JP5226315B2 - 硬化性組成物 - Google Patents
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Description
(A)シロキサン結合を形成することにより架橋し得るケイ素含有基を有する有機重合体、
(B)シラノール縮合触媒として、一般式(1):
R1N=CR2−NR3 2 (1)
(R1は、水素原子、または、窒素原子のα位が単結合のみを有する(不飽和結合を有さない)炭素原子である置換若しくは無置換の1価の炭化水素基であり、R2は、水素原子、または、置換若しくは無置換の1価の炭化水素基であり、2つのR3は、それぞれ独立に水素原子または1価の有機基である。R1、R2、および2つのR3のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)で表される、融点が23℃以上のアミジン化合物、および/または、一般式(2):
R4N=C(NR5 2)−NR6 2 (2)
(R4、2つのR5、および2つのR6は、それぞれ独立に水素原子またはアリール基以外の1価の有機基である。R4、2つのR5、および2つのR6のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)で表される、融点が23℃以上のグアニジン化合物、
を含有する、非有機錫系硬化性組成物に関する。
R10N=C(NR11 2)−NR12−C(=NR13)−NR14 2 (4)
(R10、2つのR11、R12、R13、および2つのR14は、それぞれ独立に水素原子またはアリール基以外の1価の有機基である。R10、2つのR11、R12、R13、および2つのR14のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)、および/または、一般式(5):
R15N=C(NR16 2)−N=C(NR17 2)−NR18 2 (5)
(R15、2つのR16、2つのR17、および2つのR18は、それぞれ独立に水素原子またはアリール基以外の1価の有機基である。R15、2つのR16、2つのR17、および2つのR18のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)で表されるビグアニド化合物である、上記非有機錫系硬化性組成物に関する。
−SiR22 3−aXa (7)
(R22は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20のアルキル基、炭素原子数6から20のアリール基、炭素原子数7から20のアラルキル基または−OSi(R’)3(R’は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20の置換若しくは無置換の1価の炭化水素基である。)で示されるトリオルガノシロキシ基である。また、Xは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基である。さらに、aは、1〜3の整数である)で表される基が挙げられる。
H−(SiR23 2O)mSiR23 2−R24−SiX3 (8)
(式中、Xは上記に同じ。(2m+2)個のR23は、それぞれ独立に、1価の炭化水素基であり、入手性およびコストの点から、炭素原子数1から20の1価の炭化水素基が好ましく、炭素原子数1から8の1価の炭化水素基がより好ましく、炭素原子数1から4の1価の炭化水素基が特に好ましい。R24は2価の有機基であり、入手性およびコストの点から、炭素原子数1から12の2価の炭化水素基が好ましく、炭素原子数2から8の2価の炭化水素基がより好ましく、炭素原子数2の2価の炭化水素基が特に好ましい。また、mは、0から19の整数であり、入手性およびコストの点から、1が好ましい。)で表されるシラン化合物は、不均化反応が進まない。このため、(イ)の合成法で、3個の加水分解性基が1つのケイ素原子に結合している基を導入する場合には、一般式(8)で表されるシラン化合物を用いることが好ましい。一般式(8)で示されるシラン化合物の具体例としては、1−[2−(トリメトキシシリル)エチル]−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1−[2−(トリメトキシシリル)プロピル]−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1−[2−(トリメトキシシリル)ヘキシル]−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが挙げられる。
送液システム:東ソー製HLC−8120GPC
カラム:東ソー製TSK−GEL Hタイプ
溶媒:THF
を用いて、ポリスチレン換算の値として測定することができる。
−R25−O− (9)
(R25は炭素原子数1から14の直鎖状もしくは分岐アルキレン基である。)で示される繰り返し単位を有する重合体であり、一般式(9)におけるR25は、炭素原子数1から14の、さらには2から4の、直鎖状もしくは分岐アルキレン基が好ましい。また、重合体の上記繰り返し単位が、炭素原子と水素原子のみからなるアルキレン基である場合は、フッ素化アルキレン基である場合と比べて、得られる重合体をシーラント等に使用する場合に良好な接着性が得られることからより好ましい。一般式(9)で示される繰り返し単位の具体例としては、
−CH2O−、−CH2CH2O−、−CH2CH(CH3)O−、−CH2CH(C2H5)O−、−CH2C(CH3)2O−、−CH2CH2CH2CH2O−
等が挙げられる。ポリオキシアルキレン系重合体の主鎖骨格は、1種類だけの繰り返し単位からなってもよいし、2種類以上の繰り返し単位からなってもよい。特にシーラント等に使用される場合には、プロピレンオキシド重合体を主成分とする重合体から成るものが非晶質であることや比較的低粘度である点から好ましい。
−CH2−C(R26)(COOR27)− (10)
(R26は水素原子またはメチル基、R27は炭素原子数1から8のアルキル基を示す。)で表される炭素原子数1から8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位と、下記一般式(11):
−CH2−C(R26)(COOR28)− (11)
(式中、R26は上記に同じ、R28は炭素原子数10以上のアルキル基を示す。)で表される炭素原子数10以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位からなる共重合体に、反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体をブレンドして製造する方法である。
−NR29−C(=O)− (12)
(R29は水素原子または置換若しくは無置換の1価の有機基を表す。)で表される基である。
W−R30−SiR22 3−aXa (13)
(ただし、式中、R22、X、aは上記と同じ。R30は、2価の有機基であり、より好ましくは炭素原子数1から20の置換もしくは無置換の2価の炭化水素基である。Wは水酸基、カルボキシル基、メルカプト基およびアミノ基(1級または2級)から選ばれた活性水素含有基である。)で表されるケイ素化合物のW基を反応させる方法により製造されるものを挙げることができる。この製造方法に関連した、有機重合体の公知の製造法を例示すると、特公昭46−12154号公報(米国特許3632557号明細書)、特開昭58−109529号公報(米国特許4374237号明細書)、特開昭62−13430号公報(米国特許4645816号明細書)、特開平8−53528号公報(欧州特許出願公開第0676403号明細書)、特開平10−204144号公報(欧州特許出願公開第0831108号明細書)、特表2003−508561号公報(米国特許6197912号明細書)、特開平6−211879号公報(米国特許5364955号明細書)、特開平10−53637号公報(米国特許5756751号明細書)、特開平11−100427号公報、特開2000−169544号公報、特開2000−169545号公報、特開2002−212415号公報、特許第3313360号明細書、米国特許4067844号明細書、米国特許3711445号明細書、特開2001−323040号公報、などが挙げられる。
O=C=N−R30−SiR22 3−aXa (14)
(ただし、式中R30、R22、X、aは上記に同じ。)で示される反応性ケイ素基含有イソシアネート化合物とを反応させることにより製造されるものを挙げることができる。この製造方法に関連した、有機重合体の公知の製造法を例示すると、特開平11−279249号公報(米国特許5990257号明細書)、特開2000−119365号公報(米国特許6046270号明細書)、特開昭58−29818号公報(米国特許4345053号明細書)、特開平3−47825号公報(米国特許5068304号明細書)、特開平11−60724号公報、特開2002−155145号公報、特開2002−249538号公報、国際公開第03/018658号パンフレット、国際公開第03/059981号パンフレットなどが挙げられる。
R1N=CR2−NR3 2 (1)
(R1は、水素原子、または、窒素原子のα位が単結合のみを有する(不飽和結合を有さない)炭素原子である置換若しくは無置換の1価の炭化水素基であり、R2は、水素原子、または、置換若しくは無置換の1価の炭化水素基であり、2つのR3は、それぞれ独立に水素原子または1価の有機基である。R1、R2、および2つのR3のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)
R4N=C(NR5 2)−NR6 2 (2)
(R4、2つのR5、および2つのR6は、それぞれ独立に水素原子またはアリール基以外の1価の有機基である。R4、2つのR5、および2つのR6のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)
R10N=C(NR11 2)−NR12−C(=NR13)−NR14 2 (4)
(R10、2つのR11、R12、R13、および2つのR14は、それぞれ独立に水素原子またはアリール基以外の1価の有機基である。R10、2つのR11、R12、R13、および2つのR14のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)
R15N=C(NR16 2)−N=C(NR17 2)−NR18 2 (5)
(R15、2つのR16、2つのR17、および2つのR18は、それぞれ独立に水素原子またはアリール基以外の1価の有機基である。R15、2つのR16、2つのR17、および2つのR18のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)
送液システム:東ソー製HLC−8120GPC
カラム:東ソー製TSK−GEL Hタイプ
溶媒:THF
を用いて、ポリスチレン換算の値として測定することができる。
分子量約2,000のポリオキシプロピレンジオールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、数平均分子量約25,500(送液システムとして東ソー製HLC−8120GPCを用い、カラムは東ソー製TSK−GEL Hタイプを用い、溶媒はTHFを用いて測定したポリスチレン換算分子量)のポリプロピレンオキシドを得た。続いて、この水酸基末端ポリプロピレンオキシドの水酸基に対して1.2倍当量のNaOMeのメタノール溶液を添加してメタノールを留去し、更に塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のアリル基末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、n−ヘキサン300重量部と、水300重量部を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液に更に水300重量部を混合攪拌し、再度遠心分離により水を除去した後、ヘキサンを減圧脱揮により除去した。以上により、末端がアリル基である数平均分子量約25,500の2官能ポリプロピレンオキシドを得た(これを重合体Pとする)。
重合体P100重量部に対し、白金ビニルシロキサン錯体の白金含量3wt%のイソプロパノール溶液150ppmを触媒として、トリメトキシシラン1.1重量部と90℃で5時間反応させ、末端にトリメトキシシリル基を有するポリオキシプロピレン系重合体(A−2)を得た。合成例1と同様の方法で、1H−NMR(日本電子製JNM−LA400を用いて、CDCl3溶媒中で測定)を測定し、シリル基導入率((S’/S)×2(官能))を調べると、末端のトリメトキシシリル基は1分子あたり平均して1.3個であった。
分子量約3,000のポリオキシプロピレントリオールを開始剤とし亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、数平均分子量約26,000(送液システムとして東ソー製HLC−8120GPCを用い、カラムは東ソー製TSK−GEL Hタイプを用い、溶媒はTHFを用いて測定したポリスチレン換算分子量)のポリプロピレンオキシドを得た。続いて、このヒドロキシ基末端ポリプロピレンオキシドのヒドロキシ基に対して1.2倍当量のNaOMeのメタノール溶液を添加してメタノールを留去し、更に塩化アリルを添加して末端のヒドロキシ基をアリル基に変換した。未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のアリル末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、n−ヘキサン300重量部と、水300重量部を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液に更に水300重量部を混合攪拌し、再度遠心分離により水を除去した後、ヘキサンを減圧脱揮により除去した。以上により、末端がアリル基である数平均分子量約26,000の3官能ポリプロピレンオキシドを得た。得られた3官能のアリル基末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、白金ビニルシロキサン錯体の白金含量3wt%のイソプロパノール溶液150ppmを触媒として、メチルジメトキシシラン1.4重量部と90℃で5時間反応させ、末端にメチルジメトキシシリル基を有するポリオキシプロピレン系重合体(A−3)を得た。合成例1と同様の方法で、1H−NMR(日本電子製JNM−LA400を用いて、CDCl3溶媒中で測定)を測定し、シリル基導入率((S’/S)×3(官能))を調べると、末端のメチルジメトキシシリル基は1分子あたり平均して2.4個であった。
合成例1で得られたメチルジメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体(A−1)100重量部に対して、表面処理膠質炭酸カルシウム(白石工業(株)製、白艶華CCR)50重量部、および重質炭酸カルシウム(白石カルシウム(株)製、ホワイトンSB)50重量部を3本ペイントロールを用いてよく混錬した後、120℃で2時間減圧脱水を行い主剤とした。23℃50%の恒温恒湿条件下で、主剤に対し、接着性付与剤として、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製、A−1110)3重量部、およびシラノール縮合触媒として表1に示した割合(重量部)でアミン化合物をそれぞれ添加し、スパチュラを用いて2分間混練した。配合物中の気泡をよく脱泡し、硬化性組成物を得た。
得られた硬化性組成物をポリエチレンシート上に厚みが3mmになるように伸ばして表面を平滑に整え、サンプルを作製した。サンプルが作製できた時間を硬化開始時間とし、表面をスパチュラで触り、スパチュラに硬化性組成物が付着しなくなった時間を皮張り時間として測定を行った。
上記皮張り時間測定後のサンプルを23℃50%の恒温恒湿条件下で24時間放置した後、サンプル表面を指で触ったときに、サンプル表面に液状化合物がブリードアウトせずに手につかなかった場合をブリードアウト「なし」と、サンプル表面に液状化合物がブリードアウトして手についた場合をブリードアウト「あり」とした。
合成例2で得られたトリメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体(A−2)100重量部に対して、表面処理膠質炭酸カルシウム(白石工業(株)製、白艶華CCR)120重量部、酸化チタン(石原産業(株)製、タイペークR−820)20重量部、可塑剤(協和発酵(株)製、DIDP)55重量部、チキソ性付与剤(楠本化成(株)製、ディスパロン#6500)2重量部、紫外線吸収剤(住友化学(株)製、スミソーブ400)1重量部、光安定剤(三共ライフテック(株)製、サノールLS770)1重量部、酸化防止剤(ワイ・エス・ケー(株)製、ユノックスKC)1重量部を3本ペイントロールを用いてよく混錬した後、120℃で2時間減圧脱水を行い主剤とした。23℃50%の恒温恒湿条件下で、主剤に対し、接着性付与剤としてγ−アミノプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名:A−1110)5重量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名:A−187)3重量部、およびシラノール縮合触媒として表2に示した割合(重量部)でアミン化合物をそれぞれ添加し、実施例1と同様の方法で皮張り時間、およびブリードアウトを測定した。また、23℃でのアミン化合物の状態を目視して「固体」または「液体」で示した。結果を表2に示す。
合成例2で得られたトリメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体(A−2)100重量部に対して、表面処理膠質炭酸カルシウム(白石工業(株)製、白艶華CCR)50重量部、および重質炭酸カルシウム(白石カルシウム(株)製、ホワイトンSB)50重量部を添加して、上記と同様の方法で主剤を作製した。主剤に対し、接着性付与剤として、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製、A−1110)3重量部、およびシラノール縮合触媒として表3に示した割合(重量部)でアミン化合物をそれぞれ添加し、実施例1と同様の方法で皮張り時間、およびブリードアウトを測定した。
合成例3で得られたメチルジメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体(A−3)100重量部に対して、重質炭酸カルシウム(白石カルシウム(株)製、ホワイトンSB)75重量部および重質炭酸カルシウム(備北粉化工業(株)製、PO320B10)75重量部、タルク(富士タルク工業(株)製、PKP−80)25重量部、バルーン(太平洋セメント(株)製、SL−150)25重量部、可塑剤(三井武田ケミカル(株)製、アクトコール21−56K)5重量部を計量、混合して充分混練りした後、3本ペイントロールに通して分散させた。この後、120℃で2時間減圧脱水を行い、50℃以下に冷却後、脱水剤としてビニルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製、A−171)2重量部、接着性付与剤としてN−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名:A−1120)1.5重量部、有機溶剤としてメタノール25重量部、およびシラノール縮合触媒として表4に示した割合(重量部)でアミン化合物をそれぞれ加えて、実質的に水分の存在しない状態で混練した後、防湿性の容器に密閉し、一液型硬化性組成物を得た。
・1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン溶液:1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(SIGMA−ALDRICH Corp.製)の67%メタノール溶液を調製し使用した。
・1−n−ブチルグアニジン溶液:2−メチルイソ尿素塩酸塩(Lancaster製)と等モル量のブチルアミン(和光純薬工業(株)製)をメタノール溶媒で2時間還流後、ナトリウムメトキシドのメタノール溶液で中和し1−n−ブチルグアニジンを得た。この1−n−ブチルグアニジンの50%メタノール溶液を調製し使用した。
・DBU:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]デカ−5−エン(サンアプロ(株)製)
・1−ブチルビグアニド溶液:1−n−ブチルビグアニド塩酸塩(和光純薬工業(株)製)を水酸化ナトリウム水溶液で中和し1−n−ブチルビグアニドを得た。この1−n−ブチルビグアニドの50%メタノール溶液を調製し使用した。
・1−(o−トリル)ビグアニド:東京化成工業(株)製
・DBN:1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(サンアプロ(株)製)
・ジエチレントリアミン:東京化成工業(株)製
・トリエチルアミン:東京化成工業(株)製
Claims (14)
- (A)シロキサン結合を形成することにより架橋し得るケイ素含有基を有する有機重合体、
(B)一般式(1):
R1N=CR2−NR3 2 (1)
(R1は、水素原子、または、窒素原子のα位が単結合のみを有する炭素原子である置換若しくは無置換の1価の炭化水素基であり、R2は、水素原子、または、置換若しくは無置換の1価の炭化水素基であり、2つのR3は、それぞれ独立に水素原子または1価の有機基である。R1、R2、および2つのR3のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)で表される、融点が23℃以上のアミジン化合物、および/または、一般式(2):
R4N=C(NR5 2)−NR6 2 (2)
(R4、2つのR5、および2つのR6は、それぞれ独立に水素原子またはアリール基以外の1価の有機基である。R4、2つのR5、および2つのR6のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)で表される、融点が23℃以上のグアニジン化合物であって、分子量が60以上であるシラノール縮合触媒(ただし、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エンを除く)、
を含有し、有機錫化合物の添加量が、シラノール縮合触媒として作用する化合物全成分中の1重量%以下である、非有機錫系硬化性組成物。 - (A)シロキサン結合を形成することにより架橋し得るケイ素含有基を有する有機重合体、
(B)一般式(1):
R 1 N=CR 2 −NR 3 2 (1)
(R 1 は、水素原子、または、窒素原子のα位が単結合のみを有する炭素原子である置換若しくは無置換の1価の炭化水素基であり、R 2 は、水素原子、または、置換若しくは無置換の1価の炭化水素基であり、2つのR 3 は、それぞれ独立に水素原子または1価の有機基である。R 1 、R 2 、および2つのR 3 のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)で表される、融点が23℃以上のアミジン化合物、および/または、一般式(2):
R 4 N=C(NR 5 2 )−NR 6 2 (2)
(R 4 、2つのR 5 、および2つのR 6 は、それぞれ独立に水素原子またはアリール基以外の1価の有機基である。R 4 、2つのR 5 、および2つのR 6 のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)で表される、融点が23℃以上のグアニジン化合物であって、分子量が60以上であるシラノール縮合触媒、
を含有し、有機錫化合物の添加量が、シラノール縮合触媒として作用する化合物全成分中の1重量%以下である、非有機錫系硬化性組成物
(ただし、ハロゲン化金属及びハロゲン化ホウ素からなる群より選択されるルイス酸又は該錯体を含有するものを除く)。 - 前記アミジン化合物が、前記一般式(1)において、R1、R2、および2つのR3のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成したアミジン化合物である、請求項1または2に記載の非有機錫系硬化性組成物。
- 前記一般式(2)で表されるグアニジン化合物が、一般式(4):
R10N=C(NR11 2)−NR12−C(=NR13)−NR14 2 (4)
(R10、2つのR11、R12、R13、および2つのR14は、それぞれ独立に水素原子またはアリール基以外の1価の有機基である。R10、2つのR11、R12、R13、および2つのR14のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)、および/または、一般式(5):
R15N=C(NR16 2)−N=C(NR17 2)−NR18 2 (5)
(R15、2つのR16、2つのR17、および2つのR18は、それぞれ独立に水素原子またはアリール基以外の1価の有機基である。R15、2つのR16、2つのR17、および2つのR18のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)で表されるビグアニド化合物である、請求項1〜4のいずれかに記載の非有機錫系硬化性組成物。 - 前記グアニジン化合物が、前記一般式(2)において、R4、2つのR5、および2つのR6のうち任意の2つ以上が結合して環状構造を形成したグアニジン化合物である、請求項1〜4のいずれかに記載の非有機錫系硬化性組成物。
- (A)成分の有機重合体が、ポリオキシアルキレン系重合体、飽和炭化水素系重合体、および、(メタ)アクリル酸エステル系重合体からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項1〜7のいずれかに記載の非有機錫系硬化性組成物。
- 前記ポリオキシアルキレン系重合体がポリオキシプロピレン系重合体である、請求項8に記載の非有機錫系硬化性組成物。
- 前記ポリオキシアルキレン系重合体の主鎖骨格が、水素原子、炭素原子、および、酸素原子のみからなる、請求項8または9に記載の非有機錫系硬化性組成物。
- (A)成分100重量部に対して、(B)成分を0.001〜20重量部含有する、請求項1〜10のいずれかに記載の非有機錫系硬化性組成物。
- さらに、(C)接着性付与剤を(A)成分100重量部に対して0.01〜20重量部含有する、請求項1〜11のいずれかに記載の非有機錫系硬化性組成物。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の非有機錫系硬化性組成物を用いてなるシーリング材。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の非有機錫系硬化性組成物を用いてなる接着剤。
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