JPH0742408B2 - Conductive silicone rubber composition - Google Patents
Conductive silicone rubber compositionInfo
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- JPH0742408B2 JPH0742408B2 JP63101820A JP10182088A JPH0742408B2 JP H0742408 B2 JPH0742408 B2 JP H0742408B2 JP 63101820 A JP63101820 A JP 63101820A JP 10182088 A JP10182088 A JP 10182088A JP H0742408 B2 JPH0742408 B2 JP H0742408B2
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- carbon black
- silicone rubber
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- conductive
- rubber composition
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- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリコーンゴムに加硫阻害を伴うことなく導
電性を付与することができる導電性シリコーンゴム組成
物に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a conductive silicone rubber composition capable of imparting conductivity to silicone rubber without inhibiting vulcanization.
シリコーンゴムに導電性を付与する材料として、カーボ
ンブラックとくに粒子比表面積の大きいハード系領域の
カーボンブラックが有用されている。ところが、この種
のカーボンブラックは表面活性が強いために加硫時、ベ
ンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキサイド、
ジクミルパーオキサイドなどによる架橋反応を阻害する
ほか、成形性（寸法安定性）、補強性などを損ねる欠点
がある。As a material for imparting conductivity to silicone rubber, carbon black, particularly carbon black in a hard region having a large particle specific surface area, is useful. However, since this type of carbon black has strong surface activity, benzoyl peroxide, t-butyl peroxide,
In addition to inhibiting the cross-linking reaction due to dicumyl peroxide, it has the drawback of impairing moldability (dimensional stability) and reinforcing properties.
このような加硫阻害の防止を図るため、従来、亜鉛華、
酸化マグネシウム等の金属酸化物、あるいはトリエタノ
ールアミン、ジフェニルグアニジン等の有機アミンから
選ばれた加硫助剤を添加して充填剤成分を塩基側に移行
させる手段が講じられているが、導電性向上の面からは
これら助剤の使用はマイナス因子となる。In order to prevent such vulcanization inhibition, zinc white,
Means for migrating the filler component to the base side by adding a vulcanization aid selected from metal oxides such as magnesium oxide or organic amines such as triethanolamine and diphenylguanidine have been taken. From the standpoint of improvement, the use of these auxiliaries is a negative factor.
また、別の解決手段として導電性付与材に炭素繊維を用
い、これを2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド加
硫剤と併用することにより加硫阻害を減少させる提案
（特開昭49−33951号公報）もなされているが、カーボ
ンブラックを使用する場合に比べて導電性能の向上度合
が劣る難点がある。Further, as another solution, a carbon fiber is used as a conductivity-imparting material, and it is proposed to use it together with a 2,4-dichlorobenzoyl peroxide vulcanizing agent to reduce vulcanization inhibition (JP-A-49-33951). However, there is a drawback in that the degree of improvement in conductive performance is inferior to the case where carbon black is used.
このようにカーボンブラックは導電性付与材としての効
能は優れているものの、加硫阻害による成形性および補
強性の低下などを伴う関係で多量に配合することができ
ないという未解決の問題がある。したがって、カーボン
ブラックの高配合域でシリコーンゴムに配合した場合、
加硫阻害などの課題が解消できれば当該分野で恩恵は大
きい。As described above, although carbon black has an excellent effect as a conductivity-imparting material, there is an unsolved problem that it cannot be blended in a large amount due to deterioration of moldability and reinforcing property due to inhibition of vulcanization. Therefore, when blended with silicone rubber in a high blending range of carbon black,
If problems such as vulcanization inhibition can be resolved, there will be great benefits in this field.
本発明は、カーボンブラックの性状構造の面から上記課
題の解決を図ったものである。The present invention is intended to solve the above problems from the aspect of the property structure of carbon black.
すなわち、本発明に係る導電性シリコーンゴム組成物
は、BET比表面積（N2SA）が150m2/g以上のファーネスカ
ーボンブラックを不活性気流中1300〜1500℃の温度で１
時間以内の短時間熱履歴を施して改質された下記の選択
的特性を備える導電性カーボンブラックを、シリコーン
ゴムに配合してなることを構成上の特徴とする。That is, in the conductive silicone rubber composition according to the present invention, furnace carbon black having a BET specific surface area (N 2 SA) of 150 m 2 / g or more is used in an inert gas stream at a temperature of 1300 to 1500 ° C.
A constitutional feature is that the conductive carbon black having the following selective characteristics, which is modified by applying a short heat history within a time period, is blended with a silicone rubber.
（１）pH＞9.0 （２）Ｏ％/8＋Ｈ％の式により算出される Ｇ値≦0.15グラム当量/100gカーボンブラック （３）pH/真比重値の式により算出される Ｔ値＞−4.54×10-2（N2SA）＋13.38 （４）揮発分含量（Vm）が0.5％未満 本発明に適用されるカーボンブラックの各特性数値は、
以下の測定方法による値とする。(1) pH> 9.0 (2) O% / 8 + H% calculated G value ≦ 0.15 gram equivalent / 100g carbon black (3) pH / true specific gravity calculated T value> −4.54 × 10 -2 (N 2 SA) + 13.38 (4) Volatile content (Vm) is less than 0.5% Each characteristic value of carbon black applied to the present invention is
The value is based on the following measurement method.
BET比表面積（N2SA） ASTM D3037−78“Standard Methods of Testin′g Carb
on Black−Surface Area by Nitrogen Adsorption"Meth
od Bによる。なお、この方法で測定したIRB＃５の値は8
0.3m2/gであった。BET Specific Surface Area (N 2 SA) ASTM D3037-78 “Standard Methods of Testin′g Carb
on Black-Surface Area by Nitrogen Adsorption "Meth
by od B. The value of IRB # 5 measured by this method is 8
It was 0.3 m 2 / g.
pH JIS K6221（1982）６・４・２項による。pH According to JIS K6221 (1982) 6.4.2.
真比重値 カーボンブラック試料を落し蓋付るつぼに採り、650±2
5℃の温度で５分間脱気処理を施したのち「工業化学雑
誌」第66巻，第12号（1963）1758頁に掲載されたＢ法に
準拠して測定する。すなわち、脱気処理後の試料をピク
ノメーターに適量秤取し、少量のベンゼンで浸漬してか
ら２〜5mmHgの真空下で気泡発生が認められなくなるま
で減圧脱気する。次いでピクノメーターにベンゼンを充
填して25±0.1℃の恒温水槽中に30分保持したのち秤量
する。真比重値は次式により算出される。True specific gravity value Drop the carbon black sample into a crucible with a lid, 650 ± 2
After deaeration at a temperature of 5 ° C for 5 minutes, the measurement is carried out in accordance with the method B described in "Industrial Chemistry Magazine" Vol. 66, No. 12 (1963), page 1758. That is, an appropriate amount of the degassed sample is weighed in a pycnometer, immersed in a small amount of benzene, and then degassed under reduced pressure under a vacuum of 2 to 5 mmHg until no bubbles are observed. Then, the pycnometer is filled with benzene, kept in a constant temperature water bath of 25 ± 0.1 ° C. for 30 minutes, and then weighed. The true specific gravity value is calculated by the following formula.
ただし、Ａはピクノメーターの質量、Ｃはピクノメータ
ー＋ベンゼンの質量、Ｄはピクノメーター＋カーボンブ
ラック試料の質量、Ｅはピクノメーター＋カーボンブラ
ック試料＋ベンゼンの質量、▲ｄ25 4▼はベンゼンの比
重である。なお、この方法で測定したIRB＃４の真比重
値は1.7780であった。 Where A is the mass of the pycnometer, C is the mass of the pycnometer + benzene, D is the mass of the pycnometer + carbon black sample, E is the mass of the pycnometer + carbon black sample + benzene, and ▲ d 25 4 ▼ is of the benzene. It is specific gravity. The true specific gravity of IRB # 4 measured by this method was 1.7780.
上記の特性を有する本発明の導電性カーボンブラック
は、主に性状構造が塩基性であり結晶子が再配列してい
るところに特徴づけられる。The conductive carbon black of the present invention having the above characteristics is characterized mainly in that its characteristic structure is basic and crystallites are rearranged.
まず、BET比表面積（N2SA）が150m2/g以上のハード系領
域は、ゴム成分に高度の導電性を付与するための前提的
な特性項目となる。First, the hard system region having a BET specific surface area (N 2 SA) of 150 m 2 / g or more is a prerequisite characteristic item for imparting a high degree of conductivity to the rubber component.
pHを9.0以上とする要件はカーボンブラックが塩基性に
移行していることを示す要素で、例えばキノン基のよう
な有機過酸化物のイオン分解に関与する表面官能基のＯ
およびＨ量を規制したＧ値（Ｇ値≦0.15グラム当量/100
gCB）の選択特性と共に加硫阻害の防止化に機能する。The requirement of pH of 9.0 or more is an element showing that carbon black has shifted to basicity, and for example, O of the surface functional group involved in the ionic decomposition of organic peroxide such as quinone group.
And H value regulated G value (G value ≤ 0.15 gram equivalent / 100
It functions to prevent the inhibition of vulcanization together with the selective characteristics of gCB).
真比重値はカーボンブラックアグリゲート内部における
アグリゲート結晶子に再配列状態を表わす指標で、Ｔ値
が−4.54×10-2（N2SA）＋13.38以上の要件は一定pH水
準において低真比重値、すなわち結晶子の再配列が進行
していることを示す。そして、定BET比表面当りのＴ値
を上げることで適度の補強性と架橋反応に有利な構造特
性が付与されることになる。The true specific gravity is an index showing the rearrangement state of the aggregate crystallites inside the carbon black aggregate, and the requirement that the T value is −4.54 × 10 −2 (N 2 SA) + 13.38 or more is low at a certain pH level. Specific gravity, that is, the fact that crystallite rearrangement is in progress. By increasing the T value per constant BET ratio surface, appropriate reinforcing properties and structural characteristics advantageous for the crosslinking reaction are imparted.
なお、その他の付加要件としてカーボンブラックの揮発
分含量（Vm）を0.5％未満に保持すると加硫阻害の防止
効果が一層向上する。As another additional requirement, if the volatile content (Vm) of carbon black is maintained at less than 0.5%, the effect of preventing vulcanization is further improved.
本発明の導電性カーボンブラックは、BET比表面積（N2S
A）150m2/g以上の超微粒子のファーネスカーボンブラッ
クに熱履歴を与えることにより製造することができる。
熱履歴は、窒素、アルゴンなどの不活性気流中で1300〜
1500℃の温度で１時間以内の短時間の条件で行う必要が
ある。これを例えば1000℃以下で140時間以上処理する
ような低温長時間の条件ではキノン基等の強固な表面官
能基を効果的に除去することができず、また結晶子再配
列後の焼締り現象により真比重値の上昇を招く。そのう
え、BET比表面積（N2SA）の低下を誘発するなどの現象
を生じ、結果的に本発明の選択的特性範囲を実現するこ
とが困難となる。The conductive carbon black of the present invention has a BET specific surface area (N 2 S
A) It can be produced by applying a thermal history to furnace carbon black of ultrafine particles of 150 m 2 / g or more.
The thermal history is 1300 ~ in an inert gas stream such as nitrogen or argon.
It is necessary to perform it at a temperature of 1500 ° C for a short time within 1 hour. For example, it is not possible to effectively remove strong surface functional groups such as quinone groups under conditions of low temperature and long time such as treating this at 1000 ° C. or lower for 140 hours or more, and the compaction phenomenon after crystallite rearrangement This causes an increase in the true specific gravity value. In addition, phenomena such as inducing a decrease in BET specific surface area (N 2 SA) occur, and as a result, it becomes difficult to realize the selective characteristic range of the present invention.
また、1500℃を越える温度による熱履歴を施すと、ファ
ーネスカーボンブラックの黒鉛化が進行するため真比重
が高くなり、Ｔ値の要件を満たさなくなる。Further, when heat history is applied at a temperature exceeding 1500 ° C., the true specific gravity becomes high because the graphitization of the furnace carbon black progresses, and the T value requirement is not satisfied.
熱履歴を施した導電性カーボンブラックは、シリコーン
ゴムに配合して本発明の導電性シリコーンゴム組成物と
する。導電性カーボンブラックの配合量は、シリコーン
ゴム100重量部に対し40〜150重量部の範囲で、必要に応
じ常用の加硫剤、加硫促進剤、その他の添加物とともに
混練される。The conductive carbon black subjected to heat history is blended with silicone rubber to obtain the conductive silicone rubber composition of the present invention. The compounding amount of the conductive carbon black is in the range of 40 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silicone rubber, and kneading may be carried out together with a commonly used vulcanizing agent, vulcanization accelerator and other additives as required.
一般にBET比表面積（N2SA）の大きい超微粒子系カーボ
ンブラックの配合はシリコーンゴムに高度の導電性能を
付与するためには有効である反面、その表面活性の故に
過酸化物架橋による加硫を阻害する要因となる。Generally, the addition of ultrafine carbon black having a large BET specific surface area (N 2 SA) is effective for imparting a high degree of conductive performance to silicone rubber, but it is vulcanized by peroxide crosslinking due to its surface activity. It becomes an obstacle.
本発明の特性要件を満すカーボンブラックは、BET比表
面積（N2SA）が極めて大きい領域に位置するにも拘らず
相対的に表面活性が十分に後退した表面性状を呈してい
る。加えて、カーボンブラック構造粒子の結晶再配列化
が進行した構造形態を示すから、これら性状構造が総合
的に作用してシリコーンゴム配合時における加硫阻害の
防止、成形性および補強性の向上などに効果的に寄与す
る。The carbon black satisfying the characteristic requirements of the present invention has a surface property in which the surface activity is relatively recessed despite being located in a region where the BET specific surface area (N 2 SA) is extremely large. In addition, since the carbon black structure particles show a structural morphology in which the crystal rearrangement has progressed, these property structures act comprehensively to prevent vulcanization inhibition during the compounding of silicone rubber, improve moldability and reinforcement, etc. Effectively contribute to.
BET比表面積（N2SA）150m2/g以上のファーネスカーボン
ブラックを窒素気流中で各種条件により熱履歴を与え
た。熱履歴の条件と処理後のカーボンブラックの性状特
性を表１に示した。Furnace carbon black having a BET specific surface area (N 2 SA) of 150 m 2 / g or more was given a thermal history under various conditions in a nitrogen stream. Table 1 shows the thermal history conditions and the property characteristics of the carbon black after the treatment.
上記の性状特性を有する各カーボンブラックを用い、シ
リコーンゴム〔信越化学工業（株）製,KE520−Ｕ〕100
部、ｔ−ブチルパーオキシヘキサン〔加硫剤，信越化学
（株）製,C−8A〕２部、カーボンブラック50部の割合で
配合し、ロール混練してシートに形成した。ついで各シ
ートを165℃で40分加硫処理をおこなった。 Silicone rubber (KE520-U, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 100 was prepared by using each of the carbon blacks having the above properties.
Parts, t-butylperoxyhexane [vulcanizing agent, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., C-8A] 2 parts, and carbon black 50 parts, and roll kneaded to form a sheet. Then, each sheet was vulcanized at 165 ° C. for 40 minutes.
加硫の状況と得られた導電性シリコーンゴムの特性を表
２に示した。The vulcanization status and the properties of the obtained conductive silicone rubber are shown in Table 2.
本発明の実施例の場合には発泡のない正常な加硫がおこ
なわれ、成形性を損わずに適度の補強性と優れた導電性
能を有するシリコーンゴム組成物が得られたが、本発明
の特性要件を満さない比較例ではいずれも加硫硬化が進
まず、著るしい発泡が認められた。 In the case of the examples of the present invention, normal vulcanization without foaming was performed, and a silicone rubber composition having a suitable reinforcing property and excellent conductive performance without impairing moldability was obtained. In each of the comparative examples which did not satisfy the characteristic requirement of No. 3, the vulcanization and curing did not proceed, and remarkable foaming was recognized.
以上のとおり、本発明によれば従来至難とされていた高
配合使用域においても加硫阻害を起さず、高度な導電性
能を有する正常な導電性シリコーンゴム組成物を得るこ
とが可能となる。そのうえ、成形性を損うことなしに補
強性の増大を図ることができるから製品品位も向上す
る。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a normal conductive silicone rubber composition having a high level of conductive performance without causing vulcanization inhibition even in a high compounding use range which has been conventionally considered difficult. . Moreover, since the reinforcing property can be increased without impairing the moldability, the product quality is improved.
Claims (1)
ーネスカーボンブラックを不活性気流中1300〜1500℃の
温度で１時間以内の短時間熱履歴を施して改質された下
記の選択的特性を備える導電性カーボンブラックを、シ
リコーンゴムに配合してなることを特徴とする導電性シ
リコーンゴム組成物。 （１）pH＞9.0 （２）Ｏ％/8＋Ｈ％の式により算出される Ｇ値≦0.15グラム当量/100gカーボンブラック （３）pH/真比重値の式により算出される Ｔ値＞−4.54×10-2（N2SA）＋13.38 （４）揮発分含量（Vm）が0.5％未満1. A furnace carbon black having a BET specific surface area (N 2 SA) of 150 m 2 / g or more was modified by subjecting it to a heat history in an inert gas stream at a temperature of 1300 to 1500 ° C. for a short time within 1 hour. A conductive silicone rubber composition, characterized in that a conductive carbon black having the following selective characteristics is blended with a silicone rubber. (1) pH> 9.0 (2) O% / 8 + H% calculated G value ≦ 0.15 gram equivalent / 100g carbon black (3) pH / true specific gravity calculated T value> −4.54 × 10 -2 (N 2 SA) + 13.38 (4) Volatile content (Vm) is less than 0.5%
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63101820A JPH0742408B2 (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Conductive silicone rubber composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63101820A JPH0742408B2 (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Conductive silicone rubber composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01272667A JPH01272667A (en) | 1989-10-31 |
| JPH0742408B2 true JPH0742408B2 (en) | 1995-05-10 |
Family
ID=14310756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63101820A Expired - Lifetime JPH0742408B2 (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Conductive silicone rubber composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742408B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4301468B2 (en) * | 1999-07-07 | 2009-07-22 | 信越化学工業株式会社 | Heat-resistant and heat-conductive silicone rubber composite sheet and method for producing the same |
| JP4086222B2 (en) * | 2002-03-12 | 2008-05-14 | 信越化学工業株式会社 | Heat resistant and heat conductive silicone rubber sheet for thermocompression bonding |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6067564A (en) * | 1983-09-22 | 1985-04-17 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Production of carbon black having high electrical conductivity |
| JPS60190469A (en) * | 1984-03-13 | 1985-09-27 | Tokai Carbon Co Ltd | Production of conductive carbon black |
-
1988
- 1988-04-25 JP JP63101820A patent/JPH0742408B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 山下三郎発行「カーボンブラック便覧」第２版昭和４７年５月２５日株式会社図書出版社発行第１４０頁第１７８〜１７９頁，第１９０−１９２頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01272667A (en) | 1989-10-31 |
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