JPH10279308A - 表面改質酸化チタン粉末 - Google Patents
表面改質酸化チタン粉末Info
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- JPH10279308A JPH10279308A JP8006797A JP8006797A JPH10279308A JP H10279308 A JPH10279308 A JP H10279308A JP 8006797 A JP8006797 A JP 8006797A JP 8006797 A JP8006797 A JP 8006797A JP H10279308 A JPH10279308 A JP H10279308A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコーンゴムに対して着色性ないし変色
性が少なく、耐熱難燃剤として最適な表面改質酸化チタ
ン粉末の提供。 【解決手段】酸化チタン表面に吸着ないし結合する有機
基とケイ素原子に直接結合した水素基とを有する有機ケ
イ素化合物によって表面処理されたことを特徴とする表
面改質酸化チタン粉末。
性が少なく、耐熱難燃剤として最適な表面改質酸化チタ
ン粉末の提供。 【解決手段】酸化チタン表面に吸着ないし結合する有機
基とケイ素原子に直接結合した水素基とを有する有機ケ
イ素化合物によって表面処理されたことを特徴とする表
面改質酸化チタン粉末。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコーンゴムの
耐熱性・難燃性剤として最適な表面改質酸化チタン粉末
に関する。より詳しくは、シリコーンゴムに添加した際
にゴムの着色ないし変色が少ない耐熱・難燃性剤として
の酸化チタン粉末に関するものである。
耐熱性・難燃性剤として最適な表面改質酸化チタン粉末
に関する。より詳しくは、シリコーンゴムに添加した際
にゴムの着色ないし変色が少ない耐熱・難燃性剤として
の酸化チタン粉末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコーンゴムに酸化チタン粉末を添加
することによりシリコーンゴムの耐熱性および難燃性を
向上できることが従来知られており、耐熱性や難燃性を
必要とする用途で酸化チタンを添加したシリコーンゴム
が従来から使用されている。
することによりシリコーンゴムの耐熱性および難燃性を
向上できることが従来知られており、耐熱性や難燃性を
必要とする用途で酸化チタンを添加したシリコーンゴム
が従来から使用されている。
【０００３】一方、酸化チタン表面には熱または光エネ
ルギーによって活性酸素が発生するため、シリコーンゴ
ムの耐熱難燃性剤として酸化チタン粉末を用いると、高
温に曝された際、あるいは経時的に、酸化チタンが活性
酸素によって変質され、これによりシリコーンゴムの着
色ないし変色が起こり、製品の外観(色調)が損なわれる
という問題があった。
ルギーによって活性酸素が発生するため、シリコーンゴ
ムの耐熱難燃性剤として酸化チタン粉末を用いると、高
温に曝された際、あるいは経時的に、酸化チタンが活性
酸素によって変質され、これによりシリコーンゴムの着
色ないし変色が起こり、製品の外観(色調)が損なわれる
という問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、シリコーン
ゴムの耐熱難燃剤として用いられる酸化チタン粉末にお
ける上記問題を解決したものであって、シリコーンゴム
に対する耐熱難燃性向上剤としての機能を損なうことな
く、シリコーンゴムの着色・変色を抑制した酸化チタン
粉末を提供するものである。
ゴムの耐熱難燃剤として用いられる酸化チタン粉末にお
ける上記問題を解決したものであって、シリコーンゴム
に対する耐熱難燃性向上剤としての機能を損なうことな
く、シリコーンゴムの着色・変色を抑制した酸化チタン
粉末を提供するものである。
【０００５】
【課題の解決手段】本発明は、酸化チタン表面に吸着な
いし結合する有機基とケイ素原子に直接結合した水素基
とを有する有機ケイ素化合物によって酸化チタン粉末を
表面処理して疎水化することにより、酸化チタン表面に
発生する活性酸素を捕獲し、シリコーンゴムに対する着
色性ないし変色性を抑制したものである。
いし結合する有機基とケイ素原子に直接結合した水素基
とを有する有機ケイ素化合物によって酸化チタン粉末を
表面処理して疎水化することにより、酸化チタン表面に
発生する活性酸素を捕獲し、シリコーンゴムに対する着
色性ないし変色性を抑制したものである。
【０００６】すなわち、本発明は、(１)酸化チタン表面
に吸着ないし結合する有機基とケイ素原子に直接結合し
た水素基とを有する有機ケイ素化合物によって表面処理
することにより着色性を抑制したことを特徴とする表面
改質酸化チタン粉末に関するものである。
に吸着ないし結合する有機基とケイ素原子に直接結合し
た水素基とを有する有機ケイ素化合物によって表面処理
することにより着色性を抑制したことを特徴とする表面
改質酸化チタン粉末に関するものである。
【０００７】本発明は、(２) 前記有機ケイ素化合物が
次の一般式(I)： （式中、Ｒ1はメチル基、水素原子またはヒドロキシ基
から選択される基、または両末端のケイ素原子を結合し
て環状ポリシロキサンを形成するものであり、Ｒ2はメ
チル基、水素原子、フッ素原子またはフェニル基から選
択される基、ｍは１以上の整数、ｎは０以上の整数）に
より表される環状または鎖状オルガノポリシロキサンで
表面処理された表面改質酸化チタン粉末を含む。
次の一般式(I)： （式中、Ｒ1はメチル基、水素原子またはヒドロキシ基
から選択される基、または両末端のケイ素原子を結合し
て環状ポリシロキサンを形成するものであり、Ｒ2はメ
チル基、水素原子、フッ素原子またはフェニル基から選
択される基、ｍは１以上の整数、ｎは０以上の整数）に
より表される環状または鎖状オルガノポリシロキサンで
表面処理された表面改質酸化チタン粉末を含む。
【０００８】さらに本発明は以下の態様を含む。 (３) 前記有機ケイ素化合物が、上記一般式(I)の両末
端がメチル基によって封鎖された両末端トリメチル封鎖
鎖状オルガノポリシロキサンで表面処理された表面改質
酸化チタン粉末。 (４) 前記有機ケイ素化合物が、酸化チタン表面に吸着
ないし結合する少なくとも１種のアルキル基、アルコキ
シ基、ヒドロキシ基あるいはフェニル基を有するシラン
化合物で表面処理された表面改質酸化チタン粉末。 (５) シリコーンゴムの耐熱・難燃剤として用いられる
表面改質酸化チタン粉末。
端がメチル基によって封鎖された両末端トリメチル封鎖
鎖状オルガノポリシロキサンで表面処理された表面改質
酸化チタン粉末。 (４) 前記有機ケイ素化合物が、酸化チタン表面に吸着
ないし結合する少なくとも１種のアルキル基、アルコキ
シ基、ヒドロキシ基あるいはフェニル基を有するシラン
化合物で表面処理された表面改質酸化チタン粉末。 (５) シリコーンゴムの耐熱・難燃剤として用いられる
表面改質酸化チタン粉末。
【０００９】
【発明の実施形態】本発明の表面改質酸化チタン粉末
は、特にシリコーンゴムの耐熱性および難燃性向上剤と
して最適なものであって、酸化チタン表面に吸着ないし
結合する有機基とケイ素原子に直接結合した水素基とを
有する有機ケイ素化合物によって表面処理処理すること
により着色性を抑制したものである。なお、ここで着色
性を抑制したとは、酸化チタン粉末をシリコーンゴムな
どに添加した際にシリコーンゴムなどの着色ないし変色
が少ないことを云う。
は、特にシリコーンゴムの耐熱性および難燃性向上剤と
して最適なものであって、酸化チタン表面に吸着ないし
結合する有機基とケイ素原子に直接結合した水素基とを
有する有機ケイ素化合物によって表面処理処理すること
により着色性を抑制したものである。なお、ここで着色
性を抑制したとは、酸化チタン粉末をシリコーンゴムな
どに添加した際にシリコーンゴムなどの着色ないし変色
が少ないことを云う。
【００１０】(Ａ)酸化チタン粉末 本発明で使用される酸化チタン粉末は、従来、ゴム添加
剤として慣用されているいずれの種類でもよく、四塩化
チタンの火焔加水分解法で製造した乾式微粒子酸化チタ
ン、塩素法湿式微粒子酸化チタン、硫酸法湿式微粒子酸
化チタン、チタンアルコキシドの加水分解法で製造した
湿式微粒子酸化チタン等が例示される。このうち、四塩
化チタンの火焔加水分解法で製造した乾式微粒子酸化チ
タンが最も好ましい。また、これらの酸化チタン粉末は
シリコーンゴムに混練した際に、シリコーンゴムの強度
などの特性を損なわないように、１０〜１２０m2/gのＢ
ＥＴ比表面積を有するものが好ましい。
剤として慣用されているいずれの種類でもよく、四塩化
チタンの火焔加水分解法で製造した乾式微粒子酸化チタ
ン、塩素法湿式微粒子酸化チタン、硫酸法湿式微粒子酸
化チタン、チタンアルコキシドの加水分解法で製造した
湿式微粒子酸化チタン等が例示される。このうち、四塩
化チタンの火焔加水分解法で製造した乾式微粒子酸化チ
タンが最も好ましい。また、これらの酸化チタン粉末は
シリコーンゴムに混練した際に、シリコーンゴムの強度
などの特性を損なわないように、１０〜１２０m2/gのＢ
ＥＴ比表面積を有するものが好ましい。
【００１１】(Ｂ)有機ケイ素化合物（表面処理剤） 酸化チタン粉末を表面処理するのに用いる有機ケイ素化
合物は、酸化チタン表面に吸着ないし結合する有機基と
ケイ素原子に直接結合した水素基とを有する有機ケイ素
化合物である。ここで、吸着ないし結合とは、化合物が
酸化チタン表面に安定して保持される程度のものであれ
ばよく、特定の処理条件（例えば、加水分解条件）で当
該有機基が他の官能基に転じたり置換されて酸化チタン
表面に吸着あるいは結合するものを含む。因みに、化粧
料の添加剤として、メチルハイドロジェンシリコーンオ
イル処理した酸化チタンを用いることは従来知られてい
るが、上記有機ケイ素化合物による表面処理がシリコー
ンゴムの着色性ないし変色性を抑制する上で有効である
ことは知られておらず、このような表面改質酸化チタン
粉末をシリコーンゴムに用いたものはない。
合物は、酸化チタン表面に吸着ないし結合する有機基と
ケイ素原子に直接結合した水素基とを有する有機ケイ素
化合物である。ここで、吸着ないし結合とは、化合物が
酸化チタン表面に安定して保持される程度のものであれ
ばよく、特定の処理条件（例えば、加水分解条件）で当
該有機基が他の官能基に転じたり置換されて酸化チタン
表面に吸着あるいは結合するものを含む。因みに、化粧
料の添加剤として、メチルハイドロジェンシリコーンオ
イル処理した酸化チタンを用いることは従来知られてい
るが、上記有機ケイ素化合物による表面処理がシリコー
ンゴムの着色性ないし変色性を抑制する上で有効である
ことは知られておらず、このような表面改質酸化チタン
粉末をシリコーンゴムに用いたものはない。
【００１２】本発明において、このような表面処理した
酸化チタンを用いることによりシリコーンゴムの着色や
変色を防止する効果が得られる機構の詳細は明らかでは
ないが、上記有機ケイ素化合物が酸化チタン粉末表面に
吸着ないし結合して表面を疎水化すると共にケイ素原子
に直接結合した水素基が酸化チタン表面近くに存在する
ことにより、熱または光によって酸化チタン表面に発生
した活性酸素が捕捉・還元され、この結果、シリコーン
ゴムの酸化が防止されるものと考えられる。
酸化チタンを用いることによりシリコーンゴムの着色や
変色を防止する効果が得られる機構の詳細は明らかでは
ないが、上記有機ケイ素化合物が酸化チタン粉末表面に
吸着ないし結合して表面を疎水化すると共にケイ素原子
に直接結合した水素基が酸化チタン表面近くに存在する
ことにより、熱または光によって酸化チタン表面に発生
した活性酸素が捕捉・還元され、この結果、シリコーン
ゴムの酸化が防止されるものと考えられる。
【００１３】このような有機ケイ素化合物の例として
は、以下の構造を有する、(a)オルガノポリシロキサン
化合物および(b)シラン誘導体が挙げられる。(a)オルガノポリシロキサン化合物 本発明で有用な化合物には典型的には次式(I)で表され
るオルガノポリシロキサン化合物が含まれる。
は、以下の構造を有する、(a)オルガノポリシロキサン
化合物および(b)シラン誘導体が挙げられる。(a)オルガノポリシロキサン化合物 本発明で有用な化合物には典型的には次式(I)で表され
るオルガノポリシロキサン化合物が含まれる。
【００１４】上記化合物は、ポリシロキサン〔(Ｓｉ−
Ｏ)ｐ（ｐは２以上の整数）〕骨格により酸化チタン表
面に吸着または結合し得る。あるいは、末端もしくは側
鎖の反応性官能基またはポリシロキサン骨格の一部が切
れて生成した反応性基が酸化チタン粉末の表面の水酸基
と反応して、チタン−酸素−ケイ素の結合により、酸化
チタン粉末表面と化学的に結合する。
Ｏ)ｐ（ｐは２以上の整数）〕骨格により酸化チタン表
面に吸着または結合し得る。あるいは、末端もしくは側
鎖の反応性官能基またはポリシロキサン骨格の一部が切
れて生成した反応性基が酸化チタン粉末の表面の水酸基
と反応して、チタン−酸素−ケイ素の結合により、酸化
チタン粉末表面と化学的に結合する。
【００１５】上記式中において、Ｒ1はメチル基、水素
原子またはヒドロキシ基から選択される基、または両末
端のケイ素原子を結合して環状ポリシロキサンを形成す
るものである。また、Ｒ2はメチル基、水素原子、フッ
素原子またはフェニル基から選択される基である。式中
のｍは、水素原子を含むシロキサン単位の繰り返し数で
あり、１以上の整数である。また、ｎはジメチルシロキ
サン単位の繰り返し数であり、０または１以上の整数で
ある。なお、これらの繰り返し単位はブロック状に連続
していてもよいが、一般的には分子中に規則的にまたは
ランダムに分布する。
原子またはヒドロキシ基から選択される基、または両末
端のケイ素原子を結合して環状ポリシロキサンを形成す
るものである。また、Ｒ2はメチル基、水素原子、フッ
素原子またはフェニル基から選択される基である。式中
のｍは、水素原子を含むシロキサン単位の繰り返し数で
あり、１以上の整数である。また、ｎはジメチルシロキ
サン単位の繰り返し数であり、０または１以上の整数で
ある。なお、これらの繰り返し単位はブロック状に連続
していてもよいが、一般的には分子中に規則的にまたは
ランダムに分布する。
【００１６】環状ポリシロキサンを形成する場合以外
は、各Ｒ1基は上記範囲からそれぞれ独立に選択される
が、次式(II)に示すように、両末端のＲ1基が共にメチ
ル基である両末端メチル封鎖型の化合物が特に好まし
い。
は、各Ｒ1基は上記範囲からそれぞれ独立に選択される
が、次式(II)に示すように、両末端のＲ1基が共にメチ
ル基である両末端メチル封鎖型の化合物が特に好まし
い。
【００１７】
【００１８】重合度(ｍ＋ｎ＋２)は５〜６０程度が好ま
しい。５未満では揮発性が高く酸化チタンを表面処理す
る際に加熱により揮散してしまう。６０を超えると粘度
が高くなり酸化チタン表面を均一に処理することができ
ない。好ましくは、２〜５００cst程度の粘度を有する
ポリシロキサンを用いる。１分子中におけるＳｉ−Ｈの
含有率〔ｍ/(ｍ＋ｎ＋２)〕は、表面処理条件にもよる
が、通常、０.３以上が好ましい。０.３未満では酸化チ
タン表面の活性酸素を十分に補足できない。
しい。５未満では揮発性が高く酸化チタンを表面処理す
る際に加熱により揮散してしまう。６０を超えると粘度
が高くなり酸化チタン表面を均一に処理することができ
ない。好ましくは、２〜５００cst程度の粘度を有する
ポリシロキサンを用いる。１分子中におけるＳｉ−Ｈの
含有率〔ｍ/(ｍ＋ｎ＋２)〕は、表面処理条件にもよる
が、通常、０.３以上が好ましい。０.３未満では酸化チ
タン表面の活性酸素を十分に補足できない。
【００１９】このような化合物の具体例としては、メチ
ルハイドロジェンポリシロキサン、フェニルハイドロジ
ェンポリシロキサン、および次式(III)に示すテトラメ
チルテトラシクロシロキサン、ペンタメチルシクロペン
タシロキサン、オクタメチルテトラシロキサン、オクタ
メチルトリシロキサン等を挙げることができる。
ルハイドロジェンポリシロキサン、フェニルハイドロジ
ェンポリシロキサン、および次式(III)に示すテトラメ
チルテトラシクロシロキサン、ペンタメチルシクロペン
タシロキサン、オクタメチルテトラシロキサン、オクタ
メチルトリシロキサン等を挙げることができる。
【００２０】
【００２１】(b)シラン誘導体 また、本発明において表面処理剤として用いる上記有機
ケイ素化合物は、酸化チタン表面に吸着ないし結合する
有機基として、少なくとも１種のアルキル基、アルコキ
シ基、ヒドロキシ基あるいはフェニル基を有するシラン
誘導体であっても良い。
ケイ素化合物は、酸化チタン表面に吸着ないし結合する
有機基として、少なくとも１種のアルキル基、アルコキ
シ基、ヒドロキシ基あるいはフェニル基を有するシラン
誘導体であっても良い。
【００２２】上記シラン誘導体において、ヒドロキシ基
はそのまま、他の基は加水分解を受けてヒドロキシ基に
転じ、これが酸化チタン粉末の表面の水酸基と反応し
て、チタン−酸素−ケイ素の結合により、酸化チタン粉
末表面と化学的に結合する。アルコシキ基は好ましくは
メトキシまたはエトキシ基である。また、このシラン誘
導体は上記有機基と共にハロゲンを含むものを用いるこ
とができる。このような化合物の具体例としては、次式
(IV)に示すトリメトキシシラン、トリエトキシシラン等
を挙げることができる。
はそのまま、他の基は加水分解を受けてヒドロキシ基に
転じ、これが酸化チタン粉末の表面の水酸基と反応し
て、チタン−酸素−ケイ素の結合により、酸化チタン粉
末表面と化学的に結合する。アルコシキ基は好ましくは
メトキシまたはエトキシ基である。また、このシラン誘
導体は上記有機基と共にハロゲンを含むものを用いるこ
とができる。このような化合物の具体例としては、次式
(IV)に示すトリメトキシシラン、トリエトキシシラン等
を挙げることができる。
【００２３】
【００２４】(Ｃ)表面処理 酸化チタン粉末の疎水化およびシリコーンゴムに添加し
た際の着色性を少なくするために必要な上記有機ケイ素
化合物の量は、酸化チタン粉末の比表面積等によって適
宜変わるため特に限定されないが、通常酸化チタン粉末
１００重量部に対して、１〜３０重量部、好ましくは３
〜２０重量部の範囲である。有機ケイ素化合物の量が１
重量部未満では酸化チタン粉末の表面処理が不十分にな
る場合がある。また、３０重量部を超えて用いても効果
が飽和し、却ってシリコーンゴム製品の強度等に悪影響
を与える虞を生じる場合がある。
た際の着色性を少なくするために必要な上記有機ケイ素
化合物の量は、酸化チタン粉末の比表面積等によって適
宜変わるため特に限定されないが、通常酸化チタン粉末
１００重量部に対して、１〜３０重量部、好ましくは３
〜２０重量部の範囲である。有機ケイ素化合物の量が１
重量部未満では酸化チタン粉末の表面処理が不十分にな
る場合がある。また、３０重量部を超えて用いても効果
が飽和し、却ってシリコーンゴム製品の強度等に悪影響
を与える虞を生じる場合がある。
【００２５】上記有機ケイ素化合物で酸化チタン粉末を
処理するには、例えば、酸化チタン粉末に有機ケイ素化
合物を加え、均一になるまで混合してから加熱する。あ
るいは酸化チタン粉末を加熱下で混合しながら有機ケイ
素化合物を加え、均一になるまで混合してもよい。上記
加熱時の好ましい温度範囲は、１００〜３００℃の範囲
である。１００℃未満では酸化チタン粉末と有機ケイ素
化合物の反応が不十分で得られる酸化チタン粉末の疎水
化が十分に行われない可能性がある。
処理するには、例えば、酸化チタン粉末に有機ケイ素化
合物を加え、均一になるまで混合してから加熱する。あ
るいは酸化チタン粉末を加熱下で混合しながら有機ケイ
素化合物を加え、均一になるまで混合してもよい。上記
加熱時の好ましい温度範囲は、１００〜３００℃の範囲
である。１００℃未満では酸化チタン粉末と有機ケイ素
化合物の反応が不十分で得られる酸化チタン粉末の疎水
化が十分に行われない可能性がある。
【００２６】上記有機ケイ素化合物のケイ素に直結した
水素基はシリコーンゴムの着色性の改善に寄与する。従
って、本発明の粉末の製造時においては、有機ケイ素化
合物と酸化チタン粉末との反応をこの水素基が残存する
程度に留める必要がある。加熱温度が３００℃を越える
と、有機ケイ素化合物のケイ素に直結した水素基がすべ
て酸化チタン粉末の表面の水酸基と反応して消失し、シ
リコーンゴムに添加した際の着色性が改善されない可能
性がある。反応に要する時間は加熱温度によって適宜変
わるので特に限定されないが、均一な処理を行うために
は有機ケイ素化合物を加えた後１０分以上混合すること
が好ましい。
水素基はシリコーンゴムの着色性の改善に寄与する。従
って、本発明の粉末の製造時においては、有機ケイ素化
合物と酸化チタン粉末との反応をこの水素基が残存する
程度に留める必要がある。加熱温度が３００℃を越える
と、有機ケイ素化合物のケイ素に直結した水素基がすべ
て酸化チタン粉末の表面の水酸基と反応して消失し、シ
リコーンゴムに添加した際の着色性が改善されない可能
性がある。反応に要する時間は加熱温度によって適宜変
わるので特に限定されないが、均一な処理を行うために
は有機ケイ素化合物を加えた後１０分以上混合すること
が好ましい。
【００２７】なお、本発明の表面改質酸化チタンは、各
種シリコーンゴムの耐熱性や難燃性の向上剤として最適
であり、その配合量は、酸化チタンの粒径、シリコーン
ゴムや他の添加剤の種類等によって異なるが、通常は、
ゴム成分１００重量部に対して０.１〜３０重量部程度
が用いられる。
種シリコーンゴムの耐熱性や難燃性の向上剤として最適
であり、その配合量は、酸化チタンの粒径、シリコーン
ゴムや他の添加剤の種類等によって異なるが、通常は、
ゴム成分１００重量部に対して０.１〜３０重量部程度
が用いられる。
【００２８】
【実施例および比較例】以下に、本発明の実施例および
比較例を示す。なお、以下の例における有機ケイ素化合
物および酸化チタン粉末の特性値等は次のようにして測
定ないし確認した。
比較例を示す。なお、以下の例における有機ケイ素化合
物および酸化チタン粉末の特性値等は次のようにして測
定ないし確認した。
【００２９】(1)有機ケイ素化合物のSi-H水素含有量 水素ガス発生量から有機ケイ素化合物中のＳｉ-Ｈ水素
含有量を測定した。測定法は、試料約１gをフラスコ(10
0ml容量)に入れてｎ-ブタノール１０mlに溶解し、20％
苛性ソーダ液２０mlを徐々に添加して発生した水素ガス
をガスビュレットで測定し、次式に基づいて０℃、１気
圧におけるガス発生量に換算した。 水素ガス発生量(mg/g)＝０.３５９×Ｐ×Ｖ／(Ｔ×Ｓ) Ｐ：測定時の気圧(mmHg)、 Ｖ：発生水素量(ml) Ｔ：273＋ｔ℃ (測定時の温度)、 Ｓ：試料(g)
含有量を測定した。測定法は、試料約１gをフラスコ(10
0ml容量)に入れてｎ-ブタノール１０mlに溶解し、20％
苛性ソーダ液２０mlを徐々に添加して発生した水素ガス
をガスビュレットで測定し、次式に基づいて０℃、１気
圧におけるガス発生量に換算した。 水素ガス発生量(mg/g)＝０.３５９×Ｐ×Ｖ／(Ｔ×Ｓ) Ｐ：測定時の気圧(mmHg)、 Ｖ：発生水素量(ml) Ｔ：273＋ｔ℃ (測定時の温度)、 Ｓ：試料(g)
【００３０】(2)疎水化度 表面処理した酸化チタン粉末０.２g を１００mlのビー
カーに採取し、純水５０mlを加えた。この段階では、疎
水化された酸化チタン粉末は水面上に浮いている。ビー
カー内をマグネティックスターラーで撹袢しながら液面
下ヘメタノールを加え、液面上に酸化チタン粉末が認め
られなくなった点を終点とし、それまでに要したメタノ
ール量から疎水化度を次式により算出した。 疎水化度（Ｖ／Ｖ％）＝ｙ／（５０＋ｙ）×１００ ｙ：メタノ一ル使用量(ml)
カーに採取し、純水５０mlを加えた。この段階では、疎
水化された酸化チタン粉末は水面上に浮いている。ビー
カー内をマグネティックスターラーで撹袢しながら液面
下ヘメタノールを加え、液面上に酸化チタン粉末が認め
られなくなった点を終点とし、それまでに要したメタノ
ール量から疎水化度を次式により算出した。 疎水化度（Ｖ／Ｖ％）＝ｙ／（５０＋ｙ）×１００ ｙ：メタノ一ル使用量(ml)
【００３１】(3)ケイ素に直結する水素基の存在 赤外分光スペクトルで２２００cm-1付近に現れるＳｉ−
Ｈ伸縮振動のピークの有無で確認した。
Ｈ伸縮振動のピークの有無で確認した。
【００３２】(4)シリコーンゴム特性(耐熱性、難燃およ
び着色性） 両末端ジメチルビニルシリル基封鎖ビニル基含有オルガ
ノポリシロキサン(粘度10,000,000cs)１００重量部と疎
水性フュームドシリカ(日本アエロジル社製商品名:R97
2)４０重量部とからなるシリコーンゴム成分に、各例で
得られる酸化チタン粉末２重量部および両末端ジメチル
ヒドロキシル基封鎖オルガノポリシロキサン(粘度40cs)
２重量部を加え、１５０℃で１時間混練した後、更に硬
化剤として１％濃度の2,5−ジメチル，2,5−ジ(ターシ
ャリーブチルパーオキシ)へキサン１重量部を加えて混
練した。なお、ここで、両末端ジメチルヒドロキシル基
封鎖オルガノポリシロキサンは不都合な可塑戻りを防止
するために添加している。得られた混合物を１７０℃で
１０分間加圧成型して厚さ２mmのシートとし、２００℃
で４時間熱処理してシリコーンゴムシートを作成した。
これを２５０℃の送風乾燥機に一定時間放置した後、引
張り強度、伸び率、色差(Lab表色系における明度、色相
と彩度)を測定した。また、未処理の酸化チタン粉末を
添加したシートと比較して耐熱性および着色性を確認し
た。なお、表１の色差の値は以下のハンターにおける色
差式(標準板との色差)から求めた。 ΔＥ＝［(ΔＬ)2＋(Δａ)2＋(Δｂ)2］1/2
び着色性） 両末端ジメチルビニルシリル基封鎖ビニル基含有オルガ
ノポリシロキサン(粘度10,000,000cs)１００重量部と疎
水性フュームドシリカ(日本アエロジル社製商品名:R97
2)４０重量部とからなるシリコーンゴム成分に、各例で
得られる酸化チタン粉末２重量部および両末端ジメチル
ヒドロキシル基封鎖オルガノポリシロキサン(粘度40cs)
２重量部を加え、１５０℃で１時間混練した後、更に硬
化剤として１％濃度の2,5−ジメチル，2,5−ジ(ターシ
ャリーブチルパーオキシ)へキサン１重量部を加えて混
練した。なお、ここで、両末端ジメチルヒドロキシル基
封鎖オルガノポリシロキサンは不都合な可塑戻りを防止
するために添加している。得られた混合物を１７０℃で
１０分間加圧成型して厚さ２mmのシートとし、２００℃
で４時間熱処理してシリコーンゴムシートを作成した。
これを２５０℃の送風乾燥機に一定時間放置した後、引
張り強度、伸び率、色差(Lab表色系における明度、色相
と彩度)を測定した。また、未処理の酸化チタン粉末を
添加したシートと比較して耐熱性および着色性を確認し
た。なお、表１の色差の値は以下のハンターにおける色
差式(標準板との色差)から求めた。 ΔＥ＝［(ΔＬ)2＋(Δａ)2＋(Δｂ)2］1/2
【００３３】実施例１ ＢＥＴ比表面積が５０m2/gの乾式酸化チタン粉末２００
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながら両末端トリメチル封鎖メチルハイドロジェンポリ
シロキサン（粘度18cs、水素ガス発生量162ml/g）２０g
を添加した。更に撹拌を続けながら系内を窒素ガスで置
換し窒素ガスを流したまま２００℃まで昇温し、１０分
間保持後、室温まで冷却した。得られた表面処理酸化チ
タン粉末の疎水化度は６０％であり、この粉末の赤外分
光スペクトルは処理に用いたメチルハイドロジェンポリ
シロキサンと同様に２２００cm-1付近に鋭いシングルの
ピークが見られた。得られた表面処理酸化チタン粉末を
添加したシリコーンゴムシートの引張強度および伸び
率、色差を表１に示した。
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながら両末端トリメチル封鎖メチルハイドロジェンポリ
シロキサン（粘度18cs、水素ガス発生量162ml/g）２０g
を添加した。更に撹拌を続けながら系内を窒素ガスで置
換し窒素ガスを流したまま２００℃まで昇温し、１０分
間保持後、室温まで冷却した。得られた表面処理酸化チ
タン粉末の疎水化度は６０％であり、この粉末の赤外分
光スペクトルは処理に用いたメチルハイドロジェンポリ
シロキサンと同様に２２００cm-1付近に鋭いシングルの
ピークが見られた。得られた表面処理酸化チタン粉末を
添加したシリコーンゴムシートの引張強度および伸び
率、色差を表１に示した。
【００３４】実施例２ ＢＥＴ比表面積が２０m2/gの乾式酸化チタン粉末２００
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながら実施例１で使用した両末端トリメチル封鎖メチル
ハイドロジェンポリシロキサン１０gを添加した。更に
撹拌を続けながら系内を窒素ガスで置換し、窒素ガスを
流したまま２５０℃まで昇温し、１０分間保持後室温ま
で冷却した。得られた表面処理酸化チタン粉末の疎水化
度は６５％であり、この粉末の赤外分光スペクトルは２
２００cm-1付近に鋭いシングルのピークが見られた。こ
の酸化チタン粉末を配合して得たシリコーンゴムシート
の引張強度、伸び率、色差を表１に示した。
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながら実施例１で使用した両末端トリメチル封鎖メチル
ハイドロジェンポリシロキサン１０gを添加した。更に
撹拌を続けながら系内を窒素ガスで置換し、窒素ガスを
流したまま２５０℃まで昇温し、１０分間保持後室温ま
で冷却した。得られた表面処理酸化チタン粉末の疎水化
度は６５％であり、この粉末の赤外分光スペクトルは２
２００cm-1付近に鋭いシングルのピークが見られた。こ
の酸化チタン粉末を配合して得たシリコーンゴムシート
の引張強度、伸び率、色差を表１に示した。
【００３５】実施例３ ＢＥＴ比表面積が５０m2/gの乾式酸化チタン粉末２００
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながら両末端トリメチル封鎖メチルハイドロジェンポリ
シロキサン（粘度23cs、水素ガス発生量368ml/g）３０g
を添加した。更に撹拌を続けながら系内を窒素ガスで置
換し窒素ガスを流したまま１５０℃まで昇温し、１時間
保持後室温まで冷却した。得られた表面処理酸化チタン
粉末の疎水化度は５５％であり、この粉末の赤外分光ス
ペクトルは処理に用いたメチルハイドロジェンポリシロ
キサンと同様に２２００cm-1付近に鋭いシングルのピー
クが見られた。この酸化チタン粉末を配合して得たシリ
コーンゴムシートの引張強度、伸び率、色差を表１に示
した。
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながら両末端トリメチル封鎖メチルハイドロジェンポリ
シロキサン（粘度23cs、水素ガス発生量368ml/g）３０g
を添加した。更に撹拌を続けながら系内を窒素ガスで置
換し窒素ガスを流したまま１５０℃まで昇温し、１時間
保持後室温まで冷却した。得られた表面処理酸化チタン
粉末の疎水化度は５５％であり、この粉末の赤外分光ス
ペクトルは処理に用いたメチルハイドロジェンポリシロ
キサンと同様に２２００cm-1付近に鋭いシングルのピー
クが見られた。この酸化チタン粉末を配合して得たシリ
コーンゴムシートの引張強度、伸び率、色差を表１に示
した。
【００３６】実施例４ ＢＥＴ比表面積が２０m2/gの乾式酸化チタン粉末２００
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながら実施例３で使用した両末端トリメチル封鎖メチル
ハイドロジェンポリシロキサン６gを添加した。更に撹
拌を続けながら系内を窒素ガスで置換し、窒素ガスを流
したまま３００℃まで昇温し、５分間保持後室温まで冷
却した。得られた表面処理酸化チタン粉末の疎水化度は
４５％であり、この粉末の赤外分光スペクトルは２２０
０cm-1付近に鋭いシングルのピークが見られた。この酸
化チタン粉末を配合して得たシリコーンゴムシートの引
張強度、伸び率、色差を表１に示した。
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながら実施例３で使用した両末端トリメチル封鎖メチル
ハイドロジェンポリシロキサン６gを添加した。更に撹
拌を続けながら系内を窒素ガスで置換し、窒素ガスを流
したまま３００℃まで昇温し、５分間保持後室温まで冷
却した。得られた表面処理酸化チタン粉末の疎水化度は
４５％であり、この粉末の赤外分光スペクトルは２２０
０cm-1付近に鋭いシングルのピークが見られた。この酸
化チタン粉末を配合して得たシリコーンゴムシートの引
張強度、伸び率、色差を表１に示した。
【００３７】実施例５ ＢＥＴ比表面積が５０m2/gの乾式酸化チタン粉末２００
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながら１,２,３,４−テトラメチルテトラシクロシロキ
サン（環状オルガノポリシロキサン）１０gを添加し
た。更に撹拌を続けながら系内を窒素ガスで置換し、窒
素ガスを流したまま３００℃まで昇温し、５分間保持後
室温まで冷却した。得られた表面処理酸化チタン粉末の
疎水化度は４５％であった。この粉末の赤外分光スペク
トルは２２００cm-1付近に鋭いシングルのピークが見ら
れた。この酸化チタン粉末を配合して得たシリコーンゴ
ムシートの引張強度、伸び率、色差を表１に示した。
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながら１,２,３,４−テトラメチルテトラシクロシロキ
サン（環状オルガノポリシロキサン）１０gを添加し
た。更に撹拌を続けながら系内を窒素ガスで置換し、窒
素ガスを流したまま３００℃まで昇温し、５分間保持後
室温まで冷却した。得られた表面処理酸化チタン粉末の
疎水化度は４５％であった。この粉末の赤外分光スペク
トルは２２００cm-1付近に鋭いシングルのピークが見ら
れた。この酸化チタン粉末を配合して得たシリコーンゴ
ムシートの引張強度、伸び率、色差を表１に示した。
【００３８】実施例６ ＢＥＴ比表面積が５０m2/gの乾式酸化チタン粉末２００
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながらトリメトキシシラン(シラン誘導体)２０gを添加
した。更に撹拌を続けながら系内を窒素ガスで置換し、
窒素ガスを流したまま３００℃まで昇温し、５分間保持
後室温まで冷却した。得られた表面処理酸化チタン粉末
の疎水化度は４５％で、この粉末の赤外分光スペクトル
は２２００cm-1付近に鋭いシングルのピークが見られ
た。この酸化チタン粉末を配合して得たシリコーンゴム
シートの引張強度、伸び率、色差を表１に示した。
gを内容量５リットルのセパラブルフラスコにとり、混合し
ながらトリメトキシシラン(シラン誘導体)２０gを添加
した。更に撹拌を続けながら系内を窒素ガスで置換し、
窒素ガスを流したまま３００℃まで昇温し、５分間保持
後室温まで冷却した。得られた表面処理酸化チタン粉末
の疎水化度は４５％で、この粉末の赤外分光スペクトル
は２２００cm-1付近に鋭いシングルのピークが見られ
た。この酸化チタン粉末を配合して得たシリコーンゴム
シートの引張強度、伸び率、色差を表１に示した。
【００３９】比較例１ Ｓｉ−Ｈ基としての水素を有しないジメチルポリシロキ
サン(粘度20cs)を用いたほかは実施例３と全く同様にし
て酸化チタンの表面処理を行った。得られた表面処理酸
化チタン粉末の疎水化度は６０％であった。この酸化チ
タン粉末を配合して得たシリコーンゴムシートの引張強
度、伸び率、色差を表１に示した。
サン(粘度20cs)を用いたほかは実施例３と全く同様にし
て酸化チタンの表面処理を行った。得られた表面処理酸
化チタン粉末の疎水化度は６０％であった。この酸化チ
タン粉末を配合して得たシリコーンゴムシートの引張強
度、伸び率、色差を表１に示した。
【００４０】比較例２ Ｓｉ−Ｈ基としての水素を有しないジメチルポリシロキ
サン(粘度20cs)を用いたほかは実施例４と全く同様にし
て酸化チタンの表面処理を行った。得られた表面処理酸
化チタン粉末の疎水化度は４５％であった。この酸化チ
タン粉末を配合して得たシリコーンゴムシートの引張強
度、伸び率、色差を表１に示した。
サン(粘度20cs)を用いたほかは実施例４と全く同様にし
て酸化チタンの表面処理を行った。得られた表面処理酸
化チタン粉末の疎水化度は４５％であった。この酸化チ
タン粉末を配合して得たシリコーンゴムシートの引張強
度、伸び率、色差を表１に示した。
【００４１】上記比較例１、２の他に、表面処理を行わ
ない酸化チタン粉末（未処理1：BET比表面積50m2/g、未
処理2：BET比表面積20m2/g）を実施例１と同様にシリコ
ーンゴムに配合し、その引張強度、伸び率、色差を測定
した。この結果を表１に示した。また比較基準として、
酸化チタンを添加しないシリコーンゴムについて、その
引張強度、伸び率を表１に示した。
ない酸化チタン粉末（未処理1：BET比表面積50m2/g、未
処理2：BET比表面積20m2/g）を実施例１と同様にシリコ
ーンゴムに配合し、その引張強度、伸び率、色差を測定
した。この結果を表１に示した。また比較基準として、
酸化チタンを添加しないシリコーンゴムについて、その
引張強度、伸び率を表１に示した。
【００４２】
【表１】
【００４３】表１に示すように、本実施例のものは、加
熱７日後の引張強度および伸び率が何れも比較例より大
きく、機械的特性に優れる。また、本実施例では、加熱
３日後および７日後の色差が比較例よりも大幅に小さ
く、変色抑制効果が高い。
熱７日後の引張強度および伸び率が何れも比較例より大
きく、機械的特性に優れる。また、本実施例では、加熱
３日後および７日後の色差が比較例よりも大幅に小さ
く、変色抑制効果が高い。
【００４４】
【発明の効果】本発明の表面改質酸化チタン粉末は、表
面にケイ素原子に直結した水素基(Si-H)が存在するの
で、従来用いられていた未処理の酸化チタン粉末におい
て問題となっていたシリコーンゴムの着色性や変色の問
題を引き起こすことがない。このため、本発明の表面改
質酸化チタン粉末は、これをシリコーンゴムの耐熱難燃
剤として用いた場合、色調の経時変化の少ない耐熱性お
よび難燃性シリコーンゴムを得ることができる。その
他、シリコーンゴムと同様の使用環境にある用途におい
て同様の効果を得ることができる。
面にケイ素原子に直結した水素基(Si-H)が存在するの
で、従来用いられていた未処理の酸化チタン粉末におい
て問題となっていたシリコーンゴムの着色性や変色の問
題を引き起こすことがない。このため、本発明の表面改
質酸化チタン粉末は、これをシリコーンゴムの耐熱難燃
剤として用いた場合、色調の経時変化の少ない耐熱性お
よび難燃性シリコーンゴムを得ることができる。その
他、シリコーンゴムと同様の使用環境にある用途におい
て同様の効果を得ることができる。
Claims (5)
- 【請求項１】 酸化チタン表面に吸着ないし結合する有
機基とケイ素原子に直接結合した水素基とを有する有機
ケイ素化合物によって表面処理することにより着色性を
抑制したことを特徴とする表面改質酸化チタン粉末。 - 【請求項２】 前記有機ケイ素化合物が次の一般式
(I)： （式中、Ｒ1はメチル基、水素原子またはヒドロキシ基
から選択される基、または両末端のケイ素原子を結合し
て環状ポリシロキサンを形成するものであり、Ｒ2はメ
チル基、水素原子、フッ素原子またはフェニル基から選
択される基、ｍは１以上の整数、ｎは０以上の整数）に
より表される環状または鎖状オルガノポリシロキサンで
表面処理された請求項１に記載の表面改質酸化チタン粉
末。 - 【請求項３】 前記有機ケイ素化合物が、上記一般式
(I)の両末端がメチル基によって封鎖された両末端トリ
メチル封鎖鎖状オルガノポリシロキサンで表面処理され
た請求項２に記載の表面改質酸化チタン粉末。 - 【請求項４】 前記有機ケイ素化合物が、酸化チタン表
面に吸着ないし結合する少なくとも１種のアルキル基、
アルコキシ基、ヒドロキシ基あるいはフェニル基を有す
るシラン化合物で表面処理された請求項１に記載の表面
改質酸化チタン粉末。 - 【請求項５】 シリコーンゴムの耐熱・難燃剤として用
いられる請求項１〜４のいずれかに記載の表面改質酸化
チタン粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8006797A JPH10279308A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 表面改質酸化チタン粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8006797A JPH10279308A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 表面改質酸化チタン粉末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10279308A true JPH10279308A (ja) | 1998-10-20 |
Family
ID=13707895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8006797A Pending JPH10279308A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 表面改質酸化チタン粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10279308A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001026423A (ja) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | ルチル型超微粒子二酸化チタンの製造方法 |
| DE10213364B4 (de) * | 2002-03-26 | 2006-12-21 | Degussa Ag | Verfahren zur Hitzestabilisierung von Siliconkautschuk |
| JP2007084832A (ja) * | 2000-05-09 | 2007-04-05 | Daikin Ind Ltd | クリーンフィラーを配合した架橋性フッ素系エラストマー組成物 |
| KR101242534B1 (ko) | 2011-08-16 | 2013-03-12 | 전남대학교산학협력단 | 실리카 보강 ｓｂｒ 배합고무의 동적성질을 향상시키는 티타니아 첨가제의 표면처리 방법 |
| JP2017105895A (ja) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 信越化学工業株式会社 | シリコーンゴム組成物及びその硬化物 |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP8006797A patent/JPH10279308A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001026423A (ja) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | ルチル型超微粒子二酸化チタンの製造方法 |
| JP2007084832A (ja) * | 2000-05-09 | 2007-04-05 | Daikin Ind Ltd | クリーンフィラーを配合した架橋性フッ素系エラストマー組成物 |
| DE10213364B4 (de) * | 2002-03-26 | 2006-12-21 | Degussa Ag | Verfahren zur Hitzestabilisierung von Siliconkautschuk |
| KR101242534B1 (ko) | 2011-08-16 | 2013-03-12 | 전남대학교산학협력단 | 실리카 보강 ｓｂｒ 배합고무의 동적성질을 향상시키는 티타니아 첨가제의 표면처리 방법 |
| WO2013025041A3 (ko) * | 2011-08-16 | 2013-05-30 | 전남대학교 산학협력단 | 실리카 보강 sbr 배합고무의 동적성질을 향상시키는 티타니아 첨가제의 표면처리 방법 |
| JP2017105895A (ja) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 信越化学工業株式会社 | シリコーンゴム組成物及びその硬化物 |
| CN106854367A (zh) * | 2015-12-08 | 2017-06-16 | 信越化学工业株式会社 | 硅橡胶组合物及其固化的产物 |
| KR20170067658A (ko) * | 2015-12-08 | 2017-06-16 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 실리콘 고무 조성물 및 그 경화물 |
| US10227453B2 (en) | 2015-12-08 | 2019-03-12 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Silicone rubber composition and cured product thereof |
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