JP2005501158A - 有機珪素化合物を基礎とする架橋可能な材料 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は特に特定の錫触媒を使用して室温で架橋可能な有機珪素化合物を基礎とする材料、例えばRTV−1−材料およびこの種の材料の製造方法に関する。
【0002】
RTV−1−シリコーンゴムおよびRTV−2−シリコーンゴムでの縮合触媒としてのジアルキル錫(IV)化合物の使用は知られている。しかしRTV−1−アルコキシ材料においてこれらの錫化合物はアルコール基によるシロキサン鎖の好ましくない分解(均衡化)に触媒作用し、ポリシロキサン鎖の架橋可能でないアルコキシ末端基が生じ、材料の十分な架橋がもはや不可能であり、すなわち規定通りの使用の場合に安定な加硫物が得られないかまたは十分に得られないという欠点を有する。RTV−1−材料がその特性を著しく損失せずに保存できる時間として示される保存安定性は均衡化により著しく低下する。
【0003】
保存時間を延長する選択法は、従来は以下のとおりである。
・錫触媒の代わりにチタン触媒を使用する。この場合の欠点は、材料の黄変であり、これによりくすんだ、半透明でない材料が生じることがある。
・錫触媒の量を減少する。
・腐食性の少ない錫触媒、例えば錫−キレート触媒を使用する。例えばアセチルアセトネートのような過剰のキレート化合物が必要である。しかしこれは揮発性であり、毒性が憂慮され、健康に問題がある。
・高い反応性によりアルコールと反応するアルコール捕捉物、いわゆるスカベンジャーを添加する。しかしこの添加物は費用がかかり、一般に付着特性を劣化する。
【0004】
ポリウレタン用のスルホン酸でブロックされたジアルキルジアシル錫触媒は公知であり、その際アミンによる活性化を行う。これに関して例えば米国特許第5849864号もしくはWO99/11369号、Ashland Chemical社を参照できる。有機錫を基礎とするRTV−2−硬化剤(触媒−架橋剤組み合わせ物)はドイツ特許第19527101号に記載され、この硬化剤は反応時間調節剤として有機酸を含有してもよく、その際反応調節剤は請求項の触媒−架橋剤組み合わせ物の反応性を改良することを目的とする。
【0005】
特に縮合架橋するポリマー系での、例えばアルキル錫酸化物とスルホン酸から製造できるSn−O−SO2R−含有化合物の使用は文献に記載されている。これに関して、例えば米国特許第3095434号および米国特許第5981685号を参照できる。実施例にはRTV−シリコーン系のためのSn−スルホネート単位を有する請求項の触媒の使用は記載されていない。保存安定性および一緒に触媒作用する添加物の必要性に関して固有の問題を有する特定のアルコキシ−RTV−1−系は記載されていない。
【0006】
欧州特許第623642号には含まれるポリマーがアニオン性環化重合により製造される場合に、RTV−1−アセトキシ材料を安定化するために、酸、スルホン酸を添加し、塩基性重合触媒の中和のために、例えば燐酸を使用し、従って材料が、例えばアルカリ燐酸塩を有することが記載されている。
【0007】
充填剤の分散を容易にし、低弾性エラストマーを得るために、充填したRTV系にスルホン酸とアミンまたは塩基性充填剤との反応生成物を使用することが記載されている。これに関して、例えば米国特許第5073586号および米国特許第5118738号を参照できる。
【0008】
最後に米国特許第5425947号にはレオロジー添加剤としてカルボン酸無水物含有ポリマーを有するRTV材料を有し、付加的な弾性低下添加剤としてスルホン酸を有してもよいRTV材料が記載されている。
【0009】
本発明の対象は、少なくとも2個の加水分解可能な基を有する有機珪素化合物を基礎とする架橋可能な材料であり、前記材料は、触媒として、一般式(I)
RaR1 b(XR3)cSnX(4−a−b−c)/2 (I)
(式中、
Rは同じかまたは異なっていてもよく、置換されたまたは置換されていない一価の炭化水素基を表し、前記基は酸素原子により中断されていてもよく、
Xは同じかまたは異なっていてもよく、−O−または−S−を表し、
R1は同じかまたは異なっていてもよく、−OS(=O)2R2を表し、
R2は同じかまたは異なっていてもよく、窒素原子を介して結合したアミン基、置換されたまたは置換されていない一価の炭化水素基を表し、前記基は−S(=O)2−により中断されてもよく、または−OR4基を表し、R4はR3に記載された意味と同じであり、
R3は同じかまたは異なっていてもよく、水素原子または置換されたまたは置換されていない一価の炭化水素基を表し、前記基は酸素原子により中断されていてもよく、
aは0,1,2または3であり、
bは0,1,2または3であり、
cは0、1,2または3である)の単位を有する少なくとも1個の有機錫化合物(C)
および
塩基性窒素を有する化合物(D)
を含有し、ただしa+b+cの合計は4以下であり、有機錫化合物は少なくとも1個の基R1を有することを特徴とする。
【0010】
本発明により使用される有機錫化合物はスタンナン、すなわちa+b+c=4の一般式(I)の化合物およびオリゴマーまたはポリマーの錫化合物、例えばスタンオキサン、すなわちa+b+cが3以下である一般式(I)の単位を有する化合物である。有利に本発明により使用される有機錫化合物は一般式(I)の単位からなる化合物である。
【0011】
基Rは有利に1〜18個の炭素原子を有する炭化水素基、特に1〜12個の炭素原子を有するアルキル基、特に有利にn−ブチル基およびn−オクチル基である。
【0012】
基Rの例はアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、1−n−ブチル基、2−n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、ヘキシル基、例えばn−ヘキシル基、ヘプチル基、例えばn−ヘプチル基、オクチル基、例えばn−オクチル基、およびイソオクチル基、例えば2,2,4−トリメチルペンチル基、ノニル基、例えばn−ノニル基、デシル基、例えばn−デシル基、ドデシル基、例えばn−ドデシル基、オクタデシル基、例えばn−オクタデシル基、シクロアルキル基、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、およびメチルシクロヘキシル基、アルケニル基、例えばビニル基、1−プロペニル基、および2−プロペニル基、アリール基、例えばフェニル基、ナフチル基、アントリル基、およびフェナントリル基、アルカリール基、例えばo−、m−、p−トリル基、キシリル基、およびエチルフェニル基、およびアラルキル基、例えばベンジル基、α−およびβ−フェニルエチル基である。
【0013】
置換された基Rの例はメトキシエチル基、エトキシエチル基およびエトキシエトキシエチル基である。
【0014】
有利にXは酸素原子である。
【0015】
有利に基R2は場合により−SO3Hにより置換された1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり、前記基は−S(=O)2−により中断されてもよく、特に1〜40個の炭素原子を有するアルキル基およびアリール基であり、特に有利にアルキル置換された7〜40個の炭素原子を有するアリール基である。
【0016】
基R2の例はRに関して記載した例および−NH2、−C6H4−SO3Hおよび−C4H8−SO3Hである。
【0017】
基R3は有利に水素原子および場合によりアルコキシ基および/またはアミノ基により置換された1〜18個の炭素原子を有する炭化水素基、特に1〜18個の炭素原子を有するアルキル基およびアリール基、特に有利にメチル基およびエチル基である。
【0018】
基R3の例はRに関して記載された例およびメトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、アミノ基、エトキシエチル基およびアミノプロピル基である。
【0019】
本発明により使用される触媒(C)は一般式(I)のスタンナンまたは一般式(I)の単位からなる線状スタンオキサンである。
【0020】
本発明により使用される触媒(C)の例はOct2Sn(OEt)(OSO2−C6H4−CH3)、Bu2Sn(OSO2−C6H4−CH3)2、Oct2Sn(OCH3)−O−SnOct2(OSO2−C6H4−C12H23)および[Bu2Sn(OSO2−C6H4−C12H23)]2Oであり、Bu2Sn(OSO2−C6H4−CH3)2、Oct2Sn(OCH3)−O−SnOct2(OSO2−C6H4−C12H23)および[Bu2Sn(OSO2−C6H4−C12H23)]2Oが有利であり、Oct2Sn(OCH3)−O−SnOct2(OSO2−C6H4−C12H23)および[Bu2Sn(OSO2−C6H4−C12H23)]2Oが特に有利であり、Etはエチル基、Buはn−ブチル基、Octはn−オクチル基である。
【0021】
本発明により使用される一般式(I)の単位を有する有機錫化合物は市販された製品であるかもしくは有機化学で知られた方法により、例えば相当する有機錫化合物とスルホン酸またはスルホン酸誘導体との反応により製造することができる。これに関して、例えばF.Thunecke、R.Borsdorf J.Prakt.Chem.333(1991)、489−494およびA.G.Davies Organotin Chemistry、VCH Verlagsgesellschaft、Weinheim、1997、11.4章を参照できる。
【0022】
本発明による触媒(C)の製造はその場で出発物質を架橋可能な材料の残りの成分に直接添加することにより可能であり、これは本発明の開示内容に含まれるが、有利でない。本発明の触媒(C)をその場で製造する場合は、塩基性成分をその場反応の直後に錫化合物およびスルホン酸に添加することが有利である。
【0023】
塩基性窒素を有する化合物(D)はアミン、窒素含有複素環またはアミノ官能性有機珪素化合物であり、アミノ官能性有機珪素化合物が有利である。
【0024】
アミノ官能性有機珪素化合物(D)の例は塩基性窒素を有するシラン、塩基性窒素を有するオルガノシロキサン、例えば少なくとも1個の基R6がアミノ基により置換された炭化水素基を表わす一般式(II)のオルガノシロキサンである。
【0025】
塩基性窒素を有する有機珪素化合物(D)は有利には一般式(IV)
(R9O)4−gSiR10 g (IV)
(式中、
R9は同じかまたは異なっていてもよく、上記R3に記載されたものの1つを表し、
R10は同じかまたは異なっていてもよく、塩基性窒素を有する置換されたまたは置換されていない一価の炭化水素基を表し、
gは1,2,3または4である)の有機珪素化合物またはその部分的加水分解物である。
【0026】
部分的加水分解物は部分的均一加水分解物、すなわち一般式(IV)の有機珪素化合物の1種類の部分的加水分解物および部分的同時加水分解物、すなわち一般式(I)の有機珪素化合物の少なくとも2個の異なる種類の部分的加水分解物であってもよい。
【0027】
本発明の材料に使用される化合物(D)は一般式(IV)の有機珪素化合物の部分的加水分解物であり、6個までの珪素原子を有するものが有利である。
【0028】
R9の例は前記R3に関して記載された例である。基R9は有利に水素原子およびアルキル基であり、特に水素原子および1〜4個の炭素原子を有するアルキル基、特に有利に水素原子、メチル基およびエチル基である。
【0029】
基R10の例はアミノメチル基、1−アミノエチル基、3−アミノプロピル基、3−(2−アミノエチル)−アミノプロピル基、アミノエチルアミノエチルアミノプロピル基およびシクロヘキシルアミノプロピル基である。
【0030】
基R10は3−アミノプロピル基、3−(2−アミノエチル)−アミノプロピル基、アミノエチルアミノエチルアミノプロピル基およびシクロヘキシルアミノプロピル基であり、3−アミノプロピル基および3−(2−アミノエチル)−アミノプロピル基が特に有利である。
【0031】
本発明により使用される塩基性窒素を有する化合物(D)の例は3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−(N,N−ジエチル−2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(N,N−ジエチル−2−アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−(シクロヘキシルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(シクロヘキシルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、アミノメチルトリメトキシシラン、および前記アルコキシ官能性有機珪素化合物の部分的加水分解物である。
【0032】
本発明により使用される化合物(D)は市販された製品であるかまたは有機化学で公知の方法により製造できる。
【0033】
本発明の材料は本発明により縮合触媒として使用される錫化合物(C)および塩基性窒素を有する化合物(D)のほかに室温で架橋可能なオルガノポリシロキサン材料の製造に従来使用されたすべての成分を有することができる。使用される、架橋反応に関与する有機珪素化合物を有することができる加水分解可能の基は、任意の基、例えばアセトキシ基、オキシメート基およびオルガニルオキシ基、特にアルコキシ基、例えばエトキシ基、アルコキシエトキシ基およびメトキシ基であってよい。更に有機珪素化合物はシロキサン(≡Si−O−Si≡構造)およびシルカルバン(≡Si−R′−Si≡構造、R′は二価の場合により置換されたまたはヘテロ原子で中断された炭化水素基である)またはこれらのコポリマーである。
【0034】
本発明の架橋可能な材料は、有利には
(A)アセトキシ基、オキシメート基およびオルガニルオキシ基から選択される少なくとも2個の加水分解可能の基を有するオルガノポリシロキサン、場合により
(B)アセトキシ基、オキシメート基およびオルガニルオキシ基から選択される少なくとも3個の加水分解可能の基を有する架橋剤および/またはその部分的加水分解物、
(C)一般式(I)の単位を有する有機錫化合物、
(D)塩基性窒素を有する化合物(D)
を有する材料である。
【0035】
本発明により使用される少なくとも2個の加水分解可能の基を有するオルガノポリシロキサン(A)は有利に一般式(II)
(R5O)3−dR6 dSiO−[R6 2SiO]e−SiR6 d(OR5)3−d (II)
(式中、
dは0、1または2であり、
R6は同じかまたは異なるSiC結合した1〜18個の炭素原子を有する炭化水素基であり、前記基は場合によりハロゲン原子、エーテル基、エステル基、エポキシ基、メルカプト基、シアノ基、アミノ基または(ポリ)グリコール基により置換され、(ポリ)グリコール基はオキシエチレン単位および/またはオキシプロピレン単位から形成され、
R5は同じかまたは異なっていてもよく、R3に関して記載されたものを表し、
eは10〜10000、有利に100〜3000、特に400〜2000の整数であり、
ただしR5が水素原子である場合は、dは2である)の化合物である。
【0036】
基R6の例は基Rに関して記載した例である。
【0037】
基R6は有利にアルキル基、特に1〜4個の炭素原子を有するアルキル基、殊にメチル基である。
【0038】
基R5の例は基R3に関して記載した例である。
【0039】
基R5は有利に水素原子およびアルキル基、特に水素原子および1〜4個の炭素原子を有するアルキル基、殊に水素原子、メチル基およびエチル基である。
【0040】
一般式(II)のeの数の平均値は一般式(II)のオルガノポリシロキサンがそれぞれ25℃の温度で測定して1000〜2500000mPas、有利に4000〜800000mPasの粘度を有するように選択する。
【0041】
一般式(II)に示されてなくもしくはジオルガノポリシロキサンの名称から察知できないにもかかわらず、ジオルガノシロキサン単位の10モル%までがほかのシロキサン単位、例えばR6 3SiO1/2単位、R6SiO3/2単位およびSiO4/2単位に代わっていてもよく、R6は前記の意味を表す。
【0042】
それぞれの末端基に少なくとも2個のオルガニルオキシ基を有する本発明の材料に使用されるオルガノポリシロキサン(A)の例は、
(MeO)2MeSiO[SiMe2O]200−2000SiMe(OMe)2、
(EtO)2MeSiO[SiMe2O]200−2000SiMe(OEt)2、
(MeO)2ViSiO[SiMe2O]200−2000SiVi(OMe)2、
(EtO)2ViSiO[SiMe2O]200−2000SiVi(OEt)2であり、
Meはメチル基、Etはエチル基およびViはビニル基を表わす。
【0043】
本発明の材料に使用される少なくとも2個の加水分解可能の基を有する有機珪素化合物(A)は市販された製品であるかまたは珪素化学で公知の方法、例えばα、ω−ジヒドロキシポリオルガノシロキサンと相当するオルガニルオキシシランの反応により製造できる。
【0044】
本発明の材料に場合により使用される架橋剤(B)は少なくとも3個の加水分解可能の基を有する任意の、従来公知の架橋剤、例えば少なくとも3個のオルガニルオキシ基を有するシランまたはシロキサンであってもよい。
【0045】
本発明の材料に場合により使用される架橋剤(B)は有利に一般式(III)
(R7O)4−fSiR8 f (III)
(式中、
R7は同じかまたは異なっていてもよく、R3に関して記載されたものを表し、
R8はRに関して記載されたものを表し、
fは0または1である)の有機珪素化合物およびその部分的加水分解物である。
【0046】
部分的加水分解物は、部分的均一加水分解物、すなわち一般式(III)の有機珪素化合物の1種類の部分的加水分解物および部分的同時加水分解物、すなわち一般式(III)の有機珪素化合物の少なくとも2個の異なる種類の部分的加水分解物であってもよい。
【0047】
本発明の材料に場合により使用される架橋剤(B)は一般式(III)の有機珪素化合物の部分的加水分解物であり、6個までの珪素原子を有するものが有利である。
【0048】
基R7の例は基R3に関して記載された例である。有利には基R7は水素原子およびアルキル基であり、特に水素原子および1〜4個の炭素原子を有するアルキル基であり、特に有利に水素原子、メチル基およびエチル基である。
【0049】
基R8の例は基Rに関して記載された例であり、1〜12個の炭素原子を有する炭化水素基が有利であり、メチル基およびビニル基が特に有利である。
【0050】
本発明の材料に場合により使用される架橋剤(B)は有利に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、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、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、フェニルトリエトキシシラン、3−シアノプロピルトリメトキシシラン、3−シアノプロピルトリエトキシシラン、3−(グルシドキシ)プロピルトリエトキシシラン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタンおよび前記アルコキシ官能性有機珪素化合物の部分的加水分解物、例えばヘキサエトキシジシロキサンである。
【0051】
本発明の材料に場合により使用される架橋剤(B)は市販された製品であるかまたは珪素化学で公知の方法により製造できる。
【0052】
本発明の材料が架橋剤(B)を有する場合は、有利にそれぞれオルガノポリシロキサン(A)100質量部に対して0,01〜20質量部、特に0.5〜10質量部、特に有利に1.0〜5.0質量部の量である。例えば成分(D)として少なくとも3個の加水分解可能な基を有する化合物を使用する場合は、架橋剤(B)の添加を省くかまたは量を減少することができる。
【0053】
本発明の材料は触媒(C)をそれぞれオルガノポリシロキサン(A)100質量部に対して有利に0.01〜5質量%、特に0.05〜3質量%、特に有利に0.1〜1質量%の量で含有する。
【0054】
本発明の材料は成分(D)をそれぞれオルガノポリシロキサン(A)100質量部に対して有利に0.01〜6質量%、特に0.5〜4質量%、特に有利に1〜3質量%の量で含有する。
【0055】
本発明の材料は前記成分(A)、(B)、(C)および(D)のほかに更に可塑剤(E)、充填剤(F)、カップリング剤(G)、および添加剤(H)のような他の物質を含有することができ、その際付加的物質(E)〜(H)は従来の湿分を排除して保存安定であり、湿分の浸入の際に架橋可能な材料に使用されているものと同じであってもよい。
【0056】
可塑剤(E)の例は特に50〜1000mPasの範囲の粘度を有し、室温で液体である、トリメチルシロキシ基により末端ブロックされたジメチルポリシロキサンおよび高沸点炭化水素、例えばパラフィン油である。
【0057】
本発明の材料は可塑剤(E)をオルガノポリシロキサン(A)100質量部に対して有利に0〜300質量部、特に10〜200質量部、特に有利に20〜100質量部の量で含有する
充填剤(F)の例は非強化充填剤、すなわち50m2/gまでのBET表面積を有する充填剤、例えば石英、珪藻土、珪酸カルシウム、珪酸ジルコニウム、ゼオライト、金属酸化物粉末、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄または酸化亜鉛もしくはこれらの混合酸化物、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、石膏、窒化珪素、炭化珪素、窒化硼素、ガラス粉末およびプラスチック粉末、例えばポリアクリロニトリル粉末、強化充填剤、すなわち50m2/gより大きいBET表面積を有する充填剤、例えば熱分解により製造された珪酸、沈降珪酸、沈降白亜、カーボンブラック、例えばファーネスブラックおよびアセチレンブラック、および大きいBET表面積の珪素−アルミニウム混合酸化物、繊維状充填剤、例えばアスベストおよびプラスチック繊維である。前記充填剤は、例えばオルガノシランもしくはオルガノシロキサンまたはステアリン酸で処理することによりまたはヒドロキシル基をエーテル化してアルコキシ基にすることにより疎水化されていてもよい。充填剤(E)を使用する場合は、有利に親水性熱分解珪酸およびステアリン酸を被覆した白亜を使用する。
【0058】
本発明の材料はオルガノポリシロキサン(A)100質量部に対して有利に0〜300質量部、特に1〜200質量部、特に有利に5〜200質量部の量で充填剤(F)を含有する。
【0059】
本発明の材料に使用されるカップリング剤(G)の例は、例えばグリシドキシプロピル基またはメタクリルオキシプロピル基を有するシランおよびオルガノポリシロキサンのような官能基を有するシランおよびオルガノポリシロキサンおよびテトラアルコキシシランである。
【0060】
しかし前記官能基を有するシロキサン(A)または架橋剤(B)のような他の成分がすでに存在する場合は、カップリング剤の添加を省くことができる。
【0061】
本発明の材料はカップリング剤(G)をオルガノポリシロキサン(A)100質量部に対して有利に0〜50質量部、特に1〜20質量部、特に有利に1〜10質量部の量で含有する。
【0062】
添加剤(H)の例は顔料、染料、香料、殺菌剤、酸化防止剤、導電性カーボンブラックのような電気特性調節剤、難燃剤、光保護剤、SiC結合したメルカプトアルキル基を有するシランのような皮膜形成時間延長剤、細胞形成剤、例えばアゾジカルボンアミド、熱安定剤およびチキソトロープ剤、例えば燐酸エステルおよびアルキル芳香族化合物のような有機溶剤である。
【0063】
本発明の材料は添加剤(H)をオルガノポリシロキサン(A)100質量部に対して有利に0〜100質量部、特に0〜30質量部、特に有利に0〜10質量部の量で含有する。
【0064】
本発明の材料は、特に有利に
(A)一般式(II)のジオルガノポリシロキサン、場合により
(B)一般式(III)の架橋剤および/またはその加水分解物、
(C)一般式(I)の単位を有する有機錫化合物、および
(D)塩基性窒素を有する一般式(IV)の化合物
を有する材料である。
【0065】
本発明の材料は、特に
(A)一般式(II)のポリジオルガノポリシロキサン100質量部、
(B)一般式(III)の架橋剤および/またはその加水分解物0.01〜20質量部、
(C)一般式(I)の単位を有する有機錫化合物0.05〜3質量部、
(D)塩基性窒素を有する一般式(IV)の化合物0.01〜4質量部、
(E)可塑剤0〜300質量部、
(F)充填剤0〜300質量部、
(G)カップリング剤0〜50質量部、および
(H)添加剤0〜100質量部
からなる材料である。
【0066】
本発明の材料の個々の成分はそれぞれ1種類の成分であってもよく、少なくとも2個の異なる種類の成分からなる混合物であってもよい。
【0067】
本発明の材料を用意するために、その都度の材料のすべての成分を任意の順序で互いに混合することができる。前記混合は室温および周囲大気圧、すなわち例えば900〜1100hPaで行うことができる。所望の場合は、前記混合を高い温度、例えば35〜135℃の範囲の温度で行うことができる。
【0068】
本発明の材料の製造およびその保存は実質的に水不含の条件下で行わなければならず、それというのもそうでなければ材料が予定より早く硬化するからである。
【0069】
本発明の材料がエラストマーに架橋するために、空気の通常の含水量で十分である。所望の場合は、架橋を室温より高いかまたは低い温度、例えば−5〜15℃、または30〜50℃で行うことができる。有利に架橋を100〜1100hPa、特に周囲大気圧で行う。
【0070】
本発明のもう1つの対象は本発明の材料を架橋することにより製造された成形体である。
【0071】
本発明の架橋可能な材料はきわめて高い保存安定性および高い架橋速度により際立っているという利点を有する。
【0072】
本発明の材料は更に一般式(I)の有機錫化合物の使用により無色の半透明な材料が得られるという利点を有する。
【0073】
本発明の材料は水の排除下で保存安定であり、水が浸入した場合に室温でエラストマーに架橋する材料が使用できる、すべての使用目的に使用することができる。
【0074】
従って本発明による材料は例えば建物、自動車、船舶および航空機の、例えば垂直に延びる継ぎ目を含めた継ぎ目および例えば内法10〜40mmの幅の類似の空隙のパッキング材料として、または例えば窓へのまたは水槽またはガラス棚を製造する際の接着剤または充填剤として、および淡水または海水の絶え間のない作用にさらされる表面の保護被膜を含めた保護被膜または滑りを防ぐ被膜またはゴム弾性成形体を製造するために、または電気または電子装置を絶縁するために際立って適している。
【0075】
以下に記載する実施例においてすべての粘度の表示は25℃の温度に関する。ほかに記載されない限り、以下の実施例は周囲大気圧、従って約1000hPaおよび室温、従って約23℃もしくは付加的に加熱または冷却せずに室温で反応物質が結合する際に調節される温度および相対大気湿度約50%で実施する。更にすべての部および%の表示はほかに記載されない限り質量に関する。
【0076】
以下の実施例で製造したRTV−1−アルコキシ材料(=コンパウンド)の保存安定性は弾性ゴムへの加硫により保存時間の関数として測定する。コンパウンドの老化は50℃もしくは100℃で保存することにより加速する。
【0077】
例1
錫触媒1の製造
テトラ−n−ブチルジメトキシジスタンオキサン40gをドデシルベンゼンスルホン酸16gと混合し、その際生じるメタノールを真空で除去する。粘性の透明な化合物が得られる。119Sn−NMRスペクトルは−420ppmの高範囲変位信号を示し、反応が完全に行われたことを示す。
【0078】
真空を備えた遊星形ミキサー内で水の排除下で、粘度80000mPasを有する−OSi(OCH3)2(CH3)−末端基を有するポリジメチルシロキサン55.4質量部を、−OSi(CH3)3−末端基および粘度100mPasを有するポリジメチルシロキサン31.2質量部およびメチルトリメトキシシラン4.0質量部および3−アミノプロピルトリメトキシシラン1.5質量部と混合する。引き続きBET表面積150m2/gを有する熱分解珪酸(Wacker−Chemie社の商標名WACKER HDK(登録商標)V15として市販されている)8.0質量部と混合し、最後に前記錫触媒1 0.2質量部を添加する。
【0079】
真空下で均一にした後でこうして得られたコンパウンドを、湿分を通さない束に満たし、表1に示される保存時間の後に架橋する。このためにこうして得られたコンパウンドを厚さ2mmの層でPEフィルムに被覆し、23℃および相対湿度50%で放置する。24時間後に材料が完全に加硫している場合に加硫が良好として評価する。
【0080】
加硫特性の結果を表1に記載する。
【0081】
例2
錫触媒2の製造
ジ−n−ブチル錫酸化物をトルエン中で2モル当量のp−トルエンスルホン酸一水和物と一緒に還流加熱し、反応水を共沸蒸留により除去する。無色の粉末が得られる。
【0082】
こうして得られた錫触媒2 0.2質量部を使用して例1に記載と同様に処理する。
【0083】
加硫特性の結果を表1に示す。
【0084】
例3
錫触媒3の製造
ジ−n−ブチル錫酸化物を水/メタノール(1/1v/v)中で2モル当量のドデシルベンゼンスルホン酸と一緒に還流加熱し、反応水をトルエンで共沸蒸留により除去する。無色の粉末が得られる。
【0085】
得られた錫触媒3 0.2質量部を使用して例1に記載と同様に処理する。
【0086】
加硫特性の結果を表1に示す。
【0087】
例4
錫触媒4の製造
テトラ−n−ブチルジメトキシジスタンオキサン40gをアミドスルホン酸4.8gと混合する。無色の透明な液体が得られる。
【0088】
こうして得られた錫触媒4 0.2質量部を使用して例1に記載と同様に処理する。
【0089】
加硫特性の結果を表1に示す。
【0090】
比較例1
比較成分1の製造
p−トルエンスルホン酸9.5gをアミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン11gと混合し、その際混合物を強く温める。引き続きテトラ−n−ブチルジメトキシジスタンオキサン40gを添加する。得られた固形物をクロロホルムに溶かす。119Sn−NMR−スペクトルは−174ppmおよび−188ppmでテトラブチルジメトキシジスタンオキサンの信号を示す。
【0091】
こうして得られた比較成分1 0.2質量部を使用して例1に記載と同様に処理する。
【0092】
加硫特性の結果を表1に示す。
【0093】
比較例2
真空を備えた遊星形ミキサー内で水の排除下で、粘度80000mPasを有する−OSi(OCH3)2(CH3)−末端基を有するポリジメチルシロキサン55.4質量部を、−OSi(CH3)3−末端基および粘度100mPasを有するポリジメチルシロキサン31.2質量部およびメチルトリメトキシシラン4.0質量部および3−アミノプロピルトリメトキシシラン1.5質量部と混合する。引き続きBET表面積150m2/gを有する熱分解珪酸(Wacker−Chemie社の商標名WACKER HDK(登録商標)V15として市販されている)8.0質量部と混合し、最後にテトラエトキシシラン4部とジブチル錫ジアセテート2.2部の反応により製造した錫触媒(比較成分2)0.4質量部を添加する。真空下で均一にした後でこうして得られたコンパウンドを、湿分を通さない束に満たし、表1に示される保存時間の後に例1に記載と同様に架橋する。
【0094】
加硫特性の結果を表1に記載する。
【0095】
例5
真空を備えた遊星形ミキサー内で水の排除下で、粘度80000mPasを有する−OSi(OCH3)2(CH3)−末端基を有するポリジメチルシロキサン55.4質量部を、−OSi(CH3)3−末端基および粘度100mPasを有するポリジメチルシロキサン31.2質量部およびメチルトリメトキシシラン4.0質量部およびテトラ−n−ブチルジメトキシジスタンオキサン0.2質量部およびドデシルベンゼンスルホン酸0.2質量部と混合し、10分間撹拌する。引き続きBET表面積150m2/gを有する熱分解珪酸(Wacker−Chemie社の商標名WACKER HDK(登録商標)V15として市販されている)8.0質量部と混合し、最後に3−アミノプロピルトリメトキシシラン1.5質量部を添加する。真空下で均一にした後でこうして得られたコンパウンドを、湿分を通さない束に満たし、表1に示される保存時間の後に例1に記載と同様に架橋する。
【0096】
加硫特性の結果を表1に記載する。
【0097】
比較例3
真空を備えた遊星形ミキサー内で水の排除下で、粘度80000mPasを有する−OSi(OCH3)2(CH3)−末端基を有するポリジメチルシロキサン55.4質量部を、−OSi(CH3)3−末端基および粘度100mPasを有するポリジメチルシロキサン31.2質量部およびメチルトリメトキシシラン4.0質量部および3−アミノプロピルトリメトキシシラン1,5質量部と混合する。引き続きBET表面積150m2/gを有する熱分解珪酸(Wacker−Chemie社の商標名WACKER HDK(登録商標)V15として市販されている)8.0質量部と混合し、最後にテトラ−n−ブチルジメトキシジスタンオキサン0.2質量部およびドデシルベンゼンスルホン酸0.2質量部を添加する。真空下で均一にした後でこうして得られたコンパウンドを、湿分を通さない束に満たし、表1に示される保存時間の後に例1に記載と同様に架橋する。
【0098】
加硫特性の結果を表1に記載する。
【0099】
比較例4
真空を備えた遊星形ミキサー内で水の排除下で、粘度80000mPasを有する−OSi(OCH3)2(CH3)−末端基を有するポリジメチルシロキサン55.4質量部を、−OSi(CH3)3−末端基および粘度100mPasを有するポリジメチルシロキサン31.2質量部およびメチルトリメトキシシラン4.0質量部およびテトラ−n−ブチルジメトキシジスタンオキサン0.2質量部およびドデシルベンゼンスルホン酸0.2質量部と混合し、10分間撹拌する。引き続きBET表面積150m2/gを有する熱分解珪酸(Wacker−Chemie社の商標名WACKER HDK(登録商標)V15として市販されている)8.0質量部と混合する。真空下で均一にした後でこうして得られたコンパウンドを、湿分を通さない束に満たす。こうして得られた材料は加硫しない。
【0100】
【表1】
Claims (9)
- 少なくとも2個の加水分解可能な基を有する有機珪素化合物を基礎とする架橋可能な材料において、前記材料は、触媒として、一般式(I)
RaR1 b(XR3)cSnX(4−a−b−c)/2 (I)
(式中、
Rは同じかまたは異なっていてもよく、置換されたまたは置換されていない一価の炭化水素基を表し、前記基は酸素原子により中断されていてもよく、
Xは同じかまたは異なっていてもよく、−O−または−S−を表し、
R1は同じかまたは異なっていてもよく、−OS(=O)2R2を表し、
R2は同じかまたは異なっていてもよく、窒素原子を介して結合したアミン基、置換されたまたは置換されていない一価の炭化水素基を表し、前記基は−S(=O)2−により中断されてもよく、または−OR4基を表し、R4はR3に記載された意味と同じであり、
R3は同じかまたは異なっていてもよく、水素原子または置換されたまたは置換されていない一価の炭化水素基を表し、前記基は酸素原子により中断されていてもよく、
aは0,1,2または3であり、
bは0,1,2または3であり、
cは0、1,2または3である)の単位を有する少なくとも1個の有機錫化合物(C)
および
塩基性窒素を有する化合物(D)
を含有し、ただしa+b+cの合計は4より小さく、有機錫化合物は少なくとも1個の基R1を有することを特徴とする有機珪素化合物を基礎とする架橋可能な材料。 - 一般式(I)中のXが酸素原子を表す請求項1記載の材料。
- 塩基性窒素を有する化合物(D)がアミン、窒素含有複素環またはアミノ官能性有機珪素化合物からなる群から選択される化合物である請求項1または2記載の材料。
- 塩基性窒素を有する化合物(D)がアミノ官能性有機珪素化合物である請求項1から3までのいずれか1項記載の材料。
- 塩基性窒素を有する化合物(D)が一般式(IV)
(R9O)4−gSiR10 g (IV)
(式中、
R9は同じかまたは異なっていてもよく、上記R3に記載されたものの1つを表し、
R10は同じかまたは異なっていてもよく、塩基性窒素を有する置換されたまたは置換されていない一価の炭化水素基を表し、
gは1,2,3または4である)の有機珪素化合物またはその部分的加水分解物である請求項1から4までのいずれか1項記載の材料。 - 架橋可能な材料が
(A)アセトキシ基、オキシメート基およびオルガニルオキシ基から選択される少なくとも2個の加水分解可能な基を有するオルガノポリシロキサン、場合により
(B)アセトキシ基、オキシメート基およびオルガニルオキシ基から選択される少なくとも3個の加水分解可能な基を有する架橋剤および/またはその部分的加水分解物、
(C)一般式(I)の単位を有する有機錫化合物および
(D)塩基性窒素を有する化合物(D)
を有する材料である請求項1から5までのいずれか1項記載の材料。 - 架橋可能な材料が
(A)一般式(II)のジオルガノポリシロキサン、場合により
(B)一般式(III)の架橋剤および/またはその部分的加水分解物
(C)一般式(I)の単位を有する有機錫化合物および
(D)一般式(IV)の塩基性窒素を有する化合物
を有する材料である請求項1から6までのいずれか1項記載の材料。 - 架橋可能な材料が
(A)一般式(II)のポリジオルガノシロキサン100質量部、
(B)一般式(III)の架橋剤および/またはその部分的加水分解物0.01〜20質量部、
(C)一般式(I)の単位を有する有機錫化合物0.05〜3質量部、
(D)一般式(IV)の塩基性窒素を有する化合物0.01〜4質量部
(E)可塑剤0〜300質量部
(F)充填剤0〜300質量部
(G)カップリング剤0〜50質量部および
(H)添加剤0〜100質量部
からなる材料である請求項1から7までのいずれか1項記載の材料。 - 請求項1から8までのいずれか1項記載の材料の架橋により製造される成形体。
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