弹性体及成型体的制作方法

文档序号:23710413发布日期:2021-01-23 17:57阅读:121来源:国知局
弹性体及成型体的制作方法

[0001]
本发明涉及一种弹性体及成型体。


背景技术:

[0002]
迄今为止,已对穿戴式设备用弹性体进行了各种研究。作为这种技术,例如已知专利文献1中记载的技术。专利文献1中记载了将聚氨酯用于穿戴式设备的外壳部件的内容(专利文献1第[0031]段、图2等)。
[0003]
现有技术文献
[0004]
专利文献
[0005]
专利文献1:日本特表2015-515287号公报。


技术实现要素:

[0006]
发明要解决的课题
[0007]
然而,本发明人进行研究的结果,发现对上述专利文献1中记载的聚氨酯而言,在低温环境下的橡胶特性方面存在改善的余地。
[0008]
解决课题的技术方案
[0009]
本发明人发现,通过将从室温冷却至低温时的弹性体的物性变化程度(冷热物性变化)作为指南,能够适当地控制低温环境下的弹性体的橡胶特性的状态。进一步进行研究的结果,发现作为冷热物性变化通过将定伸应力(tensile stress at a given elongation)的变化程度用作指标,能够稳定地评价低温环境下的弹性体的弯曲、伸长等橡胶特性。
[0010]
本发明人基于这种见解而进一步进行深入研究的结果,发现通过将冷却前后的定伸应力的变化程度用作指标,并将该定伸应力的变化程度减小至规定值以下,能够抑制低温环境下的弹性体的橡胶特性的降低,以致完成了本发明。
[0011]
根据本发明,提供一种在下述条件下测出的((拉伸应力m
100
—拉伸应力m
100
0)/拉伸应力m
100
0)
×
100为-20%以上且100%以下的弹性体。
[0012]
(条件)
[0013]
规定伸长率时的拉伸应力m
100
:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的该弹性体的100%伸长时的应力。
[0014]
规定伸长率时的拉伸应力m
100
0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6251(2004)测出的25℃条件下的该弹性体的100%伸长时的应力。
[0015]
并且,根据本发明,提供一种具备上述弹性体的成型体。
[0016]
并且,根据本发明,提供一种使用弹性体的方法,其包括:
[0017]
使用所述弹性体来形成成型体的工序,
[0018]
在所述弹性体中,在上述条件下测出的((拉伸应力m
100
—拉伸应力m
100
0)/拉伸应力m
100
0)
×
100为-20%以上且100%以下。
[0019]
发明效果
[0020]
根据本发明,提供一种低温环境下的橡胶特性优异的弹性体及成型体。
具体实施方式
[0021]
对本实施方式的弹性体的概要进行说明。
[0022]
本实施方式的弹性体具有如下特性:在下述条件下测出的((拉伸应力m
100
—拉伸应力m
100
0)/拉伸应力m
100
0)
×
100为-20%以上且100%以下。
[0023]
(条件)
[0024]
规定伸长率时的拉伸应力m
100
0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6251(2004)测出的25℃条件下的该弹性体的100%伸长时的应力。
[0025]
规定伸长率时的拉伸应力m
100
:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的该弹性体的100%伸长时的应力。
[0026]
本发明人着眼于经冷却的弹性体的橡胶特性降低的情况而进行研究的结果,发现通过将从室温冷却至低温时的弹性体的物性变化程度(冷热物性变化)作为指南,能够适当地控制低温环境下的弹性体的橡胶特性的状态。进一步进行研究的结果,发现作为冷热物性变化通过将定伸应力的变化程度用作指标,并适当地选择该指标的冷却条件,能够稳定地评价低温环境下的弹性体的弯曲、伸长等橡胶特性。
[0027]
根据本实施方式的弹性体,通过使冷却前后的定伸应力的变化程度、即((拉伸应力m
100
—拉伸应力m
100
0)/拉伸应力m
100
0)
×
100为上述上限值以下,能够实现低温使用环境下的橡胶特性优异的弹性体。
[0028]
并且,这种弹性体为低温环境用弹性体,可抑制冷却所导致的特性变化,因此能够适当地用于进行冷却处理的用途、在低温环境下使用的用途等各种用途的成型体。
[0029]
并且,本实施方式的弹性体能够加工成型成片状、筒状、袋状等的各种形状。
[0030]
作为具备本实施方式的弹性体的成型体(成型品),例如能够适用于可安装于身体或衣服的穿戴式设备。作为穿戴式设备,例如可举出检测心率、心电图、血压、体温等生物体现象的医疗用传感器、医疗保健设备、可折叠的显示器、弹性led阵列、弹性太阳能电池、弹性天线、弹性电池、致动器、穿戴式计算机等。作为用于构成这些设备中所使用的电极或配线、基板、伸缩或弯曲的可动部件、外装部件等的部件,能够使用上述成型体。
[0031]
尤其,本实施方式的成型体不仅能够在通常的室温环境下适当地使用,而且还能够适当地用于还要求在冷藏设备内、寒冷地带、寒冷气候等低温环境下使用的用途。因此,通过本实施方式的弹性体,能够形成耐冷温度为-40℃的成型体。
[0032]
在此,低温环境的温度上限只要低于室温25℃即可,例如可以为5℃以下、0℃以下、-1℃以下。低温环境的温度下限并无特别限定,可以为-40℃以上。
[0033]
接着,对本实施方式的弹性体的特性进行说明。
[0034]
在本实施方式的弹性体中,((拉伸应力m
100
—拉伸应力m
100
0)/拉伸应力m
100
0)
×
100的上限值例如为100%以下,优选为50%以下,更优选为30%以下,进一步优选为20%以下,更进一步优选为13%以下。由此,能够抑制低温环境下的弹性体的橡胶特性的降低。另一方面,上述((拉伸应力m
100
—拉伸应力m
100
0)/拉伸应力m
100
0)
×
100的下限值例如为-20%以上,也可以优选为-15%以上,更优选为-10%以上。由此,能够抑制低温环境下的弹性体
的橡胶特性的降低。
[0035]
(拉伸应力的测定条件)
[0036]
规定伸长率时的拉伸应力m
100
:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的该弹性体的100%伸长时的应力。
[0037]
规定伸长率时的拉伸应力m
100
0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6251(2004)测出的25℃条件下的该弹性体的100%伸长时的应力。
[0038]
在本实施方式的弹性体中,((断裂伸长be—断裂伸长be0)/断裂伸长be0)
×
100的上限值并无特别限定,例如为20%以下,也可以为15%以下或10%以下。由此,能够实现与其他物性之间的平衡。另一方面,上述((断裂伸长be—断裂伸长be0)/断裂伸长be0)
×
100的下限值例如为-40%以上,优选为-30%以上,更优选为-15%以上。由此,能够在低温环境下抑制弹性体的高弹性及耐久性的变化。
[0039]
在本实施方式的弹性体中,断裂伸长be的上限值例如可以为1500%以下,也可以优选为1200%以下,也可以更优选为1000%以下,也可以进一步优选为900%以下。由此,能够提高低温环境下的弹性体的机械强度。另一方面,上述断裂伸长be的下限值为250%以上,优选为350%以上,更优选为400%以上。由此,能够提高低温环境下的弹性体的高弹性及耐久性。
[0040]
(断裂伸长的测定条件)
[0041]
断裂伸长be:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的该弹性体的断裂伸长。
[0042]
断裂伸长be0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6251(2004)测出的25℃条件下的该弹性体的断裂伸长。
[0043]
在本实施方式的弹性体中,((拉伸强度s—拉伸强度s0)/拉伸强度s0)
×
100的上限值例如为80%以下,优选为60%以下,更优选为40%以下,或为30%以下。由此,能够抑制低温环境下的橡胶特性的变化。另一方面,上述((拉伸强度s—拉伸强度s0)/拉伸强度s0)
×
100的下限值例如可以为-20%以上,优选为-15%以上,更优选为-10%以上。通过设为上述下限值以上,能够提高低温环境下的弹性体的机械强度。
[0044]
(拉伸强度的测定条件)
[0045]
拉伸强度s:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6252(2001)测出的-40℃条件下的该弹性体的撕裂强度。
[0046]
拉伸强度s0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6252(2001)测出的25℃条件下的该弹性体的拉伸强度。
[0047]
在本实施方式的弹性体中,((撕裂强度ts—撕裂强度ts0)/撕裂强度ts0)
×
100的上限值例如为120%以下,优选为80%以下,更优选为50%以下,或为40%以下。由此,能够抑制低温环境下的橡胶特性的变化。另一方面,上述((撕裂强度ts—撕裂强度ts0)/撕裂强度ts0)
×
100的下限值例如可以为-20%以上,优选为-15%以上,更优选为-10%以上。通过设为上述下限值以上,能够提高低温环境下的弹性体的耐损伤性和机械强度。
[0048]
(撕裂强度的测定条件)
[0049]
撕裂强度ts:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6252(2001)测出的-40℃条件下的该弹性体的撕裂强度。
[0050]
撕裂强度ts0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6252(2001)测出的25℃条件下的该弹性体的撕裂强度。
[0051]
在本实施方式的弹性体中,不进行进一步的冷却处理而在25℃条件下由jis k6253(1997)规定的硬度计硬度(硬度a0)的上限值可以为80以下,也可以优选为75以下,也可以更优选为70以下。由此,能够实现弹性体的各种物性之间的平衡。另一方面,上述硬度a0的下限值例如可以为20以上,也可以优选为22以上,也可以更优选为25以上。由此,能够提高室温条件下的弹性体的机械强度,并且抑制由外力引起的变形来提高形状保持性。
[0052]
在本实施方式中,例如通过适当地选择弹性体中含有的各成分的种类和配合量、用于形成弹性体的组合物的制备方法等,能够控制上述硬度、拉伸应力、断裂伸长、拉伸强度、撕裂强度。其中,作为用于使上述硬度、拉伸应力、断裂伸长、拉伸强度、撕裂强度成为所期望的数值范围的要素,例如可举出适当地控制构成弹性体的树脂的种类和配合比率、树脂的交联密度和交联结构等或提高无机填充材料的配合比率和无机填充材料的分散性等。
[0053]
以下,对本实施方式的弹性体的组成进行说明。
[0054]
从具有化学稳定性且热稳定性也优异的观点考虑,作为上述弹性体,能够含有有机硅橡胶。
[0055]
上述热固性弹性体能够由固化性弹性体组合物的固化物构成。并且,上述有机硅橡胶能够由有机硅橡胶系固化性组合物的固化物构成。
[0056]
并且,本实施方式的成型体可以添加可发挥各种功能的任意成分。例如,从提高机械强度的观点考虑,弹性体能够含有无机填充材料。作为无机填充材料,能够使用公知的无机填充材料,例如能够使用二氧化硅粒子。
[0057]
以下,有机硅橡胶为本实施方式的弹性体的一例,对作为所述有机硅橡胶使用有机硅橡胶系固化性组合物的情况进行说明。
[0058]
本实施方式的有机硅橡胶系固化性组合物能够含有含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)。含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)是成为本实施方式的有机硅橡胶系固化性组合物的主成分的聚合物。
[0059]
上述含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)能够含有具有直链结构的含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1)。
[0060]
上述含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1)具有直链结构,并且含有乙烯基,该乙烯基成为固化时的交联点。
[0061]
含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1)的乙烯基含量并无特别限定,例如优选在分子内具有两个以上的乙烯基且含量为15摩尔%以下,更优选为0.01~12摩尔%。由此,能够将含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1)中的乙烯基的量最优化,从而与后述的各成分可靠地形成网络。在本实施方式中,“~”表示包括其两端的数值。
[0062]
另外,在本说明书中,乙烯基的含量是将构成含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1)的整个单元设为100摩尔%时的含乙烯基的硅氧烷单元的摩尔%。但是,认为一个含乙烯基的硅氧烷单元具有一个乙烯基。
[0063]
并且,含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1)的聚合度并无特别限定,例如优选在1000~10000左右的范围内,更优选在2000~5000左右的范围内。另外,聚合度例如能够以gpc(凝胶渗透色谱法)中的聚苯乙烯换算的数均聚合度(或数均分子量)等形式来求出,所
述gpc以氯仿为展开溶剂。
[0064]
而且,含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1)的比重并无特别限定,优选在0.9~1.1左右的范围内。
[0065]
通过将具有上述范围内的聚合度及比重的含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷用作含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1),能够提高得到的有机硅橡胶的耐热性、阻燃性、化学稳定性等。
[0066]
作为含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1),尤其优选具有由下述式(1)表示的结构。
[0067]
[化学式1]
[0068][0069]
式(1)中,r
1
为碳原子数1~10的取代或未取代的烷基、烯基、芳基或组合它们而成的烃基。作为碳原子数1~10的烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基等,其中,优选甲基。作为碳原子数1~10的烯基,例如可举出乙烯基、丙烯基、丁烯基等,其中,优选乙烯基。作为碳原子数1~10的芳基,例如可举出苯基等。
[0070]
并且,r
2
为碳原子数1~10的取代或未取代的烷基、烯基、芳基或组合它们而成的烃基。作为碳原子数1~10的烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基等,其中,优选甲基。作为碳原子数1~10的烯基,例如可举出乙烯基、丙烯基、丁烯基。作为碳原子数1~10的芳基,例如可举出苯基。
[0071]
并且,r
3
为碳原子数1~8的取代或未取代的烷基、芳基或组合它们而成的烃基。作为碳原子数1~8的烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基等,其中,优选甲基。作为碳原子数1~8的芳基,例如可举出苯基。
[0072]
而且,作为式(1)中的r
1
及r
2
的取代基,例如可举出甲基、乙烯基等,作为r
3
的取代基,例如可举出甲基等。
[0073]
另外,式(1)中,多个r
1
彼此独立,可以互不相同,也可以彼此相同。而且,关于r
2
及r
3
也同样如此。
[0074]
而且,m、n为构成由式(1)表示的含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1)的重复单元的数量,m为0~2000的整数,n为1000~10000的整数。m优选为0~1000,n优选为2000~5000。
[0075]
并且,作为由式(1)表示的含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1)的具体结构,例如可举出由下述式(1-1)表示的结构。
[0076]
[化学式2]
[0077][0078]
式(1-1)中,r
1
及r
2
分别独立地为甲基或乙烯基,且至少一个为乙烯基。
[0079]
而且,作为含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1),优选含有:在分子内具有两个以上的乙烯基且乙烯基的含量为0.4摩尔%以下的第1含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-1)、和乙烯基的含量为0.5~15摩尔%的第2含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-2)。通过组合具有通常的乙烯基含量的第1含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-1)和乙烯基的含量高的第2含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-2)作为有机硅橡胶的原料即生胶,能够使乙烯基不均匀地分布,能够在有机硅橡胶的交联网络中更有效地形成交联密度的疏密。其结果,能够更有效地提高有机硅橡胶的撕裂强度。
[0080]
具体而言,作为含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1),例如优选使用第1含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-1)和第2含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-2),该第1含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-1)在分子内具有两个以上的上述式(1-1)中r
1
为乙烯基的单元和/或r
2
为乙烯基的单元且含量为0.4摩尔%以下,所述第2含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-2)含有0.5~15摩尔%的上述式(1-1)中r
1
为乙烯基的单元和/或r
2
为乙烯基的单元。
[0081]
并且,第1含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-1)优选乙烯基的含量为0.01~0.2摩尔%。并且,第2含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-2)优选乙烯基的含量为0.8~12摩尔%。
[0082]
而且,在组合第1含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-1)和第2含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-2)来配合的情况下,(a1-1)和(a1-2)的比率并无特别限定,例如以重量比计(a1-1):(a1-2)优选为50:50~95:5,更优选为80:20~90:10。
[0083]
另外,第1及第2含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1-1)及(a1-2)可以分别仅使用一种,也可以组合两种以上来使用。
[0084]
并且,含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)可以含有具有分支结构的含乙烯基的分支状有机聚硅氧烷(a2)。
[0085]
<<有机氢聚硅氧烷(b)>>
[0086]
本实施方式的有机硅橡胶系固化性组合物能够含有有机氢聚硅氧烷(b)。
[0087]
有机氢聚硅氧烷(b)分为具有直链结构的直链状有机氢聚硅氧烷(b1)和具有分支结构的分支状有机氢聚硅氧烷(b2),且能够含有它们中的任一者或两者。
[0088]
直链状有机氢聚硅氧烷(b1)为如下聚合物:具有直链结构,并且具有氢直接键合于si的结构(≡si-h),除了与含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)的乙烯基进行氢化硅烷化反应以外,还与配合到有机硅橡胶系固化性组合物中的成分所具有的乙烯基进行氢化硅烷化反应,从而使这些成分交联。
[0089]
直链状有机氢聚硅氧烷(b1)的分子量并无特别限定,例如优选重均分子量为20000以下,更优选为1000以上且10000以下。
[0090]
另外,直链状有机氢聚硅氧烷(b1)的重均分子量例如能够通过以氯仿为展开溶剂的gpc(凝胶渗透色谱法)中的聚苯乙烯换算来测定。
[0091]
并且,直链状有机氢聚硅氧烷(b1)通常优选不具有乙烯基。由此,能够确切地防止直链状有机氢聚硅氧烷(b1)的分子内的交联反应进行。
[0092]
作为如上直链状有机氢聚硅氧烷(b1),例如优选使用具有由下述式(2)表示的结构的直链状有机氢聚硅氧烷。
[0093]
[化学式3]
[0094][0095]
式(2)中,r
4
为碳原子数1~10的取代或未取代的烷基、烯基、芳基、组合它们而成的烃基或氢化物基。作为碳原子数1~10的烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基等,其中,优选甲基。作为碳原子数1~10的烯基,例如可举出乙烯基、丙烯基、丁烯基等。作为碳原子数1~10的芳基,例如可举出苯基。
[0096]
并且,r
5
为碳原子数1~10的取代或未取代的烷基、烯基、芳基、组合它们而成的烃基或氢化物基。作为碳原子数1~10的烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基,其中,优选甲基。作为碳原子数1~10的烯基,例如可举出乙烯基、丙烯基、丁烯基等。作为碳原子数1~10的芳基,例如可举出苯基。
[0097]
另外,式(2)中,多个r
4
彼此独立,可以互不相同,也可以彼此相同。对于r
5
也同样如此。但是,多个r
4
及r
5
中至少两个以上为氢化物基。
[0098]
并且,r
6
为碳原子数1~8的取代或未取代的烷基、芳基或组合它们而成的烃基。作为碳原子数1~8的烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基等,其中,优选甲基。作为碳原子数1~8的芳基,例如可举出苯基。多个r
6
彼此独立,可以互不相同,也可以彼此相同。
[0099]
另外,作为式(2)中的r
4
、r
5
、r
6
的取代基,例如可举出甲基、乙烯基等,从防止分子内的交联反应的观点考虑,优选甲基。
[0100]
而且,m、n为构成由式(2)表示的直链状有机氢聚硅氧烷(b1)的重复单元的数量,m为2~150整数,n为2~150的整数。优选,m为2~100的整数,n为2~100的整数。
[0101]
另外,直链状有机氢聚硅氧烷(b1)可以仅单独使用一种,也可以组合两种以上来使用。
[0102]
分支状有机氢聚硅氧烷(b2)为如下成分:具有分支结构,因此形成交联密度高的区域,而对有机硅橡胶的系统中的交联密度的疏密结构的形成做出重大贡献。并且,与上述直链状有机氢聚硅氧烷(b1)相同地为如下聚合物:具有氢直接键合于si的结构(≡si-h),除含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)的乙烯基以外,还与配合到有机硅橡胶系固化性组合物中的成分的乙烯基进行氢化硅烷化反应,而使这些成分交联。
[0103]
并且,分支状有机氢聚硅氧烷(b2)的比重在0.9~0.95的范围内。
[0104]
而且,分支状有机氢聚硅氧烷(b2)通常优选不具有乙烯基。由此,能够确切地防止分支状有机氢聚硅氧烷(b2)的分子内的交联反应进行。
[0105]
并且,作为分支状有机氢聚硅氧烷(b2),优选由下述平均组成式(c)表示的分支状有机氢聚硅氧烷。
[0106]
平均组成式(c)
[0107]
(h
a
(r
7
)
3-a
sio
1/2
)
m
(sio
4/2
)
n
[0108]
(式(c)中,r
7
为一价有机基团,a为1~3的范围内的整数,m为h
a
(r
7
)
3-a
sio
1/2
单元的数量,n为sio
4/2
单元的数量)
[0109]
式(c)中,r
7
为一价有机基团,优选碳原子数1~10的取代或未取代的烷基、芳基或组合它们而成的烃基。作为碳原子数1~10的烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基等,其中,优选甲基。作为碳原子数1~10的芳基,例如可举出苯基。
[0110]
式(c)中,a为氢化物基(直接键合于si的氢原子)的数量,为1~3的范围内的整数,优选为1。
[0111]
并且,式(c)中,m为h
a
(r
7
)
3-a
sio
1/2
单元的数量,n为sio
4/2
单元的数量。
[0112]
分支状有机氢聚硅氧烷(b2)具有分支状结构。直链状有机氢聚硅氧烷(b1)和分支状有机氢聚硅氧烷(b2)的不同点在于其结构是直链状还是分支状,将si的数量设为1时与si键合的烷基r的数量(r/si)在直链状有机氢聚硅氧烷(b1)中为1.8~2.1的范围,在分支状有机氢聚硅氧烷(b2)中为0.8~1.7的范围。
[0113]
另外,分支状有机氢聚硅氧烷(b2)由于具有分支结构,因此例如在氮环境下以10℃/分钟的升温速度加热至1000℃时的残渣量为5%以上。相对于此,直链状有机氢聚硅氧烷(b1)为直链状,因此在上述条件下加热之后的残渣量几乎为零。
[0114]
并且,作为分支状有机氢聚硅氧烷(b2)的具体例,可举出具有由下述式(3)表示的结构的分支状有机氢聚硅氧烷。
[0115]
[化学式4]
[0116][0117]
式(3)中,r
7
为碳原子数1~8的取代或未取代的烷基、芳基或组合它们而成的烃基或氢原子。作为碳原子数1~8的烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基等,其中,优选甲基。作为碳原子数1~8的芳基,例如可举出苯基。作为r
7
的取代基,例如可举出甲基等。
[0118]
另外,式(3)中,多个r
7
彼此独立,可以互不相同,也可以彼此相同。
[0119]
并且,式(3)中,
“-
o-si≡”表示si具有三维地扩展的分支结构。
[0120]
另外,分支状有机氢聚硅氧烷(b2)可以仅单独使用一种,也可以组合两种以上来使用。
[0121]
并且,在直链状有机氢聚硅氧烷(b1)和分支状有机氢聚硅氧烷(b2)中,直接键合于si的氢原子(氢化物基)的量分别没有特别限定。但是,在有机硅橡胶系固化性组合物中,相对于1摩尔的含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1)中的乙烯基,优选直链状有机氢聚硅氧烷(b1)和分支状有机氢聚硅氧烷(b2)的氢化物基的总量成为0.5~5摩尔的量,更优选成为1~3.5摩尔的量。由此,能够在直链状有机氢聚硅氧烷(b1)及分支状有机氢聚硅氧烷(b2)与含乙烯基的直链状有机聚硅氧烷(a1)之间可靠地形成交联网络。
[0122]
<<二氧化硅粒子(c)>>
[0123]
本实施方式的有机硅橡胶系固化性组合物能够含有二氧化硅粒子(c)。
[0124]
作为二氧化硅粒子(c),并无特别限定,例如可使用气相二氧化硅、烧成二氧化硅、沉淀二氧化硅等。可以单独使用这些二氧化硅粒子,也可以组合两种以上来使用。
[0125]
二氧化硅粒子(c)根据bet法求出的比表面积例如优选为50~400m
2
/g,更优选为100~400m
2
/g。并且,二氧化硅粒子(c)的平均一次粒径例如优选为1~100nm,更优选为5~20nm左右。
[0126]
通过将该比表面积及平均粒径的范围内的二氧化硅粒子用作二氧化硅粒子(c),能够提高所形成的有机硅橡胶的硬度、机械强度,尤其能够提高拉伸强度。
[0127]
<<硅烷偶联剂(d)>>
[0128]
本实施方式的有机硅橡胶系固化性组合物能够含有硅烷偶联剂(d)。
[0129]
硅烷偶联剂(d)能够具有水解基团。水解基团被水水解而成为羟基,该羟基与二氧化硅粒子(c)表面的羟基进行脱水缩合反应,由此能够进行二氧化硅粒子(c)的表面改性。
[0130]
并且,该硅烷偶联剂(d)能够含有具有疏水性基团的硅烷偶联剂。由此,二氧化硅粒子(c)的表面被赋予所述疏水性基团,因此推测在有机硅橡胶系固化性组合物中甚至在有机硅橡胶中,二氧化硅粒子(c)的凝聚力降低(由硅烷醇基产生的氢键所引起的凝聚减少),其结果,有机硅橡胶系固化性组合物中的二氧化硅粒子的分散性提高。由此,二氧化硅粒子与橡胶基质之间的界面增加,二氧化硅粒子的增强效果增大。而且,推测在橡胶的基质变形时,基质内的二氧化硅粒子的滑动性提高。并且,随着二氧化硅粒子(c)的分散性的提高及滑动性的提高,由二氧化硅粒子(c)形成的有机硅橡胶的机械强度(例如,拉伸强度和撕裂强度等)提高。
[0131]
而且,硅烷偶联剂(d)能够含有具有乙烯基的硅烷偶联剂。由此,在二氧化硅粒子(c)的表面导入乙烯基。因此,在有机硅橡胶系固化性组合物的固化时,即在含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)所具有的乙烯基与有机氢聚硅氧烷(b)所具有的氢化物基进行氢化硅烷化反应来形成由它们形成的网络(交联结构)时,二氧化硅粒子(c)所具有的乙烯基也会参与到与有机氢聚硅氧烷(b)所具有的氢化物基之间的氢化硅烷化反应中,因此二氧化硅粒子(c)也会被并入到网络中。由此,能够实现所形成的有机硅橡胶的低硬度化及高模量化。
[0132]
作为硅烷偶联剂(d),能够联用具有疏水性基团的硅烷偶联剂及具有乙烯基的硅烷偶联剂。
[0133]
作为硅烷偶联剂(d),例如可举出由下述式(4)表示的硅烷偶联剂。
[0134]
y
n-si-(x)
4-n
……
(4)
[0135]
上述式(4)中,n表示1~3的整数。y表示疏水性基团、亲水性基团或具有乙烯基的基团中的任一官能团,n为1时,是疏水性基团,n为2或3时,其中至少一个为疏水性基团。x表示水解基团。
[0136]
疏水性基团为碳原子数1~6的烷基、芳基或组合它们而成的烃基,例如可举出甲基、乙基、丙基、苯基等,其中,尤其优选甲基。
[0137]
并且,亲水性基团例如可举出羟基、磺酸基、羧基或羰基等,其中,尤其优选羟基。另外,亲水性基团可以作为官能团而含有,但从对硅烷偶联剂(d)赋予疏水性的观点考虑,优选不含有。
[0138]
而且,水解基团可举出甲氧基、乙氧基等烷氧基、氯基或硅氮烷基等,其中,从与二氧化硅粒子(c)之间的反应性高的观点考虑,优选硅氮烷基。另外,在具有硅氮烷基作为水解基团时,从其结构上的特性考虑,会具有两个上述式(4)中的(y
n-si-)的结构。
[0139]
由上述式(4)表示的硅烷偶联剂(d)的具体例如下。作为具有疏水性基团作为官能团的硅烷偶联剂可举出:甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷等烷氧基硅烷;甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、苯基三氯硅烷等氯硅烷;六甲基二硅氮烷,作为具有乙烯基作为官能团的硅烷偶联剂可举出:甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷等烷氧基硅烷;乙烯基三氯硅烷、乙烯基甲基二氯硅烷等氯硅烷;二乙烯基四甲基二硅氮烷,其中,若考虑上述记载,则作为具有疏水性基团的硅烷偶联剂尤其优选六甲基二硅氮烷,作为具有乙烯基的硅烷偶联剂尤其优选二乙烯基四甲基二硅氮烷。
[0140]
<<铂或铂化合物(e)>>
[0141]
本实施方式的有机硅橡胶系固化性组合物能够含有铂或铂化合物(e)。
[0142]
铂或铂化合物(e)为用作固化时的催化剂的催化剂成分。铂或铂化合物(e)的添加量为催化剂量。
[0143]
作为铂或铂化合物(e),能够使用公知的铂或铂化合物,例如可举出使铂黑、铂负载于二氧化硅、炭黑等而得到的物质、氯铂酸或氯铂酸的醇溶液、氯铂酸与烯烃的络盐、氯铂酸与乙烯基硅氧烷的络盐等。
[0144]
另外,铂或铂化合物(e)可以仅单独使用一种,也可以组合两种以上来使用。
[0145]
<<水(f)>>
[0146]
并且,除上述成分(a)~(e)以外,本实施方式的有机硅橡胶系固化性组合物还可以含有水(f)。
[0147]
水(f)是作为使有机硅橡胶系固化性组合物所含的各成分分散的分散介质起作用且有助于二氧化硅粒子(c)与硅烷偶联剂(d)之间的反应的成分。因此,在有机硅橡胶中,能够使二氧化硅粒子(c)和硅烷偶联剂(d)更可靠地彼此连结,整体上能够发挥均匀的特性。
[0148]
而且,除上述(a)~(f)成分以外,本实施方式的有机硅橡胶系固化性组合物还可以含有配合于有机硅橡胶系固化性组合物中的公知的添加成分。例如可举出硅藻土、氧化铁、氧化锌、氧化钛、氧化钡、氧化镁、氧化铈、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌、玻璃棉、云母等。此
外,能够适当配合分散剂、颜料、染料、抗静电剂、抗氧化剂、阻燃剂、导热性增强剂等。
[0149]
另外,在有机硅橡胶系固化性组合物中,各成分的含有比例并无特别限定,例如如下设定。
[0150]
在本实施方式中,相对于含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)的总量100重量份,二氧化硅粒子(c)的含量的上限值例如可以为60重量份以下,也可以优选为50重量份以下,也可以进一步优选为35重量份以下。由此,能够实现硬度、拉伸强度等机械强度的平衡。并且,相对于含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)的总量100重量份,二氧化硅粒子(c)的含量的下限值并无特别限定,例如可以为20重量份以上。
[0151]
对硅烷偶联剂(d)而言,相对于含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)100重量份,例如优选以5重量份以上且100重量份以下的比例含有硅烷偶联剂(d),更优选以5重量份以上且40重量份以下的比例含有硅烷偶联剂(d)。
[0152]
由此,能够可靠地提高二氧化硅粒子(c)在有机硅橡胶系固化性组合物中的分散性。
[0153]
具体而言,对有机氢聚硅氧烷(b)的含量而言,相对于含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)、二氧化硅粒子(c)及硅烷偶联剂(d)的总量100重量份,例如优选以0.5重量份以上且20重量份以下的比例含有,更优选以0.8重量份以上且15重量份以下的比例含有。通过使(b)的含量在所述范围内,有可能能够进行更有效的固化反应。
[0154]
铂或铂化合物(e)的含量表示催化剂量,能够适当设定,具体而言,相对于含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)、二氧化硅粒子(c)、硅烷偶联剂(d)的总量,为本成分中的铂族金属以重量单位计成为0.01~1000ppm的量,优选为成为0.1~500ppm的量。通过使铂或铂化合物(e)的含量成为上述下限值以上,能够充分使得到的有机硅橡胶组合物固化。通过使铂或铂化合物(e)的含量成为上述上限值以下,能够提高得到的有机硅橡胶组合物的固化速度。
[0155]
而且,在含有水(f)的情况下,其含量能够适当设定,具体而言,相对于硅烷偶联剂(d)100重量份例如优选在10~100重量份的范围内,更优选在30~70重量份的范围内。由此,能够更可靠地进行硅烷偶联剂(d)与二氧化硅粒子(c)之间的反应。
[0156]
<有机硅橡胶的制造方法>
[0157]
接着,对本实施方式的有机硅橡胶的制造方法进行说明。
[0158]
作为本实施方式的有机硅橡胶的制造方法,通过制备有机硅橡胶系固化性组合物,并固化该有机硅橡胶系固化性组合物,能够得到有机硅橡胶。
[0159]
以下,进行详细叙述。
[0160]
首先,通过任意的混炼装置来均匀地混合有机硅橡胶系固化性组合物的各成分,制备有机硅橡胶系固化性组合物。
[0161]
[1]例如,秤取规定量的含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)、二氧化硅粒子(c)及硅烷偶联剂(d),然后,通过任意的混炼装置进行混炼,由此得到含有这些各成分(a)、(c)、(d)的混炼物。
[0162]
另外,该混炼物优选预先混炼含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)和硅烷偶联剂(d),然后,混炼(混合)二氧化硅粒子(c)而得到。由此,含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)中的二氧化硅粒子(c)的分散性进一步提高。
[0163]
并且,在得到该混炼物时,可以根据需要在各成分(a)、(c)及(d)的混炼物中添加
水(f)。由此,能够更可靠地进行硅烷偶联剂(d)与二氧化硅粒子(c)之间的反应。
[0164]
而且,各成分(a)、(c)、(d)的混炼优选历经在第1温度条件下加热的第1步骤和在第2温度条件下加热的第2步骤。由此,在第1步骤中,能够利用偶联剂(d)对二氧化硅粒子(c)的表面进行表面处理,并且在第2步骤中,能够从混炼物中可靠地去除由二氧化硅粒子(c)与偶联剂(d)之间的反应产生的副产物。然后,可以根据需要对得到的混炼物添加成分(a),进一步进行混炼。由此,能够提高混炼物的成分的亲合性。
[0165]
第1温度例如优选为40~120℃左右,例如更优选为60~90℃左右。第2温度例如优选为130~210℃左右,例如更优选为160~180℃左右。
[0166]
并且,第1步骤中的环境优选如氮环境下那样的非活性环境下,第2步骤中的环境优选为减压环境下。
[0167]
而且,第1步骤的时间例如优选为0.3~1.5小时左右,更优选为0.5~1.2小时左右。第2步骤的时间例如优选为0.7~3.0小时左右,更优选为1.0~2.0小时左右。
[0168]
通过使第1步骤及第2步骤满足如上条件,能够更显著地得到所述效果。
[0169]
[2]接着,秤取规定量的有机氢聚硅氧烷(b)和铂或铂化合物(e),然后,使用任意的混炼装置将各成分(b)、(e)与在上述工序[1]中制备的混炼物进行混炼,由此得到有机硅橡胶系固化性组合物。得到的有机硅橡胶系固化性组合物可以为含有溶剂的膏。
[0170]
另外,在混炼该各成分(b)、(e)时,优选预先混炼在上述工序[1]中制备的混炼物和有机氢聚硅氧烷(b)以及在上述工序[1]中制备的混炼物和铂或铂化合物(e),然后,混炼各自的混炼物。由此,能够在不进行含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)与有机氢聚硅氧烷(b)之间的反应的情况下,使各成分(a)~(e)可靠地分散到有机硅橡胶系固化性组合物中。
[0171]
混炼各成分(b)、(e)时的温度作为辊设定温度,例如优选为10~70℃左右,更优选为25~30℃左右。
[0172]
而且,混炼时间例如优选为5分钟~1小时左右,更优选为10~40分钟左右。
[0173]
在上述工序[1]及上述工序[2]中,通过使温度在上述范围内,能够更确切地防止或抑制含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)与有机氢聚硅氧烷(b)之间的反应进行。并且,在上述工序[1]及上述工序[2]中,通过使混炼时间在上述范围内,能够使各成分(a)~(e)更可靠地分散到有机硅橡胶系固化性组合物中。
[0174]
另外,作为在各工序[1]、[2]中使用的混炼装置,并无特别限定,例如能够使用捏合机、双辊、班伯里密炼机(连续捏合机)、加压捏合机等。
[0175]
并且,在本工序[2]中,可以在混炼物中添加1-乙炔基环己醇等反应抑制剂。由此,即使将混炼物的温度设定为较高的温度,也能够更确切地防止或抑制含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)与有机氢聚硅氧烷(b)之间的反应进行。
[0176]
[3]接着,通过使有机硅橡胶系固化性组合物固化来形成有机硅橡胶。
[0177]
在本实施方式中,有机硅橡胶系固化性树脂组合物的固化工序例如通过在100~250℃条件下加热(一次固化)1~30分钟之后,在200℃条件下后烘烤(二次固化)1~4小时来进行。
[0178]
通过历经如上工序,可得到本实施方式的有机硅橡胶。
[0179]
本发明人进行研究的结果得到以下见解。发现若减少有机硅橡胶中的填料量,则能够减小硬度或减小拉伸应力,而另一方面,撕裂强度降低,且有机硅橡胶的耐久性降低。
[0180]
因此,进行深入研究的结果,发现通过适当地选择含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)等树脂组合物,能够控制交联密度和交联结构的分布不均,可实现大范围的应变区域中的低应力和低硬度,并且可提高有机硅橡胶的撕裂强度。并且,发现还能够提高有机硅橡胶的拉伸强度。详细机理尚不明确,但认为通过联用高乙烯基含量的有机聚硅氧烷和低乙烯基含量的有机聚硅氧烷,能够控制交联结构的分布不均,因此可减小硬度,并且也可提高有机硅橡胶的撕裂强度。如此,通过在维持其他物性的同时提高撕裂强度,能够提高有机硅橡胶的断裂能。
[0181]
在本实施方式中,例如通过适当地选择有机硅橡胶系固化性组合物中含有的各成分的种类和配合量、有机硅橡胶系固化性组合物的制备方法或有机硅橡胶的制造方法等,能够控制上述拉伸应力、断裂伸长、拉伸强度、撕裂强度、硬度。其中,作为用于使上述拉伸应力、断裂伸长、拉伸强度、撕裂强度成为所期望的数值范围的要素,例如可举出联用低乙烯基含量的直链状有机聚硅氧烷(a1-1)和高乙烯基含量的直链状有机聚硅氧烷(a1-2)的情况、通过使用在末端具有乙烯基的含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)来控制树脂的交联密度和交联结构的分布不均的情况、含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)的添加时机及其比率、二氧化硅粒子(c)的配合比率、通过硅烷偶联剂(d)对二氧化硅粒子(c)进行表面改性的情况、添加水等更可靠地进行硅烷偶联剂(d)与二氧化硅粒子(c)之间的反应的情况等。
[0182]
在本实施方式中,在测定上述有机硅橡胶系固化性组合物中的拉伸应力、断裂伸长、拉伸强度、撕裂强度的情况下,作为加热对象及测定对象,能够使用有机硅橡胶系固化性组合物的固化物。作为该固化物,例如可以使用:通过在160℃、10mpa条件下将有机硅橡胶系固化性组合物压制20分钟,成型成厚度1mm的片状,并且进行一次固化,接着在200℃加热4小时,进行二次固化而得到的片状有机硅橡胶(有机硅橡胶系固化性组合物的固化物)。
[0183]
以上,对本发明的实施方式进行了叙述,但这些仅为本发明的示例,能够采用上述以外的各种结构。并且,本发明并不限定于上述实施方式,能够实现本发明的目的的范围内的变形、改进等也包括在本发明中。
[0184]
本实施方式的弹性体能够用于形成成型体。
[0185]
以下,附上参考方式的例子。
[0186]
1.一种使用弹性体的方法,其包括使用所述弹性体来形成低温环境用成型体的工序,
[0187]
所述弹性体含有有机硅橡胶,
[0188]
在所述弹性体中,在下述条件下测出的((拉伸应力m
100-拉伸应力m
100
0)/拉伸应力m
100
0)
×
100为-20%以上且13%以下。
[0189]
(条件)
[0190]
规定伸长率时的拉伸应力m
100
:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的该弹性体的100%伸长时的应力。
[0191]
规定伸长率时的拉伸应力m
100
0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6251(2004)测出的25℃条件下的该弹性体的100%伸长时的应力。
[0192]
2.根据1.所述的使用弹性体的方法,其中,
[0193]
在所述弹性体中,在下述条件下测出的((断裂伸长be-断裂伸长be0)/断裂伸长be0)
×
100为-40%以上且20%以下。
[0194]
(条件)
[0195]
断裂伸长be:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的该弹性体的断裂伸长。
[0196]
断裂伸长be0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6251(2004)测出的25℃条件下的该弹性体的断裂伸长。
[0197]
3.根据1.或2.所述的使用弹性体的方法,其中,
[0198]
在所述弹性体中,在下述条件下测出的((拉伸强度s-拉伸强度s0)/拉伸强度s0)
×
100为-20%以上且80%以下。
[0199]
(条件)
[0200]
拉伸强度s:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的该弹性体的拉伸强度。
[0201]
拉伸强度s0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6251(2004)测出的25℃条件下的该弹性体的拉伸强度。
[0202]
4.根据1.至3.中任一项所述的使用弹性体的方法,其中,
[0203]
在所述弹性体中,在下述条件下测出的((撕裂强度ts-撕裂强度ts0)/撕裂强度ts0)
×
100为-20%以上且120%以下。
[0204]
(条件)
[0205]
撕裂强度ts:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6252(2001)测出的-40℃条件下的该弹性体的撕裂强度。
[0206]
撕裂强度ts0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6252(2001)测出的25℃条件下的该弹性体的撕裂强度。
[0207]
5.根据1.至4.中任一项所述的使用弹性体的方法,其中,
[0208]
在所述弹性体中,在下述条件下测出的硬度a0为20以上且80以下。
[0209]
(条件)
[0210]
硬度a0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为在jisk6253(1997)中规定的25℃条件下的该弹性体的硬度计硬度。
[0211]
6.根据1.至5.中任一项所述的使用弹性体的方法,其中,
[0212]
所述弹性体含有无机填充材料。
[0213]
7.根据1.至6.中任一项所述的使用弹性体的方法,其中,
[0214]
在所述工序中,所述成型体的耐冷温度为-40℃。
[0215]
8.根据1.至7.中任一项所述的使用弹性体的方法,其中,
[0216]
在所述工序中,所述成型体为穿戴式设备。
[0217]
以下,附上参考方式的例子。
[0218]
1.一种弹性体,其在下述条件下测出的((拉伸应力m
100-拉伸应力m
100
0)/拉伸应力m
100
0)
×
100为-20%以上且100%以下。
[0219]
(条件)
[0220]
规定伸长率时的拉伸应力m
100
:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的该弹性体的100%伸长时的应力。
[0221]
规定伸长率时的拉伸应力m
100
0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照
jis k6251(2004)测出的25℃条件下的该弹性体的100%伸长时的应力。
[0222]
2.根据1.所述的弹性体,其在下述条件下测出的((断裂伸长be-断裂伸长be0)/断裂伸长be0)
×
100为-40%以上且20%以下。
[0223]
(条件)
[0224]
断裂伸长be:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的该弹性体的断裂伸长。
[0225]
断裂伸长be0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6251(2004)测出的25℃条件下的该弹性体的断裂伸长。
[0226]
3.根据1.或2.所述的弹性体,其在下述条件下测出的((拉伸强度s-拉伸强度s0)/拉伸强度s0)
×
100为-20%以上且80%以下。
[0227]
(条件)
[0228]
拉伸强度s:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的该弹性体的拉伸强度。
[0229]
拉伸强度s0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6251(2004)测出的25℃条件下的该弹性体的拉伸强度。
[0230]
4.根据1.至3.中任一项所述的弹性体,其在下述条件下测出的((撕裂强度ts-撕裂强度ts0)/撕裂强度ts0)
×
100为-20%以上且120%以下。
[0231]
(条件)
[0232]
撕裂强度ts:在将该弹性体在-40℃条件下保持30分钟之后,设为按照jis k6252(2001)测出的-40℃条件下的该弹性体的撕裂强度。
[0233]
撕裂强度ts0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6252(2001)测出的25℃条件下的该弹性体的撕裂强度。
[0234]
5.根据1.至4.中任一项所述的弹性体,其在下述条件下测出的硬度a0为20以上且80以下。
[0235]
(条件)
[0236]
硬度a0:不对该弹性体进行进一步的冷却处理而设为在jisk6253(1997)中规定的25℃条件下的该弹性体的硬度计硬度。
[0237]
6.根据1.至5.中任一项所述的弹性体,其含有有机硅橡胶。
[0238]
7.根据1.至6.中任一项所述的弹性体,其含有无机填充材料。
[0239]
8.一种成型体,其具备1.至7.中任一项所述的弹性体。
[0240]
实施例
[0241]
以下,参考实施例对本发明进行详细说明,但本发明不受这些实施例的记载的任何限定。
[0242]
以下,示出表1所示的实施例及比较例中使用的原料成分。
[0243]
(含乙烯基的有机聚硅氧烷(a))
[0244]
·
低乙烯基含量的直链状有机聚硅氧烷(a1-1):根据合成方案1来合成的含乙烯基的二甲基聚硅氧烷(由式(1-1)表示的结构中仅r
1
(末端)为乙烯基的结构)
[0245]
·
高乙烯基含量的直链状有机聚硅氧烷(a1-2):根据合成方案2来合成的含乙烯基的二甲基聚硅氧烷(由式(1-1)表示的结构中r
1
及r
2
为乙烯基的结构)
[0246]
(有机氢聚硅氧烷(b))
[0247]
·
迈图高新材料公司(momentive performance materials)制:“tc-25d”[0248]
(二氧化硅粒子(c))
[0249]
·
二氧化硅粒子(c):二氧化硅微粒(粒径7nm、比表面积300m
2
/g)、aerosil公司(nippon aerosil co.,ltd.)制、“aerosil300”[0250]
(硅烷偶联剂(d))
[0251]
·
硅烷偶联剂(d-1):六甲基二硅氮烷(hmdz)、gelest公司(gelest,inc.)制、“hexamethyldisilazane(sih6110.1)”[0252]
·
硅烷偶联剂(d-2):二乙烯基四甲基二硅氮烷、gelest公司(gelest,inc.)制、“1,3-divinyltetramethyldisilazane(sid4612.0)”[0253]
(铂或铂化合物(e))
[0254]
·
迈图高新材料公司制:“tc-25a”[0255]
(含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)的合成)
[0256]
[合成方案1:低乙烯基含量的直链状有机聚硅氧烷(a1-1)的合成]
[0257]
根据下述式(5)合成了低乙烯基含量的直链状有机聚硅氧烷(a1-1)。
[0258]
即,在氩气置换后的具有冷却管及搅拌叶片的300ml可分离烧瓶中放入八甲基环四硅氧烷74.7g(252mmol)、硅酸钾0.1g,升温后,在120℃条件下搅拌了30分钟。另外,此时,确认到粘度的上升。
[0259]
然后,升温至155℃,并连续搅拌了3小时。然后,在3小时后,添加1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷0.1g(0.6mmol),在155℃条件下进一步搅拌了4小时。
[0260]
而且,在4小时后,在用甲苯250ml进行稀释之后,用水清洗了三次。通过用甲醇1.5l对清洗后的有机层进行多次清洗,进行再沉淀及纯化,将低聚物和聚合物分离。将得到的聚合物在60℃条件下减压干燥一夜,得到低乙烯基含量的直链状有机聚硅氧烷(a1-1)(mn=2.2
×
10
5
、mw=4.8
×
10
5
)。并且,通过h-nmr谱测定而计算出的乙烯基含量为0.04摩尔%。
[0261]
[化学式5]
[0262][0263]
[合成方案2:高乙烯基含量的直链状有机聚硅氧烷(a1-2)的合成]
[0264]
在上述(a1-1)的合成工序中,除八甲基环四硅氧烷74.7g(252mmol)以外,还使用了2,4,6,8-四甲基2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷0.86g(2.5mmol),除此之外,以与(a1-1)的合成工序相同的方式,如下述式(6)那样,合成了高乙烯基含量的直链状有机聚硅氧烷(a1-2)。(mn=2.3
×
10
5
、mw=5.0
×
10
5
)。并且,通过h-nmr谱测定而计算出的乙烯基含量为0.93摩尔%。
[0265]
[化学式6]
[0266][0267]
(实施例1:有机硅橡胶系固化性组合物的制备)
[0268]
在实施例1中,如下调整了有机硅橡胶系固化性组合物。首先,以下述表1所示的比例预先混炼90%的含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)、硅烷偶联剂(d)及水(f)的混合物,然后,在混合物中添加二氧化硅粒子(c)而进一步进行混炼,得到混炼物(有机硅橡胶混合物)。
[0269]
在此,添加二氧化硅粒子(c)后的混炼通过历经为了偶联反应而在氮环境下、60~90℃的条件下混炼1小时的第1步骤和为了去除副产物(氨)而在减压环境下、160~180℃的条件下混炼2小时的第2步骤来进行,然后,进行冷却,分两次添加剩余10%的含乙烯基的有机聚硅氧烷(a),混炼了20分钟。
[0270]
接着,在得到的混炼物(有机硅橡胶混合物)100重量份中添加有机氢聚硅氧烷(tc-25d)1.81重量份及铂或铂化合物(tc-25a)0.5重量份,用辊进行混炼,得到有机硅橡胶系固化性组合物。
[0271]
(实施例2:有机硅橡胶系固化性组合物的制备)
[0272]
在实施例2中,以与实施例1相同的方式调整了有机硅橡胶系固化性组合物。首先,以表1所示的比例预先对90%的含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)、硅烷偶联剂(d)及水(f)的混合物进行混炼,然后,在混合物中添加二氧化硅粒子(c)而进一步进行混炼,得到混炼物(有机硅橡胶混合物)。
[0273]
在此,添加二氧化硅粒子(c)后的混炼是以与实施例1相同的方式进行的。
[0274]
接着,在得到的混炼物(有机硅橡胶混合物)100重量份中添加有机氢聚硅氧烷(tc-25d)3.77重量份及铂或铂化合物(tc-25a)0.5重量份,用辊进行混炼,得到实施例3的有机硅橡胶系固化性组合物。
[0275]
(实施例3:有机硅橡胶系固化性组合物的制备)
[0276]
在实施例3中,以与实施例1相同的方式调整了有机硅橡胶系固化性组合物。首先,以表1所示的比例预先对90%的含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)、硅烷偶联剂(d)及水(f)的混合物进行混炼,然后,在混合物中添加二氧化硅粒子(c)而进一步进行混炼,得到混炼物(有机硅橡胶混合物)。
[0277]
在此,添加二氧化硅粒子(c)后的混炼是以与实施例1相同的方式进行的。
[0278]
接着,在得到的混炼物(有机硅橡胶混合物)100重量份中添加有机氢聚硅氧烷(tc-25d)2.26重量份及铂或铂化合物(tc-25a)0.5重量份,用辊进行混炼,得到有机硅橡胶系固化性组合物。
[0279]
(实施例4:有机硅橡胶系固化性组合物的制备)
[0280]
在实施例4中,以与实施例1相同的方式调整了有机硅橡胶系固化性组合物。首先,以表1所示的比例预先对90%的含乙烯基的有机聚硅氧烷(a)、硅烷偶联剂(d)及水(f)的混合物进行混炼,然后,在混合物中添加二氧化硅粒子(c)而进一步进行混炼,得到混炼物(有机硅橡胶混合物)。
[0281]
在此,添加二氧化硅粒子(c)后的混炼是以与实施例1相同的方式进行的。
[0282]
接着,在得到的混炼物(有机硅橡胶混合物)100重量份中添加有机氢聚硅氧烷(tc-25d)4.53重量份及铂或铂化合物(tc-25a)0.5重量份,用辊进行混炼,得到实施例4的有机硅橡胶系固化性组合物。
[0283]
表1
[0284][0285]
(有机硅橡胶的制作)
[0286]
在实施例1~4中,在160℃、10mpa条件下将得到的有机硅橡胶系固化性组合物压制20分钟,成型成厚度1mm的片状,并且进行了一次固化。接着,在200℃加热4小时,进行了二次固化。由此,得到片状有机硅橡胶(有机硅橡胶系固化性组合物的固化物)。
[0287]
根据下述评价项目对得到的片状有机硅橡胶(片状弹性体)进行了评价。将评价结果示于表2。用三个样本对拉伸应力、断裂伸长、拉伸强度进行测定,并将三个样本的平均值作为测定值。用五个样本对撕裂强度进行测定,并将五个样本的平均值作为测定值。使用两个样本且各样本以n=5对硬度进行测定,并将共10次测定的平均值作为测定值。将各平均值示于表2。
[0288]
[比较例1]
[0289]
使用从as one corporation购买的天然橡胶片材(厚度1mm、宽度500mm
×
长度
k6253(1997)测定了a型硬度计硬度(硬度a0)。
[0304]
<拉伸强度>
[0305]
使用得到的厚度1mm的各实施例的片状有机硅橡胶、各比较例的片状弹性体,按照jis k6251(2004)制作出哑铃状3号形试验片,测定了得到的哑铃状3号形试验片的拉伸强度。单位为mpa。
[0306]
(拉伸强度的测定条件)
[0307]
拉伸强度s:在将哑铃状3号形试验片在-40℃条件下保持30分钟之后,直接设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的哑铃状3号形试验片的拉伸强度。
[0308]
拉伸强度s0:不对哑铃状3号形试验片进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6251(2004)测出的25℃条件下的哑铃状3号形试验片的拉伸强度。
[0309]
<撕裂强度>
[0310]
使用得到的厚度1mm的各实施例的片状有机硅橡胶、各比较例的片状弹性体,按照jis k6252(2001)制作出新月形试验片,测定了得到的新月形试验片的撕裂强度。单位为n/mm。
[0311]
(撕裂强度的测定条件)
[0312]
撕裂强度ts:在将新月形试验片在-40℃条件下保持30分钟之后,直接设为按照jis k6252(2001)测出的-40℃条件下的新月形试验片的撕裂强度。
[0313]
撕裂强度ts0:不对新月形试验片进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6252(2001)测出的25℃条件下的新月形试验片的撕裂强度。
[0314]
<断裂伸长>
[0315]
使用得到的厚度1mm的各实施例的片状有机硅橡胶、各比较例的片状弹性体,按照jis k6251(2004)制作出哑铃状3号形试验片,测定了得到的哑铃状3号形试验片的断裂伸长。断裂伸长是通过[卡盘间移动距离(mm)]
÷
[卡盘间初始距离(60mm)]
×
100计算出的。单位为%。
[0316]
(断裂伸长的测定条件)
[0317]
断裂伸长be:在将哑铃状3号形试验片在-40℃条件下保持30分钟之后,直接设为按照jis k6251(2004)测出的-40℃条件下的哑铃状3号形试验片的断裂伸长。
[0318]
断裂伸长be0:不对哑铃状3号形试验片进行进一步的冷却处理而设为按照jis k6251(2004)测出的25℃(室温)条件下的哑铃状3号形试验片的断裂伸长。
[0319]
<拉伸应力>
[0320]
使用得到的厚度1mm的各实施例的片状有机硅橡胶、各比较例的片状弹性体,按照jis k6251(2004)来制作出哑铃状3号形试验片,在拉伸速度为500mm/分钟的条件下,测定了得到的哑铃状3号形试验片在规定%伸长时的拉伸应力m。单位为mpa。
[0321]
(拉伸应力的测定条件)
[0322]
拉伸应力m
100
:在将哑铃状3号形试验片在-40℃条件下保持30分钟之后,直接设为-40℃条件下的该哑铃状3号形试验片的100%伸长时的拉伸应力。
[0323]
拉伸应力m
100
0:不对哑铃状3号形试验片进行进一步的冷却处理而设为25℃条件下的哑铃状3号形试验片的100%伸长时的拉伸应力。
[0324]
<穿戴式基板>
[0325]
使用实施例的片状有机硅橡胶、各比较例的片状弹性体,制成具有厚度:1mm
×
长度:50mm
×
宽度:20mm的板状部件(穿戴式基板)。将得到的板状部件放入内部环境为-40℃的冷却机中,保持了30分钟。从冷却机中取出板状部件,用双手把持两端,进行了如下弯曲/伸长试验及耐久试验。
[0326]
·
弯曲/伸长试验:
[0327]
在用双手把持着板状部件的两端的状态下,实施弯曲成90度的试验,并根据从弯曲开始至弯曲结束为止的板状部件的易弯曲度而判断了板状部件的易变形性。在弯曲板状部件的试验中,将弯曲板状部件时未感觉到负载的板状部件评价为

、将弯曲板状部件时感觉到负载的板状部件评价为

,将弯曲板状部件时断裂的板状部件评价为
×
。将评价结果示于表3。
[0328]
·
耐久试验:反复进行50次上述弯曲/伸长试验(弯曲手指的试验),并根据破损的有无而判断了板状部件的耐久性。将试验后没有外观异常的板状部件评价为

,将试验后发生裂纹或破损的评价为
×
,将试验中断裂的评价为-。将评价结果示于表3。
[0329]
表3
[0330][0331]
发现与比较例1~6相比,实施例1~4的弹性体(有机硅橡胶)在低温环境下具有优异的易变形性。并且,发现与比较例1~6相比,实施例1~4的弹性体(有机硅橡胶)在低温环境下反复使用时具有优异的耐久性。这种实施例1~4的弹性体(有机硅橡胶),在低温环境下的橡胶特性的变化被加以抑制,因此可期待适当地用于要求低温条件下的使用特性的穿戴式设备。
[0332]
该申请主张基于2018年6月8日申请的日本专利申请2018-110490号的优先权,并将该发明的所有内容援用于此。
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