JP2000296338A - 触媒システム、製造方法およびシリコーン組成物 - Google Patents

触媒システム、製造方法およびシリコーン組成物

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JP2000296338A
JP2000296338A JP2000010447A JP2000010447A JP2000296338A JP 2000296338 A JP2000296338 A JP 2000296338A JP 2000010447 A JP2000010447 A JP 2000010447A JP 2000010447 A JP2000010447 A JP 2000010447A JP 2000296338 A JP2000296338 A JP 2000296338A
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Michael P Levandoski
ピー. レヴァンドスキー マイケル
Hsien-Kun Chu
チュ シアン−クン
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Henkel Loctite Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 シラノール基を重合可能なエチレン性不飽和
基を含むアルコキシシランと反応させる方法を提供す
る。 【解決手段】有機リチウム試薬およびヒドロキシルアミ
ンを含む触媒システム。上記触媒システムを使用して光
硬化可能な基を有する反応性末端−キャップオルガノポ
リシロキサンの製造方法。上記製造方法により得られる
オルガノポリシロキサンを含む、光−硬化および水分−
硬化シリコーン組成物。 【効果】シラノール基と、例えばアクリルオキシプロピ
ル基などのアクリルオキシアルキル基のような急速に重
合可能なエチレン性不飽和基を含むアルコキシシランと
の反応が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒システム、製
造方法およびシリコーン組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】関連技術の簡単な説明 水分との反応によって重合するアルコキシ基によって重
合する基を有するオルガノシロキサン液状物およびフリ
ーラジカルプロセスによって重合する基を有するオルガ
ノシロキサン液状物は公知である[米国特許5,30
0,608号(Chu)と5,663,269(Ch
u)参照;これらの開示を参考文献として引用する]。
かつてない程速かに重合する物質への要望が起ってきた
ので、より反応性の高いフリーラジカル重合基が、オル
ガノシロキサンを含むアルコキシ基中に組み入れられて
いる。しかしながら、アクリルオキシアルキル基などの
反応性のフリーラジカル重合基を含むオルガノシロキサ
ン組成物を、シラノールと反応性アクリルオキシアルキ
ル基を含むジアルコキシ−またはトリアルコキシ−シラ
ンとの反応によって製造するのは困難であることがわか
っている。
【0003】米国特許5,300,608号(Chu)
および5,663,269号(Chu)は、有機リチウ
ム試薬の存在下でシラノールとアルコキシシランの反応
によって、重合可能な二重結合を有する基を含むアルコ
キシシランでシラノール基をキャップ(cap)する方
法を開示している。これらの方法はシラノール基の大部
分をキャップする方法を提供している。しかしながら、
アルコキシシランがアクリルオキシアルキルまたはアリ
ル基などの反応性の基を含むときは、有機リチウム試薬
は多くの場合好適なキャップをなさない。
【0004】米国特許4,798,889号(Pleu
ddemann)は、ヒドロキシルアミンを使用して不
飽和オルガノシリコーンを安定化する方法に言及し、米
国特許4,912,239号(Bank)は、重合安定
剤としてヒドロキシルアミンの存在下でアルコキシシラ
ンを製造する方法の改良に言及している。しかしなが
ら、これらの方法は一旦生成したオルガノシリコーンや
アルコキシシリコーンの安定化に関するもので、重合可
能な二重結合を有する基を含むアルコキシシランでシラ
ノール基をキャップする方法の触媒作用には言及してい
ない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって、反応性の
極めて高いアクリルオキシ基またはアリル基を含むアル
コキシシランとの反応によって、シラノール基の大部分
を末端キャップすることのできる触媒システムを提供す
ることが望まれる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
発明の概要 本発明は、重合可能な二重結合を含むアルコキシシラン
でシラノール基をキャップするための触媒システムと方
法に関する。特に本発明は、アクリルオキシアルキル
基、アリル−およびビニル基などの反応性の高い二重結
合を有する基を含むアルコキシシランでシラノール基を
キャップするための触媒システムと方法に関する。
【0007】本発明によれば、フリーラジカル重合可能
基を含むジアルコキシ−またはトリアルコキシシランな
どのポリアルコキシシランを反応させて、1つ以上のエ
チレン性不飽和の重合可能基を有するアルコキシシラン
でシラノール基をキャップするための、有機リチウム試
薬とヒドロキシルアミンを含む触媒システムが提供され
る。
【0008】この製造方法は、通常、該触媒システムの
存在下に、おおよそ室温から約150℃、例えば約50
℃から約120℃、特に約60℃から約100℃の温度
範囲で、シラノール反応物と、1つ以上の重合可能なエ
チレン性不飽基を含むジアルコキシ−またはトリアルコ
キシシランなどの1種以上のポリアルコキシシランとの
混合物を反応させることにより行われる。反応は、触媒
の濃度およびシラノールとアルコキシシラン反応物の反
応性によって変るが、通常は約1時間〜約10時間行わ
れる。
【0009】本触媒システムおよび製造方法は、シラノ
ールで終端したポリシロキサン、特に両端がシラノール
基で終端されているポリシロキサンが、末端キャップす
るのに有用である。シラノールが末端キャップされたポ
リシリコーンを含有する組成物は、水分との反応および
UV光またはフリーラジカル触媒作用などのフリーラジ
カル機構によって硬化する。
【0010】本発明は、以下の「発明の詳細な説明」を
読むことによりさらによく理解されるであろう。
【0011】
【発明の実施の形態】発明の詳細な説明 シラノール末端反応物は、下記一般式(I)に含まれる
有用なシラノール末端化合物であれば実質的にどれでも
よい。
【0012】
【化5】 ここで、式中、Aはポリウレタン、シリコーン、ポリア
ミド、ポリエーテル、ポリエステル等の任意数の組合せ
とすることができるポリマーまたはコポリマーの主鎖を
表わし;R1およびR2は同じであっても異っていてもよ
くて10以下の炭素原子(C1-10)を有する1価のヒド
ロカルビル基、またはハロ−またはシアノ−置換ヒドロ
カルビル基とすることができ;R3は1価のC1-10ヒド
ロカルビル基またはOHである。
【0013】式(I)に含まれる望ましい反応物には下
記式(II)に含まれるシラノール末端オルガノポリシ
ロキサンが含まれる。
【0014】
【化6】 式中、R1、R2およびR3は前記定義のとおりである。
構造(II)の範囲内で、R1とR2として望ましい基
は、メチル、エチル、イソプロピルなどのC1-10アルキ
ルを含むが、フェニルなどのアリール基、ビニル基も使
用できる。R3として望ましい基はOHを含む。
【0015】繰返し単位数により出発物質の分子量、し
たがって粘度が規定される。それ故nは整数であって例
えば約1から約1,200であり、例えば約10から約
1,000である。粘度は、特定の製品用途用に容易に
選ぶことができる。これは、特に、アルコキシ終端の反
応最終生成物が多くの場合シラノール末端反応物と実質
的に同じ粘度を有するからである。これらのシラノール
末端オルガノポリシロキサンの粘度は、しばしば約1か
ら約150,000センチポイズ(約25℃の温度でブ
ルックフィールド粘度計を使用して測定)の範囲内にあ
る。本発明に使用するオルガノポリシロキサンの粘度範
囲は約100から約60,000センチポイズが好まし
い。
【0016】上記のようなシラノール末端オルガノポリ
シロキサンの1つの例は下記の式(III)に含まれる
ポリジメチルシロキサンである。
【0017】
【化7】 式中、nは約50から約160であり、例えば約50か
ら約70である。
【0018】アルコキシシラン反応物としては、2つ以
上のアルコキシ基とエチレン性不飽和重合性二重結合を
含む少なくとも1つの基とを含有するシランが含まれ
る。より具体的には、該アルコキシシラン反応物は 式(R4a(R5bSi(OR64-(a+b) (IV) の化合物の少なくとも1つを含む。(IV)式中、R4
およびR5は同一または異なる1価の基であってよく、
エチレン性不飽和の重合可能二重結合を含むことができ
る。好ましくはR4、R5およびR6はそれぞれ1〜10
の炭素原子を含み、かつ、O、N、またはSなどのヘテ
ロ原子を含んでいてもよく、さらに弗素または塩素など
のハロゲン原子で置換されていてもよい。好ましくはR
4およびR5の少なくとも1つがメチル、エチル、イソプ
ロピルおよびフェニルから選ばれ、R 6がメチル、エチ
ル、イソプロピルおよびCH2CH2OCH3から選ばれ
るのが好ましく、aは0,1または2;bは0,1また
は2;a+bは1または2である。 R4およびR5の少
なくとも1つがアクリルオキシプロピルまたはアリルで
あるのが特に好ましい。
【0019】本発明に有用な代表的なポリアルコキシシ
ランとして、 (CH3O)3SiCH=CH2、 (C25O)3SiCH=CH2、 (CH3O)3SiCH2CH=CH2、 (CH3O)3SiCH2(CH3)C=CH2、 CH2=CHSi(OCH2CH2OCH33、 (CH3O)3Si(CH23OOC(CH3)C=C
2、 (CH3O)2Si((CH23OOC−(CH3)C=
CH22、 (CH3O)3Si(C64)−CH=CH2、 (CH25O)3SiCH2−(C64)−CH=C
2、 (C25O)3SiCH2CH=CH2、 (CH3O)3Si(CH22−(C64)−CH2OC
(O)C(CH3)=CH 2、(C25O)3Si(C
23OOC(CH3)C=CH2、 (CH3O)2Si(CH=CH22、 (CH3)(CH2=CH)Si(OCH32、および (CH3O)3Si(CH23OOCCH=CH2が含ま
れる。
【0020】本発明の触媒システムと方法は、反応が速
過ぎるため有機リチウム試薬触媒の単独使用では商業的
に効率のよい方法でキャップ組成物が生成しないような
重合可能エチレン結合を有するアルコキシシランを、シ
ラノールと反応させるのに特に有効である。本発明の触
媒システムならびに方法は、シラノール末端(コ)ポリ
マーをトリメトキシアクリルオキシプロピルシラン、ト
リエトキシアクリルオキシプロピルシラン、トリメトキ
シアクリルオキシエチルシラン、ジメトキシジメタクリ
ルオキシプロピルシラン、トリエトキシアリルシランな
どの化合物と反応させるのに特に有用である。
【0021】この触媒システムは、式LiR7(V)の
有機リチウム試薬のうちの少なくとも1つを含む。式
中、オルガノ基R7は、C1-18アルキル、C1-18アリー
ル、C1 -18アルキルアリール、C1-18アリールアルキ
ル、C2-18アルケニルおよびC2-1 8アルキニル基;アミ
ン含有基;およびオルガノシリコーン含有基から選ばれ
る。R7はn−ブチルなどのC1-18アルキルであるのが
好ましい。
【0022】本触媒システムでは、触媒は触媒的に有効
な量で存在して、本発明方法それから製造される生成物
の品質を向上させる。
【0023】有機リチウム試薬は、メチル−、n−ブチ
ル−、sec−ブチル−、t−ブチル−、n−ヘキシル
−、2−エチルヘキシル−またはn−オクチル−リチウ
ムなどのアルキルリチウムであることが好ましい。その
他の有用な触媒にはフェニルリチウム、ビニルリチウ
ム、リチウムフェニルアセチリド、リチウム(トリメチ
ルシリル)アセチリド、リチウムシラノレートおよびリ
チウムシロキサノレートが含まれる。有機基はまた、ジ
メチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン
またはジシクロヘキシルアミンなどのアミン含有基;ま
たはシリコーン含有基であることもできる。
【0024】有用なリチウムシラノレートは式LiOS
iR8910(VI)の式に含まれる。上式中、R8
よびR9は、例えばメチル、エチルおよびブチルなどの
1-10アルキル、ならびにフェニルのようなアリールな
どの1価の炭化水素基であり、R10はC1-18アルキルま
たはC1-18アリールである。
【0025】有用なリチウムシロキサノレートは式Li
(OSiR89O)tSiR891 0(VII)の範囲
内にあり、式中R8およびR9は上記定義のとおりであ
り、R1 0は上記定義と同じであり、tは1から10の整
数である。
【0026】有機リチウム試薬は触媒的に有効な量で使
用される。一般にはその量は選択した触媒と反応系の物
質によって変るが、通常は約1〜約1000ppmのリ
チウム(反応物の重量当りのリチウム金属として計算)
が有用な範囲内にある。特に好ましい範囲は、反応物の
重量をベースとして約5〜約500ppmであり、例え
ば約8〜約200ppmのリチウムである。
【0027】本発明の触媒システムに有用なヒドロキシ
ルアミン化合物は式Q2NOH(VIII)の式に含ま
れる化合物である。式中、Qは独立にC1-12のアルキル
基、C5-12のシクロアルキル基またはC6-9のアリール
基である。好適なアルキル基の具体例は、メチル、エチ
ル、プロピル、イソプロピル、ブチル、エチルヘキシ
ル、ノニル、デシルおよびドデシル基である。具体的な
シクロアルキル基としては、シクロペンチル、シクロヘ
キシルおよびシクロオクチル基が含まれる。アリール基
の例は、フェニル、ベンジル、スチリル、トリルおよび
キセニル基である。
【0028】Q基は異なる基の混合物であってもよいの
で、エチルベンジルヒドロキシルアミン、エチルシクロ
ペンチルヒドロキシルアミン、エチルメチルヒドロキシ
ルアミンなどのヒドロキシルアミン化合物がここに含ま
れる。
【0029】ヒドロキシルアミン化合物は、また式(I
X)の式に含まれる化合物から選んでもよい。
【0030】
【化8】 式中、GはC5-11−(CH2j− のアルキルまたはア
ルケニル基であり、jは5から8であり、特に好ましく
は5である。
【0031】本発明に有用なヒドロキシルアミン化合物
のあるものは従来公知[例えば米国特許4,912,2
39号(Bank)参照;この開示をここに参考文献と
して引用する。]であり、一般的には、ヒドロキシルア
ミンまたは置換ヒドロキシルアミンを、酸受容体の存在
下に、活性化したハロゲン化合物と反応させるか、また
はアミンを過酸化水素などの過酸化物で酸化後生成中間
体を還元することによって製造される。別の方法とし
て、シクロケトンのオキシムを相当するヒドロキシルア
ミンに還元してもよい。
【0032】ヒドロキシルアミン化合物はジエチルヒド
ロキシルアミンまたはジベンジルヒドロキシルアミンか
ら選ばれるのが好ましく、ジエチルヒドロキシルアミン
の方がより望ましい。
【0033】本発明の方法は、シラノール基をアルコキ
シシランでキャップする方法を提供するものであり、こ
れは通常の条件の下では有機リチウムまたはヒドロキシ
ルアミン触媒の単独使用では不可能とは考えられていた
ものである。この方法では、アクリルオキシアルキル
基、特にアクリルオキシプロピル基を含むアルコキシシ
ランを用いるのが特に有用である。
【0034】より詳しくは、本発明方法は、シラノール
末端反応物、アルコキシシランおよび有機リチウム試薬
とヒドロキシルアミンの触媒システムとからなる混合物
を調製する工程と、この混合物を攪拌しながら水分のな
い状態で望ましい量のシラノールのキャップが達せられ
るまで反応させる工程を含んでいる。実質的に完全なキ
ャップが望ましい場合は、シラノール基のアルコキシシ
ランに対する当量比は好ましくは約1:0.95から約
1:1.5であり、さらに好ましくは約1:1から約
1:1.2である。キャップが望ましいレベルに達した
後に反応混合物中に残っている揮発物質は、減圧下で穏
やかに加熱することによってすべて除去できる。この揮
発物質除去の間、不活性ガスを反応混合物中に流通させ
ることができる。
【0035】この方法は約室温から約150℃の温度で
実施することができる。この方法を行う温度は、選択し
た特定の反応物、触媒システムの構成成分とその量およ
び反応が進行できる時間長さによって変る。
【0036】触媒システムは、リチウムのヒドロキシル
アミンに対する重量比(有機リチウム試薬中のリチウム
金属重量基準)が約1:1000から約1:1、好まし
くは約1:2から約1:200であり、例えば約1:3
から約1:50である。リチウムのヒドロキシルアミン
に対する割合はヒドロキシルアミンの組成によって変
り、高分子量のヒドロキシルアミンの場合は、触媒シス
テム中でのヒドロキシルアミンのリチウムに対する比を
大きくして使用する。
【0037】有機リチウム試薬およびヒドロキシルアミ
ンは、それでもやはり触媒的に有効量の微量で存在す
る。
【0038】一般に、反応混合物中のリチウム量は、反
応物の重量当り1ppmから約1000ppm、好まし
くは約5ppmから約500ppmであり、例えば約8
ppmから約200ppmである。
【0039】反応混合物中のヒドロキシルアミンの量
は、反応物の重量基準で約10から約1000ppm、
好ましくは約30から約350ppmであり、例えば約
50から約250ppmである。
【0040】触媒システム中に使用する有機リチウム試
薬とヒドロキシルアミンの量は、シラノール基含有反応
物の反応性と、重合可能なエチレン性不飽和基を含むア
ルコキシシランの反応性によって変る。その選択量は当
業者によって容易に決められる。
【0041】反応後、リチウム触媒を炭酸ガスと反応さ
せ、炭酸リチウムとして沈澱させて、遠心分離、濾過な
どの液−固分離手段によって反応混合物から除去するこ
とができる。低分子量のヒドロキシルアミンおよび他の
低沸点物質は、減圧下に反応混合物を加熱することによ
って分離できる。
【0042】反応生成物は、下記式(X)の式に含まれ
るキャップされたシラノール化合物を含む。
【0043】
【化9】 ここで、式中、R1、R2、R4、R5、R6、A、aおよ
びbは前記定義と同じであり、R12は1価のヒドロカル
ビル基または
【0044】
【化10】 である。
【0045】少なくとも1つのO−R6基と少なくとも
1つの重合可能なエチレン性不飽和基が存在するため、
「キャップされたシラノール化合物」は水分と反応する
ことができ、かつ、フリーラジカル機構によって反応す
ることができる。該フリーラジカルは、フリーラジカル
開始剤の存在下にUV光に曝露することによって発生さ
せることができる。
【0046】本発明はさらに、光−および水分−硬化の
両機構によって硬化可能であって、実質的に自己安定粘
度を有する組成物にも関する。この組成物は以下の
(a)、(b)、(c)を含む。 (a)前記触媒システムを使用して製造され、両端末に
2つ以上のアルコキシ基と少なくとも一方の端末に1種
以上の光硬化可能な基を有する反応性オルガノポリシロ
キサン; (b)有効量の光開始剤;および (c)有効量の水分硬化用触媒。
【0047】(a)の反応性オルガノポリシロキサン
は、少なくとも両端がシラノール基で終端されているオ
ルガノポリシロキサンと、3つ以上のアルコキシ基およ
び1つ以上の光硬化基を含むシランとの反応生成物であ
る。
【0048】上記の反応で製造される特に望ましいオル
ガノポリシロキサンは、式(XI)の式に含まれるもの
であり、式中R3はアクリルオキシプロピル基、CH2
H−COOC36であり、R4はメチルまたはエチルで
あり、R1およびR2は前記定義と同じで例えばメチルで
ある。
【0049】したがって、次式(XI)の式に含まれる
そのような特に望ましいオルガノポリシロキサンは、A
がアクリルオキシプロピル基で、nが1から1,200
のものである。
【0050】
【化11】 このオルガノポリシロキサンは、アルコキシ基とアクリ
レート基の両方が存在するので、水分と光で硬化する2
つの機構で硬化可能である。それ故、例えばこのポリマ
ー液状物または該物質を含む組成物を光開始剤の存在下
にUV光に曝して該物質を部分的に硬化またはゲル化さ
せ、次いで大気条件の下で水分によってさらに硬化させ
ることができる。
【0051】このようにして得られた、アルコキシで末
端キャップしたオルガノシロキサン液状物を、次いで硬
化剤、無機充填剤、接着促進剤、顔料、水分除去剤など
の慣用の添加剤と混合して、一液性硬化型組成物を生成
させることができる。疎水性のフュームドシリカまたは
石英などの無機充填剤は、硬化した物質に望ましい物理
的特性を与える役をする。メチルトリメトキシシランお
よびビニルトリメチルオキシシランなどの水分除去剤も
同様に有用である。
【0052】これら硬化可能な組成物は、本発明の方法
にしたがって製造した機能性ポリマーの100部(重量
部)に以下の(a)、(b)、(c)を加えることによ
って得られる。
【0053】(a)0から250部の無機充填剤; (b)0から20部、例えば0から10部の接着促進
剤、例えば、グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、アミノプロピルトリメトキシシラン、メタクリルオ
キシプロピルトリメトキシシランおよびアミノエチルア
ミノプロピルトリメトキシシランのようなシランまたは
ポリシロキサン等であって、1分子内に同時に、(i)
SiC結合によってシリコン原子に結合し、アミノ、グ
リシドキシまたはメルカプトラジカルなどで置換された
1つ以上のC3−C15有機基;および(ii)1つ以上
のC1−C3アルコキシラジカルまたはC3−C6アルコキ
シアルキレンオキシラジカルを有するもの;および (c)有効量の縮合触媒。
【0054】縮合触媒の「有効量」とは、例えば、チタ
ン、錫、ジルコニウムおよびそれらの混合物から代表的
に選ばれる金属の1つ以上の化合物の含有量が、約0.
1〜約5重量%、好ましくは約0.25〜約2.5重量
%であることを云うものとする。
【0055】テトライソプロポキシチタネートとテトラ
ブトキシチタネートが好ましいが、有用な他の物質も米
国特許4,111,890号に見ることができ、この開
示を参考文献として引用する。
【0056】本発明にしたがって製造した反応性オルガ
ノポリシロキサン物質は、水分のみでも硬化可能である
ので、有用性が高いものである。この場合には光開始剤
が存在する必要はない。
【0057】本発明の有用な2機構硬化組成物を調製す
るに当っては、チタン触媒などの水分硬化触媒を組成中
に含める必要がある。
【0058】本発明に従って調製した2機構硬化組成物
はさらに光開始剤も含む。公知のラジカル光開始剤なら
びにそれらの混合物のどれでも本発明から逸脱すること
なく使用できる。光開始剤の例にはベンゾインおよび置
換ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン、ミヒラーケト
ン、ジアルコキシベンゾフェノン、ジアルコキシアセト
フェノンなどが含まれる。オルガノシロキサンポリマー
の主鎖に光開始基を結合させることによりシリコーンと
相容性にした光開始剤も使用できる。
【0059】前記組成物中に使用する光開始剤の量は、
代表的には組成物の約0.1〜5%の範囲にある。しか
しながら、特定の光開始剤の特性によっては、光開始剤
がアクリル基の重合を急速かつ効率的に開始させる機能
を果す限り、この範囲外の量を本発明から逸脱すること
なく使用できる。特に、シリコーン結合光開始剤を光開
始基当り高当量重量で使用する場合には、より高い%が
必要であろう。
【0060】光開始剤は個々の成分として使用されると
しても、本発明方法に使用する組成には、上述の光硬化
基およびアルコキシ基を含む同じオルガノポリシロキサ
ンポリマーの主鎖に光開始基が含まれている組成を含め
る意図であることを理解する必要がある。オルガノポリ
シロキサンに付加できる望ましい光硬化基には、アクリ
レート、メタクリレートおよびグリシドキシ基が含まれ
る。
【0061】本発明の組成物は、UV−と水分−硬化機
構を阻害しない限り、発泡最終製品を製造するのに有用
な膨張可能な球などの他の添加剤を含んでいてもよい。
【0062】本発明を以下の実施例により詳しく説明す
る。
【0063】
【実施例】<実施例1> 機械的攪拌機、加熱マントル、
スパージャー(多孔分散管)と温度計を備えた5リット
ル、4つ首丸底フラスコに、2008gのα,ω−ヒド
ロキシル末端ポリジメチルシロキサン(100センチポ
イズの粘度を有する。)を入れた。この液状物を85℃
の温度に加熱し、窒素で45分間スパージ(分散撒布)
して水および炭酸ガスなどの揮発成分をすべて除去し
た。次いでアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン
(”APTMS”,248.3g)を10分間かけて徐
々に反応器に加えた。ジエチルヒドロキシルアミン(”
DEHA”,0.113g)およびn−ブチルリチウム
のヘキサン溶液(1.6M;1.5mL)を続いて該反
応器中に加えた。この混合物を窒素スパージ下、4時
間、85℃の温度に保った。
【0064】次いで混合物の少量を取り出し、1.5重
量%の光開始剤、ジエチルアセトフェノン(”DEA
P”)と混合した。このものを、0.075インチ間隔
の1mm厚さのポリエチレンフィルム2層の間に入れ
た。このフィルムをガラス板固定具中に保持した。この
物質を75mw/cm2強度のUVで各側面1分間硬化
させた。この混合物はデュロメーターで測定したショア
硬さが30(Shore00 Durometer o
f 30)のエラストマーにUV硬化した。反応混合物
を窒素スパージしながら85℃の温度でさらに2時間加
熱した。
【0065】この混合物の少量を再び前述のようにUV
硬化テストしたところ、デュロメーターによるショア硬
さが62のエラストマーにUV硬化することがわかっ
た。次いでドライアイス(0.34g)を反応混合物に
加えて触媒を失活させた。この混合物を真空ストリッピ
ングして揮発成分を除去した。最終反応混合物に1.5
重量%のDEAPを加え、前述のようにデュロメーター
測定ショア硬さが70のエラストマーにUV硬化させ
た。
【0066】<実施例2> 機械攪拌機、加熱/冷却器、
底部スパージャー管および温度計を備えた30ガロンの
反応器に54.3kg(89.2%)のα,ω−ヒドロ
キシル末端ポリジメチルシロキサン(100センチポイ
ズの粘度を有する。)を入れた。この液体を85℃の温
度に加熱し、45分間窒素をスパージして水や炭酸ガス
などの揮発化合物をすべて除去した。次いで反応器にA
PTMS(6.09kg/10.5%)の第1添加を行
い、10分間窒素でスパージした。DEHA(3.0g
/0.005%)とn−ブチルリチウムのヘキサン溶液
(1.6M;40.5mL/0.045%)とを続いて
反応器に加えた。この混合物を窒素スパージ下に反応さ
せながら3時間85℃の温度に維持した。
【0067】次いで反応器にAPTMS(0.152k
g/0.25%)の第2添加を行い、反応を1時間続行
させた。次いで少量の混合物を取り出して1.5重量%
のDEAPと混合した。このものを、0.075インチ
間隔の1mm厚さのポリエチレンフィルム2層の間に入
れた。このフィルムをガラス板固定具中に保持した。こ
の物質を75mw/cm2の強度のUVで各側面1分間
硬化させた。この混合物はデュロメーターによるショア
硬さが67のエラストマーにUV硬化した。次いで反応
触媒をドライアイスで失活させた。混合物を85℃の温
度で1時間真空ストリッピングして揮発成分を全部除去
した。この最終反応混合物に1.5重量%のDEAPを
加え、前述のようにUV硬化し、デュロメーターによる
ショア硬さが73のエラストマーにした。
【0068】<比較実施例1>機械攪拌機、加熱マント
ル、スパージャー管および温度計を具備した5リット
ル、4つ首、丸底のフラスコに、2530gのα,ω−
ヒドロキシル末端ポリジメチルシロキサン(粘度:10
0センチポイズ)を入れた。この液体を窒素でスパージ
しながら45分間50℃の温度に加熱して水および炭酸
ガスなどのすべての揮発化合物を除去した。次いで窒素
スパージしながらAPTMS(321g)をこの反応器
に加えた。10分後、1.28g(1.6M;1.9m
L)のn−ブチルリチウムヘキサン溶液を加えた。窒素
スパージの下で4時間反応させながら、温度を50℃に
保った。次いで混合物の少量を取り出して1.5重量%
のDEAPと混合した。この物質を、0.075インチ
間隔の1mm厚さのポリエチレンフィルム2層の間に入
れた。フィルムはガラス板固定具中に保持した。この物
質を75mw/cm2強度のUVで各面1分間硬化させ
た。この混合物はUV硬化しなかった。
【0069】n−ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.
6M)の2.0mLをさらに混合物に加えて、もう1時
間反応させた。この混合物の少量を前述のように再びU
V硬化テストにかけたが、これもUV硬化しなかった。
次いで窒素スパージを止め、混合物を密閉して放置し、
一晩中室温で反応させた。混合物を再び前述のようにU
V硬化テストしたが、やはり硬化に失敗した。
【0070】<比較実施例2> 機械攪拌機、加熱マント
ル、スパージャーおよび温度計を具備した5リットル、
4つ首の丸底フラスコに、α,ω−ヒドロキシル末端ポ
リジメチルシロキサン(100センチポイズの粘度を有
する。)を2406g入れた。この液体を80℃の温度
に加熱し、水および炭酸ガスなどの揮発成分をすべて除
去するため、45分間に亘って窒素スパージを行った。
次いでこのシラノール流動体に、n−ブチルリチウムの
ヘキサン溶液(1.6M)の3.7g(5.4mL)を
注射器で注入しながらAPTMS(324g)を滴下添
加した。この混合物を窒素スパージしながら80℃の温
度で3時間加熱した。次いで混合物の少量を取り出して
DEAPを1.5重量%混合した。この物質を0.07
5インチ間隔の厚さ1mmのポリエチレンフィルム2層
の間に置いた。フィルムはガラス板固定具中に保持し
た。この物質を75mw/cm2強度のUVで各面1分
間硬化させた。この混合物はUV硬化できなかった。
【0071】<比較実施例3> 機械攪拌機、加熱マント
ル、スパージ管および温度計を備えた5リットル、4つ
首の丸底フラスコに、1821.4gのα,ω−ヒドロ
キシル末端ポリジメチルシロキサン(100センチポイ
ズの粘度を有する。)を入れた。この流動体を窒素スパ
ージしながら45分間85℃の温度に加熱して水や炭酸
ガスなどの全揮発成分を除去した。
【0072】次いでこのシラノール流動体にAPTMS
(225.2g)を加えて5分間混合した。次いでこの
混合物にDEHA(0.1g)を加えた。この混合物を
窒素スパージで85℃の温度に保って3時間の間反応さ
せた。この混合物の少量を取り出し、DEAPを1.5
重量%加えてUV硬化のテストをした。この物質を0.
075インチ間隔の厚さ1mmのポリエチレンフィルム
2層の間に入れた。フィルムはガラス板固定具中に保持
した。この物質を75mw/cm2強度のUVで各面1
分間硬化させた。この混合物はUV硬化できなかった。
【0073】反応混合物のフラスコを85℃の温度でさ
らに8時間加熱した。少量の混合物を前記方法により再
びUV硬化のテストを行ったところ、デュロメーター測
定ショア硬さが約35〜40の軟らかいエラストマーに
硬化するのがみられた。前記したように、使用に適する
には、デュロメーター測定のショア硬さが50以上が代
表的であるが、特に望ましいのは70から80である。
この反応混合物を窒素スパージしながら85℃の温度で
さらに24時間加熱しても混合物のUV硬化に改善が見
られなかった。
【0074】<実施例3> 機械攪拌機、加熱マントル、
スパージャー管および温度計を備えた5リットル、4つ
首丸底フラスコに2272.1gのα,ω−ヒドロキシ
ル末端ポリジメチルシロキサン(750センチポイズの
粘度を有する。)を入れた。この液体を窒素スパージの
下に80℃の温度に1時間加熱して水および炭酸ガスな
どの揮発成分をすべて除去した。次いでAPTMS(1
76.51g)をこの流動体に加え、混合物を5分間混
合した。次いでDEHA(0.118g)とn−ブチル
リチウムのヘキサン溶液(1.6M;1.06mL)と
を続いて混合物に加えた。この混合物を窒素スパージし
ながら80℃の温度で16時間加熱した。次いで窒素ス
パージを止めた。少量のドライアイス(約0.35g)
を混合物に加え、さらに3時間混合した。この混合物を
1時間真空ストリッピング後、濾過してα,ω−アクリ
ルオキシジメトキシシリル末端ポリジメチルシロキサン
を得た。
【0075】上記実施例からわかるように、本発明の触
媒システムおよびこの触媒システムを利用する方法は、
他の公知物質を使用しては適正の時間内で製造できなか
った、速やかに重合するエチレン性不飽和基を含む2機
構硬化生成物を提供することができる。この発明はま
た、キャップ剤として最少量の過剰シランを使用するこ
とができ、それによって生成物のタッキング性を改善す
ることができる。
【0076】本発明の正確な範囲は特許請求の範囲によ
って判断される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08G 77/445 C08G 77/445 77/458 77/458 77/46 77/46 C08K 3/36 C08K 3/36 5/541 5/541 5/5419 5/5419 5/5425 5/5425 5/544 5/544 C08L 83/06 C08L 83/06 83/07 83/07 (72)発明者 シアン−クン チュ アメリカ合衆国 06109 コネチカット州 ウェザースフィールド ハーヴェスト ヒル 6

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機リチウム試薬およびヒドロキシルア
    ミンを含む触媒システム。
  2. 【請求項2】 前記有機リチウム試薬が、式LiR
    7(式中、R7はそれぞれ1〜18の炭素原子を含むアリ
    ル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキル、
    アルケニルおよびアルキニルからなる群より選ばれる基
    である。)の化合物を含む請求項1記載の触媒システ
    ム。
  3. 【請求項3】 前記有機リチウム試薬が、式LiOSi
    111213(式中、R11およびR12は1〜10の炭素
    原子を含む1価の炭化水素基であり、R13は1〜18の
    炭素原子を含むアルキルまたはアリール基である。)の
    リチウムシラノレート類、および式Li(SiR1112
    O)tSiR111213(式中、tは1〜10の整数で
    ある。)のリチウムシロキサノレート類からなる群より
    選ばれる少なくとも1つの化合物を含む請求項1記載の
    触媒システム。
  4. 【請求項4】 前記ヒドロキシルアミンが、式Q2NO
    H(式中、QはC1-1 2のアルキル基、C5-12のシクロア
    ルキル基またはC6-9のアリール基である。)の化合
    物、および下記式 【化1】 〔式中、GはC5-11−(CH2j−のアルキルまたはア
    ルケニル基である(但しjは5〜8である。)。〕の化
    合物からなる群より選ばれる1つ以上の化合物を含む請
    求項1記載の触媒システム。
  5. 【請求項5】 前記有機リチウム試薬中のリチウムのヒ
    ドロキシルアミンに対する重量比が約1:1000から
    約1:1である請求項1記載の触媒システム。
  6. 【請求項6】 式 【化2】 〔式中、Aはポリウレタン、シリコーン、ポリアミド、
    ポリエーテル、ポリエステルおよびそれらの組合せ物か
    らなる群より選ばれるポリマーまたはコポリマーの主鎖
    を表わし、R1およびR2は同一でも異っていてもよくて
    10以下の炭素原子(C1-10)を有する1価のヒドロカ
    ルビル基、またはハロ−またはシアノ−置換ヒドロカル
    ビル基であり、R3は1価のC1-10ヒドロカルビル基ま
    たはOHである。〕に含まれるシラノールと、 2つ以上のアルコキシ基と、エチレン性不飽和重合性二
    重結合を含む1つ以上の基とを有するシランを有する1
    種以上のアルコキシシランと請求項1に記載の触媒シス
    テムとを含む混合物を調製する工程;および、この混合
    物を略室温から約150℃の間の温度で水分のない状態
    で反応させて式 【化3】 〔式中、Aはポリウレタン、シリコーン、ポリアミド、
    ポリエーテル、ポリエステルおよびそれらの組合せ物か
    らなる群より選ばれるポリマーまたはコポリマーの主鎖
    を表わし、R1およびR2は同じであっても異っていても
    よくて10以下の炭素原子(C1-10)を有する1価のヒ
    ドロカルビル基、またはハロ−またはシアノ−置換ヒド
    ロカルビル基であり;R4、R5およびR6は同じかまた
    は異っていてもよくて、エチレン性不飽和の重合可能な
    二重結合を有する、ヘテロ原子とハロゲン原子を含んで
    もよい1〜10の炭素原子からなる基であり;aは0,
    1,または2であり;bは0,1,または2であり;a
    +bは1または2である。〕に含まれる組成物を生成さ
    せる工程とを有する末端−キャップポリシロキサンの製
    造方法。
  7. 【請求項7】 前記有機リチウム試薬が、請求項1記載
    のLiR7、請求項1記載のリチウムシラノレートおよ
    びリチウムシロキサノレートからなるリチウム試薬の群
    より選ばれる請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】 (a)請求項1記載の触媒システムを使
    用して製造され、両末端に少なくとも2つのアルコキシ
    基と、少なくとも1つの末端に少なくとも1つの光硬化
    可能な基を有する反応性オルガノポリシロキサン; (b)有効量の光開始剤;および(c)有効量の水分硬
    化触媒を含む光−硬化および水分−硬化シリコーン組成
    物。
  9. 【請求項9】 前記(a)の反応性オルガノポリシロキ
    サンが、少なくとも両末端がシラノール基で終端されて
    いるオルガノポリシロキサンと、少なくとも3つのアル
    コキシ基と少なくとも1つの光−硬化可能基を含むシラ
    ンとの反応生成物である請求項8記載の組成物。
  10. 【請求項10】 前記(a)の反応性オルガノポリシロ
    キサンが式 【化4】 〔式中、R1およびR2は同じであっても異なっていても
    よく、10以下の炭素原子(C1-10)を有する1価のヒ
    ドロカルビル基、またはハロ−またはシアノ−置換ヒド
    ロカルビル基であり;Aはアクリルオキシプロピル基、
    CH2CH−COOC36であり;nは1から1,20
    0である〕に含まれる請求項8記載の組成物。
  11. 【請求項11】 前記光開始剤が、ベンゾインおよび置
    換ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン、ミヒラーのケト
    ン、ジアルコキシベンゾフェノン、ジアルコキシアセト
    フェノンおよびそれらの組合せ物からなる群より選ばれ
    る請求項8記載の組成物。
  12. 【請求項12】 無機充填材、接着促進剤、顔料、水分
    除去剤およびそれらの組合せ物がさらに含まれる請求項
    8記載の組成物。
  13. 【請求項13】 前記無機充填材が、疎水性のフューム
    ドシリカ、石英およびそれらの組合せからなる群より選
    ばれる請求項12記載の組成物。
  14. 【請求項14】 前記水分除去剤が、メチルトリメトキ
    シシラン、ビニルトリメチルオキシシランおよびそれら
    の組合せ物からなる群より選ばれる請求項12に記載の
    組成物。
  15. 【請求項15】 前記接着促進剤が、 (i)SiC結合によってシリコン原子に結合し、アミ
    ノ、グリシドキシまたはメルカプトラジカル等で置換さ
    れた1つ以上のC3〜C15有機基;および(ii)1つ
    以上のC1〜C3アルコキシラジカルまたはC3〜C6アル
    コキシアルキレンオキシラジカルを、1分子内に同時に
    有するグリシドキシプロピルトリメトキシシラン、アミ
    ノプロピルトリメトキシシラン、メタクリルオキシプロ
    ピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピル
    トリメトキシシラン、およびそれらの組合せからなる群
    より選ばれる請求項12記載の組成物。
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