JP6831237B2 - コーティング用シリコーンゴム組成物 - Google Patents
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Description
HR1 2SiO−(R1 2SiO)m−SiR1 2H (1)
HR2 2SiO−(R2 2SiO)n−SiR2 2H (2)
(式(1)および(2)中、R1およびR2は独立に脂肪族不飽和結合を有さない互いに同一または異種の炭素原子数1〜10の非置換またはハロゲン置換の1価炭化水素基であり、m、nは前記オルガノハイドロジェンポリシロキサンの25℃における粘度が8〜2,000mPa・sとなる正数であり、m≠n、m≧2nとなる数)
前記一般式(2)の引火点は110℃以上で、かつ、1分子中のケイ素原子と結合する水素原子の含有量が0.2重量%以下であるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、(C)BET法による比表面積が50m2/g以上の微粉末シリカ、(D)付加反応触媒、(E)1分子中にエポキシ基とケイ素原子結合アルコキシ基とを有する有機ケイ素化合物、(F)1分子中に1個のシラノール基を含有するシラン又はケイ素原子2〜4個のシロキサン化合物、および(G)シリコーン組成物の接着性を向上させる働きを有する成分、を含有するシリコーンゴム組成物であって、前記ジオルガノポリシロキサン(A)100質量部に対して、前記微粉末シリカ(C)を5〜50質量部、前記有機ケイ素化合物(E)を0.1〜10質量部含有し、かつ、前記付加触媒(D)を有効量含有し、前記成分(B−2)中に含まれるケイ素原子と結合する水素原子の合計個数が、成分(B)中に含まれるケイ素原子と結合した水素原子の合計個数の20%以上であることを特徴とするコーティング用シリコーンゴム組成物であることを特徴とする。
成分(A)は、1分子中にケイ素原子に結合するアルケニル基を2個以上含有するジオルガノポリシロキサンであり、硬化後に優れたゴム物性を有するシリコーンゴム組成物の主剤であって、成分(A)は、通常、平均組成式が下記一般式(3)で表される。
R3 aSiO(4−a)/2 (3)
(ただし、式(3)中、R3 は、互いに同一又は異種の炭素数1〜18の非置換の又は置換された一価炭化水素基である。a は1.7〜2.1である。)
成分(B−1)は、シリコーン組成物の硬化物を架橋させ、かつ、基布と良好に接着することに寄与する成分であり、1分子中にケイ素原子と結合する水素原子を、分子鎖の両末端以外の部分に1個以上、かつ、分子鎖の両末端に0個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであって、分子鎖の両末端にのみケイ素原子と結合する水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含まないオルガノハイドロジェンポリシロキサンであればいかなるものでもよく、例えば、メチルハイドロジェンポリシロキサン、ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサンコポリマー、メチルフェニルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサンコポリマー、環状メチルハイドロジェンポリシロキサン、ジメチルハイドロジェンシロキシ単位とSiO4/2単位からなるコポリマーが用いられる。
分子鎖の側鎖に存在するSiH基からの水素の遊離は、分子鎖の両末端に存在するSiHからの水素の遊離に比べて、同条件では遊離が起きにくい。そのため、遊離した水素への着火または爆発により危険は、成分(B)として両末端にのみSiH基が存在する場合よりも危険が小さくなる。よって、成分(B)中に成分(B−1)が存在することにより、接着性の向上かつ安全性の向上を与えることになる。
HR1 2SiO-(HR1SiO)m-(R1 2SiO)n-SiR1 2H (4)
式(4)中、R1は独立に脂肪族不飽和結合を有さない互いに同一または異種の炭素原子数1〜10の非置換またはハロゲン置換の1価炭化水素基であり、mは1〜50の正数、nは0または1〜150の正数であり、式:t=m/(m+n)で示されるtは、0.01≦t≦1.0を満たすものが用いられる。式(4)中のmは、より好ましくは1〜20であり、nは、より好ましくは10〜100であり、tは0.02≦t≦1.0、さらに好ましくは、tは0.02≦t≦0.2である。mが50以上となると破断時の伸びが上がらず、nが150以上となると硬化物の硬さが下がるため好ましくない。また、tは0.01以下では添加効果がなく、0.1以上では破断時の伸びが上がらなくなるため好ましくない。
成分(B−2)は、シリコーン組成物の硬化物を架橋させ、かつ、破断時の伸びを高めることに寄与する成分であり、分子鎖の両末端にのみケイ素原子と結合する水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンで、かつ、直鎖状であればいかなるものでもよく、これによって主剤となるアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンの分子鎖長を硬化反応により比較的容易に増長し、硬化物に高い伸びを与えることができる。
水素の遊離を遅くするためには、前記した成分(B−1)を用いることのほか、成分(B−2)として分子量の異なるものを使用することも効果がある。そして、分子量の異なるものの使用は、SiH基の濃度の低減および引火点を上げることにも効果がある。
すなわち本発明では、前記(B−2)成分は下記一般式(1)および(2)で表される化合物を含み、
HR1 2SiO-(R1 2SiO)m-SiR1 2H (1)
HR2 2SiO-(R2 2SiO)n-SiR2 2H (2)
(式(1)および(2)中、R1およびR2は独立に脂肪族不飽和結合を有さない互いに同一または異種の炭素原子数1〜10の非置換またはハロゲン置換の1価炭化水素基であり、m、nは前記オルガノハイドロジェンポリシロキサンの25℃における粘度が8〜2,000mPa・sとなる正数であり、m≠n、m≧2nとなる数)
前記一般式(2)の引火点は110℃以上で、かつ、1分子中の水素含有量が0.2重量%以下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とにより、安全性を高めることができる。
さらに、分子量の異なるものを用いることによって、硬化物中の架橋点が偏在しやすくなるので、硬化物の伸びが、分子量の単一のものを用いるよりも、高めることができるようになる。
前記成分(B−2)中に含まれるケイ素原子と結合した水素原子の合計個数は、成分(B)中に含まれるケイ素原子と結合した水素原子の合計個数の20〜100%であり、好ましくは30〜90%、さらに好ましくは60〜90%である。20%未満の場合は、所望する破断伸びを得ることが困難となり、一方、90%以上を超えると硬化物の硬さが下がり、エアバッグ用基布の接着試験時の揉み衝撃で硬化被膜が荷重に耐えられずに剥離するため好ましくない。
また、前記成分(B−1)および前記成分(B−2)中のケイ素原子に結合した水素原子の合計個数は、前記成分(A)中のアルケニル基1個あたり1/5〜7/1であることが好ましい。1/5より少なくなると硬さが著しく低下し、7/1より大きくなると硬くなりすぎるため、接着試験時の揉み衝撃で硬化被膜に割れが生じやすくなるため好ましくない。
成分(C)のシリカは、親水性または疎水性を有する、ヒュームドシリカ、シリカフューム、沈殿シリカ、焼成シリカ、コロイダルシリカ、ケイ藻土などが例示され、特にそれらは微粉末のものが好ましく、粒子径が100μm以下、かつ、比表面積が50m2/g以上がより好ましい。また、オルガノシラン、オルガノシラザン、オルガノシクロポリシロキサンなどで、予め表面処理されたシリカも好適に用いることができる。成分(C)の添加量は、通常、成分(A)100質量部に対して、5〜50質量部の範囲であり、好ましくは10〜30質量部の範囲で使用される。これらは単独または複数種類を組み合わせて用いることができる。
成分(D)の付加反応触媒は、アルケニル基とケイ素原子に結合する水素原子との付加硬化反応を促進する触媒であって、当業者には公知の触媒である。成分(D)としては、白金、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、ルテニウムなどの白金族金属、またはこれらを微粒子状の担体材料(例えば、活性炭、酸化アルミニウム、酸化ケイ素)に固定したもの、さらに、白金化合物としては、白金ハロゲン化物、白金−オレフィン錯体、白金−アルコール錯体、白金−アルコラート錯体、白金−ビニルシロキサン錯体、ジシクロペンタジエン−白金ジクロライド、シクロオクタジエン− 白金ジクロライド、シクロペンタジエン−白金ジクロライドなどが例示される。
成分(F)は経時でシリコーン組成物の粘度変化を制御する働きを付与する成分であって、1分子中に少なくとも1個のシラノール基(即ち、ケイ素原子に結合した水酸基)を含有するシランまたはシロキサン化合物であり、これらは単独または複数で使用される。シロキサン化合物としては、分子中のケイ素原子数が、通常2〜4個のオリゴマーである。
成分(G)のシリコーンゴム組成物の接着性を向上させる働きを有する成分は特定の化合物に限定されず、本発明の目的を妨げないものであればいかなるものでもよく、例えば、シランカップリング剤と称するものを用いることができる。有機官能基としては、ビニル基、メタクリル基、アクリル基、イソシアネート基から選択されるいずれかひとつ、あるいは複数を含むものが好ましく、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランや3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどのメタクリロキシシランや、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、ジヒドロ-3-(3-(トリエトキシシリル)プロピル)-2,5−フランジオンなどのフランジオンなどが挙げられる。有機官能基はアルキレン基などの他の基を介してケイ素原子に結合していてもよく、これらは成分(E)と併用するとその効果が助長されるため好ましい。このような有機ケイ素化合物以外にも、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物および有機アルミニウム化合物などの有機金属化合物を用いることができ、これらは接着促進のための縮合助触媒的に作用するものであればいかなるものでもよく、前述のシランカップリング剤との併用がさらに有効である。例えば、メタクリロキシ基含有のオルガノアルコキシシランとチタンキレート化合物および/またはジルコニウムキレート化合物、あるいはジヒドロ-3-(3-(トリエトキシシリル)プロピル)-2,5−フランジオンとチタンキレート化合物および/またはジルコニウムキレート化合物、メタクリロキシ基含有のオルガノアルコキシシランとジヒドロ-3-(3-(トリエトキシシリル)プロピル)-2,5−フランジオンとチタンキレート化合物および/またはジルコニウムキレート化合物の組合わせが特に好ましい。
本発明のコーティング用シリコーンゴム組成物はエアバッグ用の合成繊維織物にコーティングされ、具体的には、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46などのポリアミド繊維織物、アラミド繊維織物、ポリアルキレンテレフタレートに代表されるポリエステル繊維織物、ポリエーテルイミド繊維織物、サルフォン系繊維織物、炭素繊維織物、あるいはこれらの混合物が用いられ、エアバッグの種類によって、10〜5000デシテックスの太さの糸を使用する平織り織物や袋状織物やホース状織物にコーティングされるが、加工性や経済性の観点から50〜1000デシテックスの糸を使用する織物であることが好ましい。
コーティング用シリコーンゴム組成物は2液に分配した状態として、分配割合が50/50のものと80/20の2種類についてA材とB材とを作成し、各分配状態におけるB材中の成分(B−2)の水素含有量を求めた。続いて、A材とB材を混合し、470デシテックスの糸で構成される平織物のポリアミド基布で精練したものにコーティングを行った。本実施例および比較例における各成分の内容概要および添加部数を表1および表2に示した。
ナイフコーターを用いて基布にコーティング用シリコーン組成物をコーティングし、乾燥炉で温度180℃、硬化時間60秒で硬化した。
コーティング用シリコーンゴム組成物を温度170℃、硬化時間5分でプレス硬化して厚さ2mmの硬化シートを作成した。これをJIS K 6249に準拠して硬さ(タイプAデュロメータ)と破断伸びを測定した。
硬化被膜の接着状態は揉み試験で確認した。コーティング布を縦10cm×横5cmに切断した試料を作製し、硬化膜形成面上に10Nの荷重をかけた状態で揉み試験を行った。測定にはスクラブテスタINC−1507−A(株式会社 井元製作所製)を使用し、試験方法はISO 5981に準拠して行い、表面状態を目視で観察し、表面にピンホールや剥離がないかを確認した。
2液に分配した状態として、分配割合が50/50のものを作成した。成分(A)として市販の粘度約20,000mPa・sを有する両末端ビニル基含有のジメチルポリシロキサン35.3部に、粘度約450,000mPa・sを有する両末端ビニル基含有のジメチルポリシロキサン1.0部と、成分(C)としてBET法で測定した比表面積300m2/gであるヒュームドシリカ7.6部を加えて攪拌混合機でよく混合した。さらに、成分(D)として白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金含有量として1%を含有するジメチルポリシロキサン溶液0.26部と、成分(F)として、トリメチルシラノール0.15質量部、成分(G)のシリコーン組成物の接着性を向上させる働きを有する成分として、チタンエチルアセトアセテート0.5部、BET法で測定した比表面積が9m2/gで、かつ、レーザー回折法で測定したD50の平均粒子径が5μmであるタルク粉末5.2部を加えたものを調製し、これを比較例1のA材とした。
前述の比較例1と同じ組成で分配割合が80/20のものを作成した。成分(A)として市販の粘度約20,000mPa・sを有する両末端ビニル基含有のジメチルポリシロキサン58.6部に、成分(C)としてBET法で測定した比表面積300m2/gであるヒュームドシリカ15.2部を加えて攪拌混合機でよく混合した。さらに、成分(D)として白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金含有量として1%を含有するジメチルポリシロキサン溶液0.26部と、成分(F)として、トリメチルシラノール0.15部、成分(G)のシリコーン組成物の接着性を向上させる働きを有する成分として、チタンエチルアセトアセテート0.5部、BET法で測定した比表面積が9m2/gで、かつ、レーザー回折法で測定したD50の平均粒子径が5μmであるタルク粉末5.2部を加えたものを調製し、これを比較例2のA材とした。
2液で分配割合が50/50のものを作成した。成分(A)として市販の粘度約20,000mPa・sを有する両末端ビニル基含有のジメチルポリシロキサン32.5部に、粘度約450,000mPa・sを有する両末端ビニル基含有のジメチルポリシロキサン5.4部と、成分(C)としてBET法で測定した比表面積300m2/gであるヒュームドシリカ6.8部を加えて攪拌混合機でよく混合した。さらに、成分(D)として白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金含有量として1%を含有するジメチルポリシロキサン溶液0.23部と、成分(F)として、トリメチルシラノール0.15部、成分(G)のシリコーン組成物の接着性を向上させる働きを有する成分として、チタンエチルアセトアセテート0.5部、BET法で測定した比表面積が9m2/gで、かつ、レーザー回折法で測定したD50の平均粒子径が5μmであるタルク粉末4.6部を加えたものを調製し、これを実施例1のA材とした。
Claims (3)
- (A)1分子中にケイ素原子に結合するアルケニル基を2個以上含有する、25℃における粘度が300〜500,000mPa・sであるジオルガノポリシロキサン、
(B)下記(B−1)および(B−2)からなるオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(B−1)1分子中にケイ素原子と結合する水素原子を、分子鎖の両末端以外の部分に1個以上、かつ、分子鎖の両末端に0個以上含有し、25℃における粘度が1〜2,000mPa・sであるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(B−2)分子鎖の両末端にのみケイ素原子と結合する水素原子を含有する、25℃における粘度が8〜2,000mPa・sであるオルガノハイドロジェンポリシロキサンであって、下記一般式(1)および(2)で表される化合物を含み、
HR1 2SiO−(R1 2SiO)m−SiR1 2H (1)
HR2 2SiO−(R2 2SiO)n−SiR2 2H (2)
(式(1)および(2)中、R1およびR2は独立に脂肪族不飽和結合を有さない互いに同一または異種の炭素原子数1〜10の非置換またはハロゲン置換の1価炭化水素基であり、m、nは前記オルガノハイドロジェンポリシロキサンの25℃における粘度が8〜2,000mPa・sとなる正数であり、m≠n、m≧2nとなる数)
前記一般式(2)の引火点は110℃以上で、かつ、1分子中のケイ素原子と結合する水素原子の含有量が0.2重量%以下であるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(C)BET法による比表面積が50m2/g以上の微粉末シリカ、
(D)付加反応触媒、
(E)1分子中にエポキシ基とケイ素原子結合アルコキシ基とを有する有機ケイ素化合物、
(F)1分子中に1個のシラノール基を含有するシラン又はケイ素原子2〜4個のシロキサン化合物、および
(G)シリコーンゴム組成物の接着性を向上させる働きを有する成分、
を含有するシリコーンゴム組成物であって、
前記ジオルガノポリシロキサン(A)100質量部に対して、前記微粉末シリカ(C)を5〜50質量部、前記有機ケイ素化合物(E)を0.1〜10質量部含有し、かつ、前記付加触媒(D)を有効量含有し、前記成分(B−2)中に含まれるケイ素原子と結合した水素原子の合計個数が、成分(B)中に含まれるケイ素原子と結合する水素原子の合計個数の20%以上であることを特徴とするコーティング用シリコーンゴム組成物。 - 請求項1に記載のシリコーンゴム組成物の硬化物からなるエアバッグ基布。
- 請求項2記載のエアバッグ基布からなるエアバッグ。
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