明性及優異的耐候性。
再者，本發明者等推測，在如上述的含有有特定的 反應性有機官能基的本發明的籠型倍半矽氧烷化合物的硬化性樹脂組成物中，由於親水性基的(甲基)丙烯醯基的含有比率有充分減低，而所得的樹脂硬化物可發揮優異的低吸水性。
這裡，在本發明中，(甲基)丙烯醯基就係指丙烯醯基 及甲基丙烯醯基而言。又，在本發明中，(甲基)丙烯醯基的反應率就係指使含有有(甲基)丙烯醯基的化合物的硬化性樹脂組成物硬化時的(甲基)丙烯醯基的雙鍵變化率而言，可依照大原昇等著，「塑膠基材做為中心的硬塗膜的材料設計．塗工技術及硬度的提高」，技術情報協會，2005年4月28日，p136-139所述的方法而 求得。更具體而言，首先，將前述樹脂組成物流延成為0.2mm厚度，使用照度30W/cm的高壓水銀燈，在室溫下照射積算曝光量2000mJ/cm2的光而使其自由基聚合的前後，將在1723至1735cm-1的範圍內(理想是1728cm-1)的來源於(甲基)丙烯醯基中的碳-氧雙鍵(C=O)的伸縮振動的最大吸光度(AC=O)，及，1627至1638cm-1(理想是1635cm-1)的來源於(甲基)丙烯醯基中的碳-碳雙鍵(C=C)的伸縮振動的最大吸光度(AC=C)分別使用顯微紅外分光裝置測定。
繼而，由在前述自由基聚合前的樹脂組成物的AC=O(AWC=O)與AC=C(AWC=C)的比(AW=AWC=O/AWC=C)，及，在前述聚合後的樹脂硬化物的AC=O(AFC=O)與AC=C(AFC=C)的比(AF=AFC=O/AFC=C)，依照下式：雙鍵變化率(AR)=(1-AW/AF)×100，可求得前述(甲基)丙烯醯基的雙鍵變化率(AR(%)，即(甲基)丙烯醯基的反應率。
依照本發明，可提供能得有優異的成形性的硬化性樹脂組成物，以及，有優異的透明性及低吸水性且耐侯性也優異的樹脂硬化物的籠型倍半矽氧烷化合物，使用該化合物的硬化性樹脂組成物及使其硬化而得的樹脂硬化物。
第1圖表示在合成例1所得的樹脂混合物1的GPC的結果的圖。
第2圖表示在合成例1所得的樹脂混合物1的質量分析的結 果的圖。
第3圖表示在合成例2所得的樹脂混合物2的GPC的結果的圖。
第4圖表示在合成例8所得的樹脂混合物3的GPC的結果的圖。
第5圖表示在合成例4所得的樹脂混合物4的GPC的結果的圖。
第6圖表示在合成例5所得的樹脂混合物5的GPC的結果的圖。
第7圖表示在合成例6所得的樹脂混合物6的GPC的結果的圖。
第8圖表示在合成例7所得的樹脂混合物7的GPC的結果的圖。
第9圖表示在合成例8所得的樹脂混合物8的GPC的結果的圖。
以下，將本發明以合適的實施形態加以詳細說明。
首先，說明本發明的籠型倍半矽氧烷化合物。本發明的籠型倍半矽氧烷化合物之特徴係下述通式(1)表示：[R1SiO3/2]n[R2SiO3/2]m[R3SiO3/2]j．．．(1)
前述式(1)中，R1係含有自由基聚合性官能基的(甲基)丙烯醯基及烴鏈反應性有機官能基，表示下述通式(2)表示的基團：
前述式(2)中，R4表示氫原子或甲基。前述R4係由立體構造的排斥效果，而可減低所得的樹脂硬化物的吸水性之觀點上，以甲基為特別理想。
前述式(2)中，p表示4至10的整數，以(CH2)p表示的烴鏈可以是直鏈狀也可以是枝鏈狀，但由原料入手容易之觀點上，直鏈狀為理想。p之值未達前述下限時每單位重量的(甲基)丙烯醯基的數變多，結果而言所得的硬化物的吸水率惡化，另一方面，超過前述上限則前述烴鏈長變得過長而將所得的硬化物長期間曝露於紫外線時成為分解或黃變的原因。這種p而言，由原料入手容易，又，籠型倍半矽氧烷化合物的適應性(自由度更大且自由基聚合性較提高之觀點上，6至10的整數為理想，8更理想，前述烴鏈為辛烯基特別理想。
前述式(1)中，R2係表示選擇自由下述通式(3)至(6)表示的基團所組成群組的任一種的基團。
前述式(3)中，R5是表示氫原子或甲基，由於立體構 造的排斥效果，由可減低所得的樹脂硬化物的吸水性之觀點上，甲基為特別理想。又，前述式(3)至(5)中，q、r及s係各分別單獨表示1至3的整數，3為更理想。q、r及s之值未達前述下限則原料有變得難以取得的傾向，另一方面，超過前述上限則以(CH2)t(t是q、r或s)表示的烴鏈變得過長，將所得的硬化物長期間曝露於紫外線時有產生劣化或黃變等的變質的原因的傾向。又，(CH2)t表示的前述烴鏈可以是直鏈狀也可以是枝鏈狀，但直鏈狀為理想。
這些之中，R2而言，由在短時間可進行光自由基聚 合，硬化製程所需的時間可縮短的製程上的優點，前述式(3)或(6)表示的基為理想。
前述式(1)中，R3係表示選擇自由氫原子，碳數1至 6的烷基，苯基及芳基所組成群組的任一種基。R3為烷基時，其 碳數超過前述上限則烴鏈長變得過長而將所得的硬化物長期間曝露於紫外線時有產生分解或黃變的原因的傾向。其中，就R3而言，以氫原子、甲基、乙基、苯基較理想。
再者，前述式(1)中n，m及j表示滿足下述式(i)至(iv)的條件的整數：n≧2．．．(i)，m≧1．．．(ii)，j≧0．．．(iii)，n+m+j=h．．．(iv)
[式(iv)中，h表示選擇自由8、10、12及14所組成群組的任一種整數。]
前述式(1)中的n滿足前述式(i)表示的條件，則本發明的籠型倍半矽氧烷化合物是含有2個以上的(甲基)丙烯醯基及碳數4至10的烴鏈的有反應性的有機官能基(前述式(2)表示的基)，適應性足夠大並優於自由基聚合性，可充分減低殘留於所得的樹脂硬化物的未反應基(殘留雙鍵)，可抑制長期間曝露於紫外線時的分解及黃變。
又，前述式(1)中的m滿足前述式(ii)表示的條件，則將可以形成交聯間距離短的緊密的三維網狀構造的反應性官能基(前述式(3)至(6)表示的任一種基)，對籠型倍半矽氧烷化合物賦予，因而對使用這些所得的樹脂硬化物可賦予優異的剛性及靭性。
再者，前述式(1)中的n、m及j都滿足前述式(i)至(iv)表示的條件，則本發明的籠型倍半矽氧烷化合物可成為差不多完全縮合的籠型構造，因此在使用此所得的硬化樹脂組成物可達 成更優異的成形性，又，在所得的樹脂硬化物，可達成更優異的透明性，低吸水性及耐候性。這裡，n、m及j各分別為2以上時，R1、R2及R3可以分別相同或不相同。
本發明的籠型倍半矽氧烷化合物而言，例如，可舉下述式(7)至式(18)表示的化合物較理想：式(7)是表示上述通式(1)中，R2是式(3)表示的基團，R4及R5是甲基，n是2，m是6，j是0的下述化合物：
[式(7)中，p表示4至10的整數，q表示1至3的整數]，式(8)是表示上述通式(1)中，R2是式(4)表示的基團，R4是甲基，n是2，m是6，j是0的下述式表示的化合物：
[式(8)中，p表示4至10的整數，r表示1至3的整數。]，式(9)是表示上述通式(1)中，R2是式(3)表示的基團，R4及R5是甲基，n是4，m是4，j是0的下述式表示的化合物：
[式(9)中，p表示4至10的整數，q表示1至3的整數。]，式(10)是表示上述通式(1)中，R2是式(3)表示的基團，R4及R5是甲基，n是3，m是7，j是0的下述式表示的化合物：
[式(10)中，p表示4至10的整數，q表示1至3的整數]，式(11)是表示上述通式(1)中，上述通式(1)中，R2是式(3)表示的基團，R4及R5是甲基，n是5，m是5，i是0的下述式表示的化合物：
[式(11)中，p表示4至10的整數，表示1至3的整數。]，式(12)是表示上述通式(1)中，R2是式(3)表示的基團，R3是乙烯基(CH3-CH2-)，R4及R5是甲基，n是3，m是5，j是2的下述式表示的化合物：
[式(12)中，p表示4至10的整數，q表示1至3的整數。]，式(13)是表示上述通式(1)中，R2是式(6)表示的基團，R4是甲基，n是5，m是5，j是0的下述式表示的化合物：
[式(13)中，p表示4至10的整數。]， 式(14)是表示上述通式(1)中，R2是式(6)表示的基團，R3是乙烯基(CH3-CH2-)，R4是甲基，n是5，m是3，j是2的下述式表示的化合物：
[式(14)中，p表示4至10的整數]，式(15)是表示上述通式(1)中，R2是式(3)表示的基團，R4及R5是甲基，n是4，m是8，j是0的下式表示的化合物：
[式(15)中，p表示4至10的整數，q表示1至3的整數。]，式(16)是表示上述通式(1)中，R2是式(3)表示的基團，R4及R5是甲基，n是7，m是5，j是0的下述式表示的化合物：
[式(16)中，p表示4至10的整數，q表示1至3的整數。]，式(17)是表示上述通式(1)中，R2是式(6)表示的基團，R4是甲基，n是10，m是2，j是0的下述式表示的化合物：
[式(17)中，p表示4至10的整數。]，式(18)是表示上述通式(1)中，R2是式(6)表示的基團，R3是乙烯基(CH3-CH2-)，R4是甲基，n是4，m是2，j是6的下述式表示的化合物：
[式(18)中，p表示4至10的整數。]。
這種籠型倍半矽氧烷化合物的製造方法而言，例如，首先，將：下述通式(19)表示的矽化合物(A)：R1SiX3．．．(19)
[式(19)中，R1是與上述式(1)中的R1同義，X表示選擇自由烷氧基、乙醯氧基、鹵原子及羥基所組成群組的任一種的水解性基。]，下述通式(20)表示的矽化合物(B)：R2SiY3．．．(20)
[式(20)中，R2係與上述式(1)中的R2同義，Y是表示選擇自由烷氧基、乙醯氧基、鹵原子及羥基所組成群組的任一種的水解性基]，及必要時與下述通式(21)表示的矽化合物(C)：R3SiZ3．．．(21)
[式(21)中，R3係與上述式(1)中的R3同義，Z係表示選擇自由烷氧基、乙醯氧基、鹵原子及羥基所組成群組的任一種的水解性基。]，加以混合，在鹼性觸媒存在下，在水中水解反應並一部分縮合，繼而，將所得的水解反應生成物再在鹼性觸媒及非極性溶劑的存在下再縮合的方法。
前述矽化合物(A)而言，可舉4-甲基丙烯氧基丁基三甲氧基矽烷、4-甲基丙烯氧基丁基三乙氧基矽烷、5-甲基丙烯氧 基戊基三甲氧基矽烷、5-甲基丙烯氧基戊基三乙氧基矽烷、6-甲基丙烯氧基己基三甲氧基矽烷、6-甲基丙烯氧基己基三乙氧基矽烷、7-甲基丙烯氧基庚基三甲氧基矽烷、7-甲基丙烯氧基庚基三乙氧基矽烷、8-甲基丙烯氧基辛基三甲氧基矽烷、8-甲基丙烯氧基辛基三乙氧基矽烷、8-丙烯氧基辛基三甲氧基矽烷、8-丙烯氧基辛基三乙氧基矽烷、9-甲基丙烯氧基壬基三甲氧基矽烷、9-甲基丙烯氧基壬基三乙氧基矽烷、10-甲基丙烯氧基癸基三甲氧基矽烷、10-甲基丙烯氧基癸基三乙氧基矽烷等，可以將這些單獨使用或2種以上組合使用，其中，由原料的入手容易之觀點上，8-(甲基)丙烯醯己基三甲氧基矽烷為理想。
前述矽化合物(B)而言，可舉(甲基)丙烯氧基甲基三 甲氧基矽烷、(甲基)丙烯氧基甲基三乙基矽烷、3-(甲基)丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-(甲基)丙烯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷等，可以將這些單獨使用或2種以上組合使用。其中，由原料入手容易之觀點上，使用3-(甲基)丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-還氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷為理想。
前述矽化合物(C)而言，可舉苯基三甲氧基矽烷、苯 基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、正丙基三乙氧基矽烷、丁基三甲氧基矽烷、丁基三乙氧基矽烷、戊基 三甲氧基矽烷、戊基三乙氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、烯丙基三乙氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、對苯乙烯基三乙氧基矽烷等，可以將這些單獨使用或2種以上組合使用。
前述矽化合物(A)，前述矽化合物(B)及前述矽化合物 (C)的混合比而言，混合成為前述矽化合物(A)及前述矽化合物(B)的莫耳比(B的莫耳數：A的莫耳數)是1：4至13：1，對前述矽化合物(A)及前述矽化合物(B)的總合的前述矽化合物(C)的莫耳比(A+B的莫耳數：C的莫耳數)是1：0至2：5為理想，混合成為1：0至2：3為更理想。
前述鹼性觸媒而言，可舉氫氧化鉀，氫氧化鈉，氫 氧化銫等的鹼金屬氫氧化物；四甲基氫氧化銨，四甲基氫氧化銨，四丁基氫氧化銨，苄基三甲基氫氧化銨，苄基三乙基氫氧化銨等的氫氧化銨鹽。其中，由水解反應中的觸媒活性高之觀點上使用四甲基氫氧化銨為理想。這種鹼性觸媒的量而言，對前述矽化合物(A)至(C)的總合質量的0.01至20質量%為理想。在這裡，前述鹼性觸媒通常係使用水溶液。
前述水解反應中必須要有水的存在，但這可由前述 鹼性觸媒的水溶液供給，也可以另外加水。水的量只要足以將水解性基水解的質量以上即可，由前述矽化氧物(A)至(C)的質量算出的水解性基的理論量(質量)的1.0至1.5倍量為理想。
又，在前述水解反應中，使用非極性溶劑及/或極性 溶劑為理想。這種溶劑而言，只用非極性溶劑時反應系不會均勻，水解反應不能充分進行，未反應的水解性基有殘存的傾向之觀點上，以使用非極性溶劑及極性溶劑的雙方，或只用極性溶劑為理 想。
前述極性溶劑而言，可使用甲醇、乙醇、2-丙醇等的醇類，或其他的極性溶劑。其中，使用對水有溶解性的碳數1至6的低級醇類為理想，使用2-丙醇更理想。前述非極性溶劑及/或前述極性溶劑的使用量係前述矽化合物(A)至(C)的總合莫耳濃度(莫耳/公升：M)在0.01至10M的範圍為理想。
前述水解的反應條件而言，反應溫度再0至60℃為理想，20至40℃更理想。反應溫度未達前述下限時，反應速度慢，水解性基會成為未反應狀態而殘存，反應時間有變長的傾向。另一方面，反應溫度超過前述上限時，反應速度過快而有複雜的縮合反應進行，結果而言有促進水解反應生成物的高分子量化的傾向。又，前述水解的反應條件而言，反應時間在2小時以上為理想。反應時間未達前述下限時，水解反應不能充分進行，水解性基有以未反應的狀態殘存的傾向。
在前述水解反應結束後，將水解反應生成物回收的方法而言，可舉首先使用弱酸性溶液而使反應溶液成為中性或偏酸性，繼而，分離水或含水反應溶劑的方法。前述弱酸性溶液而言，可舉硫酸稀釋溶液、鹽酸稀釋溶液、檸檬酸溶液、乙酸、氯化銨水溶液、蘋果酸溶液、磷酸溶液、草酸溶液等。又，將前述水或含水反應溶劑分離的方法而言，可採用將反應溶液以食鹽水等清洗而充分除去水分及其他的不純物後，以無水硫酸鎂等的乾燥劑乾燥等的手段。
又，前述溶劑如使用極性溶劑時回收水解反應生成物的方法係可採用，首先，將極性溶劑以減壓蒸發等除去，繼而， 添加非極性溶劑而將水解反應生成物溶解後，與上述同樣清洗及乾燥的方法。又，前述溶劑是使用非極性溶劑時，將非極性溶劑以蒸發等的手段分離則可回收水解反應生成物，但如該非極性溶劑可做為在下一個再縮合反應中的非極性溶劑而使用時，則無必要將其分離。
由於在前述水解反應中，與水解同時會發生水解物 的縮合反應，故在前述水解反應中前述矽化合物(A)至(C)中的水解性基的大部分，理想是差不多全部被OH基取代，再者，由前述縮合反應將該OH基的大部分，理想是80%以上被縮合。因此，在前述水解反應生成物中，含有由前述縮合而生成的聚縮合物，這種聚合縮合物係因反應條件而有不同，但由數目平均分子量是500至10,000的樹脂(或低聚物)混合物，由多數種的籠型，不完全的籠型，梯型(ladder型)，無規型的構造的矽氧烷所成，在前述籠型構造的矽氧烷中含有本發明的籠型倍半矽氧烷化合物。
本發明的籠型倍半矽氧烷化合物的製造方法中，再 將前述水解反應生成物，在非極性溶劑及鹼性觸媒的存在下加熱，使矽氧烷鍵縮合(稱為再縮合)而選擇性製造再縮合物(籠型構造的矽氧烷)為理想。
前述非極性溶劑而言，與水無溶解性，或幾乎無即 可，是烴系溶劑為理想。前述烴系溶劑而言，可舉甲苯，苯，二甲苯等的融點低的非極性溶劑，其中尤以使用甲苯為理想。非極性融溶劑的使用量而言，足以溶解前述水解反應生成物的量即可，對前述水解反應生成物的總合質量的0.1至20倍的質量為理想。
前述鹼性觸媒而言，可使用在前述水解反應所使用 的鹼性觸媒，其中，尤以四烷基銨等的對非極性溶劑具可溶解性的觸媒為理想。這種鹼性觸媒的量而言，是前述水解反應生成物的0.01至20質量%為理想。
前述再縮合反應的反應條件而言，反應溫度在90至 200℃為理想，100至140℃更理想。反應溫度未達前述下限時，不能得到引起再縮合反應足夠的驅動力，有反應不進行的傾向。另一方面，反應溫度超過前述上限時，乙烯基及(甲基)丙烯醯基等的反應性有機官能基有引起自體聚合反應的可能性，所以有需要抑制反應溫度，或需要添加聚合阻止劑等的傾向。又，前述再縮合反應的反應條件而言，反應時間在2至12小時為理想。
又，使用於再縮合的水解反應生成物而言，使用經 過如前述清洗及乾燥，再濃縮的生成物為理想，但沒有經過這些處理也可使用。再者，在這種再縮合反應中，有水存在也可以，但無積極加入之必要，止於由鹼性觸媒溶液供給的水分的程度為理想。 但，前述水解沒有充分進行時，添加將殘存的水解性基水解所必要的量以上的水為理想。
本發明的籠型倍半矽氧烷化合物的製造方法中，將 前述再縮合反應後的反應溶液清洗而除去觸媒，以旋轉型蒸發器等濃縮而得的再縮合生成物中，視官能基的種類、反應條件及水解反應生成物的狀態，而可得上述式(1)(理想是式(7)至(18))表示的本發明的籠型倍半矽氧烷化合物的混合物。本發明的籠型倍半矽氧烷化合物是反應生成物中含有40質量%以上者，則將反應生 成物直接調配於後述的硬化性樹脂組成物時，也可充分得到本發明的籠型倍半矽氧烷化合物的效果。
繼而，說明本發明的硬化性樹脂組成物。本發明的 硬化性樹脂組成物係含有前述本發明的籠型倍半矽氧烷化合物及自由基聚合起始劑，前述籠型倍半矽氧烷化合物的特徴為含有量在10至80質量%。
在本發明的硬化性樹脂組成物中，前述籠型倍半矽 氧烷化合物而言，可以含有單獨1種或含有2種以上的組合，也可以將前述反應生成物直接使用。前述籠型倍半矽氧烷化合物的含有量而言，前述籠型倍半矽氧烷化合物的總合質量必須是本發明的硬化性樹脂組成物全量的10至80質量%。前述籠型倍半矽氧烷化合物的含有量未達前述下限時，硬化性樹脂組成物的相溶性及所得的樹脂硬化物的透明性、低吸水性等的物性會降低。另一方面，超過前述上限時，硬化性樹脂組成物的黏度增大而使得成形物的製造變得困難。又，透明性及低吸水性會更好之觀點上，前述籠型倍半矽氧烷化合物的含有量是在15至80質量%為特別理想。在這裡，在本發明中，前述硬化性樹脂組成物含有揮發性溶劑時，硬化性樹脂組成物中的前述籠型倍半矽氧烷化合物等的各成分的合有量係指對除開前述揮發性溶劑的質量的硬化性樹脂組成物的質量的含有量而言。
又，本發明的硬化性樹脂組成物而言，前述籠型倍 半矽氧烷化合物全體中的通式(1)中的反應性官能基的R1數與R2數的比(R2：R1)是1：6至13：1為理想。R1的含有量未達前述下限時，籠型倍半矽氧烷化合物的適應性降低，自由基聚合性有降 低的傾向，另一方面，超過前述上限時會成為烴鏈的含有量多的籠型倍半矽氧烷化合物，因而極性降低而與其他的樹脂的相溶性有降低的傾向。又，樹脂組成物的成型性，及所得的樹脂硬化物的透明性，低吸水性及耐候性會更良好之觀點上，前述比(R2：R1)而言，在1：4至13：1更理想。
前述自由基聚合起始劑而言，可舉熱聚合起始劑及 光聚合起始劑。在本發明的硬化性樹脂組成物中，由前述自由基聚合起始劑促進前述籠型倍半矽氧烷化合物的自由基聚合，可得有優異的強度及剛性的樹脂硬化物。
前述熱聚合起始劑係將本發明的硬化性樹脂組成物 熱硬化時使用。這種熱聚合開會劑而言有機過氧化物為理想，前述有機過氧化物而言，可舉酮過氧化物類、二醯基過氧化物類、氫過氧化物類、二烷基過氧化物類、過氧化縮酮類、烷基過氧化酯類、過碳酸鹽類等。其中，尤以觸媒活性高之觀點上，二烷基過氧化物為理想。前述二烷基過氧化物而言，具體而言，可舉環己酮過氧化物、1,1-雙(三級己過氧基)環己酮、異丙苯氫過氧化物(cumene hydroperoxide)、過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲醯、二異丙基過氧化物、二-第三丁基過氧化物、三級己基過氧化二異丙基單碳酸鹽、第三丁基過氧化-2一乙基己酸酯等。前述熱聚合起始劑而言，可以將其中1種單獨使用，也可以將2種類以上組合使用。
前述光聚合起始劑係在將本發明的硬化性樹脂組成 物加以光硬化時使用。這種光聚合起始劑而言，使用苯乙酮類、安息香類、二苯甲酮類、噻吨酮(thioxanthone)類、醯基膦氧化物 (acylphosphine oxide)類等的化合物為理想。具體而言，可舉三氯苯乙酮、二乙基苯乙酮、1-苯基-2-羥基-2一甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基噻吩基)-2-嗎啉基丙烷-1-酮、安息香甲基醚、二甲基苄基酮、二苯甲酮、噻吨酮、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦(2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide)、苯甲醯甲酸甲酯(Methyl phenylglyoxylate)、樟腦醌、苯甲醇、蒽醌、米氏酮(Michler’s ketone)等。前述光聚合起始劑而言，其中可以1種單獨使用，也可以組合2種類以上而使用。
本發明的自由基聚合起始劑而言，可以將前述熱聚 合起始劑或前述光聚合起始劑各分別單獨使用，也可以將兩者組合使用。這種自由基聚合起始劑的含有量而言，本發明的硬化性樹脂組成物中有0.01至10質量%為理想，0.05至5質量%更理想。 含有量未達前述下限時，組成物的硬度不足，所得的硬化物(成形體)的強度及剛性有低的傾向，另一方面，超過前述上限時，成形體有產生著色的問題的傾向。
本發明的硬化性樹脂組成物而言，以再含有前述籠 型倍半矽氧烷化合物、梯型矽氧烷及無規型矽氧烷以外的有(甲基)丙烯醯基的不飽和化合物為理想。含有這種不飽和化合物，則可將硬化性樹脂組成物的黏度及所得的樹脂硬他物的剛性，強度等的物性調整在所期望的的範圍內。
前述有(甲基)丙烯醯基的不飽和化合物(以下，有時 簡稱為不飽和化合物。)而言，前述本發明的籠型倍半矽氧烷化合物，梯型矽氧烷及無規型矽氧烷以外的化合物，而有與前述本發明的籠製倍半化矽氧烷化合物可自由基共聚合的(甲基)丙烯醯基 即可，沒有特別的限定，但硬化性樹脂組成物的黏度變高時樹脂硬化物的製造有困難的傾向之觀點上，構造單元的反覆數在2至20程度的聚合物的反應性的低聚物，低分子量及/或低黏度的反應性單體等為理想。
前述反應性的低聚物而言，可舉環氧丙烯酸酯、環 氧化丙烯酸酯、胺基甲酸酯丙烯酸酯、不飽和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸乙烯酯、聚烯/硫醇、丙烯酸矽烷酯、甲基丙烯酸聚苯乙烯乙酯等。又，前述反應性單體而言，可舉丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸異莰酯、丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸三氟乙酯等的單官能單體；二環戊烷基二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己烷二醇二丙烯酸酯、1,9-壬烷二醇丙烯酸酯、二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯、雙苯基A二環氧丙基醚二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、羥三甲基乙酸新戊基二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等的多官能單體。前述不飽和化合物而言，可以單獨使用其中之1種，也可以2種以上組合使用。
本發明的硬化性樹脂組成物含有這種不飽和化合物時，其含有量而言，對前述本發明的籠型倍半矽氧烷化合物的質量比(籠型倍半矽氧烷化合物：不飽和化合物)在10：90至80：20的質量為理想。含有量未達前述下限時，硬化性樹脂組成物的黏度增大而成形性有降低的傾向，另一方面，超過前述上限時，硬化性樹脂組成物的相溶性，及所得的樹脂硬化物的透明性、低熱膨張性、 低吸水性等的物性有降低的傾向。
又，本發明的硬化性樹脂組成物而言，在不損失本 發明的效果的範圍內也可以再含有梯型矽氧烷及/或無規型矽氧烷，這種矽氧烷而言可舉在前述籠型倍半矽氧烷樹脂的製造中成為副反應物生成的矽氧烷。
本發明的硬化性樹脂組成物含有這種梯型矽氧烷及 無規型矽氧烷時，其含有量而言，將前述本發明的籠型倍半矽氧烷化合物的含有量(質量)的總合設為a，前述不飽和化合物的含有量(質量)為b，前述梯型矽氧烷及無規型矽氧烷等的含有量(質量)為c，則以滿足下述式表示的條件為理想：10/90≦a/(b+c)≦80/20， 滿足下述式表示的條件更為理想：20/80≦a/(b+c)≦75/25。
前述籠型倍半矽氧烷化合物的含有量未達前述下限時，硬化性樹脂組成物的相溶性，及所得的樹脂硬化物的透明性，低熱膨張性，低水性等的物性有降低的傾向。另一方面，超過前述上限時，硬化性樹脂組成物的黏度增大而成形性有降低的傾向。因此，在本發明的硬化性樹脂組成物將前述的籠型倍半矽氧烷的反應生成物直接使用時，視需要而加施精製處理而滿足上述條件的生成物為理想。
又，本發明的硬化性樹脂組成物而言，在不損失本 發明的效果的範圍內，以促進樹脂硬化物的物性改良及/或自由基聚合等為目的，可以再含有熱聚合促進劑，光開始佐劑，銳感劑等。又，本發明的硬化性樹脂組成物而言，也可以再含有有機/ 無機填料、無機質填充劑、塑化劑、難燃劑、熱安定劑、抗氧化劑、光安定劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、抗靜電劑、離型劑、發泡劑、著色劑、交聯劑、分散助劑、樹脂成分等的各種添加劑。
又，本發明的硬化性樹脂組成物而言，流延成為 0.2mm的厚度，使用照度30W/cm的高壓水銀燈在室溫下照射積算曝光量2000mJ/cm2的光而使其自由基聚合時，以紅外分光法測的(甲基)丙烯醯基的反應率在70%以上為理想，85%以上更理想。前述(甲基)丙烯醯基的反應率而言係如前述。
以往的硬化性樹脂組成物係亦藉由使其含有前述不 飽和化合物而可提高前述(甲基)丙烯醯基的反應率，但由(甲基)丙烯醯基的含有量增加所得的樹脂硬化物的吸水性上昇，耐吸水特性會惡化。又，如前述不飽和化合物的含有量增加則所得的樹脂硬化物的對紫外線等的耐候性會降低。與此相比，本發明的硬化性樹脂組成物因含有前述本發明的籠型倍半矽氧烷化合物之故，在不含前述不飽和化合物時(甲基)丙烯醯基的反應率也充分高，所得的樹脂硬化物的未反應基的殘留量可充分減低，而可得優異的耐候性及低吸水性都具備的樹脂硬化物。
繼而，說明本發明的樹脂硬化物。本發明的樹脂硬 化物係由前述本發明的硬化性樹脂組成物的自由基聚合而得。前述自由基聚合的方法而言，可舉以加熱的熱硬化的方法及以光照射的光硬化的方法。在本發明中，可以單獨使用前述熱硬化及前述光硬化的任一種方法，也可以使用組合兩者的方法。
前述熱硬化的條件而言，由前述熱聚合起始劑及必要時適宜選擇熱聚合促進劑等，其反應溫度也可在室溫(25℃)至 200℃程度，反應時間是0.5至10小時程度的廣大範圍選擇。又，在本發明中，前述硬化性樹脂組成物可在金屬模內或鋼製輸送帶上聚合硬化而成為所期望的形狀的成形體。得這種成形體的方法而言，可適用射出成形、押出成形、壓縮成形、轉移成形、壓延成形、注入(鑄模)成形等的一般性成形加工方法的全部。
前述光硬化的方法而言，例如，可舉將波長10至 400nm的紫外線或波長400至700nm的可見光線以1至1200秒鐘程度照射前述硬化性樹脂組成物的方法。前述波長是沒有特別限制，波長200至400nm的近紫外線為理想。做為前述紫外線的發生源而使用的燈而言，例如，可舉低壓水銀燈(輸出：0.4至4W/cm)，高壓水銀燈(40至160W/cm)，超高壓水銀燈(173至435W/cm)，金屬鹵化物燈(80至160W/cm)等，視所用的前述光聚合起始劑，前述光開始佐劑及前述銳感劑的種類而可適宜選擇。 在本發明中，例如，將前述硬化性樹脂組成物注入於石英玻璃等的透明素材構成的模內，以自由基聚合硬化後，由模脫模而製造所期望的形狀的成形體的方法，或由前述鋼製輸送帶上硬化的方法等而可得所期望的形狀的成形體。
[實施例]
以下，根據實施例及比較例而更具體的說明本發明，但本發明並不受以下實施例的限定。又，在各合成例中，GPC及質量分析是分別由以下所示的方法實行。
(GPC(膠體滲透層析法))
使用膠體滲透層析儀(GPC)(裝置名：HLC-8320GPC(東曹公司製)，溶劑：THF，管柱：超高速半微量SEC管柱SuperH系統， 溫度：40℃，速度：0.6ml/min)。數目平均分子量(Mn)及分子量分布(重量平均分子量/數目平均分子量(Mw/Mn))是做為標準聚苯乙烯(商品名：TSK-GEL，東曹公司製)的換算值而求得。
(質量分析)
使用電噴灑離子化(electrospray ionization)質量分析(ESI-MS)裝置(裝置名：LC裝置；分離模組2690 Waters公司製)，MS裝置；ZMD4000(Micromass公司製)，測定條件：電噴灑離子化法，毛管電壓：3.5kV，圓錐電壓：+30V)而測定。
(合成例1)
首先，在配備攪拌機、滴液漏斗、溫度計的反應容器中，裝入作為溶劑的2-丙醇(IPA)120ml，甲苯150ml，鹼性觸媒的5%四甲基氫氧化銨水溶液(TMAH水溶液)30.0ml。繼而，將8-甲基丙烯醯基辛基三甲氧基矽烷(KBM-5 803，信越化學工業股份有限公司製)66.87g(0.21mol)及3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷(SZ-6300，Toray．Dow Croning．Silicone股份有限公司製)52.15g(0.21mol)混合而加入於滴液漏斗，在室溫(約25℃)攪拌下費30分鐘滴入於前述反應容器內。滴下結束後，不加熱而攪拌2小時。將攪拌後的反應容器內的溶液(反應溶液)以檸檬酸水溶液調整為中性(pH7)後，添加純水而將有機相及水相分液，在有機相添加無水硫酸鎂10.0g而脫水。將前述無水硫酸鎂過濾除去，以旋轉型蒸發器濃縮而得水解反應生成物(倍半矽氧烷)81.03g。此水解反應生成物是對各種有機溶劑可溶的無色的黏性液體。
繼而，在配備攪拌機、迪安-斯脫克分水器(Dean Stark separator)，冷卻管的反應容器中，裝入在上述所得的水解反應生 成物45.0g，甲苯270ml，10%TMAH水溶液6.5ml，緩緩加熱將水餾去。再加熱至130℃在甲苯的回流溫度下進行再縮合反應。這時的溫度是106℃。甲苯的回流後，攪拌2小時後，作為結束反應。攪拌後的反應容器內的溶液(反應溶液)以檸檬酸水溶液調整為中性(pH7)後，添加純水而分液為有機相與水相，在有機相添加無水硫酸鎂10.0g而脫水。將前述無水硫酸鎂過濾除去，以旋轉式蒸發器濃縮而得69.68g的樹脂混合物1。所得的樹脂混合物1是對各種有機溶劑可溶的無色的黏性液體。
將所得的樹脂混合物1的GPC及質量分析的結果圖 分別示於第1圖及第2圖。在GPC的結果(層析圖)中，檢出含有通式(1)的(n+m)比14大的籠型倍半矽氧烷樹脂，梯型矽氧烷，及無規型矽氧烷的尖峰1(Mw=4,501，Mw/Mn=1.06)，及含有前述(n+m)在14以下的籠型倍半矽氧烷樹脂的尖峰2(Mw=2,012，Mw/Mn=1.03)，由此結果及質量分析的結果，確認所得的樹脂混合物1是含下式(I)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的樹脂混合物：[CH2=C(CH3)COOC8H16SiO3/2]n[CH2=C(CH3)COOC3H6SiO3/2]m．．．(I)。
在這裡，在所得的樹脂混合物1中，前述式(I)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的含有量是81質量%。
(合成例2)
設定2-丙醇(IPA)為70ml，甲苯為170ml，8-(甲基)丙烯氧基辛基三甲氧基矽烷為92.7g(0.29mol)，3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷為24.1g(0.097mol)以外與合成例1同樣操作而得82.30g的水解反應生成物(倍半矽氧烷)。此水解反應生成物是對各種的有機 溶劑可溶的無色的黏性液體。繼而，使用40.0g的此水解反應生成物，設定甲苯為130ml以外與合成例1同樣操作而得36.55g的樹脂混合物2。所得的樹脂混合物2是對各種的有機溶劑可溶的無色的黏性液體。
將所得的樹脂混合物2的GPC的結果的圖(層析圖) 示於第3圖。在層析圖，檢出含通式(I)的(n+m)比14大的籠型倍半矽氧烷樹脂、梯型矽氧烷、及無規型矽氧烷的尖峰1(Mw=4,460，Mw/Mn=1.03)，及含前述(n+m)在14以下的籠型倍半矽氧烷樹脂的尖峰2(Mw=2,140，Mw/Mn=1.03)，由此結果及質量分析結果，確認所得的樹脂混合物2是含有上述式(I)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的樹脂混合物。在這裡所得的樹脂混合物2中，前述式(I)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的含有量是83質量%。
(合成例3)
除了設定2-丙醇(IPA)為90ml、8-甲基丙烯氧基辛基三甲氧基矽烷為28.32g(0.089mol)、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷為66.26g(0.27mol)以外，與合成例1同樣操作而得水解反應生成物(倍半矽氧烷62.30g。此水解反應生成物是對各種的有機溶劑可溶的無色的黏性液體。繼而，使用此水解反應生成物43.0g以外與合成例1同樣操作而得34.80g的樹脂混合物3。所得的樹脂混合物2是對各種的有機溶劑可溶的無色的黏性液體。
將所得的樹脂混合物3的GPC結果圖(層析圖)示於 第4圖。在層析圖中，檢出含通式(I)的(n+m)比14大的籠型倍半矽氧烷樹脂、梯型矽氧烷、及無規型矽氧烷的尖峰1(Mw=4,012，Mw/Mn至1.10)，及含前述(n+m)在14以下的籠型倍半矽氧烷樹脂 的尖峰2(Mw=1,640，Mw/Mn=1.41)，由此結果及質量分析結果，確認所得的樹脂混合物3是含有上述式(I)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的樹脂混合物。在這裡所得的樹脂混合物3中，前述式(I)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的含有量是68質量%。
(合成例4)
除了設定2-丙醇(IPA)為60ml，甲苯為100ml，8-甲基丙烯醯基辛基三甲氧基矽烷為87.25g(0.27mol)，代替3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷而使用乙烯基三甲氧基矽烷(KBM-1003，信越化學工業股份有限公司製)40.61g(0.27mol)以外與合成例1同樣操作而得水解反應生成物(倍半矽氧烷)65.94g。此水解反應生成物是對各種的有機溶劑可溶的無色的黏性液體。繼而，使用此水解反應生成物，在甲苯的回流溫度為108℃以外與合成例1同樣操作而得38.20g的樹脂混合物4。所得的樹脂混合物4是對各種的有機溶劑可溶的無色的黏性液體。
將所得的樹脂混合物4的GPC結果圖(層析圖)示於 第5圖。在層析圖中，檢出含通式(I)的(n+m)比14大的籠型倍半矽氧烷樹脂、梯型矽氧烷、及無規型矽氧烷的尖峰1(Mw=3.528，Mw/Mn=1.21)，及含前述(n+m)在14以下的籠型倍半矽氧烷樹脂的尖峰2(Mw=1,306，Mw/Mn=1.03)，由此結果及質量分析結果，確認所得的樹脂混合物4是含下式(II)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的樹脂混合物： [CH2=C(CH3)COOC8H16SiO3/2]n[CH2=CHSi03/2]m．．．(II)。
在這裡所得的樹脂混合物4中，前述式(II)表示的籠型倍半矽 氧烷樹脂的含有量是75質量%。
(合成例5)
除了將2-丙醇(IPA)100ml、甲苯240ml、8-甲基丙烯醯基辛基三甲氧基矽烷38.16g(0.12mol)、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷9.92g(0.04mol)、再將乙基甲氧基矽烷(LS-890，信越化學工業股份有限公司製)24.00g(0.16mol)混合加入於滴液漏斗以外與合成例1同樣操作而得水解反應生成物(倍半矽氧烷)45.20g。此水解反應生成物是對各種的有機溶劑可溶的無色的黏性液體。繼而，使用此水解反應生成物40.0g，除了甲苯的回流溫度為108℃以外與合成例1同樣操作而得36.05g的樹脂混合物5。所得的樹脂混合物4是對各種的有機溶劑可溶的無色的黏性液體。
將所得的樹脂混合物4的GPC結果圖(層析圖)示於第5圖。在層析圖中，檢出含通式(I)的(n+m)比14大的籠型倍半矽氧烷樹脂、梯型矽氧烷、及無規型矽氧烷的尖峰1(Mw=31,652，Mw/Mn=1.21)，及含前述(n+m)在14以下的籠型倍半矽氧烷樹脂的尖峰2(Mw=1,295，Mw/Mn=1.03)，由此結果及質量分析結果，確認所得的樹脂混合物5是含下式(III)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的樹脂混合物：式(III)：[CH2=C(CH3)COOC8H16Si03/2]n[CH2=C(CH3)COOC3H6Si03/2]m[CH3CH2Si03/2]j．．．(III)。
在這裡所得的樹脂混合物5中，前述式(III)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的含有量是43質量%。
(合成例6)
除了設定2-丙醇(IPA)為6Oml，甲苯為120ml、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷為69.27g(0.28mol)、沒有使用8-甲基丙烯醯基辛基三甲氧基矽烷以外與合成例1同樣操而得水解反應生成物(倍半矽氧烷)48.36g。此水解反應生成物是對各種的有機溶劑可溶的無色的黏性液體。繼而，使用此水解反應生成物，甲苯設定為260ml以外與合成例1同樣操作而得41.40g的樹脂混合物6。所得的樹脂混合物6是對各種的有機溶劑可溶的無色的黏性液體。
將所得的樹脂混合物6的GPC結果圖(層析圖)示於 第7圖。在層析圖中，檢出含全甲基丙烯氧基籠型倍半矽氧烷樹脂的尖峰1(Mw=1,769，Mw/Mn=1.08)，由此結果及質量分析結果，確認所得的樹脂混合物6是含下式(IV)表示： [CH2=C(CH3)COOC3H6Si03/2]m．．．(IV)
m是10的籠型倍半矽氧烷樹脂的樹脂混合物。在這裡所得的樹脂混合物6中，前述式(IV)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的含有量是84質量%。
(合成例7)
除了設定2-丙醇(IPA)為80ml、甲苯為160ml、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷為48.06g(0.19mol)、代替8-甲基丙烯醯基辛基三甲氧基矽烷而使用乙烯三甲氧基矽烷28.68g(0.19mol)以外與合成例1同樣操作而得水解反應生成物(倍半矽氧烷)48.68g，將此水解反應生成物設為樹脂混合物7。
將所得的樹脂混合物7的GPC結果圖(層析圖)示於 第8圖。在層析圖中，檢出含下述通式(V)的(m’+m’’)比14大的籠型倍半矽氧烷樹脂、梯型矽氧烷、及無規型矽氧烷的尖峰 1(Mw=6,047，Mw/Mn=1.05)，及含前述(m’+m’’)在14以下的籠型倍半矽氧烷樹脂的尖峰2(Mw=1,891，Mw/Mn=1.41)，由此結果及質量分析結果，確認所得的樹脂混合物7是含下式(V)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的樹脂混合物：[CH2=C(CH3)COOC3H6SiO3/2]m’[CH2=CHSiO3/2]m’’．．．(V)。
在這裡所得的樹脂混合物7中，前述式(V)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的含有量是40質量%。。
(合成例8)
除了設定2-丙醇(IPA)為130ml、甲苯為260ml、不使用8-甲基丙烯醯基辛基三甲氧基矽烷、代替3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷而使用乙烯基三甲氧基矽烷93.65g(0.632mol)以外與合成例1同樣操作而得水解反應生成物(倍半矽氧烷)44.03g。此水解反應生成物是對各種的有機溶劑可溶的無色的黏性液體。繼而，使用此水解反應生成物42.0g，甲苯設為260ml以外與合成例1同樣操作而得38.24g的樹脂混合物8。所得的樹脂混合物8是對各種的有機溶劑可溶的無色的黏性液體。
將所得的樹脂混合物8的GPC結果圖(層析圖)示於 第9圖。在層析圖中，檢出含通式(I)的n為0，m比14大的籠型倍半矽氧烷樹脂、梯型矽氧烷、及無規型矽氧烷的尖峰1(Mw=3,229，Mw/Mn=1.40)，及含前述m在14以下的全乙烯籠型倍半矽氧烷樹脂的尖峰2(Mw=797，Mw/Mn=1.41)，由此結果及質量分析結果，確認所得的樹脂混合物8是含下式(VI)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的樹脂混合物： [CH2=CHSi03/2]m．．．(VI)。
在這裡所得的樹脂混合物8中，前述式(VI)表示的籠型倍半矽氧烷樹脂的含有量是83質量%。
(實施例1)
首先，將對含合成例1所得的龍型倍半矽氧烷化合物的樹脂混合物1的100質量部，與做為聚合起始劑的1-羥環己基苯基酮(Irg184，Ciba．Japan股份有限公司製)2.5質量部混合，得硬化性樹脂組成物。繼而，將所得的硬化性樹脂組成物在玻璃板上塗布2g，配置高0.2mm的金屬隔板後，再蓋上玻璃板，以玻璃板自身重量使樹脂組成物流延成為厚度0.2mm後，使用30W/cm的高壓水銀燈，以2000mJ/cm2的積算曝光量硬化，得膜狀的樹脂硬化物。
(實施例2)
首先，將含有70質量部的合成例1所得的籠型倍半矽氧烷化合物的樹脂混合物1，以及30質量的二環戊基二丙烯酸酯(DCP-A，共榮社化學股份有限公司製)部混合，在此將聚合起始劑的1-羥環己基苯基酮(Irg184，Ciba．Japan股份有限公司製)1.5質量部及過氧化二異丙苯(dicumyl peroxide)(dicumyl D，日本油脂股份有限公司製)1.0質量部混合，得硬化性樹脂組成物。繼而，使用所得的硬化性樹脂組成物以外，與實施例1同樣操作而得膜狀的樹脂硬化物。
(實施例3)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例2所得的樹脂混合物2以外，與實施例1同樣操作而得硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物。
(實施例4)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例2所得的樹脂混合物2以外，與實施例2同樣操作而得硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物。
(實施例5)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例3所得的樹脂混合物3以外，與實施例1同樣操作而得硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物。
(實施例6)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例3所得的樹脂混合物3以外，與實施例2同樣操作而得硬化性樹脂組成物及樹臆便化物。
(實施例7)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例4所得的樹脂混合物4，再混合二環戊基二丙烯酸酯(DCP-A，共榮社化學股份有限公司製)1.0質量部以外，與實施例1同樣操作而得硬化性樹脂組成物。繼而，使用所得的硬化性樹脂組成物，除了使用高壓水銀燈硬化之後再在氮氣環境，200℃下加熱1小時以外與，實施例1同樣操作，而得樹脂硬化物。
(實施例8)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例4所得的樹脂混合物4以外，與實施例2同樣操作而得硬化性樹脂組成物。繼而，使用所得的硬化性樹脂組成物，除了使用高壓水銀燈硬化之後再在氮氣環境，200℃下加熱1小時以外，與實施例2同樣操作，得樹脂硬化物。
(實施例9)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例5所得的樹脂混合物5以外，與實施例1同樣操作而得硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物。
(實施例10)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例5所得的樹脂混合物5以外，與實施例2同樣操作而得硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物。
(比較例1)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例6所得的樹脂混合物6以外，與實施例1同樣操作而得硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物。
(比較例2)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例6所得的樹脂混合物6以外，與實施例2同樣操作而得硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物。
(比較例3)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例7所得的樹脂混合物7，再混合二環戊基二丙烯酸酯(DCP-A，共榮社化學股份有限公司製)1.0質量部以外，與實施例1同樣操作硬化性樹脂組成物。繼而，使用所得的硬化性樹脂組成物，除了使用高壓水銀燈硬化之後再在氮氣環境，200℃下加熱1小時以外與實施例2同樣操作，得樹脂硬化物以外，與實施例1同樣操作，得樹脂硬化物。
(比較例4)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例7所得的樹脂混合物7以外與實施例2同樣操作而得硬化性樹脂組成物。繼而，使用所得的硬化性樹脂組成物，使用高壓水銀燈硬化之後再在氮氣環境，200℃下加熱1小時以外與實施例2同樣操作，得樹脂硬化物。
(比較例5)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例8所得的樹脂混合物8，再混合二環戊基二丙烯酸酯(DCP-A，共榮社化學股份有限公司 製)1.0質量部以外與實施例1同樣操作而得硬化性樹脂組成物。繼而，使用所得的硬化性樹脂組成物，使用高壓水銀燈硬化之後再在氮氣環境，200℃下加熱1小時以外與實施例2同樣操作，得樹脂硬化物。
(比較例6)
除了代替樹脂混合物1而使用合成例8所得的樹脂混合物8以外與實施例2同樣操作而得硬化性樹脂組成物。繼而，使用所得的硬化性樹脂組成物，使用高壓水銀燈硬化之後再在氮氣環境，200℃下加熱1小時以外與實施例2同樣操作，得樹脂硬化物。
對在實施例1至10及比較例1至6所得的硬化性樹脂組成物及樹脂硬化物，由以下的方法實行反應率的測定，吸水率的測定，全光線透過率及耐候性評估。
(反應率的測定)
首先，對在各實施例及比較例所得的便化性樹脂組成物，使用顯微紅外分光裝置(商品名：FT-IR6100，日本分光公司製)，分別測定在1728cm-1來源於(甲基)丙烯醯基中的碳-氧雙鍵(C=O)的伸縮振動的最大吸光度(AWC=O)，及，在1635cm-1來源於(甲基)丙烯醯基中的碳-碳雙鍵(C=C)的伸縮振動的最大吸光度(AWC=C)。繼而，在前述硬化性樹脂組成物的自由基聚合後，與上述同樣地測定各實施例及比較例所得的樹脂硬化物在1728cm-1的最大吸光度(AFC=O)及在1635cm-1的最大吸光度(AFC=C)。由AWC=O與AWC=C的比(AW=(AWC=O/AWC=C)，及，AFC=O與AFC=C之比(AF=AFC=O/AFC=C)，依下式：雙鍵變化率(AR)=(1-AW/AF)×100 求得(甲基)丙烯醯基的雙鍵變化率(AR(%))，將此做為(甲基)丙烯醯基的反應率。結果示於表1。
(吸水率的測定)
首先，將所得的樹脂硬化物在50℃下保持24小時，實施預備乾燥。繼而，根據塑膠-吸水率的求法(JISK7209)實施吸水率的測定。所得的結果示於表1。
(全光線透過率的測定)
對所得的樹脂硬化物(厚0.2mm)，使用NDH2000(日本電色公司製)測定透過光強度及入射光強度，依下式：全光透過率(%)=透過光強度/入射光強度
算出全光透過率。所得的結果示於表1。
(耐候性評估)
對所得的樹脂硬化物(厚0.2mm)，使用Q-Lab公司製QUV加速風化測試器(Accelerated Weathering Tester)(使用燈rUVB-313J)，燈距離5cm的條件下照射紫外線72小時。對曝光於紫外線前及曝光後的樹脂硬化物，依塑膠-黃度及黃度的求法(JISK7373)，分別求黃度(YI)。結果示於表1。
如在表1所示的結果可明白，確認在實施例1至10所得的樹脂硬化物都有優異的透明性及低吸水性，並且，有充分優異的耐候性。
又，在實施例1至10所得的樹脂硬化物的龜裂處以目視觀察，在任一種硬化物(膜)，觀察不到龜裂及破裂，確認本發明的硬化性樹脂組成物有優異的成形性。另一方面，在比較例1至6也得到某種程度的透過率高的硬化物，但曝露於紫外線後所有的硬化物的黃度高，確認耐候性差。再者，確認比較例1至2所得的樹脂硬化物吸水率特別高。在這裡，在比較例5的硬化物產生龜裂，無法得到可以測定的大小的硬化物試験片。
[產業上的利用可能性]
如以上的說明，依本發明，則可提供有優異的成形 性的硬化性樹脂組成物，以及，有優異的透明性及低吸水性並且耐候性也優異的樹脂硬化物的籠型倍半矽氧烷化合物，使用該化合物的硬化性樹脂組成物及將其硬化而得的樹脂硬化物。
這種樹脂硬化物係可做為液晶顯示元件用基板、彩 色濾光片用基板、有機EL顯示元件用基板、電子紙張用基板、TFT用基板、太陽電池基板等的透明基板、以及觸控板、透明電極附膜、導光板、保護膜、偏光膜、位相差膜、透鏡片等的光學膜、各種輸送機械、住宅的窗材等的玻璃代替材料，其利用範圍廣泛，在產業上利用價值極高。

Claims (6)

  1. 一種籠型倍半矽氧烷化合物，其為下述通式(1)表示的化合物：[R1SiO3/2]n[R2SiO3/2]m[R3SiO3/2]j．．．(1){式(1)中，R1是下述通式(2)表示的基團： [式(2)中，R4表示氫原子或甲基，p表示4至10的整數]，R2是選擇自由下述通式(3)至式(6)表示的基團所組成群組的任一種的基團：通式(3)表示的基團： [式(3)中，R5表示氫原子或甲基，q表示1至3的整數]，通式(4)表示的基團： [式(4)中，r表示1至3的整數]，通式(5)表示的基團： [式(5)中，s表示1至3的整數]，及通式(6)表示的基團： R3表示選擇自由氫原子、碳數1至6的烷基、苯基及芳基所組成群組的任1種的基，n、m及j表示滿足下述式(i)至(iv)表示的條件的整數：n≧2．．．(i)，m≧1．．．(ii)，j≧O．．．(iii)，n+m+j=h．．．(iv)[式(iv)中，h表示選擇自8、10、12及14所組成群組的任一種整數]n，m及j各分別為2以上時，R1、R2及R3可以是相同或不相同}。
  2. 一種硬化性樹脂組成物，係含有如申請專利範圍第1項所述的籠型倍半矽氧烷化合物及自由基聚合起始劑，前述籠型倍半矽氧烷化合物的含有量為10至80質量%。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的硬化性樹脂組成物，其係在前述籠型倍半矽氧烷化合物、梯型矽氧烷及無規型矽氧烷以外再含 有(甲基)丙烯醯基的不飽和化合物。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述的硬化性樹脂組成物，其特徵為：流延成為0.2mm的厚度，在使用照度30W/cm的高壓水銀燈在室溫下照射積算曝光量2000mJ/cm2的光而自由基聚合時，以紅外分光法測定的(甲基)丙烯醯基的反應率在70%以上。
  5. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述的硬化性樹脂組成物，其中，前述自由基聚合起始劑的含有量在0.01至10質量%。
  6. 一種樹脂硬化物，其係將如申請專利範圍第2項至第5項中任一項所述的硬化性樹脂組成物自由基聚合而得。
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