JP2006052321A - 新規ビニルシラン化合物、それを用いた硬化性樹脂、及び、それを用いた硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、そのような問題を解決するため、そのようなビニル重合体の密着性能を高める方法として、下記特許文献1では、分子内に重合性ビニル基と極性基と反応性シリル基を有する化合物を共重合させる方法が提案されている。しかしながら、この方法では、分子内の極性基の分子的剛直さのため化合物自体の結晶性が上がっていまい、その溶剤への溶解性の悪さから、共重合させるために高温高圧の過酷な反応条件が必要となりコストアップとなるという問題があった。
すなわち、本発明の第1は、下記式(1)で表されることを特徴とする分子内にヒドロキシル基を有するビニルシラン化合物(A)である。
また、本発明の第3は、前記硬化性樹脂(C)と、主鎖に少なくともポリオキシアルキレンを含み、且つ分子内に下記式(2)で表される加水分解性シリル基及びシラノール基よりなる群から選ばれた一種以上の基からなる含珪素特性基を含む硬化性樹脂(D)とを含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物である。
また、本発明の第5は、本発明の第2〜4のいずれかの硬化性樹脂又は硬化性樹脂組成物と、アミノシラン化合物(E)とを含有することを特徴とする湿気硬化型接着剤組成物である。
(I)ビニルシラン化合物(A)について
本発明における分子内にヒドロキシル基を有するビニルシラン化合物(A)は、下記式(1)で表される。
上記式(1)において、Xは加水分解性基又はヒドロキシル基を示すが、加水分解性基の具体例としては、ハロゲン基、ハイドライド基、アルコキシル基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。これらの中でも、高反応性及び低臭性などの点から、アルコキシル基が好ましい。さらに、反応性の高さから、メトキシ基又はエトキシ基が特に好ましい。
また、複数の原料を化学反応により連結してヒドロキシル基を有する連結基とする反応には、エポキシ基と、第1級アミノ基、第2級アミノ基、メルカプト基及びヒドロキシル基から選ばれる一種以上の基を反応させる方法が挙げられる。これらの中では、高い反応性の点から、エポキシ基と第1級アミノ基との反応、エポキシ基と第2級アミノ基との反応、エポキシ基とメルカプト基との反応が好ましい。但し、これらの反応においては、エポキシ基は開環反応をする際に、α位とβ位のどちらからも開環するため、それぞれの開環反応物の混合物になる。本発明においては、α位で開環した化合物もβ位で開環した化合物も、上記ビニルシラン化合物(A)として好適に用いることができる。
上記化合物(a)は、分子内に重合性不飽和基及びエポキシ基を有する化合物である。上記化合物(a)の具体例としては、アリルグリシジルエーテル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記式(14)〜上記式(20)で表される化合物を合成する反応は、公知の常法に従って行えばよい。公知の常法では、例えば、−20℃〜+150℃で1時間〜1000時間程度反応を行えばよい。また、この公知の反応方法においては、錫化合物のような金属化合物(S−1)及び/又はアミン化合物(S−2)などの公知の反応触媒を用いることができる。さらに、この公知の反応方法においては、公知の反応溶媒(S−3)を用いることができる。上記メルカプトシラン化合物(A)の製造において用いられる上記金属化合物及び上記アミン化合物、及び上記反応溶媒はそれぞれの原料あるいは反応に見合ったものであれば特に限定されない。
上記化合物(c)は、分子内に少なくとも1個の上記含珪素特性基と少なくとも1個のメルカプト基を有するメルカプトシラン化合物である。上記化合物(c)の具体例としては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記化合物(f)は、分子内に上記式(2)で表される加水分解性シリル基及びシラノール基よりなる群から選ばれた一種以上の基からなる含珪素特性基とエポキシ基を有する化合物である。上記化合物(d)の具体例としては、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記化合物(h)は、上記化合物(d)のうち第2級アミノ基を有さない化合物である。
上記化合物(j)は、分子内に少なくとも1個のα,β−不飽和カルボニル基を有するα,β−不飽和カルボニル化合物であり、アクリル酸系化合物、メタクリル酸系化合物(以下、アクリル及びメタクリルを(メタ)アクリルと略して記述する)、ビニルカルボニル系化合物、マレイン酸系化合物、マレイミド系化合物が含まれる。以下、それらの具体例を挙げる。
(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリレート、イソブトキシメチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、7−アミノ−3,7−ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−t−オクチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、コハク酸2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、マレイン酸、マレイン酸2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、フタル酸2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、ヘキサヒドロフタル酸2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシメチルジエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシメチルジメトキシシラン、共栄社化学社製商品名:ライトエステルM、ライトエステルE、ライトエステルNB、ライトエステルIB、ライトエステルEH、ライトエステルID、ライトエステルL、ライトエステルL−5、ライトエステルL−7、ライトエステルTD、ライトエステルL−8、ライトエステルS、ライトエステルMC、ライトエステル130MA、ライトエステル041MA、ライトエステルCH、ライトエステルTHF、ライトエステルBZ、ライトエステルPO、ライトエステルIB−X、ライトエステルHO、ライトエステルHOP、ライトエステルHOA、ライトエステルHOP−A、ライトエステルHOB、ライトエステルDM、ライトエステルDE、ライトエステルA、ライトエステルHO−MS、ライトエステルHO−HH、ライトエステルHO−MPP、ライトエステルG、ライトエステルTB、ライトエステルIS、ライトエステルMTG、ライトエステルBO、ライトエステルCL、ライトエステルM−3F、ライトエステルM−4F、ライトエステルM−6F、ライトエステルFM−108、ライトアクリレートIAA、ライトアクリレートL−A、ライトアクリレートS−A、ライトアクリレートBO−A、ライトアクリレートEC−A、ライトアクリレートMTG−A、ライトアクリレート130A 、ライトアクリレートDPM−A、ライトアクリレートPO−A、ライトアクリレートP−200A、ライトアクリレートNP−4EA、ライトアクリレートNP−8EA、ライトアクリレートTHF−A、ライトアクリレートIB−XA、ライトアクリレートHO−A、ライトアクリレートHOP−A、エポキシエステルM−600A、HOA−MPL、HOA−MPE、ライトアクリレートIO−A、ライトアクリレートIM−A、ライトアクリレートIS−A、ライトアクリレートEHDG−A、ライトアクリレートHOB−A、HOA−HH、ライトアクリレートFA−108、ライトアクリレートP2H−A、協和発酵工業社製商品名:ダイアセトンアクリルアマイド、昭和電工社製商品名:カレンズMOI−BM、三菱化学社製商品名:4−ヒドロキシブチルアクリレート、新中村化学社製商品名:NKエステルM−20G、NKエステルM−40G、NKエステルM−90G、NKエステルM−230G、NKエステルCB−1、NKエステルSA、トポレンM、NKエステルS、NKエステルAMP−10G、NKエステルAMP−20G、NKエステルAMP−20GY、NKエステルAMP−60G、NKエステルAM−30G、NKエステルAM−90G、NKエステルA−SA、NKエステルLA、NKエステルCMP−1E、NKエステルNPA−10G、NKエステルNPA−5E、NKエステルNPA−5P、NKエステルLMA、NKエステルACB−21、NKエステルCB−23、NKエステルCB−26、NKエステルCBX−1、NKエステルA−IB、NKエステルIB、NKエステルA−MO、NKエステル702A、NKエステルA−OC−18E、NKエステルS−1800A、NKエステルS−1800M、NKエステルA−L4、NKエステル#401P、NKエステルA−NP−1E、NKオリゴEA−5120、NKオリゴEA−5122、NKオリゴEA−5123、東亞合成社製商品名:アロニックスM−101、アロニックスM−102、アロニックスM−110、アロニックスM−111、アロニックスM−113、アロニックスM−114、アロニックスM−117、アロニックスM−120、アロニックスM−150、アロニックスM−156、アロニックスM−5300、アロニックスM−5400、アロニックスM−5600、アロニックスM−5700、ナガセ化成工業社製商品名:デナコールアクリレートDA−141、日本油脂社製商品名:ブレンマーBMA、ブレンマーIBMA、ブレンマーCHMA、ブレンマーEHMA−25、ブレンマーTBCHMA、ブレンマーDSMA、ブレンマーLMA、ブレンマーSLMA、ブレンマーPMA、ブレンマーCMA、ブレンマーSMA、ブレンマーVMA、ブレンマーB−12、ブレンマーCHA、ブレンマーLA、ブレンマーSLA、ブレンマーCA、ブレンマーSA、ブレンマーB−18A、ブレンマーG、ブレンマーGH、ブレンマーGH−LC、ブレンマーGS、ブレンマーGLM、ブレンマーGLM−R、ブレンマーG−FA、ブレンマーG−O、ブレンマーG−SB、ブレンマーE、ブレンマーPE−90、ブレンマーPE−200、ブレンマーPE−350、ブレンマーAE−90、ブレンマーAE−200、ブレンマーAE−400、ブレンマーP、ブレンマーPP−1000、ブレンマーPP−500、ブレンマーPP−800、ブレンマーAP−150、ブレンマーAP−400、ブレンマーAP−550、ブレンマーAP−800、ブレンマー50PEP−300、ブレンマー70PEP−350B、ブレンマーAEPシリーズ、ブレンマー55PET−400、ブレンマー30PET−800、ブレンマー55PET−800、ブレンマーAETシリーズ、ブレンマー30PPT−800、ブレンマー50PPT−800、ブレンマー70PPT−800、ブレンマーAPTシリーズ、ブレンマー10PPB−500B、ブレンマー10APB−500B、ブレンマーPME−100、ブレンマーPME−200、ブレンマーPME−400、ブレンマーPME−1000、ブレンマーPME−4000、ブレンマーAME−400、ブレンマー50POEP−800B、ブレンマー50AOEP−800B、ブレンマーPLE−200、ブレンマーALE−200、ブレンマーALE−800、ブレンマーPSE−200、ブレンマーPSE−400、ブレンマーPSE−1300、ブレンマーASEPシリーズ、ブレンマーPKEPシリーズ、ブレンマーANE−300、ブレンマーANE−1300、ブレンマーPNEPシリーズ、ブレンマーPNPEシリーズ、ブレンマー43ANEP−500、ブレンマー70ANEP−550、三菱ガス化学社製商品番号:GE−110、MMA、EMA、GE−310、GE−320、EHMA、GE−410、GE−420、DPMA、SMA、GE−510、GE−610、GE−650,GE−710、GE−720、AMA、CHMA、DAA、三菱レーヨン社製商品名:アクリエステルM、アクリエステルE、アクリエステルIB、アクリエステルTB、アクリエステルEH、アクリエステルL、アクリエステルSL、アクリエステルTD、アクリエステルS、アクリエステルCH、アクリエステルBZ、アクリエステルIBX、アクリエステルG、アクリエステルGU、アクリエステルTHF、アクリエステルA、アクリエステルHO、アクリエステルHISS、アクリエステルHP、アクリエステルMT、アクリエステルET、アクリエステルPA、アクリエステルHH、アクリエステルDM、アクリエステルDE、アクリエステル3FE、アクリエステル17FE、信越化学工業社製商品名:KBM−503、KBM−5103等。
ビニルアセトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン、メシチルオキサイド、アクロレイン、メタクロレイン、シンナミル系化合物、クロトンアルデヒド等。
マレイン酸系化合物:
マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジ2−エチルヘキシル、マレイン酸ジオクチル等。
マレイミド系化合物:
N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、ヒドロキシフェニルモノマレイミド、N−ラウリルマレイミド、ジエチルフェニルモノマレイミド、p−ヒドロキシフェニルマレイミド、N−(2−クロロフェニル)マレイミド等。
さらに、上記(メタ)アクリル酸系化合物、上記ビニルカルボニル系化合物、上記マレイン酸系化合物、上記マレイミド系化合物の以外の上記化合物(j)の具体例としては、その内部に弗素原子、硫黄原子又はリン原子を含む化合物、上記極性要素部分を含有する重合性アルケニル化合物も含まれる。弗素原子を含む化合物としては、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート等が、リン原子を含む化合物としては、(メタ)アクリロキシエチルフェニルアシッドホスフェート等も含まれる。
上記化合物(k)は、アクリロニトリル系化合物である。上記化合物(k)の具体例としては、アクリロニトリル、α−メチルアクリロニトリル、2,4−ジシアノブテン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
さらに、本発明におけるビニルシラン化合物(A)は、通常のシランカップリング剤としての用途(例えば、接着性付与剤あるいは脱水剤等)にも用いることができる。
上記重合性化合物(B)は、分子内に少なくとも1個以上の重合性官能基を含む重合性化合物であり、下記式(24)で表される化合物が含まれる。
−110、MMA、EMA、GE−310、GE−320、EHMA、GE−410、GE−420、DPMA、SMA、GE−510、GE−610、GE−650,GE−710、GE−720、AMA、CHMA、DAA、三菱レーヨン社製商品名:アクリエステルM、アクリエステルE、アクリエステルIB、アクリエステルTB、アクリエステルEH、アクリエステルL、アクリエステルSL、アクリエステルTD、アクリエステルS、アクリエステルCH、アクリエステルBZ、アクリエステルIBX、アクリエステルG、アクリエステルGU、アクリエステルTHF、アクリエステルA、アクリエステルHO、アクリエステルHISS、アクリエステルHP、アクリエステルMT、アクリエステルET、アクリエステルPA、アクリエステルHH、アクリエステルDM、アクリエステルDE、アクリエステル3FE、アクリエステル17FE等、日本化薬社製商品名:カヤハードTC110S、カヤハードR629、カヤハードR644、大阪有機化学社製商品名:ビスコート3700等、信越化学工業社製商品名:KBM−503、KBM−5103、KBM−1403、KBM−1003等、アリルアミン化合物、アリルメルカプタン化合物、フルフリルメルカプタン化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記硬化性樹脂(C)は、上記ビニルシラン化合物(A)から選ばれる1種以上の化合物、及び、上記重合性化合物(B)から選ばれた一種以上の化合物を重合してなる、分子内に下記式(2)で表される加水分解性シリル基及びシラノール基よりなる群から選ばれた一種以上の基からなる含珪素特性基を含む硬化性樹脂である。
上記硬化性樹脂(C)を製造するための重合反応は、公知の常法に従って行えばよい。具体的には、上ビニルシラン化合物(A)から選ばれる1種以上の化合物、及び、上記重合性化合物(B)から選ばれた一種以上の化合物と、必要に応じてラジカル開始剤(S−4)及び/又は連鎖移動剤(S−5)を加えて、50〜150℃で1時間から12時間程度反応させる。また、重合反応においては、反応溶媒(S−3)を用いることができる。さらに、下記硬化性樹脂(D)及び/又は他の硬化性化合物(M)の存在下で行ってもよい。重合方法は特に限定されず、公知のラジカル重合反応、カチオン重合反応、アニオン重合反応を用いることができるが、ラジカル重合反応が反応の容易さから好ましい。また、重合反応はリビング重合反応であってもよくリビング重合反応でなくてもよい。上記硬化性樹脂(C)の製造において用いられる上記ラジカル開始剤、上記連鎖移動剤、及び上記反応溶媒はそれぞれの原料あるいは反応に見合ったものであれば特に限定されない。
上記ラジカル開始剤(S−4)としては、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチル−4−トリメトキシシリルペントニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチル−4−メチルジメトキシシリルペントニトリル)、和光純薬工業社製商品名:VA−046B、VA−057、VA−061、VA−085、VA−086、VA−096、V−601、V−65及びVAm−110等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキシド、t−アルキルパーオキシエステル、アセチルパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート等の過酸化物が使用される。
上記硬化性化合物(M)としては、オルガノポリシロキサン、シリコーンアルコキシオリゴマー(例えば、信越化学工業社製商品名;KC−89S、KR−500、X−40−9225、X−40−9246、X−40−9250、KR−217、KR−9218、KR−213、KR−510、X−40−9227、X−40−9247、X−41−1053、X−41−1056、X−40−1805、X−40−1810、X−40−2651、X−40−2308、X−40−9238等)、チタンカップリング剤、下記シランカップリング剤、シリケート化合物(例えば、メチルシリケート、エチルシリケート、三菱化学社製商品名;MS51)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記硬化性樹脂(D)は、主鎖に少なくともポリオキシアルキレンを含む分子内に下記式(2)で表される加水分解性シリル基及びシラノール基よりなる群から選ばれた一種以上の基からなる含珪素特性基を含む硬化性樹脂である。
上記硬化性樹脂(D)の分子量は、特に限定されないが、数平均分子量が500〜100000が好ましく、1000〜50000がより好ましく、2000〜20000が特に好ましい。
上記硬化性樹脂(D)の粘度は、特に限定されないが、数平均分子量が50〜600000mPa・ sが好ましく、500〜400000mPa・ sがより好ましく、2000〜200000mPa・ sが特に好ましい。
上記アルケニル基を有するポリオキシアルキレンを製造する方法は公知である。例えば、分子内にヒドロキシル基を有するポリオキシアルキレンであるポリオール化合物のヒドロキシル基を金属ナトリウム等でナトリウムアルコキシド化したのち、アリルクロライド等のアルケニル基を有するハロゲン化物等を反応させる方法などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
上記アミノシラン化合物(E)は、分子内に上記式(2)で表される加水分解性シリル基及びシラノール基よりなる群から選ばれた一種以上の基からなる含珪素特性基と、且つ分子内にアミノ基を含むアミノシラン化合物である。上記アミノシラン化合物(E)の具体例としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン、4−アミノ−3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、4−アミノ−3−ジメチルブチルメチルジメトキシシラン、4−アミノ−3−ジメチルブチルトリエトキシシラン、4−アミノ−3−ジメチルブチルメチルジエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ナフチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−ナフチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(n−ブチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(n−ブチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−エチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−エチル−アミノイソブチルトリメトキシシラン、N−メチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−メチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−3−[アミノ(ジプロピレンオキシ)]アミノプロピルトリメトキシシラン、(アミノエチルアミノメチル)フェネチルトリメトキシシラン、N−(6−アミノヘキシル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−11−アミノウンデシルトリメトキシシラン、ビス(トリメトキシシリルプロピル)アミン等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。上記アミノシラン化合物(E)の配合量は特に限定されないが、硬化性樹脂(C)及び(D)100重量部あたり、好ましくは0.1〜20重量部であり、特に好ましくは1〜10重量部である。
また、本発明における硬化性樹脂には、特開平9−272715号、特開平9−272714号、特開平11−080249等、特開平11−080250等、特開平11−005815等、特開平11−116617等、特開平11−116606等、特開平11−080571等、特開平11−080570等、特開平11−130931等、特開平11−100433等、特開平11−116763等、特開2003−82192等、特開2003−119339号、特開2003−171416号、特開2003−246861号、特開2003−327852号、特開2003−327620号、特開2004−002835号の各公報等に提案されている反応性シリル基含有ビニル重合体を配合することができる。このような反応性シリル基含有ビニル重合体は市販されており、市販品としては、鐘淵化学工業社製商品名:SA100S、OR100S、SA300S、SA110S等、東亞合成社製商品名:XPR−15、XPR−22、XPR−40等の反応性可塑剤XPRシリーズ、綜研化学社製商品名:アクトフローAS−300、アクトフローAS−301、アクトフローASM−4001等のアクトフローシリーズが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明に係る硬化性樹脂組成物は、例えば、接着剤、シーラント、塗料、コーティング剤、目止め剤(例えば、コンクリートひび割れ補修において注入剤が漏れないようにひび割れを覆うための目止め剤)、注型材、被覆材などの用途に好適に用いられるが、これらの用途に用いる場合は、さらにシランカップリング剤、充填材、硬化触媒、各種添加剤などを要求される性能に応じて配合することが好ましい。特に、シランカップリング剤及び充填材を配合することが好ましい。
本発明に係る硬化性樹脂組成物に配合できる上記充填剤としては、炭酸カルシウム系、各種処理炭酸カルシウム系、炭酸マグネシウム系、有機高分子系、クレー系、タルク系、シリカ系、フュームドシリカ系、ガラスバルーン、プラスチックバルーン等の各種バルーン系、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物系、フィブリル化繊維系等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記シリカ系充填材としては、親水性シリカ系粉体、疎水性シリカ系粉体、溶融石英ガラス系粉体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの中では、特に、疎水性シリカ系粉体が好ましい。
疎水化処理は、シリカ系粉体と上記有機珪素化合物とを、100〜400℃程度の温度で高速攪拌することによりなされる。両者の接触を均一に行うために、有機溶媒等の媒体中で行うのが望ましい。シリカ系粉体と上記有機珪素化合物の配合割合は、通常シリカ系粉体100重量部あたり、上記有機珪素化合物3〜40重量部である。
上記フィブリル化繊維系充填材としては、フィブリル化した芳香族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリアクリロニトリル繊維等が挙げられ、平均繊維長さが0.1〜5mm程度のものが好ましい。又、上記フィブリル化繊維よりもフィブリル化が低い低フィブリル化繊維も上記フィブリル化繊維と組み合わせて用いることができる。フィブリル化が低いとは、幹繊維の単位長さあたりにおいて、ヒゲ状の分岐が少ないことを意味する。低フィブリル化繊維としては、フィブリル化又は非フィブリル化したポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリアクリロニトリル繊維等の他、セピオライト、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられる。
本発明に係る硬化性樹脂組成物に配合できる上記硬化触媒としては、有機錫化合物、有機錫化合物以外の有機金属化合物、アミン類等の塩基、カルボン酸及び有機燐酸化合物等の酸化合物、ハロゲン化金属化合物及びハロゲン化ホウ素化合物等のルイス酸化合物及びそのルイス酸の錯体等が挙げられる。
上記硬化触媒に含まれる上記有機錫化合物としては、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジマレート、ジオクチル錫ジマレート、ジブチル錫フタレート、ジオクチル錫フタレート、オクチル酸第一錫、ジブチル錫メトキシド、ジブチル錫ジメトキシド、ジオクチル錫ジメトキシド、ジブチル錫ジアセチルアセテート、ジオクチル錫ジアセチルアセテート、ジブチル錫ジバーサテート、ジオクチル錫ジバーサテート、ジブチル錫オキサイドとフタル酸ジエステルとの反応生成物、ステアリン酸錫等の錫系化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
R22及びR23で表される炭素数1〜12個の置換若しくは非置換の炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、2−エチルヘキシル、デシル、ラウリル等の直鎖状若しくは分枝直鎖状アルキル基、置換若しくは非置換のフェニル基等が挙げられる。uは1以上の整数であれば良いが、好ましくは1〜3の整数である。
上記硬化触媒に含まれる上記有機錫化合物以外の有機金属化合物としては、上記有機錫化合物の錫がビスマスに置き換わったビスマス化合物、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、トリエタノールアミンチタネート等のチタネート化合物類、オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸リチウム、ナフテン酸コバルト等のカルボン酸金属塩、アルミニウムアセチルアセトナート錯体、バナジウムアセチルアセトナート錯体等の金属アセチルアセトナート錯体、日東化成社製商品名;U−600、U−660等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記硬化触媒に含まれる上記ルイス酸化合物及びそのルイス酸の錯体は、分子内に加水分解性シリル基及びシラノール基を有し、且つ分子内にウレタン結合等の特定の結合及び/又は基を含む硬化性樹脂の硬化触媒として非常に有用であり、極めて短時間裡に硬化性樹脂を硬化させる。
上記ルイス酸化合物としては、塩化チタン、塩化すず、塩化ジルコニウム、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化銅、塩化アンチモン等の金属ハロゲン化物、及び、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素等のハロゲン化ホウ素化合物等が挙げられる。これらルイス酸化合物の硬化性に及ぼす効果は、その上記ルイス酸の酸性の強さによって影響されると考えられる。また、上記ルイス酸の錯体としては、アミン錯体、アルコール錯体、エーテル錯体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。アミン錯体に用いるアミン化合物としては、アンモニア、モノエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピペリジン、アニリン、モルホリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、上記シランカップリング剤のうちアミノ基を有する化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。アルコール錯体に用いるアルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール等の1級アルコール、イソプロパノール、2−ブタノール等の2級アルコールが挙げられるが、これらに限定されるものではない。エーテル錯体に用いるエーテル類としては、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、n−ジブチルエーテルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記ルイス酸の錯体としては、特に三フッ化ホウ素の錯体が、取り扱いが容易であるなどの点で、好ましい。また、上記三フッ化ホウ素の錯体の中では、安定性と触媒活性を兼ね備えたアミン錯体が特に好ましい。そのような三フッ化ホウ素のアミン錯体は市販されており、本発明ではそれらを用いることができる。三フッ化ホウ素のアミン錯体の市販品としては、エアープロダクツジャパン社製商品名:アンカー1040、アンカー1115、アンカー1170、アンカー1222、BAK1171等が挙げられる。
本発明に係る硬化性樹脂組成物に配合できる上記各種添加剤としては、粘着性付与剤(タッキファイアー)、揺変剤、脱水剤、希釈剤、可塑剤、難燃剤、オリゴマー、老化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、桐油等の乾性油、非シリル化硬化性化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記脱水剤としては、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、塩化カルシウム、オルト珪酸エステル、ビニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、メチルシリケート、エチルシリケート等のシリケート化合物、活性炭、ゼオライト等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記希釈剤としては、希釈効果のある溶剤であれば限定なく好適に使用することができるが、好ましくは上記硬化性樹脂(C)及び(D)と相溶性がよいものであり、特に好ましくは水分含有量が500ppm以下のものである。上記希釈剤の配合割合は特に限定されない。
また、上記希釈剤としては、分子内に加水分解性シリル基、エポキシ基、イソシアネート基等の架橋性官能基を含む反応性希釈剤を用いることができる。それらの主鎖骨格は特に限定されない。
さらに、上記希釈剤としては、主鎖がアクリル重合体である化合物を用いることができる。そのような化合物は市販されており、本発明ではそれらを用いることができる。主鎖がアクリル重合体である市販化合物としては、東亜合成社製商品名:XPR−15,22,39,40、UP1000,1010,1020,1021,1061,1070,1080,1110、UG−4010、綜研化学社製商品名:UMB−1001,2005,2005B,2005P、UME−1001、UMM−1001,4005、UT−1001,2001,2001P,3001、AS−300,301、ASM−4001、CB−3060、BGV−11,12等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記老化防止剤及び上記紫外線吸収剤としては、その分子内に第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基及び/又はメルカプト基を有する化合物が挙げられ、各種樹脂の劣化防止剤として広く用いられているものが含まれる。
上記老化防止剤及び上記紫外線吸収剤は、1種又は2種以上選択して用いることができる。上記老化防止剤及び上記紫外線吸収剤の配合割合は、上記硬化性樹脂(C)及び(D)100重量部あたり0.001〜10重量部が好適であるが、好ましくは0.01〜5重量部であり、特に好ましくは0.1〜2重量部である。
上記ウレタンプレポリマーとしては、分子内に少なくとも1個のイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであれば特に限定されない。このようなウレタンプレポリマーは、分子内に少なくとも1個のヒドロキシル基、アミノ基、メルカプト基及びカルボキシル基を有する化合物と分子内に少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物との反応により合成することができる。また、このウレタンプレポリマー中には、その原料となった分子内に少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物が残存していてもよい。
また、上記エポキシ樹脂を用いる場合には、ケチミン化合物を用いることが好適である。ケチミン化合物は一般式 −N=C(X)(Y)で示される基を有する化合物(但し、Xは水素原子又は有機基、Yは有機基である。)であり、本発明においては、例えば、下記の(1)及び(2)の化合物が有効に用いられる。
分子内に第一級アミノ基を少なくとも1個有するアミン化合物としては、一般に約2000以下、好ましくは約30〜1000の範囲内の第一級アミノ基当量を有することが有利であり、又一般に約5000以下、好ましくは約60〜3000の範囲内の数平均分子量を有することが好適である。
上記カルボニル化合物としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルt−ブチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、エチルプロピルケトン、エチルブチルケトン、シクロヘキサノン、プロピオフェノン、ベンゾフェノン等のケトン類、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類を挙げることができる。
また、本発明においては、上記硬化性樹脂(C)及び(D)及び上記エポキシ樹脂の硬化剤からなる混合物(I)並びに上記エポキシ樹脂及び該硬化性樹脂の硬化触媒からなる混合物(II)を含有する組成物にすることもできる。特に、該組成物における各成分の配合割合を、上記硬化性樹脂(C)及び(D)100重量部及び上記エポキシ樹脂の硬化剤0.01〜80重量部からなる混合物(I)15〜80重量%並びに上記エポキシ樹脂100重量部及び該硬化性樹脂の硬化触媒0.1〜20重量部からなる混合物(II)85〜15重量%とするのが好ましい。
その他、フェノールノボラック、ポリメルカプタン化合物、ポリサルファイド、ケチミン類、第三級アミン類、有機酸ヒドラジド、ジシアンジアミド及びその誘導体、アミンイミド、カルボン酸エステル、三弗化ホウ素−アミンコンプレックス、イミダゾール類、ルイス酸類、酸無水物類、ハロゲン化酸無水物類、芳香族ジアゾニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルスルホニウム塩、トリアリルセレニウム塩、ポリアミドアミン、ポリフェノール類、アルコール類、アセチルアセトナト金属塩、ホスフィン類等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは1種又は2種以上選択して用いることができる。
(実施例1)
反応容器にアリルグリシジルエーテルを114.1g投入し、窒素雰囲気下撹拌しながら、85℃まで昇温した。その後、N−エチル−アミノイソブチルトリメトキシシラン221.4gを1時間かけて滴下した。さらに、50℃で7日間反応させた後、減圧下未反応の諸成分を留去することで、分子内にトリメトキシシリル基、第3級アミノ基及びヒドロキシル基を有するビニルシラン化合物(V−1)を得た。
(実施例2)
反応容器にアリルグリシジルエーテルを114.1g及びトリエチルアミンを1.1g投入し、窒素雰囲気下撹拌しながら、85℃まで昇温した。その後、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン180.3gを1時間かけて滴下した。さらに、50℃で7日間反応させた後、減圧下未反応の諸成分及びトリエチルアミンを留去することで、分子内にメチルジメトキシシリル基、メルカプト基及びヒドロキシル基を有するビニルシラン化合物(V−2)を得た。
反応容器にメチルアクリレートを344.4g、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを444.8g投入し、窒素雰囲気下混合しながら、23℃で1日間反応させた後、さらに50℃で7日間反応させ、分子内にトリメトキシシリル基、第2級アミノ基及び第3級アミノ基を有する反応物(Aa−3)を合成した。
別の反応容器にアリルグリシジルエーテルを114.1g投入し、窒素雰囲気下撹拌しながら、85℃まで昇温した。その後、反応物(Aa−3)394.5gを2時間かけて滴下した。さらに、50℃で7日間反応させた後、減圧下未反応の諸成分を留去することで、分子内にトリメトキシシリル基、2個の第3級アミノ基、及びヒドロキシル基を有するビニルシラン化合物(V−3)を得た。
反応容器にアリルグリシジルエーテルを114.1g投入し、窒素雰囲気下撹拌しながら、85℃まで昇温した。その後、N−エチル−アミノイソブチルトリメトキシシラン110.7g及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン98.2gを1時間かけて滴下した。さらに、50℃で7日間反応させた後、減圧下未反応の諸成分及びトリエチルアミンを留去することで、分子内にトリメトキシシリル基、第3級アミノ基及びヒドロキシル基を有するビニルシラン化合物と、分子内にトリメトキシシリル基、メルカプト基及びヒドロキシル基を有するビニルシラン化合物の混合物(V−4)を得た。
反応容器にメチルアクリレートを172.2g、アリルアミンを116.2g投入し、窒素雰囲気下混合しながら、23℃で1日間反応させた後、さらに50℃で7日間反応させ、分子内にビニル基及び第2級アミノ基を有する反応物(Aa−5)を合成した。
別の反応容器に反応物(Aa−5)を143.2g投入し、窒素雰囲気下撹拌しながら、85℃まで昇温した。その後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン236.3gを1時間かけて滴下した。さらに、50℃で7日間反応させた後、減圧下未反応の諸成分を留去することで、分子内にトリメトキシシリル基、第3級アミノ基及びヒドロキシル基を有するビニルシラン化合物(V−5)を得た。
(実施例6)
反応容器にアリルメルカプタンを74.1g投入し、窒素雰囲気下撹拌しながら、85℃まで昇温した。その後、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン220.3gを1時間かけて滴下した。さらに、50℃で7日間反応させた後、減圧下未反応の諸成分を留去することで、分子内にメチルジメトキシシリル基、メルカプト基及びヒドロキシル基を有するビニルシラン化合物(V−6)を得た。
(合成例1)
反応容器に、γ−アミノプロピルトリメトキシシランを179.3g及びアクリル酸2−エチルヘキシルを184.3g入れ、窒素雰囲気下にて攪拌混合しながら、80℃で10時間反応させた後、さらに50℃で7日間反応させることで、分子内にトリメトキシシリル基及び第2級アミノ基を有する反応物(SE−1)を得た。
別の反応容器に、PML4010(商品名:旭硝子ウレタン社製、ポリオキシプロピレンポリオール、数平均分子量10000)を850g、PR5007(商品名:旭電化工業社製、ポリオキシエチレン含有ポリオキシプロピレンポリオール)を150g及びイソホロンジイソシアネートを51.1g入れ、窒素雰囲気下にて攪拌混合しながら、90℃で8時間反応させることで、分子内にイソシアネート基を有するポリオキシアルキレン樹脂(PB−1)を得た。その後、反応物(SE−1)を103.5g添加し、窒素雰囲気下にて攪拌混合しながら、90℃で2時間反応させることで、主鎖がポリオキシアルキレンであり分子内にトリメトキシシリル基を有する硬化性樹脂(SB−1)を得た。
反応容器に、PMLS4012(商品名:旭硝子ウレタン社製、ポリオキシプロピレンポリオール、数平均分子量10000)を1000g及びm−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネートを80g入れ、窒素雰囲気下にて攪拌混合しながら、90℃で8時間反応させることで、分子内にビニル基を有するポリオキシアルキレン樹脂(PB−2)を得た。その後、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランを45g及び重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を3gとメチルエチルケトン15gの混合溶液を滴下し、窒素雰囲気下にて攪拌混合しながら、90℃で2時間反応させた。さらに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリルを1gとメチルエチルケトン5gの混合溶液を添加し、90℃で4時間反応させた。減圧下未反応の諸成分及びメチルエチルケトンを留去し、主鎖がポリオキシアルキレンであり分子内にメチルジメトキシシリル基を有する硬化性樹脂(SB−2)を得た。
《硬化性樹脂(C)の合成》
表1に示される配合割合(重量部)で、トルエン、S203(鐘淵化学工業社製商品名:メチルジメトキシシリル基を有するポリオキシアルキレン)、硬化性樹脂(SB−1)及び硬化性樹脂(SB−2)を反応溶媒とし、 メチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルシラン化合物(V−1)〜(V−6)、ラウリルメルカプタン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、及び重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)からなる混合溶液を1時間掛けて滴下し、90℃で1時間反応させた。さらに2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を1.0重量部とメチルエチルケトン5.0重量部の混合溶液を加え、90℃で1時間反応させた後、減圧下未反応の諸成分及びメチルエチルケトンを留去し、各硬化性樹脂を合成した。
《接着剤の調整》
実施例7〜実施例13、比較例1及び比較例2の硬化性樹脂のそれぞれ200重量部を、サイロホービック200(富士シリシア化学社製商品名:ジメチルシロキサンで疎水処理したシリアエアロゲル)を4重量部、ケミスノーMR−10G(綜研化学社製商品名、ポリメタクリル酸メチルの粉体)を80重量部及びFTR6100(三井化学社製商品名、芳香族系粘着性付与剤)を5重量部とともにプラネタリーミキサーに入れて、減圧下100℃で1時間加熱脱水混練した後、室温まで冷却した。これにγ−アミノプロピルトリメトキシシランを14重量部、ウンデカンを5重量部、ジオクチル錫ジネオデカノエートを4重量部添加した後、減圧下にて30分間混練して各接着剤を調製した。
木板(厚さ5mm、幅25mm、長さ100mm)の全面に上記接着剤1gを均一に塗布して直ちに軟鋼板(SPCC−SD、厚さ0.2mm、幅25mm、長さ200mm)をはり合わせた。各はり合わせ試験体を23℃相対湿度50±5%で7日間養生して、90度はく離接着強さ(N/25mm)をJISK6854に準じて測定した。
ABS板(厚さ3mm、幅25mm、長さ100mm)同士を、実施例8〜実施例15、比較例1及び比較例2で調整した上記接着剤0.2gを均一に塗布し12.5mm×25mmの面積ではり合わせた。各はり合わせ試験体を23℃相対湿度50±5%で7日間養生して、引張りせん断接着強さ(N/mm2 )をJISK6850に準じて測定した。それらの結果を表2に示した。
《接着剤の調整》
合成例1の硬化性樹脂(SB−1)、実施例7の硬化性樹脂、実施例11の硬化性樹脂及びS303(鐘淵化学工業社製商品名:メチルジメトキシシリル基を有するポリオキシアルキレン)それぞれ100重量部を、NS400(日東粉化工業社製商品名:炭酸カルシウム)60重量部とともにプラネタリーミキサーに入れて、減圧下100℃で1時間加熱脱水混練した後、室温まで冷却した。これにγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ハイソルブMTM(東邦化学工業社製商品名:末端メチル封鎖されたポリエチレングリコール)、ジオクチル錫ジネオデカノエートを、表3に示す割合(重量部)で添加した後、減圧下にて30分間混練して各接着剤を調製した。
アクリル板(厚さ3mm、幅25mm、長さ100mm)に75mm×100mmの面積で、実施例21〜実施例23、比較例5及び比較例6で調整した上記接着剤1.0gを均一に塗布した後、#80の研磨紙を用いて研磨後メタノールで脱脂したSBRシート(厚さ2mm、幅25mm、長さ100mm)をはり合わせた。各はり合わせ試験体を23℃相対湿度50±5%で7日間養生して、はく離接着強さ(N/25mm)をJISK6854に準じて測定した。それらの結果を表4に示した。
Claims (5)
- 請求項1に記載のビニルシラン化合物(A)から選ばれる1種以上の化合物と、分子内に少なくとも1個の重合性不飽和基を有する重合性化合物(B)から選ばれる1種以上とを重合してなる硬化性樹脂(C)。
- 前記硬化性樹脂(D)中で、請求項1に記載のビニルシラン化合物(A)から選ばれる1種以上の化合物と、分子内に少なくとも1個の重合性不飽和基を有する重合性化合物(B)から選ばれる1種以上とを重合してなることを特徴とする硬化性樹脂組成物。
- 請求項2〜4のいずれかに記載の硬化性樹脂又は硬化性樹脂組成物と、アミノシラン化合物(E)とを含有することを特徴とする湿気硬化型接着剤組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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