JP2519563B2 - オルガノポリシロキサン組成物及びその硬化物 - Google Patents

オルガノポリシロキサン組成物及びその硬化物

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/20Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、オイルの滲み出しが有効に抑制されたゲル
状硬化物を与える付加硬化型のオルガノポリシロキサン
組成物及びその硬化物に関する。
(従来の技術) シリコーンゴムのゲル硬化物(以下シリコーンゲルと
言う)は、その優れた電気絶縁性、電気特性の安定性及
び柔軟性を利用して、電気、電子部品のポッティング、
封止用として、特にパワートランジスター、IC、コンデ
ンサー等の制御用回路素子を被覆し、熱的及び機械的障
害から保護するための被覆材料として使用されている。
このシリコーンゲルを形成する付加硬化型のオルガノ
ポリシロキサン組成物としては、従来より種々のものが
知られている。
例えば、ケイ素原子に結合したビニル基を有するオル
ガノポリシロキサンと、ケイ素原子に結合した水素原子
を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを含
有しており、白金系触媒の存在下で架橋反応を行ってシ
リコーンゲルを得るものが公知である(特開昭56-14324
1号公報、同62-39659号公報、同63-35655号公報、同63-
33475号公報等参照)。
(発明が解決しようとする課題) 然しながら、これらのオルガノポリシロキサン組成物
により得られるシリコーンゲルは、ゲル中の内容物が滲
み出るという問題を有している。即ち、上記のような従
来公知のオルガノポリシロキサン組成物を用いてゲルを
形成すると、該ゲル中に未反応のオルガノポリシロキサ
ンが残存していたり、また平衡化による重合において不
活性なオルガノポリシロキサンが多量に生成し、これら
がシリコーンゲル表面から滲み出し、部品を汚したり、
接点不良等のトラブルを生じたり、また他のシリコーン
ゴム弾性体を膨潤させてしまうという不都合が発生する
のである。
従って本発明の目的は、オイルの滲み出しが有効に抑
制されたゲルを形成することが可能な付加硬化型のオル
ガノポリシロキサン組成物を提供するにある。
(課題を達成するための手段) 本発明は、ビニル基含有オルガノポリシロキサンのケ
イ素原子結合置換基の一部に水素原子が導入されたオル
ガノポリシロキサンを使用することにより、上記の目的
を達成することに成功したものである。
即ち、本発明によれば、 (A)下記平均組成式(II)で示されるケイ素原子に結
合した形でビニル基及び水素原子を有するオルガノポリ
シロキサン、 式中、R′は、独立にケイ素原子に結合した一価の基又
は原子を示すものであって、ビニル基、水素原子、及び
脂肪族不飽和基を除く置換又は非置換の一価の炭化水素
基を表し、cは、1.8〜3.0の数である、 (B)下記平均組成式〔I〕、 式中、Rは脂肪族不飽和基を含有しない置換 又は非置換の一価炭化水素基、 a及びbは、0<a<3,0<b≦2,且つ、1≦a+b
≦3,を満足する数である、 で示され、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を
2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサ
ン、 (C)付加反応触媒, を含有するオルガノポリシロキサン組成であって、 前記オルガノポリシロキサン(A)においては、ケイ
素原子に結合した一価の基及び原子の全体に対するビニ
ル基及び水素原子の割合が、それぞれ平均で0.05〜4.0
モル%の範囲にあり、且つ該水素原子は、該ビニル基1
個に対して0.05〜1.8個の含有割合となっており、 前記オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)
は、(A)及び(B)成分中のケイ素原子に結合した水
素原子の合計数が、(A)成分のケイ素原子に結合した
ビニル基1個に対して0.5〜2個となる割合で配合され
ていることを特徴とするオルガノポリシロキサン組成物
が提供される。
即ち本発明によれば、主成分であるオルガノポリシロ
キサン(A)が、架橋剤であるオルガノハイドロジェン
ポリシロキサン(B)との付加硬化反応に関与しないよ
うな場合であっても、それ自身で一部架橋構造を形成し
得るために、ゲル硬化物中に未硬化のオルガノポリシロ
キサンが含まれることが有効に抑制され、ゲル硬化物か
らの未硬化のオルガノポリシロキサンの滲み出しが回避
されるのである。
(A)オルガノポリシロキサン; 本発明において使用する(A)成分のオルガノポリシ
ロキサンは、1分子中にケイ素原子に結合したビニル基
及び水素原子を有するものであり、直鎖状又は分岐状の
ものである。
このオルガノポリシロキサンは下記平均組成式〔I
I〕: 式中、R′は、独立にケイ素原子に結合した一価の基又
は原子を示すものであって、ビニル基、水素原子、及び
脂肪族不飽和基を除く置換又は非置換の一価の炭化水素
基を表し、 cは、1.8〜3.0の数である、 で表される。ケイ素原子に結合したビニル基及び水素原
子は、分子鎖の末端のケイ素原子に結合していてもよい
し、分子鎖の途中のケイ素原子に結合していてもよい。
かかるオルガノポリシロキサンにおいて、上記ビニル
基の含有割合は、一分子中のケイ素原子に結合した一価
の基及び原子の全体に対して、平均で0.05〜4.0モル
%、好ましくは0.2〜2.0モル%であり、同様の基準で、
前記水素原子の含有割合は、平均で0.05〜4.0モル%、
好ましくは0.1〜2.0モル%である。これらのビニル基又
は水素原子の含有割合が、上記範囲を超えると、生成す
るゲルが硬くなり過ぎるためにゲルとしての機能を果た
せなくなり、また上記範囲よりも低い場合には、ゲル形
成が困難となる。
またこのオルガノポリシロキサン中に含まれる上記水
素原子は、前記ビニル基1個当たり0.05〜1.8個、好ま
しくは0.06〜0.9個の割合とする。即ち、ビニル基に対
して、この水素原子の数が必要以上に多くなると、生成
するゲルが硬くなり過ぎるためにゲルとしての機能を果
たせなくなるという不都合を生じる。
さらに、前記ビニル基及び水素原子以外の、ケイ素原
子に結合した一価の基は、脂肪族不飽和基を除く置換又
は非置換の一価の炭化水素基であり、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、オクチル基、デシル基、ドデシル基等のアル
キル基、2−フェニルエチル基、2−フェニルプロピル
基等のアラルキル基、フェニル基、トリル基などのアリ
ール基、及び3,3、3−トリフルオロプロピル基等の置
換炭化水素基が例示されるが、合成が容易なことと、得
られるゲルの耐熱性や物理的性質からメチル基であるこ
とが好ましい。
このような(A)成分のオルガノポリシロキサンの具
体例としては、例えば以下のものを例示することができ
る。
(上記の式中、a〜rはそれぞれ正の整数) また上記オルガノポリシロキサンの25℃における粘度
は、100〜100,000cp、好ましくは300〜5,000cpの範囲に
あることが必要である。100cpよりも低いと、流れやす
く、また反応後の物理的性質が不満足なものとなり、10
0,000cpを越えると作業性及び泡ぬけが悪くなる。
上述した(A)成分のオルガノポリシロキサンは、そ
れ自体公知の方法によって製造することができ、また既
に述べたとおり、直鎖状又は分岐状のものであってよい
が、耐寒性が要求されるゲル硬化物を形成するためには
分岐状のものが好適である。
(B)オルガノハイドロジェンポリシロキサン; 本発明に用いられるオルガノポリハイドロジェンシロ
キサン(B)は、前記平均組成式〔I〕: で表される。
該式中、a及びbは、0<a<3,0<b≦2,且つ、1
≦a+b≦3,を満足する数である。またRは、ケイ素原
子に結合した側鎖の有機基であり、脂肪族不飽和基を含
有しない置換又は非置換の一価炭化水素基である。かか
るRとしては、前記〔II〕式の基R′について例示した
もののうちビニル基を除く一価炭化水素基と同様の基が
例示される。
本発明において使用されるこの(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
し、(A)成分中のビニル基と付加反応してゲル状物を
形成するものである。このために、このオルガノハイド
ロジェンポリシロキサンにおいては、1分子中に、ケイ
素原子に結合した水素原子が2個以上必要であり、この
様な水素原子は、分子未満、分子の途中のいずれのケイ
素原子に結合していても差し支えない。
またこのシロキサン骨格は直鎖状でも環状でも分岐状
でも差し支えないが、耐寒性が要求される用途に使用さ
れる場合には、分岐状であることが好ましい。また一定
の強度保持が要求されるような場合には、非極性溶媒に
可溶なレジン状であってよい。粘度は特に制限されるも
のではないが、合成の容易さ及び作業性の面から、10〜
1,000cp(25℃)の範囲にあることが好ましい。
かかるオルガノポリハイドロジェンシロキサンの配合
量は、(A)及び(B)成分中のケイ素原子に結合した
水素原子の合計数が、(A)成分のケイ素原子に結合し
たビニル基1個に対して0.5〜2個、好ましくは0.6〜1
個となる量である。ケイ素原子に結合する水素原子の量
が上記範囲よりも少ないと、ゲル硬化物中にビニル基が
残存して耐熱性が低下し、また上記範囲よりも多量に存
在すると、やはり耐熱性が低下するとともに、硬化時に
発泡の危険性がある。
(C)付加反応触媒; 本発明に用いられる付加反応触媒は(A)成分のビニ
ル基と、(A)及び(B)成分のヒドロシリル基との間
の付加反応を促進するいかなる触媒でもよく、例えば塩
化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸とオ
レフィン類又はビニルシロキサン若しくはアセチレン化
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
イン)ロジウム等が使用されるが、特に好ましいのは白
金系のものである。
かかる触媒は、通常、(A)成分と(B)成分との合
計量に対して0.1〜100ppmの割合で配合される。
その他の配合剤; 本発明オルガノポリシロキサン組成物においては、上
記の(A)〜(C)成分以外にも、それ自体公知の各種
配合剤を添加することもできる。
例えばヒュームドシリカ、シリカアエロジル、沈降性
シリカ、粉砕シリカ、けいそう土、酸化鉄、酸化亜鉛、
酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸
亜鉛、カーボンブラック等の無機充填剤を添加して、本
発明組成物から得られるゲル硬化物の硬さ、機械的強度
等を調整することができる。勿論、中空無機質充填剤、
中空有機質充填剤、オルガノシリコーンレジン又はゴム
質の球状充填剤等も添加できる。またポリメチルビニル
シロキサン環式化合物、アセチレン化合物、有機リン化
合物等の反応制御剤を添加して硬化反応の制御を行うこ
とも可能である。さらに、ケイ素原子に結合したビニル
基を1分子中に少なくとも1個以上有するオルガノポリ
シロキサンを添加して、硬化物の硬さ等を調整すること
もできる。これらの配合剤の使用量は、得られるゲル硬
化物の特性を損なわない限りにおいて任意である。
ゲル硬化物の形成; 上述した各成分からなる本発明のオルガノポリシロキ
サン組成物は、これを硬化させることにより、オイルの
滲み出しのないゲル硬化物を形成させることができる。
尚、本明細書において、ゲル硬化物とは、部分的に3
次元綱目構造を有し、応力によって変形乃至は流動性を
示す状態を意味し、大体の目安として、JISゴム硬度計
において硬さ、“0"以下の硬度を有するもの或いはASTM
D-1403(1/4コーン)における針入度が0〜200のもの
をいう。
ゲル硬化物の形成は、適当な型内に、本発明の付加硬
化型のオルガノポリシロキサン組成物を注入して該組成
物の硬化を行うか、該組成物を適当な基体上にコーティ
ングした後に硬化を行なう等の従来公知の方法により行
われる。硬化は、通常60〜150℃の温度で、180〜30分間
程度の加熱処理によって容易に行なうことができる。
(発明の効果) 上述した本発明のオルガノポリシロキサン組成物によ
れば、オイルの滲み出しが有効に抑制されたゲル硬化物
が得られる。従って、本発明のゲル硬化物を各種電気、
電子部品や半導体素子等の表面に形成することにより、
その被覆や封止が有効に行われ、オイルの滲み出しによ
る部品の汚染、接点不良、他のシリコーンゴム弾性体の
膨潤等の不都合が有効に解決された。
本発明を次の例で説明する。尚、以下の実施例におい
て、Me,Viはそれぞれメチル基、ビニル基を示し、粘度
は全て25℃での値である。
(実施例) 実施例1 ViMe2SiO0.5単位0.52モル%,HMe2SiO0.5単位0.52モ
ル%,ViMeSiO単位0.26モル%及びMe2SiO単位98.7モル%
からなる粘度600cpのジメチルポリシロキサン100重量
部、 HMe2SiO0.5単位10モル%,Me2SiO単位90モル%からな
るメチルハイドロジェンポリシロキサン1重量部、 及び エチニルシクロヘキサノール0.01重量部、 を均一に混合した後に、塩化白金酸のビニルシロキサン
錯体を、混合物全量に対して白金量が5ppmとなる量で添
加して均一に混合し、オルガノポリシロキサン組成物I
を調製した。
この組成物を150℃で1時間加熱し硬化させたとこ
ろ、透明なゲル状物を得た。このゲル状物について、針
入度試験及び抽出試験を行い、その結果を第1表に示し
た。
実施例2 ViMe2SiO0.5単位1モル%,HMeSiO単位0.2モル%及びM
e2SiO単位98.8モル%からなる粘度700cpのオルガノポリ
シロキサン100重量部、 及び 実施例1で用いたメチルハイドロジェンポリシロキサ
ン4重量部、 を使用した以外は実施例1と全く同様にしてオルガノポ
リシロキサン組成物IIを調製し、且つ透明なゲル状物を
得た。
このゲル状物についての針入度試験及び抽出試験の結
果を第1表に示す。
比較例1 Me3SiO0.5単位1モル%,ViMeSiO単位1モル%及びMe2
SiO単位98モル%からなる粘度700cpのオルガノポリシロ
キサン100重量部、 及び 実施例1で用いたメチルハイドロジェンポリシロキサ
ン6重量部、 を使用した以外は実施例1と全く同様にしてオルガノポ
リシロキサン組成物IIIを調製し、且つ透明なゲル状物
を得た。
このゲル状物についての針入度試験及び抽出試験の結
果を第1表に示す。尚、針入度試験及び抽出試験は、次
のようにして行った。
針入度試験; JIS K 2808により1/4コーン稠度計を用いて測定し
た。
抽出試験; ゲル状物5gについて、n−ヘキサンを使用してソック
スレー抽出を10時間行い、抽出量を測定した。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)下記平均組成式(II)で示されるケ
    イ素原子に結合したビニル基及び水素原子を有するオル
    ガノポリシロキサン、 式中、R′は、独立にケイ素原子に結合した一価の基又
    は原子を示すものであって、ビニル基、水素原子、及び
    脂肪族不飽和基を除く置換又は非置換の一価の炭化水素
    基を表し、cは、1.8〜3.0の数である、 (B)下記平均組成式、 式中、Rは脂肪族不飽和基を含有しない置換又は非置換
    の一価炭化水素基、a及びbは、0<a<3,0<b≦2,
    且つ、1≦a+b≦3,を満足する数である、 で示され、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を
    2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサ
    ン、 (C)付加反応触媒 を含有するオルガノポリシロキサン組成物であって、 前記オルガノポリシロキサン(A)においては、ケイ素
    原子に結合した一価の基及び原子の全体に対するビニル
    基及び水素原子の割合が、それぞれ平均で0.05〜4.0モ
    ル%の範囲にあり、且つ該水素原子は、該ビニル基1個
    に対して0.05〜1.8個の含有割合となっており、 前記オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)は、
    (A)及び(B)成分中のケイ素原子に結合した水素原
    子の合計数が、(A)成分のケイ素原子に結合したビニ
    ル基1個に対して0.5〜2個となる割合で配合されてい
    ることを特徴とするオルガノポリシロキサン組成物。
  2. 【請求項2】請求項(1)に記載の組成物を硬化させて
    なる硬化物。
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