CN105324436B - 固化性组合物及其固化物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种固化性组合物,其含有1分子中平均具有多于1个的通式(1):‑SiR1 aX3‑a所示的反应性硅基的氧化烯系聚合物(A)、具有通式(2):‑SiX3所示的反应性硅基且反应性硅基当量为0.30mmol/g以上的(甲基)丙烯酸酯系聚合物(B)及1分子中平均具有0~1个反应性硅基的高分子量增塑剂(C)(通式(1)及(2)中基团的定义如说明书中所记载)。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有有机聚合物的固化性组合物及其固化物,所述有机聚合物具有在硅原子上具有羟基或水解性基团且可形成硅氧烷键的硅基(以下,也称为“反应性硅基(reactive silicone group)”。)。
背景技术
已知具有反应性硅基的有机聚合物即使在室温下也会因湿气等而反应,通过反应性硅基的硅氧烷缩合反应进行交联,得到橡胶状固化物。这些有机聚合物中,具有反应性硅基的聚氧化烯由于为较低粘度,因此,使用时的作业性优异。另外,由具有反应性硅基的聚氧化烯得到的固化物的机械物性、耐候性、动态耐久性等性能平衡良好,因此,该聚合物被广泛用于密封材料、粘接剂、涂料等用途(专利文献1)。
包含含有反应性硅基的聚合物的固化性组合物通过配合填充剂或增塑剂等各种成分,可调整作业性和各种物性。为了赋予耐候性和粘接性,有用的是组合使用含反应性硅基的聚氧化烯和含反应性硅基的聚(甲基)丙烯酸酯(专利文献2)。这些被用作高耐候性密封剂或工业用粘接剂。
在专利文献3中公开了通过含反应性硅的聚氧化烯和具有3官能的反应性硅基的聚(甲基)丙烯酸酯的组合,可得到高强度的固化物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭52-73998号公报
专利文献2:日本特开昭59-122541号公报
专利文献3:国际公开第2009/133811号
发明内容
发明所要解决的课题
为了得到高强度的固化物,在使用专利文献3中所公开的技术的情况下,由于固化性组合物的粘度高而存在作业性差的倾向,另外,存在得到的固化物的伸长率不充分的课题。另一方面,在要通过增塑剂进行低粘度化的情况下,还发现得到的固化物的强度降低的课题。鉴于这些情况,本发明的目的在于,提供一种固化性组合物,所述固化性组合物提供虽然为低粘度,但强度及伸长率高的固化物。
用于解决课题的技术方案
本发明人等为了实现上述目的进行了潜心研究,结果完成了以下的发明。
[1]一种固化性组合物,其含有:
氧化烯系聚合物(A),其1分子中平均具有多于1个的通式(1)所示的反应性硅基,
通式(1)
-SiR1 aX3-a (1)
(式中,R1表示碳原子数1~20的取代或未取代的烃基,X分别独立地表示羟基或水解性基团,a表示0或1);
(甲基)丙烯酸酯系聚合物(B),其具有通式(2)所示的反应性硅基且反应性硅基当量为0.30mmol/g以上,
通式(2)
-SiX3 (2)
式中,X分别独立地表示羟基或水解性基团;以及
高分子量增塑剂(C),其1分子中平均具有0~1个反应性硅基。
[2]根据上述[1]所述的固化性组合物,其中,1分子聚合物(A)中平均具有1.2个以上的反应性硅基。
[3]根据上述[1]或[2]所述的固化性组合物,其中,聚合物(A)的反应性硅基为二甲氧基甲基甲硅烷基。
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的固化性组合物,其中,高分子量增塑剂(C)为1分子中平均具有多于0个且为1个以下的反应性硅基的高分子量增塑剂(C1)。
[5]根据上述[1]~[3]中任一项所述的固化性组合物,其中,高分子量增塑剂(C)为不具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C2)。
[6]根据上述[1]~[3]中任一项所述的固化性组合物,其中,高分子量增塑剂(C)为1分子中平均具有多于0个且为1个以下的反应性硅基的高分子量增塑剂(C1)及不具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C2)。
[7]根据上述[4]或[6]所述的固化性组合物,其中,聚合物(A)所具有的反应性硅基和高分子量增塑剂(C)所具有的反应性硅基相同。
[8]根据上述[1]~[7]中任一项所述的固化性组合物,其中,高分子量增塑剂(C)为氧化烯系聚合物。
[9]根据上述[1]~[7]中任一项所述的固化性组合物,其中,高分子量增塑剂(C)为(甲基)丙烯酸酯系聚合物。
[10]根据上述[1]~[9]中任一项所述的固化性组合物,其中,高分子量增塑剂(C)的数均分子量为1,000~15,000。
[11]根据上述[1]~[10]中任一项所述的固化性组合物,其中,高分子量增塑剂(C)的含量相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为20~100重量份。
[12]根据上述[1]~[11]中任一项所述的固化性组合物,其中,聚合物(A)和聚合物(B)的重量比(聚合物(A):聚合物(B))为90:10~30:70。
[13]根据上述[1]~[12]中任一项所述的固化性组合物,其中,聚合物(A)在1个末端部位平均具有多于1个的反应性硅基。
[14]根据上述[1]~[13]中任一项所述的固化性组合物,其中,构成聚合物(B)的单体含有:烷基的碳原子数为1~6且不具有反应性硅基的(甲基)丙烯酸烷基酯及烷基的碳原子数为7~30的(甲基)丙烯酸烷基酯。
[15]根据上述[1]~[14]中任一项所述的固化性组合物,其中,构成聚合物(B)的单体在全部单体中以40重量%以上含有单体(b1),所述单体(b1)的均聚物的玻璃化转变温度为80℃以下。
[16]根据上述[1]~[15]中任一项所述的固化性组合物,其中,聚合物(B)的数均分子量为4,000以上。
[17]根据上述[1]~[15]中任一项所述的固化性组合物,其中,聚合物(B)的数均分子量为1,000以上且低于4,000。
[18]根据上述[1]~[17]中任一项所述的固化性组合物,其中,构成聚合物(B)的单体在全部单体中以40重量%以上含有单体(b2),所述单体(b2)不具有反应性硅基、且其均聚物的玻璃化转变温度为-25℃以上。
[19]根据上述[1]~[18]中任一项所述的固化性组合物,其还含有平均初级粒径小于1μm的重质碳酸钙作为填充剂。
[20]根据上述[1]~[19]中任一项所述的固化性组合物,其还含有氧化钛作为填充剂。
[21]根据上述[1]~[20]中任一项所述的固化性组合物,其还含有氢氧化铝作为填充剂。
[22]一种涂膜防水剂,其含有上述[1]~[21]中任一项所述的固化性组合物。
[23]一种固化物,其由上述[1]~[21]中任一项所述的固化性组合物得到。
发明的效果
本发明的固化性组合物能够形成虽为低粘度,但强度及伸长率高的固化物。
具体实施方式
在本发明的固化性组合物中,上述聚合物(A)、聚合物(B)、高分子量增塑剂(C)、及后述的其它成分可仅使用任1种,也可以并用2种以上。以下,对各成分依次进行说明。
<聚合物(A)>
氧化烯系聚合物(A)具有以下通式(1)所示的反应性硅基。
-SiR1 aX3-a (1)
(式中,R1表示碳原子数1~20的取代或未取代的烃基。X分别独立地表示羟基或水解性基团(优选水解性基团)。a表示0或1。)
作为通式(1)中的R1,例如可以举出:甲基、乙基等烷基;环己基等环烷基;苯基等芳基;苄基等芳烷基;-OSi(R’)3所示的三有机甲硅烷氧基(上述式中,R’分别独立地表示烷基(例如甲基等)或芳基(例如苯基等)。);氟甲基、二氟甲基等氟烷基;氯甲基、1-氯乙基等氯烷基;甲氧基甲基、乙氧基甲基、苯氧基甲基、1-甲氧基乙基等烷氧基烷基;氨基甲基、N-甲基氨基甲基、N,N-二甲基氨基甲基等氨基烷基;乙酰氧基甲基、甲基氨基甲酸酯基、2-氰基乙基等。从原料的获得性的观点考虑,R1优选为甲基。
作为通式(1)中的X所示的水解性基团,可以举出:公知的水解性基团。在此,水解性基团是指在与水的共存下反应而分解的基团。作为水解性基团,例如可以举出:氢、卤素、烷氧基、烯氧基、芳氧基、酰氧基、氨基、酰胺基、氨氧基、巯基等。其中,为了活性高,优选卤素、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基)、烯氧基(例如异丙烯氧基(别名:isopropenoxy))、酰氧基,从水解性平稳且容易操作的方面考虑,更优选烷氧基,特别优选甲氧基、乙氧基。另外,在水解性基团为乙氧基或异丙烯氧基的情况下,通过水解反应而脱离的化合物分别为乙醇或丙酮。因此,从安全性的观点考虑,优选乙氧基及异丙烯氧基作为水解性基团。
通式(1)所示的反应性硅基可以为1种,也可以为2种以上,优选为1种。通式(1)所示的反应性硅基优选为水解性基团,更优选为三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基、三(2-丙烯氧基)甲硅烷基、三乙酰氧基甲硅烷基、二甲氧基甲基甲硅烷基、二乙氧基甲基甲硅烷基、二异丙氧基甲基甲硅烷基、(氯甲基)二甲氧基甲硅烷基、(甲氧基甲基)二甲氧基甲硅烷基、(甲氧基甲基)二乙氧基甲硅烷基、或(乙氧基甲基)二甲氧基甲硅烷基,从得到强度高的固化物的方面考虑,进一步优选为二甲氧基甲基甲硅烷基或三甲氧基甲硅烷基,从得到伸长率高的固化物的方面考虑,特别优选为二甲氧基甲基甲硅烷基。
氧化烯系聚合物(A)的玻璃化转变温度低,由其得到的固化物的耐寒性优异。另外,氧化烯系聚合物(A)的透湿性高,在将本发明的固化性组合物作为单液型组合物的情况下,具有深部固化性优异、进而固化物的粘接性也优异的特征。
作为氧化烯系聚合物(A)的主链(即,不具有反应性硅基的聚氧化烯部分),例如可以举出:聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧丁烯、聚氧四氢呋喃、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、聚氧丙烯-聚氧丁烯共聚物等。氧化烯系聚合物(A)的主链可仅由1种构成单元构成,也可以由2种以上的构成单元构成。特别是在本发明的固化性组合物被用于密封剂、粘接剂等的情况下,优选使用在全部构成单元中以50重量%以上、优选80重量%以上含有氧化丙烯构成单元的氧化丙烯系聚合物(A)。这样的氧化丙烯系聚合物(A)为非晶质,且为较低粘度。
聚合物(A)可以为直链状,也可以为支链状。从得到伸长率高的固化物的方面考虑,聚合物(A)优选为直链状。在聚合物(A)为支链状的情况下,其支链数优选为1~4个,更优选为1个。
不含反应性硅基的聚氧化烯可在引发剂的存在下使用聚合催化剂通过环状醚化合物的开环聚合反应来制造。作为环状醚化合物,例如可以举出:环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四亚甲基氧化物、四氢呋喃等。这些环状醚化合物可仅使用1种,也可以组合使用2种以上。这些环状醚化合物中,从得到非晶质且较低粘度的聚氧化烯的方面考虑,优选环氧丙烷。
作为引发剂,例如可以举出:乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、甘油、三羟甲基甲烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇等醇类;聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇、聚氧化乙烯二元醇、聚氧化乙烯三元醇等数均分子量为300~4,000的含羟基聚氧化烯等。
不含反应性硅基的聚氧化烯的合成法没有特别限定,例如可以举出:利用KOH这样的碱催化剂的聚合法、日本特开昭61-215623号所示的利用使有机铝化合物和卟啉反应而得到的络合物这样的过渡金属化合物-卟啉络合物催化剂的聚合法、日本特公昭46-27250号、日本特公昭59-15336号、美国专利3278457号、美国专利3278458号、美国专利3278459号、美国专利3427256号、美国专利3427334号、美国专利3427335号等所示的利用复合金属氰化物络合物催化剂的聚合法、日本特开平10-273512号所例示的使用由聚磷腈盐构成的催化剂的聚合法、日本特开平11-060722号所例示的使用由磷腈化合物构成的催化剂的聚合法等。从制造成本或得到分子量分布窄的聚合物等理由考虑,优选利用复合金属氰化物络合物催化剂(例如六氰钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂等)的聚合法。
向聚氧化烯导入反应性硅基的方法没有特别限定,可利用公知的方法。作为反应性硅基的导入方法,例如可以举出下述(i)及(ii)的方法。
(i)硅氢化
可以举出向作为原料的聚氧化烯(以下,也称为“前体聚合物”)导入不饱和键,通过硅氢化反应对该不饱和键加成氢硅烷化合物的方法。不饱和键的导入方法没有特别限定,例如可以举出:使具有羟基等官能团的前体聚合物与具有与该官能团反应而形成键的基团及不饱和键的化合物反应而得到含有不饱和键的聚合物的方法;使具有不饱和键的单体聚合的方法等。
作为上述(i)的方法中可使用的氢硅烷化合物,例如可以举出:三氯硅烷、二氯甲基硅烷、二氯苯基硅烷、(甲氧基甲基)二氯硅烷等卤代硅烷类;二甲氧基甲基硅烷、二乙氧基甲基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、(氯甲基)二甲氧基硅烷、(甲氧基甲基)二甲氧基硅烷等烷氧基硅烷类;三异丙烯氧基硅烷、(氯甲基)二异丙烯氧基硅烷、(甲氧基甲基)二异丙烯氧基硅烷等异丙烯氧基硅烷类等。
(ii)含反应性基团的聚合物(前体聚合物)和硅烷偶联剂的反应
可以举出:使具有羟基、氨基、不饱和键等官能团的前体聚合物和具有与该官能团反应而形成键的基团(以下,也称为“反应性基团”)及反应性硅基两者的化合物(硅烷偶联剂)反应的方法。作为前体聚合物的官能团和硅烷偶联剂的反应性基团的组合,可以举出:羟基和异氰酸酯基、羟基和环氧基、氨基和异氰酸酯基、氨基和硫代异氰酸酯基、氨基和环氧基、氨基和α,β-不饱和羰基(利用麦克尔加成的反应)、羧基和环氧基、不饱和键和巯基等,但并不限定于此。
作为上述(ii)的方法中可使用的硅烷偶联剂,例如可以举出:与不饱和键反应的3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、巯基甲基三乙氧基硅烷、巯基甲基二甲氧基甲基硅烷等巯基硅烷类;与羟基反应的3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基二甲氧基甲基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、异氰酸酯甲基三甲氧基硅烷、异氰酸酯甲基三乙氧基硅烷、异氰酸酯甲基二甲氧基甲基硅烷等异氰酸酯硅烷类;与羟基、氨基或羧基反应的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基甲基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基甲基二甲氧基甲基硅烷等环氧硅烷类;与异氰酸酯基或硫代异氰酸酯基反应的3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)丙基二甲氧基甲基硅烷、3-(2-氨基乙基)丙基三乙氧基硅烷、3-(N-乙基氨基)-2-甲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-环己基氨基甲基三乙氧基硅烷、N-环己基氨基甲基二乙氧基甲基硅烷、N-苯基氨基甲基三甲氧基硅烷、(2-氨基乙基)氨基甲基三甲氧基硅烷、N,N'-双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺、双(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)胺等氨基硅烷类;3-羟基丙基三甲氧基硅烷、羟基甲基三乙氧基硅烷等羟基烷基硅烷类等。
上述(i)的方法具有如下优点:反应简便,可调整反应性硅基的导入量,且得到的含反应性硅基的聚合物(A)的物性稳定。上述(ii)的方法具有如下优点:反应的选择项多,容易提高反应性硅基导入率。另外,也可以通过上述(i)及(ii)以外的公知的方法向聚氧化烯导入反应性硅基。
聚合物(A)的主链也可以在不损害本发明的效果的范围内含有酯键或通式(3)所示的酰胺链段。
-NR2-C(=O)- (3)
(式中,R2表示碳原子数1~10的有机基团或氢原子)
由包含含有酯键或酰胺链段的聚合物(A)的固化性组合物得到的固化物有时通过氢键的作用等而具有较高的硬度及强度。但是,含有酰胺链段等的聚合物(A)有可能因热等而开裂。另外,包含含有酰胺链段等的聚合物(A)的固化性组合物存在粘度变高的倾向。考虑如上所述的优点及缺点,作为聚合物(A),可以使用含有酰胺链段等的聚氧化烯,也可以使用不含酰胺链段等的聚氧化烯。
作为通式(3)所示的酰胺链段,可以举出:通过异氰酸酯基和羟基的反应、氨基和碳酸酯基的反应、异氰酸酯基和氨基的反应、异氰酸酯基和巯基的反应等而形成的酰胺链段。另外,通过含有活泼氢原子的上述酰胺链段和异氰酸酯基的反应而形成的酰胺链段也包含于通式(3)所示的酰胺链段。
作为含有酰胺链段的聚合物(A)的制造方法,例如可以举出:在使过量的聚异氰酸酯化合物与末端具有含活泼氢的基团的聚氧化烯反应而合成末端具有异氰酸酯基的聚合物后或在该合成的同时使通式(4)所示的硅化合物的Z基与合成的聚合物的异氰酸酯基的全部或一部分反应的方法。
Z-R3-SiR1 aX3-a (4)
(式中,R1、X及a与上述R1、X及a相同。R3为2价的有机基团,优选为碳原子数1~20的2价的烃基。Z为羟基、羧基、巯基、伯氨基或仲氨基。)
通式(4)所示的硅化合物没有特别限定,例如可以举出:γ-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、(N-苯基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙基氨基异丁基三甲氧基硅烷等含氨基硅烷类;γ-羟基丙基三甲氧基硅烷等含羟基硅烷类;γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、巯基甲基三乙氧基硅烷等含巯基硅烷类等。另外,如日本特开平6-211879号(美国专利5364955号)、日本特开平10-53637号(美国专利5756751号)、日本特开平10-204144号(EP0831108)、日本特开2000-169544号、日本特开2000-169545号中所记载那样,各种α,β-不饱和羰基化合物和含伯氨基硅烷的麦克尔加成反应物、或各种含(甲基)丙烯酰基硅烷和含伯氨基化合物的麦克尔加成反应物也可用作通式(4)所示的硅化合物。
另外,作为含有酰胺链段的聚合物(A)的制造方法,例如可以举出:使通式(5)所示的含反应性硅基的异氰酸酯化合物与末端具有含活泼氢的基团的聚氧化烯反应的方法。
O=C=N-R3-SiR1 aX3-a (5)
(式中,R3、R1、X及a与上述R3、R1、X及a相同。)
作为通式(5)所示的含反应性硅基的异氰酸酯化合物没有特别限定,例如可以举出:γ-三甲氧基甲硅烷基丙基异氰酸酯、γ-三乙氧基甲硅烷基丙基异氰酸酯、γ-甲基二甲氧基甲硅烷基丙基异氰酸酯、γ-甲基二乙氧基甲硅烷基丙基异氰酸酯、γ-(甲氧基甲基)二甲氧基甲硅烷基丙基异氰酸酯、三甲氧基甲硅烷基甲基异氰酸酯、三乙氧基甲基甲硅烷基甲基异氰酸酯、二甲氧基甲基甲硅烷基甲基异氰酸酯、二乙氧基甲基甲硅烷基甲基异氰酸酯、(甲氧基甲基)二甲氧基甲硅烷基甲基异氰酸酯等。
在聚合物(A)含有酰胺链段的情况下,每1分子聚合物(A)的酰胺链段数(平均值)优选1~10,更优选1.5~5,特别优选2~3。在其数少于1的情况下,有时固化性不充分,相反在大于10的情况下,聚合物(A)成为高粘度,有可能难以操作。为了降低固化性组合物的粘度、改善作业性,聚合物(A)优选不含酰胺链段。
聚合物(A)在1分子中平均具有多于1个、优选1.2个以上、更优选1.3个以上、进一步优选1.5个以上的通式(1)所示的反应性硅基。1分子聚合物(A)中反应性硅基数(平均值)的上限优选6.0个,更优选5.5个,进一步优选5.0个。该反应性硅基数为1个以下时,有可能无法得到高强度的固化物,若反应性硅基数超过6.0个,则无法得到伸长率高的固化物。
在本发明中,1分子聚合物(A)中的反应性硅基数(平均值)定义为通过高分辨能力的1H-NMR法测定及计算反应性硅基直接键合的碳上的质子而得到的平均值。在该反应性硅基数的测定及计算中,在向前体聚合物导入反应性硅基时,未导入有反应性硅基的前体聚合物及通过副反应而得到的未导入有反应性硅基的聚合物也看作聚合物(A)的一部分,包含在计算反应性硅基数(平均值)时的参数(聚合物(A)的分子数)中。
聚合物(A)也可以在1个末端部位平均具有多于1个的反应性硅基。作为在1个末端部位平均具有多于1个的反应性硅基的聚合物(A)的制造方法,例如可以举出:
(a)使末端具有羟基的聚氧化烯(前体聚合物)和具有不饱和键的环氧化合物反应而向前体聚合物的末端导入不饱和键及羟基、
(b)使具有与羟基反应而形成键的基团(例如卤素原子)及不饱和键的化合物与得到的聚合物反应而向聚合物的末端导入多个不饱和键、
(c)通过硅氢化反应对多个不饱和键加成氢硅烷化合物的方法。
作为上述反应(a)中使用的环氧化合物,例如可以举出:(甲基)烯丙基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、丁二烯单氧化物、1,4-环戊二烯单环氧化物等,从反应性的方面考虑,优选烯丙基缩水甘油醚。另外,在本发明中,“(甲基)烯丙基”表示“烯丙基和/或甲基烯丙基”,“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯”。
上述反应(a)中的环氧化合物的使用量可考虑不饱和键向末端具有羟基的聚氧化烯(前体聚合物)的导入量和反应性而适宜设定。该使用量相对于聚氧化烯中的羟基1摩尔,优选为0.2摩尔以上,更优选为0.5摩尔以上,优选为5.0摩尔以下,更优选为2.0摩尔以下。
上述反应(a)中的反应温度优选为60℃以上且150℃以下,更优选为110℃以上且140℃以下。若该反应温度低,则反应几乎未进行,若该反应温度过高,则聚氧化烯的主链有可能分解。
作为上述反应(b)中使用的具有与羟基反应而形成键的基团及不饱和键的化合物,例如可以举出:3-氯-1-丙烯、3-氯-2-甲基-1-丙烯等。上述反应(b)中的该化合物的使用量相对于上述聚合物中的羟基1摩尔,优选为1.1摩尔以上,更优选为1.2摩尔以上,优选为1.4摩尔以下,更优选为摩尔以下。
通过上述反应(b)而得到的聚合物的末端由通式(6)表示。
(式中,R5及R7分别独立地为任选含有氧原子或氮原子的碳原子数1~10的2价的有机基团。R6及R8分别独立地为氢原子或碳原子数1~10的烃基。n为1~10的整数。)
作为上述反应(c)中使用的氢硅烷化合物,可以举出:上述(i)的方法中例示的氢硅烷化合物。上述反应(c)中的氢硅烷化合物的使用量相对于上述聚合物中的不饱和键1摩尔,优选为0.65摩尔以上,更优选为0.75摩尔以上,优选为1.1摩尔以下,更优选为1.2摩尔以下。
聚合物(A)的反应性硅基优选在1个末端部位平均为0.5个以上,更优选为1.0个以上,进一步优选为1.1个以上,最优选为1.5个以上。
聚合物(A)的数均分子量优选为8,000以上,更优选为9,000以上,更进一步优选为10,000以上,特别优选为15,000以上,最优选为20,000以上,优选为50,000以下,更优选为35,000以下,进一步优选为30,000以下。若聚合物(A)的数均分子量小,则其粘度低,因此,使用固化性组合物时的作业性变得良好,但存在得到的固化物变硬、伸长率降低的倾向。另一方面,若聚合物(A)的数均分子量过大,则反应性硅基浓度变得过低,固化速度有可能变慢,另外,存在其粘度变得过高、难以操作的倾向。
聚合物(A)的分子量分布(重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn))没有特别限定,优选较窄,更优选低于2.0,进一步优选1.6以下,特别优选1.5以下,最优选1.4以下。
聚合物(A)的数均分子量(Mn)及重均分子量(Mw)为通过GPC(聚苯乙烯换算)测得的值,其详细的测定法记载于后述的合成例1。其它的成分(聚合物(B)、高分子量增塑剂(C)等)的数均分子量(Mn)等的测定法也相同。另外,在聚合物(A)的数均分子量无法用GPC测定的情况下,通过基于JIS K 1557的羟值的测定方法和JISK 0070所规定的碘值的测定方法的原理的滴定分析直接测定末端基团浓度(羟值和碘值之和),考虑聚合物(A)的结构的末端支链数求出聚合物(A)的数均分子量。
聚合物(A)优选为1分子中平均具有1.2~6.0个作为反应性硅基的二甲氧基甲基甲硅烷基或三甲氧基甲基,且数均分子量为10,000~50,000的聚氧丙烯。
聚合物(A)更优选为1分子中平均具有1.3~5.5个作为反应性硅基的二甲氧基甲基甲硅烷基或三甲氧基甲基,且数均分子量为15,000~35,000的聚氧丙烯。
聚合物(A)进一步优选为1分子中平均具有1.5~5.0个作为反应性硅基的二甲氧基甲基甲硅烷基,且数均分子量为20,000~30,000的聚氧丙烯。
<聚合物(B)>
(甲基)丙烯酸酯系聚合物(B)具有以下的通式(2)所示的反应性硅基,且反应性硅基当量为0.30mmol/g以上。
-SiX3 (2)
(式中,X分别独立地表示羟基或水解性基团(优选水解性基团)。)
另外,在本发明中,“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸和/或甲基丙烯酸”。
为了得到高强度的固化物,聚合物(B)需要具有通式(2)所示的反应性硅基(即,硅原子上具有3个X(羟基或水解性基团)的硅基)。另外,水解性基团的说明与聚合物(A)中的说明相同。
通式(2)所示的反应性硅基可以为1种,也可以为2种以上,优选为1种。作为通式(2)所示的反应性硅基,例如可以举出:三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基、三(2-丙烯氧基)甲硅烷基、三乙酰氧基甲硅烷基等,但并不限定于这些。其中,三甲氧基甲硅烷基显示高活性,可得到强度及伸长率高的固化物,故优选。
构成(甲基)丙烯酸酯系聚合物(B)的单体含有(甲基)丙烯酸酯(以下也称为“单体(b)”)。即,聚合物(B)含有源自单体(b)的构成单元(以下也称为“构成单元(b)”)。为了合成聚合物(B),可仅使用1种单体(b),也可以并用2种以上的单体(b)。
作为单体(b),例如可以举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯等(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸的环氧乙烷加成物、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸3,3,3-三氟丙酯、(甲基)丙烯酸3,3,4,4,4-五氟丁酯、(甲基)丙烯酸2-全氟乙基-2-全氟丁基乙酯、(甲基)丙烯酸三氟甲酯、(甲基)丙烯酸全氟乙酯、(甲基)丙烯酸双(三氟甲基)甲酯、(甲基)丙烯酸2-三氟甲基-2-全氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟己基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟癸基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟十六烷基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸氯乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含杂原子(甲基)丙烯酸酯。
另外,在不损害本发明的效果的范围内,为了合成聚合物(B),也可以使用与单体(b)显示共聚性的其它单体。作为其它单体,例如可以举出:苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、苯乙烯磺酸等苯乙烯系单体;全氟乙烯、全氟丙烯、偏氟乙烯含氟乙烯基单体;马来酸、马来酸酐、马来酸单烷基酯、马来酸二烷基酯等马来酸及其衍生物;富马酸、富马酸单烷基酯、富马酸二烷基酯等富马酸及其衍生物;马来酰亚胺、甲基马来酰亚胺、乙基马来酰亚胺、丙基马来酰亚胺、丁基马来酰亚胺、己基马来酰亚胺、辛基马来酰亚胺、十二烷基马来酰亚胺、硬脂基马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺、环己基马来酰亚胺等马来酰亚胺系单体;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯等乙烯基酯系单体;乙烯、丙烯等烯烃系单体;丁二烯、异戊二烯等共轭二烯系单体;(甲基)丙烯酰胺;(甲基)丙烯腈;氯乙烯、偏氯乙烯、烯丙基氯、烯丙基醇、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚等乙烯基系单体。其它的单体可仅使用1种,也可以并用2种以上。
为了降低固化性组合物的粘度,构成聚合物(B)的单体在全部单体中以40重量%以上含有单体(b1),所述单体(b1)不具有反应性硅基、且其均聚物的玻璃化转变温度为80℃以下。即,聚合物(B1)优选在全部构成单元中以40重量%以上含有源自单体(b1)的构成单元(以下也称为“构成单元(b1)”),所述单体(b1)不具有反应性硅基、且其均聚物的玻璃化转变温度为80℃以下。全部单体中的单体(b1)的量(即,全部构成单元中的构成单元(b1)的量)更优选为50重量%以上。上述均聚物的玻璃化转变温度是指单体(b1)的均聚物的玻璃化转变温度,其数值以POLYMER HANDBOOK-FOURTH EDITION-(J.Brandrup等)中记载的均聚物的玻璃化转变温度为参考。单体(b1)可以仅为1种,也可以为2种以上。
单体(b1)的量的上限没有特别限定,但构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b1)的量优选为90重量%以下,更优选为80重量%以下。
作为单体(b1),例如可以举出:丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯等(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯。
为了降低固化性组合物的粘度,单体(b1)的均聚物的玻璃化转变温度优选为-100℃~50℃,更优选为-100℃~80℃,进一步优选为-70℃~50℃,特别优选为-70℃~40℃。另外,作为单体(b1),进一步优选使用烷基的碳原子数为2~6的(甲基)丙烯酸烷基酯。在此,(甲基)丙烯酸烷基酯中的烷基的碳原子数是指烷氧基羰基(RO-CO-)的烷基(R)的碳原子数。
为了得到强度高的固化物,构成聚合物(B)的单体在全部单体中以20重量%以上含有单体(b2),所述单体(b2)不具有反应性硅基,且其均聚物的玻璃化转变温度为-25℃以上。即,聚合物(B)优选在全部构成单元中以20重量%以上含有源自单体(b2)的构成单元(以下也称为“构成单元(b2)”),所述单体(b2)不具有反应性硅基、且其均聚物的玻璃化转变温度为-25℃以上。全部单体中的单体(b2)的量(即,全部构成单元中的构成单元(b2)的量)更优选为30重量%,进一步优选为40重量%以上。上述均聚物的玻璃化转变温度是指单体(b2)的均聚物的玻璃化转变温度,其数值以POLYMER HANDBOOK-FOURTH EDITION-(J.Brandrup等)中记载的均聚物的玻璃化转变温度为参考。单体(b2)可以仅为1种,也可以为2种以上。
单体(b2)的量的上限没有特别限定,但构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b2)的量优选为80重量%以下,更优选为70重量%以下。
作为单体(b2),例如可以举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸新戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正庚酯等。
从得到高强度的固化物的方面考虑,作为单体(b2),优选使用烷基的碳原子数为1~5的(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选使用选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯及甲基丙烯酸叔丁酯中的至少一个。
另外,均聚物的玻璃化转变温度为-25℃~80℃的单体(以下也称为“单体(b1-b2)”)包含于上述单体(b1)及单体(b2)两者的概念中。单体(b1-b2)量包含于单体(b1)量及单体(b2)量两者中。为了降低固化性组合物的粘度,且提高得到的固化物的强度,构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b1-b2)的量(即,聚合物(B)的全部构成单元中源自单体(b1-b2)的构成单元的量)优选为5~80重量%,更优选为10~70重量%。
从与聚合物(A)的相容性的方面考虑,聚合物(B)的源自(甲基)丙烯酸烷基酯的构成单元的量在全部构成单元中优选为50重量%以上,更优选为70重量%以上,优选为98重量%以下,更优选为95重量%以下。
为了提高与聚合物(A)的相容性,构成聚合物(B)的单体优选含有烷基的碳原子数为1~6的(甲基)丙烯酸烷基酯(以下也称为“单体(b3)”)及烷基的碳原子数为7~30的(甲基)丙烯酸烷基酯(以下,也称为“单体(b4)”)。即,聚合物(B)优选含有源自单体(b3)的构成单元(以下也称为“构成单元(b3)”)及源自单体(b4)的构成单元(以下也称为“构成单元(b4)”)。构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量(即,聚合物(B)的全部构成单元中的构成单元(b3)及构成单元(b4)的总量)优选为50~95重量%,更优选为60~90重量%。另外,单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):(b4))、即,构成单元(b3)和构成单元(b4)的重量比(构成单元(b3):构成单元(b4))优选为95:5~40:60,更优选为90:10~60:40。
聚合物(B)可通过各种聚合法得到,其聚合法没有特别限定,但从单体的通用性、控制的容易性的方面考虑,优选自由基聚合法。
自由基聚合法可分类为“一般的自由基聚合法”和“控制自由基聚合法”。“一般的自由基聚合法”为使用偶氮系化合物、过氧化物等聚合引发剂仅进行聚合的方法,是简便的聚合法。另一方面,“控制自由基聚合法”为可向末端等被控制的位置导入特定的官能团的方法。“控制自由基聚合法”可进一步分类为“链转移剂法”和“活性自由基聚合法”。“链转移剂法”的特征在于,使用具有特定的官能团的链转移剂进行聚合,可得到末端具有官能团的乙烯基系聚合物。另一方面,“活性自由基聚合法”的特征在于,聚合物生长末端不引起终止反应等副反应而生长,可得到大致如设计那样的分子量的聚合物。在本发明中,可使用它们中的任一聚合方法。
所谓“一般的自由基聚合法”,具体而言,可以举出:加入聚合引发剂、链转移剂、溶剂等并在50~150℃下进行聚合的溶液聚合法或本体聚合法等。
作为聚合引发剂,例如可以举出:2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、二甲基2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙酰胺]、1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)等偶氮系化合物;过氧化苯甲酰、过氧化异丁酰、过氧化异壬酰、过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化对氯苯甲酰、过氧化二(3,5,5-三甲基己酰)等二酰基过氧化物;二异丙基过氧化二碳酸酯、二仲丁基过氧化二碳酸酯、二(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯、二(1-甲基庚基)过氧化二碳酸酯、二(3-甲氧基丁基)过氧化二碳酸酯、二环己基过氧化二碳酸酯等过氧化二碳酸酯;叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化乙酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化异丁酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、叔丁基二过氧化己酸酯、枯基过氧化新癸酸酯等过氧化酯;甲基乙基酮过氧化物、环己酮过氧化物等酮过氧化物;二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、1,1-二(叔己基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷等二烷基过氧化物;枯烯氢过氧化物、叔丁基氢过氧化物等氢过氧化物;1,1-二(叔己基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷等过氧化物等。这些聚合引发剂可仅使用1种,也可以并用2种以上。
作为链转移剂,例如可以举出:正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、月桂基硫醇等含巯基化合物。另外,在要向(甲基)丙烯酸系聚合物的分子链末端导入反应性硅基的情况下,优选使用例如3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基氯甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲氧基甲基二甲氧基硅烷、(巯基甲基)二甲氧基甲基硅烷、(巯基甲基)三甲氧基硅烷等具有反应性硅基和巯基的化合物。这些可仅使用1种,也可以并用2种以上。在要得到耐候性优异的固化物的情况下,优选在聚合时不使用含巯基化合物。
作为溶剂,例如可以举出:甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙基苯、对二氯苯、邻苯二甲酸二2-乙基己酯、邻苯二甲酸二正丁酯等芳香族化合物;己烷、庚烷、辛烷、环己烷、甲基环己烷等烃化合物;乙酸丁酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯等羧酸酯化合物;甲基异丁基酮、甲基乙基酮等酮化合物;碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等碳酸二烷基酯化合物;正丙醇、2-丙醇、正丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇等醇化合物等。其中,从臭味、环境负荷等方面考虑,优选选自碳酸二烷基酯化合物、及醇化合物中的1种以上。进而,从沸点、可抑制全部挥发性有机化合物从组合物的挥散性(根据GEV(Gemeinschaft EmissionskontrollierteVerlegewerkstoffe,e.V.)规定的GEV Specification and Classification Criteria,2001年2月14日版中记载的测定法测定)的方面考虑,更优选碳酸二甲酯、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇,特别优选2-丙醇、异丁醇。
另外,在聚合物(B)的合成中,也可以与聚合物(A)及其前体化合物、后述的增塑剂等一起将聚合物(B)的单体聚合。
“链转移剂法”与“一般的自由基聚合法”相比,为可定量地将官能团导入聚合物末端的聚合法。作为使用了链转移剂的自由基聚合,没有特别限定,例如可以举出:日本特开平4-132706号公报中所公开那样的使用卤代烃作为链转移剂而得到卤素末端的聚合物的方法;日本特开昭61-271306号公报、日本专利2594402号公报、日本特开昭54-47782号公报中所公开那样的使用含羟基硫醇或者含羟基多硫化物等作为链转移剂而得到羟基末端的聚合物的方法等。
活性自由基聚合法”与上述的聚合法不同,是可得到具有任意的分子量、分子量分布窄、粘度低的聚合物,而且可将具有特定的官能团的单体导入聚合物的大致任意的位置的聚合法。需要说明的是,所谓活性聚合,狭义上是指末端长久持续保持活性、分子链生长的聚合,一般而言,也包含使末端失活的聚合、以及虽然活化的末端处于平衡状态但继续生长的准活性聚合。
“活性自由基聚合法”例如可以举出使用如Journal of the American ChemicalSociety(J.Am.Chem.Soc.)、1994年、116卷、7943页中所示那样的钴卟啉络合物的聚合、使用如日本特表2003-500378号公报中所示那样的硝基氧化物自由基的聚合、以如日本特开平11-130931号公报中所示那样的有机卤化物、卤化磺酰基化合物等作为引发剂,以过渡金属络合物作为催化剂的原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization:ATRP法)等。另外,在本发明中,如Macromolecules、1999年、第32卷、第2872页中所示那样的所谓反向原子转移自由基聚合也包含在原子转移自由基聚合法中,所述反向原子转移自由基聚合是指产生出通常的原子转移自由基聚合催化剂产生自由基时的高氧化状态(例如相对于使用Cu(I)作为催化剂时的Cu(II),使过氧化物等普通的自由基引发剂作用,其结果产生出与原子转移自由基聚合同样的平衡状态)的聚合法。
另外,作为这些以外的聚合方法,也可使用如日本特开2001-040037号公报中所示那样的使用茂金属催化剂和分子中具有至少1个以上反应性硅基的硫醇化合物而得到丙烯酸系聚合物的方法、或如日本特表昭57-502171号公报、日本特开昭59-006207号公报、日本特开昭60-511992号公报中所示那样的将乙烯基单体使用搅拌槽型反应器连续聚合的高温连续聚合法等。
将反应性硅基导入(甲基)丙烯酸系聚合物的方法没有特别限定,可使用例如以下的(I)~(IV)的方法。
(I)将具有聚合性不饱和键和反应性硅基的化合物与(甲基)丙烯酸酯一起共聚的方法。
(II)在作为链转移剂的上述的具有反应性硅基和巯基的化合物的存在下将(甲基)丙烯酸酯共聚的方法。
(III)将具有聚合性不饱和键和反应性官能团(Z基)的化合物(例如丙烯酸、丙烯酸2-羟基乙酯)与不具有Z基的(甲基)丙烯酸酯一起共聚后,使具有与反应性硅基和Z基反应的官能团的化合物(例如异氰酸酯硅烷化合物)反应的方法。
(IV)通过活性自由基聚合法将(甲基)丙烯酸酯聚合后,向分子链末端导入反应性硅基的方法。
另外,这些方法可任意地组合使用。
作为可向分子链末端及侧链两者导入反应性硅基的方面考虑,优选组合使用上述(I)和(II)的方法。另外,从可得到具有任意的分子量、分子量分布窄、粘度低的聚合物的方面考虑,优选上述(IV)的方法。
作为具有反应性硅基和巯基的化合物,例如可以举出:3-巯基丙基三甲氧基硅烷、巯基甲基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、巯基甲基三乙氧基硅烷等。作为具有聚合性不饱和键和反应性硅基的化合物,例如可以举出:3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基甲基硅烷等具有(甲基)丙烯酰氧基和反应性硅基的化合物;乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等具有乙烯基和反应性硅基的化合物等。这些可仅使用1种,也可以并用2种以上。
聚合物(B)的反应性硅基可导入分子链末端及侧链的任一者中,从粘接性的方面考虑,优选导入分子链末端及侧链这两者中。为了得到具有高强度的固化物,1分子聚合物(B)中的反应性硅基数平均优选为1.0以上,更优选为1.3以上,进一步优选为1.5以上,优选为8.0以下,更优选为7.0以下,进一步优选为6.0以下。聚合物(B)的反应性硅基当量优选为0.30mmol/g以上,更优选为0.35mmol/g以上,进一步优选为0.40mmol/g以上,优选为3.0mmol/g以下,更优选为2.5mmol/g以下,进一步优选为2.0mmol/g以下。在此,反应性硅基当量是指聚合物(B)的单位重量(g)中所含的反应性硅基量(mmol),可由具有反应性硅基的单体的添加量算出。
聚合物(B)的分子量没有特别限定。为了得到强度高的固化物,优选聚合物(B)的分子量较高。在使用高分子量的聚合物(B1)的情况下,其数均分子量以利用GPC的聚苯乙烯换算计优选为4,000以上,更优选为6,000以上,进一步优选为8,000以上,优选为100,000以下,更优选为50,000以下,进一步优选为30,000以下。在使用高分子量的聚合物(B1)的情况下,合成其的单体没有特别限定,但为了得到粘度低的固化性组合物,优选玻璃化转变温度低的单体。
高分子量的聚合物(B1)优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.30~3.0mmol/g、数均分子量为4,000~100,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为50~95重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为95:5~40:60的聚(甲基)丙烯酸酯。
高分子量的聚合物(B1)更优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.35~2.5mmol/g、数均分子量为6,000~50,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为90:10~60:40的聚(甲基)丙烯酸酯。
高分子量的聚合物(B1)进一步优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.40~2.0mmol/g、数均分子量为8,000~30,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为90:10~60:40的聚(甲基)丙烯酸酯。
为了降低固化性组合物的粘度,且得到强度高的固化物,优选聚合物(B)的分子量较低。在使用低分子量的聚合物(B2)的情况下,其数均分子量以利用GPC的聚苯乙烯换算计优选为400以上,更优选为500以上,进一步优选为1,000以上,特别优选为1,500以上,优选低于4,000,更优选为3,000以下。构成低分子量的聚合物(B2)的单体在全部单体中优选以20重量%以上、更优选30重量%以上、进一步优选40重量%以上含有均聚物的玻璃化转变温度为-25℃以上的单体(b2)。在均聚物的玻璃化转变温度低于-25℃的单体的量多的情况下,有时得到的固化物的强度不充分。
低分子量的聚合物(B2)优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.30~3.0mmol/g、数均分子量为1,000以上且低于4,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为50~95重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为95:5~40:60的聚(甲基)丙烯酸酯。
低分子量的聚合物(B2)更优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.35~2.5mmol/g、数均分子量为1,500~3,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为90:10~60:40的聚(甲基)丙烯酸酯。
低分子量的聚合物(B2)进一步优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.40~2.0mmol/g、数均分子量为1,500~3,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为90:10~60:40的聚(甲基)丙烯酸酯。
聚合物(A)和聚合物(B)的重量比没有特别限定,聚合物(A):聚合物(B)优选为90:10~30:70,更优选为85:15~40:60,进一步优选为80:20~50:50。另外,固化性组合物中的聚合物(A)及聚合物(B)的总含量优选为30~90重量%,更优选为50~80重量%。
<高分子量增塑剂(C)>
本发明的固化性组合物含有1分子中平均具有0~1个反应性硅基的高分子量增塑剂(C)。通过添加高分子量增塑剂(C),可调整固化性组合物的粘度和固化物的伸长率。
另外,在本发明的固化性组合物中,除高分子量增塑剂(C)以外,也可以含有低分子量增塑剂。但是,仅使用低分子量增塑剂作为增塑剂时,使固化物的拉伸物性显著降低,故不优选。在本发明中,高分子量增塑剂(C)是指数均分子量为500以上的增塑剂,低分子量增塑剂是指数均分子量低于500的增塑剂。
高分子量增塑剂(C)的数均分子量以利用GPC的聚苯乙烯换算计优选为500以上,更优选为1,000以上,进一步优选为1,500以上,特别优选为2,000以上,优选为15,000以下,更优选为10,000以下,进一步优选为8,000以下。若该数均分子量过低,则由于热、降雨,高分子量增塑剂(C)经时地从固化物中流出,不能长期保持初期的物性。另外,若该数均分子量过高,则固化性组合物的粘度变高,作业性变差。
高分子量增塑剂(C)的分子量分布(Mw/Mn)没有特别限定,优选较窄,更优选低于1.80,更进一步优选1.70以下,进一步优选1.60以下,进一步优选1.50以下,特别优选1.40以下,最优选1.30以下。
作为高分子量增塑剂(C),例如可以举出:聚氧化烯;(甲基)丙烯酸酯系聚合物;二乙二醇二苯甲酸酯、三乙二醇二苯甲酸酯、季戊四醇酯等聚亚烷基二醇的酯;由癸二酸、己二酸、壬二酸、邻苯二甲酸等二元酸酸与乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇等二元醇得到的聚酯;将聚醚多元醇的羟基氨酯化而成的聚醚(例如商品名:LBU-25(三洋化成(株)制))、利用羧酸酯化而成的聚醚、将末端醚化而成的聚醚;聚苯乙烯、聚-α-甲基苯乙烯等聚苯乙烯;聚丁二烯、聚丁烯、聚异丁烯、丁二烯-丙烯腈、聚氯丁二烯等,但本发明并不限定于这些。
作为高分子量增塑剂(C),优选与聚合物(A)及聚合物(B)相容的物质。从该方面考虑,高分子量增塑剂(C)优选为氧化烯系聚合物或(甲基)丙烯酸酯系聚合物。氧化烯系聚合物及(甲基)丙烯酸酯系聚合物的说明与聚合物(A)及聚合物(B)中说明的相同。
若使用氧化烯系聚合物作为高分子量增塑剂(C),则表面固化性及深部固化性得到改善,也不会引起储存后的固化延迟,故优选。氧化烯系聚合物中,更优选聚氧丙烯。从可抑制因增塑剂添加导致的强度降低的方面考虑,优选使用末端不具有羟基的氧化烯系聚合物。
从相容性及耐候性、耐热性的方面考虑,作为高分子量增塑剂(C),优选使用(甲基)丙烯酸酯系聚合物。在(甲基)丙烯酸酯系聚合物中,更优选聚(甲基)丙烯酸烷基酯。从分子量分布窄、可低粘度化的方面考虑,(甲基)丙烯酸酯系聚合物的合成法优选活性自由基聚合法,进一步优选原子移动自由基聚合法。另外,也优选将日本特开2001-207157号公报中所记载的(甲基)丙烯酸烷基酯在高温·高压下进行连续本体聚合的方法(所谓SGO工艺)。
高分子量增塑剂(C)为1分子中平均具有多于0个且为1个以下的反应性硅基的高分子量增塑剂(C1),也可以为不具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C2),还可以为它们的混合物。作为反应性硅基,例如可以举出:通式(1)所示的反应性硅基。聚合物(A)和高分子量增塑剂(C)的反应性硅基也可以不同,,但从得到具有良好的伸长率的固化物的方面考虑,优选相同。在高分子量增塑剂(C)具有反应性硅基的情况下,1分子中的反应性硅基数平均优选为0.3以上,更优选为0.5以上,进一步优选为0.6以上。该反应性硅基数低于0.3时,有可能无法充分地得到固化物的高强度化这样的利用反应性硅基得到的效果。另一方面,若该反应性硅基数大于1,则有可能无法得到伸长率高的固化物。
具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C)可通过聚合物(A)及聚合物(B)中例示的聚合物的合成法及反应性硅基的导入法、以及其他的公知的方法来制造。
高分子量增塑剂(C)的含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为5~200重量份,更优选10~150重量份,特别优选20~100重量份。该含量低于5重量份时,有时无法充分地表现出高分子量增塑剂(C)的效果,若超过200重量份,则有时固化物的机械强度不足。
在高分子量增塑剂(C)为1分子中平均具有多于0个且为1个以下的反应性硅基的高分子量增塑剂(C1)的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为5重量份以上,更优选为10重量份以上,进一步优选为20重量份以上,优选为200重量份以下,更优选为150重量份以下,进一步优选为100重量份以下。
在高分子量增塑剂(C)为不具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C2)的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为5重量份以上,更优选为10重量份以上,进一步优选为20重量份以上,优选为200重量份以下,更优选为150重量份以下,进一步优选为100重量份以下。
作为高分子量增塑剂(C),也可以并用具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C1)和不具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C2)。从得到作业性和机械物性优异的固化物的方面考虑,优选并用具有反应性硅基的高分子量增塑剂和不具有反应性硅基的高分子量增塑剂。
在高分子量增塑剂(C)为1分子中平均具有多于0个且为1个以下的反应性硅基的高分子量增塑剂(C1)及不具有反应性硅基的高分子增塑剂(C2)的情况下,其总含量优选为5重量份以上,更优选为10重量份以上,进一步优选为20重量份以上,优选为200重量份以下,更优选为150重量份以下,进一步优选为100重量份以下,其重量比(高分子量增塑剂(C1):高分子量增塑剂(C2))优选为90:10~20:80,更优选为85:15~40:60,进一步优选为80:20~50:50。
高分子量增塑剂(C)优选为高分子量增塑剂(C1)、和/或高分子量增塑剂(C2),所述高分子量增塑剂(C1)为1分子中平均具有0.3~1个的反应性硅基且数均分子量为500~15,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,所述高分子量增塑剂(C2)为不具有反应性硅基且数均分子量为500~15,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯。
高分子量增塑剂(C)更优选为高分子量增塑剂(C1)、和/或高分子量增塑剂(C2),所述高分子量增塑剂(C1)为1分子中平均具有0.5~1个的反应性硅基且数均分子量为1,000~10,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,所述高分子量增塑剂(C2)为不具有反应性硅基且数均分子量为1,000~10,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯。
高分子量增塑剂(C)进一步优选为高分子量增塑剂(C1)、及高分子量增塑剂(C2),所述高分子量增塑剂(C1)为1分子中平均具有0.6~1个的反应性硅基且数均分子量为2,000~8,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,所述高分子量增塑剂(C2)为不具有反应性硅基且数均分子量为2,000~8,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,高分子量增塑剂(C1)及高分子量增塑剂(C2)的重量比(高分子量增塑剂(C1):高分子量增塑剂(C2))为80:20~50:50。
<其它的成分>
只要不妨碍本发明的效果,则本发明的固化性组合物也可以含有上述聚合物(A)、聚合物(B)及高分子量增塑剂(C)以外的成分(其它的成分)。以下,对其它的成分进行说明。
本发明的固化性组合物中也可以添加低分子量增塑剂。作为低分子量增塑剂的具体例,可以列举,邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸丁基苄酯等邻苯二甲酸酯化合物;双(2-乙基己基)-1,4-苯二羧酸酯等对苯二甲酸酯化合物(具体而言,商品名:EASTMAN168(EASTMAN CHEMICAL制));1,2-环己烷二羧酸二异壬酯等非邻苯二甲酸酯化合物(具体而言,商品名:Hexamoll DINCH(BASF制));己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、琥珀酸二异癸酯、乙酰基柠檬酸三丁酯等脂肪族多元羧酸酯化合物;油酸丁酯、乙酰基蓖麻油酸甲酯等不饱和脂肪酸酯化合物;烷基磺酸苯酯(具体而言,商品名:Mesamoll(LANXESS制));磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯等磷酸酯化合物;偏苯三酸酯化合物;氯化石蜡;烷基联苯、部分氢化三联苯等烃系油;环氧化大豆油、环氧硬脂酸苄酯等环氧增塑剂等。
在使用低分子量增塑剂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为5~150重量份,更优选10~120重量份,特别优选20~100重量份。该含量低于5重量份时,无法表现出低分子量增塑剂的效果,若超过150重量份,则存在固化物的机械强度不足的倾向。低分子量增塑剂可仅使用1种,也可以并用2种以上。另外,在期望固化性组合物表现出高强度的情况下,优选不使用低分子量增塑剂。
本发明的固化性组合物中可添加溶剂或稀释剂。作为溶剂及稀释剂,没有特别限定,可以使用脂肪族烃、芳香族烃、脂环族烃、卤代烃、醇、酯、酮、醚等。在使用溶剂或稀释剂的情况下,从在室内使用组合物时对空气的污染问题考虑,溶剂的沸点优选150℃以上,更优选200℃以上,特别优选250℃以上。上述溶剂或稀释剂可仅使用1种,也可以并用2种以上。
在本发明的固化性组合物中,出于使聚合物(A)及(B)固化的目的,也可以使用固化催化剂。作为固化催化剂的具体例,可以举出:钛酸四丁酯、钛酸四丙酯、四(乙酰丙酮)钛、双(乙酰丙酮)二异丙氧基钛、双(乙基乙酰乙酸)二异丙氧基钛等钛化合物;二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、邻苯二甲酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、双(2-乙基己酸)二丁基锡、双(甲基马来酸)二丁基锡、双(乙基马来酸)二丁基锡、双(丁基马来酸)二丁基锡、双(辛基马来酸)二丁基锡、双(十三烷基马来酸)二丁基锡、双(苄基马来酸)二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二甲醇二丁基锡、双(壬基苯酚)二丁基锡、氧化二丁烯基锡、氧化二丁基锡、双(乙酰丙酮)二丁基锡、双(乙基乙酰丙酮)二丁基锡、氧化二丁基锡与硅酸酯化合物的反应物、氧化二丁基锡与邻苯二甲酸酯的反应物等二丁基锡系化合物;双(三乙氧基硅酸)二辛基锡、双(乙基马来酸)二辛基锡、双(辛基马来酸)二辛基锡、二月桂酸二辛基锡、二乙酸二辛基锡、双(乙酰丙酮)二辛基锡等二辛基锡系化合物;二乙酸二甲基锡、双(乙酰丙酮)二甲基锡等有机锡化合物(其中,不包括二丁基锡系化合物及二辛基锡系化合物);三(乙酰丙酮)铝、三(乙基乙酰乙酸)铝、乙基乙酰乙酸二异丙氧基铝等有机铝化合物;四(乙酰丙酮)锆等锆化合物;2-乙基己酸、辛酸、新癸酸、油酸、环烷酸等羧酸;双新癸酸锡、双(2-乙基己酸)锡等羧酸锡、羧酸铅、羧酸铋、羧酸钾、羧酸钙、羧酸钡、羧酸钛、羧酸锆、羧酸铪、羧酸钒、羧酸锰、羧酸铁、羧酸钴、羧酸镍、羧酸铈等羧酸金属盐;三氟化硼、三氟化硼二乙基醚络合物、三氟化硼乙基胺络合物等三氟化硼络合物;氟化铵、氟化四丁基胺、氟化钾、氟化铯、氟氢铵、1,1,2,3,3,3-六氟-1-二乙基氨基丙烷(MEC81、通称石川试剂)、六氟磷酸钾、Na2SiF6、K2SiF6、(NH4)2SiF6含等含有氟阴离子的化合物等,但并不限定于此。其中,从可得到强度及伸长率高的固化物的方面考虑,优选二丁基锡系化合物、二辛基锡系化合物、羧酸锡、羧酸。从毒性低的方面考虑,更优选二辛基锡系化合物、羧酸锡、羧酸。
在使用固化催化剂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.01~10重量份左右,更优选0.1~5重量份。从近年来环境问题增加的方面考虑,有限制锡系化合物使用量的倾向。因此,在使用锡系化合物时,其含量优选低于1重量份。
本发明的固化性组合物可以添加硅烷偶联剂、硅烷偶联剂的反应物等作为粘接性赋予剂。
作为硅烷偶联剂的具体例,可以举出:γ-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基甲基二甲氧基硅烷、α-异氰酸酯甲基三甲氧基硅烷、α-异氰酸酯甲基二甲氧基甲基硅烷等含异氰酸酯基硅烷类;γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-β-氨基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨基乙基-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨基乙基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨基乙基-γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙烯基苄基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、(氨基甲基)二甲氧基甲基硅烷、(氨基甲基)三甲氧基硅烷、(苯基氨基甲基)二甲氧基甲基硅烷、(苯基氨基甲基)三甲氧基硅烷、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等含有氨基的硅烷类;γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二乙氧基硅烷等含巯基硅烷类;γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷等含环氧基硅烷类;β-羧基乙基三乙氧基硅烷、β-羧基乙基苯基双(β-甲氧基乙氧基)硅烷、N-β-(羧基甲基)氨基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等的羧基硅烷类;乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基甲基三乙氧基硅烷等的乙烯基型不饱和基含有硅烷类;γ-氯丙基三甲氧基硅烷等含卤素硅烷类;三(三甲氧基甲硅烷基)异氰脲酸酯等异氰脲酸酯硅烷类;甲基(N-二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)氨基甲酸酯、甲基(N-三甲氧基甲硅烷基甲基)氨基甲酸酯、甲基(N-二甲氧基甲基甲硅烷基丙基)氨基甲酸酯、甲基(N-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基甲酸酯等氨基甲酸酯硅烷类;(甲氧基甲基)二甲氧基甲基硅烷、(甲氧基甲基)三甲氧基硅烷、(乙氧基甲基)三甲氧基硅烷、(苯氧基甲基)三甲氧基硅烷等含烷氧基硅烷类;3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐等含酸酐硅烷类等。另外,这些部分缩合物或将它们进行改性而成的衍生物即氨基改性甲硅烷基聚合物、甲硅烷基化氨基聚合物、不饱和氨基硅烷络合物、苯基氨基长链烷基硅烷、氨基甲硅烷基化硅酮、甲硅烷基化聚酯等也可用作硅烷偶联剂。这些硅烷偶联剂可仅使用1种,也可以并用2种以上。作为硅烷偶联剂的反应物,还可以举出:异氰酸酯硅烷和含羟基化合物或含氨基化合物的反应物;氨基硅烷的麦克尔加成反应物;氨基硅烷和含环氧基化合物的反应物、环氧硅烷和含羧基化合物、含氨基化合物的反应物等。
在使用硅烷偶联剂或其反应物的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.1~20重量份,更优选0.5~10重量份。
作为硅烷偶联剂或其反应物以外的粘接性赋予剂的具体例,没有特别限定,例如可以举出:环氧树脂、酚醛树脂、硫、钛酸烷基酯类、芳香族聚异氰酸酯等。上述粘接性赋予剂可仅使用1种,也可以并用2种以上。通过添加这些粘接性赋予剂,可改善固化物相对于粘附体的粘合性。
另外,本发明的固化性组合物中可添加硅酸酯。该硅酸酯作为交联剂发挥作用,具有改善由本发明的固化性组合物得到的固化物的复原性、耐久性、及耐蠕变性的功能。另外,还具有改善固化物的粘接性及耐水粘接性、高温高湿条件下的粘接耐久性的效果。作为硅酸酯,可使用四烷氧基硅烷及烷基烷氧基硅烷或他们的部分水解缩合物。
作为硅酸酯,例如可以举出:四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、乙氧基三甲氧基硅烷、二甲氧基二乙氧基硅烷、甲氧基三乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四异丁氧基硅烷、四叔丁氧基硅烷等四烷氧基硅烷(硅酸四烷基酯)、及它们的部分水解缩合物。
四烷氧基硅烷的部分水解缩合物的固化物的复原性、耐久性、及耐蠕变性的改善效果比四烷氧基硅烷大,故优选。作为上述四烷氧基硅烷的部分水解缩合物,例如可以举出:通过通常的方法在四烷氧基硅烷中添加水使其部分水解并缩合而成的物质。另外,有机硅酸酯化合物的部分水解缩合物可使用市售的物质。作为这样的缩合物,例如可以举出:methyl silicate 51,ethyl silicate 40(均为C0LC0AT(株)制)等。
在使用硅酸酯的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.1~20重量份,更优选为0.5~10重量份。
本发明的固化性组合物中可添加1种或2种以上的填充剂。在使用填充剂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为1~300重量份,更优选10~200重量份。
作为填充剂,可以举出:气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、结晶性二氧化硅、熔融二氧化硅、白云石、硅酸酐、含水硅酸、氢氧化铝、炭黑、中空氧化铝二氧化硅微粒(例如,商品名:PANSIL UltraSpheres(TOLSA公司制))、重质碳酸钙、胶质碳酸钙、碳酸镁、硅藻土、煅烧粘土、粘土、滑石、高岭土、sillitin、膨润土、有机膨润土、氧化铁、铝微粉、燧石粉末、氧化锌、活性锌华、PVC粉末、PMMA1粉末等树脂粉末;石棉、玻璃纤维及纤丝这样的纤维状填充剂等。在此,重质碳酸钙是指通过粉碎分级而制造的碳酸钙,胶质碳酸钙是指通过二氧化碳化学结合法(carbon dioxide gas chemical combination method)而制造的碳酸钙。
填充剂如日本特开2001-181532号公报中所记载那样,也可以在与氧化钙等脱水剂均匀混合后,封入由气密性材料制成的袋中并放置适当的时间,由此预先进行脱水干燥。通过使用这样的经干燥的填充剂,可改良特别是单液型的固化性组合物的储存稳定性。
另外,在得到透明性高的固化性组合物的情况下,如日本特开平11-302527号公报中所记载那样,可使用以聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物作为原料的高分子粉体或非晶二氧化硅等作为填充剂。另外,如日本特开2000-38560号公报中所记载那样,可通过使用在其表面键合有疏水基团的二氧化硅微粉即疏水性二氧化硅等作为填充剂来得到透明性高的固化性组合物。二氧化硅微粉的表面一般具有硅烷醇基(-SiOH),通过使有机硅卤化物或醇类等与该硅烷醇基反应而生成(-SiO-疏水基团)的物质为疏水性二氧化硅。作为疏水性二氧化硅,例如可以举出:使二甲基硅氧烷、六甲基二硅氮烷、二甲基二氯硅烷、三甲氧基辛基硅烷、三甲基硅烷等反应键合于二氧化硅微粉表面存在的硅烷醇基而成的二氧化硅。另外,在表面具有硅烷醇基(-SiOH)的二氧化硅微粉被称为亲水性二氧化硅微粉。
在要得到强度高的固化物的情况下,主要优选使用选自气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、结晶性二氧化硅、熔融二氧化硅、白云石、硅酸酐、含水硅酸、炭黑、氢氧化铝、重质碳酸钙、煅烧粘土、粘土、氧化钛、中空氧化铝二氧化硅微粒、高岭土、sillitin及活性锌华中的填充剂。在使用上述填充剂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为1~200重量份。
另外,一般而言,碳酸钙的比表面积的值越大,固化物的断裂强度、断裂伸长率、粘接性的改善效果变得越大。因此,在使用重质碳酸钙作为填充剂的情况下,其平均初级粒径优选小于3μm,更优选小于2μm,最优选小于1μm。另一方面,该平均初级粒径优选为0.05μm以上。该平均初级粒径为100个粒子的值的平均值,为利用电子显微镜测得的值。平均初级粒径为初级粒子的长径和短径的相加平均值,也称为双轴平均粒径。
在使用碳酸钙的情况下,可分别使用表面处理碳酸钙和未进行表面处理的碳酸钙,也可以并用。在要提高碳酸钙的分散性的情况下,优选进行表面处理,在要得到强度高的固化物的情况下,优选未进行表面处理或表面处理率低。作为用于制造表面处理的碳酸钙的表面处理剂,可以举出:棕榈酸、辛酸、癸酸、月桂酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等所代表的饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸、及松香酸系化合物等羧酸及其酯、六甲基二硅氮烷、氯硅烷、氨基硅烷等硅烷化合物、石蜡系化合物等,但并不限定于这些。其中,若表面处理剂为羧酸,则在制成固化性硅酮系树脂组合物的情况下,更不易产生固化延迟,故优选。进而,羧酸中,饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸更不易产生固化延迟,故特别优选。在要得到强度高的固化物的情况下,优选使用重质碳酸钙。在要撕裂强度高的固化物的情况下,优选使用胶质碳酸钙。
为了提高固化性组合物的作业性和使固化物表面为消光状,优选添加有机微球、无机微球(balloon)。这些微球也可以进行表面处理。为了提高作业性(剥离(キレ)等),微球的粒径优选0.1mm以下。为了使固化性表面为消光状,微球的粒径优选5~300μm。在此,微球的粒径为利用电子显微镜测得的值。
微球为内部中空的球状体。微球出于组合物的轻量化(低比重化)的目的而添加。作为该微球,可以举出:玻璃、白砂、二氧化硅等无机系微球、及酚醛树脂、尿素树脂、聚苯乙烯、saran等有机系微球,但并不限定于这些。另外,也可以使用无机系的材料和有机系的材料的复合微球、形成了多层的微球。进而,也可以使用对表面进行了加工或涂布的微球。另外,也可以使用用各种表面处理剂对表面进行了处理的微球。作为表面处理了的微球,例如可以举出:将有机系的微球用碳酸钙、滑石、氧化钛等进行了涂布的微球、将无机系的微球用硅烷偶联剂进行了表面处理的微球。
在使用微球的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.01~30重量份,更优选0.1~20重量份。该含量低于0.01重量份时,则没有利用微球得到的作业性的改善效果,若超过30重量份,则存在固化物的伸长率和断裂强度变低的倾向。
在使用微球时,可添加如日本特开2000-154368号公报中所记载那样的防滑剂、如日本特开2001-164237号公报中所记载那样的用于使固化物的表面为消光状的伯和/或仲胺、特别是熔点35℃以上的伯和/或仲胺。微球的具体例记载于日本特开平2-129262号、日本特开平4-8788号、日本特开平4-173867号、日本特开平5-1225号、日本特开平7-113073号、日本特开平9-53063号、日本特开平10-251618号、日本特开2000-154368号、日本特开2001-164237号、WO97/05201等。
另外,可以使用日本特开2004-51701号公报或日本特开2004-66749号公报等中记载的热膨胀性微粒中空体。热膨胀性微粒中空体为用高分子外壳材料(例如偏氯乙烯系共聚物、丙烯腈系共聚物或偏氯乙烯-丙烯腈共聚物)球状地包入碳原子数1~5的烃等低沸点化合物的塑料球体。通过对含有热膨胀性微粒中空体的固化物进行加热,热膨胀性微粒中空体壳内的气压增加,高分子外壳材料软化,从而其体积急剧膨胀,可以使粘接于对象物的固化物剥离。
在本发明的固化性组合物含有密封材料用固化物粒子的情况下,也可以在得到的固化物表面形成凹凸而提高其设计性。密封材料用固化物粒子的优选的直径、配合量、材料等如日本特开2001-115142号公报中所记载那样如下所述。其直径优选为0.1mm~1mm,更优选为0.2~0.5mm左右。其在固化性组合物中的配合量优选为5~100重量%,更优选为20~50重量%。该材料只要是用于密封材料的材料就没有限定,例如可以举出:氨酯树脂、硅酮、改性硅酮、多硫化橡胶等,其中,优选改性硅酮。
在本发明的固化性组合物中,为了防止流挂、使作业性良好,也可以根据需要添加防流挂剂。作为防流挂剂没有特别的限定,例如可以举出:聚酰胺蜡类;氢化蓖麻油衍生物类;硬脂酸钙、硬脂酸铝、硬脂酸钡等金属皂类等。另外,若使用如特开平11-349916号公报中所记载那样的粒径10~500μm的橡胶粉末、如特开2003-155389号公报中所记载那样的有机纤维作为防流挂剂,则可得到触变性高、作业良好的固化性组合物。这些防流挂剂可仅使用1种,也可以并用2种以上。在使用防流挂剂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.1~20重量份。
在本发明的固化性组合物中,可以使用抗氧化剂(防老化剂)。若使用抗氧化剂,则可提高固化物的耐候性。作为抗氧化剂,可例示受阻酚系抗氧化剂、单酚系抗氧化剂、双酚系抗氧化剂、多酚系抗氧化剂,特别优选受阻酚系抗氧化剂。抗氧化剂的具体例也记载于日本特开平4-283259号公报或日本特开平9-194731号公报。在使用抗氧化剂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.1~10重量份,更优选0.2~5重量份。
在本发明的固化性组合物中,可以使用光稳定剂。若使用光稳定剂,则可防止固化物的光氧化劣化。作为光稳定剂,可例示苯并三唑系稳定剂、受阻胺系稳定剂、苯甲酸酯系稳定剂等,特别优选受阻胺系光稳定剂(HALS)。在使用光稳定剂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.1~10重量份,更优选0.2~5重量份。
在本发明的固化性组合物中使用光固化性物质(例如不饱和丙烯酸系化合物)的情况下,如特开平5-70531号公报中记载的那样,为了提高固化性组合物的保存稳定性,优选使用含有叔胺的受阻胺系光稳定剂作为受阻胺系光稳定剂(HALS)。作为含有叔胺的受阻胺系光稳定剂,可例示Tinuvin 622DL、Tinuvin 144;CHIMASSORB 119FL(以上为Ciba日本株式会社制);Adekastab LA-57、LA-62、LA-67、LA-63P(以上均为株式会社ADEKA制);SanolLS-765、LS-292、LS-2626、LS-1114、LS-744(以上均为三共生命科技株式会社制)等。
在本发明的固化性组合物中,可以使用紫外线吸收剂。若使用紫外线吸收剂,则可提高固化物表面的耐候性。作为紫外线吸收剂,可例示二苯甲酮系紫外线吸收剂、苯甲酸酯系紫外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂、水杨酸酯系紫外线吸收剂、取代甲苯基系紫外线吸收剂及金属络合物系紫外线吸收剂等。其中,优选苯并三唑系紫外线吸收剂、苯甲酸酯系紫外线吸收剂。作为苯并三唑系紫外线吸收剂,例如可以举出:市售名Tinuvin P、Tinuvin 213、Tinuvin 234、Tinuvin 326、Tinuvin 327、Tinuvin 328、Tinuvin 329、Tinuvin 571(以上为BASF公司制)。特别优选2-(2H-1,2,3-苯并三唑-2-基)-苯酚系化合物。作为苯甲酸酯系紫外线吸收剂,例如可以举出:2,4-二叔丁基苯基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯(商品名:Sumisorb 400)。进而,优选并用酚系抗氧化剂和/或受阻酚系抗氧化剂、受阻胺系光稳定剂和苯并三唑系紫外线吸收剂和/或苯甲酸酯系紫外线吸收剂。在使用紫外线吸收剂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.1~10重量份,更优选0.2~5重量份。
在本发明的固化性组合物中,出于调整固化性组合物或固化物的诸物性的目的,也可以根据需要添加各种添加剂。作为这样的添加剂的例子,例如可以举出:阻燃剂、固化性调整剂、自由基抑制剂、金属钝化剂、臭氧劣化防止剂、磷系过氧化物分解剂、润滑剂、颜料、发泡剂、溶剂、防霉剂等。这些添加剂可仅使用1种,也可以并用2种以上。添加剂的具体例例如记载于日本特公平4-69659号、日本特公平7-108928号、日本特开昭63-254149号、日本特开昭64-22904号、日本特开2001-72854号等。
本发明的固化性组合物也可以制备成单成分型组合物,所述单成分型组合物将全部配合成分预先配合后密封保存,在施工后通过空气中的湿气进行固化。另外,本发明的固化性组合物还可以制备成双组分型组合物,所述双组分型组合物另行制备配合了固化催化剂、填充材料、增塑剂、水等成分的固化剂,将该配合剂和固化性组合物在使用前混合而使用。从作业性的方面考虑,优选单成分型组合物。
在固化性组合物为单成分型组合物的情况下,由于预先配合全部配合成分,因此,优选将含有水分的配合成分预先进行脱水干燥后使用,或在配合混炼中通过减压等来进行脱水。在固化性组合物为双成分型组合物的情况下,由于在含有具有反应性硅基的聚合物的主剂中无需配合固化催化剂,因此,在配合剂中即使含有一些水分,也很少担心凝胶化,但在需要长期储存稳定性的情况下,优选对配合成分进行脱水干燥。作为脱水干燥方法,在配合成分为粉状等固体物质的情况下,优选加热干燥法;在配合成分为液态物的情况下,优选减压脱水法或使用合成沸石、活性氧化铝、二氧化硅凝胶、生石灰、氧化镁等的脱水法。另外,也可以在配合成分中少量添加异氰酸酯化合物并使异氰酸酯基与水反应来进行脱水。另外,也可以添加3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-唑烷等唑烷化合物并使唑烷与水反应来进行脱水。除该脱水干燥法以外,还可通过添加甲醇、乙醇等低级醇;正丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等烷氧基硅烷化合物来进一步提高固化性组合物的储存稳定性。
在使用脱水剂(例如乙烯基三甲氧基硅烷等可与水反应的硅化合物)的情况下,其在固化性组合物中的含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.1~20重量份,更优选0.5~10重量份。
本发明的固化性组合物中,也可以根据需要添加用于调整生成的固化物的拉伸特性的物性调整剂。作为物性调整剂没有特别限定,例如可以举出:苯氧基三甲基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷等烷基烷氧基硅烷类;二苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷等芳基烷氧基硅烷类;二甲基二异丙烯氧基硅烷、甲基三异丙烯氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二异丙烯氧基硅烷等烷基异丙烯氧基硅烷;三(三甲基甲硅烷基)硼酸酯、三(三乙基甲硅烷基)硼酸酯等三烷基甲硅烷基硼酸酯类;硅酮清漆类;聚硅氧烷类等。通过使用物性调整剂,可提高得到的固化物的硬度,或反而降低固化物的硬度或提高断裂伸长率。物性调整剂可仅使用1种,也可以并用2种以上。
特别是通过水解生成分子内具有1价硅烷醇基的化合物的化合物具有不使固化物表面的粘性变差而降低固化物模量的作用。特别优选生成三甲基硅烷醇的化合物。作为通过水解生成分子内具有1价硅烷醇基的化合物的化合物,可以举出日本特开平5-117521号公报中所记载的化合物。另外,可以举出:己醇、辛醇、癸醇等烷基醇的衍生物、即通过水解生成三甲基甲硅烷醇等R3SiOH的化合物、日本特开平11-241029号公报中所记载的三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇或者山梨糖醇等羟基数为3以上的多元醇的衍生物、即水解生成三甲基甲硅烷醇等R3SiOH的化合物。
另外,还可以举出如日本特开平7-258534号公报中所记载那样的聚氧丙烯的衍生物,即通过水解生成三甲基硅烷醇等R3SiOH的化合物。进而,还可以使用日本特开平6-279693号公报中所记载的具有可交联的水解性硅基和通过水解生成单硅烷醇的硅基的聚氧化烯。
本发明的固化性组合物中,为了提高对基材的粘接性及密合性等,可根据需要添加增粘树脂。作为增粘树脂,可没有特别限制地使用通常所使用的增粘树脂。作为增粘树脂,例如可以举出:萜烯系树脂、芳香族改性萜烯、氢化萜烯树脂、使萜烯类与酚类共聚而得到的萜烯-酚醛树脂、酚醛树脂、改性酚醛树脂、二甲苯-酚醛树脂、环戊二烯-酚醛树脂、香豆酮茚树脂、松香系树脂、松香酯树脂、氢化松香酯树脂、二甲苯树脂、低分子量聚苯乙烯系树脂、苯乙烯共聚物及其氢化物、石油树脂(例如,C5烃树脂、C9烃树脂、C5C9烃共聚树脂等)、氢化石油树脂、DCPD树脂等。作为增粘树脂即苯乙烯共聚物及其氢化物,例如可以举出:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)等。增粘树脂可仅使用1种,也可以并用2种以上。其中,从与聚合物(A)及聚合物(B)的相容性高、可得到高密合效果的方面考虑,优选萜烯-酚醛树脂。另一方面,在色调重要的情况下,优选石油树脂。
在使用增粘树脂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为2~100重量份,更优选为5~50重量份,进一步优选为5~30重量份。若该含量少于2重量份,则不易得到对基材的粘接及密合效果,另外,若超过100重量份,则固化性组合物的粘度变得过高,有时不易操作。
在本发明的固化性组合物中,可使用环氧化合物。若使用环氧化合物,则可提高固化物的复原性。作为环氧化合物,可例示:环氧化不饱和油脂类、环氧化不饱和脂肪酸酯类、脂环族环氧化合物类、表氯醇衍生物、及它们的混合物等。具体而言,可以举出:环氧化大豆油、环氧化亚麻籽油、双(2-乙基己基)-4,5-环氧环己烷-1,2-二羧酸酯(E-PS)、环氧硬脂酸辛酯、环氧硬脂酸丁酯等。其中,特别优选E-PS。在使用环氧化合物的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.5~50重量份。
在本发明的固化性组合物中,可以使用光固化性物质。若使用光固化性物质,则在固化物表面形成光固化性物质的皮膜,可改善固化物的粘性和固化物的耐候性。光固化性物质为通过光的作用而产生固化(交联)的物质。作为光固化性物质,已知有单体、低聚物树脂、或含有它们的组合物等。另外,作为光固化性物质,可使用市售品。作为代表性的光固化性物质,可以举出:不饱和丙烯酸系化合物、聚肉桂酸乙烯酯类或叠氮化树脂等。
作为不饱和(甲基)丙烯酸系化合物,为具有多个(甲基)丙烯酰基的单体、低聚物或它们的混合物,可例示:丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等单体或由上述单体构成的分子量10,000以下的低聚酯或聚酯。具体而言,例如可例示:1分子中具有2个(甲基)丙烯酰基的Aronix M-210、Aronix M-215、Aronix M-220、Aronix M-233、Aronix M-240、Aronix M-245;1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的Aronix M305、Aronix M-309、Aronix M-310、Aronix M-315、Aronix M-320、Aronix M-325;1分子中具有4个以上(甲基)丙烯酰基的Aronix M-400(以上Aronix均为东亚合成化学工业株式会社的制品。)等。特别优选含有丙烯酰基的化合物,另外,优选1分子中平均具有3个以上的丙烯酰基的化合物。
作为聚肉桂酸乙烯酯类,可例示:聚肉桂酸乙烯酯衍生物、将聚乙烯基醇用肉桂酸酯化而得到的具有肉桂酰基的感光性树脂。叠氮化树脂为具有叠氮基的感光性树脂。“感光性树脂”(昭和47年3月17日出版、印刷学会出版部发行、第93页~、第106页~、第117页~)中有叠氮化树脂的详细的例示。
光固化性物质可单独使用,也可以根据需要与增感剂和/或促进剂并用。作为增感剂,可以举出:酮类、硝基化合物等,作为促进剂,可以举出:胺类等。
在使用光固化性物质的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.1~20重量份,更优选为0.5~10重量份。该含量低于0.1重量份时,没有提高耐候性的效果,若多于20重量份,则固化物变得过硬、存在产生裂纹的倾向。
在本发明的固化性组合物中,可以使用氧固化性物质。作为氧固化性物质,可例示能与空气中的氧反应的不饱和化合物。氧固化性物质与空气中的氧反应而在固化物的表面附近形成固化皮膜,具有防止表面发粘、及防止污垢或尘埃附着在固化物表面的作用。作为氧固化性物质,可以举出:桐油、亚麻籽油等干性油;将干性油改性而得到的各种醇酸树脂;由干性油改性而得到的丙烯酸系聚合物、环氧系树脂、硅酮树脂;将丁二烯、氯丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯等二烯系化合物聚合或共聚而得到的1,2-聚丁二烯、1,4-聚丁二烯、C5~C8二烯聚合物等液态二烯系聚合物;将与丙烯腈、苯乙烯等二烯系化合物具有共聚性的单体和二烯系化合物以二烯系化合物为主体的方式进行共聚而得到的NBR、SBR等液态共聚物;上述氧固化性物质的改性物(马来化改性物、清油改性物等)等。这些可仅使用1种,也可以并用2种以上。其中,桐油、液态二烯系聚合物。另外,若并用促进氧化固化反应的催化剂或金属干燥剂和氧固化性物质,则有时提高氧固化性物质的效果。作为这些催化剂或金属干燥剂,可例示环烷酸钴、环烷酸铅、环烷酸锆、辛酸钴、辛酸锆等金属盐、脒化合物等。在使用氧固化性物质的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为0.1~20重量份,更优选为0.5~10重量份。若上述含量低于0.1重量份,则固化物表面的污染性的改善不充分,若超过20重量份,则产生固化物的拉伸特性等受损的倾向。如日本特开平3-160053号公报中所记载那样,氧固化性物质优选与光固化性物质并用。
本发明的固化性组合物中可添加环氧树脂。添加了环氧树脂的固化性组合物特别优选作为粘接剂、特别是外壁瓷砖用粘接剂。作为环氧树脂,可例示:表氯醇-双酚A型环氧树脂、表氯醇-双酚F型环氧树脂、四溴双酚A的缩水甘油醚等阻燃型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚A的环氧丙烷加成物的缩水甘油醚型环氧树脂、对羟基苯甲酸缩水甘油醚酯型环氧树脂、间氨基苯酚系环氧树脂、二氨基二苯基甲烷系环氧树脂、氨酯改性环氧树脂、脂环式环氧树脂、N,N-二缩水甘油基苯胺、N,N-二缩水甘油基邻甲苯胺、三缩水甘油基异氰脲酸酯、聚亚烷基二醇二缩水甘油醚、甘油等多元醇的缩水甘油醚,乙内酰脲型环氧树脂、石油树脂等不饱和聚合物的环氧化物等。但是,本发明并不限于这些,可使用一般使用的环氧树脂。作为环氧树脂,优选双酚A型环氧树脂及酚醛清漆型环氧树脂。
在使用环氧树脂的情况下,聚合物(A)及聚合物(B)的总量与环氧树脂的重量比((聚合物(A)及聚合物(B))/环氧树脂)优选为1/100~100/1。若该重量比低于1/100,则不易得到利用环氧树脂得到的冲击强度和强韧性的改良效果,若该重量比超过100/1,则存在固化物的强度变得不充分的倾向。
本发明的固化性组合物中的环氧树脂的优选含量根据固化性树脂组合物的用途等而不同,因此,不能一概而论。例如在为了改善得到的固化物的强度而使用环氧树脂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为1~200重量份,更优选为5~100重量份。
在使用环氧树脂的情况下,在本发明的固化性组合物中,也可以使用环氧树脂用固化剂。作为环氧树脂用固化剂,没有特别限制,可使用一般使用的环氧树脂用固化剂。例如可以举出:三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二乙基氨基丙胺、N-氨基乙基哌啶、间苯二甲基二胺、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜、异佛尔酮二胺、胺末端聚醚等伯或仲胺;2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、三丙胺等叔胺及它们的盐;聚酰胺树脂;咪唑类;双氰胺;三氟化硼配位化合物;邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、十二炔基琥珀酸酐、均苯四甲酸酐、氯菌酸酐等羧酸酐;醇;酚;羧酸;铝或锆的二酮配位化合物等,但本发明并不限于这些。另外,环氧树脂用固化剂可仅使用1种,也可以并用2种以上。在使用环氧树脂用固化剂的情况下,其使用量优选相对于环氧树脂100重量份为0.1~300重量份。
作为环氧树脂用固化剂,可使用酮亚胺。酮亚胺在没有水分的状态下稳定存在,因水分而分解为伯胺和酮,所产生的伯胺作为室温固化性的环氧树脂用固化剂发挥作用。若使用酮亚胺,则可得到单液型的组合物。作为这样的酮亚胺,可以通过胺与羰基化合物的缩合反应来得到。酮亚胺的合成可以使用公知的胺及羰基化合物。作为胺,例如可以使用乙二胺、丙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、1,3-二氨基丁烷、2,3-二氨基丁烷、五亚甲基二胺、2,4-二氨基戊烷、六亚甲基二胺、对苯二胺、p,p’-亚联苯基二胺等二胺;1,2,3-三氨基丙烷、三氨基苯、三(2-氨基乙基)胺、四(氨基甲基)甲烷等多元胺;二亚乙基三胺、三亚乙基三胺、四亚乙基五胺等多亚烷基多胺;聚氧化烯系多胺;γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等氨基硅烷等。另外,作为羰基化合物,可以使用乙醛、丙醛、正丁醛、异丁醛、二乙基乙醛、乙二醛、苯甲醛等醛类;环戊酮、三甲基环戊酮、环己酮、三甲基环己酮等环状酮类;丙酮、丁酮、甲基丙基酮、甲基异丙基酮、甲基异丁基酮、二乙基酮、二丙基酮、二异丙基酮、二丁基酮、二异丁基酮等脂肪族酮类;乙酰丙酮、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丙二酸甲乙酯、二苯甲酰基甲烷等β-二羰基化合物等。
在酮亚胺中存在亚氨基时,可以使亚氨基与氧化苯乙烯;丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚等缩水甘油醚;缩水甘油酯等反应。酮亚胺可仅使用1种,也可以并用2种以上。在使用酮亚胺的情况下,其使用量根据环氧树脂及酮亚胺的种类而不同,例如相对于环氧树脂100重量份为1~100重量份。
在本发明的固化性组合物中可添加聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯等磷系增塑剂、氢氧化铝、氢氧化镁及热膨胀性石墨等阻燃剂。阻燃剂可仅使用1种,也可以并用2种以上。在使用阻燃剂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为5~200重量份,更优选为10~100重量份。
<固化性组合物>
在本发明的优选的固化性组合物中,
聚合物(A)为1分子中平均具有1.2~6.0个的作为反应性硅基的二甲氧基甲基甲硅烷基或三甲氧基甲基,且数均分子量为10,000~50,000的聚氧丙烯,
聚合物(B)为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.30~3.0mmol/g、数均分子量为4,000~100,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为50~95重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为95:5~40:60的聚(甲基)丙烯酸酯(B1)或具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.30~3.0mmol/g、数均分子量为1,000以上且低于4,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为50~95重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为95:5~40:60的聚(甲基)丙烯酸酯(B2),
高分子量增塑剂(C)为高分子量增塑剂(C1)、和/或高分子量增塑剂(C2),所述高分子量增塑剂(C1)为1分子中平均具有0.3~1个的反应性硅基且数均分子量为500~15,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,所述高分子量增塑剂(C2)为不具有反应性硅基且数均分子量为500~15,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,
固化性组合物中的聚合物(A)及聚合物(B)的总含量为30~90重量%,
聚合物(A)和聚合物(B)的重量比(聚合物(A):聚合物(B))为90:10~30:70,
高分子量增塑剂(C)的含量相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为5~200重量份。
在本发明的更优选的固化性组合物中,
聚合物(A)为1分子中平均具有1.3~5.5个作为反应性硅基的二甲氧基甲基甲硅烷基或三甲氧基甲基,且数均分子量为15,000~35,000的聚氧丙烯,
聚合物(B)为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.35~2.5mmol/g、数均分子量为6,000~50,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为90:10~60:40的聚(甲基)丙烯酸酯(B1);或具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.35~2.5mmol/g、数均分子量为1,500~3,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为90:10~60:40的聚(甲基)丙烯酸酯(B2),
高分子量增塑剂(C)为高分子量增塑剂(C1)、和/或高分子量增塑剂(C2),所述高分子量增塑剂(C1)为1分子中平均具有0.5~1个的反应性硅基且数均分子量为1,000~10,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,所述高分子量增塑剂(C2)为不具有反应性硅基且数均分子量为1,000~10,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,
固化性组合物中的聚合物(A)及聚合物(B)的总含量为50~80重量%,
聚合物(A)和聚合物(B)的重量比(聚合物(A):聚合物(B))为85:15~40:60,
高分子量增塑剂(C)的含量相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为10~150重量份。
在本发明的进一步优选的固化性组合物中,
聚合物(A)为1分子中平均具有1.5~5.0个作为反应性硅基的二甲氧基甲基甲硅烷基,且数均分子量为20,000~30,000的聚氧丙烯,
聚合物(B)为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.40~2.0mmol/g、数均分子量为8,000~30,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为90:10~60:40的聚(甲基)丙烯酸酯(B1);或具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基当量为0.40~2.0mmol/g、数均分子量为1,500~3,000、构成聚合物(B)的全部单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单体(b3):单体(b4))为90:10~60:40的聚(甲基)丙烯酸酯(B2),
高分子量增塑剂(C)为高分子量增塑剂(C1)、及高分子量增塑剂(C2),所述高分子量增塑剂(C1)为1分子中平均具有0.6~1个的反应性硅基且数均分子量为2,000~8,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,所述高分子量增塑剂(C2)为不具有反应性硅基且数均分子量为2,000~8,000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,高分子量增塑剂(C1)及高分子量增塑剂(C2)的重量比(高分子量增塑剂(C1):高分子量增塑剂(C2))为80:20~50:50,
固化性组合物中聚合物(A)及聚合物(B)的总含量为50~80重量%,
聚合物(A)和聚合物(B)的重量比(聚合物(A):聚合物(B))为80:20~50:50,
高分子量增塑剂(C)的含量相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为20~100重量份。
本发明的固化性组合物的制造方法没有特别限定。例如可采用将上述成分配合,使用混合机、辊或捏合机等在常温或加热下进行混炼的方法或使上述成分溶解于少量的溶剂并进行混合的方法来制造本发明的固化性组合物。
本发明的固化性组合物可用于粘合剂、建筑物·船舶·汽车·道路等密封材料、粘接剂、印模剂(型取剤)、防震材料、减震材料、隔音材料、发泡材料、涂料、喷射材料、涂膜防水剂等。本发明的固化性组合物为低粘度,且作业性优异。另外,由本发明的固化性组合物得到的固化物具有强度及伸长率高这样的特征。因此,本发明的固化性组合物优选在密封材料、粘接剂或涂膜防水剂中使用,更优选在涂膜防水剂中使用。因此,本发明也提供一种含有上述固化性组合物的涂膜防水剂。
另外,本发明的固化性组合物可利用于太阳能电池背面封装材料等电气·电子零件材料、电线·电缆用绝缘被覆材料等电绝缘材料、弹性粘接剂、接触型粘接剂、喷雾型密封材料、裂缝修补材料、粘贴瓷砖用粘接剂、粉体涂料、注模材料、医疗用橡胶材料、医疗用粘接剂、医疗器械密封材料、食品包装材料、胶粘板等外装材料的接缝用密封材料、涂布材料、底漆、电磁波屏蔽用导电性材料、热传导性材料、热融材料、电气电子用罐封剂、膜、垫片、各种成形材料以及嵌网玻璃或夹层玻璃端面(切断部)的防锈·防水用封装材料、在汽车零件、电机零件、各种机械零件等中所使用的液态密封剂等各种用途。进而,本发明的固化性组合物单独或本发明的固化性组合物及底漆的混合物可密合于玻璃、瓷器、木材、金属、树脂成形物等宽范围的基质,因此,也可以作为各种类型的密封组合物及粘接组合物使用。另外,本发明的固化性组合物也可以用作内装面板用粘接剂、外装面板用粘接剂、粘贴瓷砖用粘接剂、粘贴石材用粘接剂、顶棚加工用粘接剂、地板加工用粘接剂、壁加工用粘接剂、车辆面板用粘接剂、电气·电子·精密设备组装用粘接剂、无窗框安装(directglazing)用密封材料、复层玻璃用密封材料、SSG工艺用密封材料、或建筑物的施工缝用密封材料。
实施例
以下,举出具体的实施例对本发明更详细地说明,但本发明并不限定于下述实施例。
(合成例1:聚合物(A-1)的合成)
使用数均分子量约2,000的聚氧化丙烯二元醇作为引发剂,用六氰钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂进行环氧丙烷的聚合,得到数均分子量28,500的聚氧化丙烯二元醇。接着,相对于该聚氧化丙烯二元醇的羟基1当量,添加含有1.2当量的NaOMe的甲醇溶液,蒸馏除去甲醇后,进一步添加1.5当量的3-氯-2-甲基-1-丙烯,将末端的羟基转换为甲基烯丙基。接着,将容器内用6体积%O2/N2置换,相对于得到的甲基烯丙基末端聚氧丙烯100重量份加入硫(0.25重量%的己烷溶液)100重量ppm、二乙烯基二硅氧烷铂络合物(以铂换算计为3重量%的异丙醇溶液)100重量ppm,一边搅拌一边缓慢滴加二甲氧基甲基硅烷2.30重量份。使该混合溶液在100℃下反应5小时后,在减压下蒸馏除去未反应的二甲氧基甲基硅烷,由此得到末端为二甲氧基甲基甲硅烷基、每1分子的反应性硅基数平均为1.9、数均分子量(Mn)为28,500、分子量分布(Mw/Mn)为1.2的直链状的聚氧丙烯(聚合物(A-1))。
需要说明的是,聚氧化丙烯二元醇及聚合物(A-1)的数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)及分子量分布(Mw/Mn)为使用东曹制HLC-8120GPC作为送液系统、使用东曹制TSK-GELH型作为柱、使用THF作为溶剂、使用聚苯乙烯作为标准而测得的值。后述的Mn、Mw及Mw/Mn也相同。
(合成例2:聚合物(A-2)的合成)
使用数均分子量约3,000的聚氧化丙烯三元醇作为引发剂,用六氰钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂进行环氧丙烷的聚合,得到数均分子量26,200的聚氧化丙烯三元醇。接着,相对于该聚氧化丙烯三元醇的羟基1当量,添加含有1.2当量的NaOMe的甲醇溶液,蒸馏除去甲醇后,进一步添加1.5当量的3-氯-1-丙烯,将末端的羟基转换为烯丙基。接着,相对于得到的烯丙基末端聚氧丙烯100重量份加入二乙烯基二硅氧烷铂络合物(以铂换算计为3重量%的异丙醇溶液)36重量ppm,一边搅拌一边缓慢滴加TES(三乙氧基硅烷)1.69重量份。使该混合溶液在90℃下反应2小时后,在减压下蒸馏除去未反应的TES。进而,添加甲醇20重量份、HCl 12重量ppm而将末端的乙氧基转换为甲氧基,由此得到末端为三甲氧基甲硅烷基、每1分子的反应性硅基数平均为1.8、数均分子量为26,200、分子量分布(Mw/Mn)为1.3的支链状聚氧丙烯(聚合物(A-2))。
(合成例3:聚合物(A-3)的合成)
使用数均分子量约2,000的聚氧化丙烯二元醇作为引发剂,用六氰钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂进行环氧丙烷的聚合,得到数均分子量约28,500的聚氧化丙烯二元醇。接着,相对于该聚氧化丙烯二元醇的羟基1当量,添加含有1.0当量的NaOMe的甲醇溶液,蒸馏除去甲醇,接着,添加1.0当量的烯丙基缩水甘油醚并在130℃下反应2小时。然后,添加含有0.28当量的甲醇钠的甲醇溶液,除去甲醇后,进一步添加1.79当量的3-氯-1-丙烯,将末端的羟基转换为烯丙基。通过以上操作,得到在1个末端部位平均具有2.1个碳-碳不饱和键的聚氧丙烯。接着,对得到的聚合物100重量份加入二乙烯基二硅氧烷铂络合物(以铂换算计为3重量%的异丙醇溶液)36重量ppm,一边搅拌一边缓慢滴加二甲氧基甲基硅烷1.9重量份,使其在90℃下反应2小时后,在减压下蒸馏除去未反应的二甲氧基甲基硅烷,由此得到末端为二甲氧基甲基甲硅烷基、每1分子的反应性硅基数为3.2、数均分子量为28,500的直链状的聚氧丙烯(聚合物(A-3))。
(合成例4:聚合物(B-1)的合成)
在具备搅拌机的四口烧瓶中放入异丁醇48.6重量份,在氮气氛下升温至105℃。经5小时向其中滴加使甲基丙烯酸甲酯65.0重量份、丙烯酸2-乙基己酯25.0重量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷10.0重量份、3-巯基丙基三甲氧基硅烷8.0重量份、及2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)2.5重量份溶解于异丁醇22.7重量份的混合溶液。进而,在105℃下进行2小时聚合,得到1分子中平均具有1.8个三甲氧基甲硅烷基(反应性硅基)、反应性硅基当量为0.75mmol/g、数均分子量为2,400的聚(甲基)丙烯酸酯(聚合物(B-1))的异丁醇溶液(固体成分60重量%)。
需要说明的是,聚合物(B-1)的反应性硅基当量为由具有反应性硅基的单体的添加量计算的值。后述的反应性硅基当量也相同。
(合成例5:聚合物(B-2)的合成)
在具备搅拌机的四口烧瓶中放入异丁醇26.7重量份,在氮气氛下升温至105℃。经5小时向其中滴加使甲基丙烯酸甲酯56.0重量份、甲基丙烯酸硬脂酯32.0重量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷12.0重量份、及2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)4.5重量份溶解于异丁醇43.1重量份而成的混合溶液。进而,在105℃下进行2小时聚合,得到1分子中平均具有2.8个三甲氧基甲硅烷基(反应性硅基)、反应性硅基当量为0.48mmol/g、数均分子量为6,000的聚(甲基)丙烯酸酯(聚合物(B-2))的异丁醇溶液(固体成分60重量%)。
(合成例6:聚合物(B-3)的合成)
在具备搅拌机的四口烧瓶中放入异丁醇26.7重量份,在氮气氛下升温至105℃。经5小时向其中滴加使甲基丙烯酸甲酯20.0重量份、甲基丙烯酸丁酯36.0重量份、甲基丙烯酸硬脂酯32.0重量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷12.0重量份、及2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)4.5重量份溶解于异丁醇40.6重量份而成的混合溶液。进而,在105℃下进行2小时聚合,得到1分子中平均具有2.9个三甲氧基甲硅烷基(反应性硅基)、反应性硅基当量为0.48mmol/g、数均分子量为6,500的聚(甲基)丙烯酸酯(聚合物(B-3))的异丁醇溶液(固体成分60重量%)。
(合成例7:聚合物(P-1)的合成)
在具备搅拌机的四口烧瓶中放入异丁醇26.7重量份,在氮气氛下升温至105℃。经5小时向其中滴加使甲基丙烯酸甲酯56.0重量份、甲基丙烯酸硬脂酯32.0重量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷12.0重量份、及2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)4.5重量份溶解于异丁醇43.1重量份而成的混合溶液。进而,在105℃下进行2小时聚合,得到1分子中平均具有2.8个二甲氧基甲基甲硅烷基(反应性硅基)、反应性硅基当量为0.48mmol/g、数均分子量为6,000的(甲基)丙烯酸酯系聚合物(聚合物(P-1))的异丁醇溶液(固体成分60%)。
(合成例8:聚合物(P-2))
在具备搅拌机的四口烧瓶中放入异丁醇26.7重量份,在氮气氛下升温至105℃。经5小时向其中滴加使甲基丙烯酸甲酯27.0重量份、甲基丙烯酸丁酯36.0重量份、甲基丙烯酸硬脂酯32.0重量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5.0重量份、及2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)4.5重量份溶解于异丁醇40.6重量份而成的混合溶液。进而,在105℃下进行2小时聚合,得到1分子中平均具有1.3个三甲氧基甲硅烷基(反应性硅基)、反应性硅基当量为0.20mmol/g、数均分子量为6,500的(甲基)丙烯酸酯系聚合物(聚合物(P-2))的异丁醇溶液(固体成分60重量%)。
将合成例4~8中使用的单体的种类及量、该单体的均聚物的玻璃化转变温度(Tg)、得到的聚合物(B-1)~(B-3)、(P-1)及(P-2)的数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)、1分子中的反应性硅基数(平均值)及反应性硅基当量示于表1。
[表1]
需要说明的是,上述表1中的单体的缩写的含义如下所述。
MMA:甲基丙烯酸甲酯
BMA:甲基丙烯酸正丁酯
BA:丙烯酸正丁酯
2-EHA:丙烯酸2-乙基己酯
SMA:甲基丙烯酸硬脂酯
TSMA:3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
T-MSi:3-巯基丙基三甲氧基硅烷
DSMA:3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷
(合成例9:高分子量增塑剂(C-1)的合成)
使用丁醇作为引发剂,用六氰钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂进行环氧丙烷的聚合,得到数均分子量7,000的聚氧丙烯。接着,相对于该羟基末端聚氧丙烯的羟基1当量,添加含有1.2当量的NaOMe的甲醇溶液,蒸馏除去甲醇后,进一步添加1.5当量的3-氯-1-丙烯,将末端的羟基转换为烯丙基。接着,相对于得到的烯丙基末端聚氧丙烯100重量份加入二乙烯基二硅氧烷铂络合物(以铂换算计为3重量%的异丙醇溶液)36重量ppm,一边搅拌一边缓慢滴加二甲氧基甲基硅烷1.72重量份。使该混合溶液在90℃下反应2小时后,由此得到末端为二甲氧基甲基甲硅烷基、每1分子的反应性硅基数平均为0.7、数均分子量为7,000、分子量分布(Mw/Mn)为1.2的直链状的聚氧丙烯(高分子量增塑剂(C-1))。
(合成例10:高分子量增塑剂(C-2)的合成)
使用丁醇作为引发剂,用六氰钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂进行环氧丙烷的聚合,得到数均分子量7,000的聚氧丙烯。接着,相对于该羟基末端聚氧丙烯的羟基1当量,添加含有1.2当量的NaOMe的甲醇溶液,蒸馏除去甲醇后,进一步添加1.5当量的3-氯-1-丙烯,将末端的羟基转换为烯丙基。接着,相对于得到的烯丙基末端聚氧丙烯100重量份加入二乙烯基二硅氧烷铂络合物(以铂换算计为3重量%的异丙醇溶液)36重量ppm,一边搅拌一边缓慢滴加三甲氧基硅烷1.98重量份。使该混合溶液在90℃下反应2小时,由此得到末端为三甲氧基甲硅烷基、每1分子的硅基平均为0.7个、数均分子量为7,000、分子量分布(Mw/Mn)为1.2的直链状的聚氧丙烯(高分子量增塑剂(C-2))。
(合成例11:高分子量增塑剂(C-3))
使用数均分子量约3,000的聚氧化丙烯三元醇作为引发剂,用六氰钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂进行环氧丙烷的聚合,得到数均分子量16,400的聚氧化丙烯三元醇。接着,相对于该羟基末端聚氧化丙烯三元醇的羟基1当量,添加含有1.2当量的NaOMe的甲醇溶液,蒸馏除去甲醇后,进一步添加1.5当量的3-氯-1-丙烯,将末端的羟基转换为烯丙基,得到烯丙基末端聚氧丙烯(高分子量增塑剂(C-3))。
(实施例1)
将合成例1中得到的聚合物(A-1)60.0重量份和合成例4中得到的聚合物(B-1)的异丁醇溶液66.7重量份混合,减压蒸馏除去异丁醇,得到聚合物(A-1)/聚合物(B-1)的重量比为60/40的聚合物混合物。相对于该聚合物混合物100重量份添加及混炼合成例8中得到的高分子量增塑剂(C-1)30重量份,得到固化性组合物。
(粘度)
在23℃、相对湿度50%下将固化性组合物(不含表2所示的脱水剂、粘接赋予剂及催化剂)的粘度用E型粘度计(东京计器制、测定锥:3℃×R14)进行测定。将其结果示于下述表。
(拉伸物性)
相对于聚合物(A-1)及聚合物(B-1)的总含量100重量份添加乙烯基三甲氧基硅烷(Momentive(株)制、商品名:A-171)1重量份、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制、商品名:KBM-603)2重量份、二月桂酸二辛基锡(日东化成(株)制、商品名:Neostan U-810)0.5重量份后,充分混合。将得到的组合物以不会进入气泡的方式填充于厚度3mm的聚乙烯制的模板,在23℃、相对湿度50%下熟化3天、进而在50℃下熟化4天,由此得到固化物。依据JIS K 6251由得到的固化物冲压7号哑铃状试验片,进行拉伸试验(拉伸速度200mm/分钟、23℃、相对湿度50%),测定50%伸长时的模量(M50)、断裂时强度(TB)、断裂时伸长率(EB)。将其结果示于下述表。
(实施例2~12、比较例1~5)
使用下述表所示的种类及量的聚合物(A)、聚合物(B)、聚合物(P)、高分子量增塑剂(C)、低分子量增塑剂、脱水剂、粘接赋予剂及催化剂,与实施例1同样地制备固化性组合物,进行其评价。需要说明的是,粘度测定不含下述表所示的脱水剂、粘接赋予剂及催化剂的固化性组合物的粘度。将其结果示于下述表。
[表2]
[表3]
[表4]
上述表2~4中的各成分的数值表示重量份。
另外,在上述表2~4中,以商品名表示的各成分的物质名及制造商如下所述。
LBU-25:氨酯化聚氧丙烯(三洋化成工业(株)、数均分子量(Mn)4,100、分子量分布(Mw/Mn)1.2)
UP-1061:聚(甲基)丙烯酸酯(东亚合成(株)、数均分子量(Mn)870、分子量分布(Mw/Mn)1.7)
UP-1080:聚(甲基)丙烯酸酯(东亚合成(株)、数均分子量(Mn)2,700、分子量分布(Mw/Mn)2.1)
DINP:领苯二甲酸二异壬酯((株)J-plus、分子量418)
A-171:乙烯基三甲氧基硅烷(Momentive(株))
KBM-603:N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株))
Neostan U-810:二月桂酸二辛基锡(日东化成(株))
由上述表2~4所示的实施例和比较例的比较可知,含有聚合物(A)、聚合物(B)及高分子量增塑剂(C)的固化性组合物的粘度低,由其得到的固化物的拉伸物性优异。进而,由实施例1和实施例2的比较可知,聚合物(A)和高分子量增塑剂(C)在具有相同的反应性硅基时,可得到断裂伸长率(EB)优异的固化物。由实施例8和实施例9~11的比较可知,通过组合使用具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C1)(即,高分子量增塑剂(C-1))及不具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C2)(即,LBU-25、UP-1061或UP-1080)作为高分子量增塑剂(C),可在保持断裂时强度(TB)的状态下提高断裂时伸长率(EB)。
(实施例13)
将合成例3中得到的聚合物(A-3)60重量份和合成例6中得到的聚合物(B-3)的异丁醇溶液66.7重量份混合,减压蒸馏除去异丁醇,得到聚合物(A-3)/聚合物(B-3)的重量比为60/40的聚合物混合物。相对于该聚合物混合物100重量份混合合成例8中得到的高分子量增塑剂(C-1)30重量份、脂肪酸处理碳酸钙(白石工业(株)制、商品名:HAKUENKA CCR)40重量份、紫外线吸收剂(住友化学(株)制、商品名:Sumisorb 400)1重量份、受阻胺系光稳定剂(HALS)((株)ADEKA制、商品名:Adekastab LA-63P)1重量份,充分混炼后,将混合物通入3根油漆辊3次,使各成分分散。然后,在120℃下进行2小时减压脱水,将脱水的混合物冷却至50℃以下后,在冷却的混合物中加入作为脱水剂的乙烯基三甲氧基硅烷(Momentive(株)制、商品名:A-171)3重量份、作为粘接性赋予剂的N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制、商品名:KBM-603)5重量份、作为催化剂的二月桂酸二辛基锡(日东化成(株)制、商品名:Neostan U-810)1重量份,在实质上没有水分存在的状态下混炼后,将得到的组合物填充于防湿性的盒型容器后密封,得到单成分型固化性组合物。
(粘度)
对于固化性组合物的粘度,在23℃、相对湿度50%下使用BH型粘度计、转子No.6(东机产业公司制)测定转子转速为2rpm或20rpm时的粘度。将其结果示于下述表。
(拉伸物性)
将固化性组合物以不会进入气泡的方式填充于厚度3mm的聚乙烯制的模板,在23℃、相对湿度50%下熟化3天、进而在50℃下熟化4天,由此得到固化物。依据JIS K 6251由得到的固化物冲压7号哑铃状试验片,进行拉伸试验(拉伸速度200mm/分钟、23℃、相对湿度50%),测定50%伸长时的模量(M50)、断裂时强度(TB)、断裂时伸长率(EB)。将其结果示于下述表。
(实施例14~20)
以表4及5所示的量混合聚合物(A-3)、聚合物(B-3)、高分子量增塑剂(C-1)、填充剂、紫外线吸收剂、受阻胺系光稳定剂(HALS)、脱水剂、粘接性赋予剂、催化剂(锡化合物、胺、羧酸)而制备固化性组合物,与实施例13同样地进行评价。将其结果示于下述表。
[表5]
[表6]
上述表5及6中的各成分的数值表示重量份。
另外,在上述表5及6中,以商品名表示的各成分的物质名及制造商如下所述。
HAKUENKACCR:脂肪酸处理胶质碳酸钙(白石工业(株)、平均初级粒径0.08μm)
Nanocoat S25:脂肪酸处理重质碳酸钙(丸尾钙(株)、平均初级粒径1.0μm)
Nanox#30:重质碳酸钙(丸尾钙(株)、平均初级粒径0.7μm)
Tipaque R-820:氧化钛(石原产业(株))
Higilite H42M:氢氧化铝(昭和电工(株))
PANSIL Ultraspheres2000:中空氧化铝二氧化硅微粒(TOLSA)
Sumisorb 400:2,4-二叔丁基苯基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯(住友化学(株))
Adekastab LA-63P:1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇和β,β,β′,β′-四甲基-2,4,8,10-四氧杂螺(5.5)十一烷-3,9-二乙醇的缩合物((株)ADEKA)
A-171:乙烯基三甲氧基硅烷(Momentive(株))
KBM-603:N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株))
Neostan U-810:二月桂酸二辛基锡(日东化成(株))
Neostan U-50:双新癸酸锡(日东化成(株))
Versatic 10:新癸酸(日本环氧树脂(株))
如表5及6所示,可知通过在含有聚合物(A-3)、聚合物(B-3)及高分子量增塑剂(C)的固化性组合物中配合特定的填充剂,可由该组合物得到拉伸物性优异的固化物。作为碳酸钙,优选平均初级粒径小于1μm的重质碳酸钙。
工业实用性
本发明的固化性组合物可优选用于密封材料、粘接剂、涂膜防水剂等。
本申请以在日本申请的日本特愿2013-114604号为基础,其内容全部包含于本申请说明书。
Claims (16)
1.一种固化性组合物,其含有:
氧化烯系聚合物(A),其1分子中平均具有多于1个的反应性硅基,所述反应性硅基为二甲氧基甲基甲硅烷基;
(甲基)丙烯酸酯系聚合物(B),其具有通式(2)所示的反应性硅基且反应性硅基当量为0.30mmol/g以上,
通式(2)
-SiX3 (2)
式中,X分别独立地表示羟基或水解性基团;以及
高分子量增塑剂(C1),其1分子中平均具有多于0个且为1个以下的反应性硅基,所述反应性硅基为二甲氧基甲基甲硅烷基,
高分子量增塑剂(C1)的数均分子量为1,000~15,000,
聚合物(A)在1个末端部位平均具有多于1个的反应性硅基。
2.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,1分子聚合物(A)中平均具有1.2个以上的反应性硅基。
3.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,高分子量增塑剂(C1)为氧化烯系聚合物。
4.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,高分子量增塑剂(C1)为(甲基)丙烯酸酯系聚合物。
5.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,高分子量增塑剂(C1)的含量相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为20~100重量份。
6.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,聚合物(A)和聚合物(B)的重量比即聚合物(A):聚合物(B)为90:10~30:70。
7.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,构成聚合物(B)的单体含有:烷基的碳原子数为1~6的(甲基)丙烯酸烷基酯及烷基的碳原子数为7~30的(甲基)丙烯酸烷基酯。
8.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,构成聚合物(B)的单体在全部单体中以40重量%以上含有单体(b1),所述单体(b1)不具有反应性硅基、且其均聚物的玻璃化转变温度为80℃以下。
9.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,聚合物(B)的数均分子量为4,000以上。
10.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,聚合物(B)的数均分子量为1,000以上且低于4,000。
11.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,构成聚合物(B)的单体在全部单体中以40重量%以上含有单体(b2),所述单体(b2)不具有反应性硅基、且其均聚物的玻璃化转变温度为-25℃以上。
12.根据权利要求1所述的固化性组合物,其还含有平均初级粒径小于1μm的重质碳酸钙作为填充剂。
13.根据权利要求1所述的固化性组合物,其还含有氧化钛作为填充剂。
14.根据权利要求1所述的固化性组合物,其还含有氢氧化铝作为填充剂。
15.一种涂膜防水剂,其含有权利要求1~14中任一项所述的固化性组合物。
16.一种固化物,其由权利要求1~14中任一项所述的固化性组合物得到。
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