CN112424269B - 发泡体用树脂组合物、发泡体及发泡体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供不含有水、或者即使水的含量为少量也可以在低温下以短时间发泡的发泡体用树脂组合物、使该发泡体用树脂组合物发泡及固化而成的发泡体、以及使用该发泡体用树脂组合物的发泡体的制造方法。在含有具有反应性硅基的基材树脂(A)、化学发泡剂(B)、以及硅烷醇缩合催化剂的发泡用树脂组合物中,作为化学发泡剂(B),使用二碳酸二酯。优选发泡体用树脂组合物含有丙烯酸树脂、和/或聚氧化烯系聚合物作为基材树脂(A)。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以适宜地用于发泡体制造的发泡体用树脂组合物、使该发泡体用树脂组合物发泡及固化而成的发泡体、以及使用该发泡体用树脂组合物的发泡体的制造方法。
背景技术
作为高分子化合物的发泡体,使用了聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等热塑性树脂的发泡体是众所周知的。这样的发泡体利用其绝热性、轻质性、缓冲性等特性,例如以珠、片、或板这样的形态用于土木建筑领域、包装领域、家电领域、汽车领域等。
另外,作为使用了热固化性树脂的发泡体,已知有使用了改性有机硅树脂的发泡体。具体而言,已知有对包含作为具有水解性基团的硅基且主链含有氧化烯系单元的聚合物的基材树脂(A)、硅烷醇缩合催化剂(B)、含有碳酸氢盐等的化学发泡剂(C)的液态树脂组合物进行加热使其固化而得到的发泡体(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/021630号
发明内容
发明所要解决的问题
然而,为了制造专利文献1中记载的发泡体,例如如实施例中所记载,需要100℃左右的高温和90分钟左右的长时间。这样一来,专利文献1中记载的发泡体存在发泡及固化需要长时间的问题。
另一方面,例如,在将像碳酸氢钠那样在水中易溶解的发泡剂与水组合使用的情况下,液态树脂组合物的发泡及固化以极短的时间进行。然而,在该情况下,为了良好地进行发泡,需要液态组合物在某种程度上含有大量的水。因此,在使用碳酸氢钠等作为发泡剂的情况下,难以将液态树脂组合物制成不含有水或仅含有少量的水的组成。
另外,在使用在某种程度上大量含有水的液态树脂组合物来制造发泡体的情况下,制造的发泡体会不可避免地含有水。在具有干燥设备的工厂等中制造发泡体的情况下,可以通过使发泡体干燥而将水从发泡体中除去,因此没有问题。然而,例如,在室外的施工现场等没有干燥设备的场所,通过注塑成型等方法对液态树脂组合物进行施工而形成发泡体时,不能将水分从发泡体中除去。在建筑物中对含有水分的发泡体进行施工的情况下,有时会由于从发泡体缓慢放出的水分而对建筑物产生不良影响。
出于这样的情况,期望一种不含有水、或者即使水的含量为少量也可以在低温下以短时间发泡的发泡体用树脂组合物。
本发明鉴于上述的问题而成,其目的在于,提供一种不含有水、或者即使水的含量为少量也可以在低温下以短时间发泡的发泡体用树脂组合物、使该发泡体用树脂组合物发泡及固化而成的发泡体、以及使用该发泡体用树脂组合物的发泡体的制造方法。
解决问题的方法
本发明人对于上述问题进行了深入研究,结果发现,通过在含有作为具有反应性硅基的有机聚合物的基材树脂(A)、化学发泡剂(B)、以及硅烷醇缩合催化剂(D)的发泡体用树脂组合物中,使用二碳酸二酯作为化学发泡剂(B),可以解决上述的问题,从而完成了本发明。
即,本发明具有以下的构成。
1)一种发泡体用树脂组合物,其含有具有反应性硅基的基材树脂(A)、化学发泡剂(B)、以及硅烷醇缩合催化剂(D),
化学发泡剂(B)含有二碳酸二酯(B-1)。
2)根据1)所述的发泡体用树脂组合物,其中,
基材树脂(A)含有丙烯酸树脂、和/或聚氧化烯系聚合物。
3)根据1)或2)所述的发泡体用树脂组合物,其中,
反应性硅基为选自三甲氧基甲硅烷基、(甲氧基甲基)二甲氧基甲硅烷基、下述式(1)~(3)表示的基团及下述式(4)表示的基团中的基团,
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
在式(1)~式(3)中,R1分别独立地为碳原子数1以上且20以下的烃基,作为R1的烃基任选被取代、且任选具有含杂原子基团,X为羟基或水解性基团,a为1、2、或3,R4为2价连结基团,R4所具有的2个键合位置分别与连结基团内的碳原子、氧原子、氮原子、或硫原子键合,R2及R3分别独立地为氢原子、碳原子数1以上且20以下的烷基、碳原子数6以上且20以下的芳基、碳原子数7以上且20以下的芳烷基、或甲硅烷基中的任意原子或基团,
-R5-CH2-Si(R1)3-a(X)a(4)
在式(4)中,R1及a与式(1)~式(3)中的R1及a同样,R5为杂原子。
4)根据权利要求1)~3)中任一项所述的发泡体用树脂组合物,其中,
硅烷醇缩合催化剂(D)为中性或弱酸性的催化剂。
5)根据4)所述的发泡体用树脂组合物,其中,
硅烷醇缩合催化剂(D)含有含锡催化剂。
6)根据5)所述的发泡体用树脂组合物,其中,
含锡催化剂为下述式(D1)表示的化合物、或含有下述式(D2)表示的结构单元的低聚物或聚合物、即中性或弱酸性的二烷基锡二羧酸酯,
(Rd1)(Rd2)(Rd3COO)(Rd4COO)Sn···(D1)
-(-(Rd1)(Rd2)Sn-OCORd5COO-)-···(D2)
在式(D1)及式(D2)中,Rd1及Rd2彼此相同或不同,Rd1及Rd2为直链状或支化状的烷基,Rd3及Rd4分别为碳原子数1以上且40以下的有机基团,Rd5为碳原子数1以上且40以下的2价有机基团。
7)根据1)~6)中任一项所述的发泡体用树脂组合物,其中,
相对于基材树脂(A)100重量份,二碳酸二酯(B-1)的含量为1重量份以上且50重量份以下。
8)一种发泡体,其是使1)~7)中任一项所述的发泡体用树脂组合物发泡及固化而成的。
9)一种发泡体的制造方法,该方法包括:
将含有具有反应性硅基的基材树脂(A)和二碳酸二酯(B-1)的第1液体与硅烷醇缩合催化剂(D)混合而得到混合液的混合工序,
在混合液中,以得到发泡倍率为2倍以上且60倍以下的发泡体的方式分别调整基于二碳酸二酯(B-1)的分解的发泡速度、和基于反应性硅基间的反应的混合液的固化反应速度。
10)根据9)所述的发泡体的制造方法,其中,
相对于基材树脂(A)100重量份,二碳酸二酯(B-1)的用量为1重量份以上且50重量份以下,
相对于基材树脂(A)100重量份,硅烷醇缩合催化剂(D)的用量为0.05重量份以上且20重量份以下。
11)根据9)或10)所述的发泡体的制造方法,其中,
基材树脂(A)含有丙烯酸树脂、和/或聚氧化烯系聚合物。
12)根据9)~11)中任一项所述的发泡体的制造方法,其中,
反应性硅基为选自三甲氧基甲硅烷基、(甲氧基甲基)二甲氧基甲硅烷基、下述式(1)~(3)表示的基团及下述式(4)表示的基团中的基团,
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
在式(1)~式(3)中,R1分别独立地为碳原子数1以上且20以下的烃基,作为R1的烃基任选被取代、且任选具有含杂原子基团,X为羟基或水解性基团,a为1、2、或3,R4为2价连结基团,R4所具有的2个键合位置分别与连结基团内的碳原子、氧原子、氮原子、或硫原子键合,R2及R3分别独立地为氢原子、碳原子数1以上且20以下的烷基、碳原子数6以上且20以下的芳基、碳原子数7以上且20以下的芳烷基、或甲硅烷基中的任意原子或基团,
-R5-CH2-Si(R1)3-a(X)a(4)
在式(4)中,R1及a与式(1)~式(3)中的R1及a同样,R5为杂原子。
13)根据9)~12)中任一项所述的发泡体的制造方法,其中,
硅烷醇缩合催化剂(D)为中性或弱酸性的催化剂。
14)根据13)所述的发泡体的制造方法,其中,
硅烷醇缩合催化剂(D)含有含锡催化剂。
15)根据14)所述的发泡体的制造方法,其中,
含锡催化剂为下述式(D1)表示的化合物、或含有下述式(D2)表示的结构单元的低聚物或聚合物、即中性或弱酸性的二烷基锡二羧酸酯,
(Rd1)(Rd2)(Rd3COO)(Rd4COO)Sn···(D1)
-(-(Rd1)(Rd2)Sn-OCORd5COO-)-···(D2)
在式(D1)及式(D2)中,Rd1及Rd2彼此相同或不同,Rd1及Rd2为直链状或支化状的烷基,Rd3及Rd4分别为碳原子数1以上且40以下的有机基团,Rd5为碳原子数1以上且40以下的2价有机基团。
发明的效果
根据本发明,可以提供不含有水、或者即使水的含量为少量也可以在低温下以短时间发泡的发泡体用树脂组合物、使该发泡体用树脂组合物发泡及固化而成的发泡体、以及使用该发泡体用树脂组合物的发泡体的制造方法。
具体实施方式
《发泡体用树脂组合物》
发泡体用树脂组合物可以适宜地用于发泡体的制造。
发泡体用树脂组合物含有具有反应性硅基的基材树脂(A)、化学发泡剂(B)、以及硅烷醇缩合催化剂(D)。
发泡体用树脂组合物含有二碳酸二酯(B-1)作为化学发泡剂(B)。
以下,对发泡体用树脂组合物中所含的必要或任意的成分详细地进行说明。
<基材树脂(A)>
基材树脂(A)是具有反应性硅基的固化性的成分。优选基材树脂(A)在分子链中具有至少1个反应性硅基。
基材树脂(A)具有反应性硅基,因此,在反应性硅基间发生硅烷醇缩合反应而进行交联,成为高分子状态并固化。
从缩合反应性的方面出发,基材树脂(A)中所含的反应性硅基数优选为在分子链中至少1个。从固化性、柔软性的方面考虑,基材树脂(A)优选为在主链或支化部的分子链的两末端具有反应性硅基的聚合物。该聚合物在1分子中具有优选1.0个以上且3.0个以下、更优选1.1个以上且2.5个以下、特别优选1.2个以上且2.0个以下的反应性硅基。
需要说明的是,基于反应性硅基间的反应的基材树脂(A)的固化反应可以仅利用空气中及材料中的水分而充分地进行。因此,即使在发泡体用树脂组合物不含有水(C)、或者水(C)的含量为极少量的情况下,在发泡体用树脂组合物的固化的进行的方面也没有特别的问题。
在基材树脂(A)仅含有在主链或支化部的分子链的两末端具有反应性硅基的聚合物的情况下,存在得到的发泡体的丙酮凝胶分数高的倾向。丙酮凝胶分数高是指发泡体的有机溶剂耐性高。发泡体的丙酮凝胶分数高时,例如,使用含有有机溶剂的粘接剂对发泡体在各种建筑物中进行施工、将其安装于各种机器的情况下,不易发生由发泡体的溶剂导致的劣化(溶剂可溶成分的溶出)。
另外,基材树脂(A)可以含有在主链或支化部的分子链的两末端具有反应性硅基的聚合物、以及在分子链的仅一末端具有反应性硅基的聚合物。在分子链的仅一末端具有反应性硅基的聚合物在1分子中平均具有优选1.0个以下、更优选0.3个以上且1.0个以下、进一步优选0.4个以上且1.0个以下、特别优选0.5个以上且1.0个以下的反应性硅基。
基材树脂(A)100重量份中在分子链的两末端具有反应性硅基的聚合物的含量优选为65重量份以上且95重量份以下。基材树脂(A)100重量份中的在分子链的仅一侧末端具有反应性硅基的聚合物的含量优选为5重量份以上且35重量份以下。
基材树脂(A)中所含的反应性硅基具有与硅原子键合的羟基或水解性基团,是可以通过利用硅烷醇缩合催化剂加速的反应形成硅氧烷键从而交联的基团。作为反应性硅基,可列举式(1a)表示的基团。
-Si(R1a)3-a(X)a (1a)
(R1a分别独立地为碳原子数1以上且20以下的烃基、或-OSi(R’)3(R’分别独立地表示碳原子数1以上且20以下的烃基)表示的三有机甲硅烷氧基,作为R1a的烃基任选被取代、且任选具有含杂原子基团。另外,X分别独立地为羟基或水解性基团。此外,a为1以上且3以下的整数)
作为水解性基团,没有特殊限定,为现有公知的水解性基团即可。具体而言,可列举例如:氢原子、卤原子、烷氧基、酰氧基、酮肟基、氨基、酰胺基、酸酰胺基、氨氧基、巯基、烯氧基等。这些中,优选氢原子、烷氧基、酰氧基、酮肟基、氨基、酰胺基、氨氧基、巯基及烯氧基,从水解性稳定且容易处理的观点出发,特别优选烷氧基。
水解性基团、羟基可以在1个以上且3个以下的范围与1个硅原子键合。在反应性硅基中键合有2个以上水解性基团、羟基的情况下,它们可以相同,也可以不同。
上述式(1a)中的a优选为2或3,从固化性的方面、固化与发泡同时进行的方面考虑,优选为3。
作为上述通式(1a)中的R1a的具体例,可列举例如甲基、乙基等烷基、环己基等环烷基、苯基等芳基、苄基等芳烷基、R’为甲基、苯基等的由-OSi(R’)3表示的三有机甲硅烷氧基、氯甲基、甲氧基甲基等。这些中,特别优选甲基及甲氧基甲基。
作为上述式(1a)表示的反应性硅基的更具体的示例,可列举三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基、三异丙氧基甲硅烷基、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、(甲氧基甲基)二甲氧基甲硅烷基。从活性高且得到良好的固化性出发,优选三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基、二甲氧基甲基甲硅烷基,更优选三甲氧基甲硅烷基。
作为基材树脂(A)的结构,可以为直链状,也可以具有支化结构,但从固化性的观点考虑,更优选支化。
从粘度及反应性的平衡的方面出发,基材树脂(A)的分子量以数均分子量Mn计优选为1500以上、更优选为3000以上。数均分子量Mn的上限值没有特别限定,优选为50000以下、更优选为30000以下、进一步优选为30000以下。另外,基材树脂(A)可以为2种以上的组合。另外,此时,在将粘度及交联结构的调整作为目的的情况下,作为主剂使用的聚合物以外的聚合物可以是上述条件以外的聚合物。
基材树脂(A)的末端中的反应性硅基可以通过用异氰酸酯硅烷化合物对羟基末端的氧化烯进行末端改性而导入。作为其它方法,也可以在羟基末端导入烯丙基等具有碳-碳不饱和键的基团后,进行利用烷氧基硅烷的氢化甲硅烷基化,从而在基材树脂(A)的末端导入反应性硅基。此外,在将聚异氰酸酯改性物的末端设为异氰酸酯基的情况下,通过用具有活泼氢的氨基硅烷等进行末端改性,可以在基材树脂(A)的末端导入反应性硅基。
作为以上说明的基材树脂(A)中的反应性硅基、或含有反应性硅基的末端基,出于容易制造高发泡倍率的发泡体,优选三甲氧基甲硅烷基、(甲氧基甲基)二甲氧基甲硅烷基、下述式(1)~(3)表示的基团及下述式(4)表示的基团。
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
(在式(1)~式(3)中,R1分别独立地为碳原子数1以上且20以下的烃基,作为R1的烃基任选被取代、且任选具有含杂原子基团,X为羟基或水解性基团,a为1、2、或3,R4为2价连结基团,R4所具有的2个键合位置分别与连结基团内的碳原子、氧原子、氮原子、或硫原子键合,R2及R3分别独立地为氢原子、碳原子数1以上且20以下的烷基、碳原子数6以上且20以下的芳基、碳原子数7以上且20以下的芳烷基、或甲硅烷基中的任意原子或基团。)
-R5-CH2-Si(R1)3-a(X)a(4)
(式(4)中,R1及a与式(1)~式(3)中的R1及a同样,R5为任选被取代的杂原子。)
在式(1)~(3)表示的结构中,如上所述,碳-碳双键与-Si(R1)3-a(X)a表示的反应性硅基相邻。因此,在式(1)~(3)表示的结构中,碳-碳双键作为吸电子基团发挥作用,反应性硅基的活性提高。认为其结果,具有式(1)~(3)表示的末端基的基材树脂(A)、含有该基材树脂(A)的发泡体用树脂组合物的固化反应性优异。
R4是2价连结基团。R4所具有的2个键合位置分别与连结基团内的碳原子、氧原子、氮原子、或硫原子键合。
此处,R4所具有的2个键合位置分别与连结基团内的碳原子、氧原子、氮原子、或硫原子键合是指,R4所具有的2个键合位置分别存在于连结基团内的碳原子、氧原子、氮原子、或硫原子上。
作为2价连结基团的具体例,可列举-(CH2)n-、-O-(CH2)n-、-S-(CH2)n-、-NR8-(CH2)n-、-O-C(=O)-NR8-(CH2)n-及-NR8-C(=O)-NR8-(CH2)n-等。这些中,优选-O-(CH2)n-、-O-C(=O)-NR8-(CH2)n-及-NR8-C(=O)-NR8-(CH2)n-,-O-CH2-由于原料容易获得而更优选。R8是氢原子或碳原子数1以上且10以下的烃基。作为R8的烃基,可列举例如:甲基、乙基、正丙基及异丙基等烷基、苯基及萘基等芳基、苄基等芳烷基。作为n,优选为0以上且10以下的整数,更优选为0以上且5以下的整数,进一步优选为0以上且2以下的整数,特别优选为0或1,最优选为1。
R2及R3分别独立地为氢、碳原子数1以上且20以下的烷基、碳原子数6以上且20以下的芳基、碳原子数7以上且20以下的芳烷基及甲硅烷基中的任意原子或基团。烷基的碳原子数优选为1以上且12以下、更优选为1以上且6以下、特别优选为1以上且4以下。芳基的碳原子数优选为6以上且12以下、更优选为6以上且10以下。芳烷基的碳原子数优选为7以上且12以下。
作为R2及R3,具体而言,可列举:氢;甲基、乙基及环己基等烷基;苯基及甲苯基等芳基;苄基及苯乙基等芳烷基;三甲基甲硅烷基等甲硅烷基。这些中,优选为氢、甲基及三甲基甲硅烷基、更优选为氢及甲基、进一步优选为氢。
作为上述式(1)~(3)表示的结构,分别优选为下述式(5)~(7)表示的结构。
[化学式10]
[化学式11]
[化学式12]
R1、X及a与上述的记载同样。
在式(1)~式(4)中,作为R1的烃基与式(1a)中作为R1a的烃基同样。
作为R1的烃基可列举例如:甲基及乙基等烷基;氯甲基及甲氧基甲基等具有含杂原子基团的烷基;环己基等环烷基;苯基等芳基;苄基等芳烷基等。作为R1,优选为甲基、甲氧基甲基及氯甲基、更优选为甲基及甲氧基甲基、进一步优选为甲氧基甲基。
作为式(1)~式(4)中的X,如以上关于式(1a)所述。
式(4)中的R5为任选被取代的杂原子。R5为富电子杂原子,由此,具有式(4)表示的反应性硅基的末端基显示出高的反应性。
作为式(4)中的作为R5的任选被取代的杂原子,只要不阻碍本发明的目的,就没有特别限定。作为杂原子的具体例,可列举O、N及S。
在R5为无取代的杂原子的情况下,作为-R5-表示的2价基团的具体例,可列举-O-及-S-。
在R5为被取代的杂原子的情况下,作为-R5-表示的2价基团的具体例,可列举例如:-SO-、-SO2-、-NH-及-NR6-等。
作为取代基的R6没有特别限定。作为R6的适宜的例子,可列举烃基及-CO-R7表示的酰基等。作为R7,优选为烃基。作为R6及R7的烃基的例子,与作为R1的烃基的例子同样。
以下,对基材树脂(A)的主链结构进行说明。
[主链结构]
基材树脂(A)的主链结构如上所述,可以为直链状,也可以具有支链。
基材树脂(A)的主链结构没有特别限制,作为基材树脂(A),可以使用含有具有各种主链结构的主链骨架的聚合物。
作为构成基材树脂(A)的主链骨架的聚合物,可列举例如:聚氧化烯系聚合物、烃系聚合物、聚酯系聚合物、乙烯基系(共)聚合物、(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物、接枝聚合物、多硫化物系聚合物、聚酰胺系聚合物、聚碳酸酯系聚合物、具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚合物(氨基甲酸酯预聚物)、邻苯二甲酸二烯丙酯系聚合物等。
作为聚氧化烯系聚合物,可列举例如:聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚氧化丁烯、聚氧四亚甲基、聚氧化乙烯-聚氧化丙烯共聚物及聚氧化丙烯-聚氧化丁烯共聚物等。
作为烃系聚合物,可列举例如:乙烯-丙烯系共聚物、聚异丁烯、异丁烯与异戊二烯的共聚物、聚氯丁二烯、聚异戊二烯、异戊二烯或丁二烯与丙烯腈和/或苯乙烯等的共聚物、聚丁二烯、异戊二烯或丁二烯与丙烯腈及苯乙烯的共聚物、对这些聚烯烃系聚合物进行加氢而得到的氢化聚烯烃系聚合物等。
作为聚酯系聚合物,可列举例如:通过己二酸等2元酸与乙二醇的缩合反应得到的聚合物及通过内酯类的开环聚合得到的聚合物等具有酯键的聚合物。
作为乙烯基系(共)聚合物,可列举例如:(甲基)丙烯酸酯、乙酸乙烯基、丙烯腈及苯乙烯等对乙烯基系单体单独、或组合多种进行自由基聚合而得到的(共)聚合物。
作为(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物,可列举例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯及(甲基)丙烯酸硬脂酯等对(甲基)丙烯酸酯单体单独、或组合多种进行自由基聚合而得到的(共)聚合物。(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物是所谓的丙烯酸树脂。
作为接枝聚合物,可列举例如:使乙烯基系单体与上述的各种聚合物进行聚合而得到的聚合物。
作为聚酰胺系聚合物,可列举例如:通过ε-己内酰胺的开环聚合得到的尼龙6、通过六亚甲基二胺与己二酸的缩聚得到的尼龙6·6、通过六亚甲基二胺与癸二酸的缩聚得到的尼龙6·10、通过ε-氨基十一烷酸的缩聚得到的尼龙11、通过ε-氨基月桂内酰胺的开环聚合得到的尼龙12及具有上述的尼龙中的2种成分以上的成分的共聚尼龙等。
作为聚碳酸酯系聚合物,可列举例如:由双酚A和碳酰氯通过缩聚而制造的聚合物等。
作为具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚合物(氨基甲酸酯预聚物),可列举例如:使多元醇与过量的聚异氰酸酯化合物反应而得到的在分子末端具有异氰酸酯基的液态高分子化合物等。
在本申请说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”表示“丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯”。“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸和/或甲基丙烯酸”。“(共)聚合物”表示“聚合物和/或共聚物”。
构成基材树脂(A)的主链骨架的聚合物中,聚异丁烯、氢化聚异戊二烯及氢化聚丁二烯等饱和烃系聚合物、聚氧化烯系聚合物、以及丙烯酸树脂((甲基)丙烯酸酯系聚合物)的玻璃化转变温度比较低,得到的固化物的耐寒性优异,因而优选。
构成基材树脂(A)的主链骨架的聚合物的玻璃化转变温度没有特别限定,优选为20℃以下、更优选为0℃以下、特别优选为-20℃以下。玻璃化转变温度高于20℃时,在冬季或寒冷地区的发泡体用树脂组合物的粘度变高,存在操作性变差的情况,而且,发泡体的柔软性降低,存在拉伸率降低的情况。玻璃化转变温度表示利用DSC测定的值。
另外,基材树脂(A)也优选含有玻璃化转变温度为35℃以上的树脂。在该情况下,容易抑制发泡后的发泡体的收缩。从特别地抑制发泡后的发泡体的收缩的方面考虑,基材树脂(A)优选含有玻璃化转变温度为35℃以上的树脂、以及玻璃化转变温度小于35℃的树脂。
基材树脂(A)的玻璃化转变温度可以通过调整主链骨架的种类、构成主链的单元的种类、构成主链的单元的组成及分子量等来调整。
构成基材树脂(A)的主链骨架的聚合物中,从透湿性高的方面等考虑,优选为聚氧化烯系聚合物及丙烯酸树脂、更优选为聚氧化烯系聚合物、最优选为聚氧化丙烯系聚合物。
另外,从容易抑制发泡后的发泡体的收缩的方面考虑,基材树脂(A)优选含有丙烯酸树脂、和/或聚氧化烯系聚合物。
在基材树脂(A)含有丙烯酸树脂及聚氧化烯系聚合物的情况下,从容易得到具有适当的范围内的粘度的发泡体用树脂组合物的方面考虑,基材树脂(A)100重量份中的丙烯酸树脂的量优选为3重量份以上且80重量份以下、更优选为5重量份以上且50重量份以下、进一步优选为5重量份以上且30重量份以下。
基材树脂(A)为低粘度时,制造发泡体时容易对发泡体用树脂组合物进行搅拌。基材树脂(A)为低粘度时,特别是将发泡体用树脂组合物设为双组分型以上的多组分型的组合物的情况下,发泡体制造时容易对各液体利用静态混合器等进行均匀的混合。从该方面考虑,上述树脂(A)中的丙烯酸树脂的含量优选为上述的范围内的量。
反应性硅基对基材树脂(A)的主链的导入只要通过公知的方法进行即可。可列举例如以下的方法。
方法I:使具有对该官能团显示出反应性的活性基团及不饱和基团的化合物与具有羟基等官能团的有机聚合物反应,得到具有不饱和基团的有机聚合物。接下来,通过氢化甲硅烷基化,使具有反应性硅基的氢硅烷化合物与得到的具有不饱和基团的有机聚合物反应。
作为可以在方法I使用的具有显示出反应性的活性基团及不饱和基团的化合物,可列举例如:烯丙基缩水甘油醚等含有不饱和基团的环氧化合物、烯丙基氯、甲代烯丙基氯、溴乙烯、烯丙基溴、甲代烯丙基溴、碘乙烯、烯丙基碘及甲代烯丙基碘等具有碳-碳双键的化合物。
另外,作为具有碳-碳三键的化合物,可列举炔丙基氯、1-氯-2-丁炔、4-氯-1-丁炔、1-氯-2-辛炔、1-氯-2-戊炔、1,4-二氯-2-丁炔、5-氯-1-戊炔、6-氯-1-己炔、炔丙基溴、1-溴-2-丁炔、4-溴-1-丁炔、1-溴-2-辛炔、1-溴-2-戊炔、1,4-二溴-2-丁炔、5-溴-1-戊炔、6-溴-1-己炔、炔丙基碘、1-碘-2-丁炔、4-碘-1-丁炔、1-碘-2-辛炔、1-碘-2-戊炔、1,4-二碘-2-丁炔、5-碘-1-戊炔及6-碘-1-己炔等具有碳-碳三键的卤代烃化合物。这些中,更优选为炔丙基氯、炔丙基溴及炔丙基碘。
可以与具有碳-碳三键的卤代烃化合物同时使用氯乙烯、烯丙基氯、甲代烯丙基氯、溴乙烯、烯丙基溴、甲代烯丙基溴、碘乙烯、烯丙基碘及甲代烯丙基碘等具有碳-碳三键的卤代烃以外的具有不饱和键的烃化合物。
作为可以在方法I中使用的氢硅烷化合物,可列举例如:卤代硅烷类、烷氧基硅烷类、酰氧基硅烷类及酮肟酸酯硅烷(ketoximate silane)类等。氢硅烷化合物不限定于此。
作为卤代硅烷类,可列举例如:三氯硅烷、甲基二氯硅烷、二甲基氯硅烷及苯基二氯硅烷等。
作为烷氧基硅烷类,可列举例如:三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三异丙氧基硅烷、二甲氧基甲基硅烷、二乙氧基甲基硅烷、二异丙氧基甲基硅烷、(甲氧基甲基)二甲氧基硅烷、苯基二甲氧基硅烷及1-[2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷等。
作为酰氧基硅烷类,可列举例如:甲基二乙酰氧基硅烷及苯基二乙酰氧基硅烷等。
作为酮肟酸酯硅烷类,可列举例如:双(二甲基酮肟酸酯)甲基硅烷及双(环己基酮肟酸酯)甲基硅烷等。
这些中,特别优选为卤代硅烷类及烷氧基硅烷类。烷氧基硅烷类由于水解性稳定且容易处理而最优选。
在烷氧基硅烷类中,从容易获得的方面、容易得到固化性及储存稳定性优异的发泡体用树脂组合物的方面、容易使用发泡体用树脂组合物制造拉伸强度优异的发泡体的方面等考虑,优选为二甲氧基甲基硅烷。另外,从容易得到固化性优异的发泡体用树脂组合物的方面考虑,也优选为三甲氧基硅烷及三乙氧基硅烷。
方法II:通过自由基引发剂和/或自由基发生源存在下的自由基加成反应,将具有巯基及反应性硅基的化合物导入与方法I同样地得到的具有不饱和基团的有机聚合物的不饱和基团部位的方法。
可以在方法II中使用的具有巯基及反应性硅基的化合物,可列举例如:3-巯基-正丙基三甲氧基硅烷、3-巯基-正丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基-正丙基三乙氧基硅烷、3-巯基-正丙基甲基二乙氧基硅烷、巯基甲基三甲氧基硅烷及巯基甲基三乙氧基硅烷等。具有巯基及反应性硅基的化合物不限定于此。
方法III:使分子中具有羟基、环氧基及异氰酸酯基等官能团的有机聚合物与具有对这些官能团显示出反应性的官能团及反应性硅基的化合物进行反应的方法。
作为可以在方法III中采用的使具有羟基的有机聚合物与具有异氰酸酯基及反应性硅基的化合物进行反应的方法,没有特别限定,可举出例如:日本特开平3-47825号公报中示出的方法等。
作为可以在方法III中使用的具有异氰酸酯基及反应性硅基的化合物,可列举例如:3-异氰酸根合-正丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸根合-正丙基甲基二甲氧基硅烷、3-异氰酸根合-正丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸根合-正丙基甲基二乙氧基硅烷、异氰酸酯甲基三甲氧基硅烷、异氰酸根合甲基三乙氧基硅烷、异氰酸根合甲基二甲氧基甲基硅烷及异氰酸根合甲基二乙氧基甲基硅烷等。具有异氰酸酯基及反应性硅基的化合物不限定于这些。
三甲氧基硅烷等1个硅原子上键合有3个水解性基团的硅烷化合物有时会进行歧化反应。如果歧化反应进行,则会产生二甲氧基硅烷这样的不稳定的化合物,有时处理变得困难。然而,对于3-巯基-正丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸根合-正丙基三甲氧基硅烷而言,不进行这样的歧化反应。因此,在使用三甲氧基甲硅烷基等3个水解性基团与1个硅原子键合的基团作为含硅基团的情况下,优选使用方法II或方法III的方法。
另一方面,下述式(2a)表示的硅烷化合物不进行歧化反应。
H-(SiR2a 2O)mSiR2a 2-R3a-SiX3 (2a)
这里,在式(2a)中,X与式(1a)相同。2m+2个的R2a分别独立地与式(1a)的R1a相同。R3a表示碳原子数1以上且20以下的取代或非取代的2价烃基。m表示0以上且19以下的整数。
因此,在方法I中,导入3个水解性基团与1个硅原子键合的基团时,优选使用式(2a)表示的硅烷化合物。从获得性及成本的方面出发,作为2m+2个R2a,分别独立地优选为碳原子数1以上且20以下的烃基、更优选为碳原子数1以上且8以下的烃基、进一步优选为碳原子数1以上且4以下的烃基。作为R3a,优选为碳原子数1以上且12以下的2价烃基、更优选为碳原子数2以上且8以下的2价烃基、进一步优选为碳原子数2的2价烃基。m最优选为1。
作为式(2a)表示的硅烷化合物,可列举例如:1-[2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1-[2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷及1-[2-(三甲氧基甲硅烷基)己基]-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷等。
在上述的方法I或方法III中,使末端具有羟基的有机聚合物与具有异氰酸酯基及反应性硅基的化合物反应的方法由于能够以比较短的反应时间得到高的转化率而优选。此外,通过方法I得到的具有反应性硅基的有机聚合物与通过方法III得到的具有反应性硅基的有机聚合物相比为低粘度,可以得到操作性良好的发泡体用树脂组合物,另外,通过方法II得到的具有反应性硅基的有机聚合物由巯基硅烷导致的臭气强,因此,特别优选方法I。
以下,对基材树脂(A)中特别优选的具有反应性硅基的聚氧化烯系聚合物、和(甲基)丙烯酸酯系共聚物详细地进行说明。
(聚氧化烯系聚合物)
聚氧化烯系聚合物的主链结构优选含有下述式(3a)表示的重复单元。
-R4a-O- (3a)
这里,在式(3a)中,R4a表示碳原子数1以上且14以下的直链状或支化状亚烷基,更优选为碳原子数2以上且4以下。
作为式(3a)表示的重复单元,可列举例如:-CH2O-、-CH2CH2O-、-CH2CH(CH3)O-、-CH2CH(C2H5)O-、-CH2C(CH3)2O-及-CH2CH2CH2CH2O-等。
聚氧化烯系聚合物的主链可以仅含有1种重复单元,也可以含有2种以上重复单元。聚氧化烯系聚合物优选为非晶质且粘度比较低的聚氧化丙烯系聚合物。
作为聚氧化烯系聚合物的合成法,可列举例如:利用KOH等碱催化剂的聚合法;日本特开昭61-215623号中示出的利用使有机铝化合物与卟啉反应而得到的络合物等过渡金属化合物-卟啉络合物催化剂的聚合法;日本特公昭46-27250号公报、日本特公昭59-15336号公报、美国专利第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号及美国专利3427335号等中示出的利用复合金属氰化物络合物催化剂(例如六氰基钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂)的聚合法;日本特开平10-273512号公报中示出的使用含有聚磷腈盐的催化剂的聚合法;日本特开平11-060722号公报中示出的使用含有磷腈化合物的催化剂的聚合法等。聚氧化烯系聚合物的合成方法不限定于此。
在这些合成法中,在复合金属氰化物络合物催化剂的存在下使氧化烯与引发剂反应的聚合法由于可以得到分子量分布窄的聚合物而优选。
作为复合金属氰化物络合物催化剂,可列举Zn3[Co(CN)6]2(六氰基钴酸锌络合物)等。另外,也可以使用醇和/或醚作为有机配体与它们配位而成的催化剂。
作为引发剂,优选具有至少2个活泼氢基的化合物。含活泼氢化合物可列举乙二醇、二乙二醇、丙二醇及丙三醇等多元醇、数均分子量500以上且20000以下的直链状或支链状的聚醚化合物等。
作为氧化烯,可列举氧化乙烯、氧化丙烯及氧化异丁烯等。
作为具有反应性硅基的聚氧化烯系聚合物,可列举例如:日本特公昭45-36319号公报、日本特公昭46-12154号公报、日本特开昭50-156599号公报、日本特开昭54-6096号公报、日本特开昭55-13767号公报、日本特开昭55-13468号公报、日本特开昭57-164123号公报、特公平3-2450号公报、美国专利3632557号、美国专利4345053号、美国专利4366307号、美国专利4960844号等各公报中提出的聚合物。另外,也优选日本特开昭61-197631号公报、日本特开昭61-215622号公报、日本特开昭61-215623号公报、日本特开昭61-218632号公报、日本特开平3-72527号公报、日本特开平3-47825号公报、日本特开平8-231707号公报的各公报中提出的数均分子量6000以上、分子量分布(Mw/Mn)为1.6以下、1.3以下的高分子量且分子量分布窄的具有反应性硅基的聚氧化烯系聚合物等。具有这样的反应性硅基的聚氧化烯系聚合物可以单独使用,也可以组合2种以上使用。
((甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物)
具有反应性硅基的(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物可以通过将各种(甲基)丙烯酸酯系单体单独或组合多种进行聚合而得到。
作为(甲基)丙烯酸酯系单体,可列举例如:(甲基)丙烯酸、(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)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(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)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸甲苯酰酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(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)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯、3-((甲基)丙烯酰氧基)-正丙基三甲氧基硅烷、3-((甲基)丙烯酰氧基)-正丙基二甲氧基甲基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基甲基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基甲基二乙氧基甲基硅烷及(甲基)丙烯酸的环氧乙烷加合物等(甲基)丙烯酸系单体。(甲基)丙烯酸酯系单体不限定于此。
(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物也可以使(甲基)丙烯酸酯系单体与以下的乙烯基系单体进行共聚。
作为乙烯基系单体,可列举例如:苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、苯乙烯磺酸及苯乙烯磺酸盐等苯乙烯系单体;乙烯基三甲氧基硅烷及乙烯基三乙氧基硅烷等含硅乙烯基系单体;马来酸酐、马来酸、以及马来酸的单烷基酯及二烷基酯等马来酸或马来酸衍生物;富马酸、以及富马酸的单烷基酯及二烷基酯等富马酸或富马酸衍生物;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、苯基马来酰亚胺及环己基马来酰亚胺等马来酰亚胺系单体;丙烯腈及甲腈等含腈基乙烯基系单体;丙烯酰胺及甲基丙烯酰胺等含酰胺基乙烯基系单体;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯及肉桂酸乙烯酯等乙烯基酯类;乙烯及丙烯等烯类;丁二烯及异戊二烯等共轭二烯类;氯乙烯、偏二氯乙烯、烯丙基氯、烯丙醇等。它们可以单独聚合,也可以使多种共聚。
作为(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物,从物性等方面考虑,优选为(甲基)丙烯酸酯系单体的(共)聚合物、苯乙烯系单体与(甲基)丙烯酸系单体的共聚物、更优选为(甲基)丙烯酸酯系单体的(共)聚合物、进一步优选为丙烯酸酯系单体的(共)聚合物。
(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物的制造方法没有特别限定。(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物可以通过公知的方法制造。然而,通过使用偶氮系化合物、过氧化物等作为聚合引发剂的通常的自由基聚合法得到的聚合物的分子量分布值一般大于2,粘度容易变高。因此,为了得到分子量分布窄、粘度低、且以高比例在分子链末端具有交联性官能团的(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物,优选使用活性自由基聚合法。
在“活性自由基聚合法”中,使用有机卤代物及磺酰卤化合物等作为引发剂、使用过渡金属络合物作为催化剂对(甲基)丙烯酸酯系单体进行聚合的“原子转移自由基聚合法”除了上述的“活性自由基聚合法”的特征以外,在末端具有对于官能团转化反应比较有利的卤素等,引发剂、催化剂的设计自由度大,因此,进一步优选作为具有特定的官能团的(甲基)丙烯酸酯系聚合物的制造方法。该原子转移自由基聚合法记载于例如Matyjaszewski等、美国化学学会杂志(J.Am.Chem.Soc.)1995年、117卷、5614页等。
作为具有反应性硅基的(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物的制造方法,可列举例如:在特公平3-14068号公报、特公平4-55444号公报及日本特开平6-211922号公报等中公开的利用使用了链转移剂的自由基聚合法的制造方法。另外,日本特开平9-272714号公报等中公开了利用了原子转移自由基聚合法的制造方法。具有反应性硅基的(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物的制造方法不限定于这些方法。具有上述的反应性硅基的(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物可以单独使用,也可以组合2种以上使用。
这些具有反应性硅基的基材树脂(A)可以单独使用,也可以组合2种以上。具体而言,在组合使用2种以上基材树脂(A)的情况下,可以组合使用具有同种主链的基材树脂(A),也可以以例如具有反应性硅基的聚氧化烯系聚合物与具有反应性硅基的(甲基)丙烯酸酯系聚合物的组合的方式组合使用具有不同种主链的基材树脂(A)。
<化学发泡剂(B)>
发泡体用树脂组合物含有化学发泡剂(B)。化学发泡剂(B)含有二碳酸二酯(B-1)。二碳酸二酯(B-1)在制备发泡体用树脂组合物后,即使在室温程度的低温条件下,也可以以与基材树脂(A)的固化反应的速度相应的优选的速度进行分解而发泡。二碳酸二酯(B-1)在水(C)的存在下与无水条件相比更容易良好地发泡。
例如,日本特公昭46-35992号公报中公开了,在通过加成反应使不饱和聚酯固化而得到的发泡体用树脂组合物中添加二碳酸二乙酯作为发泡剂时,在室温下制造发泡体时,用20分钟左右的时间进行基于发泡的树脂组合物的膨胀,用超过20分钟的长时间进行树脂组合物的固化(参照日本特公昭46-35992号公报的实施例8。)。
然而,例如,在使具有反应性硅基的基材树脂(A)固化并使其发泡的情况下,存在基材树脂(A)的固化在5分钟左右进行了很大程度的情况。因此,预测如果在含有具有反应性硅基的基材树脂(A)的发泡体用树脂组合物中应用用20分钟的时间发泡的化学发泡剂(B),则达到期望的发泡倍率前,基材树脂(A)迅速地固化,只能得到低发泡倍率的发泡体。
然而,本发明人们进行了研究,意外地发现在含有基材树脂(A)、和硅烷醇缩合催化剂(D)的发泡体用树脂组合物中配合含有二碳酸二酯(B-1)的化学发泡剂(B)的情况下,可以以短时间使树脂组合物发泡至期望的程度。
二碳酸二酯由下述式(B1)表示。
Rb-O-CO-O-CO-O-Rb···(B1)
在式(B1)中,Rb为有机基团。作为Rb的有机基团优选为烃基。2个Rb相同或不同,优选相同。
作为Rb的烃基的碳原子数优选为1以上且16以下、更优选为1以上且12以下、进一步优选为1以上且8以下、特别优选为1以上且6以下。
作为Rb的烃基,可列举例如:烷基、环烷基等脂环式基、芳烷基及芳基。关于烷基,可以是直链状也可以是支链状,优选为直链状。
作为烷基的具体例,可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基、正十一烷基及正十二烷基等。
作为环烷基的具体例,可列举环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基及环辛基等。
作为芳烷基的具体例,可列举苄基、苯乙基、萘-1-基甲基及萘-2-基甲基等。
作为芳基的具体例,可列举苯基、萘-1-基、萘-2-基、4-苯基苯基、3-苯基苯基及2-苯基苯基等。
作为式(B1)表示的二碳酸二酯(B-1),优选二碳酸二甲酯、二碳酸二乙酯、二碳酸二正丙酯、二碳酸二异丙酯、二碳酸二正丁酯、二碳酸二异丁酯、二碳酸二仲丁酯、二碳酸二叔丁酯、二碳酸二正戊酯及二碳酸二正己酯。由于容易获得、分子量小且每单元重量的发泡量多,因此,作为二碳酸二酯(B-1),优选为二碳酸二甲酯、二碳酸二乙酯、二碳酸二正丙酯及二碳酸二异丙酯、更优选为二碳酸二甲酯及二碳酸二乙酯。此外,从二碳酸二酯被水解后生成物的高挥发性及低毒性的观点考虑,作为二碳酸二酯(B-1),特别优选为二碳酸二乙酯。
从发泡体用树脂组合物可以不含有水(C)、或者仅含有少量的水(C)的方面、化学发泡剂(B)的用量即使为少量也容易实现高发泡倍率的方面考虑,优选化学发泡剂(B)主要含有二碳酸二酯(B-1)。
相对于化学发泡剂(B)的重量,二碳酸二酯(B-1)的重量的比率优选为50重量%以上、更优选为70重量%以上、进一步优选为80重量%以上、特别优选为90重量%以上、最优选为100重量%以上。
在化学发泡剂(B)含有除二碳酸二酯(B-1)以外的其它化学发泡剂的情况下,作为该其它化学发泡剂,可以在不损害本发明的目的的范围使用公知的各种化学发泡剂。
作为二碳酸二酯(B-1)以外的优选的化学发泡剂(B),可列举四异氰酸酯硅烷(Si(NCO)4)、甲基三异氰酸酯硅烷(SiCH3(NCO)3)、异氰酸根合甲基三甲氧基硅烷、异氰酸根合甲基三乙氧基硅烷、2-异氰酸根合乙基三甲氧基硅烷、2-异氰酸根合乙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸根合-正丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸根合-正丙基三乙氧基硅烷、4-异氰酸根合-正丁基三甲氧基硅烷及4-异氰酸根合-正丁基三乙氧基硅烷等异氰酸酯硅烷化合物(B-2)。从被固定化于聚合物的方面考虑,特别优选具有烷氧基甲硅烷基的异氰酸酯硅烷。
异氰酸酯硅烷化合物(B-2)可以与二碳酸二酯(B-1)组合使用。
化学发泡剂(B)的用量可以考虑发泡体的发泡倍率适宜选择。
相对于基材树脂(A)100重量份,化学发泡剂(B)的含量优选为2重量份以上且200重量份以下、更优选为5重量份以上且170重量份以下、进一步优选为5重量份以上且130重量份以下、特别优选为5重量份以上且100重量份以下。
相对于基材树脂(A)100重量份,作为化学发泡剂(B)的二碳酸二酯(B-1)的含量优选为1重量份以上且50重量份以下、更优选为2重量份以上且40重量份以下、特别优选为5重量份以上且30重量份以下。
以上对化学发泡剂(B)进行了说明,除了利用化学发泡剂的发泡以外,也可以在发泡体用树脂组合物中添加物理发泡剂辅助发泡。从发泡性、操作性及安全性的方面出发,物理发泡剂的沸点优选为100℃以下、更优选为50℃以下。作为物理发泡剂的具体例,可列举烃(例如LPG(丙烷)、丁烷等)、卤代烃、醚(例如二乙醚)、含氯氟烃(CFC)、氢氟烃(HFC)、氢氯氟烃(HCFC)、氟烯烃(FO)、氯氟烯烃(CFO)、氢氟烯烃(HFO)、氢氯氟烯烃(HCFO)、二氧化碳、氮及空气等。从环境适合性的观点考虑,这些物理发泡剂中,优选为烃、醚、二氧化碳、氮及空气。
<水(C)>
发泡体用树脂组合物含有水(C),或不含有水(C)。即使在发泡体用树脂组合物不含有水(C)的情况下,固化及发泡也进行。另一方面,作为水(C),具有促进化学发泡剂(B)的发泡反应及基材树脂(A)的固化反应的作用。
在发泡体用树脂组合物含有水(C)的情况下,相对于基材树脂(A)100重量份,水(C)的含量优选为1重量份以上且70重量份以下、更优选为2重量份以上且60重量份以下、进一步优选为2重量份以上且50重量份以下。水(C)的含量为上述的范围内时,容易充分地发泡,并且良好地进行固化,具有微细且致密的发泡单元,容易得到柔软性优异的发泡体。
相对于二碳酸二酯(B-1)1重量份,水(C)的含量优选为0.05重量份以上、更优选为0.1重量份以上。通过使用这样的量的水,可以使二碳酸二酯(B-1)良好地与水(C)反应,特别地,能发生良好的发泡,并且基材树脂(A)所具有的反应性硅基间的水解缩合反应良好地进行。
特别地,在发泡体用树脂组合物仅含有二碳酸二酯(B-1)作为化学发泡剂(B)的情况下,相对于二碳酸二酯(B-1)1重量份,发泡体用树脂组合物中的水(C)的含量优选为0.05重量份以上且0.5重量份以下、更优选为0.05重量份以上且0.3重量份以下。
在该情况下,可以在发生特别良好的发泡的同时,减少发泡体作成后发泡体中的水(C)的含量,可以省略用于将发泡体制造时的水等挥发性成分除去的干燥工序。
仅从发泡体中的水(C)的含量降低的观点考虑,相对于二碳酸二酯(B-1)1重量份,发泡体用树脂组合物中的水(C)的含量优选为0重量份以上且0.05重量份以下、更优选为0重量份以上且0.03重量份以下、特别优选为0重量份、也就是不含有水(C)。
需要说明的是,二碳酸二酯(B-1)1摩尔与水(C)1摩尔反应,产生碳酸气体(二氧化碳)2摩尔。因此,从利用发泡体用树脂组合物中的水(C)使二碳酸二酯(B-1)高效地发泡的观点考虑,二碳酸二酯(B-1)与水(C)的摩尔比以二碳酸二酯(B-1):水(C)计优选为0.8:1~1:0.8、更优选为0.9:1~1:0.9、进一步优选为0.95:1~1:0.95。
即使在水(C)不足的情况下也可以由二碳酸二酯(B-1)良好地发生发泡的理由不明确,但认为因空气中及材料中的水分发生二碳酸二酯(B-1)的水解,或者由于与水解不同的分解反应而产生二氧化碳。
<硅烷醇缩合催化剂(D)>
发泡体用树脂组合物含有硅烷醇缩合催化剂(D)。作为硅烷醇缩合催化剂(D),只要能作为缩合催化剂使用,就没有特别限制,可以使用任意的硅烷醇缩合催化剂,但从不易发生由通过二碳酸二酯(B-1)的发泡反应产生的碳酸的影响导致的催化剂活性降低的方面考虑,优选为中性或弱酸性的硅烷醇缩合催化剂(D)。碳酸通过将二氧化碳溶解于水中而产生。
作为硅烷醇缩合催化剂(D)的例子,可列举:4价锡化合物类、2价锡化合物物类、上述的2价锡化合物类与后述的月桂胺等胺系化合物的反应物及混合物、单烷基锡类、钛酸酯类、有机铝化合物、羧酸金属盐、羧酸金属盐与后述的月桂胺等胺系化合物的反应物及混合物、螯合物化合物、饱和脂肪族伯胺类、饱和脂肪族仲胺类、饱和脂肪族叔胺类、脂肪族不饱和胺类、芳香族胺类、这些胺类以外的其它胺类、这些胺类与羧酸等形成的盐、胺系化合物与有机锡化合物的反应物及混合物、由过量的聚胺和多元酸得到的低分子量聚酰胺树脂、过量的聚胺与环氧化合物的反应生成物、将具有氨基的硅烷偶联剂、具有氨基的硅烷偶联剂改性而得到的衍生物等。
作为4价锡化合物类,可列举二烷基锡二羧酸酯类、二烷基烷氧基锡类、二烷基锡的分子内配位性衍生物类、二烷基氧化锡与酯化合物的反应物、二烷基氧化锡、羧酸以及醇化合物的反应物、二烷基化合物、二烷基氧化锡与硅酸盐化合物的反应物及这些烷基锡化合物的氧衍生物(锡氧烷(stannoxane)化合物)等。
作为二烷基锡二羧酸酯类的具体例,可列举二丁基锡二月桂酸酯、二丁基锡二乙酸酯、二丁基锡二(2-乙基己酸酯)、二丁基锡二辛酸酯、二丁基锡二新癸酸酯、二丁基锡二硬脂酸酯、二丁基锡二(甲基马来酸酯)、二丁基锡二(乙基马来酸酯)、二丁基锡二(丁基马来酸酯)、二丁基锡二(异辛基马来酸酯)、二丁基锡二(十三烷基马来酸酯)、二丁基锡二(油烯基马来酸酯)、二丁基锡二(苄基马来酸酯)、二丁基锡马来酸酯、二辛基锡二乙酸酯、二辛基锡二新癸酸酯、二辛基锡二硬脂酸酯、二辛基锡二月桂酸酯、二辛基锡二(乙基马来酸酯)、二辛基锡二(异辛基马来酸酯)等。
需要说明的是,二丁基锡马来酸酯是含有下述式表示的结构单元的低聚物或聚合物。
-Sn(-n-C4H9)2-OCO―CH=CH=COO-
作为二烷基烷氧基锡类的具体例,可列举二丁基二甲氧基锡、二丁基二苯氧基锡等。
作为二烷基锡的分子内配位性衍生物类的具体例,可列举双乙酰丙酮基二丁基锡、二乙基乙酰乙酸二丁基锡等。
作为二烷基氧化锡与酯化合物的反应物的具体例,可列举二丁基氧化锡、二辛基氧化锡等二烷基氧化锡与邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、马来酸甲酯等酯化合物的反应物。
作为二烷基氧化锡与硅酸盐化合物的反应物,可列举双(三乙氧基硅酸)二丁基锡、双(三乙氧基硅酸)二辛基锡等。
作为2价锡化合物类的具体例,可列举辛酸锡、环烷酸锡、硬脂酸锡、叔碳酸(Versatic acid)锡等。
作为单烷基锡类的具体例,可列举三辛酸单丁基锡、单丁基三异丙氧基锡等单丁基锡化合物、单辛基锡化合物等。
作为钛酸酯类的具体例,可列举钛酸四丁酯、钛酸四丙酯、钛酸四(2-乙基己基)酯、异丙氧基钛双(乙酰乙酸乙酯)等。
作为有机铝化合物的具体例,可列举三乙酰丙酮铝、三(乙基乙酰乙酸基)铝、二异丙氧基铝乙酰乙酸乙酯等。
作为羧酸金属盐的具体例,可列举羧酸铋、羧酸铁、羧酸钛、羧酸铅、羧酸钒、羧酸锆、羧酸钙、羧酸钾、羧酸钡、羧酸锰、羧酸铈、羧酸镍、羧酸钴、羧酸锌、羧酸铝等。作为可得到该羧酸金属盐的羧酸的具体例,可列举2-乙基己酸、新癸酸、叔碳酸、油酸、环烷酸等。
作为螯合物化合物类的具体例,可列举四乙酰丙酮锆、三丁氧基乙酰丙酮锆、二乙酰丙酮基二丁氧基锆、乙酰丙酮双(乙基乙酰乙酸基)锆、四乙酰丙酮钛等。
作为饱和脂肪族伯胺类的具体例,可列举甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、2-乙基己胺、壬胺、癸胺、月桂胺、十五胺、十六胺、硬脂胺、环己胺等。
作为饱和脂肪族仲胺类的具体例,可列举二甲胺、二乙胺、二丙胺、二异丙胺、二丁胺、二戊胺、二辛胺、二(2-乙基己)胺、二癸胺、二月桂胺、双十六胺、二硬脂胺、甲基硬脂胺、乙基硬脂胺、丁基硬脂胺等。
作为饱和脂肪族叔胺类的具体例,可列举三戊胺、三己胺、三辛胺、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)等。
作为脂肪族不饱和胺类的具体例,可列举三烯丙胺、油胺等。
作为芳香族胺类的具体例,可列举月桂基苯胺、硬脂基苯胺、三苯胺等。
作为上述的胺类以外的其它胺类的具体例,可列举单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、油胺、苄胺、二乙基氨基丙胺、苯二甲基二胺、亚乙基二胺、六亚甲基二胺、三亚乙基二胺、胍、二苯基胍、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、吗啉、N-甲基吗啉、2-乙基-4-甲基咪唑、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)等胺系化合物。
作为胺系化合物与有机锡化合物的反应物及混合物,可列举月桂胺与辛酸锡的反应物或混合物等。
作为具有氨基的硅烷偶联剂的具体例,可列举3-氨基-正丙基三甲氧基硅烷、3-氨基-正丙基三乙氧基硅烷、3-氨基-正丙基三异丙氧基硅烷、3-氨基-正丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基-正丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-3-氨基-正丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-3-氨基-正丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-3-氨基-正丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-3-氨基-正丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-3-氨基-正丙基三异丙氧基硅烷、3-脲基-正丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基-正丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-3-氨基-正丙基三甲氧基硅烷、N-乙烯基苄基-3-氨基-正丙基三乙氧基硅烷等。
作为上述的将具有氨基的硅烷偶联剂改性而得到的衍生物,可列举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、氨基甲硅烷基化有机硅等。
此外,可示例出叔碳酸等脂肪酸、有机酸式磷酸酯化合物等其它酸性催化剂、碱性催化剂等作为公知的硅烷醇缩合催化剂。
作为酸性催化剂的有机酸式磷酸酯化合物,可列举(CH3O)2-P(=O)(-OH)、(CH3O)-P(=O)(-OH)2、(C2H5O)2-P(=O)(-OH)、(C2H5O)-P(=O)(-OH)2、(C3H7O)2-P(=O)(-OH)、(C3H7O)-P(=O)(-OH)2、(C4H9O)2-P(=O)(-OH)、(C4H9O)-P(=O)(-OH)2、(C8H17O)2-P(=O)(-OH)、(C8H17O)-P(=O)(-OH)2、(C10H21O)2-P(=O)(-OH)、(C10H21O)-P(=O)(-OH)2、(C13H27O)2-P(=O)(-OH)、(C13H27O)-P(=O)(-OH)2、(C16H33O)2-P(=O)(-OH)、(C16H33O)-P(=O)(-OH)2、(HO-C6H12O)2-P(=O)(-OH)、(HO-C6H12O)-P(=O)(-OH)2、(HO-C8H16O)-P(=O)(-OH)、(HO-C8H16O)-P(=O)(-OH)2、[(CH2OH)(CHOH)O]2-P(=O)(-OH)、[(CH2OH)(CHOH)O]-P(=O)(-OH)2、[(CH2OH)(CHOH)C2H4O]2-P(=O)(-OH)、[(CH2OH)(CHOH)C2H4O]-P(=O)(-OH)2等,但不限定于示例物质。
从使发泡体用树脂组合物的固化良好地进行的观点考虑,上述的硅烷醇缩合催化剂(D)的适宜的例子中,优选含有Sn的含锡催化剂,优选包含二烷基锡二羧酸酯类、二烷基烷氧基锡类、二烷基锡的分子内配位性衍生物类、二烷基氧化锡与酯化合物的反应物、使二烷基氧化锡、羧酸及醇化合物反应而得到的锡化合物、二烷基氧化锡与硅酸盐化合物的反应物及这些二烷基锡化合物的氧衍生物(锡氧烷(stannoxane)化合物)等4价锡化合物类。
作为含锡催化剂,其质量中的锡原子的质量的比率越高,催化剂活性越高,越优选。
另外,从抑制发泡体制造后的发泡体的经时收缩的观点考虑,作为硅烷醇缩合催化剂(D),优选为二烷基锡二羧酸酯类、更优选为二丁基锡二乙酸酯。
从不易发生由通过二碳酸二酯(B-1)的发泡反应产生的碳酸的影响导致的催化剂活性降低、使二碳酸二酯(B-1)与水的发泡反应、和基材树脂(A)的固化反应以特别良好的平衡性进行的观点考虑,在上述举出的硅烷醇缩合催化剂(D)中,优选为中性或弱酸性的硅烷醇缩合催化剂、更优选为弱酸性的硅烷醇缩合催化剂。碳酸通过将二氧化碳溶解于水中而产生。
另外,在使用中性或弱酸性的硅烷醇缩合催化剂的情况下,不易阻碍发泡开始时二碳酸二酯(B-1)与水的发泡反应的进行。
从容易使基材树脂(A)良好地固化的方面考虑,硅烷醇缩合催化剂(D)优选含有上述各种含锡催化剂中的中性或弱酸性的催化剂作为中性或弱酸性的硅烷醇缩合催化剂。
从这样的观点考虑,关于硅烷醇缩合催化剂(D),作为中性或弱酸性的含锡催化剂,也优选为二烷基锡二羧酸酯类。
作为中性或弱酸性的二烷基锡二羧酸酯,优选为下述式(D1)表示的化合物、或含有下述式(D2)表示的结构单元的低聚物或聚合物。
(Rd1)(Rd2)(Rd3COO)(Rd4COO)Sn···(D1)
-(-(Rd1)(Rd2)Sn-OCORd5COO-)-···(D2)
在式(D1)及式(D2)中,Rd1及Rd2可以相同,也可以互不相同。Rd1及Rd2为直链状或支化状的烷基,优选为直链烷基。作为Rd1及Rd2的烷基的碳原子数没有特别限定,优选为1以上且20以下、更优选为2以上且16以下、进一步优选为3以上且10以下。从容易获得含锡催化剂的方面考虑,出于作为含锡催化剂的硅烷醇缩合催化剂(D)的活性良好,作为Rd1及Rd2,优选为正丁基及正辛基。
在式(D1)中,Rd3及Rd4分别为碳原子数1以上且40以下的有机基团。作为Rd3及Rd4的有机基团的碳原子数优选为1以上且30以下。作为Rd3及R d4的有机基团可以含有O、S、N及Si等杂原子。
从容易获得含锡催化剂的方面考虑,出于作为含锡催化剂的硅烷醇缩合催化剂(D)的活性良好,作为Rd3及Rd4,优选为碳原子数1以上且30以下的直链状或支链状的烷基、和下述式(D3)表示的基团。
-CH=CH-CO-ORd6···(D3)
Rd6为碳原子数1以上且30以下的烃基。该烃基可以为脂肪族烃基,也可以为芳香族烃基,也可以为脂肪族烃基与芳香族烃基的组合。作为Rd6的烃基的碳原子数优选为1以上且20以下。
在式(D2)中,Rd5为碳原子数1以上且40以下的2价有机基团。作为Rd5的有机基团的碳原子数优选为1以上且30以下、更优选为1以上且10以下、进一步优选为1以上且4以下。作为Rd5的有机基团可以含有O、S、N及Si等杂原子。作为Rd5的有机基团,优选为烃基、更优选为-CH=CH-及-CH2C H2-。
上述式(D1)表示的化合物、或含有上述式(D2)表示的结构单元的低聚物或聚合物的适宜的具体例,如作为二烷基锡二羧酸酯类的具体例所描述的,特别优选为二丁基锡二乙酸酯。
硅烷醇缩合催化剂是否为中性或弱酸性可以通过测定硅烷醇缩合催化剂的浓度1质量%的水/丙酮=10/90溶液在20℃下的pH来判定。具体而言,将pH为6.0以上且小于8.0的情况设为中性,将pH为3.5以上且小于6.0的情况设为弱酸性。
在使用含有中性或弱酸性的硅烷醇缩合催化剂(D)的发泡体用树脂组合物的情况下,容易以短时间进行发泡及固化。因此,含有中性或弱酸性的硅烷醇缩合催化剂(D)的发泡体用树脂组合物在建筑现场、各种工业产品的制造现场等中的现场中,对发泡体进行施工的情况下特别有用。
这是因为对现场的发泡体的施工要求短时间内的发泡及固化。
作为碱性的硅烷醇缩合催化剂(D)的适宜的例子,分别可列举上述的脂肪族伯胺类、脂肪族仲胺类、脂肪族叔胺类、脂肪族不饱和胺类及芳香族胺类、这些胺类以外的其它胺类、以及具有氨基的硅烷偶联剂。
需要说明的是,上述的胺类、在将具有氨基的硅烷偶联剂单独作为硅烷醇缩合催化剂使用的情况下,存在基材树脂(A)的固化反应慢的情况。因此,优选上述的胺类、具有氨基的硅烷偶联剂像上述的各种含锡催化剂那样与基材树脂(A)的固化反应的促进效果高的催化剂组合使用。
特别地,碱性的硅烷醇缩合催化剂(D)优选为与中性或弱酸性的含锡催化剂组合使用、更优选与二烷基锡二羧酸酯类组合使用、最优选二丁基锡二羧酸酯类。
相对于基材树脂(A)100重量份,硅烷醇缩合催化剂(D)的含量优选为90重量份以下、进一步优选为0.05重量份以上且80重量份以下、更优选为0.05重量份以上且20重量份以下、进一步更优选为1重量份以上且15重量份以下。硅烷醇缩合催化剂(D)的含量多于80重量份时,有时会由于得到的发泡体的压缩而触底。通过调整硅烷醇缩合催化剂的量,可以调整发泡体用树脂组合物的固化性。
<发泡助剂(E)>
发泡体用树脂组合物优选含有发泡助剂(E)、和/或作为发泡助剂(E)发挥作用的硅烷醇缩合催化剂(D)。
发泡助剂(E)是促进基于二碳酸二酯(B-1)的分解的发泡的成分。发泡助剂(E)在添加于含有水和二碳酸二酯(B-1)的混合物中的情况下,只要是促进发泡的化合物,就没有特别限定。
典型地,作为发泡助剂(E),可优选列举有机或无机的碱性化合物。因此,作为硅烷醇缩合催化剂的上述碱性的催化剂有时作为发泡助剂(E)发挥作用。
例如,在发泡体用树脂组合物含有作为硅烷醇缩合催化剂(D)的上述的碱性的硅烷醇缩合催化剂那样的发泡助剂(E)发挥作用的成分的情况下,为了方便,对于发泡体用树脂组合物,以含有硅烷醇缩合催化剂(D)和发泡助剂(E)这两者的方式进行处理。
作为发泡助剂(E)发挥作用的硅烷醇缩合催化剂(D)的适宜的例子,可列举双(N,N-二甲基氨基-2-乙基)醚、三乙二胺及N,N,N’,N’-四甲基六亚甲基二胺、N-乙基吗啉、四甲基乙二胺、二氨基双环辛烷、1,2-二甲基咪唑、1-甲基咪唑及1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)等不含活泼氢的叔胺类、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、二甲基己醇胺等、羟基、硫醇基、羧基等具有含活泼氢基团的含有活泼氢的叔胺。
相对于基材树脂(A)100重量份,不属于硅烷醇缩合催化剂(D)的发泡助剂(E)的含量优选为0.05重量份以上且20重量份以下、更优选为0.1重量份以上且10重量份以下、进一步优选为0.5重量份以上且5重量份以下。
作为发泡助剂(E)发挥作用的硅烷醇缩合催化剂(D)的含量与上述的硅烷醇缩合催化剂(D)的含量同样。
<其它添加剂>
出于调整发泡体的柔软性、成形加工性的目的,可以在发泡体用树脂组合物中添加增塑剂、反应性调整剂、染料。
作为增塑剂,优选具有由含有氧化烯系单元的重复单元构成的主链的增塑剂。作为主链的具体例,可列举聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚氧化丁烯;选自氧化乙烯、氧化丙烯及氧化丁烯中的2种以上无规或嵌段共聚物等,这些可以单独使用,也可以组合2种以上使用。这些中,从与基材树脂(A)的相容性的方面出发,优选聚氧化丙烯。另外,也可以添加将氧化烯进行了异氰酸酯改性后的增塑剂。
从得到的发泡体的柔软性、防止增塑剂向体系外流出的观点出发,增塑剂的分子量以数均分子量计为1000以上,优选为3000以上。数均分子量为上述的范围内时,可以抑制由热、压缩等导致的增塑剂经时向体系外流出,容易长期保持初始的物性,对柔软性的不良影响少。另外,上限值没有特别限定,数均分子量过高时,粘度变高,操作性恶化,因此,优选为50000以下、更优选为30000以下。需要说明的是,增塑剂只要能对发泡体赋予柔软性即可,可以是直链状,也可以是支化状,没有特别限定。
相对于基材树脂(A)100重量份,增塑剂的添加量优选为5重量份以上且150重量份以下、更优选为10重量份以上且120重量份以下、进一步优选为20重量份以上且100重量份以下。增塑剂的添加量为上述的范围内时,容易调整柔软性、成形加工性,容易形成具有良好的机械强度、期望的发泡倍率的发泡体。增塑剂的制造方法没有特别限定,可以应用公知的制造方法,进一步可以使用市售的化合物。
反应性调整剂优选具有反应性硅基。反应性调整剂可以是硅酸甲酯、硅酸乙酯等硅酸酯化合物,也可以是具有反应性硅基的乙烯基单体的共聚物,也可以是使用了硫醇等具有链转移基团的反应性硅单体的共聚物。它们可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
从得到的发泡体的固化及发泡的观点考虑,反应性调整剂的分子量以数均分子量计优选为1000以上、更优选为3000以上。另外,上限值没有特别限定,出于容易将发泡体用树脂组合物的粘度设为容易操作的范围内,优选为50000以下、更优选为30000以下。需要说明的是,反应性调整剂只要能够调整发泡体用树脂组合物的固化性即可,可以是直链状,也可以是支化状,没有特别限定。
相对于基材树脂(A)100重量份,反应性调整剂的添加量优选为2重量份以上且120重量份以下、更优选为5重量份以上且80重量份以下、进一步优选为10重量份以上且50重量份以下。如果使用该范围内的量的反应调整剂,则容易将固化性调整为适当的范围内,使固化以适当的速度进行,容易得到发泡倍率高的发泡体。反应性调整剂的制造方法没有特别限定,可以应用公知的制造方法,此外,可以使用市售的化合物。
在不损害本发明的效果的范围内,根据需要,可以在发泡体用树脂组合物中添加耐光性稳定剂、紫外线吸收剂、储存稳定剂、气泡调整剂、润滑剂、阻燃剂等。
作为耐光性稳定剂,可列举受阻酚系抗氧剂及不含硫原子、磷原子、伯胺、仲胺的受阻胺系光稳定剂。这里,耐光性稳定剂是指,具有吸收紫外线区域的波长的光而抑制自由基的生成的功能、或者具有通过光吸收捕捉生成的自由基并转换成热能而无害化的功能等、且提高对于光的稳定性的化合物。
作为紫外线吸收剂,没有特别限定,可示例出苯并嗪系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂、三嗪系紫外线吸收剂等。此处,紫外线吸收剂是指,具有吸收紫外线区域的波长的光而抑制自由基的生成的功能的化合物。
作为耐光性稳定剂及紫外线吸收剂的添加量,相对于基材树脂(A)100重量份,分别优选为0.01重量份以上且5重量份以下、更优选为0.1重量份以上且3重量份以下、进一步优选为0.3重量份以上且2.0重量份以下。耐光性稳定剂、紫外线吸收剂的添加量为该范围内时,容易得到抑制表面粘合性的经时上升的效果。
作为储存稳定性改良剂的优选例,可列举例如:含有脂肪族不饱和键的化合物、有机磷化合物、有机硫化合物、含氮化合物、锡系化合物、有机过氧化物等。它们可以单独使用,或者可以组合2种以上使用。具体而言,可列举2-苯并噻唑硫化物、苯并噻唑、噻唑、乙炔二羧酸二甲酯、乙炔二羧酸二乙酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、丁基羟基苯甲醚、维生素E、2-(4-吗啉基二硫代)苯并噻唑、3-甲基-1-丁烯-3-醇、含炔属不饱和基团的有机硅氧烷、炔属醇、3-甲基-1-丁基-3-醇、2-甲基-3-丁基-2-醇、富马酸二烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二乙酯、马来酸二乙酯、马来酸二甲酯、2-戊烯腈、2,3-二氯丙烯等。
如果需要,也可以在发泡体用树脂组合物中添加气泡调整剂。气泡调整剂的种类没有特别限定,可列举通常使用的例如滑石、氧化镁、氧化钛、氧化锌、炭黑、二氧化硅等无机固体粉末。它们可以单独使用,也可以组合2种以上使用。
相对于基材树脂(A)100重量份,气泡调整剂的用量优选为0.1重量份以上且100重量份以下,更优选为0.5重量份以上且50重量份以下。
如果需要,也可以在发泡体用树脂组合物中添加整泡剂。整泡剂的种类没有特别限定,可列举通常使用的例如聚醚改性硅油等硅油系化合物、氟系化合物等。它们可以单独使用,也可以组合2种以上使用。特别地,聚丙烯及聚乙烯改性有机硅有时可以期待少量下的整泡能力。
相对于基材树脂(A)100重量份,整泡剂的用量优选为0.2重量份以上且30重量份以下、更优选为0.5重量份以上且15重量份以下。
如果需要,也可以在发泡体用树脂组合物中添加空心粒子。空心粒子的种类没有特别限定,可列举通常使用的例如热塑性的壳聚合物中内包有在壳聚合物的软化点以下的温度下成为气态的挥发性液体、加热后的挥发性液体成为气体状、并且壳聚合物软化膨胀的粒子。另外,也可以添加膨胀前的空心粒子,在成形时使其发泡。
相对于基材树脂(A)100重量份,空心粒子的用量优选为0.2重量份以上且30重量份以下,更优选为0.5重量份以上且15重量份以下。
此外,出于提高含有基材树脂(A)、化学发泡剂(B)、水(C)而成的发泡体用树脂组合物的相容性的目的,也可以添加润滑剂。
通过含有润滑剂,从而可以减少将发泡体用树脂组合物发泡而成的发泡体的发泡单元内的摩擦、粘合,得到具有期望的柔软性的发泡体。另外,润滑剂由通过基材树脂(A)间的硅烷醇缩合反应形成的三维网状结构体保持,存在抑制向发泡体系外的渗出的倾向,因此,可以长期保持柔软性。
作为润滑剂,优选液态的润滑剂。作为液体润滑剂的具体例,可列举石蜡系矿物油、萘系矿物油、脂肪酸甘油酯等动植物油;聚-1-癸烯、聚丁烯等具有烷基结构的烯烃系润滑剂;具有芳烷基结构的烷基芳香族化合物系润滑剂;聚亚烷基二醇系润滑剂;聚亚烷基二醇醚、全氟聚醚、聚苯醚等醚系润滑剂;脂肪酸酯、脂肪酸二酯、多元醇酯、硅酸酯、磷酸酯等具有酯结构的酯系润滑剂;二甲基有机硅(即两末端三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷)及将二甲基有机硅的甲基的一部分用聚醚基、苯基、烷基、芳烷基、氟化烷基等取代后的硅油等有机硅系润滑剂;氯氟碳化合物等含氟原子系润滑剂等。它们可以单独使用,也可以组合2种以上使用。
在这些润滑剂中,从发泡单元内的摩擦系数的降低、分散性、加工性、安全性等的观点出发,特别优选有机硅系润滑剂。
相对于基材树脂(A)100重量份,润滑剂的添加量优选为1重量份以上、更优选为2重量份以上、进一步优选为3重量份以上。润滑剂的添加量的上限值没有特别限制,优选为25重量份以下、进一步优选为20重量份以下。如果使用该范围内的量的润滑剂,则容易抑制发泡单元内的摩擦、粘合,容易提高发泡倍率,容易抑制润滑剂向体系外渗出,容易得到期望的柔软性的发泡体。
作为阻燃剂的适宜的具体例,可列举红磷、磷酸酯、含磷酸盐阻燃剂、含溴阻燃剂、含硼阻燃剂、含锑阻燃剂及金属氢氧化物。它们可以单独使用,也可以组合2种以上使用。作为阻燃剂,优选组合使用红磷、与选自磷酸酯、含磷酸盐阻燃剂、含溴阻燃剂、含硼阻燃剂、含锑阻燃剂及金属氢氧化物中的至少一种。
在化学发泡剂(B)与水(C)共存的环境中,发泡容易进行,因此,发泡体用树脂组合物有时以双组分或三组分以上的多组分型液态组合物的形态使用。由于通过混合容易制备发泡体用树脂组合物,因此,发泡体用树脂组合物优选为双组分型树脂组合物。
多组分型树脂组合物优选包含含有基材树脂(A)和二碳酸酯(B-1)的第1液体、以及至少含有硅烷醇缩合催化剂(D)的第2液体。
另外,第2液体也优选含有水(C)。在第1液体中含有硅烷醇缩合催化剂(D)的情况下,存在利用基材树脂(A)间的交联进行固化的情况。然而,通过在独立于第1液体的其它液体中含有硅烷醇缩合催化剂(D),可以防止制造发泡体前的基材树脂(A)的固化。在第2液体含有硅烷醇缩合催化剂(D)的情况下,该硅烷醇缩合催化剂(D)优选含有中性或弱酸性的硅烷醇缩合催化剂,更优选含有弱酸性的硅烷醇缩合催化剂。
另外,优选在多组分型树脂组合物中,在含有硅烷醇缩合催化剂(D)的第2液体、独立于第1液体及第2液体以外的液体中含有作为发泡助剂(E)、和/或作为发泡助剂(E)发挥作用的硅烷醇缩合催化剂(D)。
《发泡体》
通过常规方法使以上说明的发泡体用树脂组合物发泡及固化,由此得到了发泡体。对于上述发泡体的用途,没有特别限定。上述发泡体可以适宜用于应用聚氨基甲酸酯泡沫、聚苯乙烯泡沫等以往以来已知的各种发泡体的用途。
上述发泡体使用含有上述特定成分的发泡体用树脂组合物而形成,因此,即使发泡体用树脂组合物不含有水、或者发泡体用树脂组合物的水含量为少量,也可以通过低温、短时间的发泡及固化来制造。
上述发泡体即使在通过连续法生产的情况下,也可以确保从发泡体用树脂组合物的形状成为给定的形状为止的充分的时间,并且可以以短时间进行发泡及固化而制造,因此,可以稳定地制造成形状、密度均匀且高发泡倍率的发泡体。
发泡体的形状没有特别限定。作为发泡体的形状,可列举片状、棒状、正多面体状(例如立方体状、正四面体状、正八面体状等)、圆盘状、球状、半球状、不规则状等。从可以通过连续法适宜地进行制造的方面考虑,发泡体的形状优选为片状、或棒状。需要说明的是,棒状是指静止的状态下的形状。由于发泡体柔软,在静止状态下使棒状发泡体活动的情况下,发泡体有时像绳子那样活动。
发泡体的密度没有特别限定。发泡体的密度可以根据发泡体的用途、对发泡体要求的性能而适宜确定。发泡体的密度例如优选为900kg/m3以下、更优选为500kg/m3以下、进一步优选为200kg/m3以下、特别优选为150kg/m3以下。密度为该范围时,轻质,日常的携带容易,且发泡体对建筑物等的施工、发泡体对于各种物品的安装等容易。发泡体的密度的下限没有特别限定。发泡体的密度例如优选为10kg/m3以上、更优选为70kg/m3以上。
发泡体的硬度没有特别限定。发泡体的硬度可以根据发泡体的用途、对发泡体要求的性能适宜确定。发泡体的硬度以在23℃下测定的ASKER FP硬度计优选为50以下、更优选为15以下、进一步优选为10以下。
以上说明的发泡体可以用于各种用途。以上说明的发泡体可以作为例如隔音材料、减震材料、缓冲材料等适宜地用于运输机器、床上用品/卧具、家具、各种机器、建材、包装材料、医疗/护理等用途。
作为优选的用途,例如作为运输机器用途,可列举汽车/建筑机械/铁道车辆/船舶/航空器等的座位、儿童座椅、头枕、扶手、脚凳、顶棚、摩托车/自行车等的鞍座/骑手垫、高级轿车用的床垫、露营车用垫等缓冲材料、表皮材料/表皮衬里材料、顶棚材料、手柄、门饰板、仪表面板、仪表盘、门板、支柱、控制台盒、角装饰板(quarter trim)、遮阳板、挠性容器、前镜、线束、防尘罩等芯材、表皮材料/表皮衬里材料、地垫等减震吸音材料、头盔内衬、防撞垫、中心支柱装饰等缓冲材料、能量吸收保险杠、保护隔音材料、车蜡用海绵等。
作为床上用品/卧具用途,可列举枕、床单、床垫、床、褥垫、床褥、床垫、垫、婴儿床、婴儿用颈枕等缓冲材料、表皮材料/表皮衬里材料等。
作为家具用途,可列举椅子、座椅、坐垫、沙发、沙发垫/片垫等各种垫、地毯/地席类、被炉铺垫/棉被、马桶坐垫等缓冲材料、表皮材料/表皮衬里材料等。
作为各种机器用途,可列举液晶、电子部件等片材/缓冲材料、机器人的皮肤、导电性软垫材料、抗静电性软垫材料、压力感知材料等。
作为建材用途,可列举地板、屋顶等的绝热材料、地板、墙壁等减震材料等。
作为包装材料用途,可列举缓冲材料、软垫材料、减震材料等包装材料。
作为医疗/护理用途,也可以用于再生医疗用细胞片、人造皮肤、人造骨、人造软骨、人造脏器、其它生体适合材料、药液渗出垫、止血垫、气液分离过滤器(留置针过滤器)、膏药、医疗用液体吸收用具、面具、压迫垫、手术用一次性产品、低频治疗器用电极垫、防褥疮褥垫、体位变换软垫、车椅用软垫、车椅的座面、淋浴椅子等护理用品、入浴护理用枕、挛缩用手掌护具、绑带、石膏绑带用衬垫、义肢/义足用衬垫、假牙基托、其它、齿科用品、减震垫、臀部护具、肘/膝用护具、创伤包覆材料等。
此外,可列举例如下述的用途。
作为各种清洗用海绵用途,可列举清扫用清洁器、餐具清洗用清洁器、身体清洗用清洁器、擦鞋清洁器、洗车用清洁器等。
作为洗漱用途,可列举尿布、卫生巾等吸收材料、生理裤(side gather)、各种液体过滤器等。
作为鞋用途,可列举鞋的表皮材料、衬里、鞋垫、防磨脚垫、各种鞋垫、内靴、拖鞋、拖鞋芯、凉鞋、及凉鞋垫等。
作为化妆用具用途,可列举化妆用粉扑、眼影笔等。
作为各种杂货用途,可列举浴枕等浴池用品、按摩用粉扑、鼠标垫、键盘用把手、防滑软垫、文具(笔杆、渗透印章材料)、桌用小枕、耳塞、暖包用片、冷包用片、湿布、眼镜托、水中眼镜用托、防护面罩、手表托、耳机耳垫、耳机、冰枕套、折叠枕头等芯材、软垫材料、表皮材料/表皮衬里材料、双面带基材、芳香剂、印章台等吸附介质等。
作为衣服用途,可列举肩/胸罩等垫材、防寒材料等衬垫、绝热材料等。
作为运动用途,可列举运动用护具类、攀岩(攀登2~3m高度的岩石的攀岩/迷你攀岩)垫、浮板、跳高用的软垫材料、体操竞技、运动用的着地垫、儿童垫等软垫材料、表皮材料/表皮衬里材料、滑雪靴、滑雪板等的衬垫等。
作为玩具/娱乐用途,可列举手运动器械、康复用品、钥匙圈、布制玩偶、人体模型、球、按摩球等软垫材料、填充物、表皮材料/表皮衬里材料、装饰品、怪兽等特殊形状物、各种物品形状的脱模、模型制作用等注塑成型材料、注塑成型法中的物品形状的脱模材料、来自模具的模型样品制作材料、装饰品制作材料、怪兽的特殊造型/造型物等。
《发泡体的制造方法》
发泡体的制造方法只要是使用上述发泡体用树脂组合物的方法,就没有特别限定。发泡体的制造方法例如可以在将发泡体用树脂组合物填充至模板后在模板内进行发泡及固化的间歇式,也可以是在连续移动的带状的支撑体上连续地进行发泡体用树脂组合物的发泡及固化的连续式。作为支撑体,可使用无纺布。
另外,上述发泡体用树脂组合物通过使用二碳酸二酯(B-1)作为化学发泡剂(B),从而可以设为完全为液态、或者仅少量含有颜料(例如炭黑)等不溶成分的低粘度的组成。
在发泡体用树脂组合物为低粘度的情况下,通过将单组分、双组分以上的多组分型的发泡体用树脂组合物对施工面喷出,在施工面上进行碰撞混合,从而可以在施工面上形成被膜状的发泡体。
发泡体典型地通过包括混合工序的方法制造,该混合工序包括:将包含含有具有反应性硅基的基材树脂(A)和二碳酸二酯(B-1)的第1液体、与硅烷醇缩合催化剂(D)混合,得到混合液。
在该方法中,在混合液中,以得到发泡倍率为2倍以上且60倍以下的发泡体的方式分别调整基于二碳酸二酯(B-1)的分解的发泡速度、和基于反应性硅基间的反应的混合液的固化反应速度。
例如可以通过适宜变更二碳酸二酯(B-1)的种类及用量、混合液中的水(C)的含量、制造发泡体的环境的温度、以及混合液中的发泡助剂(E)、和/或作为发泡助剂(E)发挥作用的硅烷醇缩合催化剂(D)的种类及含量等来调整基于二碳酸二酯(B-1)的分解的发泡速度。
例如可以通过适宜变更基材树脂(A)所具有的反应性硅的种类及量、混合液中的硅烷醇缩合催化剂(D)的种类及含量、混合液中的水(C)的含量、以及制造发泡体的环境的温度等来调整混合液的固化反应速度。
优选以使得到的发泡体的发泡倍率为2倍以上且60倍以下的方式、更优选以发泡倍率为5倍以上且40倍以下的方式调整基于二碳酸二酯(B-1)的分解的发泡速度和混合液的固化反应速度。
对于上述制造方法中的二碳酸二酯(B-1)的用量及硅烷醇缩合催化剂(D)的用量,如上述关于组合物所述。
相对于基材树脂(A)100重量份,二碳酸二酯(B-1)的用量优选为1重量份以上且50重量份以下、更优选为2重量份以上且40重量份以下、特别优选为5重量份以上且30重量份以下。
相对于基材树脂(A)100重量份,硅烷醇缩合催化剂(D)的用量优选为0.05重量份以上且20重量份以下、更优选为1重量份以上且15重量份以下。
在上述的混合工序中,优选将作为发泡助剂(E)、和/或发泡助剂(E)发挥作用的硅烷醇缩合催化剂(D)混合于第1液体。作为发泡助剂(E)发挥作用的硅烷醇缩合催化剂(D)优选为1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷。
使发泡体用树脂组合物固化及发泡的温度没有特别限定。使发泡体用树脂组合物固化及发泡的温度例如优选为-10℃以上且40℃以下、更优选为0℃以上且37℃以下。如果是该温度条件,则容易在使用发泡体的现场制造使用发泡体用树脂组合物的发泡体。
固化及发泡结束的时间没有特别限制。例如优选为12分钟以下、更优选为10分钟以下。
如此地制造的发泡体优选在经干燥后作为发泡体产品流通、售卖。
干燥的温度及时间的条件只要能够将来自发泡体用树脂组合物、或者通过固化反应作为副产物生成的水、醇等降低至期望的程度即可,没有特别限制。干燥条件例如为在约80℃气氛中约1小时即可。另外,干燥的温度及时间的条件例如可以为在约60℃气氛中约12小时。
然而,如上所述,仅使用二碳酸二酯作为化学发泡剂(B)、且将水(C)的用量设定为较低水平时,可以不进行干燥而制成产品。
实施例
以下,举出实施例对本发明更详细地进行说明,但本发明不限定于这些实施例。
需要说明的是,如果没有特别说明,则实施例及比较例中的“份”及“%”表示“重量份”及“重量%”。
[合成例1]
<聚合物A>
将分子量约3000的聚氧化丙烯三醇作为引发剂,通过六氰基钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂进行氧化丙烯的聚合,得到了数均分子量为16400(使用东曹制HLC-8120GPC作为送液系统、使用东曹制TSK-GEL H类型作为柱、且使用THF作为溶剂而测定的聚苯乙烯换算分子量)的羟基末端聚氧化丙烯。接下来。相对于该羟基末端聚氧化丙烯的羟基,添加1.2倍当量的NaOMe的甲醇溶液,将甲醇蒸馏除去,进一步添加1.5倍当量的3-氯-1-丙烷,将末端的羟基转化成烯丙基。接下来,相对于得到的烯丙基末端聚氧化丙烯聚合物100重量份,添加铂-二乙烯基二硅氧烷络合物(以铂换算为3重量%的异丙醇溶液)36ppm,一边搅拌一边缓慢滴加三乙氧基硅烷3.3重量份,在90℃下反应2小时。进一步添加甲醇30重量份、HCl12ppm,将末端的乙氧基转化成甲氧基后,除去过量的甲醇,由此得到在1分子中在末端具有2.1个三甲氧基甲硅烷基的支化状含反应性硅基聚氧化丙烯。
[合成例2]
<聚合物B>
(准备工序)
在3颈烧瓶中加入丙烯酸正丁酯707重量份、丙烯酸乙酯108重量份、丙烯酸硬脂酯186重量份,均匀地混合,得到了A液。
在带搅拌装置的其它容器中加入溴化铜(CuBr2)0.018重量份(相对于A液的重量为5重量ppm)、六甲基三(2-氨基乙基)胺0.018重量份、以及甲醇0.61重量份,在氮气气氛中对容器的内容物进行搅拌,制备了均匀的溶液。
进一步,在其它带搅拌装置的容器内,在氮气气氛中对甲醇27.8重量份、抗坏血酸1重量份及三乙基胺1.2重量份搅拌30分钟,得到了均匀的溶液。
(第1工序)
在将带套管的聚合容器的套管温度设定为55℃的状态下,在聚合容器内添加甲醇154重量份、α-溴丁酸乙酯5.8重量份及3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷14.8重量份、以及含有准备工序中得到的A液中的20%和准备工序中得到的溴化铜的溶液,在氮气气氛中搅拌30分钟,将聚合容器的内容物制成均匀的溶液。
接下来,在将得到的溶液加热至50℃的状态下,以抗坏血酸的添加速度成为0.080重量份/小时的方式将准备工序中得到的含有抗坏血酸的溶液滴加至聚合容器中,开始聚合反应。
与抗坏血酸的滴加一起发生发热,发热成为最大后,发热逐渐减小。在聚合容器的内温下降至比套管的温度高2℃的温度为止的时刻,对聚合溶液进行取样。通过气相色谱仪对取样后的试样进行分析,确认了A液的成分中的81重量%消失。
(第2工序)
将A液的剩余的80%用90分钟滴加至聚合容器中。滴加结束后,通过利用气相色谱仪的分析,进行聚合直到A液的成分中的98重量%消失为止。
(第3工序)
在聚合容器中添加3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷16.3重量份。接下来,再次开始准备工序中得到的含有抗坏血酸的溶液向聚合容器的滴加,在滴加再次开始后经过了1.5小时的时刻结束滴加,结束聚合。
将聚合容器的套管的温度变更为80℃后,对聚合容器内进行减压,将聚合容器内的挥发成分除去。将挥发成分除去后,将聚合容器的套管温度变更为60℃。
(纯化)
在聚合容器中添加了乙酸丁酯1000重量份后,进行搅拌直到聚合容器内的聚合物均匀地溶解为止。在得到的聚合物溶液中添加吸附剂(Kyoward 500SH、共和化学工业株式会社制)10重量份、和吸附剂(Kyoward 700SEN-S、共和化学工业株式会社制)10重量份。接下来,在将聚合物溶液加热至100℃的状态下进行搅拌。搅拌后,将聚合物溶液冷却至60℃以下的温度。
从含有吸附剂的聚合物溶液中滤除全部吸附剂,得到了澄清的聚合物溶液。对于澄清的聚合物溶液,在100℃下、在减压条件下将挥发成分除去,得到了纯化后的聚合物B。得到的聚合物是具有反应性硅基的丙烯酸树脂。
[合成例3]
<聚合物C>
将分子量约3000的聚氧化丙烯二醇作为引发剂,通过六氰基钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂进行氧化丙烯的聚合,得到了数均分子量为28500(使用东曹制HLC-8120GPC作为送液系统、使用东曹制TSK-GEL H类型作为柱、且使用THF作为溶剂而测定的聚苯乙烯换算分子量)的羟基末端聚氧化丙烯。接下来,相对于该羟基末端聚氧化丙烯的羟基,添加1.2倍当量的NaOMe的甲醇溶液将甲醇蒸馏除去,进一步添加1.5倍当量的3-氯-1-丙烷,将末端的羟基转化成烯丙基。接下来,相对于得到的烯丙基末端聚氧化丙烯聚合物100重量份,添加铂二乙烯基二硅氧烷络合物(以铂换算为3重量%的异丙醇溶液)36ppm并搅拌,同时缓慢地滴加三乙氧基硅烷1.2重量份,在90℃下反应2小时。进一步添加甲醇30重量份、HCl12ppm,将末端的乙氧基转化成甲氧基后,将过量的甲醇除去,由此得到了在1分子中在末端具有2.1个三甲氧基甲硅烷基的直链状的含反应性硅基聚氧化丙烯。
[合成例4]
<聚合物D>
将分子量约3000的的聚氧化丙烯三醇作为引发剂,通过六氰基钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂进行氧化丙烯的聚合,得到了数均分子量为16400(使用东曹制HLC-8120GPC作为送液系统、使用东曹制TSK-GEL H类型作为柱、且使用THF作为溶剂而测定的聚苯乙烯换算分子量)的羟基末端聚氧化丙烯。接下来,相对于该羟基末端聚氧化丙烯的羟基,添加1.2倍当量的Na OMe的甲醇溶液将甲醇蒸馏除去,进一步添加1.5倍当量的3-氯-1-丙烷,将末端的羟基转化成烯丙基。接下来,相对于得到的烯丙基末端聚氧化丙烯聚合物100重量份,添加铂二乙烯基二硅氧烷络合物(以铂换算为3重量%的异丙醇溶液)36ppm并搅拌,同时缓慢地滴加二乙氧基甲基硅烷1.2重量份,在90℃下反应2小时。进一步,添加甲醇30重量份、HCl 12ppm,将末端的乙氧基转化成甲氧基后,将过量的甲醇除去,由此得到了在1分子中在末端具有1.5个二甲氧基甲基甲硅烷基的支化状的含反应性硅基的聚氧化丙烯。
[合成例5]
<聚合物E>
将数均分子量约2000的聚氧化丙二醇作为引发剂,使用六氰基钴酸锌甘醇二甲醚络合物催化剂进行氧化丙烯的聚合,得到了数均分子量为27900(使用东曹制HLC-8120GPC作为送液系统、使用东曹制TSK-GEL H类型作为柱、且使用THF作为溶剂而测定的聚苯乙烯换算分子量)的羟基末端聚氧化丙烯。接下来,相对于该羟基末端聚氧化丙烯的羟基,添加1.05倍当量的N aOMe的甲醇溶液,将甲醇蒸馏除去,进一步添加1.16倍当量的炔丙基溴,将末端的羟基转化成炔丙基。将得到的未纯化的炔丙基末端聚氧化丙烯与正己烷和水混合搅拌后,通过离心分离将水除去,通过从得到的己烷溶液中将己烷减压脱挥,从而将聚合物中的金属盐除去。如上所述,得到了在末端部位具有炔丙基的聚氧化丙烯。相对于该聚合物500g,添加铂二乙烯基二硅氧烷络合物(以铂换算为3重量%的异丙醇溶液)150μL及三甲氧基硅烷8.37g,在90℃下反应2小时后,将未反应的三甲氧基硅烷在减压下蒸馏除去,由此得到了在末端具有三甲氧基甲硅烷基的数均分子量28500的聚氧化丙烯。该聚氧化丙烯具有在炔丙基上加成有三甲氧基硅烷的末端结构。可知得到的聚氧化丙烯在1分子中具有平均2.0个三甲氧基甲硅烷基。
[制备例1]
<聚合物G>
使用旋转蒸发器,将聚合物A60重量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)、甲基丙烯酸硬脂酯(SMA)、甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯(TSMA)及(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(A189Z)的共聚物40重量份、以及作为共聚物的溶剂的异丁醇27重量份,进行脱气及均匀混合,得到了作为含反应性硅基聚氧化丙烯与丙烯酸树脂的混合物的固体成分100%的聚合物G。
上述共聚物的共聚比率(质量比)以MMA/2EHA/SMA/TSMA/A189Z计为65/24/1/10/8。另外,上述共聚物的玻璃化转变温度为43℃。上述聚合物的数均分子量为2200(使用东曹制HLC-8120GPC作为送液系统、使用东曹制TS K-GEL H类型作为柱、且使用THF作为溶剂而测定的聚苯乙烯换算分子量)。
[制备例2]
<聚合物H>
使用旋转蒸发器,将聚合物A 60重量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)、甲基丙烯酸硬脂酯(SMA)、甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯(TSMA)、甲基丙烯酸叔丁酯(tBMA)及(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(A189Z)的共聚物40重量份、以及作为共聚物的溶剂的异丁醇27重量份进行脱气及均匀混合,得到了作为含反应性硅基的聚氧化丙烯与丙烯酸树脂的混合物的固体成分100%的聚合物H。
上述共聚物的共聚比率(质量比)以MMA/BA/2EHA/SMA/TSMA/tBMA/A189Z计为64/0.3/0.3/10/10/15/7.2。另外,上述共聚物的玻璃化转变温度为70℃。上述聚合物的数均分子量为2300(使用东曹制HLC-8120GPC作为送液系统、使用东曹制TSK-GEL H类型作为柱、且使用THF作为溶剂而测定的聚苯乙烯换算分子量)。
[实施例1]
添加基材树脂(A)[聚合物A]100重量份及二碳酸二酯(B-1)[富士膜和光纯药株式会社制、二碳酸二乙酯]20重量份,充分地混合,制作了第1液体。
在该第1液体120重量份中添加整泡剂[Evonik Japan株式会社制、TEG OSTABBF2470]2重量份、水(C)4重量份、硅烷醇缩合催化剂(D)[日东化成株式会社制、NeostanU220H(双乙酰丙酮基二丁基锡)]1.6重量份及硅烷醇缩合催化剂[DBU(1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7)]8重量份,在室温(23℃气氛)下,在带有容积刻度的树脂制的杯内调合成合计10cc,用宽10mm的刮勺手动搅拌10秒钟,使其发泡。将从搅拌开始经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表1。
[实施例2]
在第1液体中添加黑色颜料[Asahi Carbon株式会社制、Asahi Thermal]4重量份,除此以外,与实施例1同样地进行了发泡体的制备。将搅拌开始后经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表1。
[实施例3]
将黑色颜料[Asahi Carbon株式会社制、Asahi Thermal]的用量变更为2重量份,将二碳酸二酯(B-1)[富士膜和光纯药株式会社制、二碳酸二乙酯]的用量变更为10重量份,并且将水(C)的用量变更为2重量份,除此以外,与实施例2同样地进行了发泡体的制备。将从搅拌开始后经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表1。
[实施例4]
未使用水(C),除此以外,与实施例3同样地进行了发泡体的制备。将搅拌开始后经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表1。
[实施例5]
将硅烷醇缩合催化剂(D)[日东化成株式会社制、Neostan U220H(双乙酰丙酮基二丁基锡)]变更为硅烷醇缩合催化剂(D)[日东化成株式会社制、Neost an U200(二丁基锡二乙酸酯)],除此以外,与实施例3同样地进行了发泡体的制备。将搅拌开始后经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表1。
[实施例6]
添加基材树脂(A)[聚合物B]100重量份、二碳酸二酯(B-1)[富士膜和光纯药株式会社制、二碳酸二乙酯]10重量份及水(C)2重量份,充分地混合,制作了第1液体。
在该第1液体112重量份中添加整泡剂[Evonik Japan株式会社制、TEG OSTABBF2470]2重量份、硅烷醇缩合催化剂(D)[日东化成株式会社制、Ne ostan U200(二丁基锡二乙酸酯)]6重量份及硅烷醇缩合催化剂[DABCO(1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)]1.2重量份,与实施例1同样地制备了发泡体。将搅拌开始后经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表1。
[实施例7]
添加基材树脂(A)[聚合物A]100重量份、二碳酸二酯(B-1)[富士膜和光纯药株式会社制、二碳酸二乙酯]10重量份及水(C)2重量份,充分地混合,制作了第1液体。
在该第1液体112重量份中添加整泡剂[Evonik Japan株式会社制、TEG OSTABBF2470]2重量份、硅烷醇缩合催化剂(D)[日东化成株式会社制、Ne ostan U200(二丁基锡二乙酸酯)]6重量份及硅烷醇缩合催化剂[DABCO(1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)]4重量份,与实施例1同样地制备了发泡体。将搅拌开始后经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表1。
[实施例8]
在第1液体中,将基材树脂(A)从聚合物A变更为聚合物C,将水(C)的量从2重量份变更为4重量份,除此以外,与实施例7同样地进行了发泡体的制备。将搅拌开始后经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表1。
[实施例9]
将基材树脂(A)从聚合物C变更为聚合物D,除此以外,与实施例8同样地进行了发泡体的制备。将从搅拌开始经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表2。
[实施例10]
将基材树脂(A)从聚合物C 100重量份变更为聚合物A80重量份及聚合物G 20重量份,除此以外,与实施例8同样地进行了发泡体的制备。将从搅拌开始经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表2。
[实施例11]
在第1液体中,将水(C)的量从4重量份变更为2重量份,并将硅烷醇缩合催化剂[DABCO(1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)]的量从4重量份变更为1.2重量份,除此以外,与实施例10同样地进行了发泡体的制备。将从搅拌开始经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表2。
[实施例12]
在第1液体中,不使用水(C),除此以外,与实施例10同样地进行了发泡体的制备。将从搅拌开始经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表2。
[实施例13]
将聚合物G变更为聚合物H,除此以外,与实施例11同样地进行了发泡体的制备。将从搅拌开始经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表2。
[实施例14]
将基材树脂(A)从聚合物A及聚合物G的混合物变更至聚合物E,除此以外,与实施例11同样地进行了发泡体的制备。将从搅拌开始经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表2。
[实施例15]
将基材树脂(A)从聚合物A及聚合物G的混合物变更为聚合物F(具有二甲氧基(甲基)甲硅烷基甲基氨基甲酸酯末端的聚醚、WACKER CHEMIE公司制、GENIOSIL(注册商标)STPE-10),除此以外,与实施例11同样地进行了发泡体的制备。将从搅拌开始经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表2。
[比较例1]
添加基材树脂(A)[聚合物A]100重量份、碳酸盐或碳酸氢盐(B-2)[碳酸氢钠:永和化成工业株式会社制、FE-507]27重量份、黑色颜料[Asahi Carbon株式会社制、AsahiThermal]5重量份及抗氧剂[BASF公司制、PUR68]3重量份,充分地混合,制作了第1液体。
添加酸性化合物(B-3)[水杨酸(pKa:2.97):KISHIDA化学株式会社制一级水杨酸]37重量份、整泡剂[Evonik Japan株式会社制、TEGOSTAB B8123]2重量份、硅烷醇缩合催化剂(D)[2-乙基酸式磷酸酯(城北化学工业株式会社制、酸式磷酸酯、JP-502)]10重量份及水(C)12重量份,充分地混合,制作了第2液体。
将得到的第1液体和第2液体在室温(23℃气氛)下,在带有容积刻度的树脂制的杯内调合至合计10cc,用宽10mm的刮勺手动搅拌10秒钟,使其发泡。将从搅拌开始经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表3。
[比较例2]
未使用黑色颜料和抗氧剂,除此以外,与比较例1同样地进行了第1液体及第2液体的制备和发泡体的制备。将从搅拌开始经过5分钟后的发泡倍率、和发泡体的密度记载于表3。
[比较例3]
添加环氧化合物[CELLOXIDE 2021P(株式会社大赛璐制)、3,4-环氧环己烷羧酸3’,4’-环氧环己基甲酯]100重量份、二碳酸二酯(B-1)[富士膜和光纯药株式会社制、二碳酸二乙酯]10重量份及水(C)2重量份,充分地混合,制作了第1液体。
在该第1液体112重量份中添加整泡剂[Evonik Japan株式会社制、TEG OSTABBF2470]2重量份及环氧固化剂[Air Products公司制、Ancamine K-54]6重量份,与实施例1同样地进行了发泡体的制备,结果,在搅拌刚开始后发泡,但是暂时发泡的组合物迅速收缩。
认为这是因为在环氧化合物的固化体系中,二碳酸二酯的发泡速度与环氧化合物的固化速度的平衡差导致的。
[比较例4]
将环氧化合物从CELLOXIDE 2021P变更为JER828[三菱化学株式会社制、双酚A型环氧树脂],除此以外,与比较例3同样地进行了发泡体的制备。其结果,与比较例3同样,虽然搅拌刚开始后发泡,但是暂时发泡的组合物迅速收缩。
[表1]
*1:硅烷醇缩合催化剂(D)中,DBU及DABCO作为发泡助剂(E)发挥作用。
[表2]
*1:硅烷醇缩合催化剂(D)中,DBU及DABCO作为发泡助剂(E)发挥作用。
[表3]
根据表1及表2可知,在将二碳酸二酯(B-1)用作化学发泡剂(B)的情况下,即使不使用水(C)、或者仅使用少量的水(C),也可以在室温下良好地形成发泡体。
另一方面,根据表3可知,在将碳酸氢钠等用作化学发泡剂(B)的情况下,与使用二碳酸二酯(B-1)的情况相比,需要使用大量的水(C)。
另外,根据实施例5~实施例15可知,发泡体用树脂组合物的锡含量高,在含有弱酸性的硅烷醇缩合催化剂(D)、即作为二烷基锡二羧酸酯(二丁基锡二乙酸酯)的U200的情况下,容易制造发泡倍率高的发泡体。
Claims (15)
1.一种发泡体用树脂组合物,其含有具有反应性硅基的基材树脂(A)、化学发泡剂(B)、以及硅烷醇缩合催化剂(D),
所述化学发泡剂(B)含有二碳酸二酯(B-1),所述二碳酸二酯(B-1)为二碳酸二乙酯。
2.根据权利要求1所述的发泡体用树脂组合物,其中,
所述基材树脂(A)含有丙烯酸树脂、和/或聚氧化烯系聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的发泡体用树脂组合物,其中,
所述反应性硅基为选自三甲氧基甲硅烷基、(甲氧基甲基)二甲氧基甲硅烷基、下述式(1)~(3)表示的基团及下述式(4)表示的基团中的基团,
在式(1)~式(3)中,R1分别独立地为碳原子数1以上且20以下的烃基,作为R1的所述烃基任选被取代、且任选具有含杂原子基团,X为羟基或水解性基团,a为1、2、或3,R4为2价连结基团,所述R4所具有的2个键合位置分别与所述连结基团内的碳原子、氧原子、氮原子、或硫原子键合,R2及R3分别独立地为氢原子、碳原子数1以上且20以下的烷基、碳原子数6以上且20以下的芳基、碳原子数7以上且20以下的芳烷基、或甲硅烷基中的任意原子或基团,
-R5-CH2-Si(R1)3-a(X)a(4)
在式(4)中,R1及a与式(1)~式(3)中的R1及a同样,R5为杂原子。
4.根据权利要求1或2所述的发泡体用树脂组合物,其中,
所述硅烷醇缩合催化剂(D)为中性或弱酸性的催化剂。
5.根据权利要求4所述的发泡体用树脂组合物,其中,
所述硅烷醇缩合催化剂(D)含有含锡催化剂。
6.根据权利要求5所述的发泡体用树脂组合物,其中,
所述含锡催化剂为中性或弱酸性的二烷基锡二羧酸酯,其为下述式(D1)表示的化合物、或含有下述式(D2)表示的结构单元的低聚物或聚合物,
(Rd1)(Rd2)(Rd3COO)(Rd4COO)Sn···(D1)
-(-(Rd1)(Rd2)Sn-OCORd5COO-)-···(D2)
在式(D1)及式(D2)中,Rd1及Rd2彼此相同或不同,Rd1及Rd2为直链状或支化状的烷基,Rd3及Rd4分别为碳原子数1以上且40以下的有机基团,Rd5为碳原子数1以上且40以下的2价有机基团。
7.根据权利要求1或2所述的发泡体用树脂组合物,其中,
相对于所述基材树脂(A)100重量份,所述二碳酸二酯(B-1)的含量为1重量份以上且50重量份以下。
8.一种发泡体,其是使权利要求1~7中任一项所述的发泡体用树脂组合物发泡及固化而成的。
9.一种发泡体的制造方法,该方法包括:
将含有具有反应性硅基的基材树脂(A)、二碳酸二酯(B-1)的第1液体与硅烷醇缩合催化剂(D)混合而得到混合液的混合工序,所述二碳酸二酯(B-1)为二碳酸二乙酯,
在所述混合液中,分别调整基于所述二碳酸二酯(B-1)的分解的发泡速度、和基于所述反应性硅基间的反应的所述混合液的固化反应速度,以得到发泡倍率为2倍以上且60倍以下的发泡体。
10.根据权利要求9所述的发泡体的制造方法,其中,
相对于所述基材树脂(A)100重量份,所述二碳酸二酯(B-1)的用量为1重量份以上且50重量份以下,
相对于所述基材树脂(A)100重量份,所述硅烷醇缩合催化剂(D)的用量为0.05重量份以上且20重量份以下。
11.根据权利要求9或10所述的发泡体的制造方法,其中,
所述基材树脂(A)含有丙烯酸树脂、和/或聚氧化烯系聚合物。
12.根据权利要求9或10所述的发泡体的制造方法,其中,
所述反应性硅基为选自三甲氧基甲硅烷基、(甲氧基甲基)二甲氧基甲硅烷基、下述式(1)~(3)表示的基团及下述式(4)表示的基团中的基团,
在式(1)~式(3)中,R1分别独立地为碳原子数1以上且20以下的烃基,作为R1的所述烃基任选被取代、且任选具有含杂原子基团,X为羟基或水解性基团,a为1、2、或3,R4为2价连结基团,所述R4所具有的2个键合位置分别与所述连结基团内的碳原子、氧原子、氮原子、或硫原子键合,R2及R3分别独立地为氢原子、碳原子数1以上且20以下的烷基、碳原子数6以上且20以下的芳基、碳原子数7以上且20以下的芳烷基、或甲硅烷基中的任意原子或基团,
-R5-CH2-Si(R1)3-a(X)a(4)
在式(4)中,R1及a与式(1)~式(3)中的R1及a同样,R5为杂原子。
13.根据权利要求9或10所述的发泡体的制造方法,其中,
所述硅烷醇缩合催化剂(D)为中性或弱酸性的催化剂。
14.根据权利要求13所述的发泡体的制造方法,其中,
所述硅烷醇缩合催化剂(D)含有含锡催化剂。
15.根据权利要求14所述的发泡体的制造方法,其中,
所述含锡催化剂为中性或弱酸性的二烷基锡二羧酸酯,其为下述式(D1)表示的化合物、或含有下述式(D2)表示的结构单元的低聚物或聚合物,
(Rd1)(Rd2)(Rd3COO)(Rd4COO)Sn···(D1)
-(-(Rd1)(Rd2)Sn-OCORd5COO-)-···(D2)
在式(D1)及式(D2)中,Rd1及Rd2彼此相同或不同,Rd1及Rd2为直链状或支化状的烷基,Rd3及Rd4分别为碳原子数1以上且40以下的有机基团,Rd5为碳原子数1以上且40以下的2价有机基团。
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