專利名稱：用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物,透光組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于透光組件，尤其用于用作光通信元件的透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物，涉及以光波導(dǎo)為代表的透光組件，包括有機(jī)聚硅氧烷樹脂的硅氫化固化產(chǎn)物，還涉及制造透光組件的方法。
背景技術(shù)：
石英和玻璃不僅用作光學(xué)纖維材料，而且由于是高可靠性材料，還用作光通信元件的材料。然而，此類無(wú)機(jī)材料需要高溫處理，具有較差的生產(chǎn)率特性，這導(dǎo)致了對(duì)擁有充分的可加工性和耐久性的用于光通信元件的有機(jī)材料的需求。最可靠的材料是聚酰亞胺，其廣泛地用作電子組件的材料。
另一方面，由于它們的光學(xué)透明性、電絕緣性能、光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等，有機(jī)聚硅氧烷型材料也已經(jīng)在光電子領(lǐng)域中吸引了相當(dāng)多的注意。在光通信元件材料所需的物理性能當(dāng)中，特別要強(qiáng)調(diào)的是光學(xué)特性，比如由于聚合物鏈取向，在1300-1660nm電信波長(zhǎng)范圍不吸收和無(wú)雙折射，以及在器件裝配過(guò)程中的高抗?jié)裥?、低的吸水性和耐熱性。上述特性的改進(jìn)正在進(jìn)展中，主要集中在聚酰亞胺和有機(jī)聚硅氧烷型材料。
在日本專利申請(qǐng)公開No.Sho 63-217306中，硅酮橡膠作為用于光波導(dǎo)的有機(jī)聚硅氧烷的固化產(chǎn)物提供，而在日本專利申請(qǐng)公開No.Hei1-131505中，易變形的有機(jī)聚硅氧烷彈性體作為用于光波導(dǎo)的有機(jī)聚硅氧烷的固化產(chǎn)物提供。在日本專利申請(qǐng)公開No.Hei 11-43605中已經(jīng)提供了含硅石填料的液體加成固化性硅酮橡膠，用作透光材料。然而，鑒于它們的分子結(jié)構(gòu)，硅酮橡膠和有機(jī)聚硅氧烷彈性體在環(huán)境溫度改變之后在其折射指數(shù)和其它光學(xué)特性上表現(xiàn)了相當(dāng)大的改變，換句話說(shuō)，它們具有就溫度變化穩(wěn)定性和耐熱性而言的問(wèn)題。
日本專利申請(qǐng)公開No.Hei 3-43423提供了通過(guò)二有機(jī)基二氯硅烷和具有氘化烷基或鹵化烷基的有機(jī)基三氯硅烷的水解共縮合所獲得的有機(jī)聚硅氧烷樹脂(包含單有機(jī)基硅氧烷單元和二有機(jī)基硅氧烷單元的有機(jī)聚硅氧烷樹脂)，以及通過(guò)具有氘化烷基或鹵化烷基的有機(jī)基三氯硅烷的水解縮合獲得的有機(jī)聚倍半硅氧烷?？紤]到有機(jī)聚硅氧烷的高透光率，日本專利申請(qǐng)公開No.Hei4-157402提供了具有無(wú)氘取代或鹵素取代的烴基的有機(jī)聚硅氧烷樹脂。日本專利申請(qǐng)公開No.Hei9-124793提供了通過(guò)在含環(huán)氧基的醇的存在下苯基三氯硅烷和二苯基二氯硅烷的水解共縮合所獲得的含環(huán)氧基的苯基聚硅氧烷樹脂。
然而，此類有機(jī)聚硅氧烷樹脂雖然在常溫下具有優(yōu)異的光學(xué)特性，但屬于通過(guò)硅烷醇基團(tuán)的脫水縮合來(lái)固化的類型，結(jié)果，如果不在高溫下加熱較長(zhǎng)時(shí)間，將不會(huì)充分固化，以及當(dāng)透光組件比如光波導(dǎo)在制造光通信器件等的過(guò)程中暴露于高溫(例如大約260℃)時(shí)，發(fā)生了進(jìn)一步脫水縮合，導(dǎo)致了光學(xué)特性的改變。
在日本專利申請(qǐng)公開No.Hei 9-124793中，UV固化通過(guò)將光固化催化劑加入到含環(huán)氧基的苯基聚硅氧烷樹脂中來(lái)進(jìn)行，然而，這種添加導(dǎo)致了包括通信光的吸收增加和散射傾向性在內(nèi)的問(wèn)題。
順便提一下，光波導(dǎo)由稱為芯和包層的具有不同折射指數(shù)的兩類材料組成。它們的折射指數(shù)差取決于光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)，但據(jù)說(shuō)芯的折射指數(shù)必須比包層的折射指數(shù)高大約0.1-1.5％，以便光通過(guò)該芯傳播。在脫水縮合固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂的情況下，折射指數(shù)差通過(guò)氟化烴基的引入量來(lái)調(diào)節(jié)，該氟化烴基有助于降低折射指數(shù)。例如，日本專利申請(qǐng)公開No.2000-230052提供了具有氟化烴基的有機(jī)聚倍半硅氧烷，但該方法所具有的問(wèn)題在于由于引入了氟化烴基而增加了材料的成本。
本發(fā)明的目的是提供用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物，其在沒(méi)有引入氘化烷基和氟化烴基的情況下具有低的折射指數(shù)溫度依賴性、高耐熱性、在通信波長(zhǎng)區(qū)的高透明性，具有使得難以變形的彈性和硬度，以及在芯材料和包層材料的制備過(guò)程中容易調(diào)節(jié)折射指數(shù)差。
此外，本發(fā)明的目的也是提供包含有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的透光組件，所述組件在沒(méi)有引入氘化烷基和氟化烴基的情況下具有低的折射指數(shù)溫度依賴性、高耐熱性、在通信波長(zhǎng)區(qū)域的高透明性，具有使得難以變形的彈性和硬度，以及在芯材料和包層材料的制備過(guò)程中容易調(diào)節(jié)折射指數(shù)差。
此外，本發(fā)明的目的是提供制造包括有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的透光組件的簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的方法，所述組件在沒(méi)有引入氘化烷基和氟化烴基的情況下具有低的折射指數(shù)溫度依賴性、高耐熱性、在通信波長(zhǎng)區(qū)域的高透明性，具有使得難以變形的彈性和硬度，以及在芯材料和包層材料的制備過(guò)程中容易調(diào)節(jié)折射指數(shù)差。
發(fā)明概述作為目的是解決上述問(wèn)題的深入研究的結(jié)果，發(fā)明人實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。也就是說(shuō)，本發(fā)明涉及以下技術(shù)方案[1]用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物，該組合物包含(A)有機(jī)聚硅氧烷樹脂，其用平均單元式(average unit formula)(1)表示(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(1)(其中R1、R2和R3代表一種、兩種或更多種單價(jià)烴基，選自具有1～6個(gè)碳原子的單價(jià)脂族烴基和具有6～10個(gè)碳原子的單價(jià)芳族烴基，0＜a≤0.5，0≤b＜0.2，0.3<c＜1，0≤d≤0.4，0≤(b+d)/(a+C)≤0.25，以及a+b+c+d＝1)，并且具有三個(gè)或更多個(gè)單價(jià)不飽和脂族烴基/分子，其中單價(jià)烴基的不低于10mol％是單價(jià)芳族烴基，(B)具有兩個(gè)或更多個(gè)硅鍵接的氫原子/分子的有機(jī)硅化合物，其中所有硅鍵接的單價(jià)取代基的不低于5mol％是單價(jià)芳族烴基，和(C)硅氫化催化劑。
根據(jù)[1]的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物，其中該組合物的粘度在25℃下不超過(guò)1×107mPa·s。
用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物，該組合物包含(A)有機(jī)聚硅氧烷樹脂，其用平均單元式(1)表示(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(1)(其中R1，R2，R3，a，b，c，d，(b+d)/(a+c)，以及a+b+c+d與以上相同)，并且具有三個(gè)或更多個(gè)單價(jià)不飽和脂族烴基/分子，其中單價(jià)烴基的不低于10mol％是單價(jià)芳族烴基，(B)具有兩個(gè)或更多個(gè)硅鍵接的氫原子/分子的有機(jī)硅化合物，其中所有硅鍵接的單價(jià)取代基的不低于5mol％是單價(jià)芳族烴基，(C)硅氫化催化劑，以及(D)(d1)溶劑或(d2)硅氫化反應(yīng)性有機(jī)硅氧烷型稀釋劑。
透光組件，該組件包括(A)和(B)的硅氫化固化產(chǎn)物(A)有機(jī)聚硅氧烷樹脂，其用平均單元式(1)表示(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(1)(其中R1、R2和R3代表一種、兩種或更多種單價(jià)烴基，選自具有1～6個(gè)碳原子的單價(jià)脂族烴基和具有6～10個(gè)碳原子的單價(jià)芳族烴基，0＜a≤0.5，0≤b＜0.2，0.3≤c＜1，0≤d≤0.4，0≤(b+d)/(a+C)≤0.25，以及a+b+c+d＝1)，并且具有三個(gè)或更多個(gè)單價(jià)不飽和脂族烴基/分子，其中單價(jià)烴基的不低于10mol％是單價(jià)芳族烴基，(B)具有兩個(gè)或更多個(gè)硅鍵接的氫原子/分子的有機(jī)硅化合物，其中所有硅鍵接的單價(jià)取代基的不低于5mol％是單價(jià)芳族烴基。
透光組件，該組件包括(A)、(B)和(d2)的硅氫化固化產(chǎn)物(A)有機(jī)聚硅氧烷樹脂，其用平均單元式(1)表示(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(1)(R1，R2，R3，a，b，c，d，(b+d)/(a+c)，以及a+b+c+d如上所述)，并且具有三個(gè)或更多個(gè)單價(jià)不飽和脂族烴基/分子，其中單價(jià)烴基的不低于10mol％是單價(jià)芳族烴基，(B)具有兩個(gè)或更多個(gè)硅鍵接的氫原子/分子的有機(jī)硅化合物，其中所有硅鍵接的單價(jià)取代基的不低于5mol％是單價(jià)芳族烴基，和(d2)硅氫化反應(yīng)性有機(jī)硅氧烷型稀釋劑。
根據(jù)[4]的透光組件，其中透光組件是光波導(dǎo)。
根據(jù)[5]的透光組件，其中透光組件是光波導(dǎo)。
根據(jù)[6]的透光組件，其中光波導(dǎo)的包層和芯由組分(A)和組分(B)的硅氫化固化產(chǎn)物組成，芯的折射指數(shù)比包層的折射指數(shù)高至少0.1％。
根據(jù)[7]的透光組件，其中光波導(dǎo)的包層和芯均由組分(A)、組分(B)和組分(d2)的硅氫化固化產(chǎn)物組成，其中芯的折射指數(shù)比包層的折射指數(shù)高至少0.1％。
根據(jù)[8]的透光組件，其中折射指數(shù)差通過(guò)使用于芯的組分(A)和組分(B)中的單價(jià)芳族烴基的總含量高于用于包層的組分(A)和組分(B)中的單價(jià)芳族烴基的總含量來(lái)調(diào)節(jié)。
根據(jù)[9]的透光組件，其中折射指數(shù)差通過(guò)使用于芯的組分(A)、組分(B)和組分(d2)中的單價(jià)芳族烴基的總含量高于用于包層的組分(A)、組分(B)和組分(d2)中的單價(jià)芳族烴基的總含量來(lái)調(diào)節(jié)。
根據(jù)[4]-[11]的任一項(xiàng)的透光組件，其具有薄膜樣形狀。
用于制造透光組件的方法，其中通過(guò)加熱來(lái)固化根據(jù)[1]-[3]的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物。
用于制造透光組件的方法，其中將根據(jù)[1]-[3]的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物施涂于基材，再通過(guò)加熱來(lái)固化。
用于制造條狀光波導(dǎo)的方法，其中將根據(jù)[1]-[3]的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(1)施涂于基材并通過(guò)加熱來(lái)固化，將固化產(chǎn)物的折射指數(shù)比上述組合物(1)的折射指數(shù)高至少0.1％的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(2)施涂于所述組合物(1)的固化產(chǎn)物并通過(guò)加熱來(lái)固化，然后將上述組合物(1)施涂于上述組合物(2)的固化產(chǎn)物并通過(guò)加熱來(lái)固化。
用于制造透光組件的方法，其中根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物在具有所需內(nèi)表面形狀的模具內(nèi)鑄塑并通過(guò)加熱來(lái)固化。
用于制造透光組件的方法，其中①將根據(jù)[1]-[3]的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(3)在其內(nèi)表面上具有對(duì)應(yīng)于芯的突出的模具內(nèi)鑄塑，并通過(guò)加熱來(lái)固化，②從模具內(nèi)取出模制品，③將根據(jù)[1]-[3]的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(4)(其固化產(chǎn)物的折射指數(shù)比上述組合物(3)的折射指數(shù)高至少0.1％)在從模具內(nèi)取出的固化產(chǎn)物的中空部分中鑄塑，并通過(guò)加熱來(lái)固化，此后④將上述組合物(3)施涂于上述組合物(4)的固化產(chǎn)物和上述組合物(3)的固化產(chǎn)物的上部，并通過(guò)加熱來(lái)固化。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是實(shí)施例3的條形光波導(dǎo)的剖視圖。
圖2是在實(shí)施例4的制造槽式光波導(dǎo)的方法中采用的模具的剖視圖。
圖3是在實(shí)施例4的制造槽式光波導(dǎo)的方法中采用的模具的剖視圖。
圖4是在實(shí)施例4的制造槽式光波導(dǎo)的方法中采用的模具的剖視圖。
圖5是在實(shí)施例4的制造槽式光波導(dǎo)的方法中采用的模具的剖視圖。
圖6是在實(shí)施例4的制造槽式光波導(dǎo)的方法中采用的模具的剖視圖。
圖7是在實(shí)施例4的制造槽式光波導(dǎo)的方法中采用的模具的剖視圖。
圖8是實(shí)施例4的槽式光波導(dǎo)的剖視圖。
附圖中的參考號(hào)如下所示
A是條形光波導(dǎo)，B是槽式光波導(dǎo)，1是組合物5的固化產(chǎn)物，2是組合物3的固化產(chǎn)物，3是第一模具，4是突出物，5是組合物4(不含甲苯)，6是第二模具，7是組合物4的固化產(chǎn)物(不含甲苯)，8是中空部分，9是組合物3的固化產(chǎn)物(不含甲苯)，和10是第三模具。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式在本發(fā)明的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物中，組分(A)的單價(jià)不飽和脂族烴基和組分(B)的硅鍵接的氫原子，或者組分(A)和組分(d2)的單價(jià)不飽和脂族烴基與組分(B)的硅鍵接的氫原子在組分(C)的作用下通過(guò)硅氫化反應(yīng)來(lái)交聯(lián)和固化。
組分(A)用平均單元式(1)表示(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(1)(其中R1、R2和R3代表一種、兩種或更多種單價(jià)烴基，選自具有1～6個(gè)碳原子的單價(jià)脂族烴基和具有6～10個(gè)碳原子的單價(jià)芳族烴基，0＜a≤0.5，0≤b＜0.2，0.3≤c＜1，0≤d≤0.4，0≤(b+d)/(a+c)≤0.25，以及a+b+c+d＝1)，a和c決不是0，但b和d可以等于0，這就是單元R13SiO1/2和單元R3SiO3/2是必要單元，而單元R22SiO2/2和單元SiO4/2是任選單元的原因。
因此，可以有包括下列單元的有機(jī)聚硅氧烷樹脂(R13SiO1/2)a(R3SiO3/2)c，(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c，(R13SiO1/2)a(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d，和(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d
然而，單元R13SiO1/2太多導(dǎo)致分子量的降低，這就是為什么0＜a≤0.5，優(yōu)選0＜a≤0.3的原因。單元R3SiO3/2太少導(dǎo)致支化度的下降，這就是為什么0.3≤c＜1，優(yōu)選0.5≤c＜1的原因。
雖然將單元R22SiO2/2引入到有機(jī)聚硅氧烷樹脂中一般導(dǎo)致了樹脂彈性的增高，但這可以引起它的熱變形溫度的降低，并且是影響形狀改變的重要因素。為此，0≤b＜0.2，優(yōu)選0≤b＜0.1。另一方面，SiO4/2單元的引入導(dǎo)致了樹脂硬度的顯著增高，樹脂往往變脆。因此，0≤d≤0.4和0≤(b+d)/(a+c)≤0.25。
具有1～6個(gè)硅鍵接的碳原子的單價(jià)脂族烴基包括甲基，乙基，丙基，丁基，己基，和其它單價(jià)飽和脂族烴基，以及乙烯基，烯丙基，己烯基，和其它單價(jià)不飽和脂族烴基。硅鍵接的單價(jià)芳族烴基的例子是苯基，甲苯基，二甲苯基，和萘基。所述單價(jià)脂族烴基優(yōu)選是甲基，所述單價(jià)不飽和脂族烴基優(yōu)選是乙烯基，而所述單價(jià)芳族烴基優(yōu)選是苯基。在有機(jī)聚硅氧烷樹脂中，它的硅鍵接的單價(jià)烴基的≥10mol％必須是單價(jià)芳族烴基。低于10mol％導(dǎo)致有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物在通信波長(zhǎng)區(qū)域的透射率降低。
當(dāng)有機(jī)聚硅氧烷樹脂用于由芯和包層組成的透光組件比如光波導(dǎo)中的芯段時(shí)，單價(jià)芳族烴基優(yōu)選占≥20mol％。屬于重要光學(xué)特性的折射指數(shù)通過(guò)改變單價(jià)烴基的類型來(lái)調(diào)節(jié)。使用主要由甲基和其它單價(jià)脂族烴基組成的取代基往往使折射指數(shù)低于1.5，而使用主要由苯基和其它單價(jià)芳族烴基組成的取代基往往使折射指數(shù)高于1.5。
由(PhSiO3/2)和(Me2ViSiO1/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂，由(PhSiO3/2)，(Me2SiO2/2)和(Me2ViSiO1/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂，由(PhSiO3/2)，(MeSiO3/2)和(Me2ViSiO1/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂，由(PhSiO3/2)，(MeSiO3/2)，(Me2ViSiO1/2)和(SiO4/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂，由(PhSiO3/2)，(Me2ViSiO1/2)和(SiO4/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂，由(PhSiO3/2)，(Ph2SiO2/2)和(Me2ViSiO1/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂，由(MeSiO3/2)，(Ph2SiO2/2)和(Me2ViSiO1/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂，由(PhSiO3/2)和(MePhViSiO1/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂，由(PhSiO3/2)，(MeSiO3/2)和(MePhViSiO1/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂，以及由(PhSiO3/2)，(MePhViSiO1/2)和(SiO4/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂[其中Me代表甲基，Ph代表苯基，和Vi代表乙烯基]作為有機(jī)聚硅氧烷樹脂的具體例子提出[以下相同]。兩種或更多種此類有機(jī)聚硅氧烷樹脂可以結(jié)合使用。這些有機(jī)聚硅氧烷樹脂通常具有網(wǎng)狀和三維結(jié)構(gòu)。
在此類有機(jī)聚硅氧烷樹脂的制備中采用的方法是眾所周知的(例如，參見(jiàn)Kunio Itoh的″Silicone Handbook″，(由Nikkan KogyoShinbunsha出版，1990)，第468-470頁(yè)，或者M(jìn).Wada，″NewestSilicone TechnologyResearch and Applications″(由CMC出版，1986)，第80-81頁(yè))。例如，它們可以容易地通過(guò)相應(yīng)有機(jī)基氯硅烷或有機(jī)基烷氧基硅烷在有機(jī)溶劑中的水解共縮合來(lái)制備，或者通過(guò)相應(yīng)有機(jī)硅氧烷低聚物和有機(jī)基烷氧基硅烷在有機(jī)溶劑中、在強(qiáng)酸催化劑的存在下的水解共縮合來(lái)制備。
這樣制備的有機(jī)聚硅氧烷樹脂一般具有高含量的硅烷醇基團(tuán)和硅鍵接的烷氧基。因?yàn)楣柰榇蓟鶊F(tuán)和硅鍵接的烷氧基的存在導(dǎo)致了有機(jī)聚硅氧烷樹脂的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和耐熱性的降低，所以應(yīng)該優(yōu)選通過(guò)在少量氫氧化鉀的存在下加熱樹脂來(lái)脫水縮合或脫醇縮合，將硅烷醇基團(tuán)和硅鍵接的烷氧基的含量減少至痕量。優(yōu)選地，此類基團(tuán)應(yīng)不超過(guò)所有硅鍵接的取代基的2mol％，還更優(yōu)選不超過(guò)1mol％。
對(duì)于組分(A)的有機(jī)聚硅氧烷樹脂的分子量沒(méi)有特定限制，但優(yōu)選的是，它的分子量應(yīng)使得樹脂至少在≤200℃下變?yōu)橐后w。這歸因于以下事實(shí)固化和模塑操作在加熱下被促進(jìn)，但將樹脂加熱到高于200℃的高溫引起樹脂分解。另一方面，為了在固化后保持強(qiáng)度，有機(jī)聚硅氧烷樹脂應(yīng)該優(yōu)選具有高分子量和寬分子量分布。另外，建議平均單元式(1)中的(R3SiO3/2)單元和(R13SiO1/2)單元的比率，即c/a，應(yīng)該不低于0.6和不超過(guò)9.0，以及在25℃下的粘度不低于1000mPa·S。自然，當(dāng)添加組分(d2)時(shí)，粘度將高于該值。
有機(jī)聚硅氧烷樹脂必須具有至少3個(gè)硅鍵接的單價(jià)不飽和脂族烴基/分子。從硅氫化反應(yīng)性和固化后的耐熱性來(lái)看，乙烯基優(yōu)選作為單價(jià)不飽和脂族烴基。即使具有兩個(gè)這種單價(jià)不飽和脂族烴基/分子，交聯(lián)反應(yīng)也將發(fā)生(如果在作為組分(B)的有機(jī)硅化合物中具有三個(gè)或更多個(gè)的硅鍵接的氫原子)，但是將難以生產(chǎn)出具有對(duì)于透光組件應(yīng)用來(lái)說(shuō)充分的硬度和彈性的固化產(chǎn)物。
具有兩個(gè)或更多個(gè)硅鍵接的氫原子/分子的組分(B)的有機(jī)硅化合物可以是有機(jī)硅烷，有機(jī)硅氧烷低聚物或有機(jī)聚硅氧烷。雖然對(duì)于其分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有特定限制，但為了生產(chǎn)具有高透明性的固化產(chǎn)物，優(yōu)選它在分子結(jié)構(gòu)上與組分(A)類似。也就是說(shuō)，它的所有硅鍵接的單價(jià)取代基的不低于5mol％必須是單價(jià)芳族烴基，并且優(yōu)選此類基團(tuán)的不低于10mol％應(yīng)該是單價(jià)芳族烴基。如果該含量低于5mol％，固化產(chǎn)物的透明性降低，在通信波長(zhǎng)區(qū)域的透明性降低。
單價(jià)芳族烴基的實(shí)例是苯基，甲苯基，二甲苯基，和萘基，其中苯基是優(yōu)選的。除了單價(jià)芳族烴基以外的有機(jī)基團(tuán)優(yōu)選是上述單價(jià)飽和脂族烴基，其中甲基是優(yōu)選的。另外，當(dāng)透光組件比如光波導(dǎo)通過(guò)由硅氫化反應(yīng)來(lái)固化組分(A)和該組件來(lái)制造時(shí)，高揮發(fā)性導(dǎo)致了固化不充分，這就是為什么低揮發(fā)性化合物更優(yōu)選的原因。具體地說(shuō)，在常壓下沸點(diǎn)低于200℃的化合物是不理想的。
二苯基硅烷、1，2-雙(二甲基甲硅烷基)苯、1，4-雙(二甲基甲硅烷基)苯和其它具有兩個(gè)硅鍵接的氫原子的有機(jī)硅烷；苯基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷，三(甲基苯基甲硅烷氧基)硅烷，四(甲基苯基甲硅烷氧基)硅烷和其它具有三個(gè)或四個(gè)硅鍵接的氫原子的有機(jī)硅氧烷低聚物；由(PhSiO3/2)和(Me2HSiO1/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂，由(PhSiO3/2)，(Me2SiO2/2)和(Me2HSiO1/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂或支化有機(jī)硅氧烷低聚物，由(PhSiO3/2)，(MeSiO3/2)和(MeHSiO1/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂或支化有機(jī)硅氧烷低聚物，由(PhSiO3/2)和(MeHSiO2/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂或支化有機(jī)硅氧烷低聚物，由(Me2HSiO1/2)，(MePh2SiO1/2)和(SiO4/2)單元組成的有機(jī)聚硅氧烷樹脂或支化有機(jī)硅氧烷低聚物，由(MePhSiO2/2)和(Me2HSiO1/2)單元組成的線性有機(jī)聚硅氧烷或有機(jī)硅氧烷低聚物，由(Me2SiO2/2)，(MePhSiO2/2)和(Me2HSiO1/2)單元組成的線性有機(jī)聚硅氧烷或有機(jī)硅氧烷低聚物，由(MePhSiO2/2)，(MeHSiO2/2)和(Me3SiO1/2)單元組成的線性有機(jī)聚硅氧烷或有機(jī)硅氧烷低聚物，由(MePhSiO2/2)，(MeHSiO2/2)和(Me2HSiO1/2)單元組成的線性有機(jī)聚硅氧烷或有機(jī)硅氧烷低聚物，由(PhHSiO2/2)和(Me3SiO1/2)單元組成的線性有機(jī)聚硅氧烷或有機(jī)硅氧烷低聚物，由(MeHSiO2/2)和(MePh2SiO1/2)單元組成的線性有機(jī)聚硅氧烷或有機(jī)硅氧烷低聚物，和僅由(PhHSiO2/2)單元組成的環(huán)狀有機(jī)聚硅氧烷或有機(jī)硅氧烷低聚物作為具體例子提出。
這些有機(jī)硅化合物的兩類或多類可以結(jié)合使用。用于制備這些有機(jī)硅化合物的方法是公知的，此類化合物例如可以通過(guò)僅使用含有硅鍵接的氫原子的有機(jī)氯硅烷的水解縮合反應(yīng)來(lái)制備，或者通過(guò)具有硅鍵接的氫原子的有機(jī)氯硅烷和不具有硅鍵接的氫原子的有機(jī)氯硅烷之間的水解共縮合反應(yīng)來(lái)制備。
組分(C)的硅氫化催化劑是周期表的VIII族的金屬或它們的化合物，其中鉑和鉑化合物是優(yōu)選的。它們的例子是微粒鉑，氯鉑酸，鉑-二烯烴配合物，鉑-二酮配合物，鉑-二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物，和鉑-膦配合物。它的添加量是0.05-300ppm，更優(yōu)選是0.1-50ppm，以相對(duì)于組分(A)和組分(B)的總重量的金屬的重量為基準(zhǔn)計(jì)。在該范圍以下，交聯(lián)反應(yīng)可能進(jìn)行得不充分，而超過(guò)該范圍是不必要的，會(huì)由于殘留金屬而導(dǎo)致光學(xué)性能降低。
用于本發(fā)明的透光組件的有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物通過(guò)將組分(A)、組分(B)和組分(C)均勻混合來(lái)制備。當(dāng)混合這三種組分時(shí)，甚至在常溫下也會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，引起粘度增高，最終固化，這就是為什么制備組分(A)和組分(B)的混合物，再在模塑時(shí)將組分(C)與該混合物合并，或者制備組分(A)和組分(C)的混合物，再在模塑時(shí)將組分(B)與該混合物合并的做法更好的原因。
組分(A)與組分(B)混合的比例應(yīng)使得組分(B)中的硅鍵接的氫原子與組分(A)中的不飽和脂族基團(tuán)的摩爾比優(yōu)選是0.2-5.0，還更優(yōu)選0.7-1.5。組分(A)與組分(B)的混合比例優(yōu)選根據(jù)所得固化產(chǎn)物的預(yù)期用途來(lái)改變。
如果固化產(chǎn)物打算在近紫外波長(zhǎng)區(qū)中使用，理想的是通過(guò)調(diào)節(jié)硅鍵接的氫原子的量，使得它略微超過(guò)所有不飽和脂族烴基的量，確保在固化后沒(méi)有不飽和脂族烴基保留。殘留的硅鍵接的氫原子在該區(qū)域沒(méi)有吸收帶，不會(huì)損害光學(xué)特性。
另一方面，如果固化產(chǎn)物打算在近紅外波長(zhǎng)區(qū)中使用，理想的是通過(guò)調(diào)節(jié)不飽和脂族烴基的量，使得它略微超過(guò)所有硅鍵接的氫原子的量，從而確保在固化后沒(méi)有硅鍵接的氫原子殘留。這歸因于以下事實(shí)在使用固化產(chǎn)物時(shí)，硅鍵接的氫原子在環(huán)境的作用下經(jīng)歷氧化，可能變成在該波長(zhǎng)區(qū)顯示吸收的硅鍵接的羥基，其中羥基起吸附環(huán)境濕氣的位點(diǎn)的作用。
雖然本發(fā)明的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物的粘度根據(jù)所使用的模塑方法改變，但優(yōu)選的是，它在25℃下不超過(guò)1×107mPa·s，還更優(yōu)選，不超過(guò)1×106mPa·s。在常溫下在基材上旋涂的情況下，它在25℃下優(yōu)選不超過(guò)1×104mPa·s。在更高的粘度下，當(dāng)在基材上旋涂組合物時(shí)，難以獲得均勻厚度的薄膜。雖然對(duì)于粘度的下限值沒(méi)有特定限制，但通常它高于500mPa·s(25℃)，因?yàn)樗芙M分(A)的粘度的影響，自然高于組分(d2)的粘度。當(dāng)組分(A)和組分(B)的粘度，尤其組分(A)的粘度太高且不適合旋涂時(shí)，該組合物優(yōu)選用(d1)溶劑稀釋。當(dāng)組分(A)和組分(B)的粘度，尤其組分(A)的粘度太高，使得該組合物不適于在模具內(nèi)鑄塑時(shí)，該組合物優(yōu)選用(d2)硅氫化反應(yīng)性有機(jī)硅氧烷型稀釋劑稀釋。
具有80～200℃的沸點(diǎn)的溶劑作為溶劑(d1)推薦。它們的具體例子是異丙醇，叔丁醇，甲基乙基酮，甲基異丁基酮，甲苯，二甲苯，1，3，5-三甲基苯，氯苯，乙二醇二甲基醚，乙二醇二乙醚，二甘醇二甲醚，乙氧基-2-丙醇乙酸酯，甲氧基-2-丙醇乙酸酯，八甲基環(huán)四硅氧烷和六甲基二硅氧烷。此類溶劑(d1)可以單獨(dú)使用或者作為兩種或更多種溶劑的混合物使用。
雖然在用溶劑稀釋的組合物中的固體物質(zhì)的濃度取決于所要形成的涂膜的厚度，以及組分(A)和組分(B)的粘度和分子量，尤其組分(A)的粘度和分子量，但理想的是，該濃度應(yīng)該不低于20wt％。另外，適于用通用旋涂器形成優(yōu)異質(zhì)量的薄膜的用溶劑(d1)稀釋的組合物的粘度優(yōu)選是10～1×104mPa·s(25℃)。
硅氫化反應(yīng)性有機(jī)硅氧烷型稀釋劑(d2)可有效降低組合物的粘度，而不顯著損害有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的物理機(jī)械性能。推薦使用具有至少兩個(gè)單價(jià)不飽和脂族烴基/分子的有機(jī)硅氧烷低聚物，其中在分子中的所有單價(jià)烴基的≥5mol％是單價(jià)芳族烴基和硅原子的數(shù)目不超過(guò)15。
它們的25℃粘度應(yīng)該優(yōu)選不超過(guò)500mPa·s，還更優(yōu)選，不超過(guò)300mPa·s。此類有機(jī)硅氧烷低聚物與具有單價(jià)芳族烴基的組分(B)和組分(A)具有優(yōu)異的相容性，參與交聯(lián)反應(yīng)，并且在有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的通信波長(zhǎng)區(qū)具有高透明性。
該組分的例子是1，3-二乙烯基二甲基二苯基二硅氧烷，1，5-二乙烯基四甲基二苯基三硅氧烷，苯基三(二甲基乙烯基甲硅烷氧基)硅烷，以及由(PhSiO3/2)和(Me2ViSiO1/2)單元組成的甲基乙烯基苯基硅氧烷低聚物。
因?yàn)樵谄浞肿雍泄柰榇蓟鶊F(tuán)和硅鍵接的烷氧基時(shí)，組分(d2)對(duì)組合物的儲(chǔ)存穩(wěn)定性具有負(fù)面效應(yīng)并且引起有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的耐熱性和溫度變化穩(wěn)定性降低，所以優(yōu)選它應(yīng)僅含有痕量，或者完全不含硅烷醇基團(tuán)和硅鍵接的烷氧基。當(dāng)加到組合物中的組分(d2)的量增加時(shí)，有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的機(jī)械強(qiáng)度取決于其分子結(jié)構(gòu)而一定程度地降低。
為此，應(yīng)該確定它的添加量，使得達(dá)到這些物理性能之間的平衡。推薦的添加量應(yīng)使得[反應(yīng)性稀釋劑]/[組分(A)+組分(B)]的重量比是在5/95-80/20的范圍，更佳的是，推薦量應(yīng)使得該比率是在5/95-40/60的范圍。用組分(d2)稀釋的組合物的粘度優(yōu)選是20～1×104mPa·s(25℃)。
因?yàn)榘M分(A)、組分(B)、組分(C)和溶劑(d1)的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物在常溫下是液體并具有優(yōu)異的流動(dòng)性，該組合物尤其適合于旋涂。因?yàn)榘M分(A)、組分(B)、組分(C)和硅氫化反應(yīng)性有機(jī)硅氧烷型稀釋劑(d2)的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物在常溫下是液體并具有優(yōu)異的流動(dòng)性，所以該組合物特別適合于鑄塑。
當(dāng)將組分(A)、組分(B)和組分(C)混合時(shí)，即使在常溫下也發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，引起粘度增高并最終固化，這就是為什么如果必要，為了防止粘度增高和在常溫下固化以及促進(jìn)在加熱作用下的固化而將固化遲延劑加入到組合物中的原因。固化遲延劑包括在硅氫化固化性組合物中常用的化合物，例如，3-甲基-1-丁炔-3-醇，3，5-二甲基-1-己炔-3-醇，苯基丁炔醇，和其它炔(alkyene)醇；3-甲基-3-戊烯-1-炔，3，5-二甲基-1-己-3-炔和其它烯-炔化合物；含炔基的酮；甲基三(1，1-二甲基丙炔氧基)硅烷，二甲基二(1，1-二甲基丙炔氧基)硅烷，和其它含炔基的有機(jī)硅烷；苯并三唑；馬來(lái)酸酯，和富馬酸酯。
建議它們的添加量應(yīng)使得[固化遲延劑]/[硅氫化催化劑中的金屬]的重量比是10～10,000。當(dāng)添加大量的上述固化遲延劑時(shí)，該組合物可以是包括所有組分的單組分有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物。另外，只要不損害本發(fā)明的目的，它可以與硅烷偶聯(lián)劑代表的增粘劑和其它添加劑合并。
本發(fā)明的透光組件包括(A)和(B)的硅氫化固化產(chǎn)物(A)有機(jī)聚硅氧烷樹脂，其用平均單元式(1)表示(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(1)(其中R1、R2和R3代表一種、兩種或更多種單價(jià)烴基，選自具有1～6個(gè)碳原子的單價(jià)脂族烴基和具有6～10個(gè)碳原子的單價(jià)芳族烴基，0＜a≤0.5，0≤b＜0.2，0.3≤c＜1，0≤d≤0.4，0≤(b+d)/(a+c)≤0.25，以及a+b+c+d＝1)，并且具有三個(gè)或更多個(gè)單價(jià)不飽和脂族烴基/分子，其中單價(jià)烴基的不低于10mol％是單價(jià)芳族烴基，(B)具有兩個(gè)或更多個(gè)硅鍵接的氫原子/分子的有機(jī)硅化合物，其中所有硅鍵接的單價(jià)取代基的不低于5mol％是單價(jià)芳族烴基。
透光組件，比如光波導(dǎo)一般由具有高折射指數(shù)的芯和具有低折射指數(shù)的包層組成。在組分(A)的有機(jī)聚硅氧烷樹脂中，在同時(shí)用于芯和包層的時(shí)候，它的硅鍵接的單價(jià)烴基的≥10mol％必須是單價(jià)芳族烴基。在組分(B)的有機(jī)硅化合物中，它的全部硅鍵接的單價(jià)取代基的不低于5mol％是單價(jià)芳族烴基。如果關(guān)于它們的含量的上述要求不被滿足，將是有害的，因?yàn)橛袡C(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物在通信波長(zhǎng)區(qū)中的透明性降低。
有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的折射指數(shù)可以使用硅鍵接的單價(jià)脂族烴基(通常甲基)與單價(jià)芳族烴基(通常苯基)的比率來(lái)調(diào)節(jié)。單價(jià)芳族烴基的比例的增加導(dǎo)致折射指數(shù)的增加，而增加單價(jià)脂族烴基的比率引起折射指數(shù)的降低。因?yàn)閮?yōu)選使用于芯的有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的折射指數(shù)比用于包層的有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的折射指數(shù)高至少0.1％，所以優(yōu)選使得用于芯的有機(jī)聚硅氧烷樹脂的單價(jià)芳族烴基的含量高于用于包層的有機(jī)聚硅氧烷樹脂的單價(jià)芳族烴基含量。
因此，可以通過(guò)獨(dú)立采用具有不同的[單價(jià)脂族烴基]/[單價(jià)芳族烴基]摩爾比的兩類有機(jī)聚硅氧烷樹脂用于芯和包層的方法，和/或通過(guò)獨(dú)立采用具有不同[單價(jià)脂族烴基]/[單價(jià)芳族烴基]的摩爾比的兩類組分(B)用于芯和包層的方法，使得用于芯的固化產(chǎn)物的折射指數(shù)高于用于包層的固化產(chǎn)物的折射指數(shù)。這里，有關(guān)組分(A)和組分(B)的細(xì)節(jié)如在固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物的組分的部分中所述。
包括本發(fā)明的有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的透光組件具有接近100％的光學(xué)透明性，如果在可見(jiàn)光區(qū)的反射被消除。另外，如果使用起偏振器來(lái)測(cè)定偏振，不能觀察到偏振，雙折射是非常小的，可以忽略不計(jì)。還有，因?yàn)楣袒a(chǎn)物即使當(dāng)加熱到260℃時(shí)也保持其初始形狀和沒(méi)有顯示顯著的重量改變，所以可以說(shuō)它所擁有的耐熱性高于用作光學(xué)材料的熱塑性樹脂比如氟化聚甲基丙烯酸甲酯樹脂的耐熱性。此外，固化產(chǎn)物具有不容易彎曲和具有充分的自保持強(qiáng)度的彈性和硬度。
本發(fā)明的透光組件可以用作無(wú)源透光組件或有源透光組件。它的可能用途的例子是無(wú)分支波導(dǎo)，分支波導(dǎo)，分光器，光耦合器，光學(xué)膠粘劑，和其它無(wú)源透光組件；波導(dǎo)類光學(xué)開關(guān)，波導(dǎo)類光學(xué)調(diào)制器，光學(xué)衰減器，光放大器，和其它有源透光組件。在包括有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的本發(fā)明的透光組件中，透光組件可以由單獨(dú)的有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物組成，或者它可以用其它材料或組件覆蓋，或夾在其它組件或元件之間，或者插入到其它組件或器件中。
包括有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的本發(fā)明的透光組件通過(guò)加熱和固化用于透光組件的上述固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物來(lái)制造。該制造方法可以粗略地分為以下兩種類型。換句話說(shuō)，存在一種制造透光組件的方法，在該方法中，將用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物涂布于基材上和通過(guò)加熱來(lái)固化，以及一種制造透光組件的方法，在該方法中，通過(guò)在具有所需內(nèi)表面形狀的模具內(nèi)加熱來(lái)鑄塑和固化用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物。還可以使用注塑、擠塑和其它制造方法。
在第一制造方法中采用的基材優(yōu)選具有平整表面，并且對(duì)于在固化過(guò)程中使用的溶劑和溫度穩(wěn)定。它的例子是硅片，玻璃，陶瓷，和耐熱塑料。
在指定的波長(zhǎng)區(qū)具有高透射率的透光組件通過(guò)將用于透光組件的上述固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物涂布于基材和通過(guò)加熱固化來(lái)制造，但如果必要，薄膜樣透光組件通過(guò)從基材上剝離固化產(chǎn)物來(lái)獲得。另外，條形光波導(dǎo)可以通過(guò)以下步驟來(lái)制備①將用于透光組件的上述固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(1)施涂于基材并通過(guò)加熱來(lái)固化，②將用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(2)(其固化產(chǎn)物的折射指數(shù)比上述組合物(1)的折射指數(shù)高至少0.1％)施涂于上述組合物(1)的固化產(chǎn)物并通過(guò)加熱來(lái)固化，③將上述組合物(1)施涂于該固化產(chǎn)物并通過(guò)加熱來(lái)固化，然后④從基材上剝離固化產(chǎn)物。
在該情況下，上述組合物(1)的固化產(chǎn)物用于底部包層和頂部包層，而上述組合物(2)的固化產(chǎn)物用作芯層。薄膜狀槽式光波導(dǎo)通過(guò)下列步驟來(lái)獲得賦予上述組合物(2)的固化產(chǎn)物以所需形狀，然后將上述組合物(1)涂布于上述組合物(1)的固化產(chǎn)物和上述組合物(2)的固化產(chǎn)物，再固化，隨后如果必要從基材上剝離。
當(dāng)賦予上述組合物(2)的固化產(chǎn)物以所需形狀時(shí)，最好是使用所需圖案進(jìn)行蝕刻。在這時(shí)，通過(guò)用光刻蝕法在上述組合物(2)的固化產(chǎn)物(芯層)上形成抗蝕圖形，通過(guò)蝕刻除去未被抗蝕圖形保護(hù)的芯層，然后除去所述抗蝕劑來(lái)形成芯圖案。另外，薄膜狀槽式光波導(dǎo)還可通過(guò)下列步驟來(lái)獲得將用于透光組件(1)的上述固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物涂布于基材并加熱固化，從基材上剝離固化產(chǎn)物(底部包層)，以及根據(jù)以上描述的要點(diǎn)在上述固化產(chǎn)物的上部形成芯圖案和上部包層。
在上述方法中使用的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物優(yōu)選在常溫下為液體，尤其在25℃下具有20～1×104mPa·s的粘度。
優(yōu)選的組合物含有組分(D)，尤其組分(d1)。雖然在這時(shí)使用的固化溫度取決于構(gòu)成所述組合物的組分，尤其組分(C)的類型和量，以及固化遲延劑的類型和量，但通常它是在80-200℃的范圍。用來(lái)涂布在上述制造方法中使用的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物的方法優(yōu)選是旋涂，因?yàn)樗梢钥焖傩纬删鶆虻谋∧ぁＴ诒∧ば瓮腹饨M件的制造過(guò)程中，可以使用溶劑流延代替旋涂。
在第二制造方法中采用的模具優(yōu)選是由基材制成的模具，該基材的熱膨脹系數(shù)小于有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的熱膨脹系數(shù)。自然，有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物必須易于從模具中取出。如果它具有不充分的脫模性能，最好是只在用脫模劑涂布模具的內(nèi)表面之后進(jìn)行模塑。
在通信波長(zhǎng)區(qū)具有高透射率的透光組件可以通過(guò)下列步驟來(lái)制造①將用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(3)在內(nèi)表面上具有對(duì)應(yīng)于芯的突出的模具內(nèi)鑄塑，并通過(guò)加熱來(lái)固化，②從模具內(nèi)取出固化產(chǎn)品，③將用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(4)(其固化產(chǎn)物的折射指數(shù)比上述組合物(3)的折射指數(shù)高至少0.1％)在從模具內(nèi)取出的固化產(chǎn)物的中空部分中鑄塑，并通過(guò)加熱來(lái)固化，此后④將上述組合物(3)涂布于上述組合物(4)的固化產(chǎn)物和上述組合物(3)的固化產(chǎn)物上，并通過(guò)加熱來(lái)固化。
在這時(shí)，將從模具中取出的固化產(chǎn)品裝配到另一模具中，此后，將用于透光組件的上述固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(4)注塑到其中并通過(guò)加熱來(lái)固化，在上述組合物(4)的固化產(chǎn)物和上述組合物(3)的固化產(chǎn)物的上部涂布上述組合物(3)并通過(guò)加熱來(lái)固化。
在第二制造方法中使用的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物優(yōu)選含有組分(D)，尤其組分(d2)。它的25℃粘度優(yōu)選是20～1×104mPa·s。
鑄塑固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物的中空部分的寬度通常不超過(guò)幾十μm，這就是為什么用于芯的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物的粘度必須充分低，以便易于鑄塑。因?yàn)樗鼋M合物的粘度在溫度升高時(shí)降低，所以如果上述25℃粘度是≤1×107mPa·s，就可以鑄塑，但在接近室溫的溫度范圍的鑄塑要求甚至更小的粘度。
雖然這時(shí)的固化溫度取決于組成所述組合物的組分、尤其組分(C)的類型和量，此外還有固化遲延劑的類型和量，但在由組分(A)、組分(B)和組分(C)組成的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物的情況下，溫度優(yōu)選是80-180℃，在由組分(A)、組分(B)、組分(C)和組分(D)(d2)硅氫化反應(yīng)性有機(jī)硅氧烷型反應(yīng)性稀釋劑組成的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物的情況下，該溫度優(yōu)選是20-180℃。
在加熱下，由具有小的熱膨脹系數(shù)的金屬或陶瓷制成的模具的尺寸實(shí)際上沒(méi)有變化，另一方面，具有大的熱膨脹系數(shù)的有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物經(jīng)歷了熱膨脹，結(jié)果經(jīng)受了壓力。因此，有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物與模具的表面緊密接觸，模具表面上的圖案精確地轉(zhuǎn)移到有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物上。在固化結(jié)束時(shí)，冷卻模具，有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物收縮。緩慢冷卻是優(yōu)選的，從而將由于局部冷卻導(dǎo)致的收縮應(yīng)力的產(chǎn)生減到最小。
用于本發(fā)明的透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物在沒(méi)有引入氘化烷基和氟化烴基的情況下具有低的折射指數(shù)溫度依賴性，高耐熱性，在通信波長(zhǎng)區(qū)的高透明性，擁有使其難以變形的彈性和硬度，以及可以在透光組件比如光波導(dǎo)的制造過(guò)程中容易調(diào)節(jié)芯材料和包層材料之間的折射指數(shù)差。
包含本發(fā)明的有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的透光組件即使在沒(méi)有引入氘化烷基和氟化烴基的情況下也具有低的折射指數(shù)溫度依賴性，高耐熱性，在通信波長(zhǎng)區(qū)的高透明性，擁有使其難以變形的彈性和硬度，以及可以在透光組件比如光波導(dǎo)的制造過(guò)程中容易調(diào)節(jié)芯材料和包層材料之間的折射指數(shù)差。另外，包含本發(fā)明的有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的透光組件在電信波長(zhǎng)帶很少顯示了透射損失，因此適合用作近紅外區(qū)的光通信和光互連以及近紅外區(qū)的集成光路的材料。
用于制造本發(fā)明的透光組件的方法可以容易和經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)包含有機(jī)聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的透光組件，所述組件即使在沒(méi)有引入氘化烷基和氟化烴基的情況下也具有低的折射指數(shù)溫度依賴性、高耐熱性、在通信波長(zhǎng)區(qū)域的高透明性，具有使其難以變形的彈性和硬度，以及在透光組件比如光波導(dǎo)的制備過(guò)程中消除了芯和包層之間的混雜。
實(shí)施例雖然以下為了具體說(shuō)明本發(fā)明提供了實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。凝膠滲透色譜法(GPC)用于測(cè)定所使用的反應(yīng)性稀釋劑、有機(jī)硅化合物和有機(jī)聚硅氧烷樹脂的分子量，它們的數(shù)均分子量通過(guò)與聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)比較來(lái)計(jì)算。粘度使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)在25℃下測(cè)定。
硅烷醇基團(tuán)和甲氧基或乙氧基的含量通過(guò)29Si NMR分析來(lái)測(cè)定。固化產(chǎn)物的折射指數(shù)在1550nm的波長(zhǎng)下使用棱鏡耦合器方法來(lái)測(cè)定，而薄膜的厚度使用Tencor Alpha-Step 200測(cè)定。固化產(chǎn)物的彈性模量使用動(dòng)態(tài)粘彈性測(cè)量設(shè)備在2mm厚度板上，在1Hz的頻率和0.5％的應(yīng)變下在0～50℃的溫度范圍內(nèi)測(cè)定。另外，固化產(chǎn)物的透明性使用具有3mm厚度板的分光光度計(jì)在1550nm的波長(zhǎng)下測(cè)定。固化產(chǎn)物在1550nm下的光損耗值通過(guò)稀釋法(cutback method)來(lái)測(cè)定。固化產(chǎn)物的偏振依賴性使用起偏振器在光學(xué)顯微鏡下觀察。固化產(chǎn)物的耐熱性通過(guò)熱重量分析來(lái)評(píng)價(jià)。
在實(shí)施例中使用的組分(A)的有機(jī)聚硅氧烷樹脂和組分(B)的有機(jī)硅化合物的概述(在式中，Me代表甲基，和Ph代表苯基)；甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂(A-1)平均單元式[Me2(CH2＝CH)SiO1/2]0.25[PhSiO3/2]0.75，苯基含量50mol％，數(shù)均分子量1900，粘度＞1,000,000mPa·s，硅烷醇基團(tuán)和甲氧基含量0.8mol％，制備方法將1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷，苯基三甲氧基硅烷和含催化量的三氟甲磺酸的水在加熱回流下攪拌，促使水解縮合，在用堿中和所述酸催化劑之后，進(jìn)行水和甲醇洗脫，將少量的氫氧化鉀加入到溶于甲苯的殘留物中，在加熱和攪拌下進(jìn)行脫水，在用酸中和氫氧化鉀之后，過(guò)濾出鹽，進(jìn)行甲苯洗脫。
甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂(A-2)平均單元式[Me2(CH2＝CH)SiO1/2]0.25[PhSiO3/2]0.65，苯基含量46mol％，數(shù)均分子量2300，粘度＞1,000,000mPa·s，硅烷醇基團(tuán)和乙氧基含量1mol％，制備方法將乙烯基二甲基氯硅烷，苯基三氯硅烷，原硅酸四乙酯和水在加熱回流下攪拌，促使水解縮合，在用堿中和所產(chǎn)生的鹽酸之后，進(jìn)行水和乙醇洗脫，將少量的氫氧化鉀加入到溶于甲苯的殘留物中，在加熱和攪拌下進(jìn)行脫水，在用酸中和氫氧化鉀之后，過(guò)濾出所產(chǎn)生的鹽，進(jìn)行甲苯洗脫。
甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂(A-3)平均單元式[Me2(CH2＝CH)SiO1/2]0.25[MeSiO3/2]0.40[PhSiO3/2]0.35，苯基含量23mol％，數(shù)均分子量4600，粘度＞1,000,000mPa·s，硅烷醇基團(tuán)和甲氧基含量1mol％，制備方法將1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷，甲基三甲氧基硅烷，苯基三甲氧基硅烷和含催化量的三氟甲磺酸的水在加熱回流下攪拌，促使水解縮合，在用堿中和所述酸催化劑之后，進(jìn)行水和甲醇洗脫，將少量的氫氧化鉀加入到溶于甲苯的殘留物中，在加熱和攪拌下進(jìn)行脫水，在用酸中和氫氧化鉀之后，過(guò)濾出所產(chǎn)生的鹽，進(jìn)行甲苯洗脫。
甲基苯基氫化聚硅氧烷(B-1)平均單元式[Me2HSiO1/2]0.6[PhSiO3/2]0.4，苯基含量18mol％，數(shù)均分子量900，粘度30mPa·s，硅烷醇和甲氧基含量0.2mol％，制備方法將1，1，3，3-四甲基二硅氧烷，苯基三甲氧基硅烷和催化量的三氟甲磺酸在冷卻下攪拌，促使水解縮合，在用堿中和所述酸催化劑之后，過(guò)濾出鹽，進(jìn)行水洗脫。
甲基苯基氫化聚硅氧烷(B-2)平均單元式[Me2HSiO1/2]0.2[MeHSiO]0.4[MePhSiO]0.4，苯基含量18mol％，數(shù)均分子量900，粘度25mPa·s，硅烷醇和甲氧基含量0.1mol％，制備方法將1，1，3，3-四甲基二硅氧烷，甲基二氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷在冷卻下攪拌，促使水解縮合，在用堿中和所產(chǎn)生的鹽酸之后，過(guò)濾出所產(chǎn)生的鹽，進(jìn)行水洗脫。
甲基乙烯基苯基硅氧烷低聚物(d2)平均單元式[Me2(CH2＝CH)SiO1/2]0.67[PhSiO3/2]0.33，苯基含量14mol％，數(shù)均分子量650，粘度50mPa·s，硅烷醇和甲氧基含量0.2mol％，制備方法將1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷，苯基三甲氧基硅烷和含催化量的三氟甲磺酸的水在加熱回流下攪拌，促使水解縮合，在用堿中和所述酸催化劑之后，進(jìn)行水和甲醇洗脫，將少量的氫氧化鉀加入到溶于甲苯的殘留物中，在加熱和攪拌下進(jìn)行脫水，在用酸中和氫氧化鉀之后，過(guò)濾出所產(chǎn)生的鹽，進(jìn)行甲苯洗脫。
實(shí)施例1
本實(shí)施例說(shuō)明了用于透光組件的甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物的形成。通過(guò)使用在以下表1中列舉的比例(單位g)將上述甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂(A-1)、(A-2)和(A-3)(它們用作組分(A))，上述甲基苯基氫化聚硅氧烷(B-1)和(B-2)(它們用作組分(B))，鉑/1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物[鉑含量2wt％](C)(它用作組分(C))，甲基(三(1，1-二甲基-2-丙炔氧基))硅烷(E)(它用作固化遲延劑)和甲苯(它用作組分(d1))混合來(lái)制備包含用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物的涂料溶液。
采用敞口室式系統(tǒng)，在2000rpm下將該涂料溶液旋涂于硅基材上，在室溫下靜置10分鐘。此后，通過(guò)在180℃下加熱90分鐘來(lái)獲得具有7～8μm的均勻厚度的甲基苯基氫化聚硅氧烷和甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂的硅氫化固化產(chǎn)物。
在表1中列舉了涂料溶液的粘度，以及涂料溶液的固化產(chǎn)物的透明性和折射指數(shù)。


(注“粘度-1”代表沒(méi)有組分(d1)的組合物的粘度(單位mPa·s)，“粘度-2”代表含有組分(d1)的組合物的粘度(單位mPa·s)?！罢凵渲笖?shù)”和“透明性”是指通過(guò)固化產(chǎn)物的測(cè)量獲得的值。)
所有固化產(chǎn)物是無(wú)色和透明的，具有0.8～1.0GPa的彈性模量，換句話說(shuō)，它們具有防止其容易彎曲并具有充分的自保持強(qiáng)度的彈性和硬度，以及即使在甲苯中浸漬過(guò)夜后也沒(méi)有觀察到由于溶解、溶脹等造成的變化。另外，在通信波長(zhǎng)區(qū)中的固化產(chǎn)物的透射率是≥94％，光損耗值是0.5dB/cm，即對(duì)于透光組件應(yīng)用來(lái)說(shuō)是充分的。
實(shí)施例2本實(shí)施例說(shuō)明了由通過(guò)涂布方法制造的甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物組成的槽式光波導(dǎo)的形成。
采用敞口室式系統(tǒng)，在2000rpm下將表1的組合物5旋涂于硅基材上，在室溫下靜置10分鐘。此后，通過(guò)在180℃下加熱90分鐘來(lái)獲得具有7μm的均勻厚度的由甲基苯基氫化聚硅氧烷和甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂的硅氫化固化產(chǎn)物組成的薄膜。它的折射指數(shù)是1.519。接下來(lái)，由該固化產(chǎn)物組成的薄膜用作底部包層，在其上面在2000rpm下旋涂表1的組合物3，在室溫下放置10分鐘。此后，通過(guò)在180℃下加熱90分鐘來(lái)形成具有7μm的均勻厚度的由甲基苯基氫化聚硅氧烷和甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂的硅氫化固化產(chǎn)物組成的薄膜。
涂布具有2.0μm的厚度的光刻膠，在由用作芯層的固化產(chǎn)物組成的薄膜的上面形成圖案。采用抗蝕劑作為光掩模，用含有CF4的混合氣體進(jìn)行反應(yīng)性離子蝕刻。從而產(chǎn)生具有50mm長(zhǎng)度，7.0μm寬度和7.0μm高度的芯層的線性長(zhǎng)方形圖案。然后除去抗蝕劑。最后，在2000rpm下將表1的組合物5旋涂于芯圖案和底部包層上，隨后在180℃下加熱90分鐘，獲得了槽式光波導(dǎo)。在該光波導(dǎo)中，芯和包層之間沒(méi)有混雜，同時(shí)光損耗值是0.4dB/cm。另外，當(dāng)光波導(dǎo)在空氣流中加熱時(shí)，直至280℃沒(méi)有觀察到重量損失，這證實(shí)了它的優(yōu)異耐熱性。
實(shí)施例3本實(shí)施例說(shuō)明了由通過(guò)涂布方法制造的甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物組成的條形光波導(dǎo)的形成。將表1的組合物5涂布于玻璃基材上并在室溫下放置大約30分鐘之后，通過(guò)在100℃下加熱1小時(shí)和在180℃下加熱1小時(shí)固化該組合物，然后在室溫下從玻璃基材上剝離來(lái)制造具有50μm的厚度的由甲基苯基氫化聚硅氧烷和甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂的硅氫化固化產(chǎn)物組成的薄膜。它的折射指數(shù)是1.519。由該固化產(chǎn)物組成的薄膜沒(méi)有顯示偏振依賴性，證明了它的雙折射是非常小的，可以忽略不計(jì)。
由固化產(chǎn)物組成的薄膜用于底部包層，再將表1的組合物3涂布于它之上，并以相同方式加熱固化，從而形成了具有1.525的折射指數(shù)的芯層，其由具有50μm的厚度的甲基苯基氫化聚硅氧烷和甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂的硅氫化固化產(chǎn)物組成的薄膜組成。此外，通過(guò)涂布表1的組合物5和以相同方式加熱固化在由該固化產(chǎn)物組成的薄膜上形成具有50μm的厚度和1.519的折射指數(shù)的上部包層，從而制備了具有三層結(jié)構(gòu)，即包層-芯層-包層的條形光波導(dǎo)，具有150μm的總厚度(參見(jiàn)圖1)。該光波導(dǎo)沒(méi)有顯示芯和包層之間的混雜，即使在反復(fù)彎曲之后也沒(méi)有開裂或剝離，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)偏振依賴性。另外，當(dāng)光波導(dǎo)在空氣流中加熱時(shí)，直至280℃也沒(méi)有觀察到重量損失，這證實(shí)了它的優(yōu)異耐熱性。
實(shí)施例4本實(shí)施例說(shuō)明了由通過(guò)鑄塑方法制造的甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物組成的槽式光波導(dǎo)的形成。
將表1的組合物4(其不含甲苯)加熱到80℃，在被加熱到80℃的在其內(nèi)表面上具有突出4(高度50μm，寬度50μm，長(zhǎng)度50mm)的第一模具3(參見(jiàn)圖2)中鑄塑，通過(guò)在100℃下加熱1小時(shí)和然后在180℃下加熱另外1小時(shí)來(lái)固化(參見(jiàn)圖3)。在該溫度下從第一模具3中取出組合物4的固化產(chǎn)物7(不含甲苯)5，再投入到加熱到80℃的第二模具6中(參見(jiàn)圖4)，將表1的組合物3(不含甲苯)在固化產(chǎn)物7的中空部分8(高度50μm，寬度50μm，長(zhǎng)度50mm)中鑄塑，通過(guò)首先在100℃下加熱1小時(shí)和然后在180℃下加熱另外1小時(shí)來(lái)固化(參見(jiàn)圖5)。
從第二模具6中取出組合物4的固化產(chǎn)物7(不含甲苯)，投入到第三模具10(參見(jiàn)圖6)中，于是組合物4(不含甲苯)在其中鑄塑，通過(guò)在100℃下加熱1小時(shí)和然后在180℃下加熱另外1小時(shí)來(lái)固化(參見(jiàn)圖7)。從第三模具10中取出固化產(chǎn)物，獲得了繩索狀槽式光波導(dǎo)(參見(jiàn)圖8)，其具有50μm的高度，50μm的寬度，50mm的長(zhǎng)度，其中芯部分的折射指數(shù)是1.525和包層部分的折射指數(shù)是1.500。該光波導(dǎo)沒(méi)有顯示芯和包層之間的混雜以及無(wú)開裂，同時(shí)即使在反復(fù)彎曲之后也無(wú)開裂或剝離，以及沒(méi)有觀察到偏振依賴性。另外，當(dāng)光波導(dǎo)在空氣流中加熱時(shí)，直至280℃也沒(méi)有觀察到重量損失，這證實(shí)了它的優(yōu)異耐熱性。
實(shí)施例5本實(shí)施例說(shuō)明了由通過(guò)鑄塑方法制造的甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂的固化產(chǎn)物組成的槽式光波導(dǎo)的形成。
通過(guò)將作為組分(A)的10g的甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂(A-2)與作為組分(d2)的10g的甲基乙烯基苯基硅氧烷低聚物(d2)均勻混合，然后添加作為組分(B)的13g的甲基苯基氫化聚硅氧烷(B-1)，作為組分(C)的5mg的鉑/1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物[鉑含量2wt％](C)和作為固化遲延劑的10mg的甲基(三(1，1-二甲基-2-丙炔氧基)硅烷(E)，再均勻混合各成分，來(lái)制備無(wú)色透明的甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂組合物6。該組合物的粘度是200mPa·s。
通過(guò)將作為組分(A)的10g的甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂(A-3)與作為組分(d2)的10g的甲基乙烯基苯基硅氧烷低聚物(d2)均勻混合，然后添加作為組分(B)的13.9g的甲基苯基氫化聚硅氧烷(B-1)，作為組分(C)的5mg的鉑/1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物[鉑含量2wt％](C)和作為固化遲延劑的10mg的甲基(三(1，1-二甲基-2-丙炔氧基)硅烷(E)，再均勻混合各成分，來(lái)制備無(wú)色透明的甲基乙烯基苯基聚硅氧烷樹脂組合物7。該組合物的粘度是240mPa·s。
除了使用組合物7作為包層和使用組合物6作為芯以及在25℃下鑄塑和從模具中取出以外，按照與實(shí)施例4相同的方式制造繩索狀槽式光波導(dǎo)。包層部分的折射指數(shù)是1.482，芯部分的折射指數(shù)是1.505。該光波導(dǎo)沒(méi)有顯示芯和包層之間的混雜以及無(wú)開裂，同時(shí)即使在反復(fù)彎曲之后也無(wú)開裂或剝離，以及沒(méi)有觀察到偏振依賴性。另外，當(dāng)光波導(dǎo)在空氣流中加熱時(shí)，直至280℃也沒(méi)有觀察到重量損失，這證實(shí)了它的優(yōu)異耐熱性。
對(duì)比實(shí)施例1本實(shí)施例說(shuō)明了基于日本專利申請(qǐng)公開No.Sho 63-217306的應(yīng)用實(shí)施例的柔性光波導(dǎo)的形成。在100重量份的具有5000mPa·s的粘度的線性三甲基甲硅烷氧基終端的二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物(25mol％苯基，折射指數(shù)1.50)和5重量份的具有5mPa·s的粘度的三甲基甲硅烷氧基終端的二甲基硅氧烷-甲基氫化硅氧烷共聚物的混合物中添加氯鉑酸的氯仿溶液，獲得了具有5ppm(重量)的鉑含量的硅氫化固化性液體硅酮組合物。該組合物在熱空氣中擠出，形成了具有1mm的直徑的線狀硅酮橡膠芯。
隨后，在芯上涂布具有3000mPa·s的粘度的硅氫化固化性液體硅酮橡膠組合物(主成分線性二甲基乙烯基甲硅烷氧基終端的二甲基聚硅氧烷，三甲基甲硅烷氧基終端的二甲基硅氧烷-甲基氫化硅氧烷共聚物，和氯鉑酸，折射指數(shù)1.41)之后，通過(guò)在150℃下加熱5分鐘固化組合物來(lái)制造具有1.4mm直徑的線狀柔性光波導(dǎo)。該光波導(dǎo)容易變形，沒(méi)有自保持強(qiáng)度。另外，當(dāng)它在空氣中加熱時(shí)，從200℃開始發(fā)現(xiàn)了由于分解導(dǎo)致的重量損失，這指示低劣的耐熱性。
對(duì)比實(shí)施例2本實(shí)施例說(shuō)明了基于日本專利申請(qǐng)公開No.Hei 4-157402的實(shí)施例2的聚倍半硅氧烷光波導(dǎo)的形成。采用聚甲基倍半硅氧烷(分子量Mw＝2000，折射指數(shù)1.423)作為包層和聚苯基倍半硅氧烷(分子量Mw＝15000，折射指數(shù)1.555)作為芯，通過(guò)旋涂、光刻蝕法、干刻蝕法，然后再次使用旋涂作為最后步驟來(lái)制造槽式光波導(dǎo)，其中芯由聚苯基倍半硅氧烷組成，具有8μm的寬度，8μm的高度，50mm的長(zhǎng)度，而由聚甲基倍半硅氧烷組成的上部包層和由聚甲基倍半硅氧烷組成的底部包層具有20μm的厚度。該光波導(dǎo)的光損耗值不超過(guò)0.5dB/cm。當(dāng)光波導(dǎo)在260℃下熱處理2分鐘時(shí)，芯的折射指數(shù)下降0.3％，兩個(gè)包層的折射指數(shù)下降0.8％，因此與在熱處理之前存在的差值比較，改變了在該二者之間的折射指數(shù)差。這表示該光波導(dǎo)具有低劣的耐熱性。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物可用于制造各種透光組件，并且適合于用作近紅外區(qū)的光通信和集成光路的材料，本發(fā)明的透光組件可用作以無(wú)分支波導(dǎo)、分支波導(dǎo)、分光器，光耦合器，光學(xué)膠粘劑為例的無(wú)源透光組件，和以波導(dǎo)類光學(xué)開關(guān)，波導(dǎo)類光學(xué)調(diào)制器，光學(xué)衰減器，光放大器為例的有源透光組件。制造本發(fā)明的透光組件的方法可以較低的加工成本用于制造各種透光組件。
權(quán)利要求
1.用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物，該組合物包含(A)有機(jī)聚硅氧烷樹脂，其用平均單元式(1)表示(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(1)(其中R1、R2和R3代表選自具有1～6個(gè)碳原子的單價(jià)脂族烴基和具有6～10個(gè)碳原子的單價(jià)芳族烴基中的一種、兩種或更多種單價(jià)烴基，0＜a≤0.5，0≤b＜0.2，0.3≤c＜1，0≤d≤0.4，0≤(b+d)/(a+c)≤0.25，以及a+b+c+d＝1)，并且具有三個(gè)或更多個(gè)單價(jià)不飽和脂族烴基/分子，其中單價(jià)烴基的不低于10mol％是單價(jià)芳族烴基，(B)具有兩個(gè)或更多個(gè)硅鍵接的氫原子/分子的有機(jī)硅化合物，其中所有硅鍵接的單價(jià)取代基的不低于5mol％是單價(jià)芳族烴基，和(C)硅氫化催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物，其中該組合物的粘度在25℃下不超過(guò)1×107mPa·s。
3.用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物，該組合物包含(A)有機(jī)聚硅氧烷樹脂，其用平均單元式(1)表示(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(1)(其中R1，R2，R3，a，b，c，d，(b+d)/(a+c)，以及a+b+c+d與以上相同)，并且具有三個(gè)或更多個(gè)單價(jià)不飽和脂族烴基/分子，其中單價(jià)烴基的不低于10mol％是單價(jià)芳族烴基，(B)具有兩個(gè)或更多個(gè)硅鍵接的氫原子/分子的有機(jī)硅化合物，其中所有硅鍵接的單價(jià)取代基的不低于5mol％是單價(jià)芳族烴基，(C)硅氫化催化劑，以及(D)(d1)溶劑或(d2)硅氫化反應(yīng)性有機(jī)硅氧烷型稀釋劑。
4.透光組件，該組件包括(A)和(B)的硅氫化固化產(chǎn)物(A)有機(jī)聚硅氧烷樹脂，其用平均單元式(1)表示(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(1)(其中R1、R2和R3代表選自具有1～6個(gè)碳原子的單價(jià)脂族烴基和具有6～10個(gè)碳原子的單價(jià)芳族烴基中的一種、兩種或更多種單價(jià)烴基，0＜a≤0.5，0≤b＜0.2，0.3≤c＜1，0≤d≤0.4，0≤(b+d)/(a+c)≤0.25，以及a+b+c+d＝1)，并且具有三個(gè)或更多個(gè)單價(jià)不飽和脂族烴基/分子，其中單價(jià)烴基的不低于10mol％是單價(jià)芳族烴基，(B)具有兩個(gè)或更多個(gè)硅鍵接的氫原子/分子的有機(jī)硅化合物，其中所有硅鍵接的單價(jià)取代基的不低于5mol％是單價(jià)芳族烴基。
5.透光組件，該組件包括(A)、(B)和(d2)的硅氫化固化產(chǎn)物(A)有機(jī)聚硅氧烷樹脂，其用平均單元式(1)表示(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(1)(R1，R2，R3，a，b，c，d，(b+d)/(a+c)，以及a+b+c+d如上所述)，并且具有三個(gè)或更多個(gè)單價(jià)不飽和脂族烴基/分子，其中單價(jià)烴基的不低于10mol％是單價(jià)芳族烴基，(B)具有兩個(gè)或更多個(gè)硅鍵接的氫原子/分子的有機(jī)硅化合物，其中所有硅鍵接的單價(jià)取代基的不低于5mol％是單價(jià)芳族烴基，和(d2)硅氫化反應(yīng)性有機(jī)硅氧烷型稀釋劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的透光組件，其中透光組件是光波導(dǎo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的透光組件，其中透光組件是光波導(dǎo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的透光組件，其中光波導(dǎo)的包層和芯由組分(A)和組分(B)的硅氫化固化產(chǎn)物組成，芯的折射指數(shù)比包層的折射指數(shù)高至少0.1％。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的透光組件，其中光波導(dǎo)的包層和芯均由組分(A)、組分(B)和組分(d2)的硅氫化固化產(chǎn)物組成，其中芯的折射指數(shù)比包層的折射指數(shù)高至少0.1％。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的透光組件，其中折射指數(shù)差通過(guò)使用于芯的組分(A)和組分(B)中的單價(jià)芳族烴基的總含量高于用于包層的組分(A)和組分(B)中的單價(jià)芳族烴基的總含量來(lái)調(diào)節(jié)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的透光組件，其中折射指數(shù)差通過(guò)使用于芯的組分(A)、組分(B)和組分(d2)中的單價(jià)芳族烴基的總含量高于用于包層的組分(A)、組分(B)和組分(d2)中的單價(jià)芳族烴基的總含量來(lái)調(diào)節(jié)。
12.根據(jù)權(quán)利要求4～權(quán)利要求11的任一項(xiàng)的透光組件，其具有薄膜樣形狀。
13.制造透光組件的方法，其中通過(guò)加熱來(lái)固化根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物。
14.制造透光組件的方法，其中將根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物施涂于基材，再通過(guò)加熱來(lái)固化。
15.制造條狀光波導(dǎo)的方法，其中將根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(1)施涂于基材并通過(guò)加熱來(lái)固化，將固化產(chǎn)物的折射指數(shù)比上述組合物(1)的折射指數(shù)高至少0.1％的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(2)施涂于上述組合物(1)的固化產(chǎn)物并通過(guò)加熱來(lái)固化，然后將上述組合物(1)施涂于上述組合物(2)的固化產(chǎn)物并通過(guò)加熱來(lái)固化。
16.制造透光組件的方法，其中根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物在具有所需內(nèi)表面形狀的模具內(nèi)鑄塑并通過(guò)加熱來(lái)固化。
17.制造透光組件的方法，其中①將根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(3)在內(nèi)表面上具有對(duì)應(yīng)于芯的突出的模具內(nèi)鑄塑，并通過(guò)加熱來(lái)固化，②從模具內(nèi)取出模制品，③將根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)的用于透光組件的固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物(4)(其固化產(chǎn)物的折射指數(shù)比上述組合物(3)的折射指數(shù)高至少0.1％)在從模具內(nèi)取出的固化產(chǎn)物的中空部分鑄塑，并通過(guò)加熱來(lái)固化，此后④將上述組合物(3)施涂于上述組合物(4)的固化產(chǎn)物和上述組合物(3)的固化產(chǎn)物的上部，并通過(guò)加熱來(lái)固化。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于透光組件，尤其用作光通信元件的透光組件的硅氫化固化性有機(jī)聚硅氧烷樹脂組合物，其包含(A)具有三個(gè)或三個(gè)以上單價(jià)不飽和脂族烴基和芳族烴基的有機(jī)聚硅氧烷樹脂，(B)具有兩個(gè)或更多個(gè)硅鍵接的氫原子和芳族烴基的有機(jī)硅化合物，(C)硅氫化催化劑，和任選的(D)(d1)溶劑或(d2)硅氫化反應(yīng)性有機(jī)硅氧烷型稀釋劑，涉及包含上述有機(jī)聚硅氧烷樹脂和有機(jī)硅化合物的硅氫化固化產(chǎn)物的以光波導(dǎo)為代表的透光組件，還涉及制造透光組件的方法。
文檔編號(hào)C08L83/04GK1784471SQ20048001263
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月7日
發(fā)明者櫛引信男, 小川琢哉, 竹內(nèi)貴久子 申請(qǐng)人:陶氏康寧公司