JP2008222849A - 耐疲労性に優れた硬化物を与える硬化性シリコーンゴム組成物及びその硬化物 - Google Patents
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Abstract
【課題】3本ロールミルによる強制分散工程を導入することなく、耐伸長疲労性や耐屈曲疲労性などの耐疲労性が改良された硬化物を与える硬化性シリコーンゴム組成物およびその硬化物を提供する。
【解決手段】(A)下記平均組成式(1):R1 aSiO4-a/2(式中、R1は同一又は異種の非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、aは1.95〜2.05の正数である。)で表わされ、平均重合度が3,000〜30,000の範囲にあるオルガノポリシロキサン 100質量部、(B)BET法による比表面積が120〜350m2/gであり、且つ嵩密度が15g/L以上40g/L未満である補強性充填剤 10〜100質量部、および(C)硬化剤、を含有する硬化性シリコーンゴム組成物、ならびにその硬化物。
【選択図】なし
【解決手段】(A)下記平均組成式(1):R1 aSiO4-a/2(式中、R1は同一又は異種の非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、aは1.95〜2.05の正数である。)で表わされ、平均重合度が3,000〜30,000の範囲にあるオルガノポリシロキサン 100質量部、(B)BET法による比表面積が120〜350m2/gであり、且つ嵩密度が15g/L以上40g/L未満である補強性充填剤 10〜100質量部、および(C)硬化剤、を含有する硬化性シリコーンゴム組成物、ならびにその硬化物。
【選択図】なし
Description
本発明は、耐伸長疲労性や耐屈曲疲労性などの耐疲労性が改良された硬化物を与える硬化性シリコーンゴム組成物およびその硬化物に関する。
シリコーンゴムは、電気特性、耐熱性、耐寒性、耐候性、耐圧縮永久歪性、ゴム弾性等の特性に優れており、さらには毒性がないため、電気・電子部品、各種事務機器、自動車、航空機等の部品、食品製造装置部品、医療器具部品、レジャー用品等の広い分野で使用されている。その場合、静的用途のみならず、電卓及びプッシュホン等におけるラバーコンタクト、キーボード、自動車の等速ジョイントカバーブーツ、ダイヤフラム、ポンプチューブ等の動的用途にも多く使用されている。
しかしながら、従来公知のシリコーンゴムは、特に動的用途においては、耐伸長疲労性や耐屈曲疲労性などの耐疲労性が必ずしも満足できるものではなく、その改良が望まれている。
その対策として、合成ゴムの耐動的疲労性向上のために一般的に採用される手段、例えば、均一架橋化、低架橋密度化、低モジュラス化、充填剤使用量の低減化、充填剤の均一分散化、充填剤中の粗粒除去等が、シリコーンゴムにも採用されている。しかし、このような手段によっても、シリコーンゴムの耐疲労性は、未だ満足し得るものではない。これ以外に、オルガノハイドロジェンポリシロキサンを添加する方法(特許文献1参照)、フッ素含有低分子量重合体を添加する方法(特許文献2参照)、酸強度調整剤を使用する方法(特許文献3参照)、アルコキシ基含有オルガノポリシロキサンを添加する方法(特許文献4参照)も提案されている。
特開昭62−197454号公報
特開昭63−150350号公報
特開平3−281572号公報
特開平4−108857号公報
前記の手段の中でも、充填剤の均一分散化、充填剤中の粗粒除去等に特に有効であるものとして、例えば、3本ロールミルによる強制分散工程の導入が挙げられる。しかし、生産性、得られるシリコーンゴム硬化物の品質等の向上の観点からは、このような強制分散工程を導入することなく、シリコーンゴムの耐疲労性を向上させることが望まれている。そこで、本発明の課題は、3本ロールミルによる強制分散工程を導入することなく、耐伸長疲労性や耐屈曲疲労性などの耐疲労性が改良された硬化物を与える硬化性シリコーンゴム組成物およびその硬化物を提供することである。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、硬化性シリコーンゴム組成物中に用いる補強性充填剤として、嵩密度が40〜70g/Lである通常使用されるものに代えて、嵩密度が15g/L以上40g/L未満というより低い範囲にあるものを用いる事で、3本ロールミルによる強制分散工程を導入しなくても、該強制分散工程を導入して得られた硬化物よりも、耐伸長疲労性や耐屈曲疲労性などの耐疲労性に優れた硬化物が得られる事を見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は第一に、
(A)下記平均組成式(1):
R1 aSiO4-a/2 (1)
(式中、R1は同一又は異種の非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、aは1.95〜2.05の正数である。)
で表わされ、平均重合度が3,000〜30,000の範囲にあるオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)BET法による比表面積が120〜350m2/gであり、且つ嵩密度が15g/L以上40g/L未満である補強性充填剤 10〜100質量部、および
(C)硬化剤
を含有する硬化性シリコーンゴム組成物を提供する。
(A)下記平均組成式(1):
R1 aSiO4-a/2 (1)
(式中、R1は同一又は異種の非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、aは1.95〜2.05の正数である。)
で表わされ、平均重合度が3,000〜30,000の範囲にあるオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)BET法による比表面積が120〜350m2/gであり、且つ嵩密度が15g/L以上40g/L未満である補強性充填剤 10〜100質量部、および
(C)硬化剤
を含有する硬化性シリコーンゴム組成物を提供する。
本発明は第二に、前記の硬化性シリコーンゴム組成物を硬化させることにより得られるシリコーンゴム硬化物を提供する。
本発明によれば、3本ロールミルによる強制分散工程を導入しなくても、耐伸長疲労性や耐屈曲疲労性などの耐疲労性が改良された硬化物を与える硬化性シリコーンゴム組成物およびその硬化物を得ることができる。本発明の硬化物は、静的用途のみならず、動的用途にも広く使用することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
[(A)成分]
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式(1):
R1 aSiO4-a/2 (1)
(式中、R1は同一又は異種の非置換もしくは置換の、炭素原子数が好ましくは1〜12、より好ましくは1〜8の一価炭化水素基であり、aは1.95〜2.05の正数である。)
で表わされ、平均重合度が3,000〜30,000の範囲にあるオルガノポリシロキサンである。
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式(1):
R1 aSiO4-a/2 (1)
(式中、R1は同一又は異種の非置換もしくは置換の、炭素原子数が好ましくは1〜12、より好ましくは1〜8の一価炭化水素基であり、aは1.95〜2.05の正数である。)
で表わされ、平均重合度が3,000〜30,000の範囲にあるオルガノポリシロキサンである。
平均組成式(1)においてR1としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基などのアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基などのアルケニル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などのアリール基;ベンジル基、2−フェニルエチル基、β-フェニルプロピル基等のアラルキル基;これらの炭化水素基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換したクロロメチル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基、2−(ノナフルオロブチル)エチル基、2−(ヘプタデカフルオロオクチル)エチル基、p−クロロフェニル基、シアノエチル基などが挙げられる。
上記aは1.95〜2.05の正数である。
(A)成分のオルガノポリシロキサンは基本的には、分子鎖(主鎖)がジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなる直鎖状のジオルガノポリシロキサンであるが、一部分岐していてもよい。
このオルガノポリシロキサンの分子鎖末端を封鎖する基としては、例えば、トリメチルシリル基、ジメチルビニル基、メチルジビニル基、トリビニルシリル基などが挙げられる。
(A)成分のオルガノポリシロキサンの平均重合度は、通常、3,000〜30,000、好ましくは4,000〜20,000、より好ましくは5,000〜15,000の範囲にある。平均重合度は、ポリスチレンを分子量マーカーとしてGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により(A)成分の数平均分子量を測定し、式:
平均重合度=(A)成分の数平均分子量/(A)成分の繰り返し単位の分子量
により計算して求めることができる。(A)成分中に複数種の繰り返し単位が含まれる場合、上記式中の「(A)成分の繰り返し単位の分子量」はこれら複数種の繰り返し単位の数平均分子量である。
平均重合度=(A)成分の数平均分子量/(A)成分の繰り返し単位の分子量
により計算して求めることができる。(A)成分中に複数種の繰り返し単位が含まれる場合、上記式中の「(A)成分の繰り返し単位の分子量」はこれら複数種の繰り返し単位の数平均分子量である。
また、(A)成分のオルガノポリシロキサンが液状である場合、その平均重合度が上記の範囲にあることに加え、25℃においてオストワルド粘度計を用いて測定されるその動粘度が、100mm2/s以上であることが好ましく、100,000〜10,000,000mm2/sであることがより好ましい。
(A)成分は、1種単独で用いても、平均重合度や分子構造の異なる2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらオルガノポリシロキサンは、下記のとおり、組成物の硬化タイプによって最適なものを選択することができる。
本発明組成物が付加反応硬化型のものである場合、(A)成分としては、例えば、一分子中に少なくとも1個、好ましくは少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンが挙げられる。このケイ素原子結合アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基などが挙げられるが、好ましくは、ビニル基である。
このようなケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンとしては、例えば、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチル(3,3,3−トリフルオロプロピル)ポリシロキサンなどが挙げられる。
本発明組成物が有機過酸化物硬化型のものである場合、(A)成分は限定されないが、その好ましい例としては、一分子中に少なくとも1個、好ましくは少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンが挙げられる。このケイ素原子結合アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基などが挙げられるが、好ましくは、ビニル基である。
このようなケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンとしては、例えば、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチル(3,3,3−トリフルオロプロピル)ポリシロキサンなどが挙げられる。
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、従来公知の方法によって製造することができる。例えば、目的とするオルガノポリシロキサンの構造中に含まれるシロキサン単位の割合に応じて、相当するオルガノハロゲノシランの1種又は2種以上を、場合により炭素原子数1〜4のアルコール存在下に共加水分解縮合させ、副生するハロゲン化水素酸および低沸点成分を除去することによって目的物を得ることができる。また、アルカリ性又は酸性の触媒を用いて、場合により加水分解のための水の存在下に、環状ポリシロキサン(シロキサンの3量体あるいは4量体など)を開環重合させた後、使用した触媒や低沸点成分を除去することによっても、目的とするオルガノポリシロキサンを得ることができる。
[(B)成分]
(B)成分の補強性充填剤は、機械的強度に優れ、かつ、耐伸長疲労性や耐屈曲疲労性などの耐疲労性が改良された硬化物を得るために使用される。この目的のためには、補強性充填剤は、BET法による比表面積が120〜350m2/g、好ましくは180〜350m2/gであり、且つ嵩密度が15g/L以上40g/L未満、好ましくは20〜35g/Lである。
(B)成分の補強性充填剤は、機械的強度に優れ、かつ、耐伸長疲労性や耐屈曲疲労性などの耐疲労性が改良された硬化物を得るために使用される。この目的のためには、補強性充填剤は、BET法による比表面積が120〜350m2/g、好ましくは180〜350m2/gであり、且つ嵩密度が15g/L以上40g/L未満、好ましくは20〜35g/Lである。
補強性充填剤をゴムコンパウンドに配合する場合、通常、補強性充填剤の嵩密度は40〜70g/Lであることが好ましいと考えられてきた。嵩密度がこの範囲内にあると、補強性充填剤の配合時間が短縮され、生産性が向上するためである。しかし、嵩密度がこの範囲にあると、二次凝集した補強性充填剤が分散しにくくなるので、耐伸長疲労性や耐屈曲疲労性などの耐疲労性に優れた硬化物を得るのには適していない。
上記のとおり、本発明において(B)成分の補強性充填剤は嵩密度が15g/L以上40g/L未満である。嵩密度がこの範囲内にあると、嵩密度が40〜70g/Lである補強性充填剤を用いた場合と比べて配合時間にも生産性にも大差は生じず、また、3本ロールミルによる強制分散工程を導入しなくても、耐疲労性に優れた硬化物を得ることができる。
なお、嵩密度の測定は、AEROSIL(登録商標)技術レポート、No.15、p.1に記載の嵩密度の測定方法に準じて行う。具体的には以下のとおりである。紙の上にのせた補強性充填剤を100mlのメスシリンダーにゆっくり加えて、補強性充填剤が占める嵩体積を100mlとする。この操作は、補強性充填剤を叩いたり落としたりしないようにして行う。補強性充填剤を加える前後でメスシリンダー全体の質量を測定し、その差を補強性充填剤質量とする。次式から嵩密度を求める。
嵩密度(g/L)=補強性充填剤質量(g)/0.1(L)
嵩密度(g/L)=補強性充填剤質量(g)/0.1(L)
(B)成分の補強性充填剤としては、例えば、微粉末シリカが挙げられる。(B)成分の具体例としては、煙霧質シリカ(乾式シリカ)、沈殿シリカ(湿式シリカ)が挙げられ、煙霧質シリカ(乾式シリカ)が好ましい。また、これらの表面をオルガノポリシロキサン、オルガノポリシラザン、クロロシラン、アルコキシシラン等で疎水化処理してもよい。(B)成分の補強性充填剤は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
(B)成分の補強性充填剤の添加量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対し、通常、10〜100質量部、好ましくは15〜90質量部、特に好ましくは30〜80質量部である。該添加量が10質量部未満では十分な補強効果を得にくい。該添加量が100質量部より多いと、得られるシリコーン組成物の加工性が悪くなりやすく、また、得られるシリコーンゴム硬化物の物理特性が低下しやすい。
[(C)成分]
(C)成分の硬化剤は、本発明の硬化性シリコーンゴム組成物を硬化させてゴム状弾性体を得るための反応に応じて適宜選択されるものである。その反応の好ましい例としては、(1)有機過酸化物による架橋反応、(2)硬化性シリコーンゴム組成物の付加反応用硬化剤、即ち、オルガノハイドロジェンポリシロキサンと付加反応触媒との組み合わせによる架橋反応、および(1)と(2)の架橋反応の組み合わせ等が挙げられる。即ち、(C)成分の好ましい例としては、(i)有機過酸化物、(ii)オルガノハイドロジェンポリシロキサンと付加反応触媒との組み合わせ、および(i)と(ii)との併用系が挙げられる。
(C)成分の硬化剤は、本発明の硬化性シリコーンゴム組成物を硬化させてゴム状弾性体を得るための反応に応じて適宜選択されるものである。その反応の好ましい例としては、(1)有機過酸化物による架橋反応、(2)硬化性シリコーンゴム組成物の付加反応用硬化剤、即ち、オルガノハイドロジェンポリシロキサンと付加反応触媒との組み合わせによる架橋反応、および(1)と(2)の架橋反応の組み合わせ等が挙げられる。即ち、(C)成分の好ましい例としては、(i)有機過酸化物、(ii)オルガノハイドロジェンポリシロキサンと付加反応触媒との組み合わせ、および(i)と(ii)との併用系が挙げられる。
(i)有機過酸化物
有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、2、4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、4-メチルベンゾイルパーオキサイド、2-メチルベンゾイルパーオキサイド、2,4-ジメチルベンゾイルパーオキサイド、1,4−ビス(パラ−トルオイルパーオキシカルボニルオキシ)ブタン、1,6−ビス(2,4−ジメチルベンゾイルパーオキシカルボニルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、クミル-t-ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物が挙げられる。常圧熱気加硫を行う場合には、ベンゾイルパーオキサイド、2、4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、4-メチルベンゾイルパーオキサイド等のジアシル系有機過酸化物が一般的に用いられる。尚、これらの有機過酸化物は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、2、4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、4-メチルベンゾイルパーオキサイド、2-メチルベンゾイルパーオキサイド、2,4-ジメチルベンゾイルパーオキサイド、1,4−ビス(パラ−トルオイルパーオキシカルボニルオキシ)ブタン、1,6−ビス(2,4−ジメチルベンゾイルパーオキシカルボニルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、クミル-t-ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物が挙げられる。常圧熱気加硫を行う場合には、ベンゾイルパーオキサイド、2、4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、4-メチルベンゾイルパーオキサイド等のジアシル系有機過酸化物が一般的に用いられる。尚、これらの有機過酸化物は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機過酸化物の配合量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して、好ましくは0.05〜15質量部、より好ましくは0.2〜5質量部である。該配合量がこの範囲内にあると、架橋が十分となりやすく、また、該添加量の増加に応じて硬化速度が向上しやすいので、経済的に有利となりやすく、更に、得られる硬化物から未反応物や分解残査を短時間で除去することができる。
(ii)オルガノハイドロジェンポリシロキサンと付加反応触媒との組み合わせ
・付加反応触媒
付加反応触媒は、(A)成分中のアルケニル基と(ii)の硬化剤中のオルガノハイドロジェンポリシロキサンのケイ素原子結合水素原子(即ち、SiH基)とを付加反応させる触媒である。付加反応触媒は一種単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。
・付加反応触媒
付加反応触媒は、(A)成分中のアルケニル基と(ii)の硬化剤中のオルガノハイドロジェンポリシロキサンのケイ素原子結合水素原子(即ち、SiH基)とを付加反応させる触媒である。付加反応触媒は一種単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。
付加反応触媒としては、従来公知のいずれのものも使用することができ、例えば、白金族の金属単体、その化合物等の白金族金属系触媒が挙げられる。その具体例としては、シリカ、アルミナ又はシリカゲルのような担体に吸着させた微粒子状白金金属、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸六水塩とオレフィン又はジビニルジメチルポリシロキサンとの錯体、塩化白金酸六水塩のアルコール溶液、パラジウム触媒、ロジウム触媒などが挙げられる。
付加反応触媒の添加量は、上記付加反応を促進できる有効量であればよく、例えば、付加反応触媒として白金族金属系触媒を用いる場合、通常、白金族金属量に換算して(A)成分のオルガノポリシロキサンに対して1〜1,000ppm(質量基準。以下、同様)の範囲であり、好ましくは10〜100ppmの範囲である。該添加量がこの範囲内にあると、付加反応が十分に促進されやすく、また、硬化が十分となりやすく、更に、該添加量の増加に応じて付加反応の速度が向上しやすいので、経済的にも有利となりやすい。
・オルガノハイドロジェンポリシロキサン
オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、付加反応用架橋剤として用いられ、一分子中に2個以上、好ましくは3個以上のSiH基を含有する限り、直鎖状および環状のいずれであってもよく、分枝していてもよい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンは一種単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、付加反応硬化型シリコーンゴム組成物の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いることができ、例えば、下記平均組成式(2):
R2 xHySiO(4-x-y)/2 (2)
(式中、R2は脂肪族不飽和基を除く、同一又は異種の非置換もしくは置換の、炭素原子数が好ましくは1〜12、より好ましくは1〜8の一価炭化水素基であり、xおよびyは1≦x≦2.2、0.002≦y≦1、および1.002≦x+y≦3を満たす正数である。)
で示されるものが挙げられる。上記R2の具体例としては、上記R1について例示したもののうち、非置換または置換のアルケニル基以外のものと同様のものが挙げられる。
オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、付加反応用架橋剤として用いられ、一分子中に2個以上、好ましくは3個以上のSiH基を含有する限り、直鎖状および環状のいずれであってもよく、分枝していてもよい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンは一種単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、付加反応硬化型シリコーンゴム組成物の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いることができ、例えば、下記平均組成式(2):
R2 xHySiO(4-x-y)/2 (2)
(式中、R2は脂肪族不飽和基を除く、同一又は異種の非置換もしくは置換の、炭素原子数が好ましくは1〜12、より好ましくは1〜8の一価炭化水素基であり、xおよびyは1≦x≦2.2、0.002≦y≦1、および1.002≦x+y≦3を満たす正数である。)
で示されるものが挙げられる。上記R2の具体例としては、上記R1について例示したもののうち、非置換または置換のアルケニル基以外のものと同様のものが挙げられる。
このオルガノハイドロジェンポリシロキサンが直鎖状の場合、SiH基は、分子鎖末端および分子鎖末端でない部分のどちらか一方にのみ存在していても、その両方に存在していてもよい。また、25℃においてオストワルド粘度計を用いて測定されるこのオルガノハイドロジェンポリシロキサンの動粘度は300mm2/s以下であることが好ましい。
上記オルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、(A)成分中のアルケニル基1モルに対し、該オルガノハイドロジェンポリシロキサン中のSiH基の量が好ましくは0.5〜10モル、より好ましくは1〜4モルとなる量である。該配合量がこの範囲内にあると、架橋が十分となりやすく、硬化後には、機械的強度が十分となりやすく、他の物理特性、特に耐熱性と耐圧縮永久歪み性を維持しやすい。このような配合量は、例えば、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して該オルガノハイドロジェンポリシロキサンを0.01〜10質量部配合することにより実現できる。
[その他の成分]
本発明の硬化性シリコーンゴム組成物には、必要に応じて、粉砕石英、珪藻土等の非補強性シリカ、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック、炭酸カルシウム等の充填剤、着色剤、耐熱向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導率向上剤等の添加剤;離型剤;アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、分子鎖両末端シラノール基封鎖低分子シロキサン等の分散剤などを添加してもよい。更に、(C)成分として、白金族金属系触媒を含む硬化剤を用いる場合、本発明の硬化性シリコーンゴム組成物には、ポリメチルビニルシロキサン環状化合物、アセチレン基含有アルコール、過酸化物等の公知の白金族金属系触媒抑制剤を添加するのが好ましい。
本発明の硬化性シリコーンゴム組成物には、必要に応じて、粉砕石英、珪藻土等の非補強性シリカ、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック、炭酸カルシウム等の充填剤、着色剤、耐熱向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導率向上剤等の添加剤;離型剤;アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、分子鎖両末端シラノール基封鎖低分子シロキサン等の分散剤などを添加してもよい。更に、(C)成分として、白金族金属系触媒を含む硬化剤を用いる場合、本発明の硬化性シリコーンゴム組成物には、ポリメチルビニルシロキサン環状化合物、アセチレン基含有アルコール、過酸化物等の公知の白金族金属系触媒抑制剤を添加するのが好ましい。
[製造方法]
本発明の硬化性シリコーンゴム組成物は、上記成分を2本ロールミル、バンバリーミキサー、ドューミキサー(ニーダー)などのゴム混練り機を用いて均一に混合することにより得ることができる。
本発明の硬化性シリコーンゴム組成物は、上記成分を2本ロールミル、バンバリーミキサー、ドューミキサー(ニーダー)などのゴム混練り機を用いて均一に混合することにより得ることができる。
[硬化方法]
このようにして調製された硬化性シリコーンゴム組成物を加熱硬化させることにより、容易にシリコーンゴム硬化物を得ることができる。硬化方法は、加硫のための熱を硬化性シリコーンゴム組成物に十分にかけられる方法であれば、特に制限されるものではない。また、本発明の硬化性シリコーンゴム組成物の成形方法は特に制限されず、その例としては、押出成形による連続加硫、プレスまたはインジェクションによる型成型などが挙げられ、特にプレスによる型成型が好適に採用される。加熱温度は、100〜500℃であることが好ましく、特に200〜400℃であることが好ましい。加熱時間は、数秒〜1時間であることが好ましく、特に10秒〜30分であることが好ましい。また、必要に応じ、180〜250℃で1〜10時間程度二次加硫してもよい。
このようにして調製された硬化性シリコーンゴム組成物を加熱硬化させることにより、容易にシリコーンゴム硬化物を得ることができる。硬化方法は、加硫のための熱を硬化性シリコーンゴム組成物に十分にかけられる方法であれば、特に制限されるものではない。また、本発明の硬化性シリコーンゴム組成物の成形方法は特に制限されず、その例としては、押出成形による連続加硫、プレスまたはインジェクションによる型成型などが挙げられ、特にプレスによる型成型が好適に採用される。加熱温度は、100〜500℃であることが好ましく、特に200〜400℃であることが好ましい。加熱時間は、数秒〜1時間であることが好ましく、特に10秒〜30分であることが好ましい。また、必要に応じ、180〜250℃で1〜10時間程度二次加硫してもよい。
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
ジメチルシロキサン単位およびメチルビニルシロキサン単位からなり、分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、平均重合度が約5,000である生ゴム状オルガノポリシロキサン(ビニル基含有量:ケイ素原子に結合した全有機基に対して約0.15モル%)100質量部に、分散剤として式(3):
ジメチルシロキサン単位およびメチルビニルシロキサン単位からなり、分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、平均重合度が約5,000である生ゴム状オルガノポリシロキサン(ビニル基含有量:ケイ素原子に結合した全有機基に対して約0.15モル%)100質量部に、分散剤として式(3):
(式中、nは2〜6の整数である。)
で示される化合物10質量部、充填剤としてBET法による比表面積が200m2/gであり、且つ嵩密度が30g/Lである乾式シリカ60質量部を添加し、得られた混合物を190℃において1時間、ニーダーを用いて混練りしてコンパウンドAを調製した。
(比較例1)
充填剤として実施例1の乾式シリカの代わりにBET法による比表面積が200m2/gであり、且つ嵩密度が50g/Lである乾式シリカ(商品名:アエロジル200、日本アエロジル製)を用いた以外は実施例1と同様にしてコンパウンドBを調製した。
充填剤として実施例1の乾式シリカの代わりにBET法による比表面積が200m2/gであり、且つ嵩密度が50g/Lである乾式シリカ(商品名:アエロジル200、日本アエロジル製)を用いた以外は実施例1と同様にしてコンパウンドBを調製した。
(比較例2)
比較例1で調製したコンパウンドBに対して、3本ロールミルにて強制分散工程を1回行なって、コンパウンドB’を調製した。
比較例1で調製したコンパウンドBに対して、3本ロールミルにて強制分散工程を1回行なって、コンパウンドB’を調製した。
(比較例3)
比較例1で調製したコンパウンドBに対して、3本ロールミルにて強制分散工程を3回行なって、コンパウンドB’’を調製した。
比較例1で調製したコンパウンドBに対して、3本ロールミルにて強制分散工程を3回行なって、コンパウンドB’’を調製した。
(比較例4)
ジメチルシロキサン単体を主体に、メチルビニルシロキサン単位、ジメチルビニルシロキサン単位に由来するビニル量約0.15モル%からなり、平均重合度約5,000であるゴム状オルガノポリシロキサン100質量部に、分散剤として式(2)で示される化合物15質量部、充填剤として比表面積(BET法)が300m2/g且つ嵩密度が50g/Lである乾式シリカ(商品名:アエロジル300、日本アエロジル製)60質量部を添加し、190℃において1時間熱処理してコンパウンドCを作った。
ジメチルシロキサン単体を主体に、メチルビニルシロキサン単位、ジメチルビニルシロキサン単位に由来するビニル量約0.15モル%からなり、平均重合度約5,000であるゴム状オルガノポリシロキサン100質量部に、分散剤として式(2)で示される化合物15質量部、充填剤として比表面積(BET法)が300m2/g且つ嵩密度が50g/Lである乾式シリカ(商品名:アエロジル300、日本アエロジル製)60質量部を添加し、190℃において1時間熱処理してコンパウンドCを作った。
(評価)
実施例及び比較例で得られた各コンパウンド100質量部に、硬化剤として2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサンを40質量%含有するペースト1質量部を添加し、得られた混合物を25℃において5分、二本ロールミルを用いて混練りして組成物を得た。得られた組成物を成型・硬化させ150mm角、2mm厚のシート状弾性体を得た。成型・硬化の温度は165℃、時間は10分、圧力は8MPaであった。得られたシート状弾性体に対して、さらに、二次加硫を200℃で4時間行なって、目的の硬化物を得た。得られた硬化物に対して、デマチャ式疲労テスト法にて伸長疲労試験を行なった。デマチャ式疲労テスト法は以下の条件にて行なった。
使用装置:東洋精機製デマチャ屈曲疲労試験機
温度:室温(21-25℃)
伸長条件:上記硬化物の初期の長さ(150mm)に対する伸び(硬化物の伸長時の長さ−硬化物の初期の長さ)の割合を0%から100%まで増加させた後、100%から0%まで減少させる操作を1サイクルとして、毎秒5サイクル繰り返した。
実施例及び比較例で得られた各コンパウンド100質量部に、硬化剤として2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサンを40質量%含有するペースト1質量部を添加し、得られた混合物を25℃において5分、二本ロールミルを用いて混練りして組成物を得た。得られた組成物を成型・硬化させ150mm角、2mm厚のシート状弾性体を得た。成型・硬化の温度は165℃、時間は10分、圧力は8MPaであった。得られたシート状弾性体に対して、さらに、二次加硫を200℃で4時間行なって、目的の硬化物を得た。得られた硬化物に対して、デマチャ式疲労テスト法にて伸長疲労試験を行なった。デマチャ式疲労テスト法は以下の条件にて行なった。
使用装置:東洋精機製デマチャ屈曲疲労試験機
温度:室温(21-25℃)
伸長条件:上記硬化物の初期の長さ(150mm)に対する伸び(硬化物の伸長時の長さ−硬化物の初期の長さ)の割合を0%から100%まで増加させた後、100%から0%まで減少させる操作を1サイクルとして、毎秒5サイクル繰り返した。
試験片が破断するまでに到達した回数を100%伸長疲労寿命とした。硬化物は、この値が大きいほど耐伸長疲労性に優れる。得られた結果を表1に示す。本発明の組成物の硬化物は、耐伸長疲労性に優れている事が明らかになった。従って、本発明によって、耐伸長疲労性に優れた硬化物を与える硬化性シリコーンゴム組成物及びその硬化物を提供することができる。
Claims (2)
- (A)下記平均組成式(1):
R1 aSiO4-a/2 (1)
(式中、R1は同一又は異種の非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、aは1.95〜2.05の正数である。)
で表わされ、平均重合度が3,000〜30,000の範囲にあるオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)BET法による比表面積が120〜350m2/gであり、且つ嵩密度が15g/L以上40g/L未満である補強性充填剤 10〜100質量部、および
(C)硬化剤
を含有する硬化性シリコーンゴム組成物。 - 請求項1に記載の硬化性シリコーンゴム組成物を硬化させることにより得られるシリコーンゴム硬化物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007062717A JP2008222849A (ja) | 2007-03-13 | 2007-03-13 | 耐疲労性に優れた硬化物を与える硬化性シリコーンゴム組成物及びその硬化物 |
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ID=39841840
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008222849A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011135780A1 (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-03 | 信越化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
KR20210137111A (ko) | 2019-03-08 | 2021-11-17 | 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 | 실리콘 고무계 경화성 조성물, 구조체, 웨어러블 디바이스, 및 구조체의 제조 방법 |
-
2007
- 2007-03-13 JP JP2007062717A patent/JP2008222849A/ja active Pending
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CN102859728A (zh) * | 2010-04-27 | 2013-01-02 | 信越化学工业株式会社 | 发光装置及发光装置的制造方法 |
JPWO2011135780A1 (ja) * | 2010-04-27 | 2013-07-18 | 信越化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
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