发明名称 光学装置及聚矽氧组合物及制造该光学装置之方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.08.11
申请号 TW096131940 申请日期 2007.08.28
申请人 道康宁公司 发明人 曼尼许 巴哈德;布莱恩 罗伯 哈克尼司;艾法洛姿 札瑞斯费;安 渥斯东 诺瑞斯
分类号 C08G77/04;G02B6/00;G02B1/04 主分类号 C08G77/04
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种光导,其包含一组合物之固化产物,该组合物包含:(A)10至40重量份之平均每分子具有至少两个脂族不饱和有机基团及至少一个芳族基团之聚二有机矽氧烷;(B)35至75重量份之平均每分子具有至少一个脂族不饱和有机基团及至少一个芳族基团之分支链聚有机矽氧烷;(C)10至50重量份之平均每分子具有至少两个矽键结之氢原子及至少一个芳族基团之聚有机氢矽氧烷;(D)0.01至1,000 ppm之矽氢化催化剂;其中该光导具有至少50之如硬度计Shore A所量测之硬度,且该光导具有>1.40之折射率。如请求项1之光导,其中成分(A)具有式R13SiO-(R22SiO)a-SiR13,其中各R1及各R2系独立地选自由以下基团组成之群:脂族不饱和有机基团、芳族基团及单价经取代及未经取代之不含芳族物且无脂族不饱和性的烃基,下标a为具有足以使成分(A)在25℃下具备10 mPa.s至1,000,000 mPa.s范围内之黏度之值的整数,其限制条件为平均R1及/或R2中之至少两个为不饱和有机基团且R1及/或R2中之至少一个为芳族基团。如请求项1之光导,其中成分(B)具有单元式(R3SiO3/2)b(R32SiO2/2)c(R33SiO1/2)d(SiO4/2)e(XO1/2)f,其中R3系各自独立地选自由以下基团组成之群:脂族不饱和有机基团、芳族基团及单价经取代及未经取代之不含芳族物且无脂族不饱和性的烃基,其限制条件为平均每分子至少一个R3为脂族不饱和有机基团且至少一个R3为芳族基团;X为氢原子或单价烃基;b为正数;c为0或正数;d为0或正数;e为0或正数;f为0或正数;c/b为0至10范围内之数;d/b为0至0.5范围内之数;e/(b+c+d+e)为0至0.3范围内之数;且f/(b+c+d+e)为0至0.4范围内之数。如请求项1之光导,其中成分(C)包含单元式(R5SiO3/2)h(R52SiO2/2)I(R53SiO1/2)j(SiO4/2)k(XO)m之分支链聚有机氢矽氧烷,其中X为氢原子或单价烃基;R5各自独立地为氢原子、芳族基团或单价经取代或未经取代之不含芳族物且无脂族不饱和性的烃基,其限制条件为平均每分子至少两个R5为氢原子且平均每分子至少一个R5为芳族基团;h为正数;i为0或正数;j为0或正数;k为0或正数;m为0或正数;i/h具有0至10范围内之值;j/h具有0至5范围内之值;k/(h+i+j+k)具有0至0.3范围内之值;且m/(h+i+j+k)具有0至0.4范围内之值。如请求项1之光导,其中成分(D)包含铂与有机聚矽氧烷之错合物。如请求项1之光导,其中该组合物进一步包含选自由以下物质组成之群的额外成分:(E)矽烷化炔系抑制剂、(F)脱模剂、(G)光学活性剂、(H)填充剂、(I)黏着促进剂、(J)热稳定剂、(K)阻燃剂、(L)反应性稀释剂、(M)抑制剂、(N)颜料、(O)滞燃剂、(P)氧化抑制剂及其组合。如请求项6之光导,其中存在成分(E),且成分(E)系选自由有机炔醇、矽烷化炔醇及其组合组成之群。如请求项7之光导,其中存在成分(F),且其具有式HOR82SiO-(R82SiO)o-SiR82OH,其中R8各自独立地为芳族基团或单价经取代或未经取代之不含芳族物且无脂族不饱和性的烃基,其限制条件为平均每分子至少一个R8为芳族基团,且o为具有1或大于1之值之整数。如请求项1之光导,其中该光导具有1.46至1.57范围内之折射率。如请求项1之光导,其中当该光导在150℃下加热至少5天时在具有5 mm之厚度之部分中,根据ASTM D1544未展现加纳尔色标(Gardner color scale)之变化。一种光学装置,其包含:a)如请求项1之光导,b)一耦接于该光导之一入口之光源,及c)一耦接于该光导之一出口之有机光学装置。一种制造光导之方法,其包含:i)使一组合物成形,该组合物包含:(A)10至40重量份之平均每分子具有至少两个脂族不饱和有机基团及至少一个芳族基团之聚二有机矽氧烷;(B)35至75重量份之平均每分子具有至少一个脂族不饱和有机基团及至少一个芳族基团之分支链聚有机矽氧烷;(C)10至50重量份之平均每分子具有至少两个矽键结之氢原子及至少一个芳族基团之聚有机氢矽氧烷;(D)0.01至1,000 ppm之矽氢化催化剂;及ii)使该组合物固化以形成一光导;其中该光导具有至少50之如硬度计Shore A所量测之硬度,且该光导具有>1.40之折射率。如请求项12之方法,其中步骤i)系由选自由以下方法组成之群之方法进行:射出成形、转注成形、浇铸、挤压、包覆成形、压缩成形及空穴成形。如请求项12之方法,其中步骤ii)系藉由在50℃至200℃范围内之温度下加热该步骤i)之产物来进行。如请求项12之方法,其进一步包含:iii)将该光导安装于一车灯中。一种光导,其系由如请求项12之方法制备。一种制造光导之方法,其包含:1)将一具有一模穴之模具在100℃至200℃范围内之温度下加热;2)将一定量之包括脱模剂之聚矽氧组合物馈入一组件中,以阻止该聚矽氧组合物反向流出该组件,其中该组合物在该方法之操作温度下具有50 cp至3,000 cp范围内之黏度,其中该聚矽氧组合物包含:(A)10至40重量份之平均每分子具有至少两个脂族不饱和有机基团及至少一个芳族基团之聚二有机矽氧烷;(B)35至75重量份之平均每分子具有至少一个脂族不饱和有机基团及至少一个芳族基团之分支链聚有机矽氧烷;(C)10至50重量份之平均每分子具有至少两个矽键结之氢原子及至少一个芳族基团之聚有机氢矽氧烷;及(D)0.01至1,000 ppm之矽氢化催化剂;3)将该聚矽氧组合物自该组件经由一闸注入该模穴中,其中该模穴具有一顶部及一底部,一通风口位于该模穴之顶部,该通风口包含一0.1 mm至1 mm宽×0.0001 mm至0.001 mm深之通道,该闸系位于或靠近该模穴之底部,且注入系在1,000 psi至10,000 psi范围内之压力下进行长达5秒;4)将该聚矽氧组合物保持在1,000 psi至10,000 psi下历时足以阻止该聚矽氧组合物流出该模穴之时间量;5)使该步骤4)之产物固化以形成一光导;及6)将该光导安装于一车灯中。如请求项17之方法,其进一步包含7)在步骤5)后使用高达3,000 psi之压力再填充该组件。如请求项17之方法,其进一步包含在步骤2)之前将脱模剂涂覆于该模穴上。如请求项17之方法,其中步骤3)之时间为8.5至12.5秒。如请求项17之方法,其中步骤4)之时间为25至50秒。一种光导,其系由如请求项17之方法制备。一种光导,其包含一组合物之固化产物,该组合物包含:(Q)100重量份由以下平均组成式表示之有机聚矽氧烷树脂:R9sR10tSiO(4-s-t)/2(VII)其中R9各自独立地为脂族不饱和单价烃基,R10各自独立地为不同于R9之经取代或未经取代之单价烃基,其限制条件为每分子中至少一个R10为芳族基团,下标s具有0.09至0.16范围内之值,且下标t具有1.00至1.20范围内之值;其限制条件为(i)该有机聚矽氧烷树脂包含脂族不饱和单价有机基团及芳族基团,及(ii)该有机聚矽氧烷树脂具有以聚苯乙烯为参考由凝胶层析法测定等于或超出3000之重量平均分子量;(R)10至50重量份由以下平均组成式表示之有机寡聚矽氧烷:R11uR12vSiO(4-u-v)/2(VIII)其中R11各自独立地为具有2至10个碳原子之烯基,R12各自独立地为不同于R11之经取代或未经取代之单价或非经取代之单价烃基,其限制条件为至少10莫耳%之R12包含芳族基团;下标u具有0.60至0.80范围内之值,且下标v具有1.50至2.10范围内之值;其限制条件为该有机寡聚矽氧烷包含脂族不饱和单价有机基团及芳族基团;(S)20至100重量份由以下平均组成式表示之有机氢寡聚矽氧烷或有机氢聚矽氧烷:HwR13xSiO(4-w-x)/2(IX)其中R13各自独立地为除脂族不饱和单价有机基团外之经取代或未经取代之单价或非经取代之单价烃基,其限制条件为至少20莫耳%之R13包含芳族基团;下标w具有0.35至0.65范围内之值,且下标x具有0.90至1.70范围内之值;(D)催化量之矽氢化催化剂;及(F)脱模剂;其中该可加成固化之有机聚矽氧烷树脂组合物固化以形成一如ASTM D2240-86所量测在25℃下具有60至100之硬度及在150℃下具有40至100之硬度的物品。如请求项23之光导,其中成分(F)具有通式:R173SiO(R172SiO)aa(R17R18SiO)bbSiR173,其中下标aa具有0或更大之值,下标bb具有1或更大之值,其限制条件为aa及bb具有足以使该脱模剂具有100 cp至3,000 cp之黏度之值;R17各自独立地为烷基且R18各自独立地为芳族基团。如请求项23之光导,其中在平均组成式(VII)中,s具有0.10至0.15范围内之值且t具有1.00至1.15范围内之值;在平均组成式(VIII)中,u具有0.60至0.80范围内之值且v具有1.50至2.00范围内之值;且在平均组成式(IX)中,w具有0.35至0.65范围内之值且x具有1.30至1.70范围内之值。如请求项23之光导,其中组分(R)为由以下平均组成式表达之有机寡聚矽氧烷:(R15R162SiO)ySiR16(4-y)(X)其中R15各自独立地为脂族不饱和单价有机基团;R16各自独立地为不同于R15之经取代或未经取代之单价烃基,其限制条件为至少10莫耳%之R16包含芳族基团;且下标y为2或3。一种光学装置,其包含:a)如请求项23之光导,b)一耦接于该光导之一入口之光源,及c)一耦接于该光导之一出口之有机光学装置。
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