JP6128065B2 - 樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法及び自動車オイルシール - Google Patents

樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法及び自動車オイルシール Download PDF

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Description

本発明は、自動車オイルシール用として好適に用いられる樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法に関し、特に、低起泡性であると共に樹脂オイルパンへの接着性や接着耐久性を向上させ、かつ優れた耐エンジンオイル性を有し、エンジンオイル等に分散又は溶解しても低泡立ち性の組成物を与えることのできる該オルガノポリシロキサン組成物の製造方法、及びこの組成物を硬化させることにより得られる自動車オイルシールに関する。
自動車エンジンの種々のオイル漏れ止め用シールには、従来、コルク、有機ゴム、アスベストなどで作られた耐油性の固形ガスケット及びパッキング材が使用されている。これらの材料は、在庫管理及び作業工程が複雑であるという不利があり、更にはそのシール性能の信頼性が低いという欠点がある。
そこで、従来の固形ガスケットなどに代わり、室温硬化性シリコーンゴム組成物を用いたFIPG(Formed In Place Gaskets)方式と呼ばれるシール方法が採用されてきている。これは、エンジンの組み立て時に、一液型室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物をエンジンブロックのシール面に塗布し、組成物が未硬化状態のうちに、シール面同士を張り合わせ、ボルト締めするものである。この方式は、作業性、密閉性及び耐熱性の面で高い評価を得ている。
近年、自動車の燃費向上・軽量化の観点から、自動車エンジンに使用する金属を一部樹脂化する試みが行われている。それらの部材として採用される樹脂は、一般的に機械特性やエンジンオイルに対する耐久試験に対し変化率が少ない樹脂、即ち力学的及び化学的に非常に安定な樹脂が選択される。化学的に安定性が高い樹脂は、活性基を有していない、もしくは非常に少ないため、良好な接着性を得ること、更にはその接着性を安定して保持することが難しいとされている。樹脂への接着性を改善させる手法としては、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物に、アミノシランカップリング剤のオリゴマーを添加する方法(特許第3714861号公報:特許文献1)などが知られているが、アミノシランカップリング剤のオリゴマーをオイルシール用途の組成物に配合すると、耐エンジンオイル性が劣ることから使用することができなかった。また、脱アルコールタイプの室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の充填材を選定する方法(特開2004−292724号公報:特許文献2)や、硬化触媒として使用するチタン触媒の構造を選定する方法(特許第4438937号公報、特許第4530136号公報、特許第4658654号公報、特許第4530177号公報:特許文献3〜6)が知られているが、これらの組成物は脱アルコールタイプの組成物であるため、硬化物を得るために時間を要することや、耐エンジンオイル性能が従来から使用されているFIPGと比較すると劣る問題があった。
また更に、FIPG方式によるオイルシールを施しながら組み立てられたエンジンは、通常、組み立てた直後に、種々のオイルを注入して、始動テストを行うことが多い。ところが、上記の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、その硬化に比較的長い時間を要する。始動テストの際、十分に硬化していないと、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物の一部がオイル中に分散又は溶解してしまう。分散又は溶解した場合、該オイルの泡立ちを助長し、エンジン上部にあるオイル注入口からオイルが噴き出すこともある。従ってFIPG方式は、エンジンオイル等の自動車に使用される油種に分散又は溶解したとしても泡立ちが少ないことが要求されている。
泡立ち対策は、種々検討、研究が行われており、例えば、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物に、イソシアネートシランを添加する方法(特開平08−73745号公報:特許文献7)や、アミノシロキサンを添加する方法(特開平02−215862号公報、特公平06−41561号公報:特許文献8,9)が提案されているが、何れもオイルに添加成分を溶出させることにより泡立ちを抑制するため、使用するオイルへの影響が懸念され、泡立ちには効果は認められるものの、十分な耐油性は得られていなかった。更に、室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物に、アルコキシシランとアルミニウムステアレートを添加する方法(特開平03−17157号公報:特許文献10)、特定のシランカップリング剤を添加する方法(特開平09−124946号公報:特許文献11)が提案されているが、使用するオイルへの影響は殆どないものの、泡立ちには効果が不十分であり、十分な耐油性も得られていなかった。
近年では、水酸基を含まないシロキサンを用いる方法にて低起泡性室温硬化型オルガノポリシロキサン組成物が得られる技術(特許第5110287号公報、特開2010−180382号公報:特許文献12,13)が提案されているが、確かに低起泡性は達成されるものの、水酸基を予め封鎖したオルガノポリシロキサンを使用する必要があるため、コスト高となり、価格競争が低下する他、大量生産するには不向きであった。
特許第3714861号公報 特開2004−292724号公報 特許第4438937号公報 特許第4530136号公報 特許第4658654号公報 特許第4530177号公報 特開平08−73745号公報 特開平02−215862号公報 特公平06−41561号公報 特開平03−17157号公報 特開平09−124946号公報 特許第5110287号公報 特開2010−180382号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、自動車オイルシール用として好適に用いられ、特に、低起泡性であると共に、樹脂オイルパンへの接着性や接着耐久性に優れ、かつ優れた耐エンジンオイル性を有し、エンジンオイル等に分散又は溶解しても低泡立ち性である樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法、及びこの組成物を硬化させることにより得られる自動車オイルシールを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために種々検討した結果、良好な耐エンジンオイル性を有する組成物とするため、窒素原子、硫黄原子あるいは酸素原子を有するシランカップリング剤及び/又はその部分加水分解縮合物の添加量を抑制し、硬化したゴムの物性を硬化触媒量にて調整することで、自動車エンジンに使用される樹脂への接着性を飛躍的に向上させることに成功した。また、水酸基を有するオルガノポリシロキサンと、特定のケテンシリルアセタール型化合物、2−メチルジアルコキシシリルプロピオン酸エステル及びそれらの部分加水分解物から選ばれる少なくとも1種の化合物とを、分子内に少なくとも1個のグアニジン骨格を有する非ケイ素系有機化合物及び/又は有機ケイ素化合物存在下に反応させたのち、ケトオキシムシラン化合物を添加する方法により製造された樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物が、耐薬品性に優れ、上述した泡立ち性を飛躍的に低減させることができ、かつオキシムタイプ同様の硬化性を有することを見出し、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は、下記の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法、及び該組成物を硬化して得られる自動車オイルシールを提供するものである。
〔1〕
(A)下記一般式(1)で示されるオルガノポリシロキサン 100質量部、
HO(SiR1 2O)aH (1)
(式中、R1は炭素数1〜10の非置換又は置換一価炭化水素基であり、R1は互いに同一であっても異種の基であってもよい。aは10以上の整数である。)
(B)少なくとも1種の無機質充填剤 1〜500質量部、
(C)下記一般式(2)で示されるケテンシリルアセタール型化合物、下記一般式(3)で示される2−メチルジアルコキシシリルプロピオン酸エステル及びそれらの部分加水分解物から選ばれる少なくとも1種の化合物 0.1〜20質量部、
(R2O)2Si(R3)OC(OR3)=CHCH3 (2)
(R2O)2Si(CH3)CH(CH3)COOR3 (3)
(式中、R2は炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は炭素数1〜12の非置換又は置換のアルキル基であり、R2、R3は互いに同一であっても異種の基であってもよい。)
(D)分子内に少なくとも1個のグアニジン骨格を有する非ケイ素系有機化合物及び/又は有機ケイ素化合物 0.01〜5質量部、
(E)下記一般式(4)で示されるシラン化合物の部分加水分解縮合物 0.2〜5質量部、
4 bSi(X)4-b (4)
(式中、R4はメチル基又はビニル基であり、Xはアルコキシ基であり、bは0又は1である。)
(F)下記一般式(5)で示されるケトオキシム基を1分子中に3個以上有するシラン化合物 1〜30質量部、
5 dSi(ON=CR6 24-d (5)
(式中、R5は炭素数1〜10の非置換又は置換一価炭化水素基であり、R6は独立に炭素数1〜10の非置換又は置換一価炭化水素基である。またdは0又は1である。)
(G)下記一般式(6)で示されるシランカップリング剤及び/又はその部分加水分解縮合物 0.01質量部以上0.05質量部未満、
7 eSi(OR84-e (6)
(式中、R7は上記R4以外の、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる原子を含んでもよい炭素数1〜20の一価炭化水素基で、R7の少なくとも1つは窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる原子の少なくとも1つを含む炭素数1〜20の一価炭化水素基である。R8は炭素数1〜10の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、eは1,2又は3である。)
(H)硬化触媒 0.001〜0.2質量部
を必須成分として含有し、(H)成分である硬化触媒が組成物全体の0.002〜0.030質量%の範囲内にあるオルガノポリシロキサン組成物の製造方法において、組成物中に(F)成分を添加混合する工程より前に、(C)成分及び(D)成分を添加して、十分に均一になるまで分散混合させる工程を含むことを特徴とする樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
〔2〕
(B)成分の少なくとも1種の無機質充填剤が、表面が処理剤により処理された炭酸カルシウム、煙霧質シリカ、沈降性シリカ、酸化アルミニウムの中から選択することを特徴とする〔1〕記載の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
〔3〕
(C)成分が、上記一般式(3)で示される2−メチルジアルコキシシリルプロピオン酸エステルと、その構造異性体である上記一般式(2)で示されるケテンシリルアセタール型化合物との混合物、又はその部分加水分解物である〔1〕又は〔2〕記載の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
〔4〕
(E)成分のアルコキシ基がメトキシ基であり、かつ(E)成分の23℃における比重が1.04〜1.25の範囲であることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
〔5〕
(G)成分のシランカップリング剤が、下記一般式(7)
Figure 0006128065
(式中、R8は上記の通りであり、R9は炭素数1〜10の非置換一価炭化水素基であり、R10は炭素数1〜10の二価炭化水素基であり、R11は芳香環を含む炭素数7〜10の二価炭化水素基であり、fは1〜3の整数である。但し、NH基及びNH2基の少なくとも一方はR11の芳香環に直結していない。)
で示されるシラン化合物又はその部分加水分解縮合物であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
〔6〕
前記(A)成分及び(B)成分を混合し、これに(C)成分を減圧下に混合し、更に(D)成分を減圧下に混合、反応させるか、又は(A)成分及び(B)成分を混合した後、これに(C)成分及び(D)成分を加え、減圧下に混合、反応させることによって、(A)成分の末端シラノール基を(C)成分のアルコキシ基によって少なくとも部分的にアルコキシシリル化した後、次いで(E)成分を減圧下で混合することによって(A)成分中の残余の未反応シラノール基を(E)成分のアルコキシ基と反応させ、その後、(F)成分、(G)成分及び(H)成分を減圧下で混合する〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
〔7〕
〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の方法により製造された樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物を硬化させることにより得られる自動車オイルシール。
本発明の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法によれば、特に樹脂オイルパンを用いた自動車エンジンへの接着性に優れる組成物を低コストで製造することができ、また、従来使用していたオキシム型と同等の硬化性・耐久性を有しながら、自動車エンジンオイルに分散又は溶解しても泡立ちを助長することが少ない組成物を得ることができる。
自動車の燃費向上から自動車の軽量化が行われていることを鑑みると、本発明の方法により得られた樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物及び該組成物を硬化させることにより得られる自動車オイルシールは有用である。
以下、本発明につき更に詳細に説明する。
本発明に用いられる樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の(A)成分は、下記一般式(1)で示される、主鎖がジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がケイ素原子に結合した水酸基(シラノール基)で封鎖されている直鎖状のジオルガノポリシロキサンであり、本発明組成物の主剤(ベースポリマー)として作用するものである。
HO(SiR1 2O)aH (1)
(式中、R1は炭素数1〜10の非置換又は置換一価炭化水素基であり、R1は互いに同一であっても異種の基であってもよい。aは10以上の整数である。)
上記式(1)中、R1は炭素数1〜10、特に炭素数1〜6の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、例えば、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、プロペニル基、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、フェニルエチル基等のアラルキル基、あるいはこれらの基の水素原子が部分的に塩素、フッ素、臭素といったハロゲン原子等で置換された基、例えばトリフルオロプロピル基などが挙げられ、メチル基、フェニル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。このR1は同一の基であっても異種の基であってもよい。
また、式(1)中のaは10以上(通常、10〜2,000)、好ましくは20〜1,000、より好ましくは50〜500程度の整数であり、このオルガノポリシロキサンの23℃における粘度が1,000〜500,000mPa・sの範囲、特に5,000〜100,000mPa・sの範囲となることが好ましい。なお、本発明において、粘度は回転粘度計(例えば、BL型、BH型、BS型、コーンプレート型等)により測定した値である。また、本発明において、重合度(又は分子量)は、例えば、トルエン、テトラヒドロフラン(THF)等を展開溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析におけるポリスチレン換算の重量平均重合度(又は重量平均分子量)等として求めることができる。
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、1種でもよく、2種以上を併用してもよい。
次に、(B)成分である少なくとも1種の無機質充填剤は、本組成物にゴム物性を付与するための補強性、非補強性充填剤である。本充填剤としては、表面処理又は無処理の、焼成シリカ、煙霧質シリカ等の乾式シリカ、沈降性シリカ、ゾル−ゲル法シリカ等の湿式シリカなどのシリカ系充填剤、カーボン粉、タルク、ベントナイト、表面処理又は無処理の炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、炭酸マグネシウム、表面処理又は無処理の酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム等が例示され、その中でも炭酸カルシウム、煙霧質シリカ、沈降性シリカ、酸化アルミニウムが好ましく、より好ましくは無機質充填剤の表面が疎水化処理され、かつ水分量の少ない炭酸カルシウム、煙霧質シリカ、沈降性シリカ、酸化アルミニウムである。
なお、該表面処理剤の種類、量や処理方法等については特に制限はないが、代表的には、クロルシラン、アルコキシシラン、オルガノシラザン等の有機ケイ素化合物や、脂肪酸、パラフィン、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等の処理剤が適用できる。
(B)成分の無機質充填剤は、1種でもよく、2種以上を併用してもよい。
(B)成分の配合量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して1〜500質量部の範囲、好ましくは20〜300質量部の範囲である。1質量部未満では十分なゴム強度が得られないため、使用用途に適さないという問題が生じ、500質量部を超えるとカートリッジからの吐出性が悪化し、並びに保存安定性が低下するほか、得られるゴム物性の機械特性も低下してしまう。
次に、(C)成分の下記一般式(2)で示されるケテンシリルアセタール型化合物、下記一般式(3)で示される2−メチルジアルコキシシリルプロピオン酸エステルあるいはそれらの部分加水分解物は、本組成物において(A)成分の両末端(シラノール基)をアルコキシ化(アルコキシシリル化)するための必須成分である。ここで、(C)成分は、後述する(D)成分と共に、必ず(F)成分より前に(A)成分へ添加され、十分に均一になるまで分散混合させることが必須である。
(R2O)2Si(R3)OC(OR3)=CHCH3 (2)
(R2O)2Si(CH3)CH(CH3)COOR3 (3)
(式中、R2は炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は炭素数1〜12の非置換又は置換のアルキル基であり、R2、R3は互いに同一であっても異種の基であってもよい。)
上記式(2),(3)中、R2の炭素数1〜4のアルキル基としては、直鎖状、環状、分岐状のいずれでもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基が挙げられる。R2は、メチル基、エチル基が好ましく、その中でもメチル基がより好ましい。なお、R2は同一であっても異なっていてもよい。
また、R3の炭素数1〜12、特に炭素数1〜8の非置換又は置換のアルキル基としては、直鎖状、環状、分岐状のいずれでもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖状のアルキル基、シクロヘキシル基等の環状のアルキル基、及びtert−ブチル基、2−エチルヘキシル基等の分岐状のアルキル基や、これらの基の水素原子の一部又は全部を塩素、フッ素、臭素等のハロゲン原子で置換したクロロメチル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換アルキル基等を挙げることができる。R3は、メチル基、エチル基、n−ブチル基、2−エチルヘキシル基が好ましく、その中でもより2−エチルヘキシル基が好ましい。なお、R3は同一であっても異なっていてもよい。
(C)成分のケテンシリルアセタール型化合物、2−メチルジアルコキシシリルプロピオン酸エステルあるいはそれらの部分加水分解物は、1種を単独で又は2種以上を併用して使用することができる。
なお、上記一般式(2)で示されるケテンシリルアセタール型化合物と、上記一般式(3)で示される2−メチルジアルコキシシリルプロピオン酸エステルとは、互いに構造異性体の関係にあり、通常は、これらの混合物として存在するものである。
上記(C)成分は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して0.1〜20質量部、好ましくは0.5〜10質量部の範囲で使用されるものである。(C)成分の配合量が少なすぎると十分に(A)成分の両末端(シラノール基)をアルコキシ化(アルコキシシリル化)することができないため、組成物の保存性や外観が悪化したり、組成物の粘度が増粘する。また、(C)成分の配合量が多すぎると硬化時間が遅延したり、得られるゴムの機械特性が劣る結果となったり、またコスト的にも不利となる。
次に、(D)成分の分子内に少なくとも1個のグアニジン骨格を有する非ケイ素系有機化合物及び/又は、オルガノシラン、オルガノ(ポリ)シロキサンなどの有機ケイ素化合物は、上記(A)成分と(C)成分を短時間で、かつ効率的に末端修飾するための触媒として必須の成分である。この(D)成分を組成物に配合する際には、前述の(C)成分と(D)成分は、必ず(F)成分の添加工程より前に(A)成分へ添加され、十分に均一になるまで分散混合させることが必須である。
ここで、グアニジン骨格とは、下記一般式(8)で示される。
Figure 0006128065
(式中、Meはメチル基である。)
(D)成分の分子内に少なくとも1個のグアニジン骨格を有する非ケイ素系有機化合物及び有機ケイ素化合物の具体例としては、塩酸グアニジン、炭酸グアニジン、硝酸グアニジン、硫酸グアニジン、リン酸グアニジンなどの無機グアニジン類、アミノグアニジン、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、n−ドデシルグアニジン、メチロールグアニジン、ジメチロールグアニジン、1−フェニルグアニジン、1,3−ジフェニルグアニジン、1,3−ジ−o−トリルグアニジン、トリフェニルグアニジン、1−ベンジル−2,3−ジメチル、シアノグアニジン等の有機グアニジン類、1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジンなどのアルコキシシラン類やその加水分解縮合物(シロキサン類)などが例示される。この中でも有機グアニジン類を使用することが好ましく、その中でも特に1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジンやその加水分解縮合物を使用することが好ましい。
(D)成分のグアニジン骨格含有非ケイ素系有機化合物及び/又は有機ケイ素化合物は、それぞれ1種でもよく、2種以上を併用してもよい。
上記の分子内に少なくとも1個のグアニジン骨格を有する非ケイ素系有機化合物及び/又は有機ケイ素化合物は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して0.01〜5質量部、好ましくは0.1〜3質量部の範囲で使用されるものであり、配合量が少なすぎると十分に(A)成分の両末端(シラノール基)を(C)成分でアルコキシ化(アルコキシシリル化)することができず、配合量が多すぎると臭気や保存性が悪化する。
次に、(E)成分である下記一般式(4)で示される(オルガノ)シラン化合物の部分加水分解縮合物は、本組成物の架橋密度を向上させ、良好な耐薬品性を付与させるための架橋剤として必須の成分である。
4 bSi(X)4-b (4)
(式中、R4はメチル基又はビニル基であり、Xはアルコキシ基であり、bは0又は1である。)
上記式(4)中、Xのアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜6、特に炭素数1〜4のアルコキシ基が挙げられ、メトキシ基が好ましい。
(E)成分は、加水分解性基としてアルコキシ基を1分子中に3個又は4個有する(オルガノ)アルコキシシランの部分加水分解縮合物であるが、このアルコキシ基としては、メトキシ基がより好ましい。この理由は、ケトオキシム基やアセトキシ基、イソプロペノキシ基では水分との加水分解性が速すぎるため、本組成物製造中にゲル化や粘度上昇が起こるためであり、アルコキシ基を用いた場合、製造中にアルコキシ基の一部が緩やかに(F)成分のオキシム基とエステル交換反応を起こし、アルコキシ基とオキシム基が入れ替わることによって速硬化性の付与が達成され、またアルコキシ基がメトキシ基であると、本発明の製造方法により得られるオルガノポリシロキサン組成物が架橋の際に、(E)成分を速やかに架橋点として導入できるため、優れた耐薬品性を付与することができる。
また、(E)成分は、23℃における比重が1.04〜1.25の範囲が好ましく、より好ましくは1.06〜1.10の範囲内がより好ましい。23℃における比重が1.04未満では、十分な速硬化性と耐薬品性の付与ができないため、目的とするゴム弾性を有する組成物とならない場合がある。また、23℃における比重が1.25を超えると、架橋点が多くなってしまうため、得られるゴム物性の機械特性が低下してしまう場合がある。比重は浮秤法により測定することができる。
なお、本発明において、部分加水分解縮合物とは、加水分解性シラン化合物が部分的に加水分解縮合して生成する、分子中に残存する加水分解性基((E)成分の場合にはアルコキシ基)を少なくとも2個、好ましくは3個以上有するシロキサンオリゴマーを意味する。なお、残存する加水分解性基の数に特に上限はないが、(E)成分の場合、部分加水分解縮合物の比重が上記範囲内を満足するものであることが好ましい。
(E)成分の(オルガノ)シラン化合物の部分加水分解縮合物は、1種でもよく、2種以上を併用してもよい。
上記(E)成分は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して0.2〜5質量部の範囲で使用されるものであり、好ましくは0.5〜3質量部の範囲で使用されるものである。配合量が少なすぎると架橋密度が低くなりすぎて十分な耐薬品性を得ることができず、また配合量が多すぎると架橋密度が高くなりすぎるため、自動車エンジンに使用される樹脂に対する接着性が低下してしまう。
次に、(F)成分である下記一般式(5)で示されるケトオキシム基を1分子中に3個以上有する(オルガノ)シラン化合物は、得られる組成物において、密閉条件下では組成物に良好な保存安定性を付与させ、かつ開封後は空気中の水分と反応しゴム化させるための、一般に硬化剤と呼ばれる成分である。ここで、(F)成分は、必ず(C)成分、(D)成分より後に(A)成分へ添加され、十分に均一になるまで分散混合させることが必須である。
5 dSi(ON=CR6 24-d (5)
(式中、R5は炭素数1〜10の非置換又は置換一価炭化水素基であり、R6は独立に炭素数1〜10の非置換又は置換一価炭化水素基である。またdは0又は1である。)
上記式(5)中、R5は炭素数1〜10の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、上述した式(1)のR1と同様のものが例示でき、中でも炭素数1〜6の非置換又は置換の一価炭化水素基が好ましく、特にメチル基、ビニル基、フェニル基が好ましい。
また、R6は炭素数1〜10の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、R5と同様に上述した式(1)のR1と同様のものが例示でき、中でも炭素数1〜6の非置換又は置換の一価炭化水素基が好ましく、特にメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基の中から選ばれるものが好ましい。
上記R5及びR6は同一の基であっても異種の基であってもよい。
(F)成分のシラン化合物の具体例としては、メチルトリス(ジメチルケトオキシム)シラン、メチルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、メチルトリス(メチルイソブチルケトオキシム)シラン、メチルトリス(メチルプロピルケトオキシム)シラン、メチルトリス(メチルブチルケトオキシム)シラン、ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、ビニルトリス(ジメチルケトオキシム)シラン、ビニルトリス(メチルイソブチルケトオキシム)シラン、ビニルトリス(メチルプロピルケトオキシム)シラン、ビニルトリス(メチルブチルケトオキシム)シラン、テトラ(メチルエチルケトオキシム)シラン、テトラ(メチルイソブチルケトオキシム)シラン等のケトオキシムシランが例示され、これらは1種を単独で又は2種以上を併用して使用することができる。
上記(F)成分の(オルガノ)シラン化合物は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して1〜30質量部、好ましくは3〜15質量部の範囲で使用されるものであり、1質量部未満では十分な架橋が得られず、目的とするゴム弾性を有する組成物が得られず、30質量部を超えると得られるゴム物性の機械特性が低下してしまう。
次に、(G)成分は、下記一般式(6)で示されるシランカップリング剤及び/又はその部分加水分解縮合物であり、本組成物に良好な接着性を発現させるための必須成分である。
7 eSi(OR84-e (6)
(式中、R7は上記R4以外の、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる原子を含んでもよい炭素数1〜20の一価炭化水素基で、R7の少なくとも1つは窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる原子の少なくとも1つを含む炭素数1〜20の一価炭化水素基である。R8は炭素数1〜10の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、eは1,2又は3である。)
上記式(6)中、R7は上述したR4以外の、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる原子を含んでもよい炭素数1〜20の一価炭化水素基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシ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、プロペニル基、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、p−スチリル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基等の炭素数1〜10、特に炭素数1〜6の非置換一価炭化水素基、β−(2,3−エポキシシクロヘキシル)エチル基、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、γ−グリシドキシプロピル基、γ−(メタ)アクリロキシプロピル基、γ−アクリロキシプロピル基、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピル基、γ−アミノプロピル基、N−フェニル−γ−アミノプロピル基、γ−ウレイドプロピル基、γ−メルカプトプロピル基、γ−イソシアネートプロピル基等の窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる原子の少なくとも1つを含む炭素数3〜20、特に炭素数8〜14の一価炭化水素基が挙げられる。なお、R7の少なくとも1つは窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる原子の少なくとも1つを含む炭素数1〜20の一価炭化水素基である。
また、R8は炭素数1〜10、特に炭素数1〜6の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、上述した式(1)のR1と同様のものが例示でき、特にメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基が好ましい。
(G)成分の加水分解性シランカップリング剤の具体例としては、数多くのシランカップリング剤を例示することが可能であるが、その中でも窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる原子の少なくとも1つを含む炭素数1〜20の一価炭化水素基を1つ含むシラン化合物であることが好ましく、その中でも特に、下記一般式(7)で示されるシラン化合物又はその部分加水分解縮合物を使用すると、接着性及び耐薬品性が更に向上する。
Figure 0006128065
(式中、R8は上記の通りであり、R9は炭素数1〜10の非置換一価炭化水素基であり、R10は炭素数1〜10の二価炭化水素基であり、R11は芳香環を含む炭素数7〜10の二価炭化水素基であり、fは1〜3の整数である。但し、NH基及びNH2基の少なくとも一方はR11の芳香環に直結していない。)
上記式(7)で示されるシラン化合物は、NH基(イミノ基)とNH2基(アミノ基)とを有し、NH基とNH2基との間に芳香環を含み、更にNH基とNH2基の少なくとも一方が芳香環を構成する炭素原子に直結していないようなアルコキシシラン化合物であり、詳しくは特開平5−105689号公報に記載されている。
上記式(7)中、R8は上述した式(6)のR8と同じであり、同様のものが例示でき、中でもメチル基又はエチル基であることが好ましい。
また、R9の炭素数1〜10、特に炭素数1〜8の非置換一価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシ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、プロペニル基、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、フェニルエチル基等のアラルキル基などが挙げられ、メチル基が好ましい。
また、R10の炭素数1〜10の二価炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、2−メチルプロピレン基等のアルキレン基、フェニレン基等のアリーレン基、これらアルキレン基とアリーレン基とが結合した基などが挙げられるが、好ましくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基であり、特に好ましくはプロピレン基である。
また、R11の芳香環を含む炭素数7〜10の二価炭化水素基としては、フェニレン基とアルキレン基とが結合した基が好ましく、例えば下記式で示されるものが挙げられる。
−C64−CH2
−C64−CH2−CH2
−C64−CH2−CH2−CH2
−CH2−C64
−CH2−C64−CH2
−CH2−C64−CH2−CH2
−CH2−C64−CH2−CH2−CH2
−CH2−CH2−C64
−CH2−CH2−C64−CH2
−CH2−CH2−C64−CH2−CH2
−CH2−CH2−CH2−C64
−CH2−CH2−CH2−C64−CH2
これらの中で、特に好ましくは−CH2−C64−CH2−である。
この場合、フェニレン基の右側(式(7)においてNH2側)に結合するアルキレン基(アルキレン基がない場合は−NH2基となる)は、オルト位、メタ位、パラ位であってもよい。
上記一般式(7)で示されるシラン化合物としては、下記のものが例示される。


Figure 0006128065
Figure 0006128065
Figure 0006128065
Figure 0006128065

Figure 0006128065
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Figure 0006128065

Figure 0006128065
Figure 0006128065
Figure 0006128065
Figure 0006128065
Figure 0006128065
(G)成分のシランカップリング剤及び/又はその部分加水分解縮合物は、1種でもよく、2種以上を併用してもよい。
上記(G)成分の配合量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して0.01質量部以上0.05質量部未満であり、好ましくは0.02質量部以上0.05質量部未満である。0.01質量部未満では、硬化物が十分な接着性能を示さないものとなり、0.05質量部以上配合すると、硬化後のゴム強度が低下する他、自動車エンジンに使用される樹脂に対する接着性も低下してしまう。
次に、(H)成分の硬化触媒は、本組成物と空気中の水分との加水分解反応を促進させるために使用される、一般的に硬化触媒と呼ばれるものである。これは当業界でよく知られている湿分の存在下で硬化するシリコーン樹脂組成物に使用されているものと同様の成分の使用が好ましい。
(H)成分としては、スズ系触媒、ビスマス系触媒、チタン系触媒が例示され、より好ましくはスズ系触媒、ビスマス系触媒を使用することが好ましい。スズ系触媒の具体例としては、ナフテン酸スズ、カプリル酸スズ、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオレート、ジフェニルスズジアセテート、ジブチルスズオキサイド、ジブチルスズジメトキサイド、ジブチルビス(トリエトキシシロキシ)スズ、ジブチルスズベンジルマレート、ジオクチルスズジバーサテート等を挙げることができ、またビスマス系触媒の具体例としては、ビスマストリス(2−エチルヘキサノエート)又はビスマストリス(ネオデカノエート)等を挙げることができる。チタン系触媒の具体例としては、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラビス(2−エチルヘキソキシ)チタン、ジプロポキシビス(アセチルアセトナ)チタン、チタンイソプロポキシオクチレングリコール等のチタン酸エステルやチタンキレート化合物を挙げることができる。
(H)成分の硬化触媒は、1種でもよく、2種以上を併用してもよい。
硬化触媒の使用量はごく微量の触媒量でよく、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して0.001〜0.2質量部、好ましくは0.005〜0.1質量部の範囲で使用されるものである。0.001質量部未満であると良好な硬化性を得ることができないため、自動車等の製造時、例えばエンジンオイルを注入するまでに時間が延長するといった不具合を生じる。逆に0.2質量部を超える量になると、得られるゴム物性が向上してしまうため、自動車エンジンに使用される樹脂に対する接着性が悪化する他、組成物の硬化性が速くなり、組成物塗布後に被着体を張り合わせる時間の許容範囲が短くなったり、得られるゴムの機械特性が低下する。
更に、本発明においては、(H)成分である硬化触媒が組成物全体の0.002〜0.030質量%の範囲内にあることが必要であり、0.005〜0.025質量%の範囲内にあることが好ましい。(H)成分が組成物全体の0.002質量%未満であると硬化するまでの時間が遅延したり、悪化する。また0.030質量%より多いと樹脂接着性が低下してしまう。
また、本発明に用いられる組成物には、上記成分以外に一般に知られている添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で使用しても差し支えない。添加剤としては、チクソ性向上剤としてのポリエーテル、可塑剤としてのシリコーンオイル、イソパラフィン等が挙げられ、必要に応じて顔料、染料、蛍光増白剤等の着色剤、防かび剤、抗菌剤、海洋生物忌避剤等の生理活性添加剤、ブリードオイルとしてのフェニルシリコーンオイル、フロロシリコーンオイル、シリコーンと非相溶の有機液体等の表面改質剤、トルエン、キシレン、溶剤揮発油、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、低沸点イソパラフィン等の溶剤も添加できる。
[製造プロセス]
上記のようにオキシムタイプ同様の硬化性を有した耐薬品性に優れる低起泡性室温硬化型の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物を得るためには、必ず(C)成分及び(D)成分を、(F)成分の添加より前に組成物中に添加し、十分に均一になるまで分散混合させることが必須であって、即ち、組成物の製造工程において、組成物中に(F)成分を添加混合する工程より前に、(C)成分及び(D)成分を(A)成分を含む成分中に添加して、十分に均一になるまで分散混合させる工程を含むことを特徴とするものである。
これは、(A)成分であるオルガノポリシロキサンの末端水酸基(シラノール基)を、ある程度(C)成分のアルコキシシラン化合物と反応させ、末端をアルコキシ化することにより末端の反応性を低下させ、トランスミッションオイル中に含まれる成分との反応が抑制できるからである。(F)成分より前に添加する(C)成分、(D)成分は、それぞれ単独で、もしくは共同で(同時に)(A)成分を含む成分中に添加してよく、添加後は十分に均一になるまで分散混合させることが必須である。
ここで、分散とは、理想的には内部添加成分が均一に分散することが好ましいが、これを確認する方法は時間を要する。そこで、適切な混合機内に添加した内部添加成分をある一定の回転速度(rpm)にて一定時間混合することを「分散」とした。分散(回転数)として好ましくは回転速度2rpm以上にて約1分間以上混合、その中でもより好ましくは回転速度5rpm以上にて約5分間以上混合することである。
また、(C)成分、(D)成分、(F)成分以外の必須成分は、特に添加順を制限されることはないが、例えば、(A)成分及び(B)成分を混合し、これに(C)成分を減圧下に混合し、更に(D)成分を減圧下に混合、反応させるか、又は(A)成分及び(B)成分を混合した後、これに(C)成分及び(D)成分を加え、減圧下に混合、反応させることによって、(A)成分の末端シラノール基を(C)成分のアルコキシ基によって少なくとも部分的にアルコキシシリル化した後、次いで(E)成分を減圧下で混合することによって(A)成分中の残余の未反応シラノール基を(E)成分のアルコキシ基と反応させ、その後、(F)成分、(G)成分及び(H)成分を減圧下で混合する方法が好ましい。この場合、減圧は−0.01〜−0.1MPa程度の減圧とすることができる。
本発明の製造方法にて製造された樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物は、上記(A)〜(H)成分及び必要に応じて各種添加剤を、湿気を遮断した状態で混合することにより得られる。得られた組成物は密閉容器中でそのまま保存し、使用時に空気中の水分に晒すことによりゴム状弾性体に硬化する、いわゆる1包装型室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物への応用や、使用時に他成分と混合することによりゴム状弾性体に硬化する、いわゆる2包装型室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物として用いることができる。
本製造方法にて製造された樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物は、自動車オイルシール用として好適に使用される。自動車オイルシールは、この樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の硬化物にてシールされた、又は接着された構造体として提供されるが、かかる構造体としては、自動車等の輸送機が挙げられる。また、シール又は接着の形態としてはFIPG(Formed In Place Gaskets)等が挙げられる。
以下、実施例及び比較例を示して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、実施例及び比較例はすべて適切な混合機として、プラネタリミキサー((株)井上製作所製)を用いた。実施例中の部はいずれも質量部を表す。また、下記例中、特に記載のない粘度(回転粘度計による測定値)などの物性値は、23℃での値を示す。
[実施例1]
(A)23℃における粘度が20,000mPa・sの末端がシラノール基で封鎖されたポリジメチルシロキサン100質量部に、(B)表面がパラフィン系にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートP−20、丸尾カルシウム(株)製)120質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートS−20、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理されたコロイド質炭酸カルシウム(商品名;カーレックス300、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面をジメチルジクロロシランで処理した煙霧質シリカ8質量部を加えて混合した後、(C)アクリル酸2−エチルヘキシルとジメトキシメチルシランとの反応物である2−メチルジメトキシシリルプロピオン酸2−エチルヘキシルとそのケテンシリルアセタール型異性体との混合物(商品名;OCMS−2、信越化学工業(株)製)5質量部を加え、減圧下で完全に混合し、更に、(D)1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジン0.1質量部を加え、減圧下(0.05MPa以下、以下同様。)で混合し、反応させた後、(E)メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名;KC−89E、信越化学工業(株)製、比重;1.08)2質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた。その後、(F)ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン4質量部と、(G)キシリレンジアミンと3−クロロプロピルトリメトキシシランの脱塩酸反応により得られた化合物(商品名;CF−73、信越化学工業(株)製)0.045質量部と、(H)ジオクチル錫ジバーサテート0.01質量部とを加え、減圧下で完全に混合し、組成物1を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%、(C)成分、(D)成分は単独添加、(F)成分以前に添加し分散)。
[実施例2]
(A)23℃における粘度が20,000mPa・sの末端がシラノール基で封鎖されたポリジメチルシロキサン100質量部に、(B)表面がパラフィン系にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートP−20、丸尾カルシウム(株)製)120質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートS−20、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理されたコロイド質炭酸カルシウム(商品名;カーレックス300、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面をジメチルジクロロシランで処理した煙霧質シリカ8質量部を加えて混合した後、(C)アクリル酸2−エチルヘキシルとジメトキシメチルシランとの反応物である2−メチルジメトキシシリルプロピオン酸2−エチルヘキシルとそのケテンシリルアセタール型異性体との混合物(商品名;OCMS−2、信越化学工業(株)製)5質量部を加え、減圧下で完全に混合し、更に(D)1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジン0.1質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた後、(E)メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名;KC−89E、信越化学工業(株)製、比重;1.08)2質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた。その後、(F)ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン4質量部と、(G)3−アミノプロピルトリメトキシシラン0.045質量部と、(H)ジオクチル錫ジバーサテート0.01質量部とを加え、減圧下で完全に混合し、組成物2を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%、(C)成分、(D)成分は単独添加、(F)成分以前に添加し分散)。
[実施例3]
(A)23℃における粘度が20,000mPa・sの末端がシラノール基で封鎖されたポリジメチルシロキサン100質量部に、(B)表面がパラフィン系にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートP−20、丸尾カルシウム(株)製)120質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートS−20、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理されたコロイド質炭酸カルシウム(商品名;カーレックス300、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面をジメチルジクロロシランで処理した煙霧質シリカ8質量部を加えて混合した後、(C)アクリル酸2−エチルヘキシルとジメトキシメチルシランとの反応物である2−メチルジメトキシシリルプロピオン酸2−エチルヘキシルとそのケテンシリルアセタール型異性体との混合物(商品名;OCMS−2、信越化学工業(株)製)5質量部と、(D)1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジン0.1質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた。次いで、(E)メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名;KC−89E、信越化学工業(株)製、比重;1.08)2質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた。その後、(F)ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン4質量部と、(G)キシリレンジアミンと3−クロロプロピルトリメトキシシランの脱塩酸反応により得られた化合物(商品名;CF−73、信越化学工業(株)製)0.045質量部と、(H)ジオクチル錫ジバーサテート0.01質量部とを加え、減圧下で完全に混合し、組成物3を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%、(C)成分と(D)成分を共同添加、(F)成分以前に添加し分散)。
[実施例4]
(A)23℃における粘度が20,000mPa・sの末端がシラノール基で封鎖されたポリジメチルシロキサン100質量部に、(B)表面がパラフィン系にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートP−20、丸尾カルシウム(株)製)120質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートS−20、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理されたコロイド質炭酸カルシウム(商品名;カーレックス300、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面をジメチルジクロロシランで処理した煙霧質シリカ8質量部を加えて混合した後、(C)アクリル酸2−エチルヘキシルとジメトキシメチルシランとの反応物である2−メチルジメトキシシリルプロピオン酸2−エチルヘキシルとそのケテンシリルアセタール型異性体との混合物(商品名;OCMS−2、信越化学工業(株)製)5質量部を加え、減圧下で完全に混合し、更に、(D)1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジン0.1質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた。次いで、(E)メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名;KC−89E、信越化学工業(株)製、比重;1.08)2質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた。その後、(F)ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン4質量部と、(G)キシリレンジアミンと3−クロロプロピルトリメトキシシランの脱塩酸反応により得られた化合物(商品名;CF−73、信越化学工業(株)製)0.045質量部と、(H)ビスマスネオデカノエート0.08質量部とを加え、減圧下で完全に混合し、組成物4を得た(組成物中の硬化触媒量;0.027質量%、(C)成分、(D)成分は単独添加、(F)成分以前に添加し分散)。
[比較例1]
(A)23℃における粘度が20,000mPa・sの末端がシラノール基で封鎖されたポリジメチルシロキサン100質量部に、(B)表面がパラフィン系にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートP−20、丸尾カルシウム(株)製)120質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートS−20、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理されたコロイド質炭酸カルシウム(商品名;カーレックス300、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面をジメチルジクロロシランで処理した煙霧質シリカ8質量部を加えて混合した後、(F)ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン4質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた。次いで、(C)アクリル酸2−エチルヘキシルとジメトキシメチルシランとの反応物である2−メチルジメトキシシリルプロピオン酸2−エチルヘキシルとそのケテンシリルアセタール型異性体との混合物(商品名;OCMS−2、信越化学工業(株)製)5質量部を加え、減圧下で完全に混合し、(D)1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジン0.1質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた後、(E)メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名;KC−89E、信越化学工業(株)製、比重;1.08)2質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた。更に、(G)キシリレンジアミンと3−クロロプロピルトリメトキシシランの脱塩酸反応により得られた化合物(商品名;CF−73、信越化学工業(株)製)0.045質量部と、(H)ジオクチル錫ジバーサテート0.01質量部とを加え、減圧下で完全に混合し、組成物5を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%、(F)成分が(C)成分、(D)成分より前に添加され分散)。
[比較例2]
(A)23℃における粘度が20,000mPa・sの末端がシラノール基で封鎖されたポリジメチルシロキサン100質量部に、(B)表面がパラフィン系にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートP−20、丸尾カルシウム(株)製)120質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートS−20、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理されたコロイド質炭酸カルシウム(商品名;カーレックス300、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面をジメチルジクロロシランで処理した煙霧質シリカ8質量部を加えて混合した後、(F)ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン4質量部と、(C)アクリル酸2−エチルヘキシルとジメトキシメチルシランとの反応物である2−メチルジメトキシシリルプロピオン酸2−エチルヘキシルとそのケテンシリルアセタール型異性体との混合物(商品名;OCMS−2、信越化学工業(株)製)5質量部を加え、減圧下で完全に混合し、更に、(D)1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジン0.1質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた。次いで、(E)メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名;KC−89E、信越化学工業(株)製、比重;1.08)2質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた後、(G)キシリレンジアミンと3−クロロプロピルトリメトキシシランの脱塩酸反応により得られた化合物(商品名;CF−73、信越化学工業(株)製)0.045質量部と、(H)ジオクチル錫ジバーサテート0.01質量部とを加え、減圧下で完全に混合し、組成物6を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%、(F)成分と(C)成分が共同添加され分散)。
[比較例3]
(A)23℃における粘度が20,000mPa・sの末端がシラノール基で封鎖されたポリジメチルシロキサン100質量部に、(B)表面がパラフィン系にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートP−20、丸尾カルシウム(株)製)120質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートS−20、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理されたコロイド質炭酸カルシウム(商品名;カーレックス300、(B)丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、表面をジメチルジクロロシランで処理した煙霧質シリカ8質量部を加えて混合した後、(F)ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン4質量部と、(C)アクリル酸2−エチルヘキシルとジメトキシメチルシランとの反応物である2−メチルジメトキシシリルプロピオン酸2−エチルヘキシルとそのケテンシリルアセタール型異性体との混合物(商品名;OCMS−2、信越化学工業(株)製)5質量部と、(D)1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジン0.1質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた。次いで、(E)メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名;KC−89E、信越化学工業(株)製、比重;1.08)2質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた後、(G)キシリレンジアミンと3−クロロプロピルトリメトキシシランの脱塩酸反応により得られた化合物(商品名;CF−73、信越化学工業(株)製)0.045質量部と、(H)ジオクチル錫ジバーサテート0.01質量部とを加え、減圧下で完全に混合し、組成物7を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%、(F)成分と(C)成分、(D)成分が共同添加され分散)。
[比較例4]
(A)23℃における粘度が20,000mPa・sの末端がシラノール基で封鎖されたポリジメチルシロキサン100質量部に、(B)表面がパラフィン系にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートP−20、丸尾カルシウム(株)製)120質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理された重質炭酸カルシウム(商品名;MCコートS−20、丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、(B)表面が脂肪酸にて処理されたコロイド質炭酸カルシウム(商品名;カーレックス300、(B)丸尾カルシウム(株)製)30質量部と、表面をジメチルジクロロシランで処理した煙霧質シリカ8質量部を加えて混合した後、(F)ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン4質量部と、(D)1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジン0.1質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた。次いで、(C)アクリル酸2−エチルヘキシルとジメトキシメチルシランとの反応物である2−メチルジメトキシシリルプロピオン酸2−エチルヘキシルとそのケテンシリルアセタール型異性体との混合物(商品名;OCMS−2、信越化学工業(株)製)5質量部を加え、減圧下で混合し、反応させた後、(E)メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名;KC−89E、信越化学工業(株)製、比重;1.08)2質量部を加え、減圧下で混合し、反応させ、更に、(G)キシリレンジアミンと3−クロロプロピルトリメトキシシランの脱塩酸反応により得られた化合物(商品名;CF−73、信越化学工業(株)製)0.045質量部と、(H)ジオクチル錫ジバーサテート0.01質量部とを加え、減圧下で完全に混合し、組成物8を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%、(F)成分と(D)成分が共同添加され分散)。
[比較例5]
実施例1において、(E)メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(比重;1.08)の代わりにメチルトリメトキシシラン(比重;0.95)を用いた他は同様の条件にて調製し、組成物9を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%)。
[比較例6]
実施例1において、(D)1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジンを除いた以外は同様の条件にて調製し、組成物10を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%)。
[比較例7]
実施例1において、(C)アクリル酸2−エチルヘキシルとジメトキシメチルシランとの反応物である2−メチルジメトキシシリルプロピオン酸2−エチルヘキシルとそのケテンシリルアセタール型異性体との混合物を除いた以外は同様の条件にて調製し、組成物11を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%)。
[比較例8]
実施例1において、(E)メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物を除いた以外は同様の条件にて調製し、組成物12を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%)。
[比較例9]
実施例1において、(F)ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シランを除いた以外は同様の条件にて調製し、組成物13を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%)。
[比較例10]
実施例1において、(G)キシリレンジアミンと3−クロロプロピルトリメトキシシランの脱塩酸反応により得られた化合物を除いた以外は同様の条件にて調製し、組成物14を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%)。
[比較例11]
実施例1において、(G)キシリレンジアミンと3−クロロプロピルトリメトキシシランの脱塩酸反応により得られた化合物の添加量を1.0質量部と変更した以外は同様の条件にて調製し、組成物15を得た(組成物中の硬化触媒量;0.0033質量%)。
[比較例12]
実施例1において、(H)ジオクチル錫ジバーサテートを除いた以外は同様の条件にて調製し、組成物16を得た(組成物中の硬化触媒量;0質量%)。
[比較例13]
実施例1において、(H)ジオクチル錫ジバーサテートの添加量を0.1質量部とした以外は同様の条件にて調製し、組成物17を得た(組成物中の硬化触媒量;0.033質量%)。
[試験方法]
上記実施例、比較例で調製された組成物(室温硬化型オルガノポリシロキサン組成物)を2mmの型枠に流し込み、23℃、50%RHで7日間養生して2mm厚のゴムシートを得た。JIS A 5758に規定する方法に準じてタックフリータイム(指触乾燥時間)を測定し、JIS K 6249に準じて2mm厚シートよりゴム物性(硬さ、切断時伸び、引張り強さ)を測定した。
また、この組成物より、幅25mm、長さ100mmのアルミニウム及び自動車エンジン用樹脂(商品名;ザイデル80G33HS1L、デュポン(株)製)を用いて接着面積2.5mm2、接着厚さ1mmの剪断接着試験体を作製し、23℃、50%RHで7日間養生した。この試験体を用いてアルミニウム及び樹脂に対する剪断接着力と凝集破壊率をJIS K 6249に規定する方法に準じて測定し、凝集破壊率の合格値を100%とした。
非流動性(スランプ性)の確認試験は、得られた液状の組成物を幅20mm×長さ150mm×深さ10mmのアルミチャンネルに充填後、直ちに垂直に立て掛けて液状の組成物が流動する距離を測定し、0mmを合格と判定した。
硬化速度試験方法は、内径が10mmのガラスシャーレに組成物を充填し、23℃、50%RHで1日後に空気に触れた部分から硬化した厚さを測定した。
初期シール性の試験方法は、試験装置としてJIS K 6820に規定されている耐圧試験用フランジ圧力容器に類似する圧力容器を用い、耐圧試験を行った。該圧力容器は、内径58mm、外径80mm、高さ10mmの上側フランジを有する上側容器と、上側フランジと同寸法の下側フランジを有する下側容器からなり、下側フランジのシール面のインナー側縁部には、幅3mm、深さ3mmの環状の切り欠きが円周に沿って設けられている。この下側のフランジのシール面をトルエンにより洗浄した。その後、上記組成物をシール面が十分に満たされるだけの塗布量で塗布し、下側のシール面中央部にビード状に塗布した。塗布後直ちに、上側容器を、上側フランジと下側フランジのシール面とが当接するように、下側容器に載せ、20.50mmの鉄製スペーサーを設置して4本の締め付けボルトを組み付けた。当該スペーサーによりシール面間は0.5mmの間隔が生じているが、耐圧試験をより過酷にするいわゆる促進試験である。23℃、50%RHで60分間硬化させた後、上側の加圧口から気体を挿入し、シール剤が耐えうる気体圧をシール強度とし、400kPa以上のものを合格と判定した。
泡立ち性試験は、得られた組成物0.63gを8mlのキシレンに溶解したものを、エンジンオイル[商品名:トヨタキャッスルオイル SN 0W−20]250mlに添加後混合したのち、JIS K 2518に従って測定し、泡立ち量が100ml以下を合格と判定した。
保存劣化試験は、得られた組成物を密封条件下、未硬化状態にて70℃×7日間放置し、その後製造初期と同様の試験を行うことで、性能劣化の確認を行った。
また、耐薬品性(耐エンジンオイル性)能を確認するため、得られた硬化後のシリコーンゴムシート及び剪断接着試験体をエンジンオイル[商品名:トヨタキャッスルオイル SN 0W−20]に浸漬し、120℃にて10日間劣化させて、その後製造初期と同様の試験を行うことで、耐薬品性の確認試験を行った。なお、オイル漏れの原因とされる耐薬品性後の樹脂剪断接着試験の凝集破壊率が90%以上であるものを合格(但し、耐薬品性のみに関する評価)と判定した。
実施例1〜4の結果を下記表1、比較例1〜9の結果を下記表2、比較例10〜13の結果を下記表3に示す。
Figure 0006128065
Figure 0006128065
Figure 0006128065
表1〜3からわかるように、実施例1〜4にて調製された組成物は、初期硬化性、樹脂接着性、低起泡性、保存安定性、耐薬品性に優れた組成物が得られている。
それに対し、比較例1〜4にて調製された組成物では、(C)成分、(D)成分より(F)成分が先に添加、又は同時に添加され調製されていること、更に比較例6及び7にて調製された組成物においては、必須成分である(C)成分、(D)成分の添加がなされていないため、(A)成分であるオルガノポリシロキサンに含まれる水酸基のアルコキシ化が不十分もしくはなされず、樹脂接着性及び低起泡性が損なわれている。ここで、比較例7にて調製された組成物においては、(C)成分が未添加のため、(D)成分存在下、(A)成分と(E)成分が反応してしまい、樹脂接着性や非流動性、保存安定性までもが悪化している。
また、比較例5及び8にて調製された組成物では、(E)成分である部分加水分解シラン化合物の添加がなされていないため、耐薬品性(耐エンジンオイル性)後の各種接着性が損なわれている。
比較例9にて調製された組成物においては、(F)成分であるオキシムシランが未添加となっているため、(B)成分中に含まれる水分にて架橋が進行し、樹脂接着性や非流動性、保存安定性が悪化している。
比較例10にて調製された組成物においては、(G)成分であるシランカップリング剤が未添加となっているため、アルミニウムや樹脂に対する凝集破壊率が低下している。また比較例11にて調製された組成物においては、(G)成分であるシランカップリング剤の添加量が規定以上に添加されているため、樹脂に対する接着性が悪化していることがわかる。
比較例12にて調製された組成物においては、(H)成分である硬化触媒が未添加となっているため、初期硬化性の指標である初期シール性や樹脂接着性の低下が確認される。また、比較例13にて調製された組成物においては、(H)成分である硬化触媒の組成物中の添加量が規定以上に添加されているため、樹脂に対する接着性が悪化していることがわかる。
よって、本発明による樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法が有効であることが確認できる。

Claims (7)

  1. (A)下記一般式(1)で示されるオルガノポリシロキサン 100質量部、
    HO(SiR1 2O)aH (1)
    (式中、R1は炭素数1〜10の非置換又は置換一価炭化水素基であり、R1は互いに同一であっても異種の基であってもよい。aは10以上の整数である。)
    (B)少なくとも1種の無機質充填剤 1〜500質量部、
    (C)下記一般式(2)で示されるケテンシリルアセタール型化合物、下記一般式(3)で示される2−メチルジアルコキシシリルプロピオン酸エステル及びそれらの部分加水分解物から選ばれる少なくとも1種の化合物 0.1〜20質量部、
    (R2O)2Si(R3)OC(OR3)=CHCH3 (2)
    (R2O)2Si(CH3)CH(CH3)COOR3 (3)
    (式中、R2は炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は炭素数1〜12の非置換又は置換のアルキル基であり、R2、R3は互いに同一であっても異種の基であってもよい。)
    (D)分子内に少なくとも1個のグアニジン骨格を有する非ケイ素系有機化合物及び/又は有機ケイ素化合物 0.01〜5質量部、
    (E)下記一般式(4)で示されるシラン化合物の部分加水分解縮合物 0.2〜5質量部、
    4 bSi(X)4-b (4)
    (式中、R4はメチル基又はビニル基であり、Xはアルコキシ基であり、bは0又は1である。)
    (F)下記一般式(5)で示されるケトオキシム基を1分子中に3個以上有するシラン化合物 1〜30質量部、
    5 dSi(ON=CR6 24-d (5)
    (式中、R5は炭素数1〜10の非置換又は置換一価炭化水素基であり、R6は独立に炭素数1〜10の非置換又は置換一価炭化水素基である。またdは0又は1である。)
    (G)下記一般式(6)で示されるシランカップリング剤及び/又はその部分加水分解縮合物 0.01質量部以上0.05質量部未満、
    7 eSi(OR84-e (6)
    (式中、R7は上記R4以外の、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる原子を含んでもよい炭素数1〜20の一価炭化水素基で、R7の少なくとも1つは窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる原子の少なくとも1つを含む炭素数1〜20の一価炭化水素基である。R8は炭素数1〜10の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、eは1,2又は3である。)
    (H)硬化触媒 0.001〜0.2質量部
    を必須成分として含有し、(H)成分である硬化触媒が組成物全体の0.002〜0.030質量%の範囲内にあるオルガノポリシロキサン組成物の製造方法において、組成物中に(F)成分を添加混合する工程より前に、(C)成分及び(D)成分を添加して、十分に均一になるまで分散混合させる工程を含むことを特徴とする樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
  2. (B)成分の少なくとも1種の無機質充填剤が、表面が処理剤により処理された炭酸カルシウム、煙霧質シリカ、沈降性シリカ、酸化アルミニウムの中から選択することを特徴とする請求項1記載の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
  3. (C)成分が、上記一般式(3)で示される2−メチルジアルコキシシリルプロピオン酸エステルと、その構造異性体である上記一般式(2)で示されるケテンシリルアセタール型化合物との混合物、又はその部分加水分解物である請求項1又は2記載の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
  4. (E)成分のアルコキシ基がメトキシ基であり、かつ(E)成分の23℃における比重が1.04〜1.25の範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
  5. (G)成分のシランカップリング剤が、下記一般式(7)
    Figure 0006128065
    (式中、R8は上記の通りであり、R9は炭素数1〜10の非置換一価炭化水素基であり、R10は炭素数1〜10の二価炭化水素基であり、R11は芳香環を含む炭素数7〜10の二価炭化水素基であり、fは1〜3の整数である。但し、NH基及びNH2基の少なくとも一方はR11の芳香環に直結していない。)
    で示されるシラン化合物又はその部分加水分解縮合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
  6. 前記(A)成分及び(B)成分を混合し、これに(C)成分を減圧下に混合し、更に(D)成分を減圧下に混合、反応させるか、又は(A)成分及び(B)成分を混合した後、これに(C)成分及び(D)成分を加え、減圧下に混合、反応させることによって、(A)成分の末端シラノール基を(C)成分のアルコキシ基によって少なくとも部分的にアルコキシシリル化した後、次いで(E)成分を減圧下で混合することによって(A)成分中の残余の未反応シラノール基を(E)成分のアルコキシ基と反応させ、その後、(F)成分、(G)成分及び(H)成分を減圧下で混合する請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法により製造された樹脂接着性オイルシール用オルガノポリシロキサン組成物を硬化させることにより得られる自動車オイルシール。
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