一种组合物，包含交联剂和数均分子量为５００－１，０００，０００的含硅共聚物，该含硅共聚物含有由式（Ⅰ）和（Ⅱ）表示的必要单元，并可以包含由式（Ⅲ）－（Ⅶ）表示的任选单元，在－２０－１００℃反应１－３小时。所得组合物涂覆于基底上，并在１５０℃或更高（例如２５０℃）的温度下热固化。因此得到了各种材料性能均优异的含硅聚合物的固化制品。（通式中，Ａ是ＮＨ或氧，其比例Ｓｉ－Ｏ／（Ｓｉ－Ｎ＋Ｓｉ－Ｏ）为０．０１－０．９９）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种包含交联剂的含硅共聚物的组合物，用交联剂交联的含硅共聚物，和由交联的含硅共聚物构成的薄膜或涂层，薄膜或涂层的耐热性和透明性优异，相对介电常数低，柔韧性和机械强度高，还涉及一种等离子体显示板(PDP)，PDP包括含硅共聚物组合物的固化产品作为介电层，隔离物(肋板层)和/或真空密封剂，以及一种液晶显示器(LCD)，LCD包含固化制品作为中间层介电膜和/或定向膜。
技术介绍
对于耐热聚合物，自Rocho等人合成硅氧烷以来已经研究了含氟材料和芳族或杂环聚合物，例如聚苯并咪唑，芳族聚酰胺和聚酰亚胺。而且，近年随着太空和航天领域技术的发展，对耐热性的需求也增长了，对于芳族或杂环高聚物的研究已进行，芳族聚酰亚胺也正在改进中。除此之外，还研究了主链含例如Si，Ti或B和O，N等金属元素的有机金属聚合物，例如聚硼硅氧烷(polyborosiloxane)和聚钛硅氧烷(polytitanosiloxane)。近年，对于在各领域应用的耐热和绝缘材料需要进一步改进其耐热性。例如，耐热和绝缘材料的一个例子，例举了高压旋转机械领域如发电机，高压交流电动机，工业直流电动机和用于电列车的电动机。这些高压旋转机械是大容量化和高压化的，与此同时，需要降低尺寸和耐热性足够高。在这些领域中，一些耐热和绝缘材料需要在空气中的耐热性高于400℃，同时绝缘性能、柔软度和机械强度高。作为耐热和绝缘材料的其它应用，例举了各种用途，包括显示器例如PDP和LCD的绝缘或介电层，薄膜半导体元件的中间层介电膜，半导体元件的材料，例如适用于600℃低温加工的预金属介电层(PMD)，显示器的面板，用于各种用途的耐热膜，耐热片或耐热涂层，塑料光导纤维，耐热和绝缘线和电线涂层。这些用途中，除了上述的耐热性、柔软度和机械性能外，需要一些材料具备光学和电性能，例如透明性和介电性。而且，还尝试了在陶瓷复合材料、陶瓷-金属粘合剂、用如Al2O3或MgO的陶瓷材料制备的高性能产品或与其他聚合物混合制备的高性能产品中的其他应用。但是，对于有机聚合物，现今可得到的耐热聚合物的实际耐热温度为300℃或更低。另一方面，由于聚合物的热稳定性，有机金属聚合物如硅树脂和聚硼硅氧烷树脂的耐热性高达500℃或更高。然而，虽然有机聚合物的分子结构是带有较少支链的线性结构，有机金属聚合物的网状结构则带有更多的支链，其中巨大的三维网状结构是通过在OH基之间脱氢反应或氧化反应形成的，因此它们的柔软度很差，使得应用受限。为了解决有机金属聚合物的缺陷，已经尝试着以有机树脂和无机材料制造复合材料。例如，已提出了嵌段共聚-硅氮烷的建议，嵌段共聚-硅氮烷由无机聚硅氮烷部分和有机聚硅氮烷组成(例如JP-A-2-175726)。但该复合聚合物的问题是例如机械强度不够，因此仍不令人满意。考虑到这种情况，本专利技术人先前开发和提出了高耐热性的含有硅氮烷共聚物的含硅共聚物，硅氮烷共聚物包含特定的重复单元(JP-A-8-231727和JP-A-9-188765)。这种含硅共聚物是耐热温度为400℃或更高、机械性能和柔软度优异的有机金属聚合物，该共聚物制备容易，且由于是在氮气中固化，所以变得透明。因此对于高耐热光学应用，这是一种有用的材料。但当在空气中固化时，得到了有色的聚合物，产生了一个问题，即难于得到透明性良好的薄膜。因此为了得到透明的固化聚合物，含硅共聚物需要在氮气中固化，从加工成本和批量生产的角度来看，有时难于将该聚合物实际应用。作为调查研究的结果，先前本专利技术人开发了一种在空气中加热固化没有引起着色问题的含硅共聚物，该共聚物的耐热性为400℃或更高，机械强度和柔软度高，透明性高，相对介电常数低，就聚合物还提出了申请，即日本申请No.2001-99092(JP-A-2002-293941，WO02/081553)。在日本专利申请No.2001-99092中提出的含硅共聚物是透明的，耐热性高，相对介电常数低，因此它可以用作平板显示器(FDP)，以及常规用途用来形成耐热膜，硬涂层膜或绝缘膜。含有在日本专利申请No.2001-99092中提出的含硅共聚物的烘干膜作为绝缘层的PDP已经申请为日本专利申请No.2001-108593(JP-A-2002-304949)，绝缘层用于覆盖透明电极或地址电极(address electrode)。但是，该含硅共聚物的固化温度高约400℃。在使用固化含硅共聚物作为例如各种用于LCD或PDP成膜材料或密封材料的情形中，加工LCD或PDP中多数情况下的固化温度为250℃或更低，因此需要在350℃或更高温度固化的上述聚合物在一些情况中不适用。如果聚合物的固化温度可以降低到250℃或更低，其可以应用于大多数FPD用途，例如LCD和PDP，因此用来获得更多的用途。而且，需要改进聚合物的化学耐性，例如耐碱性。与普通聚合物的性能相比，需要大大改进该聚合物的耐热性、机械性能、柔软度、透明性和相对介电常数。而且，需要这种材料通过一次涂布可以形成更厚的涂层。在形成用于PDP的介电层或类似物时，在减压下的高温加工是难免的，因此日本专利申请No.2001-99092中提出的含硅共聚物需要具有改进了的减压下高温加热的耐久性，所以在减压下加热到高温时，例如不会产生气体。本专利技术的一个目的是提供含硅共聚物组合物，和由解决上述问题的组合物形成的部分交联、可溶剂溶解的含硅共聚物，即它可以在较低的温度下固化，甚至在空气中固化时它的透明性也很高，耐热性为400℃或更高，特别是在减压下，它还可以形成化学耐性高和相对介电常数低的薄膜或涂层。本专利技术的另一个目的是提供部分交联的含硅共聚物，该共聚物具有上述性能，通过一次涂布可以形成较厚的薄膜或涂层，薄膜或涂层的机械强度和柔软度优异，还提供一种用于形成部分交联的含硅聚合物的含硅共聚物组合物。本专利技术的另一个目的是提供上述组合物或上述可溶剂溶解、交联的含硅共聚物的固化方法，还提供耐热性好、化学耐性优异、透明度高和相对介电常数低的薄膜或涂层，还提供利用交联的含硅共聚物的显示器，例如等离子体显示板(PDP)，包括该膜或涂层作为介电层、隔离物(肋板层)和/或真空密封剂，或提供液晶显示器(LCD)，使用其作为中间层介电膜和/或定向膜，或包括交联的含硅共聚物作为层构成部件的半导体元件。
技术实现思路
作为充分调查研究的结果，本专利技术人还发现由本专利技术人在日本专利申请No.2001-99092提出的含硅共聚物的问题，可以通过使用聚合物和交联剂组合得以解决，该交联剂能与少量水在空气中反应而与聚合物形成键接，由此便完成了本专利技术，该含硅共聚物即使在空气中固化也不着色，耐热性、透明性和介电性能均很优异，存在的问题是含硅共聚物固化温度高，在减压下的耐热性和化学耐性不够。即，本专利技术包括如下组成。一种含硅共聚物组合物，该组合物包含数均分子量为500-1,000,000、至少含由以下通式(I)和(II)表示的结构单元的含硅共聚物，和交联剂 其中R1，R2，R3，R4，R5和R6分别表示烷基，烯基，环烷基，芳基，芳烷基，烷基氨基，烷基甲硅烷基或烷氧基，R7表示二价基团，A表示NH或O，结构单元(I)和(II)的次序是无规的，其摩尔比p和q分别是除0之外的任意数值，共聚物中Si-O键和Si-N键的比例满本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含硅共聚物组合物，含有数均分子量为５００－１，０００，０００且至少包含由以下通式（Ⅰ）和（Ⅱ）表示的结构单元的含硅共聚物，和交联剂：＊＊＊其中Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］、Ｒ↑［５］和Ｒ↑［６］分别表示 烷基、烯基、环烷基、芳基、芳烷基、烷基氨基，烷基甲硅烷基或烷氧基，Ｒ↑［７］表示二价基团，Ａ表示ＮＨ或Ｏ，结构单元（Ⅰ）和（Ⅱ）的次序是无规的，其摩尔比ｐ和ｑ分别为除０之外的任意数值，共聚物中Ｓｉ－Ｏ键和Ｓｉ－Ｎ键的比例满足如下等式： Ｓｉ－Ｏ／（Ｓｉ－Ｎ＋Ｓｉ－Ｏ）＝０．０１－０．９９。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田代裕治，
申请(专利权)人：AZ电子材料日本株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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