(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
なお、本明細書中において、比表面積は、BET法により測定された値である。なお、ミラブル型組成物とは、通常、室温(25℃)において自己流動性のない高粘度で非液状の組成物であって、ロールミル(例えば、二本ロールや三本ロール)などの混練機で剪断応力下に均一に混練することが可能な組成物を意味する。また、オルガノポリシロキサン生ゴムとは、高重合度(高粘度)であって、通常、室温(25℃)において自己流動性のない非液状のオルガノポリシロキサン成分であることを意味する。
【0011】
本発明のミラブル型シリコーンゴム組成物は、
(A)重合度が100以上で1分子当たりに少なくとも2個の脂肪族不飽和基を含有し、かつ分子中のすべてのシロキサン単位に対して0.2モル%以下の脂肪族不飽和基含有シロキサン単位を含有するオルガノポリシロキサン、
(B)重合度が100以上で1分子当たりに少なくとも2個の脂肪族不飽和基を含有し、かつ分子中のすべてのシロキサン単位に対して少なくとも6.0モル%の脂肪族不飽和基含有シロキサン単位を含有するオルガノポリシロキサン、
(C)補強性シリカ、及び
(D)硬化剤
を含有し、ASTM D1894に準じて測定した動摩擦係数が0.4以下、特には0.3以下のシリコーンゴム硬化物を与えるものである。
【0012】
−(A)成分−
(A)成分の、重合度が100以上で1分子当たりに少なくとも2個のケイ素原子に結合した脂肪族不飽和基を含有し、かつ分子中のすべてのシロキサン単位に対して0.2モル%以下の脂肪族不飽和基含有シロキサン単位を有するオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式(I)で示されるものを用いることができる。
R
1aSiO
(4-a)/2 (I)
(式中、R
1は同一又は異種の非置換もしくは置換の一価炭化水素基を示し、aは1.95〜2.05の正数である。)
【0013】
上記平均組成式(I)中、R
1は同一又は異種の非置換もしくは置換の一価炭化水素基を示し、通常、炭素数1〜12、特に炭素数1〜8のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、シクロアルケニル基等を含む脂肪族不飽和基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、2−フェニルエチル基等のアラルキル基、あるいはこれらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子もしくはシアノ基などで置換した、例えばクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられ、メチル基、ビニル基、フェニル基、トリフルオロプロピル基が好ましく、特にメチル基、ビニル基が好ましい。
【0014】
特に、(A)成分としてのオルガノポリシロキサンは、1分子中に2個以上、通常2〜50個、特に2〜20個程度のケイ素原子に結合したアルケニル基、シクロアルケニル基等の脂肪族不飽和基を有するものが好ましく、特にビニル基を有するものであることが好ましい。この場合、全R
1中0.01〜0.1モル%、特に0.02〜0.05モル%がアルケニル基等の脂肪族不飽和基であることが好ましい。なお、この脂肪族不飽和基は、分子鎖末端でケイ素原子に結合していても、分子鎖の途中(分子鎖非末端)のケイ素原子に結合していても、その両方であってもよいが、少なくとも分子鎖末端のケイ素原子に結合していることが好ましい。
【0015】
また、aは1.95〜2.05、好ましくは1.98〜2.02、より好ましくは1.99〜2.01の正数である。また、全R
1中90モル%以上、好ましくは95モル%以上、更に好ましくは脂肪族不飽和基を除く全てのR
1がアルキル基、特にはメチル基であることが望ましい。
【0016】
また、分子中の全シロキサン単位に対する脂肪族不飽和基含有シロキサン単位(即ち、アルケニル基等の脂肪族不飽和基を含有するトリオルガノシロキシ単位、ジオルガノシロキサン単位及びオルガノシルセスキオキサン単位の合計)の割合は、0.2モル%以下であり、好適には0.02〜0.2モル%、より好ましくは0.04〜0.1モル%である。(A)成分中の脂肪族不飽和基含有シロキサン単位の量が多すぎると硬化物の動摩擦係数が高くなってしまい、すべり性が発現しない。また、場合によっては(A)成分が後述する(B)成分と重複し、差別化困難となってしまう。
【0017】
(A)成分であるオルガノポリシロキサンの分子構造は、直鎖状、又は一部分岐構造を有する直鎖状であることが好ましい。具体的には、該オルガノポリシロキサンの主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位(R
12SiO
2/2、R
1は上記と同じ、以下同様)の繰り返し構造が、ジメチルシロキサン単位のみの繰り返しからなるもの、又はこの主鎖を構成するジメチルシロキサン単位の繰り返しからなるジメチルポリシロキサン構造の一部として、フェニル基、ビニル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等を置換基として有するジフェニルシロキサン単位、メチルフェニルシロキサン単位、メチルビニルシロキサン単位、メチル−3,3,3−トリフルオロプロピルシロキサン単位等のジオルガノシロキサン単位を導入したもの等が好適である。
【0018】
また、分子鎖両末端は、例えば、トリメチルシロキシ基、ジメチルフェニルシロキシ基、ビニルジメチルシロキシ基、ジビニルメチルシロキシ基、トリビニルシロキシ基等のトリオルガノシロキシ基(R
13SiO
1/2)やヒドロキシジメチルシロキシ基等のヒドロキシジオルガノシロキシ基(R
12(HO)SiO
1/2)などで封鎖されていることが好ましい。
【0019】
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、上述したように、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基(R
13SiO
1/2)又はヒドロキシジオルガノシロキシ基(R
12(HO)SiO
1/2)で封鎖され、主鎖がジオルガノシロキサン単位(R
12SiO
2/2)の繰り返しからなる直鎖状のものを好ましく挙げることができる。特に好ましいものとしては、分子中の置換基(即ち、ケイ素原子に結合する非置換又は置換の一価炭化水素基)の種類として、メチルビニルポリシロキサン、メチルフェニルビニルポリシロキサン、メチルトリフルオロプロピルビニルポリシロキサン等を挙げることができる。
【0020】
このようなオルガノポリシロキサンは、例えば、オルガノハロゲノシランの1種又は2種以上を(共)加水分解縮合することにより、あるいは環状ポリシロキサン(シロキサンの3量体、4量体等)をアルカリ性又は酸性の触媒を用いて開環重合することによって得ることができる。
【0021】
なお、上記オルガノポリシロキサンの重合度は100以上(通常、100〜100,000)、好ましくは1,000〜100,000、より好ましくは2,000〜50,000、特に好ましくは3,000〜20,000であり、室温(25℃)において自己流動性のない、いわゆる生ゴム状(非液状)であることが好ましい。重合度が小さすぎるとコンパウンドとした際に、混練工程におけるロール粘着等の問題が生じ、ロール作業性が悪化する。なお、この重合度(又は分子量)は、通常、トルエンを展開溶媒としてゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析によるポリスチレン換算の重量平均重合度(又は重量平均分子量)として測定することができる。
【0022】
(A)成分は、1種を単独で用いても、分子量(重合度)や分子構造の異なる2種又は3種以上の混合物であってもよい。
【0023】
−(B)成分−
(B)成分の、重合度が100以上で1分子当たりに少なくとも2個のケイ素原子に結合した脂肪族不飽和基を含有し、かつ分子中のすべてのシロキサン単位に対して少なくとも6.0モル%の脂肪族不飽和基含有シロキサン単位を有するオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式(II)で示されるものを用いることができる。
R
2bSiO
(4-b)/2 (II)
(式中、R
2は同一又は異種の非置換もしくは置換の一価炭化水素基を示し、
bは1.95〜2.05の正数である。)
【0024】
上記平均組成式(II)中、R
2は同一又は異種の非置換もしくは置換の一価炭化水素基を示し、通常、炭素数1〜12、特に炭素数1〜8のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、シクロアルケニル基等を含む脂肪族不飽和基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、2−フェニルエチル基等のアラルキル基、あるいはこれらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子もしくはシアノ基などで置換した、例えばクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられ、メチル基、ビニル基、フェニル基、トリフルオロプロピル基が好ましく、特にメチル基、ビニル基が好ましい。
【0025】
特に、(B)成分としてのオルガノポリシロキサンは、1分子中に2個以上、通常2〜50個、特に2〜20個程度のケイ素原子に結合したアルケニル基、シクロアルケニル基等の脂肪族不飽和基を有するものが好ましく、特にビニル基を有するものであることが好ましい。この場合、全R
2中3.0〜20モル%、特に3.02〜10モル%がアルケニル基等の脂肪族不飽和基であることが好ましい。なお、この脂肪族不飽和基は、分子鎖末端でケイ素原子に結合していても、分子鎖の途中(分子鎖非末端)のケイ素原子に結合していても、その両方であってもよいが、少なくとも分子鎖末端のケイ素原子に結合していることが好ましい。
【0026】
また、bは1.95〜2.05、好ましくは1.98〜2.02、より好ましくは1.99〜2.01の正数である。また、全R
2中90モル%以上、好ましくは95モル%以上、更に好ましくは脂肪族不飽和基を除く全てのR
2がアルキル基、特にはメチル基であることが望ましい。
【0027】
また、分子中の全シロキサン単位に対する脂肪族不飽和基含有シロキサン単位(即ち、アルケニル基等の脂肪族不飽和基を含有するトリオルガノシロキシ単位、ジオルガノシロキサン単位及びオルガノシルセスキオキサン単位の合計)の割合は、少なくとも6.0モル%であり、好適には6.0〜40モル%、より好ましくは6.04〜20モル%である。(B)成分中の脂肪族不飽和基含有シロキサン単位の量が少なすぎるとやはり硬化物の動摩擦係数が高くなってしまい、すべり性が発現しない。また、場合によっては(B)成分が前述の(A)成分と重複し、差別化困難となってしまう。
【0028】
(B)成分であるオルガノポリシロキサンの分子構造は、直鎖状、又は一部分岐構造を有する直鎖状であることが好ましい。具体的には、該オルガノポリシロキサンの主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位(R
22SiO
2/2、R
2は上記と同じ、以下同様)の繰り返し構造が、ジメチルシロキサン単位のみの繰り返しからなるもの、又はこの主鎖を構成するジメチルシロキサン単位の繰り返しからなるジメチルポリシロキサン構造の一部として、フェニル基、ビニル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等を置換基として有するジフェニルシロキサン単位、メチルフェニルシロキサン単位、メチルビニルシロキサン単位、メチル−3,3,3−トリフルオロプロピルシロキサン単位等のジオルガノシロキサン単位を導入したもの等が好適である。
【0029】
また、分子鎖両末端は、例えば、トリメチルシロキシ基、ジメチルフェニルシロキシ基、ビニルジメチルシロキシ基、ジビニルメチルシロキシ基、トリビニルシロキシ基等のトリオルガノシロキシ基(R
23SiO
1/2)やヒドロキシジメチルシロキシ基等のヒドロキシジオルガノシロキシ基(R
22(HO)SiO
1/2)などで封鎖されていることが好ましい。
【0030】
(B)成分のオルガノポリシロキサンは、上述したように、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基(R
23SiO
1/2)又はヒドロキシジオルガノシロキシ基(R
22(HO)SiO
1/2)で封鎖され、主鎖がジオルガノシロキサン単位(R
22SiO
2/2)の繰り返しからなる直鎖状のものを好ましく挙げることができる。特に好ましいものとしては、分子中の置換基(即ち、ケイ素原子に結合する非置換又は置換の一価炭化水素基)の種類として、メチルビニルポリシロキサン、メチルフェニルビニルポリシロキサン、メチルトリフルオロプロピルビニルポリシロキサン等を挙げることができる。
【0031】
このようなオルガノポリシロキサンは、例えば、オルガノハロゲノシランの1種又は2種以上を(共)加水分解縮合することにより、あるいは環状ポリシロキサン(シロキサンの3量体、4量体等)をアルカリ性又は酸性の触媒を用いて開環重合することによって得ることができる。
【0032】
なお、上記オルガノポリシロキサンの重合度は100以上(通常、100〜100,000)、好ましくは1,000〜100,000、より好ましくは2,000〜50,000、特に好ましくは3,000〜20,000であり、室温(25℃)において自己流動性のない、いわゆる生ゴム状(非液状)であることが好ましい。重合度が小さすぎるとコンパウンドとした際に、混練工程におけるロール粘着等の問題が生じ、ロール作業性が悪化する。なお、この重合度(又は分子量)は、通常、トルエンを展開溶媒としてゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析によるポリスチレン換算の重量平均重合度(又は重量平均分子量)として測定することができる。
【0033】
(B)成分は、1種を単独で用いても、分子量(重合度)や分子構造の異なる2種又は3種以上の混合物であってもよい。
【0034】
なお、(A)成分と(B)成分の脂肪族不飽和基含有オルガノポリシロキサンの配合量は合計で100質量部であるが、(A)成分と(B)成分との配合比率は(A)成分;50〜99質量部に対して(B)成分;1〜50質量部であり、好ましくは(A)成分;80〜99質量部に対して(B)成分;1〜20質量部、より好ましくは(A)成分;85〜95質量部に対して(B)成分;5〜15質量部である。上記配合比率から外れると表面滑り性に優れた動摩擦係数の低い(動摩擦係数;0.4以下、特には0.3以下の)シリコーンゴム硬化物が得難くなる。
【0035】
−(C)成分−
(C)成分の補強性シリカは、機械的強度の優れたシリコーンゴム組成物を得るために添加される充填剤であり、この目的のためには比表面積(BET吸着法)が50m
2/g以上であることが必要であり、好ましくは100〜450m
2/g、より好ましくは100〜300m
2/gである。比表面積が50m
2/g未満だと、硬化物の機械的強度が低くなってしまう。
【0036】
このような補強性シリカとしては、例えば煙霧質シリカ(乾式シリカ又はヒュームドシリカ)、沈降シリカ(湿式シリカ)等が挙げられ、またこれらの表面をクロロシランやヘキサメチルジシラザン等で疎水化処理したものも好適に用いられる。これらのなかでも動的疲労特性に優れる煙霧質シリカが好ましい。(C)成分は1種単独で使用しても又は2種以上を併用してもよい。
【0037】
(C)成分の補強性シリカとしては、市販品を用いることができ、例えば、アエロジル130、アエロジル200、アエロジル300、アエロジルR−812、アエロジルR−972、アエロジルR−974などのアエロジルシリーズ(日本アエロジル(株)製)、Cabosil MS−5、MS−7(キャボット社製)、レオロシールQS−102、103、MT−10(トクヤマ社製)等の表面未処理又は表面疎水化処理された(即ち、親水性又は疎水性の)ヒュームドシリカや、トクシールUS−F(トクヤマ社製)、NIPSIL−SS、NIPSIL−LP(日本シリカ(株)製)等の表面未処理又は表面疎水化処理された沈降シリカ等が挙げられる。
【0038】
(C)成分の補強性シリカの配合量は、(A)成分及び(B)成分のオルガノポリシロキサンの合計100質量部に対して5〜100質量部であり、10〜50質量部であることが好ましい。(C)成分の配合量が少なすぎる場合には補強効果が得られず、多すぎる場合には加工性が悪くなり、また機械的強度が低下してしまい、動的疲労耐久性も悪化してしまう。
【0039】
−(D)成分−
(D)成分の硬化剤は、本発明で用いるシリコーンゴム組成物を硬化させ得るものであれば特に限定されない。(D)成分は1種単独で使用しても2種以上を併用してもよい。(D)成分としては、例えば、(D−1)付加反応型硬化剤、(D−2)有機過酸化物硬化剤、及び(D−1)成分と(D−2)成分との組み合わせが挙げられる。
【0040】
・(D−1)付加反応型硬化剤
(D−1)成分としては、(D−1a)オルガノハイドロジェンポリシロキサンと(D−1b)ヒドロシリル化触媒との組み合わせが用いられる。
・・(D−1a)オルガノハイドロジェンポリシロキサン
(D−1a)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2個以上、好ましくは3個以上のSiH基を含有するものであれば、直鎖状、環状、分岐状及び三次元網状構造のいずれであってもよい。(D−1a)成分としては、付加反応硬化型シリコーンゴム組成物の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いることができ、例えば、下記平均組成式(III):
R
3pH
qSiO
(4-p-q)/2 (III)
(式中、R
3は互いに同一又は異種の非置換もしくは置換の炭素原子数1〜12の1価炭化水素基であり、p及びqは0≦p<3、0<q≦3及び0<p+q≦3を満たす正数である。)
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。(D−1a)成分は1種単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
【0041】
上記平均組成式(III)中、R
3は互いに同一又は異種の非置換もしくは置換の炭素原子数1〜12、特に好ましくは1〜8の1価炭化水素基であり、脂肪族不飽和基以外のものであることが好ましい。R
3の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基、2−フェニルエチル基、2−フェニルプロピル基等のアラルキル基;及びこれらの炭化水素基の水素原子の一部又は全部をフッ素原子等のハロゲン原子等で置換した基、例えば3,3,3−トリフルオロプロピル基等が挙げられる。
【0042】
p及びqは、好ましくは0.7≦p≦2.4、0.002≦q≦1及び0.8≦p+q≦2.7を満たす正数であり、より好ましくは1≦p≦2.2、0.01≦q≦1及び1.002≦p+q≦2.5を満たす正数である。
【0043】
(D−1a)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、SiH基を1分子中に2個以上(例えば2〜300個)、好ましくは3個以上(例えば3〜200個)、より好ましくは4〜100個程度有する。(D−1a)成分においてSiH基は分子鎖末端にあっても、分子鎖の途中(即ち、分子鎖非末端部分)にあっても、その両方にあってもよい。
【0044】
また、(D−1a)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数(又は重合度)は、好ましくは2〜300個、より好ましくは3〜200個、更に好ましくは4〜100個程度である。
【0045】
更に、(D−1a)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの25℃における粘度は、好ましくは0.5〜10,000mPa・s、より好ましくは0.5〜1,000mPa・s、特に好ましくは1〜300mPa・sである。なお、本発明において、粘度は通常、回転粘度計(BL型、BH型、BS型、コーンプレート型等)によって測定することができる。
【0046】
(D−1a)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの具体例としては、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、トリス(ハイドロジェンジメチルシロキシ)メチルシラン、トリス(ハイドロジェンジメチルシロキシ)フェニルシラン、メチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、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、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、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、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、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、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シロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、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シロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、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シロキサン・メチルフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、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シロキサン・ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、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シロキサン・ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、(CH
3)
2HSiO
1/2単位と(CH
3)
3SiO
1/2単位とSiO
4/2単位とからなる共重合体、(CH
3)
2HSiO
1/2単位とSiO
4/2単位とからなる共重合体、及び(CH
3)
2HSiO
1/2単位とSiO
4/2単位と(C
6H
5)
3SiO
1/2単位とからなる共重合体;これらの例示化合物においてメチル基の一部又は全部をプロピル基、ブチル基等のメチル基以外のアルキル基もしくはフェニル基又はこれらの組み合わせ等で置換した化合物;下記構造式で表わされる化合物などが挙げられる。
【0047】
【化1】
(上記式中、kは2〜10の整数であり、s及びtは0〜10の整数である。)
【0048】
(D−1a)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、(A)成分及び(B)成分の合計100質量部に対して0.1〜40質量部が好ましい。更に、(A)成分中及び(B)成分中の脂肪族不飽和基(例えば、ケイ素原子に結合したアルケニル基等)1個に対し、(D−1a)成分中のSiH基の個数が好ましくは0.5〜10個、より好ましくは0.7〜5個となる量である。該配合量が上記範囲内だと、得られる組成物の硬化時に架橋が十分に形成されやすく、硬化後は、機械的強度が十分となりやすく、また、他の物理特性、特に耐熱性と低圧縮永久歪特性が良好となりやすい。
【0049】
・・(D−1b)ヒドロシリル化触媒
(D−1b)成分のヒドロシリル化触媒は、(A)成分中及び(B)成分中のアルケニル基と(D−1a)成分中のSiH基とを付加反応させる触媒である。(D−1b)成分は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。(D−1b)成分としては、例えば、白金族金属系触媒が挙げられ、具体的には、例えば、白金族の金属単体とその化合物が挙げられる。白金族金属系触媒としては、付加反応硬化型シリコーンゴム組成物の触媒として従来公知のものが使用できる。白金族金属系触媒としては、例えば、シリカ、アルミナ、シリカゲルのような担体に吸着させた微粒子状白金金属、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸6水和物のアルコール溶液、パラジウム触媒、ロジウム触媒等が挙げられるが、白金又は白金化合物が好ましい。
【0050】
(D−1b)成分の添加量は、上記付加反応を促進できる量であればよく、白金族金属質量に換算して(A)成分及び(B)成分のオルガノポリシロキサンの合計量に対して、好ましくは1質量ppm〜1質量%(10,000質量ppm)、より好ましくは2〜1,000質量ppm、特に好ましくは10〜500質量ppmである。該添加量がこの範囲だと、付加反応が十分に促進されやすく、硬化が十分になりやすく、経済的に有利となりやすい。
【0051】
また、上記の触媒のほかに硬化速度を調整する目的で、付加架橋制御剤を使用してもよい。その具体例としてはエチニルシクロヘキサノール等のアセチレンアルコール系制御剤、テトラシクロメチルビニルポリシロキサン等が挙げられる。付加架橋制御剤は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
【0052】
・(D−2)有機過酸化物硬化剤
(D−2)成分としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、p−メチルベンゾイルパーオキサイド、o−メチルベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−ビス(2,5−t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート、1,6−ヘキサンジオール−ビス−t−ブチルパーオキシカーボネート等が挙げられる。(D−2)成分は1種単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
【0053】
(D−2)成分の添加量は、(A)成分及び(B)成分の合計100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましく、特に0.2〜5質量部が好ましい。
【0054】
−その他の成分−
本発明で用いるシリコーンゴム組成物には、本発明の目的を損なわない範囲において、上記成分に加え、必要に応じて、その他の成分として、粉砕石英、結晶性シリカ、珪藻土、炭酸カルシウム等の充填剤、着色剤、引き裂き強度向上剤、酸化鉄や酸化セリウム等の耐熱性向上剤、酸化チタン、白金化合物等の難燃性向上剤、受酸剤、アルミナや窒化硼素等の熱伝導率向上剤、離型剤、充填剤用分散剤として各種アルコキシシラン、特にフェニル基含有アルコキシシラン及びその加水分解物、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、シラノール基含有低分子シロキサン等の、熱硬化型シリコーンゴム組成物における公知の充填剤及び添加剤を添加してもよい。その他の成分は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
【0055】
−組成物の調製方法−
本発明で用いるシリコーンゴム組成物は、該組成物を構成する成分をニーダー、バンバリーミキサー、二本ロール等の公知の混練機で混合することにより得ることができる。該シリコーンゴム組成物として上記(A)〜(D)成分を含有する組成物を用いる場合、(A)成分と(B)成分のオルガノポリシロキサンと(C)成分の補強性シリカを混合して混合物を得た後、該混合物に(D)成分の硬化剤を添加することが好ましい。上記(A)〜(D)成分を含有する組成物が更にその他の成分を含む場合には、(A)成分と(B)成分のオルガノポリシロキサンと(C)成分の補強性シリカとその他の成分とを混合して混合物を得た後、該混合物に(D)成分の硬化剤を添加することが好ましい。
【0056】
−シリコーンゴム成形物−
成形方法としては、目的とする成形品の形状及び大きさにあわせて公知の成形方法を選択すればよい。例えば、注入成形、圧縮成形、射出成形、カレンダー成形、押出成形などの方法が挙げられる。
【0057】
硬化条件は、用いる成形方法における公知の条件でよく、一般的に60〜450℃の温度で数秒〜1日程度である。また、得られる硬化物の圧縮永久歪の低下、得られるシリコーンゴム中に残存している低分子シロキサン成分の低減、該シリコーンゴム中の有機過酸化物の分解物の除去等の目的で、200℃以上、好ましくは200〜250℃のオーブン内等で1時間以上、好ましくは1〜70時間程度、より好ましくは1〜10時間のポストキュア(2次キュア)を行ってもよい。
【0058】
本発明のシリコーンゴム組成物を硬化してなるシリコーンゴムは、ASTM D1894に準じて測定した動摩擦係数が0.4以下であり、好ましくは0.05〜0.3、より好ましくは0.05〜0.2程度の低摩擦表面を有するものである。動摩擦係数が高すぎると充分な表面滑り性が得られない。
【0059】
また、硬度が低すぎるとシリコーンゴムの摩擦係数が高くなってしまう場合があるため、成形後のシリコーンゴムの硬さは、JIS K 6249に準拠した方法でデュロメータータイプA硬度計で測定した場合、20以上(通常、20〜90、特に30〜88)であることが好ましい。上記硬度は、補強性シリカの配合量を適宜調整することにより達成することができる。
【0060】
本発明のシリコーンゴム組成物は、複写機用の各種ロール(現像ロール、転写ロール、帯電ロール、給紙ロール等)などの事務機器用ロール等の表面すべり性を有する各種ロールやホース等として有用である。
【実施例】
【0061】
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。
【0062】
物性特性測定法
[測定方法]
[硬さ]
JIS K 6249に準拠して作製した試験用シートを用いて、JIS K 6249に準じた方法で、硬さ(デュロメーターA)を測定した。結果を表1,2に示す。
[動摩擦係数]
試験用シートの動摩擦係数は、ASTM D1894に準拠して、表面性測定機TYPE:14FW(新東科学(株)製)を用い、荷重100gf、引張速度500mm/分の条件で測定した。結果を表1,2に示す。
【0063】
[
参考例1]
ジメチルシロキサン単位99.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム90質量部、ジメチルシロキサン単位90.000モル%、メチルビニルシロキサン単位9.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム10質量部、BET法比表面積が200m
2/gのヒュームドシリカ(アエロジル200、日本アエロジル(株)製)20質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度4、25℃における粘度が15mPa・sであるジメチルポリシロキサン3質量部を添加し、170℃で2時間、ニーダーにより混合下で加熱した後、ベースコンパウンド(1)を調製した。
【0064】
上記ベースコンパウンド(1)100質量部に対して、架橋剤として側鎖にSiH基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(重合度38、SiH基が0.0074モル%の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)を2.1質量部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.05質量部、白金触媒(Pt濃度1質量%)0.1質量部を混合し、組成物Aを調製した。この組成物Aを120℃、70kgf/cm
2の条件で10分間プレスキュアーを行い、更にその後、200℃で4時間のポストキュアーを行った試験用シートを作製し、硬さ及び動摩擦係数を測定した。
【0065】
[実施例
1]
ジメチルシロキサン単位99.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム90質量部、ジメチルシロキサン単位90.000モル%、メチルビニルシロキサン単位9.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム10質量部、BET法比表面積が200m
2/gのヒュームドシリカ(アエロジル200、日本アエロジル(株)製)35質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度4、25℃における粘度が15mPa・sであるジメチルポリシロキサン5.2質量部を添加し、170℃で2時間、ニーダーにより混合下で加熱した後、ベースコンパウンド(2)を調製した。
【0066】
上記ベースコンパウンド(2)100質量部に対して、架橋剤として側鎖にSiH基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(重合度38、SiH基が0.0074モル%の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)を2.0質量部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.05質量部、白金触媒(Pt濃度1質量%)0.1質量部を混合し、組成物Bを調製した。この組成物Bを120℃、70kgf/cm
2の条件で10分間プレスキュアーを行い、更にその後、200℃で4時間のポストキュアーを行った試験用シートを作製し、硬さ及び動摩擦係数を測定した。
【0067】
[実施例
2]
ジメチルシロキサン単位99.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム90質量部、ジメチルシロキサン単位90.000モル%、メチルビニルシロキサン単位9.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム10質量部、BET法比表面積が200m
2/gのヒュームドシリカ(アエロジル200、日本アエロジル(株)製)55質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度4、25℃における粘度が15mPa・sであるジメチルポリシロキサン8.3質量部を添加し、170℃で2時間、ニーダーにより混合下で加熱した後、ベースコンパウンド(3)を調製した。
【0068】
上記ベースコンパウンド(3)100質量部に対して、架橋剤として側鎖にSiH基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(重合度38、SiH基が0.0074モル%の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)を1.9質量部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.05質量部、白金触媒(Pt濃度1質量%)0.1質量部を混合し、組成物Cを調製した。この組成物Cを120℃、70kgf/cm
2の条件で10分間プレスキュアーを行い、更にその後、200℃で4時間のポストキュアーを行った試験用シートを作製し、硬さ及び動摩擦係数を測定した。
【0069】
[実施例
3]
ジメチルシロキサン単位99.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム90質量部、ジメチルシロキサン単位90.000モル%、メチルビニルシロキサン単位9.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム10質量部、BET法比表面積が200m
2/gのヒュームドシリカ(アエロジル200、日本アエロジル(株)製)65質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度4、25℃における粘度が15mPa・sであるジメチルポリシロキサン9.8質量部を添加し、170℃で2時間、ニーダーにより混合下で加熱した後、ベースコンパウンド(4)を調製した。
【0070】
上記ベースコンパウンド(4)100質量部に対して、架橋剤として側鎖にSiH基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(重合度38、SiH基が0.0074モル%の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)を1.7質量部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.05質量部、白金触媒(Pt濃度1質量%)0.1質量部を混合し、組成物Dを調製した。この組成物Dを120℃、70kgf/cm
2の条件で10分間プレスキュアーを行い、更にその後、200℃で4時間のポストキュアーを行った試験用シートを作製し、硬さ及び動摩擦係数を測定した。
【0071】
[実施例
4]
ジメチルシロキサン単位99.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム95質量部、ジメチルシロキサン単位90.000モル%、メチルビニルシロキサン単位9.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム5質量部、BET法比表面積が200m
2/gのヒュームドシリカ(アエロジル200、日本アエロジル(株)製)65質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度4、25℃における粘度が15mPa・sであるジメチルポリシロキサン9.8質量部を添加し、170℃で2時間、ニーダーにより混合下で加熱した後、ベースコンパウンド(5)を調製した。
【0072】
上記ベースコンパウンド(5)100質量部に対して、架橋剤として側鎖にSiH基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(重合度38、SiH基が0.0074モル%の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)を1.7質量部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.05質量部、白金触媒(Pt濃度1質量%)0.1質量部を混合し、組成物Eを調製した。この組成物Eを120℃、70kgf/cm
2の条件で10分間プレスキュアーを行い、更にその後、200℃で4時間のポストキュアーを行った試験用シートを作製し、硬さ及び動摩擦係数を測定した。
【0073】
[
参考例2]
ジメチルシロキサン単位99.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム90質量部、両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖され、ジメチルシロキサン単位88.000モル%、メチルビニルシロキサン単位10.0モル%、平均重合度が約200であるオルガノポリシロキサンオイル10質量部、BET法比表面積が200m
2/gのヒュームドシリカ(アエロジル200、日本アエロジル(株)製)65質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度4、25℃における粘度が15mPa・sであるジメチルポリシロキサン9.8質量部を添加し、170℃で2時間、ニーダーにより混合下で加熱した後、ベースコンパウンド(6)を調製した。
【0074】
上記ベースコンパウンド(6)100質量部に対して、架橋剤として側鎖にSiH基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(重合度38、SiH基が0.0074モル%の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)を1.7質量部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.05質量部、白金触媒(Pt濃度1質量%)0.1質量部を混合し、組成物Fを調製した。この組成物Fを120℃、70kgf/cm
2の条件で10分間プレスキュアーを行い、更にその後、200℃で4時間のポストキュアーを行った試験用シートを作製し、硬さ及び動摩擦係数を測定した。
【0075】
[
参考例3]
実施例3で調整したベースコンパウンド(4)100質量部に対して、架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン0.4質量部を混合し、組成物Gを調製した。この組成物Gを165℃、70kgf/cm
2の条件で10分間プレスキュアーを行い、更にその後、200℃で4時間のポストキュアーを行った試験用シートを作製し、硬さ及び動摩擦係数を測定した。
【0076】
[比較例1]
ジメチルシロキサン単位99.975モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム30質量部、ジメチルシロキサン単位99.850モル%、メチルビニルシロキサン単位0.125モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム70質量部、BET法比表面積が200m
2/gのヒュームドシリカ(アエロジル200、日本アエロジル(株)製)35質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度4、25℃における粘度が15mPa・sであるジメチルポリシロキサン5.2質量部を添加し、170℃で2時間、ニーダーにより混合下で加熱した後、ベースコンパウンド(7)を調製した。
【0077】
上記ベースコンパウンド(7)100質量部に対して、架橋剤として側鎖にSiH基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(重合度38、SiH基が0.0074モル%の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)を0.9質量部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.05質量部、白金触媒(Pt濃度1質量%)0.1質量部を混合し、組成物Hを調製した。この組成物Hを120℃、70kgf/cm
2の条件で10分間プレスキュアーを行い、更にその後、200℃で4時間のポストキュアーを行った試験用シートを作製し、硬さ及び動摩擦係数を測定した。
【0078】
[比較例2]
ジメチルシロキサン単位99.850モル%、メチルビニルシロキサン単位0.125モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム100質量部、BET法比表面積が200m
2/gのヒュームドシリカ(アエロジル200、日本アエロジル(株)製)55質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度4、25℃における粘度が15mPa・sであるジメチルポリシロキサン8.3質量部を添加し、170℃で2時間、ニーダーにより混合下で加熱した後、ベースコンパウンド(8)を調製した。
【0079】
上記ベースコンパウンド(8)100質量部に対して、架橋剤として側鎖にSiH基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(重合度38、SiH基が0.0074モル%の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)を0.9質量部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.05質量部、白金触媒(Pt濃度1質量%)0.1質量部を混合し、組成物Iを調製した。この組成物Iを120℃、70kgf/cm
2の条件で10分間プレスキュアーを行い、更にその後、200℃で4時間のポストキュアーを行った試験用シートを作製し、硬さ及び動摩擦係数を測定した。
【0080】
[比較例3]
ジメチルシロキサン単位99.850モル%、メチルビニルシロキサン単位0.125モル%、ジメチルビニルシロキシ単位0.025モル%からなり、平均重合度が約6,000であるオルガノポリシロキサン生ゴム100質量部、BET法比表面積が200m
2/gのヒュームドシリカ(アエロジル200、日本アエロジル(株)製)65質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度4、25℃における粘度が15mPa・sであるジメチルポリシロキサン9.8質量部を添加し、170℃で2時間、ニーダーにより混合下で加熱した後、ベースコンパウンド(9)を調製した。
【0081】
上記ベースコンパウンド(9)100質量部に対して、架橋剤として側鎖にSiH基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(重合度38、SiH基が0.0074モル%の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)を0.9質量部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.05質量部、白金触媒(Pt濃度1質量%)0.1質量部を混合し、組成物Jを調製した。この組成物Jを120℃、70kgf/cm
2の条件で10分間プレスキュアーを行い、更にその後、200℃で4時間のポストキュアーを行った試験用シートを作製し、硬さ及び動摩擦係数を測定した。
【0082】
[比較例4]
比較例3で調製したベースコンパウンド(9)100質量部に対して、架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン0.4質量部を混合し、組成物Kを調製した。この組成物Kを165℃、70kgf/cm
2の条件で10分間プレスキュアーを行い、更にその後、200℃で4時間のポストキュアーを行った試験用シートを作製し、硬さ及び動摩擦係数を測定した。
【0083】
以上の結果を表1,2に示す。
【0084】
【表1】
【0085】
【表2】