JP7374218B2 - 硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物及びその硬化物を含む粘着剤 - Google Patents
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Description
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有し、かつ主鎖中に-CaF2aO-で表される繰り返し単位を含むパーフルオロポリエーテル構造を有する直鎖状パーフルオロポリエーテル化合物(aは1~6の整数):100質量部
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有する有機ケイ素化合物:硬化有効量
(C)ヒドロシリル化反応触媒:触媒量
(D)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子、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トリアルコキシシリル基から選ばれるいずれか2種以上を有する、(B)成分以外の有機ケイ素化合物:0.05~5質量部、
を含有することを特徴とする硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物を提供する。
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有し、かつ主鎖中に-CaF2aO-の繰り返し単位を含むパーフルオロポリエーテル構造を有する直鎖状パーフルオロポリエーテル化合物(aは1~6の整数):40~80質量部
(E)1分子中に1個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ポリフルオロモノアルケニル化合物:20~60質量部(但し、(A)成分及び(E)成分の合計量を100質量部とする)
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有する有機ケイ素化合物:硬化有効量
(C)ヒドロシリル化反応触媒: 触媒量
(D)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子、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トリアルコキシシリル基から選ばれるいずれか2種以上を有する、(B)成分以外の有機ケイ素化合物:0.05~5質量部、
を含有することを特徴とする硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物をも提供する。
Rf1-(X’)p-CH=CH2(2)
[式中、X’は-CH2-、-OCH2-、-CH2OCH2-、又は-CO-NR2-Y’-(但し、Y’は-CH2-又は下記構造式(Z’)で示される基であり、
R2は水素原子、メチル基、フェニル基、又はアリル基である。)であり、pは0又は1である。Rf1は、一般式F-[CF(CF3)CF2O]w-CF(CF3)-(式中、wは1~500の整数で表される。)で示されるパーフルオロポリエーテル構造である。]で表されるポリフルオロモノアルケニル化合物であることが好ましい。
で表される直鎖状パーフルオロポリエーテル化合物であることが好ましい。
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有し、かつ主鎖中に-CaF2aO-で表される繰り返し単位を含むパーフルオロポリエーテル構造を有する直鎖状パーフルオロポリエーテル化合物(aは1~6の整数):100質量部
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有する有機ケイ素化合物:硬化有効量
(C)ヒドロシリル化反応触媒:触媒量
(D)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子、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トリアルコキシシリル基から選ばれるいずれか2種以上を有する、(B)成分以外の有機ケイ素化合物:0.05~5質量部、
を含有する硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物である。
本発明の硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物に含まれる(A)成分は、本発明の硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物の主剤(ベースポリマー)として作用するものであり、1分子中に少なくとも2個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(パーフルオロオキシアルキレン構造)、好ましくは二価のパーフルオロオキシアルキレン構造を有する直鎖状パーフルオロポリエーテル化合物である。
(CaF2aO)q (5)
(式中、qは50~600の整数、好ましくは50~400の整数、より好ましくは50~200の整数である。)
-CF2CF2O-
-CF2CF2CF2O-
-CF(CF3)CF2O-
-CF2CF2CF2CF2O-
-CF2CF2CF2CF2CF2CF2O-
-C(CF3)2O-
-CF2O-
-CF2CF2O-
-CF2CF2CF2O-
-CF(CF3)CF2O-
であり、Rは水素原子、メチル基、フェニル基、又はアリル基である。]等を介して結合していてもよい。また、(A)成分は、アルケニル基を1分子中に少なくとも2個有する。
CH2=CH-(X)p-Rf2-(X’)p-CH=CH2 (6)
CH2=CH-(X)p-Q-Rf2-Q-(X’)p-CH=CH2 (7)
[式中、Xは独立に-CH2-、-CH2O-、-CH2OCH2-、又は-Y-NR1-CO-(但し、Yは-CH2-又は下記構造式(Z)で示される基であり、R1は水素原子、メチル基、フェニル基、又はアリル基である。)であり、X’は-CH2-、-OCH2-、-CH2OCH2-、又は-CO-NR2-Y’-(但し、Y’は-CH2-又は下記構造式(Z’)で示される基であり、R2は水素原子、メチル基、フェニル基又はアリル基である。)である。
(B)成分は、(A)成分の架橋剤及び/又は鎖長延長剤として作用するものである。この(B)成分は、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子(SiHで示されるヒドロシリル基)を少なくとも2個、好ましくは3個以上有するオルガノハイドロジエンポリシロキサン等の有機ケイ素化合物である。かかる(B)成分としては、前記特許文献1、特許文献2および特許文献4記載の公知の有機ケイ素化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。
CgF2g+1-
-CgF2g-
(式中、gは1~20の整数、好ましくは2~10の整数である。)
(式中、d及びeはそれぞれ1~50の整数、好ましくは1~40の整数である。)
-CH2CH2-、
-CH2CH2CH2-、
-CH2CH2CH2OCH2-、
-CH2CH2CH2-NH-CO-、
-CH2CH2CH2-N(Ph)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH2CH3)-CO-、
-CH2CH2-Si(CH3)2-Ph’-N(CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-Si(CH3)2-Ph’-N(CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-O-CO-
(式中、Phはフェニル基であり、Ph’はフェニレン基である。)
本発明の(C)成分のヒドロシリル化反応触媒(付加反応触媒)は、(A)成分中のアルケニル基、あるいは後述する本発明の第二の実施態様においては(A)成分及び後述する(E)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(白金族金属)の化合物であり、高価格であることから、比較的入手しやすい白金又は白金化合物がよく用いられる。
(D)成分である接着性官能性基を有するオルガノシラン、オルガノポリシロキサン等の有機ケイ素化合物は、基材密着性を向上させるための助剤(接着助剤又は接着性向上剤)として作用するものである。このような有機ケイ素化合物は、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)、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トリアルコキシシリル基から選ばれるいずれか2種以上の接着性官能性基を少なくとも2個以上有する有機ケイ素化合物(オルガノ(ハイドロジェン)シラン、オルガノ(ハイドロジェン)ポリシロキサン)であり、好ましくは更に加えて、ケイ素原子に結合した炭素原子又は炭素原子と酸素原子を含む2価の連結基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個以上有するオルガノポリシロキサン(即ち、接着性官能性基を含有する含フッ素オルガノ(ハイドロジェン)ポリシロキサン)である。
(D)成分の有機ケイ素化合物は、分子中に上記2種以上の接着性官能性基のうち、ケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)を必須に含有し、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エポキシ基を含有する(含フッ素)オルガノハイドロジェンポリシロキサンであるか、分子中にケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)を必須に含有し、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トリアルコキシシリル基を含有する(含フッ素)オルガノハイドロジェンポリシロキサンであるか、あるいは、分子中にケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)を必須に含有し、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エポキシ基及び、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トリアルコキシシリル基とを含有する(含フッ素)オルガノハイドロジェンポリシロキサンであることが、基材密着性を向上の点からより好ましい。
なお、(D)成分は、分子中にエポキシ基及び/又はトリアルコキシシリル基を含有する点で(B)成分と相違する。
[式中、R3は炭素数1~10、特に1~4の2価炭化水素基(アルキレン基等)を示し、R4は炭素数1~8、特に1~4の1価炭化水素基(アルキル基等)を示す。]
(式中、g’は1~20の整数、好ましくは2~10の整数である。)
F-[CF(CF3)CF2O]f’-Ch’F2h’-
(式中、f’は2~200の整数、好ましくは2~100の整数であり、h’は1~3の整数である。)
-CH2CH2-、
-CH2CH2CH2-、
-CH2CH2CH2OCH2-、
-CH2CH2CH2-NH-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(Ph)-CO-
(但し、Phはフェニル基である。)
等の炭素数2~12の2価の連結基が挙げられる。
本組成物においては、上記の(A)~(D)成分以外にも、各種配合剤を添加することは任意である。ヒドロシリル化反応触媒の制御剤として、例えば1-エチニル-1-ヒドロキシシクロヘキサン、3-メチル-1-ブチン-3-オール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール、3-メチル-1-ペンテン-3-オール、フェニルブチノールなどのアセチレンアルコールや、3-メチル-3-ペンテン-1-イン、3,5-ジメチル-3-ヘキセン-1-イン等、あるいはポリメチルビニルシロキサン環式化合物、有機リン化合物等が挙げられ、その添加により硬化反応性と保存安定性を適度に保つことができる。
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有し、かつ主鎖中に-CaF2aO-の繰り返し単位を含むパーフルオロポリエーテル構造を有する直鎖状パーフルオロポリエーテル化合物(aは1~6の整数):40~80質量部
(E)1分子中に1個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ポリフルオロモノアルケニル化合物:20~60質量部(但し、(A)成分及び(E)成分の合計量を100質量部とする)
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有する有機ケイ素化合物:硬化有効量
(C)ヒドロシリル化反応触媒: 触媒量
(D)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子、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トリアルコキシシリル基から選ばれるいずれか2種以上を有する、(B)成分以外の有機ケイ素化合物:0.05~5質量部、
を含有することを特徴とする硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物を提供する。
(E)成分は、本発明の硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物において、上述した本発明の第一の実施態様(即ち、ゴム硬化物を与える組成物)に対して、特定の第二の実施態様(即ち、ゲル硬化物を与える組成物)において用いられる成分であり、1分子中に1個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、ポリフルオロモノアルケニル化合物である。特に、下記式(2)のポリフルオロモノアルケニル化合物が好ましい。
Rf1-(X’)p-CH=CH2 (2)
[式中、X’及びpは上記と同じであり、Rf1は、下記一般式で示される。
F-[CF(CF3)CF2O]w-CF(CF3)-
(式中、wは1~500の整数、好ましくは2~200の整数で表される。)]
本組成物においては、上記の(A)~(E)成分以外にも、第一態様と同様に各種配合剤を添加することは任意である。ヒドロシリル化反応触媒の制御剤としては、上述で説明したものと同様のものを例示できる。
本発明のパーフルオロポリエーテル粘着剤組成物は、上記した組成物を硬化させることにより、例えば0.001~10.0N/25mm、好ましくは0.002~8.0N/25mm、より好ましくは0.003~6.0N/25mmの表面粘着力を有するパーフルオロポリエーテルゴム又はゲルの硬化物からなる粘着剤を形成するものであり、耐熱性、撥水性、撥油性、耐候性、耐薬品性、耐溶剤性等に優れている上、樹脂や金属基材との密着力が良好な硬化物(粘着剤)を形成させることができ、各種の用途に使用することができる。
下記原料を使用し、表1に示す硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物を調製した。これらの粘着剤組成物を130℃、5分の硬化条件にて硬化し、それぞれの硬化物の表面粘着力を測定すると共に、下記方法によって耐溶剤性試験および密着性試験を行った。結果を表1に併記する。
CH2=CH―CH2―O―CH2―Rf―CH2―O-CH2―CH=CH2
(Rf:-CF2O(CF2CF2O)20.8(CF2O)22.1CF2-、
ただし繰り返し単位 CF2CF2O と CF2O の配列はランダムである
実施例、参考例及び比較例の各組成物を、厚み50μm、幅25mmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに厚みが30μmとなるようにアプリケータを用いて塗工した後、130℃、5分間の条件で加熱してゴム又はゲル状に硬化させ、厚み50μmのPETフィルム上に厚み30μmの粘着剤層(ゴム又はゲル硬化物層)が積層された粘着テープを作製した。この粘着テープを金属板(研磨したステンレス板)に貼りつけ、重さ2kgのゴム層で被覆されたローラーを、該テープ基材上で1往復させることにより該粘着テープを圧着した。室温で20時間放置した後、25℃において、引っ張り試験機を用いて、各粘着剤層(ゴム又はゲル硬化物層)の粘着力として、300mm/分の引張り速度で180°の角度で粘着テープをステンレス板から引き剥がすのに要する力(N/25mm)を測定した。
32φ×15mmガラス容器内に実施例、参考例及び比較例の組成物を3g充填した後、130℃、5分間の条件にて硬化させてサンプルを作成し、キシレン及びFuelC(トルエン/イソオクタンの50/50(wt%)混合溶液)に25℃にて7日間浸漬し、浸漬前と後の重量変化率を測定した。
実施例、参考例及び比較例の各組成物を、被着体であるエポキシガラスに厚み100μmとなるように塗工した後、130℃、5分間の条件で加熱してゴム又はゲル状に硬化させ、粘着層が積層された基材を作製した。その基材上の粘着層を指で10回こすり、基材から剥離しなかったものを○、剥離し基材表面が露出したものを×とした。
Claims (4)
- 下記(A)~(D)成分を含有し、硬化して0.001N/25mmから0.06N/25mmの粘着力を有する粘着剤表面を形成するものである硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物。
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有し、かつ主鎖中に-CaF2aO-で表される繰り返し単位を含むパーフルオロポリエーテル構造を有する直鎖状パーフルオロポリエーテル化合物(aは1~6の整数):100質量部
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有する有機ケイ素化合物:硬化有効量
(C)ヒドロシリル化反応触媒:触媒量
(D)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子、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トリアルコキシシリル基から選ばれるいずれか2種以上を有する、(B)成分以外の有機ケイ素化合物:0.05~5質量部。 - 前記(A)成分が、下記一般式(1)
で表される直鎖状パーフルオロポリエーテル化合物である請求項1に記載の硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物。 - 前記硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物の硬化物が、体積抵抗率が1×109Ω・cm以上の非導電性粘着剤である請求項1又は2に記載の硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の硬化性パーフルオロポリエーテル粘着剤組成物の硬化物を含む粘着剤。
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