説明

液状シリコーンゴムベースの製造方法及び付加硬化型液状シリコーンゴム組成物の製造方法

【課題】保存経時における増粘性が著しく抑えられ、かつ接着性付与剤を添加しても流動性が失われないシリカ充填剤を含有する付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を与える液状シリコーンゴムベースの製造方法を提供する。
【解決手段】(A)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン、(B)比表面積が50m2/g以上のシリカ微粉末をコンパウンディングするに際して、(C)シリカ表面処理剤、及び(D)水又は(E)アンモニア水を混練する第一の工程と、この第一の工程で得られた混練物を熱処理する第二の工程と、この第二の工程で得られた混練物に、(C)シリカ表面処理剤を混練する第三の工程と、この第三の工程で得られた混練物を熱処理する第四の工程を含む液状シリコーンゴムベースの製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流動性及び保存時の粘度安定性に優れ、接着性付与剤を使用しても粘度上昇せず、射出成形に特に好適な付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を与える液状シリコーンゴムベースの製造方法、及びこの方法により得られた液状シリコーンゴムベースを含む付加硬化型液状シリコーンゴム組成物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
付加硬化型の液状シリコーンゴム組成物は、流動特性及び硬化特性に優れているため、射出成形に好適である。また、成形品には高いゴム強度が求められるため、シリカを多量に配合することが不可欠である。しかし、配合されたシリカは経時で凝集するため、流動性や射出成形性が大きく変化する問題点がある。そのため液状シリコーンゴム組成物には、保存時における粘度安定性が良好なことが望まれている。
【0003】
このような問題に対して、特開平8−208994号公報(特許文献1)では、シラノールウエッターと縮合触媒とを併用することで、保存時における粘度安定性を向上させることを提案している。また、特開2002−179920号公報(特許文献2)では、疎水性処理シリカとシラノールウエッターとの組み合わせを提案している。しかしながら、いずれもまだ、保存経時での増粘現象を十分改善するまでには至っておらず、また、組成物に接着性を付与するために接着性付与剤を添加すると、流動性が全く失われてしまう等の問題もある。
【0004】
【特許文献1】特開平8−208994号公報
【特許文献2】特開2002−179920号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、シリカ充填剤を含有する付加硬化型液状シリコーンゴム組成物において、保存経時における増粘性が著しく抑えられ、かつ接着性付与剤を添加しても流動性が失われない付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を与える液状シリコーンゴムベースの製造方法、及びこの方法により得られた液状シリコーンゴムベースを含む付加硬化型液状シリコーンゴム組成物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、
(A)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン;100質量部、
(B)比表面積が50m2/g以上のシリカ微粉末;10〜40質量部
をコンパウンディングするに際して、
(C)シリカ表面処理剤;シリカ微粉末に対して3質量%以下、及び
(D)水;シリカ表面処理剤に対して50質量%以下
又は
(E)アンモニア水;アンモニア量がシリカ微粉末に対して3質量%以下
を混練する第一の工程(但し(C)成分及び(D)成分の添加量と(E)成分の添加量とが同時に0質量%となる場合を除く)と、
この第一の工程で得られた混練物を熱処理する第二の工程と、
この第二の工程で得られた混練物に、
(C)シリカ表面処理剤;シリカ微粉末量に対して5〜20質量%
を混練する第三の工程と、
この第三の工程で得られた混練物を熱処理する第四の工程
を経て製造される液状シリコーンゴムベースを用いることで、保存経時でも流動性に優れ、接着性付与剤を添加しても流動性が失われない付加硬化型の液状シリコーンゴム組成物が得られることを見出し、本発明をなすに至った。
【0007】
従って、本発明は、下記に示す液状シリコーンゴムベースの製造方法及び該ゴムベースを含む付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を提供する。
〔1〕 (A)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン;100質量部、
(B)比表面積が50m2/g以上のシリカ微粉末;10〜40質量部
をコンパウンディングするに際して、
(C)シリカ表面処理剤;シリカ微粉末に対して3質量%以下、及び
(D)水;シリカ表面処理剤に対して50質量%以下
又は
(E)アンモニア水;アンモニア量がシリカ微粉末に対して3質量%以下
を混練する第一の工程(但し、(C)成分及び(D)成分の添加量と、(E)成分の添加量とが同時に0質量%となる場合を除く)と、
この第一の工程で得られた混練物を熱処理する第二の工程と、
この第二の工程で得られた混練物に、
(C)シリカ表面処理剤;シリカ微粉末量に対して5〜20質量%
を混練する第三の工程と、
この第三の工程で得られた混練物を熱処理する第四の工程
を含むことを特徴とする液状シリコーンゴムベースの製造方法。
〔2〕 (C)シリカ表面処理剤が、ヘキサメチルジシラザンであることを特徴とする〔1〕に記載の液状シリコーンゴムベースの製造方法。
〔3〕 〔1〕又は〔2〕に記載の方法で得られた液状シリコーンゴムベースにオルガノハイドロジェンポリシロキサンと付加反応触媒を添加することを特徴とする付加硬化型液状シリコーンゴム組成物の製造方法。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、シリカ充填剤を含有する付加硬化型液状シリコーンゴム組成物において、保存経時においての増粘性が著しく抑えられ、かつ接着性付与剤を添加しても流動性が失われない付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の液状シリコーンゴムベースは、
(A)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン、
(B)比表面積が50m2/g以上のシリカ微粉末、
(C)シリカ表面処理剤、
(D)水、
(F)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(G)付加反応触媒、
又は
(A)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン、
(B)比表面積が50m2/g以上のシリカ微粉末、
(C)シリカ表面処理剤、
(E)アンモニア水、
(F)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(G)付加反応触媒
を含有してなる液状シリコーンゴム組成物の製造において用いられるもので、上記(A)〜(D)成分、又は(A)〜(C)及び(E)成分を含む液状シリコーンゴムベースである。
【0010】
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、この組成物の主剤であり、1分子中に好ましくは平均2個以上、より好ましくは2〜50個、特に好ましくは2〜20個のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有する。(A)成分のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基等の通常、炭素数2〜8、好ましくは2〜4程度のものが挙げられ、特にビニル基であることが好ましい。
【0011】
(A)成分中におけるケイ素原子に結合したアルケニル基の結合位置としては、例えば、分子鎖末端及び/又は分子鎖側鎖が挙げられる。(A)成分のアルケニル基以外のケイ素原子に結合する有機基としては、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、シクロヘキシル基、ヘプチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、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;クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基などの、通常、炭素数1〜12、好ましくは1〜10程度の、非置換又はハロゲン置換一価炭化水素基が挙げられ、特に、メチル基、フェニル基であることが好ましい。
【0012】
なお、(A)成分中のアルケニル基の含有量は、ケイ素原子に結合した一価の有機基(即ち、アルケニル基と上述したアルケニル基以外の基)全体に対して0.001〜10モル%、特に0.01〜5モル%程度であることが好ましい。
【0013】
このような(A)成分の分子構造としては、例えば、直鎖状、環状、分岐鎖状が挙げられるが、主鎖が基本的にジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された、直鎖状のアルケニル基含有ジオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
【0014】
(A)成分の粘度は、得られるシリコーンゴムの物理的特性が良好であり、また、組成物の取扱い作業性が良好であることから、25℃における粘度が100〜500,000mPa・sの範囲内であることが好ましく、特に300〜100,000mPa・sの範囲内であることが好ましい。なお、本発明において、粘度は回転粘度計等により測定できる(以下、同じ)。
【0015】
(A)成分のオルガノポリシロキサンとしては、例えば、
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、
分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、
分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、
分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、
分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、
分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、
分子鎖両末端ジビニルメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、
分子鎖両末端ジビニルメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、
分子鎖両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、
分子鎖両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、
式:R13SiO0.5で示されるシロキサン単位と、式:R122SiO0.5で示されるシロキサン単位と、式:R12SiOで示されるシロキサン単位と、式:SiO2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノシロキサン共重合体、
式:R13SiO0.5で示されるシロキサン単位と、式:R122SiO0.5で示されるシロキサン単位と、式:SiO2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノシロキサン共重合体、
式:R122SiO0.5で示されるシロキサン単位と、式:R12SiOで示されるシロキサン単位と、式:SiO2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノシロキサン共重合体、
式:R12SiOで示されるシロキサン単位と、式:R1SiO1.5で示されるシロキサン単位又は式:R2SiO1.5で示されるシロキサン単位とからなるオルガノシロキサン共重合体、及び
これらのオルガノポリシロキサンの2種以上からなる混合物が挙げられる。
【0016】
なお、上記式中のR1はアルケニル基以外の非置換又はハロゲン置換、シアノ置換等の炭素数1〜10の一価炭化水素基であり、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、シクロヘキシル基、ヘプチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、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;クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基などが挙げられる。また、上記式中のR2はアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、へプテニル基などが挙げられる。
【0017】
本発明に用いられる(B)成分のシリカ微粉末は、補強剤として作用し、組成物に高いゴム強度を付与するものである。かかるシリカ微粉末は、比表面積(BET法)が50m2/g以上であり、好ましくは50〜400m2/gであり、特に好ましくは100〜300m2/gである。比表面積が50m2/g未満では、十分な高いゴム強度を付与することができない。
【0018】
本発明において、このようなシリカ微粉末としては、比表面積が上記範囲内であれば、従来からシリコーンゴムの補強性充填剤として使用されている公知のものでよく、例えば、煙霧質シリカ、沈降シリカ、焼成シリカなどが挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。
【0019】
(C)成分のシリカ表面処理剤は、(B)成分の表面疎水化処理を行うと共に、(B)成分の(A)成分に対する濡れ性、分散性を向上させるものである。このシリカ表面処理剤としては、ヘキサメチルジシラザン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−ビニルトリシラザン等のオルガノシラザンや、ジメチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルビニルシラン等のアミノ基含有オルガノシラン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランなどの有機ケイ素化合物が挙げられ、特にはヘキサメチルジシラザン等のヘキサオルガノジシラザンが好ましい。
【0020】
(D)成分の水は、上記(C)成分の分解を速め、(B)成分の表面処理速度を増大させる役割を担っている。
【0021】
(E)成分のアンモニア水は(C)成分と(D)成分に替わるもので、(A)成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンに対する(B)成分のシリカ微粉末の濡れ性、親和性と分散性を向上させるものとして作用する。なお、(E)成分としては、アンモニア濃度が25〜30質量%程度のアンモニア水溶液が好適に用いられる。
【0022】
本発明においては、上記(A)〜(D)成分又は(A)〜(C)及び(E)成分を混練して得た液状シリコーンゴムベースに、(F)成分(即ち、オルガノハイドロジェンポリシロキサン)及び(G)成分(即ち、付加反応触媒)を混合して液状付加硬化型シリコーンゴム組成物とする。
【0023】
本発明における液状シリコーンゴムベースの製造方法の特徴は、コンパウンディングが第一コンパウンディングと第二コンパウンディングの2段階で行われることにある。第一コンパウンディングは、ポリマー成分をシリカ表面に固定化することを主な目的とし、第二コンパウンディングは、シリカ表面処理剤によるシリカ処理を主な目的としている。従って、シリカ表面処理剤は、第一コンパウンディング時より第二コンパウンディング時に多く使用することを特徴とする。
【0024】
即ち、本発明においては、この液状シリコーンゴムベースを、
第1の方法として、
(1)上記(A)成分;100質量部、(B)成分;10〜40質量部、(C)成分;(B)成分に対して3質量%以下、通常0.1〜3質量%、好ましくは0.5〜3質量%、より好ましくは1〜2.5質量%、及び(D)成分;(C)成分に対して50質量%以下、通常、1〜50質量%、好ましくは2〜40質量%、より好ましくは5〜20質量%を混練する第一の工程、
(2)第一の工程で得られた混練物を熱処理する第二の工程
からなる第一コンパウンディングと、
(3)第二の工程で得られた混練物に、(C)成分;(B)成分の5〜20質量%を混練する第三の工程、並びに
(4)第三の工程で得られた混練物を熱処理する第四の工程
からなる第二コンパウンディング
によって製造するか、
あるいは、
第2の方法として、
(i)(A)成分;100質量部、(B)成分;10〜40質量部、及び(E)成分;(B)成分に対して3質量%以下、通常、0.03〜3質量%、好ましくは0.06〜1.5質量%、より好ましくは0.1〜1質量%を混練する第一の工程、
(ii)第一の工程で得られた混練物を熱処理する第二の工程
からなる第一コンパウンディングと、
(iii)第二の工程で得られた混練物に、(C)成分;(B)成分の5〜20質量%を混練する第三の工程、並びに
(iv)第三の工程で得られた混練物を熱処理する第四の工程
からなる第二コンパウンディング
によって製造する。
【0025】
この第一から第四の工程を経て製造された液状シリコーンゴムベースを用いることで、保存などによる経時後であっても流動性に優れ、また、接着性付与剤を添加しても流動性が失われない液状シリコーンゴム組成物を得ることができる。
【0026】
この場合、第一の工程において、(A)〜(D)成分、又は(A),(B),(E)成分は好ましくは130℃以下、より好ましくは100℃以下の温度で混練する。特に外部より加熱する必要はなく、室温(例えば10〜30℃)で混練することができ、混練中に生じる摩擦抵抗による系内の発熱により上昇した温度を130℃以下、特に100℃以下に調整することでよい。130℃を超えて混練が行われると、(C)成分又は(E)成分が揮発し、有効に作用しなくなる場合がある。この第一の工程の処理時間は、混練装置及びスケールに大きく依存するもので一概には規定できないが、通常0.1〜3時間、特には0.5〜2時間程度が好ましい。
【0027】
(B)成分の割合は、(A)成分100質量部に対して10〜40質量部であり、好ましくは20〜40質量部の範囲である。10質量部未満であると補強性効果が十分とならず、硬化物に十分な強度が得られず、40質量部を超えるとベースが硬くなり、十分に混練りができず、また混練り中の発熱が大きくなる。
【0028】
第一の工程に使用する(C)成分の使用量は、(B)成分の3質量%以下であるが、(E)成分を配合しない場合、通常、(B)成分の0.1〜3質量%に相当する量であり、好ましくは0.5〜3質量%、より好ましくは1〜2.5質量%である。3質量%より多くなると、接着性付与剤を添加した場合にチキソ性が大きくなり、流動性に劣る。
(D)成分の使用量は、(C)成分の50質量%以下であるが、(E)成分を配合しない場合、通常、(C)成分の1〜50質量%に相当する量であり、好ましくは2〜40質量%、より好ましくは5〜20質量%である。50質量%より多くなると、第二の工程での熱処理により長時間を必要とし、効率性に劣る。
【0029】
(E)成分の使用量は、アンモニア(NH3)として(B)成分の3質量%以下であるが、(C),(D)成分を配合しない場合、通常、(B)成分の0.03〜3質量%に相当する量であり、好ましくは0.06〜1.5質量%、より好ましくは0.1〜1質量%である。3質量%より多くても特にその効果はなく、また第二の工程での熱処理時間を長く必要とし、効率的でない。
【0030】
第二の工程は、(C)成分の分解残渣及び過剰の(D)成分、又は(E)成分を除去するための熱処理工程であり、130〜200℃、好ましくは150〜180℃で、好ましくは混練しながら熱処理する。熱処理温度が130℃未満では、(C)成分の分解残渣及び過剰の(D)成分を十分に除去できない場合があり、200℃を超える温度ではアルケニル基が劣化(分解)する場合がある。なお、この第二の工程の処理時間は、混練装置及びスケールに大きく依存するもので一概には規定できないが、通常0.1〜4時間、特に0.5〜2時間程度が好ましい。
【0031】
第三の工程は、第二の工程にて得られた混練物に、(C)成分を添加し、シリカの表面処理を行ってシリカの分散を均一にする。第三の工程も第一の工程と同様の理由から、130℃以下、特に100℃以下の温度で混練する必要がある。なお、この場合も、混練を室温(例えば10〜30℃)にて行うことができる。この第三の工程の処理時間も、混練装置及びスケールに大きく依存するもので一概には規定できないが、通常0.1〜3時間、特には0.5〜2時間程度が好ましい。
【0032】
第三の工程に使用する(C)成分の使用量は、(B)成分の5〜20質量%に相当する量であり、好ましくは10〜15質量%である。5質量%より少ないと(B)成分の表面処理が十分行えず、20質量%より多いと過剰となり経済的に好ましくない。
【0033】
第四の工程は、(C)成分の分解残渣を除去するための熱処理工程であり、130〜200℃、好ましくは150〜180℃で、好ましくは混練しながら熱処理する。熱処理温度が130℃未満では、(C)成分の分解残渣及び過剰の(D)成分を十分に除去できない場合があり、200℃を超える温度ではアルケニル基が劣化(分解)する場合がある。なお、この第四の工程の処理時間は、混練装置及びスケールに大きく依存するもので一概には規定できないが、通常0.1〜4時間、特に0.5〜3時間程度が好ましい。
【0034】
本発明の製造方法において、混練を行うために使用される混練機としては、例えばニーダー、二軸混練機等が挙げられるが、特に限定されない。これら混練機は、第一から第四の工程のいずれにおいても用いることができる。
【0035】
本発明においては、上記成分を混練し、熱処理して得た液状シリコーンゴムベースに、上記(F)成分(即ち、オルガノハイドロジェンポリシロキサン)及び(G)成分(即ち、付加反応触媒)を混合して組成物とすることができる。これら成分の混合は、室温(例えば10〜30℃)にて15〜60分程度行うことができる。
なお、(F)及び(G)成分の混合の際に、これらと共に上記(A)成分のアルケニル基含有液状オルガノポリシロキサンを更に添加してもよい。この場合の(A)成分の添加量は、液状シリコーンゴムベース中の(A)成分100質量部に対して0〜250質量部、特に30〜200質量部とすることができる。
【0036】
(F)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、この組成物の架橋剤であり、一分子中に少なくとも2個(通常、2〜200個)、好ましくは3個以上(例えば3〜150個)、より好ましくは3〜100個のケイ素原子結合水素原子(即ち、SiHで示されるヒドロシリル基)を含有する。(F)成分のケイ素原子結合水素原子の結合位置としては、例えば、分子鎖末端及び/又は分子鎖側鎖が挙げられる。
【0037】
(F)成分のケイ素原子に結合する有機基(即ち、上記ケイ素原子結合水素原子以外の基)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、デシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、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;クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が挙げられ、特に、メチル基、フェニル基であることが好ましい。
【0038】
このような(F)成分の分子構造としては、例えば、直鎖状、環状、分岐状が挙げられる。(F)成分の粘度は、得られるシリコーンゴム硬化物の物理的特性が良好であり、また、組成物の取扱い作業性が良好であることから、25℃における粘度が、1〜1,000mPa・sの範囲内であることが好ましく、特に5〜500mPa・sの範囲内であることが好ましい。
【0039】
(F)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、
1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、
メチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、
メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、
トリス(ジメチルハイドロジェンシロキシ)メチルシラン、
トリス(ジメチルハイドロジェンシロキシ)フェニルシラン、
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、
分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、
分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、
分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、
分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、
分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、
式:R13SiO0.5で示されるシロキサン単位と、式:R12HSiO0.5で示されるシロキサン単位と、式:SiO2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノシロキサン共重合体、
式:R12HSiO0.5で示されるシロキサン単位と、式:SiO2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノシロキサン共重合体、
式:R1HSiOで示されるシロキサン単位と、式:R1SiO1.5で示されるシロキサン単位又は式:HSiO1.5で示されるシロキサン単位とからなるオルガノシロキサン共重合体、及び
これらのオルガノポリシロキサンの2種以上からなる混合物が挙げられる。上記式中のR1はアルケニル基以外の一価炭化水素基であり、前記(A)成分において例示したオルガノポリシロキサン中のR1と同様の基が例示される。
【0040】
(F)成分の配合量は、特に限定されないが、(A)成分中のケイ素原子結合アルケニル基1モルに対して、(F)成分中のケイ素原子結合水素原子が1〜10モルの範囲内となる量であることが好ましい。これは(A)成分中のケイ素原子結合アルケニル基1モルに対して(F)成分中のケイ素原子結合水素原子が1モル未満であると、組成物が十分に硬化しない場合があり、また、これが10モルを超えると、組成物を硬化させて得られるシリコーンゴム硬化物の耐熱性が極端に劣るおそれがあるためである。
【0041】
(G)成分の付加反応触媒としては、(A)成分中のアルケニル基と(F)成分中のSiH基との付加反応を促進するものであればいかなる触媒を使用してもよい。例えば、白金、パラジウム、ロジウム等や塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィン類、ビニルシロキサン又はアセチレン化合物との配位化合物、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム等の白金族金属又はこれらの化合物が使用されるが、特に好ましくは白金金属又は白金系化合物である。
【0042】
(G)成分の配合量は、通常、組成物の全成分の合計質量に対して触媒金属原子の質量として1〜500ppmの範囲であることが好ましく、より好ましくは10〜100ppmの範囲である。配合量が1ppm未満では付加反応が著しく遅くなるか、又は硬化しない場合があり、配合量が上記範囲を超えるとコスト的に高いものとなり、不経済となる。
【0043】
本発明の付加硬化型液状シリコーンゴム組成物においては、上記(A)〜(G)成分以外の任意の成分として、付加反応触媒に対して硬化抑制効果を持つ化合物とされている従来公知の制御剤化合物はすべて使用することができる。このような化合物としては、トリフェニルホスフィンなどのリン含有化合物、トリブチルアミンやテトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾールなどの窒素含有化合物、硫黄含有化合物、アセチレン系化合物、アルケニル基を2個以上含む化合物、ハイドロパーオキシ化合物、マレイン酸誘導体などが例示される。制御剤化合物による硬化遅延効果の度合は、制御剤化合物の化学構造によって大きく異なるため、制御剤化合物の添加量は、使用する制御剤化合物の個々について最適な量に調整することが好ましく、一般には、その添加量が少なすぎると室温での長期貯蔵安定性が得られない場合があり、逆に多すぎるとかえって硬化が阻害されるおそれがある。
【0044】
また、本発明の付加硬化型液状シリコーンゴム組成物には、接着性付与剤を配合することができる。接着性付与剤としては、付加反応型シリコーンゴム組成物に自己接着性を付与する観点から、接着性を付与する官能基を含有するケイ素化合物が挙げられる。該官能基の具体例としては、ケイ素原子に結合したビニル基、アリル基のようなアルケニル基、炭素原子を介してケイ素原子に結合したエポキシ基(例えば、γ−グリシドキシプロピル基、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基など)や(メタ)アクリロキシ基(例えば、γ−アクリロキシプロピル基、γ−メタクリロキシプロピル基など)、アルコキシシリル基(例えば、エステル構造、ウレタン構造、エーテル構造を1〜2個含有してもよいアルキレン基を介してケイ素原子に結合したトリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基等のアルコキシシリル基など)、SiH基を有するオルガノシラン及びケイ素原子数3〜50、特に5〜20の直鎖状又は環状構造のシロキサンオリゴマーやトリアリルイソシアヌレートの(アルコキシ)シリル変性物やそのシロキサン誘導体などが挙げられる。
【0045】
更に、任意成分として、接着促進のための縮合触媒を配合することができる。該縮合触媒としては、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物及び有機アルミニウム化合物から選ばれる有機金属化合物が挙げられる。具体的には、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等の有機チタン酸エステル;ジイソプロポキシ(アセチルアセトネート)チタン、ジイソプロポキシ(エチルアセトアセテート)チタン、テトラアセチルアセトネートチタン、テトラアセチルアセテートチタン等の有機チタンキレート化合物等のチタン系縮合助触媒;ジルコニウムテトラプロピレート、ジルコニウムテトラブチレート等の有機ジルコニウムエステル;ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネート、ジルコニウムブトキシアセチルアセトネートビスエチルアセトアセテート、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート等の有機ジルコニウムキレート;ジルコニウムビス(2−エチルヘキサノエート)オキサイド、ジルコニウムアセチルアセトネート(2−エチルヘキサノエート)オキサイド等のオキソジルコニウム化合物等のジルコニウム系縮合助触媒;アルミニウムトリエチレート、アルミニウムトリイソプロピレート、アルミニウムトリ(sec−ブチレート)等のアルミニウムアルコレート;ジイソプロポキシアルミニウム(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)等のアルミニウムキレート化合物;ヒドロキシアルミニウムビス(2−エチルヘキサノエート)等のアルミニウムアシロキシ化合物等のアルミニウム系縮合触媒を例示することができる。
【0046】
その他の任意の成分としては、例えば、結晶性シリカ、中空フィラー、シルセスキオキサン、ヒュームド二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉄、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、層状マイカ、カーボンブラック、ケイ藻土、ガラス繊維等の無機質充填剤、及びこれらの充填剤をオルガノアルコキシシラン化合物、オルガノクロロシラン化合物、オルガノシラザン化合物、低分子量シロキサン化合物等の有機ケイ素化合物により表面処理した充填剤等が挙げられる。またシリコーンゴムパウダーやシリコーンレジンパウダーなども挙げられる。
【0047】
更に、この組成物には、本発明の目的を損なわない範囲において、その他任意の成分として、例えば、官能性基を含有しないオルガノポリシロキサン、ヒドロシリル化付加反応制御剤、縮合触媒、有機溶剤、可塑剤、顔料、染料、防かび剤などを配合することができる。
【0048】
本発明においては、上述した付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を従来公知の方法、例えば、圧縮成形、射出成形、コーティング、ポッティングなどの方法で、例えば100〜200℃、好ましくは120〜180℃で0.5〜30分、好ましくは1〜10分の条件で硬化させることによりシリコーンゴム硬化物やシリコーンゴム硬化皮膜を得ることができる。
【実施例】
【0049】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、室温は25℃を意味する。
【0050】
[実施例1]
分子鎖両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖され、25℃での粘度が約30,000mPa・sのジメチルポリシロキサン65質量部、分子鎖両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖され、25℃での粘度が約100,000mPa・sのジメチルポリシロキサン35質量部、ヘキサメチルジシラザン0.6質量部、水0.15質量部、比表面積がBET法で約300m2/gであるAerosil 300(日本アエロジル社製)30質量部をニーダー中に投入し、1時間混練した。その後、温度を150℃に昇温し、引き続き1時間混練した。130℃以下に冷却後、更にヘキサメチルジシラザン3.8質量部を投入し、1時間混練した。その後、温度を150℃に昇温し、引き続き1時間混練し、シリコーンゴムベースAを得た。
【0051】
このシリコーンゴムベースA130質量部に、分子鎖両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖され、25℃での粘度が約30,000mPa・sのジメチルポリシロキサン35質量部、分子鎖両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖され、25℃での粘度が約100,000mPa・sのジメチルポリシロキサン20質量部、分子鎖両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖され、主鎖のシロキサン繰り返し単位中にビニルメチルシロキサン単位を0.18モル%含有し、25℃での粘度が約30,000mPa・sのジメチルポリシロキサン13質量部、分子鎖両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、主鎖のシロキサン繰り返し単位中にビニルメチルシロキサン単位を5モル%含有し、25℃での粘度が約700mPa・sのジメチルポリシロキサン2質量部、分子鎖両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、25℃における粘度が15mPa・sの分子鎖側鎖にケイ素原子結合水素原子(SiH基)を有するジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子含有量=0.8質量%)4.8質量部、反応制御剤として1−エチニルシクロヘキサノール0.1質量部、塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するジメチルポリシロキサン溶液0.2質量部、反応制御剤としてテトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン0.2質量部、接着性付与剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1.04質量部、接着促進のための縮合触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート0.15質量部及びヒドロキシアルミニウムビス(2−エチルヘキサノエート)0.2質量部を室温にて混合して組成物Aを調製した。
【0052】
この組成物を150℃/5分でプレスキュアーし、次に150℃/1時間ポストキュアーを行うことで、JIS K 6249に従ってシートを作製し、硬度、引張り強度、切断時伸びを測定した。
また下記の測定・評価方法に従って、組成物粘度、粘度変化とチキソ比を評価した。
得られた結果を表1に示す。
【0053】
<測定・評価方法>
1.粘度
組成物の25℃における粘度を、Haake社製のロトビスコRV1装置にて、直径20mmのコーンプレート(アングル:2deg)を使用し、ギャップ0.1mmにて、せん断速度0.9/secでの粘度を測定した。
【0054】
2.粘度変化
組成物調製後、2週間後の組成物粘度を、Haake社製のロトビスコRV1装置にて、直径20mmのコーンプレート(アングル:2deg)を使用し、ギャップ0.1mmにて、せん断速度0.9/secでの粘度を測定した。
【0055】
3.チキソ比
組成物の25℃における粘度を、Haake社製のロトビスコRV1装置にて、直径20mmのコーンプレート(アングル:2deg)を使用し、ギャップ0.1mmにて、せん断速度0.9/secでの粘度を測定した後にせん断速度10/secでの粘度を測定し、チキソ比を算出した。
チキソ比=(せん断速度10/secでの粘度)/(せん断速度0.9/secでの粘度)
【0056】
[実施例2]
分子鎖両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖され、25℃での粘度が約30,000mPa・sのジメチルポリシロキサン65質量部、分子鎖両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖され、25℃での粘度が約100,000mPa・sのジメチルポリシロキサン35質量部、アンモニア水(28%NH3)0.25質量部、比表面積がBET法で約300m2/gであるAerosil 300(日本アエロジル社製)30質量部をニーダー中に投入し、1時間混練した。その後、温度を150℃に昇温し、引き続き1時間混練した。130℃以下に冷却後、更にヘキサメチルジシラザン3.8質量部を投入し、1時間混練した。その後、温度を150℃に昇温し、引き続き1時間混練し、シリコーンゴムベースBを得た。
このシリコーンゴムベースB130質量部を使用した以外は、実施例1と同様に配合し組成物Bを調製した。
得られた組成物を実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
【0057】
[比較例1]
分子鎖両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖され、25℃での粘度が約30,000mPa・sのジメチルポリシロキサン65質量部、分子鎖両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖され、25℃での粘度が約100,000mPa・sのジメチルポリシロキサン35質量部、ヘキサメチルジシラザン3.8質量部、水0.15質量部、比表面積がBET法で約300m2/gであるAerosil 300(日本アエロジル社製)30質量部をニーダー中に投入し、1時間混練した。その後、温度を150℃に昇温し、引き続き1時間混練した。130℃以下に冷却後、更にヘキサメチルジシラザン0.6質量部を投入し、1時間混練した。その後、温度を150℃に昇温し、引き続き1時間混練し、シリコーンゴムベースCを得た。
このシリコーンゴムベースC130質量部を使用した以外は、実施例1と同様に配合し組成物Cを調製した。
得られた組成物を実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
【0058】
[比較例2]
分子鎖両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖され、25℃での粘度が約30,000mPa・sのジメチルポリシロキサン65質量部、分子鎖両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖され、25℃での粘度が約100,000mPa・sのジメチルポリシロキサン35質量部、ヘキサメチルジシラザン6質量部、水1.5質量部、比表面積がBET法で約300m2/gであるAerosil 300(日本アエロジル社製)30質量部をニーダー中に投入し、1時間混練した。その後、温度を150℃に昇温し、引き続き1時間混練し、シリコーンゴムベースDを得た。
このシリコーンゴムベースD130質量部を使用した以外は、実施例1と同様に配合し組成物Dを調製した。
得られた組成物を実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
【0059】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン;100質量部、
(B)比表面積が50m2/g以上のシリカ微粉末;10〜40質量部
をコンパウンディングするに際して、
(C)シリカ表面処理剤;シリカ微粉末に対して3質量%以下、及び
(D)水;シリカ表面処理剤に対して50質量%以下
又は
(E)アンモニア水;アンモニア量がシリカ微粉末に対して3質量%以下
を混練する第一の工程(但し、(C)成分及び(D)成分の添加量と、(E)成分の添加量とが同時に0質量%となる場合を除く)と、
この第一の工程で得られた混練物を熱処理する第二の工程と、
この第二の工程で得られた混練物に、
(C)シリカ表面処理剤;シリカ微粉末量に対して5〜20質量%
を混練する第三の工程と、
この第三の工程で得られた混練物を熱処理する第四の工程
を含むことを特徴とする液状シリコーンゴムベースの製造方法。
【請求項2】
(C)シリカ表面処理剤が、ヘキサメチルジシラザンであることを特徴とする請求項1に記載の液状シリコーンゴムベースの製造方法。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の方法で得られた液状シリコーンゴムベースにオルガノハイドロジェンポリシロキサンと付加反応触媒を添加することを特徴とする付加硬化型液状シリコーンゴム組成物の製造方法。

【公開番号】特開2009−191155(P2009−191155A)
【公開日】平成21年8月27日(2009.8.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−33051(P2008−33051)
【出願日】平成20年2月14日(2008.2.14)
【出願人】(000002060)信越化学工業株式会社 (3,361)
【Fターム(参考)】