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JP2006274260A - プライマー組成物、その製造法、支持体へのシリコーンゴムの付着を改善するための方法および該プライマー組成物の使用 - Google Patents

プライマー組成物、その製造法、支持体へのシリコーンゴムの付着を改善するための方法および該プライマー組成物の使用 Download PDF

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JP2006274260A JP2006076854A JP2006076854A JP2006274260A JP 2006274260 A JP2006274260 A JP 2006274260A JP 2006076854 A JP2006076854 A JP 2006076854A JP 2006076854 A JP2006076854 A JP 2006076854A JP 2006274260 A JP2006274260 A JP 2006274260A
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ピルツヴェーガー エーリッヒ
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Abstract

【課題】公知のプライマー組成物は、一定の条件下、例えば曲げの動的負荷下では不適当であるので、種々の支持体、殊に金属へのシリコーンゴム、殊に付加架橋性シリコーンゴムの改善された付着力を可能にするプライマーコートを提供する。
【解決手段】(A)少なくとも1つのテトラアルコキシシランまたは部分加水分解または少なくとも1つのテトラアルコキシシラン100質量部、(B)金属塩、金属アルコキシド、金属キレート、その部分加水分解生成物およびその混合物25〜400質量部、(C)成分(A)100質量部に対してシリコーン樹脂25〜125質量部および(D)有機溶剤、低分子量環状ポリオルガノシリコーン化合物および低分子量線状ポリオルガノシリコーン化合物ならびにその混合物からなる群から選択された溶剤、但し、この場合全組成物に対して溶剤の割合は、50〜95質量%であるものとする、を含有するプライマー組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、プライマー組成物、および該プライマー組成物の製造および使用に関する。よりいっそう正確に言えば、本発明は、シリコーンゴム、殊に付加架橋性シリコーンゴムのためのプライマー組成物、その製造および支持体、殊に金属へのシリコーンゴムの付着を改善するための方法に関する。
シリコンエラストマーは、多くの用途において他のエラストマーよりも好ましい性質、例えば幅広い温度範囲に亘っての熱安定性を有する。幾つかの用途において、軟質のエラストマー材料、例えばシリコーンゴムと硬質の支持体、例えば金属または熱可塑性樹脂との強力な結合が必要とされる。支持体への適当な結合が例えば粘着性ゴム、例えば粘着性ゴムの特性または適当な添加剤によって達成されることができない場合には、この結合は、支持体表面を適当なプライマーで前処理することによって改善されることができる。
プライマーの効率は、支持体の組成および表面特性と付着を生じさせることができるシリコーンゴムの組成、架橋系、添加剤および粘度との双方に依存する。プライマーコートには、公知技術水準によれば、例えばテトラアルコキシシランまたはその部分加水分解生成物と、金属アルコキシドまたは金属キレートからなる群から選択することができる金属化合物との組合せ物が使用される。この組合せ物は、場合によっては適当な溶剤との組み合わせで使用される。
米国特許第2751314号明細書には、シリコーンゴムを固体の支持体に付着させるための方法が記載されており、この場合チタンアルコキシドおよびアルキルポリ珪酸塩またはその部分加水分解生成物からなるコーティングは、支持体に塗布される。
公開された欧州特許出願公開第0347049号明細書A2には、シリコンエラストマーを無機支持体、例えばガラスまたは金属に付着させるための改善されたプライマー組成物が開示されている。プライマーコートは、テトラアルキルチタネート、少なくとも1つのアルキルオルトシリケートおよび炭化水素溶剤を含有し、この場合、溶剤は、全組成物の2〜25質量%が4〜20個の炭素原子を有するアルコールからなるような組成を有する。この場合、溶剤として存在するアルコール、好ましくはn−ブタノールは、支持体とシリコーンゴムとの間のプライマーコートが水中での複合体の貯蔵後であっても付着力を維持したままである。
公開された欧州特許出願公開第0241851号明細書A2には、支持体を、テトラアルキルチタネート、オルガノオキシシラン、例えばテトラエチルオルトシリケートおよび有機溶剤を含有するプライマーコートでコーティングするための方法が記載されている。この場合、プライマーコートは、保護被膜として役立つ。
米国特許第4356233号明細書には、アミノ官能基またはアミド官能基を含有せず、金属エステル、好ましくは無機酸および有機溶剤を含有するプライマー組成物の特許保護が請求されている。プライマーコートは、支持体への塗布後に加熱によって硬化され、その後にさらにエポキシ含有またはビニル含有モノマーからなる重合可能な組成物が塗布される。
欧州特許出願公告第0781823号明細書には、アルケニルトリアルコキシシランと、この場合このアルケニル基は、少なくとも3個の炭素原子を含有し、白金化合物と、この場合この白金化合物によりプライマーコートへのゴムの結合は、改善されており、有機チタン酸エステルと、溶剤とからなるプライマー組成物の特許保護が請求されている。
公開された米国特許第2003/0116273号明細書A1には、光学的構成成分、例えばガラスレンズまたは光ファーバーをプライマー組成物により付着樹脂組成物に付着結合させる方法が開示されている。このプライマー組成物は、エポキシ基を有するトリアルコキシシランまたはアルケニル基を有するトリアルコキシシランおよびさらにテトラアルコキシシラン、金属アルコキシドおよび溶剤を含有する。このような組成物は、優れた熱安定性および優れた分離力を生じ、硬化中、気泡の形成を抑制し、したがって光学的構成成分中で透明度が減少されることを防止する。
国際特許出願WO 2001/88049 A1には、少なくとも1つのテトラアルコキシシランおよび/または少なくとも1つのアルキルポリシリケート、少なくとも1つの金属キレートおよび/または金属アルコキシドおよび少なくとも1つの有機溶剤を含有するプライマー組成物が記載されている。テトラアルコキシシランSi(OR)と異なる程度に縮合されたシリルオキシ単位との比としての縮合度を有し、0≦Si(OR)≦5、0≦SiO1/2(OR)≦30、0≦SiO2/2(OR)≦75、20≦SiO3/2(OR)≦100および0≦SiO4/2≦25の組成を有するテトラアルコキシシランおよび/またはアルキルポリシリケートの使用は、好ましい。WO 2001/88049 A1に記載のプライマー組成物は、付加架橋性RTV−2シリコーンゴムをアルミニウムまたはエポキシ樹脂支持体に結合させるために使用される。プライマーコート中へのよりいっそう高度に縮合されたテトラアルコキシシランの使用の結果として、この組成物は、湿分に対して殆んど敏感でなく、水中での複合体の貯蔵後であってもゴム中で粘着性のある引裂を生じる。
それ故に、刊行物には、数多くのプライマー組成物および支持体へのシリコーンゴムの結合方法が記載されている。
米国特許第2751314号明細書 欧州特許出願公開第0347049号明細書A2 欧州特許出願公開第0241851号明細書A2 米国特許第4356233号明細書 欧州特許出願公告第0781823号明細書 米国特許第2003/0116273号明細書A1 国際特許出願WO 2001/88049 A1 WO 2001/88049 A1
しかし、公知のプライマー組成物は、一定の条件下、例えば曲げの動的負荷下では不適当であることが証明され、したがって本発明の目的は、種々の支持体、殊に金属へのシリコーンゴム、殊に付加架橋性シリコーンゴムの改善された付着力を可能にするプライマーコートを提供することであった。
前記目的は、本発明によって達成される。従って、本発明は、
(A)少なくとも1つのテトラアルコキシシランまたは少なくとも1つのテトラアルコキシシランの部分加水分解生成物100質量部、
(B)成分(A)100質量部に対して金属塩、金属アルコキシド、金属キレート、その部分加水分解生成物およびその混合物からなる群から選択された化合物25〜400質量部、
(C)成分(A)100質量部に対してシリコーン樹脂25〜125質量部、好ましくは40〜110質量部および
(D)有機溶剤、低分子量環状ポリオルガノシリコーン化合物および低分子量線状ポリオルガノシリコーン化合物ならびにその混合物からなる群から選択された溶剤、但し、この場合全組成物に対して溶剤の割合は、50〜95質量%、好ましくは70〜90質量%であるものとする、を含有するプライマー組成物に関する。
本発明によるプライマー組成物の成分(A)は、平均的な一般式(I)
Si(OR (I)
式中、Rは、1〜18個の炭素原子を有する1価の置換されたかまたは置換されていない炭化水素基である〕で示されるテトラアルコキシシラン、少なくとも2つのこのようなテトラアルコキシシランの混合物、このようなテトラアルコキシシランの部分加水分解生成物または1つ以上のテトラアルコキシシランとその部分加水分解生成物との混合物である。
は、有利に1〜6個の炭素原子を有する1価の炭化水素基であり、この場合メチル基およびエチル基は、好ましい。エチルは、特に好ましい。
プライマー組成物の全混合物中の成分(A)の含量が低すぎる場合には、支持体とゴムとの間には、望ましい付着力は確立されない。含量が高すぎる場合には、支持体に塗布されたプライマーコートは、溶剤の蒸発後に脆性になりうるかまたは亀裂性になりうる。
基Rの例は、アルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、1−n−ブチル基、2−n−ブチル基、イソブチル基、第三ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基および第三ペンチル基、ヘキシル基、例えばn−ヘキシル基、ヘプチル基、例えばn−ヘプチル基、オクチル基、例えばn−オクチル基おおびイソオクチル基、例えば2,2,4−トリメチルペンチル基および2−エチルヘキシル基、ノニル基、例えばn−ノニル基、デシル基、例えばn−デシル、ドデシル基、例えばn−ドデシル基およびオクタデシル基、例えばn−オクタデシル基;シクロアルキル基、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基およびメチルシクロヘキシル基;アリール基、例えばフェニル基、ナフチル基、アントリル基およびフェナントリル基;アルカリール、例えばo−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、キシリル基およびエチルフェニル基:およびアラルキル基、例えばベンジル基、おおびα−フェニルエチル基およびβ−フェニルエチル基である。
置換された基Rの例は、ハロゲン化アルキル基、例えば3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル基、2,2,2,2′,2′,2′−ヘキサフルオロイソプロピル基およびヘプタフルオロイソプロピル基、およびハロゲン化アリール基、例えばo−クロロフェニル基、m−クロロフェニル基およびp−クロロフェニル基、およびRについて上記された全ての基であり、これらの基は、好ましくはメルカプト基、エポキシ官能基、カルボキシル基、ケト基、エナミン基、アミノ基、アミノエチルアミノ基、イソシアネート基、アリールオキシ基、アクリロイル基、メタクリロイルオキシ基、ヒドロキシル基およびハロゲン基である。他の例は、アルコキシル化された基、例えばエトキシエチルまたはメトキシエチルである。
成分(A)としてのテトラアルコキシシランの例は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシランおよびテトラブトキシシランである。更に、例は、2個以上の異なるアルコキシ基、例えばメトキシ基および付加的にエトキシ基および/またはブトキシ基を含有するシラン、例えばトリエトキシモノメトキシシラン、、ジエトキシジメトキシシラン、ものエトキシトリメトキシシランまたはモノメトキシトリブトキシシラン等である。更に、例は、アルコキシアルコキシ基を有するシラン、例えばテトラキス(メトキシエトキシ)シランまたはテトラキス−(メトキシプロポキシ)シランである。
成分(A)が部分加水分解生成物である場合には、この部分加水分解生成物は、平均的な一般式(I)のテトラアルコキシシランから部分加水分解および縮合によって得ることができるアルキルポリシリケートを意味するものと理解すべきである。部分加水分解生成物は、制御された方法で先行する工程で製造されてもよいし、プライマー組成物の製造において原位置で形成されてもよい。良好な再現可能性のためには、先行する反応工程が好ましい。しかし、経済的な製造のためには、部分的加水分解が全組成物の製造中に行なわれてもよい。
加水分解において、最初に、シラノールは、テトラアルコキシシランSi(OR(Q0単位として下記の記載参照)から形成され、その後に縮合によって
Q1単位 (RO)SiO1/2
Q2単位 (RO)SiO2/2
Q3単位 (RO)SiO3/2
Q4単位 SiO4/2
からなるアルキルポリシリケートが形成される。
加水分解/縮合がよりいっそう完全に行なわれると、混合物中でのよりいっそう高度に縮合された単位Q4およびQ3の割合は大きくなり、珪素原子に結合されたアルコキシ基と珪素原子とのRO−Si/Si比は、小さくなる。加水分解/縮合の反応生成物において、Q0〜Q4の互いの比は、例えば29NMR分光法によって測定されうる。
テトラアルコキシシランの部分加水分解生成物またはテトラアルコキシシランとその部分加水分解生成物との混合物は、本発明によるプライマー組成物中の成分(A)として好ましい。このような部分加水分解生成物を使用すると、生じる組成物は、湿分の影響に対して殆んど敏感でなく、それ故、よりいっそう長い貯蔵寿命を有し、使用中よりいっそう頑強である。更に、本発明による実施態様の利点は、塗布後に、プライマーコートが殆んど脆性でないことである。それというのも、揮発性成分は、組成物の固体含量から殆んど除去されず、したがって体積の収縮はよりいっそう低くなるからである。他面、前記組成物中の部分加水分解生成物の縮合の過剰に高い程度も不利である。それというのも、この場合には、他の成分との関係で均質なコートの形成は、よりいっそう困難になるからである。
従って、1つ以上のテトラアルコキシシランと相応する部分加水分解生成物との混合物から構成され、それ故に、上記に定義された単位Q0、Q1、Q2、Q3およびQ4を含有することができる成分(A)は、好ましく、この場合この成分(A)は、
Q0単位0〜45モル%、
Q1単位30〜80モル%、
Q2単位5〜50モル%、
Q3単位0〜20モル%、
特に好ましくは
Q0単位5〜35モル%、
Q1単位35〜70モル%、
Q2単位10〜40モル%、
Q3単位1〜15モル%
を含有し、この場合基の100モル%までは、Q4によって形成されている。
本発明によるプライマー組成物は、他の成分の加水分解可能な群を加水分解および/または縮合するための1つ以上の触媒を成分(B)として含有する。それ故、金属塩、金属アルコキシド、金属キレート、その部分加水分解生成物およびその混合物からなる群から選択された金属化合物は、成分(B)として使用される。
一般式(II)
M(OR (II)
で示される金属Mのアルコキシド、平均的な一般式(III)
Figure 2006274260
で示される金属Mのキレートまたは平均的な一般式(IV)
M(OCR (IV)
で示される金属カルボキシレートは、有利に使用され、この場合nは、金属Mの原子価である。成分(B)の金属化合物は、モノマー、オリゴマー、加水分解生成物または部分加水分解生成物として存在していてよい。
金属Mは、金属のチタン、ジルコニウム、ハフニウム、マンガン、鉄、銅、亜鉛、アルミニウム、ゲルマニウム、錫およびマグネシウムからなる群から選択された。金属Mは、好ましくはチタン、ジルコニウム、鉄、アルミニウムまたは亜鉛からなる群、特に好ましくはチタン、アルミニウムおよびジルコニウムからなる群から選択された。
基Rは、1〜18個の炭素原子を有する線状または分枝鎖状の置換されていてよいアルキル基またはアルケニル基からなる群から選択された。基Rは、Rと同一であってもよい。平均的な一般式(III)の場合に、Rは、ORと同一であってもよい。Rは、好ましくはメチル基、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、第二ブチル、アクリロイル基、メタクリロイル基、エテニル基およびメチルエテニル基である。メチル基、エチル基、ブチル基、第二ブチルおよびメタクリロイル基は、特に好ましい。
基Rは、1〜18個の炭素原子を有する線状または分枝鎖状のアルキル基またはアルケニル基からなる群または基Rから選択された。基Rは、好ましくはメチル基、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、第二ブチル、アクリロイル基、メタクリロイル基、エテニル基およびメチルエテニル基である。
成分(B)の例は、テトラメチルチタネート、テトラエチルチタネート、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトライソブチルチタネート、テトラ−第二ブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、ジイソプロポキシビス(エチルアセチルアセトネート)チタネート、テトラキス(トリメチルシリオキシ)チタネート、ジ−n−ブチルビス(アセチルアセトネート)チタネート、ジ−n−ブチルビス(エチルアセトアセテート)チタネート、トリイソプロポキシデビス(アセチルアセトネート)チタネート、メタクリロイルトリイソプロピルチタネート、ジルコニウムテトラエチラート、ジルコニウムテトラブチラート、ジルコニウムテトラブチレート、ジルコニウムテトラプロピラート、ジルコニウムジアセテート、ジルコニウムテトラ(アセチルアセトネート)、亜鉛ジメタクリラート、トリブトキシジルコニウムアセチルアセトネート、ジブトキシジルコニウムビスアセチルアセトネート、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムトリイソプロピラート、アルミニウムトリスブチラートおよびアルミニウムトリス(エチルアセチルアセトネート)である。
テトラメチルチタネート、テトラエチルチタネート、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネートおよびテトライソブチルチタネートは、好ましい。テトラメチルチタネート、テトラエチルチタネートおよびテトラ−n−ブチルチタネートは、特に好ましい。
本発明による組成物は、(A)100質量部に対して、成分(B)25〜400質量部、好ましくは(B)50〜200質量部、特に好ましくは(B)60〜180質量部を含有する。前記組成物中の成分(B)の割合が低すぎる場合には、ゴムと支持体との間の付着力は、不利な影響を及ぼされる。更に、支持体へのプライマーコートの塗布後の均一な被膜の形成に必要とされる時間は、増加される。成分(B)の割合が高すぎる場合には、プライマーコートは、脆くなりうるので、結果として、良好な付着力は、もはや確立し得ない。
成分(C)は、充填剤、例えばシリコーン樹脂、または少なくとも50m/gのBET比表面積を有する熱分解法珪酸または沈降珪酸であり、この場合には、シリコーン樹脂が好ましい。
成分(C)の例は、MQシリコーン樹脂、MTシリコーン樹脂、MDQシリコーン樹脂、MDTシリコーン樹脂、MTQシリコーン樹脂およびMDTQシリコーン樹脂であり、この場合Mは、R SiO1/2またはR 3−aSiO1/2であり(但し、a=0、1、2または3)、Dは、R SiO2/2またはR a’ 2−a’SiO2/2であり(但し、a’=0、1または2)、Tは、RSiO3/2またはRSiO3/2であり、Qは、SiO4/2であり、Rは、そのつど互いに独立に上記したような基または−O−を介して結合された上記したような基であり、Rは、そのつど互いに独立にRであることができるかまたは脂肪族不飽和である、2〜18個の炭素原子を有する置換されたかまたは置換されていない1価の炭化水素基であることができる。
基Rは、SiC結合またはSiO−C結合を介してシリコーン樹脂に結合されていてよい。
基RがSiO結合を介して前記樹脂に結合されている場合には、構造要素SiO3/2(OR)は、好ましい。
基Rの好ましい例は、アルケニル基、例えばビニル基、1−プロペニル基、アリル基、3−ブテニル基、4−ペンテニル基、5−ヘキセニル基およびシクロヘキセニル基、ならびにアルキニル基、例えばエチニル基、プロパルギル基および1−プロピニル基である。
特に有利に、有機溶剤中、例えばトルエン中で完全に可溶性であるMQ樹脂は、29NMR分光法によって測定された、Q単位40〜70モル%およびM単位30〜60モル%を有し、ゲル濾過クロマトグラフィー(SCC)によって測定された、1000〜20000g/molの数平均分子量Mを有する。好ましい樹脂は、SiOR基を有し、この場合Q単位とSi−OR基(Q/SiOR)との比は、4〜20である。
使用される樹脂のM、DおよびT単位は、R基を有していてよい。しかし、RおよびRを有する樹脂は、好ましい。基の比R/Rが5〜50、特に好ましくは12〜35であるような樹脂は、特に好ましい。
1つの好ましい実施態様において、成分(C)は、MQ樹脂であり、Rは、メチル基またはエチル基であり、Rは、ビニル基である。
成分(C)は、本発明による組成物中に成分(A)100部に対して25〜250質量部、好ましくは40〜150質量部の量で存在する。成分(C)は、前記組成物にとって本質的なものである。成分(C)の割合が低すぎるかまたは成分(C)が全く存在しない場合には、プライマーコートの強度は、支障をきたすかまたは均一な被膜は、もはや形成されない。前記の割合が高すぎる場合には、前記コートは、脆くなりうる。そのつど、支持体に対してゴムの実質的に乏しい結合が生じる。
成分(D)は、有機溶剤および低分子量の環状または線状のポリオルガノシリコーン化合物からなる群から選択された溶剤であり、この場合前記組成物の他の成分は、溶解されているか、部分的に溶解されているか、または懸濁されているかまたは乳化されている。溶剤の選択は、種々のファクター、例えば揮発性、極性および他の成分を溶解する力に依存する。また、溶剤の選択は、支持体の表面を湿潤させるための組成物の能力に影響を及ぼす。
高い蒸発圧力を有する溶剤は、短い乾燥時間を生じ、この場合この短い乾燥時間は、よりいっそう急速な処理可能性のために好ましい。他面、過剰に高い蒸気圧力は、溶剤を急速に蒸発させすぎ、この場合このことは、均一な被膜が形成されないことを意味する。他面、溶剤の蒸気圧力は、溶剤の蒸発が長すぎるかまたは溶剤の一部分が支持体上に留まるように低くてはならない。それというのも、このことは、ゴムの付着力を損なうからである。加水分解可能な基の加水分解/縮合の速度は、温度と共に増大するので、溶剤は、望ましい処理温度に適合されていてもよい。広範な温度範囲に亘って均一な被膜の形成を可能にする組成物が最適である。
成分(D)の例は、有機溶剤、例えば炭化水素、例えば置換されたかまたは置換されていないアルカンまたはシクロアルカン、例えばペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、2−エチルヘキサン、ノナン、デカンおよび線状または分枝鎖状の高級アルカン、またはこのようなアルカンの混合物、ジクロロメタン、トリクロロメタン、トリクロロエチレン;置換されたかまたは置換されていない芳香族炭化水素、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、またはその混合物;エステル、例えばメチルアセテート、エチルアセテート、ケトン、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン;線状または環状のエーテル、例えばジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、第三ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン;
置換されたかまたは置換されていないアルコール、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、第二ブタノール、第三ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、イソペンタノール、エチルヘキサノール、シクロヘキサノール、グリコール、例えばエチレングリコールジメチルエーテルである。
約50℃未満の沸点を有する炭化水素は、この炭化水素がゾル溶剤または主要な成分として使用される場合には、概して過剰の急速な蒸発のために不適当である。好ましい炭化水素は、沸点が60〜250℃、特に有利に90〜200℃であるようなアルカンまたはアルカンの混合物である。アルカン混合物または留出物留分が使用される場合には、混合物の沸点範囲は、有利に50℃以下、特に有利に30℃以下を有する。
アルコールの場合には、エタノール、イソプロパノールおよび第二ブタノールが好ましく、第二ブタノールは、特に好ましい。
更に、成分(D)の例は、低分子量の環状または線状のポリオルガノシリコーン化合物である。例は、線状のポリオルガノシリコーン化合物、例えばヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサンまたは高級オリゴマー、および環状ポリオルガノシリコーン化合物、例えばヘキサメチルシクロトリシロキサン、、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサンおよび高級環状ポリオルガノシリコーン化合物、または異なる線状ポリオルガノシリコーン化合物および/または環状ポリオルガノシリコーン化合物の混合物である。
成分(D)は、個々の有機溶剤、個々のポリオルガノシリコーン化合物、異なる有機溶剤の混合物、異なるポリオルガノシリコーン化合物の混合物または有機溶剤とポリオルガノシリコーン化合物との混合物から構成されていてよい。
前記組成物は、成分(D)を全組成物の50〜95質量%、有利に70〜90質量%の割合で含有する。
組成物のための最適な溶剤または溶剤混合物は、それぞれの適用、即ち支持体の組成、支持体の表面積または処理条件、例えばプライマーコートを空気乾燥するかまたは焼き付ける間の望ましい時間および望ましい温度に依存する。
プライマー組成物による支持体表面の良好な湿潤は、均一なプライマー被膜を形成させるための前提条件である。支持体表面を湿潤させるための組成物の可能性は、組成物の表面張力および支持体表面の表面エネルギーに依存する。前記組成物の表面張力は、溶剤の表面張力によって著しく高く定められている。比較的高い表面張力γを有する溶剤、例えばトルエンまたはキシレン(ほぼγ=25℃で28mN/m;出所:CRC Handbook of Chemistry and Physics, 第84版, Boca Raton 2003)は、幾つかの支持体の場合に湿潤の点で相違点を生じうる。低い表面張力は、概してよりいっそう良好な湿潤可能性を生じ、この場合限界は、支持体の臨界表面張力であり;この場合この値を下廻る表面張力を有する液体は、表面を湿潤させる。従って、よりいっそう低い表面張力を有する溶剤、例えば脂肪族炭化水素またはオルガノシリコーン化合物、例えばヘキサメチルジシロキサンは、他の性質、例えば蒸気圧力または溶解力により前記溶剤の使用が損なわれない場合には、好ましい。溶解力のために、よりいっそう極性の溶剤が必要とされる場合には、アルコールが好ましい。
イソプロパノールおよび第二ブタノールは、特に好ましい。
混合物も可能である。従って、本発明によるプライマー組成物は、例えば第二ブタノールを溶剤として使用することにより製造されてよく、使用前に脂肪族炭化水素またはアルコール、例えばエタノールまたはイソプロパノールで希釈されてよい。
1つの好ましい実施態様において、本発明によるプライマリー組成物は、実質的にC〜C10アルカンからなり、110〜140℃の沸点範囲を有する炭化水素画分または実質的にC9〜C12アルカンからなり、150〜180℃の沸騰範囲を有する炭化水素画分70〜90質量%を溶剤(D)として含有する。
別の好ましい実施態様において、プライマー組成物は、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノールまたは第二ブタノール、または前記アルコールの2つ以上の混合物からなる群から選択された脂肪族アルコール70〜95質量%を溶剤(D)として含有する。第二ブタノール70〜95質量%または第二ブタノールとイソプロパノールまたはエタノールとの混合物70〜95質量%は、特に成分(D)として好ましく、この場合この混合物の少なくとも5分の1は、有利に第二ブタノールから構成されている。
脂肪族炭化水素とアルコールとの混合物は、成分(D)として使用されてもよく、この場合このような組成物は、有利に全組成物に対してアルコールを少なくとも30質量%含有する。
更に、好ましい実施態様において、本発明による組成物は、付加的に少なくとも1つの加水分解可能な基を有する1つ以上の有機珪素化合物またはその部分加水分解生成物を含有していてよく、この場合有機珪素化合物は、一般的な平均式(V)
SiX4b−c−d
〔式中、Rは、2〜18個の炭素原子を有する1価の脂肪族不飽和の置換されたかまたは置換されていない炭化水素基であり、
は、1〜18個の炭素原子を有するハロゲン置換されていてよい1価の炭化水素基であり、
は、R SiX3−b−c−R基またはYR基であり、
Xは、−OCR、−OR、−NR 、R−C(=O)−N(R)−または−O−N=CR の群から選択された加水分解可能基であり、
Yは、無水物基、アミノアルコキシ基、アミノアルキル基、N−アミノアルキルアミノ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、スルホン基、スルホネート基、ホスフェート基、ホスホネート基、アミノ基、N−アルキルアミノ基、エポキシ基およびメルカプト基からなる群から選択された1価の基であり、
は、N、OおよびSの群から選択されたヘテロ原子を有していてよい、1〜22個の炭素原子を有する、置換されていてよい2価の炭化水素基であり、
b、c、dは、0、1、2または3である〕を有する化合物からなる群から選択されている。
の例は、アルケニル基、例えばビニル基、アリルまたは高級アルケニル基である。
この場合、基Rは、基Rと同じ意味を有する。Rの好ましい例は、1価のアルキル基、例えばメチルまたはエチルである。
基Rの例は、チオプロピル基、3−グリシジルオキシプロピル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、アミノプロピル基、アミノエチルアミノプロピル基、メタクリロイルオキシプロピル基、アクリロイルオキシプロピオル基、メタクリロイルオキシメチル基およびアクリロイルオキシメチル基、およびトリアルコキシシリルアルキレン基、例えば2−トリエトキシシリルエチルである。
の例は、2価の炭化水素基、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基または高級アルキレン基、例えば−(CH−基、フェニレン基およびキシリレン基、および-CHCH (CH) -CH-CH (CH) CH-, -CHCH-CH-CHCH-, -CH-CR -CH-, -CHO-CH-CR -CH-OCH-、ならびに置換された基、例えば炭化水素基およびエーテル基、例えば-CHO(CH)-, -CHCH-O-CHCH-, -CHCH-O-CH (CH) CH-, -CH-O-CHCH-O-CH-,-CHCHCH-O-CHCHCH- および -CHCHCH-OC (=O) O-CHCHCH-である。
成分(E)の例は、アルコキシシラン、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、ジメチルビニルメトキシシラン、ビニルトリス(メトキシプロポキシ)シラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、
3−(メタクリロイルオキシ)メチルトリメトキシシラン、
3−(メタクリロイルオキシ)プロピルトリエトキシシラン、
3−(メタクリロイルオキシ)メチルトリエトキシシラン、
3−(メタクリロイルオキシ)プロピルメチルジメトキシシラン、
3−(メタクリロイルオキシ)プロピルジメチルメトキシシラン、
3−(アクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、
3−(アクリロイルオキシ)メチルトリメトキシシラン、
3−(アクリロイルオキシ)プロピルトリエトキシシラン、
3−(アクリロイルオキシ)メチルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルジエトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、
メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、
3−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、
3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、
3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルメチルジメトキシシラン、
3−シクロヘキシルアミノプロピルトリメトキシシラン、
3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、
3−(グリシジルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、
3−(グリシジルオキシ)プロピルトリエトキシシラン、
3−(グリシジルオキシ)プロピルメチルジメトキシシラン、
2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、
3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、
3−イソシアナトプロピルメチルジメトキシシラン、
3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、
3−イソシアナトプロピルメチルジエトキシシラン、
(イソシアナトメチル)トリメトキシシラン、
(イソシアナトメチル)メチルジメトキシシラン、
(イソシアナトメチル)トリエトキシシラン、
(イソシアナトメチル)メチルジエトキシシラン、
(アミノメチル)トリメトキシシラン、
(アミノメチル)メチルジメトキシシラン、
(アニリノメチル)トリメトキシシラン、
(アニリノメチル)メチルジメトキシシラン、
(アニリノメチル)トリエトキシシラン、
(ヘキシルアミノメチル)トリメトキシシラン、
(ヘキシルアミノメチル)メチルジメトキシシラン、
3−(トリエトキシシリル)プロピル無水コハク酸、
3−シアノプロピルトリメトキシシラン、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、
テトラブトキシシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、
クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチルジメトキシシラン、
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、
イソオクチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、
1,2−ビス(メチルジエトキシシリル)エタン、
1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、
1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、
1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサンおよび
1,8−ビス(トリメトキシシリル)オクタンである。
更に、例は、アミノシラン、アシルオキシシランおよびアルドキシモシランおよびケトキシモシラン、例えばトリアセトキシ(ビニル)シラン、ジアセトキシ(メチル)(ビニル)シラン、トリス(ブチルアミノ)ビニルシランおよびトリス(ジエタノールアミノ)ビニルシロキサンである。
成分(E)の好ましい例は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、
3−(メタクリロイルオキシ)メチルトリメトキシシラン、
3−(メタクリロイルオキシ)メチルトリエトキシシラン、
3−(アクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、
3−(アクリロイルオキシ)メチルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、
3−(グリシジルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、
2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、
1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタンおよび1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタンである。
よりいっそう好ましいのは、ビニルトリエトキシシラン、
3−(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、
3−(メタクリロイルオキシ)メチルトリメトキシシラン、
3−(グリシジルオキシ)プロピルトリメトキシシランおよび
1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタンである。
本発明による組成物は、有利に成分(A)100質量部に対して、成分(E)を1〜200質量部、好ましくは5〜150質量部、特に有利に10〜80質量部含有する。
場合によっては、前記組成物は、Si−H基を脂肪族不飽和化合物と付加反応させることによってプライマーコートへのゴムの結合を改善するために、金属化合物、例えば白金金属またはロジウム金属および/または白金化合物またはロジウム化合物およびその錯体を他の成分として含有することができる。このような化合物は、硬化触媒として役立つ。白金および/またはその化合物は、有利に使用される。この場合には、直接にSi原子に結合された水素原子と脂肪族不飽和化合物との付加反応のために現在でも使用されている全ての触媒を使用することが可能である。このような触媒の例は、金属白金および支持板上、例えばシリカ、アルミナまたは活性炭上に存在していてよい微粒状白金、白金化合物または白金錯体、例えばハロゲン化白金、特にPtCl、HPtCl・6HO、NaPtCl・4HO、白金−オレフィン錯体、白金−アルコール錯体、白金−アルコラート錯体、白金−エーテル錯体、白金−アルデヒド錯体、HPtCl・6HOとシクロヘキサノンとの反応生成物を含む白金−ケトン錯体、検出可能な無機結合したハロゲンの含量を有するかまたは有しない白金−ビニルシロキサン錯体、殊に白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、ビス(γ−ピコリン)白金ジクロリド、トリメチレンジピリジン白金ジクロリド、ジシクロペンタジエン白金ジクロリド、ジメチルスルホキシエチレン白金(II)ジクロリドおよび四塩化白金とオレフィンおよび第1アミンまたは第2アミン、または第1アミンおよび第2アミンとの反応生成物、例えば1−オクテン中に溶解された四塩化白金と第二ブチルアミンとの反応生成物、または欧州特許第0110370号明細書B1に開示されたアンモニウム−白金錯体である。
1つの例は、例えば米国特許第3775452号明細書中に記載されたようなカールシュテット(Karstedt)触媒として公知の白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3,−テトラメチルジシロキサン錯体である。
白金触媒は、有利にそのつど元素状白金として、成分(A)、(B)、(C)および(E)の全体量に対して計算した、0.05〜500質量ppm(parts by weight per million parts by weight)、殊に0.2〜400質量ppmの量で使用される。
更に、好ましい実施態様において、本発明によるプライマー組成物は、白金触媒活性を調節する抑制剤を含有していてよい。抑制剤の例は、末端のメチルビニルSiO1/2基を有する低分子量のシリコーン油、例えば1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ポリメチルビニルシクロシロキサン、例えばメチルビニルシクロテトラシロキサン、1012ミリバール(絶対)で少なくとも25℃の沸点および少なくとも1個の脂肪族三重結合を有する有機化合物または有機珪素化合物、例えば1−エチニルシクロヘキサン−1−オール、2−メチル−3−ブチン−2−オール、3−メチル−1−ペンチン−3−オール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオールおよび3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、3,7−ジメチルオクト−1−イン−6−エン−3−オール、アルキルマレエート、例えばマレイン酸ジアリルおよびマレイン酸ジメチル、アルキルフマレート、例えばフマル酸ジエチルおよびフマル酸ジアリル、マレイン酸ジアリルと酢酸ビニルとの混合物、マレイン酸モノエステル、ベンゾトリアゾール、ジアルキルホルムアミド、アルキルチオ尿素、有機スルホキシド、有機アミンおよび有機アミド、ホスフィンおよび亜燐酸塩、ニトリル、ジアジリジンおよびオキシム、例えばメチルエチルケトキシム、トリアルキルシアヌレートおよびBASF社 Ludwigshafen, ドイツ連邦共和国在、から”Dehydrolinalool”の商品名で商業的に入手可能な抑制剤、例えば式HC=OC(CH)(OH)−CH−CH−CH=C(CHの化合物である。
更に、本発明によるプライマー組成物は、H−シロキサンを含有することができる。H−シロキサンは、Si結合水素原子を有し、有利に一般的な平均式(VI)
SiO(4−e−f)/2 (VI)
〔式中、Rは、上記の意味を有し、eは、0、1、2または3であり、fは、0、1または2であり、但し、この場合(e+f)の総和は、3未満であり、平均で少なくとも2個のSi結合水素原子は、存在する〕で示される単位を有するポリジオルガノシロキサンからなる線状の環状または分枝鎖状ポリオルガノシロキサンである。
H−シロキサンは、−(SiR O)−単位および−(SiRHO)−単位を有し、これらの単位は、オルガノポリシロキサン分子中に、例えばブロックとしてかまたはランダムに任意の所望の方法で分布されていてよい。
このようなオルガノポリシロキサンの例は、殊にジメチル水素シロキサン単位とメチル水素シロキサン単位とジメチルシロキサンとトリメチルシロキサン単位とのコポリマー、トリメチルシロキサンとジメチル水素シロキサンとメチル水素シロキサンとのコポリマー、トリメチルシロキサン単位とジメチルシロキサン単位とメチル水素シロキサン単位とのコポリマー、メチル水素シロキサン単位とトリメチルシロキサン単位とのコポリマー、メチル水素シロキサン単位とジフェニルシロキサン単位とトリメチルシロキサン単位とのコポリマー、メチル水素シロキサン単位とジメチル水素シロキサン単位とジフェニルシロキサン単位とのコポリマー、メチル水素シロキサンとフェニルメチルシロキサン単位とトリメチルシロキサン単位と、および/またはジメチル水素シロキサン単位とのコポリマー、メチル水素シロキサンとジメチルシロキサンとジフェニルシロキサンとトリメチルシロキサンと、および/またはジメチル水素シロキサン単位とのコポリマー、およびジメチル水素シロキサン単位とトリメチルシロキサン単位とフェニル水素シロキサン単位とジメチルシロキサン単位と、および/またはフェニルメチルシロキサン単位とのコポリマーである。
更に、本発明によるプライマー組成物は、場合によっては一般的な平均式(VII)
SiO(4−g−h)/2 (VII)
〔式中、Rは、基で2〜8個の炭素原子を有する末端の脂肪族炭素−炭素多重結合を有する1価の炭化水素基であり、gは、0、1、2または3であり、hは、0、1または2であり、但し、この場合(g+h)の総和は、3未満である〕で示されるの脂肪族炭素−炭素多重結合を有する線状または分枝鎖状のポリオルガノシロキサンを含有することができ、および前記のポリオルガノシロキサンは、平均で少なくとも2個の基Rを有する。
一般的な平均式(VII)のポリオルガノシロキサンは、−(SiR O)−単位および−(SiRO)−単位を有し、これらの単位は、オルガノポリシロキサン分子中に、例えばブロックとしてかまたはランダムに任意の所望の方法で分布されていてよい。
更に、有機過酸化物および無機過酸化物、殊に有機過酸化物、例えばジアルキルペルオキシド、ジアシルペルオキシド、アラルキルペルオキシド、ペルケタール、ヒドロペルオキシド、または混合過酸化物、例えばジ−第三ブチルペルオキシド、第三ブチルヒドロペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(第三ブチルペルオキシ)ヘキサン、ジクミルペルオキシド、クミルヒドロペルオキシド、第三ブチルクミルペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、ビス(2,4−ジクロロベンゾイル)ペルオキシド、ビス(4−メチルベンゾイル)ペルオキシド、1,1−ジ−第三ブチルペルオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ビニルトリス(第三ブチルペルオキシ)シラン、は存在していてよい。
更に、強化充填剤および非強化充填剤ならびに強化顔料および非強化顔料は、存在していてもよい。強化充填剤、即ち少なくとも50m/gのBET表面積を有する充填剤の例は、50m/gを上廻るBET表面積を有する熱分解法シリカ、沈降シリカまたは珪素−アルミニウム混合酸化物である。前記の充填剤は、例えばオルガノシラン、オルガノシラザンまたはオルガノシロキサンで処理するかまたはヒドロキシル基をエーテル化してアルコキシ基を生じさせることによって疎水性にすることができる。少なくとも100m/gのBET表面積を有する熱分解法シリカは、好ましい。
非強化充填剤、即ち50m/g未満のBET表面積を有する充填剤の例は、石英、クリストバライト、珪藻土、珪酸カルシウム、珪酸ジルコニウム、モンモリロン石、例えばベントナイト、モレキュラーシーブを含むゼオライト、例えば珪酸ナトリウムアルミニウム、金属酸化物、例えばアルミナまたは酸化亜鉛、またはその混合酸化物、金属水酸化物、例えば水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、石膏、窒化珪素、炭化珪素、窒化硼素、ガラス粉末、炭素粉末およびプラスチック粉末、および空洞ガラス玉および空洞プラスチック玉である。非強化充填剤のBET表面積は、好ましくは20m/g未満である。
1つの型の充填剤を使用することは可能であるが、しかし、少なくとも2つの充填剤の混合物を使用することも可能である。熱安定剤または顔料の例は、カーボンブラック、金属カルボキシレート、例えばカルボン酸、例えば脂肪酸のセリウム塩または鉄塩、鉄のカルボン酸塩、金属酸化物または金属水酸化物、例えば二酸化チタン、酸化鉄、水酸化カルシウムおよびスピネル型の混合金属酸化物である。
本発明によるプライマー組成物は、公知方法によって、例えば成分(A)、(B)、(C)、(E)および必要に応じて他の場合による成分を溶剤(D)中で適当な混合ユニット、例えば攪拌機またはディスソルバー中で均一に溶解するかまたは混合することによって製造されうる。好ましくは、しかし、不要なことではあるが、均一な混合後に、前記組成物は、50〜100℃に30分間〜4時間加熱されることができ、特に好ましくは60〜80℃に1〜2時間加熱されることができ、この場合には、成分の互いの反応は、促進され、よりいっそう安定した生成物が生じる。使用前に、例えば薄手のプライマー被膜または異なる湿潤挙動が望ましい場合には、プライマー組成物は、製造で使用される溶剤または別の溶剤で希釈されてよい。
本発明によるプライマー組成物により、シリコーンゴムまたはエラストマーは、極めて広範囲の支持体に付着力を生じさせることができる。
それ故、本発明は、本発明によるプライマー組成物を支持体に塗布し、このプライマー組成物を空気乾燥するかまたは焼付け、支持体を被覆する均一なプライマリー被膜を形成させ、架橋可能なシリコーンゴム組成物をプライマーで被覆された支持体に塗布し、複合体を得、この複合体を硬化させ、シリコーンゴムと支持体との接着結合を得ることによって支持体へのシリコーンゴムの付着力を改善する方法に関する。
支持体の例は、金属、例えば鉄、ニッケル、アルミニウム、銅、亜鉛、ステンレス鋼、黄銅、青銅およびその合金、および表面処理された金属、例えば電気メッキされたかまたは燐酸塩処理された鋼または陽極酸化処理されたアルミニウム、プラスチック、例えば天然ゴム、エポキシ、ポリエステル樹脂およびポリアミド樹脂、PVCおよびPBT、および無機材料、例えばガラス、ガラスファイバー、モルタルおよびアスベストである。
現在公知の全ての常用の過酸化物架橋性シリコーンゴム組成物、付加架橋性シリコーンゴム組成物および縮合架橋性シリコーンゴム組成物ならびに過酸化物架橋性フルオロシリコーンゴム組成物、付加架橋性フルオロシリコーンゴム組成物および縮合架橋性フルオロシリコーンゴム組成物は、架橋可能なシリコーンゴム組成物として使用されてよい。前記組成物は、過酸化物架橋性HTV材料、過酸化物架橋性LSR材料および付加架橋性HTV材料、付加架橋性LSR材料、例えば白金架橋性HTV材料、白金架橋性LSR材料、および付加架橋性RTV−2材料、例えば白金架橋性RTV−2材料および縮合架橋性RTV−2材料であり、この場合プライマー組成物は、有利に過酸化物架橋性HTV材料/LSR材料および白金架橋性HTV材料/LSR材料ならびに白金架橋性RTV−2材料、特に有利に付加架橋性HTV材料、付加架橋性LSR材料および付加架橋性RTV−2材料中で使用される。HTV材料、LSR材料およびRTV材料は、当業者に十分に公知である。
接着層は、原理的に当業者に公知の方法によって形成される。接着層は、有利に支持体を公知方法、例えばサンドブラスティング、ブラスティング、研削、旋削、エッチング、燐酸塩処理、クロム酸塩処理、コロナ放電処理、火炎処理、UV照射および/または脱脂によって、例えば有機溶剤または酸性、中性またはアルカリ性の水性清浄化剤を用いて物理化学的または化学的に清浄化または前処理し、次にプライマー組成物を公知方法、例えば噴霧、ローリング、ブラッシング、ナイフコーターでの適用および浸漬によって支持体に塗布することによって形成される。
支持体に塗布されたプライマー組成物は、有利に0℃〜150℃の温度で有利に1分間〜100時間乾燥される。また、乾燥のための最適な条件は、溶剤の選択に依存する。好ましい実施態様において、乾燥は、20℃〜50℃の温度で1分間〜2時間行なわれる。別の好ましい実施態様において、乾燥は、90℃〜150℃の温度で1分間〜30分間行なわれる。
湿分は、前記組成物の活性成分の加水分解のために必要とされる。支持体に塗布されたプライマー組成物は、40〜60%の相対湿度で有利に空気乾燥され、この場合この相対湿度は、場合によっては空気加湿器によって確立されてよい。支持体を、例えば乾燥炉またはトンネル乾燥機中で空気乾燥する場合には、大気湿度は、湿潤された空気を適当に乾燥炉中に吹き込むことによって確立されてもよい。大気湿度が低すぎる場合には、加水分解は、行なわれないかまたは著しく緩徐に行なわれる。十分に接着する被膜は、形成されない。
更に、加硫されていないシリコーンゴムは、プライマーが塗布された支持体に塗布され、好ましくは、80℃〜250℃、有利に130℃〜200℃の温度で、有利に1秒間〜10時間架橋され、複合材料を生じる。この場合には、シリコーン材料を支持体に塗布するための現在公知の全ての方法、例えば射出成形、押出、加圧成形、圧縮成形、トランスファー成形および一般にプレスを使用することができる。更に、接着層は、必要に応じて、室温を上廻る温度でしばらくの間、加熱されてよい。条件は、使用される支持体およびシリコーンゴムの型に依存する。RTV−2ゴムの場合には、架橋は、大気圧で室温で行なわれてもよい。金属のためには、プライマーが塗布された支持体は、好ましくは加硫されていないシリコーンゴムと一緒に、有利に30秒間〜20分間、好ましくは1〜10分間、有利に160℃〜200℃の温度で加圧下に加硫され、さらに場合によっては200℃で有利に2〜6時間、好ましくは4時間加熱される。圧力は、広い範囲内で、殊に周囲圧力から極めて高い圧力にまで変動しうる。接着力は、しばしばよりいっそう高い架橋温度およびよりいっそう短い架橋時間によって改善されうる。プライマーが塗布された支持体は、2ヶ月まで貯蔵することができ、その後に記載された方法によってシリコーンゴムに接着結合される。
本発明によるプライマー組成物は、過酸化物架橋性シリコーンエラストマーまたは付加架橋性シリコーンエラストマーと有利に有機プラスチック、金属またはガラスからなる支持体との間の良好な接着強度が常に望まれる場合には、有利に使用されることができる。支持体は、造形品、フィルムまたはコーティングとして存在することができる。
プライマー組成物は、複合材料を塗布、接着結合または注型によって製造するため、または造形品を製造するために適している。殊に、プライマー組成物は、電気部品および電子部品の中型封入および接着結合のため、および複合造形品の製造のために適している。この場合、複合造形品は、シリコーンゴム組成物から製造されたシリコーンエラストマー部品と少なくとも1つの支持体からなる複合材料を有する均一な造形品を意味するものと理解され、したがって2つの部品の間には、強力で永続的な結合が存在する。複合材料、殊に複合造形品は、極めて幅広い範囲の用途、例えばエレクトロニクス、家庭電化製品、生活必需品、建築工業および自動車産業に使用されてもよいし、医学技術において使用されてもよいし、およびスポーツ用品およびレジャー用品の製造に使用されてもよい。
実施例:
ゴム1:ゴム1は、EL R 4001/60の名称でWacker Chemie GmbH社、ミュンヘン、ドイツ連邦共和国在、から入手しうる1成分系の付加架橋性HTVシリコーンゴムである。
ゴム2:ゴム2は、EL R 3003/40の名称でWacker Chemie GmbH社、ミュンヘン、ドイツ連邦共和国在、から入手しうる付加架橋性LSRシリコーンゴムである。
ゴム3:ゴム3は、EL RT 623の名称でWacker Chemie GmbH社、ミュンヘン、ドイツ連邦共和国在、から入手しうる付加架橋性RTV−2シリコーンゴムである。
部分加水分解生成物1:部分加水分解生成物1は、29Si NMR分析により次の組成:Q0単位24モル%、Q1単位52モル%、Q2単位21モル%およびQ3単位3モル%を有するテトラエトキシシラン部分加水分解生成物である。
部分加水分解生成物2:部分加水分解生成物2は、29Si NMR分析により次の組成:Q0単位8モル%、Q1単位32モル%、Q2単位45モル%およびQ3単位15モル%を有するテトラエトキシシラン部分加水分解生成物である。
部分加水分解生成物3:部分加水分解生成物3は、29Si NMR分析により次の組成:Q0単位4モル%、Q1単位14モル%、Q2単位36モル%、Q3単位42モル%およびQ4単位4モル%を有するテトラエトキシシラン部分加水分解生成物である。
シリコーン樹脂1:シリコーン樹脂1は、Q単位55モル%、M単位45モル%およびQ/Si−OEt比8を有するトルエン可溶性ビニル含有MQシリコーン樹脂である。
シリコーン樹脂2:シリコーン樹脂2は、Q単位60モル%、M単位40モル%およびQ/Si−OEt比8を有するトルエン可溶性ビニル不含MQシリコーン樹脂である。
例1:
部分加水分解生成物1 10.5g、テトラブチルチタネート9.8gおよびシリコーン樹脂1 9.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分120g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例2(本発明によらない):
部分加水分解生成物1 10.5gおよびテトラブチルチタネート9.8gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分125g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例3:
部分加水分解生成物1 10.5g、テトラブチルチタネート9.8g、シリコーン樹脂1 9.0gおよびビニルトリエトキシシラン4.5gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分115g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例4(本発明によらない):
部分加水分解生成物1 10.5g、テトラブチルチタネート9.8g、シリコーン樹脂1 9.0gおよびビニルトリエトキシシラン15.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分115g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例5:
部分加水分解生成物1 10.5g、テトラブチルチタネート9.8g、シリコーン樹脂1 9.0gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン4.5gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分115g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例6(本発明によらない):
テトラエトキシシラン12.0g、テトラブチルチタネート9.8g、シリコーン樹脂1 9.0gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン4.5gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分115g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例7(本発明によらない):
部分加水分解生成物2 9.0g、テトラブチルチタネート9.8g、シリコーン樹脂1 9.0gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン4.5gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分115g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例8(本発明によらない):
部分加水分解生成物3 7.5g、テトラブチルチタネート9.8g、シリコーン樹脂1 9.0gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン4.5gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分115g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例9(本発明によらない):
部分加水分解生成物1 10.5g、テトラブチルチタネート9.8g、シリコーン樹脂1 9.0gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン15.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分115g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例10(本発明によらない):
テトラエトキシシラン5.0g、部分加水分解生成物2.0g、テトラブチルチタネート3.0g、シリコーン樹脂1 3.5gおよびビニルトリエトキシシラン5.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分80g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例11:
部分加水分解生成物1 10.5g、テトラブチルチタネート9.8g、シリコーン樹脂1 9.0g、ビニルトリエトキシシラン1.0gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン3.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分115g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例12:
部分加水分解生成物1 10.5g、テトラブチルチタネート9.8g、シリコーン樹脂1 9.0gおよび1,2−ビストリエトキシシリルエタン4.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分115g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例13:
部分加水分解生成物1 10.5g、テトラブチルチタネート9.8g、シリコーン樹脂1 9.0gおよび1,2−ビストリエトキシシリルオクタン4.5gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分115g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例14:
部分加水分解生成物1 23.0g、テトラブチルチタネート19.5g、シリコーン樹脂1 17.0gおよび1,2−ビストリエトキシシリルエタン8.5gをp−キシレン230g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例15:
部分加水分解生成物1 18.5g、テトラブチルチタネート23.5g、シリコーン樹脂1 17.0gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン5.0gを150〜180℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分230g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。プライマーコートを塗布後に140℃で20分間空気乾燥する。
例16:
部分加水分解生成物1 25.5g、テトラブチルチタネート24.5g、シリコーン樹脂1 15.8gおよび1,2−ビストリエトキシシリルエタン9.0gを第二ブタノール305g中に溶解し、70℃で1時間攪拌する。プライマーコートを塗布後に100℃で20分間空気乾燥する。
例16からのプライマー100gを第二ブタノール200gで希釈する。希釈したプライマーをアルミニウム支持体に塗布する。湿潤は、完結されていない。例13からのプライマー100gをイソプロパノール200gで希釈する。希釈されたプライマーをアルミニウム支持体に塗布する。湿潤の問題は、見出されない。
例17:
部分加水分解生成物1 25.0g、テトラブチルチタネート38.9g、シリコーン樹脂1 20.0gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン7.0gを第二ブタノール390g中に溶解し、70℃で1時間攪拌する。プライマーコートを塗布後に100℃で20分間空気乾燥する。
例18(本発明によらない):
部分加水分解生成物1 26.5g、テトラブチルチタネート27.5g、シリコーン樹脂1 7.0gおよび1,2−ビストリエトキシシリルエタン10.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分330g中に溶解する。
例19:
部分加水分解生成物1 26.5g、テトラブチルチタネート27.5g、シリコーン樹脂1 10.5gおよび1,2−ビストリエトキシシリルエタン10.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分330g中に溶解する。
例20:
部分加水分解生成物1 26.5g、テトラブチルチタネート27.5g、シリコーン樹脂1 18.5gおよび1,2−ビストリエトキシシリルエタン10.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分330g中に溶解する。
例21:
部分加水分解生成物1 26.5g、テトラブチルチタネート27.5g、シリコーン樹脂1 28.0gおよび1,2−ビストリエトキシシリルエタン10.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分330g中に溶解する。
例22(本発明によらない):
部分加水分解生成物1 26.5g、テトラブチルチタネート27.5g、シリコーン樹脂1 34.0gおよび1,2−ビストリエトキシシリルエタン10.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分330g中に溶解する。
例23:
部分加水分解生成物1 7.0g、テトラブチルチタネート9.5g、シリコーン樹脂1 6.5gおよびグリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン1.5gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分105g中に溶解し、室温で1時間攪拌する。
例24:
部分加水分解生成物23.0g、テトラブチルチタネート29.5g、シリコーン樹脂1 20.5gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン7.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分330g中に溶解する。
例25:
部分加水分解生成物1 16.3g、テトラブチルチタネート9.0g、シリコーン樹脂1 12.0gおよび1,2−ビストリエトキシシリルオクタン7.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分250g中に溶解し、70℃で1時間攪拌する。
例26:
部分加水分解生成物1 14.0g、テトラブチルチタネート20.0g、シリコーン樹脂1 12.0gおよびメタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン4.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分250g中に溶解し、70℃で1時間攪拌する。
例27:
部分加水分解生成物1 16.0g、テトラエチルチタネート22.0g、シリコーン樹脂1 12.0gおよびメタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン4.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分230gとメタノール20gとの混合物中に溶解し、70℃で1時間攪拌する。
例28:
例25からのプライマー10.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分50.0gで希釈する。
例29(本発明によらない):
部分加水分解生成物1 13.0g、テトラブチルチタネート22.0gおよびメタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン11.0gを110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分250g中に溶解し、70℃で1時間攪拌する。
例30:
部分加水分解生成物1 16.0g、テトラブチルチタネート29.0g、シリコーン樹脂1 10.0g、メタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン4.0gおよび1質量%のPt含量を有する、トルエン中の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン−白金錯体の溶液30mgを、110〜140℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分180gとメタノール20gとの混合物中に溶解し、70℃で1時間で攪拌する。
例31:
部分加水分解生成物1 25.5g、テトラブチルチタネート24.5g、シリコーン樹脂2 15.8gおよび1,2−ビストリエトキシシリルエタン9.0gを第二ブタノール305g中に溶解し、70℃で1時間攪拌する。プライマーコートを塗布後に100℃で20分間空気乾燥する。
接着力の特性
使用された支持体は、W×L×D=25mm×60mm×3mmまたは25mm×60mm×2mmの寸法を有していた。鋼製支持体を、サンドブラスティングし、次にアセトンで脱脂し、他の支持体だけを、アセトン、エタノールまたはトルエンで脱脂した。その後に、支持体を試験すべきプライマーで被覆し、別記しない限り、ドクターブレードを用いて比較可能なコート厚さにもたらし、こうしてプライマーが塗布された小さな板を空気中に1時間貯蔵し、その後にこの板をステンレス鋼製金型内に置き、この金型を前記シリコーンエラストマー材料で充填した。同様の値を他の付加架橋性シリコーン材料(HTV材料およびLSR材料)を用いて得た。例25〜30において、プライマーを支持体の浸漬によって塗布し、プライマーコートを160℃で5分間焼き付き、さらに方法を上記の記載と同様に実施した。例31において、プライマーをブラシにより塗布し、プライマーが塗布された支持体を室温で1時間貯蔵した。次に、ゴムを金型内で塗布し、大気圧下で室温で24時間硬化させた。
加圧加硫を165℃の温度および30メートルトンの圧力で15分間行なった。
金属支持体を有する接着層を強制循環乾燥炉内で200℃で4時間最終的に加熱した。接着層の除去後、硬質の支持体の本体を堅固に締め付け、接着性シリコーンエラストマーストリップを剥離するのに必要とされる最大の分離力を剥離試験で測定した。分離力をDIN 53531(次の特殊な特徴:支持体の板の厚さは、3または2mmであり、この支持体の板の上方のエラストマーの厚さは、5mmであった)により測定し、N/mmで記載した。5つの接着層を1例毎に測定し、分離力を平均値として測定し、引裂きパターンを評価した(凝集または接着の欠損;分離色が測定されなかった幾つかの試験において、凝集の欠損率の割合は百分率で記載されている。)。0%の凝集の欠損率は、支持体表面から残分なしにシリコーンエラストマーが完全に剥離されたことを意味する。100%の凝集の欠損率は、専らシリコーンエラストマー内での引裂きによって剥離が行なわれていることを意味する。
本発明によるプライマー組成物および本発明によらないプライマー組成物の接着力を次の支持体上で試験した:
I.鋼St 37、
II.アルミニウム(工業用の品質)
III.電気メッキされた鋼製シート、
IV.ガラス繊維強化エポキシパネル(ガラス繊維強化プラスチック)
V.ポリブチレンテレフタレート(PBT):Ultradur(登録商標)B4300G6(BASF AG;ガラス繊維30%)
VI.ポリアミド6:Durethan(登録商標)BKV30(Bayer AG;ガラス繊維30%)
VII.ポリアミド6.6:Ultaramid(登録商標)A3WG6(BASF AG;ガラス繊維30%)
結果は、第1表および第2表中に記載されている。分離力の値の後方で、結合が主に凝集の損失(LC)によって損なわれるかまたは接着の損失(LA)によって損なわれるかが括弧内に記載されている。”n.a.”の見出し語の場合には、結合は、測定可能な分離力なしに損なわれており;”n.d.”は、測定されないことを表わす。分離力が測定されなかった試験において、凝集の損失の近似的な割合は、百分率で記載されている。
Figure 2006274260
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Claims (14)

  1. (A)少なくとも1つのテトラアルコキシシランまたは少なくとも1つのテトラアルコキシシランの部分加水分解生成物100質量部、
    (B)成分(A)100質量部に対して金属塩、金属アルコキシド、金属キレート、その部分加水分解生成物およびその混合物からなる群から選択された化合物25〜400質量部、
    (C)成分(A)100質量部に対してシリコーン樹脂25〜125質量部および
    (D)有機溶剤、低分子量環状ポリオルガノシリコーン化合物および低分子量線状ポリオルガノシリコーン化合物ならびにその混合物からなる群から選択された溶剤、但し、この場合全組成物に対して溶剤の割合は、50〜95質量%であるものとする、を含有するプライマー組成物。
  2. 成分(A)が
    Q0単位0〜45モル%、
    Q1単位30〜80モル%、
    Q2単位5〜50モル%、
    Q3単位0〜20モル%
    を含有し、基の100モル%までがQ4によって形成されており、Q0単位がSi(ORであり、Q1単位が(RO)SiO1/2であり、Q2単位が(RO)SiO2/2であり、Q3単位が(RO)SiO3/2であり、Q4単位がSiO4/2であり、Rが互いに独立に1価の置換されたかまたは置換されていない炭化水素基である、請求項1記載のプライマー組成物。
  3. プライマー組成物が付加的に
    (E)少なくとも1つの加水分解可能な基を有する1つ以上の有機珪素化合物またはその部分加水分解生成物を含有し、この場合有機珪素化合物は、一般的な平均式(V)
    SiX4−b−c−d (V)
    〔式中、
    は、2〜18個の炭素原子を有する1価の脂肪族不飽和の置換されたかまたは置換されていない炭化水素基であり、
    は、1〜18個の炭素原子を有する、ハロゲン置換されていてよい1価の炭化水素基であり、
    は、R SiX3−b−c-RまたはYR基であり、
    Xは、群−OCR、−OR、−NR 、RC(=O)−N(R)−または−O−N=CR から選択された加水分解可能な基であり、
    Yは、無水物基、アミノアルコキシ基、アミノアルキル基、N−アミノアルキルアミノ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、スルホン基、スルホネート基、ホスフェート基、ホスホネート基、アミノ基、N−アルキルアミノ基、エポキシ基およびメルカプト基からなる群から選択された1価の基であり、
    は、N、OおよびSの群から選択されたヘテロ原子を含有していてよい、1〜22個の炭素原子を有する置換されていてよい2価の炭化水素基であり、および
    b、c、dは、0、1、2または3である〕を有する化合物からなる群から選択されている、請求項1または2記載のプライマー組成物。
  4. 成分(E)が3−(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、3−(メタクリロイルオキシ)メチルトリメトキシシラン、3−(グリシジルオキシ)プロピルトリメトキシシランおよび1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタンからなる群から選択されている、請求項1から3までのいずれか1項に記載のプライマー組成物。
  5. 溶剤が第二ブタノールまたは第二ブタノールを含有する混合物である、請求項1から4までのいずれか1項に記載のプライマー組成物。
  6. プライマー組成物が実質的にC〜C10アルカンからなり、110〜140℃の沸点範囲を有する炭化水素画分または実質的にC〜C12アルカンからなり、150〜180℃の沸騰範囲を有する炭化水素留分70〜90質量%を溶剤(D)として含有する、請求項1から4までのいずれか1項に記載のプライマー組成物。
  7. プライマー組成物がエタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノールまたは第二ブタノール、または前記アルコールの2つ以上の混合物からなる群から選択された脂肪族アルコール70〜95質量%を溶剤(D)として含有する、請求項1から5までのいずれか1項に記載のプライマー組成物。
  8. 請求項1から7までのいずれか1項に記載のプライマー組成物の製造法において、成分(A)、(B)、(C)、(E)および必要に応じてさらに溶剤(D)中の場合による成分を混合ユニット中で均一に溶解するかまたは混合することを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項に記載のプライマー組成物の製造法。
  9. 前記組成物を均一な混合または溶解後に30分間〜4時間50〜100℃に加熱する、請求項8記載の方法。
  10. プライマー組成物を溶剤で希釈する、請求項8または10記載の方法。
  11. 請求項1から7までのいずれか1項に記載のプライマー組成物を支持体に塗布し、このプライマー組成物を空気乾燥するかまたは焼付け、支持体を被覆する均一なプライマー被膜を形成させ、架橋可能なシリコーンゴム組成物をプライマーで被覆された支持体に塗布し、複合体を得、この複合体を硬化させ、シリコーンゴムと支持体との接着結合を得ることによって支持体へのシリコーンゴムの付着力を改善する方法。
  12. 支持体が鉄、ニッケル、アルミニウム、銅、亜鉛、ステンレス鋼、黄銅、青銅およびその合金からなる群から選択された金属、電気メッキされたかまたは燐酸塩処理された鋼および陽極酸化処理されたアルミニウムからなる群から選択された表面処理された金属、天然ゴム、エポキシ、ポリエステル樹脂およびポリアミド樹脂、PVCおよびPBTからなる群から選択されたプラスチック、またはガラス、ガラスファイバー、モルタルおよびアスベストからなる群から選択された無機材料である、請求項11記載の方法。
  13. 支持体に塗布されたプライマー組成物を0℃〜150℃の温度で1分間〜100時間乾燥させる、請求項11または12記載の方法。
  14. 塗布、接着結合または注型によって複合体材料を製造するため、および造形品を製造するための請求項1から7までのいずれか1項に記載のプライマー組成物の使用。
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