JP2778755B2 - シリコーンシーラント製造方法 - Google Patents
シリコーンシーラント製造方法Info
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- C08L83/14—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers in which at least two but not all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
Description
ックされたポリジオルガノシロキサン、アルコキシ官能
性架橋剤及びチタン触媒を含んでなる、湿分への暴露に
よって硬化するシリコーンシーラントに関する。
ルガノシロキサン、アルコキシ架橋剤及びチタン触媒を
有するシリコーンシーラントのモジュラスは、標準のト
リアルコキシシルエチレン末端ブロック基の代りにトリ
アルコキシシルアルキレン基とビニル基との組み合わせ
を末端ブロック基として有するポリジオルガノシロキサ
ンを使用して低下させることができる。
ジオルガノシロキサンと、アルコキシ官能性架橋剤及び
/又は連鎖延長剤と、そしてチタン触媒とを含有してな
るシリコーンシーラントを製造する方法であって、
(A)湿分の不存在下に、(1)次式の重合体、すなわ
ち、 (この式中、各Rは脂肪族不飽和がなく且つ、炭素原子
数1〜18個の一価炭化水素基、一価ハロ炭化水素基及び
一価シアノアルキル基からなる群より選択された少なく
とも1種の基であり、各Dはビニル基と次式、すなわ
ち、 なる式の基(式中、各R″はメチル基、エチル基、プロ
ピル基及びブチル基からなる群より選択された少なくと
も1種の基であり、Zは二価の炭化水素基又は二価の炭
化水素基とシロキサン基との組み合わせであり、mは0
又は1である)からなる群より選択され、Dのビニル基
の量は末端ブロック基Dの総量の3〜40%であり、そし
てxは当該重合体の粘度が25℃において0.5〜3000Pa・
sになるような値である)なる式の重合体100重量部
と、(2)次式、すなわち、 R′aSi(OR″)4-a (式中、R′はメチル基、エチル基、プロピル基、フ
ェニル基及びビニル基からなる群より選択され、R″は
上で定義されているとおりであり、aは0,1又は2であ
る)の架橋剤0.1〜14重量部と、(3)チタン触媒0.2〜
6重量部と、そして(4)任意的な充填剤とを混合し、
(B)この混合物を湿分の不存在下に貯蔵して、湿分の
不存在下において安定であって且つ調節可能なモジュラ
スを有するシーラントを得ることを包含している方法に
関する。
ラス値を与えるように配合することのできる湿分硬化性
シリコーンシーラントの製造を可能にする。モジュラス
は、上記(1)の重合体のアルコキシシルアルキレン末
端ブロック基とビニル末端ブロック基との比率を調節し
て調節される。重合体(1)を生成するのに使用される
アルコキシシルアルキレン末端キャップ用組成物の量が
減少するにつれて、総末端ブロック基に対するビニル基
の比率は上昇し、製造されたシーラントのモジュラスは
低下する。
数1〜18個の一価炭化水素基、一価ハロ炭化水素基及び
一価シアノアルキル基の群の基であり、各Dはビニル基
と次式、すなわち、 なる式の基(式中、各R″はメチル基、エチル基、プロ
ピル基及びブチル基からなる群より選択された少なくと
も1種の基であり、Zは二価の炭化水素基又は二価の炭
化水素基とシロキサン基との組み合わせであり、mは0
又は1である)からなる群より選択され、Dのビニル基
の量は末端ブロック基Dの総量の3〜40%であり、そし
てxは当該重合体の粘度が25℃において0.5〜3000Pa・
sになるような値である)なる式の重合体を使用する。
Rは、シリコーンシーラント材料で有用であることが知
られている炭素原子数1〜18個の一価炭化水素基、一価
ハロ炭化水素基又は一価シアノアルキル基のうちのいず
れでもよい。好ましい基は、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、フェニル基及びトリフルオロプロピル基であ
る。Zは、二価の炭化水素基、又は二価の炭化水素基と
シロキサン基との組み合わせである。二価の炭化水素基
は、二価のアルキレン基又はアリーレン基の形の炭素原
子数2〜15個の基、例えばエチレン基、プロピレン基、
ヘキシレン基、フェニレン基及び のようなもの、でよい。
又は1、cは1〜6である)により表すことができる。
キサン(この式中、各Rは上で定義されたとおりであ
り、Viはビニル基であり、xは上で定義されているとお
りである)を、次式、すなわち、 の末端キャップ用組成物(この式中、R″及びmは上で
定義されているとおりであり、cは1〜6である)と反
応させて調製することができる。この末端キャップ用組
成物は、(A)次式、すなわち、 の組成物(a)(式中、R,R″及びmは上で定義された
とおりである)1モルを、2モルより多くの、次式、す
なわち、 の組成物(b)(式中、R及びcは上で定義されたとお
りである)と、白金触媒の存在下で混合しそして反応さ
せ、次いで、(B)生成物から過剰の組成物(b)を任
意的にストリッピングして、上に示された式の末端キャ
ップ用組成物を得ることを包含している方法によって製
造することができる。好ましい末端キャップ用組成物
は、cが1に等しくそしてmが0に等しい場合に得られ
る組成物である。上記の末端キャップ用組成物、その製
造方法及びそれをアルコキシ官能性シラン架橋剤とチタ
ン触媒とを有するシリコーンシーラントの製造に用いる
ことは、本願の譲受人に譲受された1988年1月28日提出
の米国特許出願第148196号明細書に教示されている。末
端をビニル基でブロックされたポリジオルガノシロキサ
ン(I)と末端キャップ用組成物(II)との上記の反応
から製造された重合体は、次式により表すことができ
る。
とおりであり、d及びeは、dが平均してdとeとの合
計の3〜40%になるように選ばれる。
キサン(I)と反応させるために使用される末端キャッ
プ用組成物(II)の量は、モル基準で所望の数のビニル
末端ブロック基が組成物(II)からのアルコキシシルエ
チレン末端ブロック原子団で置換されるように選ばれ
る。一例として、末端キャップ用組成物(II)が次式、
すなわち、 の組成物(この式中、Meはメチル基である)であり、そ
して末端をビニル基にブロックされたポリジオルガノシ
ロキサン(I)が25℃において約55Pa・sの粘度を有す
るポリジメチルシロキサンである場合には、使用する末
端ブロック剤の量に対する末端ブロックの度合は次の関
係から推定することができる。
基の位置が逆になっている同様のシロキサン及びシラン
を使用して製造することもできる。
メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基及びビニ
ル基からなる群より選択された少なくとも1種の基であ
り、R″は上で定義されているとおりであり、aは0,1
又は2である)は、湿分スキャベンジャーとして且つモ
ジュラス調節剤として加えられる。これらのアルコキシ
シラン及びそれらの製造方法は周知である。架橋剤の量
は、好ましくは0.1〜14重量部であり、2〜8重量部が
最も好ましい。aが2である場合にはこのシランは連鎖
延長剤であり、この場合、重合体(1)は架橋も連鎖の
延長も起こるように末端をトリアルコキシ基でブロック
されていることが好ましい。この発明の重合体は存在し
ている場合にはその重合体自身の官能性のために架橋剤
を使用せずに有用なシーラントを製造することが可能で
あるが、実用上の観点からは、架橋剤はシーラントの優
れた保存寿命に寄与するという点で有用である。それは
また、硬化したエラストマーシーラントにおける架橋の
度合を調節するのにも有用であって、三官能性架橋剤が
より多くなるとより硬質のより伸びの少ないエラストマ
ーになり、その一方、二官能性架橋剤がより多くなると
連鎖延長剤として作用して、より軟質のより伸びの多い
エラストマーが得られる。
ることによって硬化させられる。チタン触媒は、アルコ
キシ基含有シロキサン又はシランの湿分に誘発させる反
応を触媒するのに有用であることが知られている触媒の
うちのいずれでもよい。好ましいものは、例えば、ナフ
テン酸チタンや、テトラブチルチタネート、テトラ−2
−エチルヘキシルチタネート、テトラフェニルチタネー
ト、トリエタノールアミンチタネートのようなチタンエ
ステルや、米国特許第3294739号明細書に記載された化
合物の如きオルガノシロキシチタン化合物や、米国特許
第3334067号明細書に記載されているようなβ−ジカル
ボニルチタン化合物、といったようなチタン触媒であ
る。好ましい触媒には、テトラブチルチタネート、テト
ライソプロピルチタネート、ビス(アセチルアセトニ
ル)ジイソプロピルチタネート及び2,5−ジイソプロポ
キシ−ビスエチルアセトアセテートチタンが含まれる。
触媒の量は、重合体(1)100重量部につき、0.2〜6.0
の重量部である。好ましいのは、0.5〜3.0重量部であ
る。
には、成分の一つとして充填剤を使って製造される。こ
れらの充填剤は当該産業において周知である。それらは
混合物に加えられて、硬化後のシーラントの物理的性質
を調節するように重合体を強化する。強化用充填剤(成
分(4))、例えばフュームドシリカ、沈降シリカ及び
ケイソウ土のようなものは、シーラントに最高の物理的
強度を与えるために用いられる。強化用充填剤は一般に
は、約50〜700m2/gの表面積を有する非常に細かい粒子
であると認められている。これらの充填剤は、充填剤表
面を処理せずに使用してもあるいは充填剤表面を処理し
て使用してもよく、表面処理は、充填剤表面がシーラン
ト中の重合体及び他の成分と適当に反応するようにそれ
を改質するために用いられる。やはり強化効果を与える
沈降により製造されそして約20m2/gの表面積を有する炭
酸カルシウム充填剤が、現在入手可能である。増量用充
填剤、例えば二酸化チタン、ケイ酸ジルコニウム、炭酸
カルシウム、酸化鉄、粉末石英及びカーボンブラックの
如きものを使用してもよい。充填剤の使用量は、明らか
に、意図する用途に従って広い範囲内で変えることがで
きる。例えば、場合によってはシーラントを充填剤なし
に使用することができるが、その物理的性質は非常に小
さくなろう。強化用充填剤は、一般には約5〜60重量部
の量で使用されて、引張強さのような物理的性質を最大
にする。増量用充填剤は、平均の粒度が約1〜10μmの
範囲になるように細かく粉砕される。増量用充填剤は、
シーラントの性質を変えるために、また場合によっては
不透明にするために使用される。
蔵安定性とを有する改良されたシリコーンエラストマー
シーラントを製造するのに利用される。好ましい方法で
は、ビニル末端ブロック基とアルコキシシルエチレン末
端ブロック基の両方を有する重合体(1)を、所望され
る場合には充填剤(4)と混合し、脱気して、そして架
橋剤(2)とチタン触媒(3)との脱気された混合物
を、湿分へ暴露することなしに加える。架橋剤(2)及
びチタン触媒(3)は別々に加えることができ、あるい
はそれらを一緒に混合してから混合物として加えること
ができる。それらは、均一混合物を得るために徹底的に
かき混ぜられる。この均一混合物は、次いで好ましくは
脱気され、それから貯蔵容器、例えばシーラントチュー
ブ内に封入されて、使用されるまで貯蔵される。もう一
つの方法では、末端をブロックされた重合体(I)を末
端キャップ用組成物(II)と混ぜ合わせ、次いで充填
剤、架橋剤及び触媒を加える。この混合物は貯蔵前に脱
気される。
ルコキシ基で末端をブロックされた重合体を用いて製造
された混合物と比べて改良された保存寿命を有する。こ
の発明の方法により製造された組成物は、使用された重
合体中の末端をブロックしているビニル基とアルコキシ
シルアルキレン基との比率を調整することによって所望
の水準に調節することができるモジュラスを有する。こ
の発明の方法により製造された組成物を湿分にさらす
と、それは硬化してエラストマーのシリコーンを与え
る。当該組成物は、充填剤を含有している場合、特にシ
ーラントのモジュラスが重要である建築物の封止を行う
際のように空隙や隙間に充填するためのシーラント材料
として有用である。
であって、特許請求の範囲に正確に示された本発明を限
定するものと解すべきではない。部数は重量部数であ
る。
ビニルシロキシ基でブロックされたポリジメチルシロキ
サン100部を、第1表に示した部数の末端キャッピング
剤と反応させて、一連の重合体を調製した。この末端キ
ャッピング剤は、一端にトリメトキシシルエチレン基を
有し且つ他端に水素原子を有するテトラメチルジシロキ
サンであった。反応は、触媒としてのジビニルテトラメ
チルジシロキサンの塩化白金酸錯体をジメチルビニルシ
ロキサン基で末端をブロックされたポリジメチルシロキ
サンで希釈して白金を0.7重量%にしたもの0.01部の存
在下で行わせた。反応混合物は2時間かき混ぜて、次い
で一晩熟成させた。
ームドシリカ8部及び充填剤処理剤として25℃における
粘度が約0.1Pa・sであり且つ6重量%のヒドロキシ基
を有する末端をヒドロキシル基でブロックされたメチル
(トリフルオロプロピル)ポリシロキサン1部と混ぜ合
わせて、上記の重合体のおのおのからシーラントを調製
した。この基剤を、次いで湿分の不存在下に3部のトチ
ルトリメトキシシラン及び1部のテトラブチルチタネー
トと混ぜ合わせた。この混合物を真空にさらして揮発分
を除去し、次いで貯蔵チューブに入れた。
して成形してテストシートを作り、そしてそれらを室温
で1週間大気にさらして硬化させた。次に、硬化したシ
ートから試験片を切取って試験を行った。その結果を第
1表に示す。ジュロメーター硬度はASTM D 2240に従っ
て試験し、そして引張強さ及び伸びはASTM D 412に従っ
て試験した。引張強さ/伸びは、極限の引張強さを破断
点の伸びで除した比率である。
である重合体から調製されたシーラントを、約89%のト
リメトキシシルエチレン末端キャップ基及び11%のビニ
ル基末端キャップ基を有する重合体から調製されたもの
と比較した。
サン100部につき1.1部の末端キャッピング剤を使用し
て、100%がトリメトキシシルエチレン末端キャップ基
である重合体Aを例1のとおりに調製した。ポリジメチ
ルシロキサン100部につき0.8部の末端キャッピング剤を
使用して、89%がトリメトキシシルエチレン末端ブロッ
ク基である重合体Bを例1のとおりに調製した。
50m2/gのフュームドシリカ10部、ジメチルジメトキシシ
ラン9部及びテトラブチルチタネート1.6部を例1と同
じやり方で混合して、末端をブロックされた各重合体か
らシーラントを調製した。次に各シーラントを一連の試
験にかけ、第2表に示した結果を得た。第2表は、100
%がトリメトキシシルエチレン末端ブロック基である重
合体を用いて製造された従来技術のシーラントを、約89
%がトリメトキシシルエチレン末端ブロック基である重
合体を用いて製造されたこの発明のシーラントと比較す
る。
圧力を受けている時に1/8インチ(3.175mm)のオリフィ
スを通して1分で押出されるシーラントの重量である。
に材料がもはや付着しない点まで硬化するのに要する時
間と定義される。硬化条件は23℃及び50%相対湿度であ
る。
形成するのに要する時間を分単位で表したものと定義さ
れる。試料は清浄な滑らかな表面へ広げられ、そして時
間測定が開始される。定期的に、新しい表面へポリエチ
レンフィルムの清浄なストリップを載せ、そしてそれに
1オンス(28.3g)の重量をかける。4秒後、おもりを
取除き、ストリップを静かに引き剥す。ストリップが試
料からきれいに引き剥れる場合の時間を不粘着時間とし
て記録する。
の1インチ(25.4mm)幅のストリップを剥すのに要する
力を測定する180°剥離試験である。シーラントは清浄
にされた基材へ約0.075インチ(1.905mm)の厚さの層で
適用され、1枚の下塗りされたアルミニウムスクリーン
が補強材として加えられ、そしてシーラントのもう一つ
の層が加えられる。シーラントの硬化後、1インチ(2
5.4mm)幅のストリップを切取って試料とし、そして一
端を基材とシーラントとの界面で基材から切離す。でき
たタブを引張試験機に取付け、そしてストリップを基材
から剥す。凝集破壊の割合は、剥離した面積のうちの破
壊が接着剤で起こり且つ界面の接着剤と基材との間では
起こらなかった割合(%)である。
Claims (2)
- 【請求項1】アルコキシ末端ブロック基を有するポリオ
ルガノシロキサンと、アルコキシ官能性架橋剤及び/又
は連鎖延長剤と、そしてチタン触媒とを含有してなるシ
リコーンシーラントを製造する方法であって、(A)湿
分の不存在下に、(1)次式の重合体、すなわち、 (この式中、各Rは脂肪族不飽和がなく且つ、炭素原子
数1〜18個の一価炭化水素基、一価ハロ炭化水素基及び
一価シアノアルキル基からなる群より選択された少なく
とも1種の基であり、各Dはビニル基と次式、すなわ
ち、 なる式の基(式中、各R″はメチル基、エチル基、プロ
ピル基及びブチル基からなる群より選択された少なくと
も1種の基であり、Zは二価の炭化水素基又は二価の炭
化水素基とシロキサン基との組み合わせであり、mは0
又は1である)からなる群より選択され、Dのビニル基
の量は末端ブロック基Dの総量の3〜40%であり、そし
てxは当該重合体の粘度が25℃において0.5〜3000Pa・
sになるような値である)なる式の重合体100重量部
と、(2)次式、すなわち、 R′aSi(OR″)4-a (式中、R′はメチル基、エチル基、プロピル基、フェ
ニル基及びビニル基からなる群より選択され、R″は上
で定義されているとおりであり、aは0,1又は2であ
る)の架橋剤0.1〜14重量部と、(3)チタン触媒0.2〜
6重量部と、そして(4)任意的な充填剤とを混合し、
(B)この混合物を湿分の不存在下に貯蔵して、湿分の
不存在下において安定であって且つ調節可能なモジュラ
スを有するシーラントを得ることを包含している、上記
の方法。 - 【請求項2】請求項1記載の方法により製造されたシー
ラント。
Applications Claiming Priority (2)
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US249731 | 1988-09-26 | ||
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