JP7358174B2 - シリコーン粘着剤用プライマー組成物 - Google Patents
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Description
(A)下記平均組成式(1)で表されるオルガノポリシロキサンを100質量部、
(B)1分子中に少なくとも3個のSi-H基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを1~20質量部、
(C)アルケニル基含有有機基を含むケイ素化合物を50~300質量部、及び
(D)ルイス酸触媒を0.1~10質量部
を含むものであることを特徴とするシリコーン粘着剤用プライマー組成物を提供する。
R2 b-Si-(OR3)4-b (2)
(式中、R2は独立にアルケニル基含有有機基であり、R3は独立に炭素数1~5のアルキル基であり、bは1,2又は3である。)
本発明のシリコーン粘着剤用プライマー組成物は、(A)特定のオルガノポリシロキサンを100質量部、(B)1分子中に少なくとも3個のSi-H基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを1~20質量部、(C)アルケニル基含有有機基を含むケイ素化合物を50~300質量部、及び(D)ルイス酸触媒を0.1~10質量部を含む縮合型プライマー組成物である。上記シリコーン粘着剤用プライマー組成物は、必要に応じて、更に(E)有機溶剤等の他の成分を含むことができる。
本発明のプライマー組成物は、基材にこれを塗工し、その上にシリコーン粘着剤を塗工することによって基材密着性を向上させるものである。特に、これまでは困難だった付加型のシリコーン粘着剤への密着性の改善を縮合型のプライマーで行うことができる。
以下、本発明の組成物を構成する各成分について説明する。
(A)成分は下記平均組成式(1)で表されるオルガノポリシロキサンである。
(B)成分は1分子中に少なくとも3個のSi-H基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、特に限定されないが、例えば以下の平均組成式(3)で示すことができる。
R4 fHgSiO(4-f-g)/2 (3)
(式中、R4は独立に非置換又は置換の炭素数1~10の1価炭化水素基を示し、f>0、g>0であり、さらに0<f+g≦3である。)
R5 3Si-O-(R6 2Si-O)h-(R7HSi-O)i-SiR8 3 (4)
(式中、R5,R8は炭素数1~10の1価炭化水素基又は水素原子を示し、R6,R7は炭素数1~10の1価炭化水素基を示し、hは0≦h≦100であり、iは3≦i≦80である。)
(C)成分はアルケニル基含有有機基を含むケイ素化合物であり、特に限定されないが、好ましくは下記一般式(2)で表されるものを挙げることができる。
R2 b-Si-(OR3)4-b (2)
(式中、R2は独立にアルケニル基含有有機基であり、R3は独立に炭素数1~5のアルキル基であり、bは1,2又は3である。)
(D)成分はルイス酸触媒であり、硬化触媒として機能する。(D)成分は金属触媒であることができる。例として様々のものが挙げられ、錫化合物、アルミニウム化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物、スカンジウム化合物、バナジウム化合物、鉄化合物、コバルト化合物、ニッケル化合物、銅化合物、亜鉛化合物、ランタン化合物、セリウム化合物などがあり、金属化合物を含むものが好ましく、特に錫化合物、アルミニウム化合物、チタン化合物を用いたものが好まく、錫化合物がより好ましい。
化合物としては、塩化物、臭化物、ヨウ化物などのハロゲン化化合物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、スルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、カルボン酸塩などが好適に用いられる。
(D)成分の具体例としては、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクトエート、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジアセテート、錫オクトエート、塩化アルミニウム、アルミニウムアセチルアセトナート、チタニウムアセチルアセトナート、テトラエトキシチタンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明のプライマー組成物は、粘度を低くして作業性を向上させる、あるいは基材へ塗工したときの濡れ性を改善するためなどに、成分(E)として有機溶剤を使用してもよい。有機溶剤としては、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶剤、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、イソパラフィンなどの脂肪族炭化水素系溶剤、工業用ガソリン(ゴム揮発油等)、石油ベンジン、ソルベントナフサなどの炭化水素系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、2-ペンタノン、3-ペンタノン、2-ヘキサノン、2-ヘプタノン、4-ヘプタノン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、アセトニルアセトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなどのエステル系溶剤、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、1,4-ジオキサンなどのエーテル系溶剤、2-メトキシエチルアセタート、2-エトキシエチルアセタート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、2-ブトキシエチルアセタートなどのエステルとエーテル部分を有する溶剤、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、トリス(トリメチルシロキシ)メチルシラン、テトラキス(トリメチルシロキシ)シランなどのシロキサン系溶剤、トリフルオロトルエン、ヘキサフルオロキシレン、メチルノナフルオロブチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテルなどのフッ素系溶剤、又はこれらの混合溶剤などが挙げられ、使用するのに好ましいのは工業用ガソリン(ゴム揮発油等)やイソパラフィンである。
次に、本発明のプライマー組成物とともに使用されるシリコーン粘着剤について説明する。シリコーン粘着剤は、特に限定されないが、例えば以下に説明する成分を含んでいるものを挙げることができる。好ましくは、ヒドロシリル化により硬化する粘着剤(ヒドロシリル化硬化型粘着剤)である。なお、以下では、シリコーン粘着剤を「シリコーン粘着剤組成物」という場合がある。
(F)成分は1分子中に少なくとも2つのアルケニル基含有有機基を有するオルガノポリシロキサンである。具体的な構造としては下記平均組成式(5)で表されるものが挙げられる。
R9-1R9-2 2SiO(R9-2 2SiO)pSiR9-2 2R9-1
R9-1R9-2 2SiO(R9-2 2SiO)p(R9-1R9-2SiO)qSiR9-2 2R9-1
R9-1 3SiO(R9-2 2SiO)p(R9-1R9-2SiO)qSiR9-2 2R9-1
R9-2 3SiO(R9-2 2SiO)p(R9-1R9-2SiO)qSiR9-2 2R9-1
(式中、R9-1は同一又は異種のアルケニル基含有有機基であり、R9-2は同一又は異種の炭素数1~10の1価炭化水素基であり、p≧48、q≧1である(但し、分子中に(R9-1R9-2SiO)q以外にR9-1を有しない場合はq≧2である。)
(G)成分はR10 3SiO1/2単位(式中、R10は独立に脂肪族不飽和結合を有さない炭素数1~10の1価炭化水素基又は炭素数2~6のアルケニル基を示す。)及びSiO4/2単位を含有し、(R10 3SiO1/2単位)/(SiO4/2単位)で表されるモル比が、0.5~1.0であるポリオルガノシロキサンである。このモル比が0.5以上であれば、粘着力やタックが低下するおそれがなく、1.0以下であれば、粘着力や保持力が低下するおそれもない。なお、上記モル比は0.6~0.9が好ましい。
シリコーン粘着剤組成物には、前述の(B)成分と同様の化合物も含まれる。シリコーン粘着剤組成物に用いる(B’)成分(Si-H基を1分子中に3個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン)の配合量は、(F)成分中のアルケニル基に対する(B’)成分中のSi-H基のモル比(Si-H基/アルケニル基)が0.5~30となる量であってよく、1~25の範囲となるように配合することが好ましい。0.5以上では架橋密度が十分で、粘着特性が十分に得られ、30以下であれば粘着力やタックが十分で、処理浴の可使時間が短くなることもない。
(H)成分は、(F)成分中のアルケニル基と(B’)成分中のSi-H基をヒドロシリル化付加して硬化させるための白金族金属系触媒であり、中心金属としては白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウムなどが例として挙げられ、中でも白金が好適である。白金触媒としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、塩化白金酸とアルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン化合物との反応物、塩化白金酸とビニル基含有シロキサンとの反応物、白金とビニル基含有シロキサンの錯体などが挙げられる。
(I)成分は制御剤であり、制御剤はシリコーン粘着剤組成物を調合ないし基材に塗工する際に加熱硬化の以前に付加反応が開始して処理液が増粘やゲル化を起こさないようにするために添加するものである。反応制御剤は付加反応触媒である白金族金属に配位して付加反応を抑制し、加熱硬化させるときには配位がはずれて触媒活性が発現する。付加反応硬化型シリコーン組成物に従来使用されている反応制御剤はいずれも使用することができる。具体例としては、3-メチル-1-ブチン-3-オール、3-メチル-1-ペンチン-3-オール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール、1-エチニルシクロヘキサノール、3-メチル-3-トリメチルシロキシ-1-ブチン、3-メチル-3-トリメチルシロキシ-1-ペンチン、3,5-ジメチル-3-トリメチルシロキシ-1-ヘキシン、1-エチニル-1-トリメチルシロキシシクロヘキサン、ビス(2,2-ジメチル-3-ブチノキシ)ジメチルシラン、1,3,5,7-テトラメチル-1,3,5,7-テトラビニルシクロテトラシロキサン、1,1,3,3-テトラメチル-1,3-ジビニルジシロキサン、マレイン酸エステル、アジピン酸エステル等が挙げられる。(I)成分の配合量は、(F)成分と(G)成分と(B’)成分の合計100質量部に対して0.01~5質量部が好ましく、0.05~2質量部がより好ましい。0.01質量部以上であれば反応を十分抑制でき、作業前に組成物が硬化してしまうこともなく、5質量部以下であれば反応が十分速く、硬化も十分になる。
上記を配合したシリコーン粘着剤の粘度が高くハンドリングが困難である場合には適当な有機溶剤を(E’)成分として用い希釈することができる。この(E’)有機溶剤は前述の(E)成分と同様のものを使用することができる。配合量は、(F)成分の100質量部に対し、0~2,000質量部であり、好ましくは0~1,500質量部、より好ましくは0~1,000質量部である。2,000質量部以下であれば、塗工性が悪くなることがない。
シリコーン粘着剤組成物は、上記各成分を均一に混合することにより調製できる。一般的に、シリコーン粘着剤組成物は、使用する直前に触媒を均一に混合して使用する。
本発明のシリコーン粘着剤用プライマー組成物は、該シリコーン粘着剤用プライマー組成物を基材の少なくとも片面に塗工し、硬化させることによって、前記シリコーン粘着剤用プライマー組成物の硬化物を基材の少なくとも片面に有する物品を得ることができる。
そして、物品の硬化物を有する面(プライマー処理面)上にシリコーン粘着剤を塗工、硬化させることによって、前記粘着剤の硬化物を有する粘着性物品を得ることができる。この場合、シリコーン粘着剤がヒドロシリル化硬化型粘着剤であることが好ましい。
(プライマー組成物)
(A)成分として、30質量%の濃度となるようにトルエンに溶解したときの粘度が1,400mPa・sであり、分子末端がOH基で封鎖された下記式(a-1)で表されるジメチルポリシロキサンの100質量部、
(B)成分として、下記平均組成式(b-1)で表されるポリオルガノハイドロジェンシロキサンの1質量部、
(E)成分としてトルエンを1,900質量部加えてシリコーン溶液を作製し、
(C)成分として、下記式(c-1)で表されるケイ素化合物の100質量部、
(D)成分として、ジオクチル錫ジアセテートの5質量部を混合することでシリコーン粘着剤用プライマー組成物を作製した。
続いて、(F)成分として下記平均組成式(f-1)で表されるポリシロキサンを35質量部、
(G)成分として、Me3SiO1/2単位及びSiO2単位を含有し、(Me3SiO1/2単位)/(SiO2単位)のモル比が0.85であるメチルポリシロキサン(g-1)の60質量%トルエン溶液を不揮発分として65質量部、
(B’)成分として上記平均組成式(b-1)で表されるメチルハイドロジェンポリシロキサン0.35質量部、
(I)成分としてエチニルシクロヘキサノールの0.25質量部、
(H)成分として1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン白金(0)錯体の白金分を0.5質量%含むトルエン溶液の0.5質量部、
を添加し、シリコーン粘着剤組成物を作製した((B’)成分中のSi-H基は、(F)成分中のビニル基に対し、モル比で10.5倍)。
これらの組成物を用い、プライマー硬化性、密着性、伸びを評価した。
(C)成分である(c-1)を80質量部とした以外は、実施例1と同様にした。
(C)成分である(c-1)を200質量部とした以外は、実施例1と同様にした。
(A)成分である(a-1)の代わりに、30質量%の濃度となるようにトルエンに溶解したときの粘度が350mPa・sであり、分子末端がOH基で封鎖された下記式で表されるジメチルポリシロキサン(a-2)を使用したこと以外は、実施例1と同様にした。
(A)成分である(a-1)の代わりに、30質量%の濃度となるようにトルエンに溶解したときの粘度が5,000mPa・sであり、分子末端がOH基で封鎖された下記式で表されるジメチルポリシロキサン(a-3)を使用したこと以外は、実施例1と同様にした。
シリコーン粘着剤組成物中の(F)成分である(f-1)を40質量部、(G)成分である(g-1)を60質量部、(B’)成分である(b-1)を0.40質量部としたこと以外は、実施例1と同様にした。
シリコーン粘着剤組成物中の(F)成分である(f-1)を45質量部、(G)成分である(g-1)を55質量部、(B’)成分である(b-1)を0.45質量部としたこと以外は、実施例1と同様にした。
シリコーン粘着剤組成物中の(F)成分である(f-1)の代わりに、下記平均組成式(f-2)で表されるポリシロキサンを35質量部、(G)成分である(g-1)の60質量%トルエン溶液を不揮発分として65質量部、(B’)成分である(b-1)を0.26質量部としたこと以外は、実施例1と同様にした((B’)成分中のSi-H基は、(F)成分中のビニル基に対し、モル比で5.6倍)。
シリコーン粘着剤組成物中の(G)成分である(g-1)の代わりに、Me3SiO1/2単位及びSiO2単位を含有し、(Me3SiO1/2単位)/(SiO2単位)のモル比が0.76であるメチルポリシロキサン(g-2)の60質量%トルエン溶液を不揮発分として65質量部としたこと以外は、実施例1と同様にした。
(C)成分である(c-1)を配合しないこと以外は実施例1と同様にした。
<密着性>
シリコーン粘着剤用プライマー組成物を厚み25μm、幅25mmのポリエチレンテレフタラート(PET)に硬化後の固形分が0.5g/m2となるようにワイヤーバーを用いて塗工して120℃/30秒で風乾させた。この基材のプライマー処理面上に、シリコーン粘着剤組成物を、アプリケーターを用いて塗工し130℃/1分で硬化させて得られたテープの側方2mmを切断した。その後引き裂き、両側より引っ張り、粘着層が基材から浮き上がるかどうかを目視で確認し、下記のように評価した。
〇:浮き上がらない
×:浮き上がる
密着性評価の項目において、テープを引き裂いていき、基材が分離した状態からさらに引っ張り、その際に生じた粘着層が伸びた量(mm)を測定した。この値は、小さいほど密着性が良好であることを示す。
評価結果を表1に示す。
Claims (6)
- (A)下記平均組成式(1)で表されるオルガノポリシロキサンを100質量部、
(B)1分子中に少なくとも3個のSi-H基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを1~20質量部、
(C)ビニル基を含むケイ素化合物を50~300質量部、及び
(D)ルイス酸触媒を0.1~10質量部
を含み、
前記(C)成分が下記一般式(2)
R 2 b -Si-(OR 3 ) 4-b (2)
(式中、R 2 は独立にビニル基であり、R 3 は独立に炭素数1~5のアルキル基であり、bは1,2又は3である。)
で表されるケイ素化合物であることを特徴とするシリコーン粘着剤用プライマー組成物。 - さらに(E)有機溶剤を前記(A)成分100質量部に対し、0~10,000質量部含むものであることを特徴とする請求項1に記載のシリコーン粘着剤用プライマー組成物。
- 前記(D)成分が金属触媒であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシリコーン粘着剤用プライマー組成物。
- 請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載のシリコーン粘着剤用プライマー組成物の硬化物を基材の少なくとも片面に有するものであることを特徴とする物品。
- 請求項4に記載の物品の前記硬化物を有する面上にシリコーン粘着剤の硬化物を有するものであることを特徴とする粘着性物品。
- 前記シリコーン粘着剤がヒドロシリル化硬化型粘着剤であることを特徴とする請求項5に記載の粘着性物品。
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