JPH02233762A - エラストマー形成組成物 - Google Patents

エラストマー形成組成物

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JPH02233762A
JPH02233762A JP2019377A JP1937790A JPH02233762A JP H02233762 A JPH02233762 A JP H02233762A JP 2019377 A JP2019377 A JP 2019377A JP 1937790 A JP1937790 A JP 1937790A JP H02233762 A JPH02233762 A JP H02233762A
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JP2019377A
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Andre R L Colas
アンドレ・ルドルフ・ルイ・コラ
Klaus M Geilich
クラウス・マルクス・ガイリッヒ
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Dow Corning GmbH
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はエラストマー形成組成物に関するもので、特に
アルコキシ基を持つある種のオルガノシリコーンを含有
して成るシリコーンエラストマー形成組成物に関するも
のである. [従来の技術・課題] アルコキシ基官能オルガノシリコーン化合物を含有して
成るシリコーンエラストマー形成組成物は既知である。
このような化合物は、たとえば、ボリマーの末端シロキ
丈ン単位にシラノール基を持つポリオルガノシロキサン
を含む組成物中の化学架橋剤として使用されている.こ
れらの化学架橋剤は通常、トリアルコキシシランあるい
はテトラアルコキシシランもしくは珪素と結合する3個
あるいはそれ以上のアルコキシ基を持っ短鎖ボリジオル
ガノシロキサンである.エラストマー形成組成物をエラ
ストマーへ形成する際に充分な強さを与えるために通常
1種あるいはそれ以上の強化用添加剤が含まれている。
適当な添加剤は強化用充填剤、たとえばシリカ、ポリシ
リケート類、樹脂類等を包含する.有用な樹脂は、残基
にSi−Ol1基を持つ樹脂で、実質上一官能シロキサ
ン単位(M)と四官能シロキサン単位(Q)より成るい
わゆるMQtfll脂を含んでいる。
英国特許第1,523,105号明細書は、α.ωジヒ
ドロキシジオルガノシロキサンボリマー類,珪素原子へ
結合するアルキル置換基.ハロゲノアルキル置換基.ビ
ニル置換基またはフエニル置換基をもつオルガノシリコ
ーンMQt!}f脂、あるアルコキシ化オルガノシリコ
ンモノマー類またはボリマー類(例えばポリシリケート
類)、チタンの有機誘導体及び適宜充填剤類の混合物を
含有してなるオルガノシリコーン組成物を記載している
。かなりの多量、例えば組成物の合計重量を基準として
5〜50%の充填剤または樹脂を使用すると、組成物が
高粘度となる.これらの組成物は、シーラントのような
ある用途においては有用であるが、組成物が高粘度であ
ると、エラストマー形成組成物の製造や取り汲いをさら
に難しくする傾向がある.ある用途で、たとえば、組成
物の自己均展性(self levelling)が望
まれる場合には低粘度の組成物が好適である.粘度の.
低減は、使用する強化用添加剤の量を少なくすることに
より得られるが、その結果、物理的特性が非常に悪いエ
ラストマーが得られる。しかし、自己均展性を必要とす
る用途のために作り出した組成物は、更に疑似塑性効果
をもつ傾向にあり、従って所望の自己均展性を常に供給
できるものではない.未硬化の組成物の粘度を減少させ
る他の方法は、組成物中に溶媒を含有させることである
.しかし、解決策は硬化の際に組成物を収縮させる.ま
た、環境問題である大気中への溶媒の放出を生ずる. 本発明者らは、アルコキシ官能MQ樹脂をエラと、硬化
したエラストマーの物理的特性を悪化させることなく、
許容できる流動性を持つ未硬化の組成物を供給できるこ
とを見いだした.該MQ樹脂は化学的架橋剤及び強化剤
として作用することができ、それによって、余分な充填
剤または化学架橋剤の必要性は削除されるが、特定の用
途に該組成物を適合させるために、これらの成分を添加
してもよい. [課題を解決するための手段] 従って、本発明は<i)個々の末端基が一般式Si(Z
)2QC式中、Zはそれぞれ炭素原子、水素原子及び適
宜酸素原子よりなる有機基を表し、且っQは−01l、
−0Si(OR本)3、−R″Si(OR本》,及びR
”−Si−(Z)z−0−Si(Z)J”−Si−CO
R本)s(式中、R″は2個の珪素原子へ結合する鎖中
の10個までの炭素原子数をもつ2価のアルキレン基で
あり、R*は1〜8個の炭素原子数をもつアルキル基で
ある)′からなる群から選択される]であるジオルガノ
ポリシロキサン、(;i)実質上、一般式RaR’..
SiO.,2の単位及びSiO<y2単位[式中、Rは
1〜8個の炭素原子数をもつアルキル基またはアリール
基を表し、R′は、一殻式一R″Si(OR*)z (
式中、R″及びR京は上述と同意義をもつ)で表される
基、aは2または3の値をもち、1分子当たり少?くと
も1個のR′基が存在する]よりなるMll脂、及び(
 iii )チタン化合物を含有してなるオルガノシリ
コーンエラストマー形成組成物を提供することである. 本発明の組成物の成分(i)ボリマーは,すでによく知
られており、商業的に入手できる物質である。本発明の
ボリマーにおいてZはそれぞれ炭素原子、水素原子およ
び適宜酸素原子より成る有機基を表す。2は18涸まで
の炭素原子数をもつアルキル基もしくはアリール基が好
適であり、最適には、Zがすべてメチル基である。nは
整数であり、100mm2/秒〜Ion”/秒、好まし
くは、1 0 0 0 m+a2/秒〜0 . 1. 
m2/秒の粘度をもつボリマーを得るために変化させる
ことができる。本発明に有用なボリマーは主に線状ボリ
マーであるが、ボリマー中に存在する所定量の枝分かれ
鎖を造るために、それぞれ式ZSiCh72及びSi0
2の3価の単位あるいは4価の単位も少量存在すること
ができる。Qがヒドロキシル基を表すボリマーは一殻横
造式1−10(Si2■0),,IIを持つ。これらの
物貰は良く知られており、また、これらの製造方法は、
種々の特許明細書たとえば英国特許第784,424号
、同第889,937号及び同1,506,734号明
細書に記aされている。たとえば上述のヒドロキシル基
で末端を停止したボリマーから錫触媒のような適当な触
媒の存在下で、式110si(OR本),のシランとの
縮合反応により、Q基が式−OSi(OR車),の基を
表すボリマーを調製することができる。Q基が式−R″
Si(OR*>zまたは−R″Si(Z)2OSi(2
hR″Si(OR*hを表すボリマーはたとえば米国特
許第4,652,624号明i害に記述されており、例
えば珪素と結合したアルキレン基で末端企停止されたボ
リマーを、例えばp +1化合杓またはpt銘化合物の
ような付加触媒の存在下で弐Is i (OR車> 3
まf: ハllsi (2) 2OSi (Z) 2R
″Si (OR*),ノ化音物を反応させることにより
、前記ボリマーから容易に調製することができる。
成分( ii )の樹脂は、実質上、一m式RaR′.
.SiO.,.とSIOtz2[式中、Rは1〜8個の
炭素原子数を持つアルキル基もしくはアリール基を表し
、R′は、一殻式−R″Si(OR車),(式中、rt
″は2涸の珪素原子へ結合する頒中に10個までの炭素
原子を持つ二価のアルキレン基であり. Rlは1〜8
個の炭素原子数を持つアルキル基を表す)であり、aは
、2または3の値であり、少なくとも1つのR′が1分
子中に存在する]単位から成るMQ樹脂であり関連出願
の英国特許出願8902184.4号に記述されている
6好ましくは、一価の単位(M)( RaR′=−.S
iO1,z>と四価の単位( Q ) (Sin2)の
比が04.1から2:1の範囲内にあり、さらに好まし
くは0.7:1から1.8 1の範囲内である.MとQ
の比は、樹脂が環境温度及び大気圧で、液体の状態にあ
るような比が好ましい。これらの樹脂は、1.1以上、
好ましくは1.2:1以上のM:Q比を通常有する。R
基はアルキル基、またはアリール基であり、例えばエチ
ル基、プロビル基、あるいはイソプロビル基のような炭
素の短鎖をもつアルキル基が好ましく、最適には、実質
上すべてのR置挨基が、メチル基である.R″基は2個
の珪素原子と結合している10個までの炭素原子数をも
つ任意の2価のアルキレン基である。最適には、ジメ?
レン基、またはプロピレン基のような2涸あるいは3個
の炭素原子数をもつ珪素原子に結合したアルキレン基で
ある.R′置換基中のOR本基はそれぞれ炭素原子数8
個までをもつアルコキシ基例えば、メトキシ基 エトキ
シ基.ブロボキシ基及びブトキシ基である。好ましくは
、OR車基はすべて同じ基が良く、最適には、メl−キ
シ基である。少なくとも1個のR′基が、各々分子中に
存在しなければならない。しかし、樹脂のすべての一価
のjil位の0 1〜30%がa=2の値をもつことが
好適である。これは、例えば本発明のエラスl−マー形
成組成物用の架橋中心として有用であるに充分な反応性
を樹脂に付与する。ダL好ましくは3%以下の一官能単
位が、一般式−01/■S;R20Y (式中、Yは水
素またはRを表す)をもつことができる。
本発明組成物に使用することが適当であるMQ樹脂は、
上記の関連出願の英国特許出願に記述されている方法に
従って造ることができる。これらの方法は一殻式Ral
l3−.SiO1/2単位及びS’IO+y2単位(式
中、Rは8個までの炭素原子数を持つアルキルまたはア
リール基であり、aは2または3の値をもち、1分子中
に少なくとも1個の珪素と結合した水素原子が存在する
)から実質上なるMQ樹脂と、一般式XSi(OR*)
:+ (式中、Xは不飽和アルケニル基を表し、R京は
上記と同様である)のシランとを不飽和基と珪素と結合
した水素原子の間の付加反応を促進する触媒例えば白金
系化合物の存在下で反応させることを包含する.上記方
法に使用されるMQ樹脂は、英国特許第1,418,6
01号明細書や欧州特許出願第251 ,435号に記
述されている方法に従って調製することができる.成分
( ii )は成分(i)100重量部につき1重1部
からの量を使用することができる.R高添加量は、成分
(i)の粘度と未硬化組成物の所望の粘度による.成分
(i)100重量部当たり150重量部以下の量を使用
するのが良い。硬化した組成物に、充分な物理的強度を
与えるために、成分(i)の100重1部につき、20
から100重量部の成分( ii )を使用するのが好
ましい. 本発明組成物の成分( iii )は本発明
組成物を硬化するために触媒として作用するチタン化合
物である.これは、チタンー酸素結合を持つチタンキレ
ートまたは可溶性オルガノチタネートである.このよう
な化合物は、例えばテトラエチルチタネート、テトラー
n−プチルチタネート、テトラー2−エチルへキシルチ
タネート、トリエタノールアミンチタネート、エチレン
グリコールチタネート、または例えば英国特許第1,2
77,530号明細書に記載されている他の化合物を含
んでいる.好適なチタン化合物としては、 ((CIip)2cllo)−Ti(TPT) .(C
−H−0) 4Ti(TBT)、[:(CI+,)2C
HO)2Ti(C11.C(0)=CH(0)OC2H
S)2(TDITE)が含まれる.後者は、触媒として
比較的雉時間でエラストマーに硬化できる組成物を提供
するが、TPTとTBTは触媒としてわずかに遅い。し
かし、成分(i)がα,ωヒドロキシル基末端停止ポリ
ジオルガノシロキサンであり且つ成分( iii )は
TPTあるいはTBTである組成物の保存性は減少する
ことが観察された, TPTは、末端部にアルキレンl
・リアルコキシ基を例えばエチレントリメトキシ基を持
ったボリマーと併用すると良好な保存性をもつ組成物が
得られた。さらに、TOIDEもしくはTBTを使用す
ると、組成物は黄色あるいは帯黄色組成・物となり、ま
た、透明な外観を持つことを意図する組成物にはTPT
の使用が好適であることが判った.従って、保存安定性
エラストマー形成組成物を提供する好適な透明な系は、
末端基にアルキレントリアルコキシ基を持つジオルガノ
シロキサンボリマーとTPTを併用することである.成
分(i)の重量を基準として0.1から5%のチタン化
合物を使用すると良い. また、本発明組成物はアルコキシ官能樹脂の調製に使用
した未反応MQ樹脂及びエラストマー形成組成物の成分
として既知である他の成分をそれぞれ少量含有すること
ができる.これらの成分は充填剤例えば炭酸カルシウム
,シリカ及び石英.顔料.防腐剤.定着剤例えばトリメ
チルグリシドキシシランのようなエボキシ官能置換基及
び/またはアルコキシ官能置換基をもつシラン類,硬化
抑制剤.及びトリメチルシリル基で末端を停止したボリ
ジメチルシロキサン類のようなエキステンダーを包含す
る. [作用] 本発明における組成物は室温でエラストマーに硬化する
ことができる.しかし、もし望むならば、温度を上昇さ
せることによって硬化反応を加速することができる.本
発明の組成物を大気水分の影響下で室温にてエラストマ
ーに硬化させることができるために、早期硬化を避ける
に充分な防水性の包装することが好ましい.本発明組成
物は、種々の成分を任意の順番で混合することにより調
製できる.標準的な均質化装置例えばミキサーや、ブレ
ンダーを使用することができる. 本発明組成物は例えば電子システム用の自己均展性シー
ラントや注封用材料として有用である。
[実施例] 続いて、本発明をいくつかの実施例で説明する。
すべての部とパーセントは、重量によるものである. ?施例1 欧州特許出願第251■435号明HIMに従いMQt
!1脂を調製した.分子量が1250で及びM:Mh:
Q [式中、Mは化学式(c++1)3siol/■基
を表し、M7は+1(C}1−)2S;Ol72を表し
、QはSiO<z2を表す]の比が1.4 : 0.4
 : 1をもつ樹脂が得られた。樹脂は、6 2%Si
llをもち、且つ84mm”/秒の粘度をもつものであ
った。
このように調製したMQ樹脂200gを白金錯化合物0
 64gとトルエンの75個の混合物へ添加した。触媒
旦はSift 1モルに対し、白金5×10−5モルと
計算される。混合物を95℃に熱し、次に、ビニルトリ
メトキシシラン75.78g加えると18モル%過剰旦
となった。わずかな発熱反応が認められた。次に、混合
物を124℃に加熱し、1時間該温度に維持した。室温
まで冷却した時の転化の程度は、赤外分光光法において
SiHについての吸収ピークを測定した結果98 2%
と定量された。混合物を、102℃で30分にわたり減
圧下(6ミリバール)で蒸留ストリッピン?した後5ミ
クロンのメンプランを通過させることにより口過した。
得られた樹脂は、MH″ Q[式中、MとQは上述で定
義したものを表し、H゜は(CH=O)zSi(CHz
)2(C11,)2Si0172である]の比が1.4
 : 0.4 : 13もつ。NMR分光分度計による
データでは、14.3%のNeo、3%のCIi■CI
+■、27 9%の珪素と結合したメチルを示したく理
論値では、それぞれ14 3、4 3、28,9%であ
る).樹脂は、分子ffi 1. 2 3 3の透明な
ほとんど無色の液体であった。10週間の貯蔵後でも樹
脂の粘度は変化せず、1 0 0 .5mm2/秒の1
直を維持していた。
このように調製したMQtfl!脂33 5部?約13
.5Pa・秒の粘度をもつα,ωジヒトロキシル末端停
止ボリジメチルシラン63 5部、トリメトキシグリシ
ドキシシラン13部及び式((Cl,)2c110)2
−Ti−CC11,C(0)・CIIC(0)OCII
,el1,:l,を 持つチタン銘化合物1 8部と混
合した。得られた組成物は、19Pa・秒の粘度があっ
たのにit L、α ωジヒドロキシル末端停止ポリジ
メチルシロキサン2処理済ヒュームドシリカ及びテトラ
ブチルチタネートの混合物を主体とする商業的に入手で
きる流動性シロキサンシーラントは35Pa・秒であっ
た。実施例の組成物と市販シーラントを硬化させた時の
ショアー硬度A、破断点での伸び率、引張強さ及び弾性
率を試験した。また、実施例と同じ組成物であるが、M
Q樹脂を除いた硬化前の粘度が15Pa・秒の第3の比
較組成物を、前の2つと同様に、硬化させ、試験を平行
しておこなった。試験の結果は、以下の表に示す。
宍 実…暗l損&物 車版少=≦と乙ト 比較枇戊物ショア
ー硬度A 伸び率(%) 引張り強さ(MPa) 弾性率(MPa) 2,75 0,80 2,00 0.50 0.30 この試験の結果から、本発明による4■成物は、市販の
流動性シロキサンシーラン1・組成物よりも低い粘度を
Lつが、機域的性貫の劣ったエラスI・マーを生成する
ことはなかった. 実施例2及び3 実施例1と同様に調製したMQ樹脂48 3部(実施例
2)と59.8部(実施例3)を実施例1で調製した組
成物に使用したα2ωヒドロキシル基末端停止ポリジメ
チルシロキサン・18 3部及び59 8部、トリメト
キシグリシドキシシランのそれぞれ1.4部及び1 8
部、及び、実施例1で使用したチタン銘化合物それぞれ
2 0部及び2,4部とそれぞれ混合した。実施例2の
組成物の粘度は9Pa・秒であったが、一方で、実施例
3の組成物の粘度は25゜Cで4Pa・秒であった。
この組成物を硬化させた後に、実施例1と同様に試験を
おこなった。以下の結果が得られた。
夫1■λ   K隻1 ショアー硬度A      45      56伸び
率(%)      160     100引張強さ
(MPa)    2.6      3.5弾性率(
MPa>     1.75     3.5これらの
実施例の結果より、MQ樹脂(成分ii)が増加すると
粘度が低くなり、硬度が高くなり、伸び率が低くなり、
弾性が高くなることが判明した。
実施例4及び5 実施例1で調製したMQ樹脂の33.5部と、実施例1
で調製した組成物に使用したα ωヒドロキシル基末端
停止ポリジメチルシロキサン63 4部、トリメトキシ
グリシドキシシラン1.3部、テトラプ口ピルチタネー
ト(実施例4)もしくはテトラブチルチタネート(実施
例5)をそれぞれ1.8部を混合した.実施例4の組成
物の粘度は15Pa・秒をもっていたが、実施例5の組
成物の粘度は25℃で10Pa・秒をもっていた.組成
物を硬化させた後、実施例1と同様に硬化した.以下の
結果が得られた. 犬1目I1     火m旦 ショアー硬度A    26       25伸び率
(%)    230      270引張強さ(M
Pa)    1.7       2.0弾性率(M
Pa>     0.7       0.7実施例6
及び7 実施例1で調製したMQ樹脂33.5部を20Pa・秒
の粘度を持つα.ωヒドロキシルトリメトキシシリル末
端停止ポリジメチルシロキサン(実施例6)62.7部
または約65Pa・秒の粘度を持つα,ω(CI1.0
>,SiO(Clh)zSr(Cll−)2(CH2)
2末端停止ポリジメチルシロキサン(実施例7)62.
7部、トリメトキシグリシドキシシラン1 3部及びテ
トラブ口ピルチタネート2 5部と混合した.実施例6
の組成物は25℃で6Pa・秒の粘度をもっていたのに
対し、実施例7の組成物は25゜Cで22Pa・秒の粘
度を持っていた.この組成物を硬化させた後、実施例1
と同様に試験をおこなった。
そして以下の結果が得られた。
ショアー硬度A 沖び率(%) 引張強さ(MPa) 弾性率(MPa) 大1目引互     夾1口Iヱ 3 .4           4 .01.3   
        0.9 実施例1、4、5、6及び7の組成物を全て加熱老化さ
せて、室温で1年間保存したのと同等の保存安定性を試
験した.実施例4と5のみがこの試験で芳しくないもの
であった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(i)個々の末端基が一般式−Si(Z)_2Q[
    式中、Zはそれぞれ炭素原子、水素原子及び適宜酸素原
    子よりなる有機基を表し、且つQは−OH、−OSi(
    OR*)_3、−R″Si(OR*)_3及び−R″S
    i(Z)_2OSi(Z)_2R″−Si−(OR*)
    _3(式中、R″は2個の珪素原子へ結合する鎖中に1
    0個までの炭素原子数をもつ2価のアルキレン基であり
    、R*は8個までの炭素原子数をもつアルキル基である
    )からなる群から選択される]であるジオルガノポリシ
    ロキサン、(ii)MQ樹脂、及び(iii)チタン触
    媒を含有してなる硬化してエラストマーを形成するオル
    ガノシリコーン組成物において、MQ樹脂が一般式Si
    O_4_/_2の4価の単位及び一般式R_aR′_2
    _−_aSiO_1_/_2[式中、Rは炭素原子数1
    〜8個をもつアルキル基またはアリール基を表し、R′
    は一般式−R″Si(OR*)_3(式中、R″及びR
    *は上述と同意義をもち、aは2または3の値をもつ)
    の基であり、1分子中に少なくとも1個のR′基が存在
    する]の1価の単位から実質上なることを特徴とするオ
    ルガノシリコーン組成物。 2、成分(ii)中の全ての1価の単位の0.1〜30
    %がa=2の値をもち、且つ1価の単位/4価の単位の
    比が0.4/1〜2/1である請求項1記載のオルガノ
    シリコーン組成物。 3、成分(i)がα,ωヒドロキシル末端停止ポリジメ
    チルシロキサンであり、チタン化合物が式[(CH_3
    )_2CHO]_2Ti[CH_3C(O)=CH(O
    )C_2H_5]_2をもつ請求項1または2記載のオ
    ルガノシリコーン組成物。 4、成分(i)は α,ω−R″Si(Z)_2OSi(Z)_2R″Si
    (OR*)_3末端停止ポリジメチルシロキサンであり
    、チタン化合物がテトラプロピルチタネートである請求
    項1または2記載のオルガノシリコーン組成物。 5、成分(i)100重量部当たり20〜 100重量部の成分(ii)を含有してなる請求項1な
    いし4のいずれか1項記載のオルガノシリコーン組成物
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