JPH0873746A - Organopolysiloxane composition for heating element and production of heating element - Google Patents

Organopolysiloxane composition for heating element and production of heating element

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JPH0873746A
JPH0873746A JP23431994A JP23431994A JPH0873746A JP H0873746 A JPH0873746 A JP H0873746A JP 23431994 A JP23431994 A JP 23431994A JP 23431994 A JP23431994 A JP 23431994A JP H0873746 A JPH0873746 A JP H0873746A
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JP
Japan
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heating element
parts
group
organopolysiloxane
composition
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Application number
JP23431994A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Yamamoto
山本  優
Yoshiteru Nakagawa
喜照 中川
Hironao Fujiki
弘直 藤木
Kaoru Michimata
薫 道又
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Awaji Sangyo KK
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Awaji Sangyo KK
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To obtain a heating element which sufficiently retains the initial PTC characteristics even after repeated heat cycles over a long term and has a practically useful temp. self-control function. CONSTITUTION: An organopolysiloxane compsn. for a heating element is prepd. by compounding as the essential ingredients 100 pts.wt. organopolysiloxane having at least two alkenyl groups at the molecular ends and a viscosity at 25 deg.C of 10,000cSt or higher, 0.1-30 pts.wt. organohydrogenpolysiloxane having at least three hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms in the molecule, a catalytic amt. of a cure catalyst, 0.1-30 pts.wt. adhesive component, 45-400 pts.wt. carbon particles having a BET specific surface area of 10m<2> /g or lower, and 10-30 pts.wt. carbon black having a BET specific surface area of 20m<2> /g or higher.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、正の温度係数を有し、
長期の繰り返しのヒートサイクルにおいてもこの特性が
保たれる発熱体を与えるオルガノポリシロキサン組成物
及び該組成物を用いる発熱体の製造方法に関する。
The present invention has a positive temperature coefficient,
The present invention relates to an organopolysiloxane composition that provides a heating element that retains this property even after repeated long-term heat cycles, and a method for producing a heating element using the composition.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】有機樹
脂又はゴム状物に炭素粉末を配合することによって得ら
れた導電性重合体が、その電気抵抗値がある特定の温度
領域に達すると急激に正の温度係数が増大する性質(以
下、PTC特性という)を示し、発熱体として有用な自
己温度制御機能を有するようになることはすでに公知で
ある(特公昭50−33707号公報、特開平3―28
0381号公報)。
2. Description of the Related Art A conductive polymer obtained by blending an organic resin or a rubber-like material with carbon powder is suddenly heated when its electric resistance reaches a certain temperature range. It has already been known that the positive temperature coefficient is increased (hereinafter referred to as PTC characteristic), and that it has a self-temperature control function useful as a heating element (Japanese Patent Publication No. 33707/1975). 3-28
No. 0381).

【0003】上記特公昭50―33707号公報には、
結晶性重合体に0.008〜200μmの球状炭素粉末
を混合した組成物が開示され、特開平3―280381
号公報には、球状カーボン又はカーボンファイバーをゴ
ム又はエラストマー樹脂に充填してなる自己制御面発熱
体が開示されている。
The above Japanese Patent Publication No. 50-33707 discloses that
A composition in which a spherical polymer powder of 0.008 to 200 μm is mixed with a crystalline polymer is disclosed and disclosed in JP-A-3-280381.
Japanese Patent Publication discloses a self-regulating surface heating element obtained by filling spherical carbon or carbon fiber in rubber or elastomer resin.

【0004】また、同様にオルガノポリシロキサンを媒
体としてカーボンを充填し、発熱体とする試みも公知で
ある。例えば、特開昭63−207081号公報には、
シリコーンゴム組成物に粉末、繊維、ウイスカー様の形
態を有するカーボンを充填し、室温以上の温度で硬化さ
せた面状発熱体が開示されている。更に、特開平1―1
08276号公報では、粒子径500μm以下の球状体
からなる粒子である炭素粒と合成樹脂を主成分として含
有する導電性発熱塗料が開示されている。
[0004] Similarly, an attempt to make a heating element by filling carbon with an organopolysiloxane as a medium is also known. For example, JP-A-63-207081 discloses that
Disclosed is a sheet heating element in which a silicone rubber composition is filled with carbon having a powder, fiber or whisker-like morphology and cured at a temperature of room temperature or higher. Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 1-1
Japanese Patent Publication No. 08276 discloses a conductive heat-generating coating material containing carbon particles, which are spherical particles having a particle diameter of 500 μm or less, and a synthetic resin as main components.

【0005】これらの発明の目的は、いずれも導電性発
熱体に電流を通じることによって発熱させ、オルガノポ
リシロキサンの持つ高い熱膨張係数によってスイッチ機
能を持たせ、温度制御を行わせしめようとするものであ
る(PTC特性)。
The object of these inventions is to generate heat by passing an electric current through a conductive heating element and to provide a switch function by the high coefficient of thermal expansion of organopolysiloxane to control the temperature. (PTC characteristic).

【0006】しかしながら、これらの従来の発熱体は、
温度の上昇下降の繰り返しを長期に亘って行った場合に
初期のPTC特性が維持されず、性能が劣化して実用的
でないという問題があった。
However, these conventional heating elements are
There is a problem in that the initial PTC characteristics are not maintained when the temperature is repeatedly raised and lowered for a long period of time, and the performance deteriorates, which is not practical.

【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、長期における繰り返しのヒートサイクルにおいても
初期のPTC特性を十分に保持し、実用に耐える自己温
度制御機能を有する発熱体を与えるオルガノポリシロキ
サン組成物及び該組成物を用いて発熱体を製造する方法
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an organopolysiloxane that provides a heating element having a self-temperature control function that sufficiently retains the initial PTC characteristics even during repeated heat cycles over a long period of time and is practically usable. It is an object to provide a composition and a method for producing a heating element using the composition.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、 (A)分子鎖末端にアルケニル基を少なくとも2個有す
る25℃での粘度が10000cs以上であるオルガノ
ポリシロキサン:100重量部、 (B)一分子中に少なくとも3個のケイ素原子に直結し
た水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキ
サン:0.1〜30重量部、 (C)白金系触媒:触媒量 (D)接着成分:0.1〜30重量部 (E)BET比表面積が10m2/g以下である炭素粒
子:45〜400重量部、 (F)BET比表面積が20m2/g以上であるカーボ
ンブラック:10〜30重量部 を必須成分としたオルガノポリシロキサン組成物とする
ことが有効であることを知見した。
Means and Actions for Solving the Problems The present inventors have
As a result of intensive studies to achieve the above object, (A) an organopolysiloxane having at least two alkenyl groups at the molecular chain terminals and having a viscosity at 25 ° C. of 10,000 cs or more: 100 parts by weight, (B) one molecule Organohydrogenpolysiloxane having hydrogen atoms directly bonded to at least 3 silicon atoms: 0.1 to 30 parts by weight, (C) Platinum-based catalyst: catalytic amount (D) Adhesive component: 0.1 to 30 parts by weight Parts (E) carbon particles having a BET specific surface area of 10 m 2 / g or less: 45 to 400 parts by weight, (F) carbon black having a BET specific surface area of 20 m 2 / g or more: 10 to 30 parts by weight as essential components It was found that the above-mentioned organopolysiloxane composition is effective.

【0009】即ち、クリティカルなPTC特性を発現す
るため熱膨張係数の大きなオルガノポリシロキサンを主
成分とすると共に、このオルガノポリシロキサンの架橋
点間の分子量を大きくし、繰り返しのヒートサイクルに
おいてこの大きい熱膨張による変位に追随させること、
同時に充填剤である炭素粉末との初期の位置関係を保持
するため充填剤とシリコーン樹脂との結合強化を目的と
して接着成分を配合すること、また微粒の炭素粉末を粒
径の大きい炭素粒子と併用することにより、比較的大き
い粒径の炭素粒子のみではある導電率を得るためには多
量の配合量が必要であり、その結果発熱体としての強度
が低下し実用に耐えないことになることを防止できるこ
と、加えて微粒の炭素粉体の配合は耐熱性の向上にも寄
与できること、これらによって長期における繰り返しの
ヒートサイクルにおいても初期のPTC特性を十分に保
持し、実用に耐える自己温度制御機能を有する発熱体を
与えるオルガノポリシロキサン組成物が得られることを
見い出した。
That is, an organopolysiloxane having a large coefficient of thermal expansion is used as a main component in order to develop a critical PTC characteristic, and the molecular weight between the cross-linking points of the organopolysiloxane is increased so that this large heat is generated in repeated heat cycles. To follow the displacement due to expansion,
At the same time, in order to maintain the initial positional relationship with the carbon powder which is the filler, an adhesive component is blended for the purpose of strengthening the bond between the filler and the silicone resin, and fine carbon powder is used in combination with large carbon particles. By doing so, it is necessary to use a large amount of compounding in order to obtain a certain conductivity only with carbon particles having a relatively large particle size, and as a result, the strength as a heating element decreases and it cannot be put to practical use. In addition to being able to prevent it, the addition of fine carbon powder can also contribute to the improvement of heat resistance. With these, the initial PTC characteristics can be sufficiently maintained even in repeated heat cycles for a long time, and a self-temperature control function that can withstand practical use can be obtained. It has been found that an organopolysiloxane composition is obtained which gives a heating element having.

【0010】また、このオルガノポリシロキサン組成物
は、クリティカルなPTC特性を発揮させるためには硬
化温度が重要なファクターであり、硬化温度が100℃
を超えると良好なPTC特性が発現しないことを見い出
し、本発明をなすに至ったものである。
Further, in this organopolysiloxane composition, the curing temperature is an important factor for exerting the critical PTC characteristics, and the curing temperature is 100 ° C.
It has been found that when it exceeds the above range, good PTC characteristics are not expressed, and the present invention has been completed.

【0011】従って、本発明は、上記(A)〜(F)成
分を必須成分としたことを特徴とする発熱体用オルガノ
ポリシロキサン組成物、及び該発熱体用オルガノポリシ
ロキサン組成物を所定の形状に成形した後、この成形体
を100℃以下の温度で加熱して硬化することを特徴と
する発熱体の製造方法を提供する。
Therefore, the present invention provides the organopolysiloxane composition for a heating element and the organopolysiloxane composition for a heating element, which are characterized in that the components (A) to (F) are essential components. Provided is a method for producing a heating element, which is characterized in that, after being shaped into a shape, the shaped body is heated at a temperature of 100 ° C. or lower and cured.

【0012】以下、本発明について更に詳しく説明する
と、本発明の発熱体用オルガノポリシロキサン組成物
は、上述したように(A)オルガノポリシロキサン、
(B)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、(C)
白金系触媒、(D)接着成分、(E)炭素粒子及び
(F)カーボンブラックを必須成分とするものである。
The present invention will be described in more detail below. The organopolysiloxane composition for a heating element of the present invention comprises the organopolysiloxane (A) as described above.
(B) Organohydrogenpolysiloxane, (C)
The platinum-based catalyst, (D) adhesive component, (E) carbon particles and (F) carbon black are essential components.

【0013】ここで、(A)成分のオルガノポリシロキ
サンは、本発明組成物の主成分であり、発熱体として成
形使用した場合の高温に耐え、その大きい熱膨張係数に
よって発熱を自己制御する役割を担う成分である。その
ため分子鎖末端にアルケニル基を少なくとも2個有する
25℃での粘度が10000cs以上である必要があ
り、これによって硬化して得られる発熱体の伸縮性を十
分なものとし、オルガノポリシロキサンそのものの持つ
熱膨張によって成形体が破壊しないという特性を有する
と共に、PTC特性においても実用に耐えるものとする
ことができる。この場合、好ましい粘度範囲の上限は1
000000csであり、これより粘度が高くなるとP
TC特性は良好であるが、物理的な強度が弱くなる上、
組成物そのものの粘度が高くなりすぎて溶剤で希釈した
としても発熱体製造作業上支障を来す場合があるために
好ましくない。更に好ましい粘度範囲は10000〜5
00000csである。
Here, the organopolysiloxane of the component (A) is the main component of the composition of the present invention, and it withstands the high temperature when used as a heating element and has a role of self-controlling heat generation by its large thermal expansion coefficient. It is the ingredient responsible for. Therefore, the viscosity at 25 ° C. having at least two alkenyl groups at the end of the molecular chain needs to be 10,000 cs or more, and thereby the heating element obtained by curing is made to have sufficient stretchability, and the organopolysiloxane itself has In addition to having the characteristic that the molded body does not break due to thermal expansion, it can be put to practical use in the PTC characteristic. In this case, the upper limit of the preferable viscosity range is 1
It is 000000 cs, and when the viscosity becomes higher than this, P
TC characteristics are good, but the physical strength is weak and
Even if the viscosity of the composition itself becomes too high and the composition is diluted with a solvent, it may cause trouble in the heating element manufacturing work, which is not preferable. More preferable viscosity range is 10,000 to 5
It is 00000cs.

【0014】(A)成分のオルガノポリシロキサンとし
て下記一般組成式が挙げられる。 RaSiO(4-a)/2
The organopolysiloxane as the component (A) has the following general composition formula. Ra SiO (4-a) / 2

【0015】Rはメチル基、エチル基、プロピル基、イ
ソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル
基、オクチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、
プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセ
ニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基、キシ
リル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基
等のアラルキル基並びにこれらの基の水素原子の一部又
は全部がハロゲン原子等で置換されたクロロメチル基、
クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル
基などの、好ましくは炭素数1〜10、特に炭素数1〜
8の非置換又は置換の1価炭化水素基を示し、aは1.
8≦a≦2.205の数を示す。
R is an alkyl group such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, vinyl group, allyl group,
Propenyl group, isopropenyl group, butenyl group, alkenyl group such as hexenyl group, phenyl group, tolyl group, aryl group such as xylyl group, aralkyl group such as benzyl group, phenylethyl group and a part of hydrogen atom of these groups Or a chloromethyl group in which all are substituted with halogen atoms,
A chloropropyl group, a 3,3,3-trifluoropropyl group, etc., preferably having 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 1 carbon atoms.
8 represents an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, and a is 1.
The number of 8 ≦ a ≦ 2.205 is shown.

【0016】このようなオルガノポリシロキサンとして
は、更に具体的には下記式(1)で示されるものを使用
することができる
As such an organopolysiloxane, more specifically, those represented by the following formula (1) can be used.

【0017】[0017]

【化1】 Embedded image

【0018】上記式中R2は前記一般組成式におけるR
と同様の非置換又は置換一価炭化水素基を示し、好まし
くは炭素数1〜10、特に炭素数1〜8であり、具体的
にはメチル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール
基、トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換アルキル
基などから選択される基である。R1は前記Rにおける
アルケニル基と同様のビニル基、アリル基、ブテニル基
などのアルケニル基を代表とする炭素数2〜8の脂肪族
不飽和基から選ばれる基であり、nは500以上の正数
を表す。
In the above formula, R 2 is R in the above general composition formula.
Shows the same unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, preferably having 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 8 carbon atoms, specifically, an alkyl group such as a methyl group, an aryl group such as a phenyl group, It is a group selected from halogen-substituted alkyl groups such as trifluoropropyl group. R 1 is a group selected from aliphatic unsaturated groups having 2 to 8 carbon atoms represented by alkenyl groups such as vinyl group, allyl group and butenyl group similar to the alkenyl group in R above, and n is 500 or more. Represents a positive number.

【0019】(B)成分のオルガノハイドロジェンポリ
シロキサンは、本発明組成物を硬化させる架橋剤として
作用する化合物であり、そのため一分子中に少なくとも
3個のケイ素原子に直結した水素原子を有する必要があ
る。その分子構造には特に制限はなく、例えば従来より
製造されている線状、環状、分岐状構造など各種のもの
が使用可能である。
The component (B), an organohydrogenpolysiloxane, is a compound that acts as a cross-linking agent for curing the composition of the present invention. Therefore, it is necessary to have at least three hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms in one molecule. There is. The molecular structure is not particularly limited, and various types such as conventionally produced linear, cyclic and branched structures can be used.

【0020】(B)成分のオルガノハイドロジェンポリ
シロキサンとして下記一般組成式が挙げられる。 R3 bcSiO(4-b-c)/2
The organohydrogenpolysiloxane as the component (B) has the following general composition formula. R 3 b H c SiO (4-bc) / 2

【0021】R3は上記(A)成分の好適な一般組成式
におけるRと同様の、好ましくは炭素数1〜10、より
好ましくは炭素数1〜8の非置換又は置換の1価炭化水
素基を示し、特に脂肪族不飽和結合を含まないものであ
ることが好ましい。また、b,cはそれぞれ0.002
≦c≦1.0、1.8<b<2.2、1.8<b+c≦
3.0を満足する数であり、(B)成分のオルガノハイ
ドロジェンポリシロキサンの粘度は25℃において1〜
1000csの範囲にあることが好適である。
R 3 is the same as R in the preferred general compositional formula of the component (A), preferably an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms. And it is particularly preferred that it does not contain an aliphatic unsaturated bond. Also, b and c are each 0.002
≦ c ≦ 1.0, 1.8 <b <2.2, 1.8 <b + c ≦
It is a number that satisfies 3.0, and the viscosity of the organohydrogenpolysiloxane of the component (B) is 1 to 25 at 25 ° C.
It is preferably in the range of 1000 cs.

【0022】この(B)成分の配合量は、(A)成分1
00部に対して0.1〜30部、好ましくは0.5〜1
0部の範囲であり、本発明の組成物中、特に(A)成分
及び/又は(D)成分中に含まれるアルケニル基等の脂
肪族不飽和基1個に対して0.5〜5.0当量、好まし
くは0.8〜3.0当量の範囲となる量である。0.5
当量より少ないと、架橋密度が低くなりすぎて硬化した
発熱体の耐熱性に悪影響を与える場合があり、一方5.
0当量より多いと、脱水素反応による発泡の問題が生じ
たり、やはり耐熱性に悪影響を与えるおそれがある。
The blending amount of the component (B) is the same as the component 1 of the component (A).
0.1 to 30 parts, preferably 0.5 to 1 with respect to 00 parts
It is in the range of 0 part, and is 0.5 to 5 with respect to one aliphatic unsaturated group such as an alkenyl group contained in the composition of the present invention, particularly in the component (A) and / or the component (D). The amount is 0 equivalent, preferably 0.8 to 3.0 equivalents. 0.5
If the amount is less than the equivalent, the crosslink density becomes too low, which may adversely affect the heat resistance of the cured heating element.
If it is more than 0 equivalents, there may be a problem of foaming due to a dehydrogenation reaction, and again, heat resistance may be adversely affected.

【0023】(C)成分の白金系触媒としては、白金、
塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール変性物、塩化白金
酸とオレフィン、アルデヒド、ビニルシロキサン等との
錯体など通常の付加硬化型シリコーン組成物に用いられ
る化合物を使用することができ、その配合量は触媒量で
あるが、具体的には白金金属として組成物全体に対して
1〜2000ppmの範囲とすることがよい。
As the platinum-based catalyst of the component (C), platinum,
Compounds used in ordinary addition-curable silicone compositions such as chloroplatinic acid, alcohol modified products of chloroplatinic acid, complexes of chloroplatinic acid with olefins, aldehydes, vinyl siloxanes, etc. can be used, and the compounding amount thereof is Although it is a catalytic amount, specifically, it is preferable that the amount of platinum metal be in the range of 1 to 2000 ppm with respect to the entire composition.

【0024】(D)成分の接着成分は、本発明の組成物
が硬化した際に充填剤である後述する(E)成分の炭素
粒子、(F)成分のカーボンブラックと(A)成分、
(B)成分の樹脂成分とを固着させ、発熱体とした場合
の膨張収縮による移動を防ぐと共に、面状発熱体の形状
に成形して支持体と一体化する場合に、面状発熱体を支
持体表面に接着させる役割も有する成分である。この接
着成分としては、エポキシ基含有トリアルコキシシラ
ン、(メタ)アクロイル基含有トリアルコキシシラン、
脂肪族不飽和基含有トリアルコキシシラン、トリアジン
基含有トリアルコキシシラン、SiH基を少なくとも1
個とアルコキシシリル基及び/又はエポキシ基とを有す
るオルガノポリシロキサン化合物を例示することがで
き、具体的には下記構造の化合物並びに下記構造式のそ
れぞれにおいてメトキシ基をエトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基等の他のアルコキシ基に置換したものな
どを挙げることができる。
The adhesive component of the component (D) is the carbon particles of the component (E), which will be described later, which is a filler when the composition of the present invention is cured, carbon black of the component (F) and the component (A),
When the resin component of component (B) is fixed to prevent the movement due to expansion and contraction in the case of a heating element, the sheet heating element is formed when the sheet heating element is molded into the shape of the sheet heating element and integrated with the support. It is a component that also has a role of adhering to the surface of the support. As this adhesive component, epoxy group-containing trialkoxysilane, (meth) acroyl group-containing trialkoxysilane,
At least one aliphatic unsaturated group-containing trialkoxysilane, triazine group-containing trialkoxysilane, and SiH group
Examples thereof include organopolysiloxane compounds each having an alkoxy silyl group and / or an epoxy group, and specifically, a compound having the following structure and a methoxy group in each of the following structural formulas, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. And the like substituted with other alkoxy groups.

【0025】[0025]

【化2】 Embedded image

【0026】[0026]

【化3】 [Chemical 3]

【0027】(D)成分の配合量は、上記(A)成分1
00部に対し0.1〜30部、好ましくは0.5〜10
部、更に好ましくは0.5〜5部であり、(D)成分の
配合量が0.1部より少ないと、上記効果が発揮され
ず、30部より多いと、硬化した発熱体の強度が低下す
るという不利がある。
The blending amount of the component (D) is the same as that of the above component (A) 1.
0.1 to 30 parts with respect to 00 parts, preferably 0.5 to 10 parts
Parts, more preferably 0.5 to 5 parts, and if the amount of the component (D) is less than 0.1 parts, the above effect is not exhibited, and if it is more than 30 parts, the strength of the cured heating element is high. It has the disadvantage of decreasing.

【0028】次の(E)成分の炭素粒子は、組成物を硬
化させた場合に良好なPTC特性を発現させるための成
分であり、このためBET比表面積(窒素吸着法)が、
10m2/g以下、好ましくは0.05〜5m2/gの範
囲である必要があり、これを超えるとPTC特性を生じ
ずに常に導電することとなってしまう。この炭素粒子の
形態としては球状が好ましい。また、その平均粒径は1
〜100μmであることが好ましい。このような炭素粒
子の例示としては、大和田カーボン社製グラスボンP、
日本カーボン社製ICB、PC、MC、MSB等、宇部
興産社製グラッシーカーボン、大阪瓦斯社製メソカーボ
ンなどの炭化物、黒鉛化物等を挙げることができる。
The following carbon particles of component (E) are components for exhibiting good PTC characteristics when the composition is cured, and therefore the BET specific surface area (nitrogen adsorption method) is
It should be 10 m 2 / g or less, preferably in the range of 0.05 to 5 m 2 / g, and if it exceeds this range, PTC characteristics will not occur and electric conduction will always occur. The morphology of the carbon particles is preferably spherical. The average particle size is 1
It is preferably ˜100 μm. Examples of such carbon particles include Glass Bon P manufactured by Owada Carbon Co., Ltd.,
Carbides such as ICB, PC, MC, and MSB manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd., glassy carbon manufactured by Ube Industries, mesocarbon manufactured by Osaka Gas Co., Ltd., and graphitized materials can be used.

【0029】この(E)成分の配合量は、(A)成分1
00部に対して45〜400部、好ましくは50〜35
0部の範囲とする必要がある。配合量が45部より少な
いと、PTC特性の発現が不十分であり、一方400部
を超えるとやはりPTC特性において良好なものが得ら
れない。
The blending amount of the component (E) is the same as the component 1 of the component (A).
45-400 parts, preferably 50-35 with respect to 00 parts
It must be within the range of 0 copy. When the compounding amount is less than 45 parts, the expression of PTC properties is insufficient, while when it exceeds 400 parts, good PTC properties cannot be obtained.

【0030】(F)成分のカーボンブラックは、発熱成
形体としての強度を保持する目的、更に発熱体としての
抵抗値を低下させる目的で配合される成分であり、この
ためBET比表面積が上記(E)成分の炭素粒子より大
きいことが必要であり、具体的には20m2/g以上、
好ましくは25〜1000m2/gの範囲とする必要が
ある。これより比表面積が小さいと、(E)成分の炭素
粉末と同様のものとなって補強効果を得ることができな
いと共に、抵抗値の低下も少なくなり、本発明の目的を
達成することができない。なお、このカーボンブラック
の平均粒径は0.01〜0.1μmであることが好まし
い。
The carbon black as the component (F) is a component added for the purpose of maintaining the strength as a heat-generating molded body and further for reducing the resistance value as a heat-generating body, and therefore has a BET specific surface area of the above ( It is necessary to be larger than the carbon particles of the component E), specifically, 20 m 2 / g or more,
It should preferably be in the range of 25 to 1000 m 2 / g. If the specific surface area is smaller than this, the same effect as that of the carbon powder of the component (E) cannot be obtained, and the reinforcing effect cannot be obtained, and the decrease in resistance value is also small, so that the object of the present invention cannot be achieved. The average particle size of this carbon black is preferably 0.01 to 0.1 μm.

【0031】このようなカーボンブラックとしては、電
気化学社製のアセチレンブラック、ライオン社製のケッ
チェンブラックなどが挙げられる。
Examples of such carbon black include acetylene black manufactured by Denki Kagaku, Ketjen black manufactured by Lion.

【0032】この(E)成分の配合量は、(A)成分1
00部に対して10〜30部、好ましくは10〜25部
の範囲とする必要がある。配合量が10部より少ないと
補強効果、抵抗値の低下が十分ではなく、30部を超え
ると常に導通してPTC特性を示さなくなる。
The blending amount of the component (E) is the same as the component 1 of the component (A).
The amount should be 10 to 30 parts, preferably 10 to 25 parts, relative to 00 parts. If the blending amount is less than 10 parts, the reinforcing effect and the decrease in resistance value are not sufficient, and if the blending amount exceeds 30 parts, continuity is maintained and PTC characteristics are not exhibited.

【0033】本発明の組成物には上記必須成分以外に、
実際の作業上可使時間を調整する目的で付加反応制御剤
としてビニルシクロテトラシロキサンのようなビニル基
含有オルガノポリシロキサン、トリアリルイソシアヌレ
ート、アルキルマレエート、アセチレンアルコール類及
びそのシラン、シロキサン変性物、ハイドロパーオキサ
イド、テトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾ
ール及びそれらの混合物からなる群から選んだ化合物等
を使用しても差し支えない。
In the composition of the present invention, in addition to the above essential components,
Vinyl group-containing organopolysiloxanes such as vinylcyclotetrasiloxane, triallyl isocyanurate, alkyl maleates, acetylene alcohols and their silanes and siloxane modified products as addition reaction control agents for the purpose of adjusting the pot life in actual work. Compounds selected from the group consisting of, hydroperoxide, tetramethylethylenediamine, benzotriazole and mixtures thereof may be used.

【0034】また、本発明の組成物には更に必要に応じ
この種の組成物に公知な他の成分、例えば煙霧質シリ
カ、湿式シリカ等の補強性充填剤、石英粉、アルミナ等
の準補強性充填剤、着色剤、耐熱性付与剤などを配合す
ることもできる。
Further, the composition of the present invention may optionally further contain other components known in this type of composition, for example, reinforcing fillers such as fumed silica and wet silica, and semi-reinforcement such as quartz powder and alumina. It is also possible to add a functional filler, a colorant, a heat resistance imparting agent and the like.

【0035】本発明の組成物は、上述した成分を均一に
混合することにより得ることができ、この場合配合の順
序に特に制限はない。
The composition of the present invention can be obtained by uniformly mixing the above-mentioned components, and in this case, the order of compounding is not particularly limited.

【0036】このようにして得られたオルガノポリシロ
キサン組成物は、公知の方法によって発熱体の形状に成
形することができ、特に面状発熱体とすることが好適で
ある。この面状発熱体としては、例えば図1に示すよう
な構造のものとすることができる。即ち、図1の面状発
熱体構造1は、発熱体2、2として矩形のフィルム状に
成形した本発明組成物の硬化物を左右に配し、これら発
熱体2、2の間及び外側方にそれぞれ電極3を配設し、
更にこれら発熱体2、2、電極3を絶縁体4で被覆した
ものをシート基材5と一体化したものである。
The organopolysiloxane composition thus obtained can be molded into a shape of a heating element by a known method, and a sheet heating element is particularly preferable. The planar heating element may have a structure as shown in FIG. 1, for example. That is, in the planar heating element structure 1 of FIG. 1, cured products of the composition of the present invention, which are formed into rectangular film shapes as the heating elements 2 and 2, are arranged on the left and right, and between the heating elements 2 and 2 and on the outer side. The electrodes 3 are respectively arranged in
Further, the heating element 2, 2 and the electrode 3 covered with an insulator 4 are integrated with the sheet base material 5.

【0037】ここで、本発明の組成物の硬化物を得る場
合、例えばトルエンなどの溶剤に本発明の組成物を溶解
した溶液を基材などに塗布してフィルム状とした後、そ
の後加熱して硬化する。この場合の硬化温度は、100
℃以下、好ましくは40〜100℃の温度範囲とする必
要があり、100℃を超えると図4に示すように必要な
PTC特性が得られない。
Here, when a cured product of the composition of the present invention is obtained, a solution in which the composition of the present invention is dissolved in a solvent such as toluene is applied to a substrate to form a film, and then heated. To cure. The curing temperature in this case is 100
It is necessary to set the temperature in the range of 40 ° C or lower, preferably 40 to 100 ° C, and if it exceeds 100 ° C, the required PTC characteristics cannot be obtained as shown in Fig. 4.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明の発熱体用オルガノポリシロキサ
ン組成物は、長期における繰り返しのヒートサイクルに
おいても初期のPTC特性を十分に保持し、実用に耐え
る自己温度制御機能を有する発熱体を与えるものであ
る。
EFFECTS OF THE INVENTION The organopolysiloxane composition for a heating element of the present invention provides a heating element having a self-temperature control function that sufficiently retains the initial PTC characteristics even in a repeated heat cycle for a long period of time and is practically usable. Is.

【0039】また、本発明の発熱体の製造方法によれ
ば、上記組成物を用いてPTC特性に優れた発熱体を確
実に製造することができる。
Further, according to the method for producing a heating element of the present invention, a heating element having excellent PTC characteristics can be reliably produced using the above composition.

【0040】[0040]

【実施例】以下、実施例と比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、以下の例において部はいずれも重量部
である。 [実施例]末端がビニルジメチルシリル基で封鎖された
常温での粘度が30000csのジメチルポリシロキサ
ン100部に比表面積が32m2/gのアセチレンブラ
ック(平均粒径0.05μm)20部、比表面積が0.
14m2/gの球状炭素粒子(平均粒径6μm)100
部、白金原子として1%含有する塩化白金酸のプロピル
アルコール反応液0.2部、1,2,3,4−テトラビ
ニル−1’,2’,3’,4’−テトラメチルシクロテ
トラシロキサン0.1部、下記式(A)で示される接着
成分1部を万能撹拌機にて均一になるまで混合し、更に
(B)で示される常温での粘度が約10csのハイドロ
ジェンポリシロキサン0.7部を加えた。この組成物を
150部のトルエンに溶解し、PETフィルム上に均一
に塗布し、75℃に加熱して硬化させ、図1に示した面
状発熱体構造を作製した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In the following examples, all parts are parts by weight. [Examples] 20 parts of acetylene black (average particle size: 0.05 μm) having a specific surface area of 32 m 2 / g, to 100 parts of dimethylpolysiloxane having a viscosity of 30,000 cs at room temperature and having a terminal blocked with a vinyldimethylsilyl group, a specific surface area Is 0.
14 m 2 / g spherical carbon particles (average particle size 6 μm) 100
Part, 0.2 part of propyl alcohol reaction solution of chloroplatinic acid containing 1% as platinum atom, 1,2,3,4-tetravinyl-1 ′, 2 ′, 3 ′, 4′-tetramethylcyclotetrasiloxane 0.1 parts and 1 part of the adhesive component represented by the following formula (A) are mixed with a universal stirrer until uniform, and further, a hydrogen polysiloxane having a viscosity at room temperature of about 10 cs represented by (B) 0 .7 parts was added. This composition was dissolved in 150 parts of toluene, uniformly applied on a PET film, and heated at 75 ° C. to cure the composition, whereby the planar heating element structure shown in FIG. 1 was produced.

【0041】[0041]

【化4】 [Chemical 4]

【0042】この面状発熱体に1時間通電し3時間停止
させるヒートサイクルを繰り返した。この発熱体の温度
に対する電気抵抗値を1サイクルのものと100サイク
ル後のものとで比較したデータを図2に示す。図2によ
れば、作製した面状発熱体のPTC特性は100サイク
ル後もほとんど変化が見られなかった。
A heat cycle was repeated in which the sheet heating element was energized for 1 hour and stopped for 3 hours. FIG. 2 shows data comparing the electric resistance values of the heating element with respect to the temperature for one cycle and after 100 cycles. According to FIG. 2, the PTC characteristics of the produced sheet heating element showed almost no change even after 100 cycles.

【0043】[比較例1]末端がヒドロキシジメチルシ
リル基で封鎖された常温での粘度が20000csのジ
メチルポリシロキサン100部に比表面積が0.14m
2/gの球状炭素粒子100部、メチルトリス(ブタノ
オキシム)シラン6部、トルエン150部を加えた後、
万能撹拌機にて均一になるまで混合し、更に硬化触媒と
して有機錫化合物0.1部を加えた。この組成物をPE
Tフィルム上に均一に塗布し、25℃、24時間で硬化
させて図1に示した面状発熱体を作製した。この面状発
熱体について実施例と同様にヒートサイクルを繰り返し
行った。発熱体の温度に対する電気抵抗値を1サイクル
と100サイクル後のものと比較したデータを図3に示
す。図3によれば、1サイクルと100サイクルのもの
とはPTC特性が大きく異なり、PTC特性のヒートサ
イクル安定性が悪いことが認められる。
[Comparative Example 1] A specific surface area of 0.14 m was obtained with 100 parts of dimethylpolysiloxane having a terminal end blocked with hydroxydimethylsilyl group and having a viscosity of 20000 cs at room temperature.
After adding 100 parts of 2 / g spherical carbon particles, 6 parts of methyltris (butanooxime) silane and 150 parts of toluene,
The mixture was mixed with a universal stirrer until uniform, and 0.1 part of an organotin compound was added as a curing catalyst. PE for this composition
It was applied evenly on a T film and cured at 25 ° C. for 24 hours to produce the sheet heating element shown in FIG. The heat cycle was repeated for this planar heating element in the same manner as in the example. FIG. 3 shows data comparing the electric resistance values with respect to the temperature of the heating element after one cycle and after 100 cycles. According to FIG. 3, the PTC characteristics of the 1-cycle and the 100-cycle are significantly different, and it is recognized that the heat cycle stability of the PTC characteristics is poor.

【0044】[比較例2]実施例と全く同様の組成物を
120℃で1時間加熱して硬化させて図1に示した面状
発熱体を作製した。この面状発熱体の初期のPTC特性
を図4に示した。図4から、120℃で硬化させたもの
は、PTC特性が悪いことが認められる。
[Comparative Example 2] A composition exactly the same as that of the example was heated at 120 ° C for 1 hour to be cured to prepare the sheet heating element shown in Fig. 1. The initial PTC characteristics of this sheet heating element are shown in FIG. From FIG. 4, it can be seen that the PTC characteristics of the one cured at 120 ° C. are poor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の組成物を用いた面状発熱体構造を示
し、(a)は平面図、(b)は断面図である。
FIG. 1 shows a planar heating element structure using a composition of the present invention, (a) is a plan view and (b) is a sectional view.

【図2】実施例で作製した発熱体のPTC特性のヒート
サイクル安定性を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing heat cycle stability of PTC characteristics of heating elements manufactured in Examples.

【図3】比較例1で作製した発熱体のPTC特性のヒー
トサイクル安定性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing heat cycle stability of PTC characteristics of a heating element manufactured in Comparative Example 1.

【図4】比較例2で作製した発熱体の初期のPTC特性
を実施例と比較したグラフである。
FIG. 4 is a graph comparing the initial PTC characteristics of the heating element manufactured in Comparative Example 2 with that of Example.

【符号の簡単な説明】 1 面状発熱体構造 2 発熱体 3 電極 4 絶縁体 5 シート基材[Short description of reference numeral] 1 planar heating element structure 2 heating element 3 electrode 4 insulator 5 sheet base material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29K 83:00 (72)発明者 中川 喜照 奈良県大和郡山市小泉町370 (72)発明者 藤木 弘直 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 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 (72)発明者 道又 薫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 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─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location B29K 83:00 (72) Inventor Yoshiteru Nakagawa 370 Koizumicho, Yamatokoriyama City, Nara Prefecture (72) Inventor Hironao Fujiki 1-10, Hitomi, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Research Laboratory (72) Inventor Kaoru 1-10 Hitomi, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Technology Laboratory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)分子鎖末端にアルケニル基を少な
くとも2個有する25℃での粘度が10000cs以上
であるオルガノポリシロキサン:100重量部、 (B)一分子中に少なくとも3個のケイ素原子に直結し
た水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキ
サン:0.1〜30重量部、 (C)白金系触媒:触媒量 (D)接着成分:0.1〜30重量部 (E)BET比表面積が10m2/g以下である炭素粒
子:45〜400重量部、 (F)BET比表面積が20m2/g以上であるカーボ
ンブラック:10〜30重量部 を必須成分としたことを特徴とする発熱体用オルガノポ
リシロキサン組成物。
1. An organopolysiloxane (A) having at least two alkenyl groups at a molecular chain terminal and having a viscosity at 25 ° C. of 10,000 cs or more: 100 parts by weight, (B) at least three silicon atoms in one molecule. Organohydrogenpolysiloxane having a hydrogen atom directly bonded to: 0.1 to 30 parts by weight, (C) platinum-based catalyst: catalytic amount (D) adhesive component: 0.1 to 30 parts by weight (E) BET specific surface area A heating element characterized in that carbon particles having an amount of 10 m 2 / g or less: 45 to 400 parts by weight, (F) carbon black having a BET specific surface area of 20 m 2 / g or more: 10 to 30 parts by weight are essential components. Organopolysiloxane composition for use.
【請求項2】 請求項1記載の発熱体用オルガノポリシ
ロキサン組成物を所定の形状に成形した後、この成形体
を100℃以下の温度で加熱して硬化することを特徴と
する発熱体の製造方法。
2. A heating element characterized by molding the organopolysiloxane composition for a heating element according to claim 1 into a predetermined shape, and then heating the molded article at a temperature of 100 ° C. or lower to cure it. Production method.
JP23431994A 1994-09-02 1994-09-02 Organopolysiloxane composition for heating element and production of heating element Pending JPH0873746A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2007531217A (en) * 2004-03-29 2007-11-01 センテック カンパニ リミテッド Conductive composition for producing flexible carbon heating structure, flexible carbon heating structure using the same, and method for producing the same

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