JPH07119396B2 - 接着性オルガノポリシロキサン組成物及びその硬化物 - Google Patents

接着性オルガノポリシロキサン組成物及びその硬化物

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JPH07119396B2
JPH07119396B2 JP4673690A JP4673690A JPH07119396B2 JP H07119396 B2 JPH07119396 B2 JP H07119396B2 JP 4673690 A JP4673690 A JP 4673690A JP 4673690 A JP4673690 A JP 4673690A JP H07119396 B2 JPH07119396 B2 JP H07119396B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、付加硬化型のオルガノポリシロキサン接着剤
組成物及びその硬化物に関する。
(従来技術) ケイ素原子に結合したビニル基を有するオルガノポリシ
ロキサンを主剤とした付加硬化型の接着剤組成物は従来
公知であるが、これらの組成物は接着性が未だ充分でな
く、例えば電気部品のコーティングにおける含浸ポッテ
ィング等においてシリコーンゴム硬化物が剥離する等の
欠点を有している。
このような欠点を改善する目的で、各種の接着付与剤を
併用することが提案されている(特公昭53−13508号、
特公昭53−21026号、特公昭59−5219号等)。
また、接着性をさらに向上させるために、エチレン系不
飽和イソシアヌレートを配合することも提案されている
(特公昭55−41626号公報)。
(発明が解決しようとする問題点) 然しながら、上記先行技術においては、接着性能は或る
程度改善されるものの、その接着耐久性は未だ充分では
なく接着物を浸水等の過酷な条件に保持すると、剥離が
屡々生じる。
また、エチレン系不飽和イソシアヌレートは、オルガノ
ポリシロキサンに対する相溶性が悪く、しかも接着性向
上効果が最も大きいとされているトリイソシアヌレート
は融点が26℃であり、寒冷期には結晶してしまう等の問
題があり、組成物を配合調製するに際して大きな不利が
あった。
従って本発明は、接着耐久性が顕著に改善されていると
ともに、安定した品質を有する付加硬化型のオルガノポ
リシロキサン接着剤組成物及びその硬化物を提供するこ
とを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、分子鎖の両末端を不飽和イソシアヌレートに
よって変性したポリオルガノシロキサンを使用すること
によって接着耐久性および組成物の品質安定性を顕著に
改善することに成功したものである。
本発明によれば、 (A)一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有
し、25℃における粘度が100〜200,000cStであるオルガ
ノポリシロキサン、 (B)一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を2個
以上有し、前記オルガノポリシロキサンのアルケニル基
1個当り該水素原子を0.6〜6.0個供給する量のオルガノ
ハイドロジェンポリシロキサン、 (C)白金または白金化合物系触媒、 (D)下記一般式、 式中、R1は水素原子、或いは非置換又は置換のアルキル
基、アリール基、アルケニル基の何れかを示し、且つこ
れらR1の少なくとも1個はアルケニル基であり、 R2及びR3は、水素原子または置換,非置換の一価炭化水
素基を示し、 aは1〜8の整数、 nは0〜100の整数を示す、 で示される不飽和イソシアヌレート変性オルガノポリシ
ロキサン、 を含有していることを特徴とする接着性オルガノポリシ
ロキサン組成物が提供される。
(A)オルガノポリシロキサン 本発明において主剤として用いるオルガノポリシロキサ
ンは、一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有し
ているとともに、25℃における粘度が100〜200,000cSt
の範囲にあるものである。この場合、アルケニル基とし
ては、ビニル基、アリル基、メタクリル基、ヘキセニル
基等を挙げることができ、またアルケニル基以外の有機
基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基
等のアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基
及びこれらの基の水素原子の一部又は全部をハロゲン原
子等で置換した基(例えばクロロメチル基、トリフロロ
プロピル基等)等の非置換又は置換の1価の炭化水素基
を含んでいてよい。
この様なオルガノポリシロキサンとしては、直鎖状のジ
オルガノポリシロキサンであることが好ましく、具体的
には下記のものを例示することができる。
但し、上記式中、pは2または3、s,u及びwは正の整
数、t,v及びxは0または正の整数を表す。
上述したオルガノポリシロキサンは、単独または2種以
上の混合物であってもよく、更に一部が分岐した構造で
あってもよい。
(B)オルガノハイドロジェンポリシロキサン 本発明において、成分(B)のオルガノハイドロジェン
ポリシロキサンは、主剤である前記アルケニル基含有オ
ルガノポリシロキサン(A)の架橋剤として作用するも
のであり、ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に
2個以上有するものが使用される。このオルガノハイド
ロジェンポリシロキサン(B)は、直鎖状、分枝状、環
状の何れの構造であってもよく、またこれらの混合物で
あってもよい。具体的には、下記に示すものを例示する
ことができる。
但し、上記式中、b,c,d,e,f,g,iは0または正の整数を
表し、hは2以上の整数を表す。
但し、上記式中、R4は水素原子、アルキル基、アリール
基等の1価炭化水素基またはトリメチルシロキシ基等の
トリオルガノシロキシ基を表す。
この(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサ
ンは、前記オルガノポリシロキサン(A)に含まれるア
ルケニル基1個当り、ケイ素原子に結合した水素原子を
0.6〜6.0個供給するのに十分な量、好ましくはSi−H基
とアルケニル基との比が1.2〜4.0となるような割合で使
用される。
(C)白金または白金化合物系触媒 本発明において使用される白金または白金化合物系触媒
は付加反応用触媒であり、硬化促進剤として作用する。
かかる触媒としては、これに限定されるものではない
が、例えば白金黒、アルミナ、シリカなどの担体に固体
白金を担持させたもの、塩化白金酸、アルコール変性塩
化白金酸、塩化白金酸とオレフィンとの錯体、白金とビ
ニルシロキサンとの錯体等を例示することができる。
これらの触媒の使用にあたっては、それが固体触媒であ
るときには、分散性をよくするために細かく砕いたり、
その担体を粒径が小さく且つ比表面積が大きいものとす
ることが好ましい。また塩化白金酸或いは塩化白金酸と
オレフィンとの錯体については、これらをアルコール、
ケトン、エーテル若しくは炭化水素系などの溶剤に溶解
して使用することが望ましい。
これら触媒の使用量は、所謂触媒量で所望とする硬化速
度を得ることができるが、経済的見地或いは良好な硬化
物を得るためには、次のような割合で使用することが好
適である。即ち、塩化白金酸のようにシロキサン成分と
相溶するものについては、前記(A)および(B)成分
のオルガノポリシロキサンの合計量に対して0.1〜100pp
m(白金換算)、また白金黒等の固体触媒については、2
0〜500ppm(白金換算)の範囲とするのがよい。
(D)不飽和イソシアヌレート変性ポリオルガノシロキ
サン 本発明において使用される成分(D)の変性オルガノポ
リシロキサンは、前述した一般式〔I〕、即ち、 で表わされる。
この一般式〔I〕において、R1は水素原子、或いは非置
換又は置換のアルキル基、アリール基、アルケニル基の
何れかを示す。
アルキル基としては、炭素数1〜20のものが好適であ
り、例えばメチル,エチル,クロロエチル,プロピル,
イソプロピル,ブチル,イソブチル,ペンチル,ヘキシ
ル,ドデシル等やシアノプロピル,ジブロモブチル等の
置換アルキルが例示される。
またアリール基としては、フェニル,クロロフェニル,
ジブロモフェニル,ベンジル等が挙げられる。
さらにアルケニル基としては、炭素数2〜8であり、一
個の炭素間二重結合を含むものを挙げることができ、具
体的にはビニル,アリル,ブテニル,イソブテニル,ペ
ンテニル,ヘキセニル等が例示され、アリル基が好適で
ある。本発明においては、4個の基R1が全てアリル基で
あるものが最も好適である。
R2およびR3は、水素原子,或いは脂肪族不飽和基を含ま
ない置換、非置換の一価炭化水素であり、この様な一価
炭化水素基としては、メチル,エチル,クロロエチル,
シアノプロピル,トリフロロプロピル等の非置換又は置
換アルキル基、フェニル,クロロフェニル,ベンジル等
の非置換又は置換アリール基が例示される。
またaは、1〜8の整数であり、合成上の見地から、3
であることが好ましい。
nは0〜100の整数であり、粘度および配合量からいっ
て、20以下であることが好適である。
上述した一般式〔I〕で表わされる変性オルガノポリシ
ロキサンとしては、具体的には次のものが例示される。
これらの成分(D)のイソシアヌレート変性オルガノポ
リシロキサンは、それぞれ対応する不飽和イソシアヌレ
ートと、分子鎖両末端にSiH結合を有するシロキサン
化合物とを、白金触媒の存在下で付加反応に供すること
によって容易に合成される。
これらのイソシアヌレート変性オルガノポリシロキサン
は、接着耐久性向上剤として作用するとともに、0℃で
も結晶化することなく液状であり、また前記(A)およ
び(B)成分のポリシロキサンに対する相溶性にも優れ
ている。この結果として本発明の組成物は、顕著に優れ
た接着耐久性を示すのみならず、その調製および保存に
際しても各配合成分の分離等が有効に抑制され、安定し
た品質を有する。
本発明において、上述した成分(D)のイソシアヌレー
ト変性オルガノポリシロキサンは、成分(A)のオルガ
ノポリシロキサン100重量部当たり1〜50重量部、特に
4〜30重量部の割合で配合するのが好ましい。
この使用量が1重量部よりも少ないと接着耐久性等の特
性を向上させるという本発明の目的を達成することが困
難となる場合があり、また50重量部よりも多量に使用さ
れた場合には経済的に不利となるばかりか他の物性が損
なわれる場合がある。
他の配合剤 本発明においては、前述した成分(D)のシアヌレート
変性オルガノポリシロキサンとともに、必要に応じてケ
イ素原子に結合した水素原子を1分子中に1個以上有
し、さらにアルコキシ基およびエポキシ基の少なくとも
1種を有するオルガノポリシロキサンを併用することに
より、接着性を顕著に向上させることが可能となる。こ
のオルガノポリシロキサンは、所定の基材に対して自己
接着性を向上させる様に作用するものであって、それ自
体は公知のものである。
例えば特公昭53−21026号開示のアルコキシシロキシ基
を有するもの、特公昭53−13508号開示のエポキシ含有
炭化水素基を有するもの、特公昭59−5219号開示のアル
コキシシロキシ基及びエポキシ含有炭化水素基を有する
もの等が好適に使用される。更に具体的には、これに限
定されるものではないが、次のケイ素化合物を例示する
ことができる。
これらは、用途に応じて適宜重合度等を増大させて使用
することも可能である。
上述したオルガノポリシロキサンは、必要に応じて成分
(A)のオルガノポリシロキサン100重量部当り0〜20
重量部、好ましくは0.5〜10重量部の割合で使用するこ
とができる。
また本発明の組成物においては、その用途等に応じて、
充填剤等の種々の配合剤を配合することができる。
例えば、充填剤としては、付加型シリコーンゴム組成物
について通常使用されているものは全て使用することが
でき、具体的にはヒュームドシリカ、沈降性シリカ、疎
水化処理したシリカ、カーボンブラック、二酸化チタ
ン、酸化第二鉄、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、石英粉
末、けいそう土、ケイ酸カルシウム、タルク、ベントナ
イト、アスベスト、ガラス繊維、有機繊維等が単独或い
は2種以上の組合せで使用される。
かかる充填剤の配合量は、本発明の目的を損なわないか
ぎり任意であるが、一般的には成分(A)のオルガノポ
リシロキサン100重量部当り600重量部以下とされる。ま
たこれらの内でもヒュームドシリカは25重量部以下とす
ることが好ましく、アルミナ等の場合には300〜500重量
部の範囲が好適であり、充填剤の吸油量、表面積、比重
等に応じて好適な添加量は異なる。
また硬化物の強度を補強するためには、特公昭38−2677
1号、特公昭45−9476号等に開示されているSiO2単位、C
H2=CH(R′)−SiO0.5単位及びR′−SiO0.5単位
(R′は不飽和脂肪族基を含まない1価の炭化水素基)
を含む樹脂構造のオルガノポリシロキサンを添加するこ
ともできる。
更に組成物の硬化速度を制御する目的で、特公昭48−10
947号に開示されているCH2=CHR″SiO単位(R″は上記
R′と同じ)を含むオルガノポリシロキサン、米国特許
第3,445,420号明細書に開示されたアセチレン化合物、
及び米国特許第3,532,649号明細書に開示された重金属
のイオン性化合物等を配合することができ、また硬化物
の耐熱衝撃性、可撓性等を向上させるために無官能のオ
ルガノシロキサンを配合することもできる。
更に必要に応じて、ベンガラ、黒ベンガラ、酸化セリウ
ムなどの着色剤や耐熱向上剤、カーボン、酸化チタン、
ベンゾトリアゾール、炭酸亜鉛、炭酸マンガンなどの難
燃性付与剤、ビニル基含有シロキサン、アセチレン系化
合物などの付加反応制御剤、発泡剤等も適宜配合するこ
とができる。
(発明の効果) 本発明の接着性オルガノポリシロキサン組成物は、それ
単独で容易に、金属類のみならずポリエチレンテレフタ
レート、ポリブチレンテレフタレート、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂等の各種エンジニアリングプラスチッ
クと強固に接着させることが可能であり、しかも接着耐
久性も顕著に向上した。
さらに本発明の両末端変性オルガノポリシロキサンは0
℃でも液状のため寒冷期の配合調製も容易で工業的に非
常に有利である。
従って本発明によれば、付加硬化型のオルガノポリシロ
キサン接着組成物を、極めて広い種々の用途に適用する
ことが可能となった。
(実施例) 以下の実施例において「部」は全て重量部を意味し、ま
た粘度は全て25℃の値である。
合成例1 500ml4つ口セパラブルフラスコ内にトリアリルイソシア
ヌレート100g(0.40モル)、乾燥トルエン200g及び0.5
%の塩化白金酸アルコール溶液を0.2g仕込み、80℃に加
熱後ジメチルクロルシラン42g(0.44モル)を滴下し、
2時間80℃にて反応を完結させた。その後ストリップに
て未反応物を除いた後、4×10-4torr,130℃にて を124g得た。これを加水分解、中和、水洗、乾燥、ろ過
により無色透明粘稠液体である化合物(D1)を101g採取
した。
合成例2 500ml4つ口セパラブルフラスコ内にトリアリルイソシア
ヌレート100g(0.40モル)、乾燥トルエン200g及び0.5
%の塩化白金酸アルコール溶液を0.2g仕込み、100℃に
加熱後平均式 で表されるオルガノシロキサン150g(0.26モル)を滴下
し、6時間100℃にて反応を完結させた。冷却後活性炭3
gを添加し、25℃で8時間撹拌後処理をした。ろ過した
のち、20torr,170℃にて未反応物をストリップして無色
透明粘稠液体である化合物(D2)を210g採取した。
実施例1 下記成分、即ち、 ジメチルポリシロキサンジメチルビニル基で両末端封鎖
粘度;5000cSt 100 部 フェームドシリカトリメチルシリル基で表面疎水化比表
面積;300m2/g 15 部 塩化白金酸のオクタノール溶液2重量%の白金含有 0.
02 部 3−メチル−3−ヒドロキシ−1−ブチン(制御剤)
0.005部 を加えて均一に混合した。
更に下記平均式(I)で表されるオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサンを2.5部、及び下記式(II)で表され
るオルガノポリシロキサン3.0部、並びに合成例1で合
成した両末端変性オルガノポリシロキサン(D1)を1.5
部添加混合し、接着組成物(イ)を調製した。
この組成物(イ)は、120℃/60分の条件で硬化させた
後、JIS K−6301に準じてゴム物性を測定し、また各種
被着体との剪断接着力及びその浸水耐久性を測定した。
測定結果を第1表に示す。
実施例2 主剤のジメチルポリシロキサンとして下記の2種のもの
を使用する。
(a);分子鎖両末端に 及び分子内に平均1個の を有し、30,000cStの粘度を有するもの。
(b);分子鎖両末端に を有し、600cStの粘度を有するもの。
下記成分、即ち、 ジメチルポリシロキサン(a) 50 部 ジメチルポリシロキサン(b) 50 部 アルミナ(平均粒径5μm) 300 部 塩化白金酸のオクタノール溶液(実施例1と同じ) 0.
1 部 3−メチル−3−ヒドロキシ−1−ブチン(制御剤)
0.03部 を加えて均一に混合した。
更に下記平均組成式(III)で表されるオルガノハイド
ロジェンポリシロキサンを4.4部及び下記の構造式のオ
ルガノポリシロキサン(IV)4.0部並びに合成例2で合
成した両末端変性シロキサン(D2)を3.0部添加混合し
接着組成物(ロ)を調製した。
この組成物(ロ)を130℃/30分の条件で硬化させて実施
例1と同様にゴム物性及び接着力を測定した。測定結果
を表1に示す。
比較例1,2 実施例1及び実施例2おいてそれぞれ両末端変性オルガ
ノポリシロキサン(D1),(D2)を使用せずに各例と同
様にして比較組成物a,bを調製し、同様の測定を行っ
た。測定結果は表1に併せて示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 俊明 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社シリコーン電子材料技術研 究所内 (56)参考文献 特開 昭57−137355(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)一分子中に少なくとも2個のアルケ
    ニル基を有し、25℃における粘度が100〜200,000cStで
    あるオルガノポリシロキサン、 (B)一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を2個
    以上有し、前記オルガノポリシロキサンのアルケニル基
    1個当り該水素原子を0.6〜6.0個供給する量のオルガノ
    ハイドロジェンポリシロキサン、 (C)白金または白金化合物系触媒、 (D)下記一般式、 式中、R1は水素原子、或いは非置換又は置換のアルキル
    基、アリール基、アルケニル基の何れかを示し、且つこ
    れらR1の少なくとも1個はアルケニル基であり、 R2及びR3は、水素原子または置換,非置換の一価炭化水
    素基を示し、 aは1〜8の整数、 nは0〜100の整数を示す、 で示される不飽和イソシアヌレート変性オルガノポリシ
    ロキサン、 を含有していることを特徴とする接着性オルガノポリシ
    ロキサン組成物。
  2. 【請求項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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