JP4615732B2 - 耐火性シーラント組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐火性シーラントとして有用な硬化性液体シリコーンゴム組成物である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
１分子あたり少なくとも２つの反応基（reactive groups）を含むポリオルガノシロキサンと、架橋剤としての、１分子あたり少なくとも３つの反応基を含むオルガノケイ素化合物との反応によって硬化し、架橋シリコーンゴムシーラントを生じるオルガノシロキサン組成物が知られている。これらの組成物の反応性成分は、典型的には、１つめの容器に入った架橋剤と２つめに入った反応触媒というように、２つの容器にパッケージされる。硬化反応は、それら２つの容器の内容が混合されたときに生じる。
【０００３】
耐火性への多くのアプローチは、オキシド充填剤及び白金を含むいくつかの成分の添加に依存している。例えば、Wolferらの米国特許第5,008,317号には、耐火性及び耐アーク性であるシリコーンエラストマーが記載されており、該エラストマーは、ビニル豊富なポリジオルガノシロキサンと、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化Ce(III)、酸化Ce(IV)、白金から選択される金属酸化物と、ケイ素に結合した塩基性窒素を有するオルガノケイ素化合物とを混合することによって得られる添加物を含む。DeLaTorreらは、米国特許第4,102,852号に、自己消火する室温加硫シリコーンゴム組成物を記載しており、該組成物は、シラノール末端停止ポリジオルガノシロキサンポリマー、金属酸化物充填剤、アルコキシ官能性架橋剤、カーボンブラック、白金及びチタンキレート触媒を含む。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、アルコキシ、ヒドロキシ、アルケニル又はアルキニル基からなる群から選択された少なくとも２つの反応基を有する液体ポリオルガノシロキサン；架橋剤、触媒、補強充填剤及びウォラストナイト（wollastonite）を含む硬化性オルガノシロキサン組成物が、硬化して、予期せず改善された耐火性を有するシリコーンゴムシーラントを形成することを見出している。これらの硬化ゴムシーラントは、非常に低い放熱を有し、燃焼によって、硬質炭（hard char）構造を形成する。本発明の組成物は、炎と空気とその他の蒸気の通過を防ぐためのシーリング構造に有用である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、（Ａ）式
【化４】

［式中、各Ｒ¹は、独立して、１から１８の炭素原子を有するアルキル、アリール、アルケニル及びハロゲン化アルキル基からなる群から選択され、各Ｒ²は、独立して、ヒドロキシル、アルコキシ、アルケニル及びアルキニル基からなる群から選択され、また、ｘは約１０から１５００の値を有する］
によって表される液体ポリオルガノシロキサンポリマー、
（Ｂ）少なくとも３つの、ケイ素に結合した反応性基を有する架橋オルガノケイ素化合物、
（Ｃ）前記成分（Ａ）のケイ素に結合したＲ²基と、前記成分Ｂのケイ素に結合した反応基との間の反応を促進することができる触媒、
（Ｄ）ウォラストナイト、及び、
（Ｅ）任意の補強充填剤
を含む、硬化性液体シリコーンゴム組成物である。
【０００６】
該硬化性液体シリコーンゴム組成物は、硬化することによって、優れた耐火性を有するシリコーンエラストマーを形成することができる。
【０００７】
本発明の組成物に用いるポリオルガノシロキサンポリマー（Ａ）は、式（Ｉ）によって表される、ポンピング可能な液体であり、式中、各Ｒ¹は、独立して選択された、１から１８の炭素原子を有する一価の炭化水素基であり；各Ｒ²は、ヒドロキシル、アルコキシ、アルケニル又はアルキニル基からなる群から選択され；また、ｘは約１０から１５００の値を有する整数である。好ましくは、Ｒ¹は、１から約８の炭素原子を有するアルキル又はアリール基、例えばメチル、エチル、プロピル、イソブチル、ヘキシル、フェニル又はオクチル等のアルキル又はアリール基；ビニル等のアルケニル基；又は、３，３，３−トリフルオロプロピル等のハロゲン化アルキル基である。さらに好ましくは、全Ｒ¹基の少なくとも５０％がメチル基であり、最も好ましくは、実質的に全てのＲ¹基がメチル基である。Ｒ²は、縮合硬化であれ付加硬化であれ、望ましい硬化メカニズムに基づいて選択される。縮合反応では、Ｒ²は、ヒドロキシル基、又は、３つまでの炭素原子を有するアルコキシ基であるべきである。付加反応では、Ｒ²は、アルケニル又はアルキニル基、好ましくは８つまでの炭素原子を有するアルケニル又はアルキニル基、さらに好ましくはビニル、アリル又はヘキセニルであるべきである。
【０００８】
本組成物が付加反応によって硬化するとき、好ましくは、Ｒ²はアルケニル基である。そのようなポリマーは、当該技術分野において周知であり、粘性材料から、自由に流動する液体へと変化することができる。好ましい材料は、２５℃で２５０Pa・sより大きくない粘度、さらに好ましくは２５℃で約０．１から１００Pa・sの粘度を有する。
【０００９】
さらに好ましくは、本組成物を付加硬化によって硬化するときは、Ｒ²は８つまでの炭素原子を有するアルケニル基を示し、これは式−R³ _y-CH=CH₂によって表され、式中、R³は、６つまでの炭素原子を有する二価の炭化水素基、好ましくは４つまでの炭素原子を有するアルキレン基を示し；yは０又は１の値を有し；xは、約１０から１５００、好ましくは約５０から１２００、最も好ましくは７０から８００の値を有する。最も好ましくは、ポリジオルガノシロキサン（Ａ）は、２５℃で、約５０から２５０，０００mPa・s、さらに好ましくは約１００から１００，０００mPa・s、最も好ましくは約２５０から６０，０００mPa・sの粘度を有するα，ω−ビニルジメチルシロキシで末端ブロックしたポリジメチルシロキサンポリマーである。
【００１０】
本組成物を縮合反応によって硬化するとき、好ましくは、式（Ｉ）のＲ²がヒドロキシ及びアルコキシ基から選択され、xが、好ましくは約５０から１２００、最も好ましくは約７０から８００の値を有する。縮合硬化に適したポリマーの例は、２５℃で、約５０から２５０，０００mPa・sの粘度を有するα，ω−ジメチルヒドロキシシロキシで末端ブロックしたポリジメチルシロキサンポリマーである。
【００１１】
架橋（cross-linking）オルガノケイ素化合物（Ｂ）は、上記成分（Ａ）と反応することができる。適切なオルガノケイ素化合物は、当該技術分野において周知である。成分（Ｂ）は、粘性材料から、自由に流動する液体へと変化することができる。好ましい材料は、２５℃で５００mPa・sより大きくない粘度、さらに好ましくは２５℃で2から５５mPa・sの粘度を有する。成分（Ｂ）は、モノマー、ホモポリマー、コポリマー又はそれらの混合物であってよく、それらは、少なくとも１つの、一般式R⁴ _aR⁵ _bSiO_4-a-b/2の単位を含み、式中、R⁴は、１から約１８の炭素原子を有するアルキル、アリール及びハロゲン化アルキル基から選択され、aは０又は１の値を有し、bは２から３の値を有し、a＋bの合計は３より大きくなく、また、R⁵は反応基である。成分（Ｂ）の各分子は、成分（Ａ）のケイ素に結合した（silicon-bonded）置換基R²と反応することができる少なくとも３つの、ケイ素に結合した基R⁵を有する。R⁵は、水素原子、ヒドロキシル及びアルコキシ基からなる群から、ここに記載した硬化メカニズムに基づいて、選択される。
【００１２】
成分（Ｂ）は、好ましくは、シラン類、低分子量オルガノケイ素樹脂及び短鎖オルガノシロキサンポリマー類からなる群から選択される。架橋オルガノケイ素化合物として働くことができる適切なシラン類は、たとえば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン、又は、メチルトリヒドロシランを含む。成分（Ｂ）に適したオルガノケイ素樹脂化合物は、本質的に式SiO_4/2の四官能性シロキサン単位と式R⁴ _aR⁵ _bSiO_1/2［式中、R⁴、R⁵、a及びbは上記の通りである］の一官能性単位とからなるオルガノケイ素樹脂；又は、本質的に式R⁵SiO_3/2の三官能性単位と、一官能性単位とからなる樹脂を含む。適切な短鎖オルガノシロキサンポリマーは、ケイ素に結合した（silicon-bonded）アルコキシ、ヒドロキシ又は水素原子を１分子あたり少なくとも３つ有する短鎖ポリオルガノシロキサン、例えば、約２０までの炭素原子を有する、トリメチルシロキシで末端ブロックしたポリメチルヒドロシロキサン、及び、シラノールで末端ブロックしたジメチル−メチルシラノールシロキサンコポリマー等を含む。
【００１３】
成分（Ａ）の基R²がヒドロキシル又はアルコキシ基であるとき、好ましくは、該架橋オルガノケイ素化合物の反応性置換基は、アルコキシ基又はヒドロキシル基であり、それらは、２つの成分間に縮合反応を生じさせる。ポリオルガノシロキサン（Ａ）の基R²がヒドロキシル又はアルケニル基であるとき、該架橋オルガノケイ素物質の反応性置換基R⁵は水素原子であってよく、これは、該架橋オルガノケイ素物質と該ポリオルガノシロキサンポリマー（Ａ）との間の縮合又は付加反応を可能にする。さらに好ましくは、付加硬化の場合、R²がアルケニル基であるとき、成分（Ｂ）は、好ましくは、少なくとも３つの、ケイ素に結合した（silicon-bonded）水素原子を有する短鎖ポリオルガノシロキサンである。
【００１４】
付加硬化が望ましいときに成分（Ｂ）として好ましい化合物は、一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）を有するオルガノケイ素化合物である。
【化５】

式中、R⁶は、１０までの炭素原子を有するアルキル又はアリール基、又は、３，３，３−トリフルオロプロピル等のハロゲン化アルキル基を示し；R⁷は、R⁶又は水素原子であり、pは、０から約２０までの値を有し、qは、１から約７０までの値を有し、また、１分子あたり少なくとも３つのケイ素に結合した水素原子が存在する。好ましくは、R⁶は３つ未満の炭素原子を有する低級アルキル基であり、最も好ましくは、メチル基である。式ＩＩにおいて、最も好ましくは、p及びqは、同様の値を有するか、又は、p＝０であり且つqが６から７０まで、さらに好ましくは２０から６０までの値を有する。式（ＩＩＩ）のような環状オルガノケイ素物質が用いられるとき、好ましくは、p及びqは、同様の値を有するか、又は、p＝０であり且つqが３から８までの値を有する。成分（Ｂ）は、上述のようないくつかのオルガノケイ素化合物の混合物を含むことができる。
【００１６】
成分（Ｂ）は、硬化性液体シリコーンゴム組成物の製造に通常使用される量で用いられる。使用量は、選択した特定の架橋剤と望ましい性質とに応じて変化するであろう。好ましくは、縮合硬化組成物では、架橋剤は、成分（Ａ）の１００重量部あたり、約０．５から１５重量部の量で存在する。
【００１７】
付加硬化を用いて高品質の硬化製品を得るためには、成分（Ｂ）の全ての、ケイ素に結合した水素の、成分（Ａ）によってもたらされるケイ素に結合したアルケニル基に対するモル比は、好ましくは、１：５から５：１の範囲内である。さらに好ましくは、成分（Ｂ）は、ケイ素に結合した水素の、成分（Ａ）によってもたらされるケイ素結合アルケニルに対するモル比が１：１から２．５：１の範囲内とするのに十分な量で加えられる。
【００１８】
触媒（Ｃ）は、成分（Ａ）と（Ｂ）の間の反応を触媒する化合物であってよい。本組成物が、縮合反応によって硬化されるとき、該触媒は、スズ又はチタンをベースとする触媒等の既知のすべての縮合触媒であってよい。有用な有機スズ化合物は、＋２又は＋４価のスズのものである。これらのスズ化合物は、ケイ素上で置換されたアルコキシ基とケイ素上で置換されたヒドロキシル基との間の反応を促進することが当該技術分野において知られている。縮合触媒として有用な、典型的なスズ化合物は、ステアリン酸第一スズ、オレイン酸第一スズ、スタンナスナフタネート、スタンナスヘキソエート、コハク酸第一スズ、カプリル酸第一スズ及びスタンナスオクトエート等のカルボン酸の第一スズ塩；及び、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジホルメート、ジブチルスズジネオデカノエート等のカルボン酸の第二スズ塩、そして、それらの部分的加水分解生成物を含む。本発明の目的にとっては、ジブチルスズジラウレート、ジメチルスズジネオデカノエート及びスタンナスオクトエートが好ましい触媒である。特に驚くべきことは、本発明の組成物が、硬化され、燃焼による試験を受けたときに、スズ触媒の存在下で、良好な熱放出と炭（char）構造を有することであり、これは、しばしば高温下でのポリオルガノシロキサンの加硫戻り（reversion）を生じさせることができる。
【００１９】
本発明の組成物の触媒として特に有用なチタン系の触媒は、チタン−酸素−炭素結合を介してチタンに結合した有機基を有する。そのようなチタン系の化合物の主なタイプは、その有機基がカルボン酸から誘導されたアルコレート及びアシレート等のオルト−エステルである。その有機チタン触媒はまた、同じチタン原子に結合した前述の基の両方のタイプを含むことができる。つまり、有効なチタン系触媒は、式Ti(OR⁸)₄［式中、R⁸は、アルキル、アルコキシアルキル又はアシルである］のもの、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラメトキシエチルチタネート及びジイソプロピルジアセチルチタネートを含む。本発明の使用に好ましい有機チタン触媒は、キレート化されたあるいは部分的にキレート化されたチタン化合物である。これらの材料は、例えば、上述のようなアルコレートと、α−又はβ−ジケトン、又はそれらの誘導体とを反応させることによって製造される。
【００２０】
成分（Ｃ）は、本シリコーンゴム組成物が望ましい時間内に架橋するのに十分な量で用いられ、この量は、典型的には、型どおりの実験によって決定される。通常、縮合触媒は、成分（Ａ）１００重量部に対して、約０．０１から１０重量部、好ましくは０．１から５重量部のレベルで加えられる。
【００２１】
本発明では、適切な付加触媒には、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム又は白金含有触媒等の、白金族金属ベース触媒を含む。白金ベースの触媒が特に好ましく、それらは、例えば粉末炭等の担体上に付着した白金から、白金塩化物、白金の塩、クロロ白金酸及びそれらのカプセル封入形まで、既知のあらゆる形態をとってよい。白金触媒の好ましい形態は、クロロ白金酸、白金アセチルアセトネート、白金ハロゲン化物と、エチレン、プロピレン、オルガノビニルシロキサン及びスチレン等の不飽和化合物との錯体；ヘキサメチル二白金、PtCl₂、PtCl₃、PtCl₄及びPt(CN)₃である。好ましい白金ベース触媒は、米国特許第2,823,218号に示されるような、一般的に入手可能な６水和物形態又は無水物形態としてのクロロ白金酸の形態である。さらに好ましい白金ベース触媒は、クロロ白金酸を、米国特許第3,419,593号に開示されるような、ジビニルテトラメチルジシロキサン等のアルケニルオルガノケイ素化合物と反応させたときに得られる組成物である。白金ベース触媒の有効な量は、当該全組成物の１００万重量部あたり、約０．１から１０００重量部を生じる量である。好ましくは、当該白金ベース触媒（Ｃ）は、当該組成物の総重量に基づいて、重量あたり２から１００ppm、さらに好ましくは５から５０ppmの白金金属をもたらす量で用いられる。
【００２２】
本発明の組成物が付加硬化によって硬化されるとき、成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の混合物は、周囲温度で硬化し始めることができる。より長い加工時間、つまり「ポットライフ」を得るために、周囲条件での触媒活性は、適切な阻害剤の添加によって遅らせる又は抑制することができる。
【００２３】
既知の白金族金属触媒阻害剤は、Kookootsedesらの米国特許第3,445,420号に開示されるアセチレン性化合物を含む。２−メチル−３−ブチン−２−オール及び１−エチニル−２−シクロヘキサノール等のアセチレン性アルコールは、２５℃で白金ベース触媒の活性を抑制する阻害剤の好ましいクラスを構成する。これらの触媒を含む組成物は、典型的には、実用的な速度で硬化するまでの、７０℃以上の温度での加熱を必要とする。室温での硬化は、典型的には、架橋剤と阻害剤とが２つのパートの１つにあり、前記白金が他のパート内にある、２パートシステムの使用によって、そのような系で達成される。白金の量は、室温での硬化を可能にするために増やされる。
【００２４】
白金族金属のモルあたりの阻害剤１モルと同程度の阻害剤濃度は、いくつかの例で満足できる貯蔵安定性と硬化速度を与えるだろう。別の例では、白金族金属のモルあたりの阻害剤として、５００まで又はそれ以上のモル阻害剤濃度が必要とされる。示した組成物中の阻害剤の最適濃度は、型どおりの実験によって容易に決定することができる。
【００２５】
成分（Ｄ）はウォラストナイトである。好ましいのは、化合物（Ｄ）が当該組成物の重量に基づいて７から７０重量％のときであり、ウォラストナイトが２から３０μｍの平均粒子サイズを有するときである。ウォラストナイトは、メタケイ酸カルシウムとしても知られ、天然に産生される鉱物である。本発明で用いられるウォラストナイトは、針状形態を有する、採掘された形態であり、それは針様の形である。典型的には、ウォラストナイトは、３：１から３０：１のアスペクト比（長さ対直径）を有する。好ましくは、ウォラストナイトは、約５から１５μｍの平均粒子サイズと、約１５：１よりも大きいアスペクト比とを有する。ウォラストナイト以外の形と形態のカルシウムシリケートを用いた組成物は、本発明のそれらの炭構造（char formation）又は低い熱放出速度を示さない。例えば、合成カルシウムを用いて作った組成物は、典型的には球形を有しており、望ましい耐火性を有さないことが以下の実施例に示されている。好ましいウォラストナイトは、様々なグレードのものが、NYCO(登録商標)Minerals, Inc., Willsboro NYによって供給される。約７重量パーセント未満のウォラストナイトを含む組成物は、本発明の炭構造又は低い熱放出速度を示さない。有用なウォラストナイトの上限は、未硬化又は硬化組成物に望まれる性質によって決まるであろう。通常、約７０重量％より多く組成物中に存在するウォラストナイトは、加工が困難なほど堅すぎる未硬化組成物をもたらし、また、引張り強さと伸張の低下した硬化組成物をもたらす。
【００２６】
成分（Ｅ）は、任意の補強充填剤であり、好ましくは疎水性である。本発明の組成物は、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）を用いて製造可能であるが、成分（Ｅ）の使用は、硬化組成物の引張り強さ及び伸張等の性質を向上させる。本発明の成分（Ｅ）の量は、一つには、当該硬化ゴムに望ましい物理的性質によって決定され、また、一つには、当該未硬化ゴムの粘度によって決定される。液体又はポンピング可能なシリコーン組成物は、典型的には、約１０から約６０重量パーセントの補強充填剤を含む。好ましくは、本発明の組成物には、補強充填剤が、全組成物に対し、約１０から２５重量パーセントで存在する。適切な充填剤の例としては、シリカ、二酸化チタン、ケイ酸アルミニウム及びオルガノケイ素樹脂が含まれる。好ましいのはシリカ充填剤であり、最も好ましくはヒュームド（fumed）又は沈殿シリカ充填剤であり、それらは最もよい補強性を有する。これらの充填剤の平均粒子サイズは、例えば、その直径が約０．１から２０μｍ、好ましくは約０．２から５μｍ、最も好ましくは約０．４から２．５μｍであってよい。
【００２７】
該充填剤粒子の表面は、好ましくは、該充填剤が当該組成物とさらに適合させるために、疎水性にする。該充填剤粒子を疎水性とするのは、該充填剤粒子をポリオルガノシロキサンポリマー内に分散させる前又は後に行ってよい。疎水性化は、該充填剤の、脂肪酸、反応性シラン又は反応性シロキサンを用いた前処理によって影響を与えることができる。適切な疎水性化剤の例としては、ステアリン酸、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヒドロキシル末端ブロック又はメチル末端ブロックポリジメチルシロキサン、シロキサン樹脂、又はこれらの２つ以上の混合物が含まれる。他の疎水性化剤も使用可能であるが、上に例示した物質が最も有効である。そのような化合物ですでに処理された充填剤は、数多くの供給元から市販されている。また、該充填剤の表面は、該充填剤をポリオルガノシロキサンポリマー内に分散させた後にin situで疎水性にしてもよい。疎水性化は、充填剤の分散の前、間又は後に、該ポリシロキサンポリマー成分に対して、反応性シラン、シロキサン又は脂肪酸として上述した疎水性化剤の適当な量を加えることによって、そして、該混合物を、反応を起こすのに十分な温度、例えば少なくとも４０℃で加熱することによって、影響を与えることができる。用いる疎水性化剤の量は、例えばその試薬と充填剤の性質によって決まるであろうし、当業者によって明確又は確定可能であろう。十分な疎水性化剤が、該充填剤に、少なくとも認識可能な程度の疎水性を与えるように用いられるべきである。
【００２８】
シリコーンレジンも、充填剤として本組成物に使用してよい。好ましくはＭＱ型レジンであり、これは、一価のシロキサン単位Ｍと四価のシロキサン単位Ｑとからなる樹脂であり、好ましくは、本質的に、Ｍ単位R²R¹ ₂SiO_1/2及びR¹ ₃SiO_1/2とＱ単位SiO_4/2からなるレジンであり、式中、R¹及びR²は上述のとおりである。好ましくは、該ＭＱレジン中ではR²はビニル基であり、分子あたり、ビニル基が１０重量パーセントより大きくない量、さらに好ましくは、分子あたり、ビニル基が１から５重量パーセントより大きくない量である。該レジンは、固体又は液体形であってよいが、例えば周囲温度及び大気圧で該レジンが固体であるような、単位Ｍの単位Ｑに対する比が好ましい。
【００２９】
本組成物は、該硬化性組成物又は該組成物から調製される硬化シリコーンゴム組成物の性質を変えるための追加的成分を含むことができる。これらの追加的成分としては、それらに限定されないが、液体希釈剤、ケイ藻土類、石英及び炭酸カルシウム等の追加的非補強充填剤、付着促進剤、界面活性剤、熱及び／又は紫外線の存在下での分解を抑制するための安定化剤、染料、顔料、加工時間延長剤及び耐火剤が含まれる。非反応性ポリオルガノシロキサンは、好ましい種類の希釈剤である。好ましい非反応性ポリオルガノシロキサン希釈剤は、トリメチルシロキシ末端ジメチルシロキサンである。本発明の組成物はさらに、少量の水を含んでもよい。シーラントとして機能するために、好ましくは、該組成物は、付着促進剤を含む。シリコーンシーラントに使用するための付着促進剤は、当該分野において既知である。付加硬化シーラントに有用な付着促進剤は、グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン及び（エチレンジアミンプロピル）トリエトキシシラン等のオルガノ官能性シラン化合物から選択される。該組成物が付加硬化によって硬化されるとき、好ましい組成物は、参照としてここに取り込まれるGrayらの米国特許第5,248,715号及びGrayらの米国特許第5,365,921号に記載されるような、アルミニウムキレート、エポキシトリアルコキシシラン、チタン酸テトラアルキル、ポリケイ酸アルキル、及びそれらの混合物である。
【００３０】
本組成物は、２パートシステムの形態であってよく、パートＡとパートＢの調製によって調製される。該２パートの１つが成分（Ｂ）を含み、もう一方のパートが成分（Ｃ）を含む。パートＡとパートＢとを混合したとき硬化が始まる。本発明の組成物がパートＡとパートＢとを用いて調製されるとき、その混合比は、各パートの組成によって変えることができ、約１：１から約４０：１（硬化剤１部あたりの部数）である。典型的な混合比は１：１、１０：１及び２０：１である。本組成物の完全な硬化は、数分から数時間を必要とし、架橋剤のタイプと濃度、及び、触媒のタイプと濃度等によって決まる。該組成物の硬化は、該組成物を加熱することによって促進することができる。
【００３１】
本組成物は、耐火壁構造におけるシーラントとしての使用に適している。
【００３２】
【実施例】
以下の実施例は、本発明の好ましい硬化性組成物を記載したものであり、特許請求の範囲に定めた本発明を限定すると解するべきではない。
【００３３】
特に記載のない限り、実施例の全ての部及びパーセンテージは重量あたりのものであり、粘度は、２５℃で測定した値である。
【００３４】
試験方法
耐火試験１
反対側にまで開いた１０．１６×０．６３５cmの溝を有するステンレス鋼１５．２４×１５．２４×０．６３５cm試験板を、硬化オルガノシロキサン組成物の耐火性を測定するために用いた。下記のパートＡとパートＢとを１０：１の重量部比で手動で混合すること、そして、８４．７５kPaで１０分間脱気することによって、サンプル組成物を調製した。該組成物を、１．９０５×０．６３５cm（幅×高さ）半球状の溶けた塊を引き延ばすことによって該金属板の底面側につけて、その溝を覆うシーラントとした。全てのサンプルは、室温で７日間硬化させた。
【００３５】
耐火性を試験するために、各サンプルを、２０００゜ＦのBunsenバーナーのもとに４５゜の角度をつけて、１５分間置いた。サンプル表面の火炎の中と、（溝を介してつながり得る）サンプルの裏側とに熱電対を設置した。この試験の間、火炎と、該サンプルの裏側の温度の温度測定を、２分ごとに、１５分間又は該サンプルの裏側に火炎が達するまで行った。１５分後に炎を除き、それが自己消火するまで時間を測定した。該サンプルは、１５分後に該ステンレス鋼板の裏側に炎が観察されず、且つ、炎を除いたときに、そのサンプルが３０秒以上燃え続けなければ、試験に合格である。室温に冷却後、燃やしたサンプル完全性を観察した。
【００３６】
耐火試験２
１０．１６×０．６３５cmの裂け目を有するステンレス鋼１５．２４×１５．２４×０．６３５cm試験板を、硬化したオルガノシロキサン組成物の耐火性を測定するために用いた。１０：１ パートＡ：パートＢを手動で混合し、８４．７５kPaで１０分間脱気することによってサンプル組成物を調製した。１．９０５×０．６３５cm（幅×高さ）半球状のサンプルの溶けた塊を引き延ばすことによって、該金属板の底面側に材料をつけた。それらのサンプルを室温で７日間硬化させた。硬化した材料を備えた板を、酸素アセチレントーチから１５．２cmのところに設置した。炎が該サンプルを貫通して、該ステンレス鋼板の裏側に炎が観察されるようになるまでの時間を記録した。炎がサンプルを貫通したとき、炎を除いた。室温に冷却後、燃焼したサンプルの完全性を観察した。
【００３７】
耐火試験３
硬化したオルガノシロキサン組成物の放熱率を、円錐熱量計で測定した。円錐熱量計では、円錐形の電気バーナーを、サンプルの上に、サンプルに対して一定の熱流束を放出するように配置する。スパーク発火装置を、該サンプルの表面上に設置し、サンプルから蒸発している揮発性ガスに点火するために用いた。揮発性物質が発火したとき、発火までの時間を記録して、該スパーク発火装置を止める。時間の関数としての酸素濃度は、放熱率を決定するために測定する。これは、ほとんどのプラスティックでは、燃焼によって消費される酸素の単位質量あたり、一定量の熱が放出されるという原理に基づいている。この熱量計は酸素消費熱量計ASTEM E1354である。酸素消費は、時間内の熱生産よりもはるかに容易に測定されるので、酸素消費熱量計は、より容易な、材料の放熱の測定方法を提供する。
【００３８】
硬化したオルガノシロキサン組成物サンプルの寸法は、０．１０m×０．１０m×６．３mmであった。該サンプルは、該サンプルが上向きにカールするのを防ぐために、ASTEM E1354に記載されるように、金属枠内で水平に配置して試験した。外部熱流束は５０kW/m²であった。放熱率HRRは、酸素消費の関数として算出した。
【００３９】
実施例１
液体シリコーンゴム組成物サンプルをコンパウンドし、硬化させて、耐火性についての、合成ケイ酸カルシウムと比較したウォラストナイトの効果を例証した（Celite C, World Minerals Inc., Lompoc, CA、１７５m²/gのB.E.T.表面領域を有する）。各サンプル中のウォラストナイト又はケイ酸カルシウムの量は、１０重量パーセントであった。該シリコーンゴム組成物は、４３４の平均重合度（dp）を有するジメチルビニルシロキシ末端ジメチルシロキサン、架橋剤としての、６５のdpを有するトリメチルシリルでエンドキャップしたポリメチル水素シロキサン、及び、白金触媒からなる。SiHのSi-ビニルに対する比は、１．５：１．０で一定に維持し、該Pt量は３ppmであった。該組成物を、Whip Mix （登録商標）Corporation, Louisville, KentuckyのVacuum Power Mixer Plusを用いて混合し、それから、試験に適した配置で、１７０℃で５分間硬化することによって、硬化したサンプルを調製した。硬化したサンプルは、円錐熱量計で、５０kW/m²の熱流束で試験した。時間の関数としての放熱率（Heat Release Rate, HRR）データを図１に示す。サンプル１−１は合成ケイ酸カルシウムを含み、一方、サンプル１−２はウォラストナイトを含む。サンプル１−２は、より高い放熱率と、２０％よりも高い２８％の重量損失があった。サンプル１−１の炭構造はさらに、全く脆いものであった。
【００４０】
実施例２
付加硬化に用いる液体シリコーンゴム組成物を、耐火性について試験するために調製した。パートＡは、高いせん断の垂直チャージミキサー内でその成分を混合することによって調製した。パートＢは、ローラー上で、閉鎖容器内でその成分を混合することによって調製した。実施例２−１は、ウォラストナイトを含まず、対照として用いた。１：１のパートＡ対パートＢの重量比で混合した。実施例２−２は、ウォラストナイトを含み、１０重量部のＡを１重量部のパートＢと混合した。これら２つの材料の組成は以下のとおりである。全ての部は重量部である。
【００４１】
２−１ パートＡ
７９．３部 およそ５５，０００mm²/sの粘度を有する、ジメチルビニルシロキシ末端ジメチルシロキサン
０．３部 ０．５重量％白金金属を含む、ポリジメチルシロキサンとの白金錯体
１５．０部 ヘキサメチルジシラザン処理されたヒュームドシリカ
０．２部 チタン酸テトラブチル
０．２部 トリメチロールプロパンジアリルエーテル
【００４２】
２−１ パートＢ
７６部 およそ５５，０００mm²/sの粘度を有する、ジメチルビニルシロキシ末端ジメチルシロキサン
１４．２部 ヘキサメチルジシラザン処理されたヒュームドシリカ
２．３部 約０．７５重量パーセントの、ケイ素に結合した水素原子含量を有する、分子あたり、５つのメチル水素シロキサン単位と３つのジメチルシロキサン単位の平均を有するトリメチルシロキシ末端ポリジオルガノシロキサン
２．４部 ｎ−プロピルオルトシリケート
０．５部 グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン
０．０２部 ９７％のジメチルビニルシロキシ末端ジメチルシロキサンコポリマーと３％のエチニルシクロヘキサノールとを含む混合物
【００４３】
２−２ パートＡ
７３．８部 およそ２，０００mm²/sの粘度を有する、ジメチルビニルシロキシ末端ジメチルシロキサン
１０部 ヘキサメチルジシラザン処理されたヒュームドシリカ
１５部 ウォラストナイト
０．９部 ０．５重量％白金金属を含む白金ポリジメチルシロキサン錯体
【００４４】
２−２ パートＢ
７３部 およそ２，０００mm²/sの粘度を有する、ジメチルビニルシロキシ末端ジメチルシロキサン
１１部 約０．７５重量パーセントの、ケイ素に結合した水素原子含量を有する、分子あたり、５つのメチル水素シロキサン単位と３つのジメチルシロキサン単位の平均を有するトリメチルシロキシ末端ポリジオルガノシロキサン
【００４５】
【表１】

【００４６】
サンプル２−２は、燃焼後、２−１には見られなかったセラミック化した炭構造を有していた。
【００４７】
実施例３
前記硬化性シリコーンゴム組成物中のウォラストナイトの下限量を、次の実験で測定した。実施例２−２は、ウォラストナイトを充填したシーラントのベンチマークとして用いた。その全組成は、ウォラストナイトの量を、ジメチルビニルシロキシ末端ジメチルシロキサンのレベルが徐々に増加するのに対して減少させたこと以外は、一定に維持した。サンプル３−１のパートＡは、８重量％ウォラストナイトを含んでおり、全組成物に対して７．３％のウォラストナイト濃度を生じた。このレベルのウォラストナイトでは、サンプル３−１は、表２に示すように、わずかに減少した耐火性を有する。
【００４８】
【表２】

【００４９】
実施例４
スズ触媒を用いた典型的な縮合硬化シリコーンシーラントであるサンプル４−１を、耐火試験３を用いて耐火性を評価した。その組成は以下のようであり、全て重量部で示す。パートＡの１０重量部を、パートＢの１重量部と混合した。
【００５０】
４−１ パートＡ
１．４部 ４１mm²/sの粘度を有する、シラノール末端ジメチルシロキサン
４６．５部 処理沈殿炭酸カルシウム
５２．１部 およそ１０，０００mm²/sの粘度を有する、部分的にアルキルでエンドキャップしたジメチルシロキサンシラノール官能性ポリマー
【００５１】
４−１ パートＢ
０．２部 ジメチルスズジネオデカノエート
１．５部 トリメチル処理されたヒュームドシリカ
５０．１部 ３５０mm²/sの粘度を有する、シラノール末端ジメチルシロキサン
１６．１部 カーボンブラック
７．９部 グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン
７．０部 ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン
１７．２部 メチルトリメトキシシラン
【００５２】
４−２ パートＡ
処理沈殿炭酸カルシウムをウォラストナイトに変えた以外は、４−１パートＡと同様。
【００５３】
４−２ パートＢ
４−１パートＢと同じ。
【００５４】
サンプル４−１及び４−２を円錐熱量計で試験し、表３に見られるような放熱率を測定した。炭酸カルシウムをウォラストナイトに変えることによって、放熱率の顕著な低下と、燃焼の間に消耗したポリマーの量の減少がみられた。
【００５５】
【表３】

【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、試験スラブへと硬化させ、円錐熱量計で５０kW/m²で燃焼させた２つの液体シリコーンゴムサンプルについて、時間の関数として放熱率（HRR）を示す。各サンプルは、約１０容積パーセント無機充填剤が配合された。サンプル１−１は合成ケイ酸カルシウムが配合された。サンプル１−２はウォラストナイトが配合された。

Claims (8)

1. 硬化性液体シリコーンゴム組成物に対して、組成物の重量に基づいて７〜７０重量パーセントの量のウォラストナイトを配合することによって、前記組成物が硬化して得られる組成物が燃焼時に硬質炭構造を形成するという性質を前記硬化性液体シリコーンゴム組成物に付与する方法であって、前記組成物は以下の（Ａ）〜（Ｄ）を含む硬化性液体シリコーンゴム組成物である、方法：
   （Ａ）式：
   

   

   ［式中、各Ｒ¹は、独立して、１から１８の炭素原子を有するアルキル、アルケニル、アリール及びハロゲン化アルキル基からなる群から選択され、各Ｒ²は、独立して、ヒドロキシル、アルコキシ、アルケニル及びアルキニル基からなる群から選択され、ｘは１０から１５００の値を有する整数である。］
   によって表される液体ポリオルガノシロキサンポリマー、
   （Ｂ）少なくとも３つの、ケイ素に結合した反応性基を有する架橋性オルガノケイ素化合物、
   （Ｃ）前記成分Ａの、ケイ素に結合したＲ²基と、前記成分Ｂの、ケイ素に結合した反応性基との間の反応を促進することができる触媒、
   （Ｄ）組成物の重量に基づいて７〜７０重量％のウォラストナイト。
2. 成分（Ａ）が、２５℃で、５０から２５０，０００mPa・sの粘度を有するα，ω−ジメチルビニルシロキシポリジメチルシロキサンポリマー、及び２５℃で、５０から２５０，０００mPa・sの粘度を有するα，ω−ヒドロキシ末端封鎖ポリジメチルシロキサンポリマーから選択される、請求項１記載の方法。
3. （Ｂ）が、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、及びメチルトリエトキシシラン、並びに、水素原子、ヒドロキシル、及びアルコキシ基からなる群から選択されたケイ素に結合した反応性基を、１分子あたり少なくとも３つ有する短鎖ポリオルガノシロキサン、からなる群から選択される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 成分（Ｃ）が、スズ化合物及びチタン化合物からなる群から選択される縮合触媒である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 成分（Ｃ）が白金族金属ベースの触媒である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
6. 成分（Ｄ）が、少なくとも３：１のアスペクト比を有するか、又は５から１５μｍの数平均粒子サイズ及び１５：１よりも大きいアスペクト比を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. （Ａ）式：
   

   

   ［式中、各Ｒ¹は、独立して、１から１８の炭素原子を有するアルキル、アルケニル、アリール及びハロゲン化アルキル基からなる群から選択され、各Ｒ²は、独立して、ヒドロキシル、アルコキシ、アルケニル及びアルキニル基からなる群から選択され、ｘは１０から１５００の値を有する整数である。］
   によって表される液体ポリオルガノシロキサンポリマー、
   （Ｂ）少なくとも３つの、ケイ素に結合した反応性基を有する架橋性オルガノケイ素化合物、
   （Ｃ）前記成分Ａのケイ素に結合したＲ²基と、前記成分Ｂのケイ素に結合した反応性基との間の反応を促進することができる触媒、及び
   （Ｄ）組成物の重量に基づいて７〜７０重量％のウォラストナイト
   を含み、前記ウォラストナイトが配合されていることにより、前記硬化性液体シリコーンゴム組成物の硬化物が燃焼したときに硬質炭構造が形成されることを特徴とする硬化性液体シリコーンゴム組成物を硬化させることによって形成される耐火性シール。
8. １０から６０重量％の補強充填剤をさらに含む、請求項７に記載のシール。

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