JP2001302931A - 硬化性組成物 - Google Patents

硬化性組成物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 縮合可能な加水分解性基を有する高分子とキ
レートチタニウム化合物を含む硬化性組成物の変色を回
避する。 【解決手段】 次の成分〜成分を含む硬化性組成物
である。成分:加水分解性基を有する高分子100質
量部;成分:架橋剤0.1〜25質量部;及び成分
:キレートチタニウム化合物、但し、その配位子は2
個以上のカルボニル性炭素原子を有し、その内少なくと
も1個のカルボニル炭素原子が置換基としてパーフロロ
アルキル基を有するもの0.1〜10質量部。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、室温硬化型のシ
ーラント等の硬化触媒成分として重要なキレートチタネ
ート化合物を含有する硬化性組成物に関するものであ
り、とくに触媒活性ならびに色安定性に優れた該キレー
トチタネート化合物を含有する硬化性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、空気中の水分と接触することによ
りアルコキシシリル基が反応してアルコールを放出しな
がら室温で硬化する組成物は数多くが知られている。こ
れらの中でもポリシロキサン、特にジオルガノポリシロ
キサンを含む硬化性組成物は、特公昭32−3742号
公報など数多くの提案があった。ポリオキシアルキレン
を含む組成物の提案も、特開平5−287261号公報
など数多い。さらに、特開平8−165389号公報な
どで多くの提案がなされてきた。
【0003】これらの室温硬化組成物の中でも、オルガ
ノチタネートを硬化性触媒とする組成物は、硬化させる
直前に主剤と硬化剤を混合する必要がない1液型組成物
にすることが容易な技術として知られており、例えば、
特公昭39−27643号公報(ヒドロキシル末端ポリ
シロキサン、Rn Si(OR)4-n タイプのシラン及び
有機チタン化合物からなるシロキサンゴム原料組成
物)、および特公昭43−18625号公報(ヒドロキ
シル末端ポリシロキサン、Rn Si(OR)4-n タイプ
のシラン及び有機チタン化合物からなる常温硬化性シー
リング材)などに提案されてきた。それらはいずれも、
ベースとして、末端にシラノール基を有するジオルガノ
ポリシロキサン、架橋剤としてオルガノトリアルコキシ
シラン類、硬化触媒としてテトラアルキルチタネートを
基本成分とする硬化性組成物であった。
【0004】しかしこの組成物には、2つの大きな問題
点があった。第1は硬化速度に関する問題であった。具
体的には、硬化速度が低く、貯蔵中に硬化速度が低下す
るとともに硬化後の機械的物性が低下し、最後には硬化
性を失うに至るという問題であつた。第2は組成物製造
工程に関する問題であった。具体的には、末端にシラノ
ール基を有するジオルガノポリシロキサンとチタネート
触媒とが接触した際に一時的に極度の粘度増加が起こる
ため、製造方法が非常に限定されるという問題であった
(特公昭39−27643号公報)。
【0005】米国特許第3,334,067号明細書あ
るいは特公昭56−14701号公報では、テトラアル
キルチタネートの代わりにキレート型アルキルチタネー
トを使用する組成物(ヒドロキシル末端ポリシロキサ
ン、Rn Si(OR)4-n タイプのシラン及びキレート
型アルキルチタネートからなる常温硬化性組成物)が開
示されている。これらの組成物によると、ベースポリマ
ーとチタネート触媒が接触した時の極度な粘度上昇の問
題は解決する。しかしながら、これらの組成物によって
も、上記特公昭39−27643号公報に開示されたご
とき組成物の有する硬化速度の問題点(硬化速度が低
く、かつ、貯蔵中に硬化速度が一層低下する問題点)は
依然として未解決のままに残されていた。
【0006】さらに、上記の特公昭39−27643号
公報に記載の手段における2つの問題を同時に解決する
他の方法として、特開昭55−43119号公報には、
ジアルコキシシリル基またはトリアルコキシシリル基を
有するジオルガノポリシロキサンをベースポリマーと
し、それに架橋剤としてのオルガノトリアルコキシシラ
ン類、硬化触媒としてのテトラアルキルチタネートを基
本成分とする硬化性組成物が開示されている。
【0007】この組成物によって、低い硬化速度は改善
され、また、テトラアルキルチタネート触媒をベースポ
リマーと接触させても極度な粘度上昇は起こさないで、
組成物が製造できるようになり、また、貯蔵中に硬化速
度が徐々に低下する問題もいくらかは改善された。しか
しながら、貯蔵中の硬化速度の低下に関する改善は十分
でなく、50℃低度の温度で貯蔵すると数週間のオーダ
ーで明らかな硬化速度の低下が認められ、また特に、夏
季に組成物を貯蔵する際に問題となることが多い。
【0008】特公平5−88866号公報に記載された
手段は、エラストマーの補強性を発揮するのに必要な微
粒子状シリカを疎水性シリカに限定することによって、
より一層の貯蔵安定性向上を図り、さらに、末端をトリ
アルコキシシリル基に、架橋剤をトリアルコキシシラ
ン、テトラアルコキシシラン、またはそれらの加水分解
物に限定し、触媒としてチタンキレート触媒を用いるこ
とによって、一層高い硬化速度を得ようとするものであ
る。
【0009】貯蔵安定性の問題を解決する別の手段とし
て、特開平2−133490号公報には、末端のアルコ
キシシリル基との結合をシロキサン結合ではなくエチレ
ン結合にすることによって、有機チタン触媒{好ましい
触媒として、テトラブチルチタネート、テトライソプロ
ピルチタネート、ビス(アセチルアセトニル)ジイソプ
ロピルチタネート、2,5−ジイソプロポキシ−ビス
(アセチルアセトニル)ジイソプロピルチタンが記載さ
れている。}を含む貯蔵安定性のシーラント組成物(ア
ルコキシ末端ポリオルガノシロキサン、Rn Si(O
R)4-n タイプのシラン及び有機チタン触媒からなる硬
化性組成物)が開示されている。
【0010】これらのうち特に、キレートチタニウム化
合物はシーラントの保存安定性、触媒活性、硬化反応挙
動等の点で優れているが、チタン化合物自身の安定性、
特に、着色性という点で問題があった。
【0011】すなわち、この種のアセチルアセトナート
あるいはエチルアセトアセテートをキレート配位子とす
るチタニウム化合物は本来はほとんど無色のものと考え
られるが、通常の保存条件のもとで容易に変色し、濃黄
色から濃褐色になる。この変化は混じり物のない化合物
のみでも、あるいは、場合により他の成分を含む組成物
中でも急速に起きるため、この種のキレートチタニウム
化合物を含有するシーラントは、黄色あるいはオレンジ
色に着色しているかあるいは経時的に、黄変するという
問題があった。
【0012】この問題に対処するため、チオカルボン酸
のエステル、ジt−ブチルフェノール、有機ホスファイ
ト等の酸化防止剤を添加する方法(特開昭58−719
51号公報)、有機メルカプタンあるいはメルカプト官
能性シラン化合物等のメルカプト化合物を添加する方法
(米国特許第4,962,076号)、あるいは、テト
ラアルコキシチタン含有組成物にアセト酢酸エチルを後
添加することによってその場でキレートチタニウム化合
物を形成させることにより、経時変化を少なくする方法
(EP0361803 A2、または特開平2−133
491号公報)等が提案されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の変色を防止するための種々の手法は、黄変をある程度
抑制する効果はあるものの、これを完全に押さえること
は出来ず、また、他の問題を起こす可能性を含んでい
る。すなわち、チオカルボン酸のエステル、有機ホスフ
ァイト等の酸化防止剤を添加する方法においては、イオ
ウ化合物あるいはホスファイト化合物特有の臭いあるい
は、腐食性の問題がある。有機メルカプタンあるいはメ
ルカプト官能性シラン化合物等のメルカプト化合物を添
加する方法においても、同様の問題がある。その場でキ
レートチタネート化合物を形成させることにより色の軽
減を図る方法は、着色の時期を遅らせてはいるものの、
根本的には着色の問題を解決していない。このように、
キレートチタネート化合物あるいはこれを含む組成物の
着色の問題に対する、より優れた解決策は依然として与
えられておらず、本質的に着色しない、すなわち、色安
定性の優れたキレートチタネート化合物で、触媒として
の要件を満たすものの創出が望まれていた。
【0014】特公昭56−14701号公報には、シラ
ノール鎖端停止ポリジオルガノシロキサン、アルコキシ
シラン等、チタンキレート触媒、接着促進剤、鉛等のカ
ルボン酸塩等の共触媒、及び粘度抑制剤としての第2の
シラノール鎖停止流体を含有する、水分の存在下に自己
結合性弾性固体に硬化しうる流体組成物が記載されてい
る。この組成物は、従来の室温硬化性材料に伴われた接
着性欠如の問題、使用直前に混合しなければならないと
いう問題、及び時間の経過による濃稠化の問題を生じさ
せなく、電子回路に使用した時、腐食を生ぜしめないと
記載されている。上記チタンキレート触媒として、配位
子が2個のカルボニル炭素原子を有し、Ti原子に2座
配置したものの膨大な例が挙がっている。それらの例の
中に、前記2個のカルボニル炭素原子の内の1個のカル
ボニル炭素原子が置換基としてハロゲン化低級アルキル
基を有するものも挙げられている。しかしこの特許は一
般のチタンキレート触媒の使用を開示するだけで、それ
らを用いたとき変色の問題及びこの問題をどのようにし
て解決するかを何ら示唆していない。
【0015】本発明の目的は、加水分解性基を有する高
分子とキレートチタニウム化合物を含む硬化性組成物の
変色を回避することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、次の成分〜
成分を含む硬化性組成物である。 成分:加水分解性基を有する高分子100質量部; 成分:加水分解性基を有する架橋剤0.1〜25質量
部;及び 成分:キレートチタニウム化合物、但し、その配位子
は2個以上のカルボニル炭素原子を有し、その内少なく
とも1個のカルボニル炭素原子が置換基としてパーフロ
ロアルキル基を有するもの0.1〜10質量部。
【0017】
【発明の実施の形態】前記成分は本発明硬化性組成物
のベースポリマーとなるものである。この成分は前記
成分の加水分解性基を有する架橋剤との縮合反応によ
り硬化物ないしは硬化被膜を形成するものである。この
ためこの成分としては加水分解性基を有する高分子が
使用される。この条件を満たし、かつ本発明の効果であ
る硬化性組成物の経時での変色抑止に悪影響を与えない
ものである限り、前記成分の高分子の化学的な種類、
高分子の基本構造、高分子の大きさ等は格別に限定され
ない。むしろ具体的用途において、硬化物ないしは硬化
被膜に求められる物性から、それらの要件は選ばれるも
のである。
【0018】従って、その化学的種類は、シロキサン結
合を主鎖の基本構造とするポリジオルガノシロキサン、
炭素−炭素結合を主鎖の基本骨格とする炭化水素重合
体、ポリジオルガノシロキサンと炭化水素重合体の共重
合体のいずれであっても構わない。高分子の構造は直鎖
状高分子(任意に分岐構造を有しても構わない)であっ
てもあるいはレジン状であっても構わない。高分子の大
きさについては、高分子の種類や側鎖置換基の大きさ等
によっても異なるのでそれについては後記するが、例え
ばポリジオルガノシロキサンの場合、本発明硬化性組成
物の適用対象へ適用する際の作業性と硬化後の物性を考
慮すると、室温での粘度が20〜1,000,000 m
Pa・sが推奨される。この範囲を超えると、作業性が実
用的な水準より低下し、この範囲を下回ると、硬化物な
いしは硬化被膜の物性が不充分になってしまう。
【0019】本発明硬化性組成物は、通常はシーラント
やコーテイング剤等として使用されるものであり、この
場合、成分の高分子の基本構造は直鎖状の高分子が選
択される。この直鎖状高分子は任意に分岐構造を有して
いても勿論構わない。また、この高分子の基本構造の種
類としては、ポリシロキサン系ポリマーまたは炭化水素
重合体が使用される。炭化水素重合体の例としては、ポ
リイソブチレン系ポリマー、ポリプロピレン系ポリマ
ー、ポリエチレン系ポリマー、ポリオキシアルキレン系
ポリマー、ポリ(メタ)アクリル系ポリマー等があげら
れる。
【0020】〔ポリシロキサン系ポリマー〕ポリシロキ
サン系ポリマーとしては、ポリジメチルシロキサン、ジ
メチル−メチルフェニルシロキサンコポリマー、ポリメ
チルトリクロロプロピルシロキサンなどのポリジオルガ
ノシロキサン、またはRSiO3/2 シロキサン単位、R
2 SiOシロキサン単位、R3 SiO1/2 シロキサン単
位もしくはSiO2 シロキサン単位(式中、Rは非置換
または置換の一価炭化水素基、アルコキシ基、もしくは
水酸基から選ばれる基)を主成分にしたポリオルガノシ
ロキサンなどが例示される。
【0021】その中で、ポリジオルガノシロキサン系ポ
リマーが最も一般的であり、その中でもポリジメチルシ
ロキサンを使用すると、室温硬化性シリコーンエラスト
マーとして好ましい特性を得ることができる。RSiO
3/2 シロキサン単位、R2 SiOシロキサン単位、R3
SiO1/2 シロキサン単位、SiO2 シロキサン単位を
主成分にしたポリオルガノシロキサンを使用すると、硬
化して樹脂状シリコーンを与えるような組成物を得るこ
とができる。更に特開昭55−43119号公報の請求
項1以下で規定されたオルガノポリシロキサンを参照の
こと。
【0022】成分がポリジオルガノシロキサンの場
合、典型的には次の一般式(I)であらわされるシリコ
ーンオイルが使用される。 (R12O)3-k 16 k Si−Y−〔R13 2 SiO〕r −R13 2 Si−Y−Si (OR123-k 16 k (I) (ここに、R12は独立に炭素数1〜6のアルキル基、炭
素数2〜8のアルコキシ基置換アルキル基又は水素原子
であり、R13は独立に1〜10個の炭素原子を有する有
機基であり、R16は独立に炭素数1〜8の炭化水素基又
は炭素数1〜8のハロゲン化炭化水素基であり、kは
0,1または2であり、Yは酸素原子または炭素数2〜
5の2価炭化水素基であり、rは25℃におけるこのシ
リコーンオイルの粘度が20〜1,000,000 mPa
・sとなるような正の数である。)ここで、硬化性を考
慮するとkの値は0または1が望ましく、より好適には
k=0のものが推奨される。
【0023】前記一般式において、R13の例としては、
メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチ
ル、デシルなどのアルキル基;シクロペンチル、シクロ
ヘキシルなどのシクロアルキル基;ビニル、アリルなど
のアルケニル基;フェニル、トリル、ナフチルなどのア
リール基;ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピ
ルなどのアラルキル基などがあげられ、ハロゲン化炭化
水素基としてはクロロメチル、トリフルオロメチル、ク
ロロプロピル、3,3,3−トリフルオロプロピル、ク
ロロフェニル、ジブロモフェニル、テトラクロロフェニ
ル、ジフルオロフェニル基などが例示され、シアノアル
キル基としてはβ−シアノエチル、γ−シアノプロピ
ル、β−シアノプロピル基などが例示される。また、R
12としてはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシ
ルなどのアルキル基;メトキシエチル、エトキシエチ
ル、メトキシプロピル、メトキシブチルなどのアルコキ
シ基置換アルキル基が例示される。R12及びR13はそれ
ぞれ炭素原子数1〜3を持つことが好適であり、さらに
好適にはメチル基又はエチル基である。Yは、酸素原子
または二価の炭化水素基であり、二価の炭化水素基とし
ては−CH2 CH2 −,−CH2 CH2 CH2 −,−C
2 C(CH3 )H−などのアルキレン基が例示され
る。
【0024】成分がポリジオルガノシロキサンの場
合、25℃での粘度は20〜1,000,000 mPa・
sの範囲であることが好ましい。これは20 mPa・sよ
り小さいと硬化後のエラストマーに優れた物理的性質、
特に柔軟性と高い伸びを与えることが困難となるためで
あり、また、1,000,000 mPa・sより大きいと
組成物の粘度が高くなり、施工時の作業性が著しく悪く
なるためである。従ってより好ましくは100〜50
0,000 mPa・sの範囲である。
【0025】成分がポリジオルガノシロキサンの場合
の具体例として次のものが挙げられる。 (R12O)3 Si−(CH2 2 −Si(CH3 2
(OSi(CH3 2y −(CH2 2 −Si(OR
123 ここに、R12はメチル基又はエチル基であり、yはこの
ポリシロキサンの25℃の粘度が100〜500,00
0 mPa・sとなる数である。
【0026】〔ポリオキシアルキレン系ポリマー〕1分
子中に平均で1個を超える加水分解性分解性基を有する
ポリオキシアルキレン系ポリマーであれば、本発明にお
ける成分として利用可能である。ポリオキシアルキレ
ン系ポリマーは主鎖骨格が−R’−O−(式中R’は2
価の有機基を表わす。)の繰返し単位を有する。
【0027】上記繰返し単位は、特に限定されるもので
はないが、例えば、−CH2 O−、−CH2 CH2
−、−CH2 CH(CH3 )O−、−CH2 CH(C2
5 )O−、−CH2 C(CH3 2 O−、−CH2
2 CH2 CH2 O−などを挙げることができる。ま
た、主鎖骨格は、それらの内、2種あるいはそれ以上の
ものを組み合わせたものであってもよい。具体的にポリ
オキシアルキレンポリマーとしては、ポリオキシエチレ
ンまたはポリオキシプロピレンなどを例示することがで
きる。特にポリオキシプロピレンを使用すると、シーラ
ントなどに使用する室温で硬化してエラストマーとなる
ような組成物を得ることができる。
【0028】上記ポリオキシアルキレン系ポリマーの主
鎖骨格中には、ポリオキシアルキレン系ポリマーの特性
を大きく損なわない範囲でウレタン結合成分などの他の
成分を含んでいてもよい。上記ウレタン結合成分として
は特に限定されず、例えば、トルエン(トリレン)ジイ
ソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キ
シリレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネ
ート;イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジ
イソシアネートなどの脂肪族系ポリイソシアネートと上
記一般式の繰返し単位を有するポリオールとの反応から
得られるものなどを挙げることができる。
【0029】ポリオキシアルキレン系ポリマーが有する
加水分解性基は、ポリオキシアルキレン類の末端にあっ
てもよく、ポリオキシアルキレン類の主鎖構造の一部
(に結合する)にあってもよく、その両方を含むもので
あってもよい。また、ポリオキシアルキレンは、直鎖状
でも、分岐構造を有していてもよく、その分子量は50
0〜50000(数平均分子量)程度が好ましい。更
に、特開平11−80533号公報の請求項1以下で規
定された1分子中に少なくとも1個の反応性ケイ素を含
有するオキシアルキレン系共重合体を参照のこと。
【0030】〔ポリアクリル系ポリマー〕本発明におけ
る成分として、1分子中に平均で1個を超える前記加
水分解性基を有するアクリル系ポリマーを使用すること
ができる。加水分解性基は、アクリル系ポリマーの末端
に位置していてもよく、側鎖として導入されたものであ
ってもよい。
【0031】具体的なポリメタクリル酸エステル系ポリ
マーとしては、ポリメタクリル酸メチルを主成分とする
ポリマー、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸
エチル、ポリメタクリル酸ブチルなどを主成分とするコ
ポリマーなどのアクリル系ポリマーが例示される。
【0032】本発明におけるアクリル系ポリマーの製造
方法としては、例えば、加水分解性基がアルコキシシリ
ル基の場合、アクリル酸、メタクリル酸、またはそれら
の誘導体とアルコキシシリル基含有ビニル系モノマーと
の共重合により得る方法を挙げることができる。
【0033】また、本発明におけるアクリル系ポリマー
は、発明の効果を低下させない範囲で、主鎖にシロキサ
ン結合により形成されたセグメントを含んでいてもよ
い。また、このアクリル系ポリマーは上記モノマーと他
の成分との共重合体であってもよい。この例としては以
下のものが挙げられる。
【0034】スチレン、α−メチルスチレン、クロロス
チレン、スチレンスルホン酸、4−ヒドロキシスチレ
ン、ビニルトルエンなどの芳香族炭化水素系ビニル系化
合物、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和
カルボン酸、それらの塩(アルカリ金属塩、アンモニウ
ム塩、アミン塩など)、それらの酸無水物(無水マレイ
ン酸など)、または、それらと炭素数1〜20の直鎖ま
たは分岐のアルコールとのジエステルまたはハーフエス
テルなどの不飽和カルボン酸のエステル;
【0035】酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ジアリ
ルフタレートなどのビニルエステルやアリル化合物;ビ
ニルピリジン、アミノエチルビニルエーテルなどのアミ
ノ基含有ビニル系化合物、イタコン酸ジアミド、クロト
ンアミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸ジアミド、N
−ビニルピロリドンなどのアミド基含有ビニル系化合
物;2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、メチルビニ
ルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、クロロプレン、プロピレン、ブタ
ジエン、イソプレン、フロロオレフィンマレイミド、N
−ビニルイミダゾール、ビニルスルホン酸などのその他
のビニル系化合物などが挙げられる。このアクリル系ポ
リマーの分子量としては、硬化物の物性の面から100
0〜30000(数平均分量)が好ましい。さらに特開
平5−230318号の請求項1以下で規定されたアル
コキシシリル基含有アクリル共重合体を参照のこと。
【0036】〔ポリイソブチレン系ポリマー〕本発明の
成分として、1分子中に平均で1個を超える加水分解
性基を有するポリイソブチレンを使用することができ
る。この加水分解性基は、ポリイソブチレンの末端に位
置していてもよく、側鎖として導入されたものであって
もよい。ポリイソブチレンの分子量(数平均分子量)
は、硬化物の物性を考慮すると1000〜40000の
範囲が好適である。また、このポリイソブチレンは主鎖
に以下に示すような単位を含む共重合体であってもよ
い。
【0037】具体的には、1−ブテン、2−ブテン、2
−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、ペン
テン、4−メチル−1−ペンテン、ヘキセン、シクロヘ
キセン、ビニルシクロヘキセン、スチレン、α−メチル
スチレン、ジメチルスチレン、モノクロロスチレン、ジ
クロロスチレン、β−ピネン、5−エチリデンノルボル
ネン、インデンなどの脂肪族オレフィン;ブタジエン、
イソプレン、シクロペンタジエンなどのジエン類;スチ
レン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレンなどの
スチレン類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエー
テル、イソブチルビニルエーテルなどのアルケニルエー
テル類;ジビニルジメチルシラン、ビニルトリメチルシ
ラン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチ
ルジシロキサン、トリビニルシラン、テトラビニルシラ
ン、アリルトリメチルシラン、ジアリルメチルシランな
どのアルケニルシラン類などを挙げることができる。更
に特開平9−286895号公報の請求項2以下で規定
されたイソブチレン系共重合体及び特開平8−1653
89号公報の請求項1以下に記載されたイソブチレン系
共重合体を参照のこと。
【0038】〔ポリエチレン系ポリマー〕本発明の成分
として、1分子中に平均で1個を超える前記加水分解
性基を有するポリエチレンを使用することができる。こ
の加水分解性基は、ポリエチレンの末端に位置していて
もよく、側鎖として導入されたものであってもよい。ポ
リエチレンの分子量(数平均分子量)は、硬化物の物性
を考慮すると1000〜40000の範囲が好適であ
る。また、このポリエチレンに対して、加水分解性基と
して、アルコキシシリル基が好ましい。ポリエチレン
は、他のエチレン系モノマーとの共重合体であってもよ
い。更に特開平9−286895号公報の発明の実施の
形態以下で規定されるものを参照のこと。
【0039】ポリプロピレン系ポリマーについては特開
平9−286985号公報の発明の実施の形態以下を参
照のこと。
【0040】本発明の硬化性組成物により得られる硬化
物に対して、高い強度が望まれる場合には、成分の高
分子としてレジンが選択される。このレジンはシリコー
ンレジン、炭化水素系レジンのいずれでもよく、レジン
が有する加水分解性基の種類も先に示した条件を満たす
ものであれば、限定されるものではない。この様なレジ
ンの例としては、ケイ素原子に直接結合したメトキシ基
を有するDT型シリコーンレジン(例:(CH3 SiO
3/2 )/((CH3 2 SiO)/(CH
3 1/2 ))、ケイ素原子に直接結合したメトキシ基を
有するMQ型シリコーンレジン(例:((CH3 3
iO1/2 )/(SiO4/2 )/(CH31/2 ))など
がある。
【0041】成分の高分子における加水分解性基と
は、ケイ素原子を含み、加水分解性を示すものであり、
一連の硬化反応により硬化物の物性に悪影響を与えるよ
うな副生物が発生するもので無い限り、格別制限される
ものではない。この様な加水分解性基の例として、以下
の例を挙げることができるが、これらに限定されるもの
ではない。
【0042】(1)本発明における上記加水分解性基の
代表的な例としては、次の(A)または(B)が挙げら
れる。(A)Xa 3-a Si−または(B)Xb 2-b
Si=(ここに、aは1,2または3であり、bは1ま
たは2であり、Xは独立に炭素数1〜6のアルコキシ基
又は炭素数2〜8のアルコキシ基置換アルコキシ基であ
り、Rは独立に炭素数1〜8の炭化水素基又は炭素数1
〜8のハロゲン化炭化水素基であり、“=”は2本の結
合手を、“≡”は3本の結合手をそれぞれ表す。以下同
じ。)。この他にXSi≡(Xは前記と同じ意味を表
す。)も挙げられる。 (2)上記以外にも例えば以下の(C)〜(E)が挙げ
られる。(C)Wa 3-a Si−(aは1,2または3
である)、(D)Wb 2-b Si=(bは1または2で
ある)または(E)WSi≡(ここに、Rは前記と同じ
意味を表し、Wは水酸基、アシルオキシ基〔R’C(=
O)−O−,R’はアルキル基〕(代表例はアセトキシ
基)、アルケニルオキシ基(代表例はプロペノキシ基
〔CH2 =C(CH3 )−O−〕)、アリールオキシ基
〔R''O−,R''はアリール基〕(代表例はフェノキシ
基)、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプ
ト基、またはR'''2 C=N−O−〔R'''は脂肪族炭化
水素基〕である。)
【0043】成分の高分子が有する加水分解性基は前
記の構造を有するものであり、高分子の主鎖の末端に上
記加水分解性基のケイ素原子が結合していてもよく、上
記加水分解性基のケイ素原子が高分子の主鎖の一部とな
っていても構わない。また、高分子の本体側の末端原子
と加水分解性基のケイ素原子とは直接結合していてもよ
く、それらの間にアルキレン基等を介していても勿論構
わない。
【0044】成分の高分子が有するこれらの加水分解
性基の個数については、組合わせて使用する成分の架
橋剤の官能性(ここではケイ素原子1個あたりの加水分
解性基の個数を指す。)にもよるが、高分子1分子中に
平均で1個を超えていることが、硬化物を得る上で望ま
しい。
【0045】これら加水分解性基は、硬化性と硬化物な
いしは硬化被膜の物性が必要な水準を確保できる限り高
分子のどこに結合していても構わないが、直鎖状高分子
の場合は、少なくとも両末端に結合していることが、硬
化性の面からは好ましい。加水分解性基がアルコキシシ
リル基の場合、具体的にはトリアルコキシシリル基、ジ
アルコキシ(アルキル)シリル基またはアルコキシ(ジ
アルキル)シリル基が有り得るが、硬化性の面からはト
リアルコキシシリル基またはジアルコキシ(アルキル)
シリル基が望ましく、特に迅速な硬化性が求められる場
合にはトリアルコキシシリル基が推奨される。
【0046】前記成分は、本発明の硬化性組成物にお
いて架橋剤として作用するものである。この架橋剤とし
ては、加水分解性基を1分子中に平均で2個以上有する
シラン化合物またはその部分加水分解縮合物が好まし
い。通常は下記の一般式(II)で示されるようなものが
用いられるが、これらに限定されるものではない。
【0047】一般式(II):R14 c SiR15 4-c (ここに、R14は炭素数1〜8の炭化水素基であり、R
15は炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜8のアル
コキシ基置換アルコキシ基、水酸基、アシルオキシ基、
アルケニルオキシ基、アリールオキシ基またはオキシム
基(R2 C=N−O−〔Rは脂肪族炭化水素基〕)であ
り、cは0または1である。)であらわされるシランま
たはその部分加水分解縮合物。
【0048】本発明に使用される成分は、好適には、
一般式R19 d Si(OR204-d (式中、R19はR14
同じく定義され、R20は炭素数1〜6のアルキル基また
は炭素数2〜8のアルコキシ基置換アルキル基、dは0
または1である。)で示されるアルコキシシランまたは
その部分加水分解縮合物が使用される。
【0049】成分の具体例としては、テトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン、メチルセロソルブオル
ソシリケートなどの4官能アルコキシシラン類;メチル
トリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フ
ェニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシエトキ
シシランなどの3官能アルコキシシラン類;およびそれ
らの部分加水分解縮合物などが挙げられる。これらは単
独で用いてもよく、また2種以上を混合しても良い。ま
た、硬化後のゴム弾性体に低モジュラス性を付与するた
めに、ジフェニルジメトキシシラン、ジメチルメトキシ
シランなどの2官能アルコキシシラン類を付加的に添加
しても良い。
【0050】成分の添加量は、前記の通り、成分1
00質量部に対して0.1〜25質量部であるが、好ま
しくは、1〜20質量部の範囲であり、更に好ましくは
1〜10質量部の範囲である。成分の添加量が少なす
ぎると組成物が十分に硬化しなかったり、1包装化して
保存中に増粘・ゲル化し易くなり、また、多すぎると硬
化が遅くなったり、経済的に不利益となるからである。
【0051】成分は本発明の硬化性組成物の硬化触媒
である。これはキレートチタニウム化合物からなり、実
用的な硬化性でありながら硬化性組成物の経時での変色
を招かないものである。このような性能を発揮するキレ
ートチタニウム化合物は、その配位子が2個以上のカル
ボニル炭素原子を有し、そのうち少なくとも1個のカル
ボニル炭素原子が置換基としてパーフロロアルキル基を
有してなるものであり、典型的には以下の式(a)また
は式(b)の様な構造のものが使用できる。
【0052】
【化2】
【0053】ここに、R1 は炭素数1〜8のパーフロロ
アルキル基(アルキル基の水素原子の全てがフッ素原子
で置換されている)であり;Aは−R3 または−OR3
から選ばれ(ここでR3 は、炭素数1〜8の炭化水素
基、炭素数1〜8のハロゲン化炭化水素基(炭化水素基
の有する水素原子の一部がハロゲン原子で置換されてい
る)または炭素数1〜8のパーフロロアルキル基(アル
キル基の水素原子の全てがフッ素原子で置換されてい
る)から選ばれ;R8 は水素原子、炭素数1〜8の炭化
水素基、または炭素数1〜8のハロゲン化炭化水素基
(炭化水素基の有する水素原子の一部がハロゲン原子で
置換されている)であり;R10は炭素数1〜8の炭化水
素基であり;nは1,2または3であり;R17は炭素数
1〜3の炭化水素基または水素原子であり;そしてmは
1〜6の整数である。
【0054】このキレートチタニウム触媒は成分に対
して0.1〜10質量部の範囲で使用される。添加量が
この範囲を下回ると、実用的な硬化性が確保し難くな
る。添加量の上限は目的とする硬化性に見合う限り、臨
界的な問題ではないが、本発明硬化性組成物を空気中に
て硬化をさせるまでの貯蔵時の保存安定性を考慮すると
上記範囲が実用的な範囲となる。一般的な硬化性の確保
と保存安定性を重視した場合は、0.3〜6質量部更に
好ましくは1〜5質量部の範囲が推奨される。
【0055】成分の具体例を以下に挙げる。次式
(a)で表されるものの例を挙げる。
【0056】
【化3】
【0057】上記式において、R10の例としては、エチ
ル基、n−プロピル基、i−プロピル基、t−ブチル
基、n−ブチル基、s−ペンチル基、t−ペンチル基、
アリル基(CH2 =CH−CH2 −)が挙げられ、R1
の例としては、トリフロロメチル基、ペンタフロロエチ
ル基が挙げられ、Aの例としては、メチル基、メトキシ
基、エチル基、エトキシ基、i−プロピル(オキシ)
基、t−ブチル(オキシ)基、n−ブチル(オキシ)
基、s−ペンチル(オキシ)基、t−ペンチル(オキ
シ)基、アリル(オキシ)基(CH2 =CH−CH2
(O−))、が挙げられ、R8 の例としては、水素原
子、メチル基が挙げられる。
【0058】化合物の例としては、次のものが挙げられ
る:ジイソプロポキシチタニウムビス(エチルトリフロ
ロメチルアセトアセテート)
【化4】
【0059】ジタ−シャリ−ブトキシチタニウムビス
(エチルトリフロロメチルアセトアセテート)
【化5】
【0060】ジタ−シャリ−ブトキシチタニウムビス
(メチルペンタフロロエチルアセトアセテート)
【化6】
【0061】ジエトキシチタニウムビス(エチルペンタ
フロロエチルアセトアセテート)
【化7】
【0062】次に成分の具体例として次式(b)で表
わされるものの例を挙げる。
【0063】
【化8】
【0064】R17の例としては水素原子及びメチル基を
挙げることができる。A,R1 ,R 8 の例としては先に
式(a)について挙げたものを挙げることができる。
【0065】化合物の例としては、2,3−ジメチル−
2,3−ジオキシブタンチタニウムビス(エチルトリフ
ロロメチルアセトアセテート)
【化9】
【0066】2−メチル−2,4−ジオキシペンタンチ
タニウムビス(エチルトリフロロメチルアセトアセテー
ト)
【化10】
【0067】1,3−ジオキシプロパンチタニウムビス
(メチルペンタフロロエチルアセトアセテート)
【化11】
【0068】1,2−ジオキシエタンチタニウムビス
(エチルペンタフロロエチルアセトアセテート)
【化12】
【0069】1,2−ジオキシエタンチタニウムビス
(メチルトリフロロメチルアセトアセテート)
【化13】
【0070】1,3−ジオキシプロパンチタニウムビス
(イソプロピルトリフロロメチルアセテート)
【化14】
【0071】2−メチル−2,4−ジオキシペンタンチ
タニウムビス(エチルペンタフロロエチルアセトアセテ
ート)
【化15】
【0072】2,3−ジメチル−2,3−ジオキシブタ
ンチタニウムビス(エチルペンタフロロエチルアセトア
セテート)
【化16】
【0073】本発明においては、用途に応じて疎水性シ
リカを添加することができる。これにより、本発明組成
物に改善された保存安定性と良好な表面皮膜形成速度を
与えるとともに、適度な粘性、ゴム物性を付与すること
ができる。このシリカは表面処理されていることが好ま
しい。このシリカの表面処理剤としては、オルガノシラ
ザン類、オルガノシクロシロキサン類、オルガノクロロ
シラン類、オルガノアルコキシシラン類、低分子量の直
鎖状シロキサン類など、従来シリカの疎水化処理剤とし
て公知の有機ケイ素化合物が好ましい。また、表面皮膜
形成速度、流動特性調整などのため、表面処理剤を2種
またはそれ以上組み合せて使用しても良い。シリカとし
ては本組成物の保存安定性の点および適度な粘性の付
与、ゴム物性の付与、含水量などの点から乾式シリカが
好ましい。
【0074】前記シリカの添加量は成分100質量部
を基準にして1〜200質量部であるが、好ましくは3
〜30質量部である。多すぎると組成物の粘度が上がり
過ぎて混合および施工時の作業性が悪くなり、また、少
なすぎると硬化後のゴム物性が改善されない。
【0075】本発明の組成物は前記した成分〜及び
前記シリカの他に、さらに必要に応じて、硬化前の流れ
特性を改善し、硬化後のゴム状弾性体に必要な機械的性
質を付与するために、微粉末状の無機質充填剤を添加す
ることもできる。無機質充填剤としては石英微粉末、炭
酸カルシウム、煙霧質二酸化チタン、けいそう土、水酸
化アルミニウム、微粒子状アルミナ、マグネシア、酸化
亜鉛、炭酸亜鉛およびこれらをシラン類、シラザン類、
低重合度シロキサン類、有機化合物などで表面処理した
ものなどが例示される。さらに、本発明の組成物には有
機溶剤、防カビ剤、難燃剤、耐熱剤、可塑剤、チクソ性
付与剤、接着促進剤、硬化促進剤、顔料などを添加する
ことができる。
【0076】本発明の組成物は、成分〜又は成分
〜およびシリカ並びに必要に応じて各種添加剤を、湿
気を遮断した状態で混合することにより得られる。得ら
れた組成物は密閉容器中でそのまま保存し、使用時に空
気中の水分にさらすことによりゴム状弾性体に硬化す
る、いわゆる1包装型室温硬化性オルガノポリシロキサ
ン組成物として用いることができる。
【0077】以下に本発明の態様を示す。 (態様1)下記成分〜成分を含む硬化性組成物。 成分:加水分解性基を有する高分子100質量部; 成分:加水分解性基を有する架橋剤0.1〜25質量
部;及び 成分:キレートチタニウム化合物、但し、その配位子
は2個以上のカルボニル炭素原子を有し、そのうち少な
くとも1個のカルボニル炭素原子が置換基としてパーフ
ロロアルキル基を有するもの0.1〜10質量部。
【0078】(態様2)前記成分がポリジオルガノシ
ロキサンまたは炭化水素重合体である態様1記載の硬化
性組成物。
【0079】(態様3)前記成分が(A)Xa 3-a
Si−または(B)Xb 2-b Si=(ここに、aは
1,2または3であり、bは1または2であり、Xは独
立に炭素数1〜6のアルコキシ基または炭素数2〜8の
アルコキシ置換アルコキシ基であり、Rは独立に炭素数
1〜8の炭化水素基または炭素数1〜8のハロゲン化炭
化水素基である。)で表される加水分解性基が平均で1
分子中に1個を超えているポリジオルガノシロキサンま
たは炭化水素重合体である態様1記載の硬化性組成物。
【0080】(態様4)前記成分が一般式(I):
(R12O)3-k 16 k Si−Y−〔R13 2 SiO〕r
13 2 Si−Y−Si(OR123-k 16 k(ここに、
12は独立に炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜8
のアルコキシ置換アルキル基または水素原子であり、R
13は独立に1〜10個の炭素原子を有する有機基であ
り、R16は独立に炭素数1〜8の炭化水素基または炭素
数1〜8のハロゲン化炭化水素基であり、kは0,1ま
たは2であり、Yは酸素原子または炭素数2〜5の2価
の炭化水素基であり、rは25℃におけるこの一般式
(I)で表される化合物の粘度が20〜1,000,0
00 mPa・sとなるような正の数である)で表されるも
のであり、前記成分が一般式(II):R14 c SiR15
4-c(ここに、R14は炭素数1〜8の炭化水素基であ
り、R15は炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜8
のアルコキシ基置換アルコキシ基、水酸基、アシルオキ
シ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基またはオ
キシム基(R2 C=N−O−〔Rは脂肪族炭化水素基で
ある〕)であり、cは0または1である。)であらわさ
れるシランまたはその部分加水分解縮合物である態様1
記載の硬化性組成物。
【0081】(態様5)前記成分のキレートチタニウ
ム触媒が次の式(a)または式(b)の構造で表される
ものである態様1〜4のいずれかに記載の硬化性組成
物。
【化17】 〔ここに、R1 は炭素数1〜8のパーフロロアルキル基
(アルキル基の水素原子の全てがフッ素原子で置換され
ている)であり;Aは−R3 または−OR3 から選ばれ
(ここでR3 は、炭素数1〜8の炭化水素基、炭素数1
〜8のハロゲン化炭化水素基(炭化水素基の有する水素
原子の一部がハロゲン原子で置換されている)または炭
素数1〜8のパーフロロアルキル基(アルキル基の水素
原子の全てがフッ素原子で置換されている)から選ば
れ;R8 は水素原子、炭素数1〜8の炭化水素基、また
は炭素数1〜8のハロゲン化炭化水素基(炭化水素基の
有する水素原子の一部がハロゲン原子で置換されてい
る)であり;R10は炭素数1〜8の炭化水素基であり;
nは1,2または3であり;R17は炭素数1〜3の炭化
水素基または水素原子であり;そしてmは1〜6の整数
である。〕
【0082】(態様6)更に、成分100質量部を基
準として、疎水性シリカを1〜200質量部含有してな
る態様1〜5のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0083】(態様7)前記成分のキレートチタニウ
ム化合物のカルボニル炭素原子が置換基として有するパ
ーフロロアルキル基がトリフロロメチル基またはペンタ
フロロエチル基である態様1〜6のいずれかに記載の硬
化性組成物。
【0084】(態様8)下記成分〜及び疎水性シリ
カを含む硬化性組成物: 成分は一般式:(R12O)3 Si−Y−〔R13 2 Si
O〕r −R13 2 Si−Y−Si(OR123 (ここに、R13はメチル基であり、R12はメチル基又は
エチル基であり、Yは炭素数2〜5の2価の炭化水素基
であり、rは25℃におけるこの高分子の粘度が20〜
1,000,000 mPa・sとなるような正の数であ
る)で表されるもの100質量部; 成分は一般式:R19 d Si(OR204-d (ここに、R19は炭素数1〜8の炭化水素基であり、R
20は炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数2〜8のアル
コキシ基置換アルキル基であり、dは0または1であ
る。)であらわされるアルコキシシランまたはその部分
加水分解縮合物0.1〜25質量部;成分は次の
(a)または(b)の構造で表されるもの0.1〜10
質量部であり、
【化18】 (ここに、R10は炭素数1〜3のアルキル基であり、m
は、1,2または3であり、R1 はトリフロロメチル基
又はペンタフロロエチル基であり、Aは炭素数1〜6の
炭化水素基または炭素数1〜4のパーフロロアルキル基
であり、R8 は炭素数1〜6の炭化水素基である。) 疎水性シリカは1〜200質量部である。
【0085】
【発明の効果】本発明の硬化性組成物は従来の1液脱ア
ルコール型の室温硬化性組成物に見られた密封条件下で
の保存時における組成物の変色が大幅に抑制されたもの
であり、更に硬化性、保存安定性に優れ、硬化後の物性
等は従来のものと同等ないしはそれ以上のものである。
従って、例えば建築用シーリング材や家具、装飾品等へ
のコーテイング剤等の用途に特に有用である。
【0086】
【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらによって限定されるものではない。なお、以下の実
施例、比較例で用いたポリジオルガノシロキサンAは、
式(C2 5 O)3 Si−CH2 CH2 −SiMe2
O−(SiMe2 O)x −SiMe2 −CH2 CH2
Si(OC2 5 3 で示され、25℃における粘度が
20,000 mPa・sであるポリジメチルシロキサンで
ある。 〔TFT(タックフリータイム)の測定〕以下の実施
例、比較例において、TFTは、本発明の硬化性組成物
を基材(PETフィルム)に約3mmの厚さに塗布して2
0℃、相対湿度55%の条件で、その上にポリエチレン
フィルムを載せ、更にその上に30gの重りを30秒の
せた後、そのポリエチレンフィルムを剥ぎ取って、硬化
性組成物が付着しなくなるまでの時間(塗布後の経過時
間)として測定した。測定は、初期(経過時間0分)か
ら10分の間は、1分毎に行ない(経過時間1分毎にポ
リエチレンフィルムを剥がす。以下同様。)、経過時間
10分〜20分の間は2分毎に、経過時間20分〜16
0分までの間は5分毎に実施した。
【0087】(実施例1〜9、比較例1) 1.試料調製 表1に示したような各種テトラオルガノチタネートと各
種ケトン化合物を室温で3時間かけて混合し、得られた
キレートチタニウム化合物触媒(成分)を下記ポリジ
オルガノシロキサン(成分)およびアルコキシ官能性
架橋剤(成分)と混合して試料とした。配合比率は次
の通りとした。 キレートチタニウム化合物触媒 テトラオルガノチタネート 1モル ケトン化合物 表1に示したモル比 試料(硬化性シリコーン組成物) ポリジオルガノシロキサンA 93質量%(100質量部) メチルトリメトキシシラン 5質量%(5.37質量部) キレートチタニウム化合物触媒 2質量%(2.15質量部)
【0088】2.試験内容 下記条件にて試料を保存し、経時での変色と透明性を目
視により確認した。また、硬化性の確認のためタックフ
リータイム(TFT)を測定した。 保存条件 温 度:50℃ 期 間:28日 雰囲気:ガラス瓶中に密閉して保存した。
【0089】3.試験結果 試験の結果を次の表1に示す。
【0090】
【表1】
【0091】表1から明らかなように、トリフルオロア
セトアセテートを使用したキレートチタニウム触媒を適
用した実施例1〜9の試料は初期から無色透明であり、
いずれも経時での変色、透明性の劣化は見られなかっ
た。これに対し、上記条件に適合しないエチルアセトア
セテートを使用したキレートチタニウム触媒を適用した
比較例1では、初期から変色が生じ、透明性も劣化が認
められた。尚、硬化性についてはいずれも実用的なレベ
ルを維持していた。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記成分〜成分を含む硬化性組成
    物。 成分:加水分解性基を有する高分子100質量部; 成分:加水分解性基を有する架橋剤0.1〜25質量
    部;及び 成分:キレートチタニウム化合物、但し、その配位子
    は2個以上のカルボニル炭素原子を有し、そのうち少な
    くとも1個のカルボニル炭素原子が置換基としてパーフ
    ロロアルキル基を有するもの0.1〜10質量部。
  2. 【請求項2】 前記成分がポリジオルガノシロキサン
    または炭化水素重合体である請求項1記載の硬化性組成
    物。
  3. 【請求項3】 前記成分のキレートチタニウム触媒が
    次の式(a)または式(b)の構造で表されるものであ
    る請求項1又は2に記載の硬化性組成物。 【化1】 〔ここに、R1 は炭素数1〜8のパーフロロアルキル基
    (アルキル基の水素原子の全てがフッ素原子で置換され
    ている)であり;Aは−R3 または−OR3 から選ばれ
    (ここでR3 は、炭素数1〜8の炭化水素基、炭素数1
    〜8のハロゲン化炭化水素基(炭化水素基の有する水素
    原子の一部がハロゲン原子で置換されている)または炭
    素数1〜8のパーフロロアルキル基(アルキル基の水素
    原子の全てがフッ素原子で置換されている)から選ば
    れ;R8 は水素原子、炭素数1〜8の炭化水素基、また
    は炭素数1〜8のハロゲン化炭化水素基(炭化水素基の
    有する水素原子の一部がハロゲン原子で置換されてい
    る)であり;R10は炭素数1〜8の炭化水素基であり;
    nは1,2または3であり;R17は炭素数1〜3の炭化
    水素基または水素原子であり;そしてmは1〜6の整数
    である。〕
  4. 【請求項4】 前記成分のキレートチタニウム化合物
    のカルボニル炭素原子が有するパーフロロアルキル基が
    トリフロロメチル基またはペンタフロロエチル基である
    請求項1〜3のいずれかに記載の硬化性組成物。
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