JP7203196B2 - 架橋性オルガノシロキサン組成物 - Google Patents
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Description
(A)式:R2R1SiO1/2 (I)、および
式:R2(OR3)aSiO(3-a)/2 (II)
の単位を含むオルガノポリシロキサンと、
(B)2個のSi結合水素原子を有する有機ケイ素化合物と、
(C)脂肪族多重結合へのSi結合水素の付加を促進する触媒と
を含む、ヒドロシリル架橋性組成物を提供する。
上記式中、
Rは、同一であっても異なっていてもよく、脂肪族炭素-炭素多重結合を有さない炭化水素基を表し、
R1は、脂肪族炭素-炭素多重結合を有する一価の炭化水素基を表し、
R2は、脂肪族炭素-炭素多重結合を有さない芳香族炭化水素基を表し、
R3は、同一であっても異なっていてもよく、水素またはアルキルを表し、
aは、0、1または2、好ましくは0または1であり、
ただし、オルガノポリシロキサン(A)において、式(I)および(II)のすべての単位の合計に対する式(I)の単位の合計は、0.15~0.24、好ましくは0.17~0.23、特に好ましくは0.18~0.22であり、
オルガノポリシロキサン(A)において、式(I)および(II)のすべての単位の合計に対する、a>0である式(II)の単位の合計は、0.08以下、好ましくは0.06以下、特に好ましくは0.04以下、とりわけ好ましくは0.02以下であり、
オルガノポリシロキサン(A)は、平均で10~20個、好ましくは11~18個、特に好ましくは12~17個のケイ素原子を含み、
オルガノポリシロキサン(A)の多分散度Mw/Mnは、1.05~1.40であり、
オルガノポリシロキサン(A)の、mol(R1)/molの単位で報告される分子当たりの基R1の平均数は、1.1~3.8、好ましくは1.5~3.5、特に好ましくは1.8~3.3、とりわけ好ましくは2.0~3.0である。
式:R2R1SiO1/2 (V)、
式:R2SiO3/2 (VI)
の単位と、
必要に応じて
式:R2(OR3)SiO2/2 (VII)、および
式:R2(OR3)2SiO1/2 (VIII)
の単位からなる群から選択される単位と
のみからなるオルガノポリシロキサンから選択されることが好ましい。
ただし、オルガノポリシロキサン(A)において、式(V)、(VI)、(VII)および(VIII)のすべての単位の合計に対する式(V)の単位の合計は、0.15~0.24、好ましくは0.17~0.23、特に好ましくは0.18~0.22であり、
オルガノポリシロキサン(A)において、式(V)、(VI)、(VII)および(VIII)のすべての単位の合計に対する式(VII)および(VIII)の単位の合計は、0.08以下、好ましくは0.06以下、特に好ましくは0.04以下、とりわけ好ましくは0.02以下であり、
オルガノポリシロキサン(A)は、平均で10~20個、好ましくは11~18個、特に好ましくは12~17個のケイ素原子を含み、
オルガノポリシロキサン(A)の多分散度Mw/Mnは、1.05~1.40であり、
オルガノポリシロキサン(A)の、mol(R1)/molの単位で報告される分子当たりの基R1の平均数は、1.5~3.0、好ましくは1.8~2.8、特に好ましくは2.0~2.6であり、
オルガノポリシロキサン(A)の、mol(R1)/molの単位で報告される分子当たりの基R1の平均数は、1.1~3.8、好ましくは1.5~3.5、特に好ましくは1.8~3.3、とりわけ好ましくは2.0~3.0である。
式:R2R1SiO1/2 (V)、
式:R2SiO3/2 (VI)
の単位と、
必要に応じて、
式:R2(OR3)SiO2/2 (VII)、および
式:R2(OR3)2SiO1/2 (VIII)
の単位からなる群から選択される単位と
のみからなるオルガノポリシロキサンをさらに提供する。
ただし、オルガノポリシロキサン(A)において、式(V)、(VI)、(VII)および(VIII)のすべての単位の合計に対する式(V)の単位の合計は、0.15~0.24、好ましくは0.17~0.23、特に好ましくは0.18~0.22であり、
オルガノポリシロキサン(A)において、式(V)、(VI)、(VII)および(VIII)のすべての単位の合計に対する式(VII)および(VIII)の単位の合計は、0.08以下、好ましくは0.06以下、特に好ましくは0.04以下、とりわけ好ましくは0.02以下であり、
オルガノポリシロキサン(A)は、平均で10~20個、好ましくは11~18個、特に好ましくは12~17個のケイ素原子を含み、
オルガノポリシロキサン(A)の多分散度Mw/Mnは、1.05~1.40であり、
オルガノポリシロキサン(A)の、mol(R1)/molの単位で報告される分子当たりの基R1の平均数は、1.1~3.8、好ましくは1.5~3.5、特に好ましくは1.8~3.3、とりわけ好ましくは2.0~3.0である。
(PhSiO3/2)0.79(MePhViSiO1/2)0.21(ここで、Mw=1730g/mol、Mn=1380g/mol、およびMw/Mn=1.25);
(PhSiO3/2)0.78(Me2ViSiO1/2)0.22(ここで、Mw=1480g/mol、Mn=1240g/mol、およびMw/Mn=1.19);ならびに
(PhSiO3/2)0.80(Me2ViSiO1/2)0.20(ここで、Mw=1600g/mol、Mn=1310g/mol、およびMw/Mn=1.22);
であり、式中、Meはメチル、Viはビニル、Phはフェニルである。
(i)一般式:R2R1(OR3)Si (III)、および
一般式:R2(OR3)3Si (IV)
[上記式中、R、R1、R2およびR3は、上記で定義された通りである。]
のオルガニルアルコキシシランと、
(ii)それぞれの場合において式(IV)のオルガニルアルコキシシラン(i)1モルに対して、1.0~10.0モル、好ましくは2.0~5.0モル、特に好ましくは2.5~4.0モル、とりわけ好ましくは2.9~3.5モルの量の水と
の、
(iii)それぞれの場合において式(IV)のオルガニルアルコキシシラン(i)100部に対して、好ましくは0.01~5.0重量部、好ましくは0.05~2.0部、特に好ましくは0.1~1.5部、とりわけ好ましくは0.2~1.0部の量の塩基
の存在下であって、
必要に応じて、
(iv)水混和性有機溶媒
の存在下における
反応(プロセスA)によって製造されるものである。
これらは、特に好ましくは、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン、ならびにアセトニトリルおよび3-メトキシプロピオニトリルなどのニトリル;とりわけ好ましくは、アセトンおよびアセトニトリル;ならびにそれらの混合物である。
式:R4 eHfR5 gSiO(4-e-f-g)/2 (IX)
の単位を含む有機ケイ素化合物から好ましくは選択される。
上記式中、R4は、同一であっても異なっていてもよく、一価または二価の、SiC結合した、必要に応じて置換された飽和炭化水素基を表し、
R5は、同一であっても異なっていてもよく、一価または二価の、SiC結合した、必要に応じて置換された、脂肪族飽和芳香族炭化水素基を表し、
eは、0、1、2または3、好ましくは0、1または2、特に好ましくは1または2であり、fは0、1または2、好ましくは1または2であり、gは、0、1または2、好ましくは1または2であり、ただし、e+f+g≦4であり、分子当たり2個のSi結合水素原子が存在する。
(A)オルガノポリシロキサン、
(B)結合剤、
(C)触媒、
必要に応じて(E)溶媒、
(D)抑制剤、
必要に応じて(F)反応性可塑剤、および
必要に応じて(G)さらなる構成要素
を含む組成物である。
(A)オルガノポリシロキサン、
(B)結合剤、
(C)触媒、
必要に応じて(E)溶媒、
(D)抑制剤、
(F)反応性可塑剤、および
必要に応じて(G)さらなる構成要素
を含む組成物である。
(A)オルガノポリシロキサン、
(B)結合剤、
(C)触媒、
(D)抑制剤、
必要に応じて(E)溶媒、
(F)反応性可塑剤、および
(G)さらなる構成要素
を含む組成物である。
(A)オルガノポリシロキサン、
(B)二価の、SiC結合した、必要に応じて置換された、特に式(IX)の2つの単位を互いに連結する脂肪族飽和芳香族炭化水素基である基R5を、分子当たり少なくとも1個含む結合剤、
(C)触媒、
必要に応じて(E)溶媒、
(D)抑制剤、
(F)反応性可塑剤、および
(G)さらなる構成要素
を含む組成物である。
(A)オルガノポリシロキサン、
(B)二価の、SiC結合した、必要に応じて置換された、特に式(IX)の2つの単位を互いに連結する脂肪族飽和芳香族炭化水素基である基R5を、分子当たり少なくとも1個含む結合剤、
(C)触媒、
必要に応じて(E)溶媒、
(D)抑制剤、
(F)反応性可塑剤、および
(G)さらなる構成要素
を含む組成物である。
シリンダー状試験体の作製
DMA、曲げ強度測定および圧縮測定を実施するために、シリンダー状加硫物から試験体を作製した。シリンダー状加硫物は、長さ×内径の測定値=150mm×10mmのステンレス鋼管(ステンレス鋼製のスクリュートップキャップで一方を密閉した)中で製造した。オルガノポリシロキサン組成物の付着を防ぐために、ポリテトラフルオロエチレン製の蓋用シールをスクリュートップの内側に配置し;ステンレス鋼管の内面を、オルガノポリシロキサン組成物を充填する前に、適切なサイズの試験管ブラシを使用してWACKER(登録商標)SILICONE PASTE Pでわずかに濡らし、続いて、上記管を180℃で2時間保管した。次に、上記管にオルガノポリシロキサン組成物を充填し、窒素雰囲気中の再循環空気オーブン内で180℃で72時間、次に、250℃でさらに2時間硬化させた。ステンレス鋼管を、開口側が上を向くように直立させた。次に、試験体を脱型する前に、試験体を管内で23℃に冷却した。硬化中に覆われなかった側の試験体の最上部20mmは、それ以上使用せずに廃棄した。
測定パラメータ:
・機器:ARESレオメーター(TA-機器)
・温度範囲:-100℃~300℃
・加熱速度:窒素パージで4K/min
・周波数:1Hz
・ひずみ:最初は0.03%、測定信号がしきい値を下回ると自動的に増加
本発明の文脈において、圧縮特性(降伏応力)は、標準DIN EN ISO 604:2003-12に準拠して実施した。
測定パラメータ:
・機器:Instron 3369
・ロードセル:50kN
・圧縮ピストン:50mm
・試験速度:1mm/min
・温度:25℃、28%RH
・初期荷重:40N
・潤滑剤:なし
本発明において、曲げ強度は、ISO 178:2011-04 方法Aに準拠して、支持距離60mm、試験速度5mm/minで測定した。測定は、23℃および相対湿度50%で行った。好ましい手順は次のとおりである:長さ×直径=100mm×9.5mmの寸法を有するシリンダー状試験片を使用した。測定は、それぞれの場合において5つの試験片で実施した。曲げ強度σfM(試験中に試験体が受ける最大曲げ応力(ISO 178:2011-04、6ページ、第3.4章を参照))は、式
本発明の文脈において、数平均分子量Mnおよび重量平均分子量Mwは、それぞれの場合において、g/molの単位であり、DIN 1333:1992-02 セクション4に準拠して最も近い10の位に丸められて、固定相としてポリスチレン-co-ジビニルベンゼンをベースとし、10,000Å、500Åおよび100Åの順序で、排除サイズが450,000g/molを超える、異なる細孔サイズ分布を有する3つのカラムにより構成されるカラムアセンブリのポリスチレン標準に対する較正による、DIN 55672-1/ISO 160414-1およびISO 160414-3に準拠したサイズ排除クロマトグラフィー(SEC/GPC)によって測定される。フェニル含有成分はTHF溶離液で測定され、非フェニル含有成分はトルエン溶離液で測定される。分析は、屈折率検出器を使用して、45±1℃のカラム温度で実施される。
100g(504mmol)のフェニルトリメトキシシラン(CAS 2996-92-1;Wacker Chemie AG、ミュンヘン、ドイツからGENIOSIL(登録商標)XL 70の名称で市販)を、30.13g(1673mmol)の脱イオン水と混合し、次に均質な溶液を形成するために充分な無水アセトン(71g)を加えた。続いて、混合物を、0.60g(4.4mmol)の固体炭酸カリウム(CAS 584-08-7;Sigma-Aldrich Chemie GmbH、シュタインハイム、ドイツから市販)と混合し、45分間攪拌した後、21g(161mmol)のビニルジメチルエトキシシラン(CAS 5356-83-2;abcr GmbH、カールスルーエ、ドイツから市販)を加えた。混合物を23℃で12時間撹拌し、100mlのトリクロロメタンを加え、次に混合物をそれぞれの場合において200mlの脱イオン水で3回抽出した。有機相を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。次に、揮発性成分を留去し、残留物を100℃および1mbarで1時間脱揮した。23℃に冷却すると、平均組成(PhSiO3/2)0.76(PhSi(OH)O2/2)0.04(PhSi(OMe)O2/2)0.01(ViMe2SiO1/2)0.19、重量平均Mwが1420g/mol、数平均Mnが1220g/molおよび多分散度Mw/Mnが1.17の無色の固体65.11gが得られた。
50.00gのオルガノポリシロキサン1を8.78gの1,4-ビス(ジメチルシリル)ベンゼン(CAS 2488-01-9;abcr GmbH、カールスルーエ、ドイツから市販)および0.10gの1-エチニルシクロヘキサン-1-オール(CAS 78-27-3、Sigma-Aldrich Chemie GmbH、シュタインハイム、ドイツから市販)と混合し、超音波浴中で60℃で均質化した。次に、0.05gの白金触媒(Wacker Chemie AG、ミュンヘン、ドイツからWACKER(登録商標)KATALYSATOR OLの名称で市販)を加え、50℃で均質に組み込んだ。次に混合物を50℃で100mPaに脱気し、窒素で真空を解除した後、100℃に予熱したステンレス鋼のシリンダー型にすぐに注ぎ、硬化させた。測定結果を表1に示す。
50.00gのオルガノポリシロキサン1を10.00gの1,3,5,7-テトラメチル-1,3,5,7-テトラビニルシクロテトラシロキサン(CAS 2554-06-5、Sigma-Aldrich Chemie GmbH、シュタインハイム、ドイツから市販)、20.62gの1,4-ビス(ジメチルシリル)ベンゼンおよび0.10gの1-エチニルシクロヘキサン-1-オールと混合し、超音波浴中で50℃で均質化した。次に、0.05gのWACKER(登録商標)KATALYSATOR OL 白金触媒を加え、周囲温度で均質に組み込んだ。次に混合物を100mPaに脱気し、窒素で真空を解除した後、100℃に予熱したステンレス鋼のシリンダー型にすぐに注ぎ、硬化させた。測定結果を表1に示す。
Claims (8)
- (A)式:R2R1SiO1/2 (V)、
式:R2SiO3/2 (VI)
の単位と、
必要に応じて
式:R2(OR3)SiO2/2 (VII)、および
式:R2(OR3)2SiO1/2 (VIII)
の単位からなる群から選択される単位と
のみからなるオルガノポリシロキサンと、
(B)式:R4 eHfR5 gSiO(4-e-f-g)/2 (IX)
の単位を含む、2個のSi結合水素原子を有する有機ケイ素化合物と、
(C)脂肪族多重結合へのSi結合水素の付加を促進する触媒と
を含む、ヒドロシリル架橋性組成物。
[上記式(V)~(VIII)中、
Rは、同一であっても異なっていてもよく、脂肪族炭素-炭素多重結合を有さない炭化水素基を表し、
R1は、脂肪族炭素-炭素多重結合を有する一価の炭化水素基を表し、
R2は、脂肪族炭素-炭素多重結合を有さない芳香族炭化水素基を表し、
R3は、同一であっても異なっていてもよく、水素またはアルキルを表し、
ただし、オルガノポリシロキサン(A)において、式(V)、(VI)、(VII)および(VIII)のすべての単位の合計に対する式(V)の単位の合計は、0.15~0.24であり、
オルガノポリシロキサン(A)において、式(V)、(VI)、(VII)および(VIII)のすべての単位の合計に対する式(VII)および(VIII)の単位の合計は、0.08以下であり、
オルガノポリシロキサン(A)は、平均で10~20個のケイ素原子を含み、
オルガノポリシロキサン(A)の多分散度Mw/Mnは、1.05~1.40であり、重量平均Mwは、1350~1850g/molであり、
オルガノポリシロキサン(A)の、mol(R1)/molの単位で報告される分子当たりの基R1の平均数は、1.1~3.8である。]
[上記式(IX)中、
R4は、同一であっても異なっていてもよく、一価または二価の、SiC結合した、必要に応じて置換された飽和炭化水素基を表し、
R5は、同一であっても異なっていてもよく、一価または二価の、SiC結合した、必要に応じて置換された脂肪族飽和芳香族炭化水素基を表し、
eは、0、1、2または3であり、
fは、0、1または2であり、
gは、0、1または2であり、
ただし、e+f+g=4であり、分子当たり2個のSi結合水素原子が存在する。] - 結合剤(B)が、少なくとも1個の基R5を有する前記式(IX)の単位を含む有機ケイ素化合物から選択されることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
- (A)オルガノポリシロキサン、
(B)結合剤、
(C)触媒、
必要に応じて(E)溶媒、
必要に応じて(F)反応性可塑剤、および
必要に応じて(G)さらなる構成要素
を含む組成物であることを特徴とする、請求項1または2に記載の組成物。 - 前記個々の成分を混合することにより、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物を製造する方法。
- 前記オルガノポリシロキサン(A)を、
(iii)塩基
の存在下であって、
(iv)水混和性有機溶媒
の存在下における、
(i)一般式:R2R1(OR3)Si (III)、および
一般式:R2(OR3)3Si (IV)
[上記式中、R、R1、R2およびR3は、上記で定義された通りである。]
のオルガニルアルコキシシランと、
(ii)式(IV)のオルガニルアルコキシシラン(i)1モルに対して、1.0~10.0モルの量の水と
の反応(プロセスA)によって製造する、
請求項4に記載の方法。 - 製造後、成分(A)を、残留(OR3)基を低減するさらなる処理工程に供し、次いで、成分(B)ならびに必要に応じて成分(E)、(F)および(G)と予混合し、続いて、必要に応じて成分(E)との混合物として、成分(C)と均質化することを特徴とする、請求項4または5に記載の方法。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物を架橋することによって製造される成形品。
- 23℃で測定される弾性率が0.5GPaを超えることを特徴とする、請求項7に記載の成形品。
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