JP4704954B2 - 導電性シリコーンゴム組成物及び導電性シリコーンゴムスポンジ - Google Patents
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Description
本発明は、導電性カーボンブラックを含む発泡性の導電性シリコーンゴム組成物、及びこの組成物を発泡硬化させることにより得られる導電性シリコーンゴムスポンジに関し、特に、常圧熱気加硫(HAV)法によっても物理特性が良好なゴム硬化物を得ることができる発泡性の導電性シリコーンゴム組成物、及びこの組成物を発泡硬化させることにより得られる導電性シリコーンゴムスポンジに関する。
シリコーンゴムスポンジは、シリコーンゴム特有の物理特性をもっており、耐熱性、耐寒性、電気絶縁性、難燃性、耐圧縮永久ひずみ性等に優れる。シリコーンゴムスポンジは、基本的に、熱硬化性シリコーンゴム組成物と、硬化剤と、発泡剤とを組み合わせ、加熱により発泡、硬化させて形成させることができる。その場合、発泡性に優れ、均一で微細なセル構造を有し、粘着性がなく、しかもシリコーンゴム特有の物理特性を損なわないスポンジを得ることが重要である。
また、加工成形方法としては、連続成形が可能となる常圧熱気中で発泡硬化させることが多く行われている。通常、常圧熱気加硫(HAV)させる場合、有機過酸化物としては、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などのアシル系パーオキサイドが使用されるが、これを導電性カーボンブラックを含む系に使用すると、添加したカーボンブラックの影響で加硫は阻害され十分に行うことができない。また、ジクミルパーオキサイドや2,5−ジt−ブチルパーオキサイド等のアルキル系パーオキサイドをカーボンブラックを含む系に使用すると、コンプレッション成型は可能であるが、常圧熱気加硫(HAV)では空気中の酸素の影響のため、表面加硫が十分でなく、満足な成型物を得ることができない。
かかる問題を解決するために、付加加硫方法を用いた常圧熱気加硫(HAV)により、カーボンブラックを含むシリコーンゴム組成物の発泡体が得られている。しかしながら、付加加硫方法に用いられるシリコーンゴム組成物には、シェルフライフ(保存時間)に制限がある、可使時間が短い、アミン、硫黄等の触媒毒により硬化しなくなる、といった問題がある。
特許文献1には、パーオキシジカーボネートを加硫剤として使用する方法が提案されているが、可使時間の点や、発泡体のセルの状態、発泡倍率の点で十分な特性が得られていない。
特許文献2には、架橋剤として、1分間の半減期温度が110〜150℃のアルキルパーエステルと1分間の半減期温度が150〜200℃の有機過酸化物とを組み合わせて使用する方法が提案されている。しかしながら、2種類の加硫剤を組み合わせて使用する方法でも、発泡倍率を上げるためには、実施例に示されるようにアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を所定のジメチルビニルポリシロキサン 100部に対し5部程度用いる必要がある。AIBNはその分解生成物中に有機シアノ化合物を含むため、この方法では、処理設備が整った加硫装置で十分なポストキュアーを行うことが必要である。さらに、有機過酸化物のひとつとして、1分間の半減期温度が110〜150℃の低温分解型のアルキルパーエステルを使用していることから、有機過酸化物の取り扱いが困難である等の問題がある。
特開平5−43802号公報
特許第2752901号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、長時間のポストキュアーを必要とせず、安全に高発泡倍率の導電性シリコーンゴムスポンジが得られる導電性シリコーンゴム組成物、及びこの組成物を発泡硬化させることにより得られる導電性シリコーンゴムスポンジを提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、導電性カーボンブラックを含むシリコーンゴム組成物において、一分子中に所定量のCH3SiO1.5単位(以下、T単位という場合がある。)を含有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサン、90℃以上の温度でガスを発生する発泡剤を用いることにより、有機過酸化物での常圧熱気加硫(HAV)が可能で、発泡状態が良好であり、長時間のポストキュアーを行わなくても安全性の高い導電性シリコーンゴムスポンジが得られることを見出し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、
(A)一分子中にCH3SiO1.5単位を質量基準で10〜500ppm含有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)導電性カーボンブラック:1〜100質量部、
(C)90℃以上の温度でガスを発生する発泡剤:0.01〜50質量部、および
(D)有機過酸化物
を含有する導電性シリコーンゴム組成物、及びこの組成物を発泡硬化させることにより得られる導電性シリコーンゴムスポンジを提供する。
(A)一分子中にCH3SiO1.5単位を質量基準で10〜500ppm含有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)導電性カーボンブラック:1〜100質量部、
(C)90℃以上の温度でガスを発生する発泡剤:0.01〜50質量部、および
(D)有機過酸化物
を含有する導電性シリコーンゴム組成物、及びこの組成物を発泡硬化させることにより得られる導電性シリコーンゴムスポンジを提供する。
本発明の導電性シリコーンゴム組成物は、導電性カーボンブラックが添加された系でも、常圧熱気加硫(HAV)が可能で、該組成物を発泡硬化させることにより発泡状態の良好な導電性シリコーンゴムスポンジを得ることができる。また、長時間のポストキュアーを行わなくても安全性の高い導電性シリコーンゴムスポンジが得られる。本発明の導電性シリコーンゴムスポンジは、建築ガスケット、各種スポンジシート、工業用ロール、複写機等の事務機用スポンジロール、断熱シートなどに好適に使用することができる。
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
−(A)成分−
(A)成分のオルガノポリシロキサン(生ゴム)は、一分子中にCH3SiO1.5単位を質量基準で10〜500ppm含有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサンである。分子中に所定量のCH3SiO1.5単位を含有することは、(A)成分のオルガノポリシロキサンの特徴をなすものである。(A)成分のオルガノポリシロキサンは、1種単独のオルガノポリシロキサンであってもよいし、分子構造、平均重合度等の異なる2種又はそれ以上のオルガノポリシロキサンの混合物であってもよい。
(A)成分のオルガノポリシロキサン(生ゴム)は、一分子中にCH3SiO1.5単位を質量基準で10〜500ppm含有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサンである。分子中に所定量のCH3SiO1.5単位を含有することは、(A)成分のオルガノポリシロキサンの特徴をなすものである。(A)成分のオルガノポリシロキサンは、1種単独のオルガノポリシロキサンであってもよいし、分子構造、平均重合度等の異なる2種又はそれ以上のオルガノポリシロキサンの混合物であってもよい。
(A)成分のCH3SiO1.5単位含有量は平均含有量を意味する。即ち、(A)成分が2種以上のオルガノポリシロキサンの混合物である場合、該混合物に含まれる各オルガノポリシロキサン中のCH3SiO1.5単位の質量の合計を(A)成分全体の質量で割ることにより、(A)成分のCH3SiO1.5単位含有量を求めることができる。従って、CH3SiO1.5単位含有量には、分子中にCH3SiO1.5単位を有するオルガノポリシロキサンとCH3SiO1.5単位を全く含有しないオルガノポリシロキサンとの平均含有量として表されるものも含まれる。このことは、例えば、平均重合度8000でCH3SiO1.5単位を1分子中に1個含有するジメチルポリシロキサンは約113ppmのCH3SiO1.5単位を含有するが、平均的に約50ppmのCH3SiO1.5単位を含有する平均重合度8000のジメチルポリシロキサンにはCH3SiO1.5単位を全く含有しないジメチルポリシロキサンが含まれることを意味する。
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、通常、一分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2個有し、具体的には、(A)成分のオルガノポリシロキサン中のケイ素原子に結合する全有機基のうち、O.001〜10モル%、特にO.01〜5モル%がアルケニル基、特にビニル基であることが好ましい。(A)成分中のアルケニル基の含有量がこの範囲内にあると、得られる組成物の硬化性が十分となりやすく、また、該組成物から得られる硬化物の物理的特性が良好となりやすい。
(A)成分のオルガノポリシロキサン中のケイ素原子に結合する有機基としては、例えば、同一又は異種の非置換もしくは置換の好ましくは炭素原子数1〜12の、より好ましくは炭素原子数1〜8の一価炭化水素基が挙げられる。該有機基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基、β−フェニルプロピル基等のアラルキル基;又はこれらの炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換した置換一価炭化水素基、例えば、クロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基などが挙げられる。これらの中でも、メチル基、フェニル基、ビニル基、トリフルオロプロピル基が好ましく、特に、該有機基に占めるメチル基の割合が50〜99.999モル%であることが好ましく、80〜99.99モル%であることが更に好ましい。
本発明の組成物の硬化後に(A)成分のオルガノポリシロキサンが十分な機械的強度のシリコーンゴムを与えるように、(A)成分の平均重合度は好ましくは3,000以上、より好ましくは5,000以上であり、該平均重合度の上限は好ましくは100,000、より好ましくは20,000である。なお、平均重合度は、質量平均重合度であり、ポリスチレンを分子量マーカーとしてGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により数平均分子量を測定し、式:
数平均重合度=数平均分子量/(A)成分の繰り返し単位の分子量
により計算して求めることができる。(A)成分中に複数種の繰り返し単位が含まれる場合、上記式中の「(A)成分の繰り返し単位の分子量」はこれら複数種の繰り返し単位の数平均分子量である。
数平均重合度=数平均分子量/(A)成分の繰り返し単位の分子量
により計算して求めることができる。(A)成分中に複数種の繰り返し単位が含まれる場合、上記式中の「(A)成分の繰り返し単位の分子量」はこれら複数種の繰り返し単位の数平均分子量である。
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、分子鎖末端がトリメチルシリル基、ジメチルビニルシリル基、ジメチルヒドロキシシリル基、メチルビニルシリル基、トリビニルシリル基などで封鎖されたものとすることができる。(A)成分は、2種以上のオルガノポリシロキサンの混合物である場合、少なくとも、末端に1つ以上のビニル基を含有するオルガノポリシロキサンを含むことが好ましい。
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、その構造中に含まれるシロキサン単位の割合に応じて、CH3SiO1.5単位を含有する環状オルガノポリシロキサンや、CH3SiO1.5単位を含有し、末端がトリオルガノシリル基で封鎖された低分子量のオルガノポリシロキサンを原料として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルホスホニウムや、これらのシラノレートなどのアルカリ触媒の存在下で、常法によりシロキサン結合の切断、平衡化を行うことによって合成される。平衡化の後、常法により触媒を中和し、生成物を減圧下で加熱することにより、副生した低分子オルガノポリシロキサンを除去して、目的のオルガノポリシロキサンが精製される。なお、低分子オルガノポリシロキサンを除去するために高温にて精製した場合には、原料中にCH3SiO1.5単位が全く存在しなくとも、シロキサンの熱分解によりCH3SiO1.5単位が生成する場合がある。このことを(A)成分のオルガノポリシロキサンの合成に利用することもできる。
−(B)成分−
(B)成分の導電性カーボンブラックとしては、導電性ゴム組成物に常用されているものを使用し得る。(B)成分としては、例えば、アセチレンブラック、コンダクティブファーネスブラック(CF)、スーパーコンダクティブファーネスブラック(SCF)、エクストラコンダクティブファーネスブラック(XCF)、コンダクティブチャンネルブラック(CC)、及び1,500℃程度の高温で熱処理されたファーネスブラック又はチャンネルブラック等を挙げることができる。(B)成分は一種単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。
(B)成分の導電性カーボンブラックとしては、導電性ゴム組成物に常用されているものを使用し得る。(B)成分としては、例えば、アセチレンブラック、コンダクティブファーネスブラック(CF)、スーパーコンダクティブファーネスブラック(SCF)、エクストラコンダクティブファーネスブラック(XCF)、コンダクティブチャンネルブラック(CC)、及び1,500℃程度の高温で熱処理されたファーネスブラック又はチャンネルブラック等を挙げることができる。(B)成分は一種単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。
アセチレンブラックの具体例としては、電化アセチレンブラック(商品名、電気化学工業株式会社製)、シャウニガンアセチレンブラック(商品名、シャウニガンケミカル株式会社製)等が挙げられる。コンダクティブファーネスブラックの具体例としては、コンチネックスCF(商品名、コンチネンタルカーボン株式会社製)、バルカンC(商品名、キャボット株式会社製)等が挙げられる。スーパーコンダクティブファーネスブラックの具体例としては、コンチネックスSCF(商品名、コンチネンタルカーボン株式会社製)、バルカンSC(商品名、キャボット株式会社製)等が挙げられる。エクストラコンダクティブファーネスブラックの具体例としては、旭HS−500(商品名、旭カーボン株式会社製)、バルカンXC−72(商品名、キャボット株式会社製)等が挙げられる。コンダクティブチャンネルブラックとしては、コウラックスL(商品名、デグッサ株式会社製)等が挙げられる。また、ファーネスブラックの一種であるケッチェンブラック(登録商標)EC及びケッチェンブラックEC−600JD(ともに、商品名、ケッチェンブラックインターナショナル株式会社製)も用いることができる。
なお、これらのうちではアセチレンブラックが、不純物含有量が少ない上、発達した二次ストラクチャー構造を有することから導電性に優れており、本発明において好適に用いられる。更に、卓越して高い比表面積を有することから、低充填量でも優れた導電性を示すケッチェンブラックECやケッチェンブラックEC−600JD等も好ましく使用できる。
(B)成分の導電性カーボンブラックの配合量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して1〜100質量部、好ましくは5〜80質量部、より好ましくは10〜70質量部である。該配合量が1質量部より少ない場合、得られるシリコーンゴム組成物およびシリコーンゴムスポンジにおいて所望の導電性を得にくい。また、該配合量が100質量部を超えると、(B)成分を他の成分に配合するのが困難になりやすく、得られる組成物の加工性が悪化しやすく、得られる硬化物の硬度が過度に高くなりやすい。
−(C)成分−
本発明においては、(C)成分として、90℃以上、好ましくは100〜180℃の温度でガスを発生する発泡剤を使用する。熱分解(あるいは蒸発)によってガスを発生させ得るものであれば特に限定されるものではないが、シリコーンに非相溶であり、ゴム用発泡剤として公知である有機発泡剤や無機発泡剤が使用できる。(C)成分は一種単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明においては、(C)成分として、90℃以上、好ましくは100〜180℃の温度でガスを発生する発泡剤を使用する。熱分解(あるいは蒸発)によってガスを発生させ得るものであれば特に限定されるものではないが、シリコーンに非相溶であり、ゴム用発泡剤として公知である有機発泡剤や無機発泡剤が使用できる。(C)成分は一種単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。
有機発泡剤としては、例えば、N,N'−ジメチル−N,N'−ジニトロソテレフタルアミド、N,N'−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物;ジメチル1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾシクロへキシルニトリル、アゾジアミノベンゼン、2,2'-アゾビス-2-メチルブチロニトリル、2,2'-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、1,1'-アゾビス(1-アセトキシ-1-フェニルエタン)、アゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート等の有機アゾ化合物;ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、p,p'−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、ジフェニルスルホン-3,3'−ジスルホニルヒドラジド、4,4'-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、p−トルエンスルホニルヒドラジン等のスルホニルヒドラジド化合物;カルシウムアジド、4,4−ジフェニルジスルホニルアジド、p−トルエンスルホルニルアジド等のアジド化合物などが挙げられる。中でも、ジメチル1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)は、分解物の毒性が少ないので、特に好ましい。
無機発泡剤は結晶水を有しないことが好ましい。無機発泡剤の具体例としては、炭酸水素ナトリウム(重曹)、炭酸ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム等が挙げられる。中でも、炭酸水素ナトリウムが好ましい。炭酸水素ナトリウムは他の無機発泡剤、例えば、炭酸アンモニウム系無機発泡剤、亜硝酸アンモニウム、アジド化合物などと異なって、分解によって強酸や強アルカリを発生することがなく、無臭・無毒であり、シリコーンの有機過酸化物架橋や白金系触媒による付加架橋を阻害しないので、スポンジを得るために多量に添加できるというメリットがある。
(C)成分の発泡剤の添加量としては、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して、通常、0.01〜50質量部、好ましくは1.0〜20質量部である。該添加量が0.01質量部未満であると、発生ガスの量が不十分となりやすいので、得られる硬化物がスポンジ状態となりにくい。該添加量が50質量部を超えると、(C)成分を他の成分と混合することが物理的に困難となる場合があり、またスポンジ成型時に発生ガスが多くなるために、セルが不均一となったり、得られるスポンジが内部より割れたりする場合がある。
−(D)成分−
(D)成分の有機過酸化物は(A)成分を硬化させるために使用する加硫剤である。(D)成分は1種単独でも2種以上の混合物としても使用することができる。(D)成分の具体例としては、2,4−ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−ビス(2,5−t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート、1,6−ヘキサンジオール−ビス−t−ブチルパーオキシカーボネート等が挙げられる。
(D)成分の有機過酸化物は(A)成分を硬化させるために使用する加硫剤である。(D)成分は1種単独でも2種以上の混合物としても使用することができる。(D)成分の具体例としては、2,4−ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−ビス(2,5−t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート、1,6−ヘキサンジオール−ビス−t−ブチルパーオキシカーボネート等が挙げられる。
(D)成分の配合量は加硫剤としての有効量でよく、具体的には、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して好ましくは0.01〜50質量部、より好ましくは0.5〜10質量部である。該配合量がこの範囲内にあると、該配合量の増加に応じて硬化速度が向上しやすいので、経済的に有利となりやすく、また、得られる硬化物から未反応物や分解残査を短時間で除去しやすい。
−その他の成分−
本発明のシリコーンゴム組成物には補強性シリカ微粉末が添加されていることが望ましい。補強性シリカ微粉末は、機械的強度の更に優れたシリコーンゴムスポンジを得るために、該組成物に添加される。この目的のためには、補強性シリカ微粉末の比表面積は、50m2/g以上であることが好ましく、100〜400m2/gであることがより好ましい。補強性シリカ微粉末としては、例えば、煙霧質シリカ(乾式シリカ)、沈殿シリカ(湿式シリカ)が挙げられ、煙霧質シリカ(乾式シリカ)が好ましい。また、これらの表面をオルガノポリシロキサン、オルガノポリシラザン、クロロシラン、アルコキシシラン等で疎水化処理してもよい。補強性シリカ微粉末は一種単独でも2種以上併用してもよい。なお、補強性シリカ微粉末の添加量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部当り好ましくは5〜100質量部、より好ましくは10〜90質量部、特に好ましくは30〜80質量部である。該添加量がこの範囲内にあると、補強性シリカ微粉末による補強効果が十分となりやすく、得られる組成物の加工性および得られるシリコーンゴムスポンジの物理特性が良好となりやすい。
本発明のシリコーンゴム組成物には補強性シリカ微粉末が添加されていることが望ましい。補強性シリカ微粉末は、機械的強度の更に優れたシリコーンゴムスポンジを得るために、該組成物に添加される。この目的のためには、補強性シリカ微粉末の比表面積は、50m2/g以上であることが好ましく、100〜400m2/gであることがより好ましい。補強性シリカ微粉末としては、例えば、煙霧質シリカ(乾式シリカ)、沈殿シリカ(湿式シリカ)が挙げられ、煙霧質シリカ(乾式シリカ)が好ましい。また、これらの表面をオルガノポリシロキサン、オルガノポリシラザン、クロロシラン、アルコキシシラン等で疎水化処理してもよい。補強性シリカ微粉末は一種単独でも2種以上併用してもよい。なお、補強性シリカ微粉末の添加量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部当り好ましくは5〜100質量部、より好ましくは10〜90質量部、特に好ましくは30〜80質量部である。該添加量がこの範囲内にあると、補強性シリカ微粉末による補強効果が十分となりやすく、得られる組成物の加工性および得られるシリコーンゴムスポンジの物理特性が良好となりやすい。
本発明のシリコーンゴム組成物には導電性金属酸化物微粒子を添加してもよい。これにより、本発明組成物および本発明シリコーンゴムスポンジの導電性を更に向上させることができる。導電性金属酸化物微粒子としては、例えば、導電性亜鉛華(導電性酸化亜鉛)、酸化チタン(例えば、白色導電性酸化チタン)、スズアンチモン系酸化物微粒子等が挙げられる。導電性酸化亜鉛の具体例としては、ハクスイテック(株)製の酸化亜鉛23-K(商品名)や本庄ケミカル株式会社製の導電性亜鉛華FX(商品名)が挙げられる。白色導電性酸化チタンとしては、例えば、ET-500W(商品名、石原産業(株)製)が挙げられる。導電性金属酸化物微粒子は一種単独でも2種以上併用してもよい。導電性金属酸化物微粒子の添加量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部当り好ましくは1〜300質量部である。
本発明のシリコーンゴム組成物には、必要に応じてさらに、熱伝導性付与剤として粉砕石英、酸化亜鉛、アルミナ、酸化アルミを、非補強性シリカとして珪藻土を添加してもよいほか、炭酸カルシウム等の充填剤、着色剤、耐熱向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導向上剤等の添加剤や離型剤、アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、両末端シラノール封鎖低分子シロキサン等の分散剤などを添加してもよい。
−製造方法−
本発明のゴム組成物の製造方法は、特に限定されないが、上述した成分の所定量を2本ロールミル、ニーダー、バンバリーミキサー等で混練りすることによって得ることができる。また、必要により熱処理(加熱下、例えば、100〜250℃での混練り)をしてもよい。
本発明のゴム組成物の製造方法は、特に限定されないが、上述した成分の所定量を2本ロールミル、ニーダー、バンバリーミキサー等で混練りすることによって得ることができる。また、必要により熱処理(加熱下、例えば、100〜250℃での混練り)をしてもよい。
−発泡硬化方法−
本発明のゴム組成物の発泡硬化方法は、常圧熱気加硫が望ましく、押出成形を用いた加熱炉による連続加硫、バッチ式乾燥器による熱気加硫などが好適に採用される。金型内部に十分な空間が確保されている場合には、金型加硫も好適に用いることができる。一般的には、80〜400℃、特に100〜300℃の温度で5秒〜1時間程度、常圧熱気加硫により発泡硬化させることにより、良好な発泡状態のスポンジ、例えば、高発泡倍率のスポンジを得ることができる。また、100〜230℃で10分〜10時間程度ポストキュアーしてもよい。
本発明のゴム組成物の発泡硬化方法は、常圧熱気加硫が望ましく、押出成形を用いた加熱炉による連続加硫、バッチ式乾燥器による熱気加硫などが好適に採用される。金型内部に十分な空間が確保されている場合には、金型加硫も好適に用いることができる。一般的には、80〜400℃、特に100〜300℃の温度で5秒〜1時間程度、常圧熱気加硫により発泡硬化させることにより、良好な発泡状態のスポンジ、例えば、高発泡倍率のスポンジを得ることができる。また、100〜230℃で10分〜10時間程度ポストキュアーしてもよい。
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例で、部は質量部を示し、粘度は回転粘度計により測定した25℃における値を示し、平均粒径はレーザー回折法による粒度分布測定装置により測定した値を示す。
[実施例1]
CH3SiO1.5単位を質量基準で50ppm含有し、0.0020モル/100gのビニル基を有する、平均重合度が約8,000であるジメチルポリシロキサン生ゴム100部、
BET比表面積200m2/gの乾式シリカ Arosil200(商品名、日本エアロジル(株)製)20部、
両末端にシラノール基を有し、粘度が29mPa・sであるジメチルポリシロキサン2部
をニーダーに投入し、180℃で2時間、混練りを行って、ベースゴムコンパウンドを作製した。得られたベースゴムコンパウンド120部に対し、
アセチレンブラックであるデンカブラック(商品名、電気化学工業(株)製、平均粒径:40nm)30部
をニーダーで混合した後、更に、
ジメチル1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)(和光純薬(株)製、商品名:VE−073)1.5部、
炭酸水素ナトリウム(試薬グレード、平均粒径:5.0μm)4部、
2,5−ジメチル−ビス−(2,5−t−ブチルパーオキシ)ヘキサン(日本油脂(株)製) 0.8部
を添加し、二本ロールミルにて混合してシリコーンゴム組成物を得た。得られた組成物を成形して、4mm厚のシートを作成した。
CH3SiO1.5単位を質量基準で50ppm含有し、0.0020モル/100gのビニル基を有する、平均重合度が約8,000であるジメチルポリシロキサン生ゴム100部、
BET比表面積200m2/gの乾式シリカ Arosil200(商品名、日本エアロジル(株)製)20部、
両末端にシラノール基を有し、粘度が29mPa・sであるジメチルポリシロキサン2部
をニーダーに投入し、180℃で2時間、混練りを行って、ベースゴムコンパウンドを作製した。得られたベースゴムコンパウンド120部に対し、
アセチレンブラックであるデンカブラック(商品名、電気化学工業(株)製、平均粒径:40nm)30部
をニーダーで混合した後、更に、
ジメチル1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)(和光純薬(株)製、商品名:VE−073)1.5部、
炭酸水素ナトリウム(試薬グレード、平均粒径:5.0μm)4部、
2,5−ジメチル−ビス−(2,5−t−ブチルパーオキシ)ヘキサン(日本油脂(株)製) 0.8部
を添加し、二本ロールミルにて混合してシリコーンゴム組成物を得た。得られた組成物を成形して、4mm厚のシートを作成した。
この4mm厚シートを常圧下、250℃の熱風乾燥器で15分間常圧熱気加硫させてシリコーンスポンジを得た。その後、200℃、4時間の2次加硫を行った。得られたスポンジからスキン層をとり除いた後に、スポンジ特性としてスポンジ硬さ、発泡倍率、セル径を下記方法により調べた。結果を表1に示す。
《スポンジ硬さ》
JIS S 6050に準拠してアスカーC型ゴム硬度計で測定
アスカーC型ゴム硬度計で測定できない低硬度スポンジの場合はアスカーF型ゴム硬度計で測定
JIS S 6050に準拠してアスカーC型ゴム硬度計で測定
アスカーC型ゴム硬度計で測定できない低硬度スポンジの場合はアスカーF型ゴム硬度計で測定
《発泡倍率》
発泡後の体積/発泡前の体積×100(%)
《セル径》
平均セル径(μm):スポンジ切断面におけるセル径の平均値。
発泡後の体積/発泡前の体積×100(%)
《セル径》
平均セル径(μm):スポンジ切断面におけるセル径の平均値。
[実施例2]
CH3SiO1.5単位を質量基準で100ppm含有し、0.0020モル/100gのビニル基を有する、平均重合度が約8,000であるジメチルポリシロキサン生ゴム100部を使用した以外は実施例1と同様な方法により、シリコーンゴムスポンジを成型し、上記スポンジ特性を調べた。結果を表1に示す。
CH3SiO1.5単位を質量基準で100ppm含有し、0.0020モル/100gのビニル基を有する、平均重合度が約8,000であるジメチルポリシロキサン生ゴム100部を使用した以外は実施例1と同様な方法により、シリコーンゴムスポンジを成型し、上記スポンジ特性を調べた。結果を表1に示す。
[比較例1]
CH3SiO1.5単位を含有せず、0.0020モル/100gのビニル基を含有する、平均重合度が約8,000であるジメチルポリシロキサン生ゴム100部を使用した以外は実施例1と同様な方法により、シリコーンゴムスポンジを成型し、上記スポンジ特性を調べた。結果を表1に示す。
CH3SiO1.5単位を含有せず、0.0020モル/100gのビニル基を含有する、平均重合度が約8,000であるジメチルポリシロキサン生ゴム100部を使用した以外は実施例1と同様な方法により、シリコーンゴムスポンジを成型し、上記スポンジ特性を調べた。結果を表1に示す。
[比較例2]
CH3SiO1.5単位を質量基準で1000ppm含有し、0.0020モル/100gのビニル基を含有する、平均重合度が約8,000であるジメチルポリシロキサン生ゴムを使用してシリコーンゴム組成物を得ようとしたが、このジメチルポリシロキサン生ゴムは他の成分との混合が困難であり、スポンジを得ることはできなかった。
CH3SiO1.5単位を質量基準で1000ppm含有し、0.0020モル/100gのビニル基を含有する、平均重合度が約8,000であるジメチルポリシロキサン生ゴムを使用してシリコーンゴム組成物を得ようとしたが、このジメチルポリシロキサン生ゴムは他の成分との混合が困難であり、スポンジを得ることはできなかった。
Claims (3)
- (A)一分子中にCH3SiO1.5単位を質量基準で10〜500ppm含有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)導電性カーボンブラック:1〜100質量部、
(C)90℃以上の温度でガスを発生する発泡剤:0.01〜50質量部、および
(D)有機過酸化物
を含有する導電性シリコーンゴム組成物。 - (C)成分がジメチル1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)である請求項1に係る導電性シリコーンゴム組成物。
- 請求項1または2に記載の導電性シリコーンゴム組成物を発泡硬化させることにより得られる導電性シリコーンゴムスポンジ。
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