JP2508891B2

JP2508891B2 - シリコ―ンゴム組成物及びその硬化物

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Publication number: JP2508891B2
Application number: JP2140853A
Authority: JP
Inventors: 弘茂沖之島; 努柏木
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-05-29
Filing date: 1990-05-29
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: KR0177823B1; JPH0433962A; KR910020116A; DE4117471C2; US5166293A; DE4117471A1

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、優れた自己接着性を有し、電子・電気部品
等の保護コート剤、接着剤などとして好適に使用し得る
シリコーンゴム組成物及びその硬化物に関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする課題従来、ビニルポリシロキサンとハイドロジェンポリシ
ロキサンと白金触媒の存在下でハイドロサイレーション
により加熱硬化するタイプのシリコーンゴム組成物が知
られており、かかるシリコーンゴム組成物は、その自己
接着性を利用して電子・電気部品の保護コート剤、電子
・電気部品と基板とを接着する接着剤などとして用いら
れている。

しかしながら、従来のこの種のシリコーンゴム組成物
は各種基材との接着性が十分高いとは言い難く、金属，
セラミックス，プラスチック等の各種基材に対する接着
性が欠如している。

このため、上記シリコーンゴム組成物にエポキシ基や
アルコキシ基を含有するハイドロジェンポリシロキサ
ン、アルコキシシラン化合物又はこれらの加水分解生成
物（特公昭53−13508号、同57−5836号公報）等の接着
助剤を添加し、各種基材との接着性を向上させることが
行なわれている。

しかし、上記シリコーンゴム組成物の接着性は硬化時
の温度に大きく影響され、このような接着助剤を添加し
ても基材と良好に接着させるには最低100〜120℃の温度
で処理して硬化させる必要があり、特に100℃以下の低
温硬化では十分な接着性を得ることが難しい。それ故、
これらシリコーンゴム組成物を電子・電気部品等の接着
剤として用いて低温硬化させると、各種部品とシリコー
ンゴム組成物との非接着間隙から湿気や不純物が侵入
し、部品の腐食や絶縁不良が生じるといった問題があ
る。

また近年、新用途として、あるいはエネルギー合理化
の一端として、低温接着の要求が増大しており、このた
め、低温硬化でも優れた接着性を発揮するシリコーンゴ
ム組成物の開発が望まれている。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、低温条件下
で硬化しても各種基材と良好に接着し得る自己接着性に
優れたシリコーンゴム組成物及びその硬化物を提供する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段及び作用本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重
ねた結果、（Ｉ）一分子中に少なくとも２個のCH₂＝CH−Si≡結合
を有するビニル基含有ジオルガノポリシロキサンと、（II）一分子中に少なくとも２個のケイ素原子に直結し
た水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキ
サンと、（III）白金又は白金化合物とを含有するシリコーンゴム組成物において、（IV）下記一般式（１）（式中、R¹は脂肪族不飽和結合を含有しない同種又は異
種の非置換又は置換の一価炭化水素基、ｎは０又は正の
整数である。）で示されるアルコキシハイドロジェンシロキサン化合物
と、（Ｖ）一分子中にケイ素原子に直結した炭素原子を介し
てケイ素原子に結合したエポキシ基を少なくとも１個有
するエポキシ基含有ポリシロキサン化合物とを併用して配合し、これら（IV）及び（Ｖ）の化合物を
接着向上剤としてビニル基含有ジオルガノポリシロキサ
ンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンとの白金触
媒による硬化反応系に共存させることにより、100℃以
下の低温で比較的短時間に硬化させても、金属，セラミ
ックス，プラスチック等の各種基材と良好に接着し得る
自己接着性に優れたシリコーンゴム組成物が得られ、こ
のため、このシリコーンゴム組成物は電子・電気部品等
の保護コート剤、接着剤などとして幅広く利用し得るこ
とを知見し、本発明をなすに至った。

従って、本発明は上記（Ｉ）〜（III）成分を含有す
るシリコーンゴム組成物において、上記（１）式で示さ
れるアルコキシハイドロジェンシロキサンと、一分子中
にケイ素原子に直結した炭素原子を介してケイ素原子に
結合したエポキシ基を少なくとも１個有するエポキシ基
含有ポリシロキサン化合物とを配合したことを特徴とす
るシリコーンゴム組成物及びその硬化物を提供する。

以下、本発明につき更に詳述する。

本発明のシリコーンゴム組成物を構成する第（Ｉ）成
分は、一分子中に少なくとも２個のCH₂＝CH−Si≡結合
を有するビニル基含有ジオガノポリシロキサンであり、
このビニル基含有ジルオルガノポリシロキサンにおい
て、ビニル基は分子の両末端のみに存在していても分子
の両末端及び分子の途中に存在していてもよいが、特に
下記式（２）（但し、式中R²は脂肪族不飽和結合を含有しない非置換
又は置換の一価炭化水素基であり、ｌは０又は正の整
数、ｍは０又は正の整数である。）で示されるビニル基含有ジオルガノポリシロキサンが好
適に使用できる。

ここで、（２）式中の置換基R²は脂肪族不飽和結合を
含有しない非置換又は置換の炭素数１〜10、特に炭素数
１〜６の一価炭化水素基であることが好ましく、例えば
メチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基等の低級ア
ルキル基，フェニル基、トリル基，キシリル基，ベンジ
ル基等のアリール基、シクロヘキシル基等のシクロアル
キル基又はこれらの基の水素原子の一部又は全部をハロ
ゲン原子、シアノ基等で置換したクロロメチル基，シア
ノエチル基,3,3,3−トリフルオロプロピル基などが挙げ
られる。なお、ｌは０又は正の整数、ｍは０又は正の整
数で、好ましくは０＜ｌ＋ｍ≦10000、より好ましくは
０＜ｌ＋ｍ≦2000、０＜m/（ｌ＋ｍ）≦0.2となる数で
ある。

更に、（２）式のジオルガノポリシロキサンは、25℃
における粘度が10〜1,000,000センチストークスである
ことが好ましい。

次いで、第（II）成分は一分子中に少なくとも２個の
ケイ素原子に直結した水素原子を含有するオルガノハイ
ドロジェンポリシロキサンであり、下記式（３）（但し、式中R³は脂肪族不飽和結合を含有しない同種又
は異種の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、０＜
ａ＜２、１≦ｂ≦２かつ２≦ａ＋ｂ≦３である。）で示される一分子中に少なくとも２個のケイ素原子に直
結した水素原子を含有するオルガノハイドロジェンポリ
シロキサンが好適に使用できる。

ここで、上記（３）式中のR³は脂肪族不飽和結合を含
有しない非置換又は置換の炭素数１〜10、特に１〜７の
一価炭化水素基であることが好ましく、例えばメチル基
等の低級アルキル基、フェニル基等のアリール基など、
R²で説明したものと同様のものが挙げられる。また、a,
bは０＜ａ＜２、１≦ｂ≦２かつ２≦ａ＋ｂ≦３となる
数であり、好ましくは0.3≦ａ≦１かつ２≦ａ＋ｂ≦2.7
となる数である。

このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサン
は、通常R³SiHCl₂,R³ ₃SiCl,R³ ₂SiCl₂,R³ ₂SiHClのような
クロルシランを加水分解するか、もしくはこのように加
水分解して得られたシロキサンを平衡化することにより
得ることができ、具体的には下記式で示される化合物を
挙げることができる。

なお、この第（II）成分のオルガノハイドロジェンポ
リシロキサンの配合量は特に制限されないが、第（Ｉ）
成分のジオルガノポリシロキサン中のビニル基１個に対
してオルガノハイドロジェンポリシロキサン中の水素原
子が0.5〜４、特に２〜４となるような割合で配合する
ことが好ましい。

更に、第（III）成分の白金又は白金化合物は、第
（Ｉ）成分のビニル基含有オルガノポリシロキサン中の
ケイ素結合ビニル基と第（II）成分のオルガノハイドロ
ジェンポリシロキサン中のケイ素結合水素原子との付加
反応を行なわせるための触媒であり、通常この種のシリ
コーンゴム組成物に用いられるものを使用することがで
きる。

この白金又は白金化合物として具体的には、単体の白
金、H₂PtCl₆・nH₂O,NaHPtCl₆・nH₂O,KHPtCl₆・nH₂O,Na₂
PtCl₆・nH₂O,K₂PtCl₆・nH₂O,PtCl₄・nH₂O,PtCl₂,Na₂PtC
l₄・nH₂OおよびH₂PtCl₄・nH₂Oが挙げられる。また、こ
れら白金化合物と炭化水素、アルコール又はビニル基含
有環状シロキサンとの錯体も用いることができる。

なお、白金又は白金化合物の添加量は触媒量であり、
特に第（Ｉ）及び第（II）成分のオルガノポリシロキサ
ン合計量に対して白金として0.1〜100ppmとすることが
できる。

本発明においては、上記第（Ｉ）乃至第（III）成分
を含有する付加反応型シリコーンゴム組成物に、第（I
V）成分として（１）式で示されるアルコキシハイドロ
ジェンシロキサン化合物と第（Ｖ）成分としてエポキシ
基含有ポリシロキサン化合物を併用し、接着向上剤とし
て配合するものであり、これらアルコキシハイドロジェ
ンシロキサン化合物及びエポキシ基含有ポリシロキサン
化合物を配合することにより、組成物の接着性が向上し
て本発明の目的を達成することができる。

ここで第（IV）成分として使用するアルコキシハイド
ロジェンシロキサン化合物は、下記一般式（１）で示され、ケイ素−炭素結合を含有しない化合物であ
る。

この場合、上記式中置換基R¹は脂肪族不飽和結合を含
有しない非置換又は置換の炭素数１〜10、特に炭素数１
〜７の一価炭化水素基であることが好ましく、例えばメ
チル基，エチル基，プロピル基等の低級アルキル基、フ
ェニル基，トリル基等のアリール基、あるいは、これら
の基の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子等で置換
されたクロロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル
基などが挙げられるが、特に低級アルキル基が好適であ
る。更に、ｎは０又は正の整数であり、好ましくは０〜
20、更に好ましくは０〜６である。なお、（１）式中の
ｎは０以上であれば本発明の目的を達成し得るのに十分
な効果を発揮するものであるが、ベースオイルとの相溶
性の点からｎは０〜６、特に０又は１であることが好ま
しい。

上記アルコキシハイドロジェンシロキサン化合物の合
成は、例えば下記一般式（４）（式中、R¹は上記と同じ意味を示す。）で示されるアルコキシシランと下記一般式（５） R¹OH ……（５）（式中、R¹は上記と同じ意味を示す。）で示されるアルコールとを混合し、これに純水を好まし
くはアルコールに溶解したもとを冷却下に滴下して反応
させることにより、無触媒下で容易に行なうことができ
る。更に、この場合水の添加量を調整することで、得ら
れる式（１）の分子量（ｎの値）を調節することができ
る。また、反応混合物から各成分を蒸留により単離する
ことも可能である。

ここで、上記式（４）で示されるトリアルコキシシラ
ンとしては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラ
ン、トリｎ−プロポキシシラン、トリｎ−ブトキシシラ
ン等が使用でき、また、上記式（５）で示されるアルコ
ールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノ
ール、ｎ−ブタノール等が使用できる。

次に、第（Ｖ）成分のエポキシ基含有ポリシロキサン
化合物は、一分子中にケイ素原子に直結した炭素原子を
介してケイ素原子に結合したエポキシ基を少なくとも１
個有するものであり、特に下記一般式（６）〔但し、R⁴は（Ｘは−（CH₂）_１〜６−，−（CH₂）_１〜３−Ｏ−（CH
₂）_１〜３−等の炭素数１〜６の二価有機基）から選ば
れるエポキシ基含有一価有機基、R⁵は水素原子又はR²,R
³と同様の一価炭化水素基、好ましくは炭素数１〜10の
もの、０＜ｃ≦１、１≦ｄ＜３、1.5≦ｃ＋ｄ≦３、好
ましくは1.8≦ｃ＋ｄ≦2.2である。〕で示されるポリシロキサンを好適に使用することができ
る。このようなポリシロキサンとして、例えば環状又は
鎖状のポリシロキサンに１個以上の環式又は非環式のエ
ポキシ基を付加したもの、具体的には下記式で示される
化合物を挙げることができる。

なお、上記第（IV）及び第（Ｖ）成分の配合量は特に
限定されないが、第（Ｉ）成分のビニル基含有オルガノ
ポリシロキサンと第（II）成分のオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサンとの合計量に対して、第（IV）成分の
アルコキシハイドロジェンシロキサン化合物は0.01〜５
％（重量％、以下同様）、特に0.1〜１％とすることが
好ましく、第（Ｖ）成分のエポキシ基含有オルガノポリ
シロキサンは0.1〜５％、特に0.2〜２％とすることが好
ましい。

本発明のシリコーンゴム組成物には、上記第（Ｉ）乃
至第（Ｖ）成分以外に、その他の成分として必要に応じ
て補強性又は非補強性無機充填剤などを添加することが
でき、補強性無機充填剤としては、例えばヒュームドシ
リカ，ヒュームド二酸化チタン等が挙げられ、また、非
補強性無機充填剤としては、通常この種のシリコーンゴ
ム組成物に用いられるものでよく、例えば微粉石英，炭
酸カルシウム，けい酸カルシウム，二酸化チタン，酸化
第二鉄及びカーボブラックなどがある。なお、これら無
機充填剤は、組成物に全く配合しなくてもよく、その配
合量は組成物のこれら無機充填剤を除く全成分量に対し
０〜200部の範囲とすることができる。

本発明のシリコーンゴム組成物は、通常のシリコーン
ゴム組成物と同様に各成分を２液に分け、この２液を混
合して硬化させることができるが、少量の硬化抑制剤
（例えばアセチレンアルコール等）などを添加して１液
として用いることもできる。

この場合、上記各成分を２液とするには、第一液とし
て第（Ｉ）成分のビニル基含有オルガノポリシロキサン
と第（III）成分の白金又は白金化合物を配合し、第二
液として第（II）成分のオルガノハイドロジェンポリシ
ロキサンを配合することが好ましく、第（IV）成分のア
ルコキシハイドロジェンシロキサン化合物と第（Ｖ）成
分のエポキシ基含有オルガノポリシロキサンとは、第一
液及び第二液のどちらに配合してもよく、各々別々の液
に配合しても差し支えない。

本発明シリコーンゴム組成物は、通常のシリコーンゴ
ム組成物と同条件で硬化するが、特に本発明組成物は、
100℃以下の低温、特に80〜90℃でかつ0.5〜２時間程度
の短時間に硬化させても良好な接着性を発揮するので、
低温で硬化させて電子・電気部品の各種基板の保護コー
ト剤、電子・電気部品と基板とを接着する接着剤などと
して好適に利用することができる。

発明の効果以上説明したように、本発明のシリコーンゴム組成物
は、低温で比較的短時間で硬化させても各種基材と良好
に接着し得、その硬化物を形成した部品に腐食や絶縁不
良が生じることがほとんどないので、電子・電気部品等
の保護コード剤、接着剤などとして幅広く利用すること
ができる。更に、本発明組成物は、耐熱性の低い部品に
も利用することができ、また、新用途への応用も可能で
ある上、エネルギー面でのコストダウン、合理化を図る
ことができる。

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的
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、以下の例において部はいずれも重量部
を示す。

まず、実施例、比較例において使用したアルコキシハ
イドロジェンシロキサン化合物の合成例を示す。

〔合成例〕

トリメトキシシラン１モルとメタノール0.5モルとを
反応器に仕込み、氷冷しながら純水0.5モルを徐々に滴
下して反応を行なった。

この反応混合物を常圧下120℃でストリップしたもの
をGC分析を行なったところ、下記式で示されるアルコキシハイドロジェンシロキサン化合物
の混合物であることが認められた。

〔実施例１、比較例１〜４〕一分子中にメチルビニルシロキサン単位２個を含有す
るジメチルポリシロキサン（400センチストークス）100
部、≡SiH配合を1.0モル/100g含有するメチルハイドロ
ジェンポリシロキサン5.0部、塩化白金酸のオクチルア
ルコール変性溶液（白金含有量２重量％）0.05部、部品
末石英30部、上記合成例で得られたアルコシシハイドロ
ジェンシロキサン化合物の混合物0.15部、前記（７）式
で示されるエポキシ基含有シロキサン（1.3,5,7−テト
ラメチルシクロテトラシロサン１モルに対してアリルグ
リシジルエーテル１モルを部分付加したもの）1.5部を
配合し、よく攪拌した後、第１表に示す５種類の基板に
5cm（縦）×2cm（横）×2mm（厚さ）のシート状に塗布
し、80℃で２時間加熱して硬化し、試験片（実施例１）
を得た。

これら試験片について、下記方法で定性的接着試験を
行なった。

接着試験ミクロスパチラを用いて硬化物を破壊し、基板からは
ぎ取る際に、凝集破壊の部分と剥離部分との割合を観測
し、その接着性を判定した。

判定基準 ○：よく接着する（凝集破壊の割合80％以上） △：一部接着する（凝集破壊の割合80〜20％以上） ×：接着しない（凝集破壊の割合20％以下）なお、上記と同様の組成及び方法でエポキシ基含有シ
ロキサンを含有しないもの（比較例１）、アルコキシハ
イドロジェンシロキサン化合物の混合物を含有しないも
の（比較例２）、エポキシ基含有シロキサン及びトリメ
トキシシランの加水分解物を両方共含有しないもの（比
較例３）、アルコキハイドロジェンシロキサン化合物の
混合物の代りにトリメトキシシランを0.15部配合したも
の（比較例４）の試験片を調製し、接着試験を行なっ
た。

結果を第１表に示す。

第１表の結果より、本発明のオルガノポリシロキサン
組成物（実施例１）は、アルミニウム，ステンレススチ
ール，ニッケル，シリコンウェハー及びガラスとの接着
性に優れていることが確認された。これに対し、アルコ
キシハイドロジェンシロキサン化合物の混合物及びエポ
キシ基含有シロキサンのいずれかを含有していない組成
物（比較例１〜３）は、上記の金属基板との接着性が悪
く、また、エポキシ基含有シロキサンを含有していても
アルコキシハイドロジェンシロキサン化合物の混合物の
代わりにトロメトキシシランを配合すると、上記基板と
の接着性が低いことがわかった。

〔実施例２、比較例５〜７〕一分子中にメチルビニルシロキサン単位２個を含有す
るジメチルポリシロキサン（5000センチストークス）50
部、SiO₂単位：トリメチルシロキシ単位：ジメチルビニ
ルシロキシ単位がモル比で1:1:0.15である共重合体50
部、≡SiH結合を1.2モル/100g含有するメチルハイドロ
ジェンポリシロキサン6.0部、塩化白金酸のオクチルア
ルコール溶液（白金含有量２重量％）0.05部、アセチレ
ンアルコールのシロキサン変性物0.05部、上記ジメチル
ポリシロキサン100部に対し合成例で得られたアルコキ
シハイドロジェンシロキサン化合物の混合物0.35部、及
び前記（８）式で示されるエポキシ基含有シロキサン2.
0部を配合し、よく攪拌した後、第２表に示す９種類の
基板に5cm（縦）×2cm（横）×2mm（厚さ）のシート状
に塗布し、100℃で１時間加熱して硬化し、試験片（実
施例２）を得、これら試験片の接着性を調べた。

なお、実施例と同様の組成及び方法によりエポキシ基
含有シロキサンを含有しないもの（比較例５）、アルコ
キシハイドロジェンシロキサン化合物の混合物を含有し
ないもの（比較例６）、エポキシ基含有シロキサン及び
アルコキシハイドロジェンシロキサン化合物の混合物を
両方共含有しないもの（比較例７｝の試験片を調製し、
接着試験を行なった。

結果を第２表に示す。

第２表の結果より、本発明のオルガノポリシロキサン
組成物（実施例２）は、アルコキシハイドロジェンシロ
キサン化合物の混合物及びエポキシ基含有シロキサンの
いずれか又は両方共を含有しない組成物（比較例５〜
７）に比べ、アルミニウム，ステンレススチール，ニッ
ケル，シリコンウェハー，ガラスといった金属基板、更
にはポリエステル，ポリイミド，ガラスエポキシ，フェ
ノールといったプラスチック基板との接着性に優れてい
ることが確認された。

〔実施例３〕上記合成例で得られたアルコキシハイドロジェンシロ
キサン化合物の混合物を蒸留により分別し、下記及びを各々単離した。

これら各々の化合物を実施例１のアルコキシハイドロ
ジェンシロキサン化合物の混合物に代えてそれぞれ単独
で配合して実施例１と同様に接着性を調べたところ、混
合物の場合と全く同じ性能を示した。

〔実施例４〕実施例３の操作を実施例２に準じて行なったところ、
実施例２と全く同じ結果が得られた。

実施例3,4の結果より、上記アルコキシハイドロジェ
ンシロキサン化合物単体は混合物と同じく接着性向上剤
として有効であることが判明した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−313565（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−13508（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−24258（ＪＰ，Ａ) 特開平２−225566（ＪＰ，Ａ) 特公昭57−5386（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ｉ）一分子中に少なくとも２個のCH₂＝C
H−Si≡結合を有するビニル基含有ジオルガノポリシロ
キサンと、（II）一分子中に少なくとも２個のケイ素原子に直結し
た水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキ
サンと、（III）白金又は白金化合物とを含有するシリコーンゴム組成物において、（IV）下記一般式（１）（式中、R¹は脂肪族不飽和結合を含有しない同種又は異
種の非置換又は置換の一価炭化水素基、ｎは０又は正の
整数である。）で示されるアルコキシハイドロジェンシロキサン化合物
と、（Ｖ）一分子中にケイ素原子に直結した炭素原子を介し
てケイ素原子に結合したエポキシ基を少なくとも１個有
するエポキシ基含有ポリシロキサン化合物とを配合したことを特徴とするシリコーンゴム組成物。
【請求項２】請求項１記載のシリコーンゴム組成物を硬
化して得られる硬化物。