JP2019019196A - 付加硬化型シリコーンゴム組成物及びエアーバッグ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)オルガノハイドロジェンポリシロキサン:(B)成分中のケイ素原子結合水素原子のモル数が(A)成分中のアルケニル基1モルに対して5モル以上となる量、
(C)付加反応触媒:(A)及び(B)成分の合計質量に対して触媒金属元素の質量換算で1〜500ppm、
(D)微粉末シリカ:0.1〜50質量部、
(E)接着付与剤[(E−1)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、(E−2)アルコキシシリル基変性イソシアヌレート化合物、及び(E−3)有機ケイ素化合物からなる混合物]:0.1〜5.0質量部、並びに
(F)縮合触媒:0.1〜5.0質量部
を含むことを特徴とする付加硬化型シリコーンゴム組成物。
【選択図】なし
Description
〔1〕
(A)1分子中にケイ素原子に結合した炭素数2〜8のアルケニル基を2個以上有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を2個以上有する下記式(1)
で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(B)成分中のケイ素原子に結合した水素原子のモル数が(A)成分中のアルケニル基1モルに対して5モル以上となる量、
(C)付加反応触媒:(A)及び(B)成分の合計質量に対し、触媒金属元素の質量換算で1〜500ppm、
(D)BET法による比表面積が50m2/g以上の微粉末シリカ:0.1〜50質量部、
(E)
(E−1)下記式(2)
で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン:1〜50質量%、
(E−2)下記式(3)
で示されるアルコキシシリル基変性イソシアヌレート化合物:1〜50質量%、及び
(E−3)1分子中にエポキシ基とアルコキシシリル基をそれぞれ1個以上有し、ケイ素原子結合水素原子を有さない有機ケイ素化合物:40〜90質量%
(但し、(E−1)〜(E−3)成分の合計は100質量%である。)
の混合物である接着性付与剤:0.1〜5.0質量部、並びに
(F)有機チタニウム化合物又は有機ジルコニウム化合物から選ばれる少なくとも1種の有機金属化合物からなる縮合触媒:0.1〜5.0質量部
を含むことを特徴とする付加硬化型シリコーンゴム組成物。
〔2〕
(A)成分が、
(A−1)1分子中にケイ素原子に結合した炭素数2〜8のアルケニル基を2個以上有し、JIS Z 8803:2011記載の方法で測定した25℃における粘度が70,000mPa・s以上であるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン、及び
(A−2)1分子中にケイ素原子に結合した炭素数2〜8のアルケニル基を2個以上有し、JIS Z 8803:2011記載の方法で測定した25℃における粘度が10,000〜50,000mPa・sであるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
を含み、(A−1)成分と(A−2)成分との質量比が10:90〜90:10であることを特徴とする〔1〕記載の付加硬化型シリコーンゴム組成物。
〔3〕
加熱硬化条件150℃、5分における硬化物のJIS K 6249:2003記載の方法で測定した切断時伸びが1,000%以上であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕記載の付加硬化型シリコーンゴム組成物。
〔4〕
基布上に〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の付加硬化型シリコーンゴム組成物の硬化被膜を10〜150g/m2の表面塗布量で有することを特徴とするエアーバッグ。
〔5〕
カーテンエアーバッグ用であることを特徴とする〔4〕記載のエアーバッグ。
本発明の付加硬化型シリコーンゴム組成物は、以下の(A)〜(F)成分を含有してなるものであって、室温(25℃)で液状のものである。以下、各成分について詳細に説明する。なお、本明細書中で記載する粘度とは、JIS Z 8803:2011記載の方法で測定した25℃における粘度であり、回転粘度計により測定された値を示すものとする。
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、この組成物の主剤となる成分であって、1分子中に平均2個以上で、好ましくは上限が平均20個、特に好ましくは上限が平均10個のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有する。
で表されるものである。
(A−1)成分と(A−2)成分の配合比は、質量比で10:90〜90:10であることが好ましい。この範囲であればインフレーターガスの洩れが抑制され、膨脹時間の持続性に優れたものとなり得る。
(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、分子中のケイ素原子結合水素原子(即ち、SiH基)が(A)成分中のアルケニル基とヒドロシリル化付加反応により架橋構造を形成して硬化を起こし、実用上十分な強度を持つシリコーンゴム硬化物を与えるための架橋剤として必須の成分である。該オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、下記一般式(1)で表されるものである。
なお、(B)成分の配合量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して、1〜30質量部であり、好ましくは2〜20質量部である。
(C)成分の付加反応触媒は、(A)成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基と、(B)成分中のSiH基との付加反応を促進するものである。この付加反応触媒は、特に限定されず、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の白金族金属;塩化白金酸;アルコール変性塩化白金酸;塩化白金酸と、オレフィン類、ビニルシロキサン又はアセチレン化合物との配位化合物;テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム等の白金族金属化合物等が挙げられ、好ましくは白金族金属化合物である。
(D)成分の微粉末シリカは、補強性付与材として作用し、硬化物に高引裂強さを付与するものであり、これにより、優れた引裂強さを有するコーティング膜を形成することができる。この微粉末シリカは、BET法による比表面積が50m2/g以上であることが必要であり、好ましくは50〜400m2/g、より好ましくは100〜300m2/gである。かかる比表面積が50m2/g未満の場合には、組成物に十分な引裂強さを付与することができないことがある。
(E)成分の接着性付与剤は、エアーバッグ用の合成繊維織物基材、不織布基材、熱可塑性樹脂シート状又はフィルム状基材等に対する組成物の接着性を向上させるためのものである。この接着性付与剤は、組成物の自己接着性を向上させることができるものであり、下記(E−1)〜(E−3)成分として示される、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、アルコキシシリル基変性イソシアヌレート化合物、及び有機ケイ素化合物を併用することを特徴とする。
但し、(E−1)〜(E−3)成分の合計は100質量%とする。
(E−1)成分は、下記式(2)
なお、本発明において、(E−1)成分が有するケイ素原子結合水素原子は、前記(B)成分が有するケイ素原子結合水素原子の量に比べて非常に少なく、(E−1)成分のケイ素原子結合水素原子は、本組成物の接着性付与に供され、(A)成分との架橋反応に供されるものはわずかであるとみなす。したがって、前記(B)成分の配合量を決定するために、(B)成分のケイ素原子結合水素原子と(A)成分のアルケニル基との比を計算する際は、(E−1)成分のケイ素原子結合水素原子の量は考慮しないものとする。
(E−2)成分は、下記式(3)
なお、本発明において、(E−2)成分がアリル基を有する場合は、前記(A)成分が有するアルケニル基の量に比べて非常に少なく、(E−2)成分のアリル基は、本組成物の接着性付与に供され、前記(B)成分との架橋反応に供されるものはわずかであるとみなす。したがって、前記(B)成分の配合量を決定するために、(B)成分のケイ素原子結合水素原子と(A)成分のアルケニル基との比を計算する際は、(E−2)成分のアリル基の量は考慮しないものとする。
(E−3)成分は、1分子中にエポキシ基とアルコキシシリル基をそれぞれ1個以上、好ましくは1〜10個有し、ケイ素原子結合水素原子を有さない有機ケイ素化合物である。エポキシ基の例としては、2,3−エポキシプロピル基、3−グリシドキシプロピル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基などが挙げられ、中でも3−グリシドキシプロピル基が好ましく、アルコキシシリル基の例としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、メチルジエトキシシリル基などが挙げられ、中でもトリメトキシシリル基が好ましい。(E−3)成分は、(E)成分の全配合量の40〜90質量%、好ましくは50〜80質量%である。
(E−3)成分の具体例としては、例えば、以下のものが挙げられる。
(F)成分の縮合触媒は、有機チタニウム化合物及び有機ジルコニウム化合物から選ばれる少なくとも1種であり、接着促進のための(E)成分の縮合助触媒として作用するものである。(F)成分は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。(F)成分の具体例としては、例えば、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラノルマルブトキシド、チタンテトラ−2−エチルヘキソキシド等の有機チタン酸エステル、チタンジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)、チタンテトラアセチルアセトネート等の有機チタンキレート化合物等のチタン系縮合助触媒(チタニウム化合物)、ジルコニウムテトラノルマルプロポキシド、ジルコニウムテトラノルマルブトキシド等の有機ジルコニウムエステル、ジルコニウムトリブトキシモノアセチルアセトネート、ジルコニウムモノブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート等の有機ジルコニウムキレート化合物等のジルコニウム系縮合助触媒(ジルコニウム化合物)が挙げられる。
本発明の組成物には、前記(A)〜(F)成分以外にも、本発明の目的を損なわない範囲で、その他の任意の成分を配合することができる。その具体例としては、以下のものが挙げられる。これらのその他の成分は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
上記(E−3)成分以外の有機ケイ素化合物の具体例として、例えば、以下のものが挙げられる。
このような有機ケイ素化合物の配合量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して、0〜3質量部であり、好ましくは0〜1質量部である。
反応制御剤は、上記(C)成分の付加反応触媒に対して硬化反応抑制作用を有する化合物であれば特に限定されず、従来から公知のものを用いることもできる。その具体例としては、トリフェニルホスフィン等のリン含有化合物;トリブチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾール等の窒素原子を含有する化合物;硫黄原子を含有する化合物;アセチレンアルコール類等のアセチレン系化合物;アルケニル基を2個以上含む化合物;ハイドロパーオキシ化合物;マレイン酸誘導体等が挙げられる。反応制御剤の配合量は、反応制御剤の有する硬化反応抑制作用の度合いがその化学構造により異なるため、使用する反応制御剤ごとの最適な量に調整することが好ましい。最適な量の反応制御剤を配合することにより、組成物は室温での長期貯蔵安定性及び硬化性に優れたものとなる。
本発明の組成物には、上記(D)成分の微粉末シリカである沈降シリカ、ヒュームドシリカ、焼成シリカ等以外にも以下に挙げるような無機又は有機充填材を添加してもよい。例えば、結晶性シリカ、中空フィラー、シルセスキオキサン、ヒュームド二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉄、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、層状マイカ、カーボンブラック、ケイ藻土、ガラス繊維等の無機充填材;これらをオルガノアルコキシシラン化合物、オルガノクロロシラン化合物、オルガノシラザン化合物、低分子量シロキサン化合物等の有機ケイ素化合物により表面疎水化処理した充填材;シリコーンゴムパウダー;シリコーンレジンパウダー等の有機充填材が挙げられる。
こうして得られる(A)〜(F)成分、更に必要に応じてその他の任意成分を添加して均一に混合することにより、液状の付加硬化型シリコーンゴム組成物を調製することができる。
なお、このような付加硬化型シリコーンゴム組成物は、JIS K6249:2003に記載の方法で測定した25℃における粘度が10,000〜500,000mPa・s、特に30,000〜300,000mPa・sであることが好ましく、この粘度範囲であれば、エアーバッグ用基布に塗工する際、塗工むらや硬化後の密着不良等が生じにくいため、好適に用いることができる。
本発明の組成物は、エアーバッグ、特にカーテンエアーバッグに用いられる。
一般に、エアーバッグ用基布(繊維布からなる基材)としては、公知のものが用いられ、その具体例としては、6,6−ナイロン、6−ナイロン、アラミド繊維等の各種ポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の各種ポリエステル繊維等の各種合成繊維の織生地が挙げられる。
そして、このようなエアーバッグ用基布の少なくとも一方の表面に、上記付加硬化型シリコーンゴム組成物を塗布した後、乾燥炉などで加熱硬化することにより、その基布上にシリコーンゴムコーティング層(硬化物層)を形成させることができる。
なお、基布上にシリコーンゴムコーティング層を形成させてエアーバッグを製造するに際し、平織布の基布にシリコーンゴムコーティング層を形成させた後にこれを袋織りに加工してもよいし、予め平織布の基布を袋織り加工した後にこれにシリコーンゴムコーティング層を形成させてもよい。袋織り加工には、公知の接着方法や縫合方法が用いられる。
特に、加熱硬化条件150℃、5分における硬化物のJIS K 6249:2003記載の方法で測定した切断時伸びが1,000%以上、さらに1,000〜1,500%であることが好ましい。このような範囲で切断時伸びが確保されると、インフレーターガスの洩れが抑制され、膨張時間の持続性をより優れたものとすることができる。
粘度が約30,000mPa・sの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60部、ヘキサメチルジシロキサン8部、水2部、およびBET法による比表面積が約300m2/gである微粉末シリカ(商品名:アエロジル300、日本アエロジル社製)40部を、ニーダー中で1時間混合した。その後、ニーダー内の温度を150℃に昇温し、引き続き2時間混合した。次いで、該温度を100℃まで降温した後、粘度が約30,000mPa・sの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30部を添加し、均一になるまで混合することで、ベースコンパウンド(I)を得た。
化合物1:
組成物をエアーバッグ用66ナイロン基布(210デニール)にコーティング量が50g/m2になるようにコーティングした後に、200℃で1分間加熱を用い、コーティング基布を用いてスコット揉み試験を行った。
実施例1で得られたベースコンパウンド(I)90部に、粘度が約100,000mPa・sの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83.0部、下記化合物5に示す粘度が25mPa・sの分子鎖非末端にケイ素原子に結合した水素原子を有する、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖の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含有量=0.15質量%)17.0部、化合物2に示す粘度が45mPa・sの分子鎖側鎖にケイ素原子結合水素原子を有す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含有量=1.08質量%)0.10部、化合物3に示すアルコキシシリル基変性イソシアヌレート化合物0.25部、化合物4に示すγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.90部、1−エチニルシクロヘキサノール0.07部、塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するジメチルポリシロキサン溶液0.20部およびジルコニウムテトラアセチルアセトネート0.26部を混合して、組成物2を調製した。
実施例1で得られたベースコンパウンド(I)90部に、粘度が約100,000mPa・sの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83.0部、化合物1に示す粘度が20mPa・sの分子鎖非末端にケイ素原子に結合した水素原子を有する、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖の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含有量=0.31質量%)8.5部、化合物3に示すアルコキシシリル基変性イソシアヌレート化合物0.25部、化合物4に示すγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.90部、1−エチニルシクロヘキサノール0.07部、塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するジメチルポリシロキサン溶液0.20部およびジルコニウムテトラアセチルアセトネート0.26部を混合して、組成物4を調製した。
実施例1で得られたベースコンパウンド(I)90部に、粘度が約100,000mPa・sの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83.0部、化合物1に示す粘度が20mPa・sの分子鎖非末端にケイ素原子に結合した水素原子を有する、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖の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含有量=0.31質量%)8.5部、化合物2に示す粘度が45mPa・sの分子鎖側鎖にケイ素原子結合水素原子を有す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含有量=1.08質量%)0.10部、化合物3に示すアルコキシシリル基変性イソシアヌレート化合物0.25部、下記化合物6に示す3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン0.90部、1−エチニルシクロヘキサノール0.07部、塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するジメチルポリシロキサン溶液0.20部およびジルコニウムテトラアセチルアセトネート0.26部を混合して、組成物5を調製した。
実施例1と同様にして、試験シート、袋織りエアーバッグ及びコーティング基布を作製し、各種測定を行った。これらの結果を表1に示す。
Claims (5)
- (A)1分子中にケイ素原子に結合した炭素数2〜8のアルケニル基を2個以上有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を2個以上有する下記式(1)
で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(B)成分中のケイ素原子に結合した水素原子のモル数が(A)成分中のアルケニル基1モルに対して5モル以上となる量、
(C)付加反応触媒:(A)及び(B)成分の合計質量に対し、触媒金属元素の質量換算で1〜500ppm、
(D)BET法による比表面積が50m2/g以上の微粉末シリカ:0.1〜50質量部、
(E)
(E−1)下記式(2)
で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン:1〜50質量%、
(E−2)下記式(3)
で示されるアルコキシシリル基変性イソシアヌレート化合物:1〜50質量%、及び
(E−3)1分子中にエポキシ基とアルコキシシリル基をそれぞれ1個以上有し、ケイ素原子結合水素原子を有さない有機ケイ素化合物:40〜90質量%
(但し、(E−1)〜(E−3)成分の合計は100質量%である。)
の混合物である接着性付与剤:0.1〜5.0質量部、並びに
(F)有機チタニウム化合物又は有機ジルコニウム化合物から選ばれる少なくとも1種の有機金属化合物からなる縮合触媒:0.1〜5.0質量部
を含むことを特徴とする付加硬化型シリコーンゴム組成物。 - (A)成分が、
(A−1)1分子中にケイ素原子に結合した炭素数2〜8のアルケニル基を2個以上有し、JIS Z 8803:2011記載の方法で測定した25℃における粘度が70,000mPa・s以上であるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン、及び
(A−2)1分子中にケイ素原子に結合した炭素数2〜8のアルケニル基を2個以上有し、JIS Z 8803:2011記載の方法で測定した25℃における粘度が10,000〜50,000mPa・sであるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
を含み、(A−1)成分と(A−2)成分との質量比が10:90〜90:10であることを特徴とする請求項1記載の付加硬化型シリコーンゴム組成物。 - 加熱硬化条件150℃、5分における硬化物のJIS K 6249:2003記載の方法で測定した切断時伸びが1,000%以上であることを特徴とする請求項1又は2記載の付加硬化型シリコーンゴム組成物。
- 基布上に請求項1〜3のいずれか1項記載の付加硬化型シリコーンゴム組成物の硬化被膜を10〜150g/m2の表面塗布量で有することを特徴とするエアーバッグ。
- カーテンエアーバッグ用であることを特徴とする請求項4記載のエアーバッグ。
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