JP2020514480A - フッ素化側基を有するシリコーンエラストマー - Google Patents
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Abstract
Description
(A)50〜100000mPa・sの動的粘度(25℃、せん断速度d=1s−1)を有し、脂肪族炭素−炭素多重結合を有する基を1分子当たり少なくとも2つ有し、さらに少なくとも5モル%の3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキシ単位又は少なくとも5モル%のビス(3,3,3−トリフルオロプロピル)シロキシ単位又は少なくとも5モル%の両者の混合物を含む少なくとも1つのポリオルガノシロキサン20〜70重量%、
(B)50〜100000mPa・sの動的粘度(25℃、せん断速度d=1s−1)を有し、さらに少なくとも5モル%の3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキシ単位又は少なくとも5モル%のビス(3,3,3−トリフルオロプロピル)シロキシ単位又は少なくとも5モル%の両者の混合物を含む少なくとも1つの線状α,ω−Si−H官能性ポリオルガノシロキサン10〜70重量%、
(C)1分子当たり少なくとも3個の、ケイ素に結合した水素原子を含み、さらに少なくとも2.5モル%の3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキシ単位又は少なくとも2.5モル%のビス(3,3,3−トリフルオロプロピル)シロキシ単位又は少なくとも2.5モル%の両者の混合物を含む少なくとも1つの有機ケイ素化合物0.1〜50重量%、
(D)少なくとも50m2/gのBET比表面積を有する補強性充填剤1〜40重量%、
(E)少なくとも1つのヒドロシリル化触媒
を含み、それらの量が合計100重量%になるようにそれらの量が常に選択される硬化性シリコーン組成物である。
ポリオルガノシロキサン(A)の組成は、好ましくは平均一般式(1)に対応する。
R1 xR2 ySiO(4−x−y)/2(1)
式中、
R1は、各場合で独立して、有機二価基を介してケイ素に結合してもよく、脂肪族炭素−炭素多重結合を含む一価のハロゲン置換又はシアノ置換されていてもよいC1−C10炭化水素基を示し、
R2は、各場合で独立して、SiC結合し、脂肪族炭素−炭素多重結合を含まない一価のハロゲン置換又はシアノ置換されていてもよいC1−C10炭化水素基を示し、ただし、R2として、少なくとも5モル%の3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキシ単位又は少なくとも5モル%のビス(3,3,3−トリフルオロプロピル)シロキシ単位又は少なくとも5モル%の両者の混合物がポリオルガン(A)中に存在し、
xは、負でない数であり、ただし各分子に少なくとも2つの基R1が存在し、
yは、負でない数であり、ただし合計(x+y)は3以下、より好ましくは、1.8〜2.5の範囲である。
使用される成分(B)は、Si結合した水素原子を含み、活性を鎖延長することが可能な線状ポリオルガノシロキサンである。この特性は、典型的には、(B)が一般式(2)のα,ω−Si−H官能性ポリジメチルシロキサンであることによって達成される。
R2 cHdSiO(4−c−d)/2(2)
式中、
R2は上記の規定を有し、
cは1〜3の間であり、
dは0.001〜2の間であり、
ただし、c+dの合計は3以下であり、1分子当たり最大で2個のSi結合した水素原子が存在する。
成分(C)として、少なくとも3個のSi結合した水素原子を有する有機ケイ素化合物が使用される。一般式(3)の単位から構成される線状、環状又は分枝状オルガノポリシロキサンを使用することが好ましい。
R2 eHfSiO(4−e−f)/2(3)
式中、
R2は、R2として、少なくとも2.5モル%の3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキシ単位又は少なくとも2.5モル%のビス(3,3,3−トリフルオロプロピル)シロキシ単位又は少なくとも2.5モル%の両者の混合物が成分(C)中に存在することが異なるという相違はあるが、上記の規定を有し、
eは0〜3の間であり、
fは0〜2の間であり、
ただし、e+fの合計は3以下であり、かつ1分子当たり少なくとも3個のSi結合した水素原子が存在する。
成分(D)は、付加架橋性組成物を製造するために現在まで使用されてきた補強性充填剤の群を表す。本発明のシリコーン組成物中の成分として使用することができる補強性充填剤の例は、少なくとも50m2/gのBET比表面積を有するヒュームドシリカ又は沈降シリカ、並びにファーネスブラック及びアセチレンブラックのようなカーボンブラック及び活性炭であり、少なくとも50m2/gかつ最大で300m2/gのBET比表面積を有するヒュームドシリカ及び沈降シリカが好ましい。特に好ましいBET比表面積は、75〜200m2/gの間のBET比表面積である。記載されたシリカ充填剤は、本質的に親水性であることができ、又は既知の方法によって疎水化されていてもよい。本発明の架橋性組成物中の活性補強性充填剤の量は、1〜40重量%、好ましくは5〜35重量%、より好ましくは10〜30重量%の間の範囲である。
成分(E)はヒドロシリル化触媒を表す。成分(E)として使用される触媒は、先行技術において公知のものの全てであり得る。成分(E)は、白金族金属、例えば、白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム若しくはイリジウム、有機金属化合物、又はそれらの組合せであることができる。成分(E)の例は、ヘキサクロロ白金(IV)酸、二塩化白金、白金アセチルアセトネート、及びマトリックス又はコア/シェル様構造に封入された前記化合物の錯体のような化合物である。オルガノポリシロキサンの低分子量白金錯体は、白金との1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体を含む。さらなる例は、白金亜リン酸塩錯体、白金−ホスフィン錯体又はアルキル白金錯体である。これらの化合物は、樹脂マトリックス内に封入することができる。
本発明のシリコーン組成物は、付加−架橋性組成物の製造において現在まで使用されてきた全てのさらなるアジュバント(F)を任意に含んでもよい。本発明のシリコーン組成物は、成分として、70重量%まで、好ましくは0〜40重量%の割合でさらなる添加物を選択的に含むことができる。これらの添加剤は、例えば、不活性充填剤、シロキサン(A)、(B)及び(C)とは異なる樹脂状ポリオルガノシロキサン、非補強性充填剤、殺菌剤、芳香剤、レオロジー添加剤、腐食抑制剤又は酸化抑制剤のような抑制剤、光安定剤、難燃剤及び電気特性に影響を与えるための薬剤、分散助剤、溶媒、接着促進剤、顔料、染料、可塑剤、有機ポリマー、熱安定剤等の安定剤等であることができる。それらは、石英粉、珪藻土、粘土、白亜、リトポン、カーボンブラック、グラファイト、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、カルボン酸の金属塩、金属粉塵、ガラス繊維、ポリマー繊維のような繊維、プラスチック粉末等の添加物を含む。
i)本発明の溶媒含有又は無溶媒のシリコーン組成物が、スロットダイのスロットにより移動支持体に塗布され、
ii)続いて、存在する場合、溶媒が、支持体膜上に形成されたシリコーン層から除去され、シリコーン層が架橋され、
iii)得られたシリコーン膜が、架橋後に支持体から分離され得ることを特徴とし、
以下の条件:
・工程i)のスロットダイは、支持体に対して10°から90°の間の角度(好ましくは90°、より具体的には上から垂直)である;
・支持体の走行速度は0.1〜500m/分の間である;
・本発明のシリコーン組成物の、DIN53019(25℃、せん断速度1s−1)で測定した動的粘度は100mPa・s〜1000Pa・sの間である。
本発明における粘度は、動的粘度ηであり、DIN EN ISO 3219:1994及びDIN 53019に従い、開口角2°の円錐/プレートシステム(CP50−2円錐)を用いて、Anton Paar MCR 302レオメーターで測定した。この機器は、Physikalisch−Technisches Bundesanstaltからの標準油10000を用いて較正した。測定温度は25.00℃±0.05℃であり、測定時間は3分である。報告された粘度は、独立して行われた3つの個々の測定値の算術平均を表す。動的粘度の測定不確実性は1.5%である。せん断速度勾配を粘度の関数として選択し、各報告粘度について別々に特定した。
Ex. 例
No. 番号
PDMS ポリジメチルシロキサン
FPDMS フッ素含有ポリジメチルシロキサン
LSR 液体シリコーンゴム
HTV 高温加硫
RTV 室温加硫
wt% 重量%、重量比
η 動的粘度(mPa・s)
モル% モルパーセント、物質量の割合
mmol/g 化合物1g当たりの官能基のミリモル
M モル質量(g/モル)
BM ベース混合物
FS ヒュームドシリカ
M=M単位 単官能性シロキサン基、R3SiO1/2
D=D単位 二官能性シロキサン基、R2SiO2/2
T=T単位 三官能性シロキサン基、R3SiO3/2
Q=Q単位 四官能性シロキサン基、SiO4/2
式中、Rは置換又は非置換の、飽和又は不飽和有機基を表す。
200mlの容量を有する配合機に、78.0gのα,ω−ジメチルビニルシリル末端ブロック化ポリマー(A)を仕込む。室温で35分間にわたって、トリメチルシリル基で事前に疎水化され、130m2/gのDIN EN ISO 9277比表面積を有する78.0gのヒュームドシリカ(成分D)を混練により組み込む。これにより配合機内で150℃で1時間の熱処理を受ける高粘度の組成物を得る。約50℃に冷却した後、表4に報告した量のポリマー(A)を添加する。25℃、25s−1のせん断速度dでのそれぞれのBM 1のDIN 53019による動的粘度ηを、mPa・sで表4に報告する。
200mlの容量を有する配合機に、78.0gのα,ω−ジメチルビニルシリル末端ブロック化ポリマー(A)(初期量)を仕込む。室温で35分間にわたって、トリメチルシリル基で事前に疎水化され、130m2/gのDIN EN ISO 9277比表面積を有する78.0gのヒュームドシリカ(成分D)を混練により組み込む。これにより配合機内で150℃で1時間の熱処理を受ける高粘度の組成物を得る。約50℃に冷却した後、表4に報告した量のポリマー(B)及び任意にポリマー(A)(添加量)を添加する。25℃、25s−1のせん断速度dでのそれぞれのBM 2のDIN 53019による動的粘度ηを、mPa・sで表4に報告する。
成分Iを製造するために、100gのベース混合物1を、0.08gの1−エチニルシクロヘキサノール(=抑制剤、成分(F))及び10ppmの白金−ジビニルジシロキサン錯体(=カールステッド触媒、金属Ptに基づいて10ppm、成分(E))と、任意にポリマー、塩基性組成物又はアジュバント等のさらなる成分と混合し、混合物をパドル撹拌機を用いて室温で200rpmの速度で10分間撹拌する。以下の実施例において、(A)成分は、ヒドロシリル化触媒(E)だけでなく、場合によっては、抑制剤(F)も含むが、これらを再度記載しない。
I成分
80gのベース混合物1a
20gのポリマーA3
η(mPa・s)=3500
10gのベース混合物1a
80gのベース混合物2a
3gのポリマーA3
20gの架橋剤C3
η(mPa・s)=3300
硬度[ショアA]:35
引張強度[N/mm2]:2.5
破断点伸び[%]:280
引裂抵抗[N/mm]:3.1
誘電率(50Hz):5.2
I成分
80gのベース混合物1c
20gのポリマーA3
η(mPa・s)=5000
10gのベース混合物1d
80gのベース混合物2c
3gのポリマーA3
8gの架橋剤C3
η(mPa・s)=4500
硬度[ショアA]:28
引張強度[N/mm2]:2.3
破断点伸び[%]:360
引裂抵抗[N/mm]:3.3
誘電率(50Hz):5.2
I成分
80gのベース混合物1a
20gのポリマーA3
η(mPa・s)=3500
90gのベース混合物1a
3gのポリマーA3
11gの架橋剤C3
η(mPa・s)=3300
硬度[ショアA]:30
引張強度[N/mm2]:0.8
破断点伸び[%]:120
引裂抵抗[N/mm]:0.9
誘電率(50Hz):5.2
I成分
80gのベース混合物1ae
20gのポリマーA7
η(mPa・s)=8000
10gのベース混合物1ae
80gのベース混合物2f
3gのポリマーA7
25gの架橋剤C2
η(mPa・s)=2000
硬度[ショアA]:24
引張強度[N/mm2]:4.0
破断点伸び[%]:320
引裂抵抗[N/mm]:3.5
誘電率(50Hz):5.8
I成分
80gのベース混合物1ae
20gのポリマーA7
η(mPa・s)=8000
60gのベース混合物1a
3gのポリマーA3
35gの架橋剤C3
η(mPa・s)=1800
硬度[ショアA]:22
引張強度[N/mm2]:1.0
破断点伸び[%]:110
引裂抵抗[N/mm]:1.3
誘電率(50Hz):5.8
Claims (7)
- (A)50〜100000mPa・sの動的粘度(25℃、せん断速度d=1s−1)を有し、脂肪族炭素−炭素多重結合を有する基を1分子当たり少なくとも2つ有し、さらに少なくとも5モル%の3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキシ単位又は少なくとも5モル%のビス(3,3,3−トリフルオロプロピル)シロキシ単位又は少なくとも5モル%の両者の混合物を含む少なくとも1つのポリオルガノシロキサン20〜70重量%、
(B)50〜100000mPa・sの動的粘度(25℃、せん断速度d=1s−1)を有し、さらに少なくとも5モル%の3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキシ単位又は少なくとも5モル%のビス(3,3,3−トリフルオロプロピル)シロキシ単位又は少なくとも5モル%の両者の混合物を含む少なくとも1つの線状α,ω−Si−H官能性ポリオルガノシロキサン10〜70重量%、
(C)1分子当たり少なくとも3個の、ケイ素に結合した水素原子を含み、さらに少なくとも2.5モル%の3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキシ単位又は少なくとも2.5モル%のビス(3,3,3−トリフルオロプロピル)シロキシ単位又は少なくとも2.5モル%の両者の混合物を含む少なくとも1つの有機ケイ素化合物0.1〜50重量%、
(D)少なくとも50m2/gのBET比表面積を有する補強性充填剤1〜40重量%、
(E)少なくとも1つのヒドロシリル化触媒
を含み、それらの量が合計100重量%になるようにそれらの量が常に選択される、シリコーン組成物。 - 0.1〜500μmの膜厚を有するシリコーン膜を製造するための、請求項1に記載のシリコーン組成物の使用。
- 0.1〜500μmの膜厚及び200cm2の領域にわたって測定された±5%の厚さ精度を有する薄いシリコーン膜を製造するための連続法であって、
i)請求項1に記載の溶媒含有又は無溶媒のシリコーン組成物が、スロットダイのスロットにより移動支持体に塗布され、
ii)続いて、存在する場合、溶媒が、支持体膜上に形成されたシリコーン層から除去され、シリコーン層が架橋され、
iii)得られたシリコーン膜が、架橋後に支持体から分離され得ることを特徴とし、
以下の条件: ・工程i)のスロットダイは、支持体に対して10°から90°の間の角度である;
・支持体の走行速度は0.1〜500m/分の間である;
・シリコーン組成物の、DIN53019(25℃、せん断速度1s−1)で測定した動的粘度は100mPa・s〜1000Pa・sの間である、
を有する、方法。 - 請求項2又は3に記載のように得られるシリコーン膜の少なくとも一層が存在することを特徴とする、多層アセンブリ。
- アクチュエータ、センサ、又は発電機における請求項2又は3に記載のように得られるシリコーン膜の使用。
- 耐媒体性構成要素を製造するための、請求項1に記載のシリコーン組成物の使用。
- 生成ドロップオンデマンド(DOD)法による3D印刷における成形品の製造のための、請求項1に記載のシリコーン組成物の使用。
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