JPH04311765A - 硬化性オルガノポリシロキサン組成物 - Google Patents

硬化性オルガノポリシロキサン組成物

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JPH04311765A
JPH04311765A JP10373391A JP10373391A JPH04311765A JP H04311765 A JPH04311765 A JP H04311765A JP 10373391 A JP10373391 A JP 10373391A JP 10373391 A JP10373391 A JP 10373391A JP H04311765 A JPH04311765 A JP H04311765A
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Takehide Okami
岡見 健英
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、良好な粘着性、接着性
及び流動性を有する硬化性オルガノポリシロキサン組成
物、及びそれを硬化させてなる硬化物に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ケイ素原子に結合したビニル基を含有す
るオルガノポリシロキサンとケイ素原子に結合した水素
原子を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
とを、白金触媒の存在下で付加反応させることによる硬
化反応を利用する硬化性オルガノポリシロキサンは、従
来、公知である。しかし、これらの硬化性オルガノポリ
シロキサンの硬化物は金属、ガラス、ゴム、及びプラス
チック等に対しての接着性が弱いという欠点があった。 そのため、電気部品のコーティング、シーリング、ポッ
ティング等において、形成した硬化物が剥離しやすいと
いう問題があった。その欠点を改善する目的で、既に各
種の接着補助剤が提案されている(特公昭53−135
08 号、特公昭58−26376 号、特公昭59−
5219号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの接着補
助剤を添加した硬化性オルガノポリシロキサン組成物は
、低温条件下で硬化させる場合、及び高温条件下にて短
時間で硬化、接着させる必要がある場合には、基材との
十分な接着性が得られず、前記の欠点は解消されていな
い。また、注入材料、射出材料、及びコーティング材料
において、熱伝導性付与のためにアルミナまたはシリカ
、及び/又は導電性付与のためにカーボン等を高充填に
用いた場合に、組成物の流動性が低下し、作業面におい
て操作が困難になるという難点がある。そこで、本発明
は接着性及び流動性が改善された硬化性オルガノポリシ
ロキサン組成物及びそれを硬化させてなる硬化物を提供
することを課題とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(a) 1分
子中に、アルケニル基を2個以上有するオルガノポリシ
ロキサン、(b) 一般組成式(1):
【化1】(式中、R1 、R2 及びR3 は脂肪族不
飽和結合を含まない、置換もしくは非置換の1価炭化水
素基を表し、c、e、f及びgはそれぞれ独立に正数、
dは0または正数を表し、c+d+e+f+g は1で
あり、(c+d+e+f)/g は 0.3〜4である
。)で表され、1分子中に SiO4/2 単位を30
個以下含有し、(b) 成分 100g当りSiOH基
を0.01〜0.5 モル含有するオルガノポリシロキ
サン、(c) 1分子中に、ケイ素原子に結合した水素
原子を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、及び(d) 白金系触媒を含有する組成物を提
供するものである。また、本発明は、該組成物を硬化さ
せることにより得られる硬化物を提供するものである。
【0005】(a) のオルガノポリシロキサン(a)
 のオルガノポリシロキサンは、1分子中に少なくとも
2個のアルケニル基を有し、好ましくは25℃における
粘度が50〜200,000cSt、さらに好ましくは
 100〜100,000cStの範囲にあるものであ
る。アルケニル基は、例えばビニル基、アリル基、1−
メチル−2− プロペニル基、ヘキセニル基、γ−(メ
タ) アクリロキシプロピル基等の炭素原子数2〜8の
アルケニル基、好適にはビニル基を挙げることができる
。またアルケニル基以外の有機基として、メチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、フェニ
ル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、β−フェ
ニルエチル基等のアラルキル基あるいはこれらの基の水
素原子の一部もしくは全部をハロゲン原子等で置換した
クロロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基
などの置換又は非置換の、炭素原子数1〜10、好まし
くは炭素原子数1〜8の1価の炭化水素基を含んでいて
よい。
【0006】この様なオルガノポリシロキサンとして、
具体的には下記の化学式:
【化2】 (上記式中において、pは2または3、s, u及びw
は正の整数、t,v及びxは0または正の整数を表し、
s+t、u+v、w+xはそれぞれ2000以下の正の
整数を表す。)で表されるものを例示することができる
【0007】(a) のオルガノポリシロキサンの構造
は、直鎖状でも一部分岐した構造でもよい。また、この
オルガノポリシロキサンは、1種単独でもまたは2種以
上の混合物であってもよい。
【0008】(b) のオルガノポリシロキサン(b)
 のオルガノポリシロキサンは、本発明の特徴をなす成
分であり、この成分により組成物の接着性と流動性が改
善される。特に、組成物中に充填剤が多量に配合されて
いる場合の流動性が、著しく向上する。
【0009】(b) のオルガノポリシロキサンは、 
SiO4/2 単位を基本構成単位とする3次元構造の
オルガノポリシロキサンである。(b) のオルガノポ
リシロキサンを表す一般組成式(1) において、 S
iO4/2 単位の配合割合を表すgは、正の数であり
、1分子中に含まれる SiO4/2 単位の数は30
以下とされ、好ましくは3〜20である。30を越える
と、(a) のオルガノポリシロキサンとの相溶性が低
下する。なお、3未満でも使用可能であるが、(b) 
のオルガノポリシロキサン中の揮発成分の割合が多くな
るという不利な点がある。
【0010】下記の化学式:
【化3】 で表される単位の配合割合を表すcは、(b) のオル
ガノポリシロキサンが、(a)のオルガノポリシロキサ
ンと付加反応により架橋することで、硬化物からブリー
ドすることが少なくなるようにするため正の数である必
要があり、分子中に含まれるSiCH=CH2 基の数
は、(b) のオルガノポリシロキサン 100g中、
0.05〜0.20モル、特に0.07〜0.12モル
となる範囲が好ましい。
【0011】eは、粘着性及び接着性の改善のために正
の数である必要があり、正の数であること、即ち分子中
にケイ素原子に結合したヒドロキシル基(SiOH基)
を特定量含有していることにより、被着材に対する粘着
性及び接着性が大きく改善され、前記の高温条件下にて
短時間の硬化での硬化物においても、被着材に対する十
分な粘着性及び接着性を得られる。しかも、充填剤を多
量に配合した場合でも、得られる組成物の流動性が、著
しく改善される。特に付加反応によるオルガノポリシロ
キサン組成物を、例えば注入材料、射出材料、及びコー
ティング材料として使用する場合において、熱伝導性付
与のためにアルミナまたはシリカ、及び/または導電性
付与のためにカーボン等の充填剤を多量に用いる場合に
は、組成物の流動性が低下し、作業面において操作が困
難になるという問題があるが、本発明の組成物では(b
) 成分のSiOH基の存在により、組成物の粘度が著
しく低下し、流動性が改善される。このSiOH基は、
(b) のオルガノポリシロキサン 100g中、0.
01〜0.5 モル、好ましくは0.01〜0.2 モ
ルとされる。このSiOH基量が0.01モルに満たな
いと十分な接着性や、流動性が得られず、また、 0.
5モルを越えて含有されていると、硬化性に悪影響が生
じたり、硬化物が耐熱性に劣ったものとなる。
【0012】fは正の数、dは0または正の数であり、
c+d+e+f+g の和は1である。また、(c+d
+e+f)/g の比は 0.3〜4であり、好ましく
は 0.5〜2である。(c+d+e+f)/gが 0
.3未満であると良好な接着性が得られなくなり、また
4を超えるものは実質的に製造するのが困難になる。
【0013】R1 およびR2 は、脂肪族不飽和結合
を除く、通常、炭素原子数1〜8、好ましくは1〜6の
置換もしくは非置換の一価の飽和炭化水素基であり、例
えばメチル基、エチル基、及びプロピル基等のアルキル
基、フェニル基等のアリール基などが挙げられ、中でも
製造上、あるいは経済性等の点からメチル基が好ましい
【0014】R3 は、脂肪族不飽和結合を除く、通常
、炭素原子数1〜6、好ましくは1〜4の置換もしくは
非置換の一価の飽和炭化水素基であり、例えばメチル基
、エチル基、プロピル基、メトキシエチル基、エトシキ
エチル基等が挙げられ、中でもメチル基が好ましい。
【0015】(b) 成分の配合量は、(a) 成分 
100重量部当たり3〜20重量部、さらに好ましくは
5〜15重量部である。
【0016】 (c) のオルガノハイドロジェンポリシロキサン(c
) のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、前記
(a) 及び(b) のオルガノポリシロキサンの架橋
剤として作用する。(c) のオルガノハイドロジェン
ポリシロキサンの構造は直鎖状、分岐状、及び環状の何
れであってもよく、これらの混合物であってもよい。例
えば、下記の一般式:
【化4】 (上記式中、b,c,d,e,f,g,i は0または
正の整数を表し、hは2以上の整数を表し、分子中のケ
イ素原子数は、通常、 400以下である。)
【化5】
【化6】 (上記式中、R3 は水素原子、メチル基、プロピル基
、またはトリメチルシロキシ基を表す。)で表されるも
のなどが挙げられる。
【0017】(c) のオルガノハイドロジェンポリシ
ロキサンの使用量は、前記(a) 及び(b)のオルガ
ノポリシロキサンに含まれるアルケニル基の合計量に対
し、ケイ素原子に結合した水素原子が 1.0〜20.
0モル倍となる量が好ましく、より好ましくは 1.2
〜10.0モル倍となる量である。
【0018】 (d) の白金系触媒(d) の白金系触媒は、上記(
a) 及び(b) のオルガノポリシロキサンと、(c
) のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとの付加
反応用触媒として添加する必要がある。
【0019】白金系触媒としては、例えば白金黒、アル
ミナ、シリカ等の担体に固体白金を担持させたもの、並
びに塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金
酸とオレフィンとの錯体、白金とビニルシロキサンとの
錯体等の白金または白金化合物が挙げられる。
【0020】白金系触媒の使用において、固体の触媒を
用いる場合は、分散性をよくするために粒径を小さく且
つ比表面積を大きくした状態で用いることが好ましい。 また、塩化白金酸あるいは塩化白金酸とオレフィンとの
錯体を触媒として用いる場合には、これらをアルコール
、ケトン、エーテル等の有機溶剤に溶解して用いること
が好ましい。
【0021】触媒の使用量は、通常、白金換算で 0.
1〜500ppmである。具体的には、例えば塩化白金
酸のようにシロキサン成分と相溶するものについては、
前記(a) 及び(b) のオルガノポリシロキサン並
びに(c) のオルガノハイドロジェンポリシロキサン
の合計量に対して0.1〜100ppm(白金換算)量
を用い、白金黒等の固体触媒については、20〜500
ppm(白金換算)量を用いるのが好ましい。
【0022】その他の配合剤 本発明の組成物には、 (a)〜(d) 成分のほかに
必要に応じて充填剤を配合することができる。充填剤は
、一般に付加型シリコーンゴム組成物に使用されている
もののすべてが使用可能であり、例えばヒュームドシリ
カ、沈降性シリカ、疎水化処理したシリカ、カーボンブ
ラック、二酸化チタン、酸化第二鉄、アルミナ、酸化亜
鉛、石英粉末、ケイソウ土、ケイ酸カルシウム、タルク
、ベントナイト、アスベスト、ガラス繊維、有機繊維等
が挙げられ、これらの1種または2種以上を用いてもよ
い。
【0023】充填剤の使用量は充填剤の種類により適宜
選択されるが、通常、(a) のオルガノポリシロキサ
ン 100重量部あたり 600重量部以下が好ましい
。具体的には、例えばヒュームドシリカを用いる場合は
25重量部以下とすることが好ましく、アルミナの場合
には 300〜500 重量部の範囲が好ましい。
【0024】さらに、本発明の組成物には接着補助剤を
添加することが好ましく、これにより特に剪断接着力が
さらに向上する。接着補助剤としては、例えば、特公昭
53−21026 号公報に開示のアルコキシシロキシ
基を有するもの、特公昭53−13508 号公報に開
示のエポキシ含有炭価水素基を有するもの、特公昭59
−5219号公報に開示のアルコキシシロキシ基及びエ
ポキシ含有炭価水素基を有するもの等が好適に使用され
る。更に具体的には、これに限定されるものではないが
、下記の化学式:
【化7】
【化8】 で表されるケイ素化合物を例示することができる。また
、これらは、用途に応じて適宜重合度を増大させて使用
することも可能である。
【0025】上述したオルガノポリシロキサンは、(a
) のオルガノポリシロキサン 100重量部当り 0
.5〜20重量部、特に1〜10重量部の割合で使用す
ることが好ましい。さらに本発明の組成物には、接着性
をより向上させるために、例えばトリアルキルイソシア
ヌレート、トリメリット酸トリアリルやこれらをシロキ
サンで変性した化合物などを添加することができる。よ
り具体的には、例えば下記の化学式:
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】 で表されるものが挙げられる。
【0026】上述した化合物の配合量は特に制限されな
いが、(a) のオルガノポリシロキサン 100重量
部に対して、通常、約 0.5〜3重量部である。本発
明の組成物には、さらに用途等に応じ着色剤、耐熱剤、
難燃性付与剤、付加反応制御剤、発泡剤等を適宜配合し
てもよい。
【0027】
【実施例】実施例1 1,3−ジビニル−1,1,3,3,−テトラメチルジ
シロキサン 46.6g (0.25モル)及び、ヘキ
サメチルジシロキサン 40.6g (0.25モル)
の混合物に対し、エチルシリケート40  (SiO2
 分40%)(多摩化学工業(株)社製) 150.0
g(SiO2 単位として 1.0モル)及び、パラト
ルエンスルホン酸   5.0gを添加した。
【0028】この混合物を 0〜15℃に冷却し、水2
0gを攪拌しながら1時間で滴下し、滴下終了1時間後
に水35gを加えた。その後、80℃での還流下で5時
間攪拌してから、Na2 CO3 で中和し、エタノー
ル溶液を得た。この溶液を、トルエンで置換後ろ別し、
オルガノシロキサンの50重量%のトルエン溶液を調製
したところ、 125gのオルガノポリシロキサンを得
た(オルガノポリシロキサン1)。
【0029】このオルガノポリシロキサン1の[(CH
2 =CH)( CH3 ) 2  SiO1/2 ]
 、[(CH3 ) 3  SiO1/2 ] 及び 
SiO2 単位のモル比は、0.5:0.5:1.0 
であり、さらに、樹脂分100g中にSiOH基が0.
02モル、SiOC2 H 5 基が0.15モル含有
していた。前記の一般組成式(1)中の各単位の配合割
合を表すc、d、e、f、gは、(c+d+e+f)/
g の比で 1.2であり、また、1分子中の SiO
4/2 単位は25個であった。
【0030】次に、直鎖状のポリジメチルシロキサン 
  100重量部、(両末端がジメチルビニルシリル基
で封鎖、粘度5,000cSt (25℃) )及び、
前記のオルガノポリシロキサン1  20重量部以上を
混合し、減圧によりトルエンを除去後、微粉アルミナ 
  350重量部(昭和電工(株)社製、商品名AS−
40)を加え、混合した。
【0031】さらに、塩化白金酸のオクタノール溶液 
 0.02重量部  (白金量として2重量%)及び、
テトラビニルテトラメチルテトラシロキサン(制御剤)
 0.2重量部を加え、混合した後、下記の化学式:

化13】 で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン  
 2.5重量部を加え、組成物1を調製した。
【0032】実施例2 実施例1で調製した組成物1に、下記の化学式:
【化1
4】 で表される接着補助剤   2.0重量部を加えて組成
物2を調製した。
【0033】実施例3 直鎖状のポリジメチルシロキサン   100重量部、
(両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖、粘度1,0
00cSt (25℃) )実施例1のオルガノポリシ
ロキサン1  12重量部以上を混合し、減圧によりト
ルエンを除去後、アセチレンブラック  15重量部 
 (電気科学(株)社製、商品名HS−100 )を加
え混合した。
【0034】さらに、塩化白金酸のオクタノール溶液 
  0.1重量部  (白金量として2重量%)及び、
テトラビニルテトラメチルテトラシロキサン(制御剤)
   0.1重量部を加えて混合した後、下記の化学式
【化15】 で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン  
 2.5重量部及び、下記の化学式:
【化16】 で表される接着補助剤   2.0重量部を加えて、組
成物3を調製した。
【0035】実施例4 実施例1にてポリシロキサン1の調製に使用した、1,
3−ジビニル−1,1,3,3− テトラメチルジシロ
キサン  46.6gの代わりに、1,3−ジビニル−
1,1,3,3− テトラメチルジシロキサン18.7
g (0.10モル) と、1,3−ジビニル−1,1
,3,3− ジフェニルジメチルジシロキサン  10
.9g(0.025モル)との混合物を使用した以外は
、実施例1と同様にしてオルガノポリシロキサンの50
重量%のトルエン溶液を調製したところ、 110gの
オルガノポリシロキサンを得た(オルガノポリシロキサ
ン2)。
【0036】このオルガノポリシロキサン2の[(CH
2 =CH)( CH3 ) 2  SiO1/2 ]
 、[(CH2 =CH)(C6  H5 )(CH3
 )SiO1/2 ] 、[(CH3 ) 3  Si
O1/2 ] 及び SiO2 単位のモル比は、0.
20:0.05:0.5:1.0 であり、さらに、樹
脂分 100g中にSiOH基が0.03モル、SiO
C2 H 5 基が0.12モル含有していた。前記の
一般式(1) 中の各単位の配合割合を表すc、d、e
、f、gは、(c+d+e+f)/g の比で、 0.
9であり、また、1分子中の SiO4/2 単位の数
は28個であった。
【0037】オルガノポリシロキサン1の代わりに、こ
のオルガノポリシロキサン2を12重量部用いた以外は
、実施例3と同様の方法で組成物4を調製した。
【0038】比較例1 実施例1のオルガノポリシロキサン1の合成中、1時間
滴下する水の量を 9gとし、滴下終了後に、水35g
とトルエン50gを加え、次に水とエタノールを徐々に
除去しながら、最終温度95℃で5時間攪拌した後中和
し、トルエン置換を行ってからろ別した他は、実施例1
と同様の方法でオルガノポリシロキサンの50重量%の
トルエン溶液を調製したところ、120gのオルガノポ
リシロキサンを得た(オルガノポリシロキサン3)。
【0039】このオルガノポリシロキサン3の[(CH
2 =CH)( CH3 ) 2  SiO1/2]、
[(CH3 ) 2 SiO1/2 ] 及び SiO
2 単位のモル比は0.5:0.5:1.0 であり、
さらに樹脂分 100g中にSiOH基が 0.004
モル、SiOC2 H 5 基が0.12モル含有して
いた。前記の一般式(1) 中の各単位の配合割合を表
すc、d、e、f、gは、(c+d+e+f)/g の
比で 1.1であり、また、1分子中の SiO4/2
 単位の数は28個であった。
【0040】オルガノポリシロキサン1の代わりに、オ
ルガノポリシロキサン3  20重量部を使用した以外
は実施例1と同様の方法で、比較組成物1を調製した。
【0041】比較例2 比較例1のオルガノポリシロキサン3を20重量部使用
した以外は、実施例2と同様の方法で比較組成物2を調
製した。
【0042】比較例3 比較例1のオルガノポリシロキサン3を12重量部使用
した以外は、実施例3と同様の方法で比較組成物3を調
製した。
【0043】以上の組成物1〜4、比較組成物1〜3に
ついて、硬化前の物性として粘度を、また 120℃/
60 分の硬化により厚さ2mmのシートを作製し、硬
化後の物性として比重並びにJIS K6301 に従
い硬さ、伸び、及び引張強さを測定した。
【0044】組成物1〜2及び比較組成物1〜2につい
ては 120℃/60 分の硬化によりアルミニウム及
びガラスによる剪断接着力を、図1の様な試験片を作製
し測定した。
【0045】組成物3及び比較組成物3〜4については
 150℃/30 分及び 150℃/5分の硬化によ
りアルミニウムによる剪断接着力を、図1の様な試験片
を作製し、測定した。この試験片は、幅25mmのアル
ミニウム板またはガラス板1、2の端部を長さ10mm
にわたって、厚さ2mmの組成物3を介して貼合わせ、
上記条件で硬化させて作製した。各測定結果を表1に示
す。
【0046】
【表1】
【0047】表1より組成物1〜4は流動性が良く、セ
ルフレベル性を有したが、比較組成物1〜3は流動性が
悪く、セルフレベル性を有しなかった。また、接着性の
面で、組成物1〜4は剪断接着力の測定結果において十
分な接着力を示す値を示したのに対し、比較組成物1及
び3は、( HO1/2 ) 単位数が組成物1〜4に
比べて少ないために接着力が不十分であった。なお、比
較組成物2は、十分な接着力を有するにもかかわらず、
上記の流動性が悪いため作業面において操作が困難であ
り、工業的に不利である。組成物3〜4及び比較組成物
3の剪断接着力の測定において、硬化条件を 150℃
/30 分及び 150℃/5分の2とおりにして行っ
たが、測定された値はそれ程差のないものであった。
【0048】
【発明の効果】本発明による硬化性オルガノポリシロキ
サン組成物及びその硬化物は、良好な粘着性、接着性及
び流動性を有する硬化性オルガノポリシロキサン組成物
及びその硬化物である。
【図面の簡単な説明】
【図1】  剪断接着力の測定方法に用いた試験片
【符号の説明】
1  アルミニウム板またはガラス板 2  アルミニウム板またはガラス板 3  硬化した組成物

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a) 1分子中に、アルケニル基を2個
    以上有するオルガノポリシロキサン、(b) 一般組成
    式(1):【化1】 (式中、R1 、R2 及びR3 は脂肪族不飽和結合
    を含まない、置換もしくは非置換の1価炭化水素基を表
    し、c、e、f及びgはそれぞれ独立に正数、dは0ま
    たは正数を表し、c+d+e+f+g は1であり、(
    c+d+e+f)/g は 0.3〜4である。)で表
    され、1分子中に SiO4/2 単位を30個以下含
    有し、 (b)成分 100g当りSiOH基を0.0
    1〜0.5モル含有するオルガノポリシロキサン、(c
    ) 1分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を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、及
    び(d) 白金系触媒を含有する組成物。
  2. 【請求項2】請求項1の硬化性オルガノポリシロキサン
    組成物を硬化させて得られる硬化物。
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