JP2002020613A - 硬化性フルオロポリエーテルゴム組成物 - Google Patents
硬化性フルオロポリエーテルゴム組成物Info
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Abstract
ケニル基を有し、かつ主鎖中にパーフルオロポリエーテ
ル構造を有する直鎖状フルオロポリエーテル化合物、
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少な
くとも2個有し、ケイ素原子に結合した水素原子が全て
H−Si(CaH2a)Si(但し、aは1〜3の整数)
構造を構成する有機ケイ素化合物、(C)ヒドロシリル
化反応触媒、(D)酸化劣化防止剤を含有することを特
徴とする硬化性フルオロポリエーテルゴム組成物。 【効果】 本発明の硬化性フルオロポリエーテルゴム硬
化物は、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、離型性、撥水
性、撥油性、耐候性等に優れている上、耐酸性、耐アル
カリ性及び耐酸化劣化性に優れた硬化物を与え、幅広い
成形用途に利用可能で、例えば半導体製造装置のシール
材、自動車用、航空機用O−リング、ダイヤフラム、シ
ール材料、複写機用のロール材料、二次電池及び燃料電
池の電極構成材料等に有用である。
Description
性、耐溶剤性、離型性、撥水性、撥油性、耐候性に優
れ、耐酸性、耐アルカリ性及び耐酸化劣化性を改良した
硬化物を得ることができる硬化性フルオロポリエーテル
組成物に関する。
中に少なくとも2個のアルケニル基を有し、かつ主鎖中
にパーフルオロポリエーテル構造を有する直鎖状フルオ
ロポリエーテル化合物、1分子中にH−SiOSi構造
を少なくとも2個以上有する有機ケイ素化合物及びヒド
ロシリル化反応触媒からなる組成物から、耐熱性、耐薬
品性、耐溶剤性、離型性、撥水性、撥油性、耐候性等の
性質がバランスよく、優れた硬化物を得ることが特許公
報第2990646号等で提案されている。
ーテルゴム組成物は、ほとんどの用途においては、十分
な性能を有しているものの、耐酸性を要求される半導体
関連用途、エンジンオイル用途では、更に耐酸性が高い
ことが要求される。
たもので、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、離型性、撥水
性、撥油性、耐候性等に優れている上、耐酸性、耐アル
カリ性及び耐酸化劣化性に優れた硬化物を与える硬化性
フルオロポリエーテルゴム組成物を提供することを目的
とする。
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた
結果、1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有
し、かつ主鎖中にパーフルオロポリエーテル構造を有す
る直鎖状フルオロポリエーテル化合物、1分子中にケイ
素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有し、ケイ
素原子に結合した水素原子が全てH−Si(CaH2a)
Si構造を構成する有機ケイ素化合物、ヒドロシリル化
反応触媒及び酸化劣化防止剤を配合することにより、耐
熱性、耐薬品性、耐溶剤性、離型性、撥水性、撥油性、
耐候性等に優れている上、耐酸性、耐アルカリ性及び耐
酸化劣化性に優れた硬化物を与える硬化性フルオロポリ
エーテルゴム組成物が得られることを見出し、本発明を
なすに至ったものである。
くとも2個のアルケニル基を有し、かつ主鎖中にパーフ
ルオロポリエーテル構造を有する直鎖状フルオロポリエ
ーテル化合物、(B)1分子中にケイ素原子に結合した
水素原子を少なくとも2個有し、ケイ素原子に結合した
水素原子が全てH−Si(CaH2a)Si(但し、aは
1〜3の整数)構造を構成する有機ケイ素化合物、
(C)ヒドロシリル化反応触媒、(D)酸化劣化防止剤
を含有することを特徴とする硬化性フルオロポリエーテ
ルゴム組成物を提供する。
本発明に用いる(A)成分の直鎖状フルオロポリエーテ
ル化合物は、1分子中に少なくとも2個のアルケニル基
を有し、かつ主鎖中に2価のパーフルオロアルキルエー
テル構造を有するものである。
造としては、−CdF2dO−(式中、各単位のdは独立
に1〜6の整数である。)の多数の繰り返し単位を含む
もので、例えば下記一般式(5)で示されるものなどが
挙げられる。 (CdF2dO)q (5) (qは1〜500、好ましくは2〜400、より好まし
くは10〜200の整数である。)
ては、例えば下記の単位等が挙げられる。なお、前記パ
ーフルオロアルキルエーテル構造は、これらの繰り返し
単位の1種単独で構成されていてもよいし、2種以上の
組み合わせであってもよい。 −CF2O−,−CF2CF2O−,−CF2CF2CF2O
−,―CF(CF3)CF2O−,−CF2CF2CF2C
F2O−,−CF2CF2CF2CF2CF2CF2O−,−
C(CF3)2O− これらの中では、特に下記単位が好適である。 −CF2O−,−CF2CF2O−,−CF2CF2CF2O
−,―CF(CF3)CF2O−
ーテル化合物中のアルケニル基としては、炭素数2〜
8、特に2〜6で、かつ末端にCH2=CH−構造を有
するものが好ましく、例えばビニル基、アリル基、プロ
ペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル
基等が挙げられ、中でもビニル基、アリル基が好まし
い。このアルケニル基は、分子中に存在していてもよい
が、分子鎖の両末端に結合していることが好ましく、こ
の場合、直鎖状フルオロポリエーテル化合物の主鎖の両
端部に直接結合していてもよいし、下記に示すような2
価の連結基を介して主鎖と結合していてもよい。 −CH2−,−CH2O−,−Y−NR’−CO− (但し、Yは−CH2−又は下記構造式(I)で示され
る基であり、R’は水素原子、メチル基、フェニル基又
はアリル基である。)
リエーテル化合物としては、下記一般式(1),(2)
で示されるものが好ましい。 CH2=CH−(X)p―Rf’−(X)p―CH=CH2 (1) CH2=CH−(X)p―Q−Rf’−Q−(X)p―CH=CH2 (2) 〔式中、Xは独立に−CH2−,−CH2O−,又は−Y
−NR’−CO−(但し、Yは−CH2−又は下記構造
式(I)で示される基であり、R’は水素原子、メチル
基、フェニル基又はアリル基である。)であり、Qは炭
素数1〜15の2価炭化水素基であり、エーテル結合を
含んでいてもよく、Rf’は2価のパーフルオロアルキ
レン基又はパーフルオロオキシアルキレン基である。p
は独立に0又は1である。〕
示されるものが好適である。
rは2〜6の整数、uは1〜6の整数、m,nはそれぞ
れ0〜200の整数である。〕
ル化合物は、重量平均分子量が400〜100,00
0、特に1,000〜50,000であることが望まし
い。
化合物の具体例としては、下記化合物等を例示すること
ができる。なお、式中、m,nは前記と同様である。
ーテル化合物を目的に応じた所望の重量平均分子量に調
節するため、予め上記した直鎖状フルオロポリエーテル
化合物を分子内にSiH基を2個含有する有機ケイ素化
合物と通常の方法及び条件でヒドロシリル化反応させ、
鎖長延長した生成物を(A)成分として使用することも
可能である。
剤、鎖長延長剤として作用するものである。この(B)
成分は1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少な
くとも2個有し、ケイ素原子に結合した水素原子が全て
H−Si(CaH2a)Si構造を構成する有機ケイ素化
合物であれば特に制限されるものではない。このような
有機ケイ素化合物の例としては、下記一般式(4)で表
されるものが挙げられる。
水素基である。Zは水素原子もしくは−R,−M,−Q
−Rf,−Q−,−Rf’−,−Q−Rf’−Q−で表
される1価又は2価の基である。但し、Qは炭素数1〜
15の2価炭化水素基であり、エーテル結合、アミド結
合又はカルボニル結合を含んでいてもよく、Rfは1価
のパーフルオロアルキル基又はパーフルオロオキシアル
キル基であり、Rf’は2価のパーフルオロアルキレン
基又はパーフルオロオキシアルキレン基である。s及び
tは1,2又は3であり、b及びcは0又は1,かつb
とcは同時に0ではない。aは1,2又は3である。)
チル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、フェニ
ル基等のアリール基などが挙げられ、詳しくは詳述す
る。また、Qの2価炭化水素基としては、メチレン基、
エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ヘキサ
メチレン基等のアルキレン基、フェニレン基等のアリー
レン基、これらアルキレン基とアリーレン基とが結合し
た基などが挙げられ、これらはエーテル結合、アミド結
合、カルボニル結合を含んでいてもよい。
R,−M,−Q−Rf)又は2価の基(−Q−,−R
f’−,−Q−Rf’−Q−)であり、これはb,cの
値によって選定される。
として具体的には、次に示すものが挙げられる。なお、
Meはメチル基を示す(以下、同様)。
化後の均一性を考慮して、1分子中に1個以上の1価の
パーフルオロアルキル基、1価のパーフルオロオキシア
ルキル基、2価のパーフルオロアルキレン基又は2価の
パーフルオロオキシアルキレン基を有しているものを使
用することができる。
オロアルキレン基は炭素数1〜20のものが好ましく、
パーフルオロオキシアルキル基、パーフルオロオキシア
ルキレン基は炭素数1〜500、特に4〜500のもの
が好ましい。
ロオキシアルキル基、パーフルオロアルキレン基、パー
フルオロオキシアルキレン基としては、下記一般式で示
される基を例示することができる。
基、パーフルオロ(オキシ)アルキレン基は、ケイ素原
子に直接結合していてもよいが、ケイ素原子と2価の連
結基を介して結合していてもよい。ここで、2価の連結
基としては、アルキレン基、アリーレン基やこれらの組
み合わせでも、あるいはこれらにエーテル結合酸素原子
やアミド結合、カルボニル結合等を介在するものであっ
てもよく、例えば炭素原子数2〜12のものが好まし
く、下記の基等が挙げられる。 −CH2CH2−,−CH2CH2CH2−,−CH2CH2
CH2OCH2− −CH2CH2CH2−NH−CO−,−CH2CH2CH2
−N(Ph)−CO−,−CH2CH2CH2−N(C
H3)−CO−,−CH2CH2CH2−O−CO− (Phはフェニル基である。)
における1価又は2価の含フッ素置換基、即ちパーフル
オロアルキル基、パーフルオロオキシアルキル基、パー
フルオロアルキレン基あるいはパーフルオロオキシアル
キレン基を含有する1価の有機基以外のケイ素原子に結
合した1価の置換基(R)としては、例えばメチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロ
ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基;ビ
ニル基、アリル基等のアルケニル基;フェニル基、トリ
ル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェニ
ルエチル基等のアラルキル基;あるいはこれらの基の水
素原子の一部が塩素原子、シアノ基等で置換された、例
えばクロロメチル基、クロロプロピル基、シアノエチル
基等の炭素原子数1〜20の非置換又は置換炭化水素基
が挙げられる。
も鎖状でもよく、更に三次元網状でもよい。また、この
有機ケイ素化合物における分子中のケイ素原子数は特に
制限されないが、通常2〜60、特に3〜30程度が好
ましい。
えば下記のような化合物が挙げられ、これらの化合物
は、1種単独で使用しても2種以上を併用して用いても
よい。なお、下記式でMeはメチル基、Phはフェニル
基を示す。
に含まれるビニル基、アリル基、シクロアルケニル基等
のアルケニル基1モルに対して、(B)成分中のヒドロ
シリル基、即ちSiH基の量が好ましくは0.5〜5モ
ル、より好ましくは1〜2モル供給する量が好適であ
る。(B)成分の配合量が少なすぎると架橋度合いが不
十分になる場合があり、多すぎると鎖長延長が優先し、
硬化が不十分となったり、発泡したり、耐熱性、圧縮永
久歪み特性等が悪化する場合がある。また、この(B)
成分は、1種単独で使用しても2種以上を併用して用い
てもよい。
ては、遷移金属、例えばPt、Rh、Pd等の白金族金
属やこれら遷移金属の化合物などが好ましく使用され
る。本発明では、これら化合物が一般に貴金属の化合物
で高価格であることから、比較的入手しやすい白金化合
物が好適に用いられる。
又は塩化白金酸とエチレン等のオレフィンとの錯体、ア
ルコールやビニルシロキサンとの錯体、白金/シリカ、
アルミナ又はカーボン等を例示することができるが、こ
れらに限定されるものではない。
は、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、パラジウム系
化合物等が知られており、例えば、RhCl(PP
h3)3,RhCl(CO)(PPh3)2,RhCl(C
2H4)2,Ru3(CO)12,IrCl(CO)(PPh
3)2,Pd(PPh3)4等が挙げられる(なお、Phは
フェニル基を示す)。
ものではなく、触媒量で所望とする硬化速度を得ること
ができるが、経済的見地又は良好な硬化物を得るために
は、硬化性組成物全量に対して0.1〜1,000pp
m(白金族金属換算)、より好ましくは0.1〜500
ppm(同上)程度の範囲とすることがよい。
ミン系、フェノール系、硫黄系、リン系、ワックス類及
びこれらの金属錯体などが挙げられる。これらの大部分
は市販されており、通常は市販の酸化劣化防止剤を使用
すればよい。
のものが例示される。
以下のものが例示される。
合系の酸化劣化防止剤としては、以下のものが例示され
る。
を含有する化合物は、その大部分がヒドロシリル化触媒
の触媒毒となる可能性があるので、アミン系又はフェノ
ール系の酸化劣化防止剤を使用することが好ましい。更
に好ましくは、アミノ基の置換基が2つとも芳香族化合
物である芳香族第2級アミン化合物がよく、酸化劣化防
止の効果が最もよい。
対して0.01〜10重量%であることが好ましく、更
に好ましくは0.05〜5重量%である。添加量が少な
すぎると十分な効果が得られない場合があり、多すぎる
と硬化後のゴム物性において、強度の低下などに影響を
及ぼすおそれがある。
高めるために種々の添加剤を必要に応じて添加すること
ができる。これら添加剤として、具体的には硬化性組成
物の硬化速度を制御する目的で加えるCH2=CH
(R)SiO単位(式中、Rは水素原子又は置換もしく
は非置換の1価炭化水素基である。)を含むポリシロキ
サン(特公昭48−10947号公報参照)及びアセチ
レン化合物(米国特許第3445420号及び特公平4
−3774号公報参照)、更に、重金属のイオン性化合
物(米国特許第3532649号参照)等を例示するこ
とができる。
る熱収縮の減少、硬化して得られる弾性体の熱膨張率の
低下、熱安定性、耐候性、耐薬品性、難燃性あるいは機
械的強度を向上させたり、ガス透過率を下げる目的で充
填剤を添加してもよい。この場合、添加剤としては、例
えばヒュームドシリカ、石英粉末、ガラス繊維、カーボ
ン、酸化鉄、酸化チタン及び酸化セリウム等の金属酸化
物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の金属炭酸塩
を挙げることができる。更に必要に応じて適当な顔料、
染料を添加することも可能である。
限されず、上記成分を練り合わせることにより製造する
ことができる。また(A)成分,(B)成分と(D)成
分及び(A)成分と(C)成分との2組成物とし、使用
時に混合するようにしてもよい。また、得られた組成物
を硬化させるには、(A)成分の官能基の種類、(C)
成分の触媒の種類などにより室温硬化も可能であるが、
通常は組成物を100〜200℃にて数分から数時間程
度の時間で硬化させることが好ましい。
り、その用途、目的に応じて該組成物を適当なフッ素系
溶剤、例えば1,3−ビストリフルオロメチルベンゼ
ン、パーフルオロオクタン等を加えて所望の濃度に溶解
してから使用することもできる。
ム硬化物は、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、離型性、撥
水性、撥油性、耐候性等に優れている上、耐酸性、耐ア
ルカリ性及び耐酸化劣化性に優れた硬化物を与え、幅広
い成形用途に利用可能で、例えば半導体製造装置のシー
ル材、自動車用、航空機用O−リング、ダイヤフラム、
シール材料、複写機用のロール材料、二次電池及び燃料
電池の電極構成材料等に有用である。
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
マー(粘度8500cs,平均分子量22000,ビニ
ル基量0.009モル/100g)100重量部にジメ
チルシロキシ基で処理された比表面積200m2/gの
煙霧質シリカ20重量部を加え、混合、熱処理の後、三
本ロールミル上にて混合し、更に下記式(7)で表され
る含フッ素有機ケイ素化合物2.64重量部、塩化白金
酸をCH2=CHSiMe2OSiMe2CH=CH2で変
性した触媒のトルエン溶液(白金濃度1.0重量%)
0.2重量部及びエチニルシクロヘキサノールの50%
トルエン溶液0.4重量部を加え、混合し、組成物Iを
作成した。
の枠に置き、再び空気抜きをし、100kg/cm2、
150℃で10分間プレス硬化した。試験片を硬化した
試料から切り取り、JIS K6251,6253に準
じて物性を測定した。更に、この試験片を用い、耐薬品
性、及び空気中での耐熱性を測定した。結果を表1,2
に示す。
素有機化合物の代わりに下記式(8)で示される含フッ
素水素シロキサン2.49重量部を使用した以外は比較
例1と同様にして組成物IIを作成した。
硬化シートを作成した。試験片を切り取り、JIS K
6251,6253に準じて物性を測定した。更に、こ
の試験片を用い、耐薬品性及び空気中での耐熱性を測定
した。結果を表1,2に示す。
ルミル混合の前に、下記に示す酸化劣化防止剤1.0重
量部を添加する以外は、比較例1と同様の方法にて組成
物IIIを作成した。
で硬化シートを作成した。試験片を切り取り、JIS
K6251,6253に準じて物性を測定した。更に、
この試験片を用い、耐薬品性及び空気中での耐熱性を測
定した。結果を表1,2に示す。
ルミル混合の前に、下記に示す酸化劣化防止剤1.0重
量部を添加する以外は、比較例1と同様の方法にて組成
物IVを作成した。
硬化シートを作成した。試験片を切り取り、JIS K
6251,6253に準じて物性を測定した。更に、こ
の試験片を用い、耐薬品性及び空気中での耐熱性を測定
した。結果を表1,2に示す。
ルミル混合の前に、下記に示す酸化劣化防止剤1.0重
量部を添加する以外は、比較例1と同様の方法にて組成
物Vを作成した。
化シートを作成した。試験片を切り取り、JIS K6
251,6253に準じて物性を測定した。更に、この
試験片を用い、耐薬品性及び空気中での耐熱性を測定し
た。結果を表1,2に示す。
ルミル混合の前に、下記に示す酸化劣化防止剤1.0重
量部を添加する以外は、比較例1と同様の方法にて組成
物VIを作成した。
硬化シートを作成した。試験片を切り取り、JIS K
6251,6253に準じて物性を測定した。更に、こ
の試験片を用い、耐薬品性及び空気中での耐熱性を測定
した。結果を表1,2に示す。
でおり、耐薬品性に劣る。その他は全て耐薬品性に優れ
ている。
減%を表す。
剤を添加したものである。表2の結果から明らかなよう
に、比較例1はゴム物性の低下(特に引張強さの低下)
が大きいが、酸化劣化防止剤を添加したものはゴム物性
の低下率が小さくなっている。また、酸化劣化防止剤に
芳香族第2級アミン化合物を使用したもの(実施例3及
び4)は、ゴム物性の低下率がより小さくなっている。
比較例2は架橋剤にシロキサン構造を含んでおり、比較
例1と比べて耐酸化劣化性は良好であることがわかる。
組成物は耐薬品性と耐酸化劣化性の両方に優れることが
分かる。
Claims (6)
- 【請求項1】 (A)1分子中に少なくとも2個のアル
ケニル基を有し、かつ主鎖中にパーフルオロポリエーテ
ル構造を有する直鎖状フルオロポリエーテル化合物、
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少な
くとも2個有し、ケイ素原子に結合した水素原子が全て
H−Si(CaH2a)Si(但し、aは1〜3の整数)
構造を構成する有機ケイ素化合物、(C)ヒドロシリル
化反応触媒、(D)酸化劣化防止剤を含有することを特
徴とする硬化性フルオロポリエーテルゴム組成物。 - 【請求項2】 (A)成分が、下記一般式(1)又は
(2)で表される直鎖状フルオロポリエーテル化合物で
ある請求項1記載の硬化性フルオロポリエーテルゴム組
成物。 CH2=CH−(X)p―Rf’−(X)p―CH=CH2 (1) CH2=CH−(X)p―Q−Rf’−Q−(X)p―CH=CH2 (2) 〔式中、Xは独立に−CH2−,−CH2O−,又は−Y
−NR’−CO−(但し、Yは−CH2−又は下記構造
式(I)で示される基であり、R’は水素原子、メチル
基、フェニル基又はアリル基である。)であり、Qは炭
素数1〜15の2価の炭化水素基であり、エーテル結合
を含んでいてもよく、Rf’は2価のパーフルオロアル
キレン基又はパーフルオロオキシアルキレン基である。
pは独立に0又は1である。〕 【化1】 - 【請求項3】 (A)成分が、下記一般式(3)で表さ
れる直鎖状フルオロポリエーテル化合物である請求項1
又は2記載の硬化性フルオロポリエーテルゴム組成物。 【化2】 〔式中、Xは独立に−CH2−,−CH2O−,又は−Y
−NR’−CO−(但し、Yは−CH2−又は下記構造
式(I)で示される基であり、R’は水素原子、メチル
基、フェニル基又はアリル基である。)である。pは独
立に0又は1、rは2〜6の整数、uは1〜6の整数、
m,nはそれぞれ0〜200の整数である。〕 【化3】 - 【請求項4】 (B)成分の有機ケイ素化合物が、下記
一般式(4)で表されるものである請求項1記載の硬化
性フルオロポリエーテルゴム組成物。 【化4】 (式中、Rは同一又は異種の炭素数1〜20の1価炭化
水素基である。Zは水素原子もしくは−R,−M,−Q
−Rf,−Q−,−Rf’−,−Q−Rf’−Q−で表
される1価又は2価の基である。但し、Qは炭素数1〜
15の2価炭化水素基であり、エーテル結合、アミド結
合又はカルボニル結合を含んでいてもよく、Rfは1価
のパーフルオロアルキル基又はパーフルオロオキシアル
キル基であり、Rf’は2価のパーフルオロアルキレン
基又はパーフルオロオキシアルキレン基である。s及び
tは1,2又は3であり、b及びcは0又は1,かつb
とcは同時に0ではない。aは1,2又は3である。) - 【請求項5】 (D)成分の酸化劣化防止剤が、アミン
系又はフェノール系化合物である請求項1記載の硬化性
フルオロポリエーテルゴム組成物。 - 【請求項6】 (D)成分の酸化劣化防止剤が、芳香族
第2級アミン化合物である請求項5記載の硬化性フルオ
ロポリエーテルゴム組成物。
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