JP2013533353A - スズ不含有シリル末端ポリマー - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態は、各分子中に少なくとも１つの架橋性シリル基を有する架橋性シラン末端ポリマーを含む組成物の製造方法を提供する。本方法は、各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーを用意するステップ、各分子中に水素−ケイ素結合および架橋性シリル基を有する化合物ならびにヒドロシリル化触媒を該ポリマーに添加して、これによりヒドロシリル化反応を実施してヒドロシリル化ポリオキシアルキレンポリマーを含む組成物を形成するステップ、第１のスズ不含有触媒存在下、該ヒドロシリル化ポリオキシアルキレンポリマーを、少なくとも１種のイソシアネートと反応させて、イソシアネート反応ヒドロシリル化ポリマーを形成するステップ、ならびに場合により、該イソシアネート反応ヒドロシリル化ポリマーを、少なくとも２の公称官能基数を有するポリオールと反応させて、ポリオール反応・架橋性シラン末端ポリマーを形成するステップを含む。

Description

関連出願への相互参照
本出願は、参照により本明細書に全体が組み込まれている、２０１０年６月３０日に出願の米国仮特許出願第６１／３６０，１９９号の利益を主張する。

本発明の実施形態は、シリル修飾ポリマーおよびその製造方法に関する。

架橋性シリル基含有ポリオキシアルキレンポリマーは、建築または産業用途向けの封止材料、接着剤、被覆材料などにおける原料ポリマーとして広範に使用されている。このような架橋性シリル基含有ポリオキシアルキレンポリマーは、ビニル末端ポリエーテルのヒドロシリル化、イソシアネート末端プレオプリマーによるアミノシラン反応、またはヒドロキシル末端プレポリマーによるイソシアナトシラン反応などの様々な方法に従って製造することができる。しかし、これらの方法の多くは、環境面で監視されているスズ系触媒の使用に依存している。

したがって、スズ触媒を使用しないで作製される硬化可能な架橋性シリル基含有ポリマーの必要性がある。

本発明の実施形態は、スズ触媒を使用しないで作製される硬化可能な架橋性シリル基含有ポリマーの形成方法を提供する。

本発明の一実施形態では、各分子中に少なくとも１つの架橋性シリル基を有する架橋性シラン末端ポリマーを含む組成物の製造方法が提供される。本方法は、各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有しており、さらに約１００から約１００００の間の数平均分子量を有するポリマーを用意するステップ、各分子中に水素−ケイ素結合および架橋性シリル基を有する化合物、ならびにヒドロシリル化触媒を該ポリマーに添加して、これによりヒドロシリル化反応を実施してヒドロシリル化ポリオキシアルキレンポリマーを含む組成物を形成するステップであって、ヒドロシリル化反応が、^１Ｈ−ＮＭＲによって求めた場合、少なくとも約７０％のヒドロシリル化率を有するステップ、第１のスズ不含有触媒存在下、該ヒドロシリル化ポリオキシアルキレンポリマーを、イソシアネート指数が約８０から約２５０の間にある少なくとも１種のイソシアネートと反応させて、イソシアネート反応ヒドロシリル化ポリマーを形成するステップ、ならびに場合により、該イソシアネート反応ヒドロシリル化ポリマーを、少なくとも２の公称官能基数（nominal functionality）を有するポリオールと反応させて、ポリオール反応・架橋性シラン末端ポリマーを形成するステップを含む。

本方法はさらに、第２のスズ不含有触媒存在下、該イソシアネート反応ヒドロシリル化ポリマーおよび該ポリオール反応・架橋性シラン末端ポリマーの少なくとも一方を硬化させるステップを含むことができる。

本発明の実施形態は、スズ触媒を使用しないで作製される硬化可能な架橋性シリル末端ポリマー（ＳＴＰ）を提供する。本発明の実施形態では、ＳＴＰは、各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーのヒドロシリル化によって得ることができる。次に、該ヒドロシリル化ポリマーは少なくとも１種のイソシアネートにさらすことができる。低イソシアネート指数を用いる場合、カップリング反応が起こり、すべてまたは大部分のＮＣＯ基は、各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーのアルコール性ヒドロキシル基と結合する。高イソシアネート指数を用いる場合、ＮＣＯ末端プレポリマーまたはＮＣＯキャップポリマーが形成される。該結合ポリマーおよび該キャップポリマーのどちらも水分硬化することができるが、キャップポリマーは、場合によりポリオールと結合させて、ポリオールの末端を架橋性シリル基としてもよい。

少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーは特に限定されず、少なくとも１つの不飽和基（炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合など）および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を含んでいる限り、どのようなポリマーも含むことができる。

各分子中に、少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーは、約１００から約１００００の間の数平均分子量を有することができる。１００から１００００までのすべての個々の値および部分範囲は、この中に含まれ、本明細書において開示される。例えば、数平均分子量は、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１２５０、１５００、１７５０、２０００、２５００、３０００、４０００、５０００、６０００または７０００の下限値から、独立に１０００、１２５０、１５００、１７５０、２０００、２５００、３０００、３５００、４０００、４５００、もしくは５０００、６０００、７０００、８０００、９０００または１００００の上限値までとすることができる。

その後のイソシアネート指数が低い（すなわち１００以下）いくつかの実施形態では、各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーは、約４０００から約１００００の間の数平均分子量を有することができる。その後のイソシアネート指数が高い（すなわち１００超）他の実施形態では、各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーは、約１００から約５０００の間の数平均分子量を有することができる。

一実施形態では、各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーは、全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０１０年５月２７日に出願の、「Methods for Producing Crosslinkable Silyl Group-Containing Polyoxyalkylene Polymers」と題する同時係属中の米国仮特許出願第６１／３４８９９６号に記載されているポリオキシアルキレンポリマーとすることができる。

一実施形態では、各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーは、エポキシ化合物に、触媒の存在下、重合開始剤として不飽和基含有および活性水素含有化合物を用いる開環重合を施すことによって作製することができる。この重合触媒作用は、陰イオン性であっても陽イオン性であってもよく、ＫＯＨ、ＣｓＯＨ、三フッ化ホウ素などの触媒、またはヘキサシアノコバルト酸亜鉛もしくは四級ホスファゼニウム化合物などの複合シアノ錯体（ＤＭＣ）触媒を用いる。重合開始剤として使用することができる活性水素含有化合物は、以下に限定されないが、例えばアルコール性ヒドロキシル基、フェノール性ヒドロキシル基またはカルボキシル基を含む化合物など、複合金属シアノ錯体と一緒に適用可能な任意の化合物とすることができる。

アルコール性ヒドロキシル含有化合物は、アリルアルコール、メタリルアルコール、トリメチロールプロパンモノアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、グリセロールモノアリルエーテル、グリセロールジアリルエーテル、それらのエチレンオキシド付加物またはプロピレンオキシド付加物ならびに各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を含有する類似化合物、ヒドロキシル末端ポリブタジエンなどのヒドロキシル末端炭化水素化合物などを含むことができる。重合開始剤として働くこうした活性水素含有化合物は単独で使用してもよく、またはそれらを複数組み合わせて使用してもよい。

開環重合に使用することができるモノエポキシドは、とりわけ、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブテンオキシド、イソブテンオキシド、エピクロロヒドリンおよびスチレンオキシドなどの不飽和基を有していないモノエポキシド、ならびにアリルグリシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、ブタジエンモノオキシドおよびシクロペンタジエンモノオキシドなどの不飽和基含有モノエポキシドを含むことができる。これらは単独で使用してもよく、またはそれらを複数組み合わせて使用してもよい。

一実施形態では、各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーは、約６００から約１００の間の数平均分子量および約５０から約９０の間のＯＨ数を有するプロピレングリコールモノアリルエーテルとすることができる。

各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーは、ヒドロシリル化触媒の存在下で、該ポリマーを水素−ケイ素結合および架橋性シリル基を有する化合物と反応させることによりヒドロシリル化してもよい。

各分子中に水素−ケイ素結合および架橋性シリル基を有する化合物は、以下に示す一般式（Ｉ）によって表すことができる。
Ｈ−（Ｓｉ（Ｒ^１ _２−ｂ）（Ｘ_ｂ）Ｏ_ｍＳｉ（Ｒ^２ _３−ａ）Ｘ_ａ （Ｉ）
（式中、Ｒ^１およびＲ^２は同一または異なっており、各々は１個から２０個の炭素原子を含有するアルキル基、６個から２０個の炭素原子を含有するアリール基、または７個から２０個の炭素原子を含有するアラルキル基、またはＲ^３ _３ＳｉＯ−によって表されるトリオルガノシロキシ基を表し、Ｒ^１基またはＲ^２基が複数の場合、それらは同一または異なってもよく、Ｒ^３は１個から２０個の炭素原子を含有する一価の炭化水素基であり、３つのＲ^３基は同一または相互（one another）に異なってもよく、Ｘはヒドロキシル基または加水分解性基を表し、Ｘ基が２つ以上存在する場合、それらは同一または互いに（each other）もしくは相互に異なってもよく、ａは０、１、２または３を表し、ｂは０、１または２を表し、−ＳｉＲ^１ _２−ｂ）（Ｘ_ｂ）Ｏ−基のｍ中におけるｂは同一または互いにもしくは相互に異なってもよく、ｍは０から１９の整数を表すが、但しａ＋Σｂ≧１という関係を満たすべきである。）

Ｘによって表される加水分解性基は、当技術分野において知られている任意の加水分解性基（例えばハロゲン原子ならびにアルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシマト基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、アミノキシ基、メルカプト基およびアルケニルオキシ基）とすることができる。これらの中で、メトキシ、エトキシ、プロポキシおよびイソプロポキシなどのアルコキシ基が、温和な加水分解性および取り扱いの容易さの点から好ましい。このような１つから３つの加水分解性基が、１個のケイ素原子に結合することができ、合計（ａ＋Σｂ）は１から５が好ましい。２つ以上の加水分解性基が存在する場合、それらは同一でもよく、または互いにもしくは相互に異なっていてもよい。架橋性シリル基中のケイ素原子の数は、約１から３０とすることができる。

いくつかの実施形態では、上記一般式（Ｉ）によって表される、各分子中に水素−ケイ素結合および架橋性シリル基を有する化合物は、一般式（ＩＩ）によって表される化合物を含んでもよい。
Ｈ−Ｓｉ（Ｒ^４ _３−ｃ）（Ｘ_ｃ）
（式中、Ｒ^４は１個から２０個の炭素原子を含有するアルキル、６個から２０個の炭素原子を含有するアリール基、もしくは７個から２０個の炭素原子を含有するアラルキル基、またはＲ^３ _３ＳｉＯ−によって表されるトリオルガノシロキシ基を表し、Ｒ^４基が複数の場合、それらは同一または異なってもよく、Ｒ^３は１個から２０個の炭素原子を含有する一価の炭化水素基であり、３つのＲ^３基は同一または相互に異なってもよく、Ｘはヒドロキシル基または加水分解性基を表し、Ｘ基が２つ以上存在する場合、それらは同一または互いにもしくは相互に異なってもよく、ｃは１、２または３を表す。）

各分子中に水素−ケイ素結合および架橋性シリル基を有する化合物の具体例として、トリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、フェニルジクロロシラン、トリメチルシロキシメチルクロロシランおよび１，１，３，３−テトラメチル−１−ブロモジシロキサンなどのハロシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、トリメチルシロキシメチルメトキシシランおよびトリメチルシロキシジエトキシシランなどのアルコキシシラン、メチルジアセトキシシラン、フェニルジアセトキシシラン、トリアセトキシシラン、トリメチルシロキシメチルアセトキシシランおよびトリメチルシロキシジアセトキシシランなどのアシルオキシシラン、ビス（ジメチルケトキシマト）メチルシラン、ビス（シクロヘキシルケトキシマト）メチルシラン、ビス（ジエチルケトキシマト）トリメチルシロキシシラン、ビス（メチルエチルケトキシマト）メチルシランおよびトリス（アセトキシマト）シランなどのケトキシマトシラン、メチルイソプロペニルオキシシランなどのアルケニルオキシシランなどを挙げることができる。これらの中で、温和な反応性および取り扱いの容易さの点から、メチルジメトキシシラン、トリメトキシシラン、メチルジエトキシシランおよびトリエトキシシランなどのアルコキシシラン、ならびにトリクロロシランおよびメチルジクロロシランなどのハロシランが好ましい。

ヒドロシリル化の手法で不飽和基と反応した後、ハロシラン中のハロゲン原子（複数可）は、当技術分野において公知の適切な方法によって、カルボン酸、オキシム、アミドもしくはヒドロキシルアミンなどの活性水素含有化合物、またはケトン由来のアルカリ金属エノレートとの反応によって、いくつかの他の加水分解性基（複数可）に変換することができる。

ヒドロシリル化触媒は、白金、ロジウム、コバルト、パラジウムおよびニッケルなどのＶＩＩＩ族遷移金属の中から選択される金属の金属錯体のいずれかとすることができる。ヒドロシリル化反応性の点から、Ｈ_２ＰｔＣｌ_６．６Ｈ_２Ｏ、白金−ジビニルシロキサン錯体、白金−オレフィン錯体、Ｐｔ金属、ＲｈＣｌ（ＰＰｈ_３）_３、ＲｈＣｌ_３、Ｒｈ／Ａｌ_２Ｏ_３、ＲｕＣｌ_３、ＩｒＣｌ_３、ＦｅＣｌ_３、ＡｌＣｌ_３、ＰｄＣｌ_２．２Ｈ_２Ｏ、ＮｉＣｌ_２、ＴｉＣｌ_４などが好ましい。白金−ビニルシロキサン錯体とは、配位子として分子内ビニル含有シロキサン、ポリシロキサンまたは環式シロキサンが、白金原子に配位して生じる化合物のことをまとめて言う。該配位子の典型例として、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルシロキサンなどを挙げることができる。白金−オレフィン錯体におけるオレフィン配位子の具体例として、１，５−ヘキサジエン、１，７−オクタジエン、１，９−デカジエン、１，１１−ドデカジエンおよび１，５−シクロオクタジエンを挙げることができる。具体的に上で述べた配位子の中で、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルシロキサンおよび１，９−デカジエンが、ヒドロシリル化反応性の観点から好ましい。本発明の実施に使用されるヒドロシリル化触媒は、単独で使用してもよく、または複数の化学種を組み合わせて使用してもよい。

使用されるヒドロシリル化触媒の量は特に限定されないが、一般には、各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリオキシアルキレンポリマー１００重量部あたり、触媒中の金属重量に基づき０．００００１〜１重量部、好ましくは０．００００５〜０．０５重量部、より好ましくは０．０００１〜０．０１重量部である。量が０．００００１重量部未満であると、いくつかの場合において、十分な反応活性が何ら得られないことがあり、また１重量部を超える量は経済的に不利となり得る、またはある種の場合、ポリマーの変色を引き起こす恐れがある。

上記反応において、溶媒の使用は本質的に不必要である。しかし、触媒および／または基質を均一に溶解させるため、反応系の温度を制御するため、ならびに／あるいは基質および／または触媒成分の添加を容易にするために、溶媒を使用することができる。こうした目的に適した溶媒には、以下に限定されないが、ヘキサン、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ドデカン、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびドデシルベンゼンなどの炭化水素化合物、クロロホルム、塩化メチレン、クロロベンゼンおよびｏ−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素化合物、とりわけエチルエーテル、テトラヒドロフランおよびエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテルが含まれる。フタル酸エステルおよびポリエーテルなどのポリオキシアルキレンポリマー用可塑剤として使用することができる可塑剤もまた反応溶媒として使用することができる。これらは単独で使用してもよく、またはそれらを複数、組み合わせて使用してもよい。

ヒドロシリル化反応の温度は、特に限定されないが、例えば、０℃〜１５０℃の範囲内、または２０℃〜１００℃の範囲の間とすることができる。０℃未満では、いくつかの場合、反応速度は遅くなることがあり、また１５０℃を超えると、ある種の場合、ヒドロキシル基、水素−ケイ素結合および／または架橋性シリル基が関与する副反応が進行する恐れがある。一実施形態では、ヒドロシリル化反応の温度は約６０℃である。

本発明の実施形態では、各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーは、約７０％から約１００％の間など、少なくとも約７０％のヒドロシリル化率でヒドロシリル化される。約７０から約１００までのすべての個々の値および部分範囲はこの中に含まれ、また本明細書において開示される。例えば、ヒドロシリル化率は、約７０％、７５％、８０％、９０％または９２％の下限値から、独立に約８０％、８５％、９０％、９２％、９４％、９５％、９６％、９８％、９９％または１００％の上限値までとすることができる。これには、８０％から９５％のヒドロシリル化率でヒドロシリル化されたポリマーが含まれ、８５％から９５％のヒドロシリル化率でキャップされているヒドロシリル化ポリマーがさらに含まれる。本明細書で使用する場合、「ヒドロシリル化率」＝［１００ｘ（（ポリオール上のヒドロシリル化された不飽和基の数）／（ヒドロシリル化用に初めに入手できたポリオール上の不飽和基の総数）］は、^１Ｈ−ＮＭＲを使用して測定することができる。

上記の方法によって製造した、各分子中に少なくとも１つの架橋性シリル基および少なくとも１つのヒドロキシル基を有するヒドロシリル化ポリマー（これ以降、「ヒドロシリル化ポリマー」と呼ぶ）は、水または大気水分と反応して、架橋硬化生成物を与えることができ、したがって、建築または産業用途向けの封止、接着、被覆などの材料用または組成物用の原料または原料中間体として有用である。しかし、少なくとも１つの架橋性シリル基および少なくとも１つのヒドロキシルを有するこのポリマーの高比率（％）の残存ヒドロキシル基は、ポリイソシアネート化合物と結合させてもよく、またはこの化合物によってキャップしてもよい。

本発明の実施形態の実施に利用可能なカップリング剤兼キャッピング剤の中で、ポリイソシアネート化合物、すなわち２つ以上のイソシアナト基を各分子中に有する化合物は、以下に限定されないが、脂肪族イソシアネート、脂環式イソシアネート、アリール脂肪族イソシアネートおよび芳香族イソシアネートを含む。

適切な芳香族イソシアネートの例には、ジフェニルメタンジイソシアンテ（ＭＤＩ）の４，４’−、２，４’および２，２’−異性体、これらのブレンドならびにポリマー状およびモノマー状ＭＤＩブレンド、トルエン−２，４−および２，６−ジイソシアネート（ＴＤＩ）、ｍ−およびｐ−フェニレンジイソシアネート、クロロフェニレン−２，４−ジイソシアネート、ジフェニレン−４，４’−ジイソシアネート、４，４’−ジイソシアネート−３，３’−ジメチルジフェニル、３−メチルジフェニル−メタン−４，４’−ジイソシアネートおよびジフェニルエーテルジイソシアネート、ならびに２，４，６−トリイソシアナトトルエンおよび２，４，４’−トリイソシアナトジフェニルエーテルが含まれる。

商業的に入手可能なトルエンジイソシアネートの２，４−および２，６−異性体混合物などのイソシアネート混合物を使用することができる。トルエンジアミン混合物のホスゲン化によって得られる粗製トルエンジイソシアネート、または粗製メチレンジフェニルアミンのホスゲン化によって得られる粗製ジフェニルメタンジイソシアネートなどの粗製ポリイソシアネートもまた、本発明の実施形態の実施に使用してもよい。ＴＤＩ／ＭＤＩブレンドもまた、使用してもよい。

脂肪族ポリイソシアネートの例には、エチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキサン１，４−ジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、上記芳香族イソシアネートの飽和類似体、およびそれらの混合物が含まれる。

カップリング反応は、例えば約８０から約１００の間、または約９０から約１００の間など、１００以下のイソシアネート指数において実施し得る。こうした指数では、イソシアネートのＮＣＯ基の両方がヒドロシリル化ポリマーのヒドロキシル基と反応し、２つの末端シリル基を有するポリマーが生じる。キャッピング反応は、１００超から約２５０までのイソシアネート指数において実施することができる。１００超から２５０未満までのすべての個々の値および部分範囲はこの中に含まれ、また本明細書において開示される。例えば、イソシアネート指数は１００超、１１０、１２５、１４０、１５０、１６０、１７０、１７５、１８０、１９０、２００、２２５の下限値から、独立に１５０、１７５、２００、２２５または２５０の上限値までとすることができる。いくつかの実施形態では、指数は約１６０から約２００の間、約１４０から約１７０の間、または約１５０から約１８０の間とすることができる。こうした指数において、ヒドロシリル化ポリマーの少なくとも一部は、ＮＣＯ末端プレポリマー（ＮＣＯキャッピングされている）となろう。

本明細書で使用する場合、イソシアネート指数とは、配合物中に存在するイソシアネート基とイソシアネート反応性水素原子の比であり、百分率として与えられる。したがって、イソシアネート指数とは、配合物中に使用されるイソシアネート反応性水素の量と反応するために理論上必要なイソシアネート量に対する、配合物中の実際に使用されるイソシアネートの百分率を表す。

反応速度を向上させるため、または転化度を改善するために、触媒を使用してもよい。
該触媒は、オクチル酸亜鉛、１，８ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（ＤＢＵ）、酸でブロックしたＤＢＵ（例えば、アクリル酸でブロックしたＤＢＵなど）、有機金属チタン触媒などのチタン触媒、またはそれらの組合せなどのスズ不含有触媒とすることができる。

イソシアネートでキャップされたポリマーは、少なくとも２の公称官能基数を有するポリオールと結合し、最終のシリル末端ポリマーを形成することができる。任意の適切なポリオールが使用できる。一実施形態では、ポリエーテルポリオールが使用される。ある実施形態では、約２から約４の間の公称官能基数を有するポリエーテルポリオールが使用される。一実施形態では、公称官能基数は約２であり、別の実施形態では約３である。ある実施形態では、ポリエーテルポリオールが使用されてもよい。

ポリエーテルポリオールは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、またはそれらの組合せなどのアルキレンオキシドを２個から８個、好ましくは２個から４個の活性水素原子を有する開始剤に添加することによって調製することができる。この重合の触媒作用は、陰イオン性であっても陽イオン性であってもよく、ＫＯＨ、ＣｓＯＨ、三フッ化ホウ素などの触媒、またはヘキサシアノコバルト酸亜鉛もしくは四級ホスファゼニウム化合物などの複合シアノ錯体（ＤＭＣ）触媒を用いる。該開始剤は、ネオペンチルグリコール、１，２−プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ショ糖、グリセロール、エタノールアミン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールアミンなどのアミノアルコール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジオールなどのアルカンジオール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、２，５−ヘキサンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ビス−３−アミノプロピルメチルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、９（１）−ヒドロキシメチルオクタデカノール、１，４−ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン、８，８−ビス（ヒドロキシメチル）トリシクロ［５，２，１，０^２，６］デセン、ジメロール（Dimerol）アルコール（Ｈｅｎｋｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な炭素数３６個のジオール）、水素化ビスフェノール、９，９（１０，１０）−ビスヒドロキシメチルオクタデカノール、１，２，６−ヘキサントリオールおよびそれらの組合せからなる群から選択することができる。一実施形態では、開始剤は１，３−シクロヘキサンジメタノールおよび１，４−シクロヘキサンジメタノールの混合物であり、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙからＵＮＯＸＯＬという商標名で市販されており、これは、（シス、トランス）１，３−シクロヘキサンジメタノールおよび（シス、トランス）１，４−シクロヘキサンジメタノールの約１：１混合物である。他の開始剤には、アミンを含有する他の直鎖状および環式化合物が含まれる。例示的なポリアミン開始剤には、エチレンジアミン、ネオペンチルジアミン、１，６−ジアミノヘキサン、ビスアミノメチルトリシクロデカン、ビスアミノシクロヘキサン、ジエチレントリアミン、ビス−３−アミノプロピルメチルアミン、トリエチレンテトラミン、トルエンジアミンの様々な異性体、ジフェニルメタンジアミン、Ｎ−メチル−１，２−エタンジアミン、Ｎ−メチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、３、３’−ジアミノ−Ｎ−メチルジプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルジプロピレントリアミン、アミノプロピル−イミダゾールが含まれる。

イソシアネートでキャップされたポリマーと少なくとも２の公称官能基数を有するポリオールとのカップリング反応は、上記キャッピング反応に適した触媒と同一のタイプのものによって触媒され得る。代替として、キャッピング反応において使用された触媒を持ち越して、カップリング反応に使用することができる。

得られるシリル末端ポリマーは、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０または８Ｐａ．ｓ未満など、約５０Ｐａ．ｓ未満の粘度を有する場合がある。

本発明の実施形態によれば、得られる（ＮＣＯキャッピング反応またはＮＣＯカップリング反応のいずれかで生じる）シリル末端ポリマーは、封止材、接着剤および被覆材ならびにそれらの組合せなどの使用のために、相互に反応させて分子鎖長をさらに伸ばすためにとりわけ、有用である。シリルポリマーが水分、例えば大気からの水分にさらされると、ケイ素原子に結合している加水分解性基は加水分解され、ケイ素が結合したヒドロキシル基に置換される。ひいては、ヒドロキシル基は互いに、または他の加水分解性基と反応し、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）連結部を形成する。本方法によって、本発明の実施形態の組成物のポリマー分子同士は結合して、不融性エラストマー材料を形成する。早期硬化を回避するために、本発明の実施形態の組成物は硬化が望まれるまで水分の非存在下で保存され、かつ維持され得る。次に、硬化が望まれる際に、該ポリマーは大気中または他の水分にさらされる。

得られたシリル末端ポリマーは保存安定性がある。すなわち、水分の無い環境で保存する場合、シリル末端ポリマーは、設定の日数の間（例えば４０日間など）保存した後でも、実質的に保存する前に示したと同一の粘度プロファイルを示すであろう。シリル末端ポリマーは、以下に記載するものなどの硬化触媒の存在下で保存される場合でさえ、この保存安定性を示すことができる。

シリル末端ポリマーの硬化反応は、スズ不含有シラノール縮合触媒または硬化促進剤の使用によって促進され得る。シラノール縮合触媒または促進剤には、以下のものが含まれる。チタン酸テトラブチル、チタン酸テトラプロピルなどのチタン酸エステル、トリスアセチルアセトネートアルミニウム、トリスエチルアセトネートアルミニウム（aluminum trisethylacetonate）などの有機アルミニウム化合物、ビスマス塩と有機カルボン酸などの反応生成物（トリス（２−エチルヘキソエート）ビスマス、トリ（ネオデコネート）ビスマスなど）、テトラアセチルアセトネートジルコニウム、テトラアセチルアセトネートチタンなどのキレート化合物、ブチルアミン、オクチルアミン、ジブチルアミン、モンエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチレントリアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミンなどのアミン化合物またはカルボン酸とのそれらの塩など。他の縮合触媒または硬化促進剤には、ドデシルベンゼンスルホン酸、Ｔｏｓｏｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＴＯＹＯＣＡＴ−ＤＢ３０およびＴＯＹＯＣＡＴ−ＤＢ４１などの酸でブロックした三級アミン（１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン）触媒ならびにＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能なＡＮＣＨＯＲ−１０４０などの三フッ化ホウ素アミン錯体が含まれる。これらのシラノール縮合触媒は、個別にまたは組み合わせて使用されてもよい。触媒は、ポリマーの少なくとも約０．１重量％、ポリマーの少なくとも約０．５重量％、ポリマーの少なくとも約１重量％、ポリマーの少なくとも約１．５重量％、またはポリマーの少なくとも約２重量％、およびポリマーの最大約８重量％、ポリマーの最大約６重量％、ポリマーの最大約５重量％、ポリマーの最大約４重量％、またはポリマー重量に基づいて最大約３．５％のおよその量で存在することができる。このような触媒は、封止材、被覆材または接着剤の配合の間に、当分野の技術範囲内の手段によってポリマーと合わせることができる。

得られる硬化シリルポリマーもまた、本発明の実施形態である。同様に、本発明の実施形態には、封止材、接着剤および被覆材ならびにこうしたポリマーまたはプレポリマーを含むその他の最終用途品が含まれる。シリルポリマーの好ましい特性は、最終用途ごとにやや異なる場合があり、各最終使用に適した組成物中に任意選択で存在する他の成分も同様に異なり得る。

以下の実施例は、本発明の実施形態を例示するために提示されるが、その範囲を制限する意図はない。特に指示がない場合、部および百分率はすべて重量による。

以下の物質を使用した。
・アリルモノオール１
プロピレンモノアリルエーテルであり、数平均分子量は約６２３８。
・アリルモノオール２
アリル成分を３．５ｗｔ％（不飽和度０．９９８ｍｏｌ／モノオール１ｍｏｌ）、数平均分子量約８００、およびＯＨ数７０または２．１ｗｔ％のＯＨを有するプロピレングリコールモノアリルエーテル。
・ＡＣＣＬＡＩＭ Ｐｏｌｙｏｌ ８２００
Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅから入手可能な、分子量約８０００およびヒドロキシル数１４ｍｇＫＯＨ／ｇを有するプロピレンオキシドをベースとする長鎖二官能性ポリエーテルポリオール。
・Ｋａｒｓｔｅｄｔ’ｓ 触媒
Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃから入手可能な、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサンおよび担体溶媒としてのキシレンであり、該触媒中の白金担持量は２ｗｔ％である。
・メチルジメトキシシラン
Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃから入手可能。
・ＩＳＯＮＡＴＥ^＊ ５０ＯＰ
Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な官能基数２．０および当量重量１２５ｇ／当量を有する、４，４’−メチレンジフェニルイソシアネート５０％と２，４’−メチレンジフェニルイソシアネート５０％の混合物。
・ＶＯＲＡＮＡＴＥ^＊ Ｔ−８０
Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、トルエンジイソシアネート（２，４−トルエンジイソシアネート８０重量％および２，６−トルエンジイソシアネート２０重量％）組成物。
・ＤＡＢＣＯ Ｔ−１２
Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能なスズ触媒。
・ＤＢＴＡ
Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏから入手可能な、ジブチルスズビス（アセチルアセトネート）。
・ＤＢＴＤＬ
Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能なジラウリン酸ジブチルスズ。
・ＳｎＡｃＡｃ
Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能なアセチルアセトネートスズ（ＩＩ）。
・ＤＢＵ
Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能な１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン。
・オクチル酸亜鉛
Ｓｈｅｐｈｅｒｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能。
・ＳＮＡＰＣＵＲＥ３０３０
Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ ｐｌｃから入手可能なチタン系触媒。
・ＴＯＹＯＣＡＴ−ＤＢ３０
Ｔｏｓｏｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な、アクリル酸でブロックした三級アミン（１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン）触媒であり、３０℃で脱ブロックする。
・ＴＯＹＯＣＡＴ−ＤＢ４１
Ｔｏｓｏｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な、酸でブロックした三級アミン（１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン）触媒であり、６０℃で脱ブロックする。
・ＤＤＢＳＡ
ドデシルベンゼンスルホン酸。Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能。
・ＡＮＣＨＯＲ−１０４０
三フッ化ホウ素アミン錯体。Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能。
^＊ＩＳＯＮＡＴＥおよびＶＯＲＡＮＡＴＥは、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標である。

試験方法
引張強度は、ＡＳＴＭ標準試験Ｄ１７０８に準じて測定した。破断点伸びは、ＡＳＴＭ標準試験Ｄ１７０８に準じて測定した。１００％セカント係数は、ＡＳＴＭ標準試験Ｄ１７０８に準じて測定した。数平均分子量は、ＡＳＴＭ標準試験Ｄ５２９６に準じて、ＰＥＧ標準品を用いたゲル浸透クロマトグラフィーによって求めた。粘度は、ＴＡ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのレオメーターＡＲ２０００を用いて測定した。約１ｍＬのサンプルを、直径６０ｍｍ、６０°の円錐平板形状物中に分注した。過剰物質のいずれも除去した後、２０℃から１００℃まで３℃／分でサンプルを加熱することによって粘度試験を実施した。試験のせん断速度は０．１ｓ^−１の一定値に保持した。

実施例Ｅ１−Ｅ３および比較例ＣＥ１−ＣＥ３：
ヒドロシリル化反応は、アリルモノオール１（３００ｇ）を、機械式撹拌器を備えた、事前乾燥した２５０ｍＬ４つ口ガラス製反応器に仕込むことにより実施した。次に、窒素の連続パージ下で、Ｋａｒｓｔｅｄｔ’ｓ触媒（約０．０３ｇ）を反応器に加え、２分間混合した。メチルジメトキシシラン（５．３７ｇ）を最後に加え、５分間混合した後、反応器全体を６０℃に２時間加熱した。ヒドロシリル化生成物（これ以降、ヒドロシリル化ポリエーテル１と呼ぶ）は、^１Ｈを用いて分析し、ヒドロシリル化率は＞８２％を示した。

ＮＣＯカップリング反応は、ヒドロシリル化ポリエーテル１および触媒を、機械式撹拌器を備え窒素充填した、事前乾燥した２５０ｍＬ４つ口ガラス製反応器に仕込むことによって実施した。ＩＳＯＮＡＴＥ ５０ＯＰを反応器に加えたときに、窒素の連続パージを開始した。ＮＣＯカップリング反応を、７０℃、混合速度３００ｒｐｍで４時間かけて行った。

次に、得られたヒドロシリル化ポリエーテルポリウレタン（これ以降、ＨＰＰＵと呼ぶ）を、ポリプロピレンシート上に２５ミルで引き延ばす硬化フィルムを形成させるために使用した。次に、該フィルムを２５℃および相対湿度５０％で、２週間硬化させた。使用成分の量および使用触媒のタイプ、ならびにＨＰＰＵ（主要なＧＰＣ分子量ピークおよび２５℃における粘度）および相当する硬化フィルムの物理特性（引張強度、破断点伸びおよびセカント係数）を表１に示す。次に、フィルム（実施例Ｅ１−Ｅ３および比較例ＣＥ２）を水中に７日間浸し、水にさらしたフィルムについて、引張強度、破断点伸びおよびセカント係数を測定した。

実施例Ｅ４−Ｅ１０および比較例ＣＥ４とＣＥ５：
ヒドロシリル化反応は、アリルモノオール２（３４３．２０ｇ）を、機械式撹拌器を備えた、事前乾燥した４つ口２５０ｍＬガラス製反応器に仕込むことにより実施した。次に、窒素の連続パージ下で、Ｋａｒｓｔｅｄｔ’ｓ触媒（約０．０３ｇ）を反応器に加え、２分間混合した。メチルジメトキシシラン（５０．０２ｇ）を最後に加え、５分間混合した後、反応器全体を６０℃に２時間加熱した。ヒドロシリル化生成物（これ以降、ヒドロシリル化ポリエーテル２と呼ぶ）は、^１Ｈを用いて分析し、ヒドロシリル化率は＞９５％を示した。

次に、ヒドロシリル化ポリエーテル２を、オクチル酸亜鉛触媒の存在下、７０℃、３００ｒｐｍの混合速度で、過剰のＩＳＯＮＡＴＥ ５０ＯＰまたはＶＯＲＡＮＡＴＥ Ｔ−８０と５時間反応させ、ＭＤＩまたはＴＤＩでそれぞれキャップしたヒドロシリル化ポリエーテルを生成した。キャップしたヒドロシリル化ポリエーテルは、次にＡＣＣＬＡＩＭ ８２００ポリオールと、７０℃で２時間反応させた。

次に、得られたヒドロシリル化ポリエーテルポリウレタンを２５℃および相対湿度５０％で、２週間硬化させた。使用成分の量および使用触媒のタイプ、ならびにＨＰＰＵ（主要なＧＰＣ分子量ピークおよび２５℃における粘度）および相当する硬化フィルムの物理特性（引張強度、破断点伸びおよびセカント係数）を表２に示す。

前述したものは、本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の実施形態およびさらなる実施形態も本発明の基本的な範囲から逸脱することなく工夫することができ、したがってその範囲は以下の特許請求の範囲によって決まる。

Claims (13)

1. 各分子中に少なくとも１つの架橋性シリル基を有する架橋性シラン末端ポリマーを含む組成物の製造方法であって、
   各分子中に、少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有しており、約１００から約１００００の間の数平均分子量を有するポリマーを用意するステップ、
   各分子中に水素−ケイ素結合および架橋性シリル基を有する化合物ならびにヒドロシリル化触媒を前記ポリマーに添加して、これによりヒドロシリル化反応を実施してヒドロシリル化ポリオキシアルキレンポリマーを含む組成物を形成するステップであって、ヒドロシリル化反応が、^１Ｈ−ＮＭＲによって求めた場合、少なくとも約７０％のヒドロシリル化率を有するステップ、
   第１のスズ不含有触媒存在下、前記ヒドロシリル化ポリオキシアルキレンポリマーを、イソシアネート指数が約８０から約２５０の間にある少なくとも１種のイソシアネートと反応させて、イソシアネート反応ヒドロシリル化ポリマーを形成するステップ、および
   場合により、前記イソシアネート反応ヒドロシリル化ポリマーを、少なくとも２の公称官能基数を有するポリオールと反応させて、ポリオール反応・架橋性シラン末端ポリマーを形成するステップ
   を含む、方法。
2. 第２のスズ不含有触媒存在下、前記イソシアネート反応ヒドロシリル化ポリマーおよび前記ポリオール反応・架橋性シラン末端ポリマーの少なくとも一方を硬化させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーが、約４０００から約１００００の間の数平均分子量を有しており、前記指数が約８０から約１００の間である、請求項１または２に記載の方法。
4. 各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーが、約１００から約１０００の間の数平均分子量を有しており、前記指数が約１６０から約２００の間である、請求項１または２に記載の方法。
5. 第１のスズ不含有触媒が、オクチル酸亜鉛、１，８ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、酸でブロックした１，８ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、有機金属チタン触媒またはそれらの組合せの少なくとも１つを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 第２のスズ不含有触媒が、ドデシルベンゼンスルホン酸、酸でブロックした三級アミン（１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデカ−７−エン）触媒、および三フッ化ホウ素アミン錯体、またはそれらの組合せの少なくとも１つを含む、請求項２から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 水素−ケイ素結合および架橋性シリル基を有する化合物が、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、トリメチルシロキシメチルメトキシシランおよびトリメチルシロキシジエトキシシランの少なくとも１つを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 各分子中に少なくとも１つの不飽和基および少なくとも１つのアルコール性ヒドロキシル基を有するポリマーが、約６００から約１０００の間の数平均分子量および約５０から約９０の間のＯＨ数を有するプロピレングリコールモノアリルエーテルを含む、請求項１から２および４から７のいずれか一項に記載の組成物または方法。
9. 水分硬化された、請求項１から８のいずれか一項に記載の架橋性シラン末端ポリマーを含む物品。
10. エラストマー、封止材、接着剤、被覆材またはそれらの組合せである、請求項９に記載の物品。
11. 水分硬化された、請求項１から８のいずれか一項に記載の架橋性シラン末端ポリマーを含むフィルム。
12. ＡＳＴＭ標準試験Ｄ１７０８に準じて測定した破断点伸びが３００％超を有する、請求項１に記載のフィルム。
13. ＡＳＴＭ標準試験Ｄ１７０８に準じて測定した破断点伸びが５００％超を有する、請求項１に記載のフィルム。