JP7784965B2 - Aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles, silica-containing silicone rubber particles, and methods for producing the same - Google Patents
Aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles, silica-containing silicone rubber particles, and methods for producing the sameInfo
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Description
本発明は、高強度のシリコーンゴム粒子に関する。より詳細には、シリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物、およびシリカ含有シリコーンゴム粒子、並びにそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to high-strength silicone rubber particles. More specifically, it relates to an aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles, silica-containing silicone rubber particles, and methods for producing the same.
シリコーンゴム粒子は、樹脂の応力緩和剤、樹脂の光拡散剤、化粧料の感触向上剤、塗料やコーティング剤の艶消し剤、感触向上剤、滑り性向上剤等の用途で使用されている。塗料やコーティング剤用の用途では、シリカ等のフィラーを含有していないシリコーンゴムは強度が弱いため、塗膜が摩擦を受けると、配合されているシリコーンゴム粒子が破壊する場合がある。 Silicone rubber particles are used in applications such as stress relief agents for resins, light diffusing agents for resins, texture improvers for cosmetics, matting agents for paints and coatings, texture improvers, and slip improvers. When used in paints and coatings, silicone rubber that does not contain fillers such as silica has low strength, so when the paint film is subjected to friction, the silicone rubber particles contained in it may break.
特許文献1では、シリカ含有の高強度のシリコーンゴム粒子が提案されている。硬化性液状シリコーン組成物にシリカを混合し、それを、界面活性剤を含む水に分散(乳化)させた後、硬化反応させる方法によって製造されている。ここで使用されるシリカは、湿式シリカを液状のオルガノポリシロキサンによって疎水化処理したものである。疎水化処理されていないシリカを使用した場合、特許文献1にも記載されているように、シリカを配合した硬化性液状シリコーン組成物を乳化する操作において、シリカがシリコーン組成物から分散媒である水相に移行し、シリカを含有したシリコーンゴム粒子を得ることができない。
オルガノポリシロキサンによる疎水化処理の場合、シロキサンがシリカ表面と化学的に修飾しておらず、物理的に吸着しているものもあり、シリカを配合した硬化性液状シリコーン組成物を乳化する操作において、配合したシリカの一部が水相に移行する場合がある。
Patent Document 1 proposes high-strength silicone rubber particles containing silica. They are produced by mixing silica into a curable liquid silicone composition, dispersing (emulsifying) the mixture in water containing a surfactant, and then subjecting the mixture to a curing reaction. The silica used here is wet silica that has been hydrophobized with a liquid organopolysiloxane. As noted in Patent Document 1, if silica that has not been hydrophobized is used, during the emulsification process of the curable liquid silicone composition containing silica, the silica migrates from the silicone composition to the aqueous phase, which serves as the dispersion medium, and silica-containing silicone rubber particles cannot be obtained.
In the case of hydrophobic treatment using organopolysiloxane, the siloxane does not chemically modify the silica surface, but rather physically adsorbs to it, and during the process of emulsifying a curable liquid silicone composition containing silica, some of the incorporated silica may migrate into the aqueous phase.
湿式シリカをシランやシラザンにより疎水化する処理は、シリル基が化学的に修飾され十分に疎水化されたシリカとなる。しかし、シランやシラザンにより疎水化したシリカを混合した硬化性液状シリコーン組成物は、硬化性液状シリコーンの乳化に通常使用される界面活性剤では乳化できない。 When wet silica is hydrophobized with silane or silazane, the silyl groups are chemically modified to produce sufficiently hydrophobic silica. However, curable liquid silicone compositions containing silica hydrophobized with silane or silazane cannot be emulsified with surfactants typically used to emulsify curable liquid silicones.
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、高強度を有するシリコーンゴム粒子及びその水分散物を提供することを目的とする。 The present invention has been developed in light of the above circumstances, and aims to provide high-strength silicone rubber particles and their aqueous dispersions.
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究した結果、シランやシラザンで疎水化処理されたシリカを含むシリコーンゴム粒子の製造方法において、低HLBの非イオン性界面活性剤を使用することにより、シリカを配合した硬化性液状シリコーン組成物を良好に乳化することができ、シリコーンゴム粒子中にシリカを含むシリコーンゴム粒子を提供できることを見出し、本発明を成すに至った。該シリコーンゴム粒子はシリコーンゴム粒子中にシリカを含むため高強度を有することができる。 As a result of extensive research to achieve the above objective, the inventors discovered that by using a low HLB nonionic surfactant in a method for producing silicone rubber particles containing silica that has been hydrophobized with silane or silazane, it is possible to effectively emulsify a curable liquid silicone composition containing silica, thereby providing silicone rubber particles containing silica within the silicone rubber particles, leading to the completion of the present invention. Because the silicone rubber particles contain silica within the silicone rubber particles, they are able to possess high strength.
すなわち、本発明は、下記のシリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物およびシリカ含有シリコーンゴム粒子を提供する。
(A-1)シリコーンゴム100質量部に対して(A-2)疎水化処理シリカを1~50質量部含むシリコーンゴム粒子であり、該シリコーンゴム粒子は体積平均粒径0.5~100μmを有し及び球状であり、前記(A-2)疎水化処理シリカは、トリオルガノシリル基、ジオルガノシリル基、モノオルガノシリル基、及びポリジオルガノシロキシ基から選ばれる少なくとも1により疎水化されていることを特徴とする、前記シリコーンゴム粒子。
That is, the present invention provides the following aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles and silica-containing silicone rubber particles.
The silicone rubber particles comprise 1 to 50 parts by mass of (A-2) hydrophobized silica per 100 parts by mass of (A-1) silicone rubber, the silicone rubber particles having a volume average particle size of 0.5 to 100 μm and being spherical, and the (A-2) hydrophobized silica has been hydrophobized with at least one group selected from the group consisting of a triorganosilyl group, a diorganosilyl group, a monoorganosilyl group, and a polydiorganosiloxy group.
さらに本発明は、前記(A-1)シリコーンゴムが、(a)アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと(b)ケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとの付加反応硬化物である、前記シリコーンゴム粒子を提供する。
さらに本発明は、前記(A-1)シリコーンゴムが、(c)ケイ素原子に結合する水酸基または加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンと(d)ケイ素原子に結合する加水分解性基を有するシランとの縮合反応硬化物である、前記シリコーンゴム粒子を提供する。
さらに本発明は、前記(A-1)シリコーンゴムが、(e)ラジカル重合反応性基を有するオルガノポリシロキサンのラジカル反応硬化物である、前記シリコーンゴム粒子を提供する。
The present invention further provides the above-mentioned silicone rubber particles, wherein the (A-1) silicone rubber is a cured product obtained by an addition reaction between (a) an organopolysiloxane having alkenyl groups and (b) an organohydrogenpolysiloxane having silicon-bonded hydrogen atoms.
The present invention further provides the above-mentioned silicone rubber particles, wherein the (A-1) silicone rubber is a cured product obtained by a condensation reaction between (c) an organopolysiloxane having a hydroxyl group or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom and (d) a silane having a hydrolyzable group bonded to a silicon atom.
The present invention further provides the above-mentioned silicone rubber particles, wherein the silicone rubber (A-1) is a radical reaction cured product of (e) an organopolysiloxane having a radical polymerization reactive group.
さらに本発明は、疎水化処理シリカを含むシリコーンゴム粒子の製造方法であって、該製造方法は、
(i)オルガノポリシロキサン及びシランから選ばれる少なくも1の硬化性有機ケイ素化合物 100質量部と(A-2)疎水化処理シリカ1~50質量部とを混合する工程、
(ii)前記(i)で得た混合物に、(B)HLB1.0~12.0を有する非イオン性界面活性剤 0.1~20質量部、(C)水 5~2,000質量部、および任意で(D)水溶性高分子 0.05~5質量部を添加して乳化させて、水中油型エマルジョンを得る工程、
(iii)前記水中油型エマルジョン中の前記硬化性有機ケイ素化合物を硬化させてシリコーンゴム粒子の水分散物を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得た水分散物から水を除去してシリコーンゴム粒子を得る工程を含み、
前記シリコーンゴム粒子は体積平均粒径0.5~100μmを有し及び球状であり、前記疎水化処理シリカは、トリオルガノシリル基、ジオルガノシリル基、モノオルガノシリル基、及びポリジオルガノシロキシ基から選ばれる少なくとも1により疎水化されていることを特徴とする、前記シリコーンゴム粒子の製造方法を提供する。
The present invention further provides a method for producing silicone rubber particles containing hydrophobically treated silica, the method comprising the steps of:
(i) mixing 100 parts by mass of at least one curable organosilicon compound selected from organopolysiloxanes and silanes with 1 to 50 parts by mass of (A-2) hydrophobized silica;
(ii) adding 0.1 to 20 parts by mass of (B) a nonionic surfactant having an HLB of 1.0 to 12.0, 5 to 2,000 parts by mass of (C) water, and optionally 0.05 to 5 parts by mass of (D) a water-soluble polymer to the mixture obtained in (i) and emulsifying the mixture to obtain an oil-in-water emulsion;
(iii) curing the curable organosilicon compound in the oil-in-water emulsion to obtain an aqueous dispersion of silicone rubber particles; and (iv) removing water from the aqueous dispersion obtained in step (iii) to obtain silicone rubber particles.
The present invention provides a method for producing silicone rubber particles, characterized in that the silicone rubber particles have a volume average particle size of 0.5 to 100 μm and are spherical, and the hydrophobized silica is hydrophobized with at least one group selected from a triorganosilyl group, a diorganosilyl group, a monoorganosilyl group, and a polydiorganosiloxy group.
さらに本発明は、疎水化処理シリカを含むシリコーンゴム粒子の水分散物の製造方法であって、該製造方法は、
(i)オルガノポリシロキサン及びシランから選ばれる少なくも1の硬化性有機ケイ素化合物 100質量部と(A-2)疎水化処理シリカ1~50質量部とを混合する工程、
(ii)前記(i)で得た混合物に(B)HLB1.0~12.0を有する非イオン性界面活性剤 0.1~20質量部、(C)水 5~2,000質量部、および任意で(D)水溶性高分子 0.05~5質量部を添加して乳化させて、水中油型エマルジョンを得る工程、及び
(iii)前記水中油型エマルジョン中の前記硬化性有機ケイ素化合物を硬化させてシリコーンゴム粒子の水分散物を得る工程を含み、
前記シリコーンゴム粒子は体積平均粒径0.5~100μmを有し及び球状であり、前記疎水化処理シリカは、トリオルガノシリル基、ジオルガノシリル基、モノオルガノシリル基、及びポリジオルガノシロキシ基から選ばれる少なくとも1により疎水化されていることを特徴とする、
前記水分散物の製造方法を提供する。
The present invention further provides a method for producing an aqueous dispersion of silicone rubber particles containing hydrophobized silica, the method comprising the steps of:
(i) mixing 100 parts by mass of at least one curable organosilicon compound selected from organopolysiloxanes and silanes with 1 to 50 parts by mass of (A-2) hydrophobized silica;
(ii) adding 0.1 to 20 parts by weight of (B) a nonionic surfactant having an HLB of 1.0 to 12.0, 5 to 2,000 parts by weight of (C) water, and optionally 0.05 to 5 parts by weight of (D) a water-soluble polymer to the mixture obtained in (i) and emulsifying the mixture to obtain an oil-in-water emulsion; and (iii) curing the curable organosilicon compound in the oil-in-water emulsion to obtain an aqueous dispersion of silicone rubber particles,
The silicone rubber particles have a volume average particle size of 0.5 to 100 μm and are spherical, and the hydrophobized silica is hydrophobized with at least one group selected from a triorganosilyl group, a diorganosilyl group, a monoorganosilyl group, and a polydiorganosiloxy group.
A method for producing the aqueous dispersion is provided.
本発明のシリコーンゴム粒子は粒子中にシリカを含むため機械的強度が高い。従って、該シリコーンゴム粒子の水分散物は、摩擦を受ける塗料やコーティング剤用として有用である。 The silicone rubber particles of the present invention have high mechanical strength because they contain silica. Therefore, aqueous dispersions of these silicone rubber particles are useful for paints and coatings that are subject to friction.
以下、本発明について詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
(A)シリカ含有シリコーンゴム粒子
(A)成分は、(A-1)シリコーンゴム中に(A-2)疎水化処理シリカを含有する粒子である。粒子中の疎水化処理シリカ(A-2)の量は、(A-1)シリコーンゴム100質量部に対し、1~50質量部の範囲であり、好ましくは3~35質量部、より好ましくは5~30質量部である。疎水化処理シリカの量が上記下限値より少ないと、機械的強度の向上が低いものとなる。疎水化処理シリカの量が上記上限値より多いと、後述する硬化性液状シリコーンと疎水化シリカの混合物が流動性のないものとなり、それを乳化することが困難となる。
(A) Silica-Containing Silicone Rubber Particles Component (A) is a particle containing (A-2) hydrophobized silica in (A-1) silicone rubber. The amount of hydrophobized silica (A-2) in the particle is in the range of 1 to 50 parts by mass, preferably 3 to 35 parts by mass, and more preferably 5 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of (A-1) silicone rubber. If the amount of hydrophobized silica is less than the above lower limit, the improvement in mechanical strength will be low. If the amount of hydrophobized silica is more than the above upper limit, the mixture of the curable liquid silicone and hydrophobized silica, described below, will lack fluidity, making it difficult to emulsify.
粒子の形状は球状である。本明細書において、「球状」とは、粒子の形状が、真球であるだけでなく、最長軸の長さ/最短軸の長さ(アスペクト比)が平均して、通常、1.0~4.0、好ましくは1.0~2.0、より好ましくは1.0~1.6、さらにより好ましくは1.0~1.4の範囲にある、変形した球でもあることを意味する。粒子の形状は粒子を光学顕微鏡、電子顕微鏡等にて観察することにより確認することができる。また、動的画像解析法の粒子形状分析装置によって測定できる。
粒子の体積平均粒径は、0.5~100μmであり、好ましくは1~40μm、より好ましくは2~20μmである。体積平均粒径はコールターカウンター法(電気抵抗法)により測定される。
The particle shape is spherical. In this specification, "spherical" means that the particle shape is not only a perfect sphere, but also a deformed sphere in which the average ratio of the longest axis length to the shortest axis length (aspect ratio) is typically in the range of 1.0 to 4.0, preferably 1.0 to 2.0, more preferably 1.0 to 1.6, and even more preferably 1.0 to 1.4. The particle shape can be confirmed by observing the particles with an optical microscope, an electron microscope, or the like. It can also be measured using a particle shape analyzer using dynamic image analysis.
The volume average particle size of the particles is 0.5 to 100 μm, preferably 1 to 40 μm, and more preferably 2 to 20 μm. The volume average particle size is measured by the Coulter counter method (electrical resistance method).
シリコーンゴム粒子は、べたつきがないことが好ましく、そのゴム硬度は、JIS K6253に規定されているタイプAデュロメータによる測定で、5~95の範囲であることが好ましく、より好ましくは20~85である。なお、ゴム硬度は、粒子の組成にて、JIS K 6253に規定されている形状・寸法の試験片を作製して測定した値をいう。 The silicone rubber particles are preferably non-sticky, and their rubber hardness, measured using a Type A durometer as specified in JIS K6253, is preferably in the range of 5 to 95, and more preferably 20 to 85. Note that the rubber hardness is measured by preparing test specimens with the particle composition and the shape and dimensions specified in JIS K6253.
シリコーンゴムの機械的強度は、JIS K 6251に規定されている方法で測定した切断時引張り強さが0.5~10MPaであることが好ましく、より好ましくは0.8~5MPaである。また、切断時伸びは5~1000%の範囲であることが好ましく、より好ましくは10~500%である。なお、切断時引張り強さおよび切断時伸びは、粒子の組成にて、JIS K 6251に規定されているダンベル状 3号形試験片の形状・寸法の厚さ1mmのシートを作製して測定した値をいう。 The mechanical strength of silicone rubber is preferably a tensile strength at break of 0.5 to 10 MPa, more preferably 0.8 to 5 MPa, measured using the method specified in JIS K 6251. The elongation at break is preferably in the range of 5 to 1000%, more preferably 10 to 500%. The tensile strength at break and elongation at break are values measured using a 1 mm thick sheet prepared with the particle composition and the shape and dimensions of a dumbbell-shaped No. 3 test specimen specified in JIS K 6251.
上記シリコーンゴム粒子中には、無官能のシリコーンオイル、無機系粉末(シリカを除く)、有機系粉末及び酸化防止剤等を含有していてもよい。 The silicone rubber particles may contain non-functional silicone oil, inorganic powders (excluding silica), organic powders, antioxidants, etc.
(A-1)シリコーンゴムは、式-(R1 2SiO2/2)f-で示される線状オルガノシロキサンブロックを有する硬化物から成るのがよい。ここで、式中のR1は、置換又は非置換の、炭素原子数1~30の1価炭化水素基であり、好ましくは炭素原子数1~22、より好ましくは1~18である。fは5~5,000、好ましくは10~2,000、より好ましくは20~1,000の正の整数である。 The silicone rubber (A-1) preferably comprises a cured product having linear organosiloxane blocks represented by the formula -(R 1 2 SiO 2/2 ) f -, where R 1 in the formula is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 22 carbon atoms, and more preferably 1 to 18 carbon atoms. f is a positive integer of 5 to 5,000, preferably 10 to 2,000, and more preferably 20 to 1,000.
R1としては、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、オクチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、トリアコンチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、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;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基;及びこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等の原子及び/又はアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アミノ基、エポキシ基、グリシドキシ基、カルボキシル基等の置換基で置換した炭化水素基等が挙げられ、全R1中の50モル%以上がメチル基であることが好ましい。 Examples of R 1 include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, decyl, undecyl, dodecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, icosyl, henicosyl, docosyl, tricosyl, tetracosyl, and triacontyl; aryl groups such as phenyl, tolyl, and naphthyl; benzyl, phenethyl, and the like. alkenyl groups such as vinyl and allyl groups; cycloalkyl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, and cycloheptyl groups; and hydrocarbon groups in which some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of these groups have been substituted with atoms such as halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms) and/or substituents such as acryloyloxy groups, methacryloyloxy groups, amino groups, epoxy groups, glycidoxy groups, and carboxyl groups, and it is preferred that 50 mol % or more of all R 1s are methyl groups.
上記シリコーンゴムは、好ましくは硬化性液状シリコーン組成物の硬化物である。硬化性液状シリコーン組成物としては、付加反応型、縮合反応型、およびラジカル反応硬化型等が例示される。硬化性液状シリコーン組成物とは、上記硬化反応の反応性基を有するオルガノポリシロキサン及びシランから選ばれる少なくも1の硬化性有機ケイ化合物と、好ましくは硬化触媒とを含有するものである。前記硬化性有機ケイ化合物とは、1分子中に両方の反応性基を有する有機ケイ化合物であってもよいし、または一方の反応性基を有する有機ケイ化合物と該反応性基と反応する反応性基を有する他方の有機ケイ化合物との組合せであってもよい。 The silicone rubber is preferably a cured product of a curable liquid silicone composition. Examples of curable liquid silicone compositions include addition reaction, condensation reaction, and radical reaction curing types. The curable liquid silicone composition contains at least one curable organosilicon compound selected from organopolysiloxanes and silanes having reactive groups for the above curing reactions, and preferably a curing catalyst. The curable organosilicon compound may be an organosilicon compound having both reactive groups in one molecule, or a combination of an organosilicon compound having one reactive group and another organosilicon compound having a reactive group that reacts with the reactive group.
本発明の一の態様は、シリコーンゴムを与える硬化性液状シリコーン組成物において、前記硬化性有機ケイ素化合物が(a)アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン及び(b)ケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。
別の態様は、シリコーンゴムを与える硬化性液状シリコーン組成物において、前記硬化性有機ケイ素化合物が(c)ケイ素原子に結合する水酸基または加水分解性基を有するオルガノポリシロキサン及び(d)ケイ素原子に結合する加水分解性基を有するシランである。
また別の態様は、シリコーンゴムを与える硬化性液状シリコーン組成物において、前記硬化性有機ケイ素化合物が(e)ラジカル重合反応性基を有するオルガノポリシロキサンである。
One aspect of the present invention is a curable liquid silicone composition that provides a silicone rubber, wherein the curable organosilicon compounds are (a) an organopolysiloxane having alkenyl groups and (b) an organohydrogenpolysiloxane having silicon-bonded hydrogen atoms.
Another embodiment is a curable liquid silicone composition that provides a silicone rubber, wherein the curable organosilicon compound is (c) an organopolysiloxane having a hydroxyl group or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom, and (d) a silane having a hydrolyzable group bonded to a silicon atom.
In another embodiment, in a curable liquid silicone composition that provides a silicone rubber, the curable organosilicon compound is (e) an organopolysiloxane having a radical polymerization reactive group.
本発明の(A-1)シリコーンゴムの一の態様は、好ましくは(a)アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと(b)ケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとの付加反応硬化物である。該付加反応硬化物を与える硬化性液状シリコーン組成物は、(a)アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン及び(b)ケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含み、好ましくはさらに付加反応用触媒を含有するのがよい。以下、詳細に説明する。 One embodiment of the silicone rubber (A-1) of the present invention is preferably an addition reaction cured product of (a) an organopolysiloxane having alkenyl groups and (b) an organohydrogenpolysiloxane having silicon-bonded hydrogen atoms. The curable liquid silicone composition that gives this addition reaction cured product contains (a) an organopolysiloxane having alkenyl groups and (b) an organohydrogenpolysiloxane having silicon-bonded hydrogen atoms, and preferably further contains an addition reaction catalyst. This is explained in detail below.
(a)アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンは、好ましくは、下記平均組成式(2)で示され、1分子中にアルケニル基を少なくとも2個有するのがよい。
R2
gR3
hSiO(4-g-h)/2 (2)
式中、R2は、互いに独立に、非置換もしくは置換の、アルケニル基を有さない、炭素原子数1~30の1価炭化水素基であり、R3は、互いに独立に、炭素原子数2~6のアルケニル基であり、gおよびhは0<g<3、0<h≦3および0.1≦g+h≦3を満たす正数である。
(a) The organopolysiloxane having alkenyl groups is preferably represented by the following average composition formula (2) and has at least two alkenyl groups in one molecule.
R 2 g R 3 h SiO (4-gh)/2 (2)
In the formula, R2 's are each independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms that does not contain an alkenyl group, R3 's are each independently an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, and g and h are positive numbers that satisfy the conditions 0<g<3, 0<h≦3, and 0.1≦g+h≦3.
R2は、炭素原子数1~30の一価炭化水素基であるが、好ましくは炭素原子数1~22、より好ましくは炭素原子数1~18の一価炭化水素基である。R2としては、R1のために例示した一価炭化水素基のうち、アルケニル基を除いた1価炭化水素基が挙げられ、50モル%以上がメチル基であることが好ましい。 R2 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 22 carbon atoms, and more preferably 1 to 18 carbon atoms. Of the monovalent hydrocarbon groups exemplified for R1 , R2 may be a monovalent hydrocarbon group excluding alkenyl groups, and preferably 50 mol % or more of R2 is methyl groups.
R3は、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基が挙げられ、好ましくはビニル基である。 Examples of R3 include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a pentenyl group, and a hexenyl group, and a vinyl group is preferred.
gおよびhは、好ましくは0<g≦2.295、0.005≦h≦2.3、0.5≦g+h≦2.3を満たす正数である。 g and h are preferably positive numbers that satisfy the following conditions: 0<g≦2.295, 0.005≦h≦2.3, 0.5≦g+h≦2.3.
アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンは、1分子中にアルケニル基を好ましくは2~500個有するのがよい。アルケニル基量は、好ましくは5.4×10-4~1.1mol/100gである。オルガノポリシロキサンの重合度は、好ましくは2~5,000、より好ましくは10~2,000、さらに好ましくは20~1,000である。 The alkenyl group-containing organopolysiloxane preferably has 2 to 500 alkenyl groups per molecule. The amount of alkenyl groups is preferably 5.4 × 10 -4 to 1.1 mol/100 g. The degree of polymerization of the organopolysiloxane is preferably 2 to 5,000, more preferably 10 to 2,000, and even more preferably 20 to 1,000.
(a)成分は、25℃における粘度0.7~100,000mm2/sを有するのが好ましく、より好ましくは2~10,000mm2/sを有する。さらに好ましくは5~1,000mm2/s、さらに好ましくは10~500mm2/sを有する。(a)成分の構造は、直鎖状、環状、分岐状のいずれであってもよいが、直鎖状あるいは分岐状が好ましい。また、アルケニル基の結合箇所は特に制限されず、分子の側鎖及び末端のいずれのケイ素原子に結合していてもよい。 Component (a) preferably has a viscosity at 25°C of 0.7 to 100,000 mm 2 /s, more preferably 2 to 10,000 mm 2 /s, even more preferably 5 to 1,000 mm 2 /s, and even more preferably 10 to 500 mm 2 /s. The structure of component (a) may be linear, cyclic, or branched, with linear or branched being preferred. There are no particular restrictions on the bonding site of the alkenyl group, and it may be bonded to either a silicon atom in the side chain or at the terminal of the molecule.
直鎖状のオルガノポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(3)で表されるものが挙げられる。
分岐状のオルガノポリシロキサンとしては、例えば、R2SiO3/2の単位により分岐している下記一般式(4)で表されるものが挙げられる。
式中、R2及びR3は上記の通りであり、lは正数であり、mは0又は正数であり、nは正数であり、oは0、1、2又は3であり、ただし、mおよびoはm+o≧1を満たす数である。
Examples of branched organopolysiloxanes include those branched with R 2 SiO 3/2 units and represented by the following general formula (4):
In the formula, R2 and R3 are as defined above, l is a positive number, m is 0 or a positive number, n is a positive number, and o is 0, 1, 2, or 3, provided that m and o are numbers that satisfy m+o≧1.
SiO4/2の単位により分岐している構造を有するオルガノポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(5)で表されるものが挙げられる。
式中、R2及びR3は上記の通りであり、pは正数であり、qは0又は正数であり、rは正数であり、sは0、1、2又は3であり、ただしqおよびsはq+s≧1を満たす数である。
Examples of organopolysiloxanes having a structure branched by SiO 4/2 units include those represented by the following general formula (5).
In the formula, R2 and R3 are as defined above, p is a positive number, q is 0 or a positive number, r is a positive number, and s is 0, 1, 2, or 3, provided that q and s are numbers that satisfy q+s≧1.
また、下記の単位式(6)で表され、1分子当たり2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンも例示される。
[R2
3SiO1/2]t[R3(R2)2SiO1/2]u[SiO4/2]v
[(OR4)SiO3/2]W (6)
式中、R2及びR3は上記の通りであり、R4は水素原子または非置換の炭素原子数1~6の一価炭化水素基であり、tは0又は正数であり、uは正数であり、vは正数であり、wは0又は正数である。
Further examples include organopolysiloxanes represented by the following formula (6) and having two or more alkenyl groups per molecule.
[R 2 3 SiO 1/2 ] t [R 3 (R 2 ) 2 SiO 1/2 ] u [SiO 4/2 ] v
[(OR 4 )SiO 3/2 ] W (6)
In the formula, R2 and R3 are as defined above, R4 is a hydrogen atom or an unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, t is 0 or a positive number, u is a positive number, v is a positive number, and w is 0 or a positive number.
(b)ケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、好ましくは下記平均組成式(7)で示され、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子(SiH基と呼称する)を少なくとも2個有する。
R5
xHyO(4-x-y)/2 (7)
式中、R5は、互いに独立に、非置換もしくは置換の、アルケニル基を有さない、炭素原子数1~30の1価炭化水素基であり、xおよびyは、0<x<3、0<y≦3および0.1≦x+y≦3を満たす正数である。
(b) The organohydrogenpolysiloxane having silicon-bonded hydrogen atoms is preferably represented by the following average composition formula (7), and has at least two silicon-bonded hydrogen atoms (referred to as SiH groups) per molecule.
R 5 x H y O (4-x-y)/2 (7)
In the formula, R5s are each independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms that does not contain an alkenyl group, and x and y are positive numbers that satisfy the conditions 0<x<3, 0<y≦3, and 0.1≦x+y≦3.
R5は、炭素原子数1~30の一価炭化水素基であるが、好ましくは炭素原子数1~22、より好ましくは炭素原子数1~18の一価炭化水素基である。R5としては、R1のために例示した一価炭化水素基のうちアルケニル基を除いた1価炭化水素基が挙げられ、50モル%以上がメチル基であることが好ましい。 R5 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 22 carbon atoms, and more preferably 1 to 18 carbon atoms. Examples of R5 include monovalent hydrocarbon groups excluding alkenyl groups from the monovalent hydrocarbon groups exemplified for R1 , and it is preferable that 50 mol % or more of these groups are methyl groups.
xおよびyは、好ましくは0<x≦2.295、0.005≦y≦2.3および0.5≦x+y≦2.3を満たす正数である。 x and y are preferably positive numbers satisfying the conditions 0<x≦2.295, 0.005≦y≦2.3, and 0.5≦x+y≦2.3.
1分子中のSiH基数は、好ましくは2~500である。SiH基量は、好ましくは5.3×10-4~1.7mol/100gである。重合度は、好ましくは2~5,000、より好ましくは10~2,000、さらに好ましくは20~1,000である。 The number of SiH groups in one molecule is preferably 2 to 500. The amount of SiH groups is preferably 5.3×10 −4 to 1.7 mol/100 g. The degree of polymerization is preferably 2 to 5,000, more preferably 10 to 2,000, and even more preferably 20 to 1,000.
(b)成分の25℃における粘度は、0.4~100,000mm2/sが好ましく、より好ましくは2~10,000mm2/sである。さらに好ましくは5~1,000mm2/s、さらに好ましくは10~500mm2/sを有する。(b)成分の構造は、直鎖状、環状、分岐状いずれであってもよいが、直鎖状あるいは分岐状が好ましい。また、ケイ素原子に結合した水素原子の結合箇所は特に制限されず、分子の側鎖及び末端のいずれのケイ素原子に結合していてもよい。 The viscosity of component (b) at 25°C is preferably 0.4 to 100,000 mm 2 /s, more preferably 2 to 10,000 mm 2 /s, even more preferably 5 to 1,000 mm 2 /s, and even more preferably 10 to 500 mm 2 /s. The structure of component (b) may be linear, cyclic, or branched, with linear or branched being preferred. There are no particular restrictions on the bonding site of the hydrogen atom bonded to the silicon atom, and the hydrogen atom may be bonded to either a side chain or terminal silicon atom of the molecule.
直鎖状構造を有するオルガノポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(8)で表されるものが挙げられる。
式中、R5は上述した通りであり、zは正数、a1は0又は正数、b1は0、1、2又は3、ただしa1およびb1はa1+2×b1≧2を満たす数である。
An example of the organopolysiloxane having a linear structure is one represented by the following general formula (8).
In the formula, R5 is as defined above, z is a positive number, a1 is 0 or a positive number, and b1 is 0, 1, 2, or 3, provided that a1 and b1 are numbers that satisfy a1 +2× b1 ≧2.
分岐状構造を有するオルガノポリシロキサンとしては、例えば、R5SiO3/2単位により分岐している下記一般式(9)で表されるものが挙げられる。
SiO4/2単位により分岐しているオルガノポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(10)で表されるものが例示される。
式中、R5は上記と同じであり、g1は正数、h1は0又は正数、i1は正数、j1は0、1、2又は3、ただしh1およびj1はh1+j1≧1を満たす数である。
An example of the organopolysiloxane branched by SiO 4/2 units is one represented by the following general formula (10).
In the formula, R5 is the same as above, g1 is a positive number, h1 is 0 or a positive number, i1 is a positive number, and j1 is 0, 1, 2, or 3, provided that h1 and j1 are numbers that satisfy h1 + j1 ≧1.
また、下記の単位式(11)で表され、1分子当たり2個以上のSiH基を有するオルガノポリシロキサンが挙げられる。
[R5
3SiO1/2]k1[H(R5)2SiO1/2]l1[SiO4/2]m1
[(OR6)SiO3/2]n1
(11)
式中、R5は上述した通りであり、R6は水素原子または非置換の炭素原子数1~6の一価炭化水素基であり、k1は0又は正数、l1は正数、m1は正数、n1は0又は正数である。
Further examples include organopolysiloxanes represented by the following formula (11) and having two or more SiH groups per molecule.
[R 5 3 SiO 1/2 ] k1 [H(R 5 ) 2 SiO 1/2 ] l1 [SiO 4/2 ] m1
[(OR 6 )SiO 3/2 ] n1
(11)
In the formula, R5 is as defined above, R6 is a hydrogen atom or an unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, k1 is 0 or a positive number, l1 is a positive number, m1 is a positive number, and n1 is 0 or a positive number.
上記の通り、(a)成分は1分子中にアルケニル基を少なくとも2個有するオルガノポリシロキサンであり、(b)成分は1分子中にSiH基を少なくとも2個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであるが、アルケニル基を2個のみ有する(a)とSiH基を2個のみ有する(b)との組合せを除いた組成であるのがよい。すなわち、より好ましくは、(a)成分がアルケニル基を2個有するとき(b)成分の少なくとも1はSiH基を3個以上有するものとし、また、(b)成分がSiH基を2個有するとき(a)成分の少なくとも1はアルケニル基を3個以上有するものとする。 As described above, component (a) is an organopolysiloxane having at least two alkenyl groups per molecule, and component (b) is an organohydrogenpolysiloxane having at least two SiH groups per molecule. However, it is preferable that the composition excludes the combination of (a) having only two alkenyl groups and (b) having only two SiH groups. That is, more preferably, when component (a) has two alkenyl groups, at least one component (b) has three or more SiH groups, and when component (b) has two SiH groups, at least one component (a) has three or more alkenyl groups.
上記(a)成分に対する(b)成分の量は、(a)成分中のアルケニル基1個に対する(b)成分中のSiH基の個数比が0.5~2となる量であり、好ましくは0.7~1.5、さらに好ましくは0.8~1.3となる量である。 The amount of component (b) relative to component (a) is such that the ratio of the number of SiH groups in component (b) to one alkenyl group in component (a) is 0.5 to 2, preferably 0.7 to 1.5, and more preferably 0.8 to 1.3.
付加反応用触媒としては、ヒドロシリル化反応に用いられる白金族金属系触媒が挙げられる。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・XH2O、H2PtCl6・XH2O、NaHPtCl6・XH2O、
KHPtCl6・XH2O、Na2PtCl6・XH2O、K2PtCl4・XH2O、
PtCl4・XH2O、PtCl2、Na2HPtCl4・XH2O(式中、X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;塩化白金、塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス、塩化白金酸とビニル基含有シロキサンとのコンプレックス、白金とビニル基含有シロキサンとのコンプレックス;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)等が挙げられる。
Examples of the catalyst for the addition reaction include platinum group metal catalysts used in hydrosilylation reactions, such as platinum group metals such as platinum (including platinum black), rhodium, and palladium;
H2PtCl4.XH2O , H2PtCl6.XH2O , NaHPtCl6.XH2O ,
KHPtCl 6.XH 2 O, Na 2 PtCl 6.XH 2 O, K 2 PtCl 4.XH 2 O,
Examples of suitable platinum chlorides include PtCl4.XH2O , PtCl2 , and Na2HPtCl4.XH2O (wherein X is an integer of 0 to 6, preferably 0 or 6), as well as chloroplatinic acid and chloroplatinic salts; alcohol-modified chloroplatinic acid; platinum chloride, complexes of chloroplatinic acid with olefins, complexes of chloroplatinic acid with vinyl group-containing siloxanes, and complexes of platinum with vinyl group-containing siloxanes; platinum black, platinum group metals such as palladium supported on carriers such as alumina, silica, and carbon; rhodium-olefin complexes; and chlorotris(triphenylphosphine)rhodium (Wilkinson's catalyst).
白金族金属系触媒の配合量は、ヒドロシリル化反応触媒としての有効量でよい。例えば(a)成分と(b)成分の合計量に対する白金族金属系触媒成分中の白金族金属量が質量換算で、0.1~500ppmとなる量が好ましく、より好ましくは1~100ppmである。 The amount of platinum group metal catalyst to be added may be an amount effective as a hydrosilylation reaction catalyst. For example, the amount of platinum group metal in the platinum group metal catalyst component relative to the total amount of components (a) and (b), converted to mass, is preferably 0.1 to 500 ppm, and more preferably 1 to 100 ppm.
本発明の(A-1)シリコーンゴムの別の態様は、好ましくは(c)ケイ素原子に結合する水酸基または加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンと(d)ケイ素原子に結合する加水分解性基を有するシランとの縮合反応硬化物である。該縮合反応硬化物を与える硬化性液状シリコーン組成物は、(c)ケイ素原子に結合する水酸基または加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンと(d)ケイ素原子に結合する加水分解性基を有するシランとを含み、好ましくはさらに縮合反応用触媒を含有するのがよい。以下、詳細に説明する。 Another embodiment of the silicone rubber (A-1) of the present invention is preferably a condensation reaction cured product of (c) an organopolysiloxane having a hydroxyl group or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom and (d) a silane having a hydrolyzable group bonded to a silicon atom. The curable liquid silicone composition that gives this condensation reaction cured product contains (c) an organopolysiloxane having a hydroxyl group or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom and (d) a silane having a hydrolyzable group bonded to a silicon atom, and preferably further contains a condensation reaction catalyst. This is explained in detail below.
(c)ケイ素原子に結合する水酸基または加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンは、好ましくは下記平均組成式(12)で示され、1分子中にケイ素原子に結合する水酸基または加水分解性基を少なくとも2個有する。
R7
o1R8
p1SiO(4-o1-p1)/2 (12)
式中、R7は、互いに独立に、非置換もしくは置換の炭素原子数1~30の1価炭化水素基であり、R8は、互いに独立に、ケイ素原子に結合する水酸基または加水分解性基であり、o1およびp1は0<o1<3、0<p1≦3および0.1≦o1+p1≦3を満たす正数である。
(c) The organopolysiloxane having hydroxyl groups or hydrolyzable groups bonded to silicon atoms is preferably represented by the following average composition formula (12), and has at least two hydroxyl groups or hydrolyzable groups bonded to silicon atoms per molecule.
R 7 o1 R 8 p1 SiO (4-o1-p1)/2 (12)
In the formula, R 7s are each independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, R 8s are each independently a hydroxyl group or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom, and o 1 and p 1 are positive numbers satisfying 0<o 1 <3, 0<p 1 ≦3, and 0.1≦o 1 +p 1 ≦3.
R7は、炭素原子数1~30の一価炭化水素基であるが、好ましくは炭素原子数1~22、より好ましくは炭素原子数1~18の一価炭化水素基である。R7としては、上記R1のために例示した1価炭化水素基が挙げられ、50モル%以上がメチル基であることが好ましい。 R7 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 22 carbon atoms, and more preferably 1 to 18 carbon atoms. R7 may be any of the monovalent hydrocarbon groups exemplified for R1 above, and preferably 50 mol % or more of these groups are methyl groups.
R8は、互いに独立に、ケイ素原子に結合する水酸基または加水分解性基である。加水分解性基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基;メチルエチルケトオキシム、ジメチルケトオキシム基等のオキシム基;アセトキシ基、アミノキシ基が例示され、好ましくはアルコキシ基である。R8は、好ましくはケイ素原子に結合する水酸基である。 R8 are each independently a hydroxyl group or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom. Examples of the hydrolyzable group include alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, and propoxy; oxime groups such as methyl ethyl ketoxime and dimethyl ketoxime; acetoxy groups, and aminoxy groups, with alkoxy groups being preferred. R8 is preferably a hydroxyl group bonded to a silicon atom.
o1およびp1は、好ましくは0<o1≦2.295、0.005≦p1≦2.3および0.5≦o1+p1≦2.3を満たす正数である。 o 1 and p 1 are preferably positive numbers satisfying 0<o 1 ≦2.295, 0.005≦p 1 ≦2.3, and 0.5≦o 1 +p 1 ≦2.3.
(c)成分の25℃における粘度は、1~100,000mm2/sが好ましく、より好ましくは2~10,000mm2/sである。さらに好ましくは10~1,000mm2/sを有する。(c)成分の構造は、直鎖状、環状、分岐状のいずれであってもよいが、直鎖状あるいは分岐単位が少ない分岐状が好ましい。また、ケイ素原子に結合する水酸基または加水分解性基の結合箇所は特に制限されず、分子の側鎖及び末端のいずれのケイ素原子に結合していてもよい。 The viscosity of component (c) at 25°C is preferably 1 to 100,000 mm 2 /s, more preferably 2 to 10,000 mm 2 /s, and even more preferably 10 to 1,000 mm 2 /s. The structure of component (c) may be linear, cyclic, or branched, with linear or branched structures with few branching units being preferred. There are no particular restrictions on the bonding site of the hydroxyl group or hydrolyzable group bonded to the silicon atom, and they may be bonded to either a side chain or terminal silicon atom of the molecule.
R8が水酸基であり直鎖状構造を有するオルガノポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(13)で表される化合物が挙げられる。
式中、R7は上述した通りであり、q1は正数、r1は0又は正数、s1は0、1、2又は3、ただしr1およびs1はr1+2×s1≧2を満たす数である。
Examples of organopolysiloxanes in which R 8 is a hydroxyl group and which have a linear structure include compounds represented by the following general formula (13).
In the formula, R 7 is as defined above, q 1 is a positive number, r 1 is 0 or a positive number, and s 1 is 0, 1, 2, or 3, provided that r 1 and s 1 are numbers that satisfy r 1 +2×s 1 ≧2.
R8が水酸基であり、分岐状構造を有するオルガノポリシロキサンとしては、例えば、R7SiO3/2の単位により分岐している下記一般式(14)で表される化合物が挙げられる。
SiO4/2の単位により分岐しているオルガノポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(15)で表される化合物が挙げられる。
式中、R7は上述した通りであり、x1は正数、y1は0又は正数、z1は正数、a2は0、1、2又は3であり、ただしy1及びa2は、y1+a2≧1を満たす数である。
An example of the organopolysiloxane branched by SiO 4/2 units is a compound represented by the following general formula (15).
In the formula, R 7 is as defined above, x 1 is a positive number, y 1 is 0 or a positive number, z 1 is a positive number, and a 2 is 0, 1, 2, or 3, provided that y 1 and a 2 are numbers that satisfy y 1 +a 2 ≧1.
(d)成分は、一分子中にケイ素原子に結合する加水分解性基を少なくとも3個有するシランである。ケイ素原子結合加水分解性基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基;メチルエチルケトオキシム、ジメチルケトオキシム基等のオキシム基;アセトキシ基が例示され、好ましくはアルコキシ基である。 Component (d) is a silane having at least three silicon-bonded hydrolyzable groups per molecule. Examples of silicon-bonded hydrolyzable groups include alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, and propoxy; oxime groups such as methyl ethyl ketoxime and dimethyl ketoxime; and acetoxy groups, with alkoxy groups being preferred.
加水分解性基がアルコキシであるシランは、下記式(16)および(17)で表され、またこれらの部分加水分解縮合物でもよい。
R9Si(OR10)3 (16)
Si(OR11)4 (17)
式中、R9は、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20の一価炭化水素基であり、R10はおよびR11は、非置換の炭素原子数1~6の一価炭化水素基である。
Silanes in which the hydrolyzable group is alkoxy are represented by the following formulas (16) and (17), and may also be partial hydrolysis condensates thereof.
R 9 Si (OR 10 ) 3 (16)
Si(OR 11 ) 4 (17)
In the formula, R 9 is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R 10 and R 11 are unsubstituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms.
R9は、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、オクチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、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;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基;及びこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等の原子及び/又はアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、エポキシ基、グリシドキシ基、カルボキシル基等の置換基で置換した炭化水素基等が挙げられる。 Examples of R9 include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, decyl, undecyl, dodecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, and icosyl groups; aryl groups such as phenyl, tolyl, and naphthyl groups; aralkyl groups such as benzyl and phenethyl groups; alkenyl groups such as vinyl and allyl groups; cycloalkyl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, and cycloheptyl groups; and hydrocarbon groups in which some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of these groups have been substituted with atoms such as halogen atoms (fluorine, chlorine, bromine, and iodine atoms) and/or substituents such as acryloyloxy, methacryloyloxy, epoxy, glycidoxy, and carboxyl groups.
R10はおよびR11は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられ、好ましくはメチル基又はエチル基である。 R 10 and R 11 may be a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, or a hexyl group, and are preferably a methyl group or an ethyl group.
(c)成分に対する(d)成分の量は、(c)成分中のケイ素原子に結合する水酸基または加水分解性基1個に対する(d)成分中のケイ素原子に結合する加水分解性基の個数比が0.8以上となる量であり、好ましくは1.0以上となる量である。
(d)成分は(c)成分の架橋剤であるが、(d)成分同士で縮合反応しうるため、(c)成分中のケイ素原子に結合する水酸基または加水分解性基1個に対する(d)成分中のケイ素原子に結合する加水分解性基の個数比は大過剰であってもよい。
(d)成分の量の上限は、(c)成分100質量部あたり(d)成分50質量部以下が好ましく、より好ましくは30質量以下である。
The amount of component (d) relative to component (c) is an amount such that the ratio of the number of hydrolyzable groups bonded to silicon atoms in component (d) to one hydroxyl group or hydrolyzable group bonded to silicon atoms in component (c) is 0.8 or more, and preferably 1.0 or more.
Component (d) is a crosslinking agent for component (c). However, components (d) can undergo a condensation reaction with each other. Therefore, the ratio of the number of hydrolyzable groups bonded to silicon atoms in component (d) to one hydroxyl group or hydrolyzable group bonded to a silicon atom in component (c) may be in large excess.
The upper limit of the amount of component (d) is preferably 50 parts by mass or less, and more preferably 30 parts by mass or less, of component (d) per 100 parts by mass of component (c).
縮合反応用触媒としては、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジバーサテート、ジオクチル錫ジラウレート、オクテン酸錫、ラウリン酸錫等の有機錫化合物;チタンアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンオクタンジオレエート等の有機チタン化合物;塩酸、硫酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等の酸性化合物;アンモニア、水酸化ナトリウム等のアルカリ性化合物が例示される。
縮合反応用触媒の配合量は、縮合反応触媒としての有効量でよい。(d)成分と(c)成分の合計量100質量部に対して、0.001~10質量部となる量が好ましく、より好ましくは0.01~5質量部である。
Examples of condensation reaction catalysts include organic tin compounds such as dibutyltin dilaurate, dioctyltin diversatate, dioctyltin dilaurate, tin octenoate, and tin laurate; organic titanium compounds such as titanium acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, and titanium octanedioleate; acidic compounds such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and dodecylbenzenesulfonic acid; and alkaline compounds such as ammonia and sodium hydroxide.
The amount of the condensation reaction catalyst to be added may be an effective amount as a condensation reaction catalyst, preferably 0.001 to 10 parts by mass, more preferably 0.01 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the total amount of components (d) and (c).
本発明の(A―1)シリコーンゴムのさらに別の態様は、好ましくは(e)ラジカル重合反応性基を有するオルガノポリシロキサンのラジカル反応硬化物である。該ラジカル反応硬化物を与える硬化性液状シリコーン組成物は(e)ラジカル重合反応性基を有するオルガノポリシロキサンを含み、好ましくはラジカル発生剤を含むのがよい。 Another embodiment of the silicone rubber (A-1) of the present invention is preferably a radical reaction cured product of (e) an organopolysiloxane having a radical polymerization reactive group. The curable liquid silicone composition that provides this radical reaction cured product contains (e) an organopolysiloxane having a radical polymerization reactive group, and preferably contains a radical generator.
(e)ラジカル重合反応性基を有するオルガノポリシロキサンは好ましくは下記平均組成式(18)で示され、1分子中にラジカル重合反応性基を少なくとも1個有する。
R12
b2R13
c2SiO(4-b2-c2)/2 (18)
式中、R12は、互いに独立に、非置換もしくは置換の、ラジカル重合反応性基を有さない、炭素原子数1~30の1価炭化水素基であり、R13は、互いに独立に、炭素原子数2~10のラジカル重合反応性基を有する炭化水素基であり、b2およびc2は0<b2<3、0<c2≦3および0.1≦b2+c2≦3を満たす正数である。
(e) The organopolysiloxane having a radical polymerization reactive group is preferably represented by the following average composition formula (18) and has at least one radical polymerization reactive group in each molecule.
R 12 b2 R 13 c2 SiO (4-b2-c2)/2 (18)
In the formula, R 12 are each independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms and not having a radical polymerization reactive group, R 13 are each independently a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms and having a radical polymerization reactive group, and b2 and c2 are positive numbers satisfying 0<b 2 <3, 0<c 2 ≦3, and 0.1≦b 2 +c 2 ≦3.
R12は、炭素原子数1~30の一価炭化水素基であり、好ましくは炭素原子数1~22、より好ましくは炭素原子数1~18の一価炭化水素基である。R12は、上記R1のために例示した一価炭化水素基のうち、アルケニル基、およびアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基の置換基で置換した炭化水素基を除いた1価炭化水素基が挙げられる。R12の50モル%以上がメチル基であることが好ましい。 R12 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 22 carbon atoms, and more preferably 1 to 18 carbon atoms. Of the monovalent hydrocarbon groups exemplified for R1 above, R12 may be a monovalent hydrocarbon group excluding alkenyl groups and hydrocarbon groups substituted with an acryloyloxy group or methacryloyloxy group. It is preferable that 50 mol % or more of R12 are methyl groups.
R13のラジカル重合反応性基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリルアミド基、ビニル基、アリル基、イソプレニル基、及びスチリル基等が挙げられ、好ましくは、アクリロイル基、及びメタクリロイル基である。 Examples of the radical polymerization reactive group of R 13 include an acryloyl group, a methacryloyl group, an acrylamide group, a vinyl group, an allyl group, an isoprenyl group, and a styryl group, and preferred are an acryloyl group and a methacryloyl group.
b2およびc2は、好ましくは0<b2≦2.295、0.005≦c2≦2.3、および0.5≦b2+c2≦2.3を満たす正数である。 b2 and c2 are preferably positive numbers that satisfy 0< b2 ≦2.295, 0.005≦ c2 ≦2.3, and 0.5≦ b2 + c2 ≦2.3.
(e)成分の25℃における粘度は1~100,000mm2/sが好ましく、より好ましくは2~10,000mm2/sである。さらに好ましくは5~1,000mm2/s、さらに好ましくは10~500mm2/sを有する。(e)成分の構造は、直鎖状、環状、分岐状いずれであってもよいが、直鎖状あるいは分岐単位が少ない分岐状が好ましい。また、ラジカル重合反応性基の結合箇所は特に制限されず、分子の側鎖及び末端のいずれのケイ素原子に結合していてもよい。 The viscosity of component (e) at 25°C is preferably 1 to 100,000 mm 2 /s, more preferably 2 to 10,000 mm 2 /s. It is even more preferably 5 to 1,000 mm 2 /s, and even more preferably 10 to 500 mm 2 /s. The structure of component (e) may be linear, cyclic, or branched, with linear or branched structures with few branching units being preferred. There are no particular restrictions on the bonding site of the radical polymerization reactive group, and it may be bonded to any silicon atom in the side chain or at the terminal of the molecule.
ラジカル重合反応性基としてメタクリルロイル基を有し、直鎖状構造を有するオルガノポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(19)で表されるものが挙げられる。
R13中のラジカル重合反応性基がメタクリルロイル基であり、分岐状構造を有する化合物としては、例えば、R12SiO3/2の単位により分岐している下記一般式(21)で表される化合物が挙げられる。
SiO4/2単位により分岐しているオルガノポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(22)で表されるものが挙げられる。
ラジカル発生剤としては、有機過酸化物、無機過酸化物、アゾ系開始剤、酸化剤と還元剤を組み合わせたレドックス系開始剤、または光重合開始剤などが例示される。これらの中では、レドックス系開始剤または光重合開始剤が好ましい。 Examples of radical generators include organic peroxides, inorganic peroxides, azo initiators, redox initiators that combine an oxidizing agent and a reducing agent, and photopolymerization initiators. Of these, redox initiators and photopolymerization initiators are preferred.
レドックス系開始剤としては、特に硫酸第一鉄とピロリン酸ナトリウムとブドウ糖とハイドロパーオキサイドとを組み合わせたレドックス系開始剤や、硫酸第一鉄とエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩とロンガリットとハイドロパーオキサイドとを組み合わせたレドックス系開始剤が好ましい。 As redox initiators, particularly preferred are redox initiators that combine ferrous sulfate, sodium pyrophosphate, glucose, and hydroperoxide, and redox initiators that combine ferrous sulfate, ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt, Rongalite, and hydroperoxide.
光重合開始剤としては、2,2-ジエトキシアセトフェノン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチループロピオニル)-ベンジル]-フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-1-ブタノン、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイドが例示される。 Examples of photopolymerization initiators include 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methylpropionyl)benzyl]phenyl}-2-methylpropan-1-one, phenylglyoxylic acid methyl ester, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanone, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide, and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
(A-2)疎水化処理シリカにおけるシリカは、沈降シリカ等の湿式シリカ、シリカキセロゲル、ヒュームドシリカ等の乾式シリカが例示される。これらシリカはいずれも親水性シリカである。疎水化処理シリカは、これらシリカを疎水化処理したものである。 (A-2) Examples of silica in hydrophobically treated silica include wet silica such as precipitated silica, and dry silica such as silica xerogel and fumed silica. All of these silicas are hydrophilic silicas. Hydrophobically treated silica is a type of silica that has been hydrophobically treated.
シリカの疎水化は、親水性シリカの親水性基をトリオルガノシリル基、ジオルガノシリル基、モノオルガノシリル基またはポリジオルガノシロキシ基により修飾して行われたものが好ましい。より好ましい修飾基はトリメチルシリル基、ジメチルシリル基、モノメチルシリル基である。それら疎水化処理は、従来公知の方法によって、即ち、オルガノクロロシラン、オルガノアルコキシシラン、オルガノジシラザン、オルガノクロロシランの部分加水分解縮合物、オルガノアルコキシシランの部分加水分解縮合物、オルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジェンポリシロキサン等の有機ケイ素化合物を処理することによって行うことができる。有機ケイ素化合物は、好ましくはメチル基を含むシランまたはシラザンである。より詳細には、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルアルコキシシラン、ジメチルジアルコキシシラン、メチルトリアルコキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、および1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシラザンである。 Hydrophobization of silica is preferably achieved by modifying the hydrophilic groups of hydrophilic silica with triorganosilyl groups, diorganosilyl groups, monoorganosilyl groups, or polydiorganosiloxy groups. More preferred modifying groups are trimethylsilyl groups, dimethylsilyl groups, and monomethylsilyl groups. These hydrophobization treatments can be achieved by conventional methods, i.e., by treating with organosilicon compounds such as organochlorosilanes, organoalkoxysilanes, organodisilazanes, partial hydrolyzed condensates of organochlorosilanes, partial hydrolyzed condensates of organoalkoxysilanes, organopolysiloxanes, and organohydrogenpolysiloxanes. The organosilicon compound is preferably a silane or silazane containing a methyl group. More specifically, these include trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, trimethylalkoxysilane, dimethyldialkoxysilane, methyltrialkoxysilane, hexamethyldisilazane, and 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazane.
疎水化は、少なくとも撹拌下でシリカが水に分散しない状態まで処理されていることが好ましい。すなわち、疎水化度は0より大きい値が好ましく、より好ましくは5以上、更に好ましくは40以上である。疎水性が低いと、後述のシリカを配合した硬化性液状シリコーン組成物を乳化する操作において、シリカがシリコーン組成物から分散媒である水相に移行し、シリカを含有したシリコーンゴム粒子を得ることができない。疎水化度の上限は特に制限はないが、好ましくは疎水化度が80以下、より好ましくは70以下である。疎水化度とは、メタノールウェッタビリティーとも呼ばれ、撹拌下のメタノール水溶液に粉体が全量分散するメタノール濃度(体積%)値である。値が高いほど、疎水性が高いことを示す。 Hydrophobization is preferably performed to the point where the silica does not disperse in water under agitation. In other words, the hydrophobicity degree is preferably greater than 0, more preferably 5 or greater, and even more preferably 40 or greater. If the hydrophobicity degree is low, during the emulsification process of the curable liquid silicone composition containing silica described below, the silica will migrate from the silicone composition to the aqueous phase (dispersion medium), making it impossible to obtain silicone rubber particles containing silica. There is no particular upper limit to the hydrophobicity degree, but it is preferably 80 or less, more preferably 70 or less. The hydrophobicity degree, also known as methanol wettability, is the methanol concentration (volume %) at which the powder disperses completely in an aqueous methanol solution under agitation. A higher value indicates higher hydrophobicity.
(A-2)疎水化処理シリカは、微粉末であり、BET法による比表面積100m2/g以上を有するものが好ましく、より好ましくは100~500m2/g、更に好ましくは150~400m2/gを有するものである。 (A-2) Hydrophobized silica is a fine powder, and preferably has a specific surface area measured by the BET method of 100 m 2 /g or more, more preferably 100 to 500 m 2 /g, and even more preferably 150 to 400 m 2 /g.
本発明は、さらに、上記(A)シリコーンゴム粒子:100質量部、(B)HLB1.0~12.0を有する非イオン性界面活性剤:0.1~20質量部、及び(C)水:5~2,000質量部を含む、シリコーンゴム粒子の水分散物を提供する。 The present invention further provides an aqueous dispersion of silicone rubber particles, comprising 100 parts by mass of the above-mentioned (A) silicone rubber particles, 0.1 to 20 parts by mass of (B) a nonionic surfactant having an HLB of 1.0 to 12.0, and 5 to 2,000 parts by mass of (C) water.
(B)非イオン性界面活性剤
(B)非イオン性界面活性剤は(A)シリコーンゴム粒子の分散剤として機能する。また、後述する(A)シリコーンゴム粒子の水分散物の製造において、オルガノポリシロキサン及びシランと疎水化処理シリカの混合物の乳化剤としても機能する。
(B) Nonionic Surfactant The (B) nonionic surfactant functions as a dispersant for the (A) silicone rubber particles and also functions as an emulsifier for the mixture of organopolysiloxane, silane, and hydrophobized silica in the production of an aqueous dispersion of the (A) silicone rubber particles, which will be described later.
(B)成分はHLB1.0~12.0を有し、好ましくは3.0~11.5、より好ましくは6.0~11.0、さらに好ましくは6.5~10.5の範囲を有する。HLBが12.0より大きいと(A)シリコーンゴム粒子の分散安定性が低下する。また、オルガノポリシロキサン及びシランと疎水化処理シリカの混合物を乳化する工程において乳化ができない、あるいは、オルガノポリシロキサン及びシランを硬化して得られるシリコーンゴム粒子が凝集する恐れがある。2種以上の非イオン性界面活性剤を組み合わせて使用する場合、平均のHLBが1.0~12.0、好ましくは3.0~11.5、さらに好ましくは6.0~11.0、よりさらに好ましくは6.5~10.5の範囲であればよく、HLBが12.0より大きい非イオン性界面活性剤を含んでいてもよい。その場合のHLBは15.0以下、好ましくは13.0以下、さらに好ましくは12.5以下が好ましい。
なお、本発明におけるHLB値は、下記式
HLB=[ポリオキシエチレン部分およびアルコール部分の分子量/界面活性剤の分子量]×20
で示されるGriffin式で算出された値である。HLB値の異なる2種以上の非イオン性界面活性剤を組み合わせて使用する場合は、上記HLB値は加重平均値となる。
Component (B) has an HLB of 1.0 to 12.0, preferably 3.0 to 11.5, more preferably 6.0 to 11.0, and even more preferably 6.5 to 10.5. If the HLB is greater than 12.0, the dispersion stability of the (A) silicone rubber particles decreases. Furthermore, emulsification may not be possible during the emulsification process of the mixture of organopolysiloxane, silane, and hydrophobized silica, or the silicone rubber particles obtained by curing the organopolysiloxane and silane may aggregate. When two or more nonionic surfactants are used in combination, the average HLB should be in the range of 1.0 to 12.0, preferably 3.0 to 11.5, more preferably 6.0 to 11.0, and even more preferably 6.5 to 10.5. A nonionic surfactant with an HLB greater than 12.0 may also be included. In this case, the HLB should be 15.0 or less, preferably 13.0 or less, and even more preferably 12.5 or less.
The HLB value in the present invention is calculated by the following formula: HLB=[molecular weight of polyoxyethylene moiety and alcohol moiety/molecular weight of surfactant]×20
When two or more nonionic surfactants with different HLB values are used in combination, the HLB value is a weighted average value.
上記HLBを有する非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレン変性オルガノポリシロキサン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン変性オルガノポリシロキサン等が挙げられる。これらは、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。 Nonionic surfactants having the above HLB include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyethylene glycol fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbit fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene glycerin fatty acid esters, polyglycerin fatty acid esters, propylene glycol fatty acid esters, polyoxyethylene castor oil, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyoxyethylene hydrogenated castor oil fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines, polyoxyethylene fatty acid amides, polyoxyethylene-modified organopolysiloxanes, and polyoxyethylene polyoxypropylene-modified organopolysiloxanes. These may be used alone or in appropriate combinations of two or more.
(B)非イオン性界面活性剤の量は、(A)シリコーンゴム粒子100質量部に対して0.1~20質量部であり、好ましくは1~18質量部、より好ましくは3~15質量部である。非イオン性界面活性剤の量が上記下限値より少ないと(A)シリコーンゴム粒子の分散安定性が低下する。また、シリカを配合した硬化性液状シリコーン組成物を乳化する操作において、乳化ができなかったり、得られるシリコーンゴム粒子が凝集したりする。また、上記上限値より多くしても、(A)シリコーンゴム粒子の水分散性能を高めることがなく、塗料やコーティング剤用の用途では、塗膜の物性を低下させるおそれがある。 The amount of (B) nonionic surfactant is 0.1 to 20 parts by mass, preferably 1 to 18 parts by mass, and more preferably 3 to 15 parts by mass, per 100 parts by mass of (A) silicone rubber particles. If the amount of nonionic surfactant is less than the above lower limit, the dispersion stability of the (A) silicone rubber particles will decrease. Furthermore, when emulsifying the curable liquid silicone composition containing silica, emulsification may fail or the resulting silicone rubber particles may aggregate. Furthermore, if the amount is greater than the above upper limit, the water dispersion performance of the (A) silicone rubber particles will not be improved, and in applications such as paints and coatings, the physical properties of the paint film may be reduced.
(D)水溶性高分子
本発明の水分散液はさらに水溶性高分子を含んでいてよい。(D)水溶性高分子は、(B)成分の分散性能および乳化性能の助剤として機能し、また、水分散物の粘度を高くする作用によって(A)シリコーンゴム粒子の沈降を抑制する。
The aqueous dispersion of the present invention may further contain a water-soluble polymer (D). The water-soluble polymer (D) functions as an aid to the dispersibility and emulsification of component (B), and also increases the viscosity of the aqueous dispersion, thereby inhibiting settling of the silicone rubber particles (A).
(D)成分としては、アラビアガム、トラガカントガム、ガラクタン、グアガム、キャロブガム、カラヤガム、カラギーナン、ペクチン、カンテン、クインスシード(マルメロ)、アルゲコロイド(カッソウエキス)、デンプン(コメ、トウモロコシ、バレイショ、コムギ)、グリチルリチン酸等の植物系高分子、キサンタンガム、デキストラン、サクシノグルカン、ブルラン等の微生物系高分子、コラーゲン、カゼイン、アルブミン、ゼラチン等の動物系高分子等の天然の水溶性高分子;カルボキシメチルデンプン、メチルヒドロキシプロピルデンプン等のデンプン系高分子、メチルセルロース、ニトロセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース硫酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)、結晶セルロース、セルロース末等のセルロース系高分子等の半合成の水溶性高分子;アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル等のアルギン酸系高分子;ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー、アルキル変性カルボキシビニルポリマー等のビニル系高分子、ポリエチレングリコール1500、4000、6000等のポリオキシエチレン系高分子、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体共重合系高分子、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチルアクリレート、ポリアクリルアミド等のアクリル系高分子、ポリエチレンイミン、カチオンポリマー等の合成の水溶性高分子が例示される。 Component (D) includes natural water-soluble polymers such as gum arabic, tragacanth gum, galactan, guar gum, carob gum, karaya gum, carrageenan, pectin, agar, quince seed, algae colloid (cassow extract), starch (rice, corn, potato, wheat), plant-based polymers such as glycyrrhizic acid, microbial polymers such as xanthan gum, dextran, succinoglucan, pullulan, animal-based polymers such as collagen, casein, albumin, gelatin; starch-based polymers such as carboxymethyl starch and methylhydroxypropyl starch; methylcellulose, nitrocellulose, ethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, sodium cellulose sulfate, hydroxypropylcellulose, Examples include semi-synthetic water-soluble polymers such as cellulose-based polymers such as cellulose, sodium carboxymethylcellulose (CMC), crystalline cellulose, and cellulose powder; alginate-based polymers such as sodium alginate and propylene glycol alginate; vinyl-based polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl methyl ether, polyvinylpyrrolidone, carboxyvinyl polymer, and alkyl-modified carboxyvinyl polymer; polyoxyethylene-based polymers such as polyethylene glycol 1500, 4000, and 6000; polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer-based polymers; acrylic polymers such as sodium polyacrylate, polyethyl acrylate, and polyacrylamide; polyethyleneimine; and synthetic water-soluble polymers such as cationic polymers.
(D)水溶性高分子の量は(A)成分100質量部に対して0~5質量部であり、好ましくは0.05~5質量部であり、より好ましくは0.05~3質量部であり、より好ましくは0.1~1.5質量部である。上記上限値より多いと、分散液の粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難となる。 The amount of (D) water-soluble polymer is 0 to 5 parts by mass, preferably 0.05 to 5 parts by mass, more preferably 0.05 to 3 parts by mass, and even more preferably 0.1 to 1.5 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). If it is more than the upper limit, the viscosity of the dispersion will be too high, making it difficult to handle.
(C)水
水は上記シリコーンゴム粒子の分散媒である。水分散物中の水の量は(A)シリコーンゴム粒子100質量部に対して5~2,000質量部であり、好ましくは10~100質量部である。
(C) Water: Water is a dispersion medium for the silicone rubber particles. The amount of water in the aqueous dispersion is 5 to 2,000 parts by mass, and preferably 10 to 100 parts by mass, per 100 parts by mass of the (A) silicone rubber particles.
本発明のシリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物には、上記(A)~(D)成分以外に、必要に応じて、種々の添加剤を配合することができる。例えば、防腐剤、pH調整剤、酸化防止剤、着色剤等が例示される。アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、または、両性界面活性剤は、後記する製造方法において、乳化することができなかったり、硬化反応中に凝集粒が生成したり、エマルションが破壊したりするおそれがあるため、配合しないほうが好ましい。 In addition to the above components (A) to (D), various additives can be blended into the aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles of the present invention, as needed. Examples include preservatives, pH adjusters, antioxidants, and colorants. It is preferable not to blend anionic surfactants, cationic surfactants, or amphoteric surfactants, as they may not be able to be emulsified in the manufacturing method described below, may form aggregates during the curing reaction, or may destroy the emulsion.
[シリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物の製造方法]
本発明のシリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物は、下記の工程(i)~(iii)を有する方法によって製造される。
(i)オルガノポリシロキサン及びシランから選ばれる少なくも1の硬化性有機ケイ素化合物 100質量部と(A-2)疎水化処理シリカ1~50質量部とを混合する工程、
(ii)前記(i)で得た混合物に(B)HLB1.0~12.0を有する非イオン性界面活性剤 0.1~20質量部、(C)水 5~2,000質量部、および任意で(D)水溶性高分子 0.05~5質量部を添加して乳化させて、水中油型エマルジョンを得る工程、及び
(iii)前記水中油型エマルジョン中の前記硬化性有機ケイ素化合物を硬化させてシリコーンゴム粒子の水分散物を得る工程。
[Method for producing an aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles]
The aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles of the present invention is produced by a method comprising the following steps (i) to (iii).
(i) mixing 100 parts by mass of at least one curable organosilicon compound selected from organopolysiloxanes and silanes with 1 to 50 parts by mass of (A-2) hydrophobized silica;
(ii) adding 0.1 to 20 parts by weight of (B) a nonionic surfactant having an HLB of 1.0 to 12.0, 5 to 2,000 parts by weight of (C) water, and optionally 0.05 to 5 parts by weight of (D) a water-soluble polymer to the mixture obtained in (i) and emulsifying the mixture to obtain an oil-in-water emulsion; and (iii) curing the curable organosilicon compound in the oil-in-water emulsion to obtain an aqueous dispersion of silicone rubber particles.
オルガノポリシロキサン及びシランと疎水化処理シリカを混合するには、例えばゲートミキサー、ニーダー、加圧ニーダー、二軸混練基、インテンシブミキサー等の混練機や、ホモディスパー、ホモミキサー等の攪拌機を使用することができる。 To mix the organopolysiloxane and silane with the hydrophobic treated silica, a kneading machine such as a gate mixer, kneader, pressure kneader, twin-screw mixer, or intensive mixer, or an agitator such as a homodisper or homomixer, can be used.
混合は、室温(例えば1~30℃)で行えばよいが、 200℃未満の加熱下で行ってもよい。また、上記したシリカの疎水化処理用の有機ケイ素化合物や疎水化処理を行うためのアルカリ性触媒を添加してもよい。アルカリ性触媒を添加した条件では、必要に応じて混合処理を行った後に中和剤を添加して中和反応を行うことができる。 Mixing can be carried out at room temperature (e.g., 1 to 30°C), but can also be carried out under heating at temperatures below 200°C. The aforementioned organosilicon compound for hydrophobizing the silica or an alkaline catalyst for hydrophobizing the silica can also be added. If an alkaline catalyst is added, a neutralizing agent can be added after mixing, if necessary, to carry out a neutralization reaction.
(A-2)疎水化処理シリカの代わりに、水にシリカが分散したタイプのコロイダルシリカを使用することはできない。分散媒が水であるため、このようなコロイダルシリカはオルガノポリシロキサン及びシランと混ざらない。また、オルガノポリシロキサン及びシランを乳化する工程で上記コロイダルシリカを添加しても、シリカが親水性であるため、オルガノポリシロキサン及びシラン中に入らない。 (A-2) Colloidal silica, in which silica is dispersed in water, cannot be used in place of hydrophobized silica. Because the dispersant is water, this type of colloidal silica does not mix with organopolysiloxane and silane. Furthermore, even if the above colloidal silica is added during the process of emulsifying organopolysiloxane and silane, the silica is hydrophilic and therefore does not enter the organopolysiloxane and silane.
乳化に使用する非イオン性界面活性剤(B)はHLB1.0~12.0を有し、好ましくは3.0~11.5、より好ましくは6.0~11.0、さらに好ましくは6.5~10.5の範囲である。乳化の際には、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、および両性界面活性剤は使用しないことが好ましい。乳化を行うには、一般的な乳化分散機を用いればよい。その例としては、ホモディスパー等の高速回転遠心放射型攪拌機;ホモミキサー等の高速回転剪断型攪拌機;ホモジナイザー等の高圧噴射式乳化分散機;コロイドミル;超音波乳化機等が挙げられる。 The nonionic surfactant (B) used for emulsification has an HLB of 1.0 to 12.0, preferably 3.0 to 11.5, more preferably 6.0 to 11.0, and even more preferably 6.5 to 10.5. It is preferable not to use anionic surfactants, cationic surfactants, or amphoteric surfactants during emulsification. Emulsification can be carried out using a general emulsifying disperser. Examples include a high-speed rotation centrifugal radial mixer such as a Homodisper; a high-speed rotation shear mixer such as a Homomixer; a high-pressure jet emulsifying disperser such as a homogenizer; a colloid mill; and an ultrasonic emulsifier.
硬化用触媒やラジカル発生剤は、上記工程(i)にて予めオルガノポリシロキサン及びシランと混合してもよいし、上記工程(ii)にて水中油型エマルジョンを得た後に配合してもよい。
上記シリコーンゴム粒子が、無官能性シリコーンオイル、無機系粉末(シリカを除く)、有機系粉末及び酸化防止剤等のその他の成分を含有する場合は、工程(i)にてオルガノポリシロキサン及びシランと混合するのがよい。配合量は、本発明のシリコーンゴム粒子の特性を損ねない範囲において適宜調整されればよい。
The curing catalyst and radical generator may be mixed with the organopolysiloxane and silane in advance in the above step (i), or may be added after the oil-in-water emulsion is obtained in the above step (ii).
When the silicone rubber particles contain other components such as non-functional silicone oil, inorganic powder (excluding silica), organic powder, and antioxidants, they are preferably mixed with the organopolysiloxane and silane in step (i). The amounts of these components may be adjusted as appropriate within a range that does not impair the properties of the silicone rubber particles of the present invention.
硬化用触媒やラジカル発生剤を、エマルジョンを作製した後に(上記工程(ii)にて)配合する方法において、硬化用触媒やラジカル発生剤の水に対する分散性が悪い場合には、界面活性剤に溶解した状態でエマルジョンに添加するか、界面活性剤でエマルジョン形態にして添加することが好ましい。ここで使用する界面活性剤は、非イオン性であることが好ましく、さらには、高HLBを有するのがよい。オルガノポリシロキサン及びシランと疎水化処理シリカの混合物の乳化の際に使用した非イオン性界面活性剤との平均HLBが1.0~12.0の範囲になるよう、そのHLBおよび使用量を設定する必要がある。平均HLBは、好ましくは3.0~11.5、より好ましくは6.0~11.0、さらに好ましくは6.5~10.5の範囲である。平均HLBが12.0より大きいと、硬化反応中にシリコーンが凝集したり、エマルジョンが破壊したりする。HLBが12.0より大きい非イオン性界面活性剤を使用する場合、そのHLBは15.0以下、好ましくは13.0以下、さらに好ましくは12.5以下が好ましい。 In the method of blending a curing catalyst or radical generator after preparing an emulsion (step (ii) above), if the curing catalyst or radical generator has poor water dispersibility, it is preferable to add it to the emulsion in a state dissolved in a surfactant or to emulsify it with a surfactant. The surfactant used here is preferably nonionic and, more preferably, has a high HLB. The HLB and amount of the nonionic surfactant used in emulsifying the mixture of organopolysiloxane, silane, and hydrophobized silica must be set so that the average HLB is in the range of 1.0 to 12.0. The average HLB is preferably in the range of 3.0 to 11.5, more preferably 6.0 to 11.0, and even more preferably 6.5 to 10.5. If the average HLB is greater than 12.0, the silicone may aggregate or the emulsion may break down during the curing reaction. When using a nonionic surfactant with an HLB greater than 12.0, its HLB should be 15.0 or less, preferably 13.0 or less, and even more preferably 12.5 or less.
上記工程(iii)において、付加反応または縮合反応で硬化する場合、反応は室温(1~30℃)で行ってもよいが、反応が完結しない場合には、100℃未満の加熱下で行ってもよい。 In the above step (iii), if curing is performed by an addition reaction or condensation reaction, the reaction may be carried out at room temperature (1 to 30°C), but if the reaction does not go to completion, it may be carried out under heating at less than 100°C.
上記工程(iii)において、ラジカル反応で硬化する場合、レドックス系開始剤を使用する場合は100℃未満で加熱すればよく、光重合開始剤を使用する場合は紫外線等の光を照射すればよい。 In the above step (iii), when curing by radical reaction, if a redox initiator is used, heating at less than 100°C is sufficient, and if a photopolymerization initiator is used, irradiation with light such as ultraviolet light is sufficient.
[シリカ含有シリコーンゴム粒子の製造方法]
本発明のシリカ含有シリコーンゴム粒子は、上記の工程で得られたシリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物から水を除去することにより得ることができる(工程(iv))。
[Method of producing silica-containing silicone rubber particles]
The silica-containing silicone rubber particles of the present invention can be obtained by removing water from the aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles obtained in the above step (step (iv)).
水の除去は、例えば、水分散物を常圧下又は減圧下に加熱して揮発させることにより行うことができる。より詳細には、分散液を加熱下で静置して除去する方法、分散液を加熱下で攪拌流動させながら除去する方法、スプレードライヤーのように熱風気流中に分散液を噴霧、分散させる方法、流動熱媒体を利用する方法等が挙げられる。なお、この操作の前処理として、無機塩などの添加により粒子を凝集させた後、加圧ろ過等の濾過分離、遠心分離、デカンテーション等の方法で濃縮してもよいし、さらに必要ならば濃縮物を水やアルコール等で洗浄してもよい。 Water can be removed, for example, by heating the aqueous dispersion under normal or reduced pressure to volatilize it. More specific examples include a method in which the dispersion is left to stand under heating to remove the water, a method in which the dispersion is stirred and fluidized under heating to remove the water, a method in which the dispersion is sprayed and dispersed in a hot air stream as in a spray dryer, and a method using a fluidized heat medium. As a pretreatment for this operation, the particles may be agglomerated by adding an inorganic salt or the like, and then concentrated by filtration separation such as pressure filtration, centrifugation, decantation, or other methods. If necessary, the concentrate may be washed with water, alcohol, or the like.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
なお、例中、動粘度は25℃において毛管粘度計を用いて測定した値であり、濃度及び含有率を表す「%」は「質量%」を示す。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
In the examples, the kinematic viscosity is a value measured at 25° C. using a capillary viscometer, and the "%" representing the concentration and content is "% by mass".
[実施例1]
下記平均式(23)で示される、動粘度が55mm2/sのビニル基含有ジメチルポリシロキサン186g(a―1)、下記平均式(24)で示される、動粘度が30mm2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン30g(b-1、ビニル基1個に対しSiH基が1.14個となる配合量)、
次いで、前記混合物に、サンノニックSS-30(B-1、商品名、三洋化成工業(株)製、ポリオキシエチレンアルキル(C12H25~C14H29)エーテル、HLB=8.0)20gとセロゲンWS-C(D-1、商品名、第一工業製薬(株)製、カルボキシメチルセルロースナトリウム)3g(得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対し1.3質量部となる量)の混合物と水300gを加え、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油型となり、増粘が認められた。さらに、15分間撹拌を継続した。次いで、2,000rpmで撹拌しながら、水436g(得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対し水の合計量が307質量部となる量)を加えたところ、均一な白色の水中油型エマルジョンが得られた。
このエマルジョンを錨型撹拌翼による撹拌装置の付いた容量1リットルのガラスフラスコに移し、20~25℃に温調した後、撹拌下に白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%) 0.5gと、ファインサーフTD-70(B-2、商品名、青木油脂工業(株)製、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、HLB=12.0)1.0gの混合溶解物を添加し、同温度で5時間撹拌して、シリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物を得た。
水分散物中の非イオン性界面活性剤(B)の平均HLBは8.2である。非イオン性界面活性剤はシリコーンゴム粒子100質量部に対し8.8質量部となる量である。
[Example 1]
186 g (a-1) of a vinyl group-containing dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 55 mm 2 /s, represented by the following average formula (23): 30 g (b-1) of a methylhydrogenpolysiloxane having a kinematic viscosity of 30 mm 2 /s, represented by the following average formula (24):
Next, to the mixture was added 20 g of Sannonik SS-30 (B-1, trade name, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., polyoxyethylene alkyl (C 12 H 25 -C 14 H 29 ) ether, HLB = 8.0) and 3 g of Cellogen WS-C (D-1, trade name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., sodium carboxymethylcellulose) (amount equivalent to 1.3 parts by weight per 100 parts by weight of the resulting silicone rubber particles) and 300 g of water. The mixture was stirred at 6,000 rpm using a homomixer, resulting in an oil-in-water emulsion and increased viscosity. Stirring was continued for an additional 15 minutes. Next, while stirring at 2,000 rpm, 436 g of water (amount equivalent to 307 parts by weight of water in total per 100 parts by weight of the resulting silicone rubber particles) was added, resulting in a uniform white oil-in-water emulsion.
This emulsion was transferred to a 1-liter glass flask fitted with an anchor-type stirring blade stirrer, and the temperature was adjusted to 20-25°C. After that, a mixed solution of 0.5 g of an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content 0.5%) and 1.0 g of Finesurf TD-70 (B-2, trade name, manufactured by Aoki Oil & Fat Industries Co., Ltd., polyoxyethylene tridecyl ether, HLB = 12.0) was added with stirring, and the mixture was stirred at the same temperature for 5 hours, yielding an aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles.
The average HLB of the nonionic surfactant (B) in the aqueous dispersion is 8.2. The amount of the nonionic surfactant is 8.8 parts by mass per 100 parts by mass of the silicone rubber particles.
水分散物を100メッシュスクリーンで濾過した場合、シリカ含有シリコーンゴム粒子の保持された量(すなわち、凝集物の量)は濾過された合計量の1.0%未満であった。 When the aqueous dispersion was filtered through a 100-mesh screen, the amount of silica-containing silicone rubber particles retained (i.e., the amount of agglomerates) was less than 1.0% of the total amount filtered.
水分散物中のシリカ含有シリコーンゴム粒子について、形状を光学顕微鏡にて観察したところ球状であり、体積平均粒径を粒度分布測定装置「マルチサイザー3」(商品名、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ6μmであった。 When the silica-containing silicone rubber particles in the aqueous dispersion were observed under an optical microscope, they were found to be spherical, and when the volume average particle size was measured using a particle size distribution analyzer "Multisizer 3" (product name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.), it was found to be 6 μm.
シリカ含有シリコーンゴム粒子を構成するシリカ含有シリコーンゴムの硬度を以下のように測定した。
上記と同じビニル基含有ジメチルポリシロキサン(a-1)、メチルハイドロジェンポリシロキサン(b-1)、疎水化処理シリカ(A-2-1)、および白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)を、上記に記載の配合比にて混合し、厚みが10mmになるようアルミニウムシャーレに流し込んだ。
25℃で24時間放置後、50℃の恒温槽内で1時間加熱し、べたつきのないシリカ含有シリコーンゴムを得た。このシリコーンゴムの硬度をJIS K6253に規定されているタイプAデュロメータで測定したところ、62であった。
The hardness of the silica-containing silicone rubber constituting the silica-containing silicone rubber particles was measured as follows.
The same vinyl group-containing dimethylpolysiloxane (a-1), methylhydrogenpolysiloxane (b-1), hydrophobic treated silica (A-2-1), and an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content: 0.5%) as above were mixed in the above-described blending ratio, and the mixture was poured into an aluminum petri dish to a thickness of 10 mm.
After leaving the mixture at 25°C for 24 hours, it was heated in a thermostatic chamber at 50°C for 1 hour to obtain a non-sticky silica-containing silicone rubber. The hardness of this silicone rubber was measured using a Type A durometer specified in JIS K6253 and found to be 62.
また、シリカ含有シリコーンゴム粒子を構成するシリカ含有シリコーンゴムの切断時引張り強さおよび切断時伸びを以下のように測定した。
上記と同じビニル基含有ジメチルポリシロキサン(a-1)、メチルハイドロジェンポリシロキサン(b-1)、疎水化処理シリカ(A-2-1)、および白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)を、上記に記載の配合比にて混合し、厚みが約1mmになるようポリプロピレン製トレイに流し込んだ。
25℃で24時間放置後、50℃の恒温槽内で1時間加熱し、べたつきのないシリカ含有シリコーンゴムシートを得た。このシリコーンゴムシートをJIS K6251に規定されているダンベル状 3号形試験片の形状・寸法にカットし、JIS K6251に規定されている方法に準じて切断時引張り強さおよび切断時伸びを測定したところ、それぞれ1.4MPa、52%であった。
The tensile strength at break and elongation at break of the silica-containing silicone rubber that constitutes the silica-containing silicone rubber particles were measured as follows.
The same vinyl group-containing dimethylpolysiloxane (a-1), methylhydrogenpolysiloxane (b-1), hydrophobic treated silica (A-2-1), and an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content: 0.5%) as above were mixed in the blending ratio described above, and the mixture was poured into a polypropylene tray to a thickness of approximately 1 mm.
After leaving the sheet at 25°C for 24 hours, it was heated in a constant temperature bath at 50°C for 1 hour to obtain a non-sticky silica-containing silicone rubber sheet. This silicone rubber sheet was cut to the shape and dimensions of a dumbbell-shaped No. 3 test piece specified in JIS K6251, and the tensile strength at break and elongation at break were measured according to the methods specified in JIS K6251, finding values of 1.4 MPa and 52%, respectively.
[実施例2~8]
実施例1において、ビニル基含有ジメチルポリシロキサン(a-1)、メチルハイドロジェンポリシロキサン(b-1)、および疎水化処理シリカ(A-2-1)の混合物の乳化に使用した非イオン性界面活性剤(サンノニックSS-30)を、表1に示す非イオン性界面活性剤に替えた他は、実施例1の工程を繰り返してシリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物を得た。
[Examples 2 to 8]
An aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles was obtained by repeating the steps of Example 1, except that the nonionic surfactant (Sanonic SS-30) used in emulsifying the mixture of vinyl group-containing dimethylpolysiloxane (a-1), methylhydrogenpolysiloxane (b-1), and hydrophobic treated silica (A-2-1) was replaced with the nonionic surfactant shown in Table 1.
得られたシリコーンゴム粒子の水分散液について、実施例1と同じ方法にて評価した。
水分散物中の非イオン性界面活性剤(B)の平均HLBを表1に、該水分散液を100メッシュスクリーンで濾過した場合のシリカ含有シリコーンゴム粒子の保持された量(すなわち、凝集物の量)を表4に示す。
また、水分散物中のシリカ含有シリコーンゴム粒子の形状の観察結果および体積平均粒径の測定結果を表4に示す。
The resulting aqueous dispersion of silicone rubber particles was evaluated in the same manner as in Example 1.
The average HLB of the nonionic surfactant (B) in the aqueous dispersion is shown in Table 1, and the amount of silica-containing silicone rubber particles retained when the aqueous dispersion was filtered through a 100-mesh screen (i.e., the amount of aggregates) is shown in Table 4.
Table 4 also shows the results of observing the shape of the silica-containing silicone rubber particles in the aqueous dispersion and the results of measuring the volume average particle size.
[実施例9~10]
実施例1において、ビニル基含有ジメチルポリシロキサン(a-1)、メチルハイドロジェンポリシロキサン(b-1)、および疎水化処理シリカ(A-2-1)の混合物の乳化に使用した水溶性高分子(セロゲンWS-C)30gを、表1に示す水溶性高分子および量に替えた他は、実施例1の工程を繰り返してシリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物を得た。
表中、D-2は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(メトローズ60SH-10000、信越化学工業株式会社製)である。
[Examples 9 to 10]
An aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles was obtained by repeating the steps of Example 1, except that the 30 g of water-soluble polymer (Cellogen WS-C) used in emulsifying the mixture of vinyl group-containing dimethylpolysiloxane (a-1), methylhydrogenpolysiloxane (b-1), and hydrophobic treated silica (A-2-1) in Example 1 was replaced with the water-soluble polymer and amount shown in Table 1.
In the table, D-2 is hydroxypropyl methylcellulose (Metolose 60SH-10000, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
得られたシリコーンゴム粒子の水分散液について、実施例1と同じ方法にて評価した。
水分散物中の非イオン性界面活性剤(B)の平均HLBを表1に、分散液を100メッシュスクリーンで濾過した場合のシリカ含有シリコーンゴム粒子の保持された量を表4に示す。また、シリカ含有シリコーンゴム粒子の形状の観察結果および体積平均粒径の測定結果を表4に示す。
The resulting aqueous dispersion of silicone rubber particles was evaluated in the same manner as in Example 1.
The average HLB of the nonionic surfactant (B) in the aqueous dispersion is shown in Table 1, and the amount of silica-containing silicone rubber particles retained when the dispersion was filtered through a 100-mesh screen is shown in Table 4. Table 4 also shows the results of observing the shape of the silica-containing silicone rubber particles and the results of measuring the volume average particle size.
[実施例11]
上記平均式(23)で示される、動粘度が55mm2/sのビニル基含有ジメチルポリシロキサン165g(a-1)、上記平均式(24)で示される、動粘度が30mm2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン27g(b-1、ビニル基1個に対しSiH基が1.15個となる配合量)、および乾式シリカをヘキサメチルジシラザンで処理した疎水化処理シリカ(A-2-1、BET法による比表面積300m2/g、疎水化度60)48g(得られるシリコーンゴム100質量部に対し25.0質量部となる量)とをゲートミキサーに仕込み、均一になるまで混合した。
得られた混合物に、サンノニックSS-30(B-1、商品名、三洋化成工業(株)製、ポリオキシエチレンアルキル(C12H25~C14H29)エーテル、HLB=8.0)20gとセロゲンWS-C(D-1、商品名、第一工業製薬(株)製、カルボキシメチルセルロースナトリウム)3g(得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対し1.3質量部となる量)の混合物、および水600gを容量1リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油型となり、増粘が認められた。さらに、15分間撹拌を継続した。次いで、2,000rpmで撹拌しながら、水136g(得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対し水の合計量が307質量部となる量)を加えたところ、均一な白色の水中油型エマルジョンが得られた。
このエマルジョンを錨型撹拌翼による撹拌装置の付いた容量1リットルのガラスフラスコに移し、20~25℃に温調した後、撹拌下に白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)0.5gとファインサーフTD-70(B-2、商品名、青木油脂工業(株)製、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、HLB=12.0)1.0gの混合溶解物を添加し、同温度で5時間撹拌し、シリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物を得た。水分散物中の非イオン性界面活性剤(B)の平均HLBは、8.2である。非イオン性界面活性剤はシリコーンゴム粒子100質量部に対し8.8質量部となる量である。
[Example 11]
165 g (a-1) of a vinyl-containing dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 55 mm 2 /s and represented by the average formula (23) above, 27 g (b-1) of a methylhydrogenpolysiloxane having a kinematic viscosity of 30 mm 2 /s and represented by the average formula (24) above (a blending amount so that there are 1.15 SiH groups per vinyl group), and 48 g (25.0 parts by mass per 100 parts by mass of the resulting silicone rubber) of hydrophobized silica (A-2-1, specific surface area by BET method 300 m 2 /g, hydrophobicity degree 60) prepared by treating dry silica with hexamethyldisilazane were charged into a gate mixer and mixed until uniform.
The resulting mixture was mixed with 20 g of Sannonik SS-30 (B-1, trade name, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., polyoxyethylene alkyl (C 12 H 25 -C 14 H 29 ) ether, HLB = 8.0) and 3 g of Cellogen WS-C (D-1, trade name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., sodium carboxymethylcellulose) (amount equivalent to 1.3 parts by weight per 100 parts by weight of the resulting silicone rubber particles), and 600 g of water. The mixture was placed in a 1-liter glass beaker and stirred at 6,000 rpm using a homomixer. The mixture became oil-in-water and thickened. Stirring was continued for another 15 minutes. Next, while stirring at 2,000 rpm, 136 g of water (amount equivalent to 307 parts by weight of water per 100 parts by weight of the resulting silicone rubber particles) was added, resulting in a uniform white oil-in-water emulsion.
This emulsion was transferred to a 1-liter glass flask equipped with an anchor-type stirring blade stirrer, and the temperature was adjusted to 20-25°C. After that, a mixed solution of 0.5 g of an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content 0.5%) and 1.0 g of Finesurf TD-70 (B-2, trade name, manufactured by Aoki Oil & Fat Industries Co., Ltd., polyoxyethylene tridecyl ether, HLB = 12.0) was added with stirring, and the mixture was stirred at the same temperature for 5 hours to obtain an aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles. The average HLB of the nonionic surfactant (B) in the aqueous dispersion was 8.2. The amount of nonionic surfactant was 8.8 parts by mass per 100 parts by mass of silicone rubber particles.
水分散物を100メッシュスクリーンで濾過した場合、シリカ含有シリコーンゴム粒子の保持された量(すなわち、凝集物の量)は濾過された合計量の1.0質量%未満であった。
水分散物中のシリカ含有シリコーンゴム粒子について、形状を光学顕微鏡にて観察したところ球状であり、体積平均粒径を粒度分布測定装置「マルチサイザー3」(商品名、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ3μmであった。
When the aqueous dispersion was filtered through a 100 mesh screen, the amount of silica-containing silicone rubber particles retained (ie, the amount of agglomerates) was less than 1.0 wt % of the total amount filtered.
The shape of the silica-containing silicone rubber particles in the aqueous dispersion was observed under an optical microscope and was found to be spherical, and the volume average particle size was measured using a particle size distribution analyzer "Multisizer 3" (trade name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) and was found to be 3 μm.
シリカ含有シリコーンゴム粒子を構成するシリカ含有シリコーンゴムの硬度を以下のように測定した。
上記と同じビニル基含有ジメチルポリシロキサン(a-1)、メチルハイドロジェンポリシロキサン(b-1)、疎水化処理シリカ(A-2-1)、および白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)を、上記に記載の配合比にて混合し、厚みが10mmになるようアルミニウムシャーレに流し込んだ。
25℃で24時間放置後、50℃の恒温槽内で1時間加熱し、べたつきのないシリカ含有シリコーンゴムを得た。このシリコーンゴムの硬度をJIS K6253に規定されているタイプAデュロメータで測定したところ、71であった。
The hardness of the silica-containing silicone rubber constituting the silica-containing silicone rubber particles was measured as follows.
The same vinyl group-containing dimethylpolysiloxane (a-1), methylhydrogenpolysiloxane (b-1), hydrophobic treated silica (A-2-1), and an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content: 0.5%) as above were mixed in the above-described blending ratio, and the mixture was poured into an aluminum petri dish to a thickness of 10 mm.
After leaving the mixture at 25°C for 24 hours, it was heated in a thermostatic chamber at 50°C for 1 hour to obtain a non-sticky silica-containing silicone rubber. The hardness of this silicone rubber was measured using a Type A durometer specified in JIS K6253 and found to be 71.
また、シリカ含有シリコーンゴム粒子を構成するシリカ含有シリコーンゴムの切断時引張り強さおよび切断時伸びを以下のように測定した。
上記と同じビニル基含有ジメチルポリシロキサン(a-1)、メチルハイドロジェンポリシロキサン(b-1)、疎水化処理シリカ(A-2-1)、および白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)を、上記に記載の配合比にて混合し、厚みが約1mmになるようポリプロピレン製トレイに流し込んだ。
25℃で24時間放置後、50℃の恒温槽内で1時間加熱し、べたつきのないシリカ含有シリコーンゴムシートを得た。このシリコーンゴムシートをJIS K6251に規定されているダンベル状 3号形試験片の形状・寸法にカットし、JIS K6251に規定されている方法に準じて切断時引張り強さおよび切断時伸びを測定したところ、それぞれ1.9MPa、54%であった。
The tensile strength at break and elongation at break of the silica-containing silicone rubber that constitutes the silica-containing silicone rubber particles were measured as follows.
The same vinyl group-containing dimethylpolysiloxane (a-1), methylhydrogenpolysiloxane (b-1), hydrophobic treated silica (A-2-1), and an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content: 0.5%) as above were mixed in the blending ratio described above, and the mixture was poured into a polypropylene tray to a thickness of approximately 1 mm.
After leaving the sheet at 25°C for 24 hours, it was heated in a constant temperature bath at 50°C for 1 hour to obtain a non-sticky silica-containing silicone rubber sheet. This silicone rubber sheet was cut to the shape and dimensions of a dumbbell-shaped No. 3 test piece specified in JIS K6251, and the tensile strength at break and elongation at break were measured according to the methods specified in JIS K6251, finding values of 1.9 MPa and 54%, respectively.
[実施例12]
上記平均式(23)で示される、動粘度が55mm2/sのビニル基含有ジメチルポリシロキサン196g(a-1)、上記平均式(24)で示される、動粘度が30mm2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン32g(b-1、ビニル基1個に対しSiH基が1.15個となる配合量)、および乾式シリカを1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシラザンで処理した疎水化処理シリカ(A-2-2、BET法による比表面積300m2/g、疎水化度55)12g(得られるシリコーンゴム100質量部に対し5.3質量部となる量)とを容量1リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて2,000rpmで撹拌混合した。
次いで、サンノニックSS-30(B-1、商品名、三洋化成工業(株)製、ポリオキシエチレンアルキル(C12H25~C14H29)エーテル、HLB=8.0)20gとセロゲンWS-C(D-1、商品名、第一工業製薬(株)製、カルボキシメチルセルロースナトリウム)3g(得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対し1.3質量部となる量)の混合物と水300gを加え、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油型となり、増粘が認められた。さらに、15分間撹拌を継続した。次いで、2,000rpmで撹拌しながら、水436g(得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対し水の合計量が307質量部となる量)を加えたところ、均一な白色の水中油型エマルジョンが得られた。
このエマルジョンを錨型撹拌翼による撹拌装置の付いた容量1リットルのガラスフラスコに移し、20~25℃に温調した後、撹拌下に白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)0.5gとファインサーフTD-70(B-2、商品名、青木油脂工業(株)製、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、HLB=12.0)1.0gの混合溶解物を添加し、同温度で5時間撹拌し、シリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物を得た。水分散物中の非イオン性界面活性剤の平均HLBは8.2である。非イオン性界面活性剤はシリコーンゴム粒子100質量部に対し8.8質量部となる量である。
[Example 12]
196 g (a-1) of a vinyl-containing dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 55 mm 2 /s and represented by the average formula (23) above, 32 g (b-1) of a methylhydrogenpolysiloxane having a kinematic viscosity of 30 mm 2 /s and represented by the average formula (24) above (amount to give 1.15 SiH groups per vinyl group), and 12 g (5.3 parts by mass per 100 parts by mass of the resulting silicone rubber) of hydrophobized silica (A-2-2, specific surface area by BET method 300 m 2 /g, hydrophobicity degree 55) prepared by treating dry silica with 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazane were charged into a 1-liter glass beaker and mixed by stirring at 2,000 rpm using a homomixer.
Next, a mixture of 20 g of Sannonik SS-30 (B-1, trade name, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., polyoxyethylene alkyl (C 12 H 25 -C 14 H 29 ) ether, HLB = 8.0) and 3 g of Cellogen WS-C (D-1, trade name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., sodium carboxymethylcellulose) (amount equivalent to 1.3 parts by weight per 100 parts by weight of the resulting silicone rubber particles) and 300 g of water was added, and the mixture was stirred at 6,000 rpm using a homomixer. The mixture became oil-in-water and thickening was observed. Stirring was continued for a further 15 minutes. Next, while stirring at 2,000 rpm, 436 g of water (amount equivalent to 307 parts by weight of water in total per 100 parts by weight of the resulting silicone rubber particles) was added, resulting in a uniform white oil-in-water emulsion.
This emulsion was transferred to a 1-liter glass flask equipped with an anchor-type stirring blade stirrer, and the temperature was adjusted to 20-25°C. After this, a mixed solution of 0.5 g of an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content 0.5%) and 1.0 g of Finesurf TD-70 (B-2, trade name, manufactured by Aoki Oil & Fat Industries Co., Ltd., polyoxyethylene tridecyl ether, HLB = 12.0) was added with stirring, and the mixture was stirred at the same temperature for 5 hours to obtain an aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles. The average HLB of the nonionic surfactant in the aqueous dispersion was 8.2. The amount of nonionic surfactant was 8.8 parts by mass per 100 parts by mass of silicone rubber particles.
水分散物を100メッシュスクリーンで濾過した場合、シリカ含有シリコーンゴム粒子の保持された量(すなわち、凝集物の量)は濾過された合計量の1.0質量%未満であった。
水分散物中のシリカ含有シリコーンゴム粒子について、形状を光学顕微鏡にて観察したところ球状であり、体積平均粒径を粒度分布測定装置「マルチサイザー3」(商品名、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ7μmであった。
When the aqueous dispersion was filtered through a 100 mesh screen, the amount of silica-containing silicone rubber particles retained (ie, the amount of agglomerates) was less than 1.0 wt % of the total amount filtered.
The shape of the silica-containing silicone rubber particles in the aqueous dispersion was observed under an optical microscope and was found to be spherical, and the volume average particle size was measured using a particle size distribution analyzer "Multisizer 3" (trade name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) and was found to be 7 μm.
シリカ含有シリコーンゴム粒子を構成するシリカ含有シリコーンゴムの硬度を以下のように測定した。
上記と同じビニル基含有ジメチルポリシロキサン(a-1)、メチルハイドロジェンポリシロキサン(b-1)、疎水化処理シリカ(A-2-2)、および白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)を、上記に記載の配合比にて混合し、厚みが10mmになるようアルミニウムシャーレに流し込んだ。
25℃で24時間放置後、50℃の恒温槽内で1時間加熱し、べたつきのないシリカ含有シリコーンゴムを得た。このシリコーンゴムの硬度をJIS K6253に規定されているタイプAデュロメータで測定したところ、57であった。
The hardness of the silica-containing silicone rubber constituting the silica-containing silicone rubber particles was measured as follows.
The same vinyl group-containing dimethylpolysiloxane (a-1), methylhydrogenpolysiloxane (b-1), hydrophobic treated silica (A-2-2), and an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content 0.5%) as above were mixed in the above-described blending ratio, and the mixture was poured into an aluminum petri dish to a thickness of 10 mm.
After leaving the mixture at 25°C for 24 hours, it was heated in a thermostatic chamber at 50°C for 1 hour to obtain a non-sticky silica-containing silicone rubber. The hardness of this silicone rubber was measured using a Type A durometer specified in JIS K6253 and found to be 57.
また、シリカ含有シリコーンゴム粒子を構成するシリカ含有シリコーンゴムの切断時引張り強さおよび切断時伸びを以下のように測定した。
上記と同じビニル基含有ジメチルポリシロキサン(a-1)、メチルハイドロジェンポリシロキサン(b-1)、疎水化処理シリカ(A-2-2)、および白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)を、上記に記載の配合比にて混合し、厚みが約1mmになるようポリプロピレン製トレイに流し込んだ。
25℃で24時間放置後、50℃の恒温槽内で1時間加熱し、べたつきのないシリカ含有シリコーンゴムシートを得た。このシリコーンゴムシートをJIS K6251に規定されているダンベル状 3号形試験片の形状・寸法にカットし、JIS K6251に規定されている方法に準じて切断時引張り強さおよび切断時伸びを測定したところ、それぞれ1.2MPa、48%であった。
The tensile strength at break and elongation at break of the silica-containing silicone rubber that constitutes the silica-containing silicone rubber particles were measured as follows.
The same vinyl group-containing dimethylpolysiloxane (a-1), methylhydrogenpolysiloxane (b-1), hydrophobic treated silica (A-2-2), and an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content: 0.5%) as above were mixed in the blending ratio described above, and the mixture was poured into a polypropylene tray to a thickness of approximately 1 mm.
After leaving the sheet at 25°C for 24 hours, it was heated in a constant temperature bath at 50°C for 1 hour to obtain a non-sticky silica-containing silicone rubber sheet. This silicone rubber sheet was cut to the shape and dimensions of a dumbbell-shaped No. 3 test piece specified in JIS K6251, and the tensile strength at break and elongation at break were measured according to the methods specified in JIS K6251, finding values of 1.2 MPa and 48%, respectively.
[実施例13]
下記平均式(25)で示される、動粘度が690mm2/sの水酸基含有ジメチルポリシロキサン205g(c-1)、
得られた混合物に、サンノニックSS-30(B-1、商品名、三洋化成工業(株)製、ポリオキシエチレンアルキル(C12H25~C14H29)エーテル、HLB=8.0)20gとセロゲンWS-C(D-1、商品名、第一工業製薬(株)製、カルボキシメチルセルロースナトリウム)3g(得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対し1.4質量部となる量)の混合物、および水600gを容量1リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油型となり、増粘が認められ、さらに、15分間撹拌を継続した。次いで、2,000rpmで撹拌しながら、水135g(得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対し合計の水量が312質量部となる量)を加えたところ、均一な白色の水中油型エマルジョンが得られた。
このエマルジョンを錨型撹拌翼による撹拌装置の付いた容量1リットルのガラスフラスコに移し、20~25℃に温調した後、ジオクチル錫ジラウレート1.0gとファインサーフTD-70(D-2、商品名、青木油脂工業(株)製、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、HLB=12.0)1.0gの混合溶解物を添加し、同温度で24時間撹拌し、シリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物を得た。水分散物中の非イオン性界面活性剤の平均HLBは、8.2である。非イオン性界面活性剤はシリコーンゴム粒子100質量部に対し10.0質量部となる量である。
[Example 13]
205 g (c-1) of a hydroxyl-containing dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 690 mm 2 /s, represented by the following average formula (25):
The resulting mixture was mixed with 20 g of Sannonik SS-30 (B-1, trade name, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., polyoxyethylene alkyl (C 12 H 25 -C 14 H 29 ) ether, HLB = 8.0) and 3 g of Cellogen WS-C (D-1, trade name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., sodium carboxymethylcellulose) (amount equivalent to 1.4 parts by weight per 100 parts by weight of the resulting silicone rubber particles), and 600 g of water. A 1-liter glass beaker was charged with the mixture and stirred at 6,000 rpm using a homomixer. The mixture became oil-in-water and thickened. Stirring was continued for 15 minutes. Next, while stirring at 2,000 rpm, 135 g of water (amount equivalent to 312 parts by weight of the total amount of water per 100 parts by weight of the resulting silicone rubber particles) was added, resulting in a uniform white oil-in-water emulsion.
This emulsion was transferred to a 1-liter glass flask equipped with an anchor-type stirring blade stirrer, and after adjusting the temperature to 20-25°C, a mixed solution of 1.0 g of dioctyltin dilaurate and 1.0 g of Finesurf TD-70 (D-2, trade name, manufactured by Aoki Oil & Fat Industries Co., Ltd., polyoxyethylene tridecyl ether, HLB = 12.0) was added, and the mixture was stirred at the same temperature for 24 hours to obtain an aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles. The average HLB of the nonionic surfactant in the aqueous dispersion was 8.2. The amount of nonionic surfactant was 10.0 parts by mass per 100 parts by mass of silicone rubber particles.
水分散物を100メッシュスクリーンで濾過した場合、シリカ含有シリコーンゴム粒子の保持された量(すなわち、凝集物の量)は濾過された合計量の1.0質量%未満であった。
水分散物中のシリカ含有シリコーンゴム粒子について、形状を光学顕微鏡にて観察したところ球状であり、体積平均粒径を粒度分布測定装置「マルチサイザー3」(商品名、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ4μmであった。
When the aqueous dispersion was filtered through a 100 mesh screen, the amount of silica-containing silicone rubber particles retained (ie, the amount of agglomerates) was less than 1.0 wt % of the total amount filtered.
The shape of the silica-containing silicone rubber particles in the aqueous dispersion was observed under an optical microscope and was found to be spherical, and the volume average particle size was measured using a particle size distribution analyzer "Multisizer 3" (trade name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) and was found to be 4 μm.
シリカ含有シリコーンゴム粒子を構成するシリカ含有シリコーンゴムの硬度を以下のように測定した。上記と同じ水酸基含有ジメチルポリシロキサン(c-1)、フェニルトリエトキシシラン(d-1)、疎水化処理シリカ(A-2-1)、およびジオクチル錫ジラウレートを、上記に記載の配合比にて混合し、厚みが10mmになるようアルミニウムシャーレに流し込んだ。25℃で48時間放置後、50℃の恒温槽内で1時間加熱し、べたつきのないシリカ含有シリコーンゴムを得た。このシリコーンゴムの硬度をJIS K6253に規定されているタイプAデュロメータで測定したところ、40であった。 The hardness of the silica-containing silicone rubber that makes up the silica-containing silicone rubber particles was measured as follows. The same hydroxyl-containing dimethylpolysiloxane (c-1), phenyltriethoxysilane (d-1), hydrophobized silica (A-2-1), and dioctyltin dilaurate as above were mixed in the ratios described above and poured into an aluminum petri dish to a thickness of 10 mm. After leaving at 25°C for 48 hours, it was heated in a thermostatic chamber at 50°C for 1 hour to obtain a non-sticky silica-containing silicone rubber. The hardness of this silicone rubber was measured using a Type A durometer specified in JIS K6253, and was found to be 40.
シリカ含有シリコーンゴム粒子を構成するシリカ含有シリコーンゴムの切断時引張り強さおよび切断時伸びを以下のように測定した。
上記と同じ水酸基含有ジメチルポリシロキサン(c-1)、フェニルトリエトキシシラン(d-1)、疎水化処理シリカ(A-2-1)、およびジオクチル錫ジラウレートを、上記に記載の配合比にて混合し、厚みが約1mmになるようポリプロピレン製トレイに流し込んだ。
25℃で48時間放置後、50℃の恒温槽内で1時間加熱し、べたつきのないシリカ含有シリコーンゴムシートを得た。このシリコーンゴムシートをJIS K6251に規定されているダンベル状 3号形試験片の形状・寸法にカットし、JIS K6251に規定されている方法に準じて切断時引張り強さおよび切断時伸びを測定したところ、それぞれ1.2MPa、190%であった。
The tensile strength at break and elongation at break of the silica-containing silicone rubber that constitutes the silica-containing silicone rubber particles were measured as follows.
The same hydroxyl group-containing dimethylpolysiloxane (c-1), phenyltriethoxysilane (d-1), hydrophobic treated silica (A-2-1), and dioctyltin dilaurate as above were mixed in the above-described mixing ratio, and the mixture was poured into a polypropylene tray to a thickness of approximately 1 mm.
After leaving the sheet at 25°C for 48 hours, it was heated in a constant temperature bath at 50°C for 1 hour to obtain a non-sticky silica-containing silicone rubber sheet. This silicone rubber sheet was cut to the shape and dimensions of a dumbbell-shaped No. 3 test piece specified in JIS K6251, and the tensile strength at break and elongation at break were measured according to the methods specified in JIS K6251, finding values of 1.2 MPa and 190%, respectively.
[実施例14]
下記平均式(26)で示される、動粘度が180mm2/sのメタクリロイル基含有ジメチルポリシロキサン216g(e-1)、
得られた混合物に、サンノニックSS-30(B-1、商品名、三洋化成工業(株)製、ポリオキシエチレンアルキル(C12H25~C14H29)エーテル、HLB=8.0)20g(得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対し8.3質量部となる量)とセロゲンWS-C(D-1、商品名、第一工業製薬(株)製、カルボキシメチルセルロースナトリウム)3g(得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対し1.3質量部となる量)の混合物、および水(C)600gを容量1リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油型となり、増粘が認められた。さらに、15分間撹拌を継続した。次いで、2,000rpmで撹拌しながら、水135g(得られるシリコーンゴム粒子100質量部に対し水の合計量が306質量部となる量)を加えたところ、均一な白色の水中油型エマルジョンが得られた。
このエマルジョンを錨型撹拌翼による撹拌装置の付いた容量1リットルのガラスフラスコに移し、20~25℃に温調した後、光化学反応用LED光源(356nm波長、507mW)のプローブをエマルジョンに差し込み、照射を開始した。同温度で4時間攪拌しながら照射を続けることで、シリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物を得た。
[Example 14]
216 g (e-1) of a methacryloyl group-containing dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 180 mm 2 /s, represented by the following average formula (26):
The resulting mixture was mixed with 20 g of Sannonik SS-30 (B-1, trade name, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., polyoxyethylene alkyl (C 12 H 25 -C 14 H 29 ) ether, HLB = 8.0) (amount equivalent to 8.3 parts by mass per 100 parts by mass of the resulting silicone rubber particles) and 3 g of Cellogen WS-C (D-1, trade name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., sodium carboxymethylcellulose) (amount equivalent to 1.3 parts by mass per 100 parts by mass of the resulting silicone rubber particles), and 600 g of water (C) were added to a 1-liter glass beaker and stirred at 6,000 rpm using a homomixer. The mixture became oil-in-water and thickened. Stirring was continued for another 15 minutes. Next, 135 g of water (amount such that the total amount of water was 306 parts by mass per 100 parts by mass of the resulting silicone rubber particles) was added while stirring at 2,000 rpm, resulting in a uniform white oil-in-water emulsion.
This emulsion was transferred to a 1-liter glass flask equipped with an anchor-type stirring blade stirrer, and after adjusting the temperature to 20-25°C, the probe of an LED light source for photochemical reactions (356 nm wavelength, 507 mW) was inserted into the emulsion and irradiation began. Irradiation was continued with stirring at the same temperature for 4 hours, yielding an aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles.
水分散物を100メッシュスクリーンで濾過した場合、シリカ含有シリコーンゴム粒子の保持された量(すなわち、凝集物の量)は濾過された合計量の1.0質量%未満であった。
水分散物中のシリカ含有シリコーンゴム粒子について、形状を光学顕微鏡にて観察したところ球状であり、体積平均粒径を粒度分布測定装置「マルチサイザー3」(商品名、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ4μmであった。
When the aqueous dispersion was filtered through a 100 mesh screen, the amount of silica-containing silicone rubber particles retained (ie, the amount of agglomerates) was less than 1.0 wt % of the total amount filtered.
The shape of the silica-containing silicone rubber particles in the aqueous dispersion was observed under an optical microscope and was found to be spherical, and the volume average particle size was measured using a particle size distribution analyzer "Multisizer 3" (trade name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) and was found to be 4 μm.
シリカ含有シリコーンゴム粒子を構成するシリカ含有シリコーンゴムの硬度を以下のように測定した。
上記と同じメタクリロイル基含有ジメチルポリシロキサン(e-1)、疎水化処理シリカ(A-2-3)、および2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オンを、上記に記載の配合比にて混合し、厚みが10mmになるようアルミニウムシャーレに流し込んだ。窒素雰囲気下、UV-LED照射機(波長365nm、154mW)で5分間照射し、べたつきのないシリカ含有シリコーンゴムを得た。このシリコーンゴムの硬度をJIS K6253に規定されているタイプAデュロメータで測定したところ、48であった。
The hardness of the silica-containing silicone rubber constituting the silica-containing silicone rubber particles was measured as follows.
The same methacryloyl group-containing dimethylpolysiloxane (e-1), hydrophobized silica (A-2-3), and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one as above were mixed in the above-described compounding ratio and poured into an aluminum petri dish to a thickness of 10 mm. Irradiation was performed for 5 minutes using a UV-LED irradiator (wavelength 365 nm, 154 mW) under a nitrogen atmosphere to obtain a non-sticky silica-containing silicone rubber. The hardness of this silicone rubber was measured using a Type A durometer specified in JIS K6253 and found to be 48.
また、シリカ含有シリコーンゴム粒子を構成するシリカ含有シリコーンゴムの切断時引張り強さおよび切断時伸びを以下のように測定した。
上記と同じメタクリロイル基含有ジメチルポリシロキサン(e-1)、疎水化処理シリカ(A-2-3)、および2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オンを、上記に記載の配合比にて混合し、厚みが約1mmになるようポリプロピレン製トレイに流し込んだ。窒素雰囲気下、UV-LED照射機(波長365nm、154mW)で5分間照射し、べたつきのないシリカ含有シリコーンゴムシートを得た。このシリコーンゴムシートをJIS K6251に規定されているダンベル状 3号形試験片の形状・寸法にカットし、JIS K6251に規定されている方法に準じて切断時引張り強さおよび切断時伸びを測定したところ、それぞれ1.5MPa、190%であった。
The tensile strength at break and elongation at break of the silica-containing silicone rubber that constitutes the silica-containing silicone rubber particles were measured as follows.
The same methacryloyl group-containing dimethylpolysiloxane (e-1), hydrophobized silica (A-2-3), and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one as above were mixed in the ratios described above and poured into a polypropylene tray to a thickness of approximately 1 mm. Irradiation was performed for 5 minutes using a UV-LED irradiator (wavelength 365 nm, 154 mW) under a nitrogen atmosphere to obtain a non-sticky silica-containing silicone rubber sheet. This silicone rubber sheet was cut to the shape and dimensions of a dumbbell-shaped No. 3 test piece specified in JIS K6251, and the tensile strength at break and elongation at break were measured according to the methods specified in JIS K6251, finding values of 1.5 MPa and 190%, respectively.
[比較例1]
上記平均式(23)で示される、動粘度が55mm2/sのビニル基含有ジメチルポリシロキサン186g(a-1、上記平均式(24)で示される、動粘度が30mm2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン30g(b-1、ビニル基1個に対しSiH基が1.14個となる配合量)、および乾式シリカをヘキサメチルジシラザンで処理した疎水化処理シリカ((A-2-1、BET法による比表面積300m2/g、疎水化度60)24g(得られるシリコーンゴム100質量部に対し11.1質量部となる量)とを容量1リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて2,000rpmで撹拌混合した。
次いで、該混合物に、サンノニックSS-70(B-10、商品名、三洋化成工業(株)製、ポリオキシエチレンアルキル(C12H25~C14H29)エーテル、HLB=12.1)20gとセロゲンWS-C(D-1、商品名、第一工業製薬(株)製、カルボキシメチルセルロースナトリウム)3gの混合物と水(C)300gを加え、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油型となり、増粘が認められた。さらに、15分間撹拌を継続した。次いで、2,000rpmで撹拌しながら、水436gを加えたところ、均一な白色の水中油型エマルジョンが得られた。
このエマルジョンを錨型撹拌翼による撹拌装置の付いた容量1リットルのガラスフラスコに移し、20~25℃に温調した後、撹拌下に白金-ビニル基含有ジシロキサン錯体のイソドデカン溶液(白金含有量0.5%)0.5gとファインサーフTD-70(B-2、商品名、青木油脂工業(株)製、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、HLB=12.0)1.0gの混合溶解物を添加し、同温度で撹拌し続けたところ、しばらくしてエマルジョン粒子全体が凝集を起こし、エマルジョンが破壊した。
[Comparative Example 1]
186 g (a-1) of a vinyl-containing dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 55 mm 2 /s and represented by the average formula (23) above, 30 g (b-1) of a methylhydrogenpolysiloxane having a kinematic viscosity of 30 mm 2 /s and represented by the average formula (24) above, in an amount such that there were 1.14 SiH groups per vinyl group, and 24 g (A-2-1) of hydrophobized silica (A-2-1, specific surface area measured by the BET method: 300 m 2 /g, hydrophobicity degree: 60) prepared by treating dry silica with hexamethyldisilazane (an amount equivalent to 11.1 parts by mass per 100 parts by mass of the resulting silicone rubber) were charged into a 1-liter glass beaker and mixed by stirring at 2,000 rpm using a homomixer.
Next, to this mixture was added a mixture of 20 g of Sannonic SS-70 (B-10, trade name, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., polyoxyethylene alkyl (C 12 H 25 -C 14 H 29 ) ether, HLB = 12.1) and 3 g of Cellogen WS-C (D-1, trade name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., sodium carboxymethylcellulose) and 300 g of water (C), and the mixture was stirred at 6,000 rpm using a homomixer, resulting in an oil-in-water emulsion and an increase in viscosity. Stirring was continued for an additional 15 minutes. Next, 436 g of water was added while stirring at 2,000 rpm, and a uniform white oil-in-water emulsion was obtained.
This emulsion was transferred to a 1-liter glass flask equipped with an anchor-type stirring blade stirrer, and the temperature was adjusted to 20-25°C. Then, with stirring, a mixed solution of 0.5 g of an isododecane solution of a platinum-vinyl group-containing disiloxane complex (platinum content 0.5%) and 1.0 g of Finesurf TD-70 (B-2, trade name, manufactured by Aoki Oil & Fat Industries Co., Ltd., polyoxyethylene tridecyl ether, HLB = 12.0) was added. Stirring was continued at the same temperature, and after a while, the emulsion particles all began to aggregate and the emulsion was destroyed.
[比較例2]
上記平均式(23)で示される、動粘度が55mm2/sのビニル基含有ジメチルポリシロキサン186g(a-1)、上記平均式(24)で示される、動粘度が30mm2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン30g(b-1、ビニル基1個に対しSiH基が1.14個となる配合量)、および乾式シリカをヘキサメチルジシラザンで処理した疎水化処理シリカ(A-2-1、BET法による比表面積300m2/g、疎水化度60)24g(得られるシリコーンゴム100質量部に対し11.1質量部となる量)とを容量1リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて2,000rpmで撹拌混合した。
次いで、該混合物に、タージトールTMN-6 <90%水溶液>(B-11、商品名、ダウ・ケミカル日本(株)製、ポリオキシエチレントリメチルノニルエーテルの90%水溶液、HLB=13.1) 22gとセロゲンWS-C(D-1、商品名、第一工業製薬(株)製、カルボキシメチルセルロースナトリウム)3gの混合物と水298gを加え、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、ポリシロキサンと疎水化処理シリカの混合物は水に全く分散せず、乳化できなかった。
[Comparative Example 2]
186 g (a-1) of a vinyl-containing dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 55 mm 2 /s and represented by the average formula (23) above, 30 g (b-1) of a methylhydrogenpolysiloxane having a kinematic viscosity of 30 mm 2 /s and represented by the average formula (24) above (a blending amount so that there are 1.14 SiH groups per vinyl group), and 24 g (11.1 parts by mass per 100 parts by mass of the resulting silicone rubber) of hydrophobized silica (A-2-1, specific surface area by BET method 300 m 2 /g, hydrophobicity degree 60) prepared by treating dry silica with hexamethyldisilazane were charged into a 1-liter glass beaker and mixed by stirring at 2,000 rpm using a homomixer.
Next, to this mixture was added a mixture of 22 g of Tergitol TMN-6 <90% aqueous solution> (B-11, trade name, manufactured by Dow Chemical Japan, Ltd., 90% aqueous solution of polyoxyethylene trimethyl nonyl ether, HLB = 13.1) and 3 g of Cellogen WS-C (D-1, trade name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., sodium carboxymethyl cellulose), and 298 g of water, and the mixture was stirred at 6,000 rpm using a homomixer, but the mixture of polysiloxane and hydrophobic treated silica did not disperse at all in the water and could not be emulsified.
[比較例3]
上記平均式(23)で示される、動粘度が55mm2/sのビニル基含有ジメチルポリシロキサン186g(a-1)、上記平均式(24)で示される、動粘度が30mm2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン30g(b-1、ビニル基1個に対しSiH基が1.14個となる配合量)、および乾式シリカをヘキサメチルジシラザンで処理した疎水化処理シリカ(A-2-1、BET法による比表面積300m2/g、疎水化度60)24g(得られるシリコーンゴム100質量部に対し11.1質量部となる量)とを容量1リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて2,000rpmで撹拌混合した。
次いで、該混合物に、エマルゲン123P(B-12、商品名、花王(株)製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB=16.9)20gとセロゲンWS-C(D-1、商品名、第一工業製薬(株)製、カルボキシメチルセルロースナトリウム)3gの混合物と水300gを加え、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、ポリシロキサンと疎水化処理シリカの混合物は水に全く分散せず、乳化できなかった。
[Comparative Example 3]
186 g (a-1) of a vinyl-containing dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 55 mm 2 /s and represented by the average formula (23) above, 30 g (b-1) of a methylhydrogenpolysiloxane having a kinematic viscosity of 30 mm 2 /s and represented by the average formula (24) above (a blending amount so that there are 1.14 SiH groups per vinyl group), and 24 g (11.1 parts by mass per 100 parts by mass of the resulting silicone rubber) of hydrophobized silica (A-2-1, specific surface area by BET method 300 m 2 /g, hydrophobicity degree 60) prepared by treating dry silica with hexamethyldisilazane were charged into a 1-liter glass beaker and mixed by stirring at 2,000 rpm using a homomixer.
Next, to this mixture was added a mixture of 20 g of Emulgen 123P (B-12, trade name, manufactured by Kao Corporation, polyoxyethylene lauryl ether, HLB = 16.9) and 3 g of Cellogen WS-C (D-1, trade name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., sodium carboxymethylcellulose) and 300 g of water, and the mixture was stirred at 6,000 rpm using a homomixer. However, the mixture of polysiloxane and hydrophobic treated silica did not disperse in the water at all and could not be emulsified.
[比較例4]
上記平均式(23)で示される、動粘度が55mm2/sのビニル基含有ジメチルポリシロキサン186g(a-1)、上記平均式(24)で示される、動粘度が30mm2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン30g(b-1、ビニル基1個に対しSiH基が1.14個となる配合量)、および乾式シリカをヘキサメチルジシラザンで処理した疎水化処理シリカ(A-2-1、BET法による比表面積300m2/g、疎水化度60)24g(得られるシリコーンゴム100質量部に対し11.1質量部となる量)とを容量1リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて2,000rpmで撹拌混合した。
次いで、ニッコールSLS(B-13、商品名、日光ケミカルズ(株)製、アニオン性界面活性剤、ラウリル硫酸ナトリウム)20gと水(C)300gを加え、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、ポリシロキサンと疎水化処理シリカの混合物は水に全く分散せず、乳化できなかった。
[Comparative Example 4]
186 g (a-1) of a vinyl-containing dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 55 mm 2 /s and represented by the average formula (23) above, 30 g (b-1) of a methylhydrogenpolysiloxane having a kinematic viscosity of 30 mm 2 /s and represented by the average formula (24) above (a blending amount so that there are 1.14 SiH groups per vinyl group), and 24 g (11.1 parts by mass per 100 parts by mass of the resulting silicone rubber) of hydrophobized silica (A-2-1, specific surface area by BET method 300 m 2 /g, hydrophobicity degree 60) prepared by treating dry silica with hexamethyldisilazane were charged into a 1-liter glass beaker and mixed by stirring at 2,000 rpm using a homomixer.
Next, 20 g of Nikkol SLS (B-13, trade name, manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., anionic surfactant, sodium lauryl sulfate) and 300 g of water (C) were added, and the mixture was stirred at 6,000 rpm using a homomixer. However, the mixture of polysiloxane and hydrophobic treated silica did not disperse in the water at all, and emulsification was not possible.
[比較例5]
上記平均式(23)で示される、動粘度が55mm2/sのビニル基含有ジメチルポリシロキサン186g(a-1)、上記平均式(24)で示される、動粘度が30mm2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン30g(b-1、ビニル基1個に対しSiH基が1.14個となる配合量)、および乾式シリカをヘキサメチルジシラザンで処理した疎水化処理シリカ(A-2-1、BET法による比表面積300m2/g、疎水化度60)24g(得られるシリコーンゴム100質量部に対し11.1質量部となる量)とを容量1リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて2,000rpmで撹拌混合した。
次いで、ニッサンカチオンBB(B-14、商品名、日油(株)製、カチオン性界面活性剤、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライドの30%水溶液)67gと水253gを加え、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、ポリシロキサンと疎水化処理シリカの混合物は水に全く分散せず、乳化できなかった。
[Comparative Example 5]
186 g (a-1) of a vinyl-containing dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 55 mm 2 /s and represented by the average formula (23) above, 30 g (b-1) of a methylhydrogenpolysiloxane having a kinematic viscosity of 30 mm 2 /s and represented by the average formula (24) above (a blending amount so that there are 1.14 SiH groups per vinyl group), and 24 g (11.1 parts by mass per 100 parts by mass of the resulting silicone rubber) of hydrophobized silica (A-2-1, specific surface area by BET method 300 m 2 /g, hydrophobicity degree 60) prepared by treating dry silica with hexamethyldisilazane were charged into a 1-liter glass beaker and mixed by stirring at 2,000 rpm using a homomixer.
Next, 67 g of Nissan Cation BB (B-14, trade name, manufactured by NOF Corporation, cationic surfactant, 30% aqueous solution of dodecyltrimethylammonium chloride) and 253 g of water were added, and the mixture was stirred at 6,000 rpm using a homomixer. However, the mixture of polysiloxane and hydrophobic treated silica did not disperse in the water at all, and emulsification was not possible.
[比較例6]
上記平均式(23)で示される、動粘度が55mm2/sのビニル基含有ジメチルポリシロキサン186g(a-1)、上記平均式(24)で示される、動粘度が30mm2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン30g(b-1、ビニル基1個に対しSiH基が1.14個となる配合量)、および乾式シリカをヘキサメチルジシラザンで処理した疎水化処理シリカ(A-2-1、BET法による比表面積300m2/g、疎水化度60)24g(得られるシリコーンゴム100質量部に対し11.1質量部となる量)とを容量1リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて2,000rpmで撹拌混合した。次いで、アンヒトール20BS(B-15、商品名、花王(株)製、両性界面活性剤、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタインの31%水溶液)65gと水(C)255gを加え、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、ポリシロキサンと疎水化処理シリカの混合物は水に全く分散せず、乳化できなかった。
[Comparative Example 6]
186 g (a-1) of a vinyl-containing dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 55 mm 2 /s and represented by the average formula (23) above, 30 g (b-1) of a methylhydrogenpolysiloxane having a kinematic viscosity of 30 mm 2 /s and represented by the average formula (24) above (a blending amount so that there are 1.14 SiH groups per vinyl group), and 24 g (11.1 parts by mass per 100 parts by mass of the resulting silicone rubber) of hydrophobized silica (A-2-1, specific surface area by BET method 300 m 2 /g, hydrophobicity degree 60) prepared by treating dry silica with hexamethyldisilazane were charged into a 1-liter glass beaker and mixed by stirring at 2,000 rpm using a homomixer. Next, 65 g of Amphitol 20BS (B-15, trade name, manufactured by Kao Corporation, amphoteric surfactant, 31% aqueous solution of lauryldimethylaminoacetate betaine) and 255 g of water (C) were added, and the mixture was stirred at 6,000 rpm using a homomixer. However, the mixture of polysiloxane and hydrophobic treated silica did not disperse in the water at all, and emulsification was not possible.
[実施例15]
実施例1で得られたシリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物を、スプレードライヤーを用い、入り口温度150℃、出口温度80℃の条件で水を揮発除去し、シリカ含有シリコーンゴム粒子を得た。
得られたシリカ含有シリコーンゴム粒子はべたつきのないものであり、形状を電子顕微鏡にて観察したところ球状であった。また、シリカは観察されなかった。これよりシリカはシリコーンゴム粒子中に存在していると判断される。
[Example 15]
The water dispersion of silica-containing silicone rubber particles obtained in Example 1 was volatilized using a spray dryer at an inlet temperature of 150°C and an outlet temperature of 80°C to remove water, yielding silica-containing silicone rubber particles.
The silica-containing silicone rubber particles obtained were not sticky, and when observed under an electron microscope, they were found to be spherical. No silica was observed, which suggests that silica is present within the silicone rubber particles.
[実施例16]
実施例13で得られたシリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物を、スプレードライヤーを用い、入り口温度150℃、出口温度80℃の条件で水を揮発除去し、シリカ含有シリコーンゴム粒子を得た。
得られたシリカ含有シリコーンゴム粒子はべたつきのないものであり、形状を電子顕微鏡にて観察したところ球状であった。また、シリカは観察されなかった。これよりシリカはシリコーンゴム粒子中に存在していると判断される。
[Example 16]
The water dispersion of silica-containing silicone rubber particles obtained in Example 13 was subjected to evaporation and removal of water using a spray dryer at an inlet temperature of 150°C and an outlet temperature of 80°C, yielding silica-containing silicone rubber particles.
The silica-containing silicone rubber particles obtained were not sticky, and when observed under an electron microscope, they were found to be spherical. No silica was observed, which suggests that silica is present within the silicone rubber particles.
[実施例17]
実施例14で得られたシリカ含有シリコーンゴム粒子の水分散物を、スプレードライヤーを用い、入り口温度150℃、出口温度80℃の条件で水を揮発除去し、シリカ含有シリコーンゴム粒子を得た。
得られたシリカ含有シリコーンゴム粒子はべたつきのないものであり、形状を電子顕微鏡にて観察したところ球状であった。また、シリカは観察されなかった。これよりシリカはシリコーンゴム粒子中に存在していると判断される。
[Example 17]
The water from the aqueous dispersion of silica-containing silicone rubber particles obtained in Example 14 was volatilized using a spray dryer at an inlet temperature of 150°C and an outlet temperature of 80°C to obtain silica-containing silicone rubber particles.
The silica-containing silicone rubber particles obtained were not sticky, and when observed under an electron microscope, they were found to be spherical. No silica was observed, which suggests that silica is present within the silicone rubber particles.
上記の通り、本発明は、疎水化処理されたシリカを含むシリコーンゴム粒子の製造方法において低HLBの非イオン性界面活性剤を使用することにより、オルガノポリシロキサンと疎水化処理シリカの混合物を水中で良好に乳化することができる。本発明のシリコーンゴム粒子は粒子中にシリカを含むため、高強度を有することができる。 As described above, the present invention uses a low-HLB nonionic surfactant in the method for producing silicone rubber particles containing hydrophobically treated silica, which enables a mixture of organopolysiloxane and hydrophobically treated silica to be successfully emulsified in water. Because the silicone rubber particles of the present invention contain silica within the particles, they can have high strength.
本発明のシリコーンゴム粒子は機械的強度が高く、該シリコーンゴム粒子の水分散物は、摩擦を受ける塗料やコーティング剤用として有用である。 The silicone rubber particles of the present invention have high mechanical strength, and aqueous dispersions of these silicone rubber particles are useful for paints and coatings that are subject to friction.
Claims (18)
前記(A-2)疎水化処理シリカは、トリオルガノシリル基、ジオルガノシリル基、及びモノオルガノシリル基から選ばれる基、又は、オルガノクロロシランの部分加水分解縮合物、オルガノアルコキシシランの部分加水分解縮合物、オルガノポリシロキサン及びオルガノハイドロジェンポリシロキサンから選ばれる少なくとも1により疎水化されており、及び、メタノールウェッタビリティーにより示される疎水化度40以上を有することを特徴とし、前記疎水化度は、撹拌下のメタノール水溶液に粉体が全量分散するメタノール濃度(体積%)の値で表される、前記シリコーンゴム粒子。 (A-1) silicone rubber particles containing 1 to 50 parts by mass of hydrophobized silica (A-2) per 100 parts by mass of silicone rubber, the silicone rubber particles having a volume average particle size of 0.5 to 100 μm and being spherical;
The silicone rubber particles (A-2) are characterized in that the hydrophobized silica is hydrophobized with at least one group selected from a triorganosilyl group, a diorganosilyl group, and a monoorganosilyl group, or a partial hydrolysis condensate of an organochlorosilane, a partial hydrolysis condensate of an organoalkoxysilane, an organopolysiloxane, and an organohydrogenpolysiloxane , and has a degree of hydrophobicity of 40 or more as indicated by methanol wettability , the degree of hydrophobicity being expressed as the methanol concentration (volume %) at which the powder is completely dispersed in an aqueous methanol solution under stirring .
(B)HLB1.0~12.0を有する非イオン性界面活性剤:0.1~20質量部、及び
(C)水:5~2,000質量部
を含む、シリコーンゴム粒子の水分散物であり、
前記シリコーンゴム粒子は体積平均粒径0.5~100μmを有し及び球状であり、前記疎水化処理シリカは、トリオルガノシリル基、ジオルガノシリル基、及びモノオルガノシリル基から選ばれる基、又は、オルガノクロロシランの部分加水分解縮合物、オルガノアルコキシシランの部分加水分解縮合物、オルガノポリシロキサン及びオルガノハイドロジェンポリシロキサンから選ばれる少なくとも1により疎水化されており、及び、メタノールウェッタビリティーにより示される疎水化度40以上を有することを特徴とし、前記疎水化度は、撹拌下のメタノール水溶液に粉体が全量分散するメタノール濃度(体積%)の値で表される、
前記水分散物。 (A) (A-1) 100 parts by mass of silicone rubber particles (A-2) containing 1 to 50 parts by mass of hydrophobic treated silica per 100 parts by mass of silicone rubber;
An aqueous dispersion of silicone rubber particles, comprising: (B) 0.1 to 20 parts by mass of a nonionic surfactant having an HLB of 1.0 to 12.0; and (C) 5 to 2,000 parts by mass of water,
the silicone rubber particles have a volume average particle size of 0.5 to 100 μm and are spherical; the hydrophobized silica is hydrophobized with at least one group selected from a triorganosilyl group, a diorganosilyl group, and a monoorganosilyl group, or a partial hydrolysis condensate of an organochlorosilane, a partial hydrolysis condensate of an organoalkoxysilane, an organopolysiloxane, and an organohydrogenpolysiloxane; and has a hydrophobicity degree of 40 or more as indicated by methanol wettability , the hydrophobicity degree being represented by the methanol concentration (volume %) at which the powder is completely dispersed in an aqueous methanol solution under stirring ;
The aqueous dispersion.
(i)オルガノポリシロキサン及びシランから選ばれる少なくも1の硬化性有機ケイ素化合物 100質量部と(A-2)疎水化処理シリカ 1~50質量部とを混合する工程、
(ii)前記(i)で得た混合物に、(B)HLB1.0~12.0を有する非イオン性界面活性剤 0.1~20質量部、(C)水 5~2,000質量部、および任意で(D)水溶性高分子 0.05~5質量部を添加して乳化させて、水中油型エマルジョンを得る工程、
(iii)前記水中油型エマルジョン中の前記硬化性有機ケイ素化合物を硬化させてシリコーンゴム粒子の水分散物を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得た水分散物から水を除去してシリコーンゴム粒子を得る工程を含み、
前記シリコーンゴム粒子は体積平均粒径0.5~100μmを有し及び球状であり、前記疎水化処理シリカは、トリオルガノシリル基、ジオルガノシリル基、及びモノオルガノシリル基から選ばれる基、又は、オルガノクロロシランの部分加水分解縮合物、オルガノアルコキシシランの部分加水分解縮合物、オルガノポリシロキサン及びオルガノハイドロジェンポリシロキサンから選ばれる少なくとも1により疎水化されており、及び、メタノールウェッタビリティーにより示される疎水化度40以上を有することを特徴とし、前記疎水化度は、撹拌下のメタノール水溶液に粉体が全量分散するメタノール濃度(体積%)の値で表される、
前記製造方法。 A method for producing silicone rubber particles containing hydrophobized silica, comprising the steps of:
(i) mixing 100 parts by mass of at least one curable organosilicon compound selected from organopolysiloxanes and silanes with 1 to 50 parts by mass of (A-2) hydrophobized silica;
(ii) adding 0.1 to 20 parts by mass of (B) a nonionic surfactant having an HLB of 1.0 to 12.0, 5 to 2,000 parts by mass of (C) water, and optionally 0.05 to 5 parts by mass of (D) a water-soluble polymer to the mixture obtained in (i) and emulsifying the mixture to obtain an oil-in-water emulsion;
(iii) curing the curable organosilicon compound in the oil-in-water emulsion to obtain an aqueous dispersion of silicone rubber particles; and (iv) removing water from the aqueous dispersion obtained in step (iii) to obtain silicone rubber particles.
the silicone rubber particles have a volume average particle size of 0.5 to 100 μm and are spherical; the hydrophobized silica is hydrophobized with at least one group selected from a triorganosilyl group, a diorganosilyl group, and a monoorganosilyl group, or a partial hydrolysis condensate of an organochlorosilane, a partial hydrolysis condensate of an organoalkoxysilane, an organopolysiloxane, and an organohydrogenpolysiloxane; and has a hydrophobicity degree of 40 or more as indicated by methanol wettability , the hydrophobicity degree being represented by the methanol concentration (volume %) at which the powder is completely dispersed in an aqueous methanol solution under stirring ;
The manufacturing method.
(i)オルガノポリシロキサン及びシランから選ばれる少なくとも1の硬化性有機ケイ素化合物 100質量部と(A-2)疎水化処理シリカ 1~50質量部とを混合する工程、
(ii)前記(i)で得た混合物に(B)HLB1.0~12.0を有する非イオン性界面活性剤 0.1~20質量部、(C)水 5~2,000質量部、および任意で(D)水溶性高分子 0.05~5質量部を添加して乳化させて、水中油型エマルジョンを得る工程、及び
(iii)前記水中油型エマルジョン中の前記硬化性有機ケイ素化合物を硬化させてシリコーンゴム粒子の水分散物を得る工程を含み、
前記シリコーンゴム粒子は体積平均粒径0.5~100μmを有し及び球状であり、前記疎水化処理シリカは、トリオルガノシリル基、ジオルガノシリル基、及びモノオルガノシリル基から選ばれる基、又は、オルガノクロロシランの部分加水分解縮合物、オルガノアルコキシシランの部分加水分解縮合物、オルガノポリシロキサン及びオルガノハイドロジェンポリシロキサンから選ばれる少なくとも1により疎水化されており、及び、メタノールウェッタビリティーにより示される疎水化度40以上を有することを特徴とし、前記疎水化度は、撹拌下のメタノール水溶液に粉体が全量分散するメタノール濃度(体積%)の値で表される、
前記製造方法。 A method for producing an aqueous dispersion of silicone rubber particles containing hydrophobized silica, comprising the steps of:
(i) mixing 100 parts by mass of at least one curable organosilicon compound selected from organopolysiloxanes and silanes with 1 to 50 parts by mass of (A-2) hydrophobized silica;
(ii) adding 0.1 to 20 parts by weight of (B) a nonionic surfactant having an HLB of 1.0 to 12.0, 5 to 2,000 parts by weight of (C) water, and optionally 0.05 to 5 parts by weight of (D) a water-soluble polymer to the mixture obtained in (i) and emulsifying the mixture to obtain an oil-in-water emulsion; and (iii) curing the curable organosilicon compound in the oil-in-water emulsion to obtain an aqueous dispersion of silicone rubber particles,
the silicone rubber particles have a volume average particle size of 0.5 to 100 μm and are spherical; the hydrophobized silica is hydrophobized with at least one group selected from a triorganosilyl group, a diorganosilyl group, and a monoorganosilyl group, or a partial hydrolysis condensate of an organochlorosilane, a partial hydrolysis condensate of an organoalkoxysilane, an organopolysiloxane, and an organohydrogenpolysiloxane; and has a hydrophobicity degree of 40 or more as indicated by methanol wettability , the hydrophobicity degree being represented by the methanol concentration (volume %) at which the powder is completely dispersed in an aqueous methanol solution under stirring ;
The manufacturing method.
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