JP2000234057A - 室温速硬化性組成物 - Google Patents

室温速硬化性組成物

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JP2000234057A JP11049281A JP4928199A JP2000234057A JP 2000234057 A JP2000234057 A JP 2000234057A JP 11049281 A JP11049281 A JP 11049281A JP 4928199 A JP4928199 A JP 4928199A JP 2000234057 A JP2000234057 A JP 2000234057A
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 (A)分子鎖両末端が水酸基で封鎖さ
れ、25℃での粘度が25〜1,000,000センチ
ストークスであるジオルガノポリシロキサン100重量
部、 (B)下記一般式(1)で示される加水分解性シラン又
はその部分加水分解物2〜50重量部、 R1 4-nSiXn (1) (式中、R1は置換又は非置換の一価炭化水素基を示
し、Xはケトオキシム基、アルコキシ基、アシルオキシ
基、アミド基、アミノ基より選ばれる同一又は異種の基
であり、nは2〜4の整数である。) (C)1分子中に少なくとも1個のC=O基を有する有
機化合物 (A)成分100重量部当たりC=O基が0.001〜
1モルとなる量、 (D)1分子中に少なくとも1個のNH2基を有する有
機化合物 (A)成分100重量部当たりNH2基が0.001〜
1モルとなる量を含有することを特徴とする室温速硬化
性組成物。 【効果】 本発明によれば、速硬化性、深部硬化性が良
好な縮合型の室温速硬化性組成物を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、室温速硬化性組成
物に関し、更に詳述すると速硬化性、深部硬化性が良好
な縮合型の室温速硬化性組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、縮合硬化型の室温速硬化性オルガノポリシロキサン
組成物については、ベースポリマーである両末端ヒドロ
キシオルガノポリシロキサンに対して架橋剤を極限まで
減量して加水分解による架橋速度を向上させた1液タイ
プのもの、及びベースポリマーである両末端ヒドロキシ
オルガノポリシロキサンと架橋剤とを別梱包とした2液
タイプのものが知られている。
【0003】しかしながら、1液タイプの前記組成物
は、表面からの硬化速度が速いというだけであり、深部
硬化には一定の時間が必要であるため速硬化性とは言い
難い。これに対して2液タイプの前記組成物において
は、深部硬化性には比較的優れているものの、2液を混
合する割合が1:1ではないため取り扱いが複雑であ
り、自動混合機などに適応しにくいという欠点がある上
に、深部まで完全に硬化させるにはオルガノポリシロキ
サン若しくはポリオキシアルキレンポリマーの両末端ヒ
ドロキシ量と架橋剤の添加量を厳密に規定するか、深部
硬化剤として更に水を加えることが必要である、という
問題があった。
【0004】一方、付加硬化型のオルガノポリシロキサ
ン組成物においては、2液混合する割合が1:1であ
り、作業性に優れるが、通常、硬化には加熱炉が必要で
ある上に、付加毒の存在下で硬化触媒が被毒されるた
め、作業環境が限定されてしまうという欠点があった。
【0005】これら問題点を解決すべく、本発明者ら
は、分子鎖両末端が加水分解性シリル基で封鎖されたジ
オルガノポリシロキサンに対し1分子中に少なくとも1
個のC=O基を有する有機化合物0.001〜1モル、
及び1分子中に少なくとも1個のNH2基を有する有機
化合物0.001〜1モルを含有してなる組成物を提案
した(特開平5−279570号公報)。
【0006】上記提案は、C=O基とNH2基によるケ
チミン生成反応から副生する水を利用した室温速硬化性
オルガノポリシロキサン組成物であるが、その後、本発
明者らが検討した結果、ベースポリマーであるジオルガ
ノポリシロキサンの末端を加水分解性シリル基で封鎖す
ると組成物の保存安定性等は良好であるものの、目的と
する速硬化性は、従来からある両末端ヒドロキシオルガ
ノポリシロキサンと架橋剤とを別梱包した2液タイプを
大きく越えるものではないことが判明した。
【0007】なお、特開昭61−204289号公報に
は、分子鎖末端に加水分解性珪素基を有するポリオキシ
アルキレンエーテル主鎖重合体にアミン化合物とカルボ
ニル化合物の反応生成物から水を除去したものを配合し
た湿気硬化性シーリング組成物が提案されているが、こ
れは反応生成物から水を除去してしまうため速硬化とは
なり得ないものである。
【0008】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、室温での速硬化性、深部硬化性が向上した縮合型の
室温速硬化性組成物を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、(A)分子鎖両末端が水酸基で封鎖され、25℃で
の粘度が25〜1,000,000センチストークスで
あるジオルガノポリシロキサンと、(B)下記一般式
(1)で示される加水分解性シラン又はその部分加水分
解物と、(C)1分子中に少なくとも1個のC=O基を
有する有機化合物と、(D)1分子中に少なくとも1個
のNH2基を有する有機化合物とを配合することによ
り、空気中の水分の存在により硬化すると共に、この硬
化と同時に上記(C)及び(D)成分の有するβ位のカ
ルボニル基とNH2基とが互いに反応して深部において
水を生成し、この生成した水が組成物の速硬化及び深部
硬化を促進することにより、表面からの硬化のみならず
その内部からも硬化を生じることに加えて、(A)成分
のベースオイル両末端を加水分解性基から水酸基に変更
することにより、この水酸基と架橋剤の加水分解基の縮
合反応が同時に進行し、これらが相俟って、速硬化性及
び深部硬化性が飛躍的に向上し、特に一液型として有効
な室温速硬化性組成物が得られることを見出し、本発明
をなすに至った。
【0010】従って、本発明は、 (A)分子鎖両末端が水酸基で封鎖され、25℃での粘
度が25〜1,000,000センチストークスである
ジオルガノポリシロキサン100重量部、 (B)下記一般式(1)で示される加水分解性シラン又
はその部分加水分解物2〜50重量部、 R1 4-nSiXn (1) (式中、R1は一価炭化水素基を示し、Xはケトオキシ
ム基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミド基、アミ
ノ基より選ばれる同一又は異種の基であり、nは2〜4
の整数である。) (C)1分子中に少なくとも1個のC=O基を有する有
機化合物 (A)成分100重量部当たりC=O基が0.001〜
1モルとなる量、 (D)1分子中に少なくとも1個のNH2基を有する有
機化合物 (A)成分100重量部当たりNH2基が0.001〜
1モルとなる量を含有することを特徴とする室温速硬化
性組成物を提供する。
【0011】以下、本発明について更に詳しく説明する
と、本発明の室温速硬化性組成物は、(A)分子鎖両末
端が水酸基で封鎖され、25℃での粘度が25〜1,0
00,000センチストークスであるジオルガノポリシ
ロキサン、(B)上記一般式(1)で示される加水分解
性シラン又はその部分加水分解物、(C)1分子中に少
なくとも1個のC=O基を有する有機化合物、及び
(D)1分子中に少なくとも1個のNH2基を有する有
機化合物を必須成分とするものである。
【0012】ここで、(A)成分のジオルガノポリシロ
キサンは、ベースポリマーとして用いられ、その分子鎖
両末端が水酸基で封鎖されていることが必要である。即
ち、この水酸基の存在により、(A)成分のジオルガノ
ポリシロキサンは、(B)成分である加水分解性シラン
又はその部分加水分解物と縮合して、ゴム弾性体の硬化
物を形成することができる。
【0013】具体的には、ジオルガノポリシロキサンと
して、下記平均組成式で示される分子鎖両末端水酸基ジ
オルガノポリシロキサンが例示される。
【0014】
【化1】 (但し、式中Rは同一又は異種の置換又は非置換の一価
炭化水素基、mはこのジオルガノポリシロキサンの25
℃の粘度を25〜1,000,000センチストークス
とする数である。)
【0015】上記式中、Rは同一又は異種の置換又は非
置換の好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは1〜
8の一価炭化水素基を示し、例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、シクロへキ
シル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等の
アルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、
ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基、或い
はこれらの基の水素原子が部分的にハロゲン原子、シア
ノ基で置換された基、例えばクロロメチル基、3,3,
3−トリフロロプロピル基、シアノエチル基等を例示す
ることができる。これらの中で、好ましくはメチル基、
フェニル基、3,3,3−トリフロロプロピル基であ
り、特に好ましくはメチル基である。
【0016】上記(A)成分のベースポリマーであるジ
オルガノポリシロキサンは、25℃での粘度が25〜
1,000,000センチストークス(cSt)、好ま
しくは100〜200,000cStの範囲にあること
が必要である。粘度がこの範囲外である場合には、満足
する特性を有するゴム硬化物を形成することが困難とな
ったり、作業性が低下するなどの不都合を生じる。
【0017】次に、本発明の(B)成分は、下記一般式
(1)で示される加水分解性シラン又はその部分加水分
解物である。 R1 4-nSiXn (1) ここで、R1は水素原子又は炭素数1〜10の一価炭化
水素基を表し、具体的には、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基、ペンチル基等のアルキル基、シクロ
ペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、
ビニル基、アリル基、5−ヘキセニル基、9−デセニル
基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリー
ル基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル
基、更にこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一
部又は全部がハロゲン原子で置換された3,3,3−ト
リフルオロプロピル基、ヘプタデカフルオロプロピル
基、クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基などの
置換一価炭化水素基などが挙げられる。好ましくはメチ
ル基、エチル基、プロピル基、ビニル基、フェニル基、
3,3,3−トリフルオロプロピル基である。
【0018】Xはケトオキシム基、アルコキシ基、アシ
ルオキシ基、アミド基、アミノ基より選ばれる同一又は
異種の基であり、好ましくはケトオキシム基、アルコキ
シ基である。nは2〜4、好ましくは3〜4の整数であ
る。
【0019】上記(B)成分である加水分解性シラン又
はその部分加水分解物は、本発明の組成物の架橋剤とし
て作用するものである。この加水分解物の加水分解性基
は(A)成分の分子鎖両末端の水酸基と反応して架橋を
進行させると共に、後述する(C),(D)成分の反応
によって生成する水と加水分解・縮合して架橋を更に進
行させることができるものである。
【0020】このような(B)成分の加水分解性シラン
又はその部分加水分解物の具体例としては、これらに限
定されるものではないが、例えばケトオキシム基を有す
る加水分解性シランとしてはジメチルジ(ブタノキシ
ム)シラン、メチルトリ(ブタノキシム)シラン、ビニ
ルトリ(ブタノキシム)シラン、フェニルトリ(ブタノ
キシム)シラン、プロピルトリ(ブタノキシム)シラ
ン、テトラ(ブタノキシム)シラン、3,3,3−トリ
フロロプロピルトリ(ブタノキシム)シラン、3−クロ
ロプロピルトリ(ブタノキシム)シラン、メチルトリ
(プロパノキシム)シラン、メチルトリ(ペンタノキシ
ム)シラン、メチルトリ(イソペンタノキシム)シラ
ン、ビニルトリ(シクロペンタノキシム)シラン、メチ
ルトリ(シクロヘキサノキシム)シラン等が例示され
る。アルコキシ基を有する加水分解性シランとしてはジ
メチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシ
シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
ン、テトラプロポキシシラン等が例示される。アシルオ
キシ基を有する加水分解性シランとしてはメチルトリア
セトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、フェニ
ルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラ
ン、テトラトリアセトキシシラン等が例示される。アミ
ド基を有する加水分解性シランとしてはジジエチルヒド
ロキシヘキサメチルテトラシクロシロキサン、モノエチ
ルヒドロキシヘプタメチルテトラシクロヘキサン等が例
示される。アミノ基を有する加水分解性シランとしては
メチルトリブチルアミノシラン、メチルトリシクロヘキ
シルアミノシラン、ジメチルジトリブチルアミノシラン
等が例示される。これらは1種を単独に用いても2種以
上を併用して用いてもよい。
【0021】この(B)成分の配合量は(A)成分10
0重量部当たり2〜50重量部、好ましくは4〜20重
量部の範囲である。(B)成分の配合量が少なすぎると
組成物の調製が困難であり、一方、多すぎると得られる
弾性体の硬化物が目的とする物性を示さなくなる。
【0022】本発明の(C)成分の1分子中に少なくと
も1個のC=O基を有する有機化合物は、後述する
(D)成分の1分子中に少なくとも1個のNH2基を有
する有機化合物と反応して、硬化剤として作用する水を
組成物中の深部に発生させるものである。
【0023】このような有機化合物としては1分子中に
少なくとも1個の反応性のC=O基を有するものであれ
ば、任意のものを使用することができ、アセトン、メチ
ルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等
のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メ
チル、ブチロラクトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸
エチル、アセト酢酸プロピル、アセト酢酸ブチル等のア
セト酢酸エステル、その他のエステル類、ジメチルフォ
ルムアミド、ジエチルアセトアミド、ブチロラクタム等
のアミド類、及びこれらを官能基として有するシランカ
ップリング剤、或いはこれらを官能基として有するポリ
マー、オリゴマー等が例示され、これらの1種を単独で
又は2種以上を組み合わせて使用することができる。特
に好ましいものはケトン類、アセト酢酸エステル類であ
る。
【0024】上記(C)成分の配合量は、そのC=O基
量が(A)成分100重量部当たり0.001〜1モル
の範囲とする必要があり、好ましくは0.01〜0.1
モルである。(C)成分の配合量が少なすぎると十分な
深部硬化性が発現し得ず、多すぎると得られる弾性体硬
化物が目的とする物性を示さなくなる。
【0025】本発明の(D)成分であるアミノ基を有す
る有機化合物は、上述した通り、(C)成分と反応して
硬化剤として作用する水を組成物中の深部に発生させる
ものである。
【0026】このような有機化合物としては、1分子中
に少なくとも1個の反応性のアミノ基(NH2基)を有
するものであれば、任意のものを使用することができ、
メチルアミン、エチルアミン、ブチルアミン、エチレン
ジアミン、アニリン等のアミン類、γ−アミノプロピル
トリエトキシシラン等のNH2基を有するシランカップ
リング剤、NH2基を有するポリマー、オリゴマーなど
が例示され、これらの1種を単独で又は2種以上を組み
合わせて使用することができる。特に1級アミン化合
物、NH2基を有するシランカップリング剤が好まし
い。
【0027】本発明の(D)成分においては、(C)成
分との反応時における立体障害性の見地から、特にアミ
ノ基のα位の炭素原子が1級、2級又は芳香族環の一部
であるものが好適に使用される。このα位の炭素原子
が、通常の3級の炭素原子である場合には、(C)成分
のカルボニル基との反応性に劣り、所望の効果が得られ
ない場合がある。
【0028】上記(D)成分の配合量は、そのNH2
量が(A)成分100重量部当たり0.001〜1モル
の範囲とする必要があり、好ましくは0.01〜0.1
モルである。(D)成分の配合量が少なすぎると十分な
深部硬化性が発現し得ず、一方、多すぎると得られる弾
性体硬化物が目的とする物性を示さなくなる。
【0029】この場合、(C)成分と(D)成分の配合
比はC=O基とNH2基のモル比が0.1〜10、特に
0.2〜5となることが好ましい。
【0030】本発明の組成物には、上記(A)〜(D)
の必須成分以外にも、室温での速硬化性及び深部硬化性
が阻害されない限り、種々の配合剤を添加することが可
能である。即ち、本発明においては(C)成分と(D)
成分とが反応して深部硬化剤である水を生成することが
重要であるから、(C)成分と(D)成分とは、このよ
うな反応が速やかに生じるものが選択使用されることは
勿論であり、また任意成分である各種配合剤も、かかる
水分の生成を阻害しないように選択使用することが必要
である。
【0031】このような各種配合剤としては、例えば有
機錫エステル、有機錫キレート錯体等の有機錫系触媒、
有機チタン酸エステル、有機チタンキレート錯体等の有
機チタン系触媒、テトラメチルグアニジルプロピルトリ
メトキシシラン、テトラメチルグアニジルプロピルトリ
ストリメチルシロキシシラン等の縮合触媒;煙霧質シリ
カ、沈降性シリカ、石英粉末、炭素粉末、タルク、ベン
トナイト、炭酸マグネシウム等の充填剤;アスベスト、
ガラス繊維、炭素繊維及び有機繊維等の繊維質充填剤;
顔料、染料等の着色剤;ベンガラ及び酸化セリウム等の
耐熱性向上剤;耐寒性向上剤;防錆剤;γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン等の接着性向上剤;トリ
オルガノシロキシ単位及びSiO2単位よりなる網状ポ
リシロキサン等の液状補強剤などを必要に応じて常用量
添加することが可能である。
【0032】特に、縮合触媒は(A)成分のベースポリ
マー100重量部に対して0.001〜20重量部、よ
り好ましくは0.01〜10重量部添加することが好ま
しい。縮合触媒としては有機錫系触媒や有機チタン系触
媒が好ましく、中でも(B)成分の加水分解性基がケト
オキシム基の場合は縮合触媒として有機錫系触媒が好ま
しく、加水分解性基がアルコキシ基の場合は、有機錫系
触媒又は有機チタン系触媒が好ましい。
【0033】本発明の組成物は、上記(A)〜(D)成
分の所定量、更には任意成分を必要に応じて乾燥(無
水)雰囲気中で均一に混合することにより、一液型の室
温速硬化性組成物を得ることができる。この場合、保存
性を確保するために(C)成分又は(D)成分をマイク
ロカプセル化して配合した一液型の室温速硬化性組成物
とすることも可能である。
【0034】また、(A),(B),(C)成分をX
剤、(A),(D)成分をY剤、若しくは(A),
(B),(D)成分をX剤、(A),(C)成分をY剤
とした2液梱包して使用時にこれらを混合する方式とす
ることも可能であり、この場合、X液:Y液=1:1の
割合で混合することができ、取り扱い性が容易なもので
ある。
【0035】このようにして得られた本発明の組成物
は、空気中の水分の存在により硬化すると共に、この硬
化と同時にその深部で水が生成することにより、表面か
らの硬化のみならず、その内部からも硬化し、速硬化性
及び深部硬化性が向上するものである。しかも、ベース
ポリマーの両末端を水酸基で封鎖することにより、これ
ら水酸基と架橋剤の加水分解性基との縮合反応が同時に
進行し、これらが相俟って、優れた速硬化性及び深部硬
化性を有するものである。
【0036】また、本発明の組成物は、2液梱包して使
用時に混合する方式を採用した場合にも、これら2液を
混合する割合が1:1であるため混合することが容易で
あり、その上、各成分が容易に入手し得るものであるた
め極めて実用性が高いものである。
【0037】なお、本発明の組成物は、優れた速硬化性
と深部硬化性とを有する点から、自動車用オイルシール
材料として好適なものであり、また近年工程の合理化要
求の高い電気電子用シーリング剤、接着剤、ポッティン
グ材などとしても有利に使用できるものである。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、速硬化性、深部硬化性
が良好な縮合型の室温速硬化性組成物を得ることができ
る。
【0039】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、粘度は25℃での測定値である。
【0040】[実施例1]分子鎖両末端が水酸基で封鎖さ
れた粘度が5,000cStのジメチルポリシロキサン
100gと、テトラメトキシシラン3gと、アセトン
0.58g(0.01モル)と、ノルマルブチルアミン
1.29g(0.01モル)と、ジブチルスズジラウレ
ート0.2gと、沈降性シリカ50gと、煙霧質シリカ
8gとを無水の状態で混合して硬化性シリコーンゴム組
成物を調製した。
【0041】得られた組成物を用いて厚さ2mmのシー
トを作成し、20℃、55%RHの雰囲気下で1時間放
置してゴム弾性体とし、JIS−K−6301に従って
ゴム物性を調べた。結果を表1に示す。
【0042】また、上記組成物を直径20mm、長さ1
00mmのガラス円筒管に注入し、20℃、55%RH
の雰囲気下で5時間、及び24時間硬化を行った。硬化
後にガラス管を破壊して硬化物を取り出し、ゴム状弾性
体となった部分の厚みを測定した。結果を表1に示す。
【0043】〔実施例2〕分子鎖両末端が水酸基で封鎖
された粘度が20,000cStのジメチルポリシロキ
サン100gと、ビニルトリメチルエチルケトオキシム
シラン6gと、シクロヘキサノン0.98g(0.01
モル)と、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン2.
21g(0.01モル)と、ジブチルスズジオクトエー
ト1.0gと、煙霧質シリカ20gとを無水の状態で混
合して硬化性シリコーンゴム組成物を調製した。
【0044】得られた組成物について実施例1と同様に
してゴム物性、硬化厚みを調べた。結果を表1に示す。
【0045】〔比較例1〕分子鎖両末端がトリメトキシ
シリル基で封鎖された粘度が5,000cStのジメチ
ルポリシロキサン100gと、アセトン0.58g
(0.01モル)と、ノルマルブチルアミン1.29g
(0.01モル)と、ジブチルスズジラウレート0.2
gと、沈降性シリカ50gと、煙霧質シリカ8gとを無
水の状態で混合して硬化性シリコーンゴム組成物を調製
した。
【0046】得られた組成物について実施例1と同様に
してゴム物性、硬化厚みを調べた。結果を表1に示す。
【0047】〔比較例2〕分子鎖両末端がビニルジ(メ
チルエチルケトオキシム)シリル基で封鎖された粘度が
20,000cStのジメチルポリシロキサン100g
と、シクロヘキサノン0.98g(0.01モル)と、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン2.21g
(0.01モル)と、ジブチルスズジオクトエート1.
0gと、煙霧質シリカ20gとを無水の状態で混合して
硬化性シリコーンゴム組成物を調製した。
【0048】得られた組成物について実施例1と同様に
してゴム物性、硬化厚みを調べた。結果を表1に示す。
【0049】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 CP061 EE037 EH037 EL057 EN028 EN038 EN068 EP017 EU017 EX056 EX076 EX078 EZ019 EZ029 FD010 FD030 FD200 FD209

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)分子鎖両末端が水酸基で封鎖さ
    れ、25℃での粘度が25〜1,000,000センチ
    ストークスであるジオルガノポリシロキサン100重量
    部、 (B)下記一般式(1)で示される加水分解性シラン又
    はその部分加水分解物2〜50重量部、 R1 4-nSiXn (1) (式中、R1は一価炭化水素基を示し、Xはケトオキシ
    ム基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミド基、アミ
    ノ基より選ばれる同一又は異種の基であり、nは2〜4
    の整数である。) (C)1分子中に少なくとも1個のC=O基を有する有
    機化合物 (A)成分100重量部当たりC=O基が0.001〜
    1モルとなる量、 (D)1分子中に少なくとも1個のNH2基を有する有
    機化合物 (A)成分100重量部当たりNH2基が0.001〜
    1モルとなる量を含有することを特徴とする室温速硬化
    性組成物。
  2. 【請求項2】 有機錫系触媒を(A)成分100重量部
    に対して0.001〜20重量部を含有することを特徴
    とする請求項1記載の室温速硬化性組成物。
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