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JP6572634B2 - 付加硬化性シリコーンゴム組成物及び硬化物 - Google Patents

付加硬化性シリコーンゴム組成物及び硬化物 Download PDF

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Description

本発明は、シリコーンゴムの機械的特性(ゴム物性)や硬化速度を損なわずに、なおかつ、低圧縮永久歪及び耐熱変色性を発現するシリコーンゴム硬化物を与えることができる付加硬化性シリコーンゴム組成物及びその硬化物に関する。
シリコーンゴムは、耐熱性、耐寒性、安全性、外観の良さ(透明性)、肌触りの良さ、更には耐久性の良さから、哺乳瓶用乳首や食品用等のヘルスケア材料、車載用のホースやガスケット材料、建築部材、繊維のコーティング材料等、幅広い分野で使用されている。
シリコーンゴムをO−リングやパッキンなどのガスケットとして使用する場合、シール漏れ予防のため低い圧縮永久歪が求められる。しかし、一般のシリコーンゴムは圧縮永久歪が大きく、高温化で使用する用途では長期でゴム形状が変化してしまう問題があった。通常、圧縮永久歪を低くするためには、加熱硬化して成型したゴムを更に高温下で長時間二次加硫する必要があった。
上記の問題を解決するために、付加硬化性シリコーンゴム組成物にトリアゾール系化合物を添加し、二次加硫せずに圧縮永久歪を低くする方法が提案されている(特許文献1:特開平2−242854号公報)。しかしながら、シリコーンゴム組成物に、トリアゾール系化合物を添加した場合、硬化速度が低下するという問題があった。
特開平2−242854号公報
本発明は、上記事情を改善するためになされたもので、シリコーンゴム組成物に特定の構造を有するベンゾトリアゾール誘導体を添加することで、硬化速度を低下させずに硬化物の圧縮永久歪を低くすることができる付加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を目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ケイ素原子結合アルケニル基含有オルガノポリシロキサンと、オルガノハイドロジェンポリシロキサンと、白金触媒と、を含有する付加硬化性シリコーンゴム組成物に、下記一般式(I)で表される特定の構造を有するベンゾトリアゾール誘導体を特定量添加することにより、硬化速度を損なうことがなく、なおかつ、圧縮永久歪の低いシリコーンゴム硬化物を与えることができる付加硬化性シリコーンゴム組成物が得られることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
従って、本発明は、下記に示す付加硬化性シリコーンゴム組成物を提供する。
〔1〕
(A)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合したアルケニル基を有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合した水素原子を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(A)成分100質量部に対して0.2〜20質量部、
(C)白金触媒:触媒量、
(D)下記一般式(I)
Figure 0006572634
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜6の一価炭化水素基、R2は炭素数1〜10の一価炭化水素基、又は下記式
Figure 0006572634
(式中、R5は炭素数1〜15の一価炭化水素基、又は
−(CH2p−Si(OR63であり、R6炭素数1〜4のアルキル基又はSiR7 3基(R7炭素数1〜4のアルキル基)で、pは1〜6の整数である。*は結合点を示す。)
で表される基である。)
で表されるベンゾトリアゾール誘導体:(C)成分の白金原子1molに対し、2〜1,000mol
を含有する付加硬化性シリコーンゴム組成物。
〔2〕
(A)成分が、下記平均組成式(II)
3 aSiO(4-a)/2 ・・・(II)
(式中、R3は互いに同一又は異種の炭素数1〜10の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、aは1.5〜2.8の正数である。但し、1分子中の全てのR 3 のうち少なくとも2個はアルケニル基である。
で表されるオルガノポリシロキサンである〔1〕記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
〔3〕
(B)成分が、下記平均組成式(III)
4 bcSiO(4-b-c)/2 ・・・(III)
(式中、R4は互いに同一又は異種の炭素数1〜10の非置換又は置換の一価炭化水素基である。bは0.7〜2.1、cは0.001〜1.0であり、かつb+cは0.8〜3.0を満足する正数である。但し、1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子が含まれる。
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンである〔1〕又は〔2〕記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
〔4〕
(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)と、(A)成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基の総量とのモル比(SiH基/アルケニル基)が、0.8〜10である〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
〔5〕
(E)成分として、補強性充填剤を(A)成分100質量部に対して1〜100質量部含有する〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
〔6〕
(E)成分がBET法における比表面積が50m2/g以上のヒュームドシリカである〔5〕記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
〔7〕
ヒュームドシリカが、表面疎水化処理されたものである〔6〕記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
〔8〕
130℃における2分測定時の10%硬化時間をT10、90%硬化時間をT90としたとき、T90−T10が40秒以下となるものである〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
〔9〕
〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載のシリコーンゴム組成物を硬化してなり、圧縮率25%、150℃で22時間圧縮後の圧縮永久歪が30%以下であるシリコーンゴム硬化物。
本発明によれば、上記(A)〜(D)成分の特定量の組み合わせにより、硬化速度を損なわずに圧縮永久歪の低いシリコーンゴムを与えることが可能な付加硬化性シリコーンゴム組成物を提供できる。更に得られたシリコーンゴムは耐熱試験後の変色を抑えることができる。
以下、本発明について更に詳しく説明する。
まず、(A)成分の1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサンは、本組成物の主剤(ベースポリマー)であって、該オルガノポリシロキサンとしては、下記平均組成式(II)で示されるものを用いることができる。
3 aSiO(4-a)/2 ・・・(II)
(式中、R3は互いに同一又は異種の炭素数1〜10、好ましくは1〜8の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、aは1.5〜2.8、好ましくは1.8〜2.5、より好ましくは1.95〜2.05の範囲の正数である。)
ここで、上記R3で示されるケイ素原子に結合した炭素数1〜10、好ましくは1〜8の非置換又は置換の一価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等のアルケニル基や、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられるが、全R3の90モル%以上がメチル基であることが好ましい。
また、R3のうち少なくとも2個はアルケニル基(炭素数2〜8のものが好ましく、更に好ましくは2〜6であり、特に好ましくはビニル基である。)であることが必要である。
なお、アルケニル基の含有量は、オルガノポリシロキサン中1.0×10-6mol/g〜3.0×10-3mol/g、特に1.0×10-5mol/g〜2.0×10-3mol/gとすることが好ましい。アルケニル基の量が1.0×10-6mol/gより少ないとゴム硬度が低すぎてゲル状になってしまう場合があり、また3.0×10-3mol/gより多いと架橋密度が高くなりすぎて、極端に硬度が高くなり、ゴムの弾性がなくなってしまう場合がある。このアルケニル基は、分子鎖末端のケイ素原子に結合していても、分子鎖途中(非末端)のケイ素原子に結合していても、両者に結合していてもよい。
このオルガノポリシロキサンの構造は、基本的には、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基(R3 3SiO1/2)で封鎖され、主鎖がジオルガノシロキサン単位(R3 2SiO2/2)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ことが好ましいが、部分的にはモノオルガノシルセスキオキサン単位(R3SiO3/2)を有する分岐鎖状構造や環状構造のものであってもよい(R3は上記の通りである。)。
分子量又は重合度については、平均重合度(数平均重合度、以下、同じ)が通常100〜50,000、好ましくは150〜20,000である。100未満では、硬化物に十分なゴム感が得られない場合があり、50,000より高いと粘度が高くなり、成形が困難になってしまう場合がある。ここで、分子量又は重合度は、例えば、トルエンを展開溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析におけるポリスチレン換算の数平均分子量又は数平均重合度等として求めることができる(以下、同じ)。
このような(A)成分のオルガノポリシロキサンとして、具体的には、分子鎖両末端ジオルガノアルケニルシロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサン、分子鎖両末端オルガノジアルケニルシロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサン、分子鎖両末端トリアルケニルシロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサン、分子鎖両末端トリオルガノシロキシ基封鎖ジオルガノシロキサン・オルガノアルケニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジオルガノアルケニルシロキシ基封鎖ジオルガノシロキサン・オルガノアルケニルシロキサン共重合体、分子鎖の片末端がジオルガノアルケニルシロキシ基封鎖で他方の片末端がトリオルガノシロキシ基封鎖であるジオルガノシロキサン・オルガノアルケニルシロキサン共重合体などが挙げられるが、好ましくは、分子鎖両末端ジオルガノアルケニルシロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサン、分子鎖両末端トリオルガノシロキシ基封鎖ジオルガノシロキサン・オルガノアルケニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジオルガノアルケニルシロキシ基封鎖ジオルガノシロキサン・オルガノアルケニルシロキサン共重合体である。なお、上記各シロキサン中の「オルガノ基」とは、式(II)中のR3のうち、アルケニル基等の脂肪族不飽和基を除く非置換又は置換の一価炭化水素基と同様のものを意味するものである。
次に、(B)成分は、ケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)を1分子中に少なくとも2個、好ましくは3個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、分子中のSiH基が前記(A)成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基とヒドロシリル化付加反応により架橋し、組成物を硬化させるための硬化剤(架橋剤)として作用するものである。
この(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、例えば、下記平均組成式(III)で示され、1分子中に少なくとも2個、好ましくは3個以上、より好ましくは3〜100個、更に好ましくは4〜50個のケイ素原子結合水素原子(SiH基)を有するものが好適に用いられる。
4 bcSiO(4-b-c)/2 ・・・(III)
(式中、R4は互いに同一又は異種の炭素数1〜10、好ましくは1〜8の非置換又は置換の一価炭化水素基である。また、bは0.7〜2.1、cは0.001〜1.0で、かつb+cは0.8〜3.0を満足する正数である。)
ここで、R4の一価炭化水素基としては、R3で例示したものと同様のものを挙げることができるが、脂肪族不飽和結合を有さないものが好ましい。
また、bは0.7〜2.1、好ましくは0.8〜2.0であり、cは0.001〜1.0、好ましくは0.01〜1.0であり、b+cは0.8〜3.0、好ましくは1.0〜2.5を満足する正数であり、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子構造は、直鎖状、環状、分岐鎖状、三次元網目状のいずれの構造であってもよい。
なお、SiH基の含有量は、オルガノハイドロジェンポリシロキサン中0.0005mol/g〜0.020mol/g、特に0.001mol/g〜0.017mol/gとすることが好ましい。SiH基の量が0.0005mol/gより少ないと架橋が不十分となってしまう場合があり、また0.020mol/gより多いとオルガノハイドロジェンポリシロキサンが不安定な物質となる場合がある。
この場合、1分子中のケイ素原子の数(又は重合度)は2〜300個、特に3〜150個、とりわけ4〜100個程度の室温(25℃)で液状のものが好適に用いられる。なお、ケイ素原子に結合する水素原子は分子鎖末端、分子鎖の途中(非末端)のいずれに位置していてもよく、両方に位置するものであってもよい。
上記(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、トリス(ハイドロジェンジメチルシロキシ)メチルシラン、トリス(ハイドロジェンジメチルシロキシ)フェニルシラン、メチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・メチルフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、(CH32HSiO1/2単位と(CH33SiO1/2単位とSiO4/2単位とからなる共重合体、(CH32HSiO1/2単位とSiO4/2単位とからなる共重合体、(CH32HSiO1/2単位とSiO4/2単位と(C65)SiO3/2単位とからなる共重合体や、これら例示化合物においてメチル基の一部又は全部を他のアルキル基やフェニル基などで置換したものなどが挙げられる。
また、(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、上記で例示した化合物等において、分子を構成するシロキサン骨格(−Si−O−Si−)の一部(通常、シロキサン結合を形成する酸素原子の位置の一部)に、通常2〜4価の、芳香族環含有の炭化水素骨格(例えば、フェニレン骨格、ビスフェニレン骨格、ビス(フェニレン)エーテル骨格、ビス(フェニレン)メタン骨格、2,2−ビス(フェニレン)プロパン骨格、2,2−ビス(フェニレン)ヘキサフルオロプロパン骨格など)を含有する、多価芳香族環含有のオルガノハイドロジェンポリシロキサンであってもよい。
(B)成分であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、(A)成分の合計100質量部に対して0.2〜20質量部であり、好ましくは0.3〜10質量部である。また、上記(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)と、(A)及び(B)成分中の(特には、(A)成分中の)ケイ素原子に結合したアルケニル基の総量とのモル比(SiH基/アルケニル基)が、0.8〜10、特に1.0〜5となる量であることが好ましい。この比が0.8より小さいと硬化(架橋密度)が不十分になり、べたついたゴムになってしまう場合があり、10より大きいと、シリコーンゴム成型物に発泡が見られたり、金型からの離型が困難になったりしてしまうおそれがある。
(C)成分の白金触媒としては、白金黒、塩化第2白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート等の白金族金属系触媒が挙げられる。
なお、この白金触媒の配合量は触媒量とすることができ、通常、白金族金属(質量換算)として、(A)〜(D)成分、後述する(E)成分を配合する場合は(A)〜(E)成分の合計質量に対し、0.5〜1,000ppm、特に1〜500ppm程度である。
次に、(D)成分は、下記一般式(I)
Figure 0006572634
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜6の一価炭化水素基、R2は一価の有機基である。)
で示されるベンゾトリアゾール誘導体であり、上述した(C)成分の白金触媒と相互作用することにより、硬化後のシリコーンゴムの圧縮永久歪を低下させることができる。
ここで、R1は水素原子又は炭素数1〜6の一価炭化水素基であり、炭素数1〜6の一価炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等のアルキル基や、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられる。これらの内、合成上の面から水素原子又はメチル基であることが好ましい。
次に、R2は一価の有機基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基等の炭素数1〜10の一価炭化水素基が挙げられ、また、下記式で示される基などが挙げられる。
Figure 0006572634
(式中、R5は炭素数1〜15、特に1〜10のアルキル基等の一価炭化水素基、又は−(CH2p−Si(OR63であり、R6は1〜4、特に1〜3のアルキル基又はSiR7 3基(R7は1〜4、特に1〜3のアルキル基)で、pは1〜6、特に1〜3の整数である。*は結合点を示す。)
具体的なベンゾトリアゾール誘導体の例を下記に示す。
Figure 0006572634
(式中、nは0〜6の整数を示す。)
Figure 0006572634
(式中、mは1〜6の整数を示す。)
Figure 0006572634
(式中、lは1〜6の整数であり、R6はアルキル基又はトリアルキルシリル基である。)
これらのうち、最も好適なものを下記式で示す。
Figure 0006572634
Figure 0006572634
Figure 0006572634
この(D)成分の配合量は、(C)成分の白金原子1molに対し、2〜1,000mol、好ましくは2〜800mol、更に好ましくは2〜500mol、とりわけ好ましくは2〜100molである。2molより少ないと十分に圧縮永久歪を低下させることができず、1,000molを超えると硬化性が低下する。
本発明のシリコーンゴム組成物としては、(E)成分として補強性充填剤を配合することが好ましい。この場合、補強性充填剤としては、補強性シリカ微粉末が好ましい。(E)成分の補強性シリカ微粉末は、シリカの種類に特に限定はなく、通常ゴムの補強剤として使用されるものであればよい。その補強性シリカ微粉末としては、従来のシリコーンゴム組成物に使用されているものを使用できるが、BET法による比表面積が50m2/g以上である補強性シリカ微粉末を用いる。特にBET法による比表面積が50〜400m2/g、とりわけ100〜350m2/gの、沈澱シリカ(湿式シリカ)、ヒュームドシリカ(乾式シリカ)、焼成シリカ等が好適に使用され、ゴム強度を向上することからヒュームドシリカが好適である。また、上記補強性シリカ微粉末は、例えば、クロロシラン、アルコキシシラン、オルガノシラザン等の(通常、加水分解性の)有機ケイ素化合物などの表面処理剤で、表面が疎水化処理されたシリカ微粉末であってもよい。その場合、これらのシリカ微粉末は、予め粉体の状態で、表面処理剤により直接、表面疎水化処理されたものでもよいし、シリコーンオイル(例えば、上記(A)成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン)との混練時に表面処理剤を添加して、表面疎水化処理したものでもよい。
通常の処理法として、一般的周知の技術により処理でき、例えば、常圧で密閉された機械混練装置又は流動層に上記未処理のシリカ微粉末と処理剤を入れ、必要に応じて不活性ガス存在下において室温あるいは熱処理(加熱下)にて混合処理する。場合により、触媒(加水分解促進剤等)を使用して処理を促進してもよい。混練後、乾燥することにより処理シリカ微粉末を製造し得る。処理剤の配合量は、その処理剤の被覆面積から計算される量以上であればよい。
処理剤として、具体的には、へキサメチルジシラザン等のシラザン類、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、ビニルトリス(メトキシエトキシ)シラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジビニルジメトキシシラン及びクロロプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、ポリメチルシロキサン、オルガノハイドロジェンポリシロキサン等の有機ケイ素化合物が挙げられ、これらで表面処理し、疎水性シリカ微粉末として用いる。処理剤としては、特にシラン系カップリング剤又はシラザン類が好ましい。
(E)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して1〜100質量部、好ましくは5〜60質量部、より好ましくは10〜60質量部である。1質量部より少ないと十分な補強効果が得られず、100質量部を超えるとシリコーンゴム組成物の粘度が高くなりすぎて作業性、加工性が悪くなる。
本発明の付加硬化性シリコーンゴム組成物には、その他の成分として、必要に応じて、石英粉、珪藻土、炭酸カルシウムのような充填剤や、カーボンブラック、導電性亜鉛華、金属粉等の導電剤、窒素含有化合物やアセチレン化合物、リン化合物、ニトリル化合物、カルボキシレート、錫化合物、水銀化合物、硫黄化合物等のヒドロシリル化反応制御剤、酸化鉄、酸化セリウムのような耐熱剤、ジメチルシリコーンオイル等の内部離型剤、接着性付与剤(特には、分子中にアルケニル基、エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリロキシ基、メルカプト基等から選ばれる少なくとも1種の官能性基を含有すると共に、分子中にSiH基を含有しないアルコキシシラン等の有機ケイ素化合物など)、チクソ性付与剤等を配合することは任意とされる。
この付加硬化性シリコーンゴム組成物の成形、硬化方法としては、常法を採用し得るが、成形法として射出成形、トランスファー成形、注入成形、圧縮成形等から目的にあった最適な手段を選択することが可能である。硬化条件としては、40〜230℃で3秒〜160分間程度の加熱処理(一次加硫)条件を採用し得る。また更に、必要に応じて任意に、40〜230℃で10分〜24時間程度の二次加硫(ポストキュア)を行ってもよい。
このような付加硬化性シリコーンゴム組成物の硬化スピードとしては、その効率を重視すると硬化性試験機[ローターレスタイプディスクレオメータ、ムービングダイ式レオメーター、又はMDR]による130℃で2分測定時の10%硬化時間(即ち、130℃において測定開始から2分間における最大トルク値に対する10%のトルク値を与える時の測定開始からの時間)をT10(秒)、90%硬化時間(即ち、130℃において測定開始から2分間における最大トルク値に対する90%のトルク値を与える時の測定開始からの時間)をT90(秒)とした時、T90−T10が40秒以下であることが好ましく、より好ましくは30秒以下である。40秒より長いと成形サイクルが悪く、不経済になる場合がある。
本発明において、上記付加硬化性シリコーンゴム組成物を硬化して得られた硬化物(シリコーンゴム)は、JIS−K6249に基づく圧縮率25%、150℃、22時間の圧縮永久歪測定において、圧縮永久歪が30%以下、特に20%以下、とりわけ15%以下となる。圧縮永久歪が30%以下であると、O−リングやパッキンの材料として好ましい。なお、上記圧縮永久歪を達成するためには、(A)〜(C)成分を含有してなる通常の付加硬化性シリコーンゴム組成物において、(D)成分を上記した配合比率で均一に配合することにより達成できる。
本発明の付加硬化性シリコーンゴム組成物は、できるだけ低い圧縮永久歪が必要な用途、特にO−リングやパッキンなどのシール材料として好適に用いられる。
以下、実施例と比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、下記例で部は質量部を示す。また、平均重合度は、トルエンを展開溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析におけるポリスチレン換算の数平均重合度を示す。
[実施例1]
分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平均重合度が750であるジメチルポリシロキサン(A1)100部、架橋剤として分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖され、側鎖にSiH基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(B1)(重合度80、SiH基量0.0055mol/gの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・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体)1.30部(SiH基/ビニル基=2.0mol/mol)、及び反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.05部を室温で15分間撹拌した。続いて、白金と1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの錯体のトルエン溶液(C1)(白金原子1質量%)を0.10部添加し、室温で15分撹拌し、シリコーンゴム配合物Aを得た。
このシリコーンゴム配合物A100部に対し、下記式で示されるベンゾトリアゾール誘導体(D1)
Figure 0006572634
を0.007部(ベンゾトリアゾール誘導体/Pt原子=8.5mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表1に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表1に示した。
[実施例2]
実施例1のシリコーンゴム配合物A100部に対し、下記式で示されるベンゾトリアゾール誘導体(D2)
Figure 0006572634
を0.009部(ベンゾトリアゾール誘導体/Pt原子=8.0mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表1に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表1に示した。
[実施例3]
実施例1のシリコーンゴム配合物A100部に対し、下記式で示されるベンゾトリアゾール誘導体(D3)
Figure 0006572634
を0.0135部(ベンゾトリアゾール誘導体/Pt原子=8.2mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表1に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表1に示した。
[実施例4]
実施例1のシリコーンゴム配合物A100部に対し、下記式で示されるベンゾトリアゾール誘導体(D4)
Figure 0006572634
を0.0225部(ベンゾトリアゾール誘導体/Pt原子=8.8mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表1に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表1に示した。
[比較例1]
ベンゾトリアゾール誘導体を添加する前の実施例1のシリコーンゴム配合物Aの130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表1に示した。また、シリコーンゴム配合物Aを120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表1に示した。
[比較例2]
実施例1のシリコーンゴム配合物A100部に対し、ベンゾトリアゾールを0.005部(ベンゾトリアゾール/Pt原子=8.2mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表1に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表1に示した。
[比較例3]
実施例1のシリコーンゴム配合物A100部に対し、下記式で示されるベンゾトリアゾール誘導体(D5)
Figure 0006572634
を0.0055部(ベンゾトリアゾール誘導体/Pt原子=8.0mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表1に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表1に示した。
[実施例5]
分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平均重合度が750であるジメチルポリシロキサン(A1)60部、BET法による比表面積が300m2/gであるヒュームドシリカ(1)(日本アエロジル社製、アエロジル300)40部、ヘキサメチルジシラザン8部、及び水2.0部を室温で30分混合後、150℃に昇温し、3時間撹拌を続け、冷却し、シリコーンゴムベースを得た。
このシリコーンゴムベース100部に、上記ジメチルポリシロキサン(A1)40部、分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖され側鎖(即ち、主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位中のケイ素原子に結合した一価の基又は原子、以下、同様。)のメチル基の2.5mol%がビニル基である平均重合度200のジメチルポリシロキサン(A2)5部、架橋剤として分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖され、側鎖にSiH基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(B2)(重合度27、SiH基量0.0069mol/gの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・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体)1.79部(SiH基/ビニル基=1.8mol/mol)、及び反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.12部を添加し、15分撹拌した。次いで白金と1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの錯体のトルエン溶液(C1)(白金原子1質量%)0.10部を添加し、30分間撹拌して均一なシリコーンゴム配合物Bを得た。
このシリコーンゴム配合物B100部に対し、実施例1のベンゾトリアゾール誘導体(D1)を0.007部(ベンゾトリアゾール誘導体/Pt原子=12.5mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表2に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表2に示した。
[実施例6]
実施例5のシリコーンゴム配合物B100部に対し、実施例2のベンゾトリアゾール誘導体(D2)を0.009部(ベンゾトリアゾール誘導体/Pt原子=11.8mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表2に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表2に示した。
[実施例7]
実施例5のシリコーンゴム配合物B100部に対し、実施例3のベンゾトリアゾール誘導体(D3)を0.0135部(ベンゾトリアゾール誘導体/Pt原子=11.9mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表2に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表2に示した。
[実施例8]
実施例5のシリコーンゴム配合物B100部に対し、実施例4のベンゾトリアゾール誘導体(D4)を0.0225部(ベンゾトリアゾール誘導体/Pt原子=12.9mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表2に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表2に示した。
[実施例9]
実施例5のシリコーンゴム配合物B100部に対し、実施例3のベンゾトリアゾール誘導体(D3)を0.10部(ベンゾトリアゾール誘導体/Pt原子=88mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表2に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表2に示した。
[比較例4]
ベンゾトリアゾール誘導体を添加する前の実施例5のシリコーンゴム配合物Bの130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表2に示した。また、シリコーンゴム配合物Bを120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表2に示した。
[比較例5]
実施例5のシリコーンゴム配合物B100部に対し、ベンゾトリアゾールを0.005部(ベンゾトリアゾール/Pt原子=12.0mol/mol)を添加し、均一なシリコーンゴム組成物とした。該組成物の130℃における硬化性をレオメーターMDR2000(アルファテクノロジーズ社製)により測定した結果を表2に示した。また、該組成物を120℃で15分間プレスキュアを行って得られた硬化物について、外観(色調)を目視で確認した結果、JIS−K6249に基づき、圧縮永久歪(圧縮率25%、温度150℃、試験時間22時間)を測定した結果、及び圧縮永久歪試験後のサンプルの外観(色調)を目視で確認した結果を表2に示した。
Figure 0006572634
Figure 0006572634

Claims (9)

  1. (A)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合したアルケニル基を有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサン:100質量部、
    (B)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合した水素原子を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(A)成分100質量部に対して0.2〜20質量部、
    (C)白金触媒:触媒量、
    (D)下記一般式(I)
    Figure 0006572634
    (式中、R1は水素原子又は炭素数1〜6の一価炭化水素基、R2は炭素数1〜10の一価炭化水素基、又は下記式
    Figure 0006572634
    (式中、R5は炭素数1〜15の一価炭化水素基、又は
    −(CH2p−Si(OR63であり、R6炭素数1〜4のアルキル基又はSiR7 3基(R7炭素数1〜4のアルキル基)で、pは1〜6の整数である。*は結合点を示す。)
    で表される基である。)
    で表されるベンゾトリアゾール誘導体:(C)成分の白金原子1molに対し、2〜1,000mol
    を含有する付加硬化性シリコーンゴム組成物。
  2. (A)成分が、下記平均組成式(II)
    3 aSiO(4-a)/2 ・・・(II)
    (式中、R3は互いに同一又は異種の炭素数1〜10の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、aは1.5〜2.8の正数である。但し、1分子中の全てのR 3 のうち少なくとも2個はアルケニル基である。
    で表されるオルガノポリシロキサンである請求項1記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
  3. (B)成分が、下記平均組成式(III)
    4 bcSiO(4-b-c)/2 ・・・(III)
    (式中、R4は互いに同一又は異種の炭素数1〜10の非置換又は置換の一価炭化水素基である。bは0.7〜2.1、cは0.001〜1.0であり、かつb+cは0.8〜3.0を満足する正数である。但し、1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子が含まれる。
    で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンである請求項1又は2記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
  4. (B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)と、(A)成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基の総量とのモル比(SiH基/アルケニル基)が、0.8〜10である請求項1〜3のいずれか1項記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
  5. (E)成分として、補強性充填剤を(A)成分100質量部に対して1〜100質量部含有する請求項1〜4のいずれか1項記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
  6. (E)成分がBET法における比表面積が50m2/g以上のヒュームドシリカである請求項5記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
  7. ヒュームドシリカが、表面疎水化処理されたものである請求項6記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
  8. 130℃における2分測定時の10%硬化時間をT10、90%硬化時間をT90としたとき、T90−T10が40秒以下となるものである請求項1〜7のいずれか1項記載の付加硬化性シリコーンゴム組成物。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項記載のシリコーンゴム組成物を硬化してなり、圧縮率25%、150℃で22時間圧縮後の圧縮永久歪が30%以下であるシリコーンゴム硬化物。
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