JPH02133492A - 非―スランプ性シリコーンシーラントの製造方法 - Google Patents

非―スランプ性シリコーンシーラントの製造方法

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JPH02133492A
JPH02133492A JP1246587A JP24658789A JPH02133492A JP H02133492 A JPH02133492 A JP H02133492A JP 1246587 A JP1246587 A JP 1246587A JP 24658789 A JP24658789 A JP 24658789A JP H02133492 A JPH02133492 A JP H02133492A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、室温にて湿気に暴露された場合に硬化する中
性硬化性シリコーンシーラントに関する。
本発明の方法によれば、湿気の非存在下でアロキ5シシ
レチレン末端ブロックポリジオルガノシロキサン、ジー
又はトリー官能アルコキシシラン及びチタン触媒を混合
し、次に補強充填剤を混合することによりシーラントが
製造される。本発明は、生成するシーラントがその貯蔵
チューブから押し出された場合に流動するものではなく
その場に残るように成分を混合する方法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、アルコキシ末端ブロッキングを有すするシリ
コーンシーラントの製造方法であって、(A)  湿気
の非存在下で、(1)100重量部の、次の式: 〔式中、Rはそれぞれ脂肪族性不飽和を含まず、そして
1〜18個の炭素原子を有する一価シアノアルキル基、
−filfハロ炭素水素基及び−測成化水素基から成る
群から選択された少なくとも1つであり;Dはそれぞれ
ヒドロキシル基及び次の式:%式% (式中、R″はそれぞれメチル、エチル、プロピル及び
ブチルがら成る群がら選ば!した少なくとも1つであり
、Zは二価炭Cヒ水素基ス(2ミニ価炭化水素基とシロ
キサン基との組りせであり、モしてmは0又は1である
)て畏わさノしる基から成る許から選択されたものてあ
り;そしてXはポリマーが25℃において0.5〜30
00Pa 、sの粘度を有するような価である〕で表わ
されるポリマー、と(2) 0.1〜14重量部の、次
の式二 R’ 5i(OR”)4−a (式中、R′はメチル、エチル、プロピル、フェニル及
びビニルから成る■Yから選ばれたレフであり、R″は
前に定義した通りであり、そしてaは0.1又は2であ
る)で表わされる架h1剤と、(3)0.2〜60重量
部のチタン触媒とを混合し・(B)  次に、(4)5
〜60重景部の補強光I貞剤を添加し;そして (C)  前記混合物を湿気の非存在下に貯蔵しこうし
て、湿気の非存在下で安定であり、且つASTMD 2
202 Lこ従って測定した場合に1インチ未満のスラ
ンプ(slu+np)を有するシーラントを得る・こと
を特徴とする方法に関する。
〔具体的な説明〕
本発明の方法は、次の式: 〔式中、Rはそれぞれ脂肪族性不飽和を含まず、そして
1〜18個の炭素原子を有する一価シアノアルキル基、
−価ハロ炭素水素基及び−測成1ヒ水素基から成る群か
ら選択された少なくとも1つであり;Dはそれぞれヒド
ロキシル基及び次の式:(式中、R”はそれぞれメチル
、エチル、プロピル及びブチルから成る群から選ばれた
少なくとも1つであり、Zは二価炭化水素基又は二価炭
化水素基とシロキサン基との組会せであり、そしてmは
Oスは1である〉で表わされる基から成る群から選択さ
れたものであり;そしてXはポリマーが25℃において
0.5〜3000Pa、sの粘度を有するような価であ
る〕で表わされるポリマーを使用する。
前記ポリマー(1)のDがヒドロキシである場合、ポリ
マーはシロキサンシーラント製造において一般に使用さ
れるよく知られたヒドロキシ末端ブロックポリジオルガ
ノシロキサンである。
前記ポリマー(1)のDがアルコキシシランであ乞堝合
、ポリマーは次の式(I): (式中、Rはそれぞれ脂肪族性不飽和を含まず、そして
1〜18個の炭素原子を有する一洒シアノアルキル基、
−価ハロ炭素水素基及び−iFB炭化水素基から成る群
から選択された少なくとも1つであり;各R”はそれぞ
れメチル、エチル、プロピル及びブチルから成る群から
選ばれた少なくとも1つであり、Zは二価炭化水素基又
は二価炭化水素基とシロキサン基との組合せであり、そ
してmは0又は1であり;そしてXはポリマーが25°
Cにおいて0.5〜3000Pa、sの粘度を有するよ
うな価である)で表わされる。Rは、シリコーンシーラ
ント材料において有用であることが知られている任意の
、炭素原子数1〜18個の一価シアノアルキル基、−価
ハロ炭化水素基又は−測成化水素基である。
好ましい基はメチル、エチル、プロピル、フェニル及び
トリフルオロプロピルである。Zは二1西炭化水素基、
又は二価炭化水素基とシロキサン基との組会せである。
二価災(ヒ水素基は二価アルキレン又はアリーレン基の
形の2〜15個の炭化水素から成ることができ、例えば
エチレン、プロピレン、ヘキシレン、フェニレン及び 量のなめに高いモジュラスを有する非常に硬い硬化した
シーラントをもたらし、他方より高い粘度は非常に低い
押出し速度を有するシーラントをもたらす。
好ましいポリマーは次の式(IT): る。好ましいZは次の式: (式中、Rは前に定義した通りであり、bはO又は1で
あり、そしてCは1〜6である)により表わされる。ポ
リマー(1)の好ましい粘度は25℃にて1〜1000
Pa、sである。より低い粘度は多い架橋メーψ−削 工−〇−工 工−リー工 〆−の−〆 × (式中、R及びR″は前に定義した通りであり、冑は0
又は1であり、bは0又は1であり、Cは1〜6であり
、そしてXは25℃における粘度が0.5〜3000P
a、sとなる数である)により表わされる。
bが0の場合に得られる好ましいポリマーは、次の式(
■): 〒−U−工 J〕 フ ニーの一区 メー■−〆 工−〇−工 工−Q−工 ε ・− 〆−の で表わされ、あるいはbが1でありそしてCが1である
ポリマーは次の式(■): (式中R及びR”は前に定義した通りであり、mは0又
は1であり、モしてCは1〜6である)で表わされる末
端キャップ組成物と反応せしめることにより製造するこ
とができる。この末端キヤ・ツブ組成物は、(A)二次
の式: で表わされ、ここでR及びR”は前に定義した通りであ
る。R及びR″のためにメチル基が好ましい、これらの
基は同一であることもでき、又は前記の基の組合せであ
ることもでき、この場合はこれらの基の50モル%以上
がメチル基である。
式(IT)のポリマーは、ビニル末端ブロックボリジオ
ルガ、ノシロキサンを次の式: (式中、R,R”及びmは前に定義した通りである)で
表わされる組成物(a)1モルと、次の式:(式中、R
は前に定義した通りであり、そしてCは1〜6である)
で表わされる組成物(b)2モル以上とを白金触媒の存
在下で混合しそして反応せしめ、次に(B):所望によ
り過剰の組成物(b)を生成物からストリップして前記
の式の末端キャップ組成物を得る。Cが1に等しい場合
、得られる生成物は式(IV)のポリマーを製造すると
きに使用される上に示した末端キャップ組成物である。
好ましい末端キャップ組成物は、Cが1に等しくそして
mがOに等しい渇きに得られるそれである。
前記の末端キャップ組成物、その製造方法、並びにアル
コキシ官能シラン架橋剤及びチタン触媒を隘148J9
6に記載されている。
式(III)のポリマーは、水素末端ブロックポリジオ
ルガノシランと、式: で表わされるシランとを白金触媒、例えば塩化白金酸の
存在下で30〜150℃の温度で反応せしめることによ
り製造することができる。これらのポリマーの製造方法
は、式(I[[)のポリマーの製造方法を示す−eye
nbergの1965年3月30日発行の米国1キ許m
 3,175,993に教示されている。
式(IV)のポリマーは、ビニル末端ブロックポリジオ
ルガノシロキサンと、次の式: (式中、Rは前に定義した通りである)で表わされる末
端キャップ組成物とを白金触媒を用いて反応せしめるこ
とにより製造することができる。この末端キャップま■
酸物は、ViRmSi(OR” )3−m(式中、Vl
はビニル基である)と(R211Si)20とを白金触
媒の存在下で反応せしめることにより製造され、この場
合シランの一端のみが反応する。これは1モルのViR
mSi(OR″)+−mと2モルより多くのジシランと
を混合することにより行うことができる。この混合物を
白金触媒と混合した場合、室温にて数分間後にわずかに
発熱性の反応が起こる。色が透明から明黄色に変1ヒす
る。ViRmS+(OR” )3−mとシランの両端と
の反応により生成する生成物から成る副産物が存在する
であろう。この副産物は物質中に残ることができる。1
:2の比率において約15%の副産物が生成される。こ
の比率が1:4に変われば副産物は約5%に減少する0
次に、過剰のシランを生成物からストリップする。生成
物は所望により蒸留により精製することができる。
ポリジオルガノシロキサン上のビニル末端ブロック基の
一部分がアロキシシランと反応する場合、ポリマー■、
■及び■として上に示したポリマーに類似する一連のポ
リマーを製造することができる。平均して末端の幾らか
がビニル末端ブロックされており、そして末端の幾らか
がアルコキシシレチレン末端ブロックされているポリマ
ーが得られる。平均して3〜40%の末端ブロック基が
ビニル基でありそして残りがアルコキシシレチレン基で
ある有用な士勿質が製造されている。例えは、末端キャ
ップ組成物が次の式: (式中、Meはメチル基である)で表わされるものであ
り、そしてビニル末端ブロックポリジオルガノシロキサ
ンが25℃にて約55r’a、sの粘度を有するポリジ
メチルシロキサンである場合、使用される末端ブロック
対末端キャップ組成物の量の程度が次の表から推定−す
ることができる。
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 ビニル基として存在する末端ブロックの部分を有するこ
れらのポリマーが湿気硬化シーラントに配合される場合
、硬化したシーラントのモジュラスは、末端ブロック基
のすべてがアルコキシシラン基である場合より低い。末
端キャッピングの程度を調整することにより生ずるエラ
ストマーのモジュラスを所望のレベルに調整することが
できる。
上記のポリマーはまた、−緒に反応する水素原子とビニ
ル基の位置が逆になっている類似のシロキサン及びシラ
ンを用いて製造することができる。
有用なジリコーンエラス■・マーシーラントは一般に、
成分の1つとしての充填剤を用いて製造される。これら
の充填剤は工業界においてよく知られている。これらの
充填剤は、ポリマーを補強して硬1ヒ漫のシーラントの
物理的性質を制御するために添加される。シーラントに
最も高い物理的強さを与えるために強化充填剤(成分4
)、例えばヒユー11ドシリ力、沈澱シリカ及び珪藻土
が用いられる。強化充填剤は一般に、50〜700In
2./gの表面績を有す非常に微細な粒子として認識さ
れる9未処理の表面を有するか又は処理された表面を有
するこれらの充填剤を用いることができ、この処理は、
充填剤表面を改質してシーランI−中のポリマー及び他
の成分と適切に反応するようにするために用いられる。
やはり補強効果を与える約2ofI+2/gの表面積を
有する沈澱により製造される炭酸カルシウム充填剤が今
や利用可能である。増量充填剤、例えば二酸化チタン、
珪酸ジルコニウム、炭酸カルシウム、酸化鉄、石英粉及
びカーボンブラックを用いることができる。充填剤の使
用量は意図される用途に従って広範囲に変えることがで
きる9例えば、ある場合には充填剤を含まないシーラン
トを用いることができるが、その物理的性質は非常に低
い。最も高い物理的性質、例えば引張り強さを与えるた
めに一般に約5〜60重量部の量で補強充填剤が使用さ
れる。増量充填剤は、平均粒子サイズが約1〜10μI
nであるように微粉である。
増量充填剤は、シーラントの性質を変えそしである場合
には不透明性を与えるなめに使用される。
R′がメチル、エチル、プロピル、フェニル及びビニル
から成る群から選ばれた少なくとも1−)であり、R”
が前に定義した通りであり、そしてdが0,1又は2で
ある式R’aSi(OR″)4−aの架橋剤(2)は除
湿剤又はモジュラス調節剤として使用される。これらの
アルコキシシラン及びその製造方法はよく知られている
。架橋剤の量は好ましくは0.1〜14重量部であり、
最ら好ましくは2〜8重量部である。aが2である場合
、シランは連鎖延長剤であり、この場合、ポリマー(1
)がトリアルコキシ末端ブロックされており、これによ
り架橋と連鎖延長が行われるのが好ましい。本発明のポ
リマーが使用される場合ポリマーそれ自体の官能性のた
め架橋剤を使用することなく有用なシーラントを製造す
ることが可能であるが、実際的見地からは、架橋剤は卓
越した商品寿命に寄与するので、それは有用である。こ
れはまた、硬化したエラス1〜マーシーラント中の架橋
の程度を調節するためにも有用であり、三官能架橋剤が
多くなるに従ってより硬く、伸びがより小さいエラスト
マーが得られ、他方多くの三官能シランは連鎖延長剤と
して機能し、より軟がく、伸びがより大きいエラストマ
ーが得られる。
本発明のシーラントはチタン触媒(3)により硬化され
る。チタン触媒は、アルコキシ含有シロキサン又はシラ
ンの湿分により誘導される反応を触媒するのに有用であ
ることが知られている任意のムf)であることができる
。チタン触媒として、ナフテン酸チタン、チタンエステ
ル、例えばテトラブチルチタネート、テトラ−2−エチ
ルへキシルチタネート、テトラフェニルチタネート、ト
リエタノールアミンチタネート、オルガノシロキシチタ
ン化合物、例えば米国特許Th 3,294,739に
記載されているもの、及びβ−ジカルボニルチタン化汁
拘、例えば米国特許寛3,334,067に記載されて
いるものが好ましく、これらいずれの特許にもチタン触
媒及びその製造方法が記載されている。好ましい触媒に
はテトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネ
ート、ビス−(アセチルアセトニル)−ジイソプロピル
チタネート及び2.5−ジーイソプロビルービスーエチ
ルアセトアセテートチタンが含まれる。この触媒の量は
ポリマー(1)の100重量部当り0.2〜6.0重量
部であり、好ましくは0.5〜3.0重量部である。
本発明の方法は、低下した流動傾向及び上昇した硬化速
度を有する改良されたシリナフエラストマーシーラント
を製造するために使用される。好ましい方法においては
アルコキジシレチレン末端ポリマー(1)を、架橋剤(
2)とチタン触媒(3)との所望の混合物と混合し、こ
れらは湿気に&露することなく添加される。架橋剤(2
)及びチタン触媒(3)は別々に添加することができ、
あるいはこれらを混合し、そして次に混合物として添加
することができる。これらは均−混合物を生ずるように
十分に混合される。次に、補強充填剤を湿気の非存在下
で添加し、そして均一になるまで撹拌する。次に、この
均−混合1勿を好ましくは脱気し、次に貯蔵容器、例え
ばシーラントチューブに密封して、それを使用するまで
貯蔵する。
本発明の方法により製造された組成物は、常用の混合物
により製造された匹敵する組成物と比べた場合、低い流
れ傾向を有する。本発明の方法により製造された組成物
は湿気に暴露された場合、硬化してエラストマーシリコ
ーンを与える。この組成物は、ビルディングをシールす
る場合のように空間又はギャップを充填する場合に有用
であり、空間又はギャップが垂直平面にある場合に特に
有用である。
次に例により本発明を具体的に説明するが、これにより
本発明の範囲を限定するものではない。
すべての部は重量部による。
トリアルコキシシレチレンの末端ブロックを有するポリ
ジオルガノシロキサンは、25℃において約55Pa、
sの粘度を有するジメチルビニルシロキシ末端ブロック
ポリジメチルシロキサン100部を、水素原子の1つが
トリメトキシシレチレン基により置き換えられているテ
トラメチルジシラン0.8部、次の式(V): で表わさ!しるシラン、及び白金が0.7重量%となる
ようにジ、くチルビニルシロキシ末端ブロックポリジメ
チルシロキサンにより稀釈されたジビニルテ1へラメデ
ルジシロキサンの塩化白金酸錯体0.01部と混合し、
次にこの混合物を反応させて前記の好ましい末端ブロッ
ク基を有するポリジオルカッシロキサンを得ることによ
り製造した。このポリマーを、例においてポリマーAと
称する。
<1.04部のジメトキシシリチレンヒドリドと反応せ
しめた。このポリマーはジ、メトキシシレチレン基によ
り完全に末端ブロックされた。このポリマーを例におい
てポリマーBと称する。
ポリマーAと同(菜にしてポリマーCを調製しなが、反
応体は100部のジメチルビニルシロキシ末端ブロック
ポリジメチルシロキサン及び0.7部のテトラメチルジ
シラン(V)であり、ポリマー末端の約80%が1ヘリ
メトキシシレチレンによりブロックされておりそして2
0%がビニル基によりブロックされているポリマーを得
た。
匠上− 従来技術の混合法と本発明の混合法との比較を行った。
100部ノ、t’ IJ 7− Aと約250TII2
/gノ表面mを有するヒユームドシリカ10部とを均一
に混合し、容器に入れ、そして真空にして空気を除去す
ることにより比較基材を調製した。次に、この基材を湿
気の非存在下で4部のメチルトリメトキジシ・ラン及び
1.5部のテトラブヂルチタネートを加えることにより
混合した。50’Cにて18時間貯蔵した後(加速貯蔵
試験)、シーラントを、ΔSTM D 2202に従っ
てスランプを測定することにより垂直連結部において使
用するための安定性について試験した。
スランプは4インチより大であり、シーラントが非常に
流動性であることが示された。
本発明の方法により組成物を調製するため、100部の
ポリマーA、4部のメチルトリメトキシシラン及び1.
5部のテトラブチルチタネートを湿気の非存在下で均一
に混合した。次に、10部の前記シリカを湿気に暴露す
ることなく混合した。18時間の貯蔵の後、シーラント
を上記のようにして試験した。スランプは0.フインチ
であり、このシーラントが非常に低下した流れ量を有す
ることが示された。両組酸物は同じ組成であり、組成物
の配合の方法のみが異る。
匠1− 100部のポリマーB、4部のジメチルジメトキシシラ
ン及び10部の前記ヒユームドシリカを湿気の非存在下
で均一に混合した。次に、2部のテトラブチルチタネー
ト分湿気の非存在下で均一に混合した。−夜貯蔵した後
、このシーラントを上記のようにして試験した。スラン
プは4インチより大きく、このシーラントが非常に流動
性であることが示された。
本発明の方法により組成物を調製するため、100部の
ポリマーB、4部のジメチルジメトキシシラン及び1部
のテトラブチルチタネートを湿気の非存在下で均一に混
合した。次に、10部の前記ヒユームドシリカを湿気に
暴露することなく混合した。最後に、残りの1部のテト
ラブチルチタネートを添加した。貯蔵後、このシーラン
トを前記のようにして試験した。スランプは0.8イン
チであった。
本発明の方法により組成物を調製するため、100部の
ポリマーB、4部のジメチルジメトキシシラン及び2部
のテトラブチルチタネートを湿気の非存在下で均一に混
合した。次に、10部の前記ヒユームドシリカを湿気に
暴露することなく混合した。貯蔵後、このシーラントを
前記のようにして試験した。スランプは02インチであ
った。
例3゜ 比較組成物を調製するため、100部のポリマーB、3
部のメチルトリメトキシシラン及び10部の前記ヒユー
ムドシリカを湿気の非存在下で均一に混合した。次に、
2部のテトラプロピルチタネートを湿気の非存在下で均
一に混合した。−夜貯蔵した綴、このシーラントを前記
のようにして試験した。スランプは2.フインチであり
、このシーラントが流動性であることが示された。
本発明の方法により組成物を調製するため、100部の
ポリマーB、3部のメチルトリメトキシシラン及び1部
のテトラプロピルチタネートを湿気の非存在下で均一に
混合した。次に、10部の前記ヒユームドシリカを湿気
に暴露することなく混合した。最後に、1部のテトラプ
ロピルチタネートを加えた。貯蔵の後、シーラントを前
記のようにして試験し、スランプは0.15インチであ
った。
例4゜ 比較組成物を調製するため、100部のポリマーCを約
150…2/gの表面積を有するヒユームドシリカ8部
を混合し、そして容器に入れそして脱気した。次に、7
部のメチルトリメトキシシラン及び2部のキレート化チ
タネート触媒2,5−ジイソプロポキシ−ビス−エチル
アセトアセテートチタンを湿気の非存在下で加えて混合
した。このシーラントのスランプ、スキンオーバータイ
lえ(SOT)及び不粘着時間を測定した9その結果を
第1表に示す。
スキンオーバータイム(SOT)は、表面に軽く適用さ
れたきれいな指先がもはや付着しない点まで1勿質が硬
化するのに必要な時間として定義される。
硬1ヒ条件は23°C及び50%の相対湿度であった。
不粘着時間は、硬化物質が非粘着性の表面膜を形成する
のに必要な時間(分)として定義される。
サンプルを清浄で滑らかな表面上に拡け、そして時間硯
察を始める。定期的にポリエチレンフィルムの清浄なス
トリップを新たな表面に置き、そしてこれに1オンスの
重りを適用する。4秒間後、重りを取り除き、そしてス
トリップを穏やかに引き離す。ストリップがサンプルか
らきれいに引き離される時点を不粘着時間として記録す
る。
本発明の組成物を調製するため、100部のポリマーC
を7部のメチルトリメトキシシラン及び2部の前記キレ
ートC上チタネート触媒と、湿気の非存在下で調製する
。次に、8部の前記ヒユームドシリカを湿気の非存在下
で混合する。このシーラントのスランプ、スキンオーバ
ータイム(SOT)及び不粘着時間(TPT)を測定し
、その結果を第1表に示す。
(調製後の試@) 比較組成物    1.45   18本発明の組成物
  0.10   10(50℃にて1時間貯蔵後の試
@) 比較組成物    1.71   12(50°Cにて
3日貯蔵後の試験) 本発明の組成物  0.10   15本発明の組成物
は、同し組成を有するがしかし本発明の方法によってて
はなく常用の混な法によって製造された対応する組成物
に比べて、低いスランプ及び非常に速い硬化速度を有す
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アルコキシ末端ブロッキングを有するポリジオルガ
    ノシロキサン、アルコキシ官能架橋剤及び/又は連鎖延
    長剤並びにチタン触媒を含有するシリコーンシーラント
    の製造方法であって、 (A)湿気の非存在下で、(1)100重量部の、次の
    式: ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Rはそれぞれ脂肪族性不飽和を含まず、そして
    1〜18個の炭素原子を有する一価シアノアルキル基、
    一価ハロ炭素水素基及び一価炭化水素基から成る群から
    選択された少なくとも1つであり;Dはそれぞれヒドロ
    キシル基及び次の式:▲数式、化学式、表等があります
    ▼ (式中、R″はそれぞれ、メチル、エチル、プロピル及
    びブチルから成る群から選ばれた少なくとも1つであり
    、Zは二価炭化水素基又は二価炭化水素基とシロキサン
    基との組合せであり、そしてmは0又は1である)で表
    わされる基から成る群から選択されたものであり;そし
    てXはポリマーが25℃において0.5〜3000Pa
    .sの粘度を有するような価である〕で表わされるポリ
    マー、と(2)0.1〜14重量部の、次の式: R′_aSi(OR″)_4_−_a (式中、R′は、メチル、エチル、プロピル、フェニル
    及びビニルから成る群から選ばれた1つであり、R″は
    前に定義した通りであり、そしてaは0、1又は2であ
    る)で表わされる架橋剤と、(3)0.2〜6.0重量
    部のチタン触媒とを混合し;(B)次に、(4)5〜6
    0重量部の補強充填剤を添加し;そして (C)前記混合物を湿気の非存在下に貯蔵し;こうして
    、湿気の非存在下で安定であり、且つASTM D 2
    202に従って測定した場合に1インチ未満のスランプ
    (slump)を有するシーラントを得る;ことを特徴
    とする方法。 2、請求項1に記載の方法により製造されたシーラント
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