JP2715830B2 - シリコーンゴム組成物の製造方法 - Google Patents
シリコーンゴム組成物の製造方法Info
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Description
られるロスファクターが改善されていることから、ラバ
ーコンタクト、自動車の等速ジョイントカバーブーツ、
ダイヤグラム、医療用ポンプチューブなどの用途に有用
なシリコーンゴム組成物を製造する方法に関するもので
ある。
ーンゴムは、電気絶縁性、耐熱性、耐寒性、耐候性、圧
縮永久歪性、ゴム弾性などに優れており、更には無毒で
あることから、電気・電子部品、各種事務機器、自動
車、航空機、食品用材料、医療用材料、レジャー用品等
の広い分野で使用されており、このような静的用途のみ
ならず、電卓及びプッシュホンなどにおけるラバーコン
タクト、キーボード、自動車の等速ジョイントカバーブ
ーツ、ダイヤフラム、医療用ポンプチューブ等の動的用
途にも広範囲に使用されている。
にエネルギー特性が改善されたシリコーンゴムを与える
シリコーンゴム組成物について種々検討を行った結果、
重合度3,000〜30,000のオルガノポリシロキ
サンと微粉末シリカの所定量とを混練りする際に、オル
ガノポリシロキサン100重量部に対して下記式(2)
〜(7)で示されるオルガノシラザンを0.005〜
0.1重量部添加し、50〜200℃の温度範囲で熱処
理した場合、シリコーンゴムのエネルギーロスが改善さ
れると共に、このシリコーンゴム組成物を硬化したシリ
コーンゴムは、シリコーンゴム本来の特性を損なうこと
がなく、高硬度、高弾性、高引き裂き性などの特性を有
することを見い出した。
素数1〜10のハロゲン化アルキル基からなる群から選
ばれる基であり、R3は炭素数1〜4のアルキル基であ
り、nは2〜3、xは3〜6の正数である。)
リカとを含有するシリコーンゴム組成物に充填剤の分散
助剤として上記のようなシラザン化合物を添加すること
は知られているが、これらシラザン化合物の配合量は通
常オルガノポリシロキサン100重量部に対して1〜3
重量部である。しかし、本発明者の検討では、後述する
比較例の結果から明らかなように、このような配合量で
はロスファクターが大きく、反発弾性が小さいものであ
る。ところが、意外にも上記オルガノシラザンを0.1
重量部以下の微量を添加すること、しかもこのような微
量のオルガノシラザンを添加、混練し、50〜200℃
の温度で熱処理することにより、エネルギーロスを改善
し得、高反発性のシリコーンゴムを得ることができるこ
とを知見したものである。なお、このように微量のシラ
ザンを添加し、熱処理することにより、エネルギーロス
の改善が計られ、高反発弾性のシリコーンゴムが得られ
る理由は必ずしも明らかではないが、微粉末シリカの凝
集構造を適度に発生することができ、この結果シリコー
ンゴムの優れた特性を損なうことなくエネルギーロス特
性の改善された、またロール加工性のよい材料を得るこ
とができたためと思われる。
(1)で表される重合度3,000〜30,000のオ
ルガノポリシロキサン100重量部、及び
化水素基、aは1.90〜2.05の正数である。) (B)比表面積が50m2/g以上の微粉末シリカ10
〜100重量部、及び(C)上記式(2)〜(7)から
選択されるオルガノシラザンの1種又は2種以上0.0
05〜0.1重量部 を混練りした後、温度50〜200℃で熱処理すること
を特徴とするロスファクターの改善されたシリコーンゴ
ムを与えるシリコーンゴム組成物の製造方法を提供す
る。
発明のシリコーンゴム組成物の製造方法は、(A)オル
ガノポリシロキサン、(B)微粉末シリカ、(C)オル
ガノシラザンの配合物を混練りし、次いでこの混練物を
温度50〜200℃で熱処理するものである。
キサンは下記式(1)で示されるものである。
水素基であり、炭素数が1〜10、特に1〜8であるも
のが好ましい。具体的には、メチル基,エチル基,プロ
ピル基,ブチル基等のアルキル基、ビニル基,アリル
基,ブテニル基等のアルケニル基、シクロアルケニル
基,フェニル基,トリル基等のアリール基及びこれらの
基の水素原子の一部又は全部をフッ素原子,塩素原子等
のハロゲン原子、シアノ基等で置換したクロロメチル
基,クロロプロピル基,3,3,3−トリフルオロプロ
ピル基,2−シアノエチル基,γ−トリフルオロプロピ
ル基、パーフルオロアルキル基、シアノエチル基等の置
換炭化水素基などが挙げられる。R1は、その全部が同
一の基であってもよいし、互いに異なる基であってもよ
いが、R1のうち98モル%以上が炭素原子数1〜4の
アルキル基、特にメチル基であることが好ましい。ま
た、このようなアルキル基以外に含まれる基としては、
ビニル基、フェニル基、3,3,3−トリフルオロプロ
ピル基が好ましい。その分子鎖末端はビニル基であるこ
とが好ましい。なお、aは、1.90〜2.05の正数
である。
は直鎖状のジオルガノポリシロキサンが好ましく、一部
に分枝状の分子構造を含むものであってもよい。なお、
このオルガノポリシロキサンの重合度は3,000〜3
0,000であり、特に加工性の面からは4,000〜
10,000の範囲にあることが好ましい。
ゴムに適度の硬さと機械的強度を付与するためのもので
あり、比表面積が50m2/g以上、好ましくは100
〜400m2/gの微粉末シリカが好適に使用される。
このような微粉末シリカとして、具体的には煙霧質シリ
カ、沈降性シリカ、シリカエアロゲルなど従来からシリ
コーンゴムの充填剤として公知のものを単独で又は2種
以上を組合わせて用いることができる。
のオルガノポリシロキサン100部(重量部,以下同
じ)に対して10〜100部であり、特に20〜70部
とすることが好ましい。この配合量が10部未満では補
強効果が十分ではなく、100部を超えるとシリコーン
ゴム組成物の加工性が著しく困難となる場合がある。
分に加えて(C)成分のオルガノポリシラザンが配合さ
れる。このシラザンとしては、下記式(2)〜(7)か
ら選ばれるものの1種又は2種以上が用いられる。
水素基及び炭素数1〜10のハロゲン化アルキル基から
選ばれる基であり、炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基と
してはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基等
が挙げられる。
として、ヘキサメチルジシラザン、sym−テトラメチ
ル−ビス−3,3,3−トリフルオロプロピルジシラザ
ン、sym−テトラメチルジフェニルシラザン、ヘキサ
メチルシクロトリシラザン、オクタメチルシクロテトラ
シラザンなどが挙げられる。
(A)成分100部に対して0.005〜0.1部であ
るが、特に0.01〜0.05部とすることが好まし
い。配合量が0.005部未満又は0.1部を超えると
その効果が十分に発揮されない。
は、該組成物を硬化させるため硬化触媒を用いる。硬化
触媒としては、シリコーンゴム組成物を従来公知とされ
る有機過酸化物の添加による加熱硬化、オルガノハイド
ロジェンポリシロキサンと白金系化合物の添加による付
加反応、縮合反応による方法のいずれの方法で硬化させ
てもよいことから、これらの反応に必要なものを用いる
ことができる。
法が採用される。この有機過酸化物としては例えば、ベ
ンゾイルパーオキサイド、モノクロルベンゾイルパーオ
キサイド、p−メチルベンゾイルパーオキサイド、2,
4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパ
ーベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、2,5−ビ
ス(t−ブチルパーオキシ)−2,5−ジメチルヘキサ
ン、2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2,5−
ジメチルヘキシン、ジミリスチルパーオキシカーボネー
ト,ジトクロドデシルパーオキシカーボネート等のジカ
ーボネート類、ジブチルモノオキシカーボネート類、下
記式(8)で表される化合物などが挙げられ、これらは
単独又は2種以上を組合せて使用することができる。
る。)
オルガノポリシロキサン100部に対して0.5〜5部
とすることが好ましい。
ンが分子中にビニル基,アリル基等のアルケニル基を含
有している場合には、このアルケニル基と付加反応する
ケイ素原子結合水素原子を1分子中に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と白金族金属系付
加反応触媒との組合せたものを硬化剤として使用するこ
とができる。
は、例えば白金系、パラジウム系、ロジウム系の触媒が
あり、このうち白金系触媒が好適に使用される。この白
金系触媒としては、白金黒,アルミナ,シリカ等の担体
に固体白金を担持させたもの、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との錯体、白
金とビニルシロキサンとの錯体が例示される。
(A)成分のオルガノポリシロキサンに対して、白金族
金属換算で5〜500ppm、特に2〜200ppmの
割合で配合することが好適である。
せるオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、
例えば下記平均組成式(9)で表されるものが例示され
る。
は置換の一価炭化水素、c及びdはそれぞれ正数で、1
≦c+d≦3を満足し、かつ分子中に少なくとも2個の
ケイ素−水素結合を有するものが使用される。R5の好
適例としては、例えばメル基,エチル基,プロピル基,
ブチル基等のアルキル基、フェニル基,トリル基等のア
リール基を挙げることができる。
ロキサンの重合度は300以下であることが好ましく、
その分子構造は、従来から知られている直鎖状、環状、
分枝状のいずれであってもよい。
サンの配合量は、(A)成分のアルケニル基含有量(モ
ル数)に対して、そのケイ素−水素原子結合量が1.0
〜5.0倍であることが好ましい。
いては、上述した成分に加えて、重合度が100以下の
低分子量シロキサン,シラノール基含有シラン及びアル
コキシ基含有シランから選ばれる分散剤を配合すること
が好ましい。更に、酸化鉄,酸化セリウム,オクチル酸
鉄,酸化チタン等の耐熱性向上剤、着色のための顔料、
白金化合物,パラジウム化合物等の難燃性助剤、及びこ
の種のシリコーンゴム組成物に通常配合される各種添加
剤等を配合することができる。これらの配合剤の配合量
は公知の配合範囲とすることができる。
には、まず上述した各成分を二本ロール、ニーダー、加
圧ニーダー、バンバリーミキサー、連続ニーダー等の混
練装置を用いて均一に混練する。次いで、50〜200
℃、好ましくは100〜180℃の温度で10分〜4時
間、好ましくは1〜2時間熱処理するもので、これによ
りエネルギーロスが改善され、高反発弾性のシリコーン
ゴムを得ることができる。これに対し、熱処理温度が5
0℃より低いとシラザンによる十分な効果が得られな
い。
予め(B)成分に吸着させておき、その後に他の成分と
混合することもできる。また、上記硬化触媒は、好まし
くは混練、熱処理後に配合する。なおまた、上記熱処理
は混練と同一の混練装置中で行ってもよいし、更にロー
ルで配合するようにしてもよい。
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、実施例に説明に先立ち、各例におけ
る物性測定の方法について説明する。 (ロスファクターの測定方法)図1に示す形状のラバー
コンタクトを形成し、これについて図2に示したストロ
ークと応力とのパターンを10回繰り返した後の、下記
式で定義される量をロスファクターとして表示した。測
定条件はストロークを1.5mm、打鍵速度を10mm
/minとして行った。なお、図2においてP1は最初
のストロークのピーク荷重、P2は10回目のストロー
クのピーク荷重を示す。
測定した。
H3)2SiO単位99.85モル%と(CH3)(CH
=CH2)SiO単位0.15モル%とからなり、重合
度が約7000で、分子鎖末端が(CH=CH2)(C
H3)2SiO単位で封鎖されたメチルビニルポリシロキ
サン(生ゴム)86部に、比表面積が200m2/gで
あるヒュームドシリカ[アエロジル−200(日本アエ
ロジル(株)製)]25部、シリカ分散剤として重合度
が10で、分子鎖末端に水酸基を有するジメチルポリシ
ロキサン1部、重合度が15で、全有機基に対するビニ
ル基含有量が5モル%の分子鎖両末端に水酸基を有する
メチルビニルポリシロキサン3部を配合した(配合物
A)。
0.01部を添加してニーダー中で均一に混合し、15
0℃で2時間熱処理を行ってシリコーンゴム組成物Iを
得た(実施例1)。
シラザンの代わりに1,3−ジビニル1,1,3,3−
テトラメチルジシラザン0.01部を添加し、実施例1
と同様にしてシリコーンゴム組成物IIを得た(実施例
2)。
おいてヘキサメチルジシラザンを添加しない以外は実施
例1と同様にしてシリコーンゴム組成物IIIを得た
(比較例1)。
外は実施例1と同様にしてシリコーンゴム組成物IVを
得た(比較例2)。
I,II,III,IVに硬化剤として2,5−ビス
(t−ブチルパーオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン
0.5部を加え、温度170℃の条件で10分間プレス
キュアーして厚さ2mmのシートを作製し、これらのシ
ートについてロスファクターなどの物性を測定した。結
果を表1に示す。
いてヘキサメチルジシラザンの使用量を変えた以外は実
施例1と同様にしてシートを作製し、同様の測定を行っ
た。結果を表2に示す。
たシリコーンゴムを与えるシリコーン組成物を得ること
ができる。
用いるラバーコンタクトを示す断面図である。
応力との関係を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 (A)下記平均組成式(1)で表される
重合度3,000〜30,000のオルガノポリシロキ
サン100重量部、 【化1】 (式中、R1は同一又は異種の非置換又は置換の一価炭
化水素基、aは1.90〜2.05の正数である。) (B)比表面積か50m2/g以上の微粉末シリカ10
〜100重量部、及び (C)下記式(2)〜(7)から選択されるオルガノシ
ラザンの1種又は2種以上0.005〜0.1重量部 を混練りした後、温度50〜200℃で熱処理すること
を特徴とするロスファクターの改善されたシリコーンゴ
ムを与えるシリコーンゴム組成物の製造方法。 (式中、R2は炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基及び炭
素数1〜10のハロゲン化アルキル基からなる群から選
ばれる基であり、R3は炭素数1〜4のアルキル基であ
り、nは2〜3、xは3〜6の正数である。) - 【請求項2】 重合度が100以下の低分子シロキサ
ン、シラノール基含有シラン及びアルコキシ基含有シラ
ンから選ばれる分散剤を(A)、(B)、(C)成分と
混練するようにした請求項1記載の製造方法。
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1992
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