JPH0434561B2 - - Google Patents
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- JPH0434561B2 JPH0434561B2 JP59175270A JP17527084A JPH0434561B2 JP H0434561 B2 JPH0434561 B2 JP H0434561B2 JP 59175270 A JP59175270 A JP 59175270A JP 17527084 A JP17527084 A JP 17527084A JP H0434561 B2 JPH0434561 B2 JP H0434561B2
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Description
発明の分野
本発明は種々の弾性体製品を形成するグラフト
オルガノポリシロキサンから成る硬化性組成物に
関する。より詳しくは本発明の組成物は、ビニル
基含有架橋剤及び遊離基開始剤の存在下で硬化し
て、熱可塑性から弾性体の範囲の性質を有する重
合体固体を形成するような、不飽和フルオロカー
ボンがグラフトしたオルガノポリシロキサン類を
含むものである。 発明の背景 オレフイン単量体をオルガノポリシロキサンと
反応させることにより製造され、強靱な被覆用組
成物、剥離剤、潤滑剤、シーラント、その他を形
成するグラフトオルガノポリシロキサンは既知で
あり、米国特許第3430252号及び第3565851号
(Neuroth)、米国特許第3631087号及び第3694478
号(Adamsら)、米国特許第2958707号
(Warrick)及び米国特許第4166078号及び第
4172101号(Geteon)のような特許に記載されて
いる。 ここに、フッ化ビニリデン(CH2=CF2)のよ
うなC2〜C3不飽和フルオロカーボンがグラフト
したオルガノポリシロキサン類を、ビニル基含有
架橋剤及び遊離基開始剤と混合すると、フルオロ
カーボンのグラフト量に依存する独特な領域の性
質を有する硬化性組成物を形成しうることが見出
された。硬化後、熱可塑性から弾性の範囲であ
り、機械的性質及び耐溶剤性が改良された重合物
質が得られる。 発明の要約 従つて、新規な硬化性フルオロシリコーン重合
体を示すことが本発明の目的である。 さらに機械的性質及びエーテル及びケトンへの
耐溶剤性が改善されたフルオロ−弾性体を示すこ
とも本発明の目的である。 本発明の目的はさらに、フルオロカーボンを含
有量、分子量分布及び重合体鎖の立体構造によつ
て異なる性質を示すような混練、硬化することが
できる、種々の量のフルオロカーボンがグラフト
したグラフトオルガノシロキサンを用いたオルガ
ノシロキサン弾性ゴムを示すことである。 これらの及びその他の目的は、 (A) −H,−OH,−R,−OR及び−CH=CH2か
ら成る群より選ばれる末端基を有し、−R′及び
−R′−R″基から選ばれ、ケイ素原子に直接結
合した側鎖(Rは脂肪族不飽和基をもたない炭
素数1〜8の1価炭化水素基、R′は炭素数1
〜8の1価炭化水素基又はハロ炭化水素基であ
り、R″はR′によつて表わされる有機基にグラ
フトした、2又は3個の炭素原子及び6個まで
のフッ素原子を有する不飽和フルオロカーボン
又は不飽和フルオロカーボン混合物から誘導さ
れた単量体又は重合体の基である)を有するオ
ルガノポリシロキサン、 (B) ビニル−官能性架橋剤及び (C) 上記(A)及び(B)成分間の架橋を促進しうる遊離
基開始剤、 から成る硬化性フルオロシリコーン組成物によつ
て本発明で達成される。 また、充てん剤や硬化抑制剤のような任意の成
分の使用及び本発明組成物を製造する方法も含ま
れる。 発明の詳細な記載 本発明の組成物は、フッ化ビニリデン(CH2=
CF2)のような不飽和フルオロカーボンをオルガ
ノポリシロキサンと反応させ、フルオロカーボン
から誘導される単量体又はは重合体の側鎖を有す
るグラフトオルガノポリシロキサンゴムを生成さ
せ、次いでこのゴムをビニル−官能性架橋剤及
び、ビニル基とグラフト重合体間の架橋を促進し
うる遊離基開始剤と混合することにより製造され
る。 この発明で用いられるオルガノポリシロキサン
出発物質はよく知られている。その構造は典型的
には、各ケイ素原子に平均2個の側鎖有機基及び
水素、水酸基、アルキル、アルコキシ、ビニル等
の末端基を有するシロキサン鎖である。 不飽和フルオロカーボンと反応する好ましいオ
ルガノポリシロキサン出発物質は次の一般式を有
する。 式中TはH,OH,R,OR及びビニルから選
ばれる末端基であり、Rは脂肪族不飽和基をもた
ない炭素数1〜8の1価炭化水素基であり、
R′は炭素数1−8の1価炭化水素基又はハロー
ハイドロカーボン基であり、nは10〜3700の整数
である。上記式中Tとしてはメチル又は水酸基が
好ましく、R′としてはメチル、エチル等のよう
な低級アルキル又はパーフルオロアルキルのよう
なフッ化アルキルが好ましい。T及びRとして最
も好ましいのはメチルであり、従つて最も好まし
いポリシロキサン出発物質はトリメチルシロキシ
−連鎖停止ポリジメチル−シロキサンである。 不飽和フルオロカーボンから誘導される単量体
又は重合体の側鎖は、水素抽出反応を通して側鎖
R′基上にグラフトされる。こうして好ましいグ
ラフト重合体は次の一般式を有する。 式中T,R及びR′は上記の通りであり、−R′−
R″基は側鎖R′基からの水素抽出(又はハロ炭化
水素側鎖の場合は多分ハロゲン抽出である)及び
フルオロカーボンとの重合から誘導される。従つ
てR″は不飽和フルオロカーボンから誘導された
単量体又は重合体の側鎖であり、種々の長さ及び
種々のフッ素化程度(用いる正確な不飽和フルオ
ロカーボン又は混合物による)のフルオロカーボ
ン鎖を形成するものであり、これはR′から誘導
される炭化水素又はハロゲン炭化水素橋かけを介
してケイ素に結合している。a+bは10〜3700に
等しい。 本発明のグラフト重合体のグラフトした側鎖を
製造するのに敵した不飽和フルオロカーボンは、
1つの不飽和部位を含む炭素数2〜3のフルオロ
カーボンである、即ちそれらは全フッ素原子数1
〜6のエテン又はプロペンの誘導体である。好ま
しい不飽和フルオロカーボンは、1〜4個のフッ
素原子をもち、通常パーフルオロプロペンのよう
な5又は6個のフッ素を有する化合物をフッ素化
のより低い化合物と混合して用いる。不飽和フル
オロカーボンの混合物も含まれる。この目的に最
も好ましいのはフッ化ビニリデン(CH2=CF2)
である。 前述の遊離基で開始される種類の抽出は、遊離
基開始剤、特に有機過酸化物の存在下で最も効果
的に行なわれる。望ましい反応を開始するには約
0.01重量%のような少量のより活性な過酸化物開
始剤で十分である。約5.0%又はそれ以上のよう
なより多量の開始剤も用いられるが、約1.5重量
%以上の量は、反応混合物の粘度を増すカツプリ
ング反応を促進することがある。 最も適した過酸化物開始剤は式ROOH又は
ROOR(式中Rは有機基)の化合物、特に少くと
も1個の過酸化物酸素が第三炭素原子に結合して
いる化合物である。好ましい上記開始剤には1−
ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオ
キシド、デカリンヒドロペルオキシド、ジ−t−
ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、
2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルペ
ルオキシ)ヘキサンがあり、またアスカリドール
(ascaridole)や1,5−ジメチルヘキサン−1,
5−ペルオキシドのような環状過酸化物、過安息
香酸t−ブチル、t−ブチルペルオキシイソプロ
ピルカーボネート及び過オクタン酸t−ブチルの
ようなパーエステル、及びアセトンペルオキシド
やシクロヘキサノンペルオキシドのようなケトン
過酸化物がある。アシルペルオキシド、アリール
ペルオキシド及び過酸もグラフトを行なうのに用
いられるが、それらは一般にグラフト生成物を低
収率とさせる。第三アルコキシ基を含む過酸化物
はケイ素に結合した側鎖有機基から水素(又はハ
ロゲン)原子を抽出するのにより効果的であり、
従つてこれらが好ましい。 重合温度は限定されないが、約160℃以上の反
応温度だと、劣つた性質のグラフト重合体が得ら
れることが見出された。従つて重合は約150℃以
下、好ましくは約50℃〜約140℃の温度で行なう
のが好ましい。 主鎖のポリシロキサン鎖の長さ(即ち分子量)
はグラフト重合体及びそれより製造された硬化性
組成物の性質に影響する。短鎖分子はグラフトし
ていない単位を多く含むことが予想され、極端な
長鎖分子は広範なグラフト化を示し、非常に粘稠
となることがある。また、シロキサン重合体鎖の
不規則さは結晶化度の程度に影響し、例えば耐溶
剤性のような多くの性質はフルオロカーボン含量
の重量%に影響される。このような理由により、
開始剤濃度、反応時間及び温度、フルオロカーボ
ン含量、分子量分布及びシロキサン鎖の不規則さ
のような因子を調節することにより、グラフト重
合体生成物の特別な性質を決めうる。加工変数を
慎重に調節すると、技術者にとつて本発明により
製造される組成物を個々の必要に合わせることが
できる。 また、ほとんど酸素のない環境中でグラフト化
が行なわれることも、反応の遊離基の性質上好ま
しい。これは、反応容器をチツ素のような不活性
ガスでパージすることにより行なわれる。 グラフト化操作に用いられる不飽和フルオロカ
ーボンの性質は、望む特殊な性質によつて、広範
囲で変化しうる。例えば、t−ブチルペルオキシ
ドを用いて7〜25重量パーセント(即ち重合体主
鎖の分子量に対して0.5〜1.5重量パーセント)に
わたつてフッ化ビニリデンでグラフトする場合、
30000〜600000センチポアズの粘度であるポリメ
チルシロキサンは、室温で1.01〜約1.3の比重を
もつ強靱な弾性ゴムを生成させる。低分子量ポリ
シロキサンのグラフトから誘導されるゴムはジメ
チルアセトアミド又はジメチルホルムアミドに可
溶であり、一方高分子量の種類から得られるもの
は不溶性である傾向がみられる。 グラフト生成物は、グラフト重合体、単独重合
体、残存未グラフト化出発物質の混合物であり、
ゲルが多少入ることもある。未充てんゴムは透明
であり、一般にわずか黄味がかつているが、最適
の透明度は60重量%の充てん剤を含む硬化組成物
でも記録される。約7.0〜約80重量パーセントの
フッ化ビニリデンを含むグラフト共重合体は分子
量が増大するにつれ、機械的性質及び耐溶剤性が
増加することが予想される。 また、グラフトオルガノポリシロキサンは例え
ば未グラフトポリジメチルシロキサンよりもガス
に対する透過性が低いと考えられる。 前で述べたように、本発明の硬化性フルオロシ
リコーン組成物は、グラフトオルガノポリシロキ
サンをビニル−官能性架橋剤及び、グラフト重合
体と架橋剤の間の重合を促進する硬化触媒と混合
することにより製造される。 ビニル基含有架橋剤は、前記グラフトオルガノ
ポリシロキサンと交叉重合又は硬化するエチレン
性不飽和基を含む任意の単量体又は重合体化合物
である。本発明の目的にはビニル−官能性ポリシ
ロキサンが好ましい。このようなポシロキサンは
一般式(CH2=CH)R3/aSiO3-a/2(式中R3は1価
炭化水素基又は1価ハロ炭化水素基であり、aは
0〜2の値を有する)のビニル基含有シロキサン
単位0.5〜100重量パーセント及び式R4/bSiO4-b/2
(式中R4は1価炭化水素基又はハロ炭化水素基で
あり、bは0〜3の値を有する)を有するビニル
基をもたない任意のシロキサン単位から成る。 これらのビニル−官能性シロキサンはビニルメ
チルシクロテトラシロキサンのような低分子量液
体から100万又はそれ以上の分子量をもつ高分子
量ゴムまでぐらいの範囲である。前式において
R3は任意の1価炭化水素又はハロ炭化水素基で
あり、メチル、エチル、プロピル、ブチル等のア
ルキル基、ビニル、アリル、ヘキセニル等のアケ
ニル基、フエニル又はナフチルのようなアリール
基、アルアルキル基、アルカリール基、アルキニ
ル基等が含まれる。R3はまた対応するハロゲン
化炭化水素基の任意のものであり、クロロメチ
ル、クロロプロピル、クロロフエニル、3,3,
3−トリフルオロプロピル等である。R3は好ま
しくは1〜20個の炭素原子を含む。 ビニル−官能性ポリシロキサンのビニル基を含
まない単位は式R4/bSiO4-b/2を有し、式中R4はR3
として上に記載されたと同じ種類の炭化水素又は
ハロ炭化水素基から選択できる。 この目的に最も好ましいのは、ジメチルビニル
−連鎖停止直鎖ポリジメチルシロキサン、ジメチ
ルビニル−連鎖停止ポリジメチル−メチルビニル
シロキサン共重合体、ビニルメチルシクロテトラ
シロキサン(即ちテトラビニルテトラメチルシク
ロテトラシロキサン又はメチルビニルテトラマ
ー)、テトラメチルジビニルジシロキサン及びこ
れらの化合物の混合物から成る群より選ばれたビ
ニル−官能性シロキサン架橋剤である。 本発明のグラフトオルガノポリシロキサン及び
ビニル−官能性成分間の架橋即ち硬化の反応は、
グラフト操作におけるのと同様の、水素抽出及び
重合の機構を含み、その結果、本発明の硬化性組
成物中の架橋触媒成分(C)は前記種類の遊離基開始
剤から選ばれ、グラフト反応におけると同様第三
アルコキシ基含有過酸化物が好ましい。触媒の使
用量は、望ましい程度の架橋が行なわれれば、限
定されない。しかし任意の触媒に関して、硬化の
ために最少の有効な量を用いるのが通常好まし
く、例えば全組成物に対して過酸化物触媒約0.01
〜5重量パーセントの量が良好な結果を与えると
考えられる。最も適した触媒の量に達するための
簡単な実験が考えられ、技術者にとり望ましい反
応の特性がグラフト操作及び硬化操作間で異なる
程度で、開始剤の量及び選択も変わる。 本発明の3つの基本的成分、即ちグラフト重合
体、架橋剤及び架橋開始剤を混合して得られる組
成物は、室温温度から約150℃までの温度で加硫
することができる。加硫に必要な時間は、個個の
反応物、その割合及び反応温度によつて広く変化
する。概して反応速度は温度及び開始剤の存在す
る量に伴い増加する。 長時間硬化組成物を貯蔵することが望ましい場
合は、架橋が起こる温度を効果的に上げるために
抑制剤を加えてもよい。そうでなければ、組成物
を2液系として貯蔵してもよく、その場合グラフ
トオルガノポリシロキサンは架橋剤及び抑制剤混
合物とは別に貯蔵される。 ここでは、染料、顔料及び充てん剤、特にフユ
ームドシリカ、処理シリカ及びシリカエアロゲル
等、のような慣用の添加剤を加えることも含まれ
る。当分野の技術者にとつて実施を理解しやすく
するため、次の実施例を示すが、限定するための
ものではない。 実施例 A グラフト重合体A 液体トリメチル末端停止ポリジメチルシロキサ
ン(分子量14000、粘度300000cps)500重量部を、
ジ−t−ブチルペルオキシドと共にステンレス鋼
反応容器中に入れる。容器を閉め、容器の気体を
排除するため加圧チツ素ガスを用いて液体フッ化
ビニリデン55重量部を入れる。混合物を18〜19時
間かけて120℃に加熱する。135℃まで発熱がみら
れ、その後徐々におさまつた。容器の内部圧は
860psiに達し、18時間後100psiに下がる。容器を
室温に冷却し、開ける。グラフト重合体生成物を
最初にメタノールで3回、次に蒸留水で2回、最
後にメタノールで1回洗う。25℃での比重
1.0153、フッ化ビニリデン含有量7.6重量パーセ
ント(重合体主鎖に対し)の透明なゴム541重量
部(全装入量に対して97.5%の収率)を得る。 混合、混練して3つの充てん剤添加量の次の組
成物とするには、ゴムをホツトミル(140psi水蒸
気圧)にかける必要がある。 組成物 1〜3 グラフト重合体A 70重量部 充てん剤〓 それぞれ20,40及び60重量部 架橋剤 1〓〓 1.0重量部 架橋剤 2〓〓〓 2.0重量部 2,5−ジメチル−2,5 2.0重量部 −ジ−(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン4 〓 フユームドシリカ(Cab−O−Sil ;キヤ
ボツト社)オクタメチルシクロテトラシロキサ
ンで処理。 〓〓 ビニル末端停止ジメチル−メチルビニルシ
ロキサン共重合体、131/2モル%ビニル官能性 〓〓〓 ビニル末端停止ポリジメチルシロキサン
油 4 ルパーゾル(Lupersol) 101 〔ペンワルト(Pennwalt)社〕 組成物を370°Fで20分間硬化させ、次いで400°F
で30分後処理加熱にかける。次の処理的性質がみ
られる。
オルガノポリシロキサンから成る硬化性組成物に
関する。より詳しくは本発明の組成物は、ビニル
基含有架橋剤及び遊離基開始剤の存在下で硬化し
て、熱可塑性から弾性体の範囲の性質を有する重
合体固体を形成するような、不飽和フルオロカー
ボンがグラフトしたオルガノポリシロキサン類を
含むものである。 発明の背景 オレフイン単量体をオルガノポリシロキサンと
反応させることにより製造され、強靱な被覆用組
成物、剥離剤、潤滑剤、シーラント、その他を形
成するグラフトオルガノポリシロキサンは既知で
あり、米国特許第3430252号及び第3565851号
(Neuroth)、米国特許第3631087号及び第3694478
号(Adamsら)、米国特許第2958707号
(Warrick)及び米国特許第4166078号及び第
4172101号(Geteon)のような特許に記載されて
いる。 ここに、フッ化ビニリデン(CH2=CF2)のよ
うなC2〜C3不飽和フルオロカーボンがグラフト
したオルガノポリシロキサン類を、ビニル基含有
架橋剤及び遊離基開始剤と混合すると、フルオロ
カーボンのグラフト量に依存する独特な領域の性
質を有する硬化性組成物を形成しうることが見出
された。硬化後、熱可塑性から弾性の範囲であ
り、機械的性質及び耐溶剤性が改良された重合物
質が得られる。 発明の要約 従つて、新規な硬化性フルオロシリコーン重合
体を示すことが本発明の目的である。 さらに機械的性質及びエーテル及びケトンへの
耐溶剤性が改善されたフルオロ−弾性体を示すこ
とも本発明の目的である。 本発明の目的はさらに、フルオロカーボンを含
有量、分子量分布及び重合体鎖の立体構造によつ
て異なる性質を示すような混練、硬化することが
できる、種々の量のフルオロカーボンがグラフト
したグラフトオルガノシロキサンを用いたオルガ
ノシロキサン弾性ゴムを示すことである。 これらの及びその他の目的は、 (A) −H,−OH,−R,−OR及び−CH=CH2か
ら成る群より選ばれる末端基を有し、−R′及び
−R′−R″基から選ばれ、ケイ素原子に直接結
合した側鎖(Rは脂肪族不飽和基をもたない炭
素数1〜8の1価炭化水素基、R′は炭素数1
〜8の1価炭化水素基又はハロ炭化水素基であ
り、R″はR′によつて表わされる有機基にグラ
フトした、2又は3個の炭素原子及び6個まで
のフッ素原子を有する不飽和フルオロカーボン
又は不飽和フルオロカーボン混合物から誘導さ
れた単量体又は重合体の基である)を有するオ
ルガノポリシロキサン、 (B) ビニル−官能性架橋剤及び (C) 上記(A)及び(B)成分間の架橋を促進しうる遊離
基開始剤、 から成る硬化性フルオロシリコーン組成物によつ
て本発明で達成される。 また、充てん剤や硬化抑制剤のような任意の成
分の使用及び本発明組成物を製造する方法も含ま
れる。 発明の詳細な記載 本発明の組成物は、フッ化ビニリデン(CH2=
CF2)のような不飽和フルオロカーボンをオルガ
ノポリシロキサンと反応させ、フルオロカーボン
から誘導される単量体又はは重合体の側鎖を有す
るグラフトオルガノポリシロキサンゴムを生成さ
せ、次いでこのゴムをビニル−官能性架橋剤及
び、ビニル基とグラフト重合体間の架橋を促進し
うる遊離基開始剤と混合することにより製造され
る。 この発明で用いられるオルガノポリシロキサン
出発物質はよく知られている。その構造は典型的
には、各ケイ素原子に平均2個の側鎖有機基及び
水素、水酸基、アルキル、アルコキシ、ビニル等
の末端基を有するシロキサン鎖である。 不飽和フルオロカーボンと反応する好ましいオ
ルガノポリシロキサン出発物質は次の一般式を有
する。 式中TはH,OH,R,OR及びビニルから選
ばれる末端基であり、Rは脂肪族不飽和基をもた
ない炭素数1〜8の1価炭化水素基であり、
R′は炭素数1−8の1価炭化水素基又はハロー
ハイドロカーボン基であり、nは10〜3700の整数
である。上記式中Tとしてはメチル又は水酸基が
好ましく、R′としてはメチル、エチル等のよう
な低級アルキル又はパーフルオロアルキルのよう
なフッ化アルキルが好ましい。T及びRとして最
も好ましいのはメチルであり、従つて最も好まし
いポリシロキサン出発物質はトリメチルシロキシ
−連鎖停止ポリジメチル−シロキサンである。 不飽和フルオロカーボンから誘導される単量体
又は重合体の側鎖は、水素抽出反応を通して側鎖
R′基上にグラフトされる。こうして好ましいグ
ラフト重合体は次の一般式を有する。 式中T,R及びR′は上記の通りであり、−R′−
R″基は側鎖R′基からの水素抽出(又はハロ炭化
水素側鎖の場合は多分ハロゲン抽出である)及び
フルオロカーボンとの重合から誘導される。従つ
てR″は不飽和フルオロカーボンから誘導された
単量体又は重合体の側鎖であり、種々の長さ及び
種々のフッ素化程度(用いる正確な不飽和フルオ
ロカーボン又は混合物による)のフルオロカーボ
ン鎖を形成するものであり、これはR′から誘導
される炭化水素又はハロゲン炭化水素橋かけを介
してケイ素に結合している。a+bは10〜3700に
等しい。 本発明のグラフト重合体のグラフトした側鎖を
製造するのに敵した不飽和フルオロカーボンは、
1つの不飽和部位を含む炭素数2〜3のフルオロ
カーボンである、即ちそれらは全フッ素原子数1
〜6のエテン又はプロペンの誘導体である。好ま
しい不飽和フルオロカーボンは、1〜4個のフッ
素原子をもち、通常パーフルオロプロペンのよう
な5又は6個のフッ素を有する化合物をフッ素化
のより低い化合物と混合して用いる。不飽和フル
オロカーボンの混合物も含まれる。この目的に最
も好ましいのはフッ化ビニリデン(CH2=CF2)
である。 前述の遊離基で開始される種類の抽出は、遊離
基開始剤、特に有機過酸化物の存在下で最も効果
的に行なわれる。望ましい反応を開始するには約
0.01重量%のような少量のより活性な過酸化物開
始剤で十分である。約5.0%又はそれ以上のよう
なより多量の開始剤も用いられるが、約1.5重量
%以上の量は、反応混合物の粘度を増すカツプリ
ング反応を促進することがある。 最も適した過酸化物開始剤は式ROOH又は
ROOR(式中Rは有機基)の化合物、特に少くと
も1個の過酸化物酸素が第三炭素原子に結合して
いる化合物である。好ましい上記開始剤には1−
ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオ
キシド、デカリンヒドロペルオキシド、ジ−t−
ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、
2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルペ
ルオキシ)ヘキサンがあり、またアスカリドール
(ascaridole)や1,5−ジメチルヘキサン−1,
5−ペルオキシドのような環状過酸化物、過安息
香酸t−ブチル、t−ブチルペルオキシイソプロ
ピルカーボネート及び過オクタン酸t−ブチルの
ようなパーエステル、及びアセトンペルオキシド
やシクロヘキサノンペルオキシドのようなケトン
過酸化物がある。アシルペルオキシド、アリール
ペルオキシド及び過酸もグラフトを行なうのに用
いられるが、それらは一般にグラフト生成物を低
収率とさせる。第三アルコキシ基を含む過酸化物
はケイ素に結合した側鎖有機基から水素(又はハ
ロゲン)原子を抽出するのにより効果的であり、
従つてこれらが好ましい。 重合温度は限定されないが、約160℃以上の反
応温度だと、劣つた性質のグラフト重合体が得ら
れることが見出された。従つて重合は約150℃以
下、好ましくは約50℃〜約140℃の温度で行なう
のが好ましい。 主鎖のポリシロキサン鎖の長さ(即ち分子量)
はグラフト重合体及びそれより製造された硬化性
組成物の性質に影響する。短鎖分子はグラフトし
ていない単位を多く含むことが予想され、極端な
長鎖分子は広範なグラフト化を示し、非常に粘稠
となることがある。また、シロキサン重合体鎖の
不規則さは結晶化度の程度に影響し、例えば耐溶
剤性のような多くの性質はフルオロカーボン含量
の重量%に影響される。このような理由により、
開始剤濃度、反応時間及び温度、フルオロカーボ
ン含量、分子量分布及びシロキサン鎖の不規則さ
のような因子を調節することにより、グラフト重
合体生成物の特別な性質を決めうる。加工変数を
慎重に調節すると、技術者にとつて本発明により
製造される組成物を個々の必要に合わせることが
できる。 また、ほとんど酸素のない環境中でグラフト化
が行なわれることも、反応の遊離基の性質上好ま
しい。これは、反応容器をチツ素のような不活性
ガスでパージすることにより行なわれる。 グラフト化操作に用いられる不飽和フルオロカ
ーボンの性質は、望む特殊な性質によつて、広範
囲で変化しうる。例えば、t−ブチルペルオキシ
ドを用いて7〜25重量パーセント(即ち重合体主
鎖の分子量に対して0.5〜1.5重量パーセント)に
わたつてフッ化ビニリデンでグラフトする場合、
30000〜600000センチポアズの粘度であるポリメ
チルシロキサンは、室温で1.01〜約1.3の比重を
もつ強靱な弾性ゴムを生成させる。低分子量ポリ
シロキサンのグラフトから誘導されるゴムはジメ
チルアセトアミド又はジメチルホルムアミドに可
溶であり、一方高分子量の種類から得られるもの
は不溶性である傾向がみられる。 グラフト生成物は、グラフト重合体、単独重合
体、残存未グラフト化出発物質の混合物であり、
ゲルが多少入ることもある。未充てんゴムは透明
であり、一般にわずか黄味がかつているが、最適
の透明度は60重量%の充てん剤を含む硬化組成物
でも記録される。約7.0〜約80重量パーセントの
フッ化ビニリデンを含むグラフト共重合体は分子
量が増大するにつれ、機械的性質及び耐溶剤性が
増加することが予想される。 また、グラフトオルガノポリシロキサンは例え
ば未グラフトポリジメチルシロキサンよりもガス
に対する透過性が低いと考えられる。 前で述べたように、本発明の硬化性フルオロシ
リコーン組成物は、グラフトオルガノポリシロキ
サンをビニル−官能性架橋剤及び、グラフト重合
体と架橋剤の間の重合を促進する硬化触媒と混合
することにより製造される。 ビニル基含有架橋剤は、前記グラフトオルガノ
ポリシロキサンと交叉重合又は硬化するエチレン
性不飽和基を含む任意の単量体又は重合体化合物
である。本発明の目的にはビニル−官能性ポリシ
ロキサンが好ましい。このようなポシロキサンは
一般式(CH2=CH)R3/aSiO3-a/2(式中R3は1価
炭化水素基又は1価ハロ炭化水素基であり、aは
0〜2の値を有する)のビニル基含有シロキサン
単位0.5〜100重量パーセント及び式R4/bSiO4-b/2
(式中R4は1価炭化水素基又はハロ炭化水素基で
あり、bは0〜3の値を有する)を有するビニル
基をもたない任意のシロキサン単位から成る。 これらのビニル−官能性シロキサンはビニルメ
チルシクロテトラシロキサンのような低分子量液
体から100万又はそれ以上の分子量をもつ高分子
量ゴムまでぐらいの範囲である。前式において
R3は任意の1価炭化水素又はハロ炭化水素基で
あり、メチル、エチル、プロピル、ブチル等のア
ルキル基、ビニル、アリル、ヘキセニル等のアケ
ニル基、フエニル又はナフチルのようなアリール
基、アルアルキル基、アルカリール基、アルキニ
ル基等が含まれる。R3はまた対応するハロゲン
化炭化水素基の任意のものであり、クロロメチ
ル、クロロプロピル、クロロフエニル、3,3,
3−トリフルオロプロピル等である。R3は好ま
しくは1〜20個の炭素原子を含む。 ビニル−官能性ポリシロキサンのビニル基を含
まない単位は式R4/bSiO4-b/2を有し、式中R4はR3
として上に記載されたと同じ種類の炭化水素又は
ハロ炭化水素基から選択できる。 この目的に最も好ましいのは、ジメチルビニル
−連鎖停止直鎖ポリジメチルシロキサン、ジメチ
ルビニル−連鎖停止ポリジメチル−メチルビニル
シロキサン共重合体、ビニルメチルシクロテトラ
シロキサン(即ちテトラビニルテトラメチルシク
ロテトラシロキサン又はメチルビニルテトラマ
ー)、テトラメチルジビニルジシロキサン及びこ
れらの化合物の混合物から成る群より選ばれたビ
ニル−官能性シロキサン架橋剤である。 本発明のグラフトオルガノポリシロキサン及び
ビニル−官能性成分間の架橋即ち硬化の反応は、
グラフト操作におけるのと同様の、水素抽出及び
重合の機構を含み、その結果、本発明の硬化性組
成物中の架橋触媒成分(C)は前記種類の遊離基開始
剤から選ばれ、グラフト反応におけると同様第三
アルコキシ基含有過酸化物が好ましい。触媒の使
用量は、望ましい程度の架橋が行なわれれば、限
定されない。しかし任意の触媒に関して、硬化の
ために最少の有効な量を用いるのが通常好まし
く、例えば全組成物に対して過酸化物触媒約0.01
〜5重量パーセントの量が良好な結果を与えると
考えられる。最も適した触媒の量に達するための
簡単な実験が考えられ、技術者にとり望ましい反
応の特性がグラフト操作及び硬化操作間で異なる
程度で、開始剤の量及び選択も変わる。 本発明の3つの基本的成分、即ちグラフト重合
体、架橋剤及び架橋開始剤を混合して得られる組
成物は、室温温度から約150℃までの温度で加硫
することができる。加硫に必要な時間は、個個の
反応物、その割合及び反応温度によつて広く変化
する。概して反応速度は温度及び開始剤の存在す
る量に伴い増加する。 長時間硬化組成物を貯蔵することが望ましい場
合は、架橋が起こる温度を効果的に上げるために
抑制剤を加えてもよい。そうでなければ、組成物
を2液系として貯蔵してもよく、その場合グラフ
トオルガノポリシロキサンは架橋剤及び抑制剤混
合物とは別に貯蔵される。 ここでは、染料、顔料及び充てん剤、特にフユ
ームドシリカ、処理シリカ及びシリカエアロゲル
等、のような慣用の添加剤を加えることも含まれ
る。当分野の技術者にとつて実施を理解しやすく
するため、次の実施例を示すが、限定するための
ものではない。 実施例 A グラフト重合体A 液体トリメチル末端停止ポリジメチルシロキサ
ン(分子量14000、粘度300000cps)500重量部を、
ジ−t−ブチルペルオキシドと共にステンレス鋼
反応容器中に入れる。容器を閉め、容器の気体を
排除するため加圧チツ素ガスを用いて液体フッ化
ビニリデン55重量部を入れる。混合物を18〜19時
間かけて120℃に加熱する。135℃まで発熱がみら
れ、その後徐々におさまつた。容器の内部圧は
860psiに達し、18時間後100psiに下がる。容器を
室温に冷却し、開ける。グラフト重合体生成物を
最初にメタノールで3回、次に蒸留水で2回、最
後にメタノールで1回洗う。25℃での比重
1.0153、フッ化ビニリデン含有量7.6重量パーセ
ント(重合体主鎖に対し)の透明なゴム541重量
部(全装入量に対して97.5%の収率)を得る。 混合、混練して3つの充てん剤添加量の次の組
成物とするには、ゴムをホツトミル(140psi水蒸
気圧)にかける必要がある。 組成物 1〜3 グラフト重合体A 70重量部 充てん剤〓 それぞれ20,40及び60重量部 架橋剤 1〓〓 1.0重量部 架橋剤 2〓〓〓 2.0重量部 2,5−ジメチル−2,5 2.0重量部 −ジ−(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン4 〓 フユームドシリカ(Cab−O−Sil ;キヤ
ボツト社)オクタメチルシクロテトラシロキサ
ンで処理。 〓〓 ビニル末端停止ジメチル−メチルビニルシ
ロキサン共重合体、131/2モル%ビニル官能性 〓〓〓 ビニル末端停止ポリジメチルシロキサン
油 4 ルパーゾル(Lupersol) 101 〔ペンワルト(Pennwalt)社〕 組成物を370°Fで20分間硬化させ、次いで400°F
で30分後処理加熱にかける。次の処理的性質がみ
られる。
【表】
充てん剤含有量が増加するとさらに補強される
ことが観察されるが、40重量部より多量の添加で
引張り又は引裂き強さに低下はみられない。 実施例 B グラフト重合体B 第2のグラフトオルガノポリシロキサンを、高
分子量のトリメチル末端停止ポリジメチルシロキ
サン(600000cps)を用いることを除き、グラフ
ト重合体Aと同様の方法で製造する。硬化性組成
物を次のように20及び40重量部の充てん剤添加量
で製造する。 組成物 4及び5 グラフト重合体B 70重量部 充てん剤 それぞれ20及び40重量部 架橋剤 1 1.0重量部 架橋剤 2 2.0重量部 2,5−ジメチル−2,5 2.0重量部 −ジ−(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン 370°Fで20分の硬化及び400°Fで30分の後処理加
熱の後、次の性質が観察される。
ことが観察されるが、40重量部より多量の添加で
引張り又は引裂き強さに低下はみられない。 実施例 B グラフト重合体B 第2のグラフトオルガノポリシロキサンを、高
分子量のトリメチル末端停止ポリジメチルシロキ
サン(600000cps)を用いることを除き、グラフ
ト重合体Aと同様の方法で製造する。硬化性組成
物を次のように20及び40重量部の充てん剤添加量
で製造する。 組成物 4及び5 グラフト重合体B 70重量部 充てん剤 それぞれ20及び40重量部 架橋剤 1 1.0重量部 架橋剤 2 2.0重量部 2,5−ジメチル−2,5 2.0重量部 −ジ−(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン 370°Fで20分の硬化及び400°Fで30分の後処理加
熱の後、次の性質が観察される。
【表】
実施例 C
トリメチル末端停止トリフルオロプロピル−メ
チルシロキサン単独重合体(10000cps)を実施例
A及びBと同じ方法でフッ化ビニリデンをグラフ
トさせ、25℃における比重1.396、フッ化ビニリ
デン含有23.9重量パーセントのグラフトフルオロ
シリコーンゴムを形成させる。重合体はジメチル
アセトアミド及びメチルホルムアミドの両方に可
溶(1%溶液)である。 前述の開示に照らして本発明における変形及び
変更が可能であるのは明らかである。しかし、本
発明の個々の具体例における付随的などのような
変化も、特許請求の十分意図された範囲内に含ま
れることが理解されよう。
チルシロキサン単独重合体(10000cps)を実施例
A及びBと同じ方法でフッ化ビニリデンをグラフ
トさせ、25℃における比重1.396、フッ化ビニリ
デン含有23.9重量パーセントのグラフトフルオロ
シリコーンゴムを形成させる。重合体はジメチル
アセトアミド及びメチルホルムアミドの両方に可
溶(1%溶液)である。 前述の開示に照らして本発明における変形及び
変更が可能であるのは明らかである。しかし、本
発明の個々の具体例における付随的などのような
変化も、特許請求の十分意図された範囲内に含ま
れることが理解されよう。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1(A) −H,−OH,−R,−OR及び−CH=CH2
から成る群より選ばれた末端基及び、−R,−
R′及び−R′−R″基から選ばれたケイ素に直接
結合した側鎖(Rは脂肪族不飽和基をもたない
炭素数1〜8の1価炭化水素基、R′は炭素数
1〜8の1価炭化水素基又はハローハイドロカ
ーボン基、R″はR′によつて表わされる有機基
にグラフトしている、2又は3個の炭素原子及
び6個までのフッ素原子を有する不飽和フルオ
ロカーボン又はフルオロカーボン混合物から誘
導された単量体又は重合体の基である)を有し
かつ少なくとも1つの前記側鎖−R′−R″基を
有するオルガノポリシロキサン、 (B) ビニル−官能性架橋剤及び (C) 上記成分(A)及び(B)間の架橋を促進しうる遊離
基開始剤 から成る硬化性フルオロシリコーン組成物。 2 オルガノポリシロキサン成分(A)が式 (式中Tは前記末端基を表わし、R,R′およ
びR″は前記定義のとおりであり、a+bは10〜
3700に等しい)を有する特許請求の範囲第1項に
記載の硬化性組成物。 3 遊離基開始剤成分(C)が有機過酸化物である特
許請求の範囲第2項に記載の硬化性組成物。 4 前記有機過酸化物開始剤が少くとも1個の第
三アルコキシ基を有する特許請求の範囲第3項に
記載の硬化性組成物。 5 前記過酸化物開始剤がt−ブチルヒドロペル
オキシド、クメンヒドロペルオキシド、デカリン
ヒドロペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシ
ド、ジクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−
2,5−ジ−(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、
アスカリドール、1,5−ジメチルヘキサン−
1,5−ペルオキシド、過安息香酸t−ブチル、
t−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネー
ト、及び過オクタン酸t−ブチルから選ばれる特
許請求の範囲第4項に記載の硬化性組成物。 6 ビニル−官能性架橋剤(B)は式 (CH2=CH)R3aSiO3-a/2(式中R3は1価炭化
水素又は1価ハロ炭化水素基であり、aは0〜2
の値をもつ)を有するビニル基含有シロキサン単
位0.5〜100重量パーセント、式 R4 bSiO4-b/2(式中R4は1価炭化水素基又はハロ
炭化水素基であり、bは0〜3の値をもつ)を有
するビニル基をもたない任意のシロキサン単位か
ら成るポリシロキサンである特許請求の範囲第4
項に記載の硬化性組成物。 7 前記ビニル−官能性架橋剤が、ジメチルビニ
ル−連鎖停止直鎖ポリジメチルシロキサン、ジメ
チルビニル−連鎖停止ポリジメチル−メチルビニ
ルシロキサン共重合体、ビニルメチルシクロテト
ラシロキサン、テトラメチルジビニルジシロキサ
ン及びそれらの混合物から成る群から選択される
特許請求の範囲第6項に記載の硬化性組成物。 8 前記過酸化物開始剤が全組成物に対して約
0.01〜5重量パーセントの量存在する特許請求の
範囲第6項に記載の硬化性組成物。 9 前記不飽和フルオロカーボンが1分子につき
1〜4個のフツ素を含有する特許請求の範囲第2
項に記載の硬化性組成物。 10 不飽和フルオロカーボンがフツ化ビニリデ
ンである特許請求の範囲第9項に記載の硬化性組
成物。 11 遊離基開始剤成分(C)が有機過酸化物である
特許請求の範囲第10項に記載の硬化性組成物。 12 前記有機過酸化物開始剤が少くとも1個の
第三アルコキシ基を有する特許請求の範囲第11
項に記載の硬化性組成物。 13 前記過酸化物開始剤がt−ブチルヒドロペ
ルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、デカリ
ンヒドロペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキ
シド、ジクミルペルオキシド、2,5−ジメチル
−2,5−ジ−(t−ブチルペルオキシ)ヘキサ
ン、アスカリドール、1,5−ジメチルヘキサン
−1,5−ペルオキシド、過安息香酸t−ブチ
ル、t−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネ
ート及び過オクタン酸t−ブチルから成る群より
選ばれる特許請求の範囲第12項に記載の硬化性
組成物。 14 前記ビニル−官能性架橋剤が、ジメチルビ
ニル−連鎖停止ポリジメチル−メチルビニルシロ
キサン共重合体、ビニルメチルシクロテトラシロ
キサン、テトラメチルジビニルジシロキサン及び
その混合物から成る群より選ばれる特許請求の範
囲第13項に記載の硬化性組成物。 15 グラフトされる−R″基が、前記オルガノ
ポリシロキサン成分(A)の約7〜25重量パーセント
から成り、前記オルガノポリシロキサンが室温に
おいて約1.01〜約1.3の範囲内の比重を有する特
許請求の範囲第14項に記載の硬化性組成物。 16 フユームドシリカ、処理シリカ、及びシリ
カエアロゲルから選ばれた充てん剤である追加の
成分(D)を含む特許請求の範囲第1項に記載の硬化
性組成物。 17 前記充てん剤がオクタメマチルシクロテト
ラシロキサンで処理されたフユームドシリカであ
る特許請求の範囲第16項に記載の硬化性組成
物。 18 (A) 有機過酸化物開始剤の存在下約50℃〜
約140℃において、各ケイ素原子に平均2個の
有機基側鎖を有するオルガノポリシロキサン
を、2又は3個の炭素原子及び6個までのフツ
素原子を有する不飽和フルオロカーボンと反応
させる行程、 (B) −H,−OH,−R,−OR及び−CH=CH2か
ら成る群より選ばれた末端基及び、−R,−
R′及び−R′−R″基から選ばれたケイ素に直接
結合した側鎖(Rは脂肪族不飽和基をもたない
炭素数1〜8の1価炭化水素基、R′は炭素数
1〜8の1価炭化水素基又はハローハイドロカ
ーボン基、R″はR′によつて表わされる有機基
にグラフトしている、2又は3個の炭素原子及
び6個までのフツ素原子を有する不飽和フルオ
ロカーボン又はフルオロカーボン混合物から誘
導された単量体又は重合体の基である)を有し
かつ少なくとも1つの前記側鎖−R′−R″基を
有するオルガノポリシロキサンである工程(A)の
反応生成物を()ビニル−官能性架橋剤及び
()有機過酸化物開始剤と混合する工程から
成る硬化性フルオロシリコーン組成物を製造す
る方法。 19 前記オルガノポリシロキサンが式 (式中Tは前記末端基を表わし、R,R′およ
びR″は前記定義のとおりであり、a+bは10〜
3700に等しい)を有する特許請求の範囲第18項
に記載の方法。 20 前記不飽和フルオロカーボンが1〜4個の
フツ素原子を有する特許請求の範囲第19項に記
載の方法。 21 前記不飽和フルオロカーボンがフツ化ビニ
リデンである特許請求の範囲第20項に記載の方
法。 22 前記オルガノポリシロキサンがトリメチル
シロキシ−連鎖停止ポリジメチルシロキサンであ
る特許請求の範囲第21項に記載の方法。 23 前記オルガノポリシロキサンがフルオロハ
イドロカーボン側鎖を有する特許請求の範囲第2
1項に記載の方法。 24 前記オルガノポリシロキサンがトリメチル
シロキシ−末端停止トリフルオロプロピル−メチ
ルシロキサン単独重合体である特許請求の範囲第
23項に記載の方法。 25 前記ポリジメチルシロキサンが30000〜
600000cps範囲の粘度を有し、十分なフツ化ビニ
リデンを反応させて反応生成物中フツ化ビニリデ
ンを約7〜25重量パーセントの範囲とし、そして
前記有機過酸化物開始剤がジ−t−ブチルペルオ
キシドである特許請求の範囲第22項に記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/527,298 US4492786A (en) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | Modified organopolysiloxane composition |
| US527298 | 1990-05-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6084359A JPS6084359A (ja) | 1985-05-13 |
| JPH0434561B2 true JPH0434561B2 (ja) | 1992-06-08 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59175270A Granted JPS6084359A (ja) | 1983-08-26 | 1984-08-24 | 変性オルガノポリシロキサン組成物 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4492786A (ja) |
| JP (1) | JPS6084359A (ja) |
| CA (1) | CA1218483A (ja) |
| DE (1) | DE3428529A1 (ja) |
| FR (1) | FR2555596A1 (ja) |
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