JP7637070B2 - 樹脂組成物、その製造方法、及び、多液型硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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好ましくは、前記トリアリールアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン、それらの加水分解物、及び、それらの部分加水分解・縮合物からなる群より選択される少なくとも一種(B)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)を含むエポキシ基含有成分の合計100重量部に対して、2重量部以上20重量部以下である。
好ましくは、前記トリアリールアルコキシシランがトリフェニルアルコキシシランであり、前記ジアリールジアルコキシシランがジフェニルジアルコキシシランである。
好ましくは、前記トリアリールアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン、それらの加水分解物、及び、それらの部分加水分解・縮合物からなる群より選択される少なくとも一種(B)が、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルシラノール、ジフェニルジメトキシシラン、及び、ジフェニルジシラノールからなる群より選択される少なくとも一種である。
好ましくは、前記樹脂組成物が、(C)β-ジカルボニル化合物をさらに含み、前記β-ジカルボニル化合物(C)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して、0.5重量部以上50重量部以下である。
好ましくは、前記樹脂組成物が、(D)エポキシ基、オキセタニル基、及びビニルエーテル基のいずれか1つ以上を有する有機化合物をさらに含み、前記有機化合物(D)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して1重量部以上200重量部以下である。
好ましくは、前記有機化合物(D)は分子量が200以上2,000以下である。
好ましくは、前記オルガノポリシロキサン(A)が、さらにエポキシシクロヘキシル基を有する。
好ましくは、前記オルガノポリシロキサン(A)が、[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100が75%以上100%以下であることを満たす(但し、前記オルガノポリシロキサン(A)を構成する構成単位であって、テトラアルコキシシランに由来し、シロキサン結合を1個、2個、3個、又は4個形成している構成単位をそれぞれ、Q1、Q2、Q3、又はQ4とし、モノオルガノトリアルコキシシランに由来し、シロキサン結合を1個、2個、又は3個形成している構成単位をそれぞれ、T1、T2、又はT3とし、ジオルガノジアルコキシシランに由来し、シロキサン結合を1個、又は2個形成している構成単位をそれぞれ、D1、又はD2とし、トリオルガノモノアルコキシシランに由来し、シロキサン結合を1個形成している構成単位をM1とする。)。
好ましくは、前記樹脂組成物が、中性塩をさらに含み、前記中性塩の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して0.001重量部以上1重量部以下である。
また本発明は、グリシジルオキシ基含有有機基を有するアルコキシシラン化合物を含有するアルコキシシラン成分を、中性塩及び水の存在下で、加水分解・脱水縮合反応をさせて、グリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン(A)を得る工程、及び、該オルガノポリシロキサン(A)を、トリアリールアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン、それらの加水分解物、及び、それらの部分加水分解・縮合物からなる群より選択される少なくとも一種(B)と混合する工程、を含む、樹脂組成物の製造方法であって、前記トリアリールアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン、それらの加水分解物、及び、それらの部分加水分解・縮合物からなる群より選択される少なくとも一種(B)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)を含むエポキシ基含有成分の合計100重量部に対して、2重量部以上20重量部以下であり、前記中性塩の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して0.001重量部以上1重量部以下である、樹脂組成物の製造方法にも関する。
好ましくは、前記製造方法が、前記オルガノポリシロキサン(A)を、β-ジカルボニル化合物(C)と混合する工程、をさらに含み、前記β-ジカルボニル化合物(C)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して、0.5重量部以上50重量部以下である。
好ましくは、前記製造方法が、前記オルガノポリシロキサン(A)を、エポキシ基、オキセタニル基、及びビニルエーテル基のいずれか1つ以上を有し、かつ分子量が200以上2,000以下である有機化合物(D)と混合する工程、をさらに含み、前記有機化合物(D)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して1重量部以上200重量部以下である。
さらに本発明は、第一液と第二液を有する多液型硬化性樹脂組成物であって、前記第一液が、前記樹脂組成物であり、前記第二液が、(E)有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物を含み、前記有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物(E)の量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して0.5重量部以上10重量部以下である、多液型硬化性樹脂組成物にも関する。
さらにまた、本発明は、前記樹脂組成物を、(E)有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物と混合して硬化させてなる硬化物であって、前記有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物(E)の量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して0.5重量部以上10重量部以下である、硬化物にも関する。
さらにまた、本発明は、前記樹脂組成物を、(E)有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物と混合して混合物を得る工程、該混合物を基材に塗布し、加熱して硬化させることにより硬化塗膜を形成する工程を含む、基材と硬化塗膜を含む積層体の製造方法であって、前記有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物(E)の量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して0.5重量部以上10重量部以下である、積層体の製造方法にも関する。
グリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン(A)とは、グリシジルオキシ基含有有機基を有するアルコキシシラン化合物を含有するアルコキシシラン成分を、水の存在下で、加水分解・脱水縮合反応をさせて形成したオルガノポリシロキサンである。本実施形態におけるオルガノポリシロキサン(A)は、例えば国際公開第2017/169459号に開示されているようなオルガノポリシロキサンとアクリルシリコンを複合化した複合樹脂を指すものではなく、有機樹脂と結合していないオルガノポリシロキサンを指すものである。
モノオルガノトリアルコキシシランに由来する構成単位であって、シロキサン結合を1個形成している構成単位をT1、シロキサン結合を2個形成している構成単位をT2、シロキサン結合を3個形成している構成単位をT3と定義し、
ジオルガノジアルコキシシランに由来する構成単位であって、シロキサン結合を1個形成している構成単位をD1、シロキサン結合を2個形成している構成単位をD2と定義し、
トリオルガノモノアルコキシシランに由来し、シロキサン結合を1個形成している構成単位を、M1と定義する。
次に、グリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン(A)の製造方法について説明する。該オルガノポリシロキサン(A)は、グリシジルオキシ基含有有機基を有するアルコキシシラン化合物を含有するアルコキシシラン成分を、水の存在下で、加水分解・脱水縮合反応をさせて得ることができる。前記加水分解・脱水縮合反応では、アルコキシシラン成分に含まれていた一部のアルコキシ基が未反応で残留するか、または、該アルコキシ基が加水分解反応を受けた後、脱水縮合反応は進行せずにシラノール基として残留し得る。この場合、製造されたオルガノポリシロキサンは、グリシジルオキシ基に加えて、アルコキシシリル基及び/又はシラノール基を有することになる。
臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化ルビジウム、臭化セシウム、臭化フランシウム、臭化ベリリウム、臭化マグネシウム、臭化カルシウム、臭化ストロンチウム、臭化バリウム、臭化ラジウム、臭化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラプロピルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラペンチルアンモニウム、臭化テトラヘキシルアンモニウム、臭化グアニジウム;
ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化ルビジウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化フランシウム、ヨウ化ベリリウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化ストロンチウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化ラジウム、ヨウ化テトラメチルアンモニウム、ヨウ化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テトラプロピルアンモニウム、ヨウ化テトラブチルアンモニウム、ヨウ化テトラペンチルアンモニウム、ヨウ化テトラヘキシルアンモニウム、ヨウ化グアニジウム;
硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ルビジウム、硫酸セシウム、硫酸フランシウム、硫酸ベリリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウム、硫酸ラジウム、硫酸テトラメチルアンモニウム、硫酸テトラエチルアンモニウム、硫酸テトラプロピルアンモニウム、硫酸テトラブチルアンモニウム、硫酸テトラペンチルアンモニウム、硫酸テトラヘキシルアンモニウム、硫酸グアニジウム;
硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ルビジウム、硝酸セシウム、硝酸フランシウム、硝酸ベリリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウム、硝酸ラジウム、硝酸テトラメチルアンモニウム、硝酸テトラエチルアンモニウム、硝酸テトラプロピルアンモニウム、硝酸テトラブチルアンモニウム、硝酸テトラペンチルアンモニウム、硝酸テトラヘキシルアンモニウム、硝酸グアニジウム;
過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ルビジウム、過塩素酸セシウム、過塩素酸フランシウム、過塩素酸ベリリウム、過塩素酸マグネシウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸ストロンチウム、過塩素酸バリウム、過塩素酸ラジウム、過塩素酸テトラメチルアンモニウム、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラプロピルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸テトラペンチルアンモニウム、過塩素酸テトラヘキシルアンモニウム、過塩素酸グアニジウム。中性塩としては、単独の化合物を使用してもよいし、2種以上の化合物を組み合わせて使用してもよい。
(B)成分は、トリアリールアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン、それらの加水分解物、及び、それらの部分加水分解・縮合物からなる群より選択される少なくとも一種である。ここで、部分加水分解・縮合物とは、トリアリールアルコキシシラン又はジアリールジアルコキシシランが有する全てのアルコキシ基が加水分解・縮合してシロキサン結合を形成している完全加水分解・縮合物を除き、一部のアルコキシ基がそのまま又は水酸基として残留していることを意味する。
本実施形態の樹脂組成物には、β-ジカルボニル化合物(C)をさらに配合してもよい。β-ジカルボニル化合物(C)を配合することで、グリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン(A)を安定化させて、前記樹脂組成物のポットライフを延長することができる。特に、グリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン(A)がさらにエポキシシクロヘキシル基を有する一実施形態では、β-ジカルボニル化合物(C)の配合によるポットライフの延長効果が顕著である。
本実施形態の樹脂組成物には、エポキシ基、オキセタニル基、及びビニルエーテル基のいずれか1つ以上を有する有機化合物(D)をさらに配合してもよい。このような有機化合物(D)を配合することにより、得られる硬化物の耐薬品性及び/又は耐クラック性を改善することができる。該有機化合物は、前記オルガノポリシロキサン(A)とは異なっており、ポリシロキサン構造を含まず、炭素原子、酸素原子、及び水素原子から構成される化合物であって、さらに窒素原子を有し得る化合物である。ケイ素原子は含有しないことが好ましい。有機化合物(D)としては、グリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン(A)との相溶性を示し、かつエポキシ基間の架橋反応を阻害しない化合物が好ましい。
本実施形態の樹脂組成物を製造するにあたっては、上述した成分に加えて、他の添加剤を適宜配合してもよい。そのような添加剤としては、例えば、無機フィラー、無機顔料、有機顔料、可塑剤、分散剤、湿潤剤、増粘剤、消泡剤等が挙げられる。また、本実施形態の樹脂組成物は、加水分解性シリル基を有するアクリル樹脂又はビニル樹脂等の反応性樹脂を含有するものであってもよいが、含有しなくともよい。
本実施形態の多液型硬化性樹脂組成物は、少なくとも第一液と第二液から構成される二液型の形態を有することが好ましい。主剤と硬化剤から構成される二液型の形態においては、主剤が上記樹脂組成物であり、即ち、グリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン(A)、トリアリールアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン、それらの加水分解物、及び、それらの部分加水分解・縮合物からなる群より選択される少なくとも一種(B)、場合によりβ-ジカルボニル化合物(C)、並びに、場合により有機化合物(D)を含む樹脂組成物であり、一方、硬化剤は、有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物(E)を含むことが好ましい。しかし、β-ジカルボニル化合物(C)及び/又は有機化合物(D)は、硬化剤に含まれてもよい。
有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物(E)は、エポキシ基間の架橋反応を促進することでグリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン(A)の硬化反応を促進する成分である。また、硬化物の耐傷性を向上させることもできる。有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物としては、1種類のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の硬化物は、前記樹脂組成物を、(E)有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物と混合して硬化させて形成されたものである。好適には、前記硬化物は、前記多液型硬化性樹脂組成物を構成する第一液(主剤)と第二液(硬化剤)を混合し、得た混合物を加熱して硬化させることによって形成されたものである。
該混合物を硬化させる時の加熱温度は特に限定されないが、通常、50℃以上200℃以下であるが、60℃以上120℃以下が好ましく、70℃以上110℃以下がより好ましく、80℃以上100℃以下が更に好ましい。本実施形態に係る多液型硬化性樹脂組成物は、60℃以上120℃以下といった比較的低温で硬化させても、優れた耐傷性や耐薬品性を有する硬化物を形成することができる。
前記混合物を硬化させる時の加熱時間は特に限定されないが、コスト及び硬化反応の進行度を両立する観点から、10~120分が好ましく、15~100分がより好ましく、30~60分がさらに好ましい。
本実施形態の多液型硬化性樹脂組成物又は硬化物は、種々の用途に用いることができる。例えば、透明材料、光学材料、光学レンズ、光学フィルム、光学シート、光学部品用接着剤、光導波路結合用光学接着剤、光導波路周辺部材固定用接着剤、DVD貼り合せ用接着剤、粘着剤、ダイシングテープ、電子材料、絶縁材料(プリント基板、電線被覆等を含む)、高電圧絶縁材料、層間絶縁膜、絶縁用パッキング、絶縁被覆材、接着剤、高耐熱性接着剤、高放熱性接着剤、光学接着剤、LED素子の接着剤、各種基板の接着剤、ヒートシンクの接着剤、塗料、インク、着色インク、コーティング材料(ハードコート、シート、フィルム、光ディスク用コート、光ファイバ用コート等を含む)、成形材料(シート、フィルム、FRP等を含む)、シーリング材料、ポッティング材料、封止材料、発光ダイオード用封止材料、発光ダイオード用のリフレクター・反射板、光半導体封止材料、液晶シール剤、表示デバイス用シール剤、電気材料用封止材料、太陽電池の封止材料、高耐熱シール材、レジスト材料、液状レジスト材料、着色レジスト、ドライフィルムレジスト材料、ソルダーレジスト材料、カラーフィルター用材料、光造形、電子ペーパー用材料、ホログラム用材料、太陽電池用材料、燃料電池用材料、表示材料、記録材料、防振材料、防水材料、防湿材料、熱収縮ゴムチューブ、オーリング、複写機用感光ドラム、電池用固体電解質、ガス分離膜に応用できる。また、コンクリート保護材、ライニング、土壌注入剤、蓄冷熱材、滅菌処理装置用シール材、コンタクトレンズ、酸素富化膜の他、他樹脂等への添加剤等が挙げられる。
実施例および比較例で用いた物質は、以下のとおりである。
Me(OFS-6070:ダウ・東レ株式会社製、メチルトリメトキシシラン、分子量136.2)
Ge(OFS-6040:ダウ・東レ株式会社製、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、分子量236.3)
EC(KBM-303:信越化学株式会社製、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、分子量246.3)
LiCl(東京化成株式会社製、塩化リチウム、分子量42.4)
セロキサイド2021P(ダイセル株式会社製、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、分子量252.3)
エポライト4000(共栄社化学株式会社製、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、分子量353)
EAA(東京化成株式会社製、アセト酢酸エチル、分子量130.1)
AcAc(東京化成株式会社製、アセチルアセトン、分子量100.1)
DPDM(東京化成株式会社製、ジフェニルジメトキシシラン、分子量244.4)
DPS(東京化成株式会社製、ジフェニルシランジオール、分子量216.3)
TPS(東京化成株式会社製、トリフェニルシラノール、分子量276.4)
ALCH(川研ファインケミカル株式会社製、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、分子量414.4)
レベリング剤
BYK300(ビックケミージャパン株式会社製、シリコーン系レベリング剤)
溶剤
PMA(東京化成株式会社製、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、分子量132.2)
室温下においてアルコキシシラン化合物、縮合触媒、及び、水を混合した後、該混合物を、90℃に昇温したオイルバスで加熱し、内温が70℃に達した時を開始点とし、その後90℃オイルバスにて加熱した時間を反応時間とし、6時間反応させた。
上記の通り6時間反応させて得られた樹脂溶液は、オルガノポリシロキサン、反応の過程で発生したアルコール、及び、僅かに残った水から構成されている。オルガノポリシロキサン以外の揮発成分をエバポレーターとアスピレーターを用いた減圧脱揮により除去するため、加熱したオイルバスで前記樹脂溶液を加熱しながら、脱揮を行って、表1に記載の量のメタノール及び水を除去して、オルガノポリシロキサンを得た。
添加した水の量×32/18×2×100%
300ml4口フラスコにMe2.6g、Ge178.4g、LiCl 0.018g、純水25.1g(アルコキシシリル基に対して60モル%)を入れ、90℃に設定したオイルバスで加熱し、6時間反応させた。PMAを43.8g加えた後に、エバポレーター、及びオイルバスを用いて加熱・減圧脱揮を行い、発生したメタノール、及び残存水を合計で78.5g除去し、更に不揮発分(NV)が60%となるようにPMA28.6gを加えて調整し、約200gのオルガノポリシロキサン溶液を得た。重量平均分子量は23000、29Si-NMRの測定結果よりT1/T2/T3は0/7/93の比率で、[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=93%であり、縮合率は98%だった。
300ml4口フラスコにMe2.6g、Ge176.6g、EC1.8g、LiCl 0.018g、純水25.1g(アルコキシシリル基に対して60モル%)を入れ、90℃に設定したオイルバスで加熱し、6時間反応させた。PMAを43.8g加えた後に、エバポレーター、及びオイルバスを用いて加熱・減圧脱揮を行い、発生したメタノール、及び残存水を合計で78.4g除去し、更にNVが60%となるようにPMA28.6gを加えて調整し、約200gのオルガノポリシロキサン溶液を得た。重量平均分子量は29000、29Si-NMRの測定結果よりT1/T2/T3は0/8/92の比率で、[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=92%であり、縮合率は97%だった。
300ml4口フラスコにMe2.6g、Ge169.4g、EC8.9g、LiCl 0.018g、純水25.0g(アルコキシシリル基に対して60モル%)を入れ、90℃に設定したオイルバスで加熱し、6時間反応させた。PMAを43.8g加えた後に、エバポレーター、及びオイルバスを用いて加熱・減圧脱揮を行い、発生したメタノール、及び残存水を合計で78.3g除去し、更にNVが60%となるようにPMA28.6gを加えて調整し、約200gのオルガノポリシロキサン溶液を得た。重量平均分子量は21000、29Si-NMRの測定結果よりT1/T2/T3は0/3/97の比率で、[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=97%であり、縮合率は98%だった。
300ml4口フラスコにMe2.6g、Ge160.4g、EC17.7g、LiCl 0.018g、純水24.9g(アルコキシシリル基に対して60モル%)を入れ、90℃に設定したオイルバスで加熱し、6時間反応させた。PMAを43.8g加えた後に、エバポレーター、及びオイルバスを用いて加熱・減圧脱揮を行い、発生したメタノール、及び残存水を合計で78.0g除去し、更にNVが60%となるようにPMA28.6gを加えて調整し、約200gのオルガノポリシロキサン溶液を得た。重量平均分子量は24000、29Si-NMRの測定結果よりT1/T2/T3は0/9/91の比率で、[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=91%であり、縮合率は97%だった。
300ml4口フラスコにMe2.6g、Ge142.4g、EC35.5g、LiCl 0.018g、純水24.8g(アルコキシシリル基に対して60モル%)を入れ、90℃に設定したオイルバスで加熱し、6時間反応させた。PMAを43.8g加えた後に、エバポレーター、及びオイルバスを用いて加熱・減圧脱揮を行い、発生したメタノール、及び残存水を合計で77.6g除去し、更にNVが60%となるようにPMA28.6gを加えて調整し、約200gのオルガノポリシロキサン溶液を得た。重量平均分子量は19000、29Si-NMRの測定結果よりT1/T2/T3は0/10/90の比率で、[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=90%であり、縮合率は97%だった。
300ml4口フラスコにMe2.6g、EC175.5g、LiCl 0.018g、純水23.7g(アルコキシシリル基に対して60モル%)を入れ、90℃に設定したオイルバスで加熱し、6時間反応させた。PMAを43.8g加えた後に、エバポレーター、及びオイルバスを用いて加熱・減圧脱揮を行い、発生したメタノール、及び残存水を合計で74.2g除去し、更にNVが60%となるようにPMA28.6gを加えて調整し、約200gのオルガノポリシロキサン溶液を得た。重量平均分子量は18000、29Si-NMRの測定結果よりT1/T2/T3は0/14/86の比率で、[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=86%であり、縮合率は95%だった。
試料100mgを105℃に設定した熱風乾燥機内に30分静置し、揮発せずに残存した量を百分率で表す略記であって、下記式により算出する。
NV=(105℃30分後に残存した試料重量)/100mg×100
尚、1-NVが揮発成分の含有量を意味する。
オルガノポリシロキサンの重量平均分子量をGPCで測定した。GPCは、送液システムとして東ソー(株)製HLC-8320GPCを用い、カラムとして東ソー(株)製TSK-GEL Hタイプを用い、溶媒としてTHFを用いて行い、重量平均分子量は、ポリスチレン換算で算出した。
モノオルガノトリアルコキシシランに由来する構成単位は、シロキサン結合を形成していない構成単位T0、シロキサン結合を1個形成している構成単位T1、シロキサン結合を2個形成している構成単位T2、及び、シロキサン結合を3個形成している構成単位T3に分類される。BRUKER社製AVANCEIIIHD500を用い、重水素化クロロホルムを溶媒として、オルガノポリシロキサンの29Si-NMRを測定し、T1、T2、及びT3構造に由来するピーク面積の合計に対する各ピーク面積の割合を、オルガノポリシロキサンに含まれるT1、T2、及びT3構造の割合とした。なお、各合成例では、Q1~4、D1~D2、M1構造は含まれておらず、それらの割合は0である。
T1、T2、及びT3構造の割合(%)をX、Y、Zとした時、
式:(1×X+2×Y+3×Z)/3
によって算出された値を、縮合率(シロキサン結合形成率)とした。
合成例1で得たオルガノポリシロキサン溶液を10.0g、DPDMを0.70g、BYK300を0.039g、ALCH 0.39g、PMA 9.1gを混合してクリア塗液を得た。得られたクリア塗液を40~60番バーコーターで、50×150×2mmの黒色ABS板上に塗装し、80℃に設定した熱風乾燥機内に30分間入れることで溶剤の除去、及び塗膜の硬化を実施して硬化塗膜積層体を得た。
表2及び3に記載の配合に変更した以外は、実施例1と同様にしてクリア塗液を得、さらに硬化塗膜積層体を得た。
クリア塗液を構成する各成分を混合してから室温で静置し、混合物がゲル化するまでの時間を目視で確認した。結果を表2及び3に示した。
D:3時間未満でゲル化する
C:3時間以上ゲル化しないが、6時間未満でゲル化する
B:6時間以上ゲル化しないが、12時間未満でゲル化する
A:12時間以上ゲル化しない
消しゴム磨耗試験機[(株)光本製作所製]を用い、スチールウール#0000に500g/cm2の荷重をかけて、60番バーコーターで作製した硬化塗膜の表面をストローク長3cmで10往復させ、試験部及び非試験部の60°光沢値を光沢計にて測定し、下記式により光沢保持率を算出した。得られた算出値に基づき耐傷性を評価した。結果を表2及び3に示した。
光沢保持率(%)=(試験部の60°光沢値/非試験部の60°光沢値)×100
D:光沢保持率80%以下
C:光沢保持率80%超~90%以下
B:光沢保持率90%超~95%以下
A:光沢保持率95%超
60番バーコーターで作製した硬化塗膜積層体を60℃温水に24時間浸漬し、取り出した後、積層体表面の水滴を拭き取り、室温にて2時間乾燥させた後に、目視にて硬化塗膜の外観変化を確認した。結果を表2及び3に示した。
C:剥離、シワなどの平滑性変化あり
B:平滑性には変化なし、白化などの色調変化あり
A:外観変化なし
40番~60番バーコーターで作製した硬化塗膜上に10%乳酸水溶液を約0.5mlスポットし、80℃に調整した熱風乾燥機内で24時間静置した。24時間後に試験片を取り出した後、塗膜表面の残存乳酸滴を拭き取り、目視にて硬化塗膜の外観変化を確認した。結果を表2及び3に示した。
D:60番バーコーターで作製した塗膜において剥離やシワを生じる
C:60番バーコーターで作製した塗膜において外観変化なし。50番バーコーターで作製した塗膜では僅かにシワを生じる
B:50番バーコーターで作製した塗膜において外観変化なし。40番バーコーターで作製した塗膜では僅かにシワを生じる
A:40番バーコーターで作製した塗膜において外観変化なし
60番バーコーターで作製した硬化塗膜上に1mm間隔のクロスカット10×10の100マスとなるようにカッターで切り込みを入れ、切り込み上にニチバン製セロハンテープ(登録商標)を貼り付け、90゜上方に勢い良く剥離させ、基材から硬化塗膜が剥がれないかを目視にて観察した。完全に密着している場合を100点、完全に剥離した場合を0点とし、1マス当り1点で点数評価した。結果を表2及び3に示した。
C:硬化直後の硬化塗膜積層体について行った密着性試験で100点未満
B:硬化直後の硬化塗膜積層体について行った密着性試験で100点、しかし、硬化塗膜積層体を60℃温水に24時間浸漬し、取り出してすぐ軽く水分を拭き取って行った密着性試験では100点未満
A:硬化塗膜積層体を60℃温水に24時間浸漬し、取り出してすぐ軽く水分を拭き取って行った密着性試験で100点
60番バーコーターで作製した硬化塗膜積層体を80℃95%に調整した恒温恒湿機の中に入れ、約50時間ごとに目視にてクラックを生じているか確認した。クラックを生じていた場合は、その前に確認したクラックを生じていなかった時間を記載した。尚、最大を500時間とし、500時間後にクラックを生じていなければ500時間超として「>500Hr」と記載した。
一方、比較例1及び2は、グリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン(A)の代わりに、エポキシ基を有する有機化合物を用いたものであり、形成された硬化塗膜が示す耐傷性、耐温水性、及び耐薬品性が不十分であった。
比較例3は、(B)成分を配合しなかったものであり、形成された硬化塗膜が示す耐傷性、耐温水性、耐薬品性、及び基材に対する密着性が不十分であった。
比較例4及び5は、グリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン(A)の代わりに、グリシジルオキシ基を持たずエポキシシクロヘキシル基を有するオルガノポリシロキサンを配合したものであり、いずれもポットライフが極めて短く、実使用に適しないものであった。
Claims (15)
- (A)グリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン、及び
(B)トリアリールアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン、それらの加水分解物、及び、それらの部分加水分解・縮合物からなる群より選択される少なくとも一種、
を含み、
前記トリアリールアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン、それらの加水分解物、及び、それらの部分加水分解・縮合物からなる群より選択される少なくとも一種(B)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)を含むエポキシ基含有成分の合計100重量部に対して、2重量部以上20重量部以下である、樹脂組成物。 - 前記トリアリールアルコキシシランがトリフェニルアルコキシシランであり、前記ジアリールジアルコキシシランがジフェニルジアルコキシシランである、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記トリアリールアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン、それらの加水分解物、及び、それらの部分加水分解・縮合物からなる群より選択される少なくとも一種(B)が、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルシラノール、ジフェニルジメトキシシラン、及び、ジフェニルジシラノールからなる群より選択される少なくとも一種である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- (C)β-ジカルボニル化合物をさらに含み、前記β-ジカルボニル化合物(C)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して、0.5重量部以上50重量部以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (D)エポキシ基、オキセタニル基、及びビニルエーテル基のいずれか1つ以上を有し、ポリシロキサン構造を含まない有機化合物をさらに含み、前記有機化合物(D)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して1重量部以上200重量部以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記有機化合物(D)は分子量が200以上2,000以下である、請求項5に記載の樹脂組成物。
- 前記オルガノポリシロキサン(A)が、さらにエポキシシクロヘキシル基を有する、請求項1~6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記オルガノポリシロキサン(A)が、[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100が75%以上100%以下であることを満たす(但し、前記オルガノポリシロキサン(A)を構成する構成単位であって、テトラアルコキシシランに由来し、シロキサン結合を1個、2個、3個、又は4個形成している構成単位をそれぞれ、Q1、Q2、Q3、又はQ4とし、モノオルガノトリアルコキシシランに由来し、シロキサン結合を1個、2個、又は3個形成している構成単位をそれぞれ、T1、T2、又はT3とし、ジオルガノジアルコキシシランに由来し、シロキサン結合を1個、又は2個形成している構成単位をそれぞれ、D1、又はD2とし、トリオルガノモノアルコキシシランに由来し、シロキサン結合を1個形成している構成単位をM1とする。)、請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 中性塩をさらに含み、前記中性塩の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して0.001重量部以上1重量部以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- グリシジルオキシ基含有有機基を有するアルコキシシラン化合物を含有するアルコキシシラン成分を、中性塩及び水の存在下で、加水分解・脱水縮合反応をさせて、グリシジルオキシ基を有するオルガノポリシロキサン(A)を得る工程、及び、
該オルガノポリシロキサン(A)を、トリアリールアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン、それらの加水分解物、及び、それらの部分加水分解・縮合物からなる群より選択される少なくとも一種(B)と混合する工程、を含む、樹脂組成物の製造方法であって、
前記トリアリールアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン、それらの加水分解物、及び、それらの部分加水分解・縮合物からなる群より選択される少なくとも一種(B)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)を含むエポキシ基含有成分の合計100重量部に対して、2重量部以上20重量部以下であり、
前記中性塩の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して0.001重量部以上1重量部以下である、樹脂組成物の製造方法。 - 前記オルガノポリシロキサン(A)を、β-ジカルボニル化合物(C)と混合する工程、をさらに含み、前記β-ジカルボニル化合物(C)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して、0.5重量部以上50重量部以下である、請求項10に記載の製造方法。
- 前記オルガノポリシロキサン(A)を、エポキシ基、オキセタニル基、及びビニルエーテル基のいずれか1つ以上を有し、ポリシロキサン構造を含まず、かつ分子量が200以上2,000以下である有機化合物(D)と混合する工程、をさらに含み、前記有機化合物(D)の含有量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して1重量部以上200重量部以下である、請求項10又は11に記載の製造方法。
- 第一液と第二液を有する多液型硬化性樹脂組成物であって、
前記第一液が、請求項1~9のいずれか1項に記載の樹脂組成物であり、
前記第二液が、(E)有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物を含み、前記有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物(E)の量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して0.5重量部以上10重量部以下である、多液型硬化性樹脂組成物。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の樹脂組成物を、(E)有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物と混合して硬化させてなる硬化物であって、前記有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物(E)の量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して0.5重量部以上10重量部以下である、硬化物。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の樹脂組成物を、(E)有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物と混合して混合物を得る工程、
該混合物を基材に塗布し、加熱して硬化させることにより硬化塗膜を形成する工程を含む、基材と硬化塗膜を含む積層体の製造方法であって、
前記有機アルミニウム化合物及び/又は有機チタン化合物(E)の量が、前記オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対して0.5重量部以上10重量部以下である、積層体の製造方法。
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