JP3101655B2 - 親水性ポリシロキサン組成物 - Google Patents
親水性ポリシロキサン組成物Info
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Description
るゴム状、エラストマーまたはゲル化物質に硬化しうる
ポリオルガノシロキサン組成物に関する。
ル」及び「シリコーンエラストマー」なる用語は、線状
ポリオルガノシロキサン類の架橋によって作られる弾性
物質を指称するのに一般に用いられる。ゲル、エラスト
マー及びゴムはシロキサン網状構造内の架橋の程度によ
って、硬度及び弾性によって区別される。このような差
異の一つの定量的尺度は、モジュラスまたは対変形抵抗
である。モジュラスは単位面積(例えばm2)当りの力
の単位(例えばニュートンN)で測定される。ゴムは典
型的には105〜106Paの範囲内のモジュラスを有
し、そしてゲルは102〜105Paの範囲内のモジュラ
スを有する。本発明の架橋したポリシロキサン組成物
は、シリコーンゲル及びゴム状エラストマーである。
エラストマーの一欠点はそれらの劣った親水性である。
架橋ポリシロキサン組成物に親水性を与えようとするい
くつかの試みがなされてきている。例えばポリシロキサ
ン組成物中へのエトキシル化ノニオン界面活性剤の導入
は、米国特許第4,657,959号及び第4,78
2,101号に開示されている。米国特許第4,65
7,959号、第4,691,039号及び第4,75
2,633号は、歯科印像材用として高エチレンオキシ
ド含量(親水化剤として)の加水分解性及び非加水分解
性のシロキサン−ポリエーテル共重合体類を開示してい
る。それらの界面活性剤はポリシロキサンマトリックス
に対して結合していないので、その親水性は永久的では
ない。従って、ドイツ特許DE4,306,997及び
DE4,320,920号に、及び「Journal
of Prosthontios」3(1994)、3
1〜34に報告されているように、これらの添加剤を用
いて作られた歯科印像物は、殺菌及び/または水洗の後
に湿潤性を失う。静的及び動的水接触角の増加として測
定されるその損失は加水分解性界面活性剤では非常に著
しいものとなりうる。米国特許第4,659,959号
(第4欄4〜8行)には、水性媒体との長期接触時の親
水性の低減が認められている。
シロキサン鎖がヒドロキシアルキル末端基を有する非加
水分解性ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体を開示
している。これらの組成物はカルボン酸と反応して、ポ
リエステル繊維及びフィルムに耐久性親水性を与える。
ポリエステルに対して官能化ポリシロキサン−ポリエー
テルを結びつけている結合はエステル−C(O)−O結
合である。末端メタクリレート基を有するポリシロキサ
ン−ポリエーテル共重合体は、米国特許第4,259,
467号及び第4,260,725号のコンタクトレン
ズ組成物に対して耐久性のある親水性を与える。フリー
ラジカル反応を経て形成されるC−C結合は、官能化さ
れたポリシロキサン−ポリエーテルをコンタクトレンズ
のポリマーの残部へ結び付ける。エーテル−C−O−C
−結合またはエステル−CO−O−結合は、これらのポ
リシロキサン−ポリエーテル共重合体を基体へ接合す
る。アオキ等は(Macromolecules,Ra
pid Communication,18,197
7,31−36)は、一般式[(R'2SiO)−(C2
H4O)7]20-35(ここらR’=ビニル)の加水分解性
シロキサン−ポリエーテル共重合体を合成した。これら
のすべての官能化ポリシロキサン−ポリエーテル共重合
体はポリマーマトリックス中あるいは表面上へ反応させ
られて親水性、吸水性、滑性及び/または接着を改善し
うるけれども、それらの反応は、マトリックスまたは基
体と官能化ポリシロキサン−ポリエーテルとの間にSi
−C結合の形成をもたらさない。
性がノニオン界面活性剤とシロキサン及び多価アルコー
ルブロックによって与えられるポリシロキサン組成物を
請求している。しかしこれらの界面活性剤とポリシロキ
サン配合物の主成分との混和性について示唆、あるいは
これらの配合物の貯蔵安定性についての示唆は全く与え
られていない。
化歯科印像配合物に対して永久的親水性を与える貯蔵安
定性ポリシロキサン組成物を開示している。永久的親水
性は不飽和官能性を含みそして貴金属触媒を含まない親
水性改変剤(ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体)
によって与えられる。かかる親水性改変剤の合成は、蒸
留可能なシラン−ポリエーテル化合物の調整、次いでそ
の加水分解(アルコーリシス)、アルケニルシロキサン
との縮合及び平衡化によってなされる。その親水性改変
剤は、10より大きなシロキサン鎖長を有し、そして付
加硬化ポリシロキサン配合物において典型的に使用され
るα,ω−ジビニルポリシロキサンと混和性である。し
かし本発明者はより小さいシロキサン鎖長の親水性変性
剤が硬化ポリシロキサン表面の最も迅速な水の拡がり及
び湿潤を与えることを発見した。
損失、加硫(バルカニゼーション)温度での硬化の遅
延、硬化ポリシロキサンの永久的親水性またはその他の
望ましい性質の損失を起こすことなく、低分子量不飽和
シロキサン−ポリエーテル共重合体とα,ω−ジビニル
ポリシロキサンと混和性を改善する方法を提供する。
またはそれ以上のα,ω−ジビニルポリシロキサン、1
分子当り5個またはそれ以下のケイ素原子を有する不飽
和ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体(好ましくは
トリシロキサン)及び相溶化添加剤を含む。適当な相溶
化添加剤の例としては、(a)イソプロピルパルミテー
トのように、13〜17MPa1/2の範囲内の溶解パラ
メーターを有する物質、(b)[好ましくはポリエーテ
ルセグメント中のエチレンオキシド含量が無いか低い
(30wt%未満)そしてプロピレンオキシド、ブチレ
ンオキシドまたは両者の含量が高い(80wt%越
え)]ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体、及び
(c)1グラム当り100m2より大きな表面積及び約
20ナノメーターより小さなメジアン粒子寸法を有する
親水性及び/または疎水性充填剤、好ましくはシリカ、
が包含される。永久的親水性、迅速湿潤性ポリシロキサ
ン組成物は静的モードで測定したときに<50°、好ま
しくは<40°の静的水接触角を生じ、そして動的モー
ドで測定したときに約100°未満、好ましくは約90
°未満の動的前進接触角を生じる。
と不飽和ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体との貯
蔵安定性ブレンドを提供し、そのようなブレンドは二液
型付加硬化ポリシロキサン組成物の一方の部分(液)と
して使用される。本発明は、親水性不飽和ポリシロキサ
ンポリエーテル共重合体及び疎水性α,ω−ジビニルポ
リシロキサンまたはペンダントビニルポリシロキサンを
相溶化させるために添加剤を用いて貯蔵安定性親水性ビ
ニルポリシロキサンを与える方法を教示する。本発明
は、歯科、医科、化粧及び繊維用途での使用のための永
久的親水性ポリシロキサン組成物を提供する。これらの
組成物は、長い作業時間及びポットライフ、加硫温度で
の迅速な硬化、無気泡表面欠陥、好ましい感触、味、硬
度、強度、弾性及び接着性のような利点をも有する。
キサンのゲル、エラストマー及びゴム組成物に関する。
それらの組成物は歯科、医科、化粧品及び繊維の用途で
使用される。典型的には、ポリシロキサン組成物を作る
ために用いられる成分は、二液型配合物の形で選択的に
組合せられるので、最終硬化製品を作るための混合に先
立って、SiH含有架橋剤がヒドロシリル化触媒から偏
析する。二部分(部分A及び部分B)の混合は、硬化の
直前に行なわれる。しかし、二液配合物自体が本発明で
開示される親水性を具備することは必要でなく、また重
要でもない。
iH架橋剤を含むものであり、そして部分Bはヒドロシ
リル化触媒を含むものである。配合物の部分Bは、さら
に、硬化ポリシロキサン組成物に永久的親水性を与える
不飽和ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体も含む。
相溶化添加剤は部分Bに含まれて、部分Bを貯蔵安定性
となし、その諸成分の相分離を防止する。二液型配合物
の製造及び原料物質の製造は、異なった場所で、異なっ
た業者により行なわれるのが一般的であるので、相溶化
剤及び親水性化剤はポリシロキサン原料中に含まれて、
貯蔵安定な親水性ブレンドを与えるようにするのが有利
である。
リオルガノヒドリドシロキサン架橋剤、 2. 随意に、末端SiH基を有するポリオルガノヒド
リドシロキサン連鎖延長剤、 3. 1分子当り少なくとも2個のヒドロシリル化可能
不飽和炭化水素基を含むポリジオルガノシロキサン、 4. 随意に、ワセリンのような流動性改変剤、あるい
はシラノール基もしくはヒドロシリル化されうる不飽和
基を含まないかまたはヒドロシリル化反応を阻止するポ
リジオルガノシロキサン、 5. 随意に一時的触媒禁止剤、充填剤、顔料、染料、
接着促進剤及び/またはチキンソトロピー添加剤。
な不飽和炭化水素基を含むポリジオルガノシロキサン、 2. 有効量のヒドロシリル化触媒、 3. 1998年5月21日にケンリック・M・ルイス
及びファ・ユの出願人によって出願された「シロキサン
−ポリエーテル・コポリマーズ・ウイズ・アンサチュレ
イテッド・ファンクショナリティズ、アンド・プロセス
・フォ・メイキング・ゼム」のタイトルの米国特許出願
中に定義された親水性不飽和シロキサン−ポリエーテル
共重合体(この米国出願を参考のためここに導入す
る)、 4. 溶解パラメーターδ=13〜17MPa1/2の炭
化水素エステル、またはポリエーテル部分中にプロピレ
ンオキシド及びブチレンオキシドのような疎水性単位を
大量に含むポリシロキサン−ポリエーテル共重合体、あ
るいは1グラム当り100m2より大きな表面積、及び
20ナノメートルより小さいメジアン粒子寸法を有する
親水性充填剤(好ましくはシリカ)のような、相溶化添
加剤、 5. 随意に、ワセリン、あるいはシラノール基もしく
はヒドロシリル化されうる不飽和基を含まず、またはヒ
ドロシリル化反応を禁止するポリジオルガノシロキサ
ン、のような流動性改変剤、及び 6. 随意に、一時的触媒禁止剤、充填剤、顔料、染
料、接着促進剤及び/またはチキンソトロピー添加剤。
キサン、上記のA(3)及びB(1)は、1分子当り少
なくとも2個の不飽和炭化水素基を有するそれは下記の
一般式で表わされうる。
RR'O)m−SiR2−R' ここにQはRまたはR’であり、RはC1〜C20不飽和
基(好ましくはC1〜C12)であり、R’はヒドロシリ
ル化反応を受けうるC1〜C20不飽和基(好ましくはC1
〜C12)である。例えば、Rはメチル、エチル、フェニ
ル、トリル、トリフルオロプロピルまたはヘプタフルオ
ロプロピルであってよく、またR’はビニル、アリー
ル、ビニルシクロヘキシル、スチリルまたはプロパギル
でありうる。下付のnは典型的には約100より大き
く、好ましくは約200〜約2000の正の数値であ
る。QがRであるならばmは2であるが、QがR’であ
るならばmは0〜10である。このシロキサンは線状、
分枝状または星状構造でありうる。
ルガノシロキサンは鎖の両端部でケイ素原子に結合した
ビニル基を有する線状ポリジメチルシロキサンである。
さらには、ヒドロシリル化可能ポリジオルガノシロキサ
ンは、上記定義のオルガノ基Rが全てが同一とはいえな
い、共重合体、ブロック共重合体または混合置換共重合
体でありうる。
の若干の例として下記のものがある: R'−Si(CH3)2−O−[Si(CH3)2−O]h−
(SiArCH3−O)j−Si(CH3)2R' R'−SiCH3ArO−[Si(CH3)2−O]h−
(SiCH3Rf−O]j−SiCH3Ar−R' ここにR’は前記定義の通りであり、Arはフェニルの
ようなアリール基であり、そしてRfは例えばトリフル
オロプロピルのようなフルオロアルキル基である。下付
きのh及びjは正の値でありうる。それらの合計は典型
的には100より大きく、好ましくは約200〜200
0である。
サンは、ユニモード分子量分布を有しうる。これらの物
質は当業において周知であり、市販されている。代表的
な合成法は、例えばPolymer Preprint
s,No.10(1969),1361及びActa
Polymerica,42(1991),107−1
09に報告されており、これらの全体の開示はここに参
考として組み入れられる。あるいは、ヒドロシリル化可
能ポリジオルガノシロキサンは、複数の生成物のブレン
ドであってもよく、そのようなブレンドはバイモードま
たはそれよりも多モードの分子量分布を有する。そのよ
うな単一生成物またはブレンドの形のポリジオルガノシ
ロキサンの粘度は約150〜約500,000センチス
トークス、好ましくは約500〜約100,000セン
チストークスであってよい。ポリジオルガノシロキサン
がシラノール基SiOHを実質的に含まないのが好まし
い。シラノール含量は150ppmより少なく、好まし
くは50ppmより少なくあるべきである。
3個のSi−H結合を有する線状または分枝状ポリオル
ガノヒドリドシロキサンでありうる。1分子当りのSi
−H結合の数は架橋剤の官能価である。特定的には、架
橋剤は下記の式で表わされうる:
(CH3SiHO)3のような環式構造(RSiHO)y
and (R2SiO)x(RSiHO)yまたは米国特
許第5,106,604号及びJournal of
Materials Chemistry,3(199
3)1319に開示されるような(HSiO1.5)サブ
ユニット含有ポリヘドラル構造。上記においてRはC1
〜C20飽和基(好ましくはC1〜C12)、xは≧0(好
ましくは約1〜100)、yは少なくとも3、e及びg
の合計は少なくとも3、そしてc,d,e,f,gは任
意の正の数である。好ましくはfは約0〜約100であ
る。Si−H結合はポリマー鎖に沿って多様な方式で分
布していてよく、例えば内部位置や末端位置の間でのラ
ンダム分布をなしうる。部分Aにおいて、A(1)は不
飽和シロキサンA(3)の1グラムにつき0.05〜
0.5グラムの量で存在すべきである。
ドシランA(2)は連鎖延長剤として機能する。当業者
であれば本発明配合物(組成物)における連鎖延長剤の
要不要及びその量を容易に決定できるはずである。ポリ
オルガノヒドリドシロキサンの例(若干のものは末端S
i−H結合を有する)は下記のものである。
きのx及びfは約1〜約100であってよく、好ましく
は約15〜約75である。下付きのcは正の値である。
分枝状のポリオリガノヒドリドシロキサンにおいて、x
及びfの合計は好ましくは約15〜約75である。下付
きe,f及びgは、1分子当りのSi−H結合の合計数
が少なくとも3であることを条件として、任意の正の値
である。
確な官能価をもつ単一のポリオルガノヒドリドシロキサ
ンの使用が一般的であるが、高及び低官能価及び高及び
低分子量の複数のポリオルガノヒドリドシロキサンのブ
レンドは、時には、バランスのとれた強度、柔軟性、弾
性及び接着性(これらは当業者により容易に決定されう
る)を有する硬化ポリシロキサン組成物を提供しうる。
る製品(材料)は当業において周知であり、市販されて
いる、これらの製品(材料)の合成方法は、例えばW.
ノルのChemistry and Technolo
gy of Silicone(アカデミック・プレス
社、ニュウヨーク,1968)に記載されており、この
文献は参照のためこの明細書に導入される。
またはそのような金属の化合物であってよい。さらに、
それは付加(あるいは添加)硬化ヒドロシリル化触媒で
あるべきである。その例としては、白金(II)またはゼ
ロ価錯体、ならびに米国特許第4,273,902号及
び第4,285,345号に記載されたコロイド状白金
がある。白金と1.3−ジビニルテトラメチルジシロキ
サン及び低分子量のビニル末端ブロックされたオルガノ
シロキサン類とのオルガノ金属錯体類が好ましい。これ
らの錯体は、例えば米国特許第3,419,593号、
第3,516,946号、第3,775,452号、第
30814,730号、第4,782,101号及びA
ngewandte Chemie,Internat
ional Ed.,30(1991),438−44
0に記載されている。アルキン類との錯体は、例えば米
国特許第4,631,310号に記載されている。B.
MarciniecのComprehenive Ha
ndbook on Hydrosilylation
(パーガモン・プレス社、ニュウヨーク,1992年)
は、付加(添加)硬化触媒の包括的な表を示している。
これらの文献のそれぞれをここに参照のため導入する。
たは部分Bに随意に含ませて、硬化前のポリシロキサン
組成物の貯蔵安定性及び使用(加工)時間を増加させる
ことができる。2−メチル−3−ブチン−2−オールの
ようなアセチレン系アルコールは、そのような目的のた
めに米国特許第3,445,420号に記載されてお
り、また環式メチルビニルシロキサン類が米国特許第
3,989,667号に、アルキニルシランが米国特許
第4,472,562号に、共役エニン類が米国特許第
4,472,562号に、そしてマレイン酸エステルが
米国特許第4,256,870号に記載されている。さ
らなる一時抑制剤の表は、B.Marciniecのl
oc.cit.,第190頁に記載されている。SiH
3(第一シラン)基を有する化合物は米国特許第5,2
23,344号及び第5,534,609号に一次触媒
抑制剤として開示されている。これらは部分Aに添加さ
れうるが部分Bには含まれるべきではない。上記両米国
特許の開示事項はここに参照のため導入される。
者に周知のように硬化性ポリシロキサン組成物の性能及
び加工性の向上のために有利に使用できる。例えばメチ
ルビニルシクロシロキサン、ジアルキルマレエートまた
はアルキノールは、部分A中のSiH3含有化合物のた
めに、部分B中で使用されうる。当業者であれば個々の
所望される結果を得るために混合物を最適化する最良の
方法を容易に知るであろう。例えば、長いポットライ
フ、基体への大きな接着力及び温度>80℃での短い硬
化時間を得るためには第一シランとジエチルマレエート
とを組合せるのが望ましいであろう。長い硬化時間、長
いポットライフ及び大きな接着力は第一シラン類とメチ
ルビニルシクロシロキサン類との組合せによって得られ
る。これらの条件は、処方物が中度の温度においてキャ
ビティ中へ注入され満たされてから架橋されなければな
らない場合に望ましいであろう。
ロシリル化されうるかもしくはヒドロシリル化反応を抑
制しうる不飽和基を含まないポリジオルガノシロキサン
類は流動性改変剤として機能する。このことは、それら
が硬化エラストマーまたはゲルの加工性、流動性(粘
度)、伸び(弾性)、張力、減衰性及び変形性に影響を
与えることを意味する。この影響の程度は、ポリジオル
ガノシロキサンの分子量ならびにポリシロキサン組成物
中における流動性改変剤の濃度によって左右される。好
ましくは、ポリジオルガノシロキサンは、流動性で処方
物のその他の成分と混和性でありかつそれらを非反応性
である。歯科処方物において、ワセリン及びその他の石
油系物質(製品)が、ポリジオルガノシロキサンの代り
に流動性改変剤としてしばしば用いられる。
結合との間の架橋反応はポリシロキサン組成物の流動性
(レオロジイ)の大きな変化を伴なう。最も注目される
ことは、粘度、弾性及びモジュラスの増大が生じる。そ
の増大の程度は、その他の変動因子(例えば充填剤)か
ら抜きん出て、架橋密度及び架橋された重合体の濃度に
よって決定される。より大きな架橋密度は高モジュラ
ス、高粘度及び低弾性と関連するのが普通である。逆に
低い架橋密度は典型的には、上記の性質と反対の性質を
もたらす。
って増大される。架橋反応がポリジオルガノシロキサン
またはワセリンのような不活性、可塑化性成分の存在下
で実施される場合、シロキサン組成物中の架橋された粘
弾性ポリマーの濃度は著しく低減される。ポリマー濃度
の制御はエラストマーまたはゲル生成物のレオロジー性
についてのプロセスによる制御を与える。例えば、ポリ
マー濃度の増大は、粘度、減衰及びモジュラスの増加を
もたらす。ポリジオルガノシロキサン流動性改変剤の分
子量及び粘度を増大も、その分子鎖と架橋された粘弾性
ポリマーの分子鎖との間の絡み合いの可能性を増加させ
ることになる。このような分子鎖同志の絡み合いは、シ
ロキサン組成物の全体としての粘度を上昇させ、減衰性
能を向上させ、また変形ときにその元の状態への復帰性
能を向上させる。歯科処方物における流動性パラメータ
ーとSiH/ビニル量比との間の相関関係についての特
定情報はJ.R.Willians及びR.G.Cra
igのJounal ofOral Rehabili
tation 15(1988)639〜650及び
W.J.Finger等のDental Materi
als 2(1986)179〜186に記載されてい
る。これらの文献は参照のためここに導入される。
すなわちA(4)またはB(6)は線状また分枝状であ
ってよい。さらに詳しくは、それらは下記の式で表わさ
れうる。
あり、fは約50〜約2500(好ましくは約100〜
約1500)であり、xは前記の定義と同じである。
填剤及びチキソトロピー添加剤も本組成物に含まれてよ
い。強化性及び非強化性無機充填剤は、ヒュームドシリ
カ、沈降シリカ、微粉砕石英、炭酸カルシウム、タル
ク、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミナ及び酸化チタ
ンのような固体である。疎水性ヒュームドシリカは、硬
化前に貯蔵ポリオルガノシラン組成物中のクレープ固化
を防止するので好ましい。疎水性化シリカ及び親水性シ
リカのブレンドも、硬化前の貯蔵物中の過度な固体分沈
降に対する安全策として使用しうる。ある種のエラスト
マー、殊に導電性であるべきエラストマーには、銅、
銀、金または白金粒子のような微粉砕金属が充填され
る。そのような材料(生成物)は米国特許第4,177
0,641号、第5,037,312号及び第5,07
4,799号に記載されている。これらの特許文献は参
照のためここに導入される。ヒュームドシリカ及びその
他の充填剤と組合せて使用することができる特定のチキ
ソトロープ剤の例としては、KEVLAR ULTRA
THIX(商標)、TROYTHIX(商標)及びTH
IXCIN(商標)の商品名で販売されている市販品が
ある。KEVLAR ULTRATHIX充填剤はチキ
ソトロープ剤としデュポンにより製造販売されている繊
維状のポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)であ
る。TROYTHIX及びTHIXCIN充填剤は両方
共に、グリセロール及びヒマシ油脂肪酸から誘導された
トリグリセライドである。TROYTHIXはトロイ社
の商標であり、そしてTHIXCINはベイカー・カス
ター・オイル社の商標である。顔料及び染料はゲル及び
エラストマーを着色するために、そして部分A及びBを
識別するために添加される。
例えばエーロシル(AEROSIL)(商標;デガッサ
社)及びカボシル(CABOSIL)(商標;カボット
社)のように市販されている50m2/gより大きな表
面積の疎水性化シリカは、既に公表されており、周知で
ある。これらの充填剤は、歯科処方物の15〜80重量
パーセントを占めうる。それらの有効使用の指針は製造
業者の製品文献に発表されている。例示的な歯科処方、
またはシリコーン印像材の物理特性に対する充填剤の効
果を示すデータは、例えば米国特許第4,782,10
1号、第4,752,633号及びR.G.Craig
のRestorative Dental Mater
ials(C.V.ムース社、セントルイス,198
0),pp195ffやW.J.FingerのDen
tal Materials 4(1988)33−3
7に報告されている。
当り、2〜5個のケイ素原子を有する線状、環状及び分
枝状の不飽和シロキサン−ポリエーテル共重合体であ
る。それぞれの共重合体は少なくとも1つのポリエーテ
ル基及び少なくとも1つの脂肪族不飽和基を有する。こ
れらの基重合体は下記の式を満足する: (線状) (A)R1−SiR2O(SiR2−O)p−(SiR2Z
−O)m−SiR2R1 (B)R1−SiR2O(SiR2−O)p−(SiR2Z
−O)m−SiR3 (C)R3SiO(SiR2−O)p−(SiR2Z−O)
m−(SiR2R1−O)q−SiR3 (D)R1−R2SiO(SiR2−O)p−(SiR2Z
−O)m−(SiR2R1−O)q−SiR3 (E)R1−R2SiO(SiR2−O)p−(SiR2Z
−O)m−(SiR2R1−O)q−SiR2R1 (F)Z−SiR2O(SiR2−O)p−(SiR2R1
−O)q−SiR2R1 (G)[Z−SiR2O(SiR2−O)p]r−(SiR
2−O)−(SiR2R1−O)q−SiR2R1 (環状) (H)(R2Si−O)p−(SiR2Z−O)m−(Si
R2R1−O)q (分枝状) (I)R1Si[(O−SiR2)p−Z]3 (J)RSi[(O−SiR2R1)q−(O−SiR2)
p−Z]3;and (K)[R1SiR2O(SiR2−O)p]v−(Si
O2)[(O−SiR2R1)q(O−SiR2Z)m]4-v
C1〜C12の飽和一価有機基である。Rで表わされる飽
和一価有機基の例は、アルキル基(例:メチル、エチ
ル、イソプロピル、オクチル及びドデシル基)、アリー
ル基(例:フェニル及びナフチル基)、アルカリール基
(例:トリル及びノニルフェニル基)、アラアルキル基
(例:ベンジル及びフェネチル基)及びシクロアルキル
基(例:シクロペンチル及びシクロヘキシル基)であ
る。またRはクロロプロピル、ヘプタフルオロイソプロ
ピル及びシアノエチル基のように官能化された有機基で
あってもよい。
飽和一価有機基であり、ヒドロシリル化されてケイ素−
炭素結合を生成しうるものである。R1で表わされるか
かる不飽和一価有機基の例は、アルケニル基(例:ビニ
ル、アリル、メタアリル、ビニルシクロヘキシル基)及
びアルキニル基(例:アセチレン基及びプロパルギル
基)である。
よい。従って例えば基R2は同一ケイ素原子上にメチル
及びビニル基を存在させるため、あるいは一対のジビニ
ル置換を存在させるためである。
のケイ素原子の合計が2〜5となるように選定される
が、1分子当り少なくとも1つのZ及び少なくとも1つ
のR1が存在することを条件とする。r及びvは0〜1
の値であり、3≧m>0、そして≦qかつp≦3であ
る。さらに好ましくは、このものは、ビニル末端ブロッ
クされたシロキサンであって、p=0でありRがメチル
であるものであり、最も好ましくはトリシロキサンであ
る。
素−炭素結合をによって接合されたポリエーテル含有基
である。Zは下記のタイプの一般式を有する: −CxH2xO(CaH2aO)bR''及び−CxH2xOG
[(CaH2aO)bR'']z ここにxは1〜20、好ましくは2〜8の整数である。
下付きのaは2またはそれ以上の値である。aの好まし
い値は2,3及び4である。共重合体のポリエーテル部
分中のオキシアルキレン基の例は、オキシエチレン、オ
キシ−1,2−プロピレン、オキシ−1,2−ブチレ
ン、オキシ−2,2−ジメチル−1.3−プロピレン基
等である。共重合体のポリエーテル部分は1種より多く
のオキシアルキレン単位を含んでいてもよい。最適な親
水性のためには、少なくとも40重量パーセント、好ま
しくは少なくとも50重量%のオキシアルキレン基がオ
キシエチレン基であるのが好ましい。下付きのbは好ま
しくは3〜12の範囲である正の値である。
シ基である。下付きのzはアルコキシル化ヒドロキシル
基の数を表わす。Gの例は、アルキレングリコール、ア
ルキングリコール、グリセロール、ペンタエリスリトー
ル、ヒドロキノン、トリメチロールプロパン、ソルビト
ール、グルコース及びスクロースである。
子のアルキル基、1〜8炭素原子のアシル基のようなポ
リエーテルキャッピング基、ビニルエーテルもしくはオ
ルガノシリル基である。R''を表わすアルキル基は、メ
チル、t−ブチル及び2−エチルヘキシルである。アシ
ルキャッピング基の例は、アセトキシ、アセトアセトキ
シ、アクリロキシ、メタクリロキシ及びベンゾイル基で
ある。オルガノシリルキャッピング基は、トリメチルシ
リル、トリエチル、エチルイソプロピル、ヘキシルジメ
チル、t−ブチルジメチル、t−ブチルジフェニルのよ
うな不飽和トリアルキルシリル基、ビニルジメチル、ジ
ビニルオクチル、エチルジメチル及びプロピニルジメチ
ルのような不飽和キャッピング基である。ビニルエーテ
ル末端基の例は、ジヒドロピラニル及びビニルオキシエ
トキシ(H2C=CH−O−CH2CH2−O−)であ
る。ポリエーテルキャッピング反応の効率が様々である
ので、キャッピングを受けないポリエーテル分子が、ポ
リシロキサン−ポリエーテル共重合体出発材料のヒドロ
シリル化合成中に存在する模様である。
ある: H2C=CHSi(CH3)2−O−Si(CH3)Z−O
−Si(CH3)2CH=CH2; H2C=CHSi(CH3)2−O−Si(CH3)Z−O
−Si(CH3)3; H2C=CHSi(CH3)2−O−Si(CH3)Z−O
−Si(CH3)2CH=CH2; H2C=CHSi(CH3)2−O−[Si(CH3)
2O]−[Si(CH3)Z−O]−Si(CH3)2CH
=CH2; H2C=CHSi(CH3)2−O−[Si(CH3)
2O]2−[Si(CH3)Z−O]2−Si(CH3)2C
H=CH2;及び
ロキサン−ポリエーテル共重合体の合成方法は、下記の
工程を含む:(a)ポリシロキサン−ポリエーテル共重
合体を、その共重合体と共に付加または再分配反応を受
けうるアルケニルもしくはアルキニルシランもしくはシ
ロキサンと、所望のアルケニルもしくはアルキニル置換
度を達成するのに足りる量で一緒にして、第1の混合物
を形成し、(b)その第1の反応剤混合物に対して触媒
として有効量の塩基触媒を添加して、反応混合物を形成
し、そして(c)その反応混合物を加熱する各工程。
重合体は、例えば米国特許第3,299,112号、第
4,847,398号、第4,857,583号、第
5,191,103号または第5,159,096号に
記載されているようなヒドロシリル化によって合成され
る。これらの文献は参照のためここに導入される。ヒド
ロシリル化生成物は、共重合体、結合及び遊離白金、未
反応ポリエーテル及び反応副生成物(例えばアセタール
及びプロパノール)を含みうる。第2の工程において、
このヒドロシリル化生成物は、ケイ素に結合された不飽
和基、例えば: [H2C=CHSi(CH3)2]2Oまたは[H2C=C
HSi(CH3)O]3- 25,または(H2C=CH)xS
i[OSi(CH3)3]4-x,(H2C=CH)xSi
(OC2H4OCH3)4-x,[O(x=1,2,または
3) を有する線状及び/または環状のシロキサン及びシラン
と反応させられて、かくして飽和及び不飽和基の両分配
が起こるか、あるいは不飽和基をもつシロキサンセグメ
ントがポリシロキサン−ポリエーテル共重合体のポリシ
ロキサンブロック中へ導入されるに至る。
Ca(OH)2,(CH3)4N+-OSi(CH3)4N+-
[OSi(CH3)2]s -+N(CH3)4(s=4〜10
0)及びK+-OSi(CH3)3のような塩基触媒の存在
下に約200℃まで、好ましくは150℃までの温度で
達成される。テトラメチルアンモニウムカチオン、また
は別のテトラアルキルアンモニウムカチオンを含む触媒
は反応の終了時に熱によって容易に分解されるので好ま
しい。反応混合物は減圧ストリッピングされて、未反応
アルケニルシロキサン及び揮発性副生成物が除去され
る。このような親水性添加剤の合成の充分な開示は、K
enrick M.Lewis及びHuaYuを出願人
として「シロキサン−ポリエーテル・コポリマース・ウ
ンズ・アンサチュレーテッド・ファンクショナリティー
ズ、アンド・プロセス・フォ・メイキング・ゼム」の題
で1998年5月21日に出願された米国特許出願に与
えられている。これをここに参照のため導入する。
ル共重合体生成物中の結合及び遊離白金の存在は、もし
長期貯蔵が所望されるならば、配合物の部分A中のこの
添加剤の含有に対して緩和する。部分A中に親水性添加
剤を用いて実施した研究室試験は、少なくとも1月間の
貯蔵及び性能安定性を明かにした。しかし、極めて低い
百万分の1のオーダーの水準で存在する場合であって
も、白金は、SiH及びヒドロシリル化可能不飽和基の
時期尚早の付加に対し触媒作用をなす潜在力をもち、あ
るいは部分A中で水素生成をもたらすその他の反応に触
媒作用をなす潜在力をもつ。従って、本発明の親水性、
不飽和ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体生成物は
最大の貯蔵及び性能安定性も確保するために部分B中に
包含される。
んでいるので、本発明の親水性、不飽和ポリシロキサン
−ポリエーテル共重合体は一般的には、付加硬化処方物
をなすヒドロシリル化可能ポリジオルガノシロキサン類
と混和性ではない。部分B中、及び/または親水性不飽
和ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体とヒドロシリ
ル化可能ポリジオルガノシロキサンとのブレンド中の混
和性及び均質性は、処方物及び原材料が長時間安定にか
つ性能及び加工性を終始一貫良好に貯蔵されるべきであ
るならば、望ましい。これらは、下記の群から選択され
る1種またはそれ以上の相溶化剤B(4)の使用によっ
て達成される: 1. 溶解パラメーターδ=13〜17MPa1/2の炭
化水素エステルのような相溶化添加剤、または 2. ポリエーテル部分がプロピレンオキシド及びブチ
レンオキシドのような疎水性単位の優勢量を含むポリシ
ロキサン−ポリエーテル共重合体、または 3. 100m2/gより大きな表面積及び20ナノメ
ートルより小さいメジアン粒子寸法を有する疎水性また
は親水性充填剤、好ましくはシリカ。
和ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体及びヒドロシ
リル化可能ポリジオルガノシロキサンの均質化を行なう
のに充分な量で相溶化剤を使用することである。相溶化
剤は、硬化ポリシロキサンの加工及び性質に有害な効果
を与えてはならない。歯科、医科、化粧品、化粧処理及
び繊維応用分野で使用される組成物にとって望ましいあ
るいは重要な性質としては、貯蔵安定性、作業時間、ポ
ットライフ、硬化時間、親水性、硬度(柔軟度)、温度
による寸法変化、引裂強度、引張強度、弾性、接着性、
表面外観、感触及び終始一貫良好な性能等がある。これ
らのすべての事項は、付加(添加)硬化ポリシロキサン
組成物を配合し応用する分野の通常の技術者が良く知る
ところである。
ギー密度を示し、相異なる物質同志の混和性についての
予知を与える。高いδ値の物質は、それをより低いδ値
の物質と混合することにより得られるものよりも、多く
の分散エネルギーを必要とし、かくして非混和性または
相分離がもたらされる。類似のδ値の2つの物質は、相
互分散のときに物質混合を可能とする充分なエネルギー
を得る。SI単位において、δはメガパスカルの平方根
(MPa1/2)SDW表わされる。多様な物質について
の溶解パラメーター値はA.F.M.BartonのH
andbookof Solubility Para
meters and OtherCohesion
Parameters,CRC Press,Boca
Raton,FL(1991)に表で示されている。
素エステルはδ=13〜17MPa1/2の範囲の溶解パ
ラメーター及び一般式R3(COOR4)kまたはR3CO
O(CaH2aO)bOCR3を有する。ここにR3カルボ
ン酸から誘導される1価、2価、3価または多価炭化水
素ラジカルである。R3は直鎖または分枝状のアルキ
ル、アリール、アルカリールまたは脂環式基で、エステ
ル官能基の数kに等しい結合価を有する。R3の例とし
ては、C12H25,C14H29,C15H31,C16H33、アジ
ピル、アゼライル、シクロヘキサンジイル及び、天然及
び合成脂肪酸から誘導されるその他のラジカルがある。
R4はアルコールから誘導される1価の炭化水素ラジカ
ルである。R4の例は、メチル、イソプロピル、ネオペ
ンチル、オクチル、シクロヘキシル、ラウリル及びステ
アリルである。数値a及びbは、前記のオキシアルキレ
ンに関して定義したものと同じである。δ=13〜17
MPa1/2を満足するもののみが、親水性不飽和ポリシ
ロキサン−ポリエーテル共重合体とヒドロシリル化可能
ポリジオルガノシロキサンの貯蔵及び性能安定ブレンド
及び/または貯蔵及び性能安定な部分B組成物を与え
る。好ましいエステルの例は、パルミチン酸イソプロピ
ル、ミリスチン酸イソプロピル及びセバシン酸ジブチル
である。
リジオルガノシロキサン及び親水性不飽和ポリシロキサ
ン−ポリエーテル共重合体の混合物(部分B)は、多様
な方式で作ることができる。例えばヒドロシリル化可能
ポリジオルガノシロキサンがブレンドの主要部分(約5
0〜75重量%)をなすことができ、炭化水素エステル
は約5〜30重量%をなし、そして親水性不飽和ポリシ
ロキサン−ポリエーテル共重合体が約1〜20重量%を
なしうる。あるいは、炭化水素エステルは、特定の用途
に応じてブレンドの主要部分(約50〜75重量%)を
なすことができる。
シド及びブチレンオキシドのようなオキシアルキレン単
位を80重量%より多く、好ましくは100重量%含む
ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体は、本発明に関
して効果的な相溶化剤である。例えば米国特許第3,2
09,112号、第3,507,815号、第4,84
7,398号及び第5,191,103号にその合成方
法が開示されているこれらの周知共重合体は、通常は、
ヒドロシリル化可能基を含んでいない。そのような基は
存在しうるが、本発明に開示されている相溶化機能のた
めには必要とされない。そのような基が存在する場合、
不飽和基の濃度が貴金属接触付加硬化反応を所定の応用
について必要ないしは望まれる程度よりも高度に抑制し
ないことを確保するように注意を払う必要がある。
xD*yM,M*DxD*yM*及びM*DxM*(ここに
M=R3SiO1/2,D=R2SiO,D*=RSiO
Z',M*=R2Z'SiO1/2)のような一般式を有しう
る。R及びZは前記のシロキサンの構造についての定義
と同じである。
る。相溶化剤のポリエーテルZ’エチレンオキシドを含
まないが底含量(<30wt%)で有しそして高い(>
80wt%)プロピレンオキシドまたはブチレンオキシ
ド含量を有する。これはヒドロシリル化可能ポリジオル
ガノシロキサンと、1分子当り10個より少ないケイ素
原子を含む親水性添加剤との最大の長期間安定性のため
に望ましい。しかしポリエーテル中にのみエチレンオキ
シドセグメントを有する相溶化共重合体で混和性が達成
された例がある。相溶化共重合体が永久ないし半永久的
親水性を与えるためには必要とされないことも明記され
るべきである。さらには、本発明の親水性添加剤及び相
溶化剤を含む硬化ポリシロキサン組成物が永久的な親水
性を示すことは実験により説明されるが、米国特許第
4,657,959号には高エチレンオキシド含量のポ
リシロキサン−ポリエーテル共重合体は半永久的親水性
を与えるにすぎないことが記載されている。
記の通りである。
選択は、混合されるべきヒドロシリル化可能ポリジオル
ガノシロキサン及び親水性不飽和ポリシロキサン−ポリ
エーテル共重合体の構造及び量によって主に左右され
る。例えば、トリシロキサン相溶化剤は、親水性、不飽
和トリシロキサン共重合体のために最適であるようであ
る。さらに高度のオリゴマー相溶化剤、1分子当り9個
までのケイ素原子を含む親水性添加剤のためより効果的
でありうる。相溶化共重合体の使用を混合物の30重量
%以下にするのが好ましく、最も好ましくは0.1〜1
0重量%とする。しかし、炭化水素エステル相溶化剤の
場合のように、相溶化剤がヒドロシリル化可能ポリジオ
ルガノシロキサン及び親水性不飽和ポリシロキサン−ポ
リエーテル共重合体のブレンドの主要部分をなす混合物
を使用するのが有利となるような状態が起こりうる。
ナノメートルより小さいメジアン粒子寸法を有する疎水
性または親水性充填剤、好ましくはシリカは、本発明に
関して効果的な相溶化剤でもある。大きな表面積及び小
さい粒子寸法は、最少重量のこれらの相溶化剤の使用
と、最大量の親水性不飽和共重合体の導入とを促進す
る。最少使用量は、混合物の粘度が2液型配合物の混合
のために制御可能にかつ適切に維持されなければならな
いときに、重要である。従って、歯科及び高ジュロメー
ター(硬度)シリコーン処方物で典型的に使用される1
5〜80重量%の石英粉末、炭酸カルシウム及び/また
はその他の疎水性強化充填剤と対照的に、本発明の相溶
化作用を示す充填剤は、親水性不飽和共重合体及びヒド
ロシリル化可能ポリジオルガノシロキサンの混合物中で
0.5〜10重量%で使用される好ましくは親水性のシ
リカである。エーロシル(AEROSIL:商標)20
0、エーロシル300、シリカFK160及びシリカF
K320DS(デガッサ社製)のような親水性シリカ
は、好ましい相溶化性の充填剤である。
が上記のものよりも高い用途も、それが有利で好ましい
ときには、可能である。このような例も、組成物が10
0m2/gより大きな表面積及び20ナノメートルより
小さいメジアン粒子寸法の充填剤、親水性不飽和ポリシ
ロキサン−ポリエーテル共重合体、及びヒドロシリル化
可能ポリジオルガノシロキサンを含むならば、本発明の
範囲内である。相溶化性充填剤及び親水性不飽和ポリシ
ロキサン−ポリエーテル共重合体を別々にグリースまた
はドウの形に配合し、あるいは相溶性、強化充填剤の表
面を親水性不飽和ポリシロキサン−ポリエーテル共重合
体でコーティングし、次いでそのグリース、ドウまたは
コーティングされた固体をヒドロシリル化可能ポリジオ
ルガノシロキサン中に分散せしめて、部分B組成物を製
造するのが有利であることもある。種々の相溶化剤の組
合せも、ある種の用途において有利でありうる。これら
のすべての変更方式は本発明の範囲内である。
の水滴の接触角を測定することにより決定される(W.
Noll,Chemistry and Techno
logy of Silicones,Academi
c Press,NY,1968,pp447〜452
参照)。2〜3分間の湿潤時間後約60°より小さい値
は、親水性表面とされる。当業において(上記W.No
ll文献参照)、未変性ポリシロキサン表面は非常に疎
水性であり、約80°よりも大きな平衡静的水接触角を
生じることが周知である。市販されている親水性歯科印
像材は、硬化したときに40〜60°の範囲の平衡水接
触角を生じる。しかし、これらの親水性値は、その歯科
印像物を洗浄及び/または殺菌処理すると疎水性の範囲
にまで増加する。本発明の不飽和ポリシロキサン−ポリ
エーテル共重合体は、硬化されたポリシロキサン組成物
に対して永久的な親水性を与える。この永久的親水性
は、水洗及び/または殺菌処理の前及び後の従来技術の
50±10°よりも小さい静的水接触角により、そして
約90°より小さい前進接触角により、特徴付けられ
る。
下で個々の系について一つの値であるべきである。しか
しながら、接触角測定においては、作用表面に相対して
の界面の移動の方向に依存してヒステリシスがしばしば
見出される(C.A.Miller及びP.Neog
i,Interfacial Phenomena,M
arcel Dekker,NY,NY,1985,p
p.67〜83参照)。界面が新鮮表面に沿って移動す
るときに、前進接触角(典型的にはθAで示される)
は、後退接触角(典型的にはθRで示される)よりも大
きい。一般にθA≧θ≧θRとなる。前進及び後退接触角
は、60°程度の差を示しうる。シリコーンを接触して
いる水についてのθAは120°よりも大きい。動的条
件下で新鮮表面上で行なわれる測定については、親水性
は、約100°よりも小さいθAによって示される。
示する。これらによって、明細書の範囲及び発明の範囲
が限定されるものではない。
おいて定義する。
ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体を表1に引用の
米国特許文献の操作を用いてのヒドロシリル化によって
作った。共重合体A〜Eは1分子当り10個より少ない
ケイ素原子を含む。これらを、ポリシロキサン組成物に
永久的親水性を賦与するために不飽和誘導体に変えた。
共重合体(コポリマー)F〜Jは相溶化剤として使用し
た。
ン(M*M*)はゲレスト(Gelest)社から購入
した。メチルビニルシクロシロキサン混合物[H2C=
CH(CH3)SiO]q*q=3(4.3wt%),q
=4(76.54wt%),q=5(17.68wt
%),q=6(1.4wt%)はH2C=CH(CH3)
SiCl2の加水分解によって作った。
y<8)タイプのシクロ(ジメチルシロキサン−コ−メ
チルハイドロロゲノシロキサン)は、Polymer
Preprints,33(1992)160−161
にチャン及びブースによって記載されているようにポリ
ジメチルシロキサンとポリメチルハイドロジエンシロキ
サンとを酸触媒平衡化することにより作った。
ル社から購入した市販品である。シルウェット(SIL
WET:商標)L−77は末端トリメチルシロキシ基を
有するシロキサン−ポリエーテル共重合体である。V−
2Kは0.22wt%のビニル含量及び2000cSt
(25℃)の粘度を有するα,ω−ジビニルポリジメチ
ルシロキサンである。V−200は0.7wt%のビニ
ル含量及び200cSt(25℃)の粘度を有するα,
ω−ジビニルポリジメチルシロキサンである。V−XL
は40cc/g相当のSiH含量の架橋剤である。VC
AT−RTは500cStシリコーン油中に溶解された
1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサンの白金錯体
であり、そのPt含量は約2wt%である。シルウェッ
トL−77、V−2K、V−200、V−XL及びVC
AT−RTはすべてウイトコ社のオルガノシリコーンズ
・グループによって製造されている。
0、300及びR−812はデガッサ(Defuss
a)社により製造されているシリカである。エーロシル
200は親水性であり、200m2/gの表面積、約8
nmのメディアン粒子寸法及び12nmの平均粒子寸法
を有する。エーロシル300は、親水性であり、300
m2/gの表面積、約6nmのメディアン粒子寸法及び
7nmの平均粒子寸法を有する。エーロシルR−812
は、疎水性であり、260m2/gの表面積、約7nm
のメディアン粒子寸法及び7nmの平均粒子寸法を有す
る。
ルアルデヒドベースの殺菌剤バニサイド(BANICI
DE:商標)を製造者の指示に従って殺菌媒質として使
用した。殺菌時間はほとんどの場合に一晩(約16時
間)であり、他の場合に64時間に及ぶものであった。
製造業者の製品文献に指示された通りに市販の歯科印像
配合物を混合し、硬化させた。
クライゼンコネクター、水冷式フリィードリッヒコンデ
ンサー、温度計及び減圧引出口を備えた1lの三口丸底
フラスコに216の[(CH3)2SiO]4,18.1
gの(CH3)4NOH.5H2O及び250gの水を仕
込んで(CH3)4N+-OSi(CH3)2[OSi(CH
3)2]58Si(CH3)2O-+N(CH3)4(N−CA
T)を作った。混合物を100〜200トルで65〜7
0℃に加熱して水−トルエン共沸混合物を除去した。さ
らなる共沸混合物が留出しなくなったときに、水とトル
エンを分離させた。水の重量(約8g)が記録された。
減圧を解き、温度を下げて、さらに100gのトルエン
をフラスコに入れた。残留水(約1g)及びすべてのト
ルエンの最終ストリッピングを50トルで90℃に加熱
することにより実施した。生成物は粘稠な吸湿性液体で
あった。
ル、機械式撹拌機、クライゼンコネクター、水冷式フリ
ィードリッヒコンデンサー、温度計及び窒素スパージ管
を備えた500ml三口丸底フラスコ中で平衡化及び開
環反応を実施した。秤量したポリシロキサン−ポリエー
テル共重合体、ビニルシロキサン及びN−CATを上記
フラスコに仕込んで、撹拌下に90℃に4時間加熱し
た。温度を140℃に1時間上昇させてN−CATを分
解させ、後に反応混合物を4時間100℃/4トルで真
空ストリッピングした。凝縮物を捕集し、秤量し、gc
及びgc/msによって分析した。ストリップ処理生成
物を秤量し13C及び29Si nmr、gpc及びICP
によって分析した。これを親水性添加剤としてまたシリ
コーン界面活性剤として使用した。
和ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体を含有する硬
化ポリシロキサンのディスクの表面上での、時間の関数
としての、静的水接触角を測定することにより評価し
た。接触角は本発明の親水性添加剤を用いずに作った対
照ディスク、及び親水性であるといわれている市販組成
物から作ったディスクについても測定された。すべての
測定はRame−Hartゴニオメーター(モデル10
0 00 115)で行った。測定角の標準偏差は±5
°であった。
15動的接触角分析機によって行なわれた。二液式配合
物を混合し、分析機のガラス板に塗布した。測定は配合
物が硬化しつつあるときに行なわれた。前進及び後退接
触角の計算は分析器のソフトウエアによって自動的に行
なわれた。
一般操作によるビニル含有ポリシロキサン−ポリエーテ
ル共重合体の合成を例示する。表2の飽和ポリシロキサ
ン−ポリエーテル共重合体及び1,3−ジビニルテトラ
メチルジシロキサン(M*M*)の種々の量を用いるこ
とにより反応対比率を表3に示すように変えた。すべて
の反応は85〜90℃で4時間行ない、次いで触媒の分
解及び揮発物の分離を行なった。
つのカテゴリィの相溶化剤を用いて、実施例1及び2の
親水性、不飽和ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体
とα,ω−ジビニルポリジメチルシロキサン(V−2
K)との物質ブレンドを製造する例である。IPM及び
IPPは溶化水素エステル相溶化剤の代表である。エー
ロシル200(A−200)及びエーロシル300(A
−300)は親水性シリカ相溶化剤の代表であり、そし
てエーロシルR−812は疎水性シリカ相溶化剤の代表
である。表2のコポリマーF、H、I及びJはポリシロ
キサン−ポリエーテル共重合体相溶化剤の例である。
500rpmで30分間激しく混合することにより製造
した。実施例1及び2から親水性不飽和共重合体を80
0rpmでの中度の撹拌下にゆっくり(滴状で)添加し
た。混合もその添加が終了してからさらに30分間継続
した。試料を室温で静置放置し、定期的に相分離につい
て観察した。これらの実験結果は表4に示されている。
性不飽和トリシロキサン共重合体との混合物は非混和性
であった。表4に示されるように使用された種々の相溶
化剤は、これらの混合物の安定な混和性に対して多様な
程度(度合)の影響を与えた。実施例10〜12及び2
0〜21では、2〜4wt%の親水性不飽和トリオキサ
ンを2月またそれ以上完全に均質化させておくのに10
wt%のIPPを必要とした。さらにエステルの濃度が
低いと(実施例10)、短時間での相分離が明かにな
る。混和性はIPM(実施例7〜9及び19)でも認め
られたが、15wt%のエステル及び2wt%の親水性
不飽和トリシロキサンを用いてさえも、より耐久性がな
かった。
は、大表面積の親水性シリカであるエーロシル200及
びエーロシル300がV−2Kと親水性不飽和トリシロ
キサン共重合体との混合物の相溶化に非常に有効である
ことを示している。これらの固体の1〜2wt%によっ
て、10wt%までのトリシロキサンを含む混合物で3
月を越える安定性が与えられた。
シロキサンを含む混合物(実施例16及び29)は、疎
水性シリカであるエーロシルR−812の2wt%によ
って3週まで安定化された。
と親水性不飽和トリシロキサン共重合体との混合物の貯
蔵安定性を与えるのに同等な効果を示さなかった。ポリ
エーテルがキャップなしのプロピレンオキシドシーケン
スであるコポリマーFは、3月を越えて安定な混合物を
与えた(実施例17及び30〜32)。10wt%のコ
ポリマーFがV−2K中に4wt%のトリシロキサンを
可溶化させた。
二液型配合物の製造を説明するものであり、この場合に
部分Bは、親水性不飽和ポリシロキサン−ポリエーテル
共重合体と;炭化水素エステル、疎水性もしくは親水性
シリカ(100m2/g以上の表面積、及び20ナノメ
ートルより小さいメジアン粒子寸法)またはポリエーテ
ル部分が80重量パーセント以上の疎水性オキシアルキ
レン単位を含むポリシロキサン−ポリエーテル共重合体
のような相溶化剤と;を含む均質なブレンドを含んでい
る。
混合物は前記実施例7〜34で用いたのと同じ方法で作
った。それらは表5に示した期間にわたり室温で貯蔵し
た後に別個に部分Aと硬化されたとき(実施例40〜4
4)、なおすべてが充分に均質であった。硬化試料も実
験中に毎週作った。5つのすべての硬化エラストマー上
の静的水接触角は<20℃であり、すべての場合に殺菌
の前後で実験誤差(±3°)の範囲内にとどまってい
た。
実施例35〜39に記載の貯蔵安定性部分B組成物から
作った部分Bから作った硬化ポリシロキサン組成物の永
久的親水性を説明する。
−2K及び13.2wt%V−XLを含んでいた。硬化
は部分Aを各部分Bと1.5:1の重量比で混合し、そ
の混合物を円筒状金型に注入し、金型を120℃で15
〜30分加熱することにより行なった。水接触角測定
は、冷却されたエラストマーディスク上で殺菌処理の前
と後に時間の関数として、行なわれた。3分のときの値
を表6に示してある。
実質的に変らなかったことを示している。接触角の値が
小さいことは、硬化したポリシロキサン組成物の表面が
不飽和トリシロキサン共重合体(実施例2で合成)によ
って非常に親水性とされたことを示すものである。すべ
ての試料は殺菌処理の後に<0.05wt%の重量変化
を示し、このことは表面湿潤性が水吸収を伴なわなかっ
たことを示している。これらの結果は、本発明の相溶化
剤及び親水性添加剤と、ジビニルポリシロキサンを含む
部分B組成物が貯蔵安定及び性能安定であることも示し
ている。
施例4の不飽和共重合体組成物を用いて作ったポリシロ
キサン組成物の親水性を説明するものである。動的及び
静的両方の親水性を実験例示する。
を作るのに用いた二液式無充填剤ポリシロキサン配合物
を示している。二液部分は1.5の部分A:1.0の部
分Bの重量比で混合し、これにさらに実施例4の親水性
添加剤も一緒に混合し、得られた混合物を、Cahn
DCA−315接触角分析機での動的湿潤性の測定に用
いたガラス板に塗布した。残った混合物を円筒状金型に
注ぎ込み、120℃で15〜30分間硬化させた。Ro
me−Hartゴニオメーターを用いて硬化ディスクの
平らな表面上での2分時点の静的水接触角を測定した。
表8に実験データを示す。親水性添加剤の百分率は組成
物の全重量基準である。
例45)、ポリシロキサン組成物は、従来の疎水性表面
挙動を示した。前進動的接触角θA及び2分時点静的接
触角は共に>100°であった。実施例46及び47の
組成物は実施例5の親水性添加剤を≧2wt%含んでい
た。それらは表面親水性及び迅速湿潤性を示した。前進
接触角は<100°であり、2分時点の静的接触角の値
は<40°であった。
Claims (10)
- 【請求項1】 (a) 1分子当り少なくとも2個のヒ
ドロシル化可能不飽和炭化水素基を含むポリジオルガノ
シリル化触媒を50〜75重量%; (b) 有効量のヒドロシル化触媒; (c) 2〜5個ケイ素原子、少なくとも1つの脂肪族
不飽和及び少なくとも1つのポリエーテル官価を有する
親水性の不飽和ポリシロキサン−ポリエーテル共重合体
1〜20重量%;及び (d) 溶解パラメーターδ=13〜17MPa1/2を
有する炭化水素エステル、もしくはポリシロキサン−ポ
リエーテル共重合体、もしくは1グラム当り100m2
より大きな表面積及び20ナノメターより小さなメジア
ン粒子寸法をもつ疎水性ないし親水性充填剤、からなる
群より選択される相溶化剤5〜30重量%; を含む第1成分を含有する組成物。 - 【請求項2】 成分(c)が、 (A)R1−SiR2O(SiR2−O)p−(SiR2Z
−O)m−SiRR2 1 (B)R1−SiR2O(SiR2−O)p−(SiR2Z
−O)m−SiR3 (C)R3SiO(SiR2−O)p−(SiR2Z−O)
m−(SiR2R1−O)q−SiR3 (D)R1−R2SiO(SiR2−O)p−(SiR2Z
−O)m−(SiR2R1−O)q−SiR3 (E)R1−R2SiO(SiR2−O)p−(SiR2Z
−O)m−(SiR2R1−O)q−SiR2R1 (F)Z−SiR2O(SiR2−O)p−(SiR2R1
−O)q−SiR2R1 (G)[Z−SiR2O(SiR2−O)p]r−(SiR
2−O)−(SiR2R1−O)q−SiR2R (H)(R2Si−O)p−(SiR2Z−O)m−(Si
R2R1−O)q (I)R1Si[(O−SiR2)p−Z]3 (J)RSi[(O−SiR2R1)q−(O−SiR2)
p−Z]3、及び (K)[R1SiR2O(SiR2−O)p]v−(Si
O2)[(O−SiR2R1)q(O−SiR2Z)m]4-v (ここにRはC1〜C20、好ましくはC1〜C12の飽和1
価有機基であり;R1はヒドロシリル化されてケイ素−
炭素結合を生じうるC1〜C20不1価有機基であり;R2
はRまたはR1と同じであってよく;m,p,q,r及
びvは1分子当りの合計のケイ素原子数が2〜5である
ように選択され、但し1分子当り少なくとも1個のZ及
び少なくとも1個のR1が存在し、そしてr及びvは0
ないし1の値であり、3≧m>0、そして0≦qかつp
≦3であり;Zはケイ素−炭素結合によりポリシロキサ
ンブロックに結合されたポリエーテル含有基である。)
からなる群より選択される請求項1の組成物。 - 【請求項3】 Zが下記のタイプの一般式、 −CxH2xO(CaH2aO)bR”または−CxH2xOG
[(CaH2aO)bR”]z(ここにxは1〜20の範囲
内の整数であり、aは2に等しいかそれよりも大きな値
の整数であり、Gはアルコキシル化可能なポリヒドロキ
シ基であり、zはGの原子価であり、Rは水素、または
1〜8炭素原子のアルキル基、もしくは1〜8炭素原子
のアシル基、もしくはビニルエーテル、もしくはオルガ
ノシリル基、のようなポリエーテルキャッピング基であ
る。)を有する請求項2の組成物。 - 【請求項4】 成分(c)が、 H2C=CHSi(CH3)2−O−Si(CH3)Z−O
−Si(CH3)2CH=CH2; H2C=CHSi(CH3)2−O−Si(CH3)Z−O
−Si(CH3)3; H2C=CHSi(CH3)2−O−Si(CH3)Z−O
−Si(CH3)2CH=CH2; H2C=CHSi(CH3)2−O−[Si(CH3)
2O]2−[Si(CH3)Z−O]−Si(CH3)2C
H=CH2;及び H2C=CHSi(CH3)2−O−[Si(CH3)
2O]−[Si(CH3)Z−O]2−Si(CH3)2C
H=CH2;〔ここにZ=−(CH2)3O(C2H4O)
7.5CH3または−(CH2)3O(C2H4O)5(C3H6
O)2Hまたは−(CH2)3O(C2H4O)3CH3また
はHO(C2H4O)(CH2C=CHCH2)(OC
2H4)OH〕 からなる群より選択される請求項3の組成物。 - 【請求項5】 第1成分がレオロジイ変性剤をさらに含
む請求項1の組成物。 - 【請求項6】 相溶化添加剤が溶解パラメーターδ=1
3〜17MPa1/2を有する炭化水素エステルである請
求項1の組成物。 - 【請求項7】 相溶化添加剤がポリシロキサンポリエー
テル共重合体である請求項1の組成物。 - 【請求項8】 (a)1分子当り少なくとも3個のSi
H結合を含むポリオルガノヒドリロシロキサン架橋剤、
及び(b)1分子当り少なくとも2個のヒドロシリル化
可能な不飽和炭化水素基を含むポリジオルガノシロキサ
ンを含む別個の第2成分をさらに含有する請求項1の組
成物。 - 【請求項9】 第1及び第2成分を一緒にして、反応さ
せる請求項8による反応生成物。 - 【請求項10】 第2成分が、末端SiH基を有するポ
リオルガノヒドリドシロキサン連鎖延長剤をさらに含む
請求項8による組成物。
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