JPH06279693A - 新規なポリマーおよびその組成物 - Google Patents
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
レンオキシドとトリメチルクロロシランを反応させ、末
端水酸基のうちの28%をトリメチル化した。次に3−
メチルジメトキシシリルプロピルイソシアネートを添加
し、残りの水酸基と反応させ、本発明のポリマーを得
た。 【効果】加水分解性基が結合した珪素原子を含有する珪
素含有基を少なくとも1個有し、かつ、加水分解によっ
てポリマー鎖と分離しモノシラノール含有化合物となり
うる珪素含有基を少なくとも1個有するポリマーが得ら
れる。
Description
化性組成物として、あるいはシーリング材、接着剤、コ
ーティング材等のベースポリマーとして有用なポリマー
およびその組成物に関する。
し、高分子量化あるいは架橋しうる加水分解性シリル基
を有する化合物としては従来いくつかの例が知られてい
る。たとえば、特開平3−47820号公報、特開平3
−72027号公報、特開平3−79627号公報、特
公昭46−30711号公報、特公昭45−36319
号公報、特公昭46−17553号公報等がある。
は、その硬化体あるいはそれを含有する組成物硬化体の
モジュラスを低くすると、硬化が終了した後も表面のべ
とつき、すなわちタックが残り、たとえばシーリング材
等のベースポリマーに用いた場合、ほこりの付着等の目
地汚染をひきおこし建築物の外観を損なう原因となって
いた。このタックを防止する目的で、たとえば特開平1
−146959号公報では、加水分解性珪素含有基を有
するポリマーに空気硬化性化合物を添加する技術が開示
されている。しかし空気硬化性化合物は時間が経たない
とその効果を発揮せず、たとえば、シーラントの施工直
後のタックに関しては改善することができない。
子内にシロキサン結合を形成することにより架橋しうる
反応性シリコーン基を有するゴム状有機重合体と特定の
構造を有し、加水分解によりモノモノシラノールを発生
する化合物からなる組成物が開示されている。この方法
は初期のタックを改善するために有効であるが、表面と
内部の硬化速度が大きく異なるため、硬化不良や表面の
皮張り現象を引き起こし、可使時間が制限されるなど使
用上の大きな制約となっていた。
点を解決すべく鋭意検討を行った結果、ポリマー主鎖の
末端あるいは側鎖中に、水酸基および/または加水分解
性基が結合した珪素原子を含有する珪素含有基(I)を
少なくとも1個有し、かつ同時に、加水分解によってポ
リマー鎖と分離しモノシラノール含有化合物となりうる
珪素含有基(II)を少なくとも1個有する新規なポリ
マーが初期タックの改善ならびに硬化性の改良にきわめ
て有効であることを見いだし、本発明に到達した。
るいは側鎖中に、水酸基および/または加水分解性基が
結合した珪素原子を含有する珪素含有基(I)を少なく
とも1個有し、かつ、加水分解によってポリマー鎖と分
離しモノシラノール含有化合物となりうる珪素含有基
(II)を少なくとも1個有する新規なポリマーおよび
その組成物に関する。
オキシアルキレンよりなることが好ましい。
限がないが好ましくは300〜50000、特に好まし
くは300〜25000である。
(2)で表される、珪素含有基(II)をまず導入し、
しかる後、下記構造式(1)で表される、珪素含有基
(I)を導入する方法で製造することができる。 R1 3-a-SiXa(OSiXbQ1 2-b)p-T-・・(1) (式中、Xは水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基、ア
ルケノキシ基、アシルオキシ基、アミド基、酸アミド
基、アミノオキシ基およびケトキシメート基から選ばれ
る基、R1 ,Q1 は炭素数1〜20の置換もしくは非置
換の1価の炭化水素基、Tは炭素数1〜20の置換もし
くは非置換の2価の炭化水素基、aは2または3、bは
0,1または2、pは0〜18の整数。X,R1 ,Q1
が複数ある場合は互いに異なっていてもよい。) R2 3-Si(O-SiQ2 2)mO-・・(2) (式中、R2 ,Q2 は炭素数1〜20の置換もしくは非
置換の1価の炭化水素基、mは0〜18の整数。R2 ,
Q2 が複数ある場合は互いに異なっていてもよい。)
は下記に例示する公知の方法を用いることができる。
基を有するポリオキシアルキレン(A)に、(A)中の
水酸基の等モル以下の下記一般式(3)で示される有機
珪素化合物を加えて、脱ハロゲン化水素反応、脱水素反
応または配位子交換反応等によって水酸基と反応させ、
ポリマー中に珪素含有基(II)を導入し、しかる後、
たとえば下記一般式(4)で示される有機珪素化合物を
反応させて、珪素含有基をウレタン結合を介して導入す
る方法。 (R2 3-Si(O-SiQ2 2)m)n-Y ・・(3) (式中、R2 ,Q2 は炭素数1〜20の置換もしくは非
置換の1価の炭化水素基、Yは水素原子、ハロゲン原
子、アルコキシ基、アミノ基、アシルオキシ基、アミド
基、酸アミド基、アミノオキシ基、イソシアネート基お
よびケトキシメート基から選ばれる基、nは1または
2、mは0〜18の整数。R2 ,Q2 が複数ある場合は
互いに異なっていてもよい。) R1 3-a-SiXa-T-NCO・・(4) (式中、Xは水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基、ア
ルケノキシ基、アシルオキシ基、アミド基、酸アミド
基、アミノオキシ基およびケトキシメート基から選ばれ
る基、R1 は炭素数1〜20の置換もしくは非置換の1
価の炭化水素基、Tは炭素数1〜20の置換もしくは非
置換の1価の炭化水素基、aは2または3の整数。X,
R1 が複数ある場合は互いに異なっていてもよい。)
−炭素二重結合および水酸基を同時に有するポリオキシ
アルキレン(B)に、上記一般式(3)で示される有機
珪素化合物を加えて、(B)中の水酸基と脱ハロゲン化
水素反応、脱水素反応または配位子交換反応、等によっ
て反応させ、ポリマー中に珪素含有基(II)を導入
し、しかる後、(B)中の炭素−炭素二重結合に下記一
般式(5)で示される有機珪素化合物を触媒の存在下で
付加反応により導入せしめる方法。 R1 3-a-SiXa(OSiXbQ1 2-b)pH・・(5) (式中、Xは水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基、ア
ルケノキシ基、アシルオキシ基、アミド基、酸アミド
基、アミノオキシ基およびケトキシメート基から選ばれ
る基、R,Qは炭素数1〜20の置換もしくは非置換の
1価の炭化水素基、aは2または3、bは0,1または
2、pは0〜18の整数。X,R1 ,Q1 が複数ある場
合は互いに異なっていてもよい。)
−炭素二重結合を末端に有するポリオキシアルキレン
(C)に、(C)中の二重結合の等モル以下の下記一般
式(6)で示される炭素−炭素二重結合を含む有機珪素
化合物を、1分子中に水素−珪素結合を2個以上含む化
合物と触媒の存在下で反応させて、珪素含有基(II)
を導入し、しかる後、残る(C)中の炭素−炭素二重結
合に上記一般式(5)で示される有機珪素化合物を触媒
の存在下で付加反応により導入せしめる方法。 R2 3-Si(O-SiQ2 2)mO-Z ・・(6) (式中、R2 ,Q2 は炭素数1〜20の置換もしくは非
置換の1価の炭化水素基、Zは炭素−炭素二重結合を少
なくとも1個含む炭素数2〜26の置換もしくは非置換
の1価の炭化水素基、mは0〜18の整数。R2 ,Q2
が複数ある場合は互いに異なっていてもよい。)
いわゆるシリル化剤として公知のものを用いることがで
きる。若干の例を示せば、トリメチルクロロシラン、t
−ブチルジメチルクロロシラン、トリエチルクロロシラ
ン、トリイソプロピルクロロシラン、トリフェニルクロ
ロシラン、ClCH2 (CH3)2 SiCl、トリメチル
ヨードシラン等のハロゲノシラン類、トリメチルメトキ
シシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルフェ
ノキシシラン等のアルコキシシラン類、ヘキサメチルジ
シラザン、トリメチルシリルジエチルアミン、トリメチ
ルシリルイミダゾール等のシリルアミン類、ビス(トリ
メチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリ
ル)トリフルオロアセトアミド、ビストリメチルシリル
尿素、N−トリメチルシリルアセトアミド等のシリルア
ミド類、ケテン−O−メチル−O−トリメチルシリルア
セタール、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフ
ォネート等があげられるが、コストの点でトリメチルク
ロロシラン、ヘキサメチルジシラザンが特に好ましい。
してはたとえば3−メチルジメトキシシリルプロピルイ
ソシアネート、3−メチルジエトキシシリルプロピルイ
ソシアネート、3−トリメトキシシリルイソシアネート
のようなイソシアネート基含有のシラン類が使用でき
る。
してはたとえばメチルジメトキシシラン、メチルジエト
キシシランのようなアルキルジアルコキシシラン類、ト
リメトキシシラン、トリエトキシシランのようなトリア
ルコキシシラン類が使用できる。
しては、トリメチルアリロキシシラン等のシリル化アリ
ルエーテル類、2−トリメチルシロキシエチルアクリレ
ート、2−トリメチルシロキシプロピルアクリレート等
のアクリレート類、2−トリメチルシロキシエチルメタ
クリレート、2−トリメチルシロキシプロピルメタクリ
レート等のメタクリレート類、トリメチルビニロキシシ
ラン、4−トリメチルシロキシブチルビニルエーテル等
のシリル化ビニルエーテル類などが使用できる。
り加水分解および高分子化反応を起こし防水剤や接着剤
として有用な硬化体や高分子体を与える。しかし、該ポ
リマーに、公知の加水分解性珪素含有基含有有機化合物
や種々の充填剤、可塑剤、添加剤等を添加した組成物と
しても利用することができる。
としては、たとえば特開平3−47820号公報、特開
平3−72027号公報、特開平3−79627号公
報、特公昭63−25001、特公昭46−30711
号公報、特公昭45−36319号公報、特公昭46−
17553号公報等に提案されている。
シリカ、無水珪酸、含水珪酸およびカーボンブラックの
ような充填剤、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケ
イソウ土、焼成クレー、クレー、タルク、酸化チタン、
ベントナイト、有機ベントナイト、酸化第二鉄、酸化亜
鉛、活性亜鉛華、水添ヒマシ油およびシラスバルーン等
の充填剤、石綿、ガラス繊維およびフィラメントのよう
な繊維状充填剤が使用できる。
(DOP)、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタ
レート等のフタル酸エステル類;アジピン酸ジオクチ
ル、コハク酸イソデシル、セバシン酸ジブチル、オレイ
ン酸ブチル等の脂肪族カルボン酸エステル;ペンタエリ
スリトールエステルなどのグリコールエステル類;リン
酸トリオクチル、リン酸トリクレジル等のリン酸エステ
ル類;エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ベンジ
ル等のエポキシ可塑剤;塩素化パラフィン等が単独また
は2種以上の混合物で使用できる。
フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の接着付与剤、顔料、
各種の老化防止剤、紫外線吸収剤等が使用できる。
ロピレンオキシド付加体100重量部(以下、部と略
す)とトリエチルアミン0.54部を導入管と撹拌装置
つきの加圧式反応器に仕込み、窒素で置換した後、60
℃に昇温した。このものにトリメチルクロロシラン0.
6部を1時間かけて添加した後、100℃に昇温し、こ
の温度に3時間保った。混合物をヘキサン100部で希
釈し、濾過してアミン塩を除去した。ヘキサンを留去し
た後、H−NMRにてトリメチルシリル化率を調べたと
ころ末端水酸基のうち、28%がトリメチル化されてい
た。
レンオキシド100部に対し2.2部の3−メチルジメ
トキシシリルプロピルイソシアネート(信越化学製KB
M−9207)を加え80℃に昇温し残存イソシアネー
トが検出されなくなるまで反応させ、本発明のポリマー
を得た。
ン開始ポリプロピレンオキシド付加体100部とトリエ
チルアミン3.04部を導入管と撹拌装置つきの加圧式
反応器に仕込み、窒素で置換した後、60℃に昇温し
た。このものにトリメチルクロロシラン2.59部を1
時間かけて添加した後、100℃に昇温し、この温度に
3時間保った。混合物をヘキサン100部で希釈し、濾
過してアミン塩を除去した。ヘキサンを留去した後、H
−NMRにてトリメチルシリル化率を調べたところ末端
水酸基のうち、35%がトリメチルシリル化されてい
た。
レンオキシド100部に対し6.6部の3−メチルジメ
トキシシリルプロピルイソシアネート(信越化学製KB
M−9207)を加え80℃に昇温し残存イソシアネー
トが検出されなくなるまで反応させ、本発明のポリマー
を得た。
ン開始ポリプロピレンオキシド付加体の末端水酸基のう
ち、63%がアリル化されたポリオール(不飽和度0.
38mmol/g、水酸基価12.5)100部とトリ
エチルアミン2.85部を導入管と撹拌装置つきの加圧
式反応器に仕込み、窒素で置換した後、60℃に昇温し
た。このものにトリメチルクロロシラン3.21部を1
時間かけて添加した後、100℃に昇温し、この温度に
3時間保った。混合物をヘキサン100部で希釈し、濾
過してアミン塩を除去した。ヘキサンを留去した後、H
−NMRにてトリメチル化率を調べたところ末端水酸基
のうち、84%がトリメチルシリル化されていた。
レンオキシド100部に対し塩化白金酸のイソプロパノ
ール溶液(濃度10重量%)0.02部とメチルジメト
キシシラン3.3部を加え、70℃で6時間反応せしめ
た。これを70℃、1Torrで1時間かけて脱気し
て、本発明のポリマーを得た。得られたものの不飽和度
は0.04meq/gでありポリオール中のアリル基の
90%がハイドロシリレーションによりシリル化されて
いた。
スリトール開始ポリプロピレンオキシド付加体の末端水
酸基のうち、47%がアリル化されたポリオール(不飽
和度1.50mmol/g、水酸基価98.0)100
部と28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液33.
7部を導入管と撹拌装置つきの加圧式反応器に仕込み、
窒素で置換した後、110℃、1Torrにて10時間
かけてメタノールを留去した。このものにトリメチルク
ロロシラン19.0部を1時間かけて添加した後、10
0℃に昇温し、この温度に3時間保った。このものを濾
過して副成塩を除去した後、H−NMRにてトリメチル
シリル化率を調べたところ末端水酸基のうち、93%が
トリメチルシリル化されていた。
レンオキシド100部に対し塩化白金酸のイソプロパノ
ール溶液(濃度10重量%)0.02部とメチルジメト
キシシラン15.9部を加え、70℃で6時間反応せし
めた。これを70℃、1Torrで1時間かけて脱気し
て、本発明のポリマーを得た。得られたものの不飽和度
は0.10meq/gでありポリオール中のアリル基の
93%がハイドロシリレーションによりシリル化されて
いた。
プロピレンオキシド(水酸基価14.0、不飽和度0.
25)100部とトリエチルアミン2.67部を導入管
と撹拌装置つきの加圧式反応器に仕込み、窒素で置換し
た後、60℃に昇温した。このものにトリメチルクロロ
シラン3.05部を1時間かけて添加した後、100℃
に昇温し、この温度に3時間保った。混合物をヘキサン
100部で希釈し、濾過してアミン塩を除去した。ヘキ
サンを留去した後、H−NMRにてトリメチルシリル化
率を調べたところ末端水酸基のうち、88%がトリメチ
ルシリル化されていた。
レンオキシド100部に対し塩化白金酸のイソプロパノ
ール溶液(濃度10重量%)0.02部とメチルジメト
キシシラン2.7部を加え、70℃で6時間反応せしめ
た。これを70℃、1Torrで1時間かけて脱気し
て、本発明のポリマーを得た。得られたものの不飽和度
は0.02meq/gでありアリル基の92%がハイド
ロシリレーションによりシリル化されていた。
セリン開始ポリプロピレンオキシド付加体の末端水酸基
のうち、53%がアリル化されたポリオール(不飽和度
0.31mmol/g、水酸基価15.8)100部を
窒素で置換した後、塩化白金酸のイソプロパノール溶液
(濃度10重量%)0.02部とメチルジメトキシシラ
ン3.3部を加え、70℃で6時間反応せしめた。これ
を70℃、1Torrで1時間かけて脱気して、加水分
解性基が結合した珪素原子を含有する珪素含有基のみを
有するポリマーを得た。得られたものの不飽和度は0.
06meq/gでありポリオール中のアリル基の81%
がハイドロシリレーションによりシリル化されていた。
エリスリトール開始ポリプロピレンオキシド付加体の末
端水酸基のうち、47%がアリル化されたポリオール
(不飽和度1.50mmol/g,水酸基価98.0)
100部と28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液
33.7部を導入管と撹拌装置つきの加圧式反応器に仕
込み、窒素で置換した後、110℃、1Torrにて1
0時間かけてメタノールを留去した。このものにトリメ
チルクロロシラン19.0部を1時間かけて添加した
後、100℃に昇温し、この温度に3時間保った。この
ものを濾過して副成塩を除去し、加水分解によってポリ
マー鎖と分離しモノシラノール含有化合物となりうる珪
素含有基のみを有するポリマーを得た。H−NMRにて
トリメチルシリル化率を調べたところ末端水酸基のう
ち、93%がトリメチルシリル化されていた。
示すポリマー100部に対し、膠質炭酸カルシウム(白
石工業製白艶化CCR)120部、重質炭酸カルシウム
(白石カルシウム製ホワイトンSB)20部、DOP5
5部、水添ヒマシ油(楠本化成製ディスパロン#30
5)3部、酸化チタン(石原産業製タイペークR−82
0)5部を加え、3本ロールで練った。このもの100
部に対し、ジオクチル酸スズ26.3部、ラウリルアミ
ン8.7部、DOP65部からなる混合物4部を加え、
撹拌して組成物とした。
さ1cmの容器に入れ、20℃、65%湿度下に置き、
1日後、3日後、7日後および14日後の表面タックを
指触により評価した。同時に深部硬化性の評価のため、
高分子計器製DD2型硬度計を用いて硬度を測定し硬度
変化をみた。
3cm、厚さ2mmのシートを作成し20℃、65%湿
度下で14日養生した後、JIS6303の引張り試験
によって、強度物性、すなわち、50%モジュラス(単
位:kg/cm2 )、破断強度(単位:kg/cm
2 )、伸度(単位:%)を測定した。比較例1〜3では
加水分解性シリル基のみを有するポリマーを用いて実施
例6〜13と同様の試験を行った。比較例4では加水分
解性シリル基のみを有するポリマーに、加水分解により
モノシラノールを発生させうる珪素含有基のみを有する
化合物を添加したものを用いて実施例6〜13と同様の
試験を行った。
ただしタックの評価は次のとおりである。◎:タックが
ない、○:ほとんどタックがない、△:ややタックがあ
る、×:タックがある。
りである。 ポリマーA:分子量20000、3官能のポリプロピレ
ンオキシドの末端の85%をジメトキシメチルシリル化
したポリマー。 ポリマーB:分子量17000、2官能のポリプロピレ
ンオキシドの末端の93%をジメトキシメチルシリル化
したポリマー。 ポリマーC:分子量17000、2官能のポリプロピレ
ンオキシドの末端の68%をジメトキシメチルシリル化
したポリマー。
リマーを使用することにより、硬化体のモジュラスを上
げることなく、また深部硬化性を損なうことなく初期の
タックをを改善することができる。
1〜3の組成物では低モジュラスと低タックは両立して
おらず、比較例4の組成物では最終硬度に至るのに、7
日間以上を要しており深部硬化性に劣ることがわかる。
化性、基材との密着性に優れ、かつ低モジュラスの室温
硬化性組成物として特にシーリング材、接着剤、コーテ
ィング材等に有用な、ポリマーおよびその組成物を提供
することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】ポリマー主鎖の末端あるいは側鎖中に、水
酸基および/または加水分解性基が結合した珪素原子を
含有する珪素含有基(I)を少なくとも1個有し、か
つ、加水分解によってポリマー鎖と分離しモノシラノー
ル含有化合物となりうる珪素含有基(II)を少なくと
も1個有する新規なポリマー。 - 【請求項2】珪素含有基(I)の構造が下記構造式
(1)で示される、請求項1のポリマー。 R1 3-a-SiXa(OSiXbQ1 2-b)p-T-・・(1) (式中、Xは水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基、ア
ルケノキシ基、アシルオキシ基、アミド基、酸アミド
基、アミノオキシ基およびケトキシメート基から選ばれ
る基、R1 ,Q1 は炭素数1〜20の置換もしくは非置
換の1価の炭化水素基、Tは炭素数1〜20の置換もし
くは非置換の2価の炭化水素基、aは2または3、bは
0,1または2、pは0〜18の整数。X,R1 ,Q1
が複数ある場合は互いに異なっていてもよい。) - 【請求項3】珪素含有基(II)の構造が下記構造式
(2)で示される、請求項1のポリマー。 R2 3-Si(O-SiQ2 2)mO-・・(2) (式中、R2 ,Q2 は炭素数1〜20の置換もしくは非
置換の1価の炭化水素基、mは0〜18の整数。R2 ,
Q2 が複数ある場合は互いに異なっていてもよい。) - 【請求項4】ポリマー主鎖が本質的にポリオキシアルキ
レンよりなる、請求項1のポリマー。 - 【請求項5】請求項1〜4から選ばれる1のポリマーを
含有する組成物。
Priority Applications (1)
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