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KR102903991B1 - 접착성 폴리오르가노실록산 조성물 - Google Patents

접착성 폴리오르가노실록산 조성물

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KR102903991B1
KR102903991B1 KR1020217017602A KR20217017602A KR102903991B1 KR 102903991 B1 KR102903991 B1 KR 102903991B1 KR 1020217017602 A KR1020217017602 A KR 1020217017602A KR 20217017602 A KR20217017602 A KR 20217017602A KR 102903991 B1 KR102903991 B1 KR 102903991B1
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polyorganosiloxane composition
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코지 미야타
마사노리 타카나시
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모멘티브 파포만스 마테리아루즈 쟈판 고도가이샤
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Abstract

본 발명은, 탄성률이 낮고, 찢어지기 힘든 경화물을 제공하고, 접착성이 뛰어나고, 저점도인 접착성 폴리오르가노실록산 조성물로서, (A) 저점도의 알케닐기를 함유하는 직쇄상 폴리오르가노실록산을 포함하는, 알케닐기를 함유하는 직쇄상 폴리오르가노실록산;(B) 1분자당 적어도 3개의 알케닐기를 함유하는 폴리오르가노실록산;(C1) 규소 원자에 결합한 수소 원자를, 분자 중에 3개 이상 갖는 폴리오르가노하이드로젠실록산;및 (C2) 규소 원자에 결합한 수소 원자를, 분자쇄의 양 말단에만 각각 1개씩 포함하고, 또한 분자 중에 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 직쇄상 폴리오르가노하이드로젠실록산;(D) 필러;(E) 백금족 금속 화합물;그리고 (F) 특정 접착 부여제 2종 이상을, 특정 조성으로 포함하는, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물이다.

Description

접착성 폴리오르가노실록산 조성물
본 발명은, 부가 반응에 의해 경화하는 접착성 폴리오르가노실록산 조성물에 관한 것이다.
부가 반응에 의해 경화하는 접착성 폴리오르가노실록산 조성물은, 경화하여 각종 피착체에 대한 접착성을 발현한다. 또, 미경화 상태의 조성물이 유동성이 풍부하고, 부드러운 경화물을 제공하는 폴리오르가노실록산 조성물로서, 실리콘 겔로 불리는 조성물이 알려져 있다(특허 문헌 1). 한편, 보강의 목적으로 필러를 고충전한 조성물로서, 예를 들면 본뜨기용 실리콘 고무 조성물(특허 문헌 2), 및 접착성을 갖는 시일용 경화성 폴리오르가노실록산 조성물(특허 문헌 3)이 알려져 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개평 2-269771호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개 2018-95796호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특개 2006-257355호 공보
특허 문헌 1에 개시되어 있는 실리콘 겔은, 필러를 포함하지 않는 경우가 많기 때문에, 경화물이 찢어지기 쉽고, 경화물의 취약함이 문제가 되는 경우가 있었다. 또, 특허 문헌 2, 3에 개시되어 있는 필러를 포함하는 조성물은, 찢어지기 힘든 경화물을 제공하지만, 부드러움과는 상반되는 딱딱한 경화물이 되고, 또한, 조성물의 점도가 매우 높아진다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 과제는, 탄성률이 낮고, 찢어지기 힘든 경화물을 제공하고, 접착성이 뛰어나고, 저점도인 접착성 폴리오르가노실록산 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은, 이하의 [1]~[6]에 관한 것이다.
[1] (A) 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유 하고, 23℃에 있어서의 점도가 0.1~500Pa·s인 직쇄상 폴리오르가노실록산이며, 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 0.1Pa·s 이상 1.0Pa·s 미만인 직쇄상 폴리오르가노실록산을 포함하는, 직쇄상 폴리오르가노실록산;
(B) 필수 단위로서 SiO4 / 2 단위와, R3SiO1 / 2 단위 및 R2SiO2 / 2 단위로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 단위를 포함하고, 임의의 단위로서 RSiO3 / 2 단위(식중, R은, R1 또는 R2이고, R1은 상술한 바와 같으며, R2는, 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환된 1가의 탄화수소기를 나타낸다)를 포함하고, R 중, 1분자당 적어도 3개가 R1인 폴리오르가노실록산;
(C) 하기 (C1) 및 (C2):
(C1) 규소 원자에 결합한 수소 원자를, 분자 중에 3개 이상 갖는 폴리오르가노하이드로젠실록산,
(C2) 규소 원자에 결합한 수소 원자를, 분자쇄의 양 말단에만 각각 1 개씩 포함하고, 또한 분자 중에 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 직쇄상 폴리오르가노하이드로젠실록산;
(D) 필러;
(E) 백금족 금속 화합물;그리고
(F) 하기 (F1)~(F4):
(F1) 규소 원자에 결합한 수소 원자와, 규소 원자에 결합한 하기 식 (I):
[화학식 1]
로 표시되는 측쇄를 갖는 유기 규소 화합물,
(F2) Si(OR3)n기와 에폭시기 함유기를 갖는 유기 규소 화합물, 및/또는 그 부분 가수분해 축합물
(F3) Si(OR3)n기와 지방족 불포화 탄화수소기를 갖는 실란 화합물, 및/또는 그 부분 가수분해 축합물, 그리고
(F4) 유기 알루미늄 화합물
(상기 각 식 중, Q1은, 규소 원자와 에스테르 결합의 사이에 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄소쇄를 형성하는, 직쇄상 또는 분기상의 알킬렌기를 나타내고;Q2는, 산소 원자와 측쇄의 규소 원자의 사이에 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄소쇄를 형성하는, 직쇄상 또는 분기상의 알킬렌기를 나타내고;R3은, 탄소수 1~4의 알킬기 또는 2-메톡시에틸기를 나타내고;n은 1~3의 정수이다)
로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 2종;
을 포함하고,
(A) 중의 R1기 및 (B) 중의 R1기의 합계에 대한, (C) 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 합계의 비(H/Vi)가, 0.2 이상 1.5 미만이고,
(C) 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자 중에서, (C2) 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 비율이, 20~99몰%이며,
(D) 성분의 함유량이 조성물 중의 20중량% 이하이고,
(E) 성분의 백금계 금속 원자의 양이, (A) 성분과 (B) 성분의 합계량에 대해서 0.1~1,000중량ppm인,
접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
[2] (C2) 성분이, 일반식 (IV):
[화학식 2]
(식 중, R6은, 지방족 불포화 결합을 갖지 않는, 비치환 또는 치환된 1가의 탄화수소기를 나타내고;m은, 23℃에 있어서의 점도를 0.001~10Pa·s로 하는 수이다)로 표시되는, 직쇄상 폴리오르가노하이드로젠실록산인, [1]의 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
[3] (A) 성분의 합계 100중량부에 대해서, 23℃에 있어서의 점도가 0.1Pa·s 이상 1.0Pa·s 미만인 직쇄상 폴리오르가노실록산의 함유량이, 10중량부 초과 90중량부 이하인, [1] 또는 [2]의 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
[4] (A) 성분의 23℃에 있어서의 점도가 0.1~15Pa·s인, [1]~[3] 중 어느 한 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
[5] (A) 성분 및 (B) 성분의 R1이 비닐기인, [1]~[4] 중 어느 한 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
[6] (D) 성분이, 백금-비닐실록산 착체 및 염화백금산과 알코올의 반응 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, [1]~[5] 중 어느 한 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
본 발명에 의해, 탄성률이 낮고, 찢어지기 힘든 경화물을 제공하고, 접착성이 뛰어나고, 저점도인 접착성 폴리오르가노실록산 조성물이 제공된다.
[용어의 정의]
실록산 화합물의 구조 단위를, 이하와 같은 약호에 의해 기재하는 경우가 있다(이하, 이들 구조 단위를 각각 「M 단위」 「DH 단위」등이라고 하는 경우가 있다).
M :(CH3)3SiO1 /2
MH:(CH3)2HSiO1 /2
MV:(CH3)2(CH2=CH)SiO1 /2
D :(CH3)2SiO2 /2
DH:(CH3)HSiO2 /2
DV:(CH3)(CH2=CH)SiO2 /2
T :CH3SiO3 /2
Q :SiO4 /2(4관능성)
본 명세서에 있어서, 기의 구체예는 이하와 같다.
1가의 탄화수소기로는, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아랄킬기 및 알케닐기를 들 수 있다. 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 1가의 탄화수소기로는, 알케닐기 이외의 상기 1가의 탄화수소기를 들 수 있다.
알케닐기는, 탄소 원자수 2~6의 직쇄 또는 분기상의 기이며, 비닐기, 알릴기, 3-부테닐기 및 5-헥세닐기 등을 들 수 있다.
알킬기는, 탄소 원자수 1~18의 직쇄 또는 분기상의 기이며, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기, 도데실기, 헥사데실기 및 옥타데실기 등을 들 수 있다.
시클로알킬기는, 탄소 원자수 3~20의 단환 또는 다환의 기이며, 시클로펜틸기 및 시클로헥실기 등을 들 수 있다.
아릴기는, 탄소 원자수 6~20의 단환 또는 다환의 기를 포함하는 방향족기이며, 페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다.
아랄킬기는, 아릴기로 치환된 알킬기이며, 2-페닐에틸기, 2-페닐프로필기 등을 들 수 있다.
알킬렌기는, 탄소 원자수 1~18의 직쇄 또는 분기상의 기이며, 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 2-메틸에틸렌기, 테트라메틸렌기 등을 들 수 있다.
알케닐기, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아랄킬기 및 알킬렌기는, 염소, 불소, 브롬 등의 할로겐;시아노기 등으로 치환되어 있어도 된다. 할로겐으로 치환된 기로는, 클로로메틸기, 클로로페닐기, 2-시아노에틸기, 3,3,3-트리플루오로프로필기 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 「(D) 필러」를 「(D)」라고도 한다. 「(E) 백금족 금속 화합물」등에 대해서도 마찬가지이다.
본 명세서에 있어서, 「비표면적」은 BET법에 의한 비표면적이다.
본 명세서에 있어서, 「점도」는, JIS K 6249에 준거하고, 회전 점도계를 이용하여, 스핀들 번호 및 회전수를 적절히 설정하여, 23℃의 조건에서 측정한 값이다.
본 명세서에 있어서, 조성물 중의 각 성분의 함유량은, 조성물 중에 각 성분에 해당하는 물질이 복수 존재하는 경우, 특별히 언급하지 않는 한, 조성물 중에 존재하는 당해 복수의 물질의 합계량을 의미한다.
[접착성 폴리오르가노실록산 조성물]
접착성 폴리오르가노실록산 조성물(이하, 단순히 「조성물」이라고도 한다. )은,
(A) 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 0.1~500Pa·s인 직쇄상 폴리오르가노실록산이며, 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 0.1Pa·s 이상 1.0Pa·s 미만인 직쇄상 폴리오르가노실록산을 포함하는, 직쇄상 폴리오르가노실록산;
(B) 필수 단위로서 R3SiO1 / 2 단위 및 R2SiO2 / 2 단위로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 단위와, SiO4 / 2 단위를 포함하고, 임의의 단위로서 RSiO3 / 2 단위(식 중, R은, R1 또는 R2이고, R1은 상술한 바와 같으며, R2는, 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환된 1가의 탄화수소기를 나타낸다)를 포함하고, R 중, 1분자당 적어도 3개가 R1인 폴리오르가노실록산;
(C) 하기 (C1) 및 (C2):
(C1) 규소 원자에 결합한 수소 원자를, 분자 중에 3개 이상 갖는 폴리오르가노하이드로젠실록산, 및
(C2) 규소 원자에 결합한 수소 원자를, 분자쇄의 양 말단에만 각각 1개씩 포함하고, 또한 분자 중에 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 직쇄상 폴리오르가노하이드로젠실록산;
(D) 필러;
(E) 백금족 금속 화합물;그리고
(F) 하기 (F1)~(F4):
(F1) 규소 원자에 결합한 수소 원자와, 규소 원자에 결합한 하기 식 (I):
[화학식 3]
로 표시되는 측쇄를 갖는 유기 규소 화합물,
(F2) Si(OR3)n기와 에폭시기 함유기를 갖는 유기 규소 화합물, 및/또는 그 부분 가수분해 축합물
(F3) Si(OR3)n기와 지방족 불포화 탄화수소기를 갖는 실란 화합물, 및/또는 그 부분 가수분해 축합물, 그리고
(F4) 유기 알루미늄 화합물
(상기 각 식 중, Q1은, 규소 원자와 에스테르 결합의 사이에 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄소쇄를 형성하는, 직쇄상 또는 분기상의 알킬렌기를 나타내고;Q2는, 산소 원자와 측쇄의 규소 원자의 사이에 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄소쇄를 형성하는, 직쇄상 또는 분기상의 알킬렌기를 나타내고;R3은, 탄소수 1~4의 알킬기 또는 2-메톡시에틸기를 나타내고;n은 1~3의 정수이다)
로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 2종;
을 포함하고,
(A) 성분 중의 R1기 및 (B) 성분 중의 R1기의 합계에 대한, (C) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 합계의 비(H/Vi)가, 0.2 이상 1.5 미만이고,
(C) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자 중에서, (C2) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 비율이 20~99몰%이며,
(D) 성분의 함유량이 조성물 중의 20중량% 이하이고,
(E) 성분의 백금계 금속 원자의 양이, (A) 성분과 (B) 성분의 합계량에 대해서 0.1~1,000중량ppm이다.
<(A) 직쇄상 폴리오르가노실록산>
(A) 성분은, 분자중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 0.1~500Pa·s인 직쇄상 폴리오르가노실록산이며, 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 0.1Pa·s 이상 1.0Pa·s 미만인 직쇄상 폴리오르가노실록산을 포함하는, 직쇄상 폴리오르가노실록산이다. (A) 성분은, 조성물에 있어서, 베이스 폴리머가 되는 성분이다.
「분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 0.1Pa·s 이상 1.0Pa·s 미만인 직쇄상 폴리오르가노실록산」을, 「(A1) 저점도의 직쇄상 폴리오르가노실록산」이라고도 한다. 또, (A1) 저점도의 직쇄상 폴리오르가노실록산을 포함하는, (A) 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 0.1~500Pa·s인 직쇄상 폴리오르가노실록산을, 「(A) 직쇄상 폴리오르가노실록산」이라고도 한다.
(A) 성분은, 상기한 점도를 갖고, (C) 성분의 Si-H 결합과의 부가 반응에 의해, 망상 구조를 형성할 수 있는 것이면, 어떠한 것이어도 되지만, 대표적으로는, 일반식 (II):
(R1)a(R2)bSiO(4-a-b) / 2     (II)
(식 중,
R1은 알케닐기를 나타내고;
R2는, 지방족 불포화 결합을 갖지 않는, 비치환 또는 치환된 1가의 탄화수소기를 나타내고;
a는, 1 또는 2이며;
b는 0~2의 정수이고, 단, a+b는 2 또는 3이다)
로 표시되는 알케닐기함유 실록산 단위를, 분자 중에 적어도 2개 갖는 알케닐기 함유 폴리오르가노실록산이다.
R1은, 합성이 용이하고, 또 미경화 상태의 조성물의 유동성이나, 조성물의 경화물의 내열성을 해치지 않는다는 점에서, 비닐기가 바람직하다. a는, 합성이 용이하다는 점에서, 1이 바람직하다. R2는, 합성이 용이하고, 기계적 강도 및 미경화 상태의 조성물의 유동성 등의 특성의 밸런스가 뛰어나다는 점에서, 메틸기가 바람직하다. (A) 성분 중의 다른 실록산 단위의 규소 원자에 결합한 유기기로는, 지방족 불포화 결합을 갖지 않는, 비치환 또는 치환된 1가의 탄화수소기를 들 수 있다. 상기 유기기는, R2와 마찬가지의 이유에서, 메틸기가 바람직하다.
(A) 성분으로는, (A') 양 말단이 R3SiO1 / 2 단위로 봉쇄되고, 중간 단위가 R2 2SiO2/2 단위인 직쇄상 폴리오르가노실록산을 들 수 있다. 여기서, R은 R1 또는 R2인데, R 중, 1분자당 2개 이상이 R1이다. (A') 성분에 있어서의 R3SiO1 / 2 단위는, R1R2 2SiO1/2 단위, R1 2R2SiO1 / 2 단위 또는 R1 3SiO1 / 2 단위인 것이 바람직하고, R1R2 2SiO1 / 2 단위인 것이 특히 바람직하다. (A') 성분에 있어서의 R2 2SiO2 / 2 단위는, R1R2SiO2 / 2 단위 또는 R2SiO2/2 단위를 들 수 있다.
R1은, (A) 성분의 분자쇄의 말단 또는 도중 어디에 존재해도 되고, 그 양쪽 모두에 존재해도 된다. R1은, 조성물의 경화물에 뛰어난 기계적 성질을 부여하기 위해서, 적어도 그 양 말단에 존재하고 있는 것이 바람직하다. 따라서 (A') 성분은, 양 말단이 R1R2 2SiO1 / 2 단위로 폐색되고, 중간 단위가 R2SiO2 / 2 단위만으로 이루어지는 직쇄상의 폴리오르가노실록산이 바람직하고, 양 말단이 Mvi 단위(디메틸비닐실록산 단위)로 폐색되고, 중간 단위가 D 단위(디메틸실록산 단위)만으로 이루어지는 직쇄상의 폴리오르가노실록산이 특히 바람직하다.
(A) 성분은, 1종 또는 2종 이상의 조합이어도 된다.
<<(A) 성분의 점도>>
(A) 성분의 점도는, 23℃에 있어서, 0.1~500Pa·s이다. (A) 성분의 점도가 0.1~500Pa·s의 범위이면, 미경화 상태의 조성물이 양호한 유동성을 나타내어, 주형(注型)이나 포팅 시에 뛰어난 작업성을 나타내고, 조성물의 경화물이 뛰어난 기계적 강도, 및 적당한 탄성과 경도를 나타낸다. (A) 성분의 점도는, 0.1~300Pa·s인 것이 바람직하고, 0.1~20Pa·s인 것이 보다 바람직하고, 0.1~15Pa·s인 것이 더욱 바람직하고, 0.2~15Pa·s인 것이 한층 더 바람직하고, 0.3~15 Pa·s인 것이 특히 바람직하다.
(A1) 저점도의 직쇄상 폴리오르가노실록산의 점도는, 23℃에 있어서, 0.1Pa·s 이상 1.0Pa·s 미만이다. (A1) 성분은, 필수 성분으로서 (A) 성분 중에 포함되는 성분이다. 조성물이 (A1) 저점도의 직쇄상 폴리오르가노실록산을 포함하는 경우, 효율적으로, 보다 낮은 점도를 갖는 조성물이 얻어진다. (A1) 저점도의 직쇄상 폴리오르가노실록산의 점도는, 23℃에 있어서, 0.1Pa·s 이상 0.5Pa·s 이하인 것이 바람직하다.
여기서, 조성물 중에, 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하는 직쇄상 폴리오르가노실록산이 복수 존재하는 경우, (A) 성분의 점도는 당해 복수의 물질의 합계 점도를 의미한다. 예를 들면, (A) 성분이, 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하는 직쇄상 폴리오르가노실록산의 2종 이상의 조합인 경우, (A) 성분의 점도란, 혼합된 직쇄상 폴리오르가노실록산의 점도를 의미한다. 따라서, (A) 성분의 점도가, 23℃에 있어서, 0.1Pa·s 이상 1.0Pa·s 미만인 경우, (A) 성분은, (A1) 성분만으로 이루어져 있어도 된다. 또, (A) 성분은, 23℃에 있어서, 0.1Pa·s 이상 500Pa·s 이하인, 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하는 직쇄상 폴리오르가노실록산만으로 이루어져 있어도 된다.
(A1) 성분 이외의 (A) 성분에 포함되는 성분의 점도는, (A) 성분의 점도가, 23℃에 있어서 0.1~500Pa·s인 한, 임의이다. 이러한 성분으로서, (A2) 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 1.0Pa·s 이상인 직쇄상 폴리오르가노실록산이 바람직하고, 1.0Pa·s 이상 500Pa·s 이하인 직쇄상 폴리오르가노실록산이 특히 바람직하다. 이러한 (A2) 성분으로는, (A2-1) 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 1.0Pa·s 이상 10.0Pa·s 미만인 직쇄상 폴리오르가노실록산, 및 (A2-2) 분자 중에 2개 이상의 R1(식 중, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 10Pa·s 이상 500Pa·s 이하인 직쇄상 폴리오르가노실록산을 들 수 있다. 여기서, (A1) 저점도의 직쇄상 폴리오르가노실록산의 점도가, 바람직한 범위인, 23℃에 있어서 0.1Pa·s 이상 0.5Pa·s 미만인 경우, (A2) 성분의 하한은 0.5Pa·s 이상이 될 수 있다.
(A) 성분은, (A1) 성분, (A2-1) 성분 및 (A2-2) 성분을 포함하는 것이 특히 바람직하다. 또, (A) 성분은, 규소 원자에 결합한 알콕시기를 갖지 않는 것이 바람직하다.
<(B) 분기상 폴리오르가노실록산>
(B) 성분은, 필수 단위로서, R3SiO1 / 2 단위 및 R2SiO2 / 2 단위로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 단위와 SiO4 / 2 단위를 포함하고, 임의의 단위로서 RSiO3 / 2 단위(식 중, R은, R1 또는 R2이고, R1은 상술한 바와 같으며, R2는, 지방족 불포화 결합을 갖지 않는, 비치환 또는 치환된 1가의 탄화수소기를 나타낸다)를 포함하고, R 중, 1분자당 적어도 3개가 R1인 폴리오르가노실록산( 「(B) 분기상 폴리오르가노실록산」이라고도 한다. )이다. (B) 성분은, 조성물에 있어서, 베이스 폴리머가 되는 성분이며, 조성물의 경화물에 뛰어난 기계적 강도를 부여하여, 찢어지기 힘들게 하기 위한 성분이다. (B) 성분은, 경화 반응에 있어서 가교점이 되도록, 1분자당 적어도 3개의 R이 R1이고, 나머지가 R2이다.
R1은, R3SiO1 / 2 단위의 R로서 존재해도 되고, R2SiO2 / 2 단위의 R로서 존재해도 된다. 경화성을 조정하기 쉽다는 점에서, R3SiO1 / 2 단위에 존재하는 것이 바람직하다. 즉, (B) 성분에 포함되는 R3SiO1 / 2 단위의 일부 또는 전부가, R1R2 2SiO1 / 2 단위인 것이 바람직하다.
(B) 성분에 포함되는 단위의 조합으로서, (B1) SiO4 / 2 단위, R1R2 2SiO1 / 2 단위 및 R2 2SiO2 / 2 단위의 조합, 그리고 (B2) SiO4 / 2 단위, R2 3SiO1 / 2 단위 및 R1R2SiO2 / 2 단위의 조합을 들 수 있다. 경화성의 조정 용이함과 강도 밸런스의 양립이 용이하다는 점에서, (B2) 성분의 구조가 바람직하다.
뛰어난 기계적 강도를 갖는 경화물을 제공한다는 점에서, R3SiO1 / 2 단위와 SiO4/2 단위의 비율은, 몰비로서 1:0.8~1:3의 범위의, 실온에서 고체 내지 점조인 반고체의 수지형상의 것이 바람직하다.
(B) 성분은, 1종 또는 2종 이상의 조합이어도 된다. 또, (B) 성분은, 규소 원자에 결합한 알콕시기를 갖지 않는 것이 바람직하다.
<(C) 폴리오르가노하이드로젠실록산>
(C) 성분은, (C1) 성분 및(C2) 성분의 조합이다. 여기서, (C1) 성분은, 규소 원자에 결합한 수소 원자를, 분자 중에 3개 이상 갖는 폴리오르가노하이드로젠실록산이며, (C2) 성분은, 규소 원자에 결합한 수소 원자를, 분자쇄의 양 말단에만 각각 1개씩 포함하고, 또한 분자 중에 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 직쇄상 폴리오르가노하이드로젠실록산이다. (C) 성분은, 분자 중에 포함되는 하이드로실릴기(Si-H)가, (A) 성분 및 (B) 성분 중의 R1과의 사이에서 부가 반응함으로써, (A) 성분 및 (B) 성분의 가교제로서 기능한다.
<<(C1)>>
(C1) 성분은, 부가 반응에 관여하는 규소 원자에 결합한 수소 원자를, 적어도 3개 갖고 있기 때문에, 조성물의 경화물을 망상화하는데 기여하는 성분이다. (C1) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자는, (C1) 성분의 1분자당, 3~100개인 것이 바람직하고, 5~50개인 것이 특히 바람직하다. 이 범위에 있으면, 뛰어난 기계적 강도 및 탄성률이 보다 낮은 경화물을 제공할 수 있다.
(C1) 성분은, 대표적으로는, 일반식 (III):
   (R5)cHdSiO(4-c-d) / 2     (III)
(식 중,
R5는, 지방족 불포화 결합을 갖지 않는, 비치환 또는 치환된 1가의 탄화수소기를 나타내고;
c는 0~2의 정수이며;
d는, 1 또는 2이고, 단, c+d는 1~3의 정수이다)
으로 표시되는 단위를 분자 중에 3개 이상 갖는다.
R5는, 합성이 용이하다는 점에서, 메틸기가 바람직하다. 또, d는, 합성이 용이하다는 점에서, 1이 바람직하다. 합성이 용이하다는 점에서, (C1) 성분은, 3개 이상의 실록산 단위로 이루어지는 것이 바람직하다. 또, 경화 온도로 가열해도 휘발되지 않고, 또한 미경화 상태의 조성물이 유동성이 뛰어나고, (A) 성분 및 (B) 성분과 혼합하기 쉽다는 점에서, (C1) 성분의 실록산 단위의 수는, 6~200개인 것이 바람직하고, 10~150개인 것이 특히 바람직하다. (C1) 성분에 있어서의 실록산 골격은, 직쇄상, 분기상 또는 환상 중 어느 것이어도 된다.
(C1) 성분은, (C1-1) 양 말단이, 각각 독립적으로, R7 3SiO1 / 2 단위로 폐색되고, 중간 단위가, 각각 독립적으로, R7 2SiO2 / 2 단위만으로 이루어지는, 직쇄상 폴리오르가노하이드로젠실록산, 및, (C1-2) R7 3SiO1 / 2 단위와 SiO4 / 2 단위만으로 이루어지는, 폴리오르가노하이드로젠실록산(상기 각 식 중, R7은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 R5인데, 단, R7 중, 적어도 3개는 수소 원자이다)인 것이 바람직하다. (C1-1) 성분 및 (C1-2) 성분의 경우에 있어서, R7 3SiO1 / 2 단위로는, HR5 2SiO1 / 2 단위 및 R5 3SiO1 / 2 단위를 들 수 있고, R7 2SiO2 / 2 단위로는, HR5SiO2 / 2 단위 및 R5 2SiO2 / 2 단위를 들 수 있다. (C1-1) 성분의 경우에 있어서, 규소 원자에 결합하는 수소 원자는, 말단에 존재하고 있어도, 중간 단위에 존재하고 있어도 되나, 중간 단위에 존재하는 것이 바람직하다.
(C1) 성분으로는, (C1-1') 양 말단이 M 단위(트리메틸실록산 단위)로 폐색 되고, 중간 단위가 D 단위(디메틸실록산 단위) 및 DH 단위(메틸하이드로젠실록산 단위)만으로 이루어지고, 디메틸실록산 단위 1몰에 대해서, 메틸하이드로젠실록산 단위가 0.1~2.0몰인 직쇄상 폴리메틸하이드로젠실록산, 그리고, (C1-2') MH 단위(디메틸하이드로젠실록산 단위) 및 Q 단위(SiO2 / 2 단위)만으로 이루어지는 폴리메틸하이드로젠실록산이 특히 바람직하다.
(C1) 성분은, 1종 또는 2종 이상의 조합이어도 된다. 또, (C1) 성분은, 규소 원자에 결합한 알콕시기를 갖지 않는 것이 바람직하다.
<<(C2)>>
(C2) 성분은, 규소 원자에 결합한 수소 원자를 분자쇄의 양 말단에만 각각 1개씩 갖고 있기 때문에, 조성물의 경화물에 양호한 신장성을 부여하는 성분이다. (C2) 성분은, 대표적으로는, 일반식 (IV):
[화학식 4]
(식 중, R6은, 지방족 불포화 결합을 갖지 않는, 비치환 또는 치환된 1가의 탄화수소기를 나타내고;m은, 23℃에 있어서의 점도를 0.001~10Pa·s로 하는 수이다)로 표시되는, 직쇄상 폴리오르가노하이드로젠실록산을 들 수 있다.
R6은, 합성이 용이하다는 점에서, 메틸기가 가장 바람직하다. 또한, R6은, 동일해도 상이해도 되나, 합성이 용이하다는 점에서, 동일한 것이 바람직하다. 구체적으로는,α,ω-디메틸실릴 말단 폴리오르가노실록산, 예를 들면 α,ω-디메틸실릴 말단 폴리디메틸실록산을 들 수 있다.
(C2) 성분은, 1종 또는 2종 이상의 조합이어도 된다. 또, (C2) 성분은, 규소 원자에 결합한 알콕시기를 갖지 않는 것이 바람직하다.
<(D) 필러>
(D) 필러는, 미경화 상태의 조성물에 적당한 유동성을 부여하여, 경화물에, 그 용도에 따라 요구되는 높은 기계적 강도를 부여하는 성분이며, 무기 충전제가 바람직하다. 이러한 무기 충전제로는, 연무질 실리카, 소성 실리카, 실리카 에어로겔, 침전 실리카, 연무질 산화티탄, 및 이들의 표면을 폴리오르가노실록산류, 헥사메틸디실라잔 등으로 소수화한 것과 같은 보강성 충전제;그리고 규조토, 분쇄 실리카, 산화알루미늄, 산화아연, 알루미노규산, 탄산칼슘, 유기산 표면 처리 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산아연, 규산칼슘, 탈크, 산화제2철과 같은 비보강성 필러를 들 수 있으며, 압출(押出) 작업성과, 경화물에 필요한 물성에 따라 선택된다. 또, 목적에 따라, 무기 필러 대신에, 또는 병용하여, 카본블랙과 같은 도전성 충전제를 배합해도 된다. 높은 유동성과 보강성을 양립하기 위해서, 연무질 실리카가 가장 바람직하다. 그러한 연무질 실리카의 비표면적은, 특별히 한정되지 않지만, 50~500m2/g인 것이 바람직하고, 100~400m2/g인 것이 특히 바람직하다.
<(E) 백금족 금속 화합물>
(E) 백금족 금속 화합물은, (A) 성분 및 (B) 성분 중의 알케닐기와 (C) 성분 중의 하이드로실릴기 사이의 부가 반응을 촉진시키고, 또 마찬가지의 부가 반응에 의해, 가교 중합체의 실록산 망상 구조에, 후술하는 (F1) 성분 및/또는 (F3) 성분을 도입하기 위한 촉매이다.
(E) 성분으로는, 염화백금산, 염화백금산과 알코올의 반응 생성물(예를 들면, 라모로의 촉매(백금-옥탄올 착체, 미국 특허 제3220972호 명세서)), 백금-올레핀 착체, 백금-비닐실록산 착체, 백금-케톤 착체, 백금-포스핀 착체와 같은 백금 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 촉매 활성이 양호하다는 점에서, 염화백금산과 알코올의 반응 생성물, 및, 백금-비닐실록산 착체가 바람직하다고 생각되나, 특별히 한정되는 것은 아니다.
(E) 성분은, 1종 또는 2종 이상의 조합이어도 된다.
<(F) 접착성 부여제>
(F) 접착성 부여제는, 하기 (F1) 성분~(F4) 성분으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 2종이다.
(F1) 규소 원자에 결합한 수소 원자와, 규소 원자에 결합한 하기 식 (I):
[화학식 5]
로 표시되는 측쇄를 갖는 유기 규소 화합물,
(F2) Si(OR3)n기와 에폭시기 함유기를 갖는 유기 규소 화합물, 및/또는 그 부분 가수분해 축합물
(F3) Si(OR3)n기와 지방족 불포화 탄화수소기를 갖는 실란 화합물, 및/또는 그 부분 가수분해 축합물, 그리고
(F4) 유기 알루미늄 화합물
(상기 각 식 중, Q1, Q2, R3 및 n은, 상기한 바와 같다. )
(F) 성분은, 조성물에 다양한 기재에 대한 접착성을 부여하는 성분이다. (F1) 성분, (F2) 성분, (F3) 성분 및 (F4) 성분은, 각각 1종 또는 2종 이상의 조합이어도 된다. 예를 들면, (F) 성분은, 1종의 (F1) 성분과 2종의 (F2) 성분과 2종의 (F3) 성분의 조합이어도 된다.
<<(F1)>>
(F1) 성분은, 조성물의 경화를 위한 부가 반응 시에, (A) 성분 및 (B) 성분과의 부가 반응에 의해, 가교한 실록산 구조에 도입되어, 식 (I)의 측쇄가 접착성을 발현하는 부분으로서, 조성물의 접착성에 기여하는 성분이다. 또, (F1) 성분의 측쇄에 존재하는 알콕시기(이하, 알콕시기는 2-메톡시에톡시기를 포함한다)는, (F2) 성분 및/또는 (F3) 성분의 알콕시기와의 공가수분해·축합 반응에 의해, (F2) 성분 및/또는 (F3) 성분을 실록산 골격에 도입하는 것에도 기여한다.
Q1은, 합성 및 취급이 용이하다는 점에서, 에틸렌기 및 2-메틸에틸렌기가 바람직하다. Q2는, 합성 및 취급이 용이하다는 점에서, 트리메틸렌기가 바람직하다. R3은, 양호한 접착성을 부여하고, 또한 가수분해에 의해 발생하는 알코올이 휘발되기 쉽다는 점에서, 메틸기 및 에틸기가 바람직하고, 메틸기가 특히 바람직하다.
(F1) 성분의 특징인 상기의 수소 원자와 상기의 측쇄는, 합성이 용이하다는 점에서, 별개의 규소 원자에 결합하고 있는 것이 바람직하다. 따라서, (F1) 성분의 기본 부분은, 쇄상, 분기상 또는 환상 실록산 골격을 형성하고 있는 것이 바람직하고, 특정 화합물을 제어성 좋게 합성하고, 정제할 수 있다는 점에서, 환상 실록산 골격이 특히 바람직하다. (F1) 성분에 포함되는 Si-H 결합의 수는, 1개 이상의 임의의 수이며, 환상 실록산 화합물의 경우, 2개 또는 3개가 바람직하다.
(F1) 성분으로는, 하기의 화합물을 들 수 있다.
[화학식 6]
<<(F2)>>
(F2) 성분은, 규소 원자에 결합한 알콕시기(이하, OR3에 관해서는, 2-메톡시에톡시기를 포함한다)와, (F1) 성분, (F3) 성분 및/또는 (F4) 성분의 규소 원자에 결합한 알콕시기의 가수분해·축합 반응에 의해, 가교한 실록산 구조에 도입되어, 에폭시기가 접착성을 발현하는 부분으로서, 조성물의 접착성, 특히 플라스틱에 대한 접착성의 향상에 기여하는 성분이다.
R3은, 양호한 접착성을 부여한다는 점에서, 메틸기 및 에틸기가 바람직하고, 메틸기가 특히 바람직하다. n은, 2 또는 3이 바람직하다. 에폭시기 함유기로는, 합성이 용이하고, 가수분해성이 없으며, 뛰어난 접착성을 나타낸다는 점에서, 3-글리시독시프로필기와 같은, 에테르 산소 원자를 포함하는 지방족 에폭시기 함유기;2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸기와 같은 지환식 에폭시기 함유기 등이 바람직하다. 규소 원자에 결합한 알콕시기의 수는, 분자 중 2개 이상인 것이 바람직하다. OR3기와 에폭시기 함유기는, 동일한 규소 원자에 결합하고 있어도 되고, 다른 규소 원자에 결합하고 있어도 된다.
(F2) 성분으로는, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필(메틸)디메톡시실란과 같은 3-글리시독시프로필기 함유 알콕시실란류;2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸(메틸)디메톡시실란과 같은 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸기 함유 알콕시실란류;n이 2이상인 이들 실란류의 부분 가수분해 축합물;그리고 쇄상 또는 환상 메틸실록산의 메틸기의 일부가, 트리메톡시실록시기 또는 2-(트리메톡시실릴)에틸기와, 상기의 에폭시기 함유기로 치환된 탄소/규소 양관능성 실록산 등을 들 수 있다.
<<(F3)>>
(F3) 성분은, (F3) 성분이 갖는 규소 원자에 결합한 알콕시기와, (F1) 성분, (F2) 성분 및/또는(F4) 성분이 갖는 규소 원자에 결합한 알콕시기의 가수분해·축합 반응에 의해, 가교한 실록산 구조에 도입된다. 또는, (F3) 성분이 갖는 지방족 불포화 탄화수소기가, 조성물의 경화를 위한 부가 반응 시에, (C) 성분과의 부가 반응에 의해, 가교한 실록산 구조에 도입되고, (F3) 성분이 갖는 규소 원자에 결합한 알콕시기가 다른 (F3) 성분의 알콕시기, 및 (F2) 성분과 병용하는 경우는, (F2) 성분의 알콕시기와의 공가수분해·축합 반응에 의해, 다른 (F3) 성분 및/또는 (F2) 성분을 실록산 구조에 도입한다. 그리고, 잔존하는 알콕시기가, 접착성을 발현하는 부분으로서, 조성물의 접착성, 특히 금속에 대한 접착성의 향상에 기여하는 성분이다.
R3으로는, 양호한 접착성을 부여한다는 점에서, 메틸기 및 에틸기가 바람직하고, 메틸기가 특히 바람직하다. n은, 2또는 3이 바람직하다. 지방족 불포화 탄화수소기는, 비닐, 알릴, 3-부테닐과 같은 알케닐기의 경우, 규소 원자에 직접 결합하고 있어도 되고, 3-아크릴옥시프로필, 3-메타크릴옥시프로필과 같이, 불포화 아실옥시기가 3개 이상의 탄소 원자를 통해 규소 원자에 결합하고 있어도 된다. 불포화 탄화수소기 함유기로는, 합성 및 취급이 용이하다는 점에서, 비닐기, 메타크릴옥시프로필기 등이 바람직하다.
(F3) 성분으로는, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 메틸비닐디메톡시실란, 알릴트리메톡시실란, 알릴트리에톡시실란, 메틸알릴디메톡시실란과 같은 알케닐알콕시실란류 및/또는 그 부분 가수분해물;3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필(메틸)디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필(메틸)디메톡시실란과 같은 (메타)아크릴옥시프로필(메틸)디- 및 (메타)아크릴옥시프로필트리- 알콕시실란류 및/또는 그 부분 가수분해물 등을 들 수 있다.
<<(F4)>>
(F4) 성분은, 유기 알루미늄 화합물이다. (F4) 성분으로는, (MeO)3Al, (EtO)3Al, (n-PrO)3Al 등의 알루미늄 알코올레이트;나프텐산, 스테아린산, 옥틸산 혹은 안식향산 등의 알루미늄염;알루미늄 알코올레이트와 아세토아세트산 에스테르 또는 디알킬말로네이트 등의 반응 생성물 등의 알루미늄 킬레이트;알루미늄옥사이드의 유기산염;및, 알루미늄아세틸아세토네이트 등을 들 수 있다. (F4) 성분은, 가수분해성이 뛰어나다는 점에서 알루미늄 킬레이트 또는 알루미늄 알코올레이트가 바람직하고, 액상에서의 취급성이 뛰어나다는 점에서, 비스에틸아세토아세테이트알루미늄모노아세틸아세토네이트 또는 알루미늄알킬아세토아세테이트디이소프로필레이트가 바람직하다.
<<바람직한 양태>>
(F) 성분은, (F2) 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 즉, (F) 성분은, (F1) 성분, (F3) 성분 및 (F4) 성분으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상과, (F2) 성분의 조합인 것이 바람직하다. 또, (F) 성분은, (F1) 성분과 (F2) 성분의 조합, (F1) 성분과 (F2) 성분과 (F3) 성분의 조합, 또는, (F2) 성분과 (F4) 성분의 조합인 것이 특히 바람직하다.
<(G) 추가 성분>
조성물은, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, (G) 추가 성분을 포함할 수 있다. 이러한 성분으로서, (G1) 다른 접착성 부여제(단, (F) 접착성 부여제를 포함하지 않는다), (G2) 반응 조정제, (G3) 각종 첨가제 등을 들 수 있다. (G) 추가 성분은, 각각 1종 또는 2종 이상의 조합이어도 된다.
<<(G1) 다른 접착성 부여제(단, (F) 접착성 부여제를 포함하지 않는다)>>
(G1) 성분으로는, (G1-1) Si(OR4)4로 표시되는 테트라알콕시실란 화합물, 및/또는 그 부분 가수분해물, 및 (G1-2) 금속 알콕시드류(단, 알루미늄 알콕시드를 포함하지 않는다)를 들 수 있다.
(G1-1) 성분은, 조성물의 금속에 대한 접착성을 더욱 향상시키는 성분이다. R4는, 탄소수 1~3의 알킬기를 나타내고, 용이하게 입수할 수 있고, 취급이 용이하며, 접착성의 향상 효과가 현저하다는 점에서, 메틸기, 에틸기가 바람직하다. 또, 가수분해성이 뛰어나고, 독성이 낮아진다는 점에서, (G1-1) 성분은, 테트라알콕시실란 화합물의 부분 가수분해물인 것이 바람직하다.
(G1-2) 성분은, 조성물의 접착성을 더욱 향상시키는 성분이다. (G1-2) 성분으로는, 티탄테트라에톡시드, 티탄테트라프로폭시드, 티탄테트라이소프로폭시드, 티탄테트라부톡시드, 티탄테트라이소부톡시드, 티탄테트라이소프로페닐옥시드와 같은 티탄 알콕시드;지르코늄테트라이소프로폭시드, 지르코늄테트라부톡시드와 같은 지르코늄 알콕시드 등의 금속 알콕시드류(단, 알루미늄 알콕시드를 포함하지 않는다)를 들 수 있다.
<<(G2) 반응 조정제>>
(G2) 반응 조정제로는, 말레산디알릴 등의 분자 중에 극성기를 갖는 유기 화합물;아세틸렌 알코올류나 그 유도체 등의 불포화 결합을 갖는 유기 화합물;등을 들 수 있다. (G2) 반응 조정제는, 조성물의 경화 반응 속도를 억제하여, 취급의 작업성, 및 접착성의 발현과 경화 속도의 밸런스의 향상에 기여하는 성분이다.
<<(G3) 각종 첨가제>>
조성물은, 목적에 따라, 또한, 유기 용매, 안료, 틱소트로피성 부여제, 압출 작업성을 개량하기 위한 점도 조정제, 자외선 방지제, 곰팡이 방지제, 내열성 향상제, 난연화제 등의 (G3) 각종 첨가제를 포함할 수 있다. (G3) 각종 첨가제는, 각각 1종 또는 2종 이상의 조합이어도 된다. 또한, 용도에 따라서는, 조성물을, 톨루엔, 크실렌과 같은 유기 용매에 용해 내지 분산시켜도 된다.
[조성]
조성물 중의 각 성분의 함유량은 이하와 같다.
(A) 성분의 함유량은, (B) 성분, (C) 성분, (D) 성분, (E) 성분 및 (F) 성분의 합계 100중량부에 대해, 10~5,000중량부인 것이 바람직하고, 50~4,000중량부인 것이 보다 바람직하고, 100~3,000중량부인 것이 특히 바람직하다. 이러한 범위이면, 접착성을 효율적으로 높일 수 있다.
(A1) 저점도의 직쇄상 폴리오르가노실록산의 함유량은, (A) 성분의 합계 100중량부에 대해서, 10중량부 초과 99중량부 이하인 것이 바람직하고, 10중량부 초과 90중량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 20중량부 이상 90중량부 이하인 것이 특히 바람직하다. 또, (A2-1) 23℃에 있어서, 점도가 1.0Pa·s이상 10.0Pa·s 미만인 직쇄상 폴리오르가노실록산의 함유량은, (A) 성분의 합계 100중량부에 대해서, 1중량부~60중량부 이하인 것이 바람직하고, 10중량부 이상 80중량부 이하인 것이 특히 바람직하다. (A1) 성분 및 (A2-1) 성분의 함유량이 상기 범위이면, 조성물의 점도가 효율적으로 낮아진다. 또, 가교 밀도가 너무 높아지지 않고, 경화물의 탄성률이 보다 낮아진다.
(B) 분기상 알케닐기 함유 폴리오르가노실록산의 함유량은, (A) 직쇄상 알케닐기 함유 폴리오르가노실록산 100중량부에 대해서, 1~100중량부인 것이 바람직하고, 0.5~80중량부인 것이 보다 바람직하고, 1~60중량부인 것이 더욱 바람직하고, 5~50중량부인 것이 특히 바람직하다. 상기 (B) 성분의 함유량이 100중량부 이하이면, 가교 밀도가 너무 높아지지 않고, 경화물의 탄성률이 보다 낮아진다. 또, 상기 (B) 성분의 함유량이 이러한 범위이면, 기계적 강도를 보강하여, 찢어지기 힘들게 할 수 있다.
(C) 성분의 함유량은, (A) 성분 및 (B) 성분의 알케닐기의 합계 Vi에 대한, (C)의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 합계 H의 비(H/Vi)가, 0.2 이상 1.5 미만인 것 같은 양이 바람직하고, 0.9~1.4인 것 같은 양이 보다 바람직하고, 1.0 초과 1.3 이하인 것 같은 양이 특히 바람직하다. 또, 상기 H/Vi는, 1.2 초과 1.5 미만인 것 같은 양이어도 된다. 조성물에 있어서의 H/Vi가 0.2 이상이면, 경화물의 기계적 강도가 뛰어나고, 1.5 미만이면, 접착성이나 탄성률의 밸런스가 잡힌 고무 경화물이 얻어진다.
(C) 성분에 있어서, (C) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자 중에서, (C2) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 비율이, 20~99몰%이다. 이 범위에 있으면, 경화물의 탄성률이 낮아진다. (C2) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자가 30~95몰%인 것이 바람직하고, 40~90몰%인 것이 특히 바람직하다. 여기서, (C) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자 중에서, (C2) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 비율은, 「HC2/(HC1+HC2)」로 나타내는 경우가 있다. 여기서, HC1은, (C1) 성분의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 개수이고, HC2는, (C2) 성분의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 개수이다.
(D) 성분의 함유량은, 조성물 중의 0중량% 초과 20중량% 이하이다. (D) 성분의 함유량이, 조성물 중의 20중량% 초과인 경우, 조성물의 점도가 너무 높아져 버린다. (D) 성분의 함유량은, 조성물 중의 0.5중량% 이상 10중량% 이하인 것이 바람직하고, 1중량% 이상 5중량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 또, (D) 성분의 함유량이 상기한 범위이면, 미경화 상태의 조성물이 유동성이 풍부하고, 토출 작업성이 뛰어나고, 및, 얻어지는 경화물이 기계적 강도가 뛰어나다.
(E) 성분의 함유량은, (A) 성분과 (B) 성분의 합계량에 대해서, 백금 금속 원자 환산으로 0.1~1,000중량ppm인 것이 바람직하고, 0.5~200중량ppm인 것이 특히 바람직하다. (C) 성분의 함유량이 상기 범위이면, 경화성과 접착 발현의 밸런스의 조정이 용이해진다.
조성물이, (F1) 성분, (F2) 성분 및/또는 (F3) 성분을 포함하는 경우, (F1) 성분, (F2) 성분 및/또는 (F3) 성분의 합계량은, (A) 성분 100중량부에 대해서 0.1~20중량부인 것이 바람직하고, 0.5~10중량부인 것이 특히 바람직하다. 이 범위에 있으면, 목적으로 하는 접착성이 충분하고, 또한, 원하는 기계적 강도와 탄성률을 양립할 수 있는 경화물을 제공할 수 있다. 또, 조성물이, (F4) 성분을 포함하는 경우, (F4) 성분의 함유량은, 경화하여 얻어지는 실리콘 고무에, 실온에 있어서의 금속에 대한 뛰어난 접착성을 부여한다는 점에서, (A) 성분 100중량부에 대해서 0.01~10중량부인 것이 바람직하고, 0.1~5중량부인 것이 특히 바람직하다. 또한, 양호한 접착성을 얻기 위해서, (F) 성분 중, 중량비로 (F1) 성분~(F4) 성분 중 한쪽이 다른쪽의 0.05~20배의 범위인 것이 바람직하다. 또, (F) 성분이 (F1) 성분~(F4) 성분으로 이루어지는 군에서 선택되는 3종 또는 4종의 혼합물인 경우, 각각이 (F) 성분의 5중량% 이상 배합되어 있는 것이 바람직하다.
(G) 성분의 함유량은, 조성물의 사용 목적을 해치지 않는 한 특별히 한정되지 않는다.
(조성물의 제조 방법)
조성물은, 필수 성분인 (A) 성분~(F) 성분 및 임의 성분인 (G) 성분을, 만능혼련기, 니더 등의 혼합 수단에 의해 균일하게 혼련하여 제조할 수 있다. 또, 안정적으로 장기간 저장하기 위해서, (C) 성분과 (F1) 성분에 대해서 (E) 성분이 다른 용기가 되도록, 적절히 2개의 용기에 배분하여 보존해 두고, 사용 직전에 혼합하여, 감압으로 탈포하여 사용에 제공해도 된다.
조성물을, 접착해야 할 부위에 주입, 적하, 유연(流延), 주형, 용기로부터의 압출 등의 방법에 의해, 또는 트랜스퍼 성형이나 사출 성형에 의한 일체 성형에 의해, 접착 대상물에 부착시키고, 경화시킴으로써, 실리콘 고무를 얻을 수 있고, 동시에 접착 대상물에 접착시킬 수 있다. 또, 실리콘 고무는 유연성이 뛰어나기 때문에, 보다 고온에서 경화시켰을 경우라 해도, 크랙 발생이 억제되고, 접착성이 뛰어나고, 탄성률이 낮은 실리콘 고무를 얻을 수 있다. 경화를 위한 가열 온도로는, 예를 들면 200℃까지의 온도를 들 수 있고, 구체적으로는 80℃에서 1시간, 또는 100℃에서 30분이라고 하는, 비교적 저온, 단시간의 가열에 의해 생산성 향상을 기대할 수 있다.
(용도)
조성물은, 반도체 디바이스의 실장이나 봉지, 반도체나 범용 플라스틱의 접착과 같은 용도에 이용할 수 있다. 광학 소자나 반도체 모듈용의 시일제, 포팅제로서도 유용하다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예에 의해, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이들 예에 있어서, 부는 중량부를 나타내고, 점도는 23℃에 있어서의 점도를 나타낸다. 본 발명은, 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(사용 성분)
실시예 및 비교예에, 하기 성분을 사용했다.
(A) 직쇄상 폴리오르가노실록산
A-1:양 말단이 M 단위로 봉쇄되고, 중간 단위가 D 단위만으로 이루어지고, 23℃에 있어서의 점도가 100Pa·s인 직쇄상 폴리메틸비닐실록산
A-2:양 말단이 M 단위로 봉쇄되고, 중간 단위가 D 단위만으로 이루어지고, 23℃에 있어서의 점도가 10Pa·s인 직쇄상 폴리메틸비닐실록산
A-3:양 말단이 M 단위로 봉쇄되고, 중간 단위가 D 단위만으로 이루어지고, 23℃에 있어서의 점도가 3.0Pa·s인 직쇄상 폴리메틸비닐실록산
A-4:양 말단이 M 단위로 봉쇄되고, 중간 단위가 D 단위만으로 이루어지고, 23℃에 있어서의 점도가 0.3Pa·s인 직쇄상 폴리메틸비닐실록산
(B) 분기상 폴리오르가노실록산
B-1:M 단위, D 단위 및 Q 단위로 이루어지고, 이들의 몰비가 M:DV:Q=6:1:8이고 Mw(중량 평균 분자량)가 3,000인 레진형상 폴리메틸비닐실록산
B-2:M 단위, M 단위 및 Q 단위로 이루어지고, 이들의 몰비가 M:MV:Q=5:1:8이고 Mw(중량 평균 분자량)가 3,000인 레진형상 폴리메틸비닐실록산
(C) 폴리오르가노하이드로젠실록산
C-1-1:양 말단이 M 단위로 봉쇄되고, 중간 단위가 50몰%인 DH 단위와 나머지 D 단위로 이루어지고, 23℃에 있어서의 점도가 0.02Pa·s인 직쇄상 폴리메틸하이드로젠실록산(1분자당 평균 20개의 수소 원자)
C-1-2:MH 및 Q 단위로 이루어지고, 23℃에 있어서의 점도가 0.017Pa·s인 폴리메틸하이드로젠실록산(규소에 결합한 수소 원자의 함유량은 1.0중량%이다)
C-2:양 말단이 MH 단위로 봉쇄되고, 중간 단위가 D 단위로 이루어지고, 23℃에 있어서의 점도가 0.015Pa·s인 직쇄상 폴리메틸하이드로젠실록산
(D) 필러
D-1:연무질 실리카를 헥사메틸디실라잔으로 표면처리한, BET 비표면적 200m2/g의 실리카
D-2:카본블랙
(E) 백금족 금속 화합물
E-1:염화백금산을 옥탄올과 가열함으로써 얻어지는 백금 함유량이 4중량%인 착체
E-2:염화백금산을 MM로 표시되는 실록산 이량체와 가열함으로써 얻어지고, 백금 함유량이 2중량%인 백금-비닐실록산 착체
(F) 접착성 부여제
F-1:식:
[화학식 7]
로 표시되는 환상 실록산의 이성체 혼합물
F-2:3-글리시독시프로필트리메톡시실란
F-3:비닐트리에톡시실란
F-4:알루미늄알킬아세토아세테이트디이소프로필레이트(가와켄 파인케미컬 사 제조, 알루미늄 킬레이트 M)
(G) 추가 성분
G-1:말레산디알릴
실시예 1
교반기, 가열 장치 및 감압 장치를 갖춘 용기에, A-3과, 미리 조제한 농도 50중량%의 B-1 톨루엔 용액을 넣고, 균일해지도록 혼합한 후, 150℃, 0.13kPa로 톨루엔을 증류제거하여, 폴리실록산 용액을 조제했다. 이를 만능 혼련기로 옮겨, D-1 및 A-4를 첨가하여, 150℃에서 3시간 감압하에 혼련하고, 추가로 A-1을 첨가한 후에 1시간 감압 혼련을 행했다. 40℃ 이하까지 냉각하여, E-1을 혼합 분산시킨 후에, G-1을 혼합했다. 다음에 C-1-1, C-2, F-1 및 F-2를 첨가하여, 30분간 재빠르게 감압 혼련함으로써, 탈포를 행하여, 폴리오르가노실록산 조성물을 조제했다.
실시예 2~3, 비교예 1~7
실시예 1에 준하는 수순에 따라, 폴리오르가노실록산 조성물을 조제했다. 각 실시예 및 비교예의 배합비를, 표 1에 나타낸다.
(평가 방법)
<점도>
JIS K 6249에 준거하고, 회전 점도계를 이용하여, 스핀들 번호 및 회전수를 적절히 설정하여, 실온(23℃)의 조건에서 측정했다.
<접착성과 접착 내구성>
(1) 시험편의 제작
JIS A1439에 규정하는 방법에 준하여, 접착성 시험을 위한 시험체를 제작했다. 즉, 폴리오르가노실록산 조성물을 2장의 알루미늄판(JISH4000에 규정된 알루미늄 피착체:A5052P:50mm×50mm×5mm 두께)의 사이에 충전하고, 120℃×1시간 가열 경화시켜, 시험체( 「H형 시험체」라고도 불린다)를 제조했다. 접착층은 12mm×12mm×50mm로 했다.
(2) 접착성 시험과 접착 내구성의 확인
(2-1) 접착 내구성
시험체의 접착층(조성물의 경화물)의 양측에 스페이서를 달고, 2장의 알루미늄판이 평행 상태를 유지한 채로, 떼어놓도록 하여, 접착층을 잡아늘이는 방향으로 20%의 비틀림을 가해, 접착층의 내구성을 확인했다. 실온에서 1일 방치하거나, -40℃~125℃의 냉열 사이클 시험(10분~15분 양단의 온도 사이를 승온 및 강온하고, 또한, 양단의 온도를 30분 유지했다. )을 행했다(에스펙사 제조 냉열 충격 장치).
사이클 시험 투입 전(실온에서 1일 방치), 각 사이클 시험 경과 후(100, 500, 1000 사이클)의 시험체의 상태를 이하의 판단에 따라 관찰했다.
◎:이상 없음
×:접착층과 기재의 계면 부근에 균열(찢어짐)이 발생했다.
(2-2) 접착성(파단 시험)
상기 냉열 사이클을 1000회 행한 후에 이상이 보이지 않은 시험편에 대해, 시험편을 오토그래프에 의해 파단시켜, 접착층의 접착성을 평가했다. 파단 시험은, JISA1439에 준거하여, 오토그래프(시마즈 제작소사 제조)를 사용해 행하여, 경화물의 파단 상황을 확인했다.
○:경화물이 파단되어, 시험편과의 접착면의 100%에 경화물이 부착되어 있다.
×:시험편으로부터 경화물이 박리되어, 접착면으로의 경화물의 부착이 없다
<복소 탄성률>
조성물의 복소 탄성률은, 동적 점탄성 장치를 사용해 조사했다(TA 인스트루먼츠 재팬(주) 제조 ARES-G2). 조사 방법은, 실온으로부터 120℃까지 승온시켜(10℃/분, 2시간 계측, 1Hz, 5% 비틀림) 조성물을 경화시켰을 때에 나타내는 복소 탄성률을 조성물의 탄성률[Pa]로 했다.
<레벨링성>
50mm×50mm의 유리판의 중심부에, 유리판의 1~2cm 위에서, 조성물을 1g 도포한 후 5분간 방치하고, 그 후 120℃에서 1시간 경화시켰다. 경화한 경화물의 직경 및 레벨링(평활) 상황을 평가했다.
○:경화물의 직경은 25mm 이상이고, 또한, 충분히 레벨링되어 있었다.
×:경화물의 직경은 25mm 미만이거나, 또는, 충분히 레벨링되어 있지 않았다.
결과를 표 1~표 2에 정리한다.
표 1 중의 약어는 이하를 의미한다.
H/Vi:(A) 중의 비닐기 및 (B) 중의 비닐기의 합계에 대한, (C) 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 합계의 비(몰비)
HC2/(HC1+HC2)(%):(C) 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자 중에서, (C2) 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 비율(몰비)
표 2에서 알 수 있듯이, 실시예의 폴리오르가노실록산 조성물은, 저점도였다. 또, 실시예의 폴리오르가노실록산 조성물의 경화물은, 탄성률이 낮고, 접착성 시험에서 찢어짐이 발생하지 않고, 접착성이 뛰어났다.
실시예 1과 2의 비교에 의해, B-2 성분이 사용되는 경우, 탄성률이 보다 낮아졌다.
비교예 1의 조성물은, B 성분 및 D 성분을 포함하지 않는다. 그 때문에, 변형 비틀림에 추종하지 못해, 접착 불량 및 벗겨짐이 발생했다.
비교예 2의 조성물은, H/Vi가 1.5 이상이고, B 성분을 포함하지 않기 때문에, 강도 부족이 되어, 찢어짐이 발생했다.
비교예 3의 조성물은, B 성분의 함유량이 작기 때문에, 강도 부족이 되어, 찢어짐이 발생했다. 또, 비교예 3의 조성물은, H/Vi가 1.5 이상이고, C-2 성분을 포함하지 않기 때문에, 변형 비틀림에 추종하지 못하고, 또, 접착 불량 및 벗겨짐이 발생했다.
비교예 4의 조성물은, H/Vi가 1.5 이상이고, C-2 성분을 포함하지 않기 때문에, 변형 비틀림에 추종하지 못하고, 또, 탄성률이 비교적 높고, 접착 불량 및 벗겨짐이 발생했다.
비교예 5의 조성물은, H/Vi가 1.5이고, D 성분을 포함하지 않기 때문에, 변형 비틀림에 추종하지 못하고, 또, 탄성률이 비교적 높고, 접착 불량 및 벗겨짐이 발생했다.
비교예 6~7의 조성물은, (A1) 저점도 폴리오르가노실록산에 상당하는 A-3 성분 및 A-4 성분 어느 것도 포함하지 않기 때문에, 조성물의 점도가 높고, 확산성 및 레벨링성이 떨어졌다.

Claims (18)

  1. (A) 분자 중에 2개 이상의 R1(여기에서, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 0.1~500Pa·s인 직쇄상 폴리오르가노실록산이며, (A1) 분자 중에 2개 이상의 R1(여기에서, R1은 알케닐기를 나타낸다)을 함유하고, 23℃에 있어서의 점도가 0.1Pa·s 이상 0.5Pa·s 이하인 직쇄상 폴리오르가노실록산을 포함하는, 직쇄상 폴리오르가노실록산;
    (B) 필수 단위로서 SiO4/2 단위와, R3SiO1/2 단위 및 R2SiO2/2 단위로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 단위(식중, R은, R1 또는 R2이고, R1은 상술한 바와 같으며, R2는, 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환된 1가의 탄화수소기를 나타낸다)를 포함하고, R 중, 1 분자당 적어도 3개가 R1인 폴리오르가노실록산;
    (C) 하기 (C1) 및 (C2):
    (C1) 규소 원자에 결합한 수소 원자를, 분자 중에 3개 이상 갖는 폴리오르가노하이드로젠실록산;및
    (C2) 규소 원자에 결합한 수소 원자를, 분자쇄의 양 말단에만 각각 1개씩 포함하고, 또한 분자 중에 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 직쇄상 폴리오르가노하이드로젠실록산;
    (D) 필러;
    (E) 백금족 금속 화합물;그리고
    (F) 하기 (F1)~(F4):
    (F1) 규소 원자에 결합한 수소 원자와, 규소 원자에 결합한 하기 식 (I):
    [화학식 8]

    로 표시되는 측쇄를 갖는 유기 규소 화합물(식 (I) 중, Q1은, 규소 원자와 에스테르 결합의 사이에 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄소쇄를 형성하는, 직쇄상 또는 분기상의 알킬렌기를 나타내고;Q2는, 산소 원자와 측쇄의 규소 원자의 사이에 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄소쇄를 형성하는, 직쇄상 또는 분기상의 알킬렌기를 나타내고;R3은, 탄소수 1~4의 알킬기 또는 2-메톡시에틸기를 나타낸다),
    (F2) Si(OR3)n기(식 중, R3은, 탄소수 1~4의 알킬기 또는 2-메톡시에틸기를 나타내고;n은 1~3의 정수이다)와 에폭시기 함유기를 갖는 유기 규소 화합물, 및/또는 그 부분 가수분해 축합물
    (F3) Si(OR3)n기(식 중, R3은, 탄소수 1~4의 알킬기 또는 2-메톡시에틸기를 나타내고;n은 1~3의 정수이다)와 지방족 불포화 탄화수소기를 갖는 실란 화합물, 및/또는 그 부분 가수분해 축합물, 그리고
    (F4) 유기 알루미늄 화합물
    로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 2종;
    을 포함하고,
    (A) 성분 중의 R1기 및 (B) 성분 중의 R1기인 알케닐기의 합계에 대한, (C) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 합계의 몰비(H/Vi)가, 0.2 이상 1.5 미만이고,
    (C) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자 중에서, (C2) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 비율이, 20~99몰%이며,
    (D) 성분의 함유량이 조성물 중의 20중량% 이하이고,
    (E) 성분의 백금계 금속 원자의 양이, (A) 성분과 (B) 성분의 합계량에 대해서 0.1~1,000중량ppm인,
    접착성 폴리오르가노실록산 조성물.  
  2. 청구항 1에 있어서,
    (C2) 성분이, 일반식 (IV):
    [화학식 9]

    (식 중, R6은, 지방족 불포화 결합을 갖지 않는, 비치환 또는 치환된 1가의 탄화수소기를 나타내고;m은, 23℃에 있어서의 점도를 0.001~10Pa·s로 하는 수이다)로 표시되는, 직쇄상 폴리오르가노하이드로젠실록산인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    (A) 성분의 합계 100 중량부에 대해서, (A1) 성분의 함유량이, 10중량부 초과 90중량부 이하인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물. 
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    (A) 성분의 23℃에 있어서의 점도가 0.1~15Pa·s인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  5. 청구항 3에 있어서,
    (A) 성분의 23℃에 있어서의 점도가 0.1~15Pa·s인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    (A) 성분 및 (B) 성분의 R1이 비닐기인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  7. 청구항 3에 있어서,
    (A) 성분 및 (B) 성분의 R1이 비닐기인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  8. 청구항 4에 있어서,
    (A) 성분 및 (B) 성분의 R1이 비닐기인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  9. 청구항 5에 있어서,
    (A) 성분 및 (B) 성분의 R1이 비닐기인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    (E) 성분이, 백금-비닐실록산 착체 및 염화백금산과 알코올의 반응 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  11. 청구항 3에 있어서,
    (E) 성분이, 백금-비닐실록산 착체 및 염화백금산과 알코올의 반응 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  12. 청구항 4에 있어서,
    (E) 성분이, 백금-비닐실록산 착체 및 염화백금산과 알코올의 반응 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  13. 청구항 5에 있어서,
    (E) 성분이, 백금-비닐실록산 착체 및 염화백금산과 알코올의 반응 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  14. 청구항 6에 있어서,
    (E) 성분이, 백금-비닐실록산 착체 및 염화백금산과 알코올의 반응 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  15. 청구항 7에 있어서,
    (E) 성분이, 백금-비닐실록산 착체 및 염화백금산과 알코올의 반응 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  16. 청구항 8에 있어서,
    (E) 성분이, 백금-비닐실록산 착체 및 염화백금산과 알코올의 반응 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  17. 청구항 9에 있어서,
    (E) 성분이, 백금-비닐실록산 착체 및 염화백금산과 알코올의 반응 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
  18. 청구항 1에 있어서,
    (B) 성분이, RSiO3/2 단위 (식 중, R은 R1 또는 R2이고, R1은 알케닐기를 나타내고, R2는 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기를 나타낸다)를 포함하는 것인, 접착성 폴리오르가노실록산 조성물.
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