JP4167737B2 - シリコーン接着剤組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコーン接着剤組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
種々の硬化性接着剤が当該技術分野で周知である。これらの接着剤の幾つかは、室温で流動性または押出し可能なものでないため、支持体への適用のために溶剤の使用を必要とする。例えば米国特許第4,774,297号明細書には、付加硬化性感圧接着剤形成組成物が開示されている。最初の付加硬化の完了によって、これらの感圧接着剤はさらに硬化して永久接着剤とならない。
【0003】
支持体への適用のために溶剤の使用を必要としない付加硬化性シリコーン感圧接着剤組成物も当該技術分野において周知である。しかしながら、これらの組成物は本発明の組成物において見出される2段階硬化(dual cure )を提供しない。米国特許第4,988,779号、第5,169,727号および第5,292,586号明細書には、付加硬化性シリコーン感圧接着剤組成物が開示されている。
【0004】
種々の湿分硬化性シリコーン感圧接着剤が当該技術分野で周知である。しかしながら、付加硬化性感圧接着剤という観点では、これらの組成物は本発明の組成物により提供される2段階硬化を示さない。例えば、米国特許第5,210,156号および第5,208,300号明細書には、湿分の存在下で硬化するシリコーン感圧接着剤が開示されている。
【0005】
ヨーロッパ特許第0664328号明細書には、(a)ケイ素にヒドロキシルが結合している基を1重量%未満含有するキャップされたオルガノポリシロキサンMQ樹脂;(b)10,000〜10,000,000cpの粘度を有するアルケニル官能ポリジオルガノシロキサン;(c)SiH含有ポリオルガノシロキサン;(d)アルケントリアルコキシシラン;(e)白金含有触媒;および(f)湿分硬化触媒を含む2段階硬化性シリコーン感圧接着剤組成物が開示されている。ヨーロッパ特許第0664328号は、支持体に当該シリコーン感圧接着剤を適用するために溶剤の使用を必要とするものであって、この特許明細書にはその組成物中に官能樹脂を使用することは教示されていない。
【0006】
米国特許第5,473,026号明細書には、アルコキシ官能樹脂、加水分解可能な基を含有するポリジオルガノシロキサンおよび硬化触媒を含む湿分硬化性ホットメルトシリコーン感圧接着剤が記載されている。しかしながら、これらの組成物は、送出するために熱を必要とし、室温で硬いものである。
【0007】
本発明は、溶剤の不在下、室温で押出し可能な流動性の2段階硬化性シリコーン接着剤組成物に関する。この組成物は急速に硬化して、高いグリーン強度(green strength)を有するが被着体の調整または取替えを行うことができる状態にある粘稠な粘着性の状態になり(すなわち感圧接着剤になり)、その後、ゆっくりと硬化して高強度の剥離不可能な接着(immovable bond)を提供する(すなわち永久接着剤になる)。この無溶剤2段階硬化性接着剤組成物は、
(A)本質的にR3 SiO1/2 シロキサン単位(M単位)およびSiO4/2 シロキサン単位(Q単位)からなるアルケニル官能シロキサン樹脂であって、少なくとも1個のRがアルケニル基であるという条件で各Rが独立に炭素原子数1〜6の1価炭化水素基であり、SiO4/2 単位ごとに0.5〜1.5個のR3 SiO1/2 単位が存在し、0.01〜22重量%のアルケニル官能基を含む樹脂40〜95部;
(B)分子当たりケイ素に結合した水素原子を平均して少なくとも1.7個有し、0.8〜2,000mm2 /sの粘度を有するSiH含有ポリオルガノシロキサン0.5〜20部;
(C)式:R1 4 -y Si(OR2 )y (式中、R1 は炭素原子数1〜6のアルキル基および炭素原子数6〜10のアリール基から選ばれ、R2 はアルコキシアルキル基および炭素原子数1〜3のアルキル基から選ばれ、yは2〜4である)により表されるモノマーであるシランまたはそれらの部分加水分解および縮合によるオリゴマー化反応生成物;
(D)当該組成物の硬化を促進させるのに十分な量のヒドロシリル化触媒;ならびに
(E)前記アルコキシ基の湿分により開始される反応を促進させるための湿分硬化触媒;
(F)任意に、分子当たり少なくとも2個のエチレン性またはアセチレン性不飽和基を有し、100〜80,000mm2 /sの粘度を有するポリジオルガノシロキサン0.1〜70部;
(G)任意に、当該組成物を室温で安定なものにするのに十分な量の抑制剤;の混合物を含むものであって、樹脂(A)、SiH含有ポリオルガノシロキサン(B)および任意のポリジオルガノシロキサン(F)の少なくとも1つは式:−ZSiR1 x (OR2 )3-x (式中、R1 は上記の通りであり、R2 は炭素原子数1〜3のアルキル基およびアルコキシアルキル基から選ばれ、Zは2価結合基であり、xは0または1の値を有する)により表される硬化性基を含み、溶剤の不在下、25℃で5〜1,500Pa・sの間の粘度を有し、そしてまずグリーン強度を有し、剥離可能な接着(movable bond)を提供する組成物に硬化し、その後さらに硬化して剥離不可能な接着を提供する組成物となる。
【0008】
「混合物」なる用語は、上記成分の任意の配合物または初期反応生成物も意味する。従って、上記成分を互いに組み合わせる場合には、上記成分はそれらが加えられたときと同じ形態のまま残るか、またはその他の成分と偶然に反応して上記のように特定されない成分を形成する。
【0009】
剥離可能な接着を提供する組成物となる最初の硬化は、主として成分(A)、(B)および任意の(F)の間の(D)により触媒される付加反応を通じて起こる。不動結合を有する組成物となる2番目の硬化は、主として成分(C)と湿分硬化性基−ZSiRx (OR2 )3-x の間の成分(E)により触媒される縮合反応を通じて起こる。
【0010】
【発明の実施の形態】
成分(A)は、本質的にR3 SiO1/2 シロキサン単位(M単位)およびSiO4/2 シロキサン単位(Q単位)からなるアルケニル官能シロキサン樹脂であって、前記Rが炭素原子数1〜6の1価炭化水素基および−ZSiRx (OR2 )3-x 基から選ばれるものである。R3 SiO1/2 シロキサン単位およびSiO4/2 シロキサン単位に加え、当該樹脂はHOR2 SiO1/2 単位ならびに2価および3価シロキサン単位を含んでもよい。しかしながら、これらの単位は僅かに少量存在することを条件とする。当該樹脂がR3 SiO1/2 シロキサン単位およびSiO4/2 シロキサン単位から実質的になることが好ましい。
【0011】
Rをメチルまたはエチルのようなアルキル基;フェニル基;ならびにビニル、アリルおよびヘキセニルのようなアルケニル基により例示する。Rはメチルおよびビニルからなる群から選ばれることが好ましい。
【0012】
前記シロキサン樹脂は典型的には0.01〜22重量%のアルケニル官能基、好ましくは0.6〜20重量%のアルケニル官能基、最も好ましくは0.6〜8重量%のアルケニル官能基を含む。
【0013】
当該樹脂中のSiO4/2 シロキサン単位に対するR3 SiO1/2 シロキサン単位のモル比は0.5/1〜1.5/1、好ましくは0.6/1〜1.1/1の値である。これらのモル比は29Si−NMR分光分析法により容易に測定される。ケイ素にヒドロキシルが結合している基(すなわちHOR2 SiO1/2 基またはHOSiO3/2 基)の存在量を、樹脂の総重量の0.7重量%未満、好ましくは0.3重量%未満に保つことが好ましい。
【0014】
前記シロキサン樹脂は、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびヘプタンのような炭化水素溶剤または低粘度の環状または線状ポリジオルガノシロキサンのようなシリコーン液体に溶解することができる。
【0015】
アルケニル官能シロキサン樹脂は当該技術分野において周知のものであって、周知の方法により調製することができる。
【0016】
成分(B)は、分子当たりケイ素に結合した水素原子を平均して少なくとも2個有し、0.8〜2,000mm2 /s、好ましくは2〜200mm2 /sの粘度を有するSiH含有ポリオルガノシロキサンである。
【0017】
ケイ素上の有機基は、炭素原子数1〜4のアルキル基および炭素原子数6〜10のアリール基からなる群から選ばれる。この有機基をメチル、エチルおよびフェニルにより例示する。典型的には、前記SiH含有ポリオルガノシロキサンは、ケイ素に結合した水素を0.01〜2重量%、好ましくは0.1〜1.7重量%含む。
【0018】
当該接着剤組成物中に存在する成分(B)の量は、(A)と(F)を合計したものの中に含まれるオレフィン不飽和基ごとにケイ素に結合した水素原子を1〜30個提供するのに十分な量である。オレフィン不飽和基ごとにケイ素に結合した水素原子が1〜10個存在することが好ましい。典型的には、このためには、当該組成物中に0.5〜20部の成分(B)が必要である。
【0019】
成分(B)を、ポリメチル水素シロキサン、線状ポリメチル水素シロキサン、分枝ポリメチル水素シロキサン、ポリジメチルメチル水素シロキサンコポリマー、ポリメチル水素シクロシロキサンおよびポリジメチルメチル水素シクロシロキサン;SiO4/2 単位、(CH3 )3 SiO1/2 単位、および(CH3 )2 HSiO1/2 、CH3 HSiO2/2 および(CH3 )2 SiO2/2 の単位を含む樹脂ならびにこれらの混合物により例示する。ケイ素に水素原子が結合している基は側基または末端基であってもよい。
【0020】
成分(B)を式:R3 3 SiO(R1 2 SiO)m (HR1 SiO)n SiR3 3 、R3 3 SiO(R3 2 SiO)p SiR3 3 、(R1 2 Si)s (HR1SiO)t および(R3 3 SiO1/2 )a (SiO4/2 )b (R3 2 SiO2/2)c (式中、各R1 は独立に炭素原子数1〜6のアルキル基および炭素原子数6〜10のアリール基からなる群から選ばれ、R3 は水素原子およびR1 からなる群から選ばれるが、少なくとも1.7個のR3 基が水素原子であることを条件とする)により表される化合物により例示する。R1 をメチル、エチル、プロピルおよびフェニルにより例示する。下付き文字m、n、p、s、t、a、bおよびcは、粘度が0.8〜2,000mm2 /sとなるようなものであり、n、p、tおよびa+cはそれぞれ1.7以上である。SiH含有ポリオルガノシロキサンは2〜200mm2 /sの粘度を有することが好ましい。
【0021】
成分(C)はアルコキシシランまたはそれらのオリゴマー化反応生成物である。前記シランは、式R1 4 -y Si(OR2 )y (式中、R1 は炭素原子数1〜6のアルキル基および炭素原子数6〜10のアリール基から選ばれ、R2 はアルコキシアルキル基および炭素原子数1〜3のアルキル基から選ばれ、yは2〜4である)により表される。R2 をメチル、エチルおよびプロピルにより例示する。前記「それらのオリゴマー化反応生成物」とは、アルコキシシランの部分加水分解/縮合により生成する低分子量生成物を意味する。
【0022】
アルコキシシラン(C)をメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシランおよびエチルトリメトキシシランにより例示する。
【0023】
成分(D)はヒドロシリル化触媒である。このヒドロシリル化触媒は、ケイ素に結合した水素原子とケイ素に結合した不飽和炭素基(すなわちC=C基)との間の反応を触媒するのに有効であるとして当該技術分野において周知の触媒のいずれであってもよい。そのような触媒には典型的には、金属がルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムおよび白金からなる群から選ばれる金属触媒が含まれる。このヒドロシリル化触媒は白金含有触媒であることが好ましい。適切な白金含有触媒は当該技術分野において周知のものであり、白金金属、白金化合物および白金錯体により例示される。白金化合物および白金錯体をクロロ白金酸、クロロ白金酸六水和物、カルステット(Karstedt's)触媒、ジクロロ−ビス(トリフェニルホスフィン)白金(II)、cis-ジクロロビス(アセトニトリル)白金(II)、ジカルボニルジクロロ白金(II)、塩化白金および酸化白金により例示する。水素化ケイ素と前記不飽和化合物の不飽和部分との間の反応をもたらすいかなる白金含有物質も本発明において有用である。
【0024】
白金含有触媒は、(A)、(B)および(F)の合計重量の100万重量部ごとに少なくとも0.1〜1,000重量部、好ましくは1〜500重量部、最も好ましくは10〜300重量部の白金を提供するのに十分な量で存在する。
【0025】
成分(E)はアルコキシ基の湿分により開始される反応を促進させるための湿分硬化触媒である。湿分により開始される反応を促進させるのに適切であるとして当該技術分野で周知のいかなる触媒を使用することができる。適切な触媒には、オクタン酸第一錫、ジブチル錫ジラウレートおよびジブチル錫ジアセテートのようなモノカルボン酸金属塩;テトラブチルチタナート、テトラエチルヘキシルチタナートおよびテトラフェニルチタナートのようなチタンエステル;テトラキス(トリメチルシロキシ)チタンおよびビス(トリメチルシロキシ)−ビス(イソプロピル)チタンのようなシロキシチタナート;およびビス(アセチルアセトニトリル)ジイソプロピルシタナートのようなβ−ジカルボニルチタン化合物;ヘキシルアミンならびにそれらのアセテートおよび第4級塩のようなアミンが含まれる。好ましい触媒には、チタン ジイソプロポキシジエチルアセトアセテートおよびテトラブチルチタナートが含まれる。
【0026】
成分(E)は、前記アルコキシ基の湿分により開始される反応を促進させるのに適切な量で存在する。典型的には、成分(E)は成分(A)、(B)、(C)および任意の(F)の合計重量に基づいて0.5〜10重量%の量で存在する。成分(E)は当該接着剤組成物の量に基づいて約1重量%の量で使用されることが好ましい。
【0027】
成分(F)は任意成分である。成分(F)は一般式:R1 2 R4 SiO(R4 2 SiO)k SiR4 R 2 (式中、各R1 は上記の通りであり、各R4 は独立にアルケニル基、アルキニル基およびR1 からなる群から選ばれるが、分子当たり少なくとも2個のR4 基がアルケニルまたはアルキニルでなくてはならないことを条件とし、kは(F)の粘度が25℃において100〜80,000mm2/s、好ましくは9,000〜55,000mm2 /sであるような値である)により表されるアルケニル官能ポリジオルガノシロキサンである。全てのR1 基およびR4 基の好ましくは少なくとも50%、より好ましくは90%がメチルであるべきである。
【0028】
R4 をメチル、エチルおよびプロピルのようなアルキル基、フェニルのようなアリール基、ビニル、アリル、ブテニルおよびヘキセニルのようなアルケニル基により例示する。R4 がアルケニル基である場合には、R4 がビニルであることが好ましい。
【0029】
成分(F)は、上記式により表される1種のポリジオルガノシロキサン、2種以上のポリジオルガノシロキサンの混合物を含むものであっても、少なくとも1種が成分(F)に関する上記式により表されるポリジオルガノシロキサンの混合物であってもよい。
【0030】
アルケニル官能ポリジオルガノシロキサン(F)を、ViMe2 SiO(Me2 SiO)x SiMe2 Vi、ViMe2 SiO(Me2 SiO)e (MePhSiO)f SiMe2 Vi、ViMe2 SiO(Me2 SiO)e (MeViSiO)g SiMe2 Vi、Me3 SiO(Me2 SiO)e (MeViSiO)g SiMe3 およびPhMeViSiO(Me2 SiO)e SiPhMeViにより例示する。前記式中、Me、ViおよびPhはそれぞれメチル、ビニルおよびフェニルを表し、下付き文字e、fおよびgはポリマーが100〜80,000mm2 /sの粘度を有するようなものである。アルケニル官能ポリジオルガノシロキサン(F)は典型的には、ケイ素に結合したビニルを0.01〜15重量%、好ましくは0.05〜0.5重量%含む。
【0031】
典型的には、0.1〜70部、好ましくは1〜50部、より好ましくは8〜40部のアルケニル官能ポリジオルガノシロキサンが当該組成物中に存在する。
【0032】
成分(G)は当該接着剤組成物の任意成分である。成分(G)は、室温でヒドロシリル化触媒(D)の触媒活性を抑制または低下させる。有用な抑制剤には、トリフェニルホスフィンのような有機リン化合物;トリブチルアミン、テトラメチルエチレンジアミンおよびベンゾトリアゾールのような窒素化合物;硫黄含有化合物;アセチレン性化合物;少なくとも2個のアルケニル基を有する化合物;ヒドロペルオキシ化合物およびマレイン酸誘導体が含まれる。
【0033】
好ましい触媒抑制剤には、酸素およびSiH反応性ヒドロキシル化化合物の不在下、室温でヒドロシリル化触媒(D)の触媒活性を抑制するホスフィン、ホスファイトおよびホスフィンオキシド、例えば、トリフェニルホスフィン、トリオクチルホスフィン、ジビニルフェニルホスフィン、トリブチルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシドおよびトリフェニルホスフィンオキシドが含まれる。これらの抑制剤は米国特許第5,308,812号明細書に教示されている。
【0034】
使用される抑制剤の量は、限定するわけではないが、抑制剤の活性およびヒドロシリル化触媒(D)の活性を含む多くの因子に依存する。典型的には、ヒドロシリル化触媒(D)中に存在する金属に対する触媒抑制剤のモル比は1:1〜200:1の範囲内にある。
【0035】
当該組成物が2段階硬化能を示すように、前記樹脂(A)、SiH含有ポリオルガノシロキサン(B)およびポリジオルガノシロキサン(F)の少なくとも1つが−ZSiR1 x (OR2 )3-x (式中、R1 およびR2 は上記の通りであり、Zは2価結合基であり、xは0または1の値である)により表される硬化性基を含有すべきである。前記硬化性基は前記樹脂(A)上に存在することが好ましい。
【0036】
Zは、湿分硬化反応中に当該成分から硬化性基が脱離しないように、前記硬化性基のケイ素原子を樹脂(A)、SiH含有ポリオルガノシロキサン(B)またはポリジオルガノシロキサン(F)のケイ素原子に強く連結する二価基を表す。さらに、Zは湿分硬化反応または付加硬化反応を不適切に抑制するかまたは湿分硬化反応または付加硬化反応に悪影響を及ぼすものであるべきではない。Zは典型的にはケイ素原子を加水分解安定な状態で結合させることに使用される種類の二価基から選ばれるものであって、このような二価基には、例えば、酸素;アルキレン(エチレン、プロピレンおよびイソブチレン)およびフェニレンのような炭化水素;シロキサン;ならびにこれらの組み合わせが含まれる。Zを、−O−、−OSi(CH3 )2 O−、−CH2 CH2 −および−(OSi(CH3 )2 )CH2 CH2 −により例示する。
【0037】
硬化性基の特定の例には、(CH3 O)3 SiCH2 CH2 −、(CH3 O)3 SiO−、CH3 (CH3 O)2 SiO−、(CH3 O)3 SiCH2 CH2 Si(CH3 )2 CH2 CH2 Si(CH3 )2 O−、(CH3 O)3 SiCH2 CH2 Si(CH3 )2 O−、(CH3 O)3 SiCH2 CH2 Si(CH3 )2 OSi(CH3 )2 O−および(CH3 O)3 SiCH2 CH2 Si(CH3 )2 OSi(CH3 )2 CH2 CH2 −が含まれる。
【0038】
アルコキシ官能樹脂(A)、アルコキシ官能SiH含有ポリオルガノシロキサン(B)およびアルコキシ官能ポリジオルガノシロキサン(F)を調製する方法は当該技術分野で周知である。
【0039】
上記成分に加え、当該組成物の硬化または硬化した組成物の物理的特性に悪影響を及ぼさないならば、当該組成物中に他の成分が存在してもよい。そのような追加の成分を、接着促進剤、充填剤、酸化防止剤、顔料、および熱安定剤により例示することができる。
【0040】
当該組成物を1液型または2液型組成物として調製することができる。当該組成物が1液型組成物である場合には、抑制剤(G)は当該組成物中に存在しなくてはならない。当該組成物が2液型組成物である場合には、各部分が次の3つの成分:不飽和化合物(すなわち(A)または(F))、SiH含有化合物(すなわち(B))およびヒドロシリル化触媒(D)の全てを同時に含まない限り、当該組成物に抑制剤(G)を加える必要はない。
【0041】
1液型組成物は、成分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)および任意の(F)を組み合わせることにより調製される。容易に組み合わせられるように、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびヘプタンのような炭化水素溶剤または熱を使用してもよい。成分の組み合わせを容易にするために炭化水素溶剤を使用する場合には、ストリッピングまたは他の周知の方法により当該組成物から溶剤を除去する。熱を使用する場合には、当該組成物を30〜150℃の温度に加熱することが好ましい。しかしながら、ある抑制剤(G)は熱により活性化されるため、不飽和化合物(すなわち(A)または(F))、SiH含有化合物(すなわち(B))およびヒドロシリル化触媒(D)が存在する場合に熱を使用すべきでないことに注意されたい。成分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)および任意の(F)を組み合わせ、抑制剤(G)を混合物に加える。
【0042】
前記1液型組成物は、使用前の付加硬化の開始を防止するために使用する抑制剤に依存して酸素およびSiH反応性ヒドロキシル化化合物または熱が存在しない環境中で調製および貯蔵されるべきである。さらに前記1液型組成物は、その使用前の硬化を防ぐために湿分の存在しない環境中で貯蔵されるべきである。酸素および湿分への暴露によって、当該組成物は硬化して、高いグリーン強度を示し、剥離可能な接着を提供する接着剤組成物となり、その後、さらに硬化して剥離不可能な接着を提供する接着剤となる。
【0043】
前記2液型組成物は、各成分を2以上の部分に組み合わせ、次いでその組成物を使用することが望ましい時に種々の部分を1つに組み合わせることにより調製される。各部分は、1つの部分に不飽和化合物(すなわち(A)または(F))、SiH含有化合物(すなわち(B))および触媒(D)が存在しない限りにおいていかなる望ましい手段で配合されてもよい。2つの部分を混合すると、硬化が開始し、当該接着剤組成物が硬化して高いグリーン強度を示し、剥離可能な接着を提供する接着剤組成物となり、その後、さらに硬化して剥離不可能な接着を提供する接着剤となる。第1部分において成分(A)、(B)および任意の(F)を組み合わせ、第2部分において(A)、(C)、(D)、(E)および任意の(F)を組み合わせることにより2液型組成物を調製することが好ましい。この2液型組成物は、その使用前の硬化を防ぐために湿分の存在しない環境中で調製および貯蔵されるべきである。
【0044】
2液型組成物を適用するために、硬化した接着剤に所望の物理的特性を付与する程度のSiH:Siアルケニルの比でSiHおよびSiアルケニルが存在する均質な混合物を得るのに適切な手段によりそれぞれの成分を混合する。
【0045】
2液型組成物として当該組成物を調製することが好ましい。1液型組成物は、特に前記樹脂がアルケニル基および式:−ZSiR1 x (OR2 )3-x により表される硬化性基の双方を含む場合に、非常に限られた貯蔵安定性を有する。
【0046】
当該組成物は押し出しまたは流し込みにより室温で支持体上に適用される。当該接着剤組成物が適用される表面又は支持体は、金属、紙、木材、皮革、布帛、プラスチック、シリコーンゴム、コンクリート、煉瓦およびガラスのようないかなる既知の固体材料であってもよい。支持体への適用に続き、当該組成物は硬化し始めて高いグリーン強度を示し、剥離可能な接着を提供する接着剤となる。当該組成物は急速に硬化してこの状態になるため、硬化を促進させるために当該組成物を加熱することは必要ではない。典型的には、当該組成物はその適用から数分間以内に未処理強度を有する粘着性状態に達する。当該組成物は、それらが剥離不可能な接着を提供する接着剤となるまで硬化し続ける。これは適用から数時間から数日間以内に起こりうる。この硬化を促進させるために加熱してもよいが、必要ではない。
【0047】
本発明の組成物は、現在のところシリコーン感圧接着剤として、多くの同様な用途において、特に自動車産業、電子産業、建設業、航空産業および医療業のような産業において有効であることが見出された。これらの用途において、本発明の感圧接着剤(PSA)組成物は、熱および湿気のような不利な環境に対して耐性を有する結合を提供する。
【0048】
次に実施例を示すが、この実施例は特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を限定するものであると解釈されるべきではない。
【0049】
【実施例】
調製例1
3000の数平均分子量(Mn )および1.9の数平均ビニル官能価(FVi)を有する樹脂の調製
シラノール官能MQ樹脂(Mn は約2900)の66.9%キシレン溶液(936.9g)を大気圧で共沸乾燥させた。80℃に冷却後、44.70gの1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザンおよび0.28gのトリフルオロ酢酸を加えた。混合物を80℃で3時間攪拌し、77.82gのヘキサメチルジシラザンを加え、8時間反応させた。次に23.17gのメタノールを加え、80℃で1時間攪拌し、25gの炭酸水素ナトリウムを加え、室温に放冷しながら攪拌した。混合物を50mmHgで60℃の頭部温度(head temperature)になるまでストリップし、メトキシトリオルガノシランとキシレンよりも沸点が低い他の物質とを除去し、次いで濾過し、樹脂の66%固形分キシレン溶液を得た。GPC分析により3,000のMn が示され、29Si−NMRにより1.9の数平均ビニル官能価に対応する0.458/0.022/0.475/0.046のSiO2 /ROSiO3/2 /Me3 SiO1/2 /ViMe2 SiO1/2 比が示された。
【0050】
調製例2〜7
ビニル化MQ樹脂およびメチルトリメトキシシランからのビニルおよびアルコキシ官能樹脂の調製
4500のMn および3.1の数平均ビニル官能価(FnVi )を有するビニル化MQ樹脂のキシレン溶液300.0gを共沸蒸留して水を除去した。これにメチルトリメトキシシラン(MTM)(表1参照)およびナトリウムメトキシド(NaOMe)の25%(w/w)溶液0.7gを加えた。これを100℃で16時間加熱した。ビニルジメチルクロロシラン0.6gを加えることによりナトリウムメトキシドを中和した。混合物を濾過し、大気圧で135℃の頭部温度になるまでストリップし、GPCおよび29Si−NMRにより分析した。調製例2〜7に対する条件および結果を表1に示す。
【0051】
【表1】
【0052】
調製例8〜10
MQ樹脂、シラザンおよびメチルトリメトキシシランからのビニルおよびアルコキシ官能樹脂の調製
樹脂のキシレン溶液を大気圧で共沸乾燥させた。70℃に冷却後、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザンおよびトリフルオロ酢酸を加え、次いで18時間反応させた。メタノールを加え、1時間反応させ、135℃の頭部温度になるまで混合物をストリップした。99℃に冷却後、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランおよびテトラブチルチタネートを加え、8時間反応させた。再び反応物を135℃の頭部温度になるまでストリップした。GPCおよび29Si−NMRを使用して樹脂の組成を決定した。結果を表2に示す。
【0053】
【表2】
【0054】
実施例1
O2 が0.1ppm未満およびH2 Oが0.5ppm未満の常圧グローブボックス(atmospheric glove box )内で容器を開放したままにすることにより全ての化学物質を脱酸素した。全ての操作をこのボックス内で行った。1.03gのトリブチルホスフィンオキシドを0.97gのテトラヒドロフランに溶解させることにより触媒溶液を調製した。これにジメチルビニルシロキシ末端ブロックポリジメチルシロキサンにより希釈されたジビニルテトラメチルジシロキサンのクロロ白金酸錯体2.19gを加え、白金4.21重量%の白金濃度とした。
【0055】
樹脂原料溶液を次のように調製した。樹脂のキシレン溶液(調製例1)673.7gに55,000mm2 /sの粘度および0.088重量%のビニルを有するビニルジメチル末端ポリジメチルシロキサン181.25gを加えた。減圧下で加熱することによりキシレンの殆どを除去し、粘度が5mm2 /sおよびケイ素に結合した水素が0.76重量%であるトリメチルシロキシ末端ジメチルシロキシ−メチル水素シロキシコポリマー9.44gを加えた。2mmHgで160℃に加熱することによりストリッピングを完了した。
【0056】
流し込むことができるように空気中で120℃に加熱することによりこの樹脂原料を小さなガラスジャー内に計量分配した(表3参照)。これらの樹脂原料のアリコートに、追加のビニルジメチル末端ポリジメチルシロキサン、粘度が5mm2 /sおよびケイ素に結合した水素が0.76重量%である追加のトリメチルシロキシ末端ジメチルシロキシメチル水素シロキシコポリマー(SiH1 )、HMe2 SiOSiMe2 CH2 CH2 Si(OMe)3 (ETM)、チタン(IV)、ジイソプロポキシジエチルアセトアセテート(TDIDE)およびSi(OSiMe2 H)4 (SiH2 )を加えた。配合物をスパチュラを用いて120℃で混合し、酸素を除去するために開放したままドライボックス内に置いた。3日後、上記白金触媒を加え、室温で混合して白金を100重量ppmとした。使用した成分の重量を表3に示す。
【0057】
【表3】
【0058】
0.05mmの接着層により2.54cm×2.54cm(1インチ×1インチ)の重なりを有するアルミニウム重ね剪断試験の試験片を調製し、空気中で硬化させ、定期的に接着強さを決定した。空気中で硬化させたエラストマー試料の引張特性も決定した。結果を表4に示す。
【0059】
【表4】
【0060】
実施例8〜13
樹脂原料溶液を次のように調製した。調製例5の樹脂溶液(キシレン中62.6%)347.0gに55,000mm2 /sの粘度および0.088重量%のビニルを有するビニルジメチル末端ポリジメチルシロキサン90.31gを加えた。2mmHgで160℃に加熱することによりキシレンを除去した。
【0061】
流し込むことができるように空気中で120℃に加熱することによりこの樹脂原料を小さなガラスジャー内に計量分配した(表5参照)。これらの樹脂原料のアリコートに、SiO2 単位およびHMe2 SiO1/2 単位からなるコポリマーであって、粘度が24mm2 /sおよびケイ素に結合した水素が1重量%であるコポリマー(SiH1 )を加えた。配合物をスパチュラを用いて120℃で混合した。
【0062】
前記樹脂原料溶液にチタン(IV)、ジイソプロポキシジエチルアセトアセテート(TDIDE)、メチルトリメトキシシラン(MTM)、およびジメチルビニルシロキシ末端ブロックポリジメチルシロキサンにより希釈されたジビニルテトラメチルジシロキサンのクロロ白金酸錯体(白金4.2重量%)を加えることにより部分B1、B2およびB3を調製した。配合物をスパチュラを用いて120℃で混合した。
部分AおよびBを調製するのに使用した成分の量を表5に示す。
【0063】
【表5】
【0064】
2つの部分を等体積送出するように設計された2区分型静的ミキサー(two part static mixer )のチャンバー内に種々の部分AおよびBを別々に装入した。これらを2枚のアルミニウム被着体に適用し、重なり領域2.54cm×2.54cm(1インチ×1インチ)および厚さ0.05mmの接着剤層を有する重ね剪断試験試験片を調製した。全ての接合部を30分後に再配置することができた。結果を表6に示す。
【0065】
【表6】
【0066】
実施例14〜21
樹脂原料溶液を次のように調製した。調製例9の樹脂溶液(キシレン中81%)481.35gに、55,000mm2 /sの粘度および0.088重量%のビニルを有するビニルジメチル末端ポリジメチルシロキサンのトルエン溶液(49.7%)466.73gを加えた。2mmHgで160℃に加熱することによりキシレンおよびトルエンを除去した。
【0067】
流し込むことができるように空気中で120℃に加熱することによりこの樹脂原料を小さなガラスジャー内に計量分配した(表7参照)。これらの樹脂原料溶液に、SiO2 単位およびHMe2 SiO1/2 単位からなるコポリマーであって、粘度が24mm2 /sおよびケイ素に結合した水素が1重量%であるコポリマー(SiH1 )を加えることにより部分A3、A4およびA5を調製した。配合物をスパチュラを用いて120℃で混合した。
【0068】
この樹脂原料溶液に、テトラブチルチタナート(TBT)、メチルトリメトキシシラン(MTM)、ジメチルビニルシロキシ末端ブロックポリジメチルシロキサンにより希釈されたジビニルテトラメチルジシロキサンのクロロ白金酸錯体(白金4.2重量%)、およびエチレングリコールとテトラエチルオルトシリケートの反応から生じる生成物(接着促進剤)を加えることにより部分B4〜8を調製した。配合物をスパチュラを用いて120℃で混合した。部分AおよびBの調製に使用した成分の量を表7に示す。
【0069】
【表7】
【0070】
2つの部分を等体積送出するように設計された2区分型静的ミキサーのチャンバー内に種々の部分AおよびBを別々に装入した。これらを2枚のアルミニウム被着体に適用し、重なり領域2.54cm×2.54cm(1インチ×1インチ)のおよび厚さ0.05mmの接着剤層を有する重ね剪断試験試験片を調製した。全ての接合部を30分後に再配置することができた。結果を表8に示す。
【0071】
【表8】
【0072】
比較例1〜3
樹脂原料溶液を次のように調製した。樹脂溶液(固形分79.4%、Mn =2600、M/Q=0.9)に、55,000mm2 /sの粘度および0.088重量%のビニルを有するビニルジメチルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン81.6gを加えた。0.5mmHgで140℃に加熱することによりキシレンを除去した。
【0073】
流し込むことができるように空気中で120℃に加熱することによりこの樹脂原料を小さなガラスジャー内に計量分配した(表9参照)。これらの樹脂原料のアリコートに、追加のビニルジメチルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン、SiO2 単位およびHMe2 SiO1/2 単位からなるコポリマーであって、粘度が24mm2 /sおよびケイ素に結合した水素が1重量%であるコポリマー(SiH1 )、チタン(IV)、テトラブトキシド(TBT)、ビニル−または1−ヘキセニルトリメトキシシランおよび/またはジメチルビニルシロキシ末端ブロックポリジメチルシロキサンにより希釈されたジビニルテトラメチルジシロキサンのクロロ白金酸錯体(白金4.2重量%)を加えた。配合物をスパチュラを用いて120℃で混合し、酸素を除去するために開放したままドライボックス内に置いた。使用した成分の重量を表9に示す。
【0074】
2つの部分を等体積送出するように設計された2区分型静的ミキサーのチャンバー内に種々の部分AおよびBを別々に装入した。いずれの接着剤もPSAまたは非可動な状態に硬化しなかった。
【0075】
【表9】
Claims (3)
- (A)R3 SiO1/2 シロキサン単位およびSiO4/2 シロキサン単位からなるアルケニル官能シロキサン樹脂であって、少なくとも1個のRがアルケニル基であるという条件で各Rが炭素原子数1〜6の1価炭化水素基および−ZSiR1 x (OR2 )3-x から選ばれ、SiO4/2 単位ごとに0.5〜1.5個のR3 SiO1/2 単位が存在し、0.01〜22重量%のアルケニル官能基を含む樹脂40〜95部;
(B)分子当たりケイ素に結合した水素s原子を平均して少なくとも1.7個有し、0.8〜2,000mm2 /sの粘度を有するSiH含有ポリオルガノシロキサン0.5〜20部;
(C)式:R1 4 -y Si(OR2 )y (式中、R1 は炭素原子数1〜6のアルキル基および炭素原子数6〜10のアリール基から選ばれ、R2 はアルコキシアルキル基および炭素原子数1〜3のアルキル基から選ばれ、yは2〜4である)により表されるモノマーであるシランまたはそれらの部分加水分解および縮合によるオリゴマー化反応生成物;
(D)当該組成物の硬化を促進させるのに十分な量のヒドロシリル化触媒;ならびに
(E)前記アルコキシ基の湿分硬化を促進させるための湿分硬化触媒;の混合物を含むシリコーン接着剤組成物であって、前記樹脂(A)、または前記樹脂(A)およびポリオルガノシロキサン(B)が、式:−ZSiR1 x (OR2 )3-x(式中、R1 は上記の通りであり、R2 は炭素原子数1〜3のアルキル基およびアルコキシアルキル基から選ばれ、Zは2価結合基であり、xは0または1の値を有する)により表される硬化性基を含み、溶剤の不在下、25℃で5〜1,500Pa・sの間の粘度を有し、そしてまず剥離可能な接着を提供する組成物に硬化し、その後さらに硬化して剥離不可能な接着を提供する組成物となるシリコーン接着剤組成物。 - (F)分子当たり少なくとも2個のエチレン性またはアセチレン性不飽和基を有し、100〜80,000mm2 /sの粘度を有するポリジオルガノシロキサン0.1〜50部をさらに含み、前記樹脂(A)、ポリオルガノシロキサン(B)およびポリジオルガノシロキサン(F)の少なくとも1つが式:−ZSiR1 x (OR2 )3-x (式中、R1 、R2 、Zおよびxは請求項1に記載の通りである)により表される硬化性基を含む請求項1記載のシリコーン接着剤組成物。
- 当該組成物を室温で安定にするのに十分な量の抑制剤(G)がさらに存在する請求項1記載のシリコーン接着剤組成物。
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