How to prevent a conductive failure failure of electrical switchgear contacts due to the silicone steam

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シリコーン蒸気に起因する電気開閉接点の導電不良障害を防止する方法に関する。

［従来の技術］ オルガノポリシロキサンを主成分とするシリコーン製品は、耐熱性、耐寒性、耐薬品性が良く、電気絶縁性にすぐれていることから絶縁材料として多用されている。
また、導電性充填材を添加して導電性材料としても使用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、近年シリコーン製品の中でも硬化性オルガノポリシロキサン組成物が接着剤、絶縁剤、シーリング剤、電線被覆剤として多くの電気電子機器に使用され始めた。 ところが、これらの硬化性オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物は近傍で使用されている電気開閉接点に悪影響を及ぼし、しばしば、電気接点不良障害すなわち導電不良障害を起こしている。 これは硬化性オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物中に残存しているシリコーン蒸気すなわち低分子量のシランまたは低分子量のオルガノポリシロキサンが常温下または加熱下で蒸発し、この蒸気が電気開閉接点に達して接点開閉時の放電エネルギーを受け、化学変化を起こして二酸化けい素、炭化けい素等の絶縁物質を形成するためであると報告されている［例えば電気通信学会技術研究報告76 （226）29〜38（'77）参照］。 一方、かかるシリコーン蒸気に起因する電気開閉接点導電不良障害を防止する方法としては、抜本的な解決手段が見出だされておらず、わずかに、加熱脱気処理によって低分子量のオルガノポリシロキサンを除去する方法、電気開閉接点にかかる電圧と電流の負荷条件を導電不良の起こらない限定された範囲に留める方法が提案されているに過ぎない。

そこで、本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意検討した結果、硬化性オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物中に窒素原子含有塩基性化合物を添加配合することによって、上記問題点が大巾に解消されることを見出し本発明に到達した。 すなわち、本発明の目的はリレー、スイッチ、マイクロモーター等に使用されている電気開閉接点の導電不良障害を防止する方法を提供するにある。

［問題点を解決する手段とその作用］ 本発明は、電気開閉接点と硬化性オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物とを密閉下もしくは半密閉下に内包し、該オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物から発生するシリコーン蒸気により該電気開閉接点が導電不良障害を起こす電気機器において、該オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物中に窒素原子含有塩基性化合物を含有せしめることにより、該電気開閉用接点の導電不良障害を防止する方法に関するものである。

これを説明するに、本発明にいうシリコーン蒸気とは、電気開閉接点の導電不良障害を起こす揮発性の低分子量のシラン蒸気または低分子量のオルガノポリシロキサン蒸気であり、かかる蒸気は、電気機器の構成材料または付属材料として使用されているシリコーンゴム組成物もしくはその硬化物、シリコーンレジン組成物もしくはその硬化物等の中に含まれているか、またはこれらの分解によって発生する。 かかる蒸気となり得るオルガノポリシロキサンの代表例としては、一般式

₃ （CH

₃ ）

₂ SiO

_m Si（CH

₃ ）

_３ （ここでｍは１〜10の整数である）で示される線状ジメチルポリシロキサン、低分子量のメチルビニルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサンもしくはメチル（3,3,3−トリフルオロプロピル）ポリシロキサン、および各種のオルガノシランが挙げられる。

本発明に使用される硬化性オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物は特に限定されるものではなく、
例えば、従来公知の有機過酸化物によるラジカル反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物、
縮合反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物、付加反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物が挙げられる。 ここで使用されるオルガノポリシロキサンとしては、単位式

網状、軽度の三次元構造のいずれを含んでいてもよいし、また、単一重合体、共重合体及び２種以上の混合物でもよい。 その粘度は常温で液状のものからガム状のものまで使用可能であり特に限定されない。 有機過酸化物によるラジカル反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物に使用されるオルガノポリシロキサンとしては分子鎖末端および／または分子鎖中にけい素原子に結合したビニル基を有するものが好ましい。 この架橋剤として使用される有機過酸化物としてはベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジターシヤリブチルパーオキサイド、ターシヤリブチルパーベンゾエート、2,5

−ジメチル−2,5−ジ（ターシヤリブチルパーオキシ）

ヘキセンなどシリコーンゴムの架橋剤として公知のものが使用される。 縮合反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物に使用されるオルガノポリシロキサンとしては分子鎖末端に水酸基を有するオルガノポリシロキサンが一般的であり、その架橋剤としては１分子中にけい素原子に結合した湿気加水分解性の感応基を少なくとも２個有するシラン、その部分加水分解縮合物、環状オルガノポリシロキサンおよび直鎖状オルガノポリシロキサンであり、その官能基としてはアルコキシ基、カルボキシル基、アミノ基、アミノキシ基、オキシム基、アミド基、

イミド基、ビニロキシ基、ラクタム基から選択されるものである。 四官能性シランを除いてはこれらの官能基以外に通常置換または非置換の１価炭化水素基がけい素原子に結合している。 水酸基含有オルガノポリシロキサンと上記官能基を有するシランまたはシロキサンとの縮合反応を促進させる触媒としては有機カルボン酸の金属塩があり、これには酢酸、オクチル酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、安息香酸、ナフトエ酸などのカルボン酸と、錫、鉛、鉄、アンチモン、ジルコニウム、カドミウム、バリウム、カルシウム、チタン、ビスマスあるいはマンガンとの金属塩があげられる。 他の触媒としては Ti（OR

¹ ）

₄ , ≡TiOR

² OTi≡および （式中、R

¹は置換または非置換の１価炭化水素基、R

²は２価の有機基、ｎは１〜３の数、ｍは１以上の整数）で示されるチタン化合物があげられ、これにはチタンのキレート化合物も含まれる。 付加反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物に使用されるオルガノポリシロキサンとしては分子鎖末端および／または分子鎖中にビニル基を有するものであり、その架橋剤としては単位式 （式中、Ｒは前記と同様置換もしくは非置換の１価炭化水素基であり、ｂは０＜ｂ≦３、ｃは０＜ｃ≦２、ｂ＋

ｃは０＜ｂ＋ｃ≦４）で示されるオルガノハイドロジェンシランまたはオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。 好ましくは１分子中に少なくとも２個のSiH基を有する環状または直鎖状のオルガノハイロドジェンポリシロキサンである。 付加反応を促進させる触媒としては白金系、ロジウム系、バラジウム系が使用できるが、

好ましくは白金または白金化合物であり、これには担体に白金を保持したもの、塩化白金酸、アルコール変成塩化白金酸、白金とオレフィンとの錯体、白金とケートン類の錯体、白金とビニルシロキサンとの錯体があげられる。

また、紫外線、電子線、Ｘ線等の高エネルギー線の照射により架橋し、三次元化して硬化するオルガノポリシロキサン組成物もあり、かかる高エネルギー線の照射により硬化するオルガノポリシロキサン組成物としては分子鎖末端および／または分子鎖中にビニル基、アリル基、アクリル基等の不飽和基、メルカプト基、≡Si−Ｈ
基、アクリルアミド基、エポキシ基、ハロゲン置換アルキル基等を有するオルガノポリシロキサンと反応開始剤、増感剤（例えば、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン等の芳香族カルボニリル基、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾイル化合物、アゾビスイソブチルニトリル等のアゾ化合物、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物等）
を配合してなるオルガノポリシロキサン組成物が挙げられる。

本発明に使用されるオルガノポリシロキサン組成物の硬化物の形状は特に限定されるものではなく、ゲル状硬化物、ゴム状硬化物、高硬度の樹脂状の硬化物が含まれる。

本発明に使用される窒素原子含有塩基性化合物は、25
℃において0.0001mmHg以上の蒸気圧を有する化合物、または電気機器類の使用温度範囲内で分解により窒素原子含有塩基性化合物ガスを発生する化合物であり、その種類は特に限定されないが、電気開閉接点部を腐食する化合物または人体に対してあまり有毒な化合物は特別な場合を除いて避けた方がよい。

かかる化合物の具体例としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン等の脂肪族第１級アミン；ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミン等の脂肪族第２級アミン；トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン等の脂肪族第３級アミン；アリルアミン、ジアリルアミン、トリアリルアミン等の脂肪族不飽和アミン；シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂肪族環式アミン、アニリン、メチルアニリン、ベンジルアミン等の芳香族アミン；グアニジン又はそれらの誘導体；エチレンジアミン、トリメチレンジアミンテトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン;o−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン等の芳香族ジアミン;1,2,3−トリアミルプロパン等のトリアミン;N−（トリメチルシリル）ジメチルアミン;N,N−（トリメチルシリル）メチルアミン；
トリメチレンテトラミン等のテトラミン類、ベンゾトリアゾール類が挙げられる。

かかる窒素原子含有塩基性化合物の含有量は、硬化性オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物中に包含されるオルガノポリシロキサン蒸気１モルに対して窒素原子含有塩基性化合物蒸気が0.0001モル以上となるような量が好ましい。

窒素原子含有塩基性化合物をオルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物に含有させる方法としては各種の方法があるが、本願発明の目的を損わない限りいかなる方法を採用してもよい。 かかる方法の具体例としては、例えば、前記したような各種硬化性オルガノポリシロキサン組成物の製造時もしくは製造後に窒素原子含有塩基性化合物を添加配合し、得られた混合物を硬化させる方法、窒素原子含有塩基性化合物自体もしくはこれを溶媒に溶解してなる窒素原子含有塩基性化合物の溶媒溶液中に、オルガノポリシロキサン組成物の硬化物を浸漬し、前記窒素原子含有塩基性化合物をオルガノポリシロキサン組成物の硬化物中に含浸させる方法、オルガノポリシロキサン組成物の硬化物中に窒素原子含有塩基性化合物を直接注入器等を使用して注入する方法、窒素原子含有塩基性化合物中にオリガノポリシロキサン組成物の硬化物を置き、吸収もしくは吸着によって含有させる方法が挙げられる。

以上のような本発明の方法は、電気開閉接点とオルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物とを密閉下もしくは半密下に内包し、該オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物から発生するシリコーン蒸気により該電気開閉接点が導電不良障害を起こす電気機器に適用した場合、該電気開閉接点の導電不良障害を防止することが可能であり極めて有用である。

［実施例］ 以下、本発明を実施例にて説明する。 電気開閉接点の負荷開閉試験は次の方法によって行った。

○密閉系による電気開閉接点の負荷開閉試験方法 密閉可能な容積１の容器内に８個の電気開閉接点を有するマイクロリレーを設置し、この接点の開閉を外部から操作できる装置を作製した。 この容器内部にオルガノポリシロキサン組成物の硬化物を入れ、容器を密閉した後に次の条件で電気開閉試験を行った。

各接点にかかる電圧 DC24volt 各接点にかかる負荷 1kΩ（Ｒ負荷） 各接点の開閉頻度 １秒あたり５回（5Hz） 試験温度 70℃ なお、接点の接触抵抗値は電圧降下法によって測定しマルチペンレコーダーで記録した。 そして接触抵抗値が
10Ω以上になった時点で接点故障と判定した。 接点故障が発生するまでの接点の開閉回数を接点故障寿命とし、
８個の接点のうち最初の故障が生じた開閉回数を第１故障寿命、４個の故障が生じた開閉回数を50％故障寿命とした。

○半密閉系による電気開閉接点の負荷開閉試験方法 上記密閉系による電気開閉接点の負荷開閉方法において、密閉可能な容積１の容器の代わりに該容器の側面中央部に直径1cmの穴を対象的に２個開けた容器を使用し、他は上記密閉系による電気開閉接点の負荷開閉試験方法と同じ方法に従って行った。

実施例１〜実施例２ ジメチルシロキサン単位96モル％、メチルビニルシロキサン単位４モル％からなり、分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖された粘度30000センチストークスのジメチルポリシロキサン100部とジクミルパーオキサイド３部を均一に混合し、ラジカル反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物を得た。 次いで該組成物100部に窒素原子含有塩基性化合物として表１に示す化合物を各々別々に表１に示す通りの量添加し、均一に混合した。
得られた混合物を圧力20kg/cm ²温度170℃の条件下で10
分間プレス加硫し、シート状のオルガノポリシロキサン硬化物を得た。 該硬化物について密閉系による電気開閉接点負荷開閉試験を行った。 結果を各々実施例１および実施例２として表１に示した。

比較のため、上記において得られたラジカル反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物自体を上記と同様にして硬化し、上記と同様に電気開閉接点の負荷開閉試験を行った結果を比較例１として表１に併記する。

に示す化合物を各々表２に示す通りの量添加し、均一に混合した。 得られた混合物をテフロンシート上に塗布し室温にて24時間放置し硬化させた。 得られたシート状のオルガノポリシロキサン硬化物について密閉系による電気開閉接点の負荷開閉試験を行った。 結果を各々実施例３及び実施例４として表２に示した。

比較のため、上記において得られた縮合反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物自体を上記と同様にして硬化し、上記と同様にして電気開閉接点の負荷開閉試験を行った結果を表２に比較例２として併記した。

また上記においてテトラエチルジアミン0.01部の替りにベンゾトリアゾール0.1部を使用する以外は上記と同様にして得られたオルガノポリシロキサン硬化物について上記と同様にして電気開閉接点の負荷開閉試験を行ったその結果を実施例６として表３に示した。

また比較のため、上記において得られた縮合反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物自体を上記と同様にして硬化し、得られた硬化物について上記と同様にして電気開閉接点の負荷開閉試験を行った結果を比較例３として表３に示した。

粘度10センチストークスの両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチル水素ポリシロキサン３部と、ジビニルテトラメチルジシロキサン0.1部を撹拌、混合し、さらに触媒として塩基白金のエタノール溶液を白金量として上記ポリシロキサンの合計量に対して15ppm添加混合し付加反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物を得た。 該組成物100部にテトラエチレンジアミン0.1部を添加し均一に混合した後、得られた混合物を150℃に設定されたか熱オーブンに入れ30分間加熱し硬化させた。 得られた硬化物について前記の方法に従って密閉系による電気開閉接点の負荷開閉試験を行った。 その結果を実施例７として表４に示した。 また上記においてテトラエチレンジアミン0.1部の替りに、シクロヘキシルアミン0.1部を使用する以外は上記と同様にして得られたオルガノポリシロキサン硬化物について上記と同様に電気開閉接点の負荷開閉試験を行った。 その結果を実施例８として表４に示した。 また比較のため上記において得られた付加反応硬化性オルガノポリシロキサン自体を上記と同様にして硬化し、得られた硬化物について上記と同様にして電気開閉接点の負荷開閉試験を行った結果を比較例４として表４

に併記した。

部を使用する以外は上記と同様にして得られたオルガノポリシロキサン硬化物について電気開閉試験を行った。

その結果を実施例10として表５に示した。 また比較のため上記において得られた高エネルギー線の照射に硬化するオルガノポリシロキサン組成物自体を上記と同様にして硬化し、得られた硬化物について上記と同様として電気開閉接点負荷開閉試験を行った結果を比較例５として表５に併記した。

において得られたラジカル反応硬化性オルガノポリシロキサン自体を使用し、半密閉系による電気開閉接点の負荷開閉試験を行った結果を比較例６として表６に併記する。