JP7327212B2 - 二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物 - Google Patents

二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物 Download PDF

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Description

本発明は、室温(23℃±15℃)において湿気を含んだ雰囲気(大気)中に曝露することによって縮合硬化(架橋)して、低硬度、高伸長性で、優れた光透過率及び屈曲性を有するシリコーンゴム硬化物を与えることができ、かつ、速硬化性、深部硬化性が良好な二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物に関するものである。
大気中の湿気により縮合硬化反応して架橋する室温硬化性(RTV)シリコーンゴム組成物(即ち、縮合硬化型室温速硬化性オルガノポリシロキサン組成物)は、その取り扱いが容易な上、耐候性や電気特性に優れているため、建材用のシーリング材、電気電子分野での接着剤など様々な分野で使用されている。これらのRTVシリコーンゴムは、末端にシラノール基を有するオルガノポリシロキサンを出発材料として設計される場合が多い。
縮合硬化型の室温速硬化性オルガノポリシロキサン組成物については、従来、架橋剤を極限まで減量して加水分解による架橋速度を向上させた一液タイプのものや、架橋剤と硬化剤を別梱包とした二液タイプのものが知られている。しかし、一液タイプの前記組成物は、表面からの硬化速度が速いというだけであり、深部硬化には一定の時間が必要であり、速硬化性とは言い難い。
二液タイプの前記組成物においては、深部硬化性は比較的優れているものの、二液の混合割合が1:1でないため取り扱いが面倒であり、また、自動混合機などに適合しにくいという欠点がある。更に、深部まで完全に硬化させるには架橋剤と硬化剤の添加量を厳密に制御するか、深部硬化剤として水を加えることが必要である。一方、付加硬化型のオルガノポリシロキサン組成物においては、二液の混合割合が1:1であり作業性に優れるが、通常、硬化に加熱が必要である。また、硬化触媒の作用効果が阻害される環境下では、該組成物の使用が制限されるという欠点がある。
これらの課題を解決するために、特開2002-338811号公報(特許文献1)では、分子内にアシルオキシ基を少なくとも2個有する加水分解性シラン又はその部分加水分解物の加水分解により生成するカルボン酸と無機質充填剤の中和反応により生成する水を深部硬化剤として使用することが提案されている。しかし、カルボン酸を生成する室温速硬化性オルガポリシロキサン組成物は金属腐食の問題からその応用範囲が非常に狭い。
また、特開2002-12767号公報(特許文献2)では、水分含有湿式シリカの配合により組成物に直接水分を供給し、深部硬化剤として使用することが提案されている。しかし、水分を直接供給すると硬化反応の速度制御が困難となり、組成物の作業性の確保が非常に困難となる。
さらに、組成物の系内で水を発生させることが、組成物の速硬化及び深部硬化を促進するのに有効である。特許第2811134号公報(特許文献3)では、一分子中に少なくとも1個のC=O基を有する有機化合物と一分子中に少なくとも1個のNH2基を有する有機化合物のケチミン化反応で副生する水を深部硬化剤として使用することが提案されている。特許第2841155号公報(特許文献4)では、アルケノキシシランから発生するケトン化合物と第一級アミン化合物のケチミン化反応で副生する水を深部硬化剤として使用することが提案されている。しかし、いずれにおいても速硬化性は実現できているが、フィラーを含有している組成物であるため透明性に乏しく、また硬化物の硬度も高いため光学分野用途等、多岐に亘り使用することが難しい。
特開2002-338811号公報 特開2002-12767号公報 特許第2811134号公報 特許第2841155号公報
従って、本発明は、C=O基を有するβ-ケトエステル化合物とアミノ基含有加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物とにより系内で生成する水を利用することで、高光透過率、低硬度及び屈曲性を有する硬化物を与える、速硬化性及び深部硬化性を有する二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物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鋭意研究を行った結果、下記の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物、及び該組成物の硬化方法、並びに該組成物の硬化物で接着、コーティング又はポッティングされた物品が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
従って、本発明は下記の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物、及び該組成物の硬化方法、並びに該組成物の硬化物で接着、コーティング又はポッティングされた物品等を提供するものである。
[1]
(A)分子鎖両末端が水酸基で封鎖されたジオルガノポリシロキサン:100質量部、及び、
(B)β-ケトエステル化合物:(A)成分100質量部に対して0.01~2質量部
を含有してなる第一剤と、
(C)1分子中にケイ素原子に結合したオルガノオキシ基を3個以上有する加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物:(A)成分100質量部に対して0.1~15質量部、
(D)(C)成分以外の、アミノ基含有加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物:(A)成分100質量部に対して0.1~5質量部、及び、
(E)硬化触媒:(A)成分100質量部に対して0.001~5質量部
を含有してなる第二剤とからなる二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
[2]
無機充填剤を含有しないものである[1]に記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
[3]
光学用である[1]又は[2]に記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
[4]
23℃/50%RHの条件で3日間硬化した、厚さ2.5mmの硬化物の400~800nmの波長領域における光透過率が80%以上であるシリコーンゴム硬化物を与えるものである[1]~[3]のいずれか1つに記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
[5]
(B)成分のβ-ケトエステル化合物中のカルボニル基に対する(D)成分中のアミノ基が1~5モル当量である[1]~[4]のいずれか1つに記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
[6]
第一剤と第二剤との割合が質量比で50:50~90:10である[1]~[5]のいずれか1つに記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
[7]
[1]~[6]のいずれか1つに記載された二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬化物で接着、コーティング又はポッティングされた物品。
[8]
一方の基材の表面上に(A)及び(B)成分を含有してなる第一剤を塗布し、別の基材の表面上に(C)、(D)及び(E)成分を含有してなる第二剤を塗布し、第一剤と第二剤が接触する様に両方の基材同士を対向・接触させることにより、該第一剤と該第二剤を貼り合わせて硬化させる工程を含む[1]~[6]のいずれか1つに記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬化方法。
本発明の速硬化性及び深部硬化性を有する二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、高光透過率、低硬度及び屈曲性を有する硬化物を与えるため、例えば、街路灯などに使用される折り曲げ可能なLED用の封止樹脂等として、光学用途をはじめ、多岐に亘り使用することができる。
以下、本発明について詳しく説明する。
[(A)成分]
(A)成分の分子鎖両末端が水酸基(シラノール基)で封鎖されたジオルガノポリシロキサンは、本発明の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物の主剤(ベースポリマー)であり、下記一般式(1)で表されるものが代表的である。
HO-(R1 2SiO)n-H (1)
(式(1)中、R1はそれぞれ独立に、非置換又は置換の一価炭化水素基であり、nは10以上の整数である。)
1としては、例えば、炭素原子数1~20、好ましくは炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~20、好ましくは炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数6~20、好ましくは炭素原子数6~12のアリール基、及びこれら炭化水素基の水素原子の一部もしくは全部がフッ素等のハロゲン原子で置換された基などが挙げられる。該アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、シクロヘキシル基等が例示される。該アルケニル基としては、ビニル基、アリル基等が例示される。該アリール基としては、フェニル基、トリル基等が例示される。該ハロゲン原子置換基としては、3,3,3-トリフルオロプロピル基等が例示される。これらの中で、メチル基、ビニル基、フェニル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
分子中のジオルガノシロキサン単位(R1 2SiO)の繰り返し数(又は重合度)を示すnは10以上の整数であるが、通常、10~2,000程度の整数、好ましくは50~1,200程度の整数、より好ましくは100~1,000程度の整数であればよい。なお、本発明において重合度(又は分子量)は、例えば、トルエン等を展開溶媒としてゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析によるポリスチレン換算の数平均重合度(又は数平均分子量)等として求めることができる。
このジオルガノポリシロキサンの25℃における粘度は、好ましくは10~1,000,000mPa・s、より好ましくは100~100,000mPa・s、特に好ましくは300~50,000mPa・sである。粘度が小さすぎると硬化物の硬度が大きくなり目的の特性が得られない場合があり、逆に大きすぎると組成物の粘度が高くなり、作業性が低下する場合がある。ここで、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、レオメータ等)により測定することができる。
(A)成分の好ましい具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure 0007327212000001
(式中、nは10以上の整数であり、n1、n2はそれぞれ、n1+n2=nを満たす1以上の整数であり、Meはメチル基、Phはフェニル基を示す。)
本発明の組成物中、(A)成分は、50~95質量%含有することが好ましく、60~93質量%含有することがより好ましく、70~90質量%含有することがさらに好ましい。
[(B)成分]
(B)成分のβ-ケトエステル化合物は、後述する(D)成分のアミノ基含有加水分解性オルガノシラン及び/又はその部分加水分解縮合物と系(組成物)内で反応(ケチミン化反応)して水を生成することにより、本発明の組成物に速硬化性と深部硬化性を付与する速硬化剤及び深部硬化剤として作用するものであり、例えば、下記一般式(2)で表されるものが挙げられる。
Figure 0007327212000002
(式(2)中、R2、R3はそれぞれ独立に、非置換又は置換の一価炭化水素基である。)
2、R3としては、例えば、炭素原子数1~20、好ましくは炭素原子数1~8、より好ましくは炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数2~20、好ましくは炭素原子数2~8、より好ましくは炭素原子数2~4のアルケニル基、炭素原子数6~20、好ましくは炭素原子数6~12、より好ましくは炭素原子数6~8のアリール基、及びこれら炭化水素基の水素原子の一部もしくは全部がフッ素等のハロゲン原子で置換された基などが挙げられる。該アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、シクロヘキシル基等が例示される。該アルケニル基としては、ビニル基、アリル基等が例示される。該アリール基としては、フェニル基、トリル基等が例示される。該ハロゲン原子置換基としては、3,3,3-トリフルオロプロピル基等が例示される。R3としては、(D)成分との反応性の見地から、メチル基、エチル基、n-プロピル基等や、ビニル基等が好ましく、メチル基、エチル基が特に好ましい。(B)成分の具体例としては、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸ブチル、アセト酢酸イソブチル、プロピオニル酢酸メチル、プロピオニル酢酸エチル等が挙げられる。これらの中では、アセト酢酸エチルが好ましい。
(B)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して0.01~2質量部、好ましくは0.05~2質量部、特に好ましくは0.1~1質量部の範囲である。(B)成分の配合量が0.01質量部未満では、硬化性が悪くなり目的とする室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物が得難い。また2質量部を超えると、目的とする物性が得られないばかりか、組成物からのブリードが発生する可能性が有り、さらにコスト的にも不利である。
[(C)成分]
(C)成分の加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物は、例えば、下記一般式(3)で示されるような1分子中にケイ素原子に結合したオルガノオキシ基を3個以上(通常、3個又は4個)有する加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物であり、本発明の組成物の硬化剤(架橋剤)として作用するものである。なお、本発明において「部分加水分解縮合物」とは、該(オルガノ)シラン化合物を部分的に加水分解・縮合して生成する分子中に残存加水分解性基を少なくとも2個、好ましくは3個以上有する(オルガノ)シロキサンオリゴマーを意味する。
4 x-Si(OR54-x (3)
(式(3)中、R4は、炭素数1~10、好ましくは炭素原子数1~6の非置換一価炭化水素基であり、R5は、それぞれ独立に、R4又は-OR5として炭素数3~10のケトオキシム基を形成する残基であり、xは0又は1である。)
4としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基などのアルキル基;シクロヘキシル基などの環状アルキル基;ビニル基、アリル基などのアルケニル基;フェニル基、トリル基などのアリール基等が挙げられる。R5としては、前記R4として例示した非置換一価炭化水素基のほかに、-OR5としてジメチルケトオキシム基、メチルエチルケトオキシム基、メチルイソブチルケトオキシム基等のケトオキシム基を形成する残基等が挙げられる。
これらの中では、R4としては、メチル基、エチル基、ビニル基が好ましく、メチル基、エチル基が特に好ましい。R5としては、それぞれ独立にメチル基、エチル基や、-OR5としてジメチルケトオキシム基、メチルエチルケトオキシム基を形成する残基が好ましい。R4、R5は同一であっても異なっていてもよい。xは0又は1の整数である。(C)成分の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルシリケート、エチルシリケート、テトラ-n-プロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン、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、エチルトリス(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、ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、フェニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン等のケトオキシムシラン、メチルトリイソプロペノキシシラン、エチルトリイソプロペノキシシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、フェニルトリイソプロペノキシシラン等のイソプロペノキシ基含有シラン、メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等のアセトキシシラン、並びにこれらの各シランの部分加水分解縮合物(シロキサンオリゴマー)等が挙げられる。これらの中では、メチルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ-n-プロポキシシランが好ましい。
なお、(C)成分の加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物は、ケイ素原子に結合した加水分解性基以外には、分子中に酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含有する官能性基で置換された1価炭化水素基を含有しないものである点において、後述する(D)成分のアミノ基含有加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物とは明確に区別されるものである。
(C)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して0.1~15質量部、好ましくは0.1~12質量部、特に好ましくは1~10質量部の範囲である。(C)成分の配合量が0.1質量部未満では、目的とするゴム弾性を有するシリコーンゴム硬化物を与える室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物が得難い。また15質量部を超えると、得られる硬化物(シリコーンゴム)は機械特性が低下し易く、また、組成物の硬化速度も遅くなるなどの問題が生じる場合がある。
[(D)成分]
(D)成分のアミノ基含有加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物は、先に述べた通り(B)成分のβ-ケトエステル化合物と系内(組成物内)で反応(ケチミン化反応)して水を生成することにより、本発明の組成物に速硬化性と深部硬化性を付与する速硬化剤及び深部硬化剤として作用するものである。
(D)成分のアミノ基含有加水分解性オルガノシラン化合物としては公知のものが好適に使用され、具体的には、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピル(メチル)ジメトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピル(メチル)ジエトキシシラン等が例示される。これらの内、特にγ-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン等のアミノアルキル基含有アルコキシシラン類が好ましい。
(D)成分は(A)成分100質量部に対して0.1~5質量部、特に1~5質量部配合するのが好ましい。(D)成分の配合量が0.1質量部未満では、目的とする硬化性が得られない。また5質量部を超えると、得られる硬化物は機械特性が低下し易く、またコスト的にも不利となる場合がある。
なお、(D)成分の配合量は、前述した(B)成分のβ-ケトエステル化合物中のカルボニル基に対して(D)成分中のアミノ基が1~5モル当量となる範囲であることが好ましい。
[(E)成分]
(E)成分の硬化触媒は、1種を単独で使用しても2種以上の混合物として使用してもよい。(E)成分の硬化触媒としては、錫、チタン、ジルコニウム、鉄、アンチモン、ビスマス、マンガン等の金属の有機カルボン酸塩、又はアルコキサイド;有機チタン酸エステル、有機チタンキレート化合物が例示され、より具体的には、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクトエート、ジオク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、ジオクチルスズジネオデカノエートなどのジアルキルスズジカルボン酸塩、ジブチルスズジメトキサイド、ジブチルスズジエトキサイドなどのジアルキルスズジアルコキサイド、ジブチルスズマレートエステル、スタナスオクトエート等のスズ化合物;テトラブチルチタネート、ジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)チタン、ジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)チタン等のチタン化合物;ジブチルアミン、ラウリルアミン等のアミン化合物及びその塩、テトラメチルグアニジン、テトラメチルグアニジルプロピルトリメトキシシラン等のグアニジル化合物及びその塩などが例示される。本発明の組成物の速硬化性や深部硬化性などの硬化特性が優れることから、スズ化合物を添加することが好ましく、中でも、ジアルキルスズジアルコキサイド、ジアルキルスズジカルボン酸塩であることが好ましい。その添加量は、(A)成分100質量部に対して、0.001~5質量部、好ましくは0.01~1.5質量部、特に好ましくは0.01~1質量部である。
(E)成分の配合量が0.001質量部未満では、組成物の充分な硬化性が得られない。また5質量部を超えると、価格的に不利になる場合や硬化速度が低下するなどの問題が生じる場合がある。
[その他の成分]
また、本発明には上記成分以外のその他の成分(任意成分)を必要に応じて適宜配合してもよい。その他の成分(任意成分)としては、公知の添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加してもよい。例えば、ウェッター(分散剤)やチキソトロピー向上剤としてのポリエーテル、可塑剤としての非反応性ジメチルシリコーンオイル、溶剤としてのイソパラフィン、架橋密度向上剤としてのトリメチルシロキシ単位〔(CH33SiO1/2単位〕(M単位)とSiO4/2単位(Q単位)とからなる三次元網状オルガノポリシロキサンレジン等が挙げられる。
更に、必要に応じて、蛍光増白剤等の着色剤、防かび剤、抗菌剤、ブリードオイルとしての非反応性フェニルシリコーンオイル、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してよい。これらの任意成分は、第一剤及び/又は第二剤のいずれに添加してもよい。
なお、本発明の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、光透過性並びに、硬化物の低硬度性、高伸長性、屈曲性等の特性を保持する観点から、組成物中にシリカ系微粉末、酸化チタン等の金属酸化物微粒子、炭酸カルシウム微粉末等の金属炭酸塩微粒子、カーボンブラックなどの無機充填剤(無機フィラー)を含有しない、いわゆるノンフィラー系の組成物であることが好ましい。
<組成物の製造方法>
本発明の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、まず常法に従い第一剤及び第二剤中に配合すべき上記の各成分と、必要に応じてその他の成分とをそれぞれ均一に混合することによって第一剤及び第二剤をそれぞれ別個に製造し、使用時に第一剤及び第二剤を混合する。第一剤及び第二剤は湿分を避けた雰囲気で保存することが好ましい。本発明の組成物を硬化させる際には、これら第一剤及び第二剤を、適当な配合比率で均一に混合し、室温(23℃±15℃)において湿気を含んだ雰囲気(大気)中に曝露することにより、通常10分~5日で、該組成物の深部まで完全に硬化することができる。したがって、本発明の組成物は速硬化性と深部硬化性に優れたものである。
また、本発明の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物を接着剤、コーティング剤又はポッティング剤等として各種基材上に塗布して硬化させる際の該組成物の硬化方法の一形態として、例えば、第一の基材の表面上に(A)及び(B)成分を含有してなる第一剤を塗布し、第二の基材の表面上に(C)、(D)及び(E)成分を含有してなる第二剤を塗布し、第一剤と第二剤が接触する様に両方の基材同士を対向・接触させることにより、該第一剤と該第二剤を貼り合わせて硬化させる方法などの手法を用いてもよい。
本発明の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、光透過率に優れると共に、低硬度、高伸長性で、優れた屈曲性を有するシリコーンゴム硬化物を与えることができるものである。本発明の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物より得られるシリコーンゴム硬化物は、厚さ2.5mmにおいて、400~800nmの波長領域の光透過率が80%以上である。また、本発明の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物より得られるシリコーンゴム硬化物は、屈曲性を有し、例えば、外表面上に3mm厚のシリコーンゴム硬化物層を有する基板(例えば、スネーク型LED基板)を該シリコーンゴム硬化物層と共に180°内側に折り曲げても外表面上のシリコーンゴム硬化物層にクラックが生じないものである。
本発明の組成物を硬化させてなるシリコーンゴム硬化物は、高光透過率、低硬度及び屈曲性が必要な光学用途をはじめ、多岐に亘り使用することができる。特に、街路灯などに使用される折り曲げ可能なLED用の封止樹脂等として有用である。
以下、本発明を具体的に説明する実施例及び比較例を示すが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、粘度は25℃において回転粘度計により測定した値である。
・第一剤Aの調製
分子鎖両末端が水酸基(シラノール基)で封鎖された25℃における粘度が20,000mPa・sのジメチルポリシロキサン(上記一般式(1)において、R1=メチル基であり、n=約615に相当する)60質量部と、分子鎖両末端が水酸基(シラノール基)で封鎖された25℃における粘度が1,500mPa・sのジメチルポリシロキサン(上記一般式(1)において、R1=メチル基であり、n=約305に相当する)20質量部と、アセト酢酸エチル0.2質量部とを減圧下にて60分混合し、第一剤Aを得た。
・第一剤Bの調製
分子鎖両末端が水酸基(シラノール基)で封鎖された25℃における粘度が20,000mPa・sのジメチルポリシロキサン(上記一般式(1)において、R1=メチル基であり、n=約615に相当する)60質量部と、分子鎖両末端が水酸基(シラノール基)で封鎖された25℃における粘度が1,500mPa・sのジメチルポリシロキサン(上記一般式(1)において、R1=メチル基であり、n=約305に相当する)20質量部と、アセト酢酸エチル0.3質量部を減圧下にて60分混合し、第一剤Bを得た。
・第二剤Aの調製
分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖された25℃における粘度が100mPa・sのジメチルポリシロキサン(非反応性ジメチルシリコーンオイル)20質量部、テトラエトキシシラン3質量部、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン3質量部、ジメチル錫ジネオデカノエート0.03質量部を常圧(1気圧)下にて20分混合し、第二剤Aを得た。
・第二剤Bの調製
分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖された25℃における粘度が100mPa・sのジメチルポリシロキサン(非反応性ジメチルシリコーンオイル)20質量部、テトラエトキシシラン4質量部、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン3質量部、ジメチル錫ジネオデカノエート0.03質量部を常圧(1気圧)下にて20分混合し、第二剤Bを得た。
[実施例1]
上記第一剤Aと上記第二剤Aを、混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物1を得た後、該組成物1を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化させ、組成物1の硬化物を得た。
[実施例2]
上記第一剤Bと上記第二剤Aを、混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物2を得た後、該組成物2を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化させ、組成物2の硬化物を得た。
[実施例3]
上記第一剤Aと上記第二剤Bを、混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物3を得た後、該組成物3を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化させ、組成物3の硬化物を得た。
[実施例4]
上記第一剤Bと上記第二剤Bを、混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物4を得た後、該組成物4を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化させ、組成物4の硬化物を得た。
[比較例1]
上記第一剤Aのアセト酢酸エチルが添加されていないものを第一剤とし、該第一剤と上記第二剤Aとを混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物5を得た後、該組成物5を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化を試みたが、組成物5は十分に硬化しなかった。
[比較例2]
上記第二剤Aのγ-アミノプロピルトリエトキシシランが添加されていないものを第二剤とし、上記第一剤Aと該第二剤を混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物6を得た後、該組成物6を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化を試みたが、組成物6は十分に硬化しなかった。
・評価項目
i)硬化性
第一剤と第二剤を混合比4:1(質量)で混合した組成物1~6をそれぞれ200mLのポリプロピレン製容器に入れ、23℃/50%RHの条件下で、該組成物1~6が完全に流動を停止するまでの時間(即ち、硬化時間)を測定した。具体的な測定方法を以下に示す。
該組成物1~6が入ったポリプロピレン製容器を90°傾け、組成物がもはや流動しなくなるまでの時間を計測した。
ii)ゴム物性
上記組成物1~6の硬化物をJIS K 6249に準拠し、硬さ(Durometer.A)、切断時伸び(%)、引っ張り強度(MPa)及び密度(g/cm3)を測定した。
iii)光透過率
上記組成物1~6の硬化物を日立ハイテクサイエンス製の分光光度計U-3310にて、400nm、500nm、800nmでの光透過率(%)を測定した。
iv)折り曲げ試験
上記組成物1~6をそれぞれスネーク型LED基板上に3mm厚でポッティングし、23℃/50%RH環境で3日硬化させた。その後、スネーク型LED基板を180°方向に折り曲げ、上記組成物1~6の硬化物にクラックが発生するか目視で確認した。評価基準は以下の通りとする。
○:硬化物にクラックが全く発生しなかった
×:硬化物にクラックが生じた
結果
組成物1~6及びその硬化物について、上述の方法で評価した結果を表1に示す。
Figure 0007327212000003
第一剤Bを含む組成物は、第一剤Aを含む組成物と比較して、流動停止時間(硬化時間)が短くなっていた。これは、(D)成分のγ-アミノプロピルトリエトキシシランと反応する(B)成分のアセト酢酸エチルが第一剤Aよりも第一剤Bの方が多いため、副生する水分子も多くなることに起因する。
なお、第一剤Aと第一剤B、および第二剤Aと第二剤Bの組合せを変更しても、ゴム物性と光透過率は所望とする値となることが確認できた。
組成物5又は組成物6では、アセト酢酸エチルあるいはγ-アミノプロピルトリエトキシシランが無添加であるため硬化性は悪く、3日経過しても硬化物が得られず、ゴム物性は測定できなかった。従って、光透過率も測定できず、さらに折り曲げ試験も実施できなかった。
以下、別の(C)成分を使用した実施例及び比較例についても記載する。
・第二剤Cの調製
分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖された25℃における粘度が100mPa・sのジメチルポリシロキサン(非反応性ジメチルシリコーンオイル)20質量部、テトラ-n-プロポキシシラン3質量部、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン2質量部、ジメチル錫ジネオデカノエート0.03質量部を常圧下にて20分混合し、第二剤Cを得た。
・第二剤Dの調製
分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖された25℃における粘度が100mPa・sのジメチルポリシロキサン(非反応性ジメチルシリコーンオイル)20質量部、テトラ-n-プロポキシシラン3質量部、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン3質量部、ジメチル錫ジネオデカノエート0.03部を常圧下にて20分混合し、第二剤Dを得た。
[実施例5]
上記第一剤Aと上記第二剤Cを、混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物7を得た後、該組成物7を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化させ、組成物7の硬化物を得た。
[実施例6]
上記第一剤Bと上記第二剤Cを、混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物8を得た後、該組成物8を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化させ、組成物8の硬化物を得た。
[実施例7]
上記第一剤Aと上記第二剤Dを、混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物9を得た後、該組成物9を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化させ、組成物9の硬化物を得た。
[実施例8]
上記第一剤Bと上記第二剤Dを、混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物10を得た後、該組成物10を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化させ、組成物10の硬化物を得た。
[比較例3]
上記第一剤Aのアセト酢酸エチルが添加されていないものを第一剤とし、該第一剤と上記第二剤Cと混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物11を得た後、該組成物11を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化を試みたが、組成物11は十分に硬化しなかった。
[比較例4]
上記第二剤Cのγ-アミノプロピルトリエトキシシランが添加されていないものを第二剤とし、上記第一剤Aと該第二剤を混合比4:1(質量)で5分混合し、組成物12を得た後、該組成物12を厚さが2.5mmになるように23℃/50%RHの条件下で3日硬化を試みたが、組成物12は十分に硬化しなかった。
結果
組成物7~12及びその硬化物について、上述の方法で評価した結果を表2に示す。
Figure 0007327212000004
第一剤Bを含む組成物は、第一剤Aを含む組成物と比較して、流動停止時間(硬化時間)が短くなっていた。これは、(D)成分のγ-アミノプロピルトリエトキシシランと反応する(B)成分のアセト酢酸エチルが第一剤Aよりも第一剤Bの方が多いため、副生する水分子も多くなることに起因する。
なお、第一剤Aと第一剤B、および第二剤Cと第二剤Dの組合せを変更しても、ゴム物性と光透過率は所望とする値となることが確認できた。
組成物11又は組成物12では、アセト酢酸エチルあるいはγ-アミノプロピルトリエトキシシランが無添加であるため硬化性は悪く、3日経過しても硬化物が得られず、ゴム物性は測定できなかった。従って、光透過率も測定できず、さらに折り曲げ試験も実施できなかった。
第二剤においてテトラエトキシシラン(第二剤A及び第二剤B)の代わりに、テトラ-n-プロポキシシラン(第二剤C及び第二剤D)を用いても、ゴム物性と光透過率は所望とする値となることが確認できた。

Claims (7)

  1. (A)分子鎖両末端が水酸基で封鎖されたジオルガノポリシロキサン:100質量部、及び、
    (B)β-ケトエステル化合物:(A)成分100質量部に対して0.01~2質量部
    を含有してなる第一剤と、
    (C)1分子中にケイ素原子に結合したオルガノオキシ基を3個以上有する加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物:(A)成分100質量部に対して0.1~15質量部、
    (D)(C)成分以外の、アミノ基含有加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物:(A)成分100質量部に対して0.1~5質量部、及び、
    (E)硬化触媒:(A)成分100質量部に対して0.001~5質量部
    を含有してなる第二剤とからなる二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
  2. 無機充填剤を含有しないものである請求項1に記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
  3. 光学用である請求項1又は2に記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
  4. 23℃/50%RHの条件で3日間硬化した、厚さ2.5mmの硬化物の400~800nmの波長領域における光透過率が80%以上であるシリコーンゴム硬化物を与えるものである請求項1~3のいずれか1項に記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
  5. (B)成分のβ-ケトエステル化合物中のカルボニル基に対する(D)成分中のアミノ基が1~5モル当量である請求項1~4のいずれか1項に記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
  6. 第一剤と第二剤との割合が質量比で50:50~90:10である請求項1~5のいずれか1項に記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
  7. 第一の基材の表面上に(A)及び(B)成分を含有してなる第一剤を塗布し、第二の基材の表面上に(C)、(D)及び(E)成分を含有してなる第二剤を塗布し、第一剤と第二剤が接触する様に両方の基材同士を対向・接触させることにより、該第一剤と該第二剤を貼り合わせて硬化させる工程を含む請求項1~6のいずれか1項に記載の二成分型室温縮合硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬化方法。
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