JPH11228835A - 熱硬化性シリコーンゴム組成物の製造法 - Google Patents
熱硬化性シリコーンゴム組成物の製造法Info
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- JPH11228835A JPH11228835A JP10028499A JP2849998A JPH11228835A JP H11228835 A JPH11228835 A JP H11228835A JP 10028499 A JP10028499 A JP 10028499A JP 2849998 A JP2849998 A JP 2849998A JP H11228835 A JPH11228835 A JP H11228835A
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Abstract
化性液状シリコーンゴム組成物の製造法を提供する。 【解決手段】 (A) 25℃における粘度が 500〜1,000,00
0cStであるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン 1
00重量部に、(B) 比表面積が50m2/g以上の沈殿シリカ30
〜150 重量部を 100℃以下で均一に混練りした後、(C)
(A) と同種のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
10〜400 重量部を後添加し、混練した後、(D) 白金また
は白金系触媒からなる群から選ばれた付加反応触媒を白
金原子に換算して 0.1〜100ppmとなる量及び(E) 1分子
中に少なくとも2個以上の水素原子を含有するポリオル
ガノシロキサン(ケイ素原子に直接結合した水素原子数
が(A) 、(C) 成分のアルケニル基1個当たり0.5 〜4個
となる量)を更に添加し、熱硬化性シリコーンゴム組成
物を製造する。
Description
成物の製造法に関し、詳しくはキーパッド用途に用いた
ときに低ヒステリシスが得られ優れたキーパッド特性を
示し、また高い成形性を示す熱硬化性液状シリコーンゴ
ム組成物の製造法に関する。
物の製造法はシリコーンポリマーに充填剤、加工助剤、
白金系触媒、オルガノハイドロジェンポリシロキサンな
どを配合してなるもので、合成樹脂で成形されたものに
比べ各キーを叩打するときの感触が良いとされ、またそ
の優れた成形性、成形後の寸法安定性、弾性特性などか
ら電子式卓上計算機、テレビ・音響機器製品のスイッ
チ、およびコンピュータの入力装置であるキーパッドス
イッチなどに広く用いられている。キーパッドに求めら
れる特性として耐久性、荷重値、低ヒステリシスが重要
であることは周知であり、これまで種々の検討がなされ
ている。ヒドロシリル化反応によって硬化する熱硬化型
シリコーン組成物は、極めて短時間で硬化反応を行うこ
とができ、反応副生成物ができないなどの利点があり、
ポッティング材、コーティング材、型成形材、あるい
は、射出成形材などに広く使用されている。特に射出成
形においては、短時間の硬化反応により成形が迅速にで
き生産性が高くキーパッドのような成形部材を極めて低
コストで製造することができることから近年広く使用さ
れていることは周知のことであるが、このような熱硬化
性液状シリコーンゴムではキーパッドおよびラバーコン
タクトなどの用途に使用した場合、叩打するときのクリ
ック感触が必ずしも良い、低ヒステリシスの組成物はな
かった。特に低ヒステリシスロスを得るための製造法に
関する検討としては、無機質充填剤無含有により高耐
久、高品質なラバーコンタクトを得ることが報告されて
いる(特開平5−295268号公報)。しかし、無機質充填
材無含有によるため、シリコーンゴム組成物は非常に低
粘度となり、射出成形を容易に行うことが困難である。
また、特開平5−295268号公報記載の技術は、R1 3SiO
1/2 、R2 2SiO2/2 およびSiO4/2単位(但し、式中、R1、
R2は互いに同一又は異種の置換又は非置換の一価炭化水
素基である)からなり、かつ一分子中に少なくとも二つ
の脂肪族不飽和炭化水素基を含有するオルガノポリシロ
キサンレジンを含有するため、シリコーンゴム組成物の
硬化速度を速くすることができないなど欠点となってい
るうえ、該組成物から得られたキーパッドのヒステリシ
スロスは低い値を十分に満足するものではなかった。ま
たオルガノポリシロキサン(生ゴム)、微粉末シリカ、
シリカ分散剤を均一に混練りした後にオルガノポリシロ
キサン(生ゴム)を後添加し疲労耐久性を向上させる検
討がなされている(特開平4−359057号公報)が、これ
はキーパッドが破壊するまでの耐久性は改善されつつあ
るものの、低ヒステリシスを得るための根本的な解決法
は検討されていない。
において低ヒステリシスを示す熱硬化性液状シリコーン
ゴム組成物の製造法を提供することを目的とする。
鋭意検討を行った結果、シリコーンゴム組成物中におけ
る沈殿シリカの分散状態がシリコーンゴムの低ヒステリ
シス化に大きな影響を及ぼすことを見出し、そこで、こ
の沈殿シリカの分散状態を改良する為に、アルケニル基
含有オルガノポリシロキサンオイルを比表面積が50m2/g
以上である沈殿シリカと共に 100℃以下で混練りするこ
とにより、オルガノポリシロキサンオイル組成物中にお
いて沈殿シリカを非常によい分散状態とした後、第二段
階としてアルケニル基含有オルガノポリシロキサンオイ
ルを添加して混練りするという製造法を採用することに
より、従来の製造法で得られたシリコーンゴムに比べて
ヒステリシスロスが減少することを見出した。さらに
は、シリコーンゴム本来の特性を全く損なうことなく高
硬度、高弾性、高引裂き等の特性を有するようになるこ
とを知見し、本発明をなすに至った。即ち本発明は、
(A) 25℃における粘度が 500〜1,000,000cStであるアル
ケニル基含有オルガノポリシロキサン 100重量部に、
(B) 比表面積が50m2/g以上の沈殿シリカ30〜150 重量部
を 100℃以下で均一に混練りした後、(C) 25℃における
粘度が 500〜1,000,000cStであるアルケニル基含有オル
ガノポリシロキサン10〜400 重量部を後添加し、混練し
た後、(D) 白金または白金系触媒からなる群から選ばれ
た付加反応触媒を白金原子に換算して 0.1〜100ppmとな
る量及び(E) 1分子中に少なくとも2個以上の水素原子
を含有するポリオルガノシロキサン(ケイ素原子に直接
結合した水素原子数が(A) 、(C) 成分のアルケニル基1
個当たり0.5〜4個となる量)を更に添加することを特
徴とする熱硬化性シリコーンゴム組成物の製造法であ
る。
本発明に用いる成分(A) のアルケニル基含有ポリオルガ
ノシロキサンはケイ素原子に直結したアルケニル基を有
するもので、シロキサン骨格は直鎖状もしくは分岐状の
いずれでもよく、また、これらの混合物であってもよ
い。アルケニル基としては、ビニル、アリル、1−ブテ
ニル、1−ヘキセニルなどが挙げられるが、合成の容易
さからビニル基が好ましい。アルケニル基以外のケイ素
原子に結合する置換基としては、メチル、エチル、プロ
ピル、ブチル、ヘキシル、ドデシルなどのアルキル基、
フェニルなどのアリール基、2−フェニルエチニル、2
−フェニルプロピルなどのアラルキル基、クロロメチ
ル、3,3,3 −トリフルオロプロピルなどの置換炭素水素
基などが例示される。これらのうち、合成しやすい点か
らメチル基が最も好ましい。成分(A) は、付加反応型の
硬化性ポリオルガノシロキサンのベースポリマーとなる
もので、ケイ素原子に結合する全有機基のうち、0.01モ
ル%以上がアルケニル基であることが必要である。その
25℃における粘度は 500〜1,000,000cStであり、硬化前
は流動性を有することが必要な用途には100,000cSt以下
のものが望ましい。
であり、その比表面積が50m2/g以上、好ましくは 100〜
400m2/g の微粉末シリカが好ましい。比表面積が50m2/g
未満であると十分な補強性が得られない。また、沈殿シ
リカ以外のものでは低ヒステリシスが得られない。(B)
成分は、成分(A)100重量部に対して30〜150 重量部の範
囲内で使用され、必要に応じてオルガノシラン、オルガ
ノシラザンなどで表面処理したものを使用してもよい。
また、かかる沈殿シリカの配合量は第一段階として用い
る(A) 成分のオルガノポリシロキサンと第二段階で用い
る(C) 成分のオルガノポリシロキサンとの合計量 100重
量部に対しては5〜150 重量部、特に20〜70重量部とす
ることが望ましい。配合量が5重量部未満ではシリコー
ンゴムの補強性が不十分となる場合があり、 150重量部
を超えるとシリコーンゴム組成物の流動性および加工性
が著しく困難となる場合がある。
有ポリオルガノシロキサンとしては、成分(A) と同様の
ものであり、成分(C) としては粘度を含め成分(A) と全
く同じものを使用しても異種のもの(粘度や置換基の異
なるもの)を使用してもよい。
は、ヒドロシリル化触媒であり、ここで用いる白金系触
媒としてラモローの触媒(白金−オクタノール錯体、米
国特許第473377号明細書)、アシュピーの触媒(白金−
ビニル基含有環状シロキサン錯体、米国特許第4288345
号明細書)。カールステットの触媒(白金−ビニル基含
有ジシロキサン錯体、米国特許第3814730 号明細書)な
どが例示される。本発明における成分(D) の配合量は、
成分(A) 、(B) 、(C) の合計量に対して白金として 0.1
〜100pm 、好ましくは1〜50ppm の範囲で使用される。
イドロジェンシロキサンは、成分(A) 、(C) との付加反
応により、これを架橋し組成物をゴム弾性体とするた
め、1分子当たり2個以上、好ましくは3個以上のケイ
素原子に直接結合した水素原子を有するものである。水
素原子以外のケイ素原子に結合する有機基は、アルキル
基、フェニル基及び3,3,3 −トリフルオロプロピル基か
らなる群から選ばれる基であるが、合成が容易である点
から、メチル基が最も好ましい。このポリオルガノハイ
ドロジェンシロキサンとしては、シロキサン骨格が直鎖
状、分岐状もしくは環状のいずれかであってもよい。ま
た、このようなSiH 基は、ポリシロキサン鎖の末端でも
よいし途中にあってもよい。また、このポリオルガノハ
イドロジェンシロキサンは、25℃における粘度が10〜50
0 センチポイズ、特に15〜200 センチポイズであること
が好ましい。かかる成分(E) のポリオルガノハイドロジ
ェンシロキサンは、成分(A) 、(C) のポリオルガノポリ
シロキサンのアルケニル基1個当たり、水素原子数が
0.5〜4個、特に1〜3個となるような量で使用するこ
とが好ましい。
料、染料、老化防止剤、帯電防止剤などを配合してもよ
い。またシリコーンゴム組成物に配合される種々の公知
のゴム配合剤、たとえば粉砕シリカ、けいそう土、酸化
鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、カーボンブラック、酸化バ
リウム、酸化マグネシウム、水酸化セリウム、炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、アスベスト、ガ
ラスウール、微粉マイカ、溶融シリカ粉末等を本発明の
目的を損なわない程度に添加配合しても良い。本発明の
熱硬化性シリコーンゴム組成物の製造方法は、まず第一
段階として上記(A) 、(B) 成分を 100℃以下で均一に混
練りし、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサンを
(C) 成分として後添加し、混練りするものである。この
場合、第二段階で(C) 成分として後添加するアルケニル
基含有オルガノポリシロキサンの添加量は第一段階で用
いる(A) 成分のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサ
ン100重量部に対して10〜400 重量部とすることが好ま
しく、より好ましくは10〜200 重量部である。(C) 成分
の後添加量が10重量部未満では混練りの効果が不十分で
あり、また400 重量部を超えると引っ張り強度、引裂き
強度などに悪化をきたす場合がある。また、本発明の目
的である低ヒステリシスの達成の点から、(A) 成分と
(C) 成分の混合粘度は 500〜100,000cStであることが好
ましく、機械的性質の優れたゴム弾性体を目的とした場
合は1,000 〜80,000cSt であることが好ましい。
際、(C) 成分の添加と熱処理の方法は、(A) 、(B) 成分
の配合物をプラネタリー等のミキサーで 100℃以下で混
練りし、均一になった後に(C) 成分を添加し混合すれば
よい。このとき、(A) 、(B)成分の混練りは(A) 、(B)
が均一になるまでは 100℃以下の条件下で混練りするの
が必須条件である。 100℃以上ではヒステリシスロスに
悪影響を与えるので良くない。また(C) 成分添加後の混
練り条件は特に制約されないが、 100〜200 ℃、好まし
くは 150〜180 ℃の温度で 0.5〜5時間好ましくは1〜
3時間加熱混練りときには加熱減圧下(30mmHg以下)混
練りが好ましい。このときヘキサメチルジシラザン、メ
チルトリアルコキシシランなどのフィラー処理剤などを
併用することもできる。また、(D) 、(E) 成分は必要量
をその後、添加すればよい。
は、製品粘度として50,000〜8,000,000cSt程度の粘度を
有する。また、本発明の熱硬化性シリコーンゴム組成物
は、常法により射出成形にて硬化させることにより各種
シリコーンゴム部材とすることができ、特にキーパッド
又はラバーコンタクトに好適に用いられる。
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。なお、実施例の説明に先立ち、各例におけ
る物性測定について説明する。ヒステリシス曲線による
荷重値と復帰力の測定は図1に示した形状のラバーコン
タクトを成形し、図2に示したようにキーに荷重を加え
て押し出し、その後脱圧して復帰したときのストローク
と応力の関係からヒステリシスロスを下式で求めた。
件は金型温度 150℃、硬化時間30秒、射出速度2秒、型
絞め圧100kgf/cm2で行った。硬化速度の測定にはJSR
キュラストメーターIII を用いた。
粘度10,000cSt のジメチルポリシロキサン 100重量部と
比表面積190m2/g の沈殿シリカ50重量部を均一になるま
で50℃でプラネタリーにより混練りした(配合物A)。
この配合物Aが均一になった後、分子鎖末端がジメチル
ビニルシロキサン基で封鎖された粘度10,000cSt のジメ
チルポリシロキサン50重量部を添加し1時間混練りし、
その後 150℃で2時間熱処理して実施例用シリコーンゴ
ム組成物1を得た。
150℃で2時間熱処理し、分子鎖末端がジメチルビニル
シロキサン基で封鎖された粘度10,000cSt のジメチルポ
リシロキサン50重量部を添加し1時間混練りし、実施例
用シリコーンゴム組成物2を得た。
シロキサン 100重量部を 150重量部とした以外は同様に
配合し、メチルポリシロキサンの後添加をしない比較例
用シリコーンゴム組成物3を得た。
粘度10,000cSt のジメチルポリシロキサン 100重量部と
比表面積190m2/g の沈殿シリカ50重量部とシリカ分散剤
として重合度が約20で分子鎖両末端がシラノール基で封
鎖されたジメチルポリシロキサン4重量部を均一になる
までプラネタリーで混練りし、均一になった後、分子鎖
末端がジメチルビニルシロキサン基で封鎖された粘度1
0,000cStのジメチルポリシロキサン50重量部を添加し、
1時間混練し、その後 150℃で2時間熱処理して比較例
用シリコーンゴム組成物4を得た。
粘度10,000cSt のジメチルポリシロキサン 100重量部と
比表面積190m2/g の沈殿シリカ80重量部を均一になるま
で50℃でプラネタリーにより混練りし、均一になった
後、分子鎖末端がジメチルビニルシロキサン基で封鎖さ
れた粘度10,000cSt のジメチルポリシロキサン 140重量
部を添加し1時間混練りし、その後 150℃で2時間熱処
理して実施例用シリコーンゴム組成物5を得た。
比表面積190m2/g の沈殿シリカ50重量部を均一になるま
で 130℃でプラネタリーにより混練りし、均一になった
後、ジメチルポリシロキサン50重量部を添加し1時間混
練りし、その後150℃で2時間熱処理して比較例用シリ
コーンゴム組成物6を得た。
(D) 成分の白金触媒として白金−ビニルシロキサン錯体
溶液(白金含有量 0.5%)0.02重量部、硬化抑制剤とし
て1−エチニル−シクロヘキサノール0.01重量部、(E)
成分の1分子中に少なくとも2個以上の水素原子を含有
するポリオルガノシロキサンとして(CH3)2SiH1/2単位 6
7mol%およびSiO2単位 33mol%からなるポリオルガノハ
イドロジェンシロキサン 1.5重量部を添加し均一になる
ように混練りし、金型温度 150℃、射出圧、金型圧力20
kg/cm2の条件で射出成形を行い、ラバーコンタクト成形
物を作成した。表1にそれらのキーパッド特性を示す。
粘度10,000cSt のジメチルポリシロキサン 100重量部と
比表面積150m2/g の沈殿シリカ40重量部を均一になるま
で50℃でプラネタリーにより混練りし、均一になった
後、分子鎖末端がジメチルビニルシロキサン基で封鎖さ
れた粘度7,000cStのジメチルポリシロキサン20重量部を
添加し1時間混練りし、その後 150℃で2時間熱処理し
て実施例用シリコーンゴム組成物7を得た。
ン基で封鎖された粘度10,000cSt のジメチルポリシロキ
サン 100重量部と比表面積130m2/g のヒュームドシリカ
40重量部を均一になるまで50℃でプラネタリーにより混
練り、均一になったあと、調製例7と同様な工程で比較
例用シリコーンゴム組成物8を得た。
(D) 成分の白金触媒として白金−ビニルシロキサン錯体
溶液(白金含有量0.5 %)0.02重量部、硬化抑制剤とし
て1−エチニル−シクロヘキサノール0.01部、(E) 成分
の1分子中に少なくとも2個以上の水素原子を含有する
ポリオルガノシロキサンとして(CH3)2SiH1/2単位 67mol
%およびSiO2単位 33mol%からなるポリオルガノハイド
ロジェンシロキサン 1.5重量部を添加し均一になるよう
に混練りし、金型温度 150℃、射出圧、金型圧力20kg/c
m2の条件で射出成形を行い、ラバーコンタクト成形物を
作成した。表2にそれらのキーパッド特性を示す。
粘度40,000cSt のジメチルポリシロキサン 100重量部と
比表面積190m2/g の沈殿シリカ60重量部を均一になるま
で80℃でプラネタリーにより混練りし、均一になった
後、分子鎖末端がジメチルビニルシロキサン基で封鎖さ
れた粘度40,000cSt のジメチルポリシロキサン100 重量
部を添加し1時間混練りし、その後 150℃で2時間熱処
理して実施例用シリコーンゴム組成物9を得た。
15モル%とからなり、重合度が約7000で分子鎖末端が(C
H2=CH)(CH3)2SiO0.5単位で封鎖されたメチルビニルポリ
シロキサン(生ゴム)100 重量部と比表面積190m2/g の
沈殿シリカ60重量部を均一になるまで80℃でニーダーに
より混練りし、均一になった後、分子鎖末端がジメチル
ビニルシロキサン基で封鎖された調製例9で用いたジメ
チルポリシロキサン(生ゴム)100 重量部を添加し1時
間混練りし、その後 150℃で2時間熱処理して比較例用
シリコーンゴム組成物10を得た。
粘度40,000cSt のジメチルポリシロキサン 100重量部と
オルガノポリシロキサンレジン((CH3)SiO1/2、(CH2=C
H)SiO1/2(CH3)2SiO2/2およびSiO4/2単位からなり、(C
H3)3SiO1/2、(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2、(CH3)2SiO2/2単位
との合計とSiO4/2単位との比が1であり、(CH3)3Si
O1/2、(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2単位の合計と(CH3)2SiO2/2
単位との比率が4であり、(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2単位が
レジン全体に対して 0.1モル含有するオルガノポリシロ
キサン)60重量部を均一になるまで80℃でプラネタリー
により混練りし、均一になった後、分子鎖末端がジメチ
ルビニルシロキサン基で封鎖された粘度40,000cSt のジ
メチルポリシロキサン 100重量部を添加し1時間混練り
し、その後 150℃で2時間熱処理して比較例用シリコー
ンゴム組成物11を得た。
に、(D) 成分の白金触媒として白金−ビニルシロキサン
錯体溶液(白金含有量 0.5%)0.02重量部、硬化抑制剤
として1−エチニル−シクロヘキサノール0.01重量部、
(E) 成分の1分子中に少なくとも2個以上の水素原子を
含有するポリオルガノシロキサンとして(CH3)2SiH1/2単
位 67mol%およびSiO2単位 33mol%からなるポリオルガ
ノハイドロジェンシロキサン 1.5重量部を添加し均一に
なるように混練りし、金型温度 150℃、射出圧、金型圧
力20kg/cm2の条件で射出成形を行い、ラバーコンタクト
成形物を作成した。表3にそれらのキーパッド特性を示
す。表4にそれらの粘度、硬化速度、不良率を示す。
出成形用液状シリコーンゴムとして低ヒステリシスロス
を示すキーパッドおよびラバーコンタクトシリコーンゴ
ム組成物を得ることができる。
り形成したラバーコンタクトの断面図である。
スロスを求めるための応力とストロークの関係を示すグ
ラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 (A) 25℃における粘度が 500〜1,000,00
0cStであるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン 1
00重量部に、(B) 比表面積が50m2/g以上の沈殿シリカ30
〜150 重量部を 100℃以下で均一に混練りした後、(C)
25℃における粘度が 500〜1,000,000cStであるアルケニ
ル基含有オルガノポリシロキサン10〜400 重量部を後添
加し、混練した後、(D) 白金または白金系触媒からなる
群から選ばれた付加反応触媒を白金原子に換算して 0.1
〜100ppmとなる量及び(E) 1分子中に少なくとも2個以
上の水素原子を含有するポリオルガノシロキサン(ケイ
素原子に直接結合した水素原子数が(A) 、(C) 成分のア
ルケニル基1個当たり0.5 〜4個となる量)を更に添加
することを特徴とする熱硬化性シリコーンゴム組成物の
製造法。 - 【請求項2】 請求項1記載の方法により製造された組
成物を射出成形にて硬化させたシリコーンゴム部材。 - 【請求項3】 シリコーンゴム部材がキーパッド又はラ
バーコンタクトである請求項2記載のシリコーンゴム部
材。
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JP (1) | JP4657395B2 (ja) |
Cited By (5)
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JP2001164111A (ja) * | 1999-12-10 | 2001-06-19 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | シリコーンゴム組成物、およびキーパッド用シリコーンゴム組成物 |
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JP2019504919A (ja) * | 2016-02-23 | 2019-02-21 | ダウ シリコーンズ コーポレーション | 低温硬化シリコーンエラストマー |
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1998
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