JP2014520911A - 被覆材、接着剤、封止材、およびエラストマー用途向けのシラン末端ポリマー - Google Patents

Abstract

各分子中に少なくとも１つの架橋性シリル基を有する、コポリマー入り架橋性シラン末端ポリマーが提供される。コポリマー入り架橋性シラン末端ポリマーとは、コポリマー入りポリオールとイソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマーとの反応生成物のことである。イソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマーとは、少なくとも１種のイソシアネートとヒドロシリル化ポリマーとの反応生成物のことである。ヒドロシリル化ポリマーとは、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つのアルコール基を有するポリマーと、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との反応生成物のことである。コポリマー入り架橋性シラン末端ポリマーは、伸び特性を維持しながらも、モジュラス特性および引張強度特性が改善されていることを示す。

Description

本発明の実施形態は、シラン末端ポリマーおよびその製造方法に関する。

架橋性シラン末端ポリマー（ＳＴＰ）は、建築または産業用途向けの被覆材料、接着剤、封止材料、エラストマーなど（ＣＡＳＥ用途）における原料ポリマーとして広範に使用されている。ＳＴＰは、通常、ポリエーテルポリオールおよび加硫性アルコキシシラン末端基を含んでいる。硬化されるＳＴＰの機械的特性要件は、最終用途に応じてかなり変わる。モジュラスおよび引張強度がより高いなど、機械的特性の改善されたＳＴＰを製造する従来法の１つは、ポリエーテルポリオールの官能基数（functionality）を増加する、および／またはポリオールの当量を低下することである。しかし、従来法を使用して実現されたモジュラスおよび引張強度の改善は、伸びの損失を代償にして得られたものである。したがって、従来法を使用して達成できるモジュラスの改善には限界がある。

したがって、伸び特性を維持しながらも、モジュラスおよび引張強度の特性が改善されている架橋性シラン末端ポリマー、およびこうしたシラン末端ポリマーを作製する方法が必要とされている。

本発明の実施形態は、コポリマー入り（copolymer-filled）ポリオールを使用して作製することができる、架橋性シリル基含有ポリマーを提供する。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、コポリマー入り架橋性シラン末端ポリマーが提供される。コポリマー入り架橋性シラン末端ポリマーとは、コポリマー入りポリオールとイソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマーとの反応生成物のことである。該イソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマーとは、少なくとも１種のイソシアネートとヒドロシリル化ポリマーとの反応生成物のことである。該ヒドロシリル化ポリマーとは、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つのアルコール基を有するポリマーと、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との反応生成物のことである。

さらに別の実施形態では、各分子中に少なくとも１つの架橋性シリル基を有する、コポリマー入り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、約１００から約５，０００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マーを含む組成物を形成するステップ、該ヒドロシリル化ポリマーをイソシアネート指数が約１００から約２５０の間にある少なくとも１種のイソシアネートに曝すことにより、ヒドロシリル化ポリマーをキャップしてイソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマーを含む組成物を形成するステップ、ならびに該イソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマーとコポリマー入りポリオールとを反応させて、架橋性シラン末端ポリマーを含む組成物を形成するステップを含む。

上で挙げた本発明の特徴を詳細に理解することができるように、上で簡単に要約したより具体的な本発明の説明は、実施形態を参照することによりなされ、実施形態の一部を添付した図面により例示する。しかし、本発明は、他の等しく効果的な実施形態を容認し得るので、添付された図面は、単に本発明の典型的な実施形態を例示するだけであり、したがって、本発明の範囲を制限するものとみなされるべきでないことに留意されたい。

シラン末端ポリエーテルに対する、本明細書に記載の実施形態により形成された、コポリマー入りポリオール（ＣＰＰ）をベースとする、いくつかのシラン末端ポリマーの水老化試験（water ageing test）後の水分取込量を比較している図である。 本明細書に記載の実施形態による、様々な触媒を用いて硬化した、コポリマー入りポリオール（ＣＰＰ）をベースとする、いくつかのシラン末端ポリマーの水老化試験後の水分取込量を比較している図である。

理解を促進するために、図に共通する同一の要素を明示するため、可能な場合、同じ参照数字を使用する。一実施形態において開示される要素は、具体的に列挙することなく、他の実施形態に有益に利用し得ることが意図される。

本発明の実施形態は、コポリマー入りポリオールを用いて作製されるシラン末端ポリマー（ＳＴＰ）、およびその作製方法を提供する。

コポリマーポリオール（ＣＰＰ）は、ポリエーテルポリオールマトリックスおよび固相コポリマーを通常含む充填剤入りポリオールである。固相コポリマーは、微細分散粒子、例えばスチレン−アクリロニトリル、アクリロニトリル、ポリウレア（ＰＨＤ）固体ポリマー、およびポリウレタン−ウレア粒子（ＰＩＰＡ）を通常含有している。固相コポリマーは、ポリエーテル主鎖に化学的にグラフトされていてもよい。コポリマーポリオールは、フリーラジカル触媒の存在下、ポリオール（フィードストックポリオール）中に溶解または分散している１種または複数のエチレン性不飽和モノマーを重合することにより通常製造され、ポリオール中に安定なポリマー粒子の分散液が形成する。ＣＰＰの他の考えられる成分には、開始剤、連鎖移動剤、および安定化剤が含まれる。

本明細書に記載の実施形態では、ＣＰＰから誘導されるＳＴＰ、およびＳＴＰを形成する方法が提供される。コポリマー入りポリオールを使用することにより、実質的に伸びを損失することなく、モジュラスおよび引張強度が改善されたＳＴＰが実現する。モジュラスおよび引張強度を改善する従来法と比較すると、本明細書に記載の実施形態は、ＳＴＰの機械的性能を、現在達成可能なものよりも高める。さらに、コポリマー入りポリオールを使用することにより、従来の充填剤を使用する場合に受ける経時的な特性損失とは対照的に、性能を長期的に保持する最終製品がもたらされる。

本明細書に記載の実施形態は、ＳＴＰを製造する任意の方法に採用することができる、コポリマーポリオールを含有するシラン末端キャップポリマーの新規な組成物を詳細に説明する。例示的な方法の１つは、（１）アリルモノオールのヒドロシリル化、（２）ジイソシアネートによる該ヒドロシリル化中間体の末端キャッピング、および（３）コポリマー入りポリオール（ｃＰＰ）による該イソシアネート中間体のカップリングを含む３段階方法である。コポリマー入りＳＴＰ、すなわちｃＰＰ−ＳＴＰを作製するのに有用な組成物は、ｃＰＰポリオール、イソシアネート、シラン、およびアリルポリマーである。

本明細書で使用する場合、用語「ヒドロシリル化効率」＝［１００×（（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利用できた、ポリオール上の不飽和基の総数））］は、^１Ｈ−ＮＭＲまたはＩＲ分光法を使用して測定することができる。

ヒドロシリル化：
本明細書に記載のある実施形態では、コポリマー入り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、これを、少なくとも１種のイソシアネートに曝すことによりキャップされて、イソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマーを含む組成物を形成することができる。次に、該イソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマーは、コポリマー入りポリオールと反応して、コポリマー入りＳＴＰを形成することができる。

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。

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、４０〜２０，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは２００〜１０，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは８００〜２，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有することができる。

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、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。１００から５０００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または１７５０の下限値から、独立に１０００、１２５０、１５００、１７５０、２０００、２５００、３０００、３５００、４０００、４５００、もしくは５０００の上限値まで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、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ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ１１／０３８０６５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。

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、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） （ＩＩ）
（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、イソシアネートシランなどの官能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などが好ましく、Ｈ_２ＰｔＣｌ_６．６Ｈ_２Ｏ、白金−ビニルシロキサン錯体および白金−オレフィン錯体がより好ましく、白金−ビニルシロキサン錯体および白金−オレフィン錯体が特に好ましい。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によってキャップしてもよい。

キャッピング：
本発明の実施形態の実施に利用可能な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ネート（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、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、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。ＡＤＩ。

イソシアネートの官能基数は、好ましくは１．０より大きく、より好ましくは１．５より大きく、最も好ましくは２以上である。

適切なＴＤＩ製品は、ＶＯＲＡＮＡＴＥ（登録商標）という商品名で、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。そうしたタイプの適切な市販の製品には、やはりＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、ＶＯＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｔ−８０が挙げられる。適切なＭＤＩ製品は、ＰＡＰＩ（登録商標）、ＶＯＲＡＮＡＴＥ（登録商標）およびＩＳＯＮＡＴＥ（登録商標）という商品名で、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。

イソシアネートは、少なくとも１より大きい、好ましくは１．２より大きい、より好ましくは１．８より大きい官能基数を有することができる。

キャッピング反応は、約１００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から２５０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、１０５、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。

本発明の実施形態の実施において、ヒドロシリル化ポリマーを各分子中に２つ以上のイソシアネート基を有する化合物などのカップリング剤と反応させる場合、触媒の使用は必ずしも必要ではない。ある実施形態では、触媒なしに（例えば、無触媒）、キャッピング反応を行うのが好ましいことがある。触媒なしにキャッピング反応を行うことにより、キャップされた材料中において副生成物（例えば、アリファネート（aliphanate）およびイソシアヌレート）の低減がもたらされることが見出された。しかし、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。ポリイソシアネート化合物を使用するカップリング反応を行う際に使用されるべき触媒には、以下に限定されないが、例えば、Polyurethanes: Chemistry and Technology、Part I、表30、第4章、SaundersおよびFrisch、Interscience Publishers、New York、1963年において言及されている触媒が挙げられる。

高活性のためにポリイソシアネート化合物を使用してカップリング反応を行う際に使用可能なウレタン形成反応触媒として好ましいものは、オクチル酸第一スズ、ステアリン酸第一スズ、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジオレイルマレート、ジブチルスズジブチルマレート、ジラウリン酸ジブチルスズ、１，１，３，３−テトラブチル−１，３−ジラウリルオキシカルボニルジスタノキサン、二酢酸ジブチルスズ、ジブチルスズジアセチルアセトネート、ジブチルスズビス（ｏ−フェニルフェノキシド）、酸化ジブチルスズ、ジブチルスズビス（トリエトキシシリケート）、ジブチルスズジステアレート、ジブチルスズビス（イソノニル３−メルカプトプロピオネート）、ジブチルスズビス（イソオクチルチオグリコレート）、酸化ジオクチルスズ、ジラウリン酸ジオクチルスズ、二酢酸ジオクチルスズ、およびジオクチルスズジバーサテート（diversatate）などのスズ触媒である。さらに、架橋性シリル基に対する活性が低い触媒を使用することが好ましく、したがって、例えば、ジブチルスズビス（イソノニル３−メルカプトプロピオネート）およびジブチルスズビス（イソオクチルチオグリコレート）などの硫黄原子含有スズ触媒が特に好ましい。

カップリング
イソシアネートキャップポリマーは、コポリマー入りポリオールとカップリングさせて、最終のコポリマー入りシラン末端ポリマー（ｃＰＰ−ＳＴＰ）を形成することができる。

コポリマー入りポリオール：
本明細書に記載の本発明による使用に適した、コポリマー入りポリオールは周知であり、商業規模で広く使用されている。コポリマー入りポリオールは、フリーラジカル触媒の存在下、ポリオール（フィードストックポリオール）中に溶解または分散している１種または複数のエチレン性不飽和モノマーを重合することにより通常製造され、ポリオール中に安定なポリマー粒子の分散液が形成する。

例示的なフィードストックポリオールには、エチレンオキシドにより末端キャップされたポリプロピレンオキシドポリオールなどの、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、テトラメチレンオキシド、またはそれらの組合せに由来するポリエーテルポリオールが含まれる。分子量にかかわらず、任意のポリオールを使用することができる。ポリエーテルポリオールの分子量は、好ましくは１，０００ｇ／ｍｏｌから１０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、より好ましくは２，０００ｇ／ｍｏｌから８，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、最も好ましくは２，０００ｇ／ｍｏｌから６，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある。ポリオールの官能基数は、好ましくは１．１から８の範囲、より好ましくは１．５から６の範囲、最も好ましくは２から４の範囲にある。フィードストックポリオールはまた、２種以上のポリオールのブレンドであってもよい。

コポリマーポリマーの分散相は、少なくとも１種のビニルモノマーのその場重合によって生成される。適切なエチレン性不飽和モノマーは、当業者に公知であり、例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第３，９３１，０９２号および米国特許第４，５２１，５４６号において開示されているものが挙げられる。典型的なモノマーの例には、塩化ビニル、メタクリル酸メチル、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、メタクリロニトリル、塩化ビニリデン、スチレン、アクリロニトリル、アクリル酸ヒドロキシエチル、ブタジエン、イソプレン、クロロプレンおよびメタクリロニトリルが含まれる。好ましいビニルモノマーは、スチレンおよびアクリロニトリルである。ビニルモノマーの混合物、例えば、重量比が８０：２０〜２０：８０、より好ましくは７０：３０〜３０：７０、最も好ましくは６５：３５〜３５：６５のスチレンとアクリロントリル（acrylontrile）の混合物を使用することができる。１種または複数のスチレン以外のモノマーを有する５０重量％以上のスチレンを含む、ビニルモノマー混合物を使用することができる。モノマー（複数可）の量は、４０〜８０重量％の固体含有量を与えるよう、一般に選択される。該固体の粒子サイズ分布は、多モードであってもよい。該固体の粒子サイズは、０．１〜１０ミクロンとすることができる。

ビニルモノマーの重合は、一般に重合触媒を用いて行われる。こうした触媒は当技術分野において周知であり、例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第４，５２１，５４６号および同第４，５２２，９７６号を参照されたい。好ましくは、アゾビスアルキルニトリル、例えばアゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）、アゾビス（４−シアノ吉草酸）、アゾビス（ジメチル−バレロニトリル）、好ましくは、ＡＩＢＮ；ペルオキシ化合物、例えばヒドロペルオキシド、ペルオキシエステルおよびペルオキシケトンなどのフリーラジカル重合開始剤である。一般に使用されている過酸化物触媒は、Ａｋｚｏ ＮｏｂｅｌのＴＲＩＧＯＮＯＸという商標で販売されている。他の具体例には、過酸化水素、ジ（ｔ−ブチル）−ペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシジエチルアセテート、ｔ−ブチルペルオクトエート、ｔ−ブチルペルオキシイソブチレート、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔ−アミルペルオキシピバレート、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ラウロイルペルオキシド；クメンヒドロペルオキシドおよびｔ−ブチル−ヒドロペルオキシドが含まれる。重合触媒の組合せも使用することができる。触媒の量は、触媒の種類、およびエチレン性不飽和モノマーの量に基づいて変わることになる。

ポリオールブレンド中においてポリウレタン−ウレア粒子（ＰＩＰＡ）またはウレア粒子（ＰＨＤ）の分散液を製造するために、ＰＩＰＡまたはＰＨＤ形成モノマーが、ポリオールブレンド中に溶解される。ＰＨＤポリマーポリオールが望まれる場合、ＰＨＤ形成モノマーには、アンモニア、アニリンおよび置換アニリン、ならびに脂肪族アミンなどのアミンを含むことができる。ＰＨＤ形成モノマーはまた、エチレンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、アルコノールアミン（alkonolamine）、およびヒドラジンなどのジアミンも含むことができる。

ＰＩＰＡポリマーポリオールが望まれる場合、ＰＩＰＡ形成モノマーは、グリコールなどのジオール；および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、トリイソプロパノールアミン、２−（２−アミノエトキシエタノール）、ヒドロキシエチルピペラジン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミンおよびそれらの混合物などのアルカノールアミンを含むことができる。考慮され得る他のアルカノールアミンには、Ｎ−メチルエタノールアミン、フェニルエタノールアミン、およびグリコールアミンが含まれる。ハイブリッドＰＨＤ−ＰＩＰＡ粒子を形成するための、ＰＨＤおよびＰＩＰＡ形成モノマーの混合物を提供することも可能である。

少なくとも１種のＰＨＤおよび／またはＰＩＰＡポリマー形成モノマーは、総ポリオールブレンド重量の約２重量％から約４０重量％の間、好ましくは約５重量％から約３０重量％の間の濃度で、ブレンドに加えられる。約５重量％から約５０重量％の間の個々の値すべておよび部分範囲がこの中に含まれ、また本明細書において開示される。例えば、固体含有量は、重量の、５、８、１０、１５、２０、２５または３０重量％の下限値から、２０、２５、３０、３５または４０重量％の上限値までとすることができる。

ＰＩＰＡおよび／またはＰＨＤ粒子の組成は、単にモノマーの構造に依存するだけではない。すなわち、ポリオールブレンドの組成もまた粒子組成に影響を及ぼし得る。グリセロールなどのポリオール、およびトリエタノールアミンなどのアルコールだけを有するアミンは、粒子にポリウレタンを組み込み、トリエタノールアミンなどのアミノアルコールは、粒子にポリウレタン−ウレアを組み込み、ヒドラジンまたはエチレンジアミンなどの第一級または第二級アミンは、粒子にポリウレアを組み込む。他のモノマーは水とすることができ、追加的にポリビウレットおよびポリアロファネート（polyallophanate）を形成する。通常、イソシアネート反応性粒子は、過小指数の設定、すなわちモノマーを完全に反応させるために必要な理論量よりも少ない量のポリイソシアネートを使用することにより得られる。さらに、ポリマー自体は、例えば、ポリウレアなどの反応性基を含有することができるが、この基は、ヒドロキシルまたは第二級アミン部分ほど、反応性に富んでいない。

さらに、触媒はポリオールブレンドと組み合わせてもよい。有機金属化合物は、触媒量で使用することができる。触媒として有用な有機金属化合物には、ビスマス、鉛、スズ、チタン、鉄、アンチモン、ウラン、カドミウム、コバルト、トリウム、アルミニウム、水銀、亜鉛、ニッケル、セリウム、モリブデン、バナジウム、銅、マンガン、ジルコニウムなどの化合物が含まれる。こうした金属触媒の一部の例には、硝酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス、２−エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、オレイン酸鉛、ジラウリル酸ジブチルスズ、トリブチルスズ、三塩化ブチルスズ、ジメチルスズ、塩化第二スズ、オクタン酸第一スズ、オレイン酸第一スズ、ジ（２−エチルヘキサン酸）ジブチルスズ、塩化第二鉄、三塩化アンチモン、アンチモングリコレート、スズグリコレート、鉄アセチルアセトネートなどが含まれる。触媒は、ジイソシアネートと、アルカノールアミンの第一級ヒドロキシル基の反応を促進することができる。

撹拌下で、少なくとも１種のイソシアネートが、ポリオールブレンドに加えられる。撹拌は、当分野において公知の通り、撹拌反応器中、または一連のスタティックミキサーを使用することによって発生することができる。本発明において使用することができるイソシアネートには、脂肪族、脂環式、アリール脂肪族、および芳香族イソシアネートが含まれる。

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ネート（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−と２，６−ジイソシアネート（ＴＤＩ）、ｍ−と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。

市販されているトルエンジイソシアンテの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、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。

イソシアネート指数が、約５０から約１２０の間、約６０から約１１０の間、または６０から９０の間などの、約３０から約１５０の間にある、少なくとも１種のイソシアネートがポリオールブレンドに加えられる。イソシアネート指数は、ポリオールとのイソシアネート反応を最小限にするために、１００未満に維持してもよい。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。

少なくとも１種のＰＨＤおよび／またはＰＩＰＡポリマー形成モノマー、およびイソシアネートは、外部熱および大気圧を適用することなく、反応を首尾よく行うことができるが、より高温および高圧もまた、許容することができる。例えば、反応温度は、約２５℃から約１００℃の間の範囲にすることができ、また圧力は、大気圧から約１００ｐｓｉゲージ圧の範囲とすることができる。

例示的なコポリマー入りポリオールは、ＳＰＥＣＦＬＥＸ（商標）ポリオールおよびＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ポリオールという商品名で、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。こうしたポリオールの市販品の例は、ＳｐｅｃＦｌｅｘ（登録商標）ＮＣ７０１、ＩＰ９５０Ｓ３、ＤＭＣを触媒とする実験的コポリマーポリオール、およびＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＰＰ ３０３９である。

得られるＮＣＯキャッププレポリマーは、カップリング反応に曝されるが、この場合、ＮＣＯキャッププレポリマーは、ＤＡＢＣＯ Ｔ−１２触媒（またはジメチルスズジネオデカノエート、Ｍｅｔａｔｉｎ触媒）存在下、７０℃で２時間、コポリマーポリオールと反応させて、シラン末端コポリマーポリオールが生成した。

硬化
本発明の実施形態によれば、得られるシラン末端ポリマーは、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曝されると、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曝される。

さらに、シリル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は、ＵＳ６，３５５，１２７に開示されているものなど、当分野において周知であり、以下のものを含む。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；ジラウリン酸ジブチルスズ、ジブチルスズマレート、二酢酸ジブチルスズ、オクチル酸スズ、ナフテン酸スズ、ジメチルスズジネオデカノエート（Ｍｅｔａｔｉｎ触媒）、酸化ジブチルスズとフタル酸エステルの反応生成物、ジアルキルスズジアセチルアセトネート（ジブチルスズビス（アセチルアセトネート）など）などの有機スズ化合物；酸化ジブチルスズなどの酸化ジアルキルスズ；アルミニウム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などの有機アルミニウム化合物；トリス（２−エチルヘキサン酸）ビスマス、ビスマストリ（ネオデコネート）などの、ビスマス塩と有機カルボン酸などの反応生成物；ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート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、モネタノールアミン（monethanolamine）、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が含まれる。これらの化合物は限定されない。すなわち、一般に使用されている任意のシラノール縮合触媒を使用することができる。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。こうした触媒および促進剤には、チタン酸テトラブチル、ジラウリン酸ジブチルスズ、ジブチルスズビス（アセチルアセトネート）などが含まれる。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。

合成後のｃＰＰ−ＳＴＰは、水分との加水分解反応によって硬化可能であり、したがって環境にやさしく、イソシアネートモノマーを含まない。このｃＰＰ−ＳＴＰは、スズ系触媒、スズ不含酸触媒、またはアミン触媒などの触媒（複数可）の補助により硬化することができる。最終的に硬化した材料は、コポリマーを含有していない等価な系よりも高い引張強度およびモジュラスを有する。シラン末端ｃＰＰ−ＳＴＰの場合にある通り、硬化したポリマーの水分取込量が、満たされたポリエーテルを使用しないで作製される系よりも統計的に少ないという、追加の利益もまた存在し得る。

ある実施形態では、本方法は、（１）触媒存在下、ビニル末端モノオールとアルコキシシランとのヒドロシリル化反応により、アルコキシシリル末端モノオールを生成するステップ、（２）該アルコキシシリルモノオールを第１の温度（例えば、６０℃）およびある一定の速度でイソシアネートに加え、次に触媒添加をするという順序で、該アルコキシシリル末端モノオールをイソシアネート（ＴＤＩ（トルエンジイソシアネート）など）によりキャッピング反応するステップを含む。この反応は、第２の温度（例えば、８５℃）で完了し、２．６９〜３．１８％のＮＣＯからなるイソシアネートキャッププレポリマーが生成し、（３）該イソシアネートキャッププレポリマーと、コポリマー入りポリオールとを反応させることにより得られるカップリング反応によってＳＴＰが生成する。ある実施形態では、ビニル末端モノオールは、０〜４．７×１０^−３ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは０〜１．９×１０^−３ｍｇＫＯＨ／ｇ、より好ましくは０〜１．４×１０^−３ｍｇＫＯＨ／ｇ、最も好ましくは０〜１．０×１０^−３ｍｇＫＯＨ／ｇの塩基性を有する。

本明細書に記載の実施形態の目的および利点は、以下の実施例によりさらに例示される。これらの実施例において列挙されている、具体的な原料、およびそれらの量、ならびに他の条件および詳細は、本明細書に記載の実施形態を限定するために使用すべきではない。本発明の実施例は、文字「Ｅ」に続く試料番号により特定される一方、本発明の実施例ではない比較試料は、文字「Ｃ」に続く試料番号により示される。

実施例において使用される原料の記載は以下の通りである。
ＡＣＣＬＡＩＭ Ｐｏｌｙｏｌ ４２００
Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅから入手可能な、分子量約４０００およびヒドロキシル数２６．５〜２９．５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを有するプロピレンオキシドをベースとする二官能性ポリエーテルポリオール。

ＡＣＣＬＡＩＭ Ｐｏｌｙｏｌ ６３００
Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅから入手可能な、分子量約６０００およびヒドロキシル数２６．５〜２９．５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを有するプロピレンオキシドをベースとするトリオール。

アリルモノオール
ＵＣＯＮ（商標）Ｈｙｄｒｏｌｕｂｅ ＡＰＰＧ ８００という商品名でＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、アリル含有量３．５重量％（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２．１重量％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。

ＤＡＢＣＯ Ｔ−１２
Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能なジラウリン酸ジブチルスズ触媒。

ＤＢＴＡ
ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ（登録商標）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）。

ＤＤＢＳＡ
ドデシルベンゼンスルホン酸。ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ（登録商標）から入手可能。

ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＰＰ ３０３９
Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている共重合スチレンおよびアクリロニトリルを含有しているグラフトポリエーテルジオール。

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。

ＳｎＡｃＡｃ
ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ（登録商標）から入手可能なアセチルアセトネートスズ（ＩＩ）。

ＳＰＥＣＦＬＥＸ ＮＣ７０１
Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な共重合スチレンおよびアクリロニトリルを含有しているグラフトポリエーテルトリオールポリオール。

ＴＯＹＯＣＡＴ−ＤＢ３０
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）触媒である。

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。

オクチル酸亜鉛
Ｓｈｅｐｈｅｒｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能。

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％ＡＳＴＭ標準試験Ｄ１７０８に準じて、４つのドッグボーンサンプルを調製し、機械的特性を分析した。結果は、標準偏差を含め、４つの試料の平均値として報告する。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。

ヒドロシリル化：
ヒドロシリル化反応は、プロピレングリコールモノアリルエーテル（３４３．２０ｇ、８００ＭＷ）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、１０６ＭＷ）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と呼ぶ）は、^１Ｈを用いて分析し、ヒドロシリル化効率は＞９５％を示した。

プレポリマー合成（ＮＣＯのキャッピング）：
次に、ヒドロシリル化ポリエーテル（２９９．８ｇ）を、８５℃および３００ｒｐｍの混合速度で、最低６時間、過剰のＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）Ｔ−８０（４９．００ｇ）と反応させて、ＮＣＯキャッププレポリマーが生成した。

カップリング：
上記で得られたＮＣＯキャッププレポリマーは、カップリング反応に曝されるが、この場合、ＮＣＯキャッププレポリマーは、ＤＡＢＣＯ Ｔ−１２触媒存在下、７０℃で２時間、ｃＰＰポリオール（ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＰＰ ３０３９またはＳＰＥＣＦＬＥＸ ＮＣ７０１）と反応させて、コポリマー入りシラン末端ポリオールが生成した。

硬化：
コポリマー入りシラン末端ポリオールの硬化は、水分の存在下、スズアセチルアセタノエート（ＳｎＡｃＡｃ）、ドデシルベンゼンスルホン酸（ＤＤＢＳＡ）またはＤＢ−３０というアクリル酸でブロックしたアミン触媒を添加することにより達成した。シラン末端ポリマー材料のフィルムは、ポリプロピレンシート上に２５ミルの厚みで引き延ばし、２５℃および相対湿度５０％で最低１週間硬化させた。ＡＳＴＭ Ｄ１７０８に準じて、ＩＮＳＴＲＯＮ機器を使用してフィルムの物理特性を測定した。

表Ｉは、実施例１から実施例３（Ｅ１、Ｅ２およびＥ３）、ならびに対照１および対照２に関して、カップリング反応に関与する成分を示している。表Ｉにおいて示される通り、実施例１〜３はＩＰ９５０−Ｓ３コポリマー入りポリオールをベースとするものであり、対照１および２は、Ａｃｃｌａｉｍ ２２００ポリエーテルポリオールをベースとするものである。

表ＩＩは、実施例４から実施例５（Ｅ４、Ｅ５およびＥ６）、ならびに対照３（Ｃ３）に関して、カップリング反応に関与する成分を示している。表ＩＩにおいて示される通り、実施例４および５は、ＳＰＥＣＦＬＥＸ ＮＣ７０１コポリマー入りポリオールをベースとするものであり、対照３は、Ａｃｃｌａｉｍ ６３００ポリエーテルポリオールをベースとするものである。

幅０．８１５インチおよび長さ０．８２７インチの各エラストマーのドッグボーン成形試料を調製した。各試料の加水分解安定性を、１週間、該エラストマードッグボーンを沸騰水（１００℃）に浸漬することにより測定した。結果は、表ＩＩＩおよび表ＩＶに示されている。

表ＩＩＩで実証されるように、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＰＰ ３０３９コポリマー入りポリオールを使用して製造した実施例１〜３は、Ａｃｃｌａｉｍ ４２００ポリオールを使用して製造した対照１および２に比較すると、優れた引張特性およびモジュラス特性、ならびに同等の伸び特性を示した。

表ＩＶで実証されるように、ＳＰＥＣＦＬＥＸ ＮＣ７０１コポリマー入りポリオールを使用して製造した実施例４〜５は、Ａｃｃｌａｉｍ ６３００ポリオールを使用して製造した対照１および２に比較すると、優れた引張特性およびモジュラス特性、ならびに同等の伸び特性を示した。

図１は、Ａｃｃｌａｉｍ ４２００ポリエーテルポリオールをベースとするシラン末端ポリエーテル（対照１および２）に対する、本明細書に記載の実施形態により形成されたＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＰＰ ３０３９コポリマー入りポリオールをベースとするシラン末端ポリマー（実施例１から３）の水老化試験後の水分取込量を比較している図１００である。実施例２（酸触媒による硬化）および実施例１（スズ触媒による硬化）は、対照１および２に比べて、水分取込量がより少ないことを示している。

図２は、本明細書に記載の実施形態により形成されたＳＰＥＣＦＬＥＸ ＮＣ７０１をベースとするシラン末端ポリマー（実施例４〜６）の水老化試験後の水分取込量を比較している図２００である。図２において実証される通り、実施例４（スズ触媒による硬化）および実施例５（酸触媒による硬化）は、実施例６（アミン触媒による硬化）に比べて、水分取込量がより少ない結果を示している。

シラン末端ポリマー中にコポリマー入りポリオールを使用することにより、伸びなどの他の特性を実質的に損失することなく、モジュラスを著しく改善することができる。さらに、コポリマー入りポリオールは、ポリマーマトリックスの形成に関与することができ、その結果、従来の充填剤と比較して、優れた長期安定性をもたらす。シラン末端ポリマー中にコポリマー入りポリオールを使用すると、系に追加の充填剤を添加する必要がなくなることにより、加工性も改善する。

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る。

Claims (21)

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、コポリマー入り架橋性シラン末端ポリマーを含む組成物であって、前記コポリマー入り架橋性シラン末端ポリマーが、
   コポリマー入りポリオールと、
   イソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマー
   との反応生成物であり、
   前記イソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマーが、
   少なくとも１種のイソシアネートと、
   ヒドロシリル化ポリマー
   との反応生成物を含み、
   前記ヒドロシリル化ポリマーが、
   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つのアルコール基を有するポリマーと、
   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
   との反応生成物を含む、
   組成物。
2. 前記ヒドロシリル化ポリマーを、イソシアネート指数が約１００から約２５０の間の前記イソシアネートと反応させる、請求項１に記載の組成物。
3. 前記ヒドロシリル化ポリマーが、^１Ｈ−ＮＭＲによって求めた場合、少なくとも約７０％のヒドロシリル化効率の反応生成物である、請求項１または２に記載の組成物。
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前記ポリマーが、約１００から約５，０００の間の数平均分子量を有する、請求項１から３に記載の組成物。
5. 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前記ポリマーが、６００から１，０００の間の数平均分子量、および５０から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である、請求項１から４に記載の組成物。
6. 前記コポリマー入りポリオールが、
   ポリエーテルポリオールマトリックス、および
   固相コポリマー
   を含む、請求項１から５に記載の組成物。
7. 前記ポリエーテルポリオールマトリックスが、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、テトラメチレンオキシド、およびそれらの組合せから誘導される、請求項６に記載の組成物。
8. 前記固相コポリマーが、共重合されたスチレンとアクリロニトリル、スチレン−アクリロニトリル、アクリロニトリル、ポリウレア（ＰＨＤ）の各ポリマー固体、およびポリウレタン−ウレア粒子（ＰＩＰＡ）の少なくとも１つである、請求項６または７に記載の組成物。
9. 各分子中に少なくとも１つの架橋性シリル基を有する、コポリマー入り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５，０００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行い、ヒドロシリル化ポリマーを含む組成物を形成するステップ、
   前記ヒドロシリル化ポリマーを、イソシアネート指数が約１００から約２５０の間の少なくとも１種のイソシアネートに曝すことにより、前記ヒドロシリル化ポリマーをキャップして、イソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマーを含む組成物を形成するステップ、ならびに
   前記イソシアネートキャップヒドロシリル化ポリマーを、コポリマー入りポリオールと反応させて、架橋性シラン末端ポリマーを含む組成物を形成するステップ
   を含む、製造方法。
10. 前記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％のヒドロシリル化効率を有する、請求項９に記載の方法。
11. 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前記ポリマーが、約８００から約２，０００ｇ／ｍｏｌの間の数平均分子量を有する、請求項９または１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 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９から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記イソシアネート指数が、約１６０から約２００の間にある、請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記ヒドロシリル化効率が、少なくとも約８５％である、請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 水素−ケイ素結合および架橋性シリル基を有する前記化合物が、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９から１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記イソシアネートが、ジフェニルメタンジイソシアネートの４，４’−、２，４’および２，２’−異性体、２，４−トルエンジイソシアネートと２０％の２，６−トルエンジイソシアネート、またはそれらのブレンドの少なくとも１つを含む、請求項９から１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記架橋性シラン末端ポリマーが、アミン含有触媒により硬化して硬化ポリマーを形成する、請求項９から１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記ヒドロシリル化ポリマーをキャップするステップが無触媒反応である、請求項９から１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 架橋性シラン末端ポリマーを含む前記組成物がスズ触媒により硬化される、請求項９から１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 請求項１から１９に記載の架橋性シラン末端ポリマーを含む物品。
21. 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２０に記載の物品。

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