JPH0848880A - 硬化性フルオロシリコーン組成物 - Google Patents

硬化性フルオロシリコーン組成物

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JPH0848880A
JPH0848880A JP19035595A JP19035595A JPH0848880A JP H0848880 A JPH0848880 A JP H0848880A JP 19035595 A JP19035595 A JP 19035595A JP 19035595 A JP19035595 A JP 19035595A JP H0848880 A JPH0848880 A JP H0848880A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】撥水撥油性、防汚性、防湿性、および、加水分
解可能な基を有する有機ケイ素化合物との相溶性に優れ
る組成物を提供する。 【解決手段】Rf 基を有するシラノール末端オルガノポ
リシロキサン(1)に、過剰当量のCH3 Si(OCO
CH33 等の有機ケイ素化合物または該有機ケイ素化
合物の縮合物を反応させて得られるフルオロシリコー
ン、および硬化触媒を含み、かつ、実質的に水を含まな
い組成物。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬化性フルオロシ
リコーン組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、シラノール末端ジオルガノポリシ
ロキサンおよび加水分解可能な基を有する有機ケイ素化
合物を含有する硬化性シリコーン組成物は、自動車、船
舶、航空機、重電機、弱電機、電子工業、建築等の分野
において、接着シール剤などとして広く使用されてい
る。近年、硬化性シリコーン組成物の拡大に伴ない、防
汚性、耐油性、防湿性および撥水撥油性などの機能面で
改良が望まれてきた。その改良方法として、ポリフルオ
ロアルキル基を有する表面改質剤を組成物に添加した
り、表面に塗布する方法などが知られているが、その効
果は充分でなかったり、長期使用での耐久性に欠けるな
どの問題点が指摘されている。
【0003】また、硬化性シリコーン組成物の主成分で
あるシラノール末端オルガノポリシロキサンの側鎖の一
部または全部をトリフルオロプロピル基に置換すること
も知られている(米国特許第3170894 号、 同3334067
号、同3398112 号、英国特許第1100680 号など)。しか
し、その効果は、きわめて優れた撥水撥油性、防汚性、
防湿性の要求される分野においては、不充分なものであ
った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のトリフルオロプ
ロピル基を有するオルガノポリシロキサンを主成分とす
る硬化性オルガノポリシロキサン組成物よりもさらに、
撥水撥油性、防汚性、防湿性を改良するためには、より
長鎖のポリフルオロアルキル基を導入することが望まれ
る。一方、オルガノポリシロキサンにポリフルオロアル
キル基を導入すると、該オルガノポリシロキサンと加水
分解可能な基を有する有機ケイ素化合物との相溶性が悪
くなる傾向がある。特に長鎖のポリフルオロアルキル基
を導入した場合には、オルガノポリシロキサンと前記有
機ケイ素化合物を混合しても、両者は相分離を起し、充
分な架橋効果を得ることができず、良好なゴム状弾性体
を有する弾性体に硬化しないという問題点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決すべくなされたものであり、一般式(1)で表され
るポリフルオロアルキル基を有するシラノール末端オル
ガノポリシロキサンに、該シラノール末端オルガノポリ
シロキサンに対して過剰当量の一般式(2)で表される
有機ケイ素化合物または該有機ケイ素化合物の縮合物を
反応させて得られるフルオロシリコーン、および硬化触
媒を含み、かつ、実質的に水を含まないことを特徴とす
る、水分の存在下で硬化しうる硬化性フルオロシリコー
ン組成物である。
【0006】
【化3】
【0007】[ただし、一般式(1)において、R2
3 、R4 は、同一でも異なってもよく、それぞれ、炭
素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、またはフェ
ニル基であり、R1 は−(CH2p −R5 (pは1〜
5の整数、R5 は炭素数3〜20のパーフルオロアルキ
ル基)である。m+nは、該オルガノポリシロキサンの
25℃における粘度が100〜200000センチポイ
ズ(以下、単にcPという)になる数であり、m/n=
1/99〜100/0である。]
【0008】
【化4】(R16a Si(R174-a (2)
【0009】[ただし、一般式(2)において、R
16は、炭素数1〜10のアルキル基、またはアルケニル
基であり、R17は、−OR6 、−ONR7 、−ONR8
9 、−NR1011、またはハロゲン原子である。ただ
し、R6 、R10、R11は、炭素数10以下のアルキル
基、−COR12(R12は炭素数5以下のアルキル基)、
または−C(R13)=CH2 (R13は炭素数5以下のア
ルキル基)であり、R7 は、=CR1415(R14、R15
はそれぞれ炭素数5以下のアルキル基)であり、R8
9 は、それぞれ、炭素数4以下のアルキル基である。
aは0または1である。]
【0010】一般式(1)で表されるオルガノポリシロ
キサン(以下、単にオルガノポリシロキサンという)の
構造としては特に限定されず、フッ素含有シロキサン単
位とフッ素不含有シロキサン単位がランダム、交互、ブ
ロックのいずれの型で配列されていてもよい。かかるオ
ルガノポリシロキサン中、硬化前の流動性および硬化後
のゴム弾性が優れることから、R2 、R3 、R4 がそれ
ぞれメチル基であるものが好ましい。
【0011】R5 は直鎖状、分岐状のいずれであっても
よいが直鎖状の方が好ましい。特にpが2〜3であり、
5 が炭素数4〜12の直鎖状のパーフルオロアルキル
基であることが好ましい。
【0012】m/nの値としては、小さすぎると、撥水
撥油性、防汚性等の充分な改良効果が得られない。m/
nの値は大きい程撥水撥油性、防汚性等の改良効果は優
れたものが得られるが、硬化前の流動性が低下する傾向
がある。
【0013】しかし、硬化前の流動性は、オルガノポリ
シロキサンの分子量調整、または溶剤を添加する等の方
法により適宜改良できる。したがって、m/nの値は大
きい程よく、好ましくは5/95以上、特に、20/8
0以上であることが好ましい。上限は100/0であっ
てもよいが、上記の理由により90/10程度が好まし
い。またm+nの値としては、オルガノポリシロキサン
の粘度が100〜200000cPとなる数である。オ
ルガノポリシロキサンの粘度が小さすぎると、硬化後の
ゴム弾性が不良となり好ましくない。また、大きすぎる
と、硬化前の流動性が悪くなり、好ましくない。好まし
くは、オルガノポリシロキサンの粘度が1000〜15
0000cPとなる数である。かかるオルガノポリシロ
キサンとしては、下式の化合物等が例示されるが、本発
明はこれらに限定されない。
【0014】
【化5】
【0015】また、加水分解可能な基を有する有機ケイ
素化合物(以下、単に有機ケイ素化合物という)として
は、一般式(2)で表される有機ケイ素化合物が採用さ
れる。
【0016】
【化6】(R16a Si(R174-a (2)
【0017】[ただし、一般式(2)において、R
16は、炭素数1〜10のアルキル基、またはアルケニル
基であり、R17は、−OR6 、−ONR7 、−ONR8
9 、−NR1011、またはハロゲン原子である。ただ
し、R6 、R10、R11は、炭素数10以下のアルキル
基、−COR12(R12は炭素数5以下のアルキル基)、
または−C(R13)=CH2 (R13は炭素数5以下のア
ルキル基)であり、R7 は、=CR1415(R14、R15
はそれぞれ炭素数5以下のアルキル基)であり、R8
9 は、それぞれ、炭素数4以下のアルキル基である。
aは0または1である。]
【0018】具体的には、−OR6 としては、−OCO
CH3 、−OCOC25 、−OC25 、−OCH
3 、−OC(CH3 )=CH2 、OC(C25 )=C
2 などが、−ONR7 としては、−ON=C(CH
32 、−ON=C(C25 )−CH3 、−ON=C
(C252 などが、−ONR89 としては、−O
N(CH32 、−ON(C25 )−CH3 、−ON
(C252 などが、−NR1011としては、−N
(CH32 、−N(C252 、−N(C25
−CH3 、−N(CH3 )−COCH3 、−N(C2
5 )−COCH3 、−N(CH3 )−COC25 など
が、ハロゲン原子としては、Br、Clなどが例示され
る。
【0019】また、有機ケイ素化合物は、分子中に3個
の加水分解可能な基を有する3官能性化合物、4個の加
水分解可能な基を有する4官能性化合物の単独または混
合物であるが、3官能性化合物の単独もしくは3官能性
化合物と4官能性化合物の混合物であることが、硬化速
度も速く反応中ゲル化を起こしにくいことから好まし
い。また、R17の異なる有機ケイ素化合物の混合物であ
ってもよい。
【0020】かかる有機ケイ素化合物としては、具体的
には下式の化合物等が例示されるが、本発明はこれらに
限定されない。
【0021】
【化7】CH3 Si(OCOCH33 、CH3 Si
(OC253 、CH3 Si[ON(C252
3 、CH3 Si[N(CH3 )(COCH3 )]3 、C
3 Si[ON=C(CH3 )(C25 )]3 、CH
3 Si[N(CH323 、CH2 =CHSi(OC
33 、Si(OCOCH34 、Si(OC2
54
【0022】また、かかる有機ケイ素化合物は、下式
(qは2以上の整数)のように縮合したものであっても
よく、その混合物であってもよい。
【0023】
【化8】
【0024】本発明において、オルガノポリシロキサン
と有機ケイ素化合物を反応させることが重要である。オ
ルガノポリシロキサンと有機ケイ素化合物を単に混合し
ただけでは、次第に相分離を起し、良好なゴム弾性を有
する弾性体には硬化しない。また、オルガノポリシロキ
サンに対して有機ケイ素化合物の過剰当量を反応させる
ことも重要である。反応生成物が硬化性であるために
は、加水分解可能な基が残っている必要がある。したが
って、反応系において有機ケイ素化合物の加水分解可能
な基の数はオルガノポリシロキサンのシラノール基の数
より多い必要がある。
【0025】反応生成物は未反応のシラノール基が残存
してもよく、また反応生成物中には未反応のシラノール
基が大量に残存すると反応生成物の粘度が変化しやすく
なったり、硬化性が不良になったりするので好ましいと
はいえない。一方、反応生成物中には未反応の有機ケイ
素化合物が存在していてもよい。未反応の有機ケイ素化
合物は、反応生成物を硬化させる際、水分の存在下でそ
れ自身縮合するとともに、反応生成物と反応する。な
お、反応生成物である硬化性フルオロシリコーンを硬化
させる際には、加水分解可能な基を有する有機ケイ素化
合物を新たに追加配合することもできる。
【0026】有機ケイ素化合物の量は過剰当量である限
り限定されないが、その量が少ない場合には、有機ケイ
素化合物1分子に対し、2分子以上のオルガノポリシロ
キサンが反応する頻度が高くなり、反応後のシリコーン
の粘度が増大し、以後の取扱いが煩雑となり好ましくな
い。好ましくは、オルガノポリシロキサン1モル当り、
少なくとも2モルの有機ケイ素化合物を混合して反応さ
せることがよい。
【0027】また、かかる反応は実質的に水分の非存在
下に行われる。水分の存在下では、有機ケイ素化合物の
加水分解可能な基が加水分解を起し、上記反応が進行
し、反応後のシリコーンの粘度が増大したり、ゲルを生
成し、以後の取扱いが煩雑となり好ましくない。
【0028】また、かかる反応は60〜200℃の温度
範囲内で行うことが好ましい。上記温度以下では、オル
ガノポリシロキサンと有機ケイ素化合物との相溶性が悪
く、また、反応速度が非常に遅く、好ましくない。さら
にかかる反応は、反応後のシリコーンの粘度が200〜
300000cP程度になるようとどめることが、以後
の取扱いを容易にするため好ましい。
【0029】また、かかる反応は、粘度を下げ、均一な
混合、撹拌を容易にするため適当な溶媒の存在下に行っ
てもよい。かかる溶媒としては、トリクロロトリフルオ
ロエタンのような、クロロフルオロカーボン類などが好
ましく採用される。また、反応を促進させるために反応
触媒を添加してもよい。かかる反応触媒としては、ジブ
チル錫ジアセテート、ジブチル錫ジベンゾエートなどの
錫化合物、ジイソプロポキシチタンビスアセチルアセト
ネートなどのチタン化合物、ナフテン酸亜鉛など亜鉛化
合物などが挙げられる。
【0030】上記のような方法で製造される硬化性フル
オロシリコーンを主成分とする組成物は、実質的に水を
含まないものである。かかる組成物が水分を含んでいる
場合には、保管中などに、それ自身で硬化が進行し、粘
度が増大したり、ゲル化を起したりし、好ましくない。
また、多量の水分を含んでいると、それ自身で加水分解
が完全に進行し、硬化性が失われることがある。
【0031】本発明の組成物は単独であっても、水分の
存在下で硬化しうるが、硬化を促進するために硬化触媒
を添加する。かかる硬化触媒としては、前述の反応触媒
と同様の化合物が採用される。また、粘度を下げるため
に溶媒を加えてもよい。かかる溶媒としては、トリクロ
ロトリフルオロエタンのようなクロロフルオロカーボン
類などが採用される。
【0032】また、必要に応じて種々の充填剤が添加さ
れてもよい。かかる充填剤としては、シリカ、炭酸カル
シウム、タルク、カーボンブラック、カオリン、クレ
イ、チタン酸カルシウム、アルミナ粉末、酸化マグネシ
ウム、ガラス粉末などが挙げられる。また本発明の組成
物は、他の硬化性の化合物または組成物と併用すること
もできる。
【0033】
【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定
されない。
【0034】(実施例1)100mlガラス反応容器中
に、下式(ただし、xは、粘度が39600cPとなる
数)で表される化合物を20g、CH3 Si(OCOC
33 を1.0g、および触媒としてジブチル錫ジラ
ウレートを0.008g加え、100℃で1時間撹拌す
ることにより各成分を反応させた。
【0035】
【化9】
【0036】生成物は乳白色ではあるが均一な液状ゴム
で、これを約1gとり、ガラス板上に落としたところ、
のび広がった。12時間放置後、ガラス板によく接着し
た平滑な表面を有するゴム状弾性体となった。
【0037】(比較例1)加熱することを除き実施例1
と同様の操作を行なって混合物を得た。この混合物を放
置すると液滴が相分離するとともに、混合物を空気中室
温で1週間放置後も粘着性を帯びたままであった。
【0038】(実施例2〜6)オルガノポリシロキサン
および有機ケイ素化合物の種類、量および硬化時間を表
1に示す条件とする他は実施例1と同様にして、ゴム状
弾性体を得た。
【0039】
【表1】
【0040】(比較例2)シラノール両末端ポリジメチ
ルシロキサン(粘度8000cP)5g、CH3Si
(OCOCH33 0.25g、およびジブチル錫ジラ
ウレート0.002gをガラス容器中にとり、ドライボ
ックス中で混合した。これを1gとりガラス板上に落と
したところ、のび広がり、3時間後、ガラス板に接着し
た平滑な表面をもつゴム状弾性体となった。
【0041】実施例1、3、5、6および比較例2で得
たゴム状弾性体撥油性試験として、n−ヘキサデカン1
滴を滴下し、その接触角を測定した。その結果を表2に
示した。
【0042】
【表2】
【0043】
【発明の効果】本発明の組成物は、ポリフルオロアルキ
ル基を含有するオルガノポリシロキサンが主成分である
が、水分により良好なゴム状弾性を有する弾性体に硬化
することができ、かかるポリフルオロアルキル基が長鎖
なものになって、良好に硬化するという効果を有する。
【0044】本発明の組成物は硬化後の弾性体ポリフル
オロアルキル基が化学的に結合されているため、防汚
性、防湿性、撥水撥油性、耐油性などのすぐれた特性が
長期にわたって発揮される。さらに、ポリフルオロアル
キル基を長鎖なものにすることにより、上記の如き特性
はきわめて優れたものとなる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(1)で表されるポリフルオロアル
    キル基を有するシラノール末端オルガノポリシロキサン
    に、該シラノール末端オルガノポリシロキサンに対して
    過剰当量の一般式(2)で表される有機ケイ素化合物ま
    たは該有機ケイ素化合物の縮合物を反応させて得られる
    フルオロシリコーン、および硬化触媒を含み、かつ、実
    質的に水を含まないことを特徴とする、水分の存在下で
    硬化しうる硬化性フルオロシリコーン組成物。 【化1】 [ただし、一般式(1)において、R2 、R3 、R4
    は、同一でも異なってもよく、それぞれ、炭素数1〜1
    0のアルキル基、アルケニル基、またはフェニル基であ
    り、R1 は−(CH2p −R5 (pは1〜5の整数、
    5 は炭素数3〜20のパーフルオロアルキル基)であ
    る。m+nは、該オルガノポリシロキサンの25℃にお
    ける粘度が100〜200000センチポイズになる数
    であり、m/n=1/99〜100/0である。] 【化2】(R16a Si(R174-a (2) [ただし、一般式(2)において、R16は、炭素数1〜
    10のアルキル基、またはアルケニル基であり、R
    17は、−OR6 、−ONR7 、−ONR89 、−NR
    1011、またはハロゲン原子である。ただし、R6 、R
    10、R11は、炭素数10以下のアルキル基、−COR12
    (R12は炭素数5以下のアルキル基)、または−C(R
    13)=CH2 (R13は炭素数5以下のアルキル基)であ
    り、R7 は、=CR1415(R14、R15はそれぞれ炭素
    数5以下のアルキル基)であり、R8、R9 は、それぞ
    れ、炭素数4以下のアルキル基である。aは0または1
    である。]
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