JPH0433982A - 接着性組成物及び硬化物 - Google Patents

接着性組成物及び硬化物

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JPH0433982A
JPH0433982A JP2138607A JP13860790A JPH0433982A JP H0433982 A JPH0433982 A JP H0433982A JP 2138607 A JP2138607 A JP 2138607A JP 13860790 A JP13860790 A JP 13860790A JP H0433982 A JPH0433982 A JP H0433982A
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は接着性組成物、特には電気、電子、建築などの
分野において用いられる、接着を要する金属、プラスチ
ック、建材などの基材に対して十分な接着力を有する自
己接着型の接着性シリコーン組成物及びその硬化物に関
するものである。
[従来の技術] 各種電気・電子部品の接着、建築用シーリング剤などの
接着には従来からポリウレタン樹脂、アクリル系樹脂、
エポキシ樹脂、シリコーンなど各種の接着剤が使用され
ているが、これらの中では耐熱性、耐候性、電気特性、
さらには加熱、冷却により発生する応力の緩和にすぐれ
ていることからシリコーン系接着剤の使用が好ましいも
のとされている。
[発明が解決しようとするnB] しかして、このシリコーン系接着剤についてもその接着
性を改良する目的で多くの提案がなされており、これに
ついては例えば接着促進剤としてけい素原子に結合した
水素原子とトリアルコキシシリル基を併有するオルガノ
ポリシロキサンを用いるもの(特開昭48−16952
号公報参照)、けい素原子に結合した水素原子とエステ
ル基および/またはグリシジル基を有するオルガノポリ
シロキサンを用いるもの(特開昭50−39345号公
報参照)、アミノアルキルアルコキシシランとグリシド
キシアルキルアルコキシシランの反応生成物を使用する
もの(特公昭52−8854号、特公昭55−4170
2号公報参照)などが知られているが、これらはいずれ
もまだ接着性が十分ではなく、また最近における省エネ
ルギー志向、難接着基材の使用に伴なう低温接着性に対
して十分な機能を発揮し得ないという不利がある上に、
使用前に室温あるいはそれ以上の温度で長時間保存した
場合には著しい接着性の低下がみられることから、さら
に−層の改善が求められている。
[課題を解決するための手段] 本発明はこのような不利を解決することのできるシリコ
ーン系の接着性組成物及びその硬化物に関するもので、
これはa)  1分子中に平均2個以上のアルケニル基
を含有するジオルガノポリシロキサン100重量部、b
) a)成分に含まれるアルケニル基に対するけい素原
子に直接結合した水素原子の比が0.5〜10当量とな
る量の、1分子中に平均3個以上のけい素原子に直接結
合した水素原子を含有するオルガノハイドロジエンシロ
キサン、C)式(1) %式% [ここにR1,R2は水素原子あるいは非置換または置
換の炭素数1〜10の一価炭化水素基、x、 x’は非
置換または置換の炭素数1〜lOの一価炭化水素基、あ
るいは式ZsSiQ  [Zは炭素数1〜8の一価炭化
水素基またはアルコキシ基、Qは二価)炭化水素基)で
示される基で、そのいずれかまたは両者がアルコキシシ
リル基である基、Yは酸素原子または−NR’で示され
る基]で示される化合物0.01〜10重量部、d)触
媒量の付加反応用触媒とからなるものを主剤としてなる
ことを特徴とするものである。
すなわち、本発明者らは接着性の改善されたシリコーン
系接着剤組成物を開発すべく種々検討した結果、従来公
知であるアルケニル基含有シロキサンとオルガノハイド
ロジエンシロキサンおよび白金系触媒のような付加反応
型触媒とからなる組成物に上記した式(1)で示される
化合物を添加すると、このものがN温あるいは比較的低
温である例えは80℃程度の温度でも各種基材に対して
すぐれた接着性を示すということを見出し、これによれ
ば電気・電子部品、建築材料に使用される基材、特には
難接着性とされているポリカーボネート製の基材に対し
てもすぐれた接着性を示すので、接着、コーティング、
ポツティングなどの用途に通した接着性組成物を容易に
得ることができ、さらに上記式(1)で示される化合物
自身が室温において優れた保存安定性を示すことを確認
して本発明を完成させた。
以下にこれをさらに詳述する。
[作 用コ 本発明の接着性組成物はa)アルケニル基含有ジオルガ
ノポリシロキサン、b)オルガノハイドロジエンシロキ
サン、C)上記式(1)で示される化合物、d)付加反
応用触媒とからなるものを主剤としてなるものである。
本発明の接着性組成物を構成するa)成分としてのジオ
ルガノポリシロキサンは1分子中に平均2個以上のアル
ケニル基を含有するものとされるが、これは直鎖状、分
枝状のいずれでも、さらにはこれらの混合物であっても
よい。このアルケニル基はけい素原子に結合したものと
され、アルケニル基としてはビニル基、アリル基、1−
ブテニル基、1−へキセニル基などが例示されるが、合
成のし易さという点からはビニル基とすることがよい、
また、このオルガノポリシロキサンにおけるアルケニル
基以外のけい素原子に結合した有機基としてはメチル基
、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基などの
アルキル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基などの
アリール基、2−フェニルエチル基、2−フェニルプロ
ピル基のようなアラルキル基が、さらにはこれらの基の
水素原子の一部又は全部がハロゲン原子等で置換された
クロロメチル基、2−シアノエチル基、3,3゜3−ト
リフルオロプロピル基などのような置換炭化水素基等の
通常、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜8の非置
換又は置換1価炭化水素基が例示されるが、これらのう
ちでは合成がし易く、硬化前に低い粘度を示しながら硬
化後は良好な物理的性質を保つのに必要な重合度をもつ
ポリシロキサンを与えるということからはメチル基が最
も好ましいものとされる。
なお、このジオルガノポリシロキサンはこれが本願の接
着性組成物の主剤とされるもので、この組成物が注型、
ポツティング、被覆、含浸なとで使用されるものであり
、硬化後にはすぐれた物理的性質を示すものになるとい
うことが必要とされるということから、25℃における
粘度が50〜100.0OOcpのものとすればよく、
これは100Cρ以上であれば硬化後に充分な伸びや弾
性が得られるようになり、10,000cp以下とすれ
ば注型やポツティングその他の作業における作業性も著
しく向上されるので100〜10,000cpの範囲と
することが好ましいが、室温で硬化させる接着剤として
用いる場合は10,000cp以上の高粘度のものとし
てもよい。
つぎに本発明の接着性組成物を構成するb)成分として
のオルガノハイドロジエンシロキサンは上記したa)成
分としてのアルケニル基含有ジオルガノポリシロキサン
との付加反応によって架橋構造を形成し組成物を硬化さ
せるものであることから、けい素原子に直接結合した水
素原子を平均3個以上有するものとされる。このオルガ
ノハイドロジエンシロキサンの分子構造は直鎮状、分校
状、網状、三次元構造のいずれであってもよく、これは
単独重合体、混合重合体のいずれであフてもあるいはこ
れらの混合物であってもよい、また、このけい素原子に
直接結合している水素原子以外のけい素原子に結合して
いる有機基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基、オクチル基などのアルキル基、フェニル基、
トリル基、ナフチル基などのアリール基、2−フェニル
エチル基、2−フェニルプロピル基などのアラルキル基
、さらにはこれらの基の水素原子の一部又は全部がハロ
ゲン原子等で置換されたクロロメチル基、2−シアノエ
チル基、3,3.3− トリフルオロプロピル基などの
ような置換1価炭化水素基等の、前記したa)成分にお
けるアルケニル基以外の有機基と同様の、炭素数1〜1
0、好ましくは炭素数1〜8の非置換又は置換1価炭化
水素基などが例示される。
また、このオルガノハイドロジエンシロキサンの25℃
における粘度は0.5cp未満では沸点が低いために揮
散し易いものとなり、10,0OOcpを越える場合に
は合成が困難となるので、0.5〜10,000cpの
範囲のものとすることがよい。
なお、このオルガノハイドロジエンシロキサンの配合量
は前記したa)成分としてのジオルガノポリシロキサン
中におけるアルケニル基1当量当り、このb)成分中に
おけるけい素原子に直接結合している水素原子の量が0
.5当量未満あるいは10当量を越えると、得られる付
加反応生成物が架橋密度の低いものとなって硬化物の物
理的特性が劣化したり、硬化時に発泡し易くなり、さら
には高温下における硬化物の物理的特性が変化し易くな
るので、0.5〜10当量の範囲とすることが必要とさ
れる。
また、本発明の接着性組成物を構成するC)成分は本発
明において最も重要とされるもので、これは接着促進剤
として作動するものであり、これは分子中に(αアルキ
ル)βアミノプロピオニル基およびけい素原子に結合し
たアルコキシ基をそれぞれ1個以上有するもので、式 で示され、p、1. R2は水素原子あるいはメチル基
、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基、
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、またはこれらの基の炭素原
子に結合している水素原子の一部または全部をハロゲン
原子、シアノ基、メルカプト基などで置換したクロロメ
チル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基など
から選択される炭素数が1〜10の非置換または置換1
価炭化水素基、X、 X’はB1. B2と同様の炭素
数1〜10の非置換または置換−価炭化水素基、あるい
はZ、SiQで示され、ZはR1,R2と同様の炭素数
1〜8の非置換または置換−価炭化水素基またはメトキ
シ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、メトキ
シエトキシ基、エトキシエトキシ基等のアルコキシ基、
Qは通常炭素数1〜8、好ましくは炭素数2〜6の二価
の炭化水素基で、そのいずれかまたは両者がアルコキシ
シリル基であるもの、Yは酸素原子または−NR’で示
される基であるものとされる。
この式(1)で示される化合物としては式(CHsO)
 St (CI(2) JHCH2Ch (C−0) 
0 (CH2) sSi (OCHs) s 。
CzHsCH2NHCH2CH2(C−0)0 (CH
2)ssi (OCHs)s 。
CH2−CHCH2NHCH2CH2(C−0) 0 
(C)12) ssi (OCHs) s 。
((:B30) ssi (CH2) 38HC82C
H2(C−0) 0C82CH−CH2で示されるもの
などが例示されるが、これらの化合物は活性水素を含む
アミン化合物とアクリロイル基あるいはメタアクリロイ
ル基(以下(メタ)アクリロイル基と記する)を有する
化合物との、いわゆるミハエル(MICHAEL)反応
によって得ることができる。この活性水素を含むアミン
化合物としてはエチルアミン、ジエチルアミン、プロピ
ルアミン、ジプロピルアミン、アリルアミン、ジアリル
アミン、オクチルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメ
チレンジアミン、トリエチレンテトラミン、アニリン、
ベンジルアミンなどのアミン化合物または下記の式 %式% 等で示されるようなアミノアルキルアルコキシシランな
どが挙げられるが、これは付加反応触媒としての白金化
合物等の白金族金属化合物への触媒毒を考慮した場合は
1分子中に窒素原子を一個だけ含有するものとすること
がよい。また、ここに使用される(メタ)アクリロイル
基を含む化合物としては1分子中に少なくとも一個の(
メタ)アクリロイル基を有するものであればよいので、
これについては(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)ア
クリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)
アクリル酸ビニル、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ
)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸グリシドキ
シプロビルなどの(メタ)アクリル酸エステル、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコールなどの二価ヒドロキシ化合物との(メタ)アク
リル酸エステル類、グリセリンのトリス(メタ)アクリ
ル酸エステル類、さらには式 %式%) C)+2−CHCOO(CH2)ssi (CHs)(
0にH3)2 。
C)+2−C)IcOO(CHz) ssi (CH−
CH2) (QC)+3) 2 。
CH2−CHCoN)l(CH2)sSi(OCHs)
s等で示されるようなアクリロキシアルキルアルコキシ
シランあるいはこれらに対応するメタアクリル化合物な
どが例示される。
なお、このアミン化合物と(メタ)アクリロイル基含有
化合物との反応は室温あるいは加温下で容5に行なわせ
ることができ、アミン化合物が二級アミンであるとき、
あるいは(メタ)アクリロイル化合物がメタアクリロイ
ル化合物であるときには収率が落ちるために加温が必要
とされるが、この際には重合を防止するためにラジカル
重合禁止剤を添加することがよい。
なお、このC)成分の配合量は前記した8)成分として
のアルケニル基含有ジオルガノポリシロキサン100重
量部に対して0.01重量部未満とすると得られる組成
物が十分な接着性を示さなくなり、10重量部を越えて
添加すると得られる組成物の物理的物性が低下するので
0.01〜10重量部とすることが必要とされる。
さらに本発明の接着性組成物を構成するd)成分として
の付加反応用触媒は前記した8)成分としてのアルケニ
ル基含有ジオルガノポリシロキサンとb)成分としての
オルガノハイドロジエンシロキサンとを付加反応させる
ための触媒とされるものであるが、これは公知のものと
すればよい。したがって、これは白金系、パラジウム系
、ロジウム系の白金属金属化合物とすればよく、この白
金系触媒としては塩化白金酸、アルコール変性塩化白金
酸、白金とオレフィン、白金とケトン、白金とビニルシ
ロキサンとの錯塩、アルミナもしくはシリカなとの担体
に白金を担持させたものおよび白金黒などが例示され、
パラジウム系触媒についてはテトラキス(トリフェニル
ホスフィン)パラジウム、パラジウム黒とトリフェニル
ホスフィンとの混合物などが、またロジウム系触媒とし
・ではテトラキス(トリフェニルホスフィン)ロジウム
、ロジウム黒とトリフェニルホスフィンとの混合物など
が例示されるが、この付加反応用触媒の配合量は触媒量
とすればよく、これは前記したa)成分とb)成分との
合計量に対し、白金、パラジウム、ロジウムの元素量に
換算して0.lppm未満では付加反応の未結のために
組成物が硬化不良となり易く、1,000ppmよりも
多く添加することはこれらの触媒が貴金属で高価である
ために経済的に不利となるので0.1〜l、ooopp
mの範囲、好ましくは0.3〜200ppmの範囲とす
ればよい。
本発明の接着性組成物は上記したa)、 b)、 c)
およびd)成分の所定量を均一に混合することによって
得ることができるが、これはこのa)〜d)成分からな
る組成物を主剤とし、これに必要に応じ各種添加剤、例
えば煙露買シリカ、沈降性シリカ、石英粉末、けいそう
土、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄
、マイカ、クレイ、カーボンブラック、グラファイト、
ガラスピーズ、金属粉、炭酸カルシウムなどのような充
填剤、水酸化セリウムのような耐熱性、難燃性付与剤、
顔料、接着性助剤、防カビ剤、トルエン、ヘキサンなど
の有機溶剤、さらには他の種類のポリジメチルシロキサ
ンを粘度調節剤として添加したものとしてもよく、この
ようにして作られた接着性組成物には室温あるいは80
℃程度の低温加熱でも種々の電気・電子部品、建築材料
に使用される基材に対してすぐれた接着性を示すという
有利性が与えられる。
[実施例] つぎに本発明の接着性組成物を製造するために使用され
るC)成分としての化合物の合成例および実施例、比較
例を示すが、型中における部は重量部を、粘度は25℃
での測定値を示したものであり、型中における硬化物の
剪断接着力(kgf/cm2)はJIS K−6850
に準拠した方法での測定値を示したものである。
合成例1 γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン117.
2 g (o、soモル)とγ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン95.Og (0,53モル)とを温度計
、攪拌器を備えた300iのフラスコに仕込み、乾燥窒
素ガス雰囲気下に攪拌しつつ室温で30分間反応させた
のち、60〜70℃で24時間反応を継続させ、反応混
合物中にγ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン
が残存していないことをガスクロマトグラフィーで確認
してから、痕跡量のメタノールなどの低沸点不純物、γ
−アミノプロピルトリメトキシシランを80〜90℃1
5mmHgで溜去したところ、203.9 gの生成物
を収率96%で得ることができたので、このものをIR
スペクトル、NMRスペクトル、MASスペクトルによ
ってしらべたところ、このものは式 %式%) (以下反応物−Iと略記する)で示されるものであるこ
とが確認された。
合成例2 γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン140.
6 g (0,60モル)とベンジルアミン67.5g
(0,fi3モル)とを合成例1と同様のフラスコに仕
込み、室温で30分間反応させたのち、80〜90℃で
24時間反応を継続させ、γ−アクリロキシプロピルト
リメトキシシランが反応混合物中に残存していないこと
をガスクロマトグラフィーによフて確認してからベンジ
ルアミンなどの低沸点不純物を70〜80℃15+++
mHgで溜去したところ、195.7 gの生成物を収
率94%で得ることができたので、このものをIRスペ
クトル、NMRスペクトル、 MASスペクトルでしら
べたところ、このものは式0式%) (以下反応物−Hと略記する)で示されるものであるこ
とが確認された。
合成例3.4 合成例1におけるγ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ンをアリルアミン30.3 g (0,53モル)とし
たほかは合成例1と同様に処理したところ、式 %式%) (以下反応物−■と略記する)で示されるものが得られ
、合成例1に招けるγニアクリロキシブロピルトリメト
キシシランをアリルアクリレート5[i、1g (0,
50モル)としたほかは合成例2と同様に処理したとこ
ろ、式 %式% (以下反応物−■と略記する)で示されるものが得られ
た。
比較合成例 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン87.4
g (0,37モル)、γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン30.5g (0,17モル)およびテトラメ
トキシシラン120.7 g (0,67モル)を合成
例1と同じフラスコに仕込み、攪拌下に昇温して110
〜120℃で4時間反応させたのち、110〜120℃
15 mmHgで未反応のテトラメトキシシランを溜去
したところ、151.5 gの生成物を収率9D%で得
ることができたが、このものはIRスペクトル、NMR
スペクトル、MASスペクトルでしらべたところ、式0
式%) (以下反応物−■と略記する)で示されるものであるこ
とが確認された。
実施例1〜4.比較例 分子鎮末端がジメチルビニルシリル基で封鎖されている
、粘度が10,0OOcpのジメチルポリシロキサン1
00部に、平均分子式が で示されるメチルハイドロジエンポリシロキサン4.0
部、合成例1〜4、比較合成例で得た反応物−r 、 
n、 rrr、 IV、 V(7)それぞれ1部、塩化
白金酸のイソプロピルアルコール溶液(白金含有量2重
量%) O,OS部およびBETによる比表面積が17
0m27gである疎水性シリカ25部を添加し、均一に
混合して接着性組成物r−vを調製し、これらの組成物
をポリカーボネート板に塗布し、第1表に示した硬化条
件で硬化させ、得られた硬化物についての剪断接着力を
測定したところ、第1表に併記したとおりの結果が得ら
れ、本発明の接着性組成物は比較的低温下においてもす
ぐれた接着性を示すことが確認された。
また、この組成物をガラス、アルミニウム板、ニッケル
板、軟鋼板、鉄板に塗布し、120℃に1時間加熱して
硬化させ、この硬化物の剪断接着力をしらべたところ、
第2表に示したとおりの結果が得られ、本発明の接着性
組成物はいずれの基材に対してもすぐれた接着性を示す
ことが確認された。
第1表 [接着剪断力(kgf/c■2)J第2表 [接着剪断力(kgf/cm’)] 実施例5.比較例2 合成例1〜4.比較合成例で得た反応物I〜Vを3ケ月
間40℃に加熱したのち、実施例1〜4、比較例1と同
様に処理して接着性組成物I。
II’ 、 rll’ 、 IV’およびVoを作り、
コレらをポリカーボネート板に塗布し、80℃または1
00℃に1時間加熱して硬化させ、その硬化物の剪断接
着力を測定したところ、343表に示したとおりの結果
が得られ、比較例2のものは剪断接着力が著しく低下し
たが、本発明のものは接着力に殆ど低下のないことが確
認された。
343表 [発明の効果] 本発明は接着性の改善されたシリコーン系の接着性組成
物及びその硬化物に関するものであり、これはa)アル
ケニル基含有ジオルガノポリシロキサン、b)オルガノ
ハイドロジエンシロキサン、C)式 %式% (R’、 R’、 X、 X’、 Yは前記に同じ)で
示さhる化合物、d)付加反応用触媒の所定量を均一に
混合してなる組成物を主剤としてなるものであるが、こ
のものは公知の付加反応用組成物にC)成分として上記
した式で示される化合物を接着促進剤として添加したも
のであることから、この組成物を電気・電子部品や建築
材料などの基材に塗布したのち、室温または比較的低温
で加熱すると、この硬化物にすぐれた接着力が与えられ
るし、このものは難接看性とされているポリカーボネー
ト板に塗布したときにもすぐれた接着性を与え、この硬
化物はその剪断接着力が従来品の10〜20kgf/c
m’であるのに対し、15〜30kgf/cm”になる
という工業的な有利性を与えるものになる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、a)1分子中に平均2個以上のアルケニル基を含有
    するジオルガノポリシロキサン 100重量部、 b)a)成分に含まれるアルケニル基に対するけい素原
    子に直接結合した水素原子の比が0.5〜10当量とな
    る量の、1分子中に平均3個以上のけい素原子に直接結
    合した水素原子を含有するオルガノハイドロジエンシロ
    キサン、c)式▲数式、化学式、表等があります▼ [ここにR^1、R^2は水素原子あるいは非置換また
    は置換の炭素数1〜10の一価炭化水素基、x、x’は
    非置換または置換の炭素数1〜10の一価炭化水素基、
    あるいは式Z_3SiQ[Zは炭素数1〜8の一価炭化
    水素基またはアルコキシ基、Qは二価の炭化水素基)で
    示される基で、そのいずれかまたは両者がアルコキシシ
    リル基である基、Yは酸素原子または−NR^1で示さ
    れる基]で示される化合物 0.01〜10重量部、 d)触媒量の付加反応用触媒 とからなるものを主剤としてなることを特徴とする接着
    性組成物。 2、請求項1に記載の組成物を硬化してなる硬化物。
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