JP2014088481A - 硬化性組成物およびその硬化物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)反応性ケイ素基を少なくとも1個有し、主鎖が直鎖構造であるポリオキシアルキレン系重合体(a1)および/またはビニル系重合体(a2)100重量部、(B)分子内にシラノール基を有する化合物(b1)及び/又は水分と反応することにより分子内に1個のシラノール基を有する化合物を生成し得る化合物(b2)0.1〜10重量部、(C)有機錫化合物0.1〜10重量部、(D)アミノ基含有シランカップリング剤0.1〜10重量部、を含有することを特徴とする硬化性組成物、およびその硬化物。
【選択図】なし
Description
(I).(A)反応性ケイ素基を少なくとも1個有し、主鎖が直鎖構造であるポリオキシアルキレン系重合体(a1)および/またはビニル系重合体(a2)100重量部、(B)分子内にシラノール基を有する化合物(b1)及び/又は水分と反応することにより分子内に1個のシラノール基を有する化合物を生成し得る化合物(b2)0.1〜10重量部、(C)4価の有機錫化合物0.1〜10重量部、(D)アミノ基含有シランカップリング剤0.1〜10重量部、を含有する硬化性組成物。
に関する。
(A)成分中のポリオキシアルキレン系重合体(a1)および/またはビニル系重合体(a2)に含まれる反応性ケイ素基は、ケイ素原子に結合した水酸基または加水分解性基を有し、シラノール縮合触媒によって加速される反応によりシロキサン結合を形成することにより架橋しうる基である。反応性ケイ素基としては、一般式(1):
−SiR1 3-aXa (1)
(式中、R1は、炭素原子数1から20のアルキル基、炭素原子数6から20のアリール基、炭素原子数7から20のアラルキル基または(R’)3SiO−(R’は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20の置換あるいは非置換の炭化水素基である)で示されるトリオルガノシロキシ基である。また、Xは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基である。更に、aは1、2、3のいずれかである)で表される基が挙げられる。
(a1)成分である反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体は、直鎖状、または分岐を有してもよく、その数平均分子量はGPCにおけるポリスチレン換算において8000〜50,000程度、より好ましくは10,000〜45,000であり、特に好ましくは13,000〜40,000である。数平均分子量が8000未満では、硬化物の伸び特性の点で不都合な傾向があり、50,000を越えると、高粘度となる為に作業性の点で不都合な傾向がある。
−R2−O− (2)
(式中、R2は、炭素原子数1から14の直鎖状もしくは分岐アルキレン基である。)で示される繰り返し単位を有する重合体であり、一般式(2)におけるR2は、炭素原子数1から14の、更には2から4の、直鎖状もしくは分岐状アルキレン基が好ましい。一般式(2)で示される繰り返し単位の具体例としては、
−CH2O−、−CH2CH2O−、−CH2CH(CH3)O−、−CH2CH(C2H5)O−、−CH2C(CH3)2O−、−CH2CH2CH2CH2O−
等が挙げられる。ポリオキシアルキレン系重合体の主鎖骨格は、1種類だけの繰り返し単位からなってもよいし、2種類以上の繰り返し単位からなってもよい。特に防水材等に使用される場合には、ポリオキシプロピレン系重合体から成るものが非晶質であることや比較的低粘度である点から好ましい。
H−(SiR3 2O)mSiR3 2−R4−SiX3 (3)
(式中、Xは前記に同じ。2×m+2個のR3は、それぞれ独立に、炭化水素基または−OSi(R’’)3(R’’は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20の置換あるいは非置換の炭化水素基である)で示されるトリオルガノシロキシ基であり、入手性およびコストの点から、炭素原子数1から20の炭化水素基が好ましく、炭素原子数1から8の炭化水素基がより好ましく、炭素原子数1から4の炭化水素基が特に好ましい。R4は2価の有機基であり、入手性およびコストの点から、炭素原子数1から12の2価の炭化水素基が好ましく、炭素原子数2から8の2価の炭化水素基がより好ましく、炭素原子数2の2価の炭化水素基が特に好ましい。また、mは、0から19の整数であり、入手性およびコストの点から、1が好ましい)で表されるシラン化合物は、不均化反応が進まない。このため、(イ)の合成法で、3個の加水分解性基が1つのケイ素原子に結合している基を導入する場合には、一般式(3)で表されるシラン化合物を用いることが好ましい。一般式(3)で示されるシラン化合物の具体例としては、1−[2−(トリメトキシシリル)エチル]−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1−[2−(トリメトキシシリル)プロピル]−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1−[2−(トリメトキシシリル)ヘキシル]−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが挙げられる。
−NR5−C(=O)− (4)
(R5は水素原子または1価の有機基であり、好ましくは炭素原子数1から20の置換あるいは非置換の1価の炭化水素基であり、より好ましくは炭素原子数1から8の置換あるいは非置換の1価の炭化水素基である)で表される基である。
前記ビニル系重合体(a2)の主鎖を構成するビニル系モノマーとしては特に限定されず、各種のものを用いることができる。例示するならば、(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トリル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸3−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2−アミノエチル、3−(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、3−(メタクリロイルオキシプロピル)ジメトキシメチルシラン、メタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルトリエトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルジメトキシメチルシラン、メタクリロイルオキシメチルジエトキシメチルシラン、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2−トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロエチル−2−パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ビス(トリフルオロメチル)メチル、(メタ)アクリル酸2−トリフルオロメチル−2−パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロデシルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロヘキサデシルエチル等の(メタ)アクリル酸エステル系モノマー;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロルスチレン、スチレンスルホン酸及びその塩等の芳香族ビニル系モノマー;パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニル系モノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のケイ素含有ビニル系モノマー;無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のアクリロニトリル系モノマー;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基含有ビニル系モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル類;エチレン、プロピレン等のアルケン類;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコール等が挙げられる。これらは、単独で用いても良いし、複数を共重合させても構わない。
(I)アルケニル基を少なくとも1個有するビニル系重合体に反応性ケイ素基を有するヒドロシラン化合物を、ヒドロシリル化触媒存在下に付加させる方法
(II)水酸基を少なくとも1個有するビニル系重合体に一分子中に反応性ケイ素基とイソシアネート基のような水酸基と反応し得る基を有する化合物を反応させる方法
(III)ラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、1分子中に重合性のアルケニル基と反応性ケイ素基を併せ持つ化合物を反応させる方法
(IV)ラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、反応性ケイ素基を有する連鎖移動剤を用いる方法
(V)反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体に1分子中に反応性ケイ素基と安定なカルバニオンを有する化合物を反応させる方法;等が挙げられる。
本発明における(B)成分は、分子内に1個のシラノール基を有する化合物(b1)、及び/又は、水分と反応することにより分子内に1個のシラノール基を有する化合物を生成し得る化合物(b2)である。これらは一方のみを用いてもよいし、両化合物を同時に用いてもよい。
(CH3)3SiOH、(CH3CH2)3SiOH、(CH3CH2CH2)3SiOH、(n−Bu)3SiOH、(sec−Bu)3SiOH、(t−Bu)3SiOH、(t−Bu)Si(CH3)2OH、(C5H11)3SiOH、(C6H13)3SiOH、(C6H5)3SiOH、(C6H5)2Si(CH3)OH、(C6H5)Si(CH3)2OH、(C6H5)2Si(C2H5)OH、C6H5Si(C2H5)2OH、C6H5CH2Si(C2H5)2OH、C10H7Si(CH3)2OH(ただし、上記式中C6H5はフェニル基を、C10H7はナフチル基を示す。)
等のような(R”)3SiOH(ただし式中R”は同一または異種の置換もしくは非置換のアルキル基またはアリール基)で表すことができる化合物、シラノール基を含有する環状ポリシロキサン化合物、シラノール基を含有する鎖状ポリシロキサン化合物、主鎖が珪素、炭素からなるポリマー末端にシラノール基が結合した化合物、ポリシラン主鎖末端にシラノール基が結合した化合物、主鎖が珪素、炭素、酸素からなるポリマー末端にシラノール基が結合した化合物等が例示できる。このうち下記一般式(5)で表される化合物が好ましい。
(R6)3SiOH (5)
(式中、R6は炭素数1〜20の1価の炭化水素基を示す。複数のR6は同一であってもよく又は異なっていてもよい。)
R6は、メチル基、エチル基、ビニル基、t−ブチル基、フェニル基が好ましく、さらにメチル基が好ましい。
中でも、入手が容易であり、効果の点から分子量の小さい(CH3)3SiOH等が好ましい。
((R6)3SiO)nR7 (6)
(式中、R6は上述したものと同様である。nは正数を、R7は活性水素含有化合物から一部あるいは全ての活性水素を除いた基を示す。)
R6は、メチル基、エチル基、ビニル基、t−ブチル基、フェニル基が好ましく、さらにメチル基が好ましい。
(R6)3Si基は、3個のR6が全てメチル基であるトリメチルシリル基が特に好ましい。また、nは1〜5が好ましい。
(式中、R8は同一または異種の置換もしくは非置換の1価の炭化水素基または水素原子、R9は炭素数1〜8の2価の炭化水素基、s、tは正の整数で、sは1〜6、s×tは5以上、Zは1〜6価の有機基)
等も好適に使用できる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明における(C)成分は、シラノール縮合触媒として4価の有機錫化合物を使用する。(C)の具体例として、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズフタレート、ジブチルスズジオクテート、ジブチルスズジエチルヘキサノエート、ジブチルスズジメチルマレエート、ジブチルスズジエチルマレエート、ジブチルスズジブチルマレエート、ジブチルスズジオクチルマレエート、ジブチルスズジトリデシルマレエート、ジブチルスズジベンジルマレエート、ジブチルスズジアセテート、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジエチルマレエート、ジオクチルスズジオクチルマレエート、ジブチルスズジメトキサイド、ジブチルスズジノニルフェノキサイド、ジブチルスズオキサイド、ジブチルスズジアセチルアセトナート、ジオクチルスズジアセチルアセトナート、ジメチルスズジアセチルアセトナート、ジブチルスズジエチルアセトアセトナート、ジブチルスズオキサイドとフタル酸エステルとの反応物、ジブチルスズオキサイドとシリケートとの反応物、ジオクチルスズオキサイドとフタル酸エステルとの反応物、ジオクチルスズオキサイドとシリケートとの反応物、モノブチルスズオキサイド、モノブチルスズオキサイドとフタル酸エステルとの反応物、モノブチルスズオキサイドとシリケートとの反応物、モノオクチルスズオキサイド、モノオクチルスズオキサイドとフタル酸エステルとの反応物、モノオクチルスズオキサイドとシリケートとの反応物、ジ(トリブチルスタンニル)オキサイド、トリブチルスズラウレート、トリブチルスズエチルヘキサノエート、トリブチルスズベンジルマレエート、トリブチルスズアセテート、トリオクチルスズラウレート、等の4価のスズ化合物などが挙げられる。これらの例示の中で、ジメチル錫、ジブチル錫、ジオクチル錫から選ばれる成分が、硬化性や毒性が低い点で好ましい。特に、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセチルアセトナート、ジオクチルスズジアセチルアセトナート、ジメチルスズジアセチルアセトナート、ジブチルスズオキサイドとシリケートとの反応物、ジオクチルスズオキサイドとシリケートとの反応物が、入手し易く、比較的高活性で適度な硬化速度が得られるためより好ましい。
本発明の硬化性組成物には、(C)成分以外の硬化触媒を添加することができる。(C)以外の硬化触媒として、カルボン酸、カルボン酸金属塩、アミン化合物から選ばれる一つ以上の化合物であることが好ましい。
本発明では、接着性付与剤としてアミノ基含有シランカップリング剤(D)を使用する。(D)成分の具体例としては、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−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、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)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、3−(6−アミノヘキシル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(N−エチルアミノ)−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビニルベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルジエトキシメチルシラン、N−フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、(2−アミノエチル)アミノメチルトリメトキシシラン、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)アミン、N,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミンなどが挙げられる。この中でも、第一級アミンは、基材との接着性が良好なため好ましい。特に、3−アミノプロピルトリメトキシシランと3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランは、入手し易く、多種の基材に対して高い接着性を発現するため好ましい。
<脱水剤>
本発明の硬化性組成物には、貯蔵安定性を改良する目的で硬化性組成物中の水分を除去するための脱水剤を添加することができる。脱水剤としては、例えば、液状の加水分解性のエステル化合物が好ましい。加水分解性のエステル化合物としては、オルトぎ酸トリメチル、オルトぎ酸トリエチル、オルトぎ酸トリプロピル、オルトぎ酸トリブチル等のオルトぎ酸トリアルキルや、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル、オルト酢酸トリプロピル、オルト酢酸トリブチル等のオルト酢酸酸トリアルキル等、およびそれらの化合物から成る群から選ばれるものが挙げられる。
本発明の硬化性組成物には、(D)成分以外にも必要に応じてシランカップリング剤が添加される。シランカップリング剤の具体例としては、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、(イソシアネートメチル)トリメトキシシラン、(イソシアネートメチル)ジメトキシメチルシラン、(イソシアネートメチル)トリエトキシシラン、(イソシアネートメチル)ジエトキシメチルシラン等のイソシアネート基含有シラン類;N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン等のケチミン型シラン類;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン等のメルカプト基含有シラン類;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(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、2−(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等のエポキシ基含有シラン類;2−カルボキシエチルトリエトキシシラン、2−カルボキシエチルフェニルビス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−2−(カルボキシメチル)アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のカルボキシシラン類;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン等のビニル型不飽和基含有シラン類;3−クロロプロピルトリメトキシシラン等のハロゲン含有シラン類;トリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等のイソシアヌレートシラン類等を挙げることができる。また、これらを変性した誘導体である、アミノ変性シリルポリマー、シリル化アミノポリマー、不飽和アミノシラン錯体、フェニルアミノ長鎖アルキルシラン、アミノシリル化シリコーン、シリル化ポリエステル等もシランカップリング剤として用いることができる。シランカップリング剤の反応物としては、上記アミノシランとエポキシシランの反応物、アミノシランとイソシアネートシランの反応物、各種シランカップリング剤の部分縮合体等を挙げる事ができる。
本発明の硬化性組成物には、各種可塑剤を必要に応じて用いても良い。可塑剤を後述する充填材と併用して使用すると硬化物の伸びを大きくできたり、多量の充填材を混合できたりするためより有利となるが、必ずしも添加しなければならないものではない。可塑剤としては特に限定されないが、物性の調整、性状の調節等の目的により、例えば、ジブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジ(2−エチルヘキシル)フタレート、ジイソノニルフタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート等のフタル酸エステル類;ジオクチルアジペート、ジオクチルセバケート、ジブチルセバケート、コハク酸イソデシル等の非芳香族二塩基酸エステル類;安息香酸2−エチルヘキシル等の安息香酸系エステル類;オレイン酸ブチル、アセチルリシリノール酸メチル等の脂肪族エステル類;ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル等のポリアルキレングリコールのエステル類;トリクレジルホスフェート、トリブチルホスフェート等のリン酸エステル類;トリメリット酸エステル類;ポリスチレンやポリ−α−メチルスチレン等のポリスチレン類;ポリブタジエン、ポリブテン、ポリイソブチレン、ブタジエン−アクリロニトリル、ポリクロロプレン;塩素化パラフィン類;アルキルジフェニル、部分水添ターフェニル、等の炭化水素系油;プロセスオイル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオール、これらポリエーテルポリオールの水酸基の片末端または両末端もしくは全末端をアルキルエステル基またはアルキルエーテル基等に変換したアルキル誘導体等のポリエーテル類;エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ベンジル、E−PS等のエポキシ基含有可塑剤類;セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、フタル酸等の2塩基酸と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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等の2価アルコールから得られるポリエステル系可塑剤類;フタル酸エステルを水添することにより得られる1,2−シクロヘキサンジカルボキシエステル;アクリル系可塑剤を始めとするビニル系モノマーを種々の方法で重合して得られるビニル系重合体類等が挙げられる。
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて充填剤を添加しても良い。充填剤としては、フュームドシリカ、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、ドロマイト、無水ケイ酸、含水ケイ酸、およびカーボンブラックの如き補強性充填剤;重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、焼成クレー、クレー、タルク、酸化チタン、ベントナイト、有機ベントナイト、酸化第二鉄、アルミニウム微粉末、フリント粉末、酸化亜鉛、活性亜鉛華、シラスバルーン、ガラスミクロバルーン、フェノール樹脂や塩化ビニリデン樹脂等の有機ミクロバルーン、PVC粉末、PMMA粉末等樹脂粉末の如き充填剤;石綿、ガラス繊維およびフィラメントの如き繊維状充填剤等が挙げられる。これらの中でも、コストおよび粘度の点から重質炭酸カルシウムが好ましい。また、硬化性組成物を遮熱型の白色系屋根用硬化性組成物として使用する場合には、酸化チタンを使用することが好ましい。
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて垂れを防止し、作業性を良くするためにチクソ性付与剤(垂れ防止剤)を添加しても良い。垂れ防止剤としては特に限定されないが、例えば、ポリアミドワックス類;水添ヒマシ油誘導体類;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム等の金属石鹸類;フュームドシリカや膠質炭酸カルシウム等の微粉末フィラー類;ゴム粉末等の有機フィラー類;有機質繊維、無機質繊維等の繊維質類、等が挙げられる。これらチクソ性付与剤(垂れ防止剤)は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。チクソ性付与剤は(A)成分100重量部に対し、0.1〜20重量部の範囲で使用することが好ましい。
本発明に用いる硬化性組成物には必要に応じて酸化防止剤(老化防止剤)が添加される。酸化防止剤を使用すると塗膜の耐熱性を高めることができる。酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系、モノフェノール系、ビスフェノール系、ポリフェノール系、ヒンダードアミン系が例示できるが、特にヒンダードフェノール系が好ましい。酸化防止剤の使用量は、(A)成分100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲で使用するのがよく、更に好ましくは0.2〜5重量部である。
本発明に用いる硬化性組成物には必用に応じて光安定剤が添加される。光安定剤を使用すると塗膜の光酸化劣化を防止できる。光安定剤としてベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系、ベンゾエート系化合物等が例示できるが、特にヒンダードアミン系が好ましい。光安定剤の使用量は、(A)成分100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲で使用するのがよく、更に好ましくは0.2〜5重量部である。
本発明に用いる硬化性組成物には必用に応じて紫外線吸収剤が添加される。紫外線吸収剤を使用すると塗膜の表面耐候性を高めることができる。紫外線吸収剤としてはベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリシレート系、置換トリル系及び金属キレート系化合物等が挙げられ、この中でも特にベンゾトリアゾール系が好ましい。紫外線吸収剤の使用量は、(A)成分100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲で使用するのが良く、更に好ましくは0.2〜5重量部である。フェノール系やヒンダードフェノール系酸化防止剤とヒンダードアミン系光安定剤とベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を併用して使用するのが好ましい。
本発明に用いる硬化性組成物には、ポリリン酸アンモニウム、トリクレジルホスフェート等のリン系可塑剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、および、熱膨張性黒鉛等の難燃剤を添加することができる。上記難燃剤は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
本発明に用いる硬化性組成物には、硬化性組成物の粘度を低減し、チクソ性を高め、作業性を改善する目的で、希釈剤として溶剤を使用することができる。溶剤としては、特に限定は無く、各種の化合物を使用することができる。具体例としては、トルエン、キシレン、ヘプタン、ヘキサン、石油系溶媒等の炭化水素系溶剤、トリクロロエチレン等のハロゲン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、エーテル系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶剤、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン等のシリコーン系溶剤が例示される。溶剤は、(A)成分100重量部に対し、10重量部以下が好ましく、5重量部以下がより好ましく、1重量部以下が更に好ましく、0.1重量部以下が特に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。
本発明に用いる硬化性組成物には、硬化性組成物または塗膜の諸物性の調整を目的として、必要に応じて各種添加剤を添加してもよい。このような添加物の例としては、例えば、硬化性調整剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、オゾン劣化防止剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、発泡剤、防蟻剤、防かび剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。本明細書にあげた添加物の具体例以外の具体例は、例えば、特公平4−69659号、特公平7−108928号、特開昭63−254149号、特開昭64−22904号、特開2001−72854号の各公報等に記載されている。
本発明に用いる硬化性組成物は、すべての配合成分を予め配合密封保存し、施工後空気中の湿気により硬化する1成分型として調製することも可能であり、硬化剤として別途硬化触媒、充填材、可塑剤、水等の成分を配合しておき、該配合材と硬化性組成物の主剤成分を使用前に混合する2成分型として調製することもできる。作業性の点からは、1成分型が好ましい。
本発明の硬化性組成物は、大気中に暴露されると水分の作用により、三次元的に網状組織を形成し、ゴム状弾性を有する固体へと硬化する。
窒素気流下でアクリル酸ブチル20.0重量部、臭化第一銅0.8重量部、アセトニトリル8.8重量部、2,5−ジブロモアジピン酸ジエチル1.8重量部を仕込み、80℃で攪拌した。これにペンタメチルジエチレントリアミン0.18重量部を加えて反応を開始した。途中、アクリル酸ブチル80.0重量部を断続的に追加し、さらにペンタメチルジエチレントリアミンを適宜追加しながら反応溶液の温度が80℃〜90℃となるように加熱攪拌を続けた。アクリル酸ブチルの反応率が95%に達した後、反応容器内を減圧にし、揮発分を除去した。
ポリプロピレングリコールを開始剤とし亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、数平均分子量約28,500(合成例1と同様の方法におけるポリスチレン換算分子量)のポリプロピレンオキシドを得た。続いて、この水酸基末端ポリプロピレンオキシドの水酸基に対して1.2倍当量のNaOMeのメタノール溶液を添加してメタノールを留去し、更に塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。
合成例1で得られたメチルジメトキシシリル基末端ポリアクリル酸ブチル(A−1)100重量部、表面処理膠質炭酸カルシウム(白石工業(株)製、商品名:白艶華CCR)110重量部、重質炭酸カルシウム(白石カルシウム(株)製、商品名:ホワイトンSB)20重量部、ジイソノニルフタレート系可塑剤(ジェイ・プラス(株)製、商品名:DINP)70重量部、酸化チタン(石原産業(株)製、商品名:タイペークR−820)10重量部、チクソ性付与剤(楠本化成(株)製、商品名:ディスパロン6500)2重量部、紫外線吸収剤(BASF・ジャパン(株)製、商品名:チヌビン326)1重量部、光安定剤(三共ライフテック(株)製、商品名:サノールLS770)1重量部を計量し、スパチュラで荒く混合した後、3本ペイントロールに3回かけて、よく分散させた。これに、(B)成分であるトリメチルフェノキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名:DOW CORNING(R) TMSP)2重量部、(D)成分であるN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(モメンティブ(株)製、商品名:SILQUEST A−1122)3重量部、硬化触媒としてジブチル錫ビスアセチルアセトナート(日東化成(株)製、商品名:ネオスタンU−220H)2重量部を添加し、十分攪拌混合して硬化性組成物を得た。
実施例1と同じ方法で、表1に記載の配合剤と使用量に従って調整し、1液型硬化性組成物を得た。ここで使用した配合剤について以下に示す。
・トリス((トリメチルシロキシ)メチル)プロパン(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名:DOW CORNING(R) AZ−6170)
・トリメトキシシリル基含有ビニルシラン(モメンティブ(株)製、商品名:SILQUEST A−171)
・ネオスタンU28とラウリルアミンの混合物:2−エチルヘキサン酸錫(日東化成(株)製、商品名:ネオスタンU−28)とラウリルアミン(和光純薬(株)製、商品名:ドデシルアミン)をあらかじめ3重量部と0.65重量部の割合で混合し、発熱を確認してから室温に戻したもの。
各硬化性組成物をポリエチレン製の型枠に気泡が入らないように充填し、23℃50%RHで3日間、さらに50℃で4日間養生させて得られた厚さ3mmの硬化物シートから、3号ダンベル型に打ち抜き、23℃50%RHで引張試験(引張速度200mm/分)を行い、50%モジュラス、100%モジュラス、破断時の強度、破断時の伸びを測定した。
上記と同じ方法で得られた3号ダンベル型試験体を、50℃に調整した温水に7日間浸水した。その後、試験体を取り出しペーパータオルで付着した水分を除去して、23℃50%RH条件下で3日間置いた後、上記と同じ方法で引張試験を行い、50%モジュラス、100%モジュラス、破断時の強度、破断時の伸びを測定した。
各硬化性組成物を陽極酸化アルミ基材上に密着するように乗せ、23℃50%RHの恒温恒湿条件下で7日養生(ドライ条件)した後、硬化物と基材の界面にカミソリ刃で切り込みを入れ、90度方向に引張った後、硬化物の破壊状態を観察し、凝集破壊率(CF率)を測定した。また、同様にして23℃50%RHの恒温恒湿条件下で7日養生した後、さらに50℃の温水に7日間浸水し(ウェット条件)、その後室温に戻してから上記と同様に切り込みを入れて引張って破壊状態を観察した。破壊状態が全て凝集破壊の場合はCF、全て界面破壊の場合はAFと示した。例えばC80A20は凝集破壊が80%、界面破壊が20%の割合で混在していることを示す。評価としては、凝集破壊率が高いほど接着性が良好とみなす。
Claims (15)
- (A)反応性ケイ素基を少なくとも1個有し、主鎖が直鎖構造であるポリオキシアルキレン系重合体(a1)および/またはビニル系重合体(a2)100重量部、(B)分子内にシラノール基を有する化合物(b1)及び/又は水分と反応することにより分子内に1個のシラノール基を有する化合物を生成し得る化合物(b2)0.1〜10重量部、(C)4価の有機錫化合物0.1〜10重量部、(D)アミノ基含有シランカップリング剤0.1〜10重量部、を含有する硬化性組成物。
- (a2)成分の主鎖骨格が、(メタ)アクリル酸エステル系重合体であることを特徴とする請求項1に記載の硬化性組成物。
- (a2)成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した数平均分子量が、8,000〜50,000である請求項1または2に記載の硬化性組成物。
- (a2)成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量と数平均分子量の比が、1.8未満の重合体である請求項1〜3のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (a2)成分が、原子移動ラジカル重合により製造されたものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (a1)成分の主鎖骨格が、ポリオキシプロピレン系重合体であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (A)成分の反応性ケイ素基が、ジメトキシメチルシリル基であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (B)成分がトリメチルシラノールを発生する化合物であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (C)成分がジメチル錫、ジブチル錫、ジオクチル錫から選ばれる少なくとも1成分であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (D)成分が、第一級アミン化合物であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の硬化性組成物。
- 使用直前に他の材料との混合が不要である、請求項1〜10のいずれかに記載の一液型の硬化性組成物。
- 請求項1〜11のいずれかに記載のシーリング材。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の接着剤。
- 請求項1〜11のいずれかに記載のコーティング材。
- 請求項1〜11のいずれかに記載された硬化性組成物の硬化物。
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