JPH08302194A - 架橋ポリシロキサン粒子を有するシリコーンラテックスの製造法 - Google Patents

架橋ポリシロキサン粒子を有するシリコーンラテックスの製造法

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JPH08302194A
JPH08302194A JP10722696A JP10722696A JPH08302194A JP H08302194 A JPH08302194 A JP H08302194A JP 10722696 A JP10722696 A JP 10722696A JP 10722696 A JP10722696 A JP 10722696A JP H08302194 A JPH08302194 A JP H08302194A
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surfactant
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siloxane
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JP10722696A
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Eric J Joffre
ジェイ ジョフリー エリック
Robert Edward Kalinowski
エドワード カリノウスキー ロバート
Iii Harold Vern Lefler
バーン レフラー サード ハロルド
Arthur James Tselepis
ジェイムス ツェルピス アーサー
Andreas Thomas Franz Wolf
トーマス フランツ ウルフ アンドリース
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Dow Silicones Corp
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Dow Corning Corp
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    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
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Abstract

(57)【要約】 【課題】凍解安定性、高温安定性および透明性の優れた
物理的性質をもった弾性フィルムを生成するポリジオル
ガノシロキサン分散系を提供することである。 【解決手段】 凍解安定性のような水性ポリジオルガノ
シロキサン分散系の物理的性質および該分散系から生成
される弾性フィルムの高温安定性および透明性のような
物理的性質は、特定の性質をもった適当な解面活性剤の
選択によって改善される。該ポリジオルガノシロキサン
分散系は直接乳化法によって生成する。該分散系から生
成するエラストマーの高温安定性および透明性は、10
0℃以上の温度でシロキサン再分配触媒を生成する界面
活性剤および屈折率の合致しない相を生成する界面活性
剤を避ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、凍解安定性、高温
安定性および透明性のような優れた物理的性質を有する
弾性フィルムを生成するポリジオルガノシロキサン分散
系に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明の技術的背景は一般にEP−A2
0 463431;WO 94/09058;WO
94/09059およびUS−A3,355,406;
4,788,001;5,034,455;5,03
7,878;5,045,231または5,145,9
07に示されている。さらに、EP−A2 0 542
498は、分散相粒子の90%が1000nm以下のと
きだけ透明なシリコーンエラストマーを生成するアニオ
ン乳化重合によって調製された水性シリコーンエマルシ
ョンを教示している。一方、US−A 4,704,4
22は、ノノキシノール−10およびエチレングリコー
ルの混合体を添加することによってアニオン安定化シリ
コーンラテックスの凍解安定性を改善する方法を記載し
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】凍解安定性のような水
性ポリジオルガノシロキサン分散系の物理的性質および
該分散系から得られる弾性フィルムの物理的性質、例え
ば高温安定性および透明性は、特定の性質をもった適当
な界面活性剤を選ぶことによって改善される。特に、我
々は、ポリジオルガノシロキサンの凍解性があるグルー
プが存在しないときにポリジオルガノシロキサンを乳化
する界面活性剤を選択することによって改善できること
を発見した。我々のポリジオガノシロキサン分散系は直
接乳化法によっても作ることができる。この分散系から
生成される本発明のエラストマーの高温安定性および透
明性は、特に100℃以上の温度でシロキサン再分散触
媒を生成しない界面活性剤および架橋したシロキサン相
の屈折率と界面活性剤/残余水の相の屈折率が合う場合
の界面活性剤によって改善される。
【0004】本発明の目的は、凍解安定性、高温安定性
および透明性のような優れた物理的性質を有する弾性フ
ィルムを生成するポリジオルガノシロキサン分散系を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明により、(1)
(a)25℃で5000〜500,000mPa・sの
粒度を有し、次の一般式
【化2】 X3−n−YO−(R1 2 SiO)−Y−R3−n (1) (式中のnは0、1、2又は3であり;zは500〜5
000の整数であり;Xは水素原子、ビニル基、ヒドロ
キシル基、縮合性基又は加水分解性基であり;YはSi
原子又はSi−(CH2 −SiR1 2 基(mは1〜
8である)であり;Rは脂肪族、アルキル、アミノアル
キル、ポリアミノアルキル、エポキシアルキル、アルケ
ニル又は芳香族アリール基であり;R1 はX、水素原
子、脂肪族、アルキル、アルケニルおよび芳香族基であ
る)を有する少なくとも1種の重合体、を有するシロキ
サン重合体又は重合体の混合体、 (b)(イ)アルキルスルフエート、線状アルキルベン
ゼンスルホネート、アルキルスルホネートおよびアルキ
ル酒石酸塩でない界面活性剤、(ロ)100℃以上の温
度でシロキサン再分配触媒を生成しない界面活性剤、お
よび(ハ)シロキサンラテックスから水が蒸発したとき
に得られる組成物がある屈折率を有する架橋シロキサン
相およびある屈折率を有する界面活性剤/残余水の相を
有し、該架橋シロキサン相の屈折率が該界面活性剤/残
余水相の屈折率に合う構成の界面活性剤からなる群から
選ぶ界面活性剤0.5〜10重量部、および (c)水0.5〜200重量部を有する混合物を生成す
る工程; (2)前記混合物を少なくとも85重量%のシリコーン
重量体含量を有するゲル相に乳化する工程; (3)得られたエマルションをさらに水で希釈する工
程; (4)前記乳化の前又は後、又は前記希釈の前又は後に
5重量部までの触媒を添加する工程;および (5)前記乳化の前又は後に、又は前記希釈の前又は後
に20重量部までの架橋剤を添加する工程からなること
を特徴とする複数の架橋ポリシロキサン粒子を有するシ
リコーンラテックスの製造法が提供される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明は、分散系が直接乳化重合
体から得られる場合にうまく用いられる。直接乳化法に
よって分散系を作る技術は、本願と同一の出願人による
同時係属出願の1995年4月27日付け米国特許出願
第430,776号に開示されている。
【0007】架橋したポリシロキサン分散系は、縮合、
添加または遊離基の反応を介して架橋できるシロキサン
重合体、重合体混合物または重合体/溶媒の混合物から
生成される。そのシロキサン重合体は5000〜50
0,000mPa・s(cps)の粘度を有する。必要
ならば、0.1〜10重量部の架橋剤、および、必要な
らば触媒およびケイ素硬化系の性質によって0.000
1〜5重量部の触媒を任意に前記分散系に添加すること
ができる。他の成分は、シロキサン重合体の100重量
部当り0.5〜10重量部の界面活性剤または界面活性
剤の混合体および0.5〜25重量部の水である。任意
に、接着促進剤、顔料、強化または非強化用充てん材、
シリコーン又は相当する有機樹脂、相当する機能性また
は非機能性有機重合体、安定剤、凍解添加剤、等をその
分散系に添加することができる。その分散系は、最少と
して、シリコーン重合体、界面活性剤および1〜10重
量部、望ましくは2〜6重量部の水を十分なせん断応力
下で特徴的な透明ゲル相を形成する高固体分の水中油形
(O/W)エマルションを得るのに十分な時間混合する
ことによって生成される。このエマルションは少なくと
も90%のシリコーン重合体含量と0.1〜5μm、望
ましくは0.2〜2μmの粒径を有する。橋かけ剤およ
び触媒、必要ならば、さらに任意の成分を高固体分の透
明ゲル相に直接、または透明ゲルを水で希釈して必要な
シリコーン含量にした後に添加することができる。ある
いは、橋かけ剤又は触媒又はその両方、並びに他の任意
成分の1つ又は全部を乳化工程前にその混合物の添加す
ることができる。いずれの場合にも、乳化工程後そして
エマルションをさらに水で希釈する前に高固体分のゲル
を最初に生成することが本発明の実施に重要である。架
橋したポリシロキサン分散系は水が蒸発するとエラスト
マーに転化する。
【0008】本発明に出発材料として使用されるシロキ
サン重合体または重合体混合物は当業者には周知であ
る。これらの重合体は25℃で測定したとき5000〜
500,000mPa・sの粘度を有する。それらのシ
ロキサンは、例えば次の(1)式によって記載される重
合体を含む:
【化3】 X3−nYO(R1 2 SiO)YR3−n (1) 但し、式中のは0、1、2又は3であり、は500
〜5000の整数、Xは水素原子、ビニル基、ヒドロキ
シル基、縮合性又は加水分解性基、YはSi原子又はS
i−(CH2 )m−SiR1 2 基(は1〜8の正整
数)である。Rは脂肪族、アルキル、アミノアルキル、
ポリアミノアルキル、エポキシアルキル、アルケニル又
は芳香族アリール基からなる群からそれぞれ選ぶ。R1
はX、水素原子、脂肪族、アルキル、アルケニルおよび
芳香族基からなる群からそれぞれ選ぶ。 Xは水素原
子、ビニル基、ヒドロキシル基又は縮合性又は加水分解
性基である。用語「加水分解性基」は、ケイ素に結合し
て室温で水によって加水分解される基を意味する。Xの
加水分解性基は水素原子、F、Cl、Br又はIのよう
なハロゲン原子;式−OY′(Y′は炭化水素又はハロ
ゲン化炭化水素基、例えばメチル、エチル、イソプロピ
ル、オクタデシル、アリル、ヘキセニル、シクロヘキシ
ル、フエニル、ベンジル、β−フエニルエチルである)
の基;炭化水素エーテル基、例えば2−メトキシエチ
ル、2−エトキシイソプロピル、2−ブトキシイソブチ
ル、p−メトキシフエニル又は−(CH2 CH2 O)2
CH3 ;又はジメチルアミノ、ジエチルアミノ、エチル
メチルアミノ、ジフエニルアミノ又はジシクロヘキシル
アミノのようなN,N−アミノ基を含む。また、Xは、
NH2 、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、メチルフエ
ニルアミノ又はジシクロヘキシルアミノのようなアミノ
基;式−ON=CM2 又は−ON=CM′(式中のMは
一価の炭化水素又はハロゲン化炭化水素基、例えば前記
Y′について示したもの、M′は両方の原子価が炭素に
結合している二価の炭化水素基、例えばヘキシレン、ペ
ンチレン又はオクチレンである)のケトキシメ基;式−
N(M)COM″2〔式中のMは前記Y′について示し
たような炭化水素基、M″は水素原子又はM基のいずれ
か〕のウレイド基;式−OOCMM″(式中のM及び
M″は前記定義の通り又は前記Y′について示したハロ
ゲン化炭化水素基である)のカルボキシル基;又は式−
NMC=O(M″)(式中のM及びM″は前記定義の通
り)のカルボン酸アミド基にすることができる。また、
Xは式−OSO2 (OM)〔式中のMは前記Y′につい
て示した炭化水素又はハロゲン化炭化水素基である〕の
スルフエートエステル基又はスルフエ−ト基;シアノ
基;イソシアネート基およびホスフェート基又は式−O
PO(OM)2 〔式中のMは前記定義の通り〕のホスフ
ェートエステル基である。
【0009】本発明の最適の基はヒドロキシル基又はア
ルコキシ基である。アルコキシ基の例としては、メトキ
シ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、
ペントキシ、ヘキソキシおよび2−エチルヘキソキシ;
メトキシメトキシ又はエトキシメトキシのようなジアル
コキシ基;およびエトキシフエノキシのようなアルコキ
シアリールオキシがある。最適の基はメトキシ又はエト
キシである。
【0010】Rは、脂肪族、アルキル、アミノアルキ
ル、ポリアミノアルキル、エポキシアルキル、アルケニ
ルおよび芳香族アリール基からなる群からそれぞれ選ぶ
が、メチル、エチル、オクチル、ビニル、アリルおよび
フエニル基が最適である。
【0011】R1 はX、水素原子、脂肪族、アルキル、
アルケニル、および芳香族基からなる基からそれぞれ選
ぶが、メチル、エチル、オクチル、トリフルオロプロピ
ル、ビニルおよびフエニル基が最適である。
【0012】式(1)のシロキサン重合体が1分子当り
平均2個以上の縮合性又は加水分解性基を有するときに
は、架橋重合体を生成させるために橋かけ剤を存在させ
る必要がない。異なるシロキサン分子上の縮合性又は加
水分解性基は相互に反応して必要な架橋をする。
【0013】本発明のシロキサン重合体は、前記式で表
される単一シロキサン、又は前記式で表されるシロキサ
ンの混合体又は溶媒/重合体の混合物である。用語「重
合体の混合体」は、これらの重合体又は重合体の混合体
を含むことを意味する。
【0014】本発明のシロキサン重合体は、種々の分子
の混合体、例えば長鎖線状分子と短鎖線状分子又は分枝
分子の混合体にすることができる。これらの分子は相互
に反応して架橋網状構造を形成する。従来の架橋剤にと
って代ることができるかかるシロキサンは、低分子量の
有機ケイ素水素化物、例えばポリメチル水素シロキサ
ン;メチル水素シロキサンおよびジメチルシロキシ基、
−(OSi(OEt)2−、(エチルポリシリケー
ト)、(OSiMeC2 4 Si(OMe)3 4 およ
び(OSi(Me)ON=CR′2 4 (式中のMeは
メチルそしてEtはエチルである)を含有する低分子量
の共重合体によって例示される。
【0015】また、本発明のシロキサン重合体は、前記
式(1)のシロキサン重合体の混合体、例えばα−ω−
ヒドロキシシロキシを末端基とするシロキサンとα−ω
−ビス(トリオルガノシロキシ)を末端基とするシロキ
サンの混合体、α−ω−ヒドロキシシロキシを末端基と
するシロキサンとα−ヒドロキシ、ω−トリオルガノシ
ロキシを末端基とするシロキサンの混合体、α−ω−ジ
アルコキシシロキシを末端基とするシロキサンとα−ω
−ビス(トリオルガノシロキシ)を末端基とするシロキ
サンの混合体、α−ω−ジアルコキシシロキシを末端基
とするシロキサンとα−ω−ヒドロキシシロキシを末端
基とするシロキサンの混合体、α−ω−ヒドロキシシロ
キシを末端基とするシロキサンとα−ω−ビス(トリオ
ルガノシロキシ)を末端基とするポリ(ジオルガノ)
(水素オルガノ)シロキサン共重合体の混合体、等から
なる。本発明のシロキサン重合体は、前記式(1)のシ
ロキサン重合体と、次式 (CH3 3 Si1/2 : (“M”) (CH3 2 SiO : (“D”) CH3 SiO3/2 : (“T”) の反復単位の組合せからなり、0.1〜8%のヒドロキ
シル基を含有する液体の分枝メチルポリシロキサン重合
体(“MDT流体”)との混合体からなることもでき
る。これらの流体は、US−A3,382,205;
3,661,817;3,714,089;4,35
6,116;4,468,760;5,175,057
またはBE(ベルギー)−AO,887267に記載さ
れているように対応するクロロ−又はアコキシシランの
共加水分解によって調製される。得られる重合体の優れ
た物理的性質および接着性を得るために、添加するMD
T流体の割合は、式(1)の重合体の100重量部当り
50部以下、望ましくは1〜20重量部にすべきであ
る。本発明のシロキサン重合体は、式(1)のシロキサ
ン重合体と、次式の反復単位の組合せからなり、かつ
0.1〜8%のヒドロキシ基を含有する液体又は固体の
分枝メチルシロキサン重合体樹脂との混合体からなるこ
ともできる: (CH3 3 Si1/2 : (“M”) (CH3 2 SiO : (“D”) CH3 SiO3/2 : (“T”) SiO : (“Q”) これらの流体は、US−A2,676,182;2,4
41,320;4,707,531および5,070,
175;EP−A0,529,547又は0,535,
687;DE(西ドイツ)−A4,124,588;J
P−A05,098,012又はWO93/23455
に記載されているように対応するクロロ−又はアルコキ
シシランの共加水分解によっても調製することができ
る。MDTQ流体/樹脂は、式(1)の重合体の100
重量部当り50重量部以下、望ましくは1〜10重量部
の割合で添加して、得られる重合体の物理的性質および
接着性をさらに改善することができる。MDTQ流体/
樹脂は、MDT流体および式(1)の重合体と混合する
こともできる。最後に、本発明のシロキサン重合体は式
(1)のシロキサン重合体と適当な有機溶媒の混合体か
ら成って、有機重合体と溶媒の混合体にすることもでき
る。適当な有機溶媒は、US−A4,147,855又
はDE−A2,802,170に開示されているような
有機リン酸塩エステル、例えばトリオレイルホスフェー
ト、トリオクチルホスフェート又はテトラエチレングリ
コールモノラウリルエーテルホスフェート;ヘキサンの
ようなアルカン;ヘプタン;高級パラフインおよび芳香
族の溶媒、例えばトルエン又はベンゼンである。これら
の重合体溶媒の混合体は、MDT流体および/またはM
DTQ流体と共に式(1)の重合体に添加することもで
きる。重合体又は重合体/溶媒の上記混合体は全て、乳
化前に成分を混合する又はそれら成分をそれぞれ乳化し
て次に各エマルションを混合することによって調製され
る。
【0016】本発明の界面活性剤は非イオン界面活性
剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、両性界
面活性剤およびそれらの混合体から選ぶ。用語「界面活
性剤」は、これらのカテゴリー又は上記カテゴリーから
の界面活性剤の混合体から選んだ界面活性剤を意味す
る。該界面活性剤は、シロキサン重合体の100重量部
を基準にして0.5〜10重量部、望ましくは2〜10
重量部の量で組成物に存在する。
【0017】本発明は、凍解サイクルに耐える水性架橋
シリコーン分散系の製造法を教示する。その凍解安定性
は特定のアニオン界面活性剤の賢明な選択によって得ら
れる。一般に、界面活性剤がポリジオルガノシロキサン
を乳化する場合、および界面活性剤がアルキル・スルフ
ェート、線状アルキルベンゼンスルホネート、アルキル
スルホネートおよびアルキル酒石酸塩からなる界面活性
剤の群から選択しない場合に、界面活性剤は、得られる
エラストマーの凍解安定性を改善する。適当な界面活性
剤を選ぶと、凍解特性を得るために分散系から充てん剤
を排除することが望ましい場合がある望ましい凍解成果
を得る界面活性剤は、非イオン界面活性剤、例えばエト
キシ化アルコールおよびエステル、ポリオキシプロピレ
ン化合物、アミン酸化物および多価アルコールの脂肪酸
エステル;カチオン界面活性剤、例えばモノアルキルお
よびジアルキル第四級アンモニウム塩;両性界面活性
剤、例えばスルホベタイン;シリコーンポリエーテルの
ようなシリコーン界面活性剤、フルオロ界面活性剤;お
よびアニオン界面活性剤、例えばスルホスクシナメー
ト、パラフィンスルホネ−ト、リン酸エステルおよびカ
ルボン酸塩;サルコシネートを含む。これらの界面活性
剤又は界面活性剤のクラスは全て凍解サイクル数に良い
影響を与える。
【0018】ここでの凍解安定性は、各サイクルが−1
7℃±1℃における16時間と23℃±1℃における8
時間からなる凍解10サイクルに原容器内のシーラント
をかけることによって試験する。各サイクルの後に、そ
のシーラントの一部を押出して外観の変化を検査した。
その押出物が、凝固、ゲル化、分離または他の不安定表
示を示さないことによって元の非凍結シーラントと同じ
の場合には、その試料はその凍解サイクルをパス(合
格)したと見なした。
【0019】本発明における界面活性剤の適切な選択
は、分散系からの水の蒸発でもたらされるエラストマ−
・フィルムの熱安定性にも影響を与える。特に、100
℃以上のような高温における劣化生成物がシロキサン再
分配触媒を含まない界面活性剤の賢明な選択によって、
水性シロキサン分散系から熱安定エラストマーが作られ
る。環境によっては、充てん材を排除して最適の熱安定
性を得る必要もある。
【0020】熱安定性の改善に使用する最良の界面活性
剤は、高温でシロキサン再分配触媒を生成しない非イオ
ン、カチオン又はアニオン界面活性剤である。特に、シ
ロキサン再分配触媒を生成する界面活性剤は、(1)H
2 SO4 、HSO4 Na、H3 PO4 、H2 PO4 Na
のような強酸性物質または(2)NaOH、KOHおよ
びLiOHのような強塩基性物質を含む。これら界面活
性剤の劣化生成物は、これらの物質を含まないから、非
イオン、カチオンおよび両性界面活性剤が望ましい。ア
ニオン界面活性剤のクラスの中でカルボン酸塩とスルホ
ネートが最適である。
【0021】特定のアニオン界面活性剤は、一価のカル
ボン酸アルキル;多価カルボン酸アルキル;アシルラク
チレート;カルボン酸アルキルエーテル;n−アシルサ
ルコシネート;n−アシルグルタメートおよび脂肪酸−
ポリペプチド縮合物を含む。他のアニオン界面活性剤は
アルキルスルホエステルのようなエステル結合スルホネ
ート;酒石酸塩;モノエステル、ジエステル(対称およ
び非対称)、エトキシ化モノアルキルスルホスクシネー
ト、アルキルアミド1/2エステルスルホスクシネート
(モノ/ジM)、例えば、一般式
【化4】 (式中のMはNa、Li、KまたはHであ
る)を有するもの、およびエトキシ化アミドスルホスク
シネートのようなスルホスクシネート;スルホスクシナ
メート;スルホン化エーテル、(Naココグリセロール
エーテルスルホネート);線状アルキルベンゼンスルホ
ネート;ベンゼン、トルエン、キシレン、クメンスルホ
ネート;スルホン化ポリマー(数平均分子量が1000
〜20,000)のようなリグニンスルホネート;石油
スルホネート、例えば発煙硫酸またはH2 SO4 と反応
してスルホネートになる種々の分子量の石油留分;パラ
フインスルホネート、例えばUV/SO3 第二級アルカ
ンスルホネートC14−C18を介したn−パラフィン
のスルホオキシ化物;α−オレフィンスルホネート;ア
ルキルナフタレンスルホネート;ジフエニルオキシドス
ルホネートおよび線状アルキルポリエーテルスルホネー
トである。
【0022】特定の非イオン界面活性剤はエトキシ化ア
ルコール、エトキシ化エステル、ポリソルベートエステ
ルおよびエトキシ化アミド;ポリオキシプロピレン化合
物、例えばプロポキシ化アルコール、エトキシ化/プロ
ポキシ化ブロック重合体およびプロポキシ化エステル;
アルカノールアミド;アミンオキシド;多価アルコール
の脂肪酸エステル、例えばエチレングリコールエステ
ル、ジエチレングリールエステル、プロピレングリコー
ルエステル、グリセリルエステル、ポリグリセリル脂肪
酸エステル、ソルビタンエステル、スクロースエステル
およびグルコースエステルを含む。
【0023】特定のカチオン界面活性剤は、ヒドロキシ
ル化、エトキシル化又はプロポキシル化のモノアルキル
第四級アンモニウム塩;ジアルキル第四級アンモニウム
化合物;アミドアミン;およびアミンイミドを含む。特
定の両性界面活性剤はN−置換アルキルアミド(すなわ
ち、脂肪酸プラスアミノエタノールアミン、例えばココ
アンホグリシネート又はココアンホカルボキシグリシネ
ート);N−アルキルベタイン(アルキルアミドベタイ
ンを含む);スルホベタイン、例えばラウリルスルタイ
ン、ココアミドプロピルヒドロキシスルタインおよびN
−アルキル−b−アミノプロピオネト、例えばラウルア
ミノプロピオン酸を含む。
【0024】高温安定性を改善する特定のシリコーン界
面活性剤は分析又は線状ポリオキシアルキレンを含む。
特定のフルオロ界面活性剤はアニオン体(例えば、カル
ボキシレートおよびスルホニックス)、非イオン体およ
び両性体から選んだものを含む。
【0025】本発明における界面活性剤の選択は、分散
系から水の蒸発により生じるエラストマー・フイルムの
透明度にも影響を与える。シリコーンラテックスから透
明なエラストマーを得るには、最終フィルムにおける架
橋シロキサン相と界面活性剤/残余水相間の屈折率が合
わなければならない。用語「架橋シロキサン相」は、水
が蒸発して弾性フィルムを生成した後に残る複数の架橋
シロキサン粒子を意味する。用語「界面活性剤/残余水
相」は、分散系から実質的に全ての水が蒸発した後弾性
フィルムに残る界面活性剤と水と量を意味する。充てん
材は、典型的に透明混合体には存在しない。
【0026】屈折率用添加物が存在しない場合、これ
は、構造式R2 −By−(EO)(R2 は炭素原子数
が8〜18の炭化水素基であって−By−(EO)
該炭化水素の末端又は側鎖として結合している、又はR
2 は次式を有する基である;
【化5】 但しは5〜15の整数であり;は1又は0であり;
BはC(O)又はC(O)N−である)を有する非イオ
ン界面活性剤によって得られる。
【0027】屈折率用添加物が存在しない場合に、これ
は構造式R3 −Z(R3 は炭素原子数が8〜18の脂肪
族炭化水素基であって、Zが該炭化水素の末端又は側鎖
として結合している、そしてZは炭素に直結又は酒石酸
塩、イセチオネート又はスクシネート結合を介して結合
したスルフエート又はスルホネートを含有するアニオン
親水性基である)を有するアニオン界面活性剤を使用し
て得られる。
【0028】本発明の組成物から得られる弾性フィルム
の透明度を改善する特定のアニオン界面活性剤は、硫酸
アルキル、硫酸エトキシ化アルキル、硫酸化トリグリセ
リド油、例えば硫酸化カスター油のような硫酸エステル
類;アルキルスルホエステル類(アシルイソチオネー
ト)、酒石酸塩類およびモノエステルスルホスクシネー
ト類のようなエステル結合スルホネート;スルホスクシ
ナメート;スルホン化エーテル;パラフィンスルホネー
ト、すなわち、UV/SO3 第二級アルカンスルホネー
トを介したn−パラフィンのスルホオキシ化物(例え
ば、商品名Hoechst SAS);α−オレフィン
スルホネート;および線状アルキルポリエーテルスルホ
ネートを含む。透明度を改善する特定の非イオン界面活
性剤はポリオキシエチレン化合物、例えばエトキシ化ア
ルコール、エトキシ化エステルおよびエトキシ化アミド
を含む。レイキ又はコーム型のシリコーンポリエーテル
界面活性剤も、スルホンおよび非イオンフロロ界面活性
剤のようにフィルムの透明性を改善する。
【0029】凍解安定性と熱安定性、凍解安定性と透明
性、透明性と熱安定性又は凍解安定性、透明性及び熱安
定性のように物理的性質を組合せた特性をもった分散系
を作ることができることは明らかである。
【0030】ポリシロキサン、ポリシロキサン重合体の
混合体、ポリシロキサン/溶媒の混合体又はポリシロキ
サン/有機重合体の混合体に界面活性剤を添加する外
に、本発明の分散系は所定量の水も含む。その水は組成
物にシロキサン重合体の0.5〜200重量部の量、望
ましくは6〜15重量部存在する。
【0031】シロキサン重合体、界面活性剤および水の
混合物を生成後、その混合物は十分なせん断応力で高固
体分のゲル相を生成する十分な時間混合することによっ
て乳化される。乳化前又は後に、その混合物に架橋剤、
触媒又はその両方を添加する。混合は10℃〜70℃の
温度で行なうのが望ましい。さらに、任意の成分、例え
ば接着促進剤、顔料、充てん材、等のような成分を乳化
前又は後に添加することができる。乳化工程後に架橋
剤、触媒および/または任意成分を添加する場合には、
それらはゲル相を水で希釈して必要なシリコーン含量に
した後又は前に添加する。そのゲル相は少なくとも90
%、望ましくは90%〜96%の範囲内のシリコーン含
量を有する。ゲルの含量を有する。ゲルの含量は96〜
98%と高シリコーン含量にできる。
【0032】工業的生産には、乳化工程を実施するには
いずれのタイプの混合装置も使用できる。例えばバッチ
式ミキサー、プラネタリーミキサー、単軸又は多軸スク
リュー押出機のような連続押出機、動的又は静的ミキサ
ー、コロイドミル、ホモジナイザーおよびソノレーター
又はこの装置の有効な組合せ、例えばソノレーターと静
的ミキサー、バッチ式ミキサーと動的ミキサー又は動的
と静的ミキサーを使用することができる。
【0033】シロキサン重合体、界面活性剤および水を
直接乳化工程中に乳化することによって生成されて90
%以上のシリコーン含量を有する高固体分のゲル相は貯
蔵安定性であって使用前に24ケ月まで貯蔵できる。
【0034】直接乳化の後、ゲル相は水で希釈して所望
含量のシリコーン重合体を得る。シリコーン含量は必要
に応じて高くも低くもでき、75%以上のシリコーン含
量を含む。一般に、30%〜95%の範囲内のシリコー
ン重合体含量を得るために5〜200重量部の範囲の水
を添加する。
【0035】本発明の組成物に任意成分として接着促進
剤を添加する。それらは乳化工程の前又は後に添加す
る。乳化工程後に添加する場合、それらは、高固体分ゲ
ル相を水で希釈して必要な固体含量にする前又は後に添
加する。適当な接着促進剤は式RRiX4−n(式中
は0、1又は2、Xは水素原子、ビニル基、ヒドロ
キシル基又は縮合性又は加水分解性基であり、Rは脂肪
族、アルキル、アミノアルキル、ポリアミノアルキル、
エポキシアルキル、アルケニル又は芳香族アリール基か
らなる基からそれぞれ選ぶ)のシランである。
【0036】付加硬化系に特に有用なシラン又はシロキ
サンは、同一分子にSiHとSiXの両方の官能基を有
するものである。かかるシランの例はHSiR2 −(S
iR1 2 O)−SiRn′(OCH3 3−n(uは
5000以下の正の整数であり、n′は0又は1そして
RとR1 は前に定義した通りである)である。
【0037】
【実施例】次の実施例は、本発明の組成物をさらに説明
するためのものである。実施例において、分散系を作っ
た後液状分散系をフィルムキャストし、そのフィルムを
試験前に最少7日間乾燥させた。ジュロメーターの結果
は、ASTM C661(Indentation H
ardness of Elastomeric‐Ty
pe Sealants by Means of a
Durometer)に記載の方法によって得た。引
張りおよび伸びの結果は、ASTM D412(Vul
canized Rubber and Thermo
plastic Rubbers and Therm
oplastic Elastomers‐Tensi
on)に記載の方法によって、1.3cmの長さ(L)
をもったダンベル型試片を使用して得た。
【0038】透明性の試験法を開発して、シリコーンラ
テックスから作った架橋シリコーンエラストマーの半透
明性に対する数値を決めた。報告されるその値は、黒い
印刷文字が読めれる厚さである。シーラントを2枚の目
盛付シム(間隔調整板)の間から押し出した。そのシム
は2.5mm〜5.1mmの目盛を有した。環境条件下
で2週間後にそのフィルムは印刷した不規則文字の行を
含む白い紙の上に置いた。それらの文字を解読すること
が困難になったときの測定厚さが報告される透明性の値
である。最大の読み値は、それらの文字がフィルムの最
大厚さにおいても読むことができたことを示す。
【0039】実施例1(比較例) シロキサン重合体を基準にした重量部を用いて、粘度が
50,000mm2 /s(CS)、分子量が110,0
00の−OHを末端基としたポリジメチルシロキサン
(PDMS)重合体100部と、粉末状のナトリウム・
ラウリル・スルフェート(SLS)界面活性剤3.0部
を研究室用ミキサー(商品名Wipミキサー)で界面活
性剤が一様に分配されるまで一緒に混合した。次に、そ
れに脱イオン水3.0部を極めて高固体分のゲルエマル
ションが生成するまで混合した。19部の水を少しずつ
添加し、それにジブチルスズジラウレート(DBTD
L)0.5部とイソブチルトリメトキシシラン(IBT
MS)1.0部を順次混合した。その試料を1晩放置し
た。その試料は1凍解サイクルに耐えれなかった。
【0040】実施例2 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、実施例1と
同一のPDMS重合体100.1部と、Stepan
Polystep B−27(商品名)(ナトリウム・
アルキルフエノール・エーテルスルフェ−ト)の85.
4%固体分ペースト3.5部(3.0部活性)を実施例
1と同一の研究室用ミキサーで一緒に混合した。次にそ
れに3.0部の水を極めて高固体分のゲルエマルション
が生成するまで混合し、16.1部の水を少しずつ添加
した。次にジブチルスズジラウレート0.5部とイソブ
チルトリメトキシシラン1.0部を順次混合し、その試
料を1晩放置した。その試料は8サイクルの凍解後もな
お生きた分散液であった。水の蒸発後に生成したシリコ
ーンエラストマーは0.27mPaの引張さと288%
の伸びを有した。
【0041】実施例3 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、実施例1と
同一のPDMS重合体100部と、Hamposyl
C(商品名)(ココイル・サルコシニー)94%固体分
溶液3.5部(3.0部活性)を実施例1と同一の研究
室用ミキサーで一緒に混合した。次にそれに1.5部の
水と1.6部の14〜15%NH4 OHを添加し、次に
2.0部の水を極めて高固体分のゲルエマルションが生
成するまで混合し、17.0部の水を少しずつ添加し
た。次にジブチルスズジラウレート0.5部とイソブチ
ルトリメトキシシラン1.0部を順次混合し、その試料
を1晩放置した。その試料は8サイクルの凍解後もなお
生きた分散液であった。水の蒸発後に生成したシリコー
ンエラストマーは0.16mPaの引張さと420%の
伸びを有した。
【0042】実施例4 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、実施例1と
同一のPDMS重合体100部と、商品名Arquad
S−50(室温でペーストに乾燥させたソヤアルキル
トリメチル・アンモニウムクロリド)のペースト 3.
0部を実施例1と同一の研究室用ミキサーで一緒に混合
した。次にそれに4.0部の水を極めて高固体分のゲル
エマルションが生成するまで混合し、次にジブチルスズ
ジラウレート0.5部とイソブチルトリメトキシシラン
1.0部を順次混合した。16.1部の水を少しずつ添
加した。その試料を1晩放置した。その試料は11サイ
クルの凍解後も生きた分散液であった。その試料は水の
蒸発後乾燥してシリコーンエラストマーになった。
【0043】実施例5 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、実施例1と
同一のPDMS重合体100部と、DOW CORNI
NG Q2−5212(商品名、エトキシ化トリシロキ
サン、シリコーン非イオン界面活性剤)3.0部を実施
例1と同一の研究室用ミキサーで一緒に混合した。次に
それに5.0部の水を極めて高固体分のゲルエマルショ
ンが生成するまで混合した。16.1部の水を少しずつ
添加した。次にジブチルスズジラウレート0.5部とイ
ソブチルトリメトキシシラン1.0部を順次混合し、そ
の試料を1晩放置した。その試料は8サイクルの凍解後
もなお生きた分散液であった。水の蒸発後に生成したシ
リコーンエラストマーは0.23MPaの引張さと11
6%の伸びを有した。
【0044】実施例6 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、実施例1と
同一のPDMS重合体100部と、Tergitol
TMN−6(Union Carbide社の商品名、
HLBが11.7の第二級アルコール・エトキシレート
の90%溶液)2.30部と、水2.3部を実施例1と
同一の研究室用ミキサーで極めて高固体分のゲルエマル
ションが生成するまで混合した。17.7部の水を少し
ずつ添加した。次にジブチルスズジラウレート0.5部
とイソブチルトリメトキシシラン1.0部を順次混合
し、その試料を1晩放置した。その試料は10サイクル
の凍解後もなお生きた分散液であった。水の蒸発後に生
成したシリコーンエラストマーは396%の膨潤度と9
3.06%のゲル率を有した。
【0045】実施例7 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、実施例1と
同一のPDMS重合体100部と、Tergital
TMN−10(商品名,HLBが14.1の第二級アル
コールエトキシレートの90%溶液)2.30部と水
2.3部を実施例1と同一の研究室用ミキサーで極めて
高固体分のゲルエマルションが生成するまで混合した。
次に17.7部の水を少しずつ添加した。次にジブチル
スズジラウレート0.5部とイソブチルトリメトキシシ
ラン1.0部を順次混合し、その試料を1晩放置した。
その試料は10サイクルの凍解後もなお生きた分散液で
あった。水の蒸発後に生成したシリコーンエラストマー
は379%の膨潤率と95.6%ののゲル率を有した。
【0046】実施例8 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、実施例1と
同一のPDMS重合体100部と、Triton X−
114(ユニオンカーバイド社の商品名でHLBが1
2.4のオクチルフエノキシ・ポリエトキシエタノー
ル)2.0部と水2.0部を実施例1と同一の研究室用
ミキサーで極めて高固体分のゲルエマルションが生成す
るまで混合した。次に17.7部の水を少しずつ添加し
た。次にジブチルスズジラウレート0.5部とイソブチ
ルトリメトキシシラン1.0部を順次混合し、その試料
を1晩放置した。その試料は10サイクルの凍解後もな
お生きた分散液であった。水の蒸発後に生成したシリコ
ーンエラストマーは374%の膨潤率と92.3%のゲ
ル率を有した。
【0047】実施例9 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、実施例1と
同一のPDMS重合体100部と、Pluronic
F−68(BASF社の商品名で、HLBが24以上の
EO−PO−EO共重合体)2.0部)と水2.0部を
実施例1と同一の研究室用ミキサーで極めて高固体分の
ゲルエマルションが生成するまで混合した。17.7部
の水を少しずつ添加した。次にジブチルスズジラウレー
ト0.5部とイソブチルトリメトキシシラン1.0部を
順次混合し、その試料を1晩放置した。その試料は10
サイクルの凍解後もなお生きた分散液であった。水の蒸
発後にシリコーンエラストマーが生成した。
【0048】実施例10 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、実施例1と
同一のPDMS重合体100部と、アミノキシシロキサ
ン(商品名DC3−5003)2.0部を実施例1と同
一の研究室用ミキサーで一緒に混合した。次にTerg
ital TMN−6と水の50/50溶液6.0部を
極めて高固体分のゲルエマルションが生成するまで混合
した。次に5%の酢酸溶液0.88部を添加し、4.2
部の水を少しずつ添加した。その試料を1晩放置した。
その試料は10サイクルの凍解後もなお生きた分散液で
あった。水の蒸発後に非粘着性のシリコーンエラストマ
ーが生成した。
【0049】実施例11 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、PDMS重
合体100部と、Tergitol TMN−6と水の
50/50溶液4.0部をWhip Mix(商品名)
の研究室用ミキサーで極めて高固体分のゲルエマルショ
ンが生成するまで混合した。これを希釈してシリコーン
固体分がそれぞれ95、90、85、80、70、6
0、50、40、30、20および10%の試料を調製
した。それらの試料は0.2部のジブチルスズジアセテ
ートと0.8部のイソブチルトリメトキシシランを使用
して架橋させた。10凍解サイクル後、全ての試料がな
お生きた分散液であった。
【0050】実施例12 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、100部の
PDMS重合体を500gのWhipmix(商標)ポ
ットに添加した。そのポットに界面活性剤2gと水道水
2gも添加した。そのポットに混合ブレードを入れて、
そのアセンブリを475rpmで30秒間5.7kPa
の真空下でせん断した。その混合体の相が透明で濃い水
分散性ゲルに逆転した。混合ブレードをスクラップにし
て同一条件下でさらに30秒間混合した。同一混合条件
下で希釈水(18g)を2添加(9g)で添加した。
【0051】この80%固体分のシーラント基剤は、ジ
ブチルスズラウレート0.5gを添加することによって
予備架橋して、5.7kPaの真空下でそのエマルショ
ンに混合した。次に、イソブチルトリメトキシシラン架
橋剤1gを添加して、再び5.7kPaの真空下で30
秒間混合した。
【0052】その架橋基剤をカートリッジ(商品名Se
mco)に入れて、24時間温置して平衡の物理的性質
を得た。硬化弾性シーラントの試料を得るために、この
材料を1.6mmの間隔板を用いてキャストした。14
日間の乾燥後にその硬化材料を評価した。硬化エラスト
マーの熱安定性を試験するために、#8、13mmのコ
ルク穴あけを使用して硬化ゴム注型品から試料を採取し
た。試験試料を秤量して初重量を得て、それをアルミニ
ウム湿性カップに入れた。
【0053】150℃の炉からその試料を取り出して重
量変化を測定し、再秤量して重量変化を得た。その重量
変化は初重量と比較することによってわかった。3つの
試料値を決定した。それらの結果を表1に示す。
【0054】
【表1】 実施例13 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、実施例1と
同一のPDMS重合体100部と、Tergitol
TMN−6 2.30部と水2.3部と水を実施例1と
同一の研究室用ミキサーで極めて高固体分のゲルエマル
ションが生成するまで混合した。水を添加して80%シ
リコーン固体分のエマルションを調製した。次に、ジブ
チルスズラウレート0.2部、イソブチルトリメトキシ
シラン1.0部および三水和アルミナ(商品名Spac
erite S−3, Alcoa,Bauxite,
AR)の80%固体分水性スラリー50部を順次添加し
た。その試料を1晩放置した。水の蒸発後生成したシリ
コーンエラストマーは0.71MPaの引張強さ、16
80%の伸びおよび10のシヨアAジュロメーターを有
した。このエラストマーは、150℃で2週間後に4.
8%の重量損を示した。
【0055】実施例14 シロキサン重合体を基準にした部を使用して、同じ研究
室用ミキサーでPDMS重合体100部にジブチルスズ
ジアセテート0.5部を混合した。次に、水とTMN−
6(商品名)の50/50溶液4.0部を極めて高い固
体分エマルションゲルが生成するまで添加した。このエ
マルションゲルを希釈して80%シリコーン固体分のエ
マルションにした。次にその希釈されたエマルションに
テトラエチルオルトシリケート1部とアミノアルコキシ
重合体シロキサンを混合した。この混合物は、水の蒸発
後シリコーンエラストマーを生成した、そのエラストマ
ーは0.5MPaの引張強さ、887%の伸び8のショ
アAジュロメーターを有した。透明度は97であった。
【0056】実施例15 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、粘度が6
0,000mm2 /s(CS)のトリメトキシシラン末
端封鎖PDMS重合体をWhip Mix(商品名)研
究室用ミキサーに装入した。水とTMN−6(商品名)
の50/50溶液4.0部を極めて高固体分のエマルシ
ョンゲルが生成するまで添加した。このエマルションゲ
ルを希釈して80%シリコーン固体分のエマルションに
した。次に、その希釈エマルションにエチルアセトアセ
テート・チタネート・キレート化合物0.5部を混合し
た。この混合物は、水の蒸発後0.3MPaの引張強
さ、583%の伸びおよび6のショアAジュロメーター
を有した。その透明度は100であった。
【0057】実施例16 シロキサン重合体を基準にした部を用いて、実施例15
のPDMS重合体とメチルトリメトキシシラン1部をW
kip Mix(商品名)研究室用ミキサーに装入し
た。次に水とTMN−6(商品名)50/50溶液4.
0部を極めて高固体分のエマルションゲルが生成するま
で添加した。このエマルションゲルを希釈して80%シ
リコーン固体分のエマルションにした。次に、その希釈
エマルションにジブチルスズジラウレート0.5部を混
合した。この混合物は、水の蒸発後0.46MPaの引
張強さ、363%の伸びおよび17のショアAジュロメ
ーターを有した。その透明度は162であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート エドワード カリノウスキー アメリカ合衆国ミシガン州48611 オーバ ーン サウス ナイン マイル ロード 4426 (72)発明者 ハロルド バーン レフラー サード アメリカ合衆国ミシガン州48657 サンフ オード エヌ 10 マイル ロード 1216 (72)発明者 アーサー ジェイムス ツェルピス アメリカ合衆国ミシガン州48640 ミッド ランド メイフィールド レイン 312 (72)発明者 アンドリース トーマス フランツ ウル フ アメリカ合衆国ミシガン州48642 ミッド ランド ウイルドウッド 1301

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(1)(a)25℃で5000〜500,
    000mPa・sの粒度を有し、次の一般式 【化1】 X3−n−YO−(R1 2 SiO)−Y−R3−n (1) (式中のnは0、1、2又は3であり;zは500〜5
    000の整数であり;Xは水素原子、ビニル基、ヒドロ
    キシル基、縮合性基又は加水分解性基であり;YはSi
    原子又はSi−(CH2 −SiR1 2 基(mは1〜
    8である)であり;Rは脂肪族、アルキル、アミノアル
    キル、ポリアミノアルキル、エポキシアルキル、アルケ
    ニル又は芳香族アリール基であり;R1 はX、水素原
    子、脂肪族、アルキル、アルケニルおよび芳香族基であ
    る)を有する少なくとも1種の重合体、を有するシロキ
    サン重合体又は重合体の混合体、 (b)(イ)アルキルスルフエート、線状アルキルベン
    ゼンスルホネート、アルキルスルホネートおよびアルキ
    ル酒石酸塩でない界面活性剤、(ロ)100℃以上の温
    度でシロキサン再分配触媒を生成しない界面活性剤、お
    よび(ハ)シロキサンラテックスから水が蒸発したとき
    に得られる組成物がある屈折率を有する架橋シロキサン
    相およびある屈折率を有する界面活性剤/残余水の相を
    有し、該架橋シロキサン相の屈折率が該界面活性剤/残
    余水相の屈折率に合う構成の界面活性剤からなる群から
    選ぶ界面活性剤0.5〜10重量部、および (c)水0.5〜200重量部を有する混合物を生成す
    る工程; (2)前記混合物を少なくとも85重量%のシリコーン
    重量体含量を有するゲル相に乳化する工程; (3)得られたエマルションをさらに水で希釈する工
    程; (4)前記乳化の前又は後、又は前記希釈の前又は後に
    5重量部までの触媒を添加する工程;および (5)前記乳化の前又は後に、又は前記希釈の前又は後
    に20重量部までの架橋剤を添加する工程からなること
    を特徴とする複数の架橋ポリシロキサン粒子を有するシ
    リコーンラテックスの製造法。
JP10722696A 1995-04-27 1996-04-26 架橋ポリシロキサン粒子を有するシリコーンラテックスの製造法 Withdrawn JPH08302194A (ja)

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