JPH061848A - フルオロシリコーン樹脂および硬化性フルオロシリコーン樹脂組成物 - Google Patents
フルオロシリコーン樹脂および硬化性フルオロシリコーン樹脂組成物Info
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- JPH061848A JPH061848A JP4184321A JP18432192A JPH061848A JP H061848 A JPH061848 A JP H061848A JP 4184321 A JP4184321 A JP 4184321A JP 18432192 A JP18432192 A JP 18432192A JP H061848 A JPH061848 A JP H061848A
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- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
- C08L83/08—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
Abstract
フルオロシリコーン樹脂組成物を提供する。 【構成】 平均単位式、[F(CF2)aCH2CH2S
iO3/2]n(RbSiO(4-b)/2)m(式中、Rは炭素
数1〜8の置換もしくは非置換の1価炭化水素基、aは
4以上、bは0〜3、nは0以上、mは0以上、n/m
は1以上。)で示されるフルオロシリコーン樹脂(A)。
および(A),(B)一般式、R1 cSiX4-c(式中、R1
は炭素数1〜8の1価炭化水素基、cは0,1,または
2、Xは加水分解性基。)で示されるオルガノシランま
たはその部分加水分解縮合物、(C)縮合反応促進触媒か
らなる、硬化性フルオロシリコーン樹脂組成物。
Description
ン樹脂および該フルオロシリコーン樹脂を主成分とする
硬化性フルオロシリコーン樹脂組成物に関するものであ
る。
成分とする組成物であり、撥水性を示す硬化皮膜を形成
する組成物としては数多くの組成物が知られている。例
えば、特開昭55−48245号公報には水酸基含有メ
チルポリシロキサン樹脂とα,ω−ジヒドロキシジオル
ガノポリシロキサンとオルガノシランからなり、硬化し
て離型性、防汚性に優れ、撥水性を示す皮膜を形成する
組成物が提案されている。また、特開昭59−1402
80号公報にはパーフルオロアルキル基含有オルガノシ
ランとアミノ基含有オルガノシランを主成分とするオル
ガノシランの部分共加水分解縮合物を主剤とする組成物
であり、撥水性、撥油性に優れた硬化皮膜を形成する組
成物が提案されている。
物は撥水性あるいは撥水性と撥油性を示すとはいえ、高
い撥水性や撥油性を有するものではなく、より高い撥水
性と撥油性を要求される用途には使用できないという問
題点があった。本発明者は上記問題点を解消するために
研究した結果、本発明に到達した。すなわち本発明の目
的は、新規なフルオロシリコーン樹脂および該フルオロ
シリコーン樹脂を主成分とし、室温で硬化して撥水性と
撥油性に優れた皮膜を形成するフルオロシリコーン樹脂
組成物を提供することにある。
(CF2)aCH2CH2SiO3/2]n(RbSiO
(4-b)/2)m(式中、Rは炭素数1〜8の置換もしくは
非置換の1価炭化水素基、aは4以上の整数、bは0〜
3の整数、nは0を越える数、mは0以上の数であり、
n/mは1以上の数である。)で示されるフルオロシリ
コーン樹脂、および(A)平均単位式、[F(CF2)a
CH2CH2SiO3/2]n(RbSiO(4-b)/ 2)m(式
中、Rは炭素数1〜8の置換もしくは非置換の1価炭化
水素基、aは4以上の整数、bは0〜3の整数、nは0
を越える数、mは0以上の数であり、n/mは1以上の
数である。)で示され、ケイ素原子結合水酸基の含有量
が0.01〜10.0重量%であるフルオロシリコーン樹
脂100重量部、(B)一般式、R1 cSiX4-c(式中、
R1は炭素数1〜8の置換もしくは非置換の1価炭化水
素基であり、cは0,1,または2であり、Xは加水分
解性基である。)で示されるオルガノシランまたはその
部分加水分解縮合物1〜90重量部、(C)縮合反応促進
触媒からなる、硬化性フルオロシリコーン樹脂組成物に
関する。
発明のフルオロシリコーン樹脂は、平均単位式、[F
(CF2)aCH2CH2SiO3/2]n(RbSiO
(4-b)/2)mで示されるが、式中、Rはメチル基,エチ
ル基,プロピル基,オクチル基などのアルキル基;ビニ
ル基,アリル基,ヘキセニル基などのアルケニル基;フ
ェニル基などのアリール基;3,3,3−トリフルオロプ
ロピル基等で例示される炭素数1〜8の置換もしくは非
置換の1価炭化水素基である。これらの中でもメチル基
が好ましい。aは4以上の整数であり、4,6,8など
が例示される。bは0〜3の整数であり、nは0を越え
る数、mは0以上の数であり、n/mは1以上の数であ
る。
ば、次のような方法によって製造される。即ち、一般
式、F(CF2)aCH2CH2SiY3(式中、aは前記
どおりであり、Yは塩素,臭素などのハロゲン原子、ま
たはメトキシ基,エトキシ基,プロポキシ基,ブトキシ
基などのアルコキシ基で例示される加水分解性基であ
る。)で示されるパーフルオロアルキル基含有オルガノ
シランを加水分解することにより製造される。また、こ
の一般式で示されるパーフルオロアルキル基含有オルガ
ノシランと、一般式、RbSiY4-b(式中、Rとbと
Yは前記と同じである。)で示されるオルガノシランと
を、有機溶剤と酸性水溶液の存在下で共加水分解するこ
とにより製造される。共加水分解する方法としては、例
えばこれらの混合物を有機溶剤の溶液として、この溶液
を酸性水溶液中に撹拌しながら滴下する方法、その有機
溶剤の溶液中に撹拌しながら酸性水溶液を滴下する方法
がある。次いで、得られたフルオロシリコーン樹脂に有
機溶媒あるいは水を加えて静置すると水層が分離する。
フルオロシリコーン樹脂を含む有機溶剤層は中性になる
まで水洗し、さらに脱水するのが望ましい。このような
方法で得られたフルオロシリコーン樹脂は、残存ケイ素
原子結合水酸基を含んでおり、その含有量は、通常、
0.01〜10.0重量%の範囲内にある。本発明のフル
オロシリコーン樹脂においては、かかる残存ケイ素原子
結合水酸基の含有量が0.1〜4.0重量%の範囲内にあ
るものが好ましい。
るに際して使用される有機溶剤は、その始発原料である
オルガノシランと、生成するフルオロシリコーン樹脂を
溶解するものが好ましい。かかる有機溶剤を例示する
と、ジエチルエーテル,テトラヒドロフラン等のエーテ
ル類;アセトン,メチルイソブチルケトン等のケトン
類;1,1,1−トリクロロエタン,ジクロロエタン,
α,α,α−トリフルオロトルエン,ヘキサフルオロキシ
レン,1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン等のハ
ロゲン化炭化水素;CHCl2CF3,CH3CCl2Fの
ようなHCFC系の有機溶剤などがある。かかる有機溶
剤は、通常、得られるフルオロシリコーン樹脂の濃度が
10〜80重量%になるような量の範囲内で使用され
る。また酸性水溶液としては、硫酸,硝酸,塩酸等の酸
の水溶液が用いられるが塩酸の水溶液が好ましい。塩酸
の水溶液の場合は、塩化水素の濃度が5重量%以上であ
ることが好ましい。滴下時および滴下後の温度は0〜1
20℃が適当である。
成物について説明する。本発明の組成物に使用される
(A)成分のフルオロシリコーン樹脂は平均単位式、[F
(CF2)aCH2CH2SiO3/2]m(RbSiO
(4-b)/2)mで示されるが、上記にて説明した通りのも
のである。
ルガノシランまたはその部分加水分解縮合物は架橋剤で
あり、上式中、R1は炭素数1〜8の置換もしくは非置
換の1価炭化水素基であり、具体例としてはメチル基,
エチル基,tert−ブチル基,2−エチルヘキシル基,ド
デシル基,オクタデシル基などのアルキル基;ビニル
基,アリル基,ヘキサヂエニル基などのアルケニル基;
シクロペンチル基,シクロヘキシル基などのシクロアル
キル基;シクロペンテニル基,シクロヘキセニル基など
のシクロアルケニル基;フェニル基,ナフチル基などの
アリール基;ベンジル基,フェニルエチル基,キシリル
基などのアラルキル基;トリル基,ジメチルフェニル基
などのアルカリル基;クロロメチル基,クロロプロピル
基などのハロゲン化炭化水素基;3,3,3−トリフルオ
ロプロピル基,F(CF2)aCH2CH2−基(aは上
記と同じ)などのフルオロアルキル基等がある。この中
でも、メチル基,ビニル基などが好ましい。cは0,1
または2であるが、1が好ましい。Xは加水分解性基で
あり、具体例としては、ジメチルケトオキシム基,メチ
ルエチルケトオキシム基などのジオルガノケトオキシム
基;メトキシ基,エトキシ基などのアルコキシ基;アセ
トキシ基などのアシロキシ基;メチルアセトアミド基な
どのN−オルガノアミド基;N,N−ジエチルアミノ基
などのN,N−ジオルガノアミノ基,N−ブチルアミノ
基などのN−オルガノアミノ基;N,N−ジエチルヒド
ロキシルアミノ基などのN,N−ジオルガノヒドロキシ
ルアミノ基;プロペノキシ基などのアルケニロキシ基等
がある。このようなオルガノシランとしては、メチルト
リ(メチルエチルケトキシム)シラン、メチルトリ(ジ
メチルケトオキシム)シラン、メチルトリ(ジエチルケ
トオキシム)シラン、メチルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビ
ニルトリエトキシシラン、エチルオルソシリケート、プ
ロピルオルソシリケート、メチルトリ(N,N−ジメチ
ルアミノ)シラン、メチルトリ(N,N−ジエチルアミ
ノ)シラン、メチルトリ(N−メチルアセトアミド)シ
ラン、ビニルトリ(N−エチルアセトアミド)シラン、
メチルトリ(N,N−ジメチルアミノキシ)シラン、メ
チルトリ(N,N−ジエチルアミノキシ)シランなどが
例示される。(B)成分の配合量は、(A)成分100重量
部に対して1〜90重量部であり、(A)成分のケイ素原
子結合水酸基の量と、(B)成分中の湿気加水分解性基の
含有量を考慮して湿気非存在下では長期間貯蔵可能であ
り、湿気存在下では室温硬化するのに必要な量が選択さ
れる。
進触媒は、本発明の組成物の硬化を促進するために添加
される。かかる触媒としては、通常シラノール基の脱水
縮合に用いられるものが有効である。具体的には、ジブ
チル錫アセテート,ジブチル錫ラウレート,ジブチル錫
ジオクトエート,オクトエ酸第1錫,ナフテン酸第1
錫,オレイン酸第1錫,イソ酪酸第1錫,リノール酸第
1錫,ステアリン酸第1錫,ベンゾール酸第1錫,ナフ
トエ酸第1錫,ラウリン酸第1錫,O−チム酸第1錫,
β−ベンゾイルプロピオン酸第1錫,クロトン酸第1
錫,トロバ酸第1錫,P−ブロモ安息香酸第1錫,パル
ミトオレイン酸第1錫,桂皮酸第1錫,フェニル酢酸の
第1錫塩等のカルボン酸の錫塩,これらカルボン酸の鉄
塩,マンガン塩もしくはコバルト塩,テトラアルキルチ
タネート,ジアルキルチタネートの錯塩,オルガノシロ
キシチタネート等が挙げられるが、(B)成分の加水分解
性基の種類に応じて適合したものを選択して使用するの
が好ましい。
分、(B)成分および(C)成分を湿気非存在下で均一に混
合することによって容易に製造することができる。本発
明の硬化性フルオロシリコーン樹脂組成物をコーティン
グ剤として使用する場合には、これを有機溶剤により希
釈した状態で使用することが好ましい。ここで使用可能
な有機溶剤としては、フルオロシリコーン樹脂を製造す
るときに使用される有機溶剤と同様なものが挙げられ
る。また、その希釈率は作業性によって任意に決められ
る。
密着性をさらに向上させる目的で、本発明の組成物に、
接着性付与剤として周知とされる各種のシランカップリ
ング剤を添加することは、本発明の目的を損わない限り
差し支えない。ここで使用されるシランカップリング剤
としては、例えば、 H2NCH2CH2Si(OC2H5)3 NH2CH2CH2NH(CH2)3Si(OCH3)3
2H5)3
i(OCH3)3
たは2種以上混合して用いることができ、その添加量は
本発明の組成物に対して 0.01〜10.0重量%が望
ましい。
コーン樹脂組成物は室温硬化性であり、硬化後に撥水
性、撥油性あるいは疎油性に優れ、さらに防汚性、耐熱
性、耐候性、耐薬品性にも優れた皮膜を形成するので、
かかる特性が要求される各種用途に使用される。例え
ば、水滴、雪、氷などの付着防止用コーティング剤、防
汚コーティング剤、剥離あるいは離型用コーティング剤
として有用である。
中、部とあるのは重量部を意味し、Meはメチル基を意
味する。撥水性の評価は水に対する接触角を測定した。
また、撥油性の評価はn−ヘキサデカンに対する接触角
を測定した。
gのフレオン113を混合し、次いで室温で撹拌しなが
らC4F9CH2CH2SiCl3 19.3g と Me2Si
Cl2 0.96gを14gのフレオン113に溶解した
混合物を滴下した。滴下終了後、さらに2時間撹拌を続
けた。次いで50gの水を加えて、5分間撹拌し静置し
た。この反応混合物が2層に分離した後、有機層をと
り、この有機層にフレオン113と水をそれぞれ60g
加え、4重量%の重曹水でpH7にした後、水洗を繰り
返した。その後、有機層をとり減圧下で溶媒を除去した
ところ、室温で液状のフルオロシリコーン樹脂が得られ
た。このフルオロシリコーン樹脂は、フレオン113を
溶離液に用いたGPC測定結果によれば、その重量平均
分子量(Mw)は4730であり、数平均分子量(M
n)は3940であり、分散度は1.20であった。ま
た、このフルオロシリコーン樹脂の29Si−NMR分析
の測定結果は以下の通りであった。 δ(ppm) −18 (1Si,br,Me2SiO2/2) −55〜−59 (2.1Si,br,HO(C4F9C2H4)SiO2/2) −66〜−68 (4.9Si,br,(C4F9C2H4)SiO3/2) これらの測定結果から、このフルオロシリコーン樹脂は
下記の構造で表される化合物であることが判明した。ま
た、このフルオロシリコーン樹脂のケイ素原子結合水酸
基含有量は、1.4重量%であった。 (C4F9C2H4SiO3/2)12.2(Me2SiO2/2)1.8
gのフレオン113を混合し、次いで室温で撹拌しなが
らC4F9CH2CH2SiCl3 26.67g と MeS
iCl34.49gを17gのフレオン113に溶解した
混合物を滴下した。滴下終了後さらに2時間撹拌を続け
た。次いで50gの温水を加えて、5分間撹拌し静置し
た。この反応混合物が2層に分離した後、有機層をと
り、この有機層に60gのフレオン113と水80gを
加え4重量%の重曹水でpH7にした後、水洗を繰り返
した。その後、有機層をとり減圧下で溶媒を除去したと
ころ、室温で液状のフルオロシリコーン樹脂が22.5
3g(収率98%)得られた。このフルオロシリコーン
樹脂は、フレオン113を溶離液に用いたGPC測定結
果によれば、その重量平均分子量(Mw)は2400で
あり、数平均分子量(Mn)は1690であり、分散度
は1.42であった。また、このフルオロシリコーン樹
脂は29Si−NMR分析の測定結果と収率から、残存ケ
イ素原子結合水酸基を持つ下記の平均単位式で表される
フルオロシリコーン樹脂であることが判明した。 (C4F9C2H4SiO3/2)5.5(MeSiO3/2)0.7
gのフレオン113を混合し、次いで室温で撹拌しなが
らC4F9CH2CH2SiCl3 38g と Si(OE
t)41.7gを32gのフレオン113に溶解した混合
物を滴下した。滴下終了後さらに2時間撹拌を続けた。
次いで50gの温水を加えて、5分間撹拌し静置した。
この反応混合物が2層に分離した後、有機層をとり、こ
の有機層に60gのフレオン113と水80gを加え4
重量%の重曹水でpH7にした後、水洗を繰り返した。
その後有機層をとり減圧下で溶媒を除去したところ、室
温で液状のフルオロシリコーン樹脂が29.4g(収率
97%)得られた。このフルオロシリコーン樹脂は、フ
レオン113を溶離液に用いたGPC測定結果によれ
ば、その重量平均分子量(Mw)は2100であり、数
平均分子量(Mn)は1320であり、分散度は1.5
9であった。また、このフルオロシリコーン樹脂はSi
−NMR分析の測定結果と収率から、下記の平均単位式
で表される化合物であることが判明した。また、このフ
ルオロシリコーン樹脂のケイ素原子結合水酸基含有量は
1.4%であった。 (C4F9C2H4SiO3/2)4.34(SiO4/2)0.35
脂(ケイ素原子結合水酸基の含有量1.4重量%)10
gを100gのフレオン113 に溶解した。次いで、
これにメチルトリ(メチルエチルケトキシム)シラン
0.3g、およびジブチル錫ジアセテート 0.02gを
加えて均一な溶液とした。この混合液を平滑なガラス板
上に塗布し室温で1週間放置して硬化させて、硬化皮膜
を形成させた。この硬化皮膜について接触角を測定し
た。測定は協和界面化学(株)製の接触角計を用いて液
滴法によって行い、n=10個の液滴について測定した
平均値を接触角とした。その結果、水に対する接触角は
111度であり、n−ヘキサデカンに対する接触角は6
8度であった。
脂(ケイ素原子結合水酸基の含有量1.9重量%)10
gを100gのフレオン113に溶解した。次いで、メ
チルトリ(メチルエチルケトキシム)シラン 0.38
g、およびジブチル錫ジアセテート0.02g、アミノ
エチルアミノプロピルトリメトキシシラン0.01gを
加えて均一な溶液とした。この混合液を平滑なガラス板
上に塗布し室温で1週間放置して硬化させ、硬化皮膜を
形成させた。この硬化皮膜について接触角を測定した。
測定は協和界面化学(株)製の接触角計を用いて液滴法
によって行い、n=10個の液滴について測定した平均
値を接触角とした。その結果、水に対する接触角は11
3度であり、n−ヘキサデカンに対する接触角は67度
であった。
な化合物であり、また本発明の硬化性フルオロシリコー
ン樹脂組成物は、かかるフルオロシリコーン樹脂を主剤
としているので、撥水性、撥油性に優れた皮膜を形成す
るという特徴を有する。
Claims (2)
- 【請求項1】 平均単位式、[F(CF2)aCH2CH
2SiO3/2]n(RbSiO(4-b)/2)m(式中、Rは
炭素数1〜8の置換もしくは非置換の1価炭化水素基、
aは4以上の整数、bは0〜3の整数、nは0を越える
数、mは0以上の数であり、n/mは1以上の数であ
る。)で示されるフルオロシリコーン樹脂。 - 【請求項2】 (A)平均単位式、[F(CF2)aCH2
CH2SiO3/2]n(RbSiO(4-b)/2)m(式中、
Rは炭素数1〜8の置換もしくは非置換の1価炭化水素
基、aは4以上の整数、bは0〜3の整数、nは0を越
える数、mは0以上の数であり、n/mは1以上の数で
ある。)で示され、ケイ素原子結合水酸基の含有量が
0.01〜10.0重量%であるフルオロシリコーン樹脂 100重量部、 (B)一般式、R1 cSiX4-c(式中、R1は炭素数1〜8
の置換もしくは非置換の1価炭化水素基であり、cは
0,1,または2であり、Xは加水分解性基である。)
で示されるオルガノシランまたはその部分加水分解縮合
物 1〜90重量部、 (C)縮合反応促進触媒からなる、硬化性フルオロシリコ
ーン樹脂組成物。
Priority Applications (3)
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EP9393109721A EP0574928A3 (en) | 1992-06-18 | 1993-06-17 | Fluorosilicone resin and curable fluorosilicone resin composition |
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JP4184321A JP2905336B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 硬化性コーテイング剤組成物 |
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