JP2004307829A - オルガノポリシロキサン組成物 - Google Patents
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Abstract
硬化時の脱水素反応を抑制し、室温における速硬化性を有しつつ、硬化シリコーンゴムに良好に接着するオルガノポリシロキサン組成物を提供する。
【解決手段】
(A)両末端にアルケニル基を有し、メチルビニルシロキサン単位を0.02〜0.4mol%含有し、23℃における粘度が100〜150000mPa・sであるジオルガノポリシロキサン: 100重量部、
(B)一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個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン: 0.1〜30重量部、
(C)白金系触媒: 有効量、
及び
(D)充填剤: 1〜300重量部、
を含むオルガノポリシロキサン組成物。
【選択図】 なし
Description
(A)分子鎖両末端にアルケニル基を有し、メチルビニルシロキサン単位を0.02〜0.4mol%含有し、23℃における粘度が100〜150,000mPa・sであるジオルガノポリシロキサン: 100重量部、
(B)一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個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン: 0.1〜30重量部、
(C)白金系触媒: 有効量、
および
(D)充填剤: 1〜300重量部、
を含有することを特徴とする、特にシリコーンゴムとの接着用として好適に適用されるオルガノポリシロキサン組成物、を提供する。
(A)成分のジオルガノポリシロキサンは本組成物のベースポリマーであり、基本的に、主鎖がジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された直鎖状構造のものであり、分子鎖両末端にアルケニル基を有し、主鎖にメチルビニルシロキサン単位を、分子中の全シロキサン単位に対して0.02〜0.4mol%、好ましくは0.04〜0.2mol%、特に好ましくは0.1〜0.2mol%含有する。前記のメチルビニルシロキサン単位が0.02mol%未満であると、シリコーンゴムに対する接着性が弱くなり、0.4mol%を超えると、メチルビニルシロキサン単位の制御効果により硬化速度が低下する。
また、上記のアルケニル基以外でケイ素原子に結合している基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;3,3,3−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基;等の、炭素原子数1〜10、好ましくは1〜6の、脂肪族不飽和結合を有しない、非置換または置換の1価炭化水素基等が挙げられ、好ましくは、メチル基およびフェニル基、特に好ましくは、メチル基が挙げられる。
(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、架橋剤として作用する成分であり、(A)成分とヒドロシリル化反応を起こし、本組成物の硬化に寄与する。該オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子(即ち、SiH基)を有し、好ましくは3〜500個、より好ましくは3〜200個、特に好ましくは3〜100個有する。一分子中のケイ素原子数(または重合度)は、好ましくは2〜1,000個、より好ましくは3〜300個、特に好ましくは4〜150個のものが使用される。前記のSiH基は、分子鎖末端および分子鎖非末端のいずれに位置していてもよく、この両方に位置するものであってもよい。
R4 bHcSiO(4−b−c)/2 (1)
で表されるものが用いられる。
(C)成分の白金系触媒は、本組成物の硬化を促進するための触媒であり、例えば、白金および白金化合物が挙げられ、具体例としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のオレフィン錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体、白金のカルボニル錯体等が挙げられる。本組成物における(C)成分の含有量は、有効量でよく、具体的には、(A)成分に対して(C)成分中の白金金属成分が白金換算にして、重量基準で好ましくは0.01〜1000ppm、より好ましくは0.1〜500ppmとなる量である。
(D)成分の充填剤は、本組成物の硬化物を補強するための添加剤であり、例えば、煙霧質シリカ、湿式系の微粉末シリカ、結晶性シリカ、カーボンブラック、ベンガラ、酸化セリウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、チタン酸エステル等の補強性充填剤または非補強性充填剤、更にこれらの充填剤の表面を有機ケイ素化合物により疎水化処理した充填剤等が挙げられる。これらの中でも微粉末シリカまたは結晶性シリカが好ましい。
本組成物は、少なくとも上記の(A)〜(D)成分を含み、必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で、任意の成分として、通常、付加硬化型シリコーンゴム組成物に添加される公知の添加剤、例えば、アセチレン系化合物、ヒドラジン系化合物、ホスフィン系化合物、メルカプタン系化合物等の付加反応抑制剤、難燃性付与剤、可塑剤、接着性付与剤、ポリエーテル鎖を有する化合物等を含有してもよい。また、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤や、アリルグリシジルエーテルやビニルトリメトキシシランにより変性されたオルガノハイドロジェンポリシロキサン等の接着助剤を添加することにより、各種の硬化したシリコーンゴムだけでなく、本発明に係る組成物自身の硬化物に対してもより良好な接着性を示す。
本発明の組成物は、特にシリコーンゴムとの接着用に用いられることが好ましく、そのようなシリコーンゴムとしては何ら限定されず、例えば、付加硬化型、有機過酸化物硬化型、縮合硬化型等のシリコーンゴムが挙げられ、特に付加硬化型シリコーンゴムが好ましい。
下記の(A)〜(D)成分および任意成分としての反応抑制剤を、それぞれ表1に記載のとおりの重量比で配合した。表1の各成分の量を示す数値は重量部数を表す。品川攪拌機を使用して、これらを均一に混合することにより、オルガノポリシロキサン組成物を調製した。
・ベースポリマー A-1:
分子鎖両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体
(粘度5,000mPa・s(23℃)、メチルビニルシロキサン単位含有率0.11mol%)
分子鎖両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体
(粘度30,000mPa・s(23℃)、メチルビニルシロキサン単位含有率0.2mol%、ジフェニルシロキサン単位10mol%)
分子鎖両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン
(粘度600mPa・s(23℃))
・架橋剤 B-1:
23℃における粘度が12mPa・sである分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含有量=0.43重量%)
・白金系触媒:
白金含有量が0.5重量%の、白金1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液
・R-972(日本アエロジル製):微粉末シリカ
・クリスタライトVX-S2(龍森社製):石英粉末
・反応抑制剤:メチルビニルシクロテトラシロキサン
〔硬化性〕
硬化性は、指触法で測定した。即ち、オルガノポリシロキサン組成物を成形し、23℃の雰囲気下に保持して、該組成物の表面の中央部分を指で触れてみて、その表面に粘着感がなくなるまでの時間を測定した。
硬さは、オルガノポリシロキサン組成物を成形し、23℃で24時間保持して硬化させた後、得られたシリコーン硬化物の硬度をJIS K6253に規定のタイプAデュロメータ硬度計を用いて、測定した。
直径60mm×深さ10mmのアルミニウムシャーレ内に、基材となる付加反応硬化型シリコーンゴム組成物を厚さ10mmとなるように流し込み、23℃で24時間以上硬化させてシリコーンゴム層(基材)を形成した。次いで、この基材上に実施例1〜5で調製したオルガノポリシロキサン組成物を2mmの厚さに塗布し、23℃で24時間硬化させて接着した。この基材上に接着したオルガノポリシロキサン組成物の硬化物層の端部を該硬化物層に対して90度の方向(垂直方向)に引っ張ることにより、該オルガノポリシロキサン組成物の硬化物と、基材である硬化シリコーンゴムとの接着性を以下の基準で判断した。
○:オルガノポリシロキサン組成物の硬化物層が破壊した(凝集破壊)
×:オルガノポリシロキサン組成物の硬化物層と基材とが接着界面で剥離した(界面剥離)
上記の成分に加えて、必要に応じて、下記のA-4成分およびB-2成分も用いた。それぞれ表2に記載のとおりの重量比で配合した。表2の各成分の量を示す数値は重量部数を表す。品川攪拌機を使用して、これらを均一に混合することにより、オルガノポリシロキサン組成物を調製した。
・ベースポリマー A-4:
分子鎖両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体
(粘度20,000mPa・s(23℃)、メチルビニルシロキサン単位含有率2mol%)
・架橋剤 B-2:
23℃における粘度が5mPa・sである分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン
(ケイ素原子結合水素原子の含有量=1.56重量%)
比較例1のように、(A)成分として主鎖中にメチルビニルシロキサン単位を規定量以上含有するベースポリマーA-4を用いると、速硬化性および硬さが不十分な組成物となる。比較例2のように、(A)成分として主鎖中にメチルビニルシロキサン単位を有さないベースポリマーA-3を用いると、硬化シリコーンゴムとの接着性が不良な組成物となる。比較例3のように、(A)成分として主鎖中にメチルビニルシロキサン単位を有さないベースポリマーA-3、および、該単位を規定量以上含有するベースポリマーA-4を両方用いると、速硬化性が不十分となり、硬化するのに長時間要する組成物となる。比較例4のように、(A)成分として主鎖中にメチルビニルシロキサン単位を有さないベースポリマーA-3に加えて、分子中にジメチルシロキサン単位を含有しない(B)成分の架橋剤を用いると、速硬化性および硬さが不十分な組成物となる。
Claims (4)
- (A)分子鎖両末端にアルケニル基を有し、メチルビニルシロキサン単位を0.02〜0.4mol%含有し、23℃における粘度が100〜150,000mPa・sであるジオルガノポリシロキサン: 100重量部、
(B)一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個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン: 0.1〜30重量部、
(C)白金系触媒: 有効量、
および
(D)充填剤: 1〜300重量部、
を含有することを特徴とするオルガノポリシロキサン組成物。 - (A)成分のジオルガノポリシロキサンがジフェニルシロキサン単位を5mol%以上、またはメチルフェニルシロキサン単位を10mol%以上含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
- (B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンがジメチルシロキサン単位を1mol%以上含有することを特徴とする請求項1または2に記載の組成物。
- シリコーンゴムとの接着用である請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
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