JP4870681B2 - シリコーン組成物および硬化したシリコーン樹脂 - Google Patents
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Description
。
(A)ケイ素に結合したアルケニル基を1分子当り平均して少なくとも2個有するオルガノポリシロキサン樹脂
〔ここで、前記樹脂は、式:
(R1 R2 2SiO1/2) w (R2 2SiO2/2) x (R1SiO3/2) y (SiO4/2) z
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、R2はR1またはアルケニルであり、wは0〜0.8であり、xは0〜0.6であり、yは0〜0.99であり、zは0〜0.35であり、w+x+y+z=1であり、y+z/(w+x+y+z)は0.2〜0.99であり、w+x/(w+x+y+z)は0.01〜0.8であり、基R2の少なくとも50モル%がアルケニルである)を有する〕;
(B)前記シリコーン組成物を硬化させるのに十分な量のオルガノ水素シラン
{ここで、前記オルガノ水素シランは、式:
(C)(i)ケイ素に結合したアルケニル基を1分子当り平均して少なくとも2個有し、粘度が25℃で0.001〜2 Pa・sであるオルガノシロキサン〔ここで、(C)(i)の粘度は成分(A)の粘度の20%以下であり、前記オルガノシロキサンは式:
(R1 R2 2SiO1/2) m (R2 2SiO2/2) n (R1SiO3/2) p (SiO4/2) q
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、R2はR1またはアルケニルであり、mは0〜0.8であり、nは0〜1であり、pは0〜0.25であり、qは0〜0.2であり、m+n+p+q=1であり、m+nは0ではなく、ただし、p+q=0の場合には、nは0ではなくかつ前記アルケニル基はその全てが末端であるとは限らない)を有する〕と、
(ii)ケイ素に結合した水素原子を1分子当り平均して少なくとも2個を有し、粘度が25℃で0.001〜2 Pa・sであり、(C)(i)中のアルケニル基1モル当り(C)(ii)中のケイ素に結合した水素原子を0.5〜3モル供給するのに十分な量のオルガノ水素シロキサン〔ここで、前記オルガノ水素シロキサンは式:
(HR1 2SiO1/2) s (R1SiO3/2) t (SiO4/2) v
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、sは0.25〜0.8であり、tは0〜0.5であり、vは0〜0.3であり、s+t+v=1であり、t+vは0ではない)を有する〕と、
を含む有効量の反応性希釈剤;および
(D)触媒量のヒドロシリル化触媒
を含むシリコーン組成物を対象とする。
本明細書において、用語「脂肪族不飽和を有さないヒドロカルビル」は、脂肪族の炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を含まないヒドロカルビル基を意味する。同様に、用語「基R2の・・・モル%がアルケニルである」は、オルガノポリシロキサン樹脂中の基R2の総モル数に対する、ケイ素に結合したアルケニル基のモル数の比に100を掛けた値と定義する。
(A)ケイ素に結合したアルケニル基を1分子当り平均して少なくとも2個有するオルガノポリシロキサン樹脂
〔ここで、前記樹脂は、式:
(R1 R2 2SiO1/2) w (R2 2SiO2/2) x (R1SiO3/2) y (SiO4/2) z
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、R2はR1またはアルケニルであり、wは0〜0.8であり、xは0〜0.6であり、yは0〜0.99であり、zは0〜0.35であり、w+x+y+z=1であり、y+z/(w+x+y+z)は0.2〜0.99であり、w+x/(w+x+y+z)は0.01〜0.8であり、基R2の少なくとも50モル%がアルケニルである)を有する〕;
(B)前記シリコーン組成物を硬化させるのに十分な量のオルガノ水素シラン
{ここで、前記オルガノ水素シランは、式:
(C)(i)ケイ素に結合したアルケニル基を1分子当り平均して少なくとも2個有し、粘度が25℃で0.001〜2 Pa・sであるオルガノシロキサン〔ここで、(C)(i)の粘度は成分(A)の粘度の20%以下であり、前記オルガノシロキサンは式:
(R1 R2 2SiO1/2) m (R2 2SiO2/2) n (R1SiO3/2) p (SiO4/2) q
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、R2はR1またはアルケニルであり、mは0〜0.8であり、nは0〜1であり、pは0〜0.25であり、qは0〜0.2であり、m+n+p+q=1であり、m+nは0ではなく、ただし、p+q=0の場合には、nは0ではなくかつ前記アルケニル基はその全てが末端であるとは限らない)を有する〕と、
(ii)ケイ素に結合した水素原子を1分子当り平均して少なくとも2個を有し、粘度が25℃で0.001〜2 Pa・sであり、(C)(i)中のアルケニル基1モル当り(C)(ii)中のケイ素に結合した水素原子を0.5〜3モル供給するのに十分な量のオルガノ水素シロキサン〔ここで、前記オルガノ水素シロキサンは式:
(HR1 2SiO1/2) s (R1SiO3/2) t (SiO4/2) v
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、sは0.25〜0.8であり、tは0〜0.5であり、vは0〜0.3であり、s+t+v=1であり、t+vは0ではない)を有する〕と、
を含む有効量の反応性希釈剤;および
(D)触媒量のヒドロシリル化触媒
を含む。
(R1 R2 2SiO1/2) w (R2 2SiO2/2) x (R1SiO3/2) y (SiO4/2) z
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、R2はR1またはアルケニルであり、wは0〜0.8であり、xは0〜0.6であり、yは0〜0.99であり、zは0〜0.35であり、w+x+y+z=1であり、y+z/(w+x+y+z)は0.2〜0.99であり、w+x/(w+x+y+z)は0.01〜0.8であり、基R2の少なくとも50モル%がアルケニルである)を有する。
(ViMe2SiO1/2)0.25(MeSiO3/2)0.25(PhSiO3/2)0.50、(ViMe2SiO1/2)0.15(MeSiO3/2)0.75(SiO4/2)0.1および
(Vi2MeSiO1/2)0.15(ViMe2SiO1/2)0.1(PhSiO3/2)0.75
を有する樹脂が挙げられる。ここで、Meはメチル、Viはビニル、Phはフェニル、および下付き数字はモル分率を表す。
R1で表されるヒドロカルビルまたはハロゲン置換ヒドロカルビルは、オルガノポリシロキサン樹脂(シリコーン組成物の成分(A))について先に定義および例示したものと同様である。
(i)ケイ素に結合したアルケニル基を1分子当り平均して少なくとも2個有し、粘度が25℃で0.001〜2 Pa・sであるオルガノシロキサン〔ここで、(C)(i)の粘度は成分(A)の粘度の20%以下であり、前記オルガノシロキサンは式:
(R1 R2 2SiO1/2) m (R2 2SiO2/2) n (R1SiO3/2) p (SiO4/2) q
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、R2はR1またはアルケニルであり、mは0〜0.8であり、nは0〜1であり、pは0〜0.25であり、qは0〜0.2であり、m+n+p+q=1であり、m+nは0ではなく、ただし、p+q=0の場合には、nは0ではなくかつ前記アルケニル基はその全てが末端であるとは限らない)を有する〕と、
(ii)ケイ素に結合した水素原子を1分子当り平均して少なくとも2個を有し、粘度が25℃で0.001〜2 Pa・sであり、(C)(i)中のアルケニル基1モル当り(C)(ii)中のケイ素に結合した水素原子を0.5〜3モル供給するのに十分な量のオルガノ水素シロキサン〔ここで、前記オルガノ水素シロキサンは式:
(HR1 2SiO1/2) s (R1SiO3/2) t (SiO4/2) v
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、sは0.25〜0.8であり、tは0〜0.5であり、vは0〜0.3であり、s+t+v=1であり、t+vは0ではない)を有する〕と、
を含む、反応性希釈剤である。
ここで、(C)(i)の粘度は成分(A)の粘度の20%以下であり、このオルガノシロキサンは式:
(R1 R2 2SiO1/2) m (R2 2SiO2/2) n (R1SiO3/2) p (SiO4/2) q
〔式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、R2はR1またはアルケニルであり、mは0〜0.8であり、nは0〜1であり、pは0〜0.25であり、qは0〜0.2であり、m+n+p+q=1であり、m+nは0ではなく、ただし、p+q=0の場合には、nは0ではなくかつ前記アルケニル基はその全てが末端であるとは限らない(すなわち、オルガノシロキサン中のアルケニル基の全てがR1R2 2SiO1/2単位であるとは限らない)〕を有する。さらに、オルガノシロキサン(C)(i)は、直鎖の、分岐の、または環状の構造を有していてよい。例えば、オルガノシロキサン(C)(i)の式中の下付き文字m、p、およびqがそれぞれ0である場合、このオルガノシロキサンはオルガノシクロシロキサンである。
(ViMeSiO)3、(ViMeSiO)4、(ViMeSiO)5、(ViMeSiO)6、(ViPhSiO)3、(ViPhSiO)4、(ViPhSiO)5、(ViPhSiO)6、ViMe2SiO(ViMeSiO)nSiMe2Vi、Me3SiO(ViMeSiO)nSiMe3、および(ViMe2SiO)4Si。ここで、Meはメチル、Viはビニル、Phはフェニルであり、下付き数字nはオルガノシロキサンが25℃で0.001〜2 Pa・sの粘度を有するような値を表す。
(HR1 2SiO1/2) s (R1SiO3/2) t (SiO4/2) v
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、sは0.25〜0.8であり、tは0〜0.5であり、vは0〜0.3であり、s+t+v=1であり、t+vは0ではない)を有する。
PhSi(OSiMe2H) 3、Si(OSiMe2H) 4、MeSi(OSiMe2H) 3、(HMe2SiO) 3SiOSi(OSiMe2H) 3、および(HMe2SiO) 3SiOSi(Ph)(OSiMe2H) 2。ここで、Meはメチル、Phはフェニルである。
本シリコーン組成物を、ポリエチレンテレフタレート(PET)シート(0.13mm)に塗布して0.51mmの厚さを有する均一な被膜を形成させた。第二のPETシート(0.13mm)をこの被膜の上に重ねてサンドイッチ構造にした。この組立物を、0.43mmの間隔を空けた2本のステンレス鋼のバーを通過させ、150℃のオーブンで4分間硬化させた。硬化後、このPETシートを、硬化シリコーン樹脂フィルムからはがした。このフィルムを、長さ25cmおよび中央幅5mmを有するダンベル状試験片に切り分けた。試験片の幅が広い端を接着テープで補強した。この試験片を、試験の前に23±2℃で24時間保った。
ヤング率、引張り強さ、破断時引張りひずみを、100-N荷重セルを備えたMTSアライアンスRT/5試験架台を使用して測定した。試験片を25mmの間隔を空けた2つの空気圧グリップに取り付け、1mm/分のクロスヘッド速度で引っ張った。荷重および変位のデータを連続して収集した。荷重−変位曲線の初期部分の最も急勾配の傾きをヤング率とした。
σ=F/(wb)
式中、
σ=引張り強さ、MPa
F=最大荷重、N
w=試験片の幅、mm、および
b=試験片の厚さ、mm。
ε=100(l2−l1)/l1
式中、
ε=破断時引張りひずみ、%
l2=最終時のグリップ間隔、mm、および
l1=初期のグリップ間隔、mm。
本実施例は、実施例3および比較実施例1で使用したオルガノポリシロキサン樹脂の調製を説明する。トリメトキシフェニルシロキサン(200g)、テトラメチルジビニルジシロキサン(38.7g)、脱イオン水(65.5g)、トルエン(256g)およびトリフルオロメタンスルホン酸(1.7g)を、ディーンスタークトラップ(Dean-Stark Trap)および温度計を備えた三つ口丸底フラスコで混合した。この混合物を、60から65℃で2時間加熱した。その後、この混合物を加熱還流して、水とメタノールをディーンスタークトラップを用いて除去した。混合物の温度が80℃に達し水とメタノールの除去が完全になされた後、この混合物を50℃未満にまで冷却した。炭酸カルシウム(3.3g)および水(約1g)をこの混合物に加えた。この混合物を室温で2時間攪拌した後、水酸化カリウム(0.17g)を混合物に加えた。次いでこの混合物を、加熱還流し、ディーンスタークトラップを用いて水を除去した。反応温度が120℃に達し、水の除去が完全になされた後、この混合物を40℃未満にまで冷ました。クロロジメチルビニルシラン(0.37g)をこの混合物に添加し、室温で1時間、撹拌を継続した。混合物をろ過して、式 (PhSiO3/2)0.75 (ViMe2SiO1/2)0.25 を有するオルガノポリシロキサン樹脂のトルエン溶液を得た。この樹脂は、約1700の重量平均分子量を有し、約1440の数平均分子量を有し、かつ、約1モル%のケイ素に結合したヒドロキシル基を含む。
本実施例は、1,4-ビス(ジメチルシリル)ベンゼンの調製を説明する。マグネシウム(84g)とテトラヒドロフラン(406g)とを、窒素下、機械攪拌機、コンデンサー、2つの添加用漏斗および温度計を備えた、5Lの三つ口フラスコ内で混合した。1,2-ジブロモメタン(10g)をこの混合物に加え、フラスコの内容物を50から60℃に加熱した。テトラヒドロフラン(THF、200ml)、およびTHF(526g)中の1,2-ジブロモベンゼン(270g)溶液を、この混合物に順次加え、後者は滴下しながら加えた。約20分後、加熱を中止し、1,2-ジブロモベンゼンを約1.5時間に亘って、穏やかな還流を維持する速度で加えた。添加の間、THFを定期的に、反応温度を約65℃未満に維持するために加えた。1,2-ジブロモベンゼンの添加が完了した後、THF(500mL)をフラスコに加え、この混合物を65℃で5時間加熱した。加熱を中止し、反応混合物を室温で一晩、窒素下で攪拌した。
実施例1の樹脂溶液を、1,4-ビス(ジメチルシリル)ベンゼンと、この2成分の相対的な量が、29SiNMRおよび13CNMRで測定して、ケイ素に結合した水素原子とケイ素に結合したビニル基とのモル比(SiH/SiVi)が1.1:1となるのに十分な量で混合した。この混合物を、5 mmHg(667 Pa)の圧力下、80℃に加熱してトルエンを除去した。次いで、この混合物に少量の1,4-ビス(ジメチルシリル)ベンゼンを添加してモル比 SiH/SiVi を1.1:1に回復させた。この混合物(95g)を上記反応性希釈剤 5g、次いで上記白金触媒 0.5gで処理した。この硬化シリコーン樹脂の機械的特性を表1に示した。
実施例1の樹脂溶液を、1,4-ビス(ジメチルシリル)ベンゼンと、この2成分の相対的な量が、29SiNMRおよび13CNMRで測定して、ケイ素に結合した水素原子とケイ素に結合したビニル基とのモル比(SiH/SiVi)が1.1:1となるのに十分な量で混合した。この混合物を、5 mmHg(667 Pa)の圧力下、80℃に加熱してトルエンを除去した。次いで、この混合物に少量の1,4-ビス(ジメチルシリル)ベンゼンを添加してモル比 SiH/SiVi を1.1:1に回復させた。この混合物(100g)を上記白金触媒 0.5gで処理した。この硬化シリコーン樹脂の機械的特性を表1に示した。
Claims (8)
- シリコーン組成物であって、
(A)ケイ素に結合したアルケニル基を1分子当り平均して少なくとも2個有するオルガノポリシロキサン樹脂
〔ここで、前記樹脂は、式:
(R1R2 2SiO1/2) w (R2 2SiO2/2) x (R1SiO3/2) y (SiO4/2) z
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、R2はR1またはアルケニルであり、wは0.02〜0.75であり、xは0〜0.45であり、yは0.25〜0.8であり、zは0〜0.25であり、w+x+y+z=1であり、y+z/(w+x+y+z)は0.5〜0.95であり、w+x/(w+x+y+z)は0.05〜0.5であり、基R2の少なくとも50モル%がアルケニルである)を有する〕;
(B)前記シリコーン組成物を硬化させるのに十分な量のオルガノ水素シラン
{ここで、前記オルガノ水素シランは、式:
(C)(i)ケイ素に結合したアルケニル基を1分子当り平均して少なくとも2個有し、粘度が25℃で0.001〜2 Pa・sであるオルガノシロキサン〔ここで、(C)(i)の粘度は成分(A)の粘度の20%以下であり、前記オルガノシロキサンは式:
(R1R2 2SiO1/2) m (R2 2SiO2/2) n (R1SiO3/2) p (SiO4/2) q
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、R2はR1またはアルケニルであり、mは0〜0.8であり、nは0〜1であり、pは0〜0.25であり、qは0〜0.2であり、m+n+p+q=1であり、m+nは0ではなく、ただし、p+q=0の場合には、nは0ではなくかつ前記アルケニル基はその全てが末端であるとは限らない)を有する〕と、
(ii)ケイ素に結合した水素原子を1分子当り平均して少なくとも2個を有し、粘度が25℃で0.001〜2 Pa・sであり、(C)(i)中のアルケニル基1モル当り(C)(ii)中のケイ素に結合した水素原子を0.5〜3モル供給するのに十分な量のオルガノ水素シロキサン〔ここで、前記オルガノ水素シロキサンは式:
(HR1 2SiO1/2) s (R1SiO3/2) t (SiO4/2) v
(式中、R1は、共に脂肪族不飽和を有さない、C1〜C10のヒドロカルビルまたはC1〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、sは0.25〜0.8であり、tは0〜0.5であり、vは0〜0.3であり、s+t+v=1であり、t+vは0ではない)を有する〕と、
を含む反応性希釈剤;および
(D)触媒量のヒドロシリル化触媒
を含み、
成分(C)の濃度が、成分(A)および成分(B)の合計重量に基づいて1〜50%(w/w)である、シリコーン組成物。 - 成分(A)の前記オルガノポリシロキサン樹脂中の基R2の少なくとも65モル%がアルケニルである、請求項1に記載のシリコーン組成物。
- 成分(A)の前記オルガノポリシロキサン樹脂の数平均分子量が500〜10,000である、請求項1または2に記載のシリコーン組成物。
- 成分(A)の前記オルガノポリシロキサン樹脂の粘度が25℃で0.1〜10,000 Pa・sである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシリコーン組成物。
- 成分(B)の濃度が、成分(A)中のアルケニル基1モル当り、ケイ素に結合した水素原子を0.8〜1.8モル供給するのに十分な濃度である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシリコーン組成物。
- オルガノシロキサン(C)(i)の粘度が25℃で0.001〜0.1 Pa・sである、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシリコーン組成物。
- オルガノ水素シロキサン(C)(ii)の粘度が25℃で0.001〜0.1 Pa・sである、請求項1〜6のいずれか一項に記載のシリコーン組成物。
- 成分(C)(ii)の濃度が、成分(C)(i)中のアルケニル基1モル当り、ケイ素に結合した水素原子を0.6〜2モル供給するのに十分な濃度である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のシリコーン組成物。
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