WO2024090322A1 - シリコーンゴム粒子およびシリコーンゴム粒子の水分散体 - Google Patents

シリコーンゴム粒子およびシリコーンゴム粒子の水分散体 Download PDF

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WO2024090322A1
WO2024090322A1 PCT/JP2023/037854 JP2023037854W WO2024090322A1 WO 2024090322 A1 WO2024090322 A1 WO 2024090322A1 JP 2023037854 W JP2023037854 W JP 2023037854W WO 2024090322 A1 WO2024090322 A1 WO 2024090322A1
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silicone rubber
rubber particles
component
mol
sio
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PCT/JP2023/037854
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Inventor
良範 井口
Original Assignee
信越化学工業株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes

Definitions

  • the present invention relates to silicone rubber particles with high strength and elongation and an aqueous dispersion of the silicone rubber particles.
  • Silicone rubber particles are used as stress relaxation agents for resins, light diffusing agents for resins, feel improvers for cosmetics, matting agents for paints and coatings, feel improvers, slip improvers, and the like.
  • silicone rubber particles do not contain fillers such as silica, which results in low rubber strength and small elongation. When used in paints and coatings, the silicone rubber particles contained in the rubber can break due to the load exerted when the coating is subjected to friction.
  • Patent Document 1 proposes high-strength silicone rubber particles containing silica.
  • the silicone rubber particles are produced by mixing silica into a curable liquid silicone composition, dispersing (emulsifying) the mixture in water containing a surfactant, and then curing the mixture. In this method, the resulting emulsion is less stable, and some particles may aggregate. In addition, it is difficult to increase the silica content in the particles, making it difficult to produce rubber particles with higher strength.
  • Patent Document 2 proposes organosiloxane resin-containing silicone rubber particles made from diorganopolysiloxane having alkenyl groups, organopolysiloxane resin, and organohydrogenpolysiloxane having silicon-bonded hydrogen as raw materials. However, the silicone rubber particles described in Patent Document 2 have low rubber strength and elongation.
  • the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide silicone rubber particles and an aqueous dispersion of silicone rubber particles that have high strength and elongation and a small amount of agglomerated particles.
  • the inventors discovered that the above object can be achieved by using a specific amount of organopolysiloxane having alkenyl groups in organopolysiloxane resin-containing silicone rubber particles made from raw materials of diorganopolysiloxane having alkenyl groups, organopolysiloxane resin having alkenyl groups, and organohydrogenpolysiloxane having silicon-bonded hydrogen, and thus completed the present invention.
  • the present invention provides the following silicone rubber particles and aqueous dispersion of silicone rubber particles.
  • the silicone rubber particles are spherical and have a volume average particle size of 0.5 to 50 ⁇ m, and are an addition reaction product of a curable liquid silicone composition comprising the following components (A-1), (A-2) and (A-3): (A-1) a diorganopolysiloxane having two or more alkenyl groups in one molecule, the amount of alkenyl groups being 0.0025 to 0.034 mol/100 g; (A-2) an organopolysiloxane resin containing R 1 3 SiO 1/2 units and SiO 4/2 units, in which the molar ratio of R 1 3 SiO 1/2 units to SiO 4/2 units is 0.60 to 1.7 and the amount of alkenyl groups is 0.001 mol/100 g or more; (In the above formula, each R 1 is independently a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms that does
  • the present invention further provides the silicone rubber particles, which are made of silicone rubber having an elongation at break of 20% or more in a dumbbell-shaped No. 3 test piece according to the test method specified in JIS K 6251 for a rubber sheet with a thickness of 1 mm that has been heat-treated at 150°C for 30 minutes, and a tensile strength at break of 1.0 MPa or more according to the test method specified in JIS K 6251.
  • the present invention relates to The present invention provides an aqueous dispersion of silicone rubber particles, comprising: (A) 100 parts by mass of the silicone rubber particles according to claim 1 or 2; (B) 0.05 to 20 parts by mass of a surfactant; and (C) 20 to 2,000 parts by mass of water.
  • the silicone rubber particles of the present invention have high rubber strength and elongation.
  • the silicone particles and aqueous dispersions containing the silicone particles are useful for paints and coatings that are subject to friction.
  • the shape of the silicone rubber particles (A) of the present invention is spherical.
  • spherical means that the shape of the particles is not only a perfect sphere, but also a deformed sphere in which the average ratio of the longest axis length to the shortest axis length (aspect ratio) is usually in the range of 1.0 to 4.0, preferably 1.0 to 2.0, more preferably 1.0 to 1.6, and even more preferably 1.0 to 1.4.
  • the shape of the particles can be confirmed by observing the particles with an optical microscope, an electron microscope, or the like. It can also be measured with a particle shape analyzer using dynamic image analysis.
  • the volume average particle size of the particles is 0.5 to 50 ⁇ m, preferably 1.0 to 30 ⁇ m, and more preferably 2.0 to 20 ⁇ m.
  • the volume average particle size is measured by the Coulter counter method (electrical resistance method).
  • the silicone rubber of the silicone rubber particles (A) is an addition reaction product of a curable liquid silicone composition that contains (A-1) a diorganopolysiloxane having two or more alkenyl groups per molecule, (A-2) an organopolysiloxane resin having alkenyl groups, and (A-3) an organohydrogenpolysiloxane having two or more SiH groups per molecule.
  • the diorganopolysiloxane having two or more alkenyl groups per molecule of the component (A-1) has the following average composition formula (1): R 2 a R 3 b SiO (4-a-b)/2 (1)
  • R 2 's are each independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms that does not have an alkenyl group
  • R 3 's are each independently an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms
  • a and b are positive numbers that satisfy 0 ⁇ a ⁇ 3, 0 ⁇ b ⁇ 3, and 0.1 ⁇ a+b ⁇ 3.
  • the diorganopolysiloxanes represented by the average composition formula (1) may be used alone or in combination of two or more.
  • R2 is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 22 carbon atoms, more preferably 1 to 18 carbon atoms.
  • R2 include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, decyl, undecyl, dodecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, icosyl, henicosyl, docosyl, tricosyl, tetracosyl, and triacontyl; aryl groups such as phenyl, tolyl, and naphthyl; aralkyl groups such as benzyl and phenethyl; cycloalkyl groups such as cycl
  • R3 may be a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group, or an octenyl group, of which a vinyl group, an allyl group, or a hexenyl group is preferable, and a vinyl group is more preferable.
  • a and b are preferably positive numbers satisfying 0 ⁇ a ⁇ 2.295, 0.005 ⁇ b ⁇ 2.3, and 0.5 ⁇ a+b ⁇ 2.3.
  • the silicone rubber particles of the present invention are characterized in that the amount of alkenyl groups in component (A-1) is 0.0025 to 0.034 mol/100g. If it is more than 0.034 mol/100g, the strength and elongation of the resulting silicone rubber will be reduced. If it is less than 0.0025 mol/100g, a structure with a high degree of polymerization will be formed, resulting in a high viscosity, and the viscosity of the curable liquid silicone consisting of components (A-2) and (A-3) will be high, making emulsification, as described below, difficult. It is preferably 0.0030 to 0.027 mol/100g, and more preferably 0.0035 to 0.020 mol/100g.
  • the viscosity of component (A-1) at 25°C is preferably 100,000 mm 2 /s or less, more preferably 50,000 mm 2 /s or less. If the viscosity is higher than 100,000 mm 2 /s, the viscosity of the curable liquid silicone composed of components (A-2) and (A-3) will be high, making the emulsification described below difficult. There are no particular restrictions on the lower limit of the viscosity, but since it is difficult for the alkenyl amount to become 0.033 mol/100g or less at a degree of polymerization lower than about 150 mm 2 /s, the viscosity should be 150 mm 2 /s or more, and particularly 300 mm 2 /s or more.
  • component (A-1) may be linear, cyclic, or branched, although linear or branched structures with few branch units are particularly preferred. There are no particular restrictions on the bonding site of the alkenyl group, and it may be bonded to any silicon atom in the side chain or at the terminal of the molecule.
  • R 2 and R 3 are the same as defined above, c is a positive number of 10 to 1,500, preferably a positive number of 30 to 1,000, more preferably a positive number of 50 to 800, and even more preferably a positive number of 80 to 800, d is 0 or a positive number of 50 or less, and e is 0, 1, 2, or 3, with the proviso that d and e are numbers satisfying d+2 ⁇ e ⁇ 2.
  • branched structure is one represented by the following general formula (3) which is branched by R 2 SiO 3/2 units.
  • R 2 and R 3 are the same as defined above
  • f is a positive number from 10 to 1,500, preferably a positive number from 30 to 1,000, more preferably a positive number from 50 to 800, and even more preferably a positive number from 80 to 800
  • g is 0 or a positive number of 50 or less
  • h is a positive number from 1 to 10
  • i is 0, 1, 2, or 3, with the proviso that g and i are numbers satisfying g+i ⁇ 1.
  • R 2 and R 3 are the same as defined above, j is a positive number from 10 to 1,500, preferably a positive number from 30 to 1,000, more preferably a positive number from 50 to 800, and even more preferably a positive number from 80 to 800, k is 0 or a positive number of 50 or less, l is a positive number from 1 to 5, and m is 0, 1, 2, or 3, with the proviso that k and m are numbers satisfying k+m ⁇ 1.
  • Component (A-2) is an organopolysiloxane resin having alkenyl groups containing R 1 3 SiO 1/2 units and SiO 4/2 units, and is in a solid state at 25°C.
  • R 1 's are each independently a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms that does not contain an alkenyl group, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. At least one of all R 1 's is an alkenyl group.
  • One type of organopolysiloxane resin may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the monovalent hydrocarbon group not having an alkenyl group has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the monovalent hydrocarbon group not having an alkenyl group include the groups exemplified for R2 , and it is preferable that 50 mol % or more of all R1 groups are methyl groups.
  • Alkenyl groups having 2 to 8 carbon atoms include vinyl groups, allyl groups, propenyl groups, butenyl groups, pentenyl groups, and hexenyl groups, with vinyl groups and allyl groups being preferred, and vinyl groups being more preferred.
  • the molar ratio of R 1 3 SiO 1/2 units (hereinafter referred to as M units) to SiO 4/2 units (hereinafter referred to as Q units), i.e., [moles of M units]/[moles of Q units], is 0.60 to 1.7, preferably 0.65 to 1.3, and more preferably 0.70 to 1.1.
  • component (A-2) may contain (R 4 O)SiO 3/2 units.
  • R 4 's are each independently a hydrogen atom or an unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the (R 4 O)SiO 3/2 units are derived from the raw materials.
  • R 4 O groups undergo a condensation reaction with each other, but unreacted R 4 O groups may remain in the organopolysiloxane resin.
  • unsubstituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, and hexyl.
  • the content of (R 4 O)SiO 3/2 units is preferably an amount such that the molar ratio of (R 4 O)SiO 3/2 units to SiO 4/2 units [moles of (R 4 O)SiO 3/2 units]/[moles of SiO 4/2 units] is less than 0.50. That is, [moles of Q 3 units]/[moles of Q units] is preferably 0 to 0.50, more preferably 0.01 to 0.40, and even more preferably 0.02 to 0.30.
  • Component (A-2) may contain R 5 SiO 3/2 units and/or R 6 2 SiO 2/2 units to the extent that the property of being a solid at 25 ° C. and the solubility in components (A-1) and (A-3) in the production of silicone rubber particles (A) described below are not impaired.
  • R 5 and R 6 are each independently a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the content of R 5 SiO 3/2 units (referred to as T units) and R 6 2 Si 2/2 units (referred to as D units) is preferably such that the ratio [moles of T units and D units]/[moles of Q units] is 0.3 or less.
  • the amount of alkenyl groups in component (A-2) is 0.001 mol/100g or more. If it is less than 0.001 mol/100g, the strength and elongation of the silicone rubber will be reduced. It is preferably 0.005 mol/100g or more, more preferably 0.01 mol/100g or more. There is no particular upper limit, but if it is more than 2.0 mol/100g, the molar ratio [moles of M units]/[moles of Q units] will not be 1.7 or less, so it is sufficient to keep it at 0.8 mol/100g or less, and in particular 0.50 mol/100g or less.
  • the weight average molecular weight of component (A-2) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography is preferably 1,000 to 10,000, more preferably 2,000 to 8,000.
  • the organohydrogenpolysiloxane having two or more SiH groups per molecule of the component (A-3) is preferably represented by the following average composition formula (5): R 7 n H o SiO (4-n-0) / 2 (5)
  • R7 is each independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms that does not contain an alkenyl group
  • n and o are numbers that satisfy 0 ⁇ n ⁇ 3, 0 ⁇ o ⁇ 3, and 0.1 ⁇ n+o ⁇ 3.
  • the organohydrogenpolysiloxanes represented by the average composition formula (5) may be used alone or in combination of two or more.
  • R7 has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 22, and more preferably 1 to 18.
  • R7 can be the monovalent hydrocarbon group exemplified for R2 , and preferably 80 mol % or more of R7 are methyl groups, and more preferably 95 mol % or more of R7 are methyl groups.
  • n and o are preferably positive numbers satisfying 0 ⁇ n ⁇ 2.295, 0.005 ⁇ o ⁇ 2.3 and 0.5 ⁇ n+o ⁇ 2.3.
  • the amount of SiH groups in component (A-3) is 0.030 to 1.30 mol/100g. If it is less than 0.030 mol/100g, the strength and elongation of the silicone rubber will be reduced. If it is more than 1.30 mol/100g, there is a risk of the dispersed particles coagulating in the aqueous dispersion of silicone rubber particles described below. It is preferably 0.050 to 1.10 mol/100g, and more preferably 0.10 to 0.90 mol/100g.
  • the viscosity of component (A-3) at 25°C is preferably 100,000 mm2 /s or less, and more preferably 10,000 mm2 /s or less. If the viscosity is 100,000 mm2 /s or less, it is particularly easy to obtain silicone microparticles with a narrow particle size distribution by the production method described below. There is no particular lower limit for the viscosity, but it should be 0.4 mm2 /s or more, and is particularly preferably 2 mm2/s or more.
  • the structure of component (A-3) may be linear, cyclic, or branched, with linear or branched being particularly preferred. There are no particular restrictions on the bonding site of the hydrogen atom bonded to the silicon atom, and the hydrogen atom may be bonded to any silicon atom in the side chain or at the terminal of the molecule.
  • R7 is as defined above, p is a positive number of 1,500 or less, preferably 1 to 1000, more preferably 5 to 500, and even more preferably 10 to 100, q is 0 or a positive number of 300 or less, preferably 1 to 100, and more preferably 5 to 60, and r is 0, 1, 2, or 3, with the proviso that q and r are numbers that satisfy q+2 ⁇ r ⁇ 2.
  • R7 is as defined above, s is a positive number of 1,500 or less, preferably 1 to 1000, more preferably 5 to 500, and even more preferably 10 to 100, t is 0 or a positive number of 300 or less, preferably 1 to 100, and more preferably 5 to 60, u is a positive number of 1 to 10, and v is 0, 1, 2, or 3, with the proviso that t and v are numbers that satisfy t+v ⁇ 1.
  • R7 is as defined above
  • w is a positive number of 1,500 or less, preferably 1 to 1000, more preferably 5 to 500, and even more preferably 10 to 100
  • x is 0 or a positive number of 300 or less, preferably 1 to 100, and more preferably 5 to 60
  • y is a positive number of 1 to 5
  • z is 0, 1, 2, or 3, with the proviso that x and z are numbers that satisfy x+z ⁇ 1.
  • examples include those represented by the following formula (9) having two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms per molecule.
  • R7 is the same as defined above
  • R8 is a hydrogen atom or an unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • a1 is 0 or a positive number
  • b1 is a positive number
  • c1 is a positive number
  • d1 is 0 or a positive number.
  • the upper limit for each of a1, b1, c1, and d1 is 20.
  • a curable liquid silicone composition is obtained by mixing and dissolving a diorganopolysiloxane (A-1) having two or more alkenyl groups in one molecule, an organopolysiloxane resin (A-2) having an alkenyl group, and an organohydrogenpolysiloxane (A-3) having two or more SiH groups in one molecule.
  • the curable liquid silicone composition has a composition in which the (A-2) component is 1.0 to 65 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the (A-1), (A-2) and (A-3) components. If the (A-2) component is less than 1.0 part by mass, the elongation and strength of the silicone rubber will be low. If it is more than 65 parts by mass, the viscosity of the liquid silicone composition will increase, making emulsification, as described below, difficult. It is preferably 2.0 to 55 parts by mass, and more preferably 4.0 to 45 parts by mass.
  • the curable liquid silicone composition preferably has a composition in which the ratio of the number of SiH groups in component (A-3) to the total number of alkenyl groups in component (A-1) and alkenyl groups in component (A-2) is 0.9 to 3.0. If the ratio of the number of SiH groups in component (A-3) is less than 0.9, the elongation and strength of the silicone rubber will be reduced. If it is higher than 3.0, there is a risk of the dispersed particles coagulating in the aqueous dispersion of silicone rubber particles described below. A range of 1.0 to 2.3 is more preferable.
  • the silicone rubber of the silicone rubber particles (A) is an addition reaction product of the above-mentioned curable liquid silicone composition. It is preferable to use a catalyst for the addition reaction.
  • the catalyst for the addition reaction include platinum group metal catalysts used in hydrosilylation reactions.
  • platinum group metals such as platinum (including platinum black), rhodium, and palladium; H 2 PtCl 4.XH 2 O, H 2 PtCl 6.XH 2 O, NaHPtCl 6.XH 2 O, KHPtCl 6.XH 2 O, Na 2 PtCl 6.XH 2 O, K 2 PtCl 4.XH 2 O, PtCl 4.XH 2 O, PtCl 2 , Na 2 HPtCl 4.XH 2 O (wherein, X is an integer of 0 to 6, preferably 0 or 6), chloroplatinic acid, and chloroplatinate salts; alcohol-modified chloroplatinic acid; platinum chloride, a complex of chloroplatinic acid with an olefin, a complex of chloroplatinic acid with a vinyl group-containing siloxane, a complex of platinum with a vinyl group-containing siloxane; platinum black, a platinum group metal such as palladium supported on a carrier such as a carrier such
  • the amount of platinum group metal catalyst used may be an effective amount as an addition reaction catalyst, and is an amount such that the amount of platinum group metal in the platinum group metal catalyst relative to the total amount of components (A-1), (A-2), and (A-3) is typically about 0.1 to 500 ppm, preferably about 0.5 to 200 ppm, and more preferably about 1 to 100 ppm, by mass.
  • the addition reaction curing conditions for the curable liquid silicone composition but a temperature of 1 to 100°C for 1 hour or more is preferred. The temperature is preferably 10°C to 100°C.
  • the silicone rubber of the silicone rubber particles (A) preferably has an elongation at break of 20% or more and a tensile strength at break of 1.0 MPa or more.
  • the elongation at break and tensile strength at break refer to values measured by the test method specified in JIS K 6251:2017 for a 1 mm thick dumbbell-shaped No. 3 test piece heat-treated at 150°C for 30 minutes. More preferably, the elongation at break is 50% or more and the tensile strength at break is 2.0 MPa or more.
  • There is no particular limit to the upper limit of the tensile strength at break but it may be 20 MPa or less, and in particular 10 MPa or less.
  • the silicone rubber of the silicone rubber particles (A) preferably has a type A durometer hardness in the range of 20 to 95. The hardness is measured using a test piece treated at 150°C for 30 minutes, using the test method specified in JIS K 6253:2012. A range of 40 to 85 is more preferable.
  • the silicone rubber may contain silicone oil, organosilane, inorganic powder, organic powder, antioxidants, etc.
  • the aqueous dispersion of silicone rubber particles of the present invention has a composition containing (A) silicone rubber particles, (B) a surfactant, and (C) water.
  • the surfactant (B) functions as a dispersant for the silicone rubber particles. As described below, it also functions as an emulsifier for the curable liquid silicone composition in the production of an aqueous dispersion of silicone rubber particles.
  • the surfactant (B) is not particularly limited, and may be a nonionic surfactant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, or an amphoteric surfactant.
  • a nonionic surfactant or an anionic surfactant is preferable. These may be used alone or in appropriate combination of two or more.
  • nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyethylene glycol fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene glycerin fatty acid esters, polyglycerin fatty acid esters, propylene glycol fatty acid esters, polyoxyethylene castor oil, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyoxyethylene hydrogenated castor oil fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines, polyoxyethylene fatty acid amides, polyoxyethylene modified organopolysiloxanes, and polyoxyethylene polyoxypropylene modified organopolysiloxanes.
  • it is a polyoxyethylene alkyl ether or polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether having an HLB value of 12.0 to 19.0. More preferably, it is a polyoxyethylene alkyl ether or polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether having an alkyl group with a carbon number of 10 to 18.
  • the HLB value is more preferably 13.0 to 18.0.
  • anionic surfactant examples include alkyl sulfate salts such as sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate salts, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate salts, sulfate salts of fatty acid alkylolamides, alkyl benzene sulfonates, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfonates, ⁇ -olefin sulfonates, ⁇ -sulfofatty acid ester salts, alkyl naphthalene sulfonates, alkyl diphenyl ether disulfonates, alkanesulfonates, N-acyltaurate salts, dialkyl sulfosuccinates, monoalkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl ether sulfosuccinates, fatty acid salts, polyoxyethylene alkyl ether
  • alkyl sulfates having an alkyl group with 10 to 18 carbon atoms
  • Examples of the cationic surfactant include alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, polyoxyethylenealkyldimethylammonium salts, dipolyoxyethylenealkylmethylammonium salts, tripolyoxyethylenealkylammonium salts, alkylbenzyldimethylammonium salts, alkylpyridinium salts, monoalkylamine salts, and monoalkylamidoamine salts.
  • amphoteric surfactant examples include alkyl dimethylamine oxide, alkyl dimethyl carboxybetaine, alkyl amidopropyl dimethyl carboxybetaine, alkyl hydroxysulfobetaine, and alkyl carboxymethyl hydroxyethyl imidazolinium betaine.
  • the amount of component (B) is 0.05 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of silicone rubber particles (A). If it is less than 0.05 parts by mass, the curable liquid silicone composition described below cannot be emulsified, and the stability of the aqueous dispersion may decrease. If it is more than 20 parts by mass, the aqueous dispersion performance of the silicone rubber particles will not be improved, and there is a risk of impairing the properties of materials such as paints that are mixed with it. It is preferably 0.10 to 10 parts by mass, and more preferably 0.20 to 2 parts by mass.
  • Water (C) is a dispersion medium for the silicone rubber particles (A).
  • the amount of component (C) is 20 to 2,000 parts by mass, and preferably 40 to 1,000 parts by mass, per 100 parts by mass of the silicone rubber particles (A).
  • preservatives can be appropriately blended into the aqueous dispersion of silicone rubber particles.
  • the aqueous dispersion of silicone rubber particles can be produced by known methods, such as a method in which a surfactant (B) and water (C) are added to a curable liquid silicone composition consisting of components (A-1), (A-2), and (A-3), and emulsified to form an emulsion, and then a platinum group metal catalyst is added to carry out an addition reaction.
  • a surfactant (B) and water (C) are added to a curable liquid silicone composition consisting of components (A-1), (A-2), and (A-3), and emulsified to form an emulsion, and then a platinum group metal catalyst is added to carry out an addition reaction.
  • a general emulsifying and dispersing machine may be used, including a high-speed rotating centrifugal radiation type agitator such as a Homo Disper, a high-speed rotating shear type agitator such as a Homo Mixer, a high-pressure jet type emulsifying and dispersing machine such as a homogenizer, a colloid mill, an ultrasonic emulsifying machine, etc.
  • a high-speed rotating centrifugal radiation type agitator such as a Homo Disper
  • a high-speed rotating shear type agitator such as a Homo Mixer
  • a high-pressure jet type emulsifying and dispersing machine such as a homogenizer, a colloid mill, an ultrasonic emulsifying machine, etc.
  • stirring speed, time, etc. there are no particular limitations on the stirring speed, time, etc., as long as the emulsification can be achieved and the desired particle size can be obtained.
  • a platinum group metal catalyst is added, but if it has poor dispersibility in water, it is preferable to add it to the emulsion in a dissolved state in a surfactant.
  • surfactants include those listed above, with nonionic surfactants being particularly preferable.
  • a method in which the platinum group metal catalyst is premixed with the curable liquid silicone composition is also possible, but in this case it is necessary to prevent the reaction from progressing before emulsification is complete by adjusting the temperature, adjusting the amount of catalyst, or adding a reaction regulator.
  • the addition reaction may be carried out at room temperature (1 to 30°C), but in order to increase the reaction rate or the reaction ratio, it may be carried out under heating at less than 100°C.
  • the addition reaction time is selected appropriately.
  • the silicone rubber particles can be obtained by removing the water (C) from the aqueous dispersion of silicone rubber particles obtained in the above process.
  • the water (C) can be removed, for example, by heating the aqueous dispersion under normal or reduced pressure to volatilize it.
  • Examples include a method in which the dispersion is left stationary under heating to remove it, a method in which the dispersion is removed while being stirred and fluidized under heating, a method in which the dispersion is sprayed and dispersed in a hot air current as in a spray dryer, and a method using a fluidized heat medium.
  • the particles may be agglomerated by the addition of an inorganic salt or the like, and then concentrated by a method such as filtration separation by pressure filtration, centrifugation, or decantation, and if necessary, the concentrate may be washed with water, alcohol, or the like.
  • silicone oil, organosilane, inorganic powder, organic powder, antioxidant, etc. are to be contained in the silicone rubber particles, these may be dissolved or dispersed in the curable liquid silicone composition.
  • the silicone rubber particle water dispersion or silicone rubber particles of the present invention are used by being blended into, for example, paints or coating agents. After the paint or coating agent containing the silicone rubber particles is applied to a substrate, it is desirable to heat treat it at a temperature of 100 to 300°C for 1 minute to 3 hours. The heat treatment improves the addition reaction rate and increases the elongation and strength of the silicone rubber.
  • the silicone rubber particles may also be heat treated in advance at a temperature of 100 to 300°C for 1 minute to 3 hours before being blended into a paint or coating agent.
  • the present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
  • the kinematic viscosity is a value measured at 25°C using a capillary viscometer.
  • (A-1)-1 a vinyl group-containing dimethylpolysiloxane represented by formula (10) having a vinyl group content of 0.00627 mol/100 g and a kinetic viscosity of 5,060 mm 2 /s
  • (A-1)-2 a vinyl group-containing dimethylpolysiloxane represented by formula (11) having a vinyl group content of 0.00369 mol/100 g and a kinetic viscosity of 30,500 mm 2 /s.
  • (A-1)-3 a vinyl group-containing dimethylpolysiloxane represented by formula (12) having a vinyl group content of 0.0179 mol/100 g and a kinetic viscosity of 386 mm 2 /s.
  • (A-1)-4 A solution of (A-1)-1 and (A-1)-3 mixed in a mass ratio of 40:60, which is a vinyl group-containing dimethylpolysiloxane having a vinyl group content of 0.0132 mol/100 g and a kinetic viscosity of 1080 mm 2 /s.
  • (A-1)-5 Vinyl-containing dimethylpolysiloxane represented by formula (13) having a vinyl group content of 0.120 mol/100 g and a kinetic viscosity of 23 mm 2 /s (for comparison)
  • (A-1)-6 Vinyl-containing dimethylpolysiloxane represented by formula (14) having a vinyl group content of 0.0348 mol/100 g and a kinetic viscosity of 125 mm 2 /s (for comparison)
  • (A-1)-7 Vinyl-containing dimethylpolysiloxane represented by formula (15) having a vinyl group content of 0.0433 mol/100 g and a kinetic viscosity of 378 mm 2 /s (for comparison)
  • (A-3)-1 Methylhydrogenpolysiloxane represented by formula (16) having an SiH group amount of 0.418 mol/100 g and a kinetic viscosity of 27 mm 2 /s.
  • (A-3)-2 Methylhydrogenpolysiloxane represented by formula (17) having an SiH group amount of 0.744 mol/100 g and a kinetic viscosity of 117 mm 2 /s.
  • (A-3)-3 Methylhydrogenpolysiloxane represented by formula (18) having an SiH group amount of 0.137 mol/100 g and a kinetic viscosity of 37 mm 2 /s.
  • (A-3)-4 Methylhydrogenpolysiloxane represented by formula (19) having an SiH group amount of 0.427 mol/100 g and a kinetic viscosity of 48 mm 2 /s.
  • a curable liquid silicone composition was prepared by mixing and dissolving vinyl group-containing dimethylpolysiloxane (A-1)-1, vinyl group-containing methylpolysiloxane resin (A-2)-1, and methylhydrogenpolysiloxane (A-3)-1 in a mass ratio of 63.0:27.0:10.0.
  • the ratio of the number of SiH groups in the methylhydrogenpolysiloxane to the total amount of vinyl groups in the vinyl group-containing dimethylpolysiloxane and the vinyl group in the vinyl group-containing methylpolysiloxane resin was 1.49.
  • the water in the resulting aqueous dispersion of silicone rubber particles was volatilized using a spray dryer at an inlet temperature of 150°C and an outlet temperature of 80°C to obtain silicone rubber particles.
  • the resulting silicone rubber particles were then heated in a thermostatic chamber at 150°C for 30 minutes.
  • the silicone rubber particles obtained were not sticky, and when observed under an electron microscope, they were spherical.
  • the tensile strength at break and elongation at break of the silicone rubber of the silicone rubber particles were measured as follows. 100 parts by mass of a curable liquid silicone composition prepared with the same composition as in Example 1 above was mixed with 0.24 parts by mass of an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content 0.5%) and 0.05 parts by mass of 1,1-dimethylpropynyloxytrimethylsilane (reaction regulator), and then poured into a polypropylene tray to a thickness of approximately 1 mm.
  • the cured silicone was peeled off from the tray and heated in a thermostatic chamber at 150°C for 30 minutes to obtain a non-sticky silicone rubber sheet.
  • This silicone rubber sheet was cut to the shape and dimensions of a dumbbell-shaped No. 3 test piece specified in JIS K6251: 2017, and the tensile strength at break and elongation at break were measured in accordance with the method specified in JIS K6251: 2017. The tensile strength at break was 6.5 MPa, and the elongation at break was 101%.
  • the hardness of the silicone rubber of the silicone rubber particles was measured as follows. 100 parts by mass of a curable liquid silicone composition prepared with the same composition as in Example 1 above was mixed with 0.24 parts by mass of an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content 0.5%) and 0.05 parts by mass of 1,1-dimethylpropynyloxytrimethylsilane (reaction regulator), and then poured into an aluminum petri dish to a thickness of 10 mm. After leaving it at 25°C for 24 hours, it was heated in a thermostatic chamber at 150°C for 30 minutes to obtain a non-sticky silicone rubber. The hardness of this silicone rubber was measured with a type A durometer specified in JIS K6253 and was found to be 58.
  • Example 1 was repeated to obtain an aqueous dispersion of silicone rubber particles, except that a curable liquid silicone composition was used in which a vinyl-containing dimethylpolysiloxane, a vinyl-containing methylpolysiloxane resin (some compositions contained no vinyl group), and a methylhydrogenpolysiloxane were mixed and dissolved in the composition shown in Table 1 or 2.
  • the volume average particle size of the silicone rubber particles, the shape of the silicone rubber particles, the tensile strength at break of the silicone rubber, the elongation at break of the silicone rubber and the hardness of the silicone rubber, which were measured in the same manner as in Example 1, are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 12 A vinyl group-containing dimethylpolysiloxane (A-1)-4, a vinyl group-containing methylpolysiloxane resin (A-2)-1, and a methylhydrogenpolysiloxane (A-3)-1 were mixed and dissolved in a mass ratio of 62.0:26.6:11.4 to prepare a curable liquid silicone composition.
  • the composition is the same as that of the curable liquid silicone composition of Example 11.
  • the silicone rubber thus obtained had a tensile strength at break of 3.0 MPa, an elongation at break of 75%, and a type A durometer hardness of 61.
  • silicone rubber particles in the aqueous dispersion were observed under an optical microscope, they were found to be spherical, and the volume average particle size was measured using a particle size distribution analyzer "Multisizer 3" (product name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) and found to be 11 ⁇ m.
  • the water in the aqueous dispersion of silicone rubber particles obtained was volatilized and removed using a spray dryer at an inlet temperature of 150°C and an outlet temperature of 80°C to obtain silicone rubber particles.
  • the silicone rubber particles obtained were then heated in a thermostatic chamber at 150°C for 30 minutes.
  • the silicone rubber particles obtained were not sticky, and when observed under an electron microscope, they were found to be spherical.
  • silicone rubber particles When the shape of these silicone rubber particles was observed under an optical microscope, they were found to be spherical, and when the volume average particle size was measured using a particle size distribution analyzer "Multisizer 3" (product name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.), it was found to be 1.9 ⁇ m.
  • the water from the resulting aqueous dispersion of silicone rubber particles was volatilized using a spray dryer at an inlet temperature of 150°C and an outlet temperature of 80°C to obtain silicone rubber particles.
  • the resulting silicone rubber particles were then heated for 30 minutes in a thermostatic chamber at 150°C.
  • the resulting silicone rubber particles were not sticky, and when observed under an electron microscope, they were found to be spherical.
  • silicone rubber particles When the shape of these silicone rubber particles was observed under an optical microscope, they were found to be spherical, and when the volume average particle size was measured using a particle size distribution analyzer "Multisizer 3" (product name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.), it was found to be 6.4 ⁇ m.
  • the water dispersion of the obtained silicone rubber particles was volatilized and removed using a spray dryer at an inlet temperature of 150°C and an outlet temperature of 80°C, yielding silicone rubber particles.
  • the obtained silicone rubber particles were then heated for 30 minutes in a thermostatic bath at 150°C.
  • the obtained silicone rubber particles were not sticky, and when observed under an electron microscope, they were found to be spherical.

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Abstract

[要約] [課題] 本発明は、強度および伸びが高く、凝集粒子の量が少ない、シリコーンゴムの粒子およびシリコーンゴム粒子の水分散体を提供することを目的とする。 [解決手段] 下記(A-1)成分、(A-2)成分および(A-3)成分を含む硬化性液状シリコーン組成物の付加反応物であり、体積平均粒径0.5~50μmを有し球状であるシリコーンゴム粒子。 (A-1)1分子中にアルケニル基を2個以上有し、アルケニル基量が0.0025~0.034mol/100gであるジオルガノポリシロキサン、 (A-2)R1 3SiO1/2単位およびSiO4/2単位を含有し、SiO4/2単位に対するR1 3SiO1/2単位のモル比が0.60~1.7であり、アルケニル基量が0.001mol/100g以上であるオルガノポリシロキサンレジン、 (上記式中、R1は互いに独立に、置換又は非置換の、アルケニル基を有さない炭素原子数1~30の1価炭化水素基、または炭素原子数2~8のアルケニル基であり、全R1のうち少なくとも1個はアルケニル基である)、および (A-3)1分子中にケイ素原子結合水素原子(SiH基と呼称する)を2個以上有し、SiH基量が0.030~1.30mol/100gであるオルガノハイドロジェンポリシロキサン 前記(A-1)成分、(A-2)成分および(A-3)成分の合計100質量部に対する(A-2)成分量が1.0~65質量部である。

Description

シリコーンゴム粒子およびシリコーンゴム粒子の水分散体
 本発明は、強度および伸びが高いシリコーンゴムの粒子および該シリコーンゴム粒子の水分散体に関する。
 シリコーンゴム粒子は、樹脂の応力緩和剤、樹脂の光拡散剤、化粧料の感触向上剤、塗料やコーティング剤の艶消し剤、感触向上剤、滑り性向上剤等の用途で使用されている。
 一般には、シリコーンゴム粒子はシリカ等のフィラーを含有しておらず、そのためゴムの強度が低く、また伸びが小さく、塗料やコーティング剤用の用途では、塗膜が摩擦を受けた際の荷重により、配合されているシリコーンゴム粒子が破壊する場合がある。
 特許文献1において、シリカ含有の高強度のシリコーンゴム粒子が提案されている。硬化性液状シリコーン組成物にシリカを混合し、界面活性剤を含む水に該混合物を分散(乳化)させた後、硬化反応させる方法によって製造される。当該方法では、得られるエマルションは安定性に劣り、一部粒子が凝集する場合がある。また、粒子中のシリカの含有量を多くすることが困難で、より高い強度のゴム粒子とすることが難しい。
 特許文献2には、アルケニル基を有するジオルガノポリシロキサン、オルガノポリシロキサンレジンおよびケイ素原子結合水素を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを原料とした、オルガノシロキサンレジン含有のシリコーンゴム粒子が提案されている。しかし特許文献2記載のシリコーンゴム粒子では、ゴムの強度および伸びは低い。
特開平4-168117号公報 特開2000-204258号公報
 本発明は上記事情に鑑みなされたもので、強度および伸びが高く、凝集粒子の量が少ない、シリコーンゴムの粒子およびシリコーンゴム粒子の水分散体を提供することを目的とする。
 本発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究した結果、アルケニル基を有するジオルガノポリシロキサン、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンレジンおよびケイ素原子結合水素を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを原料とした、オルガノポリシロキサンレジン含有のシリコーンゴム粒子において、特定量のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンを使用することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
 すなわち本発明は、下記のシリコーンゴム粒子およびシリコーンゴム粒子の水分散体を提供する。
 下記(A-1)成分、(A-2)成分および(A-3)成分を含む硬化性液状シリコーン組成物の付加反応物であり、体積平均粒径0.5~50μmを有し球状であるシリコーンゴム粒子。
 (A-1)1分子中にアルケニル基を2個以上有し、アルケニル基量が0.0025~0.034mol/100gであるジオルガノポリシロキサン、
 (A-2)R SiO1/2単位およびSiO4/2単位を含有し、SiO4/2単位に対するR SiO1/2単位のモル比が0.60~1.7であり、アルケニル基量が0.001mol/100g以上であるオルガノポリシロキサンレジン、
(上記式中、Rは互いに独立に、置換又は非置換の、アルケニル基を有さない炭素原子数1~30の1価炭化水素基、または炭素原子数2~8のアルケニル基であり、全Rのうち少なくとも1個はアルケニル基である)、および
 (A-3)1分子中にケイ素原子結合水素原子(SiH基と呼称する)を2個以上有し、SiH基量が0.030~1.30mol/100gであるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
 前記(A-1)成分、(A-2)成分および(A-3)成分の合計100質量部に対する(A-2)成分量が1.0~65質量部である。
 さらに本発明は、前記シリコーンゴム粒子が、150℃で30分間熱処理した厚さ1mmのゴムシートについて、JIS K 6251に規定された試験方法に従うダンベル形状3号形試験片の切断時伸び20%以上を有し、及び、JIS K 6251に規定された試験方法に従う切断時引張強さ1.0MPa以上を有するシリコーンゴムから成る、前記シリコーンゴム粒子を提供する。
 さらに本発明は、
(A)請求項1または2に記載のシリコーンゴム粒子:100質量部
(B)界面活性剤:0.05~20質量部、及び
(C)水:20~2,000質量部
を含む、前記シリコーンゴム粒子の水分散体を提供する。
 本発明のシリコーンゴム粒子はゴムの強度および伸びが高いものである。該シリコーン粒子及び該シリコーン粒子を含む水分散体は、摩擦を受ける塗料やコーティング剤用として有用である。
 以下、本発明について詳細に説明する。
[シリコーンゴム粒子]
 本発明のシリコーンゴム粒子(A)の粒子の形状は球状である。本明細書において、「球状」とは、粒子の形状が、真球であるだけでなく、最長軸の長さ/最短軸の長さ(アスペクト比)が平均して、通常、1.0~4.0、好ましくは1.0~2.0、より好ましくは1.0~1.6、さらにより好ましくは1.0~1.4の範囲にある、変形した球でもあることを意味する。粒子の形状は粒子を光学顕微鏡、電子顕微鏡等にて観察することにより確認することができる。また、動的画像解析法の粒子形状分析装置によって測定できる。
 粒子の体積平均粒径は、0.5~50μmであり、好ましくは1.0~30μm、より好ましくは2.0~20μmである。体積平均粒径はコールターカウンター法(電気抵抗法)により測定される。
 シリコーンゴム粒子(A)のシリコーンゴムは、(A-1)1分子中にアルケニル基を2個以上有するジオルガノポリシロキサン、(A-2)アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンレジンおよび(A-3)1分子中にSiH基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含む硬化性液状シリコーン組成物の付加反応物である。
 (A-1)成分の1分子中にアルケニル基を2個以上有するジオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式(1)
 R SiO(4-a-b)/2  (1)
で示される。式中、Rは、互いに独立に、非置換もしくは置換の、アルケニル基を有さない炭素原子数1~30の1価炭化水素基であり、Rは、互いに独立に、炭素原子数2~8のアルケニル基であり、aおよびbは0<a<3、0<b≦3および0.1≦a+b≦3を満たす正数である。
 平均組成式(1)で示されるジオルガノポリシロキサンの1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 Rは、非置換もしくは置換の、炭素原子数1~30の1価炭化水素基であるが、好ましくは、炭素原子数1~22、より好ましくは1~18の1価炭化水素基である。
 Rとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、トリアコンチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、ナフチ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;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基;及びこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等の原子及び/又はアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アミノ基、エポキシ基、グリシドキシ基、カルボキシル基等の置換基で置換した炭化水素基等が挙げられる。全R中の50モル%以上がメチル基であることが好ましい。
 Rは、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、オクテニル基が挙げられ、好ましくはビニル基、アリル基およびヘキセニル基であり、より好ましくはビニル基である。
 aおよびbは、好ましくは0<a≦2.295、0.005≦b≦2.3、0.5≦a+b≦2.3を満たす正数である。
 本発明のシリコーンゴム粒子は、特に(A-1)成分のアルケニル基量0.0025~0.034mol/100gであることを特徴とする。0.034mol/100gより多いと、得られるシリコーンゴムの強度や伸びが低くなる。0.0025mol/100gより少ないと、重合度が高い構造となるため粘度が高くなり、(A-2)成分と(A-3)成分とからなる硬化性液状シリコーンの粘度が高くなり、後述の乳化が困難となる。好ましくは、0.0030~0.027mol/100g、より好ましくは、0.0035~0.020mol/100gである。
 (A-1)成分の25℃における粘度は、100,000mm/s以下が好ましく、より好ましくは50,000mm/s以下である。粘度が100,000mm/sより高いと、(A-2)成分と(A-3)成分とからなる硬化性液状シリコーンの粘度が高くなり、後述の乳化が困難となる。粘度の下限は特に限定されないが、およそ150mm/sより低くなる重合度では前記のアルケニル量が0.033mol/100g以下になり難いため、150mm/s以上あればよく、特には300mm/s以上である。
 また、(A-1)成分の構造は、直鎖状、環状、及び分岐状いずれであってもよいが、特に直鎖状あるいは分岐単位が少ない分岐状が好ましい。アルケニル基の結合箇所は特に制限されず、分子の側鎖及び末端のいずれのケイ素原子に結合していてもよい。
 直鎖状の構造のものとしては、例えば、下記一般式(2)で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 式中、R、Rは前記と同じであり、cは10~1,500の正数、好ましくは30~1000の正数、より好ましくは50~800の正数、さらに好ましくは80~800の正数、dは0又は50以下の正数、eは0、1、2又は3、ただしdおよびeはd+2×e≧2を満たす数である。
 分岐状の構造としては、例えば、RSiO3/2の単位により分岐している下記一般式(3)で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式中、R、Rは前記と同じであり、fは10~1,500の正数、好ましくは30~1000の正数、より好ましくは50~800の正数、さらに好ましくは80~800の正数であり、gは0又は50以下の正数、hは1~10の正数、iは0、1、2又は3、ただしgおよびiはg+i≧1を満たす数である。
 SiO4/2の単位により分岐している構造としては、例えば、下記一般式(4)で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式中、R、Rは前記と同じであり、jは10~1,500の正数、好ましくは30~1000の正数、より好ましくは50~800の正数、さらに好ましくは80~800の正数であり、kは0又は50以下の正数、lは1~5の正数、mは0、1、2又は3、ただしkおよびmはk+m≧1を満たす数である。
 (A-2)成分は、R SiO1/2単位およびSiO4/2単位を含むアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンレジンである。25℃において、固体状態のものである。
 式中、Rは互いに独立に、置換又は非置換の、アルケニル基を有さない炭素原子数1~30の1価炭化水素基または炭素原子数2~8のアルケニル基である。全Rのうち少なくとも1個はアルケニル基である。オルガノポリシロキサンレジンの1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 上記アルケニル基を有さない1価炭化水素基は、炭素原子数1~30であり、好ましくは1~20、より好ましくは1~10である。該アルケニル基を有さない1価炭化水素基としては、Rの為に例示した基が挙げられ、全R中の50モル%以上がメチル基であることが好ましい。
 炭素原子数2~8のアルケニル基は、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基が挙げられ、好ましくはビニル基およびアリル基であり、より好ましくはビニル基である。
 オルガノポリシロキサンレジンにおいて、R SiO1/2単位(以下、M単位という)とSiO4/2単位(以下、Q単位という)のモル比、すなわち[M単位のモル]/[Q単位のモル]は、0.60~1.7である。好ましくは0.65~1.3、より好ましくは0.70~1.1である。
 (A-2)成分は、上記M単位及びQ単位の他に(RO)SiO3/2単位を含有してもよい。式中、Rは互いに独立に、水素原子または非置換の炭素原子数1~6の一価炭化水素基である。(RO)SiO3/2単位は原料に由来するものである。RO基同士は縮合反応するが、反応しないRO基がオルガノポリシロキサンレジン中に残存することがある。
 非置換の炭素原子数1~6の一価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。(RO)SiO3/2単位(Q単位という)の含有量は、(RO)SiO3/2単位とSiO4/2単位のモル比[(RO)SiO3/2単位のモル]/[SiO4/2単位のモル]が0.50未満となる量が好ましい。すなわち[Q単位のモル]/[Q単位のモル]が、好ましくは0~0.50、より好ましくは0.01~0.40、さらに好ましくは0.02~0.30である。
 (A-2)成分は、25℃で固体でとなる性状および後述のシリコーンゴム粒子(A)の製造における(A-1)成分および(A-3)への溶解性を損なわない範囲で、RSiO3/2単位及び/又はR SiO2/2単位を含有させることも可能である。式中、RおよびRは互いに独立に、置換又は非置換の炭素原子数1~30の1価炭化水素基である。RSiO3/2単位(T単位という)及びR Si2/2単位(D単位という)の含有量は、[T単位およびD単位のモル]/[Q単位のモル]が0.3以下となる量が好ましい。
 (A-2)成分のアルケニル基量は、0.001mol/100g以上である。0.001mol/100gより少ないと、シリコーンゴムの強度や伸びが低くなる。好ましくは、0.005mol/100g以上、より好ましくは0.01mol/100g以上である。上限は特に制限されないが、2.0mol/100gより多いと、前記のモル比[M単位のモル]/[Q単位のモル]が1.7以下になり得ないため、0.8mol/100g以下であればよく、特には0.50mol/100g以下である。(A-2)成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算重量平均分子量は、1,000~10,000が好ましく、より好ましくは2,000~8,000である。
 (A-3)成分の1分子中にSiH基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、好ましくは、下記平均組成式(5)
 R SiO(4-n-0)/2 (5)
で示される。式中、Rは、互いに独立に、非置換もしくは置換の、アルケニル基を有さない、炭素原子数1~30の1価炭化水素基である。nおよびoは、0<n<3、0<o≦3および0.1≦n+o≦3を満たす数である。
 平均組成式(5)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 Rは、炭素原子数1~30であるが、好ましくは1~22、より好ましくは1~18である。Rは、Rのために例示した1価炭化水素基が挙げられ、Rの80モル%以上がメチル基であることが好ましく、より好ましくは95%以上がメチル基である。
 nおよびoは、好ましくは0<n≦2.295、0.005≦o≦2.3および0.5≦n+o≦2.3を満たす正数である。
 (A-3)成分のSiH基量は、0.030~1.30mol/100gである。0.030mol/100gより少ないと、シリコーンゴムの強度や伸びが低くなる。1.30mol/100gより多いと、後述するシリコーンゴム粒子の水分散体において、分散粒子が凝集する恐れがある。好ましくは、0.050~1.10mol/100g、より好ましくは、0.10~0.90mol/100gである。
 (A-3)成分の25℃における粘度は、100,000mm/s以下が好ましく、より好ましくは10,000mm/s以下である。粘度が100,000mm/s以下であると、後記の製造方法により粒径分布の狭いシリコーン微粒子を得ることが特に容易である。粘度の下限は特に限定されないが、0.4mm/s以上であればよく、特に2mm/s以上である。
 また、(A-3)成分の構造は、直鎖状、環状、分岐状いずれであってもよいが、特に直鎖状あるいは分岐状が好ましい。また、ケイ素原子に結合した水素原子の結合箇所は特に制限されず、分子の側鎖及び末端のいずれのケイ素原子に結合していてもよい。
 直鎖状の構造のものとしては、例えば、下記一般式(6)で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 式中、Rは上述の通りであり、pは1,500以下の正数、好ましくは1~1000、より好ましくは5~500、さらに好ましくは10~100であり、qは0又は300以下の正数、好ましくは1~100、より好ましくは5~60であり、rは0、1、2又は3、ただしqおよびrはq+2×r≧2を満たす数である。
 分岐状の構造としては、例えば、RSiO3/2の単位により分岐している下記一般式(7)で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式中、Rは上述の通りであり、sは1,500以下の正数、好ましくは1~1000、より好ましくは5~500、さらに好ましくは10~100であり、tは0又は300以下の正数、好ましくは1~100、より好ましくは5~60であり、uは1~10の正数、vは0、1、2又は3、ただしtおよびvはt+v≧1を満たす数である。
 SiO4/2の単位により分岐している構造としては、例えば、下記一般式(8)で表されるものが例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式中、Rは上述の通りであり、wは1,500以下の正数、好ましくは1~1000、より好ましくは5~500、さらに好ましくは10~100であり、xは0又は300以下の正数、好ましくは1~100、より好ましくは5~60であり、yは1~5の正数、zは0、1、2又は3、ただしxおよびzはx+z≧1を満たす数である。
 また、下記の単位式(9)で表され、1分子当たり2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するものが挙げられる。
[R SiO1/2a1[H(RSiO1/2b1[SiO4/2c1
[(OR)SiO3/2d1             (9)
 式中、Rは前記と同じであり、Rは水素原子または非置換の炭素原子数1~6の一価炭化水素基であり、a1は0又は正数、b1は正数、c1は正数、d1は0又は正数である。a1、b1、c1、d1の上限は、各々、20である。
 1分子中にアルケニル基を2個以上有するジオルガノポリシロキサン(A-1)、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンレジン(A-2)および1分子中にSiH基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン(A-3)成分を混合溶解することにより、硬化性液状シリコーン組成物となる。
 硬化性液状シリコーン組成物は、(A-1)成分、(A-2)成分および(A-3)成分の合計量100質量部に対して(A-2)成分を1.0~65質量部とする組成である。(A-2)成分が1.0質量部未満ではシリコーンゴムの伸びや強度が低くなる。65質量部より多くすると液状シリコーン組成物の粘度が高くなり、後述の乳化が困難となる。好ましくは2.0~55質量部、より好ましくは4.0~45質量部である。
 硬化性液状シリコーン組成物は、(A-1)成分中のアルケニル基と(A-2)成分中のアルケニル基の合計量に対する(A-3)成分中のSiH基の個数比が0.9~3.0となる組成が好ましい。(A-3)成分中のSiH基の個数比が0.9未満ではシリコーンゴムの伸びや強度が低くなる。3.0より高いと後述するシリコーンゴム粒子の水分散体において、分散粒子が凝集する恐れがある。より好ましくは1.0~2.3の範囲である。
 シリコーンゴム粒子(A)のシリコーンゴムは、上記硬化性液状シリコーン組成物の付加反応物である。付加反応には触媒を使用するのが好ましい。付加反応用触媒は、ヒドロシリル化反応に用いられる白金族金属系触媒が挙げられる。例えば、白金(白金黒を含む)、ロジウム、パラジウム等の白金族金属単体;HPtCl・XHO、HPtCl・XHO、NaHPtCl・XHO、KHPtCl・XHO、NaPtCl・XHO、KPtCl・XHO、PtCl・XHO、PtCl、NaHPtCl・XHO(但し、式中、Xは0~6の整数であり、好ましくは0又は6である)等の塩化白金、塩化白金酸及び塩化白金酸塩;アルコール変性塩化白金酸;塩化白金、塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス、塩化白金酸とビニル基含有シロキサンとのコンプレックス、白金とビニル基含有シロキサンとのコンプレックス;白金黒、パラジウム等の白金族金属をアルミナ、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの;ロジウム-オレフィンコンプレックス;クロロトリス(トリフェニルフォスフィン)ロジウム(ウィルキンソン触媒)等が挙げられる。1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 白金族金属系触媒の配合量は、付加反応触媒としての有効量でよく、(A-1)成分、(A-2)成分および(A-3)成分の合計量に対する白金族金属系触媒中の白金族金属量が質量換算で、通常、0.1~500ppm程度、好ましくは0.5~200ppm程度、更に好ましくは1~100ppm程度となる量である。硬化性液状シリコーン組成物の付加反応硬化条件は、特に制限されないが、1~100℃の温度で1時間以上であるのが好ましい。温度は、好ましくは10℃~100℃である。
 シリコーンゴム粒子(A)のシリコーンゴムは、切断時伸びが20%以上であり、かつ切断時引張強さが、1.0MPa以上であることが好ましい。切断時伸びおよび切断時引張強さは、150℃で30分熱処理した、厚さ1mmのダンベル形状3号形試験片について、JIS K 6251:2017に規定された試験方法にて測定した値をいう。より好ましくは、切断時伸びは50%以上であり、切断時引張強さは2.0MPa以上である。切断時伸びの上限は特に限定されないが、1000%以下であればよく、特には500%以下である。切断時引張強さの上限は特に限定されないが、20MPa以下であればよく、特には10MPa以下である。
 シリコーンゴム粒子(A)のシリコーンゴムは、タイプAデュロメータ硬さが20~95の範囲であることが好ましい。硬さは、150℃で30分処理した試験片について、JIS K 6253:2012に規定された試験方法にて測定した値をいう。より好ましくは、40~85の範囲である。
 シリコーンゴムには、シリコーンオイル、オルガノシラン、無機系粉末、有機系粉末、及び酸化防止剤等を含有していてもよい。
[シリコーンゴム粒子の水分散体]
 本発明のシリコーンゴム粒子の水分散体は、(A)シリコーンゴム粒子、(B)界面活性剤および(C)水を含む組成である。
 界面活性剤(B)は、シリコーンゴム粒子の分散剤として機能する。また、後述するように、シリコーンゴム粒子の水分散体の製造において硬化性液状シリコーン組成物の乳化剤としても機能する。
 界面活性剤(B)は、特に限定はされず、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤又は両イオン性界面活性剤である。好ましくは、非イオン性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤である。これらは1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
 非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレン変性オルガノポリシロキサン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン変性オルガノポリシロキサン等が挙げられる。
 好ましくは、HLB値が12.0~19.0のポリオキシエチレンアルキルエーテルまたはポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルである。より好ましくは、アルキル基の炭素数が10~18のポリオキシエチレンアルキルエーテルまたはポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルである。また、HLB値は、より好ましくは13.0~18.0である。
 なお、ここでのHLB値は、下記式
 HLB=[ポリオキシエチレン部分およびアルコール部分の分子量/界面活性剤の分子量]×20
で示されるGriffin式で算出された値である。HLB値の異なる2種以上の非イオン性界面活性剤を組み合わせて使用する場合は、上記HLB値は加重平均値となる。
 アニオン性界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、脂肪酸アルキロールアミドの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、α-スルホ脂肪酸エステル塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、N-アシルタウリン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、モノアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホコハク酸塩、脂肪酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、N-アシルアミノ酸塩、モノアルキルリン酸エステル塩、ジアルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩等が挙げられる。
 好ましくは、アルキル基の炭素数が10~18のアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、脂肪酸アルキロールアミドの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α-スルホ脂肪酸エステル塩、アルカンスルホン酸塩、N-アシルタウリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、N-アシルアミノ酸塩、モノアルキルリン酸エステル塩、ジアルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、また、オレフィンの炭素数が10~18のα-オレフィンスルホン酸塩、アルキル基の炭素数が1~14のアルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキル基の炭素数が6~14のアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩である。
 カチオン性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルジメチルアンモニウム塩、ジポリオキシエチレンアルキルメチルアンモニウム塩、トリポリオキシエチレンアルキルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、アルキルピリジウム塩、モノアルキルアミン塩、モノアルキルアミドアミン塩等が挙げられる。
 両イオン性界面活性剤としては、アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルジメチルカルボキシベタイン、アルキルアミドプロピルジメチルカルボキシベタイン、アルキルヒドロキシスルホベタイン、アルキルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。
 (B)成分の量は、シリコーンゴム粒子(A)100質量部に対して0.05~20質量部である。0.05質量部より少ないと、後述の硬化性液状シリコーン組成物の乳化ができなくなり、水分散体の安定性が低下するおそれがある。20質量部より多くしても、シリコーンゴム粒子の水分散性能を高めることがなく、また配合する塗料などの材料の特性を損なうおそれがある。好ましくは0.10~10質量部、より好ましくは0.20~2質量部である。
 水(C)はシリコーンゴム粒子(A)の分散媒である。(C)成分の量は、シリコーンゴム粒子(A)100質量部に対して20~2,000質量部であり、好ましくは40~1,000質量部である。
 シリコーンゴム粒子の水分散体には、必要に応じて、防腐剤、増粘剤、pH調整剤、消泡剤等を適宜配合することができる。
[シリコーンゴム粒子の水分散体およびシリコーンゴム粒子の製造方法]
 シリコーンゴム粒子の水分散体は公知の方法によって製造することができる。例えば、成分(A-1)、成分(A-2)および成分(A-3)からなる硬化性液状シリコーン組成物に界面活性剤(B)と水(C)を添加し、乳化を行ってエマルジョンとした後に白金族金属系触媒を添加して付加反応を行う方法が挙げられる。
 乳化を行うには、一般的な乳化分散機を用いればよく、ホモディスパー等の高速回転遠心放射型撹拌機、ホモミキサー等の高速回転剪断型撹拌機、ホモジナイザー等の高圧噴射式乳化分散機、コロイドミル、超音波乳化機等が挙げられる。乳化でき、所望の粒径にできれば、撹拌の速度、時間等は特に限定されない。
 エマルジョンを作製した後、白金族金属系触媒を添加するが、水に対する分散性が悪い場合には界面活性剤に溶解した状態でエマルジョンに添加することが好ましい。界面活性剤としては、上記のものが挙げられ、特に非イオン性界面活性剤が好ましい。硬化性液状シリコーン組成物に予め白金族金属系触媒を配合しておく方法でもよいが、その場合には、温度の調整、触媒量の調整や反応調整剤の配合等により、乳化が終了するまでに反応が進行しないようにする必要がある。
 付加反応は、室温(1~30℃)で行ってもよいが、反応速度を速くしたり、反応率を高くするために、100℃未満の加熱下で行ってもよい。付加反応時間は適宜選定される。
 シリコーンゴム粒子は、前記の工程で得られたシリコーンゴム粒子の水分散体から水(C)を除去することにより、得ることができる。
 水(C)の除去は、例えば、水分散体を常圧下又は減圧下に加熱して揮発させることにより行うことができる。例えば、分散液を加熱下で静置して除去する方法、分散液を加熱下で攪拌流動させながら除去する方法、スプレードライヤーのように熱風気流中に分散液を噴霧、分散させる方法、流動熱媒体を利用する方法等が挙げられる。なお、この操作の前処理として、無機塩などの添加により粒子を凝集させた後、加圧ろ過等の濾過分離、遠心分離、デカンテーション等の方法で濃縮してもよいし、さらに必要ならば濃縮物を水やアルコール等で洗浄してもよい。
 シリコーンゴム粒子中に、シリコーンオイル、オルガノシラン、無機系粉末、有機系粉末、及び酸化防止剤等を含有させる場合には、それらを硬化性液状シリコーン組成物に溶解または分散させておけばよい。
 本発明のシリコーンゴム粒子の水分散体またはシリコーンゴム粒子は、例えば塗料やコーティング剤等に配合して使用される。該シリコーンゴム粒子を含む塗料やコーティング剤等を基材に塗布した後、100~300℃の温度で1分~3時間熱処理することが望ましい。熱処理により付加反応率が向上し、シリコーンゴムの伸びおよび強度が高くなる。また、シリコーンゴム粒子は、塗料やコーティング剤等に配合する前に、予め100~300℃の温度で1分~3時間熱処理してもよい。
 以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
 なお、例中、動粘度は25℃において毛管粘度計を用いて測定した値である。
 下記のポリシロキサンを用意した。
(A-1)-1:式(10)で示される、ビニル基量が0.00627mol/100g、動粘度が5,060mm/sのビニル基含有のジメチルポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(A-1)-2:式(11)で示される、ビニル基量が0.00369mol/100g、動粘度が30,500mm/sのビニル基含有のジメチルポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(A-1)-3:式(12)で示される、ビニル基量が0.0179mol/100g、動粘度が386mm/sのビニル基含有のジメチルポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(A-1)-4:(A-1)-1と(A-1)-3を質量比40:60で混合した溶解物であり、ビニル基量が0.0132mol/100g、動粘度が1080mm/sのビニル基含有のジメチルポリシロキサン
(A-1)-5:式(13)で示される、ビニル基量が0.120mol/100g、動粘度が23mm/sのビニル基含有のジメチルポリシロキサン(比較例用)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(A-1)-6:式(14)で示される、ビニル基量が0.0348mol/100g、動粘度が125mm/sのビニル基含有のジメチルポリシロキサン(比較例用)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(A-1)-7:式(15)で示される、ビニル基量が0.0433mol/100g、動粘度が378mm/sのビニル基含有のジメチルポリシロキサン(比較例用)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(A-2)-1:(CHSiO1/2単位、(CH(CH=CH)SiO1/2単位、SiO4/2単位、(OH)SiO3/2単位、および(OCH)SiO3/2単位からなり、下記モル比を有するビニル基含有のメチルポリシロキサンレジン
  モル比([(CHSiO1/2]+[(CH(CH=CH)SiO1/2])/[SiO4/2]が0.83、
  モル比[(CHSiO1/2]/[SiO4/2]が0.71、
  モル比[(CH(CH=CH)SiO1/2]/[SiO4/2]が0.12、
  モル比([HOSiO3/2]+[CHOSiO3/2]/[SiO4/2])が0.088、
  モル比[HOSiO3/2]/[SiO4/2]が0.041、
  モル比[CHOSiO3/2]/[SiO4/2]が0.047、
ビニル基量は0.089mol/100g、重量平均分子量は4,100である。
(A-2)-2:(CHSiO1/2単位、(CH=CHSiO1/2単位、SiO4/2単位、HOSiO3/2単位、およびCOSiO3/2単位からなり、下記モル比を有するビニル基含有のメチルポリシロキサンレジン
  モル比([(CHSiO1/2]+[(CH=CHSiO1/2])/[SiO4/2]が1.01、
  モル比[(CHSiO1/2]/[SiO4/2]が0.90、
  モル比[(CH=CHSiO1/2]/[SiO4/2]が0.11、
  モル比([HOSiO3/2]+[COSiO3/2]/[SiO4/2])が0.10、
  モル比[HOSiO3/2]/[SiO4/2]が0.050、
  モル比[COsSiO3/2]/[SiO4/2]が0.050、
ビニル基量は0.23mol/100g、重量平均分子量は5,730である。
(A-3)-1:式(16)で示される、SiH基量が0.418mol/100g、動粘度が27mm/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(A-3)-2:式(17)で示される、SiH基量が0.744mol/100g、動粘度が117mm/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(A-3)-3:式(18)で示される、SiH基量が0.137mol/100g、動粘度が37mm/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(A-3)-4:式(19)で示される、SiH基量が0.427mol/100g、動粘度が48mm/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
[実施例1]
 ビニル基含有のジメチルポリシロキサン(A-1)-1、ビニル基含有のメチルポリシロキサンレジン(A-2)-1およびメチルハイドロジェンポリシロキサン(A-3)-1を質量比63.0:27.0:10.0で混合溶解し、硬化性液状シリコーン組成物を調製した。ビニル基含有のジメチルポリシロキサン中のビニル基とビニル基含有のメチルポリシロキサンレジン中のビニル基の合計量に対するメチルハイドロジェンポリシロキサン中のSiH基の個数比は1.49である。
 容量1リットルのガラスビーカーに、硬化性液状シリコーン組成物500.0g、ポリオキシエチレントリデシルエーテル(エチレンオキサイド付加モル数=15モル)2.0gおよび水80.0gを仕込み、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油型となり、増粘が認められ、さらに、15分間撹拌を継続した。次いで、2,000rpmで撹拌しながら、水415.6gを加えたところ、均一な白色エマルジョンが得られた。このエマルジョンを錨型撹拌翼による撹拌装置の付いた容量1リットルのガラスフラスコに移し、15~20℃に温調した後、撹拌下に白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)1.2gとポリオキシエチレンラウリルエーテル(エチレンオキサイド付加モル数=9モル)1.2gの混合溶解物を添加した。同温度で6時間撹拌を行い、硬化性液状シリコーンを付加反応により硬化させ、シリコーンゴム粒子の水分散体を得た。
 尚、ポリオキシエチレントリデシルエーテルとポリオキシエチレンラウリルエーテルの合計量は、得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対して0.64質量部となる量である。
 このシリコーンゴム粒子について、形状を光学顕微鏡にて観察したところ球状であり、体積平均粒径を粒度分布測定装置「マルチサイザー3」(商品名、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ6.7μmであった。
 得られたシリコーンゴム粒子の水分散体を、スプレードライヤーを用い、入り口温度150℃、出口温度80℃の条件で水を揮発除去し、シリコーンゴム粒子を得た。さらに、得られたシリコーンゴム粒子を150℃の恒温槽内で30分間加熱した。
 得られたシリコーンゴム粒子はべたつきのないものであり、形状を電子顕微鏡にて観察したところ球状であった。
 シリコーンゴム粒子のシリコーンゴムの切断時引張り強さおよび切断時伸びを以下のように測定した。
 上記実施例1と同じ組成にて調製した硬化性液状シリコーン組成物100質量部に対し、白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)0.24質量部および1,1-ジメチルプロピニルオキシトリメチルシラン(反応調整剤)0.05質量部を混合した後、厚みが約1mmになるようポリプロピレン製トレイに流し込んだ。25℃で24時間放置後、硬化したシリコーンをトレイから剥がし、150℃の恒温槽内で30分間加熱し、べたつきのないシリコーンゴムシートを得た。
 このシリコーンゴムシートをJIS K6251:2017に規定されているダンベル状 3号形試験片の形状・寸法にカットし、JIS K6251:2017に規定されている方法に準じて切断時引張り強さおよび切断時伸びを測定した。切断時引張り強さは6.5MPaであり、切断時伸びは101%であった。
 シリコーンゴム粒子のシリコーンゴムの硬度を以下のように測定した。
 上記実施例1と同じ組成にて調製した硬化性液状シリコーン組成物100質量部に対し、白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)0.24質量部および1,1-ジメチルプロピニルオキシトリメチルシラン(反応調製剤)0.05質量部を混合した後、厚みが10mmになるようアルミニウムシャーレに流し込んだ。25℃で24時間放置後、150℃の恒温槽内で30分間加熱し、べたつきのないシリコーンゴムを得た。このシリコーンゴムの硬度をJIS K6253に規定されているタイプAデュロメータで測定したところ、58であった。
[実施例2~11][比較例1~10]
 表1又は2に記載する組成にて、ビニル基含有ジメチルポリシロキサン、ビニル基含有メチルポリシロキサンレジン(未使用の組成もあり)、およびメチルハイドロジェンポリシロキサンを混合溶解した硬化性液状シリコーン組成物を用いた他は、実施例1を繰り返してシリコーンゴム粒子の水分散体を得た。
 実施例1と同様にして測定した、シリコーンゴム粒子の体積平均粒径、シリコーンゴム粒子の形状、シリコーンゴムの切断時引張り強さ、シリコーンゴムの切断時伸びおよびシリコーンゴムの硬度を表1または2に示す。
[実施例12]
 ビニル基含有のジメチルポリシロキサン(A-1)-4、ビニル基含有のメチルポリシロキサンレジン(A-2)-1およびメチルハイドロジェンポリシロキサン(A-3)-1を質量比62.0:26.6:11.4で混合溶解し、硬化性液状シリコーン組成物を調製した。該組成は、実施例11の硬化性液状シリコーン組成物と同じである。
 得られたシリコーンゴムの切断時引張り強さは3.0MPa、切断時伸びは75%、タイプAデュロメータのゴムの硬度は61であった。
 容量1リットルのガラスビーカーに、上記硬化性液状シリコーン組成物500.0g、ポリオキシエチレントリデシルエーテル(エチレンオキサイド付加モル数=15モル)1.0gおよび水100.0gを仕込み、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油型となり、増粘が認められ、さらに、15分間撹拌を継続した。次いで、2,000rpmで撹拌しながら、水396.6gを加えたところ、均一な白色エマルジョンが得られた。このエマルジョンを錨型撹拌翼による撹拌装置の付いた容量1リットルのガラスフラスコに移し、15~20℃に温調した後、撹拌下に白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)1.2gとポリオキシエチレンラウリルエーテル(エチレンオキサイド付加モル数=9モル)1.2gの混合溶解物を添加した。同温度で6時間撹拌を行い、シリコーンゴム粒子の水分散体を得た。
 シリコーンゴム粒子の水分散体について、シリコーンゴム粒子の形状を光学顕微鏡にて観察したところ球状であり、体積平均粒径を粒度分布測定装置「マルチサイザー3」(商品名、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ11μmであった。得られたシリコーンゴム粒子の水分散体を、スプレードライヤーを用い、入り口温度150℃、出口温度80℃の条件で水を揮発除去し、シリコーンゴム粒子を得た。さらに、得られたシリコーンゴム粒子を150℃の恒温槽内で30分間加熱した。得られたシリコーンゴム粒子はべたつきのないものであり、形状を電子顕微鏡にて観察したところ球状であった。
[実施例13]
 容量1リットルのガラスビーカーに、上記実施例12と同じ硬化性液状シリコーン組成物500.0g、ポリオキシエチレントリデシルエーテル(エチレンオキサイド付加モル数=15モル)6.0gおよび水40.0gを仕込み、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油型となり、増粘が認められた。次いで、ミキサーをディスパーに変更し、4,000rpmで15分間撹拌した。再度、ミキサーをホモミキサーに変更し、2,000rpmで撹拌しながら、水451.6gを加えたところ、均一な白色エマルジョンが得られた。このエマルジョンを錨型撹拌翼による撹拌装置の付いた容量1リットルのガラスフラスコに移し、15~20℃に温調した後、撹拌下に白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)1.2gとポリオキシエチレンラウリルエーテル(エチレンオキサイド付加モル数=9モル)1.2gの混合溶解物を添加した。同温度で6時間撹拌を行い、シリコーンゴム粒子の水分散体を得た。
 このシリコーンゴム粒子について、形状を光学顕微鏡にて観察したところ球状であり、体積平均粒径を粒度分布測定装置「マルチサイザー3」(商品名、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ1.9μmであった。得られたシリコーンゴム粒子の水分散体を、スプレードライヤーを用い、入り口温度150℃、出口温度80℃の条件で水を揮発除去し、シリコーンゴム粒子を得た。さらに、得られたシリコーンゴム粒子を150℃の恒温槽内で30分間加熱した。得られたシリコーンゴム粒子はべたつきのないものであり、形状を電子顕微鏡にて観察したところ球状であった。
[実施例14]
 容量1リットルのガラスビーカーに、上記実施例12と同じ硬化性液状シリコーン組成物500.0g、35%ペンチルナフタレンスルフォン酸ナトリウム水溶液5.7g(ペンチルナフタレンスルフォン酸ナトリウム量=約2.0g)および水76.0gを仕込み、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油型となり、増粘が認められた。次いで、ミキサーをディスパーに変更し、4,000rpmで15分間撹拌した。再度、ミキサーをホモミキサーに変更し、2,000rpmで撹拌しながら、水415.9gを加えたところ、均一な白色エマルジョンが得られた。このエマルジョンを錨型撹拌翼による撹拌装置の付いた容量1リットルのガラスフラスコに移し、15~20℃に温調した後、撹拌下に白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)1.2gとポリオキシエチレンラウリルエーテル(エチレンオキサイド付加モル数=9モル)1.2gの混合溶解物を添加した。同温度で6時間撹拌を行い、シリコーンゴム粒子の水分散体を得た。
 このシリコーンゴム粒子について、形状を光学顕微鏡にて観察したところ球状であり、体積平均粒径を粒度分布測定装置「マルチサイザー3」(商品名、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ6.4μmであった。得られたシリコーンゴム粒子の水分散体を、スプレードライヤーを用い、入り口温度150℃、出口温度80℃の条件で水を揮発除去し、シリコーンゴム粒子を得た。さらに、得られたシリコーンゴム粒子を150℃の恒温槽内で30分間加熱した。得られたシリコーンゴム粒子はべたつきのないものであり、形状を電子顕微鏡にて観察したところ球状であった。

Claims (3)

  1.  下記(A-1)成分、(A-2)成分および(A-3)成分を含む硬化性液状シリコーン組成物の付加反応物であり、体積平均粒径0.5~50μmを有し球状であるシリコーンゴム粒子
     (A-1)1分子中にアルケニル基を2個以上有し、アルケニル基量が0.0025~0.034mol/100gであるジオルガノポリシロキサン、
     (A-2)R SiO1/2単位およびSiO4/2単位を含有し、SiO4/2単位に対するR SiO1/2単位のモル比が0.60~1.7であり、アルケニル基量が0.001mol/100g以上であるオルガノポリシロキサンレジン、
    (上記式中、Rは互いに独立に、置換又は非置換の、アルケニル基を有さない炭素原子数1~30の1価炭化水素基、または炭素原子数2~8のアルケニル基であり、全Rのうち少なくとも1個はアルケニル基である)、および
     (A-3)1分子中にケイ素原子結合水素原子(SiH基と呼称する)を2個以上有し、SiH基量が0.030~1.30mol/100gであるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
     前記(A-1)成分、(A-2)成分および(A-3)成分の合計100質量部に対する(A-2)成分量が1.0~65質量部である。
  2.  前記シリコーンゴム粒子が、150℃で30分間熱処理した厚さ1mmのゴムシートについて、JIS K 6251に規定された試験方法に従うダンベル形状3号形試験片の切断時伸び20%以上を有し、及び、JIS K 6251に規定された試験方法に従う切断時引張強さ1.0MPa以上を有するシリコーンゴムから成る、請求項1記載のシリコーンゴム粒子。
  3.  (A)請求項1または2記載のシリコーンゴム粒子:100質量部
     (B)界面活性剤:0.05~20質量部、及び
     (C)水:20~2,000質量部
    を含む、前記シリコーンゴム粒子の水分散体。
     
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