JPH07103310B2 - フルオロシリコーンゴム組成物及びその製造方法 - Google Patents
フルオロシリコーンゴム組成物及びその製造方法Info
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- JPH07103310B2 JPH07103310B2 JP2155555A JP15555590A JPH07103310B2 JP H07103310 B2 JPH07103310 B2 JP H07103310B2 JP 2155555 A JP2155555 A JP 2155555A JP 15555590 A JP15555590 A JP 15555590A JP H07103310 B2 JPH07103310 B2 JP H07103310B2
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Description
減し、あるいは除去する鎖変性剤の使用により鎖末端ビ
ニル官能基を組み入れたフルオロシリコーンゴム組成物
に関する。
良好な加工性及び様々な溶剤についての蒸気及び液体浸
透性に対する抵抗力を示すことが見い出された。しか
し、フルオロシリコーンはせいぜいやっと合格する程度
の物理的諸性質を有するに過ぎない。即ち、これらの熱
硬化ゴム組成物は、良好な伸び及び硬さを有するが、圧
縮永久ひずみ、引張及び弾性エネルギー容量等の他の物
理的性質に欠陥がある。これらの欠陥は、通常はシラノ
ール官能基であるフルオロシリコーンゴム組成物の成分
中の反応性基の類型に一部起因してもたらされる。これ
らの組成物は、充填材、加工助剤又はコストを低減する
か、あるいは特定の性質を最適化するための他の試剤を
含むのがふつうである。
ント(Monsanto)レオメーターにより測定される様な橋
かけ度]を与えるビニル官能基を用いることができる。
しかし、これらの改良は低い伸び及び弾性エネルギー容
量の犠牲の上に立つ。この問題点の原因は、フルオロシ
リコーン組成物中のパーフルオロアルキル基の「かさば
り」に由来する。立体障害を克服するために、適度の反
応速度を得る様に高重量パーセントのビニルを使用する
必要がある。しかし、この高いパーセントのビニルが高
い橋かけ度、そして前述の物理的性質の悪化をもたら
す。
たビニル基を含む新規なフルオロシリコーン高分子量
(HMW)ポリマーが、現に使用されているポリマーより
も正味のビニル不飽和総量について低いにも拘わらず、
高い硬化状態を与えることが見い出された。これらの新
規なHMWポリマーと処理されたフュームドシリカとを組
み合わせて使用することにより、低い粘着性、高い押出
速度、良好な物理的外観等を含む優れた加工性、及び硬
化されたときの改良された弾性応答を有するポリマー配
合物が与えられる。
ーフルオロアルキル基による鎖末端での立体障害を除去
ないし軽減する鎖変性剤の使用により得られる。この鎖
末端における立体障害の軽減は、鎖末端ビラルを橋かけ
し易くする。この立体障害の軽減は、また、同じ最終硬
化状態を得るために必要な鎖上ビニルが少なくなること
を意味し、言い換えると、全体のビニル不飽和量が少な
くなることを意味する。
端上の立体障害を軽減するために鎖変性剤を組み入れた
新規なフルオロシリコーンゴム組成物を提供することに
ある。
するために鎖変性剤を組み入れたフルオロシリコーンゴ
ム組成物の新規な製造法を提供することにある。
ロキサン環状三量体100重量部、 (ii)(a)式(I): のビニル末端停止ポリシロキサン20乃至96重量%と (b)式(II): [式中Viはビニルであり、Rは置換されているか又は置
換されていない炭素数1乃至4のアルキル及びフェニル
から成る群から選ばれ、R1はR又は−CH2CH2R2であり、
R2は1乃至4個の炭素原子を有するパーフルオロアルキ
ルであり、xは30乃至45であり、yは15乃至30であり、
そしてzは3乃至6である] のシロキサン4乃至80重量%とから成る鎖変性剤混合物
約0.5乃至約2.0重量部、 (iii)1,3,5−トリメチル−1,3−5−トリビニルシロ
キサン環状三量体約0.045乃至約0.065重量部及び (iv)10ppmのNaOHを与えるのに十分な後述する式で表
わされるナトリウム=フルオロシラノラート の反応(付加)生成物100重量部及び (B)ビニル基約3.2重量%を含むポリジメチルシロキ
サンガム約1乃至10重量部 を含むフルオロシリコーンゴム組成物が提供される。
ン環状三量体100重量部、 (ii)(a)式(I): のビニル末端停止ポリシロキサン20乃至96重量%と (b)式(II): [式中Viはビニルであり、Rは置換されている、又は置
換されていない炭素数1乃至4のアルキル及びフェニル
から成る群から選ばれ、R1はR又は−CH2CH2R2であり、
R2は1乃至4個の炭素原子を有するパーフルオロアルキ
ルであり、xは30乃至45であり、yは15乃至30であり、
そしてzは3乃至6である] のシロキサン4乃至80重量%とから成る鎖変性剤混合物
を成分(A)(i)100重量部あたり約0.5乃至約2.0重
量部、 (iii)1,3,5−トリメチル−1,3−5−トリビニルシロ
キサン環状三量体約0.045乃至約0.065重量部及び (iv)10ppmのNaOHを与えるのに十分な後述する式で表
わされるナトリウム=フルオロシラノラート から成る組成物を入れること、 (B)前記工程(A)の組成物を約118乃至135℃に加熱
して反応を開始さること、 (C)前記工程(A)のベースポリマー中に、ビニル基
約3.2重量%を含むポリジメチルシロキサンガム約1乃
至約10重量部を混合することを含むフルオロシリコーン
ゴム組成物の製造法が提供される。
ロキサン環状三量体100重量部、 (ii)(a)式(I): のビニル末端停止ポリシロキサン20乃至96重量%と (b)式(II): [式中Viはビニルであり、Rは置換されている、又は置
換されていない炭素数1乃至4のアルキル及びフェニル
から成る群から選ばれ、R1はR又は−CH2CH2R2であり、
R2は1乃至4個の炭素原子を有するパーフルオロアルキ
ルであり、xは30乃至45であり、yは15乃至30であり、
そしてzは3乃至6である] のシロキサン4乃至80重量%とから成る鎖変性剤混合物
約0.5乃至約2.0重量部、 (iii)1,3,5−トリメチル−1,3−5−トリビニルシロ
キサン環状三量体約0.045乃至約0.065重量部及び (iv)10ppmのNaOHを与えるのに十分な後述する式で表
わされるナトリウム=フルオロシラノラート の反応(付加)生成物100重量部及び (B)ビニル基3.2重量%を含むポリジメチルシロキサ
ンガム約1乃至約10重量部 を含むフルオロシリコーンゴム組成物が提供される。
末端停止させ、かつまたこの鎖末端ビニルがR2SiO−基
及びR2(CH2)2RSiO−基のランダムな混合を通じてかさば
るパーフルオロアルキル基によるセグメント化した対称
性及び立体規制から遠ざかるように設計されている。
子を有するパーフルオロアルキルであり、R3は炭素数1
乃至4のアルケニル又は炭素数1乃至4のヒドロキシ官
能基であり、R4はR、炭素数1乃至4のアルケニル又は
炭素数1乃至4のジフルオロアリルであり、aは15乃至
23であり、bは7乃至15であり、そしてcは1,000以上
である]を有する。好ましくは、R3はビニル又はHO−で
あり、Rはメチルであり、R2はCF3であり、R4はメチル
又はビニルであり、aは17乃至21であり、bは10.5乃至
12.5であり、そしてcは1,000以上である。
くは60乃至80%の範囲で変動することができ、これが0.
006乃至0.02重量%、更に好ましくは0.008乃至0.015重
量%の範囲の鎖末端上ビニル濃度を与える。そのほかの
鎖末端は、炭素数1乃至4のヒドロキシ官能基である。
しかし、ポリマーと充填材の相互作用を助長するため、
SiOHが好ましい。
使用により生起する。好ましくはないが、▲DVi 4▼四
量体が前記三量体の代りとなり得る。鎖上ビニルは、0.
02乃至0.06重量%、更に好ましくは0.04乃至0.05重量%
の範囲で変動し得る。前記フルオロシリコーン環状三量
体がフルオロアリル基、−CH2CH=CF2を含むことが判明
したため、そのほかの不飽和が生起する。
教示されている。鎖上ジフルオロアリルの量は、0.01乃
至1.0重量%で変動し得る。
オロプロピルシロキサン環状三量体を使用する。
知である。成分(A)(i)100重量部あたり約0.5乃至
約2.0重量部の鎖変性剤混合物が存在する。好ましく
は、成分(A)(i)100重量部あたり約0.8乃至約1.6
重量部の鎖変性剤混合物が存在する。更に好ましくは、
成分(A)(i)100重量部あたり約1.1乃至約1.3重量
部の鎖変性剤混合物が存在する。
重量%が成分(A)(ii)(a)のビニル末端停止ポリ
シロキサンであり、そして約5乃至約10重量%が成分
(A)(ii)(b)のシラノール末端停止シロキサンで
ある。更に、成分(A)(ii)(b)のシラノール末端
停止シロキサンは、3乃至6の重合度を有する。しか
し、3が好ましい。−OH官能基の重量%を増加させ、一
層効果的とするからである。
ビニルシロキサン環状三量体は、当業者に周知であり、
そして成分(A)(i)100重量部あたり約0.45乃至約
0.065重量部の量で存在する。好ましくは、成分(A)
(iii)は成分(A)(i)100重量部あたり約0.05乃至
約0.055重量部の量で存在する。好ましいとは言えない
が、▲DVi 4▼環状四量体を前記▲DVi 3▼三量体の代り
に使用することもできる。
ロシリコーンポリマーの製造に有効であり、そして式: [式中wは0乃至50であり、xは3乃至50であり、Aは
−OH、ビニル等の炭素数1乃至8のアルケニル、メチル
等の炭素数1乃至8のアルキル、フェニル等の炭素数1
乃至8のアリール、3,3,4−トリフルオロプロピル等の
炭素数1乃至8のハロ置換アルキル、オクチルオキシ等
の炭素数1乃至8のアルコキシ又は−O-Na+であり、Ra
は置換されているか又は置換されていない炭素数1乃至
8の炭化水素基であり、そしてRFは炭素数1乃至8のフ
ッ素置換アルキルである] から成る。
周知である。成分(A)(i)100重量部あたり約1乃
至約10重量部でビニル基約3.2重量%を含むポリジメチ
ルシロキサンガムが存在する。好ましくは、成分(A)
(i)100重量部あたり約3乃至約7重量部でビニル基
約3.2重量%を含むポリジメチルシロキサンガムが存在
する。このガムの使用目的は、ビニル基を介して橋かけ
を促進することである。ビニルの重量%がガムの必要量
に反比例することを、当業者は容易に理解する。即ち、
ガム中でビニルの重量%が増加すれば、橋かけを生起す
るためのガムの必要量が少なくなる。
要な物理的性質を付与するために、可塑剤、充填材及び
熱老化添加剤を加えることができる。
(i)100重量部あたり約3乃至約10重量部の可塑剤を
加えることができる。これにはアルコキシ末端停止ポリ
ジメチルシロキサンが特に有用であることが分った。好
ましくは、成分(A)(i)100重量部あたり約4乃至
約7重量部のアルコキシ末端停止ポリジメチルシロキサ
ンが存在する。そのほかに有用なのは、シラノール末端
停止ポリジメチルシロキサンであるが、これは得られる
シリコーンゴムの物理的性質がアルコキシ末端停止可塑
剤を使用した場合程良好ではないため、好ましい可塑剤
とは言えない。
高めるために、前記ゴムに補強充填材を混合することが
好ましい。本発明の組成物について硬化組成物の引張強
さ及び靱性を最適化するための最良の充填剤は、フュー
ムドシリカ及び沈降シリカであることが分った。更に好
ましくは、フュームドシリカを成分(A)(i)100重
量部あたり約10乃至約200重量部の量で使用する。また
更に好ましくは、フュームドシリカが成分(A)(i)
100重量部あたり約15乃至約60重量部の量で存在すう。
最も好ましくは、フュームドシリカが成分(A)(i)
100重量部あたり約23乃至約27重量部の量で存在する。
5,743号及びビアスの同3,847,848号各明細書の開示に従
って、予め処理されたフュームドシリカを使用すること
もできる。しかし、フュームドシリカをその場で処理す
る、即ち未処理のシリカと個々の処理剤を別々にフルオ
ロシリコーンゴム組成物に加え、そして充填剤をゴム組
成物中に混合しながらその処理が起る様にすることが好
ましい。これは、エバンスの米国特許第4,529,774号明
細書に従って行なうことができる。
(A)(i)100重量部あたり約10乃至約200重量部の未
処理のフュームドシリカ充填材を加えることができる。
更に好ましくは、フュームドシリカが成分(A)(i)
100重量部あたり約15乃至約60重量部の量で存在する。
最も好ましくは、フュームドシリカが成分(A)(i)
100重量部あたり約23乃至約27重量部の量で存在する。
0重量部あたり約0.02乃至約1.0重量部のビニルシラザン
を加える。好ましくは、成分(A)(i)100重量部あ
たり約0.08乃至約0.3重量部のビニルシラザンを加え
る。
重量部の割合でシラノールを7重量%以下含むフルオロ
シリコーンテロマー性シロキサノール流体を加える。好
ましくは、成分(A)(i)100部あたり約17乃至約20
重量部の割合でシラノールを6重量%含むフルオロシリ
コーンテロマー性シロキサノール流体が存在する。当業
者は、シラノール官能基の重量%と処理に必要なテロマ
ー性シロキサノール流体の量との間に反比例の関係があ
ることを容易に理解する。従って、シラノール官能基の
重量%が増加すると、これに対応して添加する流体の総
量が減少する。
が分った。従って、熱老化添加剤を前記フルオロシリコ
ーンゴム組成物に含めることが考えられる。これらの添
加剤は、成分(A)(i)100部あたり約0.01乃至約0.1
部の量のオクタン酸鉄と、成分(A)(i)100部あた
り約0.3乃至約2.0部の量のTiO2との混合物であることが
できる。オクタン酸鉄のTiO2に対する好適な比は、10:1
である。
部あたり約0.25乃至約2.0部の量のオクタン酸希土類塩
である。好ましくは、成分(A)(i)100部あたり約
0.35乃至約0.6部のオクタン酸希土類塩が存在する。
般式(IV): [式中Viはビニルであり、Rは前述の意味を有し、そし
てmは16乃至22である] のシロキサンで置き換えることができる。好ましくは、
Rはメチルであり、そしてmは18乃至20である。
ため、(A)(ii)の鎖変性剤混合物が好ましい。式
(IV)のシロキサンを用いて製造されるガムは、所望す
る分子量に応じて半透明から不透明まで変動する。分子
量が低い程、不透明となる傾向が増す。
ン環状三量体100重量部、 (ii)(a)式(I): のビニル末端停止ポリシロキサン20乃至96重量%と (b)式(II): [式中Viはビニルであり、Rは炭素数1乃至4のアルキ
ル及びフェニルから成る群から選ばれ、R1はR又は−(C
H2)2−R2であり、R2は1乃至4個の炭素原子を有するパ
ーフルオロアルキルであり、xは30乃至45であり、yは
15乃至30であり、そしてzは3乃至6である]のシロキ
サン4乃至80重量%とから成る鎖変性剤混合物を成分
(A)(i)100重量部あたり約0.5乃至約2.0重量部、 (iii)1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリビニルシロキ
サン環状三量体約0.045乃至約0.065重量部及び (iv)10ppmのNaOHを与えるのに十分な前述した式で表
わされるナトリウム=フルオロシラノラートから成る組
成物を入れる工程、 (B)前記工程(A)の組成物を約118乃至135℃に加熱
して反応を開始させる工程及び(C)前記工程(A)の
ベースポリマー中に、ビニル基約3.2重量%を含むポリ
ジメチルシロキサンガム約1乃至約10重量部を混合する
工程。
に合せるために、ガム中に可塑剤、補強充填材及び熱老
化添加剤を混合することが好ましい。各添加剤の量は、
前述のとおりである。従うべき手順は、工程(C)で前
記ポリジメチルシロキサンを前記ベースポリマーに混合
するのと同時に、各成分を前記ベースポリマーに加える
ことである。
り、本発明を限定するものとは解釈しない。
製した。乾燥したメチル−3,3,3−トリフルオロプロピ
ルシロキサン環状三量体393グラムに、好適な鎖変性剤
混合物5.06グラム、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリビ
ニルシロキサン環状三量体0.73グラム及び10ppmのNaOH
を与えるのに十分なビニル末端停止ナトリウム=フルオ
ロシラノラート(4.3%NaOH当量)を加えた。118乃至13
5℃、窒素のブランケット下で、重合を開始させた。反
応時間は4.5乃至5.0時間であり、そしてリン酸シリル
(11%のH3PO4に相当)を添加して終了させた。反応に
より、0.74重量%の揮発分を含み、224のウイリアム塑
性(3分読み)を有するガム398グラムを得た。その
後、総ビニル含量をフーリエ変換赤外分光法で測定し
た。
及び加工助剤を加えた。
をまとめた。
まとめた。
Claims (12)
- 【請求項1】(A)(i)メチル−3,3,3−トリフルオ
ロプロピルシロキサン環状三量体100重量部、 (ii)(a)式(I): のビニル末端停止ポリシロキサン20乃至96重量%と (b)式(II): [式中Viはビニルであり、Rは炭素数1乃至4のアルキ
ル及びフェニルから成る群から選ばれ、R1はR又は−(C
H2)2−R2であり、R2は1乃至4個の炭素原子を有するパ
ーフルオロアルキルであり、xは30乃至45であり、yは
15乃至30であり、そしてzは3乃至6である]のシロキ
サン4乃至80重量%とから成る鎖変性剤混合物0.5乃至
2.0重量部、 (iii)1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリビニルシロキ
サン環状三量体0.045乃至0.065重量部及び (iv)10ppmのNaOHを与えるのに十分な下記式 [式中wは0乃至50であり、xは3乃至50であり、Aは
−OH、炭素数1乃至8のアルケニル、炭素数1乃至8の
アルキル、炭素数1乃至8のアリール、炭素数1乃至8
のハロ置換アルキル、炭素数1乃至8のアルコキシ又は
−O-Na+であり、Raは置換されているか又は置換されて
いない炭素数1乃至8の炭化水素基であり、そしてRFは
炭素数1乃至8のフッ素置換アルキルである] で表わされるナトリウム=フルオロシラノラートの反応
生成物100重量部及び (B)ビニル基3.2重量%を含むポリジメチルシロキサ
ンガム1乃至10重量部を含むフルオロシリコーンゴム組
成物。 - 【請求項2】そのほかに成分(A)(i)100重量部あ
たり3乃至10重量部の可塑剤が加えられる請求項1記載
のフルオロシリコーンゴム組成物。 - 【請求項3】可塑剤がアルコキシ末端停止ポリジメチル
シロキサンである請求項2記載のフルオロシリコーンゴ
ム組成物。 - 【請求項4】そのほかに (a)フュームドシリカ10乃至200重量部、 (b)ビニルシラザン0.02乃至1.0重量部及び (c)シラノールを7重量%以下含むフルオロシリコー
ンテロマー性シロキサノール流体14乃至25重量部 から成る混合物が加えられる請求項3記載のフルオロシ
リコーンゴム組成物。 - 【請求項5】そのほかにオクタン酸希土類塩0.25乃至2.
0重量部が加えられる請求項4記載のフルオロシリコー
ンゴム組成物。 - 【請求項6】そのほかに (a)オクタン酸鉄0.01乃至0.1重量部及び (b)TiO20.3乃至2.0重量部 から成る混合物が加えられる請求項4記載のフルオロシ
リコーンゴム組成物。 - 【請求項7】(A)反応器内に (i)メチル−3,3,3−トリフルオロプロピルシロキサ
ン環状三量体100重量部、 (ii)(a)式(I): のビニル末端停止ポリシロキサン20乃至96重量%と (b)式(II): [式中Viはビニルであり、Rは炭素数1乃至4のアルキ
ル及びフェニルから成る群から選ばれ、R1はR又は−(C
H2)2−R2であり、R2は1乃至4個の炭素原子を有するパ
ーフルオロアルキルであり、xは30乃至45であり、yは
15乃至30であり、そしてzは3乃至6である]のシロキ
サン4乃至80重量%とから成る鎖変性剤混合物を成分
(A)(i)100重量部あたり0.5乃至2.0重量部、 (iii)1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリビニルシロキ
サン環状三量体0.045乃至0.065重量部及び (iv)10ppmのNaOHを与えるのに十分な下記式 [式中wは0乃至50であり、xは3乃至50であり、Aは
−OH、炭素数1乃至8のアルケニル、炭素数1乃至8の
アルキル、炭素数1乃至8のアリール、炭素数1乃至8
のハロ置換アルキル、炭素数1乃至8のアルコキシ又は
−O-Na+であり、Raは置換されているか又は置換されて
いない炭素数1乃至8の炭化水素基であり、そしてRFは
炭素数1乃至8のフッ素置換アルキルである] で表わされるナトリウム=フルオロシラノラートから成
るベースポリマー組成物を入れること、 (B)前記工程(A)のベースポリマー組成物を118乃
至135℃に加熱して反応を開始させること、及び (C)前記工程(A)のベースポリマー中に、ビニル基
3.2重量%を含むポリジメチルシロキサンガム1乃至10
重量部を混合することを含むフルオロシリコーンゴム組
成物の製造法。 - 【請求項8】フルオロシリコーンゴム組成物中に成分
(A)(i)100重量部あたり3乃至10重量部の可塑剤
を加える請求項7記載の製造法。 - 【請求項9】可塑剤がアルコキシ末端停止ポリジメチル
シロキサンである請求項8記載の製造法。 - 【請求項10】フルオロシリコーンゴム組成物中に (a)フュームドシリカ10乃至200重量部、 (b)ビニルシラザン0.02乃至1.0重量部及び (c)シラノールを7重量%以下含むフルオロシリコー
ンテロマー性シロキサノール流体14乃至25重量部 から成る混合物を加える請求項9記載の製造法。 - 【請求項11】フルオロシリコーンゴム組成物中にオク
タン酸希土類塩0.25乃至2.0重量部を加える請求項10記
載の製造法。 - 【請求項12】フルオロシリコーンゴム組成物中に (a)オクタン酸鉄0.01乃至0.1重量部及び (b)TiO20.3乃至2.0重量部から成る混合物を加える請
求項10記載の製造法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US367,402 | 1989-06-16 | ||
US07/367,402 US4960811A (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Fluorosilicone compositions with improved elastic response |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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