JP2009269968A - シリコーン接着剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】高温・高湿雰囲気下においても優れた接着性を有するシリコーン接着剤を提供する。
【解決手段】(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン:100質量部、(B)ケイ素原子に結合する水素原子を1分子中に少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:本成分の1分子中に含まれるケイ素原子に結合した水素原子の数が、(A)成分のオルガノポリシロキサンが有するアルケニル基1個当たり、0.1〜5.0個となる量、(C)触媒量のヒドロシリル化反応触媒、(D)有効量の硬化制御剤、(E)接着付与成分:0.01〜20質量部、(F)無機イオン交換体:0.01〜50質量部、(G)酸無水物:0.1〜4質量部を含むことを特徴とするシリコーン接着剤。
【選択図】なし
【解決手段】(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン:100質量部、(B)ケイ素原子に結合する水素原子を1分子中に少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:本成分の1分子中に含まれるケイ素原子に結合した水素原子の数が、(A)成分のオルガノポリシロキサンが有するアルケニル基1個当たり、0.1〜5.0個となる量、(C)触媒量のヒドロシリル化反応触媒、(D)有効量の硬化制御剤、(E)接着付与成分:0.01〜20質量部、(F)無機イオン交換体:0.01〜50質量部、(G)酸無水物:0.1〜4質量部を含むことを特徴とするシリコーン接着剤。
【選択図】なし
Description
本発明は、接着性に優れたシリコーン接着剤、特に高温・高湿雰囲気下でも優れた接着性を有するシリコーン接着剤に関する。
従来の付加硬化型シリコーン接着剤を用いて硬化させた被着体を高温・高湿下で長期間放置すると、被着体界面の接着性が低下し、最悪の場合は剥離してしまう。
これは、高温・高湿下にシリコーン接着剤を放置させると、種々の特性を向上させるために添加される接着助剤や有機過酸化物が変質することによって酸性成分が発生することによると考えられる。また、添加剤として知られている酸無水物も酸の原因となる。このように酸が発生する条件下では、特に高温・高湿下で接着性が低下する。
これは、高温・高湿下にシリコーン接着剤を放置させると、種々の特性を向上させるために添加される接着助剤や有機過酸化物が変質することによって酸性成分が発生することによると考えられる。また、添加剤として知られている酸無水物も酸の原因となる。このように酸が発生する条件下では、特に高温・高湿下で接着性が低下する。
なお、本発明に関連する先行文献としては、下記のものが挙げられる。
特開2003−096301号公報
従って、本発明の目的は、高温・高湿雰囲気下でも優れた接着性を有するシリコーン接着剤を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、下記(A)〜(G)成分を必須成分とすることにより、高温・高湿雰囲気下において優れた接着性を与えることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
従って、本発明は、下記シリコーン接着剤を提供する。
請求項1:
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)ケイ素原子に結合する水素原子を1分子中に少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:本成分の1分子中に含まれるケイ素原子に結合した水素原子の数が、(A)成分のオルガノポリシロキサンが有するアルケニル基1個当たり、0.1〜5.0個となる量、
(C)触媒量のヒドロシリル化反応触媒、
(D)有効量の硬化制御剤、
(E)接着付与成分:0.01〜20質量部、
(F)無機イオン交換体:0.01〜50質量部、
(G)酸無水物:0.1〜4質量部
を含むことを特徴とするシリコーン接着剤。
請求項2:
(F)無機イオン交換体が、陰イオン交換又は両イオン交換であることを特徴とする請求項1記載のシリコーン接着剤。
請求項3:
(F)無機イオン交換体のCl-の総イオン交換量は、0.5mol/meq以上であることを特徴とする請求項1又は2記載のシリコーン接着剤。
請求項4:
更に、(H)10時間半減期が40℃以上である有機過酸化物を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のシリコーン接着剤。
請求項1:
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)ケイ素原子に結合する水素原子を1分子中に少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:本成分の1分子中に含まれるケイ素原子に結合した水素原子の数が、(A)成分のオルガノポリシロキサンが有するアルケニル基1個当たり、0.1〜5.0個となる量、
(C)触媒量のヒドロシリル化反応触媒、
(D)有効量の硬化制御剤、
(E)接着付与成分:0.01〜20質量部、
(F)無機イオン交換体:0.01〜50質量部、
(G)酸無水物:0.1〜4質量部
を含むことを特徴とするシリコーン接着剤。
請求項2:
(F)無機イオン交換体が、陰イオン交換又は両イオン交換であることを特徴とする請求項1記載のシリコーン接着剤。
請求項3:
(F)無機イオン交換体のCl-の総イオン交換量は、0.5mol/meq以上であることを特徴とする請求項1又は2記載のシリコーン接着剤。
請求項4:
更に、(H)10時間半減期が40℃以上である有機過酸化物を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のシリコーン接着剤。
本発明のシリコーン接着剤は、高温・高湿雰囲気下においても優れた接着性を有する。
本発明のシリコーン接着剤は、
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン、
(B)ケイ素原子に結合する水素原子を1分子中に少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(C)ヒドロシリル化反応触媒、
(D)硬化制御剤、
(E)接着付与成分、
(F)無機イオン交換体、
(G)酸無水物
を含有する。
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン、
(B)ケイ素原子に結合する水素原子を1分子中に少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(C)ヒドロシリル化反応触媒、
(D)硬化制御剤、
(E)接着付与成分、
(F)無機イオン交換体、
(G)酸無水物
を含有する。
(A)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン
このオルガノポリシロキサンは、この組成物の主剤であり、1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有する。(A)成分のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基が挙げられ、特に、ビニル基であることが好ましい。(A)成分のアルケニル基の結合位置としては、例えば、分子鎖末端及び/又は分子鎖側鎖が挙げられる。(A)成分のアルケニル基以外のケイ素原子に結合する有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、ブロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチ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、フェネチル基等のアラルキル基;クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が挙げられ、特に、メチル基、フェニル基であることが好ましい。
このオルガノポリシロキサンは、この組成物の主剤であり、1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有する。(A)成分のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基が挙げられ、特に、ビニル基であることが好ましい。(A)成分のアルケニル基の結合位置としては、例えば、分子鎖末端及び/又は分子鎖側鎖が挙げられる。(A)成分のアルケニル基以外のケイ素原子に結合する有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、ブロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチ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、フェネチル基等のアラルキル基;クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が挙げられ、特に、メチル基、フェニル基であることが好ましい。
このような(A)成分の分子構造としては、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環状、分岐鎖状が挙げられる。ケイ素原子数が30個を超えるものが好ましく、(A)成分の25℃における粘度は、得られるシリコーンゴムの物理的特性が良好であり、また、組成物の取扱作業性が良好であることから、100〜500000mPa・sの範囲内であることが好ましく、特に、300〜100000mPa・sの範囲内であることが好ましい。なお、この粘度は、回転粘度計による値である(以下、同様)。
(A)成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンとしては、例えば、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・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、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・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、式:R1 3SiO0.5で示されるシロキサン単位と式:R1 2R2SiO0.5で示されるシロキサン単位と式:R1 2SiOで示される単位と少量の式:SiO2で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体、式:R1 3SiO0.5で示されるシロキサン単位と式:R1 2R2SiO0.5で示されるシロキサン単位と式:SiO2で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体、式:R1 2R2SiO0.5で示されるシロキサン単位と式:R1 2SiOで示されるシロキサン単位と少量の式:SiO2で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体、式:R1R2SiOで示されるシロキサン単位と少量の式:R1SiO1.5で示されるシロキサン単位もしくは式:R2SiO1.5で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体、及び、これらのオルガノポリシロキサンの2種以上からなる混合物が挙げられる。上式中のR1はアルケニル基以外の好ましくは炭素数1〜10の1価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチ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、フェネチル基等のアラルキル基;クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が挙げられ、メチル基、フェニル基が特に好ましい。また、上式中のR2はアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、へプテニル基が挙げられ、ビニル基が好ましい。
(A)成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、1種単独でも分子構造や重合度の異なる2種以上を併用してもよい。この場合、オルガノポリシロキサンとしては、ジオルガノポリシロキサンが好ましい。
(A)成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、1種単独でも分子構造や重合度の異なる2種以上を併用してもよい。この場合、オルガノポリシロキサンとしては、ジオルガノポリシロキサンが好ましい。
(B)オルガノハイドロジェンポリシロキサン
本発明の組成物に用いる(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、1分子中に少なくとも2個、好ましくは3個以上のケイ素原子に結合する水素原子(即ち、SiH基)を含有するものであり、直鎖状、分岐状、環状、あるいは三次元網状構造の樹脂状物のいずれでもよい。このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンの代表例としては、例えば、下記平均組成式(1):
HaR3 bSiO(4-a-b)/2 (1)
(式中、R3は独立に脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の1価炭化水素基であり、a及びbは、0<a<2、0.8≦b≦2かつ0.8<a+b≦3となる数であり、好ましくは0.05≦a≦1、1.5≦b≦2かつ1.8≦a+b≦2.7となる数である。)
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが挙げられる。
本発明の組成物に用いる(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、1分子中に少なくとも2個、好ましくは3個以上のケイ素原子に結合する水素原子(即ち、SiH基)を含有するものであり、直鎖状、分岐状、環状、あるいは三次元網状構造の樹脂状物のいずれでもよい。このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンの代表例としては、例えば、下記平均組成式(1):
HaR3 bSiO(4-a-b)/2 (1)
(式中、R3は独立に脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の1価炭化水素基であり、a及びbは、0<a<2、0.8≦b≦2かつ0.8<a+b≦3となる数であり、好ましくは0.05≦a≦1、1.5≦b≦2かつ1.8≦a+b≦2.7となる数である。)
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが挙げられる。
式(1)中、R3の脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の1価炭化水素基としては、前記したR1として例示したものと同様のものが挙げられ、代表的なものは炭素原子数が1〜10、特に炭素原子数が1〜7のものであり、好ましくはメチル基等の炭素原子数1〜3の低級アルキル基、フェニル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基である。なお、このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの粘度は、25℃において500mPa・s以下、特に1〜300mPa・sであることが好ましい。
このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンの例としては、例えば、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン、1,3,5,7,8−ペンタメチルペンタシクロシロキサン等のシロキサンオリゴマー;分子鎖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、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、分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール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、分子鎖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、分子鎖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ポリシロキサン、分子鎖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等;R2(H)SiO1/2単位とSiO4/2単位からなり、任意にR3SiO1/2単位、R2SiO2/2単位、R(H)SiO2/2単位、(H)SiO3/2単位又はRSiO3/2単位を含み得るシリコーンレジン(但し、式中、Rは前記のR3として例示した脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の1価炭化水素基と同様のものである)等が挙げられ、更には下記式:
(H4)、 MH−Dn−MH 、 M−Dn−DHm−M 等
で表されるものが挙げられる(なお、H4は、
であり、MHはR2HSiO−を示し、Dは−R2SiO−を示し、MはR3SiO−を示し、DHは−RHSiO−を示す。また、n,mは、このオルガノハイドロジェンシロキサンの粘度を上記値とする数である。)。
(H4)、 MH−Dn−MH 、 M−Dn−DHm−M 等
で表されるものが挙げられる(なお、H4は、
本発明の組成物に用いるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、公知の方法で得ることができ、例えば、一般式:R3SiHCl2及びR3 2SiHCl(式中、R3は前記と同じである)から選ばれる少なくとも1種のクロロシランを共加水分解し、あるいは該クロロシランと下記一般式:R3 3SiCl及びR3 2SiCl2(式中、R3は前記と同じである)から選ばれる少なくとも1種のクロロシランを組み合わせて共加水分解して得ることができる。また、オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、このように共加水分解して得られたポリシロキサンを平衡化したものでもよい。
(B)成分の使用量は、(A)成分のアルケニル基含有ジオルガノポリシロキサン中のアルケニル基1個当たり、(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(即ち、SiH基)が、通常0.1〜5.0個となる量、好ましくは0.2〜2.0個となる量である。
(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、1種単独でも分子構造や重合度の異なる2種以上を併用してもよい。
(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、1種単独でも分子構造や重合度の異なる2種以上を併用してもよい。
(C)ヒドロシリル化反応触媒
本発明に用いるヒドロシリル化反応触媒としては、白金族金属系触媒が好ましく、これは前記の(A)成分のアルケニル基と(B)成分のケイ素原子に結合する水素原子との付加反応を促進するための触媒であり、ヒドロシリル化反応に用いられる触媒として周知の触媒が挙げられる。その具体例としては、例えば、白金(白金黒を含む)、ロジウム、パラジウム等の白金族金属単体;
H2PtCl4・nH2O、H2PtCl6・nH2O、NaHPtCl6・nH2O、KHPtCl6・nH2O、Na2PtCl6・nH2O、K2PtCl4・nH2O、PtCl4・nH2O、PtCl2、Na2HPtCl4・nH2O
(但し、式中、nは0〜6の整数であり、好ましくは0又は6である。)
等の塩化白金、塩化白金酸及び塩化白金酸塩;アルコール変性塩化白金酸(米国特許第3,220,972号明細書参照);塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス(米国特許第3,159,601号明細書、同第3,159,662号明細書、同第3,775,452号明細書参照);白金黒、パラジウム等の白金族金属をアルミナ、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの;ロジウム−オレフィンコンプレックス;クロロトリス(トリフェニルフォスフィン)ロジウム(ウィルキンソン触媒);塩化白金、塩化白金酸又は塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサン、特にビニル基含有環状シロキサンとのコンプレックス等が挙げられる。
本発明に用いるヒドロシリル化反応触媒としては、白金族金属系触媒が好ましく、これは前記の(A)成分のアルケニル基と(B)成分のケイ素原子に結合する水素原子との付加反応を促進するための触媒であり、ヒドロシリル化反応に用いられる触媒として周知の触媒が挙げられる。その具体例としては、例えば、白金(白金黒を含む)、ロジウム、パラジウム等の白金族金属単体;
H2PtCl4・nH2O、H2PtCl6・nH2O、NaHPtCl6・nH2O、KHPtCl6・nH2O、Na2PtCl6・nH2O、K2PtCl4・nH2O、PtCl4・nH2O、PtCl2、Na2HPtCl4・nH2O
(但し、式中、nは0〜6の整数であり、好ましくは0又は6である。)
等の塩化白金、塩化白金酸及び塩化白金酸塩;アルコール変性塩化白金酸(米国特許第3,220,972号明細書参照);塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス(米国特許第3,159,601号明細書、同第3,159,662号明細書、同第3,775,452号明細書参照);白金黒、パラジウム等の白金族金属をアルミナ、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの;ロジウム−オレフィンコンプレックス;クロロトリス(トリフェニルフォスフィン)ロジウム(ウィルキンソン触媒);塩化白金、塩化白金酸又は塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサン、特にビニル基含有環状シロキサンとのコンプレックス等が挙げられる。
(C)成分の使用量は、所謂触媒量でよく、通常、(A)成分及び(B)成分の合計量に対する白金族金属の質量換算で、0.1〜500ppm、特には0.5〜200ppm程度でよい。
(D)硬化制御剤
(D)成分は、本発明の組成物を一液型又は二液型の組成物として成立させるのに必要な保存性を当該組成物に与える硬化制御剤である。所望の硬化条件以外で本発明の組成物が硬化するのを抑制することができる限り、(D)成分の構造に特に制限はない。その具体例としては、アセチレンアルコール系化合物、トリアリルイソシアヌレート系化合物、ビニル基含有ポリシロキサン、アルキルマレエート類、ハイドロパーオキサイド、テトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾール又はこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、本発明組成物の硬化性を損なうことなく、特に優れた保存性を本発明組成物に与えることができるので、アセチレンアルコール系化合物及びトリアリルイソシアヌレート系化合物が好ましい。
(D)成分は、本発明の組成物を一液型又は二液型の組成物として成立させるのに必要な保存性を当該組成物に与える硬化制御剤である。所望の硬化条件以外で本発明の組成物が硬化するのを抑制することができる限り、(D)成分の構造に特に制限はない。その具体例としては、アセチレンアルコール系化合物、トリアリルイソシアヌレート系化合物、ビニル基含有ポリシロキサン、アルキルマレエート類、ハイドロパーオキサイド、テトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾール又はこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、本発明組成物の硬化性を損なうことなく、特に優れた保存性を本発明組成物に与えることができるので、アセチレンアルコール系化合物及びトリアリルイソシアヌレート系化合物が好ましい。
アセチレンアルコール系化合物としては、アセチレンアルコール、並びに例えばそのシラン変性物及びシロキサン変性物が挙げられる。アセチレンアルコールとしては、特にエチニル基と水酸基は同一の炭素原子に結合しているものが好ましい。その具体例としては下記の化合物が挙げられる。
また、アセチレンアルコールのシラン変性物とは、アセチレンアルコールの水酸基が例えばアルコキシシラン又はアルコキシシロキサンによりシリル化されてSi−O−C結合に転換された化合物である。その具体例としては下記の化合物が挙げられる。
(式中、nは0〜50の整数であり、mは1〜50、好ましくは3〜50の整数である。)
また、トリアリルイソシアヌレート系化合物としては、トリアリルイソシアヌレート、並びにそのアリル基に1〜3個のトリメトキシシリル基等のアルコキシシリル基が付加したアルコキシシリル置換・トリアリルイソシアヌレートや、該アルコキシシリル基同士が加水分解縮合したシロキサン変性物(誘導体)が挙げられる。
トリアリルイソシアヌレートのアルコキシシリル置換体としては、例えば、次の化合物や、これらの化合物のメトキシ基が、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基等で置換されたもの等が挙げられる。
上記硬化制御剤の配合量は、有効量であり、通常(A)成分100質量部に対し0.001〜5質量部、特に0.01〜1質量部である。
(E)接着付与成分
(E)成分は、本発明の組成物に自己接着性を与える接着性付与剤である。当該自己接着性は、特に、金属及び有機樹脂に対して良好であることが好ましい。(E)成分としては、例えば、ビニル基等のアルケニル基、(メタ)アクリロキシ基、ヒドロシリル基(SiH基)、エポキシ基、アルコキシシリル基、カルボニル基、及びフェニル基からなる群から選択される少なくとも1種、好ましくは2種以上の官能基を有するシラン、ケイ素原子数が2〜30個、好ましくは4〜20個程度の、環状又は直鎖状のシロキサン等の有機ケイ素化合物、及び1〜4価、好ましくは2〜4価のフェニレン構造等の芳香環を1分子中に1〜4個、好ましくは1〜2個含有し、かつ、ヒドロシリル化付加反応に寄与しうる官能基(例えば、アルケニル基、(メタ)アクリロキシ基)を1分子中に少なくとも1個、好ましくは2〜4個含有する、分子中に酸素原子を含んでもよい、非ケイ素系(即ち、分子中にケイ素原子を含有しない)有機化合物を挙げることができる。より好ましくは、シランカップリング剤、ヒドロシリル基及び/又はアルコキシシリル基と(メタ)アクリロキシ基、エポキシ基のような有機官能性基を有するシロキサンである。
(E)成分の具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
(E)成分は、本発明の組成物に自己接着性を与える接着性付与剤である。当該自己接着性は、特に、金属及び有機樹脂に対して良好であることが好ましい。(E)成分としては、例えば、ビニル基等のアルケニル基、(メタ)アクリロキシ基、ヒドロシリル基(SiH基)、エポキシ基、アルコキシシリル基、カルボニル基、及びフェニル基からなる群から選択される少なくとも1種、好ましくは2種以上の官能基を有するシラン、ケイ素原子数が2〜30個、好ましくは4〜20個程度の、環状又は直鎖状のシロキサン等の有機ケイ素化合物、及び1〜4価、好ましくは2〜4価のフェニレン構造等の芳香環を1分子中に1〜4個、好ましくは1〜2個含有し、かつ、ヒドロシリル化付加反応に寄与しうる官能基(例えば、アルケニル基、(メタ)アクリロキシ基)を1分子中に少なくとも1個、好ましくは2〜4個含有する、分子中に酸素原子を含んでもよい、非ケイ素系(即ち、分子中にケイ素原子を含有しない)有機化合物を挙げることができる。より好ましくは、シランカップリング剤、ヒドロシリル基及び/又はアルコキシシリル基と(メタ)アクリロキシ基、エポキシ基のような有機官能性基を有するシロキサンである。
(E)成分の具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
(E)成分は1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができるが、基材への接着性の点から、有機ケイ素化合物と、非ケイ素系有機化合物とを組み合わせて使用することが好ましい。(E)成分の配合量は、本発明の組成物が被着体、特に金属及び有機樹脂に対する良好な自己接着性を得ることができる量であり、(A)成分100質量部当り、0.01〜20質量部、好ましくは0.1〜5質量部である。
(F)無機イオン交換体
本発明で用いる無機イオン交換体は、陰イオン交換又は両イオン交換であることが好ましい。またこの無機イオン交換体のCl-の総イオン交換量は、0.5mol/meq以上であることが好ましく、より好ましくは0.5〜10mol/meq、特に0.7〜8mol/meqが好ましい。発生した酸性成分をイオン交換することでシリコーン接着剤を中性に保持し、結果として高温・高湿下で接着性が保持される。
本発明で用いる無機イオン交換体は、陰イオン交換又は両イオン交換であることが好ましい。またこの無機イオン交換体のCl-の総イオン交換量は、0.5mol/meq以上であることが好ましく、より好ましくは0.5〜10mol/meq、特に0.7〜8mol/meqが好ましい。発生した酸性成分をイオン交換することでシリコーン接着剤を中性に保持し、結果として高温・高湿下で接着性が保持される。
無機イオン交換体としては、例えば、IXE600等のIXEシリーズ(東亜合成(株)製)等が挙げられる。(F)成分は本発明組成物の保存性及び硬化安定性を損ねることなく該組成物に添加することができるので、該組成物は、(F)成分を含む一液型の組成物として流通させることができる。(F)成分を(A)〜(E)成分と混合する時期は特に制限されない。
(F)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対し0.01〜50質量部であり、好ましくは0.05〜10質量部、特に0.1〜5質量部であることが好ましい。
(G)酸無水物
(G)成分の酸無水物は、(E)成分と相乗的に接着性を向上させるものであり、次のようなものが例示される。
(G)成分の酸無水物は、(E)成分と相乗的に接着性を向上させるものであり、次のようなものが例示される。
この使用量は、(A)成分100質量部に対し0.1〜4質量部の範囲である。0.1質量部未満の場合には十分な接着力が得られず、4質量部を超えると得られる硬化物の物理的特性が低下し、また硬化性を阻害するおそれがある。
本発明では、更に(H)有機過酸化物を配合することもできる。本発明に用いられる有機過酸化物は、(A)成分と(B)成分をラジカル反応により架橋させ、接着性をより向上させるものであり、加熱硬化させる温度(作業性)と保存性を考慮し、10時間半減期温度が40℃以上、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、更に好ましくは65℃以上のものを使用する。10時間半減期温度が低すぎると、組成物の保存性を十分確保することが困難となることがある。なお、その上限は特に制限されないが、通常200℃以下である。例えば、ケトンパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシケタール、アルキルパーエステル、パーカーボネート等が挙げられる。
有機過酸化物の配合量は、組成物の保存安定性と硬化性のバランスから、(A)成分100質量部に対し、0.01〜10質量部であることが好ましく、更には0.1〜5質量部であることが好ましい。また、添加方法については、そのまま添加する方法、溶液・ペースト化して添加する方法等の手段をとることができる。
その他の成分として、補強性のある微粉末状のシリカを配合することが好ましい。この微粉末シリカは硬化物の機械的強度を補強するためのもので、従来シリコーンゴムに使用されている公知のもので良く、例えば煙霧質シリカ、沈降シリカ、焼成シリカ、石英粉末、珪藻土等がある。これらは1種又は2種以上併用しても良い。これらのシリカ粒子は通常BET法による比表面積が50m2/g以上、特に50〜500m2/g程度のものが好ましい。このような微粉末シリカはそのまま使用しても良いが、本発明組成物に良好な流動性を付与させるためメチルクロロシラン類、ジメチルポリシロキサン、ヘキサメチルジシラザン等の有機ケイ素化合物で処理したものを使用することが好ましい。微粉末シリカの配合量は、(A)成分100質量部に対し0〜50質量部、特に1〜20質量部である。
更に、本発明の組成物には、前記(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分以外に、必要に応じて、例えば、ヒュームド二酸化チタン等の補強性無機充填剤;補強性のシリコーンレジン;ケイ酸カルシウム、二酸化チタン、酸化第二鉄、カーボンブラック等の非補強性無機充填剤等を添加することができる。これらの無機充填剤の使用量は、通常、該無機充填剤を除く成分の合計量100質量部当たり、通常、0〜200質量部である。
また、従来のシリコーン接着剤としての公知の添加剤を添加してもよい。
また、従来のシリコーン接着剤としての公知の添加剤を添加してもよい。
また、この発明による組成物は、1成分系だけではなく、使用直前に混合してから用いる2成分系以上でもよい。
本発明のシリコーン接着剤が適用される接着対象は特に制限されないが、アルミニウム、SUS(ステンレススチール)、鉄、銅等の金属のほか、特に従来から難接着性とされているポリブチレンテレフタレート、アクリル樹脂などのプラスチックス、シリコーンゴム等のゴムなどに対して好適に用いられる。なお、本発明の組成物の硬化条件は適宜選定されるが、通常、80〜200℃、特に100〜180℃で5秒〜60分程度である。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
[実施例、比較例]
下記の原料を使用し、検討を行った。
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有するジオルガノポリシロキサン100質量部
Vi(Me)2Si−(OSiMe2)n−OSi(Me)2Vi
(式中、Meはメチル基であり、Viはビニル基であり、nは該シロキサンの25℃における粘度が10000mPa・sとなるような数である。)
で表されるビニル基含有の直鎖状オルガノポリシロキサン。
下記の原料を使用し、検討を行った。
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有するジオルガノポリシロキサン100質量部
Vi(Me)2Si−(OSiMe2)n−OSi(Me)2Vi
(式中、Meはメチル基であり、Viはビニル基であり、nは該シロキサンの25℃における粘度が10000mPa・sとなるような数である。)
で表されるビニル基含有の直鎖状オルガノポリシロキサン。
(B)ケイ素原子に結合する水素原子を1分子中に少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
(式中、Meはメチル基である。)
(C)触媒量のヒドロシリル化反応触媒
白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体/トルエン溶液
白金元素含有量0.5質量%
(D)硬化制御剤
エチニルシクロヘキサノール
(C)触媒量のヒドロシリル化反応触媒
白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体/トルエン溶液
白金元素含有量0.5質量%
(D)硬化制御剤
エチニルシクロヘキサノール
(F)無機イオン交換体
(F−1)東亜合成(株)製、IXE−500、陰イオン交換タイプ
(F−2)東亜合成(株)製、IXE−600、両イオン交換タイプ
(F−3)東亜合成(株)製、IXE−700F、陰イオン交換タイプ
(F−1)東亜合成(株)製、IXE−500、陰イオン交換タイプ
(F−2)東亜合成(株)製、IXE−600、両イオン交換タイプ
(F−3)東亜合成(株)製、IXE−700F、陰イオン交換タイプ
(H)10時間半減期が40℃以上の有機過酸化物
日本油脂(株)製、パーヘキサC(C)
(I)補強性レジン
信越化学工業(株)製、補強性レジン
(J)補強性シリカ
信越化学工業(株)製、補強性ヒュームドシリカ
日本油脂(株)製、パーヘキサC(C)
(I)補強性レジン
信越化学工業(株)製、補強性レジン
(J)補強性シリカ
信越化学工業(株)製、補強性ヒュームドシリカ
[実験方法]
上記の原料を用いてシリコーン接着剤を製造した。(A)成分、(I)成分を混合し、(C)成分、(D)成分の順で添加・混合を行った。次に、残りの原料である(B)成分、(E)成分、(F)成分、(G)成分、(H)成分を一括又は適宜添加を行い、よく混合したあと、減圧を行い、接着剤として仕上げた。
この方法で仕上げた接着剤を用いて、簡易接着試験を行った。アルミニウム板又はPBT(ポリブチレンテレフタレート)板の表面をよく洗浄し、そこにシリコーン接着剤で幅2cm、長さ10cm、高さ5mmのビードを描き、120℃×60分の条件で加熱硬化した。その後、加熱硬化直後及び85℃/85%RHの条件下に1000hrs放置した後の接着性を確認した。
接着性の確認方法は、アルミニウム板又はPBT板とビードの間にカミソリ刃を入れ、接着の有無を確認した。アルミニウム板を用いた場合の結果を表1に示し、PBT板を用いた場合の結果を表2に示す。
上記の原料を用いてシリコーン接着剤を製造した。(A)成分、(I)成分を混合し、(C)成分、(D)成分の順で添加・混合を行った。次に、残りの原料である(B)成分、(E)成分、(F)成分、(G)成分、(H)成分を一括又は適宜添加を行い、よく混合したあと、減圧を行い、接着剤として仕上げた。
この方法で仕上げた接着剤を用いて、簡易接着試験を行った。アルミニウム板又はPBT(ポリブチレンテレフタレート)板の表面をよく洗浄し、そこにシリコーン接着剤で幅2cm、長さ10cm、高さ5mmのビードを描き、120℃×60分の条件で加熱硬化した。その後、加熱硬化直後及び85℃/85%RHの条件下に1000hrs放置した後の接着性を確認した。
接着性の確認方法は、アルミニウム板又はPBT板とビードの間にカミソリ刃を入れ、接着の有無を確認した。アルミニウム板を用いた場合の結果を表1に示し、PBT板を用いた場合の結果を表2に示す。
Claims (4)
- (A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)ケイ素原子に結合する水素原子を1分子中に少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:本成分の1分子中に含まれるケイ素原子に結合した水素原子の数が、(A)成分のオルガノポリシロキサンが有するアルケニル基1個当たり、0.1〜5.0個となる量、
(C)触媒量のヒドロシリル化反応触媒、
(D)有効量の硬化制御剤、
(E)接着付与成分:0.01〜20質量部、
(F)無機イオン交換体:0.01〜50質量部、
(G)酸無水物:0.1〜4質量部
を含むことを特徴とするシリコーン接着剤。 - (F)無機イオン交換体が、陰イオン交換又は両イオン交換であることを特徴とする請求項1記載のシリコーン接着剤。
- (F)無機イオン交換体のCl-の総イオン交換量は、0.5mol/meq以上であることを特徴とする請求項1又は2記載のシリコーン接着剤。
- 更に、(H)10時間半減期が40℃以上である有機過酸化物を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のシリコーン接着剤。
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-
2008
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