CN101970539A - 具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物及其制造方法和固化性组合物 - Google Patents

具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物及其制造方法和固化性组合物 Download PDF

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Abstract

本发明的目的为提供具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物及其制造方法和固化性组合物，该有机硅化合物在其结构中无机部分所占的比例高，制造后没有凝胶化而是稳定的，形成组合物的情形中保存稳定性优异。本发明的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物是通过具有如下工序的方法得到的化合物：在碱性条件下将由下述通式(1)表示的硅化合物A和具有4个硅氧烷键生成基团的硅化合物B，以硅化合物B相对于1摩尔硅化合物A为0.3～2.8摩尔的比例进行水解缩合。；[式中，R0为具有氧杂环丁烷基的有机基团，R1为碳数1～6的烷基、碳数7～10的芳烷基、碳数6～10的芳基或具有氧杂环丁烷基的有机基团，X为水解性基团，n为0或1]。

Description

具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物及其制造方法和固化性组合物
技术领域
本发明涉及具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物及其制造方法和固化性组合物。具体地，本发明涉及使具有氧杂环丁烷基并具有2个或3个水解性基团的硅化合物与具有4个硅氧烷键生成基团的硅化合物水解缩合而得到的、不易凝胶化、具有氧杂环丁烷基、缩合的有机硅化合物及其制造方法以及含有该有机硅化合物的固化性组合物。
背景技术
使具有氧杂环丁烷基并具有3个水解性基团的硅化合物与具有4个硅氧烷键生成基团的硅化合物在酸性催化剂的存在下水解缩合，从而制造具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的方法以及含有该有机硅化合物的组合物是已知的(专利文献1)。但是，在酸性催化剂存在下水解缩合得到的化合物，因保存条件有时在保存中凝胶化，其用途因该有机硅化合物或含有该化合物的组合物的使用目的而受到限制。
另外，使用专利文献1的方法，使具有氧杂环丁烷基并具有3个OR基(R为烃基)的硅化合物(s1)与具有4个OR基(R为烃基)的硅化合物(s2)在酸性条件下水解缩合，从而制造具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的情形下，该有机硅化合物中的OR基的比例相对于硅化合物(s1)中的OR基和硅化合物(s2)中的OR基的合计量至少高达9％。由此，导致凝胶的生成或硬度、耐磨耗性等不足的固化物。
另外，使具有氧杂环丁烷基并具有3个水解性基团的硅化合物在碱性条件下水解缩合来制造具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的方法和含有该有机硅化合物的组合物也是已知的(专利文献2、3)。但是，对于为了改善硬度、耐磨耗性等而提高得到的有机硅化合物中无机部分比例却没有公开。
再有，根据专利文献1的实施例1，使具有氧杂环丁烷基并具有3个水解性基团的硅化合物与具有3个硅氧烷键生成基团的硅化合物(甲基三乙氧基硅烷)在酸性条件下水解缩合，得到不凝胶化的缩合物。另一方面，根据专利文献1的比较例1，公开了要使这些化合物在碱性条件下水解缩合而发生了凝胶化。即，具有将专利文献1、专利文献2或3组合的阻碍因素。
专利文献1：国际公开小册子WO2004/076534
专利文献2：特开平11-029640号公报
专利文献3：特开平11-199673号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的为提供具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物及其制造方法和给予高硬度并且耐磨耗性优异的固化物的固化性组合物，该有机硅化合物在其结构中无机部分所占的比例高，制造后没有凝胶化而是稳定，其对有机溶剂的溶解性优异，形成组合物的情形中保存稳定性优异。
用于解决问题的手段
为解决上述问题，以下示出本发明。
1.具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物，其特征在于，通过具有如下工序的方法而得到：在碱性条件下，将由下述通式(1)表示的硅化合物(A)和由下述通式(2)表示的硅化合物(B)，以所述硅化合物(B)相对于1摩尔所述硅化合物(A)为0.3～2.8摩尔的比例进行水解缩合。
[化1]
Figure BPA00001183604900021
[式中，R0为具有氧杂环丁烷基的有机基团，R1为碳数1～6的烷基、碳数7～10的芳烷基、碳数6～10的芳基、或具有氧杂环丁烷基的有机基团，X为水解性基团，n为0或1。]
SiY4  (2)
[式中，Y为硅氧烷键生成基团。]
2.上述1所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物，其包含以[SiO4/2]表示的硅酸酯单元和以[R0SiO3/2]表示的硅倍半氧烷单元。
3.上述1或2所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物，其中所述通式(1)中的R0为由下述通式(3)表示的有机基团。
[化2]
Figure BPA00001183604900031
[式中，R3为氢原子或碳数1～6的烷基，R4为碳数2～6的亚烷基。]
4.上述1所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物，其中所述通式(1)中的X为烷氧基、环烷氧基或芳氧基。
5.具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造方法，是上述1所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造方法，其特征在于，具有如下工序：在碱性条件下，将由下述通式(1)表示的硅化合物(A)和由下述通式(2)表示的硅化合物(B)，以所述硅化合物(B)相对于1摩尔所述硅化合物(A)为0.3～2.8摩尔的比例进行水解缩合。
[化3]
[式中，R0为具有氧杂环丁烷基的有机基团，R1为碳数1～6的烷基、碳数7～10的芳烷基、碳数6～10的芳基、或具有氧杂环丁烷基的有机基团，X为水解性基团，n为0或1。]
SiY4  (2)
[式中，Y为硅氧烷键生成基团。]
6.上述5所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造方法，其中所述通式(1)中的R0为由下述通式(3)表示的有机基团。
[化4]
Figure BPA00001183604900041
[式中，R3为氢原子或碳数1～6的烷基，R4为碳数2～6的亚烷基。]
7.上述5所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造方法，其中用于形成碱性条件的碱性物质的使用量，在所述硅化合物(A)和所述硅化合物(B)的合计摩尔数为100摩尔的情形中，为1～20摩尔。
8.上述7所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造方法，其中上述碱性物质为氢氧化四烷基铵。
9.阳离子固化性组合物，其特征在于，含有上述1所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物和阳离子聚合引发剂。
10.上述9所述的阳离子固化性组合物，其中所述阳离子聚合引发剂为光阳离子聚合引发剂。
11.上述9或10所述的阳离子固化性组合物，其还含有其它的阳离子聚合性化合物，该阳离子聚合性化合物为选自环氧化合物、其它的含氧杂环丁烷基的化合物以及乙烯基醚化合物中的至少一种。
12.固化膜的制造方法，其特征在于，具有将上述9所述的阳离子固化性组合物涂布在基材的表面，使得到的覆膜固化的工序。
13.固化膜的制造方法，其特征在于，具有将上述11所述的阳离子固化性组合物涂布在基材的表面，使得到的覆膜固化的工序。
14.具有固化膜的物品的制造方法，其特征在于，具有将上述9所述的阳离子固化性组合物涂布在基材的表面，使得到的覆膜固化的工序。
15.上述14所述的具有固化膜的物品的制造方法，其中上述基材为包含聚碳酸酯树脂的基板。
16.具有固化膜的物品，其特征在于通过上述14所述的方法得到。
发明效果
根据本发明的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物，无机部分的比例高，制造后没有凝胶化而是稳定的，在有机溶剂中的溶解性优异，即使在形成组合物的情形中保存稳定性也优异。而且，使用含有该具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的固化性组合物得到的固化物硬度高，耐磨耗性优异。
另外，所谓“无机部分的比例”，意味着作为构成化合物的原子不含碳原子的部分在化合物的结构整体中所占的比例。
根据本发明的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造方法，可制造没有导致制造后的凝胶化而稳定的有机硅化合物。特别地，在以上述通式(1)中至少1个X为OR基(R为选自烷基、环烷基、芳烷基和芳基中的烃基。)的硅化合物(A)与上述通式(2)中至少1个Y为OR基(R为选自烷基、环烷基、芳烷基和芳基中的烃基。)的硅化合物(B)用作制造原料的情形下得到的有机硅化合物中，可使来自硅化合物(A)和(B)的OR基团的比例相对于制造前的这些化合物中所含的OR基团的合计量例如为8％以下等。这样，该有机硅化合物的保存稳定性非常优异。
根据本发明的阳离子固化性组合物，可提供高硬度、耐磨耗性优异的固化物。
另外，根据本发明的固化膜的制造方法，可在基材的表面高效率地形成高硬度、耐磨耗性优异的固化膜。
此外，根据本发明的具有固化膜的物品的制造方法，可高效率地形成具有基材和在该基材表面形成的高硬度、耐磨耗性优异的固化膜的物品。
具体实施方式
1.具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物及其制造方法
本发明的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物(以下称为“有机硅化合物(C)”)，其特征在于，通过具有如下工序的方法而得到：在碱性条件下，将由下述通式(1)表示的硅化合物(A)和由下述通式(2)表示的硅化合物(B)，以上述硅化合物(B)相对于1摩尔上述硅化合物(A)为0.3～2.8摩尔的比例进行水解缩合。
另外，本发明的有机硅化合物(C)的制造方法，其特征在于，具有如下工序：在碱性条件下，将由下述通式(1)表示的硅化合物(A)和由下述通式(2)表示的硅化合物(B)，以上述硅化合物(B)相对于1摩尔上述硅化合物(A)为0.3～2.8摩尔的比例进行水解缩合。
[化5]
Figure BPA00001183604900061
[式中，R0为具有氧杂环丁烷基的有机基团，R1为碳数1～6的烷基、碳数7～10的芳烷基、碳数6～10的芳基、或具有氧杂环丁烷基的有机基团，X为水解性基团，n为0或1。]
SiY4  (2)
[式中，Y为硅氧烷键生成基团。]
上述硅化合物(A)可以只使用1种，也可将2种以上组合使用。上述硅化合物(B)也可以只使用1种，也可将2种以上组合使用。
1-1.硅化合物(A)
该硅化合物(A)为由上述通式(1)表示的具有氧杂环丁烷基的化合物。该硅化合物(A)为用于对得到的有机硅化合物(C)赋予阳离子固化性的成分。
上述通式(1)中，R0为具有氧杂环丁烷基的有机基团，该有机基团优选碳数为20以下。
另外，特别优选的R0为具有由下述通式(3)表示的结构的有机基团。
[化6]
Figure BPA00001183604900062
[式中，R3为氢原子或碳数1～6的烷基，R4为碳数2～6的亚烷基。]
上述通式(3)中，R3优选为乙基。R4优选为直链状的亚烷基，特别优选为亚丙基(三亚甲基)。其理由是因为形成这样的有机官能团的氧杂环丁烷化合物的得到或合成容易。
上述通式(3)中的R3或R4的碳数过大时，得到的有机硅化合物(C)中，无机部分的比例难以升高，会有得到的固化物的表面硬度不足的情形。
另外，表示上述硅化合物(A)的通式(1)中，R1为碳数1～6的烷基、碳数7～10的芳烷基、碳数6～10的芳基、或具有氧杂环丁烷基的有机基团。R1为具有氧杂环丁烷基的有机基团的情形下，特别优选的R1为具有由上述通式(3)表示的结构的有机基团。
上述通式(1)中的X为水解性基团，存在多个的X可以彼此相同，也可以不同。作为X，可举出氢原子、卤素原子、烷氧基、环烷氧基、芳烷氧基、芳氧基等。优选的X为烷氧基、环烷氧基以及芳氧基。X为卤素原子的情形中，在后述的水解反应中生成卤化氢，因此为了反应液能维持碱性必须进行调控。为了防止反应液变成酸性气氛并能够维持碱性，也可以预先加入X的当量以上的碱性物质。
烷氧基优选为碳数1～6的烷氧基，作为其实例，可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊基、正己基等。它们中，特别优选碳数1～3的烷氧基。
环烷氧基优选为碳数3～8的环烷氧基，作为其实例，可举出环戊氧基、环己氧基等。
芳烷氧基优选为碳数7～12的芳烷氧基，作为其实例，可举出苄氧基、2-苯基乙氧基等。
作为芳氧基，优选为碳数6～10的芳氧基，作为其实例，可举出苯氧基、邻甲苯氧基、间甲苯氧基、对甲苯氧基、萘氧基等。
烷氧基的水解性良好，因此本发明中，上述通式(1)的X优选为碳数1～3的烷氧基。另外，从原料容易得到，价格低，和水解反应容易控制出发，特别优选的X为甲氧基。
上述通式(1)中，n为0或1。n为0的情形的硅化合物(A)具有3个水解性基团X，也将其称为“T单体”。另外，n为1的情形的硅化合物(A)具有2个水解性基团X，也将其称为“D单体”。
为了使得到的有机硅化合物(C)中无机部分的比例更高，优选使用n为0的硅化合物(A)。
为了使得到的有机硅化合物(C)为在后述溶剂中的溶解性更优异的化合物，优选n为1。
为了得到上述效果的平衡，也可以并用n为0的硅化合物(A)与n为1的硅化合物(A)。
1-2.硅化合物(B)
该硅化合物(B)为由上述通式(2)表示的具有1个硅原子和4个硅氧烷键生成基团的化合物。该硅化合物(B)为具有4个硅氧烷键生成基团Y的化合物(也称为“Q单体”)，是用于将得到的有机硅化合物(C)中的无机部分比例提高的成分。硅氧烷键生成基团通过与硅化合物(A)中的水解性基团的反应来生成硅氧烷键。
上述通式(2)中的Y为硅氧烷键生成基团，存在多个的Y可以彼此相同，也可以不同。作为硅氧烷键生成基团Y，可举出羟基、水解性基团等。作为水解性基团，可使用与上述通式(1)中的X相同的基团。
硅氧烷键生成基团Y优选为卤素原子以外的基团，即为羟基、氢原子、烷氧基(甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等)、环烷氧基(环戊氧基、环己氧基等)、芳烷氧基(苄氧基、2-苯基乙氧基等)、芳氧基(苯氧基、邻甲苯氧基、间甲苯氧基、对甲苯氧基、萘氧基等)等。它们中，优选烷氧基、环烷氧基、芳烷氧基和芳氧基，特别优选烷氧基。
另外，使用硅氧烷键生成基团Y为卤素原子的硅化合物(B)时，与上述通式(1)中水解性基团X的说明相同，会有在反应进行的同时反应液的液性变化、管理变烦杂的情形。
作为上述硅化合物(B)，举例如下。
(i)硅氧烷键生成基团Y的4个彼此相同或不同，并且是烷氧基、环烷氧基、芳烷氧基或芳氧基的硅化合物
(ii)硅氧烷键生成基团Y的1个为烷氧基、环烷氧基、芳烷氧基或芳氧基，3个彼此相同或不同并且为羟基或氢原子的硅化合物
(iii)硅氧烷键生成基团Y的2个彼此相同或不同并且为烷氧基、环烷氧基、芳烷氧基或芳氧基，2个彼此相同或不同并且为羟基或氢原子的硅化合物
(iv)硅氧烷键生成基团Y的3个彼此相同或不同并且为烷氧基、环烷氧基、芳烷氧基或芳氧基，1个为羟基或氢原子的硅化合物
(v)硅氧烷键生成基团Y的4个彼此相同或不同并且为羟基或氢原子的硅化合物
它们中，优选情形(i)。
作为上述情形(i)的硅化合物，可举出四甲氧基硅烷Si(OCH3)4、四乙氧基硅烷Si(OC2H5)4、四丙氧基硅烷Si(OC3H7)4、四丁氧基硅烷Si(OC4H9)4等。形成烷氧基的烃基可以为直链状，也可以为分支状，分支状容易产生空间位阻，因此优选直链状的烃基。
作为上述情形(ii)的硅化合物，可举出H3SiOCH3、H3SiOC2H5、H3SiOC3H7等。
作为上述情形(iii)的硅化合物，可举出H2Si(OCH3)2、H2Si(OC2H5)2、H2Si(OC3H7)2等。
作为上述情形(iv)的硅化合物，可举出HSi(OCH3)3、HSi(OC2H5)3、HSi(OC3H7)3等。
此外，作为上述情形(v)的硅化合物，可举出HSi(OH)3、H2Si(OH)2、H3Si(OH)、SiH4、Si(OH)4等。
作为上述硅化合物(B)，优选所有的硅氧烷键生成基团为烷氧基的化合物，特别优选的化合物是四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷和四丙氧基硅烷。
使用四丙氧基硅烷作为上述硅化合物(B)时，能不易发生有机硅化合物(C)制造中的增粘、凝胶化等。因此，四丙氧基硅烷是作为硅化合物(B)最为优选的化合物。
1-3.有机硅化合物(C)的制造方法
本发明的有机硅化合物(C)的制造方法，包含在碱性条件下，将由上述通式(1)表示的硅化合物(A)和由上述通式(2)表示的硅化合物(B)，以硅化合物(B)相对于1摩尔硅化合物(A)为0.3～2.8摩尔的比例进行水解缩合的工序(以下称为“第1工序”)。该第1工序中，通常使用硅化合物(A)、硅化合物(B)、水和用于形成碱性条件的碱性物质。本发明在第1工序后可还包含以下的工序。
(第2工序)用酸将第1工序中得到的反应液中和的工序。
(第3工序)从第2工序中得到的中和液将挥发性成分除去的工序。
(第4工序)使第3工序中得到的浓缩液和洗净用有机溶剂混合和接触，至少将有机硅化合物(C)溶解于洗净用有机溶剂的工序。
(第5工序)用水将第4工序中得到的有机系液体洗净后，得到包含有机硅化合物(C)的有机溶液的工序。
(第6工序)从第5工序中得到的有机溶液将挥发性成分除去的工序。
本发明的有机硅化合物(C)的制造方法优选包含第1工序、第2工序和第5工序。
1-3-1.第1工序
第1工序是按上述以特定的比例使用硅化合物(A)和硅化合物(B)，在碱性条件下使其水解缩合的工序。
用于反应的硅化合物(B)相对于1摩尔硅化合物(A)的比例的下限为0.3摩尔，优选为0.4摩尔，更优选为0.5摩尔，进一步优选为0.9摩尔。另外，用于反应的硅化合物(B)相对于1摩尔硅化合物(A)的比例的上限为2.8摩尔，优选为2.6摩尔，更优选为2.5摩尔，进一步优选为2.1摩尔。
上述硅化合物(B)的使用比例在上述范围时，可抑制含有得到的有机硅化合物(C)的组合物固化时的体积收缩。另外，上述硅化合物(B)的使用比例为0.9摩尔以上的情形中，不仅得到体积收缩的抑制效果，而且在基材上使含有有机硅化合物(C)的组合物固化时能得到固化物与基材的优异的密合性。
上述第1工序中，硅化合物(B)的使用比例过少时，得到的有机硅化合物(C)中，无机部分的比例降低，使用含有硅化合物(C)的组合物得到的固化物的表面硬度、耐热性变得不足。另一方面，硅化合物(B)的使用比例过多时，有机硅化合物(C)的制造中增粘或凝胶化而无法制造，得到的有机硅化合物(C)容易增粘或凝胶化，保存稳定性变差。
第1工序中使用的水是为了将原料硅化合物(硅化合物(A)和具有水解性基团的情形的硅化合物(B))中所含的水解性基团水解所必需的成分。使用的水量相对于1摩尔上述水解性基团，优选为0.5～10摩尔，更优选为1～5摩尔。
水的使用量过少时，会有反应变得不充分的情形。水的使用量过多时，反应后将水除去的工序变长，经济上不利。
第1工序中的反应条件为使反应体系为碱性，即pH必须超过7，优选为pH8以上，更优选为pH9以上。另外，上限通常为pH13。通过使反应体系为上述pH，可以高收率地制造保存稳定性优异的有机硅化合物。
第1工序中的反应条件为酸性条件下(小于pH7)的情形中，水解缩合得到的有机硅化合物的保存稳定性差，有时保存中凝胶化。
此外，在中性条件下(pH7附近)，水解缩合反应难以进行，不能高收率地得到有机硅化合物。
另外，在超过pH13的条件下制造的情形中，与pH8～pH13的情形同样能以高收率得到有机硅化合物，但用于形成该条件的碱性物质的使用量增多，经济上不利，而且反应结束后将反应液中和的成本也升高。
第1工序中，使反应体系为碱性而使用的碱性物质，作为用于使硅化合物(A)与硅化合物(B)的水解缩合反应顺利进行的反应催化剂而发挥作用。作为上述碱性物质的实例，可举出氨、有机胺类、氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四丙基铵、氢氧化四丁基铵、胆碱、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等。它们中，优选催化活性良好的具有季氮原子的铵化合物，更优选氢氧化四甲基铵。
为了将反应体系调节为上述优选的pH，以硅化合物(A)和硅化合物(B)的合计摩尔数为100摩尔，第1工序中的碱性物质的使用量优选为1～20摩尔。碱性物质的量过少时，水解缩合反应的进行缓慢，还会有反应时间延长的情形。碱性物质的使用量过多，反应效率的改善效果不明显，经济上不利。
第1工序中，作为反应溶剂，优选使用有机溶剂。作为反应溶剂合适的有机溶剂的实例，可举出甲醇、乙醇、异丙醇等醇类；丙酮、甲乙酮等酮类；四氢呋喃、1，4-二噁烷等醚类；甲苯、苯、二甲苯等芳香族烃；己烷等脂肪族烃；石脑油等。有机溶剂可以单独使用1种，也可以并用2种以上。醇类对原料硅化合物和生成物的溶解性良好，是优选的有机溶剂。
第1工序中的反应温度优选为0℃～120℃，更优选为10℃～100℃，进一步优选为40℃～80℃。反应温度为40℃～80℃的情形中，能抑制高分子量成分等的副产，并能得到难以凝胶化、具有后述的数均分子量并且分子量分布更窄的有机硅化合物(C)。
另外，第1工序中的反应时间优选为1～30小时，更优选为4～24小时。
通过第1工序的水解缩合反应得到的本发明的有机硅化合物(C)，为具有通过硅化合物(A)中的水解性基团和硅化合物(B)中的硅氧烷键生成基团形成的硅氧烷键的聚硅氧烷。上述第1工序中，硅化合物(A)中的水解性基团与硅化合物(B)中的硅氧烷键生成基团的大部分转化为硅氧烷键。
1-3-2.第2工序
第2工序为用酸将第1工序中得到的含有有机硅化合物(C)的反应液中和的工序。作为酸的实例，可举出磷酸、硝酸、硫酸、盐酸等无机酸，乙酸、甲酸、乳酸、丙烯酸、乙二酸等羧酸，对甲苯磺酸、甲磺酸等磺酸等有机酸。它们中，硝酸和硫酸因为难以对氧杂环丁烷基的稳定性产生不利影响(对氧杂环丁烷基的加成反应难以发生)，并较易用水洗除去，因此是优选的酸。酸的使用量可根据含有有机硅化合物(C)的反应液的pH，适当选择，相对于1当量碱性物质，优选为1～1.1当量，更优选为1～1.05当量。
1-3-3.第3工序
第3工序为将挥发性组分从在第2工序中得到的中和液除去的工序。该工序中进行常压(大气压)或减压条件的蒸馏。作为第3工序中除去的挥发性成分，主要为作为第1工序的反应溶剂使用的有机溶剂。作为反应溶剂，例如在使用甲醇那样与水混合的有机溶剂的情形中，后述的用水洗净(第5工序)中具有阻碍，因此通常实施该第3工序。
另外，第1工序中的反应溶剂即使为醇等与水混合的有机溶剂，但在能够通过大量地追加适合于中和液的用水洗净的有机溶剂来进行有机硅化合物(C)的洗净的情形中，能省去该第3工序和第4工序。
另外，在第1工序中的反应溶剂为不与水混合的溶剂并且是适合于中和液的用水的洗净的有机溶剂的情形以及在上述反应溶剂即使是醇等与水混合的溶剂，但能够通过大量追加适合于中和液的用水的洗净的有机溶剂来进行有机硅化合物(C)的洗净的情形中，能省去第3工序和第4工序。
1-3-4.第4工序
第4工序为使在第3工序中得到的浓缩液与洗净用有机溶剂混合并接触，至少将有机硅化合物(C)溶解于洗净用有机溶剂的工序。作为洗净用有机溶剂，使用将有机硅化合物(C)溶解并不与水混合的化合物。所谓不与水混合，意指将水与洗净用有机溶剂充分混合后，静置时，分离成水层与有机层。
作为优选的洗净用有机溶剂，可举出甲基异丁基酮等酮类；二异丙醚等醚类；甲苯等芳香族烃；己烷等脂肪族烃；乙酸乙酯等酯类等。
上述洗净用有机溶剂可以与第1工序中使用的反应溶剂相同，也可以不同。
1-3-5.第5工序
第5工序为用水将第4工序中得到的有机系液体洗净后，得到包含有机硅化合物(C)的有机溶液的工序。另外，该有机系液体在省去第3工序和第4工序的情形中意指在第2工序中得到的液体。通过该第5工序，第1工序中使用的碱性物质和第2工序中使用的酸以及它们的盐包含于水层中，基本上从有机层除去。
另外，上述第5工序包括使水与有机系液体混合并接触的工序以及将水层与有机层(包含有机硅化合物(C)的层)分离以回收有机层(有机溶液)的工序。这些工序中，水与有机系液体的混合和接触不充分，或者水层与有机层的分离不充分时，得到的有机硅化合物(C)含有杂质多，或者稳定性变差。
第5工序中使水与有机系液体混合并接触的工序的温度，没有特别限制，优选为0℃～70℃，更优选为10℃～60℃。另外，将水层与有机层分离的工序的温度也没有特别限制，优选为0℃～70℃，更优选为10℃～60℃。使2个工序中的处理温度为40℃～60℃范围具有将水层与有机层的分离时间的缩短效果，因此优选。
1-3-6.第6工序
第6工序为将挥发性组分从在第5工序中得到的有机溶液除去的工序。该工序中进行常压(大气压)或减压条件下的蒸馏。作为在第6工序中除去的挥发性成分，是第4工序中使用的洗净用有机溶剂，但如果含有其他挥发性成分，则在该工序中同时全部除去。
通过以上工序，将本发明的有机硅化合物(C)分离。
另外，将该有机硅化合物(C)溶解于有机溶剂而形成溶液的情形中，能使用上述第4工序中使用的洗净用有机溶剂直接作为有机硅化合物(C)的溶剂，从而能省去第6工序。
本发明的制造方法中，通过第1工序得到的有机硅化合物(C)在之后的各工序的处理中或处理后没有变质或变性，是稳定的。
本发明的制造方法中，硅化合物(A)和硅化合物(B)的缩合率能为92％以上，更优选为95％以上，进一步优选为98％以上。硅氧烷键生成基团(包括水解性基团)最优选基本上全部缩合，但缩合率的上限通常为99.9％。
如上所述，利用公知方法的Q单体与T单体的共缩聚反应中，难于使两者均一反应，容易生成凝胶。因此，通过使三甲基烷氧基硅烷、六甲基二硅氧烷等只具有1个硅氧烷键生成基团的硅化合物(也称为“M单体”)作为封端剂起作用来避免凝胶化的方法是已知的。
但是，通过并用规定量以上的M单体，虽然能避免凝胶化，但得到的有机硅化合物的无机性质存在降低的趋势。本发明中在碱性条件下，不使作为硅化合物(A)的T单体和/或D单体与作为硅化合物(B)的Q单体凝胶化而使其共缩聚，能以不降低无机性质的程度的低比例并用M单体。具体地，在第1工序时，可使M单体的使用量相对于硅化合物(A)和硅化合物(B)的合计摩尔数100摩尔为10摩尔以下。
1-4.有机硅化合物(C)
本发明的有机硅化合物(C)为具有氧杂环丁烷基并具有硅氧烷键的聚硅氧烷。另外，该有机硅化合物(C)为包含以[SiO4/2]表示的硅酸酯单元的化合物。该硅酸酯单元为4个氧原子与1个硅原子结合的结构单元，是来自硅化合物(B)的结构单元。
另外，本发明的有机硅化合物(C)可以还包含以[R0SiO3/2]表示的硅倍半氧烷单元和/或以[R0R1SiO2/2]表示的二有机硅氧烷单元。硅倍半氧烷单元和二有机硅氧烷单元分别为3个和2个氧原子与1个硅原子结合的结构单元，是来自硅化合物(A)的结构单元。
因此，作为本发明的有机硅化合物(C)，可举出包含以[SiO4/2]表示的硅酸酯单元和以[R0SiO3/2]表示的硅倍半氧烷单元的化合物，包含以[SiO4/2]表示的硅酸酯单元和以[R0R1SiO2/2]表示的二有机硅氧烷单元的化合物以及包含以[SiO4/2]表示的硅酸酯单元、以[R0SiO3/2]表示的硅倍半氧烷单元和以[R0R1SiO2/2]表示的二有机硅氧烷单元的化合物。各结构单元的含有比例由硅化合物(A)和(B)的使用比例决定。
本发明的有机硅化合物(C)，从得到的固化膜的表面硬度等优异出发，优选是包含以[SiO4/2]表示的硅酸酯单元和以[R0SiO3/2]表示的硅倍半氧烷单元的化合物。
另外，本发明的有机硅化合物(C)在其结构中具有有机部分和无机部分。表示硅化合物(A)的上述通式(1)中的R0和R1形成有机部分。另外，来自硅化合物(A)的水解性基团(烷氧基等)和来自硅化合物(B)的水解性基团(烷氧基等)的至少一方中的一部分残留的情形下，其也是有机部分。上述有机部分以外的部分为不含碳原子的无机部分。
如上所述，本发明的制造方法中，由于能使缩合率为92％以上，因此是无机部分的比例高并且充分形成有聚硅氧烷结构的有机硅化合物(C)。缩合率低的情形下，使用该有机硅化合物(C)得到的固化膜的硬度具有降低的倾向。另外，有机硅化合物(C)的贮藏稳定性具有降低的倾向。
本发明的有机硅化合物(C)具有硅氧烷键生成基团(包括水解性基团)的情形中，其残留比例可由1H NMR(核磁共振谱)图算出。另外，“基本上将全部的水解性基团缩合”，可通过例如在得到的有机硅化合物(C)的1H NMR图中几乎观察不到基于硅氧烷键生成基团的峰来确认。
例如，用于有机硅化合物(C)的制造的硅化合物(A)为上述通式(1)中的n为0的化合物(具有3个水解性基团的T单体)的情形中，与硅化合物(B)(具有4个硅氧烷键生成基团的Q单体)的水解缩合反应的结果，得到的有机硅化合物(C)成为具有硅倍半氧烷单元和硅酸酯单元作为结构单元的化合物。
上述情形中，有机硅化合物(C)可形成部分梯(梯子)状、笼状或无规状的结构。
本发明的有机硅化合物(C)由于具有氧杂环丁烷基，因而具有阳离子固化性。通过使有机硅化合物(C)阳离子固化，能提供表面硬度大并且耐热性优异的固化膜。
本发明的有机硅化合物(C)的数均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)分析的标准聚苯乙烯换算，优选为1,000～20,000，更优选为1,000～10,000，进一步优选为2,000～6,000。
本发明中，优选的有机硅化合物(C)(以下称为“有机硅化合物(C1)”。)为使上述通式(1)中R0为由上述通式(3)表示的有机基团，n为0，并且至少1个、优选2个、更优选3个的X为OR基(R为选自烷基、环烷基、芳烷基和芳基中的烃基。)的硅化合物(A)与上述通式(2)中至少1个、优选2个、更优选3个、特别优选4个的Y为OR基(R为选自烷基、环烷基、芳烷基和芳基中的烃基。)的硅化合物(B)在碱性条件下水解缩合而得到的化合物。而且，该有机硅化合物(C1)中所含的来自作为制造原料的硅化合物(A)和(B)的OR基的比例，相对于制造前这些化合物中所含的OR基的合计量，优选为0～8％，更优选为0.1～6％，进一步优选为0.5～5％。在酸性条件下将上述制造原料水解缩合而得到的有机硅化合物的上述比例多超过8％，制造后的稳定性不足，另外，形成固化性组合物时得到的固化物的硬度等也不足。
但是，利用上述有机硅化合物(C1)，由于保存稳定性优异，对上述有机溶剂的溶解性高，因此作业性优异，形成固化性组合物时得到的固化物的硬度、耐磨耗性等也优异。
2.阳离子固化性组合物
本发明的阳离子固化性组合物，其特征在于，含有上述本发明的有机硅化合物(C)与阳离子聚合引发剂。
本发明的阳离子固化性组合物可以还含有其他具有阳离子聚合性的化合物(以下称为“阳离子聚合性化合物(D)”。)、增感剂、触变性赋予剂、硅烷偶联剂、消泡剂、充填剂、无机聚合物、有机聚合物、有机溶剂等。
有机硅化合物(C)，从阳离子固化性组合物的固化性、得到的固化物的硬度、耐磨耗性等的观点出发，优选为上述有机硅化合物(C1)。
2-1.阳离子聚合引发剂
阳离子聚合引发剂为照射紫外线等光而生成阳离子的化合物(光阳离子聚合引发剂)或加热生成阳离子的化合物(热阳离子聚合引发剂)，可使用公知的化合物。以下将含有光阳离子聚合引发剂的组合物称为光阳离子固化性组合物，将含有热阳离子聚合引发剂的组合物称为热阳离子固化性组合物。
2-1-1.光阳离子聚合引发剂
作为光阳离子聚合引发剂，可举出碘「盐、锍盐、重氮盐、硒盐、吡啶「盐、二茂铁盐、
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盐等「盐。它们中，优选碘鎓盐和锍盐，特别地，芳香族碘鎓盐和芳香族锍盐是较热稳定的，含有它们的固化性组合物容易成为保存稳定性好的组合物，因此是优选的光阳离子聚合引发剂。
光阳离子聚合引发剂为碘鎓盐或锍盐的情形下，作为抗衡阴离子的实例，可举出BF4 -、AsF6 -、SbF6 -、PF6 -、B(C6F5)4-等。
作为上述芳香族碘鎓盐，可举出(三枯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、二苯基碘鎓·六氟磷酸盐、二苯基碘鎓·六氟锑酸盐、二苯基碘鎓·四氟硼酸盐、二苯基碘鎓·四(五氟苯基)硼酸盐、二(十二烷基苯基)碘鎓六氟磷酸盐、二(十二烷基苯基)碘鎓·六氟锑酸盐、二(十二烷基苯基)碘描·四氟硼酸盐、二(十二烷基苯基)碘鎓·四(五氟苯基)硼酸盐、4-甲基苯基-4-(1-甲基乙基)苯基碘鎓·六氟磷酸盐、4-甲基苯基-4-(1-甲基乙基)苯基碘鎓·六氟锑酸盐、4-甲基苯基-4-(1-甲基乙基)苯基碘描·四氟硼酸盐、4-甲基苯基-4-(1-甲基乙基)苯基碘鎓·四(五氟苯基)硼酸盐等。
作为上述芳香族碘描盐，可使用市售品，可举出GE东芝シリコ一ン社制“UV-9380C”(商品名)、ロ一デイア社制“RHODOSILPHOTOINITIATOR2074”(商品名)、和光纯药工业株式会社制“WPI-016”、“WPI-116”和“WPI-113”(商品名)等。
作为上述芳香族锍盐，可举出二[4-(二苯基磺酰基)苯基]硫醚·双六氟磷酸盐、二[4-(二苯基磺酰基)苯基]硫醚·双六氟锑酸盐、二[4-(二苯基磺酰基)苯基]硫醚·双四氟硼酸盐、二[4-(二苯基磺酰基)苯基]硫醚·四(五氟苯基)硼酸盐、二苯基-4-(苯基硫)苯基锍·六氟磷酸盐、二苯基-4-(苯基硫)苯基锍·六氟锑酸盐、二苯基-4-(苯基硫)苯基锍·四氟硼酸盐、二苯基-4-(苯基硫)苯基锍·四(五氟苯基)硼酸盐、三苯基锍六氟磷酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、三苯基锍四氟硼酸盐、三苯基锍四(五氟苯基)硼酸盐、二[4-(二(4-(2-羟基乙氧基))苯基磺酰基)苯基]硫醚·双六氟磷酸盐、二[4-(二(4-(2-羟基乙氧基))苯基磺酰基)苯基]硫醚·双六氟锑酸盐、二[4-(二(4-(2-羟基乙氧基))苯基磺酰基)苯基]硫醚·双四氟硼酸盐、二[4-(二(4-(2-羟基乙氧基))苯基磺酰基)苯基]硫醚·四(五氟苯基)硼酸盐等。
作为上述芳香族锍盐，可使用市售品，例如，作为市售的三芳基锍盐(芳香族锍盐)，可举出ダウ·ケミカル日本株式会社生产的“サイラキユアUVI-6990”、“サイラキユアUVI-6992”和“サイラキユアUVI-6974”(商品名)，株式会社アデカ生产的“アデカオプトマ一SP-150”、“アデカオプトマ一SP-152”、“アデカオプトマ一SP-170”和“アデカオプトマ一SP-172”(商品名)，和光纯药工业株式会社生产的“WPAG-593”、“WPAG-596”、“WPAG-640”和“WPAG-641”(商品名)等。
作为上述芳香族重氮盐，可举出苯重氮六氟锑酸盐、苯重氮六氟磷酸盐、苯重氮六氟硼酸盐等。
光阳离子固化性组合物中含有的光阳离子聚合引发剂的含量相对于含有上述有机硅化合物(C)的阳离子聚合性化合物的全部100质量份，优选为0.01～10质量份，更优选为0.1～7质量份，进一步优选为0.2～5质量份。上述光阳离子聚合引发剂的含量在该范围时，固化性组合物的固化性(能短时间固化，能控制能量成本)、得到的固化物的硬度、耐磨耗性等优异。
2-1-2.热阳离子聚合引发剂
作为热阳离子聚合引发剂，可举出锍盐、鏻盐、季铵盐等。它们中，优选锍盐。
作为热阳离子聚合引发剂中的抗衡阴离子的实例，可举出AsF6 -、SbF6 -、PF6 -、B(C6F5)4-等。
作为上述锍盐，可举出三苯基锍四氟化硼、三苯基锍六氟化锑、三苯基锍六氟化砷、三(4-甲氧基苯基)锍六氟化砷、二苯基(4-苯基硫苯基)锍六氟化砷等。
作为上述锍盐，可使用市售品，可举出アデカ社生产的“アデカオプトンCP-66”和“アデカオプトンCP-77”(商品名)、三新化学工业社生产的“サンエイドSI-60L”、“サンエイドSI-80L”和“サンエイドSI-100L”(商品名)等。
作为上述鏻盐，可举出乙基三苯基鏻六氟化锑、四丁基鏻六氟化锑等。
作为上述铵盐型化合物，例如，可举出N，N-二甲基-N-苄基苯胺六氟化锑、N，N-二乙基-N-苄基苯胺四氟化硼、N，N-二甲基-N-苄基吡啶鎓六氟化锑、N，N-二乙基-N-苄基吡啶鎓三氟甲磺酸、N，N-二甲基-N-(4-甲氧基苄基)吡啶鎓六氟化锑、N，N-二乙基-N-(4-甲氧基苄基)吡啶鎓六氟化锑、N，N-二乙基-N-(4-甲氧基苄基)甲苯胺六氟化锑、N，N-二甲基-N-(4-甲氧基苄基)甲苯胺六氟化锑等。
热阳离子固化性组合物中所含的热阳离子聚合引发剂的含量，相对于包含上述有机硅化合物(C)的阳离子聚合性化合物的全体100质量份，优选为0.01～10质量份，更优选为0.1～7质量份，进一步优选为0.2～5质量份。上述热阳离子聚合引发剂的含量在该范围时，固化性组合物的固化性、得到的固化物的硬度、耐磨耗性等优异。
2-2.阳离子聚合性化合物(D)
该阳离子聚合性化合物(D)为有机硅化合物(C)以外的具有阳离子聚合性的化合物，例如，可举出环氧化合物(具有环氧基的化合物)、其他的具有氧杂环丁烷基的化合物(其他的含氧杂环丁烷基的化合物)、具有乙烯基醚基的化合物(乙烯基醚化合物)等。这些化合物可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。环氧化合物中，具有脂环结构的环氧化合物由于发挥顺利促进上述有机硅化合物(C)中的氧杂环丁烷基的阳离子聚合的效果，因而优选。
作为上述环氧化合物，可举出单官能环氧化合物、多官能环氧化合物等。
作为多官能环氧化合物，可举出二氧化二环戊二烯、二氧化苧烯、二氧化4-乙烯基环己烯、(3，4-环氧环己基)甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯(例如，ダイセル化学工业社生产的“セロキサイド“2021P”(商品名))、己二酸二(3，4-环氧环己基)酯、双酚A型环氧树脂、卤化双酚A型环氧树脂、加氢双酚A型环氧树脂、双酚S二缩水甘油醚、双酚F型环氧树脂、1，6-己二醇二缩水甘油醚、聚1，4-丁二醇二缩水甘油醚、将聚丁二烯的两末端缩水甘油醚化的化合物、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、间甲酚酚醛清漆型环氧树脂、对甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、聚丁二烯的内部环氧化物、ダイセル化学工业社生产的“エポフレンド”(商品名)等苯乙烯-丁二烯共聚物中的双键一部分环氧化的化合物、KRATON社生产的“L-207”(商品名)等将具有乙烯-丁烯共聚物部分和异戊二烯聚合物部分的嵌段共聚物中的异戊二烯聚合物部分的一部分环氧化的化合物、ダイセル化学工业社生产的“EHPE3150”(商品名)等在氧化4-乙烯基环己烯的开环聚合物中将乙烯基环氧化的结构的化合物、Mayaterials社生产的“Q8系列”中的“Q-4”等具有缩水甘油基的笼状硅倍半氧烷、Mayaterials社生产的“Q8系列”中的“Q-5”等具有环氧基的脂环型的笼状硅倍半氧烷、环氧化植物油等。
另外，作为单官能环氧化合物，可举出1，2-环氧基十六烷等α-烯烃环氧化物、苯基缩水甘油基醚、2-乙基己基缩水甘油基醚、十二烷基缩水甘油基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯等。
作为上述其他的含氧杂环丁烷基的化合物，可举出单官能氧杂环丁烷化合物、多官能氧杂环丁烷化合物等。
作为多官能氧杂环丁烷化合物，可举出1，4-二{[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}苯(XDO)、二[2-(3-氧杂环丁烷基)丁基]醚(DOX)、1，4-二〔(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基〕苯(HQOX)、1，3-二〔(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基〕苯(RSOX)、1，2-二〔(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基〕苯(CTOX)、4，4’-二〔(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基〕联苯(4，4’-BPOX)、2，2’-二〔(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基〕联苯(2，2’-BPOX)、3，3’，5，5’-四甲基〔4，4’-二(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基〕联苯(TM-BPOX)、2，7-二〔(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基〕萘(2，7-NpDOX)、1，6-二〔(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基〕-2，2，3，3，4，4，5，5-八氟己烷(OFH-DOX)、3(4)，8(9)-二[(1-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基甲基〕-三环[5.2.1.02.6]癸烷、1，2-二[2-[(1-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]乙基硫]乙烷、4，4’-二[(1-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲基]硫二苯硫醚、2，3-二[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基甲基]降冰片烷(NDMOX)、2-乙基-2-[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基甲基]-1，3-0-二[(1-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲基]-丙烷-1，3-二醇(TMPTOX)、2，2-二甲基-1，3-0-二[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲基]-丙烷-1，3-二醇(NPGOX)、2-丁基-2-乙基-1，3-0-二[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲基]-丙烷-1，3-二醇、1，4-0-二[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲基]-丁烷-1，4-二醇、2，4，6-0-三[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲基]氰脲酸、双酚A和3-乙基-3-氯甲基氧杂环丁烷(以下简称“OXC”)的醚化物(BisAOX)、双酚F和OXC的醚化物(BisFOX)、苯酚酚醛清漆和OXC的醚化物(PNOX)、甲酚酚醛清漆和OXC的醚化物(CNOX)、氧杂环丁烷基硅倍半氧烷(OX-SQ)、3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷的硅的醇盐(OX-SC)等。
另外，作为单官能氧杂环丁烷化合物，可举出3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷(EHOX)、3-乙基-3-(十二烷氧基甲基)氧杂环丁烷(OXR-12)、3-乙基-3-(十八烷氧基甲基)氧杂环丁烷(OXR-18)、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷(POX)、3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷(OXA)等。
作为上述乙烯基醚化合物，可举出单官能乙烯基醚化合物、多官能乙烯基醚化合物等。
作为多官能乙烯基醚化合物，可举出环己烷二甲醇二乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚、酚醛清漆型二乙烯基醚等。
另外，作为单官能乙烯基醚化合物，可举出羟基乙基乙烯基醚、羟基丁基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、丙烯基醚碳酸亚丙酯、环己基乙烯基醚等。
本发明的阳离子固化性组合物含有阳离子聚合性化合物(D)的情形下，该阳离子聚合性化合物(D)的含量相对于上述有机硅化合物(C)100质量份优选为0.1～1,000质量份，更优选为1～300质量份，进一步优选为2～100质量份。上述阳离子聚合性化合物(D)的含量在该范围时，固化性组合物的固化性、得到的固化物的硬度、耐磨耗性等优异。
2-3.增感剂
本发明的阳离子固化性组合物为光阳离子固化性组合物的情形下可含有光增感剂。
作为光增感剂，适合使用光自由基聚合引发剂。本发明中能使用的典型的光增感剂为クリベロ在アドバンスドインポリマ一サイエンス(Adv.in Polymer.Sci.，62，1(1984))中公开的化合物。具体地，可举出芘类、二萘嵌苯类、吖啶橙类、噻吨酮类、2-氯噻吨酮类、苯丙黄素类等。它们中，噻吨酮类由于发挥提高「盐等光阳离子聚合引发剂的活性的效果，所以特别适合。
本发明的光阳离子固化性组合物含有光增感剂的情形下，该光增感剂的含量相对于含有上述有机硅化合物(C)的阳离子聚合性化合物的全体100质量份，优选为0.5～10质量份，更优选为1～8质量份，进一步优选为3～6质量份。上述光增感剂的含量在该范围时，固化性组合物的固化性、得到的固化物的硬度、耐磨耗性等优异。
2-4.有机溶剂
作为该有机溶剂可以为溶解上述有机硅化合物(C)的化合物和不溶解上述有机硅化合物(C)的化合物中的任一种，并且可以将两者并用。在上述有机溶剂是上述的溶解有机硅化合物(C)的化合物的情形、将两者并用来将有机硅化合物(C)溶解的混合物的情形中，使用了得到的阳离子固化性组合物的作业性、成膜性等优异。
本发明涉及的光阳离子固化性组合物和热阳离子固化性组合物可通过将原料成分混合而得到。混合时，可以使用以往公知的混合机等。具体地，可举出反应用烧瓶、换罐式混合器、行星式混合器、分散器(デイスパ一)、亨舍尔混合器、捏合机、墨辊、挤出机、3辊磨机、砂磨机等。
利用照射活性能量线的方法、加热的方法、并用活性能量线照射和加热的方法等方法，可使本发明的阳离子固化性组合物阳离子固化。
作为活性能量线的具体实例，可举出电子束、紫外线、可见光等，特别优选紫外线。
3.固化膜的制造方法以及具有该固化膜的物品及其制造方法，
本发明的固化膜的制造方法，其特征在于，具有在基材的表面涂布上述本发明的阳离子固化性组合物，使得到的覆膜固化的工序。
另外，具有本发明的固化膜的物品的制造方法，其特征在于，具有在基材的表面涂布上述本发明的阳离子固化性组合物，使得到的覆膜固化的工序。
阳离子固化性组合物含有有机溶剂的情形，通常在涂膜形成后使有机溶剂挥发后使其固化。
作为基材，并不特别限定，其构成材料可以为有机材料和无机材料中的任一种。具体地，可使用金属、合金、玻璃、陶瓷、树脂、纸、木材、混凝土等。另外，作为其形状，可举出膜、片材、板(平板、曲板)、立方体、长方体、棱锥、圆锥、线状物(直线、曲线等)、环状体(圆形、多边形等)、管、球等规则形体，具有凹凸、槽、贯通孔、角部等的不规则形体。
上述基材优选是包含树脂的基板(通常为平板)。作为该树脂，可举出聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、ABS树脂、ASA树脂、AES树脂、聚苯乙烯、苯乙烯·丙烯腈共聚物、苯乙烯·马来酸酐共聚物、(甲基)丙烯酸酯·苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯树脂、聚氯乙烯树脂、丙烯酸树脂；聚苯醚、聚苯硫醚、氟树脂、聚醚酮、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、苯氧基树脂等，优选为聚碳酸酯树脂。
覆膜的形成方法也没有特别限定，可根据基材的构成材料、形状等适当选择。基材为膜、片材等平板状的情形中，可使用施涂器、刮条涂布机、绕线棒涂布机、辊式涂布机、帘式流动涂布机等形成覆膜。另外，也可使用浸涂法、scat法、喷涂法等。
本发明中，阳离子固化性组合物根据是光固化性或是热固化性，选择其固化方法和固化条件。另外，固化条件(光固化的情形是光源的种类、光照射量等，热固化的情形是加热温度、加热时间等。)根据阳离子固化性组合物中含有的阳离子聚合引发剂的种类、量、其它阳离子聚合性化合物的种类等来适当选择。
上述阳离子固化性组合物为光阳离子固化性组合物的情形下，作为其固化方法，可以利用以往公知的光照射装置等进行光照射。作为该光照射装置，可举出例如在波长400nm以下具有发光分布的低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、化学灯、黑光灯、微波激发汞灯、金属卤化物灯、UV无电极灯、LED等。
对上述覆膜的光照射强度可以根据目的、用途等来选择，对光阳离子聚合引发剂的活化有效的光波长范围(因光阳离子聚合引发剂的种类而不同，但通常使用300～420nm波长的光。)中的光照射强度优选为0.1～100mW/cm2。
另外，照射能量应当根据活性能量线的种类、配合组成来适当设定，但对上述覆膜的光照射时间也可以根据目的、用途等选择，优选按照作为上述光波长范围中的光照射强度和光照射时间的积表示的积分光量为10～5,000mJ/cm2来设定。更优选为500～3,000mJ/cm2，进一步优选为2,000～3,000mJ/cm2。因此，积分光量如果在上述范围，组合物的固化顺利进行，能容易得到均一的固化物。
另外，光照射后0.1～数分钟后，几乎所有的覆膜成分通过阳离子聚合指触干燥，但为了促进阳离子聚合反应，也可并用加热。
在上述阳离子固化性组合物为热阳离子固化性组合物的情形下，其固化方法及固化条件并不特别限定。
固化温度优选为80℃～200℃，更优选为100℃～180℃。在上述范围内，可以使温度恒定，也可以升温。还可以将升温和降温组合。固化时间根据热阳离子聚合引发剂的种类、其它成分的含有比例等来适当选择，但通常为30～300分钟，优选为60～240分钟。通过在上述优选的条件下使覆膜固化，可形成没有膨胀、裂纹等的均一的固化膜，可得到具有该固化膜的物品。
具有本发明的固化膜的物品中，固化膜的厚度没有特别限定，但优选为0.1～100μm，更优选为1～50μm，进一步优选为5～20μm。
实施例
1.具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造以及评价
实施例1-1
在具有搅拌机和温度计的反应器中，装入400g甲醇、55.68g(0.2mol)由下式(4)表示的3-乙基-3-((3-(三甲氧基甲硅烷基)丙氧基)甲基)氧杂环丁烷(以下称为“TMSOX”。)和30.44g(0.2mol)四甲氧基硅烷(以下称为“TMOS”。)后，缓慢加入53.64g的1.7质量％氢氧化四甲铵水溶液(3mol水、10mmol氢氧化四甲铵)。边搅拌该混合物，边使其在温度25℃、pH9下反应24小时。之后，加入6.61g(10.5mmol)的10质量％硝酸水溶液以将反应液中和。接着，在减压下将有机溶剂(甲醇)和水馏除，使得到的残渣(反应生成物)溶解于甲基异丁基酮并进行水洗，从而将盐类、过剩的酸除去。之后，在减压下从甲基异丁基酮溶液将溶剂(甲基异丁基酮)馏除，得到无色的半固体有机硅化合物(C-1)。收量为48.5g。
[化7]
Figure BPA00001183604900261
对有机硅化合物(C-1)进行1H NMR分析和IR(红外吸收)分析，确认了氧杂环丁烷基存在。
分别精确称取约1g有机硅化合物(C-1)和约100mg作为内标物的六甲基二硅氧烷(以下称为“HMDSO”)并混合，以HMDSO的质子为基准进行了1H NMR分析。通过该1H NMR分析，求出来自硅化合物(A)即来自TMSOX的结构单元(T单体单元)的含量和有机硅化合物(C-1)的烷氧基含量，基于它们，计算了来自硅化合物(B)即TMOS的结构单元(Q单体单元)的含量。其结果，确认了得到的有机硅化合物(C-1)为硅化合物(A)和硅化合物(B)进行化学计量反应而得到的共缩聚物。
由有机硅化合物(C-1)的1H NMR图算出的烷氧基(与硅原子结合的甲氧基)的含量相对于装入原料中所含的烷氧基的全体，为相当于1.0％的量。
另外，上述有机硅化合物(C-1)中无机部分的比例为42％。
另外，通过凝胶渗透色谱(GPC)测定上述有机硅化合物(C-1)的数均分子量(Mn)，Mn为4,000(聚苯乙烯换算值)(参照表1)。
将上述有机硅化合物(C-1)在大气中在60℃的暗处保管3天后，确认了对THF和丙二醇单甲醚乙酸酯(以下称为“PGMEA”)的溶解性，结果溶解性均为良好。
另外，使上述有机硅化合物(C-1)溶解于PGMEA，调制50质量％的溶液后，在60℃的暗处静置。经过一定时间后的数均分子量和粘度如表2所示，几乎没有经时变化。用东京计器社制E型粘度计“VISCONIC-EMD”(型号名)测定了粘度。
实施例1-2
在具有搅拌机和温度计的反应器中，装入56.6g甲醇、8.35g(0.03mol)TMSOX和2.28g(0.015mol)TMOS后，缓慢加入4.1g的2.5质量％氢氧化四甲铵水溶液(0.225mol水、1.13mmol氢氧化四甲铵)。边搅拌该混合物边使其在温度25℃、pH9下反应2小时。之后，加入0.72g(1.14mmol)的10质量％硝酸水溶液以将反应液中和。接着，在减压下将有机溶剂(甲醇)和水馏除，使得到的残渣(反应生成物)溶解于乙酸乙酯并进行水洗，从而将盐类、过剩的酸除去。之后，在减压下将溶剂(乙酸乙酯)从乙酸乙酯溶液馏除，得到无色透明的液体有机硅化合物(C-2)。收量为7.34g。
对有机硅化合物(C-2)进行1H NMR分析和IR分析，确认了氧杂环丁烷基存在。
另外，对于该有机硅化合物(C-2)，也通过与实施例1-1同样的1H NMR分析，确认了其为硅化合物(A)和硅化合物(B)进行化学计量反应而得到的共缩聚物。
由有机硅化合物(C-2)的1H NMR图算出的烷氧基(与硅原子结合的甲氧基)的含量相对于装入原料中所含的烷氧基的全体，为相当于1.5％的量。
另外，上述有机硅化合物(C-2)中无机部分的比例为34％。
另外，与实施例1-1同样地测定上述有机硅化合物(C-2)的数均分子量和粘度及它们的经时变化，分别示于表1和表2。
实施例1-3
在具有搅拌机和温度计的反应器中，装入60g甲醇、8.35g(0.03mol)TMSOX和19.8g(0.075mol)四丙氧基硅烷后，缓慢加入20.5g的1.2质量％氢氧化四甲铵水溶液(1.13mol水、2.6mmol氢氧化四甲铵)。边搅拌该混合物边使其在温度25℃、pH9下反应2小时。之后，加入1.7g(2.7mmol)的10质量％硝酸水溶液以将反应液中和。接着，在减压下将有机溶剂(甲醇和丙醇)和水馏除，使得到的残渣(反应生成物)溶解于甲基异丁基酮并进行水洗，从而将盐类、过剩的酸除去。之后，在减压下将溶剂(甲基异丁基酮)从甲基异丁基酮溶液馏除，得到无色透明的半固体有机硅化合物(C-3)。收量为11.4g。
对有机硅化合物(C-3)进行1H NMR分析和IR分析，确认了氧杂环丁烷基存在。
另外，对于该有机硅化合物(C-3)，也通过与实施例1-1同样的1H NMR分析，确认了其为硅化合物(A)和硅化合物(B)进行化学计量反应而得到的共缩聚物。
由有机硅化合物(C-3)的1H NMR图算出的烷氧基(与硅原子结合的甲氧基)的含量相对于装入原料中所含的烷氧基的全体，为相当于3.0％的量。
另外，上述有机硅化合物(C-3)中无机部分的比例为56％。
另外，与实施例1-1同样地测定上述有机硅化合物(C-3)的数均分子量和粘度及它们的经时变化，分别示于表1和表2。
实施例1-4
在具有搅拌机和温度计的反应器中，装入41g的1-丙醇和6.23g(0.04mol)四甲氧基硅烷后，缓慢加入0.3g的25质量％氢氧化四甲铵甲醇溶液(8mmol甲醇、0.8mmol氢氧化四甲铵)。边搅拌该混合物边使其在温度25℃、pH9下反应1小时。之后，加入5.52g(0.02mol)TMSOX，再加入4.07g水。接着，加入1.24g的25质量％氢氧化四甲铵甲醇溶液(29mmol甲醇、3.4mmol氢氧化四甲铵)，边搅拌边使其在温度23℃、pH9下反应24小时，然后，在60℃下使之反应4小时。之后，加入2.78g(4.4mmol)的10质量％硝酸水溶液以将反应液中和。接着，将该反应液加入160g乙酸乙酯和180g水的混合液中，进行萃取，将包含反应生成物的乙酸乙酯层回收。通过水洗该乙酸乙酯层，将盐类、过剩的酸除去。然后，在减压下将溶剂(乙酸乙酯)从乙酸乙酯溶液馏除，得到无色透明的固体有机硅化合物(C-4)。收量为6.5g。
对有机硅化合物(C-4)进行1H NMR分析和IR分析，确认了氧杂环丁烷基存在。
另外，对于该有机硅化合物(C-4)，也通过与实施例1-1同样的1H NMR分析，确认了其为硅化合物(A)和硅化合物(B)进行化学计量反应而得到的共缩聚物。
由有机硅化合物(C-4)的1H NMR图算出的烷氧基(与硅原子结合的甲氧基)的含量相对于装入原料中所含的烷氧基的全体，为相当于1.0％的量。
另外，上述有机硅化合物(C-4)中无机部分的比例为53％。
另外，与实施例1-1同样地测定上述有机硅化合物(C-4)的数均分子量和粘度及它们的经时变化，分别示于表1和表2。
实施例1-5
在具有搅拌机和温度计的反应器中，装入203.41g甲醇、27.98g(0.1mol)TMSOX和22.84g(0.15mol)TMOS后，缓慢加入由6.38g的氢氧化四甲铵的25质量％甲醇溶液(0.15mol甲醇、17.5mmol氢氧化四甲铵)、16.22g(0.9mol)水和22.6g甲醇组成的混合液。边搅拌该混合物边使其在温度20℃、pH9下反应2小时。之后，加入11.60g(18.4mmol)的10质量％硝酸水溶液并中和。接着，在减压下将有机溶剂(甲醇)和水馏除，使得到的残渣(反应生成物)溶解于PGMEA并进行水洗，从而将盐类、过剩的酸除去。之后，在减压下将PGMEA等从PGMEA溶液馏除，得到无色的固体有机硅化合物(C-5)。收量为27.25g(收率91％)。
对有机硅化合物(C-5)进行1H NMR分析和IR分析，确认了氧杂环丁烷基存在。
另外，对于该有机硅化合物(C-5)，也通过与实施例1-1同样的1H NMR分析，确认了其为硅化合物(A)和硅化合物(B)进行化学计量反应而得到的共缩聚物。
由有机硅化合物(C-5)的1H NMR图算出的烷氧基(与硅原子结合的甲氧基)的含量相对于装入原料中所含的烷氧基的全体，为相当于3.2％的量。
另外，上述有机硅化合物(C-5)中，无机部分的比例为47％。
对有机硅化合物(C-5)进行了GPC分析，结果可知含有超出色谱柱的检测极限(分子量40万)的成分。GPC色谱中，超出色谱柱的检测极限的成分(保留时间＝6～10分钟)的面积与不超出检测极限的成分(保留时间＝11～16分；该范围的Mn＝2,900)的面积比为5∶5。
另外，与实施例1-1同样地测定上述有机硅化合物(C-5)的粘度及其经时变化，分别示于表1和表2。
实施例1-6
在具有搅拌机和温度计的反应器中，装入203.41g甲醇、27.98g(0.1mol)TMSOX和22.84g(0.15mol)TMOS后，缓慢加入由6.38g的氢氧化四甲铵的25质量％甲醇溶液(0.15mol甲醇、17.5mmol氢氧化四甲铵)、16.22g(0.9mol)水和22.6g甲醇组成的混合液。边搅拌该混合物边使其在温度60℃、pH9下反应2小时。之后，加入11.60g(18.4mmol)的10质量％硝酸水溶液并中和。接着，在减压下将有机溶剂(甲醇)和水馏除，使得到的残渣(反应生成物)溶解于PGMEA，进行水洗，从而将盐类、过剩的酸除去。之后，在减压下将PGMEA等从PGMEA溶液馏除，得到无色的固体有机硅化合物(C-6)。收量为27.55g(收率92％)。
对有机硅化合物(C-6)进行1H NMR分析和IR分析，确认了氧杂环丁烷基存在。
另外，对于该有机硅化合物(C-6)，也通过与实施例1-1同样的1H NMR分析，确认了其为硅化合物(A)和硅化合物(B)进行化学计量反应而得到的共缩聚物。
由有机硅化合物(C-6)的1H NMR图算出的烷氧基(与硅原子结合的甲氧基)的含量相对于装入原料中所含的烷氧基的全体，为相当于3.0％的量。
另外，上述有机硅化合物(C-6)中，无机部分的比例为47％。
另外，与实施例1-1同样地测定上述有机硅化合物(C-6)的数均分子量和粘度及它们的经时变化，分别示于表1和表2。
比较例1-1
在具有搅拌机和温度计的反应器中，装入430g甲醇、55.68g(0.2mol)TMSOX和30.44g(0.2mol)TMOS后，缓慢加入25.5g的0.7质量％盐酸水溶液(1.4mol水、4.8mmol氯化氢)。边搅拌该混合物边使其在温度25℃、pH5下反应18小时。由于酸没有残留于反应液，所以没有进行利用碱性物质的中和。之后，在减压下将溶剂(甲醇)馏除，得到无色透明的液体有机硅化合物(C-7)。由于没有残留酸，所以没有进行反应生成物的水洗净。收量为60.2g。
对有机硅化合物(C-7)进行1H NMR分析和IR分析，确认了氧杂环丁烷基存在。
另外，对于该有机硅化合物(C-7)，也通过与实施例1-1同样的1H NMR分析，确认了其为硅化合物(A)和硅化合物(B)进行化学计量反应而得到的共缩聚物。
由有机硅化合物(C-7)的1H NMR图算出的烷氧基(与硅原子结合的甲氧基)的含量相对于装入原料中所含的烷氧基的全体，为相当于9.0％的量。
另外，上述有机硅化合物(C-7)中，无机部分的比例为39％。
另外，与实施例1-1同样地测定上述有机硅化合物(C-7)的数均分子量和粘度及它们的经时变化，分别示于表1和表3。
比较例1-2
除了将作为酸催化剂的氯化氢的量变为10mmol以外，与比较例1-1同样地制造了有机硅化合物(C-8)。
对有机硅化合物(C-8)进行1H NMR分析和IR分析，确认了氧杂环丁烷基存在。
另外，对于该有机硅化合物(C-8)，也通过与实施例1-1同样的1H NMR分析，确认了其为硅化合物(A)和硅化合物(B)进行化学计量反应而得到的共缩聚物。
由有机硅化合物(C-8)的1H NMR图算出的烷氧基(与硅原子结合的甲氧基)的含量相对于装入原料中所含的烷氧基的全体，为相当于9.1％的量。
另外，上述有机硅化合物(C-8)中无机部分的比例为39％。
另外，与实施例1-1同样地测定上述有机硅化合物(C-8)的数均分子量和粘度及它们的经时变化，分别示于表1和表3。
比较例1-3
在具有搅拌机和温度计的反应器中，装入60g甲醇、8.35g(0.03mol)TMSOX和23.8g(0.09mol)四丙氧基硅烷后，缓慢加入24.5g的1.1质量％氢氧化四甲铵水溶液(1.35mol水、3mmol氢氧化四甲铵)。边搅拌该混合物边使其在温度25℃、pH9下反应2小时。之后，加入1.92g(3.06mmol)的10质量％硝酸水溶液以中和反应液。接着，在减压下将有机溶剂(甲醇)和水馏除，使得到的残渣(反应生成物)溶解于甲基异丁基酮并进行水洗，将盐类、过剩的酸除去。之后，在减压下将溶剂(甲基异丁基酮)从甲基异丁基酮溶液馏除，凝胶化而没有得到有机硅化合物。
比较例1-4
在具有搅拌机和温度计的反应器中，装入133.6g(0.48mol)TMSOX和118.4g异丙醇后，用氮气鼓泡，将混合原料的内部温度调整为80℃。之后，边搅拌该混合原料边滴入4.38g(12mmol)的25质量％氢氧化四甲铵和22.66g水，使其在温度80℃、pH9下反应1小时。接着，在反应液中加入2.47g的25质量％硫酸以将反应液中和。之后，在减压下将有机溶剂(甲醇)和水馏除，使得到的残渣(反应生成物)溶解于甲基异丁基酮并进行水洗，从而将盐类、过剩的酸除去。接着，在减压下将溶剂(甲基异丁基酮)从甲基异丁基酮溶液馏除，得到无色透明的粘性液体有机硅化合物(C-10)。收量为101.3g。
上述有机硅化合物(C-10)中无机部分的比例为25％。
另外，与实施例1-1同样地测定上述有机硅化合物(C-10)的数均分子量和粘度及它们的经时变化，分别示于表1和表3。
比较例1-5
在具有搅拌机和温度计的反应器中，装入56.6g甲醇、8.35g(0.03mol)TMSOX和2.28g(0.015mol)TMOS后，缓慢加入25.5g的0.7质量％盐酸水溶液(水1.4mol、氯化氢4.8mmol)。边搅拌该混合物，边在温度25℃、pH5下使之反应18小时。由于酸没有残留于反应液，所以没有进行利用碱性物质的中和。之后，在减压下将溶剂(甲醇)馏除，得到无色透明的液体有机硅化合物(C-11)。由于酸没有残留，所以没有进行反应生成物的水洗净。收量为5.44g。
对有机硅化合物(C-11)进行1H NMR分析和IR分析，确认了氧杂环丁烷基存在。
另外，对于该有机硅化合物(C-11)，也通过与实施例1-1同样的1H NMR分析，确认了其为硅化合物(A)和硅化合物(B)进行化学计量反应而得到的共缩聚物。
由有机硅化合物(C-11)的1H NMR图算出的烷氧基(与硅原子结合的甲氧基)的含量相对于装入原料中所含的烷氧基的全体，为相当于9.3％的量。
另外，上述有机硅化合物(C-11)中无机部分的比例为31％。
另外，与实施例1-1同样地测定上述有机硅化合物(C-11)的数均分子量和粘度及它们的经时变化，分别示于表1和表3。
[表1]
Figure BPA00001183604900331
*凝胶化。
[表2]
Figure BPA00001183604900341
*凝胶化。
[表3]
*凝胶化。
2.固化性组合物的制造和评价
实施例2-1
使90质量份有机硅化合物(C-1)、10质量份(3，4-环氧基环己基)甲基-3，4-环氧基环己基甲酸酯和2质量份作为光阳离子聚合引发剂的(三枯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐溶解于作为溶剂的102质量份PGMEA中，调制50质量％的PGMEA溶液(光阳离子固化性组合物)。
对于上述光阳离子固化性组合物，进行了固化性、硬度和耐磨耗性的评价。将其结果示于表4。
(1)固化性试验
使用刮条涂布机，将光阳离子固化性组合物涂布于玻璃基板和钢板，在约50℃加热5分钟，使溶剂(PGMEA)挥发，形成约15μm厚的覆膜。之后，在大气中，按照下述条件，进行紫外线照射使其固化，测定了直到表面粘性消失为止的照射次数。
[紫外线照射条件]
灯：80W/cm高压汞灯
灯高度：10cm
传送速度：10m/min
(2)铅笔硬度试验
将光阳离子固化性组合物涂布于玻璃板和钢板，在约50℃加热5分钟，使溶剂(PGMEA)挥发，形成约15μm厚的覆膜。之后，在与上述(1)固化性试验同样的条件下使其进行紫外线固化(紫外线照射次数为3次)，得到固化膜。
将该固化膜在温度23℃、湿度60％的恒温室内静置24小时后，根据JIS K5600-5-4测定了表面的铅笔硬度。
(3)通用(universal)硬度试验
将光阳离子固化性组合物涂布于玻璃板和钢板，在约50℃加热5分钟，使溶剂(PGMEA)挥发，形成约15μm厚的覆膜。之后，在与上述(1)固化性试验同样的条件下使其进行紫外线固化(紫外线照射次数为3次)，得到固化膜。
将该固化膜在温度23℃、湿度60％的恒温室内静置24小时后，在1mN/20秒的最大荷重下测定了通用硬度。
(4)TABER磨耗试验
使用刮条涂布机，将光阳离子固化性组合物涂布于聚碳酸酯板，在约50℃加热5分钟，使溶剂(PGMEA)挥发，形成约15μm厚的覆膜。之后，在与上述(1)固化性试验同样的条件下使其进行紫外线固化(紫外线照射次数为5次)，得到固化膜。
将该固化膜在温度23℃、湿度60％的恒温室内静置24小时后，在以下条件下实施TABER磨耗试验。
试验条件使用“CS-10F“作为磨耗轮，施加各250g的荷重，以500转测定了磨耗减量。再有，每次测定用”ST-11“(磨石)实施磨耗轮的重磨。
另外，使用设置在23℃±2℃、50％±5％RH的恒温室内的日本电色工业(株)制造的雾度计“NDH2000”(型号名)，根据JIS K7105、JIS K7361-1和JIS K7136测定上述条件的TABER磨耗试验前后的固化膜的雾度。
实施例2-2
除了代替有机硅化合物(C-1)而使用有机硅化合物(C-4)以外，与实施例2-1同样地调制光阳离子固化性组合物，进行了除铅笔硬度试验、通用硬度试验和磨耗减量测定的各种评价(参照表4)。再有，在制造TABER磨耗试验用固化膜时，紫外线照射次数设为15次。
实施例2-3
除了代替有机硅化合物(C-1)而使用有机硅化合物(C-3)以外，与实施例2-1同样地调制光阳离子固化性组合物，进行了除铅笔硬度试验、通用硬度试验和磨耗减量测定的各种评价(参照表4)。再有，在制造TABER磨耗试验用固化膜时，紫外线照射次数设为15次。
实施例2-4
使100质量份有机硅化合物(C-1)与2质量份作为光阳离子聚合引发剂的(三枯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐溶解于作为溶剂的102重量份的PGMEA中，调制50质量％的PGMEA溶液(光阳离子固化性组合物)，进行了除铅笔硬度试验、通用硬度试验和摩耗减量测定的各种评价(参照表4)。再有，在制造TABER磨耗试验用固化膜时，紫外线照射次数设为15次。
实施例2-5
使90质量份有机硅化合物(C-1)、10质量份由下式(5)表示的环氧化合物Q-4(Mayaterials社生产的“Q8系列”中的1种，具有缩水甘油基的笼状硅倍半氧烷)和2质量份作为阳离子聚合引发剂的(三枯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐溶解于作为溶剂的102重量份PGMEA中，调制50质量％的PGMEA溶液(光阳离子固化性组合物)，进行了除铅笔硬度试验、通用硬度试验和摩耗减量测定的各种评价(参照表4)。再有，在制造TABER磨耗试验用固化膜时，紫外线照射次数设为15次。
[化8]
实施例2-6
除了代替有机硅化合物(C-1)而使用有机硅化合物(C-4)以外，与实施例2-5同样地调制光阳离子固化性组合物，进行了除铅笔硬度试验、通用硬度试验和磨耗减量测定的各种评价(参照表4)。再有，在制造TABER磨耗试验用固化膜时，紫外线照射次数设为15次。
比较例2-1
除了代替有机硅化合物(C-1)而使用有机硅化合物(C-7)以外，与实施例2-1同样地调制光阳离子固化性组合物，进行了各种评价(表4参照)。
[表4]
Figure BPA00001183604900372
*ΔH＝H2-H1
由表4可知，含有通过本发明的制造方法得到的有机硅化合物的组合物(实施例2-1～2-6)，给予硬度和耐磨耗性优异的固化膜。认为其理由是有机硅化合物(C)含有4官能硅烷的水解物(Q单体单元)作为结构单元，无机部分的比例高。此外，实施例2-1～2-6的固化膜中的雾度增加量(ΔH)小，表明难以使固化膜损伤。
产业上的利用可能性
本发明的有机硅化合物，其结构中无机部分所占的比例高，制造后的稳定性和保持稳定性良好。而且该有机硅化合物具有阳离子固化性。
另外，本发明的固化性组合物能给予表面硬度大、耐磨耗性优异的固化物。而且，该组合物具有阳离子固化性，该组合物的固化物可用作硬涂层、各种基材的保护膜、抗蚀剂覆膜、各种高分子材料的改性剂、塑料的增强剂、各种涂布材料的改性剂、涂布材料用原料、低介电常数材料、绝缘膜材料、耐热性赋予材料、液晶用原料、半导体密封材料、光导波路用材料、硬掩模材料等。

Claims (16)

1.具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物，其特征在于，通过具有如下工序的方法而得到：在碱性条件下，将由下述通式(1)表示的硅化合物(A)和由下述通式(2)表示的硅化合物(B)，以所述硅化合物(B)相对于1摩尔所述硅化合物(A)为0.3～2.8摩尔的比例进行水解缩合，
[化1]
Figure FPA00001183604800011
式中，R0为具有氧杂环丁烷基的有机基团，R1为碳数1～6的烷基、碳数7～10的芳烷基、碳数6～10的芳基、或具有氧杂环丁烷基的有机基团，X为水解性基团，n为0或1，
SiY4  (2)
式中，Y为硅氧烷键生成基团。
2.权利要求1所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物，其包含以[SiO4/2]表示的硅酸酯单元和以[R0SiO3/2]表示的硅倍半氧烷单元。
3.权利要求1或2所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物，其中所述通式(1)中的R0为由下述通式(3)表示的有机基团，
[化2]
Figure FPA00001183604800012
式中，R3为氢原子或碳数1～6的烷基，R4为碳数2～6的亚烷基。
4.权利要求1所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物，其中所述通式(1)中的X为烷氧基、环烷氧基或芳氧基。
5.具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造方法，是权利要求1所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造方法，其特征在于，具有如下工序：在碱性条件下，将由下述通式(1)表示的硅化合物(A)和由下述通式(2)表示的硅化合物(B)，以所述硅化合物(B)相对于1摩尔所述硅化合物(A)为0.3～2.8摩尔的比例进行水解缩合，
[化3]
Figure FPA00001183604800021
式中，R0为具有氧杂环丁烷基的有机基团，R1为碳数1～6的烷基、碳数7～10的芳烷基、碳数6～10的芳基、或具有氧杂环丁烷基的有机基团，X为水解性基团，n为0或1，
SiY4  (2)
式中，Y为硅氧烷键生成基团。
6.权利要求5所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造方法，其中所述通式(1)中的R0为由下述通式(3)表示的有机基团，
[化4]
Figure FPA00001183604800022
式中，R3为氢原子或碳数1～6的烷基，R4为碳数2～6的亚烷基。
7.权利要求5所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造方法，其中用于形成碱性条件的碱性物质的使用量在所述硅化合物(A)和所述硅化合物(B)的合计摩尔数为100摩尔的情形中为1～20摩尔。
8.权利要求7所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物的制造方法，其中上述碱性物质为氢氧化四烷基铵。
9.阳离子固化性组合物，其特征在于，含有权利要求1所述的具有氧杂环丁烷基的有机硅化合物和阳离子聚合引发剂。
10.权利要求9所述的阳离子固化性组合物，其中所述阳离子聚合引发剂为光阳离子聚合引发剂。
11.权利要求9或10所述的阳离子固化性组合物，其还含有其它的阳离子聚合性化合物，该阳离子聚合性化合物为选自环氧化合物、其它的含氧杂环丁烷基的化合物以及乙烯基醚化合物中的至少一种。
12.固化膜的制造方法，其特征在于，具有将权利要求9所述的阳离子固化性组合物涂布在基材的表面，使得到的覆膜固化的工序。
13.固化膜的制造方法，其特征在于，具有将权利要求11所述的阳离子固化性组合物涂布在基材的表面，使得到的覆膜固化的工序。
14.具有固化膜的物品的制造方法，其特征在于，具有将权利要求9所述的阳离子固化性组合物涂布在基材的表面，使得到的覆膜固化的工序。
15.权利要求14所述的具有固化膜的物品的制造方法，其中上述基材为含有聚碳酸酯树脂的基板。
16.具有固化膜的物品，其特征在于，通过权利要求14所述的方法得到。
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