CN115003759A - 树脂组合物、其制造方法、以及多组分型固化性树脂组合物 - Google Patents

树脂组合物、其制造方法、以及多组分型固化性树脂组合物 Download PDF

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Abstract

一种树脂组合物,其包含:(A)具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷、以及(B)选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种。可以进一步包含(C)β‑二羰基化合物。另外,可以进一步包含(D)具有环氧基、氧杂环丁基及乙烯基醚基中的任一种以上的有机化合物。上述树脂组合物可以与(E)有机铝化合物和/或有机钛化合物混合并固化。

Description

树脂组合物、其制造方法、以及多组分型固化性树脂组合物
技术领域
本发明涉及包含有机聚硅氧烷的树脂组合物、其制造方法、以及包含该树脂组合物的多组分型固化性树脂组合物。
背景技术
近年,对通过在汽车内装用基材等基材的表面涂布以有机聚硅氧烷作为主成分的固化性组合物并固化而形成硬涂层,从而对基材赋予耐损伤性、耐水性、耐化学药品性进行着研究。
以往,上述有机聚硅氧烷通过在酸催化剂或碱催化剂的存在下使具有有机基团的烷氧基硅烷进行水解/脱水缩合而制造。然而,在烷氧基硅烷具有环氧基作为热固化性的官能团的情况下,存在环氧基由于酸催化剂、碱催化剂而失活或者水解/脱水缩合时凝胶化的问题。
报告了为了解决上述问题,使用中性盐来代替酸催化剂或碱催化剂作为缩合催化剂。在专利文献1中,记载了含有使具有环氧基的烷氧基硅烷化合物在中性盐催化剂的存在下进行水解/脱水缩合而得到的有机聚硅氧烷、和使环氧基固化的固化剂(例如,胺系固化剂)的固化性组合物。公开了上述有机聚硅氧烷具有环氧环己基或缩水甘油氧基。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/098596号
发明内容
发明所要解决的问题
本发明人等进行了研究,结果查明,专利文献1中公开的具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷虽然具有适于实际使用的长期的适用期(与固化剂混合后凝胶化为止的时间),但是所形成的固化物的耐损伤性未达到充分的水平,需要改善。
鉴于上述现状,本发明的目的在于,提供一种包含含环氧基有机聚硅氧烷的树脂组合物及其制造方法、以及包含上述树脂组合物和固化剂的多组分型固化性树脂组合物,该树脂组合物在与固化剂混合后显示出充分的适用期,并且能够形成耐损伤性良好的固化物。
解决问题的方法
本发明人等为了解决上述问题进行了深入研究,结果发现,通过对具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷配合三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物或它们的部分水解/缩合物,能够解决上述问题,从而完成了本发明。
即,本发明涉及一种树脂组合物,其包含:(A)具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷、以及(B)选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种。
优选相对于包含上述有机聚硅氧烷(A)的含环氧基成分的合计100重量份,上述选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种(B)的含量为2重量份以上、且20重量份以下。
优选上述三芳基烷氧基硅烷为三苯基烷氧基硅烷、且上述二芳基二烷氧基硅烷为二苯基二烷氧基硅烷。
优选上述选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种(B)为选自三苯基甲氧基硅烷、三苯基硅烷醇、二苯基二甲氧基硅烷、以及二苯基二硅烷醇中的至少一种。
优选上述树脂组合物进一步包含(C)β-二羰基化合物,相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,上述β-二羰基化合物(C)的含量为0.5重量份以上、且50重量份以下。
优选上述树脂组合物进一步包含(D)具有环氧基、氧杂环丁基及乙烯基醚基中的任一种以上的有机化合物,相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,上述有机化合物(D)的含量为1重量份以上、且200重量份以下。
优选上述有机化合物(D)的分子量为200以上、且2000以下。
优选上述有机聚硅氧烷(A)进一步具有环氧环己基。
优选上述有机聚硅氧烷(A)满足:[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100为75%以上、且100%以下(其中,在构成上述有机聚硅氧烷(A)的结构单元中,将来自四烷氧基硅烷、且形成有1个、2个、3个或4个硅氧烷键的结构单元分别设为Q1、Q2、Q3或Q4,将来自单有机三烷氧基硅烷、且形成有1个、2个或3个硅氧烷键的结构单元分别设为T1、T2或T3,将来自二有机二烷氧基硅烷、且形成有1个或2个硅氧烷键的结构单元分别设为D1或D2,将来自三有机单烷氧基硅烷、且形成有1个硅氧烷键的结构单元设为M1)。
优选上述树脂组合物进一步包含中性盐,相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,上述中性盐的含量为0.001重量份以上、且1重量份以下。
另外,本发明还涉及一种树脂组合物的制造方法,该方法包括:含有具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物的烷氧基硅烷成分在中性盐及水的存在下进行水解/脱水缩合反应,得到具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)的工序;以及将该有机聚硅氧烷(A)与选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种(B)混合的工序,其中,相对于包含上述有机聚硅氧烷(A)的含环氧基成分的合计100重量份,上述选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种(B)的含量为2重量份以上、且20重量份以下,相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,上述中性盐的含量为0.001重量份以上、且1重量份以下。
优选上述制造方法进一步包括将上述有机聚硅氧烷(A)与β-二羰基化合物(C)混合的工序,相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,上述β-二羰基化合物(C)的含量为0.5重量份以上、且50重量份以下。
优选上述制造方法进一步包括:将上述有机聚硅氧烷(A)与具有环氧基、氧杂环丁基及乙烯基醚基中的任一种以上、且分子量为200以上且2000以下的有机化合物(D)混合的工序,相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,上述有机化合物(D)的含量为1重量份以上、且200重量份以下。
此外,本发明还涉及一种多组分型固化性树脂组合物,其具有第一组分和第二组分,上述第一组分为上述树脂组合物,上述第二组分包含(E)有机铝化合物和/或有机钛化合物,相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,上述有机铝化合物和/或有机钛化合物(E)的量为0.5重量份以上、且10重量份以下。
另外,本发明还涉及一种固化物,其是将上述树脂组合物与(E)有机铝化合物和/或有机钛化合物混合并固化而成的固化物,相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,上述有机铝化合物和/或有机钛化合物(E)的量为0.5重量份以上、且10重量份以下。
另外,本发明还涉及一种层叠体的制造方法,所述层叠体包含基材和固化涂膜,所述方法包括:将上述树脂组合物与(E)有机铝化合物和/或有机钛化合物混合,得到混合物的工序;以及将该混合物涂布于基材,进行加热,使其固化,从而形成固化涂膜的工序,相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,上述有机铝化合物和/或有机钛化合物(E)的量为0.5重量份以上、且10重量份以下。
发明的效果
根据本发明,能够提供包含含环氧基有机聚硅氧烷的树脂组合物及其制造方法、以及包含上述树脂组合物和固化剂的多组分型固化性树脂组合物,该树脂组合物与固化剂混合后显示出充分的适用期,并且能够形成耐损伤性良好的固化物。通过本发明的优选方式得到的固化物能够成为耐温水性、耐化学药品性、以及对基材的密合性良好的固化物。另外,通过本发明的一个优选实施方式得到的固化物能够成为耐裂纹性也良好的固化物。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式详细地进行说明,本发明不限定于这些实施方式。
本实施方式的树脂组合物至少含有:具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)、以及选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种(B)。
(具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A))
具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)是指,使含有具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物的烷氧基硅烷成分在水的存在下进行水解/脱水缩合反应而形成的有机聚硅氧烷。本实施方式中的有机聚硅氧烷(A)不是指例如如国际公开第2017/169459号中公开的将有机聚硅氧烷与丙烯酸硅复合化而成的复合树脂,而是指不与有机树脂键合的有机聚硅氧烷。
作为(A)成分的前体的上述烷氧基硅烷成分由具有烷氧基作为硅原子上的取代基的硅烷化合物(以下也称为烷氧基硅烷化合物)中的一种或两种以上构成。作为烷氧基硅烷化合物的具体例,可举出四烷氧基硅烷、单有机三烷氧基硅烷、二有机二烷氧基硅烷、三有机单烷氧基硅烷。上述烷氧基硅烷成分优选至少包含单有机三烷氧基硅烷。上述烷氧基硅烷成分可以仅由单有机三烷氧基硅烷构成,也可以仅由单有机三烷氧基硅烷和二有机二烷氧基硅烷构成。单有机三烷氧基硅烷是指,具有1个有机基团和3个烷氧基作为硅原子上的取代基的硅烷化合物,二有机二烷氧基硅烷是指,具有2个有机基团和2个烷氧基作为硅原子上的取代基的硅烷化合物。
根据一个优选实施方式,上述烷氧基硅烷成分优选含有单有机三烷氧基硅烷70摩尔%以上、且100摩尔%以下及二有机二烷氧基硅烷0摩尔%以上、且30摩尔%以下。然而,单有机三烷氧基硅烷与二有机二烷氧基硅烷的合计为100摩尔%。上述单有机三烷氧基硅烷的比例优选为80摩尔%以上、更优选为90摩尔%以上、进一步优选为95摩尔%以上、特别优选为99摩尔%以上,也可以为100摩尔%。
上述烷氧基硅烷成分除单有机三烷氧基硅烷以外、或者除单有机三烷氧基硅烷及二有机二烷氧基硅烷以外,还可以含有三有机单烷氧基硅烷、和/或四烷氧基硅烷。在使用三有机单烷氧基硅烷和/或四烷氧基硅烷的情况下,其用量只要在不阻碍发明的效果的范围内决定即可,例如,以相对于烷氧基硅烷成分整体的比例计,优选为10摩尔%以下、更优选为5摩尔%以下、进一步优选为1摩尔%以下。
上述烷氧基硅烷化合物所具有的作为硅原子上的取代基的有机基团是指除烷氧基以外的有机基团。其具体例没有特别限定,例如可举出:碳原子数1以上且8以下的烷基、碳原子数2以上且8以下的烯基、碳原子数6以上且12以下的芳基等。上述烷基、烯基以及芳基可以为无取代的基团,也可以具有取代基。上述烷基的碳原子数(上述烷基具有取代基的情况下,该取代基的碳原子数除外)优选为1以上且6以下、更优选为1以上且4以下、进一步优选为1以上且3以下、更进一步优选为1以上且2以下。上述烯基的碳原子数优选为2以上且6以下、更优选为2以上且4以下、进一步优选为2以上且3以下。作为上述有机基团,可以仅为一种,也可以混合存在两种以上。
作为上述烷氧基硅烷化合物所具有的作为硅原子上的取代基的烷氧基,例如可举出:碳原子数1以上且3以下的烷氧基等。具体为甲氧基、乙氧基、丙氧基,优选为甲氧基、乙氧基,更优选为甲氧基。作为上述烷氧基,可以仅为一种,也可以混合存在两种以上。
上述烷氧基硅烷成分至少含有具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物。通过使用该化合物,能够对有机聚硅氧烷(A)导入缩水甘油氧基。通过该缩水甘油氧基,使固化性树脂组合物固化而得到的固化物的交联密度提高,能够提高耐损伤性。上述具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物可以为单有机三烷氧基硅烷、二有机二烷氧基硅烷、三有机单烷氧基硅烷中的任意化合物,但优选为单有机三烷氧基硅烷。
上述具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物,例如可举出:具有缩水甘油氧基烷基的三烷氧基硅烷化合物、具有缩水甘油氧基烷基和除此以外的有机基团的二烷氧基硅烷化合物等。具体可举出:1-缩水甘油氧基甲基三甲氧基硅烷、1-缩水甘油氧基甲基甲基二甲氧基硅烷、1-缩水甘油氧基甲基三乙氧基硅烷、1-缩水甘油氧基甲基甲基二乙氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基三甲氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基三乙氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、4-缩水甘油氧基丁基三甲氧基硅烷、4-缩水甘油氧基丁基甲基二甲氧基硅烷、4-缩水甘油氧基丁基三乙氧基硅烷、4-缩水甘油氧基丁基甲基二乙氧基硅烷、6-缩水甘油氧基己基三甲氧基硅烷、6-缩水甘油氧基己基甲基二甲氧基硅烷、6-缩水甘油氧基己基三乙氧基硅烷、6-缩水甘油氧基己基甲基二乙氧基硅烷、8-缩水甘油氧基辛基三甲氧基硅烷、8-缩水甘油氧基辛基甲基二甲氧基硅烷、8-缩水甘油氧基辛基三乙氧基硅烷、8-缩水甘油氧基辛基甲基二乙氧基硅烷等。其中,优选为具有3-缩水甘油氧基丙基的三烷氧基硅烷化合物或二烷氧基硅烷化合物,特别优选为具有3-缩水甘油氧基丙基的三烷氧基硅烷化合物。
上述烷氧基硅烷成分可以仅由具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物中的一种或两种以上构成,也可以由具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物中的一种或两种以上、和不具有缩水甘油氧基的烷氧基硅烷化合物中的一种或两种以上构成。
相对于上述烷氧基硅烷成分的合计,上述具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物所占的比例优选为50摩尔%以上、且100摩尔%以下。通过以这样的比例使用上述具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物,成为交联点的缩水甘油氧基的密度变高,得到的固化物的交联密度提高,能够提高耐损伤性。上述比例优选为60摩尔%以上、进一步优选为70摩尔%以上、也可以为100摩尔%。
不具有缩水甘油氧基的烷氧基硅烷化合物分类为具有含环氧环己基有机基团的烷氧基硅烷化合物、含其它环氧基烷氧基硅烷化合物、以及不具有环氧基的烷氧基硅烷化合物。它们是任意成分,也可以不使用。
根据一个优选实施方式,上述烷氧基硅烷成分优选进一步含有上述具有含环氧环己基有机基团的烷氧基硅烷化合物,即优选同时含有具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物、和具有含环氧环己基有机基团的烷氧基硅烷化合物。由此,能够对有机聚硅氧烷(A)导入缩水甘油氧基和环氧环己基这两者。通过使环氧环己基共存,固化物具有优异的耐损伤性,此外,还能够提高固化物的耐化学药品性。然而,如果导入环氧环己基而不导入缩水甘油氧基,也无法实现优异的耐损伤性。
上述具有含环氧环己基有机基团的烷氧基硅烷化合物可以是单有机三烷氧基硅烷、二有机二烷氧基硅烷、三有机单烷氧基硅烷中的任意化合物,优选为单有机三烷氧基硅烷。
作为上述具有含环氧环己基有机基团的烷氧基硅烷化合物,例如可举出:具有环氧环己基烷基的三烷氧基硅烷、具有环氧环己基烷基和除此以外的有机基团的二烷氧基硅烷等。具体可举出:1-(3,4-环氧环己基)甲基三甲氧基硅烷、1-(3,4-环氧环己基)甲基甲基二甲氧基硅烷、1-(3,4-环氧环己基)甲基三乙氧基硅烷、1-(3,4-环氧环己基)甲基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷、3-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、3-(3,4-环氧环己基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(3,4-环氧环己基)丙基三乙氧基硅烷、3-(3,4-环氧环己基)丙基甲基二乙氧基硅烷、4-(3,4-环氧环己基)丁基三甲氧基硅烷、4-(3,4-环氧环己基)丁基甲基二甲氧基硅烷、4-(3,4-环氧环己基)丁基三乙氧基硅烷、4-(3,4-环氧环己基)丁基甲基二乙氧基硅烷、6-(3,4-环氧环己基)己基三甲氧基硅烷、6-(3,4-环氧环己基)己基甲基二甲氧基硅烷、6-(3,4-环氧环己基)己基三乙氧基硅烷、6-(3,4-环氧环己基)己基甲基二乙氧基硅烷、8-(3,4-环氧环己基)辛基三甲氧基硅烷、8-(3,4-环氧环己基)辛基甲基二甲氧基硅烷、8-(3,4-环氧环己基)辛基三乙氧基硅烷、8-(3,4-环氧环己基)辛基甲基二乙氧基硅烷等。其中,优选具有2-(3,4-环氧环己基)乙基的三烷氧基硅烷化合物或二烷氧基硅烷化合物,特别优选为具有2-(3,4-环氧环己基)乙基的三烷氧基硅烷化合物。
在组合使用具有含环氧环己基有机基团的烷氧基硅烷化合物的实施方式中,相对于烷氧基硅烷成分的合计,上述具有含环氧环己基有机基团的烷氧基硅烷化合物所占的比例优选为1摩尔%以上、且50摩尔%以下。通过以这样的比例使用上述具有含环氧环己基有机基团的烷氧基硅烷化合物,能够实现由该化合物带来的耐化学药品性的提高效果,另外,能够保持适于实际使用的长期的适用期。上述比例更优选为1摩尔%以上且40摩尔%以下、特别优选为1摩尔%以上且30摩尔%以下、最优选为3摩尔%以上且25摩尔%以下。
作为上述含其它环氧基烷氧基硅烷化合物,例如可举出:环氧三甲氧基硅烷、环氧甲基二甲氧基硅烷、环氧三乙氧基硅烷、环氧甲基二乙氧基硅烷、1-环氧甲基三甲氧基硅烷、1-环氧甲基甲基二甲氧基硅烷、1-环氧甲基三乙氧基硅烷、1-环氧甲基甲基二乙氧基硅烷、2-环氧乙基三甲氧基硅烷、2-环氧乙基甲基二甲氧基硅烷、2-环氧乙基三乙氧基硅烷、2-环氧乙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙基甲基二乙氧基硅烷、4-环氧丁基三甲氧基硅烷、4-环氧丁基甲基二甲氧基硅烷、4-环氧丁基三乙氧基硅烷、4-环氧丁基甲基二乙氧基硅烷、6-环氧己基三甲氧基硅烷、6-环氧己基甲基二甲氧基硅烷、6-环氧己基三乙氧基硅烷、6-环氧己基甲基二乙氧基硅烷、8-环氧辛基三甲氧基硅烷、8-环氧辛基甲基二甲氧基硅烷、8-环氧辛基三乙氧基硅烷、8-环氧辛基甲基二乙氧基硅烷等。
作为上述不具有环氧基的烷氧基硅烷化合物,没有特别限定。在烷氧基硅烷化合物所具有的作为硅原子上的取代基的有机基团为无取代的烷基的情况下,作为不具有环氧基的烷氧基硅烷化合物,例如可举出:甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基甲基二甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙基甲基二乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基甲基二甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丙基甲基二乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、丁基甲基二甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、丁基甲基二乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基甲基二甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、己基甲基二乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基甲基二甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、辛基甲基二乙氧基硅烷等。
在烷氧基硅烷化合物所具有的作为硅原子上的取代基的有机基团为具有取代基的有机基团的情况下,作为该取代基,没有特别限定,出于获取容易性的方面,优选为硫醇基、异氰酸酯基、(甲基)丙烯酰基、苯基、环己基、以及氯基。
作为上述有机基团为具有硫醇基的烷基的情况下,作为不具有环氧基的烷氧基硅烷化合物,例如可举出:1-巯基甲基三甲氧基硅烷、1-巯基甲基甲基二甲氧基硅烷、1-巯基甲基三乙氧基硅烷、1-巯基甲基甲基二乙氧基硅烷、2-巯基乙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、2-巯基乙基甲基二乙氧基硅烷、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-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二乙氧基硅烷、4-巯基丁基三甲氧基硅烷、4-巯基丁基甲基二甲氧基硅烷、4-巯基丁基三乙氧基硅烷、4-巯基丁基甲基二乙氧基硅烷、6-巯基己基三甲氧基硅烷、6-巯基己基甲基二甲氧基硅烷、6-巯基己基三乙氧基硅烷、6-巯基己基甲基二乙氧基硅烷、8-巯基辛基三甲氧基硅烷、8-巯基辛基甲基二甲氧基硅烷、8-巯基辛基三乙氧基硅烷、8-巯基辛基甲基二乙氧基硅烷等。
作为上述有机基团为具有异氰酸酯基的烷基的情况下,作为不具有环氧基的烷氧基硅烷化合物,例如可举出:1-异氰酸酯甲基三甲氧基硅烷、1-异氰酸酯甲基甲基二甲氧基硅烷、1-异氰酸酯甲基三乙氧基硅烷、1-异氰酸酯甲基甲基二乙氧基硅烷、2-异氰酸酯乙基三甲氧基硅烷、2-异氰酸酯乙基甲基二甲氧基硅烷、2-异氰酸酯乙基三乙氧基硅烷、2-异氰酸酯乙基甲基二乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基甲基二乙氧基硅烷、4-异氰酸酯丁基三甲氧基硅烷、4-异氰酸酯丁基甲基二甲氧基硅烷、4-异氰酸酯丁基三乙氧基硅烷、4-异氰酸酯丁基甲基二乙氧基硅烷、6-异氰酸酯己基三甲氧基硅烷、6-异氰酸酯己基甲基二甲氧基硅烷、6-异氰酸酯己基三乙氧基硅烷、6-异氰酸酯己基甲基二乙氧基硅烷、8-异氰酸酯辛基三甲氧基硅烷、8-异氰酸酯辛基甲基二甲氧基硅烷、8-异氰酸酯辛基三乙氧基硅烷、8-异氰酸酯辛基甲基二乙氧基硅烷等。
在上述有机基团为具有(甲基)丙烯酰基的烷基的情况下,作为不具有环氧基的烷氧基硅烷化合物,例如可举出:1-(甲基)丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、1-(甲基)丙烯酰氧基甲基甲基二甲氧基硅烷、1-(甲基)丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、1-(甲基)丙烯酰氧基甲基甲基二乙氧基硅烷、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基三乙氧基硅烷、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基甲基二乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基三甲氧基硅烷、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基甲基二甲氧基硅烷、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基三乙氧基硅烷、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基甲基二乙氧基硅烷、6-(甲基)丙烯酰氧基己基三甲氧基硅烷、6-(甲基)丙烯酰氧基己基甲基二甲氧基硅烷、6-(甲基)丙烯酰氧基己基三乙氧基硅烷、6-(甲基)丙烯酰氧基己基甲基二乙氧基硅烷、8-(甲基)丙烯酰氧基辛基三甲氧基硅烷、8-(甲基)丙烯酰氧基辛基甲基二甲氧基硅烷、8-(甲基)丙烯酰氧基辛基三乙氧基硅烷、8-(甲基)丙烯酰氧基辛基甲基二乙氧基硅烷等。
在上述有机基团为具有苯基的烷基的情况下,作为不具有环氧基的烷氧基硅烷化合物,例如可举出:苄基三甲氧基硅烷、苄基三乙氧基硅烷、2-苯基乙基三甲氧基硅烷、2-苯基乙基三乙氧基硅烷、3-苯基丙基三甲氧基硅烷、3-苯基丙基三乙氧基硅烷、4-苯基丁基三甲氧基硅烷、4-苯基丁基三乙氧基硅烷、5-苯基戊基三甲氧基硅烷、5-苯基戊基三乙氧基硅烷、6-苯基己基三甲氧基硅烷、6-苯基己基三乙氧基硅烷等。
在上述有机基团为具有环己基的烷基的情况下,作为不具有环氧基的烷氧基硅烷化合物,例如可举出:环己基甲基三甲氧基硅烷、环己基甲基三乙氧基硅烷、2-环己基乙基三甲氧基硅烷、2-环己基乙基三乙氧基硅烷、3-环己基丙基三甲氧基硅烷、3-环己基丙基三乙氧基硅烷、4-环己基丁基三甲氧基硅烷、4-环己基丁基三乙氧基硅烷、5-环己基戊基三甲氧基硅烷、5-环己基戊基三乙氧基硅烷、6-环己基己基三甲氧基硅烷、6-环己基己基三乙氧基硅烷等。
在上述有机基团为具有氯基的烷基的情况下,作为不具有环氧基的烷氧基硅烷化合物,例如可举出:氯甲基三甲氧基硅烷、氯甲基三乙氧基硅烷、2-氯乙基三甲氧基硅烷、2-氯乙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、4-氯丁基三甲氧基硅烷、4-氯丁基三乙氧基硅烷、5-氯戊基三甲氧基硅烷、5-氯戊基三乙氧基硅烷、6-氯己基三甲氧基硅烷、6-氯己基三乙氧基硅烷等。
在上述有机基团为烯基的情况下,作为不具有环氧基的烷氧基硅烷化合物,可举出:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基甲基二甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基甲基二乙氧基硅烷等。
在上述有机基团为芳基的情况下,作为不具有环氧基的烷氧基硅烷化合物,可举出苯基三甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、对苯乙烯基三乙氧基硅烷等。
上述具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)除缩水甘油氧基以外,还可以具有烷氧基甲硅烷基、和/或硅烷醇基。有机聚硅氧烷(A)可以具有的烷氧基甲硅烷基和/或硅烷醇基是烷氧基硅烷成分中所含的一部分烷氧基未反应而残留、或者该烷氧基发生了水解反应后不进行脱水缩合反应而以硅烷醇基的形式残留的基团。
在构成有机聚硅氧烷(A)的全部结构单元(Q1、Q2、Q3、Q4、T1、T2、T3、D1、D2、以及M1)中,优选来自单有机三烷氧基硅烷、且形成有3个硅氧烷键的结构单元T3的比例:[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100高。上述T3的比例为高的值意味着具有倍半硅氧烷结构的部位在有机聚硅氧烷(A)中多。倍半硅氧烷结构是同时具有致密的交联结构和柔软性的结构,是有助于固化物的耐损伤性、耐温水性、耐化学药品性的展现的结构。相反,如果上述T3的比例为0%,则不存在倍半硅氧烷结构,难以展现期望的物性。
这里,在构成有机聚硅氧烷(A)的结构单元中,在来自四烷氧基硅烷的结构单元中,将形成有1个硅氧烷键的结构单元定义为Q1,将形成有2个硅氧烷键的结构单元定义为Q2,将形成有3个硅氧烷键的结构单元定义为Q3,将形成有4个硅氧烷键的结构单元定义为Q4,
在来自单有机三烷氧基硅烷的结构单元中,将形成有1个硅氧烷键的结构单元定义为T1,将形成有2个硅氧烷键的结构单元定义为T2,将形成有3个氧烷键的结构单元定义为T3,
在来自二有机二烷氧基硅烷的结构单元中,将形成有1个硅氧烷键的结构单元定义为D1,将形成有2个硅氧烷键的结构单元定义为D2,
将来自三有机单烷氧基硅烷、且形成有1个硅氧烷键的结构单元定义为M1。
上述T3的比例基于通过29Si-NMR测得的分别来自Q1、Q2、Q3、Q4、T1、T2、T3、D1、D2以及M1的峰的峰面积、以来自T3的峰面积相对于Q1、Q2、Q3、Q4、T1、T2、T3、D1、D2以及M1的合计峰面积的比例(%)的形式算出。
在本实施方式中,作为(A)成分,优选使用T3的比例高的有机聚硅氧烷。由此,能够抑制使后述的多组分型固化性树脂组合物固化后由固化收缩导致的裂纹产生。另一方面,如果使用T3的比例高的有机聚硅氧烷,则环氧基的阳离子聚合无法充分地进行,存在所得到的固化物的耐损伤性降低的倾向。然而,在本实施方式中,即使使用T3的比例高的有机聚硅氧烷,通过使用后述的(B)成分,固化物也能够示出良好的耐损伤性。
T3的比例高的有机聚硅氧烷具体是指T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100优选为75%以上且100%以下、更优选为80%以上且99%以下、进一步优选为85%以上且98%以下。如果T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100为75%以上,则能够有效地抑制由固化收缩导致的裂纹产生。
上述T3的比例可以通过调节用于形成有机聚硅氧烷的水解/脱水缩合反应时所使用的水的用量、催化剂的种类/量、反应温度、水解反应中产生的醇的除去量等来进行控制。
有机聚硅氧烷(A)的重均分子量(MW)没有特别限定,除了对基材的固化物的密合性、耐损伤性、耐水性以外,从固化物的外观、储存稳定性等观点考虑,优选为500以上且300000以下、更优选为1000以上且200000以下、进一步优选为3000以上且100000以下。需要说明的是,有机聚硅氧烷的重均分子量可以通过实施例一项中记载的方法来确定。
(有机聚硅氧烷(A)的制造方法)
接下来,对具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)的制造方法进行说明。该有机聚硅氧烷(A)能够通过使含有具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物的烷氧基硅烷成分在水的存在下进行水解/脱水缩合反应而获得。在上述水解/脱水缩合反应中,烷氧基硅烷成分中所含的一部分烷氧基可以未反应而残留、或者该烷氧基发生了水解反应后不进行脱水缩合反应、而以硅烷醇基的形式残留。在该情况下,所制造的有机聚硅氧烷除了缩水甘油氧基以外,还具有烷氧基甲硅烷基和/或硅烷醇基。
上述烷氧基硅烷成分的水解/脱水缩合反应可以在作为缩合催化剂的碱催化剂、酸催化剂或中性盐、以及水的存在下实施,在本实施方式中,优选在作为缩合催化剂的中性盐、以及水的存在下实施。通过在中性盐催化剂的存在下实施水解/脱水缩合反应,能够在抑制缩水甘油氧基的失活的同时,适当地得到(A)成分,并且通过将所得到的(A)成分与后述的各成分组合使用,能够显示出更长的适用期,能够使固化后的耐损伤性更良好。在中性盐的存在下实施上述水解/脱水缩合反应的情况下,优选在碱催化剂和酸催化剂均不存在的条件下实施。
在本申请中,上述中性盐是指由强酸和强碱形成的正盐。具体而言,是由选自第一族元素离子、第二族元素离子、四烷基铵离子以及胍盐离子中的任意阳离子、与选自除氟化物离子以外的第十七族元素离子、硫酸根离子、硝酸根离子以及高氯酸根离子中的任意阴离子的组合形成的盐。
作为上述中性盐的具体例,例如可举出以下的化合物:氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化钫、氯化铍、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡、氯化镭、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丙基氯化铵、四丁基氯化铵、四戊基氯化铵、四己基氯化铵、氯化胍盐;
溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铷、溴化铯、溴化钫、溴化铍、溴化镁、溴化钙、溴化锶、溴化钡、溴化镭、四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵、四戊基溴化铵、四己基溴化铵、溴化胍盐;
碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铷、碘化铯、碘化钫、碘化铍、碘化镁、碘化钙、碘化锶、碘化钡、碘化镭、四甲基碘化铵、四乙基碘化铵、四丙基碘化铵、四丁基碘化铵、四戊基碘化铵、四己基碘化铵、碘化胍盐;
硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯、硫酸钫、硫酸铍、硫酸镁、硫酸钙、硫酸锶、硫酸钡、硫酸镭、四甲基硫酸铵、四乙基硫酸铵、四丙基硫酸铵、四丁基硫酸铵、四戊基硫酸铵、四己基硫酸铵、硫酸胍盐;
硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铷、硝酸铯、硝酸钫、硝酸铍、硝酸镁、硝酸钙、硝酸锶、硝酸钡、硝酸镭、四甲基硝酸铵、四乙基硝酸铵、四丙基硝酸铵、四丁基硝酸铵、四戊基硝酸铵、四己基硝酸铵、硝酸胍盐;
高氯酸锂、高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸铷、高氯酸铯、高氯酸钫、高氯酸铍、高氯酸镁、高氯酸钙、高氯酸锶、高氯酸钡、高氯酸镭、高氯酸四甲基铵、高氯酸四乙基铵、高氯酸四丙基铵、高氯酸四丁基铵、高氯酸四戊基铵、高氯酸四己基铵、高氯酸胍盐。作为中性盐,可以使用单独的化合物,也可以组合使用两种以上化合物。
作为构成上述中性盐的阴离子,由于亲核性高,所以优选第十七族元素离子。另外,作为阳离子,为了不阻碍亲核作用而优选位阻不大的阳离子,具体而言,优选第一族元素离子或第二族元素离子。此外,如果考虑到获取性、处理时的安全性,则作为上述中性盐,特别优选氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化镁、氯化钙、氯化锶、溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铷、溴化铯、溴化镁、溴化钙、溴化锶、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铷、碘化铯、碘化镁、碘化钙、碘化锶。
水解/脱水缩合反应时添加的中性盐的量可以根据水解/脱水缩合反应的期望的进行度适当决定,相对于上述烷氧基硅烷成分的合计重量,通常为1p pm以上且100000ppm以下、优选为10ppm以上且10000ppm以下、更优选为20ppm以上且5000ppm以下、进一步优选为50ppm以上且1000ppm以下。
在上述水解/脱水缩合反应中,添加水,使该反应进行。此时,通过控制水的用量,能够控制水解/脱水缩合反应的进行度、控制有机聚硅氧烷中的T3的比例、有机聚硅氧烷的分子量。从该观点考虑,相对于烷氧基硅烷成分中所含的与硅原子直接键合的烷氧基的合计摩尔数,水的用量优选为20摩尔%以上、且100摩尔%以下。如果为20摩尔%以上,则能够使水解/脱水缩合反应充分地进行,如果为100摩尔%以下,则得到的固化物的对基材的密合性、耐水性能够变得良好。上述水的用量更优选为20摩尔%以上且90摩尔%以下、进一步优选为25摩尔%以上且80摩尔%以下、更进一步优选为30摩尔%以上且80摩尔%以下、特别优选为30摩尔%以上且60摩尔%以下。
在上述水解/脱水缩合反应中,除水以外,还可以使用水以外的有机溶剂。作为这样的有机溶剂,为了与水组合使用,所以特别优选在水中的溶解度高的有机溶剂。另外,为了确保烷氧基硅烷成分的溶解性,优选碳原子数为4以上的有机溶剂。从以上的观点考虑,作为优选的有机溶剂,例如可举出:丙二醇甲醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚、聚乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单异丙醚、二乙二醇单异丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、乙二醇单异丁醚、二乙二醇单异丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇二甲醚、二丙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二乙醚、乙二醇二乙醚、四氢呋喃、丙酮、甲乙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇等,但不限定于此。
本领域技术人员可以适当设定实施上述水解/脱水缩合反应时的反应温度,例如优选将反应液加热至50℃以上、且110℃以下的范围。如果以110℃以下的温度进行水解/脱水缩合反应,则容易制造有机聚硅氧烷(A)。另外,本领域技术人员可以适当设定实施上述水解/脱水缩合反应时的反应时间,例如可以为10分钟以上且12小时以下左右。
根据一个优选实施方式,优选在上述水解/脱水缩合反应后,实施将在上述水解反应中产生的醇从反应液中除去的工序。通过将醇除去,能够使生成醇作为副反应物的烷氧基甲硅烷基的水解反应进一步进行。该醇的除去工序可以通过对水解/脱水缩合反应后的反应液实施减压蒸馏而将醇蒸馏取出而实施。本领域技术人员可以适当设定减压蒸馏的条件,出于与上述相同的理由,此时的温度优选为50℃以上、且110℃以下。在该工序中,优选将通过水解反应产生的醇中80摩尔%以上、更优选90摩尔%以上的醇除去。
如上所述地除去了醇后,可以将反应系统例如冷却至30℃以下,得到具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)。
如果在制造有机聚硅氧烷(A)时使用中性盐作为缩合催化剂,则得到的有机聚硅氧烷(A)可以含有中性盐。其结果是,本实施方式的树脂组合物也可以含有中性盐。在该情况下,相对于有机聚硅氧烷(A)100重量份,中性盐的含量通常为0.001重量份以上且1重量份以下、优选为0.005重量份以上且0.1重量份以下、更优选为0.01重量份以上且0.05重量份以下。
另外,在有机聚硅氧烷(A)是使用中性盐作为缩合催化剂而制造的有机聚硅氧烷的情况下,本实施方式的树脂组合物中通常不含碱催化剂及酸催化剂。因此,本实施方式的树脂组合物优选不含分子量1000以下的酸性化合物、和分子量1000以下的碱性化合物这两者。这里,分子量1000以下的酸性化合物或碱性化合物包含通常在烷氧基硅烷成分的水解/脱水缩合反应中使用的酸催化剂、碱催化剂。
((B)成分)
(B)成分是选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种。这里,部分水解/缩合物是指,除了三芳基烷氧基硅烷或二芳基二烷氧基硅烷所具有的全部烷氧基水解/缩合而形成硅氧烷键的完全水解/缩合物以外,一部分烷氧基直接或者以羟基的形式残留。
上述部分水解/缩合物的原料为三芳基烷氧基硅烷和/或二芳基二烷氧基硅烷。另外,也可以组合使用除此以外的烷氧基硅烷作为原料,但优选其用量少。具体而言,上述部分水解/缩合物的原料中,三芳基烷氧基硅烷及二芳基二烷氧基硅烷的合计所占的比例优选为90摩尔%以上且100摩尔%以下、更优选为95摩尔%以上且100摩尔%以下。另外,成为(B)成分的上述部分水解/缩合物优选不具有缩水甘油氧基。
(B)成分是作为固化剂(后述的有机铝化合物和/或有机钛化合物(E))的助剂发挥作用、能够在上述固化剂的存在下促进具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)的固化反应的成分。通过对具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)配合(B)成分,能够保持充分的适用期,并且使所形成的固化物的耐损伤性良好。此外,该固化物的耐温水性、耐化学药品性、以及对基材的密合性也能够提高。需要说明的是,由配合(B)成分带来的固化物的耐损伤性改善效果是含缩水甘油氧基有机聚硅氧烷特有的效果。即使在不存在含缩水甘油氧基有机聚硅氧烷的条件下对含环氧基有机化合物配合(B)成分,固化物的耐损伤性也不会特别地改善。
(B)成分中的芳基是指,具有取代基或无取代的芳香族烃基。作为上述芳基的碳原子数,没有特别限定,例如可以为6~20左右、优选为6~12、更优选为6~8。作为上述芳基的具体例,可举出苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等。优选为苯基。
作为(B)成分,没有特别限定,例如可举出:三苯基甲氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷、三苯基丙氧基硅烷等三苯基烷氧基硅烷;二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二丙氧基硅烷等二苯基二烷氧基硅烷;作为三苯基烷氧基硅烷的水解物的三苯基硅烷醇、作为二苯基二烷氧基硅烷的水解物的二苯基硅烷二醇、三苯基烷氧基硅烷的部分水解/缩合物、二苯基二烷氧基硅烷的部分水解/缩合物等。可以仅使用这些中的一种,也可以组合使用两种以上。其中,优选为选自三苯基甲氧基硅烷、三苯基硅烷醇、二苯基二甲氧基硅烷、以及二苯基二硅烷醇中的至少一种。
另外,由于延长适用期的效果优异,所以作为(B)成分,优选为选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷以及它们的部分水解/缩合物中的至少一种,更优选为选自三苯基烷氧基硅烷、二苯基二烷氧基硅烷以及它们的部分水解/缩合物中的至少一种。上述三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷或它们的部分水解/缩合物等所具有的烷氧基的碳原子数例如可以为1~6,优选为1~3、更优选为1~2、特别优选为1。
(B)成分的配合量可以考虑由此实现的效果适当决定,相对于包含上述有机聚硅氧烷(A)的含环氧基成分的合计100重量份,优选为2重量份以上、且20重量份以下。如果(B)成分的配合量为2重量份以上、且20重量份以下,则能够使由(B)成分的配合带来的耐损伤性提高效果更良好。更优选为3重量份以上且15重量份以下、进一步优选为4重量份以上且10重量份以下。这里,在上述的含环氧基成分中包含具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A),但在后述的有机化合物(D)具有环氧基的情况下,该有机化合物也包含于含环氧基成分中。
(β-二羰基化合物(C))
可以在本实施方式的树脂组合物中进一步配合β-二羰基化合物(C)。通过配合β-二羰基化合物(C),能够使具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)稳定化,延长上述树脂组合物的适用期。特别是在具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)进一步具有环氧环己基的一个实施方式中,由β-二羰基化合物(C)的配合带来的适用期的延长效果显著。
β-二羰基化合物是指,具有2个羰基夹持1个碳原子而键合的结构的化合物。作为β-二羰基化合物,例如可举出:β-二酮、β-二酯、β-酮酯等,没有特别限定,例如可举出:乙酰丙酮、双甲酮、环己烷-1,3-二酮、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丙二酸等。从成本、获取性的观点考虑,优选为乙酰丙酮、乙酰乙酸甲酯或乙酰乙酸乙酯。乙酰丙酮的沸点为140℃附近,因此,热固化时容易挥发,因而优选。乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯的沸点分别为170℃、180℃附近,与乙酰丙酮相比难以挥发,但适用期的延长效果更显著,即使少量使用也能够展现适用期的延长效果,因而优选。
β-二羰基化合物(C)的配合量可以根据固化物的物性适当决定,相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,优选为0.5重量份以上、且50重量份以下。如果(C)成分的配合量为0.5重量份以上,则能够得到由(C)成分的添加带来的适用期的延长效果,另外,如果为50重量份以下,则能够提高固化物的耐损伤性、或者抑制由固化收缩导致的裂纹产生。更优选为1重量份以上且30重量份以下、进一步优选为3重量份以上且20重量份以下。
(有机化合物(D))
可以对本实施方式的树脂组合物进一步配合具有环氧基、氧杂环丁基及乙烯基醚基中的任一种以上的有机化合物(D)。通过配合这样的有机化合物(D),能够改善得到的固化物的耐化学药品性和/或耐裂纹性。该有机化合物与上述有机聚硅氧烷(A)不同,是不含聚硅氧烷结构、而由碳原子、氧原子以及氢原子构成的化合物,并且是可以进一步含有氮原子的化合物。优选不含硅原子。作为有机化合物(D),优选显示出与具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)的相容性、且不阻碍环氧基间的交联反应的化合物。
从与(A)成分的相容性的观点考虑,有机化合物(D)的分子量优选为200以上且2000以下、更优选为200以上且1000以下、进一步优选为200以上且500以下。
由于具有与(A)成分的反应性,能够进行共交联,且得到的固化物的物性优异,作为有机化合物(D),优选为具有环氧基或氧杂环丁基的有机化合物,更优选为具有环氧基的有机化合物。作为该具有环氧基的有机化合物,没有特别限定,优选为平均每1分子具有1个或2个环氧基的有机化合物。具体可举出:芳香族环氧化物、脂环式环氧化物及脂肪族环氧化物。
作为芳香族环氧化物,例如可举出:具有至少1个芳香环的1元或多元的酚(苯酚、双酚A、苯酚酚醛清漆及它们的氧化烯加成而成的化合物等)的缩水甘油醚等。
作为脂环式环氧化物,例如可举出:3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯(例如,大赛璐化学工业株式会社制:商品名“Celloxide 2021P”)、氢化双酚A二缩水甘油醚(例如,共荣社化学株式会社制:商品名“Epolight 4000”)、ε-己内酯改性3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯(例如,大赛璐化学工业株式会社制:商品名“Celloxide2081”)、1,2,8,9-二环氧苎烯(例如,大赛璐化学工业株式会社制:商品名“Celloxide3000”)、乙烯基环己烯单氧化物1,2-环氧-4-乙烯基环己烷(例如,大赛璐化学工业株式会社制:商品名“Celloxide 2000”)、2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物(例如,大赛璐化学工业株式会社制:商品名“EHPE-3150”)、双-(3,4-环氧环己基)己二酸酯等脂环式环氧化合物、环氧基直接或者经由烃与环状脂肪族烃进行加成而成的环氧化合物、异氰脲酸三缩水甘油酯等含有杂环的环氧化合物等脂环式环氧化物等。这些当中,优选具有环氧环己基的环氧化合物,更优选3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯以及氢化双酚A二缩水甘油醚。
作为脂肪族环氧化物,例如可举出:脂肪族多元醇或该氧化烯加成物的聚缩水甘油醚(1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚等)、脂肪族多元酸的聚缩水甘油酯(四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯等)、长链不饱和化合物的环氧化物(环氧化大豆油及环氧化聚丁二烯等)。
相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,有机化合物(D)的配合量优选为1重量份以上、且200重量份以下。如果(D)成分的配合量为1重量份以上,则能够得到由(D)成分的配合带来的耐裂纹性的改善效果,另外,如果为200重量份以下,则(A)成分与(D)成分的相容性良好,能够使树脂组合物或固化物的透明性良好,另外,还能够使固化物的耐化学药品性良好。更优选为5重量份以上且100重量份以下、进一步优选为10重量份以上且60重量份以下。特别地,如果有机化合物(D)的配合量为60重量份以下,则能够有效地防止树脂组合物或固化物的白浊。
(其它添加剂)
制造本实施方式的树脂组合物时,除了上述的成分以外,还可以适当配合其它添加剂。作为这样的添加剂,例如可举出:无机填料、无机颜料、有机颜料、增塑剂、分散剂、湿润剂、增粘剂、消泡剂等。另外,本实施方式的树脂组合物可以含有具有水解性甲硅烷基的丙烯酸树脂或乙烯基树脂等反应性树脂,但也可以不含有上述树脂。
作为无机填料,没有特别限定,例如可举出:石英、气相二氧化硅、沉降性二氧化硅、硅酸酐、熔融二氧化硅、结晶性二氧化硅、超微粉无定形二氧化硅等二氧化硅系无机填料、氧化铝、锆石、氧化钛、氧化锌、氮化硅、氮化硼、氮化铝、碳化硅、玻璃纤维、氧化铝纤维、碳纤维、云母、石墨、炭黑、石墨(graphite)、硅藻土、白土、粘土、滑石、氢氧化铝、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、钛酸钾、硅酸钙、无机中空球、银粉等。
上述无机填料可以适当进行表面处理。作为表面处理方法,可举出烷基化处理、三甲基甲硅烷基化处理、有机硅处理、利用偶联剂的处理等。
作为上述偶联剂的例子,可举出硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂,只要是分别具有至少1个与有机基团具有反应性的官能团和水解性的硅基的化合物,就没有特别限定。作为与有机基团具有反应性的官能团,从处理性的方面出发,优选为选自环氧基、甲基丙烯酸基、丙烯酸基、异氰酸酯基、异氰脲酸酯基、乙烯基、以及氨基甲酸酯基中的至少一种,从固化性及粘接性的方面出发,特别优选为环氧基、甲基丙烯酸基或丙烯酸基。作为水解性的硅基,从处理性的方面考虑,优选为烷氧基甲硅烷基,从反应性的方面考虑,特别优选为甲氧基甲硅烷基或乙氧基甲硅烷基。
作为优选的硅烷偶联剂,例如可举出:3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷等、具有环氧基的烷氧基硅烷类;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、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-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、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷等、具有甲基丙烯酸基或丙烯酸基的烷氧基硅烷类等。
可以在本实施方式的树脂组合物中配合溶剂。作为溶剂,没有特别限制,在应用后述的多组分型固化性树脂组合物的基材为塑料制的情况下,基材的耐溶剂性低的情况较多,因此,优选为甲基异丁基酮、二异丁基酮等酮类、丁醇、异丙醇等醇类、乙酸丁酯、乙酸异丁酯等酯类、二乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯等醚类。特别是,以全部溶剂的30重量%以上使用醚系溶剂,从不伤害基材的方面考虑是优选的。溶剂的配合量可以适当设定,相对于有机聚硅氧烷(A)100重量份,优选为0重量份以上且300重量份以下、更优选为0重量份以上且150重量份以下。
作为将各成分混合的方法,没有特别限定,可以适当使用公知的方法。例如可举出:配合各成分并用手动搅拌机、静态混合器进行混合的方法、使用行星式搅拌机、分散器、辊、捏合机等在常温或加热下进行混炼的方法、少量使用适当的溶剂而使成分溶解、混合的方法等。
(多组分型固化性树脂组合物)
本实施方式的多组分型固化性树脂组合物优选具有至少由第一组分和第二组分构成的双组分型的方式。在由主剂和固化剂构成的双组分型的方式中,主剂为上述树脂组合物,即包含具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)、选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种(B)、根据情况使用的β-二羰基化合物(C)、以及根据情况使用的有机化合物(D)的树脂组合物,另一方面,固化剂优选包含有机铝化合物和/或有机钛化合物(E)。然而,β-二羰基化合物(C)和/或有机化合物(D)可以包含于固化剂中。
(有机铝化合物和/或有机钛化合物(E))
有机铝化合物和/或有机钛化合物(E)是通过促进环氧基间的交联反应而促进具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)的固化反应的成分。另外,还可以提高固化物的耐损伤性。作为有机铝化合物和/或有机钛化合物,可以仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为有机铝化合物,例如可举出:醇铝化合物、乙酰乙酸铝化合物、乙基乙酰乙酸铝化合物、乙酰丙酮铝化合物等。更具体而言,可举出:三异丙氧基铝、仲丁醇铝、二异丙氧基单仲丁醇铝、二异丙氧基乙基乙酰乙酸铝、二异丙氧基乙酰丙酮铝、异丙氧基双(乙基乙酰乙酸酯)铝、异丙氧基双(乙酰丙酮)铝、三(乙基乙酰乙酸酯)铝、三(乙酰丙酮)铝、单乙酰丙酮·双(乙基乙酰乙酸)铝等。
作为有机钛化合物,例如可举出:醇钛化合物、乙酰乙酸钛化合物、乙基乙酰乙酸钛化合物、乙酰丙酮钛化合物等。更具体而言,二异丙氧基·双(乙基乙酰乙酸)钛、二异丙氧基·双(乙酰乙酸)钛、二异丙氧基·双(乙酰乙酸)钛、四异丙氧基钛、四正丁氧基钛、四叔丁氧基钛、四(2-乙基己氧基)钛等。
有机铝化合物和/或有机钛化合物(E)的添加量可以根据固化物的物性适当决定,相对于上述有机聚硅氧烷(A)100重量份,优选为0.5重量份以上、且10重量份以下。如果(E)成分的添加量为0.5重量份以上,则能够得到由(E)成分的配合带来的固化反应的促进效果及耐损伤性的提高效果,另外,如果为10重量份以下,则能够实现实际使用的适用期。更优选为0.5重量份以上且5重量份以下、进一步优选为2重量份以上且5重量份以下。
(固化物)
本实施方式的固化物通过将上述树脂组合物与(E)有机铝化合物和/或有机钛化合物混合并固化而形成。优选上述固化物通过将构成上述多组分型固化性树脂组合物的第一组分(主剂)与第二组分(固化剂)混合、对所得到的混合物进行加热并固化而形成。
使该混合物固化时的加热温度没有特别限定,通常为50℃以上且200℃以下,优选为60℃以上且120℃以下、更优选为70℃以上且110℃以下、进一步优选为80℃以上且100℃以下。本实施方式的多组分型固化性树脂组合物即使在60℃以上且120℃以下这样的比较低的温度下固化,也能够形成具有优异的耐损伤性、耐化学药品性的固化物。
使上述混合物固化时的加热时间没有特别限定,从兼顾成本及固化反应的进行度的观点考虑,优选为10~120分钟、更优选为15~100分钟、进一步优选为30~60分钟。
(用途)
本实施方式的多组分型固化性树脂组合物或固化物可以用于各种用途。例如,可以应用于透明材料、光学材料、光学透镜、光学膜、光学片、光学部件用粘接剂、光导波路结合用光学粘接剂、光导波路周边构件固定用粘接剂、DVD贴合用粘接剂、粘合剂、切割带(dicing tape)、电子材料、绝缘材料(包含印刷基板、电线包覆等)、高电压绝缘材料、层间绝缘膜、绝缘用包装、绝缘包覆材料、粘接剂、高耐热性粘接剂、高放热性粘接剂、光学粘接剂、LED元件的粘接剂、各种基板的粘接剂、散热器的粘接剂、涂料、油墨、着色油墨、涂敷材料(包含硬涂、片、膜、光盘用涂层、光纤用涂层等)、成型材料(包含片、膜、FRP等)、封填材料、灌封材料、密封材料、发光二极管用密封材料、发光二极管用的反射器/反射板、光半导体密封材料、液晶密封剂、显示装置用密封剂、电气材料用密封材料、太阳能电池的密封材料、高耐热密封材料、抗蚀材料、液态抗蚀材料、着色抗蚀剂、干膜抗蚀材料、焊接抗蚀材料、滤色器用材料、光造形、电子纸用材料、全息照相用材料、太阳能电池用材料、燃料电池用材料、显示材料、记录材料、防振材料、防水材料、防湿材料、热收缩橡胶管、O形环、复印机用感光鼓、电池用固体电解质、气体分离膜。另外,可举出混凝土保护材料、衬垫、土壤注入剂、蓄冷蓄热材料、杀菌处理装置用密封材料、隐形眼镜、富氧膜以外、对其它树脂等的添加剂等。
另外,通过将上述多组分型固化性树脂组合物的第一组分与第二组分混合,将所得到的混合物涂布于基材,使用热源对该混合物进行加热,使其固化,形成固化涂膜,从而能够得到包含本实施方式的固化物的层叠体。该层叠体可以适当地用于个人计算机、智能电话、平板电脑等前面板、汽车等的窗玻璃、汽车等的灯的保护具材料、膜等。
上述基材没有特别限定,例如可以是金属(例如,铝、SUS、铜、铁等)、陶瓷、玻璃、水泥、窑业系基材、石材、塑料(例如,聚碳酸酯(PC)、丙烯酸、ABS、PC-ABS合金、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等)、木材、纸、纤维等。上述基材也可以是膜、片。本实施方式的多组分型固化性树脂组合物可以适当地用于汽车、建筑物、家电用品、工业机器等的涂装。本实施方式的多组分型固化性树脂组合物通过加热而固化,因此,特别适于在具有复杂形状的基材的表面形成涂膜的情况。另外,上述多组分型固化性树脂组合物如上所述,即使在60℃以上且120℃以下这样的比较低的温度下固化,也能够实现优异的耐损伤性、耐化学药品性。因此,基材即使是有机基材,也能够抑制由固化时的加热导致的对基材的损伤,因此,具有可以适当地用于有机基材的优点。
作为由本实施方式的多组分型固化性树脂组合物形成的固化涂膜的厚度,优选为1μm以上且100μm以下。如果涂膜厚度为1μm以上,则涂膜的耐损伤性、耐水性变得良好,如果涂膜厚度为100μm以下,则不易产生由固化收缩导致的裂纹。更优选为5μm以上且100μm以下、进一步优选为10μm以上且50μm以下、更进一步优选为15μm以上且40μm以下。
实施例
以下,示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。
实施例及比较例中使用的物质如下所述。
烷氧基硅烷化合物
Me(OFS-6070:Dow Toray株式会社制、甲基三甲氧基硅烷、分子量136.2)
Ge(OFS-6040:Dow Toray株式会社制、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、分子量236.3)
EC(KBM-303:信越化学株式会社制、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、分子量246.3)
缩合催化剂(中性盐)
LiCl(东京化成株式会社制、氯化锂、分子量42.4)
有机化合物(D)
Celloxide 2021P(大赛璐株式会社制、3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯、分子量252.3)
Epolight 4000(共荣社化学株式会社制、氢化双酚A二缩水甘油醚、分子量353)
β-二羰基化合物(C)
EAA(东京化成株式会社制、乙酰乙酸乙酯、分子量130.1)
AcAc(东京化成株式会社制、乙酰丙酮、分子量100.1)
(B)成分
DPDM(东京化成株式会社制、二苯基二甲氧基硅烷、分子量244.4)
DPS(东京化成株式会社制、二苯基硅烷二醇、分子量216.3)
TPS(东京化成株式会社制、三苯基硅烷醇、分子量276.4)
有机铝化合物(E)
ALCH(川研精细化学株式会社制、三乙基乙酰乙酸铝、分子量414.4)
流平剂
BYK300(BYK Chemie Japan株式会社制、有机硅系流平剂)
溶剂
PMA(东京化成株式会社制、丙二醇甲醚乙酸酯、分子量132.2)
(有机聚硅氧烷反应时间)
在室温下将烷氧基硅烷化合物、缩合催化剂以及水混合后,将该混合物在升温至90℃的油浴中加热,将内温达到70℃时作为开始点,然后将在90℃油浴中加热的时间作为反应时间,反应6小时。
(有机聚硅氧烷合成中的脱醇)
如上所述地反应6小时而得到的树脂溶液由有机聚硅氧烷、在反应的过程中产生的醇、以及少量残留的水构成。为了通过使用蒸发器和抽吸器的减压脱挥将除有机聚硅氧烷以外的挥发成分除去,一边在加热后的油浴中对上述树脂溶液进行加热,一边进行脱挥,将表1中记载的量的甲醇及水除去,得到了有机聚硅氧烷。
按照下式计算出需要进行脱挥除去的醇量。
添加的水的量×32/18×2×100%
能产生的全部醇的重量以相对于反应中使用的有机烷氧基硅烷所具有的烷氧基甲硅烷基1摩尔产生1摩尔的醇的重量的形式计算出。例如,三甲氧基甲硅烷基1摩尔具有甲氧基甲硅烷基3摩尔、且产生甲醇3摩尔,甲基二甲氧基甲硅烷基1摩尔具有甲氧基甲硅烷基2摩尔、且产生甲醇2摩尔。另外,利用水1摩尔,由烷氧基甲硅烷基1摩尔产生1摩尔的硅烷醇基和1摩尔的醇。进一步产生的1摩尔的硅烷醇基与1摩尔的烷氧基甲硅烷基发生反应,产生1摩尔的醇。即,由水1摩尔产生醇2摩尔。
(合成例1)有机聚硅氧烷的合成
在300ml的四颈烧瓶中加入Me 2.6g、Ge 178.4g、LiCl 0.018g、纯水25.1g(相对于烷氧基甲硅烷基为60摩尔%),在设定为90℃的油浴中加热,反应6小时。添加了PMA 43.8g后,使用蒸发器和油浴进行加热/减压脱挥,将产生的甲醇以及残存水合计78.5g除去,进一步以不挥发成分(NV)达到60%的方式添加PMA 28.6g来进行调整,得到了约200g的有机聚硅氧烷溶液。重均分子量为23000,根据29Si-NMR的测定结果,T1/T2/T3为0/7/93的比率,[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=93%,缩合率为98%。
(合成例2)有机聚硅氧烷的合成
在300ml的四颈烧瓶中加入Me 2.6g、Ge 176.6g、EC 1.8g、LiCl 0.018g、纯水25.1g(相对于烷氧基甲硅烷基为60摩尔%),在设定为90℃的油浴中加热,反应6小时。添加了PMA 43.8g后,使用蒸发器和油浴进行加热/减压脱挥,将产生的甲醇以及残存水合计78.4g除去,进一步以NV达到60%的方式添加PMA 28.6g来进行调整,得到了约200g的有机聚硅氧烷溶液。重均分子量为29000,根据29Si-NMR的测定结果,T1/T2/T3为0/8/92的比率,[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=92%,缩合率为97%。
(合成例3)有机聚硅氧烷的合成
在300ml的四颈烧瓶中加入Me 2.6g、Ge 169.4g、EC 8.9g、LiCl 0.018g、纯水25.0g(相对于烷氧基甲硅烷基为60摩尔%),在设定为90℃的油浴中加热,反应6小时。添加了PMA 43.8g后,使用蒸发器和油浴进行加热/减压脱挥,将产生的甲醇以及残存水合计78.3g除去,进一步以NV达到60%的方式添加PMA 28.6g来进行调整,得到了约200g的有机聚硅氧烷溶液。重均分子量为21000,根据29Si-NMR的测定结果,T1/T2/T3为0/3/97的比率,[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=97%,缩合率为98%。
(合成例4)有机聚硅氧烷的合成
在300ml的四颈烧瓶中加入Me 2.6g、Ge 160.4g、EC 17.7g、LiCl 0.018g、纯水24.9g(相对于烷氧基甲硅烷基为60摩尔%),在设定为90℃的油浴中加热,反应6小时。添加了PMA 43.8g后,使用蒸发器和油浴进行加热/减压脱挥,将产生的甲醇以及残存水合计78.0g除去,进一步以NV达到60%的方式添加PMA 28.6g来进行调整,得到了约200g的有机聚硅氧烷溶液。重均分子量为24000,根据29Si-NMR的测定结果,T1/T2/T3为0/9/91的比率,[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=91%,缩合率为97%。
(合成例5)有机聚硅氧烷的合成
在300ml的四颈烧瓶中加入Me 2.6g、Ge 142.4g、EC 35.5g、LiCl 0.018g、纯水24.8g(相对于烷氧基甲硅烷基为60摩尔%),在设定为90℃的油浴中加热,反应6小时。添加了PMA 43.8g后,使用蒸发器和油浴进行加热/减压脱挥,将产生的甲醇以及残存水合计77.6g除去,进一步以NV达到60%的方式添加PMA 28.6g来进行调整,得到了约200g的有机聚硅氧烷溶液。重均分子量为19000,根据29Si-NMR的测定结果,T1/T2/T3为0/10/90的比率,[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=90%,缩合率为97%。
(合成例6)有机聚硅氧烷的合成
在300ml的四颈烧瓶中加入Me 2.6g、EC 175.5g、LiCl 0.018g、纯水23.7g(相对于烷氧基甲硅烷基为60摩尔%),在设定为90℃的油浴中加热,反应6小时。添加了PMA 43.8g后,使用蒸发器和油浴进行加热/减压脱挥,将产生的甲醇以及残存水合计74.2g除去,进一步以NV达到60%的方式添加PMA 28.6g,来进行调整,得到了约200g的有机聚硅氧烷溶液。重均分子量为18000,根据29Si-NMR的测定结果,T1/T2/T3为0/14/86的比率,[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100=86%,缩合率为95%。
[表1]
(单位:g)
Figure BDA0003734750830000271
(NV(不挥发成分))
NV是将试样100mg在设定为105℃的热风干燥机内静置30分钟、以百分率表示不挥发而残存的量的简称,通过下式进行计算。
NV=(在105℃下残存30分钟后的试样重量)/100mg×100
需要说明的是,1-NV表示挥发成分的含量。
(重均分子量)
通过GPC对有机聚硅氧烷的重均分子量进行了测定。GPC使用东曹株式会社制造的HLC-8320GPC作为送液系统,使用东曹株式会社制TSK-GELH型作为色谱柱,使用THF作为溶剂而进行,重均分子量通过聚苯乙烯换算来进行计算。
(29Si-NMR)
来自单有机三烷氧基硅烷的结构单元分类为未形成硅氧烷键的结构单元T0、形成有1个硅氧烷键的结构单元T1、形成有2个硅氧烷键的结构单元T2、以及形成有3个硅氧烷键的结构单元T3。使用BRUKER公司制造的AVANCEIIIHD 500,将氘代氯仿作为溶剂,对有机聚硅氧烷的29Si-NMR进行测定,将相对于来自T1、T2以及T3结构的峰面积的合计的、各峰面积的比例作为有机聚硅氧烷中所含的T1、T2以及T3结构的比例。需要说明的是,在各合成例中,不包含Q1~4、D1~D2、M1结构,它们的比例为0。
(缩合率)
将T1、T2以及T3结构的比例(%)设为X、Y、Z时,
将通过式:(1×X+2×Y+3×Z)/3计算出的值作为缩合率(硅氧烷键形成率)。
(实施例1)
将在合成例1中得到的有机聚硅氧烷溶液10.0g、DPDM 0.70g、BYK300 0.039g、ALCH 0.39g、PMA 9.1g混合,得到了透明涂液。用40~60号线棒涂布器将所得到的透明涂液涂装于50×150×2mm的黑色ABS板上,放入设定为80℃的热风干燥机内30分钟,实施溶剂的除去以及涂膜的固化,得到了固化涂膜层叠体。
(实施例2~12及比较例1~5)
变更为表2及3中记载的配合,除此以外,与实施例1同样地得到透明涂液,进一步得到了固化涂膜层叠体。
(适用期)
将构成透明涂液的各成分混合后在室温下静置,通过肉眼观察确认混合物凝胶化为止的时间。将结果示于表2及3。
D:小于3小时就凝胶化
C:3小时以上未凝胶化、但小于6小时凝胶化
B:6小时以上未凝胶化、但小于12小时凝胶化
A:12小时以上未凝胶化
(耐损伤性)
使用橡皮磨耗试验机[株式会社光本制作所制],对钢丝棉#0000施加500g/cm2的负载,在通过60号线棒涂布器制作的固化涂膜的表面以行程长度3cm往复10次,通过光泽计对试验部及非试验部的60°光泽值进行测定,通过下式计算出光泽保持率。基于所得到的计算值对耐损伤性进行了评价。将结果示于表2及3。
光泽保持率(%)=(试验部的60°光泽值/非试验部的60°光泽值)×100
D:光泽保持率80%以下
C:光泽保持率超过80%~90%以下
B:光泽保持率超过90%~95%以下
A:光泽保持率超过95%
(耐温水性)
将使用60号线棒涂布器制作的固化涂膜层叠体在60℃温水中浸渍24小时,取出后,将层叠体表面的水滴擦除,在室温下干燥2小时后,通过肉眼观察确认了固化涂膜的外观变化。将结果示于表2及3。
C:存在剥离、褶皱等平滑性变化
B:平滑性没有变化,存在白化等色调变化
A:没有外观变化
(耐化学药品性)
在使用40号~60号线棒涂布器制作的固化涂膜上滴加(spot)10%乳酸水溶液约0.5ml,在调整为80℃的热风干燥机内静置24小时。24小时后将试验片取出后,擦除涂膜表面的残存乳酸滴,通过肉眼观察确认了固化涂膜的外观变化。将结果示于表2及3。
D:在使用60号线棒涂布器制作的涂膜中发生了剥离、褶皱
C:在使用60号线棒涂布器制作的涂膜中没有外观变化。在使用50号线棒涂布器制作的涂膜中产生了少量褶皱
B:在使用50号线棒涂布器制作的涂膜中没有外观变化。在40号线棒涂布器中制作的涂膜中产生了少量褶皱
A:在使用40号线棒涂布器制作的涂膜中没有外观变化
(密合性)
用切割器在使用60号线棒涂布器制作的固化涂膜上切入切口,使其成为1mm间隔的横切10×10的100个方格,在切口上粘贴NICHIBAN制造的赛璐玢带(注册商标),向90゜上方用力剥离,通过肉眼观察固化涂膜是否从基材剥离。将完全密合的情况评设为100分,将完全剥离的情况设为0分,按照每1个方格1分进行分数评价。将结果示于表2及3。
C:在对刚固化后的固化涂膜层叠体进行的密合性试验中小于100分
B:在对刚固化后的固化涂膜层叠体进行的密合性试验中为100分,然而,在将固化涂膜层叠体浸渍于60℃温水中24小时、取出并迅速轻轻地擦除水分后进行的密合性试验中小于100分
A:在将固化涂膜层叠体浸渍于60℃温水中24小时、取出并迅速轻轻地擦去水分后进行的密合性试验中为100分
(耐湿热裂纹性)
将使用60号线棒涂布器制作的固化涂膜层叠体放入调整为80℃、95%的恒温恒湿机中,约每50小时通过肉眼观察确认是否产生裂纹。在产生了裂纹的情况下,记载之前确认的未产生裂纹的时间。需要说明的是,最大设为500小时,如果在500小时后未产生裂纹,则设为超过500小时、记载为“>500Hr”。
Figure BDA0003734750830000301
[表3]
Figure BDA0003734750830000311
根据表2及3中示出的结果可知以下内容。在实施例1~12中,均对具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)配合了作为(B)成分的二苯基二甲氧基硅烷、二苯基硅烷二醇或作为水解物法三苯基硅烷醇,与作为固化剂的有机铝化合物(E)配合后显示出充分的适用期,并且所形成的固化涂膜所示出的耐损伤性、耐温水性、耐化学药品性、对基材的密合性以及耐湿热裂纹性均良好。
另一方面,比较例1及2使用了具有环氧基的有机化合物来代替具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A),所形成的固化涂膜所示出的耐损伤性、耐温水性以及耐化学药品性不充分。
比较例3未配合(B)成分,所形成的固化涂膜所示出的耐损伤性、耐温水性、耐化学药品性以及对基材的密合性不充分。
比较例4及5配合了不具有缩水甘油氧基、且具有环氧环己基的有机聚硅氧烷来代替具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A),适用期均非常短,不适于实际使用。

Claims (16)

1.一种树脂组合物,其包含:
(A)具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷、以及
(B)选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,
相对于包含所述有机聚硅氧烷(A)的含环氧基成分的合计100重量份,所述选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种(B)的含量为2重量份以上且20重量份以下。
3.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其中,
所述三芳基烷氧基硅烷为三苯基烷氧基硅烷,所述二芳基二烷氧基硅烷为二苯基二烷氧基硅烷。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的树脂组合物,其中,
所述选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种(B)为选自三苯基甲氧基硅烷、三苯基硅烷醇、二苯基二甲氧基硅烷及二苯基二硅烷醇中的至少一种。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含(C)β-二羰基化合物,相对于所述有机聚硅氧烷(A)100重量份,所述β-二羰基化合物(C)的含量为0.5重量份以上且50重量份以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含(D)具有环氧基、氧杂环丁基及乙烯基醚基中的任一种以上的有机化合物,相对于所述有机聚硅氧烷(A)100重量份,所述有机化合物(D)的含量为1重量份以上、且200重量份以下。
7.根据权利要求6所述的树脂组合物,其中,
所述有机化合物(D)的分子量为200以上、且2000以下。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的树脂组合物,其中,
所述有机聚硅氧烷(A)进一步具有环氧环己基。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的树脂组合物,其中,
所述有机聚硅氧烷(A)满足:
[T3/(Q1+Q2+Q3+Q4+T1+T2+T3+D1+D2+M1)]×100为75%以上、且100%以下,
其中,在构成所述有机聚硅氧烷(A)的结构单元中,将来自四烷氧基硅烷、且形成有1个、2个、3个或4个硅氧烷键的结构单元分别设为Q1、Q2、Q3或Q4,将来自于单有机三烷氧基硅烷、且形成有1个、2个或3个硅氧烷键的结构单元分别设为T1、T2或T3,将来自二有机二烷氧基硅烷、且形成有1个或2个硅氧烷键的结构单元分别设为D1或D2,将来自三有机单烷氧基硅烷、且形成有1个硅氧烷键的结构单元设为M1。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含中性盐,相对于所述有机聚硅氧烷(A)100重量份,所述中性盐的含量为0.001重量份以上、且1重量份以下。
11.一种树脂组合物的制造方法,该方法包括:
使含有具有含缩水甘油氧基有机基团的烷氧基硅烷化合物的烷氧基硅烷成分在中性盐及水的存在下进行水解/脱水缩合反应,得到具有缩水甘油氧基的有机聚硅氧烷(A)的工序;以及
将该有机聚硅氧烷(A)与选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种(B)混合的工序,
其中,相对于包含所述有机聚硅氧烷(A)的含环氧基成分的合计100重量份,所述选自三芳基烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷、它们的水解物及它们的部分水解/缩合物中的至少一种(B)的含量为2重量份以上且20重量份以下,
相对于所述有机聚硅氧烷(A)100重量份,所述中性盐的含量为0.001重量份以上且1重量份以下。
12.根据权利要求11所述的制造方法,该方法进一步包括:
将所述有机聚硅氧烷(A)与β-二羰基化合物(C)混合的工序,
其中,相对于所述有机聚硅氧烷(A)100重量份,所述β-二羰基化合物(C)的含量为0.5重量份以上、且50重量份以下。
13.根据权利要求11或12所述的制造方法,该方法进一步包括:
将所述有机聚硅氧烷(A)与具有环氧基、氧杂环丁基及乙烯基醚基中的任一种以上、且分子量为200以上且2000以下的有机化合物(D)混合的工序,
其中,相对于所述有机聚硅氧烷(A)100重量份,所述有机化合物(D)的含量为1重量份以上、且200重量份以下。
14.一种多组分型固化性树脂组合物,其具有第一组分和第二组分,其中,
所述第一组分为权利要求1~10中任一项所述的树脂组合物,
所述第二组分包含(E)有机铝化合物和/或有机钛化合物,相对于所述有机聚硅氧烷(A)100重量份,所述有机铝化合物和/或有机钛化合物(E)的量为0.5重量份以上且10重量份以下。
15.一种固化物,其是将权利要求1~10中任一项所述的树脂组合物与(E)有机铝化合物和/或有机钛化合物混合并固化而成的固化物,其中,
相对于所述有机聚硅氧烷(A)100重量份,所述有机铝化合物和/或有机钛化合物(E)的量为0.5重量份以上且10重量份以下。
16.一种层叠体的制造方法,所述层叠体包含基材和固化涂膜,所述方法包括:
将权利要求1~10中任一项所述的树脂组合物与(E)有机铝化合物和/或有机钛化合物混合,得到混合物的工序;以及
将该混合物涂布于基材,进行加热,使其固化,从而形成固化涂膜的工序,
其中,相对于所述有机聚硅氧烷(A)100重量份,所述有机铝化合物和/或有机钛化合物(E)的量为0.5重量份以上且10重量份以下。
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