JP2017088689A - 縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物及び電子回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分子内に加水分解性基及び/又は水酸基と特定量の芳香族一価炭化水素基を有するオルガノポリシロキサンを縮合硬化型の室温硬化性シリコーンゴム組成物のベースポリマーとして用いる。
【選択図】なし
Description
なお、本発明に関連する従来技術として、下記文献が挙げられる。
〔1〕
(A)下記平均組成式(1)
RaR1 b(R2O)cSiO(4-a-b-c)/2 (1)
(式中、Rは独立に芳香族基を含まない非置換又は置換の一価炭化水素基であり、R1は独立に非置換又は置換の芳香族一価炭化水素基であり、R2は独立に芳香族基を含まない非置換もしくは置換の一価炭化水素基又は水素原子であり、aは1.7〜2.2の数であり、bは0.01〜0.2の数、cは0.0001〜0.2の数であり、a+b+cは1.9〜2.4を満たす数である。但し、分子鎖末端のケイ素原子と該ケイ素原子に隣接するケイ素原子とを連結する酸素原子(O)は下記の二価結合基−R’−で置換されていてもよい。)
で示される、分子中に少なくとも1個のケイ素原子に結合した加水分解性基及び/又は水酸基を有し、末端が−R’−SiR”3(式中、R’は酸素原子又は炭素数1〜5のアルキレン基であり、R”は独立にR、R1又はOR2であり、3個のR”のうち少なくとも1個はOR2である。R、R1、R2は上記の通りである。)で封鎖されたオルガノポリシロキサン、
(B)下記一般式(2)
で示されるアミノ基非含有の加水分解性オルガノシラン及び/又はその部分加水分解縮合物、
(C)アミノ基含有加水分解性オルガノシラン及び/又はその部分加水分解物、
(D)硬化触媒
を含有し、25℃、加振周波数1Hzで測定したヤング率が1.0×104Pa以上であり、−50℃、加振周波数1Hzで測定したヤング率が1.0×108Pa以下であるシリコーンゴム硬化物を与えるものである縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物。
〔2〕
(A)成分100質量部に対して、(B)成分を0.2〜30質量部、(C)成分を0.1〜10質量部、(D)成分を0.1〜20質量部含有するものである〔1〕記載の縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物。
〔3〕
(C)成分が、下記一般式(3)で示されるアミノ基含有加水分解性オルガノシラン及び/又はその部分加水分解物である〔1〕又は〔2〕記載の縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物。
〔4〕
〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物の硬化物でシール又は接着固定された電子回路。
本発明の縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物の(A)成分である分子中に少なくとも1個のケイ素原子に結合した加水分解性基及び/又は水酸基を有するオルガノポリシロキサンは、該組成物の主剤(ベースポリマー)となる成分である。この(A)成分は、下記平均組成式(1)
RaR1 b(R2O)cSiO(4-a-b-c)/2 (1)
(式中、Rは独立に芳香族基を含まない非置換又は置換の一価炭化水素基であり、R1は独立に非置換又は置換の芳香族一価炭化水素基であり、R2は独立に芳香族基を含まない非置換もしくは置換の一価炭化水素基又は水素原子であり、aは1.7〜2.2の数であり、bは0.01〜0.2の数、cは0.0001〜0.2の数であり、a+b+cは1.9〜2.4を満たす数である。但し、分子鎖末端のケイ素原子と該ケイ素原子に隣接するケイ素原子とを連結する酸素原子(O)は下記の二価結合基−R’−で置換されていてもよい。)
で表され、1分子中に、R2O基として示されるケイ素原子に結合した加水分解性基(即ち、芳香族基を含まないオルガノオキシ基)及び/又はケイ素原子に結合した水酸基(シラノール基)を少なくとも1個有し、末端が−R’−SiR”3(式中、R’は酸素原子又は炭素数1〜5のアルキレン基であり、R”は独立にR、R1又はOR2であり、3個のR”のうち少なくとも1個はOR2である。R、R1、R2は上記の通りである。)で封鎖されたオルガノポリシロキサンである。
bの値が0.01よりも小さい、又は0.2より大きい場合、得られるシリコーンゴム硬化物の−50℃でのヤング率が1.0×108Paを超え、低温特性が低下する。
ここで、二価の結合基R’は酸素原子又は炭素数1〜5のメチレン基、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基であり、中でも酸素原子、エチレン基が好ましい。
R”は独立にR、R1又はOR2であるが、分子鎖末端の各シリル基上の3個のR”のうちそれぞれ少なくとも1個はOR2である。R、R1、R2は上記の通りである。R”としては、メチル基、メトキシ基、水酸基が好ましい。
また(A)成分が直鎖状のオルガノポリシロキサンである場合、上記の粘度範囲を与えるオルガノポリシロキサンの重合度(即ち、主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位の繰り返し数)は、例えば、100〜2,000、好ましくは200〜1,500、より好ましくは300〜1,300程度に相当するものである。なお、重合度又は分子量は、例えば、トルエン等を展開溶媒としてゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析におけるポリスチレン換算での数平均重合度(又は数平均分子量)等として求めることができる。
また、R6で表される非置換又は置換の芳香族一価炭化水素基は、前記平均組成式(1)におけるR1で定義したものと同じであり、その炭素数、具体例等も同じである。
また、eは好ましくは300〜1,500、より好ましくは400〜1,300の整数であり、fは好ましくは4〜400、より好ましくは10〜300の整数である。
(B)成分は、下記一般式(2)で示される、アミノ基非含有の加水分解性オルガノシラン及び/又はその部分加水分解縮合物であり、(A)成分の末端封止剤及び架橋剤として作用するものである。
また、dは3又は4である。
なお、ここで部分加水分解縮合物とは、一般式(2)で示されるアミノ基非含有の加水分解性オルガノシランを部分的に加水分解縮合して生成する、分子中に2個以上、好ましくは3個以上の残存加水分解性基(R4O基)を有する加水分解性オルガノシロキサンオリゴマーを意味する。
(C)成分のアミノ基含有加水分解性オルガノシラン及び/又はその部分加水分解物は、(A)成分である(好適には末端に)シラノール基及び/又はアルコキシ基等の加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンの末端封鎖触媒、並びに接着性付与剤として重要な効果を発揮するものであり、好適な(C)成分としては、アミノ基含有シランカップリング剤(即ち、炭素官能性基としてアミノ基含有の一価炭化水素基を分子中に有するアルコキシシラン等の加水分解性オルガノシラン及び/又はその部分加水分解物)などが例示され、特に、下記一般式(3)で示されるアミノ基含有加水分解性オルガノシラン及び/又はその部分加水分解物が好ましい。
−CH2−C6H4− (4)
−CH2−C6H4−CH2− (5)
−CH2−C6H4−CH2−CH2− (6)
−CH2−C6H4−CH2−CH2−CH2− (7)
−CH2−CH2−C6H4− (8)
−CH2−CH2−C6H4−CH2− (9)
−CH2−CH2−C6H4−CH2−CH2− (10)
−CH2−CH2−CH2−C6H4− (11)
−CH2−CH2−CH2−C6H4−CH2− (12)
これらの中で、特に好ましくは式(5)で示される基である。
なお、フェニレン基に結合するアルキレン基の配向は、オルト位、メタ位、パラ位のいずれであってもよい。特に好ましくはメタ位である。
また、R9、R10はそれぞれ独立に炭素数1〜10の非置換又はハロゲン置換一価炭化水素基であり、前記式(2)におけるR3で例示したものと同様のものを例示することができる。R9としては、メチル基、ビニル基、フェニル基が好ましく、より好ましくはメチル基であり、R10としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、より好ましくはメチル基、エチル基である。
(D)成分の硬化触媒は、縮合触媒作用を有するものであれば特に制限されないが、環境的に有機錫化合物触媒を用いることが好ましくない用途では、有機錫化合物以外のものであることが好ましい。このような硬化触媒として、具体的には、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、イソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、イソプロポキシビス(アセチルアセトナート)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;アルミニウムイソプロピレート、アルミニウムsec−ブチレート、アルミニウムエチレート、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウムアルコレート又はアルミニウムキレート化合物;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;オクチル酸鉛やその他の酸性触媒もしくは塩基性触媒等の従来公知の触媒が例示される。これらの中で、有機チタン化合物が好ましく、特にチタンキレート化合物が好ましく、イソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、イソプロポキシビス(アセチルアセトナート)チタンが特に好ましい。
(D)成分の硬化触媒は、1種を単独で使用しても2種以上の混合物として使用してもよい。
また、本発明の縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物には、本発明の目的を損なわない範囲において上記成分以外に、無機充填剤、添加剤等を任意成分として配合してもよい。
無機充填剤は、例えば、粉砕シリカ、煙霧質シリカ(乾式シリカ)、湿式シリカ(沈降シリカ)、結晶性シリカ(石英粉)等のシリカ系充填剤の他、水酸化アルミニウム、アルミナ、ベーマイト、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、塩基性炭酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化チタン、カーボンブラック、ガラスビーズ、ガラスバルーン、樹脂ビーズ、樹脂バルーンなどが挙げられ、これらは1種単独で使用してもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中で、煙霧質シリカ、炭酸カルシウムが好ましい。これらの無機充填剤は、表面処理されていなくても、クロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、オルガノポリシロキサンや脂肪酸、脂肪酸誘導体等の公知の処理剤で表面処理されていてもよい。
無機充填剤を配合する場合の配合量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して0〜300質量部であることが好ましく、より好ましくは5〜200質量部である。
これらの成分は、本発明の製造方法のどの工程で配合してもよい。
ここで、(A)成分と(B)成分と(C)成分、又は(A)成分と(B)成分の混合は、実質的に無水の条件下にて、室温(通常0〜40℃、好ましくは10〜30℃)で行えばよく、時間は、通常10分〜5時間、好ましくは20分〜3時間程度である。また、混合は、常圧下又は加圧下で行うことが好ましい。
その後、(A)成分と(B)成分と(C)成分の混合物と、(D)成分を混合する。あるいは(A)成分と(B)成分の混合物と、(C)成分と(D)成分を混合する。この場合の混合は、常温(20℃±15℃)で行えばよいが、必要に応じて加熱してもよい。混合時間は、上記成分が均一となるのに十分な時間であればよく、通常5分〜2時間、好ましくは10分〜1時間程度である。また、混合は、常圧下又は減圧下で行うことが好ましい。
また、上記(A)〜(D)成分以外の成分を配合する場合は、どの工程で配合してもよいが、(D)成分を混合する前に混合することが望ましい。
下記式(a)
次に、メチルトリメトキシシランの部分加水分解物4質量部を添加し、減圧下、40分間混合した後、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)4質量部、及び下記式(c)
実施例1において、式(a)で表される両末端シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン・ジフェニルポリシロキサン共重合体の代わりに、下記式(d)
実施例1において、式(a)で表される両末端シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン・ジフェニルポリシロキサン共重合体の代わりに、下記式(e)
実施例1において、式(a)で表される両末端シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン・ジフェニルポリシロキサン共重合体の代わりに、下記式(f)
実施例1において、式(a)で表される両末端シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン・ジフェニルポリシロキサン共重合体の代わりに、下記式(g)
実施例1〜3は、本発明の要件を満たすものであって、良好な低温特性を満たす縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物の硬化物が得られている。
これに対し、比較例1や比較例2については、主成分であるオルガノポリシロキサンが本発明の要件を満たさず、その結果、室温での硬さ、ヤング率は同等であるものの、低温でのヤング率の増加が著しく、良好なゴム特性が得られていない。
以上により、本発明の要件を満たしてはじめて、得られる組成物は、低温特性に優れた縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物となることは明らかである。
Claims (4)
- (A)下記平均組成式(1)
RaR1 b(R2O)cSiO(4-a-b-c)/2 (1)
(式中、Rは独立に芳香族基を含まない非置換又は置換の一価炭化水素基であり、R1は独立に非置換又は置換の芳香族一価炭化水素基であり、R2は独立に芳香族基を含まない非置換もしくは置換の一価炭化水素基又は水素原子であり、aは1.7〜2.2の数であり、bは0.01〜0.2の数、cは0.0001〜0.2の数であり、a+b+cは1.9〜2.4を満たす数である。但し、分子鎖末端のケイ素原子と該ケイ素原子に隣接するケイ素原子とを連結する酸素原子(O)は下記の二価結合基−R’−で置換されていてもよい。)
で示される、分子中に少なくとも1個のケイ素原子に結合した加水分解性基及び/又は水酸基を有し、末端が−R’−SiR”3(式中、R’は酸素原子又は炭素数1〜5のアルキレン基であり、R”は独立にR、R1又はOR2であり、3個のR”のうち少なくとも1個はOR2である。R、R1、R2は上記の通りである。)で封鎖されたオルガノポリシロキサン、
(B)下記一般式(2)
で示されるアミノ基非含有の加水分解性オルガノシラン及び/又はその部分加水分解縮合物、
(C)アミノ基含有加水分解性オルガノシラン及び/又はその部分加水分解物、
(D)硬化触媒
を含有し、25℃、加振周波数1Hzで測定したヤング率が1.0×104Pa以上であり、−50℃、加振周波数1Hzで測定したヤング率が1.0×108Pa以下であるシリコーンゴム硬化物を与えるものである縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物。 - (A)成分100質量部に対して、(B)成分を0.2〜30質量部、(C)成分を0.1〜10質量部、(D)成分を0.1〜20質量部含有するものである請求項1記載の縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の縮合硬化型室温硬化性シリコーンゴム組成物の硬化物でシール又は接着固定された電子回路。
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