JPH0853623A - チキソトロープの発泡性オルガノシロキサン組成物 - Google Patents
チキソトロープの発泡性オルガノシロキサン組成物Info
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- JPH0853623A JPH0853623A JP7118548A JP11854895A JPH0853623A JP H0853623 A JPH0853623 A JP H0853623A JP 7118548 A JP7118548 A JP 7118548A JP 11854895 A JP11854895 A JP 11854895A JP H0853623 A JPH0853623 A JP H0853623A
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Abstract
性質に悪影響を与えずに流れを抑制するに充分なチクソ
トロープ性をオルガノシロキサン組成物に与える。 【構成】 硬化性オルガノシロキサン組成物にエチレン
性不飽和カルボン酸のグリセリドの水素化物を配合した
もの。
Description
ン組成物であって、他の性質に悪影響を与えず、またこ
れら組成物から調製される硬化された泡に悪影響を与え
ずに、チキソトロピーを与える添加剤を含むものに関す
る。この添加剤は、小さな断面積で密度の低い泡を調製
するのに特に有用である。
ノハイドロジェンシロキサン、水酸基含有化合物並びに
発泡及び硬化の触媒としての白金族金属又はその化合物
を含む発泡性組成物は、特許及び雑誌文献に記載されて
いる。関連する特許には、米国特許No.392370
5;4026843;4189545;459022
2;4599367及び5252627がある。
ポリオルガノシロキサンは、1分子当たり少なくとも2
つのアルケニル基又はシラノール基を有する。前記ポリ
オルガノシロキサンがシラノール基を含んでいないとき
は、低分子量水酸基含有化合物、例えばアルコール、シ
ラノール又はシロキサノールが、反応混合物中に含まれ
ていて、前記組成物を発泡するために必要な水素を発生
する。
は、硬化した発泡体は密度が20Lb/ft3 (0.3
2g/cm3 )を有することが望ましい。これらの発泡体
を調製するために用いられる硬化性オルガノシロキサン
組成物の粘度は、一般には20〜70Pa・sである。
これらの組成物は、硬化前に組成物の流れを阻止するた
めのせき板又は他の障壁がなければ、三次元製品を調製
することが困難な程に流動性がよい。
えて、剪断力がないときに、これら組成物が流れる傾向
を減らすために種々の添加剤が用いられてきた。これら
添加剤としては、微細に分割された未処理のシリカ、シ
ラン類又は他の水酸基含有有機ケイ素化合物で処理され
たシリカ、アスベスト繊維、カーボンブラック及び他の
形の微細に分割された炭素、第4アンモニウム化合物で
処理された粘土、フタロシアニン及び他の有機顔料、微
細に分割された金属炭酸塩、酸化物、水酸化物及びケイ
酸塩、ヒドロキシステアリン酸リチウム、アルミニウム
及び他の金属の石鹸、セルロースエステル、コロイド状
のアルカリ金属又はアルカリ土類金属のアルミノケイ酸
塩並びにひまし油中に存在するような不飽和脂肪酸のグ
リセリドの水素化物、がある。これらのチクソトロープ
剤は以下の文献の1又はそれ以上に記載されている:E
P−A0198536;米国特許No.4497919;
JP−A2−038309;及びKirk Othme
r Encyclopedia of Chemica
l Technology, volume 19,
page 530, volume 20, page
262。
剤のいくつか、特に処理された又は処理されていない形
の微細に分割されたシリカは、発泡性オルガノシロキサ
ン組成物の加工性(processability)に
悪影響を与えることを、本発明者等は見いだした。それ
らは、これら組成物から調製される硬化発泡体のきめ、
密度及び他の物性をも変え、この発泡体がもはやその意
図した用途に適しないようにしてしまう。
おいて、注入又は押し出しにより三次元低密度硬化物品
に成形できる発泡性組成物を提供することである。
目的は、発泡性オルガノシロキサン組成物中に水素化ひ
まし油又は他のエチレン性不飽和脂肪酸のグリセリドの
水素化物の存在によって達成される。
ノシロキサン組成物であって: A.1分子あたり、シラノール基及びアルケニル基から
選ばれる少なくとも2つの反応性基を含むポリオルガノ
シロキサン; B.前記組成物を発泡させ硬化させるに充分な量の、1
分子あたり少なくとも3つのケイ素に結合した水素原子
を有し、水素原子がケイ素原子1個あたり1個以下であ
るオルガノハイドロジェンシロキサン; C.1分子あたり少なくとも1つのカルビノール基又は
シラノール基を有する化合物;及び D.触媒として、前記組成物の発泡と硬化を促進するに
充分な量の、周期律表の白金族の金属又は前記金属の化
合物、 前記組成物が硬化する前に実質的に流動するのを防ぐに
充分な量のチクソトロープ添加剤(成分E)を前記組成
物中に存在させ、前記添加剤が炭素原子数12〜20の
少なくとも1つのエチレン性不飽和カルボン酸のグリセ
リドの水素化物を含むことを特徴とするもの、を提供す
る。
クソトロープ剤として、炭素原子数12〜20で、任意
成分として少なくとも1つの水酸基を有するエチレン性
不飽和カルボン酸の少なくとも1つから誘導されるグリ
セリドの水素化物が存在することである。これらの酸
は、不飽和脂肪酸とも呼ばれ、ドデカン酸、オレイン
酸、リノレイン酸及びリシノレイン酸(12−ヒドロキ
シ−9−オクタデカン酸)を含む。水素化ひまし油、リ
シノレイン酸、オレイン酸及びリノール酸の各グリセリ
ドの混合物は、コストと入手の容易さの故に、好ましい
チクソトロープ剤である。
明組成物に使用する場合に、公知のチクソトロープ剤に
対して特異であると考えられる。理由は、それは、この
組成物を傾斜した又は垂直な表面に適用したとき、さも
なくば硬化前に流動してしまう組成物の流れを実質的に
妨げる能力を有するからである。これら組成物のための
他のチクソトロープ添加剤、例えば微細に分割されたシ
リカとは相違して、本発明におけるチクソトロープ剤
は、この組成物の加工性(processabilit
y)に悪影響を与えず、硬化した発泡体の望みの性質、
特にそのきめ及び密度に悪影響を与えない。
0.5〜5wt%、好ましくは1〜4wt%を占める。
濃度が5wt%より大きいと、この組成物を従来の混合
装置で加工するのが困難となる。
に使用するのに、2種の硬化性オルガノシロキサン組成
物が適当である。両方のタイプにおいて、発泡体の気泡
質の構造を形成するに必要な水素は、シラノール又は水
酸基と、ケイ素に結合した水素原子とを、適当な触媒、
典型的には周期律表の白金族の金属又はこれら金属の1
つの化合物の存在下に反応させることにより発生させ
る。この反応はオルガノシロキサン組成物の硬化と同時
に起こる。
在するケイ素に結合した水素原子と硬化性ポリオルガノ
シロキサン上に存在するシラノール基とを含む。発泡剤
として必要な水素はこの反応の副生物として発生する。
ルガノシロキサン上にあるアルケニル基と硬化剤上にあ
るケイ素に結合した水素原子との間のヒドロシリル化反
応である。
本発明の硬化性組成物は、シラノール官能性ポリオルガ
ノシロキサン、アルケニル官能性ポリオルガノシロキサ
ン及びこの両者のポリオルガノシロキサンの混合物の内
の少なくとも1つを含む。
な発泡体に必要な水素を発生するに充分な濃度のシラノ
ール基を含んでいないならば、水酸基又はシラノール基
を含む追加の化合物(成分C)が、この硬化性組成物中
に存在しなければならない。このシラノール基はシラン
又は低分子量オルガノシロキサン上に存在することがで
き、一般には水として、又は1価又は多価アルコールの
反応性基として存在する。
んでおり、メタノール、エタノール、プロパノール、ベ
ンジルアルコール、ラウリルアルコール、エチレングリ
コール、プロピレングリコール及び1,4−ブタンジオ
ールでありうる。硬化性オルガノシロキサン組成物を用
いて調製される発泡体の物性を変性するためにアルコー
ルを用いることは、米国特許No.4590222に、よ
り完全に記載されている。
1分子あたり少なくとも2つのアルケニル基又はシラノ
ール基を含み、25℃で粘度0.1〜100Pa・sを
示す。このポリオルガノシロキサン中の反復単位の少な
くとも90%は、一般式R1R2 SiOで示され、ここ
にR1 及びR2 はそれぞれに炭素原子数1〜10の1価
の非置換の又は置換された炭化水素基から選ばれる。こ
の硬化性ポリオルガノシロキサンを特徴付ける前記アル
ケニル基及びシラノール基は、好ましくは分子の末端に
位置する。しかしながら、1又はそれ以上は非末端シロ
キサン単位にも結合しうる。
おいて、各ケイ素原子に結合している炭化水素基の少な
くとも1つは、好ましくはメチルであり、残りのものが
あるとすれば、それはフェニル、3,3,3−トリフル
オロプロピル又はアルケニルである。
最終発泡体の気泡質構造を作りだす水素ガスを発生する
に必要なケイ素に結合した水素原子を供給する少なくと
も1つのオルガノハイドロジェンシロキサンを含む。こ
のオルガノハイドロジェンシロキサンは、線状の又は枝
分かれした構造を持ちえ、ホモポリマー、コポリマー又
はこれらの種類のポリマー類の混合物でありうる。
ェンシロキサンは、25℃で0.01〜10Pa・sの
粘度を示し、ジアルキルシロキサン単位及びアルキルハ
イドロジェンシロキサン単位と共にトリアルキルシロキ
シ末端単位を含む。このアルキル基は炭素原子数1〜4
のものであり、最も好ましくはメチルである。
ドロジェンシロキサンを含み、その1つはポリメチルハ
イドロジェンシロキサンで、第2はメチルハイドロジェ
ンシロキサン単位及びジメチルシロキサン単位を含む。
シロキサン(成分A)とオルガノハイドロジェンシロキ
サン(成分B)の相対的濃度はケイ素に結合した水素原
子対アルケニル基、シラノール基及びカルビノール基の
合計のモル比に等しく、典型的には3.5:1〜5.
5:1、好ましくは5:1である。
られる反応は、周期律表の白金族の金属及びこれら金属
の化合物によって触媒される。好ましい触媒は、塩化第
二白金、塩化第二白金酸及びこれら化合物のエチレン性
不飽和オルガノシロキサン、例えばジビニルテトラメチ
ルジシロキサンによるこれら化合物の配位錯体を含む。
これらの配位錯体は、米国特許No.3419593に記
載されているようにして調製することができる。
万重量部あたり白金族金属3200〜6000部に等し
い。
明組成物は硬化性組成物又は硬化した発泡体の性質を変
性するための種々の成分をも含みうる。
強性及び非補強性鉱物充填材、例えば石英及び炭酸カル
シウム;金属酸化物、例えばアルミナ、アルミナ水和
物、酸化第二鉄及び二酸化チタン;顔料、例えばカーボ
ンブラック及び酸化亜鉛;有機顔料及び染料;酸化防止
剤;熱安定剤;紫外線安定剤;難燃剤及びこの硬化性組
成物の作業時間を増すための触媒抑制剤、例えば環状メ
チルビニルシロキサンを含む。
オルガノシロキシ単位及びSiO4/ 2 単位を含む樹脂状
オルガノシロキサンコポリマーである。このタイプのコ
ポリマーにおけるトリオルガノシロキシ単位は、式R3 3
SiO1/2 で示され、ここにR3 は1価の非置換の又は
置換された炭化水素基である。好ましいコポリマーにお
いて、R3 で示される炭化水素基は、炭素原子数1〜5
のアルキル基の組み合わせ、最も好ましくはメチルであ
る。このコポリマーにおけるトリオルガノシロキシ単位
対SiO4/2 単位のモル比は一般に0.7〜1.2であ
る。このコポリマーは、硬化性アルケニル置換ポリオル
ガノシロキサン及びこのコポリマーの合計重量の30%
までを占める。このコポリマーにおけるケイ素原子の少
なくとも一部はエチレン性不飽和炭化水素基、例えばビ
ニルを含む。
質に混合することによって、調製される。チクソトロー
プ添加剤の硬化を最大にするために、これら組成物は少
なくとも65℃、好ましくは70℃の温度に加熱され、
高速度の剪断を用いて混合し、これはこのチクソトロー
プ添加剤を活性化する。望みの剪断速度は200rpm
の速度で回転する攪拌羽を用いることによって、達成す
ることができる。この剪断速度は、この組成物が40℃
の温度に冷却されるまで維持される。
混合すると、硬化及び発泡を始める。この組成物が硬化
する前に貯蔵することを望むならば、このことは、諸成
分を2又はそれ以上の容器中に詰め、オルガノハイドロ
ジェンシロキサンと硬化性触媒を別々の容器に入れるこ
とによって達成することができる。
組成物を加熱することにより促進される。30〜65℃
の反応温度が好ましい。これらの組成物の発泡と硬化に
必要な時間は、成分の反応性と温度に基づいて、一般に
は3〜30分である。
exture)を示す低密度の発泡体を調製するのに特
に有用である。好ましい発泡体は、密度20Lb/in
3 (320kg/m3 )未満であり、4psi(27.
6kPa)の荷重の下で高さが50%に圧縮されうる。
を述べるもので、特許請求の範囲に記載された発明の範
囲を限定するものと解釈さるべきでない。例中の全ての
部及びパーセンテージは、重量基準であり、粘度は25
℃で測定したものである。
ュームドシリカの両方は発泡性組成物にチクソトロープ
流動性を与える一方で、未処理の及び処理されたシリカ
は硬化発泡体に望みの泡構造及びきめに悪影響を与える
ことを証明する。
(組成物1及び2)を、ベース及び硬化剤からなる2液
組成物として調製した。各組成物のベース部分及び硬化
剤部分は、諸成分を均質に混合し、得られた混合物を7
0℃に加熱し、次いで循環水浴を用いて周囲温度に冷却
することにより調製した。
んでいた:25℃で粘度55Pa・sを示す液体ジメチ
ルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン60部;
トリオルガノシロキシ単位及びSiO2 単位を、前者対
後者のモル比が0.7となるように含み、前記トリオル
ガノシロキシ単位がトリメチルシロキシ及びジメチルビ
ニルシロシキであり、このコポリマーがビニル基を1.
8wt%含んでいるベンゼン溶解性樹脂状コポリマー2
4部;アルミナ3水和物15部;ベンジルアルコール7
部;六塩化白金酸及びsym−テトラメチルジビニルジ
シロキサンの反応生成物であって、白金含量が0.7w
t%となるに充分な量の液体ジメチルビニルシロキシ末
端ポリジメチルシロキサンで希釈されたもの1部;カー
ボンブラック0.6部;及びRheox, Inc.か
らThixin R(R)(商標)として入手可能な水
素化ひまし油。
のものを含んでいた:ベース部分に存在する液体ポリジ
メチルシロキサン45部;ベース部分に存在する樹脂状
コポリマー10部;平均粒度5μm の石英25部;同重
量の(1)1.6%のケイ素に結合した水素を含むトリ
メチルシロキシ末端オルガノハイドロジェンシロキサン
及び(2)(CH3 )3 SiO1/2 及びSiO2 からな
り、(CH3 )3 SiO1/2 対SiO2 のモル比が0.
75:1であるオルガノシロキサンコポリマー(この樹
脂は米国特許No.2676182に記載されているよう
にして調製でき、約1.7wt%の水酸基を含む)、の
混合物12部;1分子あたり平均5つのメチルハイドロ
ジェンシロキサン単位及び3つのジメチルシロキサン単
位を含み、ケイ素に結合した水素原子の含量が0.8w
t%であるトリメチルシロキシ末端ポリジオルガノシロ
キサン5部;環状メチルビニルシロキサン0.4部;並
びにベース部分に存在する水素化ひまし油。
(組成物1)又は3部(組成物2)の水素化ひまし油を
含んでいた。
プ中でへらを用いて1分間混合することにより発泡性組
成物を調製した。得られた発泡体は周囲条件下で少なく
とも1時間上昇させ、その時点で発泡体の密度を測定し
た。
ilitary Specification (Mi
l Spec) 46146に記載された試験方法を用
いて測定した。この装置は1つの表面に環状の穴を有す
るブロックであった。この穴の寸法は直径1.5インチ
(3.8cm)、深さ0.375インチ(0.95cm)で
あった。この穴と実質的に同じ直径を有し、厚さ1/4
インチ(0.64cm)のラムを前記穴の底に配置した。
穴に評価すべき硬化性組成物を充填した。この穴の上に
伸びる全ての物質を除き、この穴を含む表面を垂直にお
いた。次いで、この穴の中にある物質をラムを用いて追
い出し、この発泡体が硬化するまで(これは通常0.5
〜1時間を要する)この穴を含む垂直表面を流下させ
た。この期間にこの組成物が流れる最大距離を測定し表
1に記録した。
久歪みを測定するためのサンプルを、厚さ0.062イ
ンチ(0.16cm)のシムで分離された2枚のポリエス
テルフィルムの間に発泡性組成物を分配することによっ
て調製した。次いで、この組成物を発泡硬化させ、その
時点で前記ポリエステルフィルムを取り除いた。圧縮永
久歪みは、ASTM D1056に記載された方法と
式、80℃で5日間及び回復時間30分を用いて既知の
厚みの硬化発泡体を当初の高さの50%に圧縮すること
によって測定した。
に圧縮するに必要な力を測定することにより決定した。
び量を用いるが、チクソトロープ添加剤及びカーボンブ
ラックを除外して(組成物3)比較組成物を調製し評価
した。組成物3に、表面積90m2/gの未処理のフュー
ムドタイプのシリカを、それぞれ3、5及び7wt%加
えることによって、追加の比較組成物(4、5及び6)
を調製した。比較組成物7及び8は、組成物4及び5の
シリカの代わりに表面積が255m2/gのシリカを、そ
れぞれ3及び5wt%含んでいた。比較組成物9及び1
0は、組成物3に、それぞれ濃度3及び4wt%のフュ
ームドシリカ(ヒドロキシル含有ポリジメチルシロキサ
ンで処理したもの)加えて調製した。
撓み及び圧縮永久歪みを表1に要約する。組成物3〜1
0は比較の目的で調製されたものであり、本発明の範囲
に属しない。
スケットを調製するときの本発明組成物の有用性を証明
する。
8.75インチ(22.2cm)、内径0.25インチ
(0.64cm)32個のKenics(商標)型エレメ
ントを含むスタティックミキサを通して混合した。この
組成物をスタティックミキサから直径0.240インチ
(6.1mm)、厚さ0.12インチ(3.0mm)を有す
るノズルを通して押し出した。
物を輸送するに必要な圧力は、圧縮空気を用いて発生さ
せた。この組成物を押し出すのに用いられた装置は米国
特許No.5222627の例に記載されている。
して押し出した。このビーズの高さは8mmで、幅は1
2.5mmであった。この組成物は50℃の温度に加熱し
たとき2分後に硬化し、幅12.57mm、高さ9.51
mmのビーズとなった。
し出し、硬化させた。この組成物は例1に存在したチク
ソトロープ添加剤及びカーボンブラックを含まなかっ
た。この硬化したビーズは幅12.68mm、高さ4.6
9mmであり、硬化の前に実質的な流れを示した。
Claims (5)
- 【請求項1】 次のA〜Dを含む発泡性オルガノシロキ
サン組成物であって: A.1分子あたり、シラノール基及びアルケニル基から
選ばれる少なくとも2つの反応性基を含む液体ポリオル
ガノシロキサン; B.前記組成物を発泡させ硬化させるに充分な量の、1
分子あたり少なくとも3つのケイ素に結合した水素原子
を有し、水素原子がケイ素原子1個あたり1個以下であ
るオルガノハイドロジェンシロキサン; C.1分子あたり少なくとも1つのカルビノール基又は
シラノール基を有する化合物;及び D.触媒として、前記組成物の発泡と硬化を促進するに
充分な量の、周期律表の白金族の金属又は前記金属の化
合物、 前記組成物が硬化する前に実質的に流動するのを防ぐた
めの、前記組成物の0.5〜5wt%の量のチキソトロ
ープ添加剤が前記組成物中に存在し、前記添加剤が炭素
原子数12〜20の少なくとも1つのエチレン性不飽和
ヒドロキシカルボン酸のグリセリドの水素化物を含むこ
とを特徴とするもの。 - 【請求項2】 前記ポリオルガノシロキサンが、その繰
り返し単位の少なくとも90%が一般式R1 R2 SiO
で示されるジオルガノシロキサン単位であり、ここにR
1 及びR2 はそれぞれ1価の非置換の又は置換された典
型的には炭素原子数1〜10の炭化水素基から選ばれ、
前記アルケニル基はビニル基であり、どんなシラノール
含有ポリオルガノシロキサンも成分Aの少なくとも1部
を構成し;前記化合物が1分子あたり少なくとも1つの
カルビノール基を有し、そして前記チクソトロープ添加
剤が水素化ひまし油である請求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】 前記ポリオルガノシロキサン又は前記オ
ルガノハイドロジェンシロキサン中に存在する前記1価
の炭化水素基が、アルキル、フェニル及び3,3,3−
トリフルオロプロピルから選ばれ;前記組成物がヒドロ
シリル化反応により硬化し;前記オルガノハイドロジェ
ンシロキサンが、1)25℃で0.01〜10Pa・s
の粘度を示す線状オルガノシロキサンコポリマーであっ
て、ジアルキルシロキサン単位又はアルキルハイドロジ
ェンシロキサン単位からなるもの、及び2)線状ポリオ
ルガノハイドロジェンシロキサンを含み;ケイ素に結合
した水素原子対アルケニル基、シラノール基及びカルビ
ノール基の合計のモル比が3.5:1〜5.5:1であ
り;そして前記組成物が更にトリメチルシロキシ単位及
びSiO4/2 単位を有する非線状オルガノシロキサンコ
ポリマーと少なくとも1つの非補強性充填材とを含む、
請求項1又は2に記載の組成物。 - 【請求項4】 前記ポリオルガノシロキサンの各ケイ素
原子に結合した少なくとも1つの炭化水素基がメチル基
であり、前記線状オルガノシロキサンコポリマーが前記
組成物中に存在するオルガノハイドロジェンシロキサン
の全重量の少なくとも半分である請求項3に記載の組成
物。 - 【請求項5】 前記組成物が少なくとも2つの容器に詰
められ、前記オルガノハイドロジェンシロキサンと前記
触媒が異なる容器中に配置されている請求項1〜4のい
ずれか1項に記載の組成物。
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