JP2003119388A - 非汚染性シリコーンゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
合した水酸基又は加水分解性基を有するジオルガノポリ
シロキサンをベースポリマーとし、加水分解性基を1分
子中に2個以上有するシラン又はその部分加水分解物を
配合した縮合硬化型シリコーンゴム組成物において、ベ
ースポリマーであるジオルガノポリシロキサンの珪素原
子に結合する全置換基の2モル%以上が、炭素数2以上
の置換もしくは非置換の一価炭化水素基であることを特
徴とする非汚染性シリコーンゴム組成物。 【効果】 本発明の非汚染性シリコーンゴム組成物は、
硬化した後の非汚染性に優れ、しかもシール性が良好で
あり、このためコーティング、目地に充填施工、もしく
は固形ガスケットとして使用した場合、建物、目地、及
び目地周辺の汚染を起こさず、ゴム自体も汚染されにく
く、また耐候性に優れるものである。
Description
材、コーティング材、ガスケット等の建築用ゴム部材に
好適に使用される非汚染性シリコーンゴム組成物に関す
る。
造物におけるコンクリート、サッシなどのジョイント
部、ガラス回りなどは、現在、合成ゴムなどのシーリン
グ材で充填施工する方法が一般的であり、このシーリン
グ材としては、シリコーン系、ポリサルファイド系、ポ
リウレタン系、アクリル系、SBR系、ブチル系など、
各種のものが知られているが、接着性、耐熱耐候性、耐
久性という面からは縮合硬化型のシリコーン系シーリン
グ材が広く使用されている。また、固形ガスケットにお
いては過酸化物加硫型シリコーン系のガスケットが使用
されることが多い。更に近年では、過酸化物加硫型シリ
コーン系のガスケット上に紫外線硬化型のシリコーン系
コーティング材をオーバーコートする手法や、ガラス上
に型枠を設置して白金付加加硫型シリコーンゴム組成物
を注型、硬化、接着させ、ガラス一体型ガスケットを作
製する手法も提案されている。
るシリコーン系のシーリング材、ガスケットには目地周
辺に汚れが広がるという問題が発生している。この現象
は建物の立地条件(外部環境、方位)、目地設計(形
状、接着体)等に大きく依存し、一般に建物周辺の大気
汚染度、降雨の流れ具合、降雨後の乾燥度と著しく相関
があることが判明している。この対策として、落とし目
地や孫目地等の降雨が直接目地に触れないような目地へ
の設計変更、硬化後のシーラントもしくはガスケットの
表面に塗布剤による障壁を作り、汚染を防止する方法等
があるが、前者は設計仕様の変更を伴うため建物の意匠
上の問題が残り、後者は塗布という工程の増加が総合工
賃のアップにつながるため一般的なものとはなっていな
い。
め、酸化チタン、酸化亜鉛等の光触媒活性を有する粒子
が分散、含有された硬化性オルガノポリシロキサン組成
物の硬化物によりシーリング材、コーティング材、ガス
ケットなどの建築用ゴム部材を製造した場合、これに紫
外線が照射されることで表面が改質されて親水化され、
非汚染性が付与されることを先に提案している(特開平
9−227779号公報)。この方法によって従来のシ
リコーンシーラントに比して汚染性は大幅に改良された
ものの、更なる非汚染性の向上が求められている。
れたもので、非汚染性に優れたシリコーンゴム組成物を
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行った
結果、縮合硬化型シリコーンゴム組成物において、ベー
スポリマーのジオルガノポリシロキサンの珪素原子に直
結する全置換基のうち、2モル%以上が炭素数2以上の
置換もしくは非置換の一価炭化水素基である特定のジオ
ルガノポリシロキサンを用いることにより、著しい非汚
染性向上を達成できることを知見し、本発明をなすに至
った。
個の珪素原子に結合した水酸基又は加水分解性基を有す
るジオルガノポリシロキサンをベースポリマーとし、加
水分解性基を1分子中に2個以上有するシラン又はその
部分加水分解物を配合した縮合硬化型シリコーンゴム組
成物において、ベースポリマーであるジオルガノポリシ
ロキサンの珪素原子に結合する全置換基の2モル%以上
が、炭素数2以上の置換もしくは非置換の一価炭化水素
基であることを特徴とする非汚染性シリコーンゴム組成
物を提供する。
本発明にかかる非汚染性シリコーンゴム組成物は、ジオ
ルガノポリシロキサンを主成分(ベースポリマー)とす
るものであり、その硬化方式としては、縮合硬化型が用
いられる。
ルガノポリシロキサンとしては、縮合反応で硬化するた
め、分子中に少なくとも2個の珪素原子に直結した水酸
基又は加水分解性基を有し、全珪素原子に結合した置換
基の2モル%以上が炭素数2以上の置換もしくは非置換
の一価炭化水素基を有するものである。
ゴム(RTVゴム)組成物のベースポリマーにおいて、
縮合反応に関与する水酸基又は加水分解性基以外の置換
基は、殆どがメチル基であるが、本発明においては、こ
の加水分解性基以外の置換基に縮合反応(架橋)に関与
しない炭素数2以上の置換もしくは非置換の一価炭化水
素基を特定量導入したもので、これにより、著しく非汚
染性が向上するものである。
直鎖状であるが、ゲル化を起こさない、あるいはゴム弾
性を損なわない範囲において分岐していてもよい。分岐
量は、通常10モル%以下、好ましくは5モル%以下で
ある。
で表されるジオルガノポリシロキサンが好ましい。
Rの2モル%以上が炭素数2以上の置換又は非置換の一
価炭化水素基である。Xは酸素原子又は炭素数1〜8の
二価炭化水素基であり、Yは加水分解性基であり、nは
このジオルガノポリシロキサンの25℃における粘度を
100〜1,000,000csとする数であり、aは
2又は3である。)
ル基、ブチル基、2−エチルブチル基、オクチル基など
のアルキル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基な
どのシクロアルキル基、ビニル基、プロペニル基、ブテ
ニル基、ヘプテニル基、ヘキセニル基、アリル基などの
アルケニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナ
フチル基、ジフェニル基などのアリール基、ベンジル
基、フェニルエチル基などのアラルキル基、あるいはこ
れらの基の炭素原子に結合している水素原子の一部又は
全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換したクロロメ
チル基、トリフロロプロピル基、2−シアノエチル基、
3−シアノプロピル基などから選択される同一又は異種
の非置換もしくは置換の好ましくは炭素数1〜12、特
に1〜10の一価炭化水素基である。
2.5モル%以上が炭素数2以上の置換もしくは非置換
の一価炭化水素基であることが必要である。上限として
は特に制限されないが、製造し易さからすると50モル
%以下である。
炭化水素基としては、上述したRのメチル基以外の一価
炭化水素基が挙げられるが、ビニル基、アリル基、プロ
ペニル基、ブテニル基、ヘプテニル基、ヘキセニル基等
のアルケニル基、エチル基、プロピル基、フェニル基等
が好ましく、中でもアルケニル基が好ましく、特にビニ
ル基が好ましい。
価炭化水素基以外の置換基としては、メチル基が好まし
い。
水素基であり、二価炭化水素基としては−(CH2)m−
(mは1〜8)で表される。これらの中でも酸素原子、
−CH2CH2−が好ましい。
おける粘度を100〜1,000,000cs、好まし
くは500〜500,000csとする数である。
トキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基など
のアルコキシ基、ジメチルケトオキシム基、メチルエチ
ルケトオキシム基などのケトオキシム基、アセトキシ基
などのアシルオキシ基、イソプロペニルオキシ基、イソ
ブテニルオキシ基などのアルケニルオキシ基等が挙げら
れる。
各種オルガノポリシロキサンの単量体である環状シロキ
サンもしくは線状オリゴマーを酸もしくは塩基触媒によ
る平衡反応によって得る等の公知の方法により製造する
ことができる。
岐構造を導入する場合は、上記平衡化重合中にSiO
3/2単位及び/又はSiO4/2単位を含むシランもしくは
シロキサンをジオルガノポリシロキサンがゲル化しない
レベルで添加するのが常法である。更に、このジオルガ
ノポリシロキサンは、ストリップや洗浄等により低分子
シロキサンを除去しておくことが望ましい。このような
オルガノシロキサンを用いた場合、初期の汚れを低減す
ることができる。
る。架橋剤としては、加水分解性の基を1分子中に2個
以上、好ましくは3個以上有するシラン、あるいはその
部分加水分解縮合物が使用される。この場合、その加水
分解性の基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキ
シ基などのアルコキシ基、ジメチルケトオキシム基、メ
チルエチルケトオキシム基などのケトオキシム基、アセ
トキシ基などのアシルオキシ基、イソプロペニルオキシ
基、イソブテニルオキシ基などのアルケニルオキシ基、
N−ブチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基などの
アミノ基、N−メチルアセトアミド基などのアミド基等
が挙げられる。これらの中でもアルコキシ基、ケトオキ
シム基、アシルオキシ基、アルケニルオキシ基が好まし
い。
ロキサン100部(重量部、以下同様)に対して1〜5
0部、好ましくは2〜30部、より好ましくは5〜20
部とすることが望ましい。
は、硬化触媒を使用することが好ましく、硬化触媒とし
ては、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレー
ト、ジブチル錫ジオクトエート等のアルキル錫エステル
化合物、テトライソプロポキシチタン、テトラn−ブト
キシチタン、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタ
ン、ジプロポキシビス(アセチルアセトナ)チタン、チ
タニウムイソプロポキシオクチレングリコール等のチタ
ン酸エステル又はチタンキレート化合物、ナフテン酸亜
鉛、ステアリン酸亜鉛、亜鉛−2−エチルオクトエー
ト、鉄−2−エチルヘキソエート、コバルト−2−エチ
ルヘキソエート、マンガン−2−エチルヘキソエート、
ナフテン酸コバルト、アルコキシアルミニウム化合物等
の有機金属化合物、3−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリ
メトキシシラン等のアミノアルキル基置換アルコキシシ
ラン、ヘキシルアミン、リン酸ドデシルアミン等のアミ
ン化合物及びその塩、ベンジルトリエチルアンモニウム
アセテート等の第4級アンモニウム塩、酢酸カリウム、
酢酸ナトリウム、蓚酸リチウム等のアルカリ金属の低級
脂肪酸塩、ジメチルヒドロキシルアミン、ジエチルヒド
ロキシルアミン等のジアルキルヒドロキシルアミン、テ
トラメチルグアニジルプロピルトリメトキシシラン、テ
トラメチルグアニジルプロピルメチルジメトキシシラ
ン、テトラメチルグアニジルプロピルトリス(トリメチ
ルシロキシ)シラン等のグアニジル基を含有するシラン
又はシロキサン等が例示され、これらはその1種に限定
されず、2種もしくはそれ以上の混合物として使用して
もよい。なお、これら硬化触媒の配合量は、上記ジオル
ガノポリシロキサン100部に対して0〜20部、好ま
しくは0.001〜10部、より好ましくは0.01〜
5部が望ましい。
は、上記成分以外に補強等の目的で1種以上の充填剤を
用いることが好ましい。このような充填剤としては、例
えば、煙霧質シリカ、沈降性シリカ、これらのシリカ表
面を有機珪素化合物で疎水化処理したシリカ、石英粉
末、カーボンブラック、タルク、ゼオライト及びベント
ナイト等の補強剤、アスベスト、ガラス繊維、炭素繊維
及び有機繊維などの繊維質充填剤、炭酸カルシウム、炭
酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、セライト等の塩
基性充填剤、酸化チタンなどの光触媒活性を有する充填
剤等が例示される。これらの充填剤のうち、シリカ、炭
酸カルシウム、ゼオライト等が好ましく、特に表面を疎
水化処理した煙霧質シリカ、炭酸カルシウムが好まし
い。
類により選択すればよいが、ベースポリマーのジオルガ
ノポリシロキサン成分100部に対して1〜500部、
特に5〜100部であることが好ましい。
は、非汚染性を阻害しない範囲において種々の化合物を
添加することは任意であり、例えばポリエチレングリコ
ール又はその誘導体からなるチクソトロピー性付与剤、
ベンガラ及び酸化セリウムなどの耐熱性向上剤、耐寒性
向上剤、脱水剤、防錆剤、γ−アミノプロピルトリエト
キシシランなどの接着性向上剤、トリオルガノシロキシ
単位及びSiO2単位及び/又はモノオルガノシロキシ
単位よりなる網状ポリシロキサンなどの液状補強剤など
を必要に応じてその所定量を添加することができる。
用されている光硬化性物質(例えばアクリル基等の不飽
和基含有オリゴマー及びポリマーなど)、光崩壊性物質
(例えば桐油、亜麻仁油など)等を本発明の目的を損な
わない範囲で更に添加してもよい。
は、上記成分の所定量をニーダーミキサー、プラネタリ
ーミキサー、品川ミキサー等の混練り機で混合すること
により、得ることができる。
は、建築用ゴム部材として使用することが好適であり、
特にシーリング材、コーティング材、ガスケットなどに
好適に使用される。
温で湿気により硬化するが、その成形方法、硬化条件な
どは、組成物の種類に応じた公知の方法、条件を採用す
ることができる。
は、硬化した後の非汚染性に優れ、しかもシール性が良
好であり、このためコーティング、目地に充填施工、も
しくは固形ガスケットとして使用した場合、建物、目
地、及び目地周辺の汚染を起こさず、ゴム自体も汚染さ
れにくく、また耐候性に優れるものである。
発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制
限されるものではない。なお、粘度は25℃での測定値
を示したものである。
つ口フラスコに2,4,6,8−テトラビニル−2,
4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン2,
752g、蒸留水1.8g、水酸化カリウム0.08g
を仕込み、150℃で5時間反応させた。反応後80℃
まで冷却してエチレンクロロヒドリン4.0gを加え、
更に80℃で3時間反応させた後、減圧加熱により低揮
発分を留去して粘度100,000mPa・s、不揮発
分95.8%の無色透明液体(両末端水酸基封鎖ポリメ
チルビニルシロキサン、珪素原子に結合した全置換基に
対する炭素数2以上の置換基の割合:50モル%)を
2,400g得た。
6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン2,75
2gの代わりに、2,4,6,8−テトラビニル−2,
4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン1,
376g、オクタメチルシクロテトラシロキサン118
4gを用いた以外は合成例1と同様にして、粘度62,
000mPa・s、不揮発分96.8%の無色透明液体
(両末端水酸基封鎖ポリメチルビニルシロキサン、珪素
原子に結合した全置換基に対する炭素数2以上の置換基
の割合:25モル%)を2,300g得た。
6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン2,75
2gの代わりに、2,4,6,8−テトラビニル−2,
4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン68
8g、オクタメチルシクロテトラシロキサン1,776
gを用いた以外は合成例1と同様にして、粘度50,0
00mPa・s、不揮発分96.6%の無色透明液体
(両末端水酸基封鎖ポリメチルビニルシロキサン、珪素
原子に結合した全置換基に対する炭素数2以上の置換基
の割合:12.5モル%)を2,250g得た。
6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン2,75
2gの代わりに、2,4,6,8−テトラビニル−2,
4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン27
5g、オクタメチルシクロテトラシロキサン2,131
gを用いた以外は合成例1と同様にして、粘度80,0
00mPa・s、不揮発分95.7%の無色透明液体
(両末端水酸基封鎖ポリメチルビニルシロキサン、珪素
原子に結合した全置換基に対する炭素数2以上の置換基
の割合:5モル%)を2,100g得た。
6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン2,75
2gの代わりに、2,4,6,8−テトラビニル−2,
4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン13
8g、オクタメチルシクロテトラシロキサン2,250
gを用いた以外は合成例1と同様にして、粘度150,
000mPa・s、不揮発分99.2%の無色透明液体
(両末端水酸基封鎖ポリメチルビニルシロキサン、珪素
原子に結合した全置換基に対する炭素数2以上の置換基
の割合:2.5モル%)を2,150g得た。
6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン2,75
2gの代わりに、オクタメチルシクロテトラシロキサン
2,368gを用いた以外は合成例1と同様にして、粘
度81,000mPa・s、不揮発分96.3%の無色
透明液体(両末端水酸基封鎖ポリメチルビニルシロキサ
ン、珪素原子に結合した全置換基に対する炭素数2以上
の置換基の割合:0モル%)を2,100g得た。
つ口フラスコにポリマーAを1,000g、テトラメト
キシシランを76g仕込み、120℃で24時間反応さ
せた。反応後、減圧加熱によりメタノールと過剰のテト
ラメトキシシランを留去して粘度108,000mPa
・s、不揮発分96.3%の無色透明液体(両末端トリ
メトキシ基封鎖ポリメチルビニルシロキサン、珪素原子
に結合した全置換基に対する炭素数2以上の置換基の割
合:50モル%)を975g得た。
外は、合成例7と同様にして粘度90,000mPa・
s、不揮発分98.2%の無色透明液体(両末端トリメ
トキシ基封鎖ポリメチルビニルシロキサン、珪素原子に
結合した全置換基に対する炭素数2以上の置換基の割
合:0モル%)を950g得た。
表面がジメチルジクロロシランで処理された乾式シリカ
(日本アエロジル製、エロジルR972)5重量部を均
一に混合し、これにビニルトリスメチルエチルケトオキ
シムシラン6重量部、ジブチルスズジオクトエート0.
05重量部を減圧下で均一になるまで混合して組成物を
調製した。
Aの代わりにポリマーBを用いた以外は実施例1と同様
の手法で組成物を調製した。
Aの代わりにポリマーCを用いた以外は実施例1と同様
の手法で組成物を調製した。
Aの代わりにポリマーDを用いた以外は実施例1と同様
の手法で組成物を調製した。
Aの代わりにポリマーEを用いた以外は実施例1と同様
の手法で組成物を調製した。
コロイダル炭酸カルシウム50重量部を均一に混合し、
これにビニルトリスイソプロペノキシシラン8重量部、
テトラメチルグアニジルプロピルトリメトキシシラン
1.0重量部を減圧下で均一になるまで混合して組成物
を調製した。
コロイダル炭酸カルシウム50重量部を均一に混合し、
これにメチルトリメトキシシラン6重量部、テトラブチ
ルチタネート1.0重量部を減圧下で均一になるまで混
合して組成物を調製した。
Aの代わりにポリマーFを用いた以外は実施例1と同様
の手法で組成物を調製した。
Aの代わりにポリマーFを用いた以外は実施例6と同様
の手法で組成物を調製した。
Gの代わりにポリマーHを用いた以外は実施例7と同様
の手法で組成物を調製した。
白ガラス板上に30×30×2mm厚に塗布し、20
℃、55%RHの雰囲気下に7日間放置してゴム弾性体
とし、これを2年間屋外暴露したところ、表1に示した
結果が得られた。
Claims (6)
- 【請求項1】 分子中に少なくとも2個の珪素原子に結
合した水酸基又は加水分解性基を有するジオルガノポリ
シロキサンをベースポリマーとし、加水分解性基を1分
子中に2個以上有するシラン又はその部分加水分解物を
配合した縮合硬化型シリコーンゴム組成物において、ベ
ースポリマーであるジオルガノポリシロキサンの珪素原
子に結合する全置換基の2モル%以上が、炭素数2以上
の置換もしくは非置換の一価炭化水素基であることを特
徴とする非汚染性シリコーンゴム組成物。 - 【請求項2】 ベースポリマーが下記一般式(1)又は
(2)で表されるジオルガノポリシロキサンであること
を特徴とする請求項1記載の非汚染性シリコーンゴム組
成物。 【化1】 (式中、Rは置換又は非置換の一価炭化水素基であり、
Rの2モル%以上が炭素数2以上の置換又は非置換の一
価炭化水素基である。Xは酸素原子又は炭素数1〜8の
二価炭化水素基であり、nはこのジオルガノポリシロキ
サンの25℃における粘度を100〜1,000,00
0csとする数である。) 【化2】 (式中、Yは加水分解性基であり、aは2又は3であ
り、R、X、nは上記と同様である。) - 【請求項3】 ベースポリマーであるジオルガノポリシ
ロキサンの加水分解性基以外の珪素原子に結合する置換
基において、炭素数2以上の置換もしくは非置換の有機
基が脂肪族不飽和基であり、それ以外の基がメチル基で
あることを特徴とする請求項1又は2記載の非汚染性シ
リコーンゴム組成物。 - 【請求項4】 更に、充填剤として、炭酸カルシウム又
は表面を疎水化処理したシリカを含有することを特徴と
する請求項1乃至3のいずれか1項記載の非汚染性シリ
コーンゴム組成物。 - 【請求項5】 建築ゴム部材用である請求項1乃至4の
いずれか1項記載の非汚染性シリコーンゴム組成物。 - 【請求項6】 シーリング材、コーティング材又はガス
ケット用であることを特徴とする請求項5記載の非汚染
性シリコーンゴム組成物。
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