JPWO2020022407A1 - シリコーンゴム組成物およびフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の製造方法 - Google Patents

シリコーンゴム組成物およびフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明のシリコーンゴム組成物は、(A)一分子中に、少なくとも2個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサン、(B)一分子中に、少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有し、フロロアルキル基をケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%有するオルガノポリシロキサン、および(C)ヒドロシリル化反応用触媒からなり、フロロシリコーンゴム組成物が良好に接着するシリコーンゴムを形成する。本発明の積層体の製造方法は、フロロシリコーンゴム層とシリコーンゴム層とが良好に接着している積層体を製造する。

Description

本発明は、シリコーンゴム組成物、およびこれを用いたフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の製造方法に関する。
3,3,3−トリフロロプロピル基等のフロロアルキル基を実質的に含有するオルガノポリシロキサンにより形成されるフロロシリコーンゴムと、実質的にフロロアルキル基を有さないオルガノポリシロキサンにより形成されるシリコーンゴムとの積層体が種々の用途で使用されているが、フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムの接着性が十分でなく、その接触界面で剥離しやすいため、これを解決するための方法が種々提案されている。
フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとからなる積層体の製造方法としては、例えば、フロロシリコーンゴムおよびシリコーンゴムを形成するゴム組成物のいずれか一方または双方に、25℃における粘度が100mPa・s以下である、分子鎖末端がシラノール基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチル(3,3,3−トリフロロプロピル)シロキサン共重合体を配合して接着する方法(特許文献1参照);ヒドロシリル化反応用触媒、または一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンを含有する有機過酸化物硬化型のフロロシリコーンゴム組成物と、ヒドロシリル化反応用触媒、または一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンを含有する有機過酸化物硬化型のジメチルシリコーンゴム組成物を、所望の形状に成形し、次いで、これらの組成物を接触させた状態で、ヒドロシリル化反応を起こさせつつ、硬化させる方法(特許文献2参照);アルケニル基とトリフロロプロピル基を有するオルガノポリシロキサン、シリカ系充填剤、メチル(トリフロロプロプル)シロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位、さらにはメチルビニルシロキサン単位を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、および有機過酸化物からなるフロロシリコーンゴム組成物を用いる方法(特許文献3参照);フロロシリコーンゴム組成物とジメチルシリコーンゴム組成物とを共加硫接着する際、いずれか一方または双方に、BET比表面積が250m/g以上である補強性シリカ、およびメチル(3,3,3−トリフロロプロピル)シロキサン単位、メチルハイドロジェンシロキサン単位、およびジメチルビニルシロキサン単位を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンからなる接着助剤を配合する方法(特許文献4参照);オルガノポリシロキサン、シリカ系充填剤、メチル(トリフロロプロプル)シロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位、さらにはビニル基含有シロキサン単位を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、および有機過酸化物からなるシリコーンゴム組成物を用いる方法(特許文献5参照);ヒドロシリル化反応用触媒、または一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンを含有する有機過酸化物硬化型のフロロシリコーンゴム組成物と、ヒドロシリル化反応用触媒、または一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンを含有する有機過酸化物硬化型のシリコーンゴム組成物を、前記フロロシリコーンゴム組成物と前記シリコーンゴム組成物との混合組成物を介して、これらの組成物を接触させた状態で、硬化させる方法(特許文献6参照)が提案されている。
しかし、これらの製造方法で製造されたフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体といえども、フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの接着性が十分といえるものではなかった。
特開2006−328303号公報 特表2008−540754号公報 特開2010−126712号公報 特開2011−093996号公報 特開2013−103963号公報 特表2015−502431号公報
本発明の目的は、フロロシリコーンゴム組成物が良好に接着するシリコーンゴムを形成するシリコーンゴム組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、フロロシリコーンゴム層とシリコーンゴム層とが良好に接着している積層体を製造する方法を提供することにある。
本発明のシリコーンゴム組成物は、下記成分(A)〜成分(C)を含むことを特徴とする。
(A)一分子中に、少なくとも2個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)一分子中に、少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有し、フロロアルキル基をケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%有するオルガノポリシロキサン{成分(A)中のアルケニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルを超える量}、および
(C)触媒量のヒドロシリル化反応用触媒
本組成物において、成分(B)は、平均単位式:
[HR SiO1/2](RSiO3/2)
(式中、Rは同じかまたは異なる、脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜20の一価炭化水素基であり、Rは同じかまたは異なるフロロアルキル基であり、x、yは、それぞれ、0<x<1、0<y<1、かつx+y=1を満たす数である。)
で表されるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
本組成物は、さらに、微粉末状シリカ系充填剤{成分(A)100質量部に対して5〜200質量部}を含有してもよい。
本発明のフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の製造方法は、下記工程(1)〜(3)から少なくともなることを特徴とする。
(1)下記成分(A)〜(C)を含むシリコーンゴム組成物を硬化する工程;
(A)一分子中に、少なくとも2個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)一分子中に、少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有し、フロロアルキル基をケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%有するオルガノポリシロキサン{成分(A)中のアルケニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルを超える量}、および
(C)触媒量のヒドロシリル化反応用触媒
(2)上記工程(1)で作製したシリコーンゴムの表面に、下記成分(D)〜(E)を含むフロロシリコーンゴム組成物を積層する工程;
(D)(D1)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を、ケイ素原子結合全有機基の少なくとも20モル%有するオルガノポリシロキサン、または前記成分(D1)と(D2)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサンとの混合物 100質量部、および
(E)有効量の硬化剤
(3)上記工程(2)で積層されたフロロシリコーンゴム組成物を硬化する工程
本発明の製造方法において、成分(B)は、平均単位式:
[HR SiO1/2](RSiO3/2)
(式中、Rは同じかまたは異なる、脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜20の一価炭化水素基であり、Rは同じかまたは異なるフロロアルキル基であり、x、yは、それぞれ、0<x<1、0<y<1、かつx+y=1を満たす数である。)
で表されるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
また、本発明の製造方法において、シリコーンゴム組成物が、さらに、微粉末状シリカ系充填剤{成分(A)100質量部に対して5〜200質量部}を含有することが好ましい。
また、本発明の別のフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の製造方法は、下記工程(1’)〜(2’)から少なくともなることを特徴とする。
(1’)下記成分(A)〜(C)を含むシリコーンゴム組成物:
(A)一分子中に、少なくとも2個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)一分子中に、少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有し、フロロアルキル基をケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%有するオルガノポリシロキサン{成分(A)中のアルケニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルを超える量}、および
(C)触媒量のヒドロシリル化反応用触媒
と、下記成分(D)〜(E)を含むフロロシリコーンゴム組成物:
(D)(D1)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を、ケイ素原子結合全有機基の少なくとも20モル%有するオルガノポリシロキサン、または前記成分(D1)と(D2)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサンとの混合物 100質量部、および
(E)有効量の硬化剤
とを積層して、フロロシリコーンゴム組成物層とシリコーンゴム組成物層からなる積層体を作製する工程、
(2’)上記工程(1’)で作製した積層体のフロロシリコーンゴム組成物層とシリコーンゴム組成物層を硬化する工程
本発明の製造方法において、成分(B)は、平均単位式:
[HR SiO1/2](RSiO3/2)
(式中、Rは同じかまたは異なる、脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜20の一価炭化水素基であり、Rは同じかまたは異なるフロロアルキル基であり、x、yは、それぞれ、0<x<1、0<y<1、かつx+y=1を満たす数である。)
で表されるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
また、本発明の製造方法において、シリコーンゴム組成物が、さらに、微粉末状シリカ系充填剤{成分(A)100質量部に対して5〜200質量部}を含有することが好ましい。
本発明のシリコーンゴム組成物は、フロロシリコーンゴム組成物が良好に接着するシリコーンゴムを形成できるという特徴がある。また、本発明の製造方法は、フロロシリコーンゴム層とシリコーンゴム層とが良好に接着している積層体を製造できるという特徴がある。
本発明の製造方法で作製されるフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の一例であるシリコーンゴムロールの断面図である。 本発明の製造方法で作製されるフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の一例であるゴムシートの斜視図である。 本発明の製造方法で作製されるフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の他の一例であるゴムシートの斜視図である。
[シリコーンゴム組成物]
成分(A)は本組成物の主剤であり、一分子中に、少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである。成分(A)中のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基等の炭素原子数が2〜12のアルケニル基が例示され、好ましくは、ビニル基である。また、成分(A)は、フロロアルキル基を有さないか、または有しても、その割合が、ケイ素原子結合全有機基の20モル%未満である。成分(A)中に有してもよいフロロアルキル基としては、3,3,3−トリフロロプロピル基、4,4,4,3,3−ペンタフロロブチル基、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフロロペンチル基、6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフロロヘキシル基、7,7,7,6,6,5,5,4,4,3,3−ウンデカフロロヘプチル基等の炭素原子数が3〜12のフロロアルキル基が例示され、好ましくは、3,3,3−トリフロロプロピル基、4,4,4,3,3−ペンタフロロブチル基、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフロロペンチル基である。また、成分(A)中のアルケニル基およびフロロアルキル基以外のケイ素原子に結合する基としては、炭素原子数1〜20、好ましくは炭素原子数1〜8の一価炭化水素基が例示され、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基が例示され、好ましくは、アルキル基、特にメチル基である。
このような成分(A)の分子構造は限定されず、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、分岐鎖状が挙げられる。また、成分(A)の粘度は限定されず、好ましくは、25℃において、少なくとも1Pa・sの粘度を有する液状のものから生ゴム状である。液状のものとしては、特に、25℃における粘度が、少なくとも10Pa・sであり、一方、多くとも1,000Pa・sであるものが好ましい。なお、(A)成分の25℃における粘度は、JIS K7117−1に準拠した回転粘度計によって測定することができる。一方、生ゴム状のものとしては、特に、JIS K 6249に規定される25℃におけるウイリアムス可塑度が100〜800の生ゴム状、あるいはウイリアムス可塑度が100〜400の生ゴム状である。
成分(B)は本組成物の架橋剤であり、一分子中に、少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有し、フロロアルキル基をケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%有するオルガノポリシロキサンである。成分(B)中のフロロアルキル基としては、3,3,3−トリフロロプロピル基、4,4,4,3,3−ペンタフロロブチル基、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフロロペンチル基、6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフロロヘキシル基、7,7,7,6,6,5,5,4,4,3,3−ウンデカフロロヘプチル基等の炭素原子数が3〜12のフロロアルキル基が例示され、好ましくは、3,3,3−トリフロロプロピル基、4,4,4,3,3−ペンタフロロブチル基、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフロロペンチル基である。成分(B)中のフロロアルキル基の割合は、ケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%であり、好ましくは、少なくとも10モル%、あるいは少なくとも15モル%であり、一方、多くとも70モル%、多くとも60モル%、多くとも50モル%、あるいは多くとも40モル%である。このフロロアルキル基の割合は、前記の上限と下限とを組み合わせた任意の範囲とすることができる。これは、成分(B)中のフロロアルキル基の割合が上記下限以上であると、得られるシリコーンゴムに対するフロロシリコーンゴム組成物の接着性が向上するからであり、一方、上記上限以下であると、得られるシリコーンゴム組成物の機械的特性が良好であるからである。成分(B)中の水素原子およびフロロアルキル基以外のケイ素原子に結合する基としては、脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜20、好ましくは炭素原子数1〜8の一価炭化水素基が例示され、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基が例示され、好ましくは、アルキル基、特にメチル基である。
成分(B)の分子構造は限定されず、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、分岐鎖状、網目状、環状が例示され、これらの分子構造を有する2種以上の混合物であってもよい。このような成分(B)としては、平均単位式:
[HR SiO1/2](RSiO3/2)
で表されるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
式中、Rは同じかまたは異なる、脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜20の一価炭化水素基であり、前記と同様の基が例示され、好ましくはアルキル基、特にメチル基である。
また、式中、Rは同じかまたは異なるフロロアルキル基であり、前記と同様の基が例示される。
また、式中、x、yは、それぞれ、0<x<1、0<y<1、かつx+y=1を満たす数である。また、一分子中、RとRの合計に対するRの割合は少なくとも5モル%、少なくとも10モル%、少なくとも15モル%であり、一方、多くとも70モル%、多くとも60モル%、多くとも50モル%、あるいは多くとも40モル%であることが好ましい。このRの割合は、前記の上限と下限とを組み合わせた任意の範囲とすることができる。
成分(B)の含有量は、成分(A)中のアルケニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルを超える量であり、好ましくは、1.5モル以上となる量、2モル以上となる量、2.5モル以上となる量、3モル以上となる量、あるいは3.5モル以上となる量であり、一方、30モル以下となる量、20モル以下となる量、15モル以下となる量、あるいは10モル以下となる量である。成分(B)の含有量は、前記の上限と下限とを組み合わせた任意の範囲とすることができる。これは、成分(B)の含有量が上記範囲の下限以上であると、得られるシリコーンゴムに対するフロロシリコーンゴム組成物の接着性が良好であり、一方、上記範囲の上限以下であると、高温環境下に曝された後の積層体における、得られるフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの接着性が良好となるからである。
成分(C)は本組成物の硬化を促進するためのヒドロシリル化反応用触媒である。成分(C)としては、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒が例示され、好ましくは、白金系触媒である。この白金系触媒として、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のカルボニル錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体、白金のオレフィン錯体、これらの白金系触媒を分散もしくは含有する、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等の軟化点が40〜170℃の樹脂からなるマイクロカプセル触媒が例示され、特に、成分(A)との相溶性が良好であることから、白金のアルケニルシロキサン錯体であることが好ましい。この白金のアルケニルシロキサン錯体において、アルケニルシロキサンとしては、例えば、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラビニルジメチルジシロキサンが挙げられる。
成分(C)の含有量は、本組成物の硬化を促進する触媒量であり、具体的には、本組成物に対する本成分中の触媒金属が質量単位で0.1〜1,000ppmの範囲内となる量、0.1〜500ppmの範囲内となる量、あるいは、0.1〜250ppmの範囲内となる量である。これは、成分(C)の含有量が、上記範囲の下限以上であると、本組成物の硬化が十分に促進されるからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、得られるシリコーンゴムに着色等の問題を生じにくいからである。
本組成物には、得られるシリコーンゴムの機械的特性を向上させるためにシリカ微粉末を含有してもよい。このシリカ微粉末としては、ヒュームドシリカ等の乾式法シリカ、沈澱シリカ等の湿式法シリカが挙げられ、さらにそれらの表面が、オルガノシラン、ヘキサオルガノジシラザン、ジオルガノポリシロキサン、ジオルガノシクロポリシロキサン等の有機ケイ素化合物で疎水化処理された微粉末状シリカも使用できる。このシリカ微粉末のBET比表面積は限定されないが、好ましくは、50m/g〜400m/gの範囲内、あるいは100〜400m/gの範囲内である。
シリカ微粉末の含有量は限定されないが、得られるシリコーンゴムの機械的特性が良好であることから、成分(A)100質量部に対して5質量部以上であることが好ましく、一方、得られるシリコーンゴム組成物の成形性が良好であることから、成分(A)100質量部に対して200質量部以下であることが好ましい。
本組成物には、硬化速度を調節するため反応抑制剤を含有してもよい。この反応抑制剤としては、2−メチル−3−ブチン−2−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、3−メチル−1−ペンチン―3−オール、2−フェニル−3−ブチン−2−オール、1−エチニル−1−シクロヘキサノール、2−エチニルイソプロパノール、2−エチニルブタン−2−オール等のアルキンアルコール;トリメチル(3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オキシ)シラン、ジメチルビス(3−メチル−1−ブチノキシ)シラン、メチルビニルビス(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ)シラン、および[(1,1−ジメチル−2−プロピニル)オキシ]トリメチルシラン等のシリル化アセチレンアルコール;2−イソブチル−1−ブテン−3−イン、3,5−ジメチル−3−ヘキセン−1−イン、3−メチル−3−ペンテン−1−イン、3−メチル−3−ヘキセン−1−イン、1−エチニルシクロヘキセン、3−エチル−3−ブテン−1−イン、および3−フェニル−3−ブテン−1−イン等とエンイン化合物;ジアリルマレエート、ジメチルマレエート、ジエチルフマレート、ジアリルフマレート、ビス−2−メトキシ−1−メチルエチルマレエート、モノオクチルマレエート、モノイソオクチルマレエート、モノアリルマレエート、モノメチルマレエート、モノエチルフマレート、モノアリルフマレート、および2−メトキシ−1−メチルエチルマレエート等の不飽和カルボン酸エステル;1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン等のアルケニルシロキサン;その他、ベンゾトリアゾールが例示される。
反応抑制剤の含有量は限定されないが、好ましくは、成分(A)および成分(B)の合計100質量部に対して、5質量部以下、または、3質量部以下であり、一方、その下限は0.01質量部以上、または0.1質量部以上である。この反応抑制剤の含有量は、前記の上限と下限とを組み合わせた任意の範囲とすることができる。
また、本組成物には、本発明の目的を損なわない程度で、その他にシリコーンゴム組成物に通常使用される各種の配合剤を配合してもよい。この配合剤としては、けいそう土、石英粉末、炭酸カルシウム等の増量充填剤;アルミナ、酸化亜鉛、窒化ホウ素等の熱伝導性向上剤;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の難燃性向上剤;アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック;酸化チタン、弁柄等の顔料;希土類酸化物、セリウムシラノレート、セリウム脂肪酸塩等の耐熱性向上剤;ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸及びそれらの金属塩等の金型離型剤;アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジオルガノシロキサンオリゴマー等の分散剤が例示される。
[フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の製造方法]
本発明のフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の製造方法は、下記工程(1)〜(3)から少なくともなることを特徴とする。
[工程(1)]
初めに、下記成分(A)〜(C)を含むシリコーンゴム組成物を硬化する。
(A)一分子中に、少なくとも2個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサン、
(B)一分子中に、少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有し、フロロアルキル基をケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%有するオルガノポリシロキサン、および
(C)ヒドロシリル化反応用触媒
上記シリコーンゴム組成物については前述の通りである。工程(1)では、上記シリコーンゴム組成物を硬化する。その成形方法は限定されず、金型成形、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形、押出成形、カレンダー成形、あるいはカレンダーロール等で作製したシートをマンドレルに巻き付けて成形する方法が例示され、また、その硬化方法も限定されず、スチーム加硫、熱風加硫等の周知の硬化方法を選択できる。例えば、寸法精度のよい硬化物を成型できることから、2〜100kg/cmの圧力下で100〜200℃に加熱することが好ましい。このようにして成型されるシリコーンゴムの厚さは限定されない。また、成型されるフロロシリコーンゴムの形状も限定されず、例えば、シート状、ロール状、チューブ状、塊状が挙げられ、本発明の製造方法で、内周面にシリコーンゴム層を有し、その外周面にフロロシリコーンゴム層を有するシリコーンゴムロールを成型する場合には、ロール状とすることが好ましい。
[工程(2)]
次に、上記工程(1)で作製したシリコーンゴムの表面に、下記成分(D)〜(E)を含むフロロシリコーンゴム組成物を積層する。
(D)(D1)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を、ケイ素原子結合全有機基の少なくとも20モル%有するオルガノポリシロキサン、または前記成分(D1)と(D2)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサンとの混合物、および
(E)硬化剤
成分(D1)は上記フロロシリコーンゴム組成物の主剤であり、一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を、ケイ素原子結合全有機基の少なくとも20モル%有するオルガノポリシロキサンである。成分(D1)中のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基等の炭素原子数が2〜12のアルケニル基が例示され、好ましくは、ビニル基である。また、成分(D1)中のフロロアルキル基としては、3,3,3−トリフロロプロピル基、4,4,4,3,3−ペンタフロロブチル基、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフロロペンチル基、6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフロロヘキシル基、7,7,7,6,6,5,5,4,4,3,3−ウンデカフロロヘプチル基等の炭素原子数が3〜12のフロロアルキル基が例示され、好ましくは、3,3,3−トリフロロプロピル基、4,4,4,3,3−ペンタフロロブチル基、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフロロペンチル基である。成分(D1)中のフロロアルキル基の割合は、ケイ素原子結合全有機基の少なくとも20モル%であり、好ましくは、少なくとも30モル%であり、一方、多くとも70モル%、あるいは多くとも60モル%である。このフロロアルキル基の割合は、前記の上限と下限とを組み合わせた任意の範囲とすることができる。これは、成分(D1)中のフロロアルキル基の割合が上記下限以上であると、得られるフロロシリコーンゴムの耐油性、耐燃料油性が向上するからであり、一方、上記上限以下であると、得られるフロロシリコーンゴムの耐熱性、耐寒性が向上するからである。成分(D1)中のアルケニル基およびフロロアルキル基以外のケイ素原子に結合する基としては、炭素原子数1〜20、好ましくは炭素原子数1〜8の一価炭化水素基が例示され、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基が例示され、好ましくは、アルキル基、特にメチル基である。
このような成分(D1)の分子構造は限定されず、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、分岐鎖状が挙げられる。また、成分(D1)の粘度は限定されず、好ましくは、25℃において、少なくとも1Pa・sの粘度を有する液状のものから生ゴム状である。液状のものとしては、特に、25℃における粘度が、少なくとも10Pa・sであり、一方、多くとも1,000Pa・sであるものが好ましい。なお、(D1)成分の25℃における粘度は、JIS K7117−1に準拠した回転粘度計によって測定することができる。一方、生ゴム状のものとしては、特に、JIS K 6249に規定される25℃におけるウイリアムス可塑度が100〜800の生ゴム状、あるいはウイリアムス可塑度が100〜400の生ゴム状、あるいはウイリアムス可塑度が200〜400の生ゴム状である。
上記フロロシリコーンゴム組成物には、(D2)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサンを配合してもよい。この成分(D2)中のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基等の炭素原子数が2〜12のアルケニル基が例示され、好ましくは、ビニル基である。成分(D2)は、フロロアルキル基を有さないか、または有しても、その割合が、ケイ素原子結合全有機基の20モル%未満である。成分(D2)中に有してもよいフロロアルキル基としては、3,3,3−トリフロロプロピル基、4,4,4,3,3−ペンタフロロブチル基、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフロロペンチル基、6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフロロヘキシル基、7,7,7,6,6,5,5,4,4,3,3−ウンデカフロロヘプチル基等の炭素原子数が3〜12のフロロアルキル基が例示され、好ましくは、3,3,3−トリフロロプロピル基、4,4,4,3,3−ペンタフロロブチル基、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフロロペンチル基である。成分(D2)中のアルケニル基およびフロロアルキル基以外のケイ素原子に結合する基としては、炭素原子数1〜20、好ましくは炭素原子数1〜8の一価炭化水素基が例示され、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基が例示され、好ましくは、アルキル基、特にメチル基である。
このような成分(D2)の分子構造は限定されず、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、分岐鎖状が挙げられる。また、成分(D2)の粘度は限定されず、好ましくは、25℃において、少なくとも1Pa・sの粘度を有する液状のものから生ゴム状である。液状のものとしては、特に、25℃における粘度が、少なくとも10Pa・sであり、一方、多くとも1,000Pa・sであるものが好ましい。なお、(D2)成分の25℃における粘度は、JIS K7117−1に準拠した回転粘度計によって測定することができる。一方、生ゴム状のものとしては、特に、JIS K 6249に規定される25℃におけるウイリアムス可塑度が100〜800の生ゴム状、あるいはウイリアムス可塑度が100〜400の生ゴム状である。
成分(D2)の含有は任意であるが、成分(D2)を含有する場合、上記成分(D1)と成分(D2)の割合は、成分(D1):成分(D2)の質量比が50:50〜99:1、60:40〜99:1、70:30〜99:1、80:20〜99:1、あるいは85:15〜99:1の範囲内であることが好ましい。これは、成分(D1)の割合が上記範囲の下限以上であると、得られるフロロシリコーンゴムの耐油性、耐燃料油性が向上することからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、高温環境下に曝された後の積層体における、得られるフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの接着性が良好となるからである。
成分(E)は上記フロロシリコーンゴム組成物の硬化剤であり、有機過酸化物、あるいはオルガノハイドロジェンポリシロキサンとヒドロシリル化反応用触媒との組合せが例示される。
成分(E)としては、フロロシリコーンゴム組成物を硬化させるために公知の有機過酸化物を用いることができる。このような成分(E)としての有機過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイド、ターシャリーブチルパーベンゾエート、オルトメチルベンゾイルパーオキサイド、パラメチルベンゾイルパーオキサイド、ジターシャリーブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、1,1−ビス(ターシャリーブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ターシャリーブチルパーオキシ)へキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ターシャリーブチルパーオキシ)へキシン、およびこれらの2種以上の組み合わせが例示される。
成分(E)としての有機過酸化物の含有量は限定されないが、好ましくは、上記成分(D)100質量部に対して、0.1〜10質量部の範囲内、0.1〜5質量部の範囲内、あるいは0.1〜3質量部の範囲内である。これは、成分(E)の含有量が上記範囲の下限以上であると、得られる組成物が十分に硬化するからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、得られるフロロシリコーンゴムの機械的特性が良好であるからである。
一方、成分(E)としてのオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するものであれば特に限定されない。成分(E)のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、フロロアルキル基を有していても、有していなくても良い。このフロロアルキル基としては、3,3,3−トリフロロプロピル基、4,4,4,3,3−ペンタフロロブチル基、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフロロペンチル基、6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフロロヘキシル基、7,7,7,6,6,5,5,4,4,3,3−ウンデカフロロヘプチル基等の炭素原子数が3〜12のフロロアルキル基が例示され、好ましくは、3,3,3−トリフロロプロピル基、4,4,4,3,3−ペンタフロロブチル基、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフロロペンチル基である。成分(E)中のフロロアルキル基の割合は限定されないが、ケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%、少なくとも10モル%、少なくとも15モル%であり、一方、多くとも70モル%、多くとも60モル%、多くとも50モル%、あるいは多くとも40モル%である。このフロロアルキル基の割合は、前記の上限と下限とを組み合わせた任意の範囲とすることができる。これは、成分(E)中のフロロアルキル基の割合が上記下限以上であると、得られるフロロシリコーンゴムの耐油性、耐燃料油性が向上し、また、得られるフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムの接着性が向上するからであり、一方、上記上限以下であると、得られるフロロシリコーンゴムの耐熱性、耐寒性が向上するからである。成分(E)中の水素原子およびフロロアルキル基以外のケイ素原子に結合する基としては、炭素原子数1〜20、好ましくは炭素原子数1〜8の一価炭化水素基が例示され、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基が例示され、好ましくは、アルキル基、特にメチル基である。
成分(E)のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子構造は限定されず、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、分岐鎖状、網目状、環状が例示され、これらの分子構造を有する2種以上の混合物であってもよい。このような成分(E)のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、一般式:
SiO(RSiO)(RHSiO)SiR
で表されるオルガノポリシロキサン、あるいは平均単位式:
[HR SiO1/2](RSiO3/2)
で表されるオルガノポリシロキサンが例示される。
式中、Rは同じかまたは異なる、脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜20の一価炭化水素基であり、前記と同様の基が例示され、好ましくはアルキル基、特にメチル基である。
また、式中、Rは同じかまたは異なるフロロアルキル基であり、前記と同様の基が例示される。
また、式中、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、かつ、mとnの合計が5〜100の範囲内の整数であり、好ましくは、mとnの合計は10〜50の範囲内の整数である。また、一分子中、RとRの合計に対するRの割合は少なくとも5モル%、少なくとも10モル%、少なくとも15モル%であり、一方、多くとも70モル%、多くとも60モル%、多くとも50モル%、あるいは多くとも40モル%であることが好ましい。このRの割合は、前記の上限と下限とを組み合わせた任意の範囲とすることができる。
また、式中、x、yは、それぞれ、0<x<1、0<y<1、かつx+y=1を満たす数である。また、一分子中、RとRの合計に対するRの割合は少なくとも5モル%、少なくとも10モル%、少なくとも15モル%であり、一方、多くとも70モル%、多くとも60モル%、多くとも50モル%、あるいは多くとも40モル%であることが好ましい。このRの割合は、前記の上限と下限とを組み合わせた任意の範囲とすることができる。
上記フロロシリコーンゴム組成物において、成分(E)としてのオルガノハイドロジェンポリシロキサンの含有量は、上記フロロシリコーンゴム組成物を硬化することのできる量であれば特に限定されず、具体的には、上記成分(D)中のアルケニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルを超える量であり、好ましくは、1.1モル以上となる量であり、一方、30モル以下となる量、20モル以下となる量、15モル以下となる量、あるいは10モル以下となる量である。成分(E)の含有量は、前記の上限と下限とを組み合わせた任意の範囲とすることができる。これは、成分(E)の含有量が上記範囲の下限以上であると、得られるフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムの接着性が良好であり、一方、上記範囲の上限以下であると、高温環境下に曝された後の積層体における、得られるフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの接着性が良好となるからである。
成分(E)としてのヒドロシリル化反応用触媒としては、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒が例示され、好ましくは、白金系触媒である。この白金系触媒として、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のカルボニル錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体、白金のオレフィン錯体、これらの白金系触媒を分散もしくは含有する、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等の軟化点が40〜170℃の樹脂からなるマイクロカプセル触媒が例示され、特に、成分(A)との相溶性が良好であることから、白金のアルケニルシロキサン錯体であることが好ましい。この白金のアルケニルシロキサン錯体において、アルケニルシロキサンとしては、例えば、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラビニルジメチルジシロキサンが挙げられる。
成分(E)としてのヒドロシリル化反応用触媒の含有量は、上記フロロシリコーンゴム組成物の硬化を促進するに十分な量であり、具体的には、上記フロロシリコーンゴム組成物に対する本成分中の触媒金属が質量単位で0.1〜1,000ppmの範囲内となる量、0.1〜500ppmの範囲内となる量、あるいは、0.1〜250ppmの範囲内となる量である。これは、成分(E)としてのヒドロシリル化反応用触媒の含有量が、上記範囲の下限以上であると、上記フロロシリコーンゴム組成物の硬化が十分に促進されるからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、得られるフロロシリコーンゴムに着色等の問題を生じにくいからである。
上記フロロシリコーンゴム組成物には、得られるフロロシリコーンゴムの機械的特性を向上させるためにシリカ微粉末を含有してもよい。このシリカ微粉末としては、ヒュームドシリカ等の乾式法シリカ、沈澱シリカ等の湿式法シリカが挙げられ、さらにそれらの表面が、オルガノシラン、ヘキサオルガノジシラザン、ジオルガノポリシロキサン、ジオルガノシクロポリシロキサン等の有機ケイ素化合物で疎水化処理された微粉末状シリカも使用できる。このシリカ微粉末のBET比表面積は限定されないが、好ましくは、50m/g〜400m/gの範囲内、あるいは100〜400m/gの範囲内である。
シリカ微粉末の含有量は限定されないが、得られるフロロシリコーンゴムの機械的特性が良好であることから、成分(D)100質量部に対して10質量部以上であることが好ましく、一方、得られるフロロシリコーンゴム組成物の成形性が良好であることから、成分(D)100質量部に対して100質量部以下であることが好ましい。
上記フロロシリコーンゴム組成物がヒドロシリル化反応で硬化する場合、その硬化速度を調節するため反応抑制剤を含有してもよい。この反応抑制剤としては、2−メチル−3−ブチン−2−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、3−メチル−1−ペンチン−3−オール、2−フェニル−3−ブチン−2−オール、1−エチニル−1−シクロヘキサノール、2−エチニルイソプロパノール、2−エチニルブタン−2−オール等のアルキンアルコール;トリメチル(3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オキシ)シラン、ジメチルビス(3−メチル−1−ブチノキシ)シラン、メチルビニルビス(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ)シラン、および[(1,1−ジメチル−2−プロピニル)オキシ]トリメチルシラン等のシリル化アセチレンアルコール;2−イソブチル−1−ブテン−3−イン、3,5−ジメチル−3−ヘキセン−1−イン、3−メチル−3−ペンテン−1−イン、3−メチル−3−ヘキセン−1−イン、1−エチニルシクロヘキセン、3−エチル−3−ブテン−1−イン、および3−フェニル−3−ブテン−1−イン等とエンイン化合物;ジアリルマレエート、ジメチルマレエート、ジエチルフマレート、ジアリルフマレート、ビス−2−メトキシ−1−メチルエチルマレエート、モノオクチルマレエート、モノイソオクチルマレエート、モノアリルマレエート、モノメチルマレエート、モノエチルフマレート、モノアリルフマレート、および2−メトキシ−1−メチルエチルマレエート等の不飽和カルボン酸エステル;1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン等のアルケニルシロキサン;その他、ベンゾトリアゾールが例示される。
反応抑制剤の含有量は限定されないが、好ましくは、その上限は、成分(D)100質量部に対して、5質量部以下、または、3質量部以下であり、一方、その下限は、成分(D)100質量部に対して、0.01質量部以上、または0.1質量部以上である。この反応抑制剤の含有量は、前記の上限と下限とを組み合わせた任意の範囲とすることができる。
また、上記フロロシリコーンゴム組成物には、本発明の目的を損なわない程度で、その他にフロロシリコーンゴム組成物に通常使用される各種の配合剤を配合してもよい。この配合剤としては、けいそう土、石英粉末、炭酸カルシウム等の増量充填剤;アルミナ、酸化亜鉛、窒化ホウ素等の熱伝導性向上剤;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の難燃性向上剤;アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック;酸化チタン、弁柄等の顔料;希土類酸化物、セリウムシラノレート、セリウム脂肪酸塩等の耐熱性向上剤;ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸及びそれらの金属塩等の金型離型剤;アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジオルガノシロキサンオリゴマー等の分散剤が例示される。
工程(2)では、上記工程(1)で作製したシリコーンゴムの表面に、上記フロロシリコーンゴム組成物を積層する。その積層方法は限定されず、例えば、圧縮成型機中のシリコーンゴム上にフロロシリコーンゴム組成物を置き、圧縮成形する方法;型中にシリコーンゴムを置き、その型内にフロロシリコーンゴム組成物を射出する方法;フロロシリコーンゴム組成物を溶剤に溶かしたディスパージョンをシリコーンゴム上に塗布した後、オーブン等で溶剤を除去しながら硬化する方法;カレンダー成形によりシリコーンゴムシート上にフロロシリコーンゴム組成物を積層する方法;あるいは、カレンダーロール等で作製したフロロシリコーンゴム組成物のシートをシリコーンゴムの成形物に巻き付けて成形する方法が挙げられる。このようにしてシリコーンゴム上に積層されたフロロシリコーンゴム組成物の厚さは限定されない。また、積層されたフロロシリコーンゴム組成物の形状も限定されず、例えば、シート状、ロール状、チューブ状、塊状が挙げられ、本発明の製造方法で、内周面にシリコーンゴム層を有し、その外周面にフロロシリコーンゴム層を有するシリコーンゴムロールを成型する場合には、ロール状とすることが好ましい。
[工程(3)]
次に、上記工程(2)で積層されたフロロシリコーンゴム組成物を硬化する。上記工程(2)において、圧縮成型機あるいは射出成型機を用いた場合には、引き続き、成型機を2〜100kg/cmの圧力下で100〜200℃に加熱することによりフロロシリコーンゴム組成物を硬化させることができる。また、フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体を成型後、さらに、これを加熱処理することにより、二次加硫を行ってもよい。
また、他の本発明のフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の製造方法は、下記工程(1’)〜(2’)から少なくともなることを特徴とする。
[工程(1’)]
初めに、下記成分(A)〜(C)を含むシリコーンゴム組成物:
(A)一分子中に、少なくとも2個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサン、
(B)一分子中に、少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有し、フロロアルキル基をケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%有するオルガノポリシロキサン、および
(C)ヒドロシリル化反応用触媒
と、下記成分(D)〜(E)を含むフロロシリコーンゴム組成物:
(D)(D1)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を、ケイ素原子結合全有機基の少なくとも20モル%有するオルガノポリシロキサン、または前記成分(D1)と(D2)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサンとの混合物、および
(E)硬化剤
とを積層して、フロロシリコーンゴム組成物層とシリコーンゴム組成物層からなる積層体を作製する。
上記シリコーンゴム組成物および上記フロロシリコーンゴム組成物については前述の通りである。上記シリコーンゴム組成物の表面に、上記フロロシリコーンゴム組成物を積層する方法は限定されず、例えば、圧縮成型機中のシリコーンゴム組成物上にフロロシリコーンゴム組成物を置き、圧縮成形する方法;型中にシリコーンゴム組成物を置き、その型内にフロロシリコーンゴム組成物を射出する方法;型中にフロロシリコーンゴム組成物を置き、その型内にシリコーンゴム組成物を射出する方法;2段階押出成形により、シリコーンゴム組成物とフロロシリコーンゴム組成物とを積層する方法;カレンダー成形により作製したシリコーンゴム組成物のシートとフロロシリコーンゴム組成物のシートを、マンドレルに巻き付けて積層する方法;フロロシリコーンゴム組成物を溶剤に溶かしたディスパージョンをシリコーンゴム組成物上に塗布した後、オーブン等で溶剤を除去する方法が挙げられる。なお、2段階押出成形や、カレンダー成形によれば、シリコーンゴム組成物とフロロシリコーンゴム組成物の成形と積層とを同時に行うことができる。このようにしてシリコーンゴム組成物上に積層されたフロロシリコーンゴム組成物の厚さは限定されない。また、積層されたフロロシリコーンゴム組成物の形状も限定されず、例えば、シート状、ロール状、チューブ状、塊状が挙げられ、本発明の製造方法で、内周面にシリコーンゴム層を有し、その外周面にフロロシリコーンゴム層を有するシリコーンゴムロールを成型する場合には、ロール状とすることが好ましい。
[工程(2’)]
次に、上記工程(1’)で積層されたシリコーンゴム組成物とフロロシリコーンゴム組成物を硬化する。その硬化方法は限定されず、スチーム加硫、熱風加硫等の周知の硬化方法を選択できる。また、上記工程(1’)において、圧縮成型機あるいは射出成型機を用いた場合には、引き続き、成型機を2〜100kg/cmの圧力下で100〜200℃に加熱することによりシリコーンゴム組成物とフロロシリコーンゴム組成物を硬化させることができる。また、フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体を成型後、さらに、これを加熱処理することにより、二次加硫を行ってもよい。
本発明の製造方法で得られるフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体において、その形状は限定されないが、例えば、図1で示されるようにロール状である。芯金1の周面にシリコーンゴム層2が形成され、その外周面にフロロシリコーンゴム層3が形成されている積層体は、耐熱性およびトナー離型性が優れるので、コピー機や印刷機等の定着ロールとして使用可能である。
また、本発明の製造方法で得られるフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体において、その形状が図2または図3で示されるシート状である場合、シリコーンゴム層2の片面または両面にフロロシリコーンゴム層3が形成されている積層体は、耐熱性および耐燃料油性が優れるシート、例えば、ダイヤフラム用ゴムシートとして使用可能である。
本発明のシリコーンゴム組成物、およびフロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の製造方法を実施例および比較例を用いて詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。また、実施例中、粘度や可塑度等の特性は、特に限定しない限り、室温(25℃)における値である。なお、粘度(Pa・s)は、JIS K7117−1に準拠した回転粘度計を使用して測定した値であり、動粘度(mm/s)は、JIS Z8803に準拠したウベローデ型粘度計によって測定した値であり、ウイリアムス可塑度はJIS K 6249に規定される方法によって測定した値である。
[参考例1]
ニーダーミキサーに、ウイリアムス可塑度が165であり、分子鎖両末端が実質的にジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、その一部がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=0.07質量%) 30.9質量部、ウイリアムス可塑度が160であり、分子鎖両末端が実質的にジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、その一部がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.01質量%) 29.2質量部、ウイリアムス可塑度が160であり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=1.4質量%) 4.2質量部、BET比表面積が300m/gであるヒュームドシリカ 26.7質量部、動粘度が10mm/sであり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサンオリゴマー 8.9質量部を投入して、50℃で2時間混合した後、さらに、減圧下、120℃で2時間混合して、シリコーンゴムベースコンパウンドを調製した。
次に、このシリコーンゴムベースコンパウンド 100質量部に、平均単位式:
[H(CH)SiO1/2]0.65(CFSiO3/2)0.35
で表されるオルガノポリシロキサン 2.5質量部(シリコーンゴムベースコンパウンド中の全ビニル基1モルに対して、ケイ素原子結合水素原子が3.9モルとなる量)、および白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体を、ウイリアムス可塑度が165であり、分子鎖両末端が実質的にジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、その一部がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=0.07質量%)で希釈したヒドロシリル化反応用触媒(白金含有量=0.02質量%) 1質量部、および1−エチニル−1−シクロヘキサノール 0.03質量部を均一に混合して、シリコーンゴム組成物(1)を調製した。
[参考例2]
ニーダーミキサーに、ウイリアムス可塑度が165であり、分子鎖両末端が実質的にジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、その一部がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=0.07質量%) 30.9質量部、ウイリアムス可塑度が160であり、分子鎖両末端が実質的にジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、その一部がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.01質量%) 29.2質量部、ウイリアムス可塑度が160であり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=1.4質量%) 4.2質量部、BET比表面積が300m/gであるヒュームドシリカ 26.7質量部、動粘度が10mm/sであり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサンオリゴマー 8.9質量部を投入して、50℃で2時間混合した後、さらに、減圧下、120℃で2時間混合して、シリコーンゴムベースコンパウンドを調製した。
次に、このシリコーンゴムベースコンパウンド 100質量部に、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ターシャルブチルパーオキシ)ヘキサン 0.3質量部を均一に混合して、シリコーンゴム組成物(2)を調製した
[参考例3]
ニーダーミキサーに、ウイリアムス可塑度が165であり、分子鎖両末端が実質的にジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、その一部がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=0.07質量%) 30.9質量部、ウイリアムス可塑度が160であり、分子鎖両末端が実質的にジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、その一部がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.01質量%) 29.2質量部、ウイリアムス可塑度が160であり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=1.4質量%) 4.2質量部、BET比表面積が300m/gであるヒュームドシリカ 26.7質量部、動粘度が10mm/sであり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサンオリゴマー 8.9質量部を投入して、50℃で2時間混合した後、さらに、減圧下、120℃で2時間混合して、シリコーンゴムベースコンパウンドを調製した。
次に、このシリコーンゴムベースコンパウンド 100質量部に、白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体を、ウイリアムス可塑度が165であり、分子鎖両末端が実質的にジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、その一部がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=0.07質量%)で希釈したヒドロシリル化反応用触媒(白金含有量=0.02質量%) 2.8質量部、および2,5−ジメチル−2,5−ジ(ターシャルブチルパーオキシ)ヘキサン 0.3質量部を均一に混合して、シリコーンゴム組成物(3)を調製した
[参考例4]
ニーダーミキサーに、ウイリアムス可塑度が300であり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたメチルビニルシロキサン・メチル(3,3,3−トリフロロプロピル)シロキサン共重合体(ビニル基の含有量=0.01質量%;ケイ素原子結合全有機基に対する3,3,3−トリフロロプロピル基の割合=約50モル%) 100質量部、ウイリアムス可塑度が165であり、分子鎖両末端が実質的にジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、その一部がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=0.07質量%) 5.6質量部、ウイリアムス可塑度が160であり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=1.4質量%) 5.6質量部、BET比表面積が130m/gであるヒュームドシリカ 41質量部、動粘度が30mm/sであり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたメチル(3,3,3−トリフロロプロピル)シロキサンオリゴマー 5.6質量部を投入して、50℃で2時間混合した後、さらに、減圧下、120℃で2時間混合して、フロロシリコーンゴムベースコンパウンドを調製した。
次に、このフロロシリコーンゴムベースコンパウンド 100質量部に、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ターシャルブチルパーオキシ)ヘキサン 0.3質量部を均一に混合して、フロロシリコーンゴム組成物(4)を調製した。
[参考例5]
ニーダーミキサーに、ウイリアムス可塑度が300であり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたメチルビニルシロキサン・メチル(3,3,3−トリフロロプロピル)シロキサン共重合体(ビニル基の含有量=0.01質量%;ケイ素原子結合全有機基に対する3,3,3−トリフロロプロピル基の割合=約50モル%) 100質量部、ウイリアムス可塑度が165であり、分子鎖両末端が実質的にジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、その一部がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=0.07質量%) 5.6質量部、ウイリアムス可塑度が160であり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=1.4質量%) 5.6質量部、BET比表面積が130m/gであるヒュームドシリカ 41質量部、動粘度が30mm/sであり、分子鎖両末端がヒドロキシ基で封鎖されたメチル(3,3,3−トリフロロプロピル)シロキサンオリゴマー 5.6質量部を投入して、50℃で2時間混合した後、さらに、減圧下、120℃で2時間混合して、フロロシリコーンゴムベースコンパウンドを調製した。
次に、このフロロシリコーンゴムベースコンパウンド 100質量部に、平均単位式:
[H(CH)SiO1/2]0.65(CFSiO3/2)0.35
で表されるオルガノポリシロキサン 2.5質量部(フロロシリコーンゴムベースコンパウンド中の全ビニル基1モルに対して、ケイ素原子結合水素原子が5.7モルとなる量)、白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体を、ウイリアムス可塑度が165であり、分子鎖両末端が実質的にジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、その一部がヒドロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=0.07質量%)で希釈したヒドロシリル化反応用触媒(白金含有量=0.02質量%) 1質量部、および1−エチニル−1−シクロヘキサノール 0.03質量部を均一に混合して、を均一に混合して、フロロシリコーンゴム組成物(5)を調製した。
[参考例6]
ロスミキサーに、粘度が40Pa・sであり、分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたメチル(3,3,3−トリフロロプロピル)ポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.15質量%;ケイ素原子結合全有機基に対する3,3,3−トリフロロプロピル基の割合=約49モル%) 100質量部、BET比表面積が250m/gであるヒュームドシリカ 30質量部、1,3−ジビニルテトラメチルジシラザン 0.6質量部、1,3−ジ(3,3,3−トリフロロプロピル)テトラメチルジシラザン 6.0質量部、ヘキサメチルジシラザン 3.0質量部、および水 2.2質量部を投入して、50℃で2時間混合した後、さらに、減圧下、120℃で2時間混合して、フロロシリコーンゴムベースコンパウンドを調製した。
次に、このフロロシリコーンゴムベースコンパウンド 100質量部に、平均単位式:
[H(CH)SiO1/2]0.65(CFSiO3/2)0.35
で表されるオルガノポリシロキサン 2.8質量部(フロロシリコーンゴムベースコンパウンド中の全ビニル基1モルに対して、ケイ素原子結合水素原子が1.2モルとなる量)、および白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体を熱可塑性シリコーン樹脂でマイクロカプセル化したヒドロシリル化反応用触媒(白金含有量=0.02質量%) 0.3質量部を均一に混合して、フロロシリコーンゴム組成物(6)を調製した。
[実施例1〜3]
はじめに、参考例1で調製したシリコーンゴム組成物を150℃、10分間加熱することにより、厚さ2.0mmのシリコーンゴムシートを作製した。次に、このシリコーンゴムシートの片面に、参考例4〜6で調製したフロロシリコーンゴム組成物を厚さ0.5mmに積層した。その後、フロロシリコーンゴム組成物層を形成したシリコーンゴムシートを170℃、10分間ヒートプレス成形することにより、フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層シートを作製した。この積層シートにおけるフロロシリコーンゴム層とシリコーンゴム層との接着性を評価し、その結果を表1に示した。
[比較例1〜3]
はじめに、参考例2または参考例3で調製したシリコーンゴム組成物を170℃、10分間加熱することにより、厚さ2.0mmのシリコーンゴムシートを作製した。次に、このシリコーンゴムシートの片面に、参考例5または参考例6で調製したシリコーンゴム組成物を厚さ0.5mmに積層した。その後、シリコーンゴム組成物層を形成しフロロシリコーンゴムシートを170℃、10分間ヒートプレス成形することにより、フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層シートを作製した。この積層シートにおけるフロロシリコーンゴム層とシリコーンゴム層との接着性を評価し、その結果を表1に示した。
[実施例4]
はじめに、参考例1で調製したシリコーンゴム組成物(1)を厚さ2.0mmのシート状に成型し、次いで、このシリコーンゴム組成物シート上に、参考例4で調製したフロロシリコーンゴム組成物(4)を厚さ0.5mmに積層した。その後、この積層体を170℃、10分間ヒートプレス成形することにより、フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層シートを作製した。この積層シートにおけるフロロシリコーンゴム層とシリコーンゴム層との接着性を評価し、その結果を表1に示した。
[接着性の評価]
上記のようにして調製した積層体を室温で1日放置した後、幅25mmのリボン状に切断し、フロロシリコーンゴム層とシリコーンゴム層との初期接着性をT型剥離によって評価した。フロロシリコーンゴム層とシリコーンゴム層とが強固に密着し、剥離の際、強い剥離抵抗が認められたもの、及び凝集破壊が認められたものを“○”、抵抗なく界面剥離したものを“△”、T型剥離試験中シリコーンゴム層が切断するなどして層間接着性が評価できなかった場合を“×”とした。
Figure 2020022407
本発明のシリコーンゴム組成物は、フロロシリコーンゴム組成物に対する被接着性が優れるシリコーンゴムを形成することができるので、フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体用材料、具体的には、コピー機や印刷機の定着ロール用材料として利用可能である。
1 芯金
2 シリコーンゴム層
3 フロロシリコーンゴム層

Claims (9)

  1. 下記成分(A)〜成分(C)を含むシリコーンゴム組成物。
    (A)一分子中に、少なくとも2個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサン 100質量部、
    (B)一分子中に、少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有し、フロロアルキル基をケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%有するオルガノポリシロキサン{成分(A)中のアルケニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルを超える量}、および
    (C)触媒量のヒドロシリル化反応用触媒
  2. 成分(B)が、平均単位式:
    [HR SiO1/2](RSiO3/2)
    (式中、Rは同じかまたは異なる、脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜20の一価炭化水素基であり、Rは同じかまたは異なるフロロアルキル基であり、x、yは、それぞれ、0<x<1、0<y<1、かつx+y=1を満たす数である。)
    で表されるオルガノポリシロキサンである、請求項1記載のシリコーンゴム組成物。
  3. さらに、微粉末状シリカ系充填剤{成分(A)100質量部に対して5〜200質量部}を含有する、請求項1記載のシリコーンゴム組成物。
  4. 下記工程(1)〜(3)から少なくともなる、フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の製造方法。
    (1)下記成分(A)〜(C)を含むシリコーンゴム組成物を硬化する工程;
    (A)一分子中に、少なくとも2個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサン 100質量部、
    (B)一分子中に、少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有し、フロロアルキル基をケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%有するオルガノポリシロキサン{成分(A)中のアルケニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルを超える量}、および
    (C)触媒量のヒドロシリル化反応用触媒
    (2)上記工程(1)で作製したシリコーンゴムの表面に、下記成分(D)〜(E)を含むフロロシリコーンゴム組成物を積層する工程;
    (D)(D1)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を、ケイ素原子結合全有機基の少なくとも20モル%有するオルガノポリシロキサン、または前記成分(D1)と(D2)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサンとの混合物 100質量部、および
    (E)有効量の硬化剤
    (3)上記工程(2)で積層されたフロロシリコーンゴム組成物を硬化する工程
  5. 成分(B)が、平均単位式:
    [HR SiO1/2](RSiO3/2)
    (式中、Rは同じかまたは異なる、脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜20の一価炭化水素基であり、Rは同じかまたは異なるフロロアルキル基であり、x、yは、それぞれ、0<x<1、0<y<1、かつx+y=1を満たす数である。)
    で表されるオルガノポリシロキサンである、請求項4に記載の積層体の製造方法。
  6. シリコーンゴム組成物が、さらに、微粉末状シリカ系充填剤{成分(A)100質量部に対して5〜200質量部}を含有する、請求項4に記載の積層体の製造方法。
  7. 下記工程(1’)〜(2’)から少なくともなる、フロロシリコーンゴムとシリコーンゴムとの積層体の製造方法。
    (1’)下記成分(A)〜(C)を含むシリコーンゴム組成物:
    (A)一分子中に、少なくとも2個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサン 100質量部、
    (B)一分子中に、少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有し、フロロアルキル基をケイ素原子結合全有機基の少なくとも5モル%有するオルガノポリシロキサン{成分(A)中のアルケニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルを超える量}、および
    (C)触媒量のヒドロシリル化反応用触媒
    と、下記成分(D)〜(E)を含むフロロシリコーンゴム組成物:
    (D)(D1)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を、ケイ素原子結合全有機基の少なくとも20モル%有するオルガノポリシロキサン、または前記成分(D1)と(D2)一分子中に、少なくとも1個のアルケニル基を有し、フロロアルキル基を有さないか、またはフロロアルキル基を有するとしても、その割合がケイ素原子結合全有機基の20モル%未満であるオルガノポリシロキサンとの混合物 100質量部、および
    (E)有効量の硬化剤
    とを積層して、フロロシリコーンゴム組成物層とシリコーンゴム組成物層からなる積層体を作製する工程、
    (2’)上記工程(1’)で作製した積層体のフロロシリコーンゴム組成物層とシリコーンゴム組成物層を硬化する工程
  8. 成分(B)が、平均単位式:
    [HR SiO1/2](RSiO3/2)
    (式中、Rは同じかまたは異なる、脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜20の一価炭化水素基であり、Rは同じかまたは異なるフロロアルキル基であり、x、yは、それぞれ、0<x<1、0<y<1、かつx+y=1を満たす数である。)
    で表されるオルガノポリシロキサンである、請求項7に記載の積層体の製造方法。
  9. シリコーンゴム組成物が、さらに、微粉末状シリカ系充填剤{成分(A)100質量部に対して5〜200質量部}を含有する、請求項7に記載の積層体の製造方法。
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