JP5298501B2 - 透明材料用含フッ素硬化性組成物 - Google Patents
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(A)1分子中に2個以上のアルケニル基を有し、かつ主鎖中にパーフルオロポリエーテル構造を有する直鎖状ポリフルオロ化合物:100質量部、
(B)1分子中にケイ素原子に直結した水素原子を2個以上有する含フッ素オルガノ水素シロキサン:(A)成分のアルケニル基1モルに対してSiH基として0.5〜3.0モルとなる量、
(C)白金族金属系触媒:白金族金属原子換算で0.1〜500ppm、
を含有し、且つ上記(A)成分と上記(B)成分の25℃、589nm(ナトリウムのD線)での屈折率の差が0〜0.10である組成物が、6mm厚における全光線透過率が80%以上となる透明な硬化物を与えることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
[(A)成分]
本発明の(A)成分は、下記一般式(1)
(R2はアルケニル基、R3は水素原子、置換もしくは非置換の1価の飽和炭化水素基、aは0、1又は2である)で示されるo,m又はp−シリルフェニレン基)で表される基、R1は水素原子、又は置換もしくは非置換の1価炭化水素基、
X’は−CH2−、−OCH2−、−CH2OCH2−又は−CO−NR1−Y’−(Y’は−CH2−又は下記構造式(3)
(R2及びR3は上記と同じ基である、bは0、1又は2である)で示されるo,m又はp−ジメチルシリルフェニレン基)で表される基であり、R1は上記と同じ基である。pは独立に0又は1、rは2〜6の整数、m及びnはそれぞれ1〜90の整数であり、かつmとnの和は2〜180である。]
(B)成分は、1分子中にケイ素原子に直結した水素原子を2個以上有する含フッ素オルガノ水素シロキサンである。本発明の(B)成分は、上記(A)成分の架橋剤ないし鎖長延長剤として機能するものであり、また、(A)成分との相溶性、分散性、硬化後の均一性等の観点から、1分子中に1個以上の1価のパーフルオロアルキル基、1価のパーフルオロオキシアルキル基、2価のパーフルオロアルキレン基又は2価のパーフルオロオキシアルキレン基等のフッ素含有基を有するものが好ましい。
CgF2g+1−
−CgF2g−
(式中、gは1〜20、好ましくは2〜10の整数である。)
−CH2CH2−、
−CH2CH2CH2−、
−CH2CH2CH2OCH2−、
−CH2CH2CH2−NH−CO−、
−CH2CH2CH2−N(Ph)−CO−(但し、Phはフェニル基である。)、
−CH2CH2CH2−N(CH3)−CO−、
−CH2CH2CH2−O−CO−
等の炭素原子数2〜12のものが挙げられる。
本発明の(C)成分である白金族金属系触媒は、ヒドロシリル化反応触媒である。ヒドロシリル化反応触媒は、(A)成分中のアルケニル基と、(B)成分中のヒドロシリル基との付加反応を促進する触媒である。このヒドロシリル化反応触媒は、一般に貴金属又はその化合物であり、高価格であることから、比較的入手し易い白金又は白金化合物がよく用いられる。
本発明の硬化性組成物には、その実用性を高めるために種々の添加剤を必要に応じて添加することができる。特に本発明の硬化性組成物に自己接着性を与える目的で、(D)成分として、1分子中にエポキシ基及びケイ素原子に直結したアルコキシ基をそれぞれ1個以上有する有機ケイ素化合物を添加することが好ましい。
また上記(D)成分と同様の目的で、該(D)成分とともに又はそれ以外に、(E)成分として、1分子中にケイ素原子に直結した水素原子と、炭素原子又は炭素原子と酸素原子を介してケイ素原子に結合したエポキシ基及び/又はトリアルコキシシリル基をそれぞれ1個以上有するオルガノシロキサンを添加することも好ましい。
(上記一般式中、R4はハロゲン置換又は非置換の1価炭化水素基であり、L、Mは下記に示す。wは0≦w≦50、より好ましくは0≦w≦20の整数であり、xは1≦x≦50、より好ましくは1≦x≦20の整数であり、yは1≦y≦50、より好ましくは1≦y≦20の整数であり、zは0≦z≦50、より好ましくは0≦z≦20の整数である。またw+x+y+zは、GPCによるポリスチレン換算重量平均分子量2,000〜20,000を満たすような整数である。)
(式中、R5は酸素原子が介在してもよい炭素数1〜10、特に1〜5の2価炭化水素基で、具体的にはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、シクロヘキシレン基、オクチレン基等のアルキレン基等を示す。)
−R6−Si(OR7)3
(式中、R6は炭素数1〜10、特に1〜4の2価炭化水素基、具体的にはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、シクロヘキシレン基、オクチレン基等のアルキレン基等を示し、R7は炭素数1〜8、特に1〜4の1価炭化水素基、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基等のアルキル基を示す。)
−Z−Rf (4)
式(4)中、Zは−(CH2)t−X”−で表され、X”は単結合、−OCH2−、又は−Y”−NR10−CO−(Y”は−CH2−又は下記構造式(5)
CgF2g+1−
本発明の硬化性組成物には、その実用性を高めるために上記の(A)〜(E)成分以外にも、可塑剤、粘度調節剤、可撓性付与剤、無機質充填剤、接着促進剤等の各種配合剤を必要に応じて添加することができる。これら添加剤の配合量は、本発明の目的を損なわない範囲、並びに組成物の特性及び硬化物の物性を損なわない限りにおいて任意である。
Rf3−(X’)pCH=CH2 (6)
[式中、X’、pは上記式(1)で説明したものと同じ、Rf3は、下記一般式(9)で表される基である。
(式中、Dは式:CsF2s+1−(sは1〜3)で表される基であり、cは1〜200の整数であり、かつ、前記(A)成分のRf基に関するm+n(平均)及びrの和よりも小さい。)
D−O−(CF2O)d(CF2CF2O)e−D (8)
(式中、Dは上記と同じであり、d及びeはそれぞれ1〜200の整数であり、かつ、dとeの和は、前記(A)成分のRf基に関するm+n(平均)及びrの和以下である。)
CF3O−(CF2CF2CF2O)n3−CF2CF3
CF3−[(OCF2CF2)n3(OCF2)m3]−O−CF3
(m3+n3=2〜201、m3=1〜200、n3=1〜200)
本発明の硬化性組成物の製造方法は特に制限されず、上記(A)〜(E)成分及びその他の任意成分とを練り合わせることにより製造することができる。その際、必要に応じて、プラネタリーミキサー、ロスミキサー、ホバートミキサー等の混合装置、ニーダー、三本ロール等の混練装置を使用することができる。具体的には、まず上記(A)成分100質量部に対して上記(B)〜(C)成分を所定の範囲でプラネタリーミキサーやゲートミキサー等の混合装置を用いてコールドブレンド後、さらに減圧下混合する。コールドブレンド及び減圧下混合の時間は特に限定するものではないが、均一に混合するために、コールドブレンドに関しては5分以上行うことが好ましく、減圧下混合に関しては、10分以上行うことが好ましい。その場合減圧度は200mmHg以下が好ましく、100mmHg以下がより好ましい。
下記式(10)で示されるポリマー(屈折率(589nm、25℃):1.33、ビニル基量:0.031モル/100g、動粘度:2200cSt)100部に、下記式(11)で示される含フッ素オルガノ水素シロキサン(屈折率(589nm、25℃):1.36、SiH基量:0.19モル/100g)17.4部、エチニルシクロヘキサノールの50%トルエン溶液0.15部、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のエタノール溶液(白金濃度3質量%)0.015部を順次添加し均一になるように混合した。その後、脱泡操作を行うことにより組成物を調製した。
上記実施例1において、上記式(11)で示される含フッ素オルガノ水素シロキサンの代わりに、下記式(12)で示される含フッ素オルガノ水素シロキサン(屈折率(589nm、25℃):1.35、SiH基量:0.33モル/100g)11.3部を添加した以外は実施例1と同様の方法で組成物及び硬化サンプルを調製した後、同様に外観を観察し、また全光線透過率及びゴム物性を測定した。結果を表1に示す。
上記実施例1において、さらに下記式(13)で示される有機ケイ素化合物0.40部を添加した以外は実施例1と同様の方法で組成物及び硬化サンプルを調製した後、同様に外観を観察し、また全光線透過率及びゴム物性を測定した。結果を表1に示す。
上記実施例1において、さらに下記式(14)で示される含フッ素オルガノ水素シロキサン2.0部を添加した以外は実施例1と同様の方法で組成物及び硬化サンプルを調製した後、同様に外観を観察し、また全光線透過率及びゴム物性を測定した。結果を表1に示す。
上記実施例1おいて、上記式(10)で示されるポリマーの代わりに下記式(15)で示されるポリマー(屈折率(589nm、25℃):1.28、ビニル基量:0.006モル/100g、動粘度:15400cSt)を100部添加し、さらに上記式(11)で示される含フッ素オルガノ水素シロキサンの代わりに、下記式(16)で示される含フッ素オルガノ水素シロキサン(屈折率(589nm、25℃):1.39、SiH基量:0.70モル/100g)を0.94部添加した以外は、実施例1と同様の方法で組成物及び硬化サンプルを調製した後、同様に外観を観察し、また全光線透過率及びゴム物性を測定した。結果を表1に示す。
Claims (11)
- (A)1分子中に2個以上のアルケニル基を有し、かつ主鎖中にパーフルオロポリエーテル構造を有する下記一般式(1)で表される直鎖状ポリフルオロ化合物:100質量部、
X’は−CH2−、−OCH2−、−CH2OCH2−又は−CO−NR1−Y’−(Y’は−CH2−又は下記構造式(3)
(B)水素原子がケイ素原子に結合していると共に、1分子中に1個以上の1価のパーフルオロアルキル基、1価のパーフルオロオキシアルキル基、2価のパーフルオロアルキレン基又は2価のパーフルオロオキシアルキレン基がアルキレン基、アリーレン基又はそれらの組み合せ、あるいはこれらの基にエーテル結合酸素原子、アミド結合又はカルボニル結合を介在させた2価の連結基を介してケイ素原子に結合し、更にケイ素原子に結合する基がアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基であり、炭素原子又は炭素原子と酸素原子を介してケイ素原子に結合したエポキシ基及び/又はトリアルコキシシリル基を含有しない含フッ素オルガノ水素シロキサン:(A)成分のアルケニル基1モルに対してSiH基として0.5〜3.0モルとなる量、
(C)白金族金属系触媒:白金族金属原子換算で0.1〜500ppm
を含有し、且つ上記(A)成分と上記(B)成分の25℃、589nm(ナトリウムのD線)での屈折率の差が0〜0.10であることを特徴とする透明材料用硬化性ゴム組成物。 - 硬化後の硬化物の6mm厚における全光線透過率が80%以上であることを特徴とする請求項1に記載の透明材料用硬化性ゴム組成物。
- 更に、(E)成分として1分子中にケイ素原子に直結した水素原子と、炭素原子又は炭素原子と酸素原子を介してケイ素原子に結合したエポキシ基及び/又はトリアルコキシシリル基をそれぞれ1個以上有するオルガノシロキサン0.1〜10質量部を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の透明材料用硬化性ゴム組成物。
- (E)成分のオルガノシロキサンが、更に炭素原子又は炭素原子と酸素原子を介してケイ素原子に結合した1価のパーフルオロアルキル基又は1価のパーフルオロオキシアルキル基を1個以上有するものである請求項4記載の透明材料用硬化性ゴム組成物。
- (A)成分の直鎖状ポリフルオロ化合物のアルケニル基含有量が、0.002〜0.3mol/100gであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の透明材料用硬化性ゴム組成物。
- (A)1分子中に2個以上のアルケニル基を有し、かつ主鎖中にパーフルオロポリエーテル構造を有する下記一般式(1)で表される直鎖状ポリフルオロ化合物:100質量部、
X’は−CH2−、−OCH2−、−CH2OCH2−又は−CO−NR1−Y’−(Y’は−CH2−又は下記構造式(3)
(B)水素原子がケイ素原子に結合していると共に、1分子中に1個以上の1価のパーフルオロアルキル基、1価のパーフルオロオキシアルキル基、2価のパーフルオロアルキレン基又は2価のパーフルオロオキシアルキレン基がアルキレン基、アリーレン基又はそれらの組み合せ、あるいはこれらの基にエーテル結合酸素原子、アミド結合又はカルボニル結合を介在させた2価の連結基を介してケイ素原子に結合し、更にケイ素原子に結合する基がアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基であり、炭素原子又は炭素原子と酸素原子を介してケイ素原子に結合したエポキシ基及び/又はトリアルコキシシリル基を含有しない含フッ素オルガノ水素シロキサン:(A)成分のアルケニル基1モルに対してSiH基として0.5〜3.0モルとなる量、
(C)白金族金属系触媒:白金族金属原子換算で0.1〜500ppm
を含有する硬化性ゴム組成物を硬化してゴム硬化物を製造するに当り、上記(A),(B)成分を、これらの25℃,589nm(ナトリウムのD線)での屈折率の差が0〜0.10となるように選定・使用することを特徴とする硬化後の硬化物の6mm厚における全光線透過率が80%以上である透明材料用硬化性ゴム組成物の製造方法。 - 更に、(E)成分として1分子中にケイ素原子に直結した水素原子と、炭素原子又は炭素原子と酸素原子を介してケイ素原子に結合したエポキシ基及び/又はトリアルコキシシリル基をそれぞれ1個以上有するオルガノシロキサン0.1〜10質量部を混合することを特徴とする請求項7又は8記載の透明材料用硬化性ゴム組成物の製造方法。
- (E)成分のオルガノシロキサンが、更に炭素原子又は炭素原子と酸素原子を介してケイ素原子に結合した1価のパーフルオロアルキル基又は1価のパーフルオロオキシアルキル基を1個以上有するものである請求項9記載の透明材料用硬化性ゴム組成物の製造方法。
- (A)成分の直鎖状ポリフルオロ化合物のアルケニル基含有量が、0.002〜0.3mol/100gであることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載の透明材料用硬化性ゴム組成物の製造方法。
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