JP2015515503A - オルガニルオキシシラン末端を有する重合体を基剤とする組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(A)下記式で表されるシラン−架橋性重合体:
Y−[(CR1 2)b−SiRa(OR2)3−a]x (I)
(式中、
Yは、窒素、酸素、硫黄又は炭素を経由して付加されたx−原子価の(x-valent)重合体残基を表し、
Rは、一価の置換されていてもよいヒドロカルビルラジカルを表し、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよく、
R1は、水素原子又は一価の置換されていてもよいヒドロカルビルラジカルを表し、窒素、リン、酸素、硫黄又はカルボニル基を経由して炭素原子に付加されていてもよく、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよく、
R2は、水素原子又は一価の置換されていてもよいヒドロカルビルラジカルを表し、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよく、
xは、1〜10、好ましくは1、2又は3、より好ましくは2または3、最も好ましくは2の整数を表し、
aは、0、1又は2、好ましくは0または1を表し、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよく、及び
bは、1〜10、好ましくは1、3又は4、より好ましくは1または3、特に1の整数を表し、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよい)及び
(B)微粉シリカ(finely divided silica)
を含んでなる組成物(M)を提供するが、ただし、シラン−架橋性重合体(A)の平均モル質量Mn(数平均)が少なくとも8000g/molであり、組成物(M)は、微粉シリカを、組成物(M)の総重量に対して、16〜50重量%の量で含んでなる。
DcSi(OR3)dR4 eO(4−c−d−e)/2 (V)
(式中、
R3は、水素原子又は置換されていてもよいヒドロカルビルラジカルを表し、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよい、
Dは、一価の、SiC結合した、塩基性窒素を有するラジカルであり、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよい、
R4は、一価の、置換されていてもよい、SiC結合した塩基性窒素を含まない有機ラジカルであり、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよい、
cは、0、1、2、3又は4、好ましくは1を表し、
dは、0、1、2又は3、好ましくは1、2又は3、より好ましくは2又は3を表し、
eは、0、1、2又は3、好ましくは1または0を表すが、
ただし、c+d+eの総計は4以下であり、少なくとも一個のDラジカルが分子1個あたり存在する)。
R5 f(R6O)gSiO(4−f−g)/2(VI)
(式中、
R5は、水素原子、一価の、SiC結合した、置換されていてもよいヒドロカルビルラジカルを表し、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよく、
R6は、水素原子又は一価の、置換されていてもよいヒドロカルビルラジカルを表し、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよく、
fは、0、1、2又は3を表し、
gは、0、1、2又は3、好ましくは0、1又は2、より好ましくは0または1を表すが、
ただし、f+gの総計は3以下であり、fは、式(VI)の単位の少なくとも50%で、好ましくは少なくとも60%で0または1を表す)。
(A)式(I)で表される化合物、
(B)微粉シリカ、
所望により
(C)非反応性可塑剤、
所望により
(D)塩基性窒素化合物、
所望により
(E)充填剤、
所望により
(F)触媒、
所望により
(H)接着性促進剤、
所望により
(I)水捕そく剤、
所望により
(J)添加剤、
所望により
(K)混合剤
を含んでなる。
(A)式(I)で表される化合物、
(B)微粉シリカ、
(C)非反応性可塑剤、
(D)塩基性窒素化合物、
所望により
(E)充填剤、
所望により
(F)触媒、
所望により
(H)接着性促進剤、
所望により
(I)水捕そく剤、
所望により
(J)添加剤、及び
所望により
(K)混合剤
を含んでなる。
例1は、架橋可能な組成物中にある焼成シリカの割合に対する、硬化した接着剤処方物の機械的特性の依存性、特にそれらの引張強度の依存性を示す。
平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール(Wacker Chemie AGから、GENIOSIL(商標)STP−E35の名称で市販)111.6gを、25℃で、ビニルトリメトキシシラン5.6g及び平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール27.4gと共に、PC−Laborsystemから市販の2本のビームミキサーを備えた実験室プラネタリーミキサーで、200rpmで2分間撹拌することにより、均質化する。その後、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ(HDK(商標)H 2000、Wacker Chemie AGから市販)50.0gを、600rpmで1分間撹拌することにより崩壊させた。最後に、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを、200rpmで1分間混合した。最終的に、600rpmで2分間及び200rpmで1分間、圧力100mbarで撹拌し、均質化し、気泡を除去した。
接着剤処方物1aに記載した手順を繰り返したが、平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール119.6g、ビニルトリメトキシシラン5.6g、平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール29.4g、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ40.0gを600rpmで1分間撹拌、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを使用した。
接着剤処方物1c
例1aに記載した手順を繰り返したが、平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール127.6g、ビニルトリメトキシシラン5.6g、平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール31.4g、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ30.0g、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを使用した。
例1a〜1cで得た組成物を、架橋させ、それらの皮形成及びそれらの機械的特性に関して試験した。結果を表1に示す。
それらの皮形成時間を測定するために、例で得た架橋性組成物を、PEフィルムの上に2mm厚の層に塗布し、標準条件(23℃及び50%相対湿度)下で貯蔵する。硬化する際に、皮の形成を5分間ごとに試験する。これには、乾燥した実験室用のへらを試料表面の上に注意深く載せ、上方向に引っ張る。試料が指に付着する場合、皮はまだ形成されていない。試料がへらに最早付着しない場合、皮が形成されているので、その時間を記録する。
組成物を、それぞれ研磨したテフロン板上に深さ2mmで塗り拡げ、23℃、50%相対湿度で2週間硬化させた。
例2は、硬化した接着剤処方物の機械的特性の、架橋性組成物中にある可塑剤の割合に対する依存性である。
平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール(Wacker Chemie AGから、GENIOSIL(商標)STP−E35の名称で市販)66.0gを、25℃で、ビニルトリメトキシシラン5.6g及び平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール66.0gと共に、PC−Laborsystemから市販の2本のビームミキサーを備えた実験室プラネタリーミキサーで、200rpmで2分間撹拌することにより、均質化する。その後、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ(HDK(商標)H 2000、Wacker Chemie AGから市販)57.0gを、600rpmで1分間撹拌することにより崩壊させた。最後に、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを、200rpmで1分間混合した。最終的に、600rpmで2分間及び200rpmで1分間、圧力100mbarで撹拌し、均質化し、気泡を除去した。
2aに記載した手順を繰り返したが、平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール86.0g、ビニルトリメトキシシラン5.6g、平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール46.0g、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ57.0g、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを使用した。
2aに記載した手順を繰り返したが、平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール106.0g、ビニルトリメトキシシラン5.6g、平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール26.0g、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ57.0g、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを使用した。
2aに記載した手順を繰り返したが、平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール126.0g、ビニルトリメトキシシラン5.6g、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ57.0g、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを使用した。可塑剤としてのポリプロピレングリコールの添加は、この接着剤処方物では控えた。
皮形成時間及び機械的特性は、正確に例1に記載するようにして測定した。結果を表2に示す。
例3は、異なった重合体を含んでなる接着剤処方物を説明する。
平均モル質量(Mn)12000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール(Wacker Chemie AGから、GENIOSIL(商標)STP−E35の名称で市販)66.0gを、25℃で、ビニルトリメトキシシラン5.6g及び平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール66.0gと共に、PC−Laborsystemから市販の2本のビームミキサーを備えた実験室プラネタリーミキサーで、200rpmで2分間撹拌することにより、均質化する。その後、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ(HDK(商標)H 2000、Wacker Chemie AGから市販)57.0gを、600rpmで1分間撹拌することにより崩壊させた。最後に、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを、200rpmで1分間混合した。最終的に、600rpmで2分間及び200rpmで1分間、圧力100mbarで撹拌し、均質化し、気泡を除去した。
接着剤処方物3aに記載した手順を繰り返したが、平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−CH2−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール(Wacker Chemie AGから、GENIOSIL(商標)STP−E30の名称で市販)106.0g、ビニルトリメトキシシラン6.0g、平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール26.0g、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ57.0g及び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を使用した。さらなる触媒の添加は、いわゆるα−シラン末端を有する重合体を基剤とするこの処方物では、控えることができる。
皮形成時間及び機械的特性は、正確に例1に記載するようにして測定した。結果を表3に示す。
例4は、各種シリカを含んでなる接着剤処方物を説明する。
平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール(Wacker Chemie AGから、GENIOSIL(商標)STP−E35の名称で市販)103.0gを、25℃で、ビニルトリメトキシシラン3.0g及び平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール23.0gと共に、PC−Laborsystemから市販の2本のビームミキサーを備えた実験室プラネタリーミキサーで、200rpmで2分間撹拌することにより、均質化する。その後、BET表面積約50m2/gの親水性焼成シリカ(HDK(商標)D 05、Wacker Chemie AGから市販)65.6gを、600rpmで1分間撹拌することにより崩壊させた。最後に、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを、200rpmで1分間混合した。最終的に、600rpmで2分間及び200rpmで1分間、圧力100mbarで撹拌し、均質化し、気泡を除去した。
4aに記載した手順を繰り返したが、平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−CH2−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール(Wacker Chemie AGから、GENIOSIL(商標)STP−E30の名称で市販)113.0g、ビニルトリメトキシシラン6.0g、平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール33.0g、BET表面積約100m2/gの親水性焼成シリカ(HDK(商標)C 10、Wacker Chemie AGから市販)43.0g及び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5.0gを使用した。さらなる触媒の添加は、いわゆるα−シラン末端を有する重合体を基剤とするこの処方物では、控えることができる。
皮形成時間及び機械的特性は、正確に例1に記載するようにして測定した。結果を表4に示す。
例5は、さらなる添加の、形成された組成物の、硬化後の機械的特性に対する影響を示す。
平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール(Wacker Chemie AGから、GENIOSIL(商標)STP−E35の名称で市販)104.0gを、25℃で、ビニルトリメトキシシラン4.6g及び平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール24.0g及び無溶剤の、フェニル官能性T単位(50〜75mol%)及びジメチル官能性D単位(25〜50mol%)から構成され、アルコキシ基含有量が10〜30重量%の液体フェニルシリコン樹脂(Wacker Chemie AGから、SILRES(商標)SY 231の名称で市販)5gと共に、PC−Laborsystemから市販の2本のビームミキサーを備えた実験室プラネタリーミキサーで、200rpmで2分間撹拌することにより、均質化する。その後、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ(HDK(商標)H 2000、Wacker Chemie AGから市販)57.0gを、600rpmで1分間撹拌することにより崩壊させた。最後に、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを、200rpmで1分間混合した。最終的に、600rpmで2分間及び200rpmで1分間、圧力100mbarで撹拌し、均質化し、気泡を除去した。
5aに記載した手順を繰り返したが、平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール104.0g、ビニルトリメトキシシラン4.6g、平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール24.0g、無溶剤の、フェニル官能性T単位(60〜65重量%)及びメチル官能性T単位(18〜22重量%)及びジメチル官能性D単位(2〜4重量%)から構成され、及びメトキシ基含有量が12〜16重量%及び平均モル質量800〜1300ダルトンの液体フェニルシリコン樹脂(Wacker Chemie AGから、SILRES(商標)IC 368の名称で市販)5g、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ57.0g、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを使用した。
5aに記載した手順を繰り返したが、平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール104.0g、ビニルトリメトキシシラン4.6g、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(Wacker Chemie AGから、GENIOSIL(商標)GF 80の名称で市販)5g、平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール24.0g、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ57.0g、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5.0g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを使用した。
5aに記載した手順を繰り返したが、平均モル質量(Mn)18000g/molで、末端基の式が−O−C(=O)−NH−(CH2)3−Si(OCH3)3である、両側にシラン末端を有する直鎖状ポリプロピレングリコール106.0g、ビニルトリメトキシシラン5.6g、平均モル質量(Mn)2000g/molのポリプロピレングリコール26.0g、BET表面積約140m2/gの疎水性焼成シリカ57.0g、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3.0g、N−シクロヘキシルアミノメチルメチルジエトキシシラン(Wacker Chemie AGから、GENIOSIL(商標)XL 924の名称で市販)2g及びジオクチルスズジラウラート0.4gを使用した。
皮形成時間及び機械的特性は、正確に例1に記載するようにして測定した。結果を表5に示す。
Claims (11)
- (A)下記式で表されるシラン−架橋性重合体:
Y−[(CR1 2)b−SiRa(OR2)3−a]x (I)
(式中、
Yは、窒素、酸素、硫黄又は炭素を経由して付加されたx−原子価の重合体残基を表し、
Rは、一価の置換されていてもよいヒドロカルビルラジカルを表し、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよい、
R1は、水素原子又は、一価の置換されていてもよいヒドロカルビルラジカルを表し、窒素、リン、酸素、硫黄又はカルボニル基を経由して炭素原子に付加されていてもよく、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよく、
R2は、水素原子又は、一価の置換されていてもよいヒドロカルビルラジカルを表し、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよく、
xは、1〜10の整数を表し、
aは、0、1又は2を表し、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよく、及び
bは、1〜10の整数を表し、発生する毎に同一であるか、又は異なっていてよい)及び
(B)微粉シリカ
を含んでなる組成物(M)であって、シラン−架橋性重合体(A)の平均モル質量Mn(数平均)が少なくとも8000g/molであり、組成物(M)が、微粉シリカを、組成物(M)の総重量に対して、16〜50重量%の量で含んでなる、組成物。 - 式(I)における残基Yが、ポリウレタン残基及びポリオキシアルキレン残基を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
- 成分(B)が、BET表面積35〜400m2/gを有する焼成シリカを含んでなる、請求項1または2に記載の組成物。
- 微粉シリカ(B)を、組成物(M)の総重量に対して、いずれも少なくとも19重量%最大40重量%の濃度で含んでなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 少なくとも一種の非反応性可塑剤(C)を含んでなる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
- 可塑剤(C)を、組成物(M)の総重量に対して、いずれも少なくとも5重量%、最大50重量%の濃度で含んでなる、請求項5に記載の組成物。
- 以下を含んでなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物:
(A)式(I)で表される化合物、
(B)微粉シリカ、
(C)非反応性可塑剤、
(D)塩基性窒素化合物、
所望により
(E)充填剤、
所望により
(F)触媒、
所望により
(H)接着性促進剤、
所望により
(I)水捕そく剤、
所望により
(J)添加剤、及び
所望により
(K)混合剤。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物を形成する方法であって、個々の成分をいずれかの望ましい順序で混合することによって形成する、方法。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物を架橋させることにより得られる、または請求項8により得られる、成形製品。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物、または請求項8により得られる組成物を、少なくとも一個の基材の表面上に塗布し、次いでこの表面を、第二の被着体基材と接触させ、続いて架橋させる、基材を接着結合する方法。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物、または請求項8により得られる組成物を、少なくとも一個の基材の表面上に塗布し、続いて架橋させる、複合材料の形成方法。
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