JP3178825B2 - 硬化性オルガノポリシロキサン組成物 - Google Patents

硬化性オルガノポリシロキサン組成物

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は硬化性オルガノポリシロキサン組成物に関す
るものである。詳しくは、金属、ガラス、プラスチック
など各種基材に優れた接着性を示す硬化性オルガノポリ
シロキサン組成物に関するものである。
[従来技術] ヒドロシリル化反応によって硬化するオルガノポリシ
ロキサン組成物は、反応副生物が生成せず深部まで迅速
に硬化が進行するという特徴を有しているので、例え
ば、接着剤、電気・電子部品のポッティング材およびコ
ーティング材、紙やフィルムなどの剥離コーティング材
など幅広い分野にわたって使用されている。
しかしながら、この種のオルガノポリシロキサン組成
物は、一般に他の材質への接着性が劣るという問題点が
あった。接着性が不十分なオルガノポリシロキサン組成
物を電気・電子部品のポッティング材およびコーティン
グ材として使用した場合には、剥離をおこしやすく水分
の侵入を許したり、接着強度を低下させる原因となる。
従来、このような問題点を解消するために、この種の
オルガノポリシロキサン組成物に各種のオルガノシラン
あるいはオルガノシロキサンを接着付与成分として添加
することにより、その接着性を向上させるる方法が数多
く提案されている。ところが、オルガノシランを接着性
付与成分としたオルガノポリシロキサン組成物は、オル
ガノシランが加熱硬化時に揮発して充分な接着性を有さ
なかったり、硬化物の物性を低下させたりすることがあ
り、必ずしも満足できるものではなかった。オルガノポ
リシロキサンを接着付与成分としたオルガノポリシロキ
サン組成物としては、ケイ素原子数が3〜6個でエポキ
シ基及び/またはエステル基とケイ素原子結合水素原子
を有する架橋剤成分とするオルガノポリシロキサン組成
物が知られている。(特開昭50−39345号公報参照)。
しかし、この組成物は、ガラスやアルミニウム、鉄など
の金属にはよく接着するが、最近使用されるようになっ
たポリブチレンテレフタレート(PBT)、6ナイロン、
ポリフェニレンンサルファイド(PRS)などのエンジニ
アリングプラスチックに対しては接着性がよくないとい
う欠点があった。
[発明が解決しようとする課題] 本発明者らは、上記問題点を解消すべく鋭意研究した
結果、特定のオルガノポリシロキサンを架橋剤成分とす
る硬化性オルガノポリシロキサン組成物が金属、ガラス
だけでなくプラスチックに対しても強固な自己接着性を
示すことを見出し本発明に到達した。すなわち、本発明
の目的は、金属、ガラス、プラスチックなどの各種基材
に幅広く優れた接着性を示す硬化性オルガノポリシロキ
サン組成物を提供することにある。
[課題を解決するための手段とその作用] 本発明は、 (A)平均組成式RaSiO(4−a)/2(式中、Rは置換
または非置換の1価炭化水素基、aは1.0〜2.3の数であ
る)で示され、1分子中に少なくとも2個のケイ素原子
結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、 (B)1分子中に、炭素原子を介してケイ素原子に結合
したトリアルコキシシリル基1個以上とエポキシ基含有
有機基1個以上とケイ素原子結合水素原子2個以上を含
有し、主鎖中のケイ素原子数が5個以上であるジメチル
シロキサン単位を含有するオルガノハイドロジェンポリ
シロキサン(ただし、該オルガノハイドロジェンポリシ
ロキサンはフッ素原子を含有しない。) および (C)ヒドロシリル化反応用触媒 よりなる、硬化性オルガノポリシロキサン組成物に関す
る。
本発明に使用される(A)成分のオルガノポリシロキ
サンは、本発明の組成物の主剤となる成分であり、1分
子中に少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を
有することが必要である。このオルガノポリシロキサン
は上式中、Rはメチル基,エチル基,プロピル基,ブチ
ル基,ヘキシル基,オクチル基のようなアルキル基;ビ
ニル基,アリル基,ヘキセニル基などのアルケニル基;
フェニル基などのアリール基;3,3,3−トリフルオロプロ
ピル基のような置換炭化水素基で例示される1価炭化水
素基であり、aは1.0〜2.3の数である。このオルガノポ
リシロキサンの分子構成は直鎖状、分岐状のシロキサン
骨格を有するものでもよい。またその重合度は特に限定
されないが、通常は25℃における粘度が10〜1,000,000
センチポイズの範囲にあるものが使用される。
本発明に使用される(B)成分は(A)成分のオルガ
ノポリシロキサンの架橋剤であり、かつ他の基材に対し
て優れた接着性を示すために必須とされる成分であり、
これは炭素原子を介してケイ素原子に結合したトリアル
コキシシリル基1個以上とエポキシ基含有有機基1個以
上とケイ素原子結合水素原子2個以上を含有し、主鎖中
のケイ素原子数が5個以上であるオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサンである。
ここで、炭素原子を介してケイ素原子に結合したトリ
アルコキシシリル基とエポキシ基を含有する有機基は、
本発明組成物が接着性を示すためには、(B)成分のオ
ルガノハイドロジェンポリシロキサンの1分子中にそれ
ぞれ1個以上存在しなければならない。このようなトリ
アルコキシシリル基としては、トリメトキシシリル基,
トリエトキシシリル基,トリイソプロポキシシリル基,
トリブトキシシリル基等で例示されるトリアルコキシシ
リル基が、メチレン基,エチレン基,プロピレン基,ブ
チレン基で例示されるアルキレン基を介してケイ素原子
に結合した有機基が挙げられ、エポキシ基含有有機基と
してはグリシドキシプロピル基,エポキシシクロヘキシ
ルエチル基で例示される有機基が挙げられる。
また、本発明の組成物が網状構造を形成するためには
(B)成分1分子中にケイ素原子結合水素原子を4個以
上含有することが必要である。これらの有機基以外にケ
イ素原子に結合した有機基としては前述した(A)成分
のオルガノポリシロキサンについて例示した1価炭化水
素基と同様のものが例示される。この有機基は、1分子
中に1種のみでもよく、また、2種以上が混在してもよ
い。
さらに、(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシ
ロキサンは、1分子中のケイ素原子の数が5個以上であ
ることが必要である。4個以下であると、ケイ素原子結
合水素原子の反応性が立体障害などに起因して悪くな
り、本発明組成物の硬化が不十分になり接着強度が低下
したり、硬化不良をおこすからである。また、(B)成
分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンはケイ素原
子結合水素原子を1分子中に4個以上含有することが必
要である。また、(B)成分のオルガノハイドロジェン
ポリシロキサンは、ジメチルシロキサン単位を含有する
ことが必要である。
このような(B)成分としては、例えば次のような化
合物が例示される。
(m,pは1以上の整数、nは0または1以上の整数、q
は2以上の整数である。) (r,uは1以上の整数、sは0または1以上の整数、t
は2以上の整数である。) (vは0または1以上の整数、wは3以上の整数であ
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、例えば、通常のヒドロシリル化反応で硬化するオル
ガノポリシロキサンの架橋剤としてよく知られているメ
チルハイドロジェンポリシロキサンにアルケニル基含有
トリアルコキシシランとアルケニル基含有エポキシ化合
物をヒドロシリル化反応用触媒の存在下で部分付加させ
ることにより容易に製造できる。ここで、アルケニル基
含有トリアルコキシシランとしては、ビニルトリアルコ
キシシラン、アリルトリアルコキシシラン、ヘキセニル
トリアルコキシシランなどが例示される。アルケニル基
含有エポキシ化合物としては、アリルグリシジルエーテ
ルなどが例示される。本発明に使用される(B)成分の
分子構造は、直鎖構造、網状構造、または3次元構造を
含んでいてもよく、これらの単一重合体または共重合体
もしくは2種以上の重合体の混合物も使用できる。ま
た、その重合度は、通常、25℃における粘度が0.5〜50,
000センチポイズの範囲内であり、好ましくは1〜10,00
0センチポイズの範囲内のものが使用される。
また、その配合量は本成分中のケイ素原子結合水素原
子と(A)成分中のケイ素原子結合アルケニル基のモル
比が、好ましくは0.5/1〜5/1の範囲になるような量であ
り、通常は(A)成分100重量部に対して0.1〜10重量部
の範囲内である。
(C)成分のヒドロシリル化反応用触媒としては、従
来公知のヒドロシリル化触媒活性を示す遷移金属触媒が
すべて使用できる。具体的には塩化白金酸、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
金もしくは塩化白金酸とビニルシロキサンとの錯体、ア
ルミナ、シリカ、カーボンブラックなどに担持された白
金、白金黒などで例示される白金系触媒、テトラキス
(トリフェニルホスフィン)パラジウムのようなパラジ
ウム触媒、あるいはロジウム触媒が例示される。これら
の中でも活性の高さおよび(A)成分と(B)成分への
相溶性の点から白金もしくは塩白金酸とビニルシロキサ
ンとの錯体触媒が好ましい。このような(C)成分の配
合量は、通常、(A)成分のオルガノポリシロキサン10
0重量部に対して白金換算で0.000001〜0.1重量部の範囲
内であり、好ましくは0.00005〜0.01重量部の範囲内で
ある。なお、白金換算重量とは、白金以外の遷移金属の
場合、配合される遷移金属と等しい原子数の白金が配合
されるとして計算した重量を意味する。
本発明の組成物は、上記(A)成分〜(C)成分から
なるオルガノポリシロキサン組成物であるが,これには
必要に応じて,ヒュームドシリカや湿式シリカなどの微
粉状シリカ,表面疎水化処理された微粉状シリカ、本成
分中のケイ素原子結合水素原子と(A)成分中のケイ素
原子結合アルケニル基のモル比を調整するために1分子
中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有する
メチルハイドロジェンポリシロキサン、クレープハード
ニング防止剤、フェニルブチノール、トリアリルイソシ
アヌレートなどの貯蔵安定剤、オルガノポリシロキサン
以外のポリマー、耐熱剤、難燃剤、石英粉末、珪藻土、
炭酸カルシウム、ガラス繊維などを配合することは、本
発明の目的を損わない限り差し支えない。
本発明の組成物は、上記(A)成分〜(C)成分を均
一に混合することによって容易に得られる。本発明の組
成物を硬化させるには、これを室温に放置することによ
り硬化させることができるが、硬化を促進するためには
加熱するのがよく、優れた接着性を発揮させるためには
80℃〜150℃程度の温度で加熱硬化させるのがよい。
以上のような本発明の組成物は、種々の材質からなる
各種基材に対して優れた接着性を有するので、接着剤,
電気・電子部品用ポッテイング剤やコーテイング剤とし
て極めて有用である。
[実施例] つぎに本発明を実施例によって説明する。実施例中、
部とあるのは重量部のことであり、粘度は25℃における
値であり、cpはセンチポイズを示し、%は重量%を表わ
す。尚、実施例中で行った接着性試験、接着強度の測定
は、ASTM規格D1002−53Tに規定する引張せん断試験に準
じて行った。
実施例1 分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖さ
れ,粘度が約2000cpのジメチルポリシロキサン100部、
ヘキサメチルジシラザンで表面疎水化処理された比表面
積約200m2/gの微粉状シリカ20部を均一に混合した後、
平均分子式が、 で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン3.0g
と3,5−ジメチル−3−ヘキシノール0.01gを添加し、均
一に混合した。さらに、1,3−ジビニルテトラメチルジ
シロキサンと、塩化白金酸(H2PtCl6・6H2O)との反応
により得られる1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサ
ンが配位した白金錯体を含む反応生成物(白金金属濃度
は4.3%)0.015gを混合し、硬化性オルガノポリシロキ
サン組成物を得た。これらの組成物をアルミニウム板、
鉄板、ベークライト板、エポキシガラス板(ガラス繊維
で強化されたエポキシ樹脂板)、ポリブチレンテレフタ
レート(PBT)板、ガラス板からなる各2枚のテストピ
ースの間に挟み、120℃で1時間加熱オーブン中で硬化
させ、2枚のテストピースがオルガノポリシロキサン組
成物の硬化物を介して一体化した試験体を得た。次いで
この試験体を引張試験機(テンシロン)にかけ、その接
着強度を測定した。これらの測定結果を第1表に示し
た。
比較のため、上記において架橋剤として式(A)で示
されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの代りに
で示されるメチルハイドロジェンポリシロキサン0.87g
を配合した以外は上記と同様にして製造したオルガノポ
リシロキサン組成物について上記と同様にして接着強度
を測定した。この結果を第1表に併記した。
実施例2 分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖さ
れ、粘度が約2700cpのジメチルポリシロキサン58部,ト
リメチルシロキシ単位とジメチルビニルシロキシ単位お
よびSiO4/2単位よりなり、粘度が約10csのメチルポリシ
ロキサン13部,平均粒度約5ミクロンの石英粉末17部,
ヘキサメチルジシラザンで表面疎水化処理された比表面
積約200m2/gの微粉状シリカ12部を十分に混合した後、
実施例1で使用した式(A)で示されるオルガノハイド
ロジェンポリシロキサン6.8部、実施例1で使用した白
金錯体を含む反応生成物0.02部を均一に混合した。この
組成物をアルミニウム板、銅板、鉄板、ニッケル板、し
んちゅう板、ベークライト板、エポキシガラス板(ガラ
ス繊維で強化されたエポキシ樹脂板)、PBT板、6−ナ
イロン板の各2枚のテストピースの間に挟み、これらを
120℃で1時間加熱オーブン中で硬化させ、2枚のテス
トピースがオルガノポリシロキサン組成物の硬化物を介
して一体化した試験体を得た。次いでこの試験体を引張
試験機(テンシロン)にかけ、その接着強度と接着状態
を測定した。
比較例として、上記において実施例1で使用した式
(A)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサ
ンのかわりに式 で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン4.9g
を添加し上記と同様にして製造したオルガノポリシロキ
サン組成物について、上記と同様の接着性試験をおこな
った。これらの測定結果を第2表に併記した。
実施例3 実施例2において、式(A)で示されるオルガノハイ
ドロジェンポリシロキサンのかわりに、式 で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン4.0g
と式 Me3SiO(Me2SiO)(MeHSiO)5SiMe3 (D) で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン2.0g
を添加し硬化性オルガノポリシロキサン組成物をつくっ
た。この組成物をPBTおよび6−ナイロンに対する接着
性試験を実施例2と同様に行った。その結果、接着状態
は全て凝集破壊であった。
比較のため、上記において式(C)で示されるオルガ
ノハイドロジェンポリシロキサンのかわりに、式 で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン2.0g
を配合した以外は、上記と同様にしてオルガノポリシロ
キサン組成物を製造した。この組成物について上記と同
様に接着性テストを行った。その結果、接着状態は全て
界面破壊であった。
また、比較のため,上記において式(C)で示される
オルガノハイドロジェンポリシロキサンのかわりに式 で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン2.0g
を配合した以外は上記と同様にしてオルガノポリシロキ
サン組成物を製造し、この組成物のPBT,6−ナイロンに
対する接着性試験を実施例2と同様にして行った。その
結果接着状態は全て界面剥離であった。
[発明の効果] 本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、
(A)成分〜(C)成分からなり、特に(B)成分の特
定のジメチルシロキサン単位を含有するオルガノハイド
ロジェンポリシロキサンを含有しているので、金属,ガ
ラス,プラスチックなどの各種基材に対して、優れた接
着性を有するという特徴がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 83/07 C08L 83/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)平均組成式RaSiO(4−a)/2(式
    中、Rは置換または非置換の1価炭化水素基、aは1.0
    〜2.3の数である)で示され、1分子中に少なくとも2
    個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリ
    シロキサン、 (B)1分子中に、炭素原子を介してケイ素原子に結合
    したトリアルコキシシリル基1個以上とエポキシ基含有
    有機基1個以上とケイ素原子結合水素原子4個以上とを
    含有し、主鎖中のケイ素原子数が5個以上である、ジメ
    チルシロキサン単位を有するオルガノハイドロジェンポ
    リシロキサン(ただし、該オルガノハイドロジェンポリ
    シロキサンはフッ素原子を含有しない。) および (C)ヒドロシリル化反応用触媒 よりなる、硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
  2. 【請求項2】(C)成分を構成するヒドロシリル化反応
    用触媒が白金系触媒である、特許請求の範囲第1項記載
    の硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
  3. 【請求項3】白金系触媒が、白金もしくは塩化白金酸と
    アルケニルシロキサンの錯体触媒である、特許請求の範
    囲第2項記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
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