JPH069875A - 室温硬化性シリコーンエラストマー組成物 - Google Patents

室温硬化性シリコーンエラストマー組成物

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JPH069875A
JPH069875A JP4187661A JP18766192A JPH069875A JP H069875 A JPH069875 A JP H069875A JP 4187661 A JP4187661 A JP 4187661A JP 18766192 A JP18766192 A JP 18766192A JP H069875 A JPH069875 A JP H069875A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08L83/00Compositions 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
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 硬化前は作業性に優れ、硬化後は望ましい硬
さのシリコーンエラストマーが得られる室温硬化性シリ
コーンエラストマー組成物を提供する。 【構成】 (a)分子鎖両末端にシラノール基を有し、2
5℃における粘度が500〜300,000センチスト
ークスであるジオルガノポリシロキサン、(b)式、(R
1 3SiO)2Si(OR22(式中、R1は1価の炭化水
素基を示し、R2は炭素数1〜8の1価炭化水素基を示
す。)で示されるシロキサン、(c)式、R1 4-nSi(O
2n(ただし、R1、R2は前記と同じ、nは3または
4である。)で示されるオルガノシラン、またはその部
分加水分解物、および(d)硬化触媒からなる、室温硬化
性シリコーンエラストマー組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、室温で硬化してシリコ
ーンエラストマーとなる組成物に関する。詳しくは、硬
化後の物性を広い範囲で変えることが可能な、室温で硬
化してシリコーンエラストマーとなる組成物に関するも
のである。
【0002】
【従来技術と問題点】室温で硬化してシリコーンエラス
トマーとなる組成物は従来から知られており、産業界で
広く使用されてきた。室温で硬化する機構には、ヒドロ
シリル化反応による機構、紫外線によって硬化する機
構、シラノール基とケイ素結合官能基との縮合反応によ
って硬化する機構などが知られている。なかでも縮合反
応による機構で硬化するシリコーンエラストマー組成物
は、室温で接着性を容易に発現できる、硬化させる雰囲
気にある不純物で硬化阻害を起こしにくい、主剤と硬化
剤を混合するだけで短時間で硬化できる、1液型組成物
として長期間安定に貯蔵でき大気中に放置しておくこと
により硬化できる、などの特徴があり、接着剤、コーテ
ィング材、シーリング材などに広く使用されてきた。し
かし、手作業による混合、注入、仕上げなど硬化前の作
業性を維持せねばならないという制約のために、硬化後
の機械的特性が制限されるという問題があった。具体的
には、作業性を容易にするためには主成分であるジオル
ガノポリシロキサンの分子量をある程度以下に抑える必
要があるが、この制約のために硬化後のエラストマーの
硬度、モジュラスなどの特性として示される硬さをある
程度以下にすることが困難であった。この問題を解決す
る最も簡単な方法は、非反応性ジオルガノポリシロキサ
ンを添加することであった。しかしこの方法では添加し
た非反応性ジオルガノポリシロキサンが硬化後に表面に
にじみ出る、接着性を低下させるなどの欠点があった。
根本的な解決方法は、多官能性の架橋剤と2官能性鎖伸
長剤を併用して、硬化反応中にジオルガノポリシロキサ
ンの鎖を伸ばし(鎖伸長)ながら架橋を行うことであ
り、硬化後の架橋密度を低下させることであった。その
ために、(1)1分子中にN,N−ジアルキルアミノキ
シ基を2個有するシロキサンと1分子中にN,N−ジア
ルキルアミノキシ基を3個以上有するシロキサンを併用
する方法、および(2)1分子中にN−アルキルアセト
アミド基を2個有するシランと、1分子中にN−アルキ
ルアセトアミド基を3個以上有するシランまたは1分子
中にN,N−ジアルキルアミノキシ基を3個以上有する
シロキサンを併用する方法の2つの方法が提案されてい
る。しかしこれらの方法には問題点があった。第1の提
案、すなわち、N,N−ジアルキルアミノキシ基を用い
る方法では硬化反応中にN,N−ジアルキルヒドロキシ
ルアミンが副生する。そのヒドロキシルアミンの不快な
臭いが問題であった。さらにそのヒドロキシルアミンは
強い塩基性があり、雰囲気温度が少しでも高くなるとジ
オルガノポリシロキサンを切断するため硬化が阻害され
るという大きな問題があった。また、N,N−ジアルキ
ルアミノキシ基を有するシロキサンが高価で経済的にも
不利であった。第2の提案、すなわちN−アルキルアセ
トアミド基を利用する方法でも硬化時に副生するN−ア
ルキルアセトアミドの臭いの不快さが問題であった。さ
らに、N−アルキルアセトアミド基はアルコールなどの
活性水素を有する化合物が雰囲気中にあるとアルコキシ
基などへの置換反応が起こり、結果として硬化阻害を起
こすという問題があった。さらに、N−アルキルアセト
アミド基を有するシランは高価で経済的にも不利であっ
た。この2つの提案に見るような特殊で高価な官能基を
使用せず、従来から広く使用され、しかも副反応を起こ
さない官能基を用いて鎖伸長と架橋を行おうという提案
もなされていた。特開昭63−83167号公報では鎖
伸長剤としてRNHCH2MeSi(OMe)2などを鎖
伸長剤として使用する方法が提案されている。しかしこ
の鎖伸長剤を経済的に製造することが著しく困難なこと
に加えて、架橋剤とのバランスを安定的にとることも困
難で実用に供することができなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】本発明者は、上記問
題点を解消するため鋭意検討した結果、ある種の2官能
性鎖伸長剤を使用することによって、上記問題を解決す
るに至った。すなわち、本発明の目的は、硬化前は作業
性に優れ、硬化後は望ましい硬さのシリコーンエラスト
マーが得られる室温硬化性シリコーンエラストマー組成
物を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段おのびその作用】本発明
は、(a)分子鎖両末端にシラノール基を有し、25℃に
おける粘度が500〜300,000センチストークス
であるジオルガノポリシロキサン100重量部、(b)
式、(R1 3SiO)2Si(OR22(式中、R1は1価
の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜8の1価炭化水
素基を示す。)で示されるシロキサン0.5〜20重量
部、(c)式、R1 4-nSi(OR2n(ただし、R1、R2
は前記と同じ、nは3または4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物0.5〜20
重量部、および(d)硬化触媒0.01〜20重量部、か
らなる、室温硬化性シリコーンエラストマー組成物であ
る。
【0005】本発明に使用される(a)成分のジオルガノ
ポリシロキサンは、本発明の組成物の主剤となる成分で
あり、両末端にシラノール基を有することが必要であ
る。側鎖の有機基は、1価の非置換または置換炭化水素
基であり、具体的にはメチル基,エチル基などのアルキ
ル基;フェニル基などのアリール基;3,3,3−トリフ
ルオロプロピル基などのハロゲン置換アルキル基;ビニ
ル基などのアルケニル基などがあげられる。粘度は25
℃において500〜300,000センチストークスで
あることが必要である。25℃における粘度が500セ
ンチストークス未満では硬化後の機械的強度が低過ぎて
実用にならず、300,000センチストークスを越え
ると硬化前の作業性が著しく低下するからである。かか
るジオルガノポリシロキサンには、若干量ならば分岐が
あっても差し支えないが、硬化後のシリコーンエラスト
マーの物性を望ましい範囲にするためにはこの分岐を出
来る限り低く抑えることが望ましい。
【0006】本発明に使用される(b)成分の加水分解性
基を2個有するシロキサンは、(a)成分の鎖伸長剤とし
て作用する。このシロキサンは式、(R1 3SiO)2
i(OR22(式中、R1は1価の炭化水素基を示し、
2は炭素数1〜8の1価炭化水素基を示す。)で示さ
れる。R1はメチル基であることが一般的であるが、必
要に応じてR1の一部を炭素数2以上の炭化水素基にす
ることもできる。R2はメチル基,エチル基,ノルマル
プロピル基などを使用するのが一般的であり、硬化速度
などを勘案して選択することができる。また、R2とし
て不飽和結合を有する1価炭化水素基を使用することも
できる。(b)成分の具体例としては、 [(CH33SiO]2Si(OCH32 [(CH33SiO]2Si(OC252 [(CH33SiO]2Si(O-n372 [(CH33SiO]2Si[OC(CH3)=CHCH
32 などが挙げられる。かかる(b)成分の添加量は、必要と
される硬化後のシリコーンエラストマーの物性を考慮し
た(c)成分とのバランス、(a)成分のシラノール量、
(a)〜(d)成分以外に添加される原料やそれらに含まれ
る水などの不純物を考慮して決定されるが、(a)成分1
00重量部に対して、0.5〜20重量部であることが
必要である。これ以下では硬化が不十分となったり、望
ましい柔かさが得られない。また20重量部を越えると
硬化が遅過ぎる、完全硬化しないなどの弊害が出る。
【0007】本発明に使用される(c)成分は、(a)成分
の架橋剤として作用する。この架橋剤は式、R1 4-nSi
(OR2n(ただし、R1、R2は前記と同じ、nは3ま
たは4である。)で示されるオルガノシランである。か
かる(c)成分の具体例としては、テトラメトキシシラ
ン,テトラエトキシシラン,テトライソプロポキシシラ
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,フェニルトリメトキ
シシラン,メチルトリ(エトキシメトキシ)シランなど
が例示される。(c)成分としてこれらの化合物を1種類
選択することが一般的であるが、必要に応じて2種類以
上を配合することもできる。また、これらの化合物の部
分加水分解物を使用することもできる。かかる(c)成分
の添加量は、必要とされる硬化後物性を考慮した(b)成
分とのバランス、(a)成分のシラノール量、(a)〜(d)
成分以外に添加される原料やそれらに含まれる水などの
不純物を考慮して決定されるが、(a)成分100重量部
に対して、0.5〜20重量部であることが必要であ
る。0.5重量部以下では硬化が不十分となり、20重
量部を越えると完全硬化しないなどの弊害が出る。
【0008】本発明に使用される(d)成分は、(a)成分
と(b)成分および(c)成分との間の硬化を促進させるた
めの触媒であり、(a)成分と(c)成分の硬化を促進する
ための従来公知の触媒を本発明の組成物の機能を損なわ
ない限りすべて使用することができる。かかる(d)成分
には、ジアルキルスズジカルボキシレート,錫オクトエ
ートなどのスズ系触媒,鉄オクトエート,ジルコニュー
ムオクトエート,テトラブチルチタネート,テトラ(i
−プロピル)チタネート,ジブトキシチタンビス(アセ
チルアセトネート)などのチタン酸エステル類,テトラ
メチルグアニジンなどのアミン系触媒などが例示される
が、これらに限定されるものではない。(d)成分は1種
類で使用されることが一般的であるが、2種類以上を配
合することもできる。かかる(d)成分の添加量は、(a)
成分100重量部に対して0.01〜20重量部である
ことが必要である。0.01重量部以下であると硬化を
促進するに不十分であり、また、20重量部を越えると
耐水性や耐熱性を損なうという弊害が多く出る。
【0009】本発明の組成物には必要に応じて、シラノ
ール基を有さないジオルガノポリシロキサンや片末端の
みにシラノール基を有するジオルガノポリシロキサン,
フュームシリカ,沈降法シリカ,石英微粉末,カーボン
ブラック,炭酸カルシウムなどの無機充填剤やそれらを
疎水化処理したもの,シリコーン樹脂,流動性調整剤,
シラン系やシロキサン系の接着付与剤,顔料,耐熱剤,
難燃剤,有機溶媒などを添加することもできる。
【0010】本発明の室温硬化性シリコーンエラストマ
ー組成物における(a)〜(d)成分の混合順序は、(a)成
分に対して(b)、(c)、(d)の順序で添加するか、もし
くは(b)〜(d)を同時に(a)に添加するのが望ましい。
さもないと期待する特性、特に硬化後の柔かさが得られ
ないことがあるためである。この点を除けば、混合順序
に特に制限は無い。
【0011】以上のような本発明の組成物は、硬化した
後の物性、特に硬度やモジュラスなどをコントロールす
ることが容易であり、低硬度,高伸度のシリコーンゴム
となりうる。しかも硬化阻害などを起こしにくく、さら
に1成分型組成物として長期間未硬化状態で保存するこ
とや接着性を付与することなどが容易にできる。それゆ
え、接着剤、コーティング材、シーリング材などに特に
有用である。
【0012】
【実施例】以下に本発明を実施例、比較例によって説明
する。実施例中、粘度は25℃における値であり、Me
はメチル基、Etはエチル基を示す。
【0013】
【実施例1〜3】粘度が12,000センチストークス
である両末端シラノール基封鎖のジメチルポリシロキサ
ン500g、粘度が10センチストークスである両末端
シラノール基封鎖ののジメチルポリシロキサン10g、
およびコロイド状炭酸カルシウム500gを十分に混合
した後、テトラノルマルプロポキシシラン[NPO
S]、(Me3Si)2Si(OMe)2[CE]、ジブ
チル錫ジラウレート[錫触媒]を表1に示すように添加
混合した。各組成物の混合後室温でゴム弾性が生じるま
での時間(スナップタイム)、室温で2週間硬化させた
後にJISA6301に基づいて測定したゴム物性は表
1のようになった。また、これらの組成物をアルミパネ
ル上に塗布して硬化させたところ、2週間後にはアルミ
パネルに完全に接着し水浸漬しても剥離しなかった。
【0014】
【比較例1〜2】実施例1〜3における(Me3Si)2
Si(OMe)2を使用しない組成物(比較例1)、お
よび、(Me3Si)2Si(OMe)2の代わりにMe2
Si(OMe)2を使用した組成物(比較例2)を作成
し、実施例1〜3と同様に評価した。結果を表1に示
す。
【0015】
【表1】
【0016】
【実施例4】実施例3においてテトラノルマルプロポキ
シシランの代わりにメチルトリメトキシシラン50.0
gを使用し、ジブチル錫ジラウレートの代わりにジイソ
プロポキシビス(アセチルアセトナート)チタン10.0
gを使用し、さらに(Me3Si)2Si(OMe)2
使用量を60.0gに変えて室温硬化性エラストマ−組
成物を調製した。この組成物は密閉した容器内で6か月
未硬化状態に保存することができた。大気中に出すと表
面から硬化が始まり、14日後に測定した物性は次の通
りであった。硬度21、引張強度17Kg/cm2、伸び9
40%。
【0017】
【実施例5】実施例3において(Me3Si)2Si(OM
e)2の代わりに(Me3Si)2Si(OEt)244.8
gを使用した以外は実施例3と同様にして室温硬化性エ
ラストマー組成物を調製した。この組成物について、1
4日後に測定した物性は次の通りであった。硬度25、
引張強度31Kg/cm2、伸び860%。
【0018】
【発明の効果】本発明の室温硬化型シリコーンエラスト
マー組成物は、(a)〜(d)成分からなり、特に(b)成分
の特殊なシロキサンを含有しているので、硬化前は作業
性に優れ、硬化後の物性を広い範囲で変化させることが
でき、特には低硬度,高伸度のシリコーンゴムにするこ
とができるという特徴を有する。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】本発明の組成物には必要に応じて、硬化速
度調整剤等として低重合度の両末端もしくは片末端にシ
ラノール基を有するジオルガノポリシロキサンやシラノ
ール基を有さないジオルガノポリシロキサン,フューム
シリカ,沈降法シリカ,石英微粉末,カーボンブラッ
ク,炭酸カルシウムなどの無機充填剤やそれらを疎水化
処理したもの,シリコーン樹脂,流動性調整剤,シラン
系やシロキサン系の接着付与剤,顔料,耐熱剤,難燃
剤,有機溶媒などを添加することもできる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】
【実施例1〜3】粘度が12,000センチストークス
である両末端シラノール基封鎖のジメチルポリシロキサ
ン500g、粘度が10センチストークスである両末端
シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン10g、お
よびコロイド状炭酸カルシウム500gを十分に混合し
た後、この混合物にテトラノルマルプロポキシシラン
[NPOS]、(Me3Si2Si(OMe)2[C
E]、ジブチル錫ジラウレート[錫触媒]を表1に示す
割合で添加混合して室温硬化性シリコーンエラストマー
組成物を調製した。これらの組成物のスナップタイム
(室温でゴム弾性を生じるまでの時間)を測定した。ま
た、これらの組成物を室温で2週間硬化させた後の物理
特性をJISK6301に基づいて測定し、その測定結
果を表1に示した。また、これらの組成物をアルミパネ
ル上に塗布して硬化させたところ、この硬化物は2週間
後にはアルミパネルに完全に接着しており、水浸漬して
も剥離しなかった。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】
【比較例1〜2】実施例1において、(Me3SiO)2
Si(OMe)2を添加混合せず、テトラノルマルプロ
ポキシシランの使用量を40.0gではなく50.0gと
した以外は同様にして調製した組成物を比較例1とし
た。また、実施例1において、(Me 3SiO)2Si
(OMe)220.3gの代わりにMe2Si(OMe)2
11.4gを添加混合し、テトラノルマルプロポキシシ
ランの使用量を40.0gではなく37.5gとした以外
は同様にして調製した組成物を比較例2とした。これら
の組成物についてスナップタイムと室温で2週間硬化さ
せた後の物理特性を実施例1〜3と同様に測定し、その
測定結果を表1に示した。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】
【実施例4】実施例3においてテトラノルマルプロポキ
シシラン30.0gの代わりにメチルトリメトキシシラ
ン50.0gを添加混合し、ジブチル錫ジラウレート3.
0gの代わりにジイソプロポキシビス(アセチルアセト
ナート)チタン10.0gを添加混合し、さらに(Me3
Si2Si(OMe)2の使用量を40.6gではな
60.0gとした以外は同様にして室温硬化性エラス
トマ−組成物を調製した。この組成物を室温で2週間硬
化させた後の物理特性を実施例3と同様に測定したとこ
ろ、その測定値は硬度21、引張強度17Kg/cm2、伸
び940%であった。また、この組成物は密閉した容器
内で6か月未硬化状態に保存することができた。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】
【実施例5】実施例3において(Me3Si2Si
(OMe)2 40.6gの代わりに(Me3Si2Si
(OEt)244.8gを添加混合した以外は同様にして
室温硬化性エラストマー組成物を調製した。この組成物
を室温で2週間硬化させた後の物理特性を実施例3と同
様に測定したところ、その測定値は硬度25、引張強度
31Kg/cm2、伸び860%であった。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)分子鎖両末端にシラノール基を有
    し、25℃における粘 度が500〜300,000センチストークスであるジオルガノポリシロキサン 100重量部、 (b)式、(R1 3SiO)2Si(OR22(式中、R1は1価の炭化水素基を示し 、R2は炭素数1〜8の1価炭化水素基を示す。)で示されるシロキサン 0.5〜20重量部、 (c)式、R1 4-nSi(OR2n(ただし、R1、R2は前記と同じ、nは3または 4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物 0.5〜20重量部、 および (d)硬化触媒 0.01〜20重量部、 からなる、室温硬化性シリコーンエラストマー組成物。
  2. 【請求項2】 R1がメチル基である、請求項1記載の
    室温硬化性シリコーンエラストマー組成物。
  3. 【請求項3】 硬化触媒がスズ系化合物である、請求項
    1記載の室温硬化性シリコーンエラストマー組成物。
  4. 【請求項4】 硬化触媒がチタン系化合物である、請求
    項1記載の室温硬化性シリコーンエラストマー組成物。
JP18766192A 1992-06-22 1992-06-22 室温硬化性シリコーンエラストマー組成物 Expired - Fee Related JP3210424B2 (ja)

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