JP2017521538A - 硬化性オルガノポリシロキサン組成物 - Google Patents

硬化性オルガノポリシロキサン組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、縮合反応により硬化可能で、(A)式中の基および指数は請求項1に定義した通りである、式 Ra(OH)b(R1O)cSiO(4−a−b−c)/2(I)の単位からなる少なくとも1種の有機ケイ素成分(ただし、式(I)において、和a+b+c<4である場合、前記式(I)の全単位の総数に対するaが0または1である前記式(I)の単位の総数の比として定義される分岐度が、0.5以上であり、かつ、前記式(I)の全単位の1%以上において、和b+c≧1である)、(B)酸化状態が4未満の少なくとも1個の炭素原子を含んでなる、酸化状態が+2〜+5の主族3、4、および5、ならびに遷移族2、4、5、7、および8からの金属の化合物から選択される、少なくとも1種の金属化合物、および(C)グアニジンおよびアミジンから選択される少なくとも1種の窒素化合物を含んでなる、オルガノポリシロキサン組成物、該組成物の製造方法、および該組成物の使用、さらに詳細には、人造石を製造するための使用に関する。

Description

本発明は、縮合反応により硬化可能なオルガノポリシロキサン組成物、前記組成物の製造方法、および前記組成物の使用、さらに詳細には、人造石を製造するための使用に関する。
ヒドロキシル基などの縮合可能な反応性シリル単位、およびアルコキシ基などの加水分解性基を含んでなるオルガノポリシロキサン樹脂は、亜鉛、鉛、コバルト、またはチタン化合物などの触媒の存在下で、例えば重縮合反応により通常架橋される。このことに関して、例えば、A. Tomanek, Silicone & Technik, [published by Wacker Chemie GmbH, Munich] - Munich, Vienna Hanser, 1990 (ISBN 3-446-16032-9), 72〜73頁を引用し得る。
その単位がグアニジル単位を含み、有効で代替的な無金属硬化促進剤として文献に記載されているオルガノシランまたはオルガノポリシロキサンもまた好適である。これらの例は、米国特許第4248993A号明細書、および米国特許第8372935B号明細書に見られる。
さらに、国際公開第2013/101751A号および該公報で先行技術として特定されている明細書は、ポリオルガノシロキサン系用の縮合触媒として、亜鉛(II)およびジルコニウム(IV)化合物または塩、ならびに他の金属を記載している。
これらの硬化促進剤または触媒系は、高温で十分急速に硬化を達成するのに十分な量で使用される場合、室温でも活性であり、シラノール単位と場合によってはアルコキシシリル単位とが存在するときに、重縮合反応を直接促進し、それによって、ポリオルガノシロキサン組成物の硬化を促進するが、このことは、混合物のポットライフにより表される可使時間が非常に短いことを意味し、そのため、例えばその後の成形オペレーションで、未成熟な架橋ポリオルガノシロキサン組成物のさらなる加工を実施することが困難であるという欠点を有す。
米国特許第4248993A号明細書 米国特許第8372935B号明細書 国際公開第2013/101751A号
A. Tomanek, Silicone & Technik, [published by Wacker Chemie GmbH, Munich] - Munich, Vienna Hanser, 1990 (ISBN 3-446-16032-9), 72〜73頁
驚くべきことに、グアニジンまたはアミジンなどの強い触媒とアセチルアセトン亜鉛(II)などの金属キレートまたは2−エチルヘキサン酸亜鉛(II)などの有機酸の金属塩などの金属含有触媒との組み合わせは、室温で低い触媒効果しか示さないにも関わらず、高温では、混合物の非常に急速な硬化が起こることが分かった。また驚くべきことに、造形品の室温でのその後のアフターキュアは、阻害されないか、または促進さえもされる。
本発明の対象は、(A)式
(OH)(RO)SiO(4−a−b−c)/2 (I)
(式中、
Rは、同一でも異なっていてもよく、1〜18個のC原子を有する置換されていてもよい1価のSiC結合炭化水素基、1〜18個のC原子を有する置換されていてもよい2価のSiC結合炭化水素基、またはSi結合ハロゲン原子であり、
は、同一でも異なっていてもよく、置換されていてもよい1価の炭化水素基であり、
式(I)において、和a+b+c<4である場合、
aは、0、1、2、または3、好ましくは0、1、または2であり、
bは、0、1、2、または3、好ましくは0、1、または2、より好ましくは0または1であり、
cは、0、1、2、または3であり、
前記式(I)の全単位の総数に対するaが0または1である前記式(I)の単位の総数の比として定義される分岐度が、0.5以上であり、かつ、前記式(I)の全単位の1%以上において、和b+c≧1である)の単位からなる少なくとも1種の有機ケイ素成分、
(B)酸化状態が4未満の少なくとも1個の炭素原子を含んでなる、酸化状態が+2〜+5の主族3,4、および5、ならびに遷移族2、4、5、7、および8からの金属の化合物から選択される、少なくとも1種の金属化合物、および
(C)グアニジンおよびアミジンから選択される少なくとも1種の窒素化合物、
を含んでなる、縮合反応により架橋可能な組成物(Z)である。
炭化水素基Rの例として、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、sec−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル基などのアルキル基;n−ヘキシル基などのヘキシル基;n−ヘプチル基などのヘプチル基;n−オクチル基などのオクチル基、および2,4,4−トリメチルペンチル基などのイソオクチル基;n−ノニル基などのノニル基;n−デシル基などのデシル基;n−ドデシル基などのドデシル基;n−ヘキサデシル基などのヘキサデシル基;n−オクタデシル基などのオクタデシル基;シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル基、およびメチルシクロヘキシル基などのシクロアルキル基;ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、n−5−ヘキセニル、4−ビニルシクロヘキシル、および3−ノルボルネニル基などのアルケニル基;フェニル、ナフチル、アントリル、およびフェナントリル基などのアリール基;o−、m−、およびp−トリル、キシリル、メシチレニル、ならびにo−、m−、およびp−エチルフェニル基などのアルカリル基;ならびにベンジル基、α−およびβ−フェニルエチル基などのアラルキル基が挙げられる。
置換炭化水素基Rの例として、3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル、2,2,2,2´,2´,2´−ヘキサフルオロイソプロピル、およびヘプタフルオロイソプロピル基などのハロアルキル基;o−、m−、およびp−クロロフェニル基などのハロアリール基;3−アミノプロピル、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル、N−シクロヘキシル−3−アミノプロピル、3−グリシジルオキシプロピル、3−メルカプトプロピル、および3−メタクリロイルオキシプロピル基などのγ−官能性プロピル基;N−シクロヘキシルアミノメチル、N−フェニルアミノメチル、メタクリロイルオキシメチル、およびモルホリノメチル基などの官能性メチル基;ならびに3−トリメトキシシリルプロピル、3−トリエトキシシリルプロピル、3−ジメトキシメチルシリルプロピル、3−ジエトキシメチルシリルプロピル、2−トリメトキシシリルエチル、2−トリエトキシシリルエチル基、2−トリメトキシシリルエテニル、および2−トリエトキシシリルエテニル基などのシリル置換アルキル基が挙げられる。
2価の炭化水素基Rの例として、メチレン、エチレン、およびプロプレン基が挙げられ、1,2−エテンジイル基も挙げられる。
製造工程の結果として、一定の割合の基Rは、Si結合ハロゲン原子、より具体的には、塩素原子の定義も有し得るが、これは、好ましくない。
基Rは、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、エーテル基、エステル基、エポキシ基、メルカプト基、またはシアノ基により置換されていてもよい1〜18個の炭素原子を有する1価のSiC結合炭化水素基を含んでなり、1〜18個の炭素原子を有する2価のSiC結合炭化水素基も含んでなることが好ましく、1〜18個の炭素原子を有する1価および2価のSiC結合炭化水素基を含んでなることがより好ましく、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−オクチル、2,4,4−トリメチルペンチル、エチレン、1,2−エテンジイル、ビニル、またはフェニル基を含んでなることが特に好ましい。
基Rは、メチル、エチル、n−オクチル、2,4,4−トリメチルペンチル、ビニル、またはフェニル基を含んでなることが、非常に好ましい。
より具体的には、基Rは、メチル、2,4,4−トリメチルペンチル、またはフェニル基を含んでなることが、特に好ましい。
基Rの例として、Rに関して記載されている1価の炭化水素基が挙げられる。
基Rは、1〜18個の炭素原子を有する1価の炭化水素基を含んでなることが好ましく、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、またはイソブチル基を含んでなることがより好ましく、メチルまたはエチル基を含んでなることが特に好ましい。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)は、異なる種類の式(I)の単位、例えばb=c=0の単位、b=c=1の単位、b=0かつc≠0の単位、およびb≠0かつc=0の単位を含んでなり得る。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)において、式(I)の全単位の総数に対するaが0または1である式(I)の単位の総数の比として定義される分岐度が、0.7以上であることが好ましく、0.8〜1.0であることがより好ましく、0.9〜1.0であることが特に好ましい。
本発明で使用される成分(A)中で、式(I)の全単位の好ましくは3%以上、より好ましくは5%以上、特に10%以上において、b+cの和が1以上である。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)は、RSiO3/2、RSi(OR)O2/2、RSi(OH)O2/2、RSi(OR1/2、RSi(OH)(OR)O1/2、RSiO2/2、R(OH)SiO1/2、R(OR)SiO1/2、RSiO1/2、SiO4/2、Si(OH)O3/2、Si(OR)O3/2、Si(OR2/2、Si(OR)(OH)O2/2、Si(OR(OH)O1/2、Si(OR1/2、およびO3/2SiRSiO3/2から選択される単位を含んでなることが好ましく、RSiO3/2、RSi(OR)O2/2、RSi(OH)O2/2、RSi(OR1/2、RSi(OH)(OR)O1/2、RSiO2/2、R(OH)SiO1/2、およびR(OR)SiO1/2から選択される単位からなることがより好ましく、ここで、RおよびRは、上述のように定義される。
別の特に好ましい変形例において、成分(A)は、RSiO1/2、SiO4/2、Si(OH)O3/2、Si(OR)O3/2、Si(OR2/2、Si(OR)(OH)O2/2、およびSi(OR(OH)O1/2から選択される単位からなり、ここで、RおよびRは、上述のように定義される。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)は、式(I)の単位からなるただ1種のシロキサンを含んでなるか、または式(I)の単位からなる異なる種類のシロキサンの混合物を含んでなり得、有機ケイ素成分(A)における分岐度が0.5以上であり、かつ、有機ケイ素成分(A)中で、式(I)の全単位の1%以上において、和b+cが1以上である場合には、混合物が好ましい。各シロキサン分子において、式(I)の単位がランダムに分布していることが好ましい。
成分(A)中に存在するシロキサンは、分岐状シロキサンであることが好ましく、樹脂構造を有する分岐状シロキサンであることがより好ましい。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)は、分岐度が、0.5以上のシロキサンのみからなることが好ましく、0.7以上のシロキサンのみからなることがより好ましく、0.8〜1.0のシロキサンのみからなることが特に好ましく、0.9〜1.0のシロキサンのみからなることが非常に好ましい。
本発明で使用される成分(A)は、式(I)の全単位の好ましくは3%以上、より好ましくは5%以上、特に10%以上において、b+cの和が1以上であるシロキサンのみからなることが好ましい。
異なるシロキサンの混合物を有機ケイ素成分(A)として使用する場合、高温で混合を実施することが好ましく、50℃〜100℃で実施することがより好ましい。製造工程の結果として存在する微量の溶媒を除去するために、混合を高温かつ減圧下で実施し得る。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)は、Si結合ヒドロキシル基とSi結合(RO)基の両方を有することが好ましく、式中、Rは、式(I)に示されているように定義される。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)は、Si結合(RO)基を40重量%以下で有することが好ましく、1〜30重量%で有することがより好ましく、5〜20重量%で有することが特に好ましく、式中、Rは、式(I)に示されているように定義される。
本発明で使用される成分(A)は、式
(OH)(RO)SiO(4−a−b−c)/2 (I)
(式中、
Rは、同一または異なっており、1〜18個のC原子を有する置換されていてもよい1価のSiC結合炭化水素基、1〜18個のC原子を有する置換されていてもよい2価のSiC結合炭化水素基、またはSi結合ハロゲン原子であり、
は、同一でも異なっていてもよく、置換されていてもよい1価の炭化水素基であり、
式(I)において、和a+b+c<4である場合、
aは、0、1、2、または3、好ましくは0、1、または2であり、
bは、0、1、2、または3、好ましくは0、1、または2、より好ましくは0または1であり、
cは、0、1、2、または3であり、
前記式(I)の全単位の総数に対するaが0または1である前記式(I)の単位の総数の比として定義される分岐度が0.5以上である各場合において、b+c≧1の前記式(I)の単位を1つ以上有し、前記式(I)の全単位の1%以上において、和b+cが1以上である)の単位からなるシロキサン(A1)を含んでなることが好ましい。
本発明で使用される成分(A)は、80重量%程度のシロキサン(A1)からなることが好ましく、100重量%程度のシロキサン(A1)からなることがより好ましい。
成分(A)中に存在し得るシロキサンの例としては、以下が挙げられる。
(MeSiO3/20.88(MeSi(OH)O2/20.05(MeSi(OEt)O2/20.06(MeSiO2/20.01
これについて、Mw=6,600g/mol,Mn=2,000g/mol,/Mn=3.3;
(MeSiO3/20.81(MeSi(OH)O2/20.03(MeSi(OMe)O2/20.16
これについて、Mw=5,400g/mol,Mn=1,900g/mol,Mw/Mn=2.8;
(MeSiO3/20.86(MeSi(OH)O2/20.02(MeSi(OEt)O2/20.10(MeSiO2/20.02
これについて、Mw=10,000g/mol,Mn=2,300g/mol,Mw/Mn=4.3;
(MeSiO3/20.81(MeSi(OH)O2/20.04(MeSi(OEt)O2/20.05(MeSiO2/20.10
これについて、Mw=6,500g/mol,Mn=1,900g/mol,Mw/Mn=3.4;
(MeSiO3/20.88(MeSi(OH)O2/20.05(MeSi(OMe)O2/20.06(MeSiO2/20.01
これについて、Mw=6,700g/mol,Mn=2,100g/mol,Mw/Mn=3.2;
(MeSiO3/20.88(MeSi(OH)O2/20.05(MeSi(OMe)O2/20.06(MeSiO2/20.01
これについて、Mw=9,000g/mol,Mn=2,300g/mol,Mw/Mn=3.9;
(MeSiO3/20.33(MeSi(OH)O2/20.05(MeSi(OEt)O2/20.01(MeSiO2/20.06(PhSiO3/20.24(PhSi(OH)O2/20.28(PhSi(OEt)O2/20.03
これについて、Mw=3,300g/mol,Mn=1,300g/mol,Mw/Mn=2.5;
(MeSiO3/20.75(PhSiO3/20.05(MeSi(OH)O2/20.05(PhSi(OH)O2/20.04(MeSi(OEt)O2/20.05(PhSi(OEt)O2/20.03(MeSiO2/20.03
これについて、Mw=5,600g/mol,Mn=1,800g/mol,Mw/Mn=3.1;
(MeSiO3/20.34(MeSi(OH)O2/20.03(MeSi(OEt)O2/20.02(PhSiO3/20.45(PhSi(OH)O2/20.13(PhSi(OEt)O2/20.03
これについて、Mw=4,700g/mol,Mn=1,800g/mol,Mw/Mn=2.6;
(MeSiO3/20.27(MeSi(OH)O2/20.03(PhSiO3/20.34(PhSi(OH)O2/20.14PhSi(OEt)O2/20.02(PhMeSiO2/20.17(PhMeSi(OH)O1/20.03
これについて、Mw=2,400g/mol,Mn=1,200g/mol,Mw/Mn=2.0;
(PhSiO3/20.45(PhSi(OH)O2/20.44PhSi(OEt)O2/20.09(PhSi(OH)1/20.02
これについて、Mw=2,900g/mol,Mn=1,500g/mol,Mw/Mn=1.9;
(PhSiO3/20.48(PhSi(OH)O2/20.17(PhSi(OEt)O2/20.02(CH(CHSiO3/20.25(CH(CHSi(OH)O2/20.08
これについて、Mw=1,800g/mol,Mn=1,300g/mol,Mw/Mn=1.4;
(MeSiO3/20.32(MeSi(OH)O2/20.06(MeSi(OEt)O2/20.01(MeSiO2/20.06(PhSiO3/20.23(PhSi(OH)O2/20.29(PhSi(OEt)O2/20.03
これについて、Mw=1,700g/mol,Mn=1,200g/mol,Mw/Mn=1.4;
(PhSiO3/20.50(PhSi(OH)O2/20.15(PhSi(OEt)O2/20.02(CH(CHSiO3/20.26(CH(CHSi(OH)O2/20.07
これについて、Mw=2,800g/mol,Mn=1,200g/mol,Mw/Mn=2.3;
(MeSiO3/20.37(MeSi(OEt)O2/20.46(MeSi(OEt)1/20.17
これについて、Mw=2,400g/mol,Mn=900g/mol,Mw/Mn=2.7;
(MeSiO3/20.38(MeSi(OEt)O2/20.46(MeSi(OEt)1/20.15(MeSiO2/20.01
これについて、Mw=2,800g/mol,Mn=1,000g/mol,Mw/Mn=2.8;
(MeSiO3/20.30(MeSi(OMe)O2/20.47(MeSi(OMe)1/20.23
これについて、Mw=2,300g/mol,Mn=600g/mol,Mw/Mn=3.8;
(MeSiO3/20.32(MeSi(OMe)O2/20.48(MeSi(OMe)1/20.20
これについて、Mw=3,300g/mol,Mn=900g/mol,Mw/Mn=3.7;
(PhSiO3/20.23(PhSi(OMe)O2/20.51(PhSi(OMe)1/20.26
これについて、Mw=1,000g/mol,Mn=700g/mol,Mw/Mn=1.4;
(MeSiO3/20.10(MeSi(OMe)O2/20.17(MeSi(OMe)1/20.03(PhSiO3/20.15(PhSi(OMe)O2/20.31(PhSi(OMe)1/20.20(MeSiO2/20.04
これについて、Mw=1,800g/mol,Mn=900g/mol,Mw/Mn=2.0;
(MeSiO3/20.10(MeSi(OMe)O2/20.15(MeSi(OMe)1/20.03(MeSi(O(CHCH)O2/20.03(PhSiO3/20.15(PhSi(OMe)O2/20.24(PhSi(OMe)1/20.15(PhSi(O(CHCH)O2/20.06(PhSi(OMe)(O(CHCH)O1/20.04(PhSi(O(CHCH1/20.01(MeSiO2/20.04
これについて、Mw=1,400g/mol,Mn=800g/mol,Mw/Mn=1.8;
(MeSiO3/20.31(MeSi(OEt)O2/20.34(MeSi(OEt)1/20.10(MeSiO2/20.22(MeSi(OEt)O1/20.03
これについて、Mw=4,500g/mol,Mn=1,900g/mol,Mw/Mn=2.4;
(MeSiO3/20.71(MeSi(OH)O2/20.03(MeSi(OEt)O2/20.05(MeSiO2/20.21
これについて、Mw=5,400g/mol,Mn=2,200g/mol,Mw/Mn=2.5;
(i−OctSiO3/20.02(i−OctSi(OMe)O2/20.04(i−OctSi(OMe)1/20.03(MeSiO3/20.50(MeSi(OEt)O2/20.40(MeSi(OH)O2/20.01
これについて、Mw=6,100g/mol,Mn=1,500g/mol,Mw/Mn=4.2;
(i−OctSi(OMe)O2/20.11(i−OctSi(OMe)1/20.16(MeSiO3/20.26(MeSi(OMe)O2/20.36(MeSi(OMe)1/20.11
これについて、Mw=3,000g/mol,Mn=1,500g/mol,Mw/Mn=2.0;
(Si(OEt)2/20.42(Si(OEt)O3/20.19(Si(OEt)1/20.39
これについて、Mw=1,000g/mol,Mn=800g/mol,Mw/Mn=1.2;
(Si(OEt)2/20.48(Si(OEt)O3/20.35(Si(OEt)1/20.09(SiO4/20.08
これについて、Mw=1,400g/mol,Mn=900g/mol,Mw/Mn=1.6;
(i−OctSi(OMe)O2/20.09(i−OctSiO3/20.06(i−OctSi(OMe)1/20.08(MeSiO3/20.23(MeSi(OMe)O2/20.35(MeSi(OMe)1/20.19
これについて、Mw=1,400g/mol,Mn=600g/mol,Mw/Mn=2.3;
(i−OctSi(OMe)O2/20.12(i−OctSiO3/20.05(i−OctSi(OMe)1/20.08(MeSiO3/20.22(MeSi(OMe)O2/20.33(MeSi(OMe)1/20.20
これについて、Mw=1,600g/mol,Mn=700g/mol,Mw/Mn=2.3;
(i−OctSi(OMe)O2/20.11(i−OctSiO3/20.05(i−OctSi(OMe)1/20.08(MeSiO3/20.22(MeSi(OMe)O2/20.33(MeSi(OMe)1/20.20(i−OctSi(OH)O2/20.01
これについて、Mw=1,500g/mol,Mn=700g/mol,Mw/Mn=2.1;
(SiO4/20.50(MeSiO1/20.39(Si(OEt)O3/20.06(Si(OEt)2/20.02(Si(OEt)1/20.01(Si(OH)O3/20.02
これについて、Mw=7,400g/mol,Mn=3,100g/mol,Mw/Mn=2.4;
(SiO4/20.45(MeSiO1/20.43(Si(OEt)O3/20.07(Si(OEt)2/20.02(Si(OEt)1/20.01(Si(OH)O3/20.02
これについて、Mw=1,400g/mol,Mn=900g/mol,Mw/Mn=1.6;
(SiO4/20.45(MeSiO1/20.36(ViMeSiO1/20.06(Si(OEt)O3/20.06(Si(OEt)2/20.02(Si(OEt)1/20.01(Si(OH)O3/20.04
これについて、Mw=5,300g/mol,Mn=2,600g/mol,Mw/Mn=2.0;
(SiO4/20.38(MeSiO1/20.42(ViMeSiO1/20.06(Si(OEt)O3/20.07(Si(OEt)2/20.02(Si(OEt)1/20.01(Si(OH)O3/20.04
これについて、Mw=2,600g/mol,Mn=1,600g/mol,Mw/Mn=1.6;
(MeSiO3/20.65(MeSi(OH)O2/20.01(MeSi(OEt)O2/20.27(MeSi(OEt)1/20.01(PhSiO3/20.02(PhSi(OEt)O2/20.04
これについて、Mw=10,300g/mol,Mn=2,100g/mol,Mw/Mn=4.9;
(MeSiO3/20.66(MeSi(OEt)O2/20.27(MeSi(OEt)1/20.01(PhSiO3/20.02(PhSi(OEt)O2/20.04
これについて、Mw=16,300g/mol,Mn=2,300g/mol,Mw/Mn=7.1;
式中、Meはメチル基であり、Etはエチル基であり、Viはビニル基であり、i−octは2,4,4−トリメチルペンチル基であり、Phはフェニル基である。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)中に存在し得るシロキサンは、重量平均Mwが500〜20,000g/molであることが好ましく、500〜12,000g/molであることがより好ましく、700〜9,000g/molであることが特に好ましい。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)中に存在し得るシロキサンは、数平均Mnが200〜8,000g/molであることが好ましく、200〜5,000g/molであることがより好ましく、500〜3,000g/molであることが特に好ましい。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)中に存在し得るシロキサンは、多分散度Mw/Mnが1〜6であることが好ましく、1〜5であることがより好ましい。
本発明において、DIN1333:1992−02 section 4に従って100の整数倍に四捨五入した重量平均Mwおよび数平均Mnを、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPCまたはサイズ排除クロマトグラフィー(SEC))により、DIN55672−1に従い、ポリスチレン標準および屈折率検出器(RI検出器)を用いて測定する。別段の定めがない限り、THFをフェニル含有成分用の溶離液として使用し、トルエンをフェニル非含有成分用の溶離液として使用し、分析を45℃のカラム温度で実施する。多分散度は、比Mw/Mnである。
有機ケイ素成分(A)は、23℃、1,013hPaで固体、または液体のいずれかであり得る。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)の化合物は、既知であり、今日までに知られている任意の所望の方法により製造され得る。これらの方法は、加水分解反応、アルコール分解反応、縮合反応、および平衡反応の選択および適当な組み合わせを含み、例えば、クロロシランをアルコール分解し、必要に応じてその後の加水分解とその後の縮合反応を行うこと、または対応するクロロシラン、アルコキシシラン、もしくは部分的にアルコキシル化されたクロロシランの混合物を加水分解し縮合することなどが挙げられる。合成用の反応物質としてのクロロシランの形態の所望のシリコーン単位を、出発物質として使用することが好ましい。アルコール分解の場合、メタノールまたはエタノールを使用することが好ましい。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)の化合物は、いずれの場合にも、元々存在するSi−Cl結合を基準として、対応するアルコールをアルコール分解に関して化学両論的に過剰な量で使用し、水を加水分解に関して化学両論的に不足した量で使用する場合には、アルコール分解、加水分解、および縮合により製造可能であること、または、トリクロロシランおよび/またはテトラクロロシランであり、必要に応じてジクロロシランおよび/またはクロロシランとの混合物中であることが好ましく、または、元々存在するSi−アルコキシ結合を基準として、水を加水分解の場合において化学両論的に過剰な量で使用する場合には、トリアルコキシシロキサンおよび/またはテトラアルコキシシロキサンを、必要に応じてジアルコキシシロキサンおよび/またはアルコキシシロキサンとの混合物中で、加水分解することにより製造可能であることが好ましい。使用する成分に対して不活性である溶媒、例えば、トルエン、商標「ISOPAR E」の溶媒、または2−メトキシプロピルアセテートなどの存在下、または非存在下で反応を実施し得る。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)の化合物の製造に使用し得るトリクロロシランの例として、メチル−、エチル−、n−プロピル−、ビニル−、n−オクチル−、2,4,4−トリメチルペンチル−、シクロ−ヘキシル−、およびフェニル−トリクロロシラン、1,2−ビス(トリクロロシリル)エタン、シス、トランス−1,2−ビス(トリクロロシリル)エテン、1,2−ビス(ジクロロメチルシリル)エタン、シス、トランス−1,2−ビス(ジクロロメチルシリル)エテン、またはそれらの混合物が挙げられる。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)の化合物の製造に使用し得るジクロロシランの例として、ジメチル−、ジエチル−、エチルメチル−、メチルフェニル−、ジビニル−、メチルビニル−、エチルビニル−、フェニルビニル−、ジ−(n−オクチル)−、メチル−(n−オクチル)−、エチル−(n−オクチル)−、フェニル−(n−オクチル)−、ビニル−(n−オクチル)−、ビス(2,4,4−トリメチルペンチル)−、メチル−(2,4,4−トリメチルペンチル)−、エチル−(2,4,4−トリメチルペンチル)−、フェニル−(2,4,4−トリメチルペンチル)−、ビニル−(2,4,4−トリメチルペンチル)−、ジ−(シクロ−ヘキシル)−、メチル−(シクロ−ヘキシル)−、エチル−(シクロ−ヘキシル)−、フェニル−(シクロ−ヘキシル)−、ビニル−(シクロ−ヘキシル)−、およびジフェニル−ジクロロシラン、またはそれらの混合物が挙げられる。
本発明で使用される有機ケイ素成分(A)の化合物の製造に使用し得るモノクロロシランの例として、トリメチル−、トリエチル−、トリフェニル−、ジメチルフェニル−、メチルジフェニル−、ジメチルビニル−、メチルジビニル−、ジメチル−(シクロ−ヘキシル)−、およびジメチル−(2,4,4−トリメチルペンチル)−クロロシラン、またはそれらの混合物が挙げられる。
有機ケイ素成分(A)の化合物は、
a)メチル−、エチル−、ビニル−、2,4,4−トリメチルペンチル−、もしくはフェニル−トリクロロシラン、および任意で、ジメチル−、ジエチル−、ジフェニル−、メチルエチル−、メチルフェニル−、もしくはエチルフェニル−ジクロロシラン、もしくは
b)テトラクロロシラン、および任意でトリメチルクロロシラン
のアルコール分解、加水分解、および縮合から選択される反応により、または
c)メチル−、エチル−、ビニル−、2,4,4−トリメチルペンチル−、もしくはフェニル−トリメトキシシロキサン、および任意で、ジメチル−、ジエチル−、ジフェニル−、メチルエチル−、メチルフェニル−、もしくはエチルフェニル−ジメトキシシラン、もしくは
d)テトラメトキシシラン、および任意でトリメチルメトキシシラン、
の加水分解により、または
e)メチル−、エチル−、ビニル−、2,4,4−トリメチルペンチル−、もしくはフェニル−トリエトキシシロキサン、および任意で、ジメチル−、ジエチル−、ジフェニル−、メチルエチル−、メチルフェニル−、もしくはエチルフェニル−ジエトキシシラン、もしくは
f)テトラエトキシシラン、および任意でトリメチルエトキシシラン、
の加水分解により、製造可能であることが特に好ましい。
本明細書で使用される金属化合物(B)は、アルミニウム(III)、ビスマス(III)、鉄(II)、鉄(III)、マンガン(II)、マンガン(III)、チタン(III)、チタン(IV)、バナジウム(III)、バナジウム(IV)、バナジウム(V)、亜鉛(II)、スズ(II)、スズ(IV)、ジルコニウム(IV)、タンタル(V)、またはニオブ(V)化合物であることが好ましい。
本発明で使用される金属化合物(B)は、少なくとも1つの有機的に結合した炭素原子を含んでなる。
本発明で使用される金属化合物(B)は、金属陽イオン(B−11)および陰イオン性有機基(B−12)からなる金属塩化合物(B−1)であってもよい。
金属陽イオン(B−11)の例として、アルミニウム(III)、ビスマス(III)、鉄(II)、鉄(III)、マンガン(II)、マンガン(III)、チタン(III)、チタン(IV)、バナジウム(III)、バナジウム(IV)、バナジウム(V)、亜鉛(II)、スズ(II)、スズ(IV)、ジルコニウム(IV)、タンタル(V)、およびニオブ(V)陽イオンが挙げられる。
金属陽イオン(B−11)は、アルミニウム(III)、ビスマス(III)、鉄(II)、鉄(III)、マンガン(II)、マンガン(III)、チタン(IV)、亜鉛(II)、またはジルコニウム(IV)陽イオンであることが好ましく、アルミニウム(III)、ビスマス(III)、亜鉛(II)、チタン(IV)、またはジルコニウム(IV)陽イオンであることがより好ましく、亜鉛(II)、ビスマス(III)陽イオン、またはアルミニウム(III)であることが特に好ましい。
陰イオン性有機基(B−12)の例として、メトキシド、エトキシド、n−プロポキシド、イソプロポキシド、n−ブトキシド、イソブトキシド、sec−ブトキシド、tert−ブトキシド、トリエタノールアミネート、および2−エチルヘキシルオキシド基などのアルコキシド基;アセテート、ホルメート、n−オクトエート、2−エチルヘキサノエート、2,4,4−トリメチルペンタノエート、2,2,4−トリメチルペンタノエート、6−メチルヘプタノエート、オレエート、リシノレエート、パルミテート、ヘキソエート、ヘキサデカネート、2−エチルヘキサノエート、ベンゾエート、1,4−ジベンゾエート、ステアレート、アクリレート、ラウレート、メタクリレート、2−カルボキシエチルアクリレート、オキサレート、10−ウンデシレネート、ドデカノエート、シトレート、3−オキソペンタノエート、3−オキソブタノエート、およびネオデカノエート基などのカルボキシレート基ジメチルアミド、ジエチルアミド、エチルメチルアミド、およびジプロピルアミド基などのアミド基;ラクテート基;トリアルキルシロキシ基、より具体的にはトリメチルシロキシおよびトリエチルシロキシ基、ならびにカーボネート基(O−CO−OR’)およびカルバメート基(O−CO−NR’)(式中、R’は、同一でも異なっていてもよく、1価または2価の置換されていてもよい炭化水素基であり、さらに、水素原子、トリメトキシシリルプロピル、トリエトキシシリルプロピル、ジメトキシメチルシリルプロピル、ジエトキシメチルシリルプロピル、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]−2−アミノエチル、N−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]−2−アミノエチル、N−[3−(ジメトキシメチルシリル)プロピル]−2−アミノエチル、またはN−[3−(ジエトキシメチルシリル)プロピル]−2−アミノエチル基の定義を有し得る)、が挙げられる。
本発明で使用される金属塩化合物(B−1)の例として、アルミニウム(III)エトキシド、アルミニウム(III)n−プロポキシド、アルミニウム(III)イソプロポキシド、アルミニウム(III)n−ブトキシド、アルミニウム(III)イソブトキシド、アルミニウム(III)tert−ブトキシド、アルミニウム(III)sec−ブトキシド、2−エチルヘキサン酸アルミニウム(III)、ネオデカン酸アルミニウム(III)、ステアリン酸アルミニウム(III)、n−オクタン酸アルミニウム(III)、2−エチルヘキサン酸アルミニウム(III)、2−エチルヘキサン酸ビスマス(III)、ネオデカン酸ビスマス(III)、酢酸ビスマス(III)、オクタン酸マンガン(II)、酢酸マンガン(II)、2−エチルヘキサン酸マンガン(II)、チタン(IV)エトキシド、チタン(IV)n−プロポキシド、チタン(IV)イソプロポキシド、チタン(IV)n−ブトキシド、チタン(IV)tert−ブトキシド、チタン(IV)sec−ブトキシド、チタン(IV)2−エチルヘキシルオキシド、チタン(IV)トリエタノールアミネートイソプロポキシド、チタン(IV)テトラキス(ジエチルアミド)、チタン(IV)テトラキス(ジメチルアミド)、バナジウム(V)オキシトリ(エトキシド)、バナジウム(V)オキシトリ(イソプロポキシド)、バナジウム(V)オキシトリ(n−プロポキシド)、酢酸鉄(II)、鉄(III)tert−ブトキシド、クエン酸鉄(III)、乳酸鉄(II)、シュウ酸鉄(II)、シュウ酸鉄(III)、2−エチルヘキサン酸鉄(III)、酢酸亜鉛(II)、ギ酸亜鉛(II)、安息香酸亜鉛(II)、2−エチルヘキサン酸亜鉛(II)、n−オクタン酸亜鉛(II)、ステアリン酸亜鉛(II)、亜鉛(II)エトキシド、アクリル酸亜鉛(II)、メタクリル酸亜鉛(II)、シュウ酸亜鉛(II)、10−ウンデシレン酸亜鉛(II)、3−オキソペンタン酸亜鉛(II)、3−オキソブタン酸亜鉛(II)、酢酸ジルコニウム(IV)、2−エチルヘキサン酸ジルコニウム(IV)、乳酸ジルコニウム(IV)、ジルコニウム(IV)n−ブトキシド、ジルコニウム(IV)tert−ブトキシド、ジルコニウム(IV)イソプロポキシド、ジルコニウム(IV)n−プロポキシド、2−カルボキシエチルアクリル酸ジルコニウム(IV)、ジルコニウム(IV)テトラキス(ジエチルアミド)、ジルコニウム(IV)テトラキス(エチルメチルアミド)、ジルコニウム(IV)ビス(ジエチルシトレート)−ジ−n−プロポキシド、ラウリン酸ジオクチルスズ(IV)、ラウリン酸ジ−n−ブチルスズ(IV)、ラウリン酸ジメチルスズ(IV)、酢酸ジ−n−オクチルスズ(IV)、酢酸ジ−n−ブチルスズ(IV)、酢酸ジ−n−オクチルスズ(IV)とテトラエトキシシランとの反応により得られる化合物、酢酸ジ−n−ブチルスズ(IV)とテトラエトキシシランとの反応により得られる化合物、n−オクタン酸スズ(II)、酢酸スズ(II)、酢酸スズ(IV)、スズ(IV)tert−ブトキシド、およびシュウ酸スズ(II)、タンタル(V)エトキシド、ニオブ(V)エトキシド、ニオブ(V)イソプロポキシド、式[Ta(OSiEt]、[Ta(OEt)(OSiMe)]、[Nb(OEt)(OSiMe]、および[Nb(OEt)(OSiMe)]の化合物であって、式中、Meがメチル基であり、Etがエチル基である前記化合物、が挙げられる。
本発明で使用される金属塩化合物(B−1)は、アルミニウム(III)エトキシド、アルミニウム(III)n−プロポキシド、アルミニウム(III)イソプロポキシド、アルミニウム(III)n−ブトキシド、アルミニウム(III)イソブトキシド、アルミニウム(III)tert−ブトキシド、アルミニウム(III)sec−ブトキシド、2−エチルヘキサン酸アルミニウム(III)、ネオデカン酸アルミニウム(III)、ステアリン酸アルミニウム(III)、n−オクタン酸アルミニウム(III)、2−エチルヘキサン酸アルミニウム(III)、2−エチルヘキサン酸ビスマス(III)、ネオデカン酸ビスマス(III)、酢酸ビスマス(III)、オクタン酸マンガン(II)、酢酸マンガン(II)、2−エチルヘキサン酸マンガン(II)、チタン(IV)エトキシド、チタン(IV)n−プロポキシド、チタン(IV)イソプロポキシド、チタン(IV)n−ブトキシド、チタン(IV)tert−ブトキシド、チタン(IV)sec−ブトキシド、チタン(IV)2−エチルヘキシルオキシド、チタン(IV)トリエタノールアミネートイソプロポキシド、チタン(IV)テトラキス(ジエチルアミド)、チタン(IV)テトラキス(ジメチルアミド)、酢酸亜鉛(II)、ギ酸亜鉛(II)、安息香酸亜鉛(II)、2−エチルヘキサン酸亜鉛(II)、オクタン酸亜鉛(II)、ステアリン酸亜鉛(II)、亜鉛(II)エトキシド、亜鉛(II)メトキシド、アクリル酸亜鉛(II)、メタクリル酸亜鉛(II)、シュウ酸亜鉛(II)、10−ウンデシレン酸亜鉛(II)、3−オキソペンタン酸亜鉛(II)、3−オキソブタン酸亜鉛(II)、酢酸ジルコニウム(IV)、2−エチルヘキサン酸ジルコニウム(IV)、乳酸ジルコニウム(IV)、ジルコニウム(IV)n−ブトキシド、ジルコニウム(IV)tert−ブトキシド、ジルコニウム(IV)イソプロポキシド、ジルコニウム(IV)n−プロポキシド、2−カルボキシエチルアクリル酸ジルコニウム(IV)、ジルコニウム(IV)テトラキス(ジエチルアミド)、ジルコニウム(IV)テトラキス(エチルメチルアミド)、およびジルコニウム(IV)ビス(ジエチルシトレート)−ジ−n−プロポキシドであることが好ましい。
本発明で使用される金属塩化合物(B−1)は、ネオデカン酸アルミニウム(III)、n−オクタン酸アルミニウム(III)、2−エチルヘキサン酸アルミニウム(III)、2−エチルヘキサン酸ビスマス(III)、ネオデカン酸ビスマス(III)、2−エチルヘキサン酸亜鉛(II)、3−オキソペンタン酸亜鉛(II)、および2−エチルヘキサン酸ジルコニウム(IV)であることがより好ましい。
本発明で使用される成分(B−1)は、商品、および/または化学の分野で一般的な方法により製造可能なものである。
本発明で使用される成分(B)は、式(II)
Figure 2017521538
(式中、
Meは、酸化状態が+2〜+5の主族3、4、および5、ならびに遷移族2、4、5、7、および8の金属から選択される金属であり、アルミニウム(III)、ビスマス(III)、鉄(II)、鉄(III)、マンガン(II)、マンガン(III)、ニオブ(V)、タンタル(V)、チタン(III)、チタン(IV)、バナジウム(III)、バナジウム(IV)、バナジウム(V)、亜鉛(II)、スズ(II)、スズ(IV)、またはジルコニウム(IV)であることが好ましく、
、R、およびRは、互いにそれぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよい炭化水素基、またはオルガニルオキシ基であり、
12は、同一でも異なっていてもよく、オルガニルオキシド基、またはオキシド基であり、
和d+eが2〜6の場合は、
dは、1、2、3、または4であり、
eは、0、1、2、3、または4である)
の金属キレート化合物(B−2)をさらに含んでなってもよい。
炭化水素基R、R、およびRの例として、それぞれについて互いに独立して、水素原子、基Rおよび基−ORに関して明記した例、ならびに置換されていてもよい2価の炭化水素基が挙げられる。R、R、およびRが置換炭化水素基である場合、好ましい置換基は、それぞれについて互いに独立して、ハロゲン原子、アミノ基、エーテル基、エステル基、エポキシ基、メルカプト基、シアノ基である。
基RおよびRは、互いに独立して、水素原子、または1〜18個の炭素原子を有する置換されていてもよい炭化水素基であることが好ましく、メチル、エチル、フェニル、トリフルオロメチル基、tert−ブチル、ベンジル、またはイソプロピル基であることがより好ましく、メチル、エチル、tert−ブチル、またはイソプロピル基、またはメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、およびフェノキシ基などのアルコキシ基であることが特に好ましい。
基Rは、水素原子、または1〜18個の炭素原子を有する置換されていてもよい炭化水素基であることが好ましく、水素原子、メチル、またはエチル基であることがより好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
式(II)に表されていないが、基R、R、およびRのうち2つは、置換されていてもよい2価の炭化水素基の定義を有してもよく、共に環を形成してもよい。例えば、RおよびRは、1,3−シクロヘプタンジオン、または1,3−シクロヘキサンジオンのような環を共に形成してもよい。また、RおよびRは、共に環を形成してもよく、環としては、サリチル酸ベンジル、サリチル酸フェニル、サリチル酸エチル、サリチル酸2−エチルヘキシル、2−ヒドロキシベンズアルデヒドなどのサリチル酸のエステル、または2−アセチルシクロペンタノン、2−アセチルシクロヘキサノン、もしくは2−アセチル−1,3−シクロヘキサンジオンなどがある。
基R12の例として、B−12について挙げられたアルコキシドおよびアミド基の全て、ならびにオキシド基O2−が挙げられる。
金属キレート化合物(B−2)の例として、アルミニウム(III)アセチルアセトネート、アルミニウム(III)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、アルミニウム(III)アセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウム(III)9−オクタデセニルアセトアセテートジイソプロポキシド、アルミニウム(III)ジ(メトキシド)エチルアセトアセテート、アルミニウム(III)ジ(s−ブトキシド)エチルアセトアセテート、アルミニウム(III)s−ブトキシドビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウム(III)メトキシドジ(エチルアセトアセテート)、アルミニウム(III)ジ(イソプロポキシド)アセチルアセトネート、アルミニウム(III)イソプロポキシドジ(アセチルアセトネート)、アルミニウム(III)ジ(イソプロポキシド)エチルアセトアセテート、アルミニウム(III)イソプロポキシドジ(エチルアセトアセテート)、アルミニウム(III)ビス(トリメチルシロキシド)エチルアセトアセテート、アルミニウム(III)ビス(ジメトキシメチルシロキシド)エチルアセトアセテート、アルミニウム(III)ビス(ジメトキシメチルシロキシド)アセチルアセトネート、アルミニウム(III)ビス(ジメチルアミド)エチルアセトアセテート、アルミニウム(III)1,3−プロパンジオキシドエチルアセトアセテート、アルミニウム(III)ジ(イソプロポキシド)メチルサリシレート、ビスマス(III)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、ビスマス(III)アセチルアセトネート、鉄(II)アセチルアセトネート、鉄(III)アセチルアセトネート、鉄(III)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、鉄(II)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、マンガン(II)アセチルアセトネート、マンガン(III)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、チタン(IV)ビス(エチルアセトアセテート)ジ(イソブトキシド)、チタン(IV)ビス(アセチルアセトネート)ジ(イソプロポキシド)、酸化チタン(IV)ビス(アセチルアセトネート)、チタン(IV)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、バナジウム(III)アセチルアセトネート、バナジウム(IV)オキソビス(アセチルアセトネート)、亜鉛(II)ヘキサフルオロアセチルアセトネート、亜鉛(II)1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオネート、亜鉛(II)1−フェニル−5−メチル−1,3−ヘキサンジオネート、亜鉛(II)1,3−シクロヘキサンジオネート、亜鉛(II)2−アセチルシクロヘキサノネート、亜鉛(II)2−アセチル−1,3−シクロヘキサンジオネート、亜鉛(II)エチルサリシレート、亜鉛(II)ジエチルマロネート、亜鉛(II)エチルアセトアセテート、亜鉛(II)ベンジルサリシレート、アセチルアセトン亜鉛(II)、および亜鉛(II)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、スズ(II)アセチルアセトネート、ジルコニウム(IV)アセチルアセトネート、ジルコニウム(IV)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、ジルコニウム(IV)トリフルオロアセチルアセトネート、およびジルコニウム(IV)ヘキサフルオロアセチルアセトネート、タンタル(V)アセチルアセトネートテトライソプロポキシド、およびテトラエトキシタンタル(V)アセチルアセトネートが挙げられる。
成分(B−2)中に存在し得るキレート配位子の他の例は、本特許出願の開示内容の一部と見なされ得る欧州特許第2388297A号明細書の16ページの14〜43行目に見られる。
本発明で使用される金属キレート化合物(B−2)は、アルミニウム(III)アセチルアセトネート、アルミニウム(III)9−オクタデセニルアセトアセテートジ(イソプロポキシド)、ビスマス(III)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、ビスマス(III)アセチルアセトネート、チタン(IV)ビス(エチルアセトアセテート)ジ(イソブトキシド)、チタン(IV)ビス(アセチルアセトネート)ジイソプロポキシド、酸化チタン(IV)ビス(アセチルアセトネート)、チタン(III)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、亜鉛(II)ヘキサフルオロアセチルアセトネート、亜鉛(II)1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオネート、亜鉛(II)1−フェニル−5−メチル−1,3−ヘキサンジオネート、亜鉛(II)1,3−シクロヘキサンジオネート、亜鉛(II)(2−アセチルシクロヘキサノネート、亜鉛(II)2−アセチル−1,3−シクロヘキサンジオネート)、亜鉛(II)エチルサリシレート、亜鉛(II)ジエチルマロネート、亜鉛(II)エチルアセトアセテート、亜鉛(II)ベンジルサリシレート、アセチルアセトン亜鉛(II)、または亜鉛(II)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、であることが好ましい。
成分(B−2)は、商品、および/または化学の分野で一般的な方法により製造可能なものである。
本発明で使用される窒素化合物(C)は、グアニジンおよび/または式(III)
Figure 2017521538
(式中、
、R、およびRは、それぞれについて互いに独立して、水素原子、1〜18個の炭素原子を有する置換されていてもよい脂肪族炭化水素基、6〜10個の炭素原子を有する置換されていてもよい芳香族炭化水素基、7〜20個の炭素原子を有する置換されていてもよいアリール脂肪族炭化水素基、または5〜18個の炭素原子を有する置換されていてもよい脂環式炭化水素基であり、基R、R、またはRのうち2つ以下が水素原子の定義を有する場合、炭化水素基において、炭素原子は、ヘテロ原子により置換されていてもよく、
は、基Rについて定めた定義を有するか、または基−NRもしくは−NRであり、
式中Rは、
Figure 2017521538
であり、式中、
’、R’、およびR’は、同一でも異なっていてもよく、R、R、およびRについて上記で定めた定義を有する)
のアミジンであることが好ましい。
、R、R、R5’、R6’、およびR7’が置換炭化水素基である場合、好ましい置換基は、それぞれについて互いに独立して、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、アミノ基、エーテル基、エステル基、エポキシ基、メルカプト基、シアノ基、またはオルガノシリル基である。
1つの好ましい実施形態において、基R、R、R、R5’、R6’、R7’、およびRは、それぞれ1価の基である。
別の好ましい実施形態において、式(III)には表されていないが、基R、R、R、およびRのうち2つ以上が、2〜8個の炭素原子および2以上の官能性を有し、ヘテロ原子が割り込んでいてもよい、置換されていてもよい炭化水素基であることも可能である。
およびRの両方、ならびにRおよびRの両方が、それぞれ、二官能性基を形成することが好ましい。別の好ましい実施形態において、RおよびRが二官能性基を形成し、一方で、RおよびRは、いずれの場合においても、それぞれ別々に、一官能性基のままである。
およびRが共に二官能性基を形成する場合、−(CH−、−(CH−、および−(CH−が好ましい。
およびRが共に環を形成する場合、−(CH)−、−(CH−、および−(CH−が好ましい。
特に、RおよびRは、−(CH−を共に形成し、同時に、RおよびRは、−(CH−、−(CH−、または−(CH−を共に形成する。
2以上の官能性を有する炭化水素基がヘテロ原子で置換されている炭化水素基である場合、ヘテロ原子は、酸素、窒素、または硫黄であることが好ましく、窒素または酸素であることがより好ましい。
基RおよびRは、1つの炭素原子がヘテロ原子で置換されている二官能性基を共に形成することが好ましい。RおよびRが、1つの炭素原子がヘテロ原子で置換されている二官能性基を共に形成する場合、−NH(CH−、−NH(CH−、−N(CH)(CH−、または−NH(CH−が好ましく、N−N結合を形成しないのが好ましい幾何学的配置である。
およびRが、−NH(CH−、−NH(CH−、−N(CH)(CH−、または−NH(CH−などの1つの炭素原子がヘテロ原子で置換されている二官能性基を形成し、かつ、同時に、RおよびRが、二官能性基−(CH−、または−(CH−を共に形成することが、より好ましい。特に、RおよびRが、−NH(CH−、または−N(CH)(CH−を形成する場合、RとしてのNHまたはN(CH)は、式(III)の通りに炭素原子に結合し、RおよびRは、−(CH−である。
他の実施形態において、R、R、およびRは、三官能性基−(CH−C(−)H−(CH−を共に形成し、この場合、両開きの結合部である中央のCHは、基Rに相当する。
炭化水素基は、2つ以上のヘテロ原子も含んでなってもよい。RおよびRは、アゾリジン、アゼチジン、1,3−ジアゼチジン、1,3−ジアゾリジン、アジナン、1,3−ジアジナン、1,4−ジアジナン、1,4−オキサジナン、1,3−オキサジナン、アゼパン、アゾカン、アゾナン、アゼカン、2,3,4,5−テトラヒドロピリジン、1,2,3,4−テトラヒドロピリジン、1,2,3,6−テトラヒドロピリジン、1−ピロリン、2−ピロリン、3−ピロリン、またはジアゼピンなどの環を共に形成してもよい。
、R、R、R5’、R6’、およびR7’は、一価の基である場合、それぞれについて互いに独立して、水素原子、1〜6個の炭素原子を有する置換されていてもよい脂肪族炭化水素基、置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよいベンジル基、置換されていてもよいシクロペンチルまたはシクロヘキシル基であることが好ましく、水素原子、メチル、tert−ブチル、およびフェニル基であることがより好ましい。
より具体的には、基R5’、R6’、およびR7’は、水素原子である。
本発明で使用される成分(C)の例として、以下が挙げられる。(1−アミノエチル)−2−オクチル−2−イミダゾリン、1−(1−ナフチル)グアニジン、1−(2,3−キシリル)ビグアニド、1−(2,3−キシリル)グアニジン、1−(2,6−キシリル)ビグアニド、1−(2,6−キシリル)グアニジン、1−(2−クロロフェニル)ビグアニド、1−(2−クロロフェニル)グアニジン、1−(2−エチルヘキシル)ビグアニド、1−(2−フェニルエチル)ビグアニド、1−(3,4−ジクロロフェニル)−5−(1−メチルエチル)ビグアニド、1−(3−メチルフェニル)ビグアニド1−(3−メチルフェニル)グアニジン、1−(4−クロロベンジルオキシ)ビグアニド、1−(4−クロロフェニル)−3−(1−メチルエチル)グアニジン、1−(4−クロロフェニル)−5−(1−メチルエチル)ビグアニド、1−(4−クロロフェニル)ビグアニド、1−(4−クロロフェニル)グアニジン、1−(4−メトキシフェニル)ビグアニド、1−(4−メトキシフェニル)グアニジン、1−(4−メチルフェニル)−3−オクチルグアニジン、1−(4−メチルフェニル)−5−オクチルビグアニド、1−(4−メチルフェニル)グアニジン、1−(4−メチルフェニル)グアニジン、1,2−ビス[2−(1−メチルエチル)フェニル]グアニジン、1−(4−ニトロフェニル)ビグアニド、1−(4−ニトロフェニル)グアニジン、1−(ベンジルオキシ)グアニジン、1−(ヒドロキシメチル)ビグアニド、1−(2−ヒドロキシエチル)ビグアニド、1−(1−ナフチル)ビグアニド、1−(7−ヒドロキシ−1−ナフチル)ビグアニド、1−(モルホリノスルホニル)ベンジルビグアニド、1−(o−トリル)ビグアニド、1−(o−トリル)グアニジン、1,1,2,3,3−ペンタメチルグアニジン、1,1,2−トリメチルグアニジン、1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジン、2−[3−(ジメトキシ(メチル)シリル)プロピル]−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、2−[3−(メトキシジメチルシリル)プロピル]−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、2−[3−(1,1−ジエトキシ−3,3,3−トリメチルジシロキサニル)プロピル]−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(トリス(プロパ−1−エン−2−イルオキシ)シリル)プロピル]グアニジン、1,1,3,3−テトラメチル−2−[3−(2,5,8−トリメチル−4,6−ジオキサ−3,7−ジアザ−5−シラノナ−2,7−ジエン−5−イル)プロピル]グアニジン、1,3−ジメチル−1,3−ジフェニル−2−[2−(3−トリス(エチル(メチル)アミノ)シリル)プロポキシ)エチル]グアニジン、1,3−ジシクロヘキシル−2−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]グアニジン、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(TMG)、1,1,3,3−テトラフェニルグアニジン、1,1’−[4−(ドデシルオキシ)−m−フェニレン]ビスグアニジン、1,1’−[メチレンビス(p−フェニレン)]ビスグアニジン、1,1−ジエチルビグアニド、1,1−ジメチルビグアニド、1,1’−エチレンビスビスグアニド、1,1’−ヘキサメチレンビス[5−(4−クロロフェニル)ビグアニド]、1,2,3−トリメチルグアニジン、1,2−ジエチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1,2−ジイソプロピル−3−[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]グアニジン、1,2−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1,3−ジベンジルグアニジン、1−ジ−(o−トリル)グアニジン、1,3−ジフェニルビグアニド、1,3−ジメチルグアニジン、1,3−ジフェニルグアニジン、1,3−ジフェニル−1,3−ジメチルグアニジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,2−ジフェニル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン(THP)、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(TBD)、1,5−ジアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(DBD)、1,5−ジアザ−10−メチルビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(DBN)、1,5−ジアザ−3−メチルビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.2.0]オクト−5−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、1,5−ジブチル−4,5−ジヒドロ−1H−1,2,4−トリアゾール、1,5−ジフェニルビグアニド、1,5−エチレンビグアニド、1,8−ビス(テトラメチルグアニジノ)ナフタレン(TMGN)、1,8−ジアザビシクロ[5.3.0]デカ−7−エン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、1,9−ジアザビシクロ[6.4.0]ドデカ−8−エン、1,10−ジアザビシクロ[7.4.0]トリデカ−9−エン、1,14−ジアザビシクロ[11.4.0]ヘプタデカ−13−エン、1−[3−(ジブチルアミノ)プロピル]ビグアニド、1−[3−(ジエチルアミノ)プロピル]ビグアニド、1−アリルビグアニド、1−ベンジル−2,3−ジメチルグアニジン、1−ベンジルアミノグアニジン、1−ベンジルビグアニド、1−ベンジルグアニジン、1−シクロヘキシルビグアニド、1−エチル−2−イソプロピル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1−エチル−2−メチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1−エチル−2−n−プロピル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1−イソプロピル−2−メチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1−メチルビグアニド、1−メチル−4,5−ジヒドロ−1H−1,2,4−トリアゾール、1−モルホリノビグアニド、1−n−ブチルビグアニド、1−n−ブチルグアニジン、1−n−ブチル−N2−エチルビグアニド、1−n−オクタデシルビグアニド、1−n−プロピル−2−メチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1−フェニル−1−メチルビグアニド、1−フェニルビグアニド、1−フェニルグアニジン、1−フェニル−1−メチルグアニジン、2−[(5,6,7,8−テトラヒドロナフタレン−1−イル)アミノ]−2−イミダゾリン、2−(フェニルイミノ)イミダゾリジン、2,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、2,3−ジメチルイミダゾール、2,3,5,6−テトラヒドロ−3−フェニル−1H−イミダゾ[1,2−a]イミダゾール、2,6−ジアザビシクロ[3.2.1]オクタン、2,6−ジアザビシクロ[3.2.0]ヘプタン、2,6−ジアザビシクロ[3.3.0]オクタン、2,7−ジアザビシクロ[4.2.0]オクタン、2,7−ジアザビシクロ[3.3.0]オクタン、2,7−ジアザビシクロ[4.3.0]オクタン、2,8−ジアザビシクロ[4.2.0]オクタン、2,8−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナン、2−[(3,4−ジクロロフェノキシ)メチル]−2−イミダゾリン、2−ベンジル−2−イミダゾリン、2−ベンジルビグアニド、2−シクロヘキシル−1,1,3,3−テトラプロピルグアニジン、2−シクロヘキシル−2−イミダゾリン、2−エチル−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、2−エチル−2−イミダゾリン、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−(1H−ベンゾイミダゾール−2−イル)グアニジン、2−イソプロピル−2−イミダゾリン、2−メチル−2−イミダゾリン、2−メチル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−n−オクチル−2−イミダゾリン、2−n−プロピル−2−イミダゾリン、2−n−ウンデシル−2−イミダゾリン、2−フェニル−1,3−ジシクロヘキシルグアニジン、2−フェニル−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、2−フェニル−2−イミダゾリン、2−tert−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、3,3,6,9,9−ペンタメチル−2,10−ジアザビシクロ[4.4.0]デカ−1−エン、3−(2−フェニルエチル)ビグアニド、3−ベンジルビグアニド、3−モルホリノビグアニド、3,6−ジアザビシクロ[3.2.0]ヘプタン、3,6−ジアザビシクロ[3.2.1]オクタン、3,7−ジアザビシクロ[4.2.0]オクタン、3,7−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナン、3,8−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナン、3,9−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナン、4,4−ジエチル−2−イミダゾリン、4,4−ジメチル−2−イミダゾリン、4,5−ジメチル−2−イミダゾリン、4−エチル−2−ウンデシル−2−イミダゾリン、4−グアニジノ安息香酸、5−[3−(2,4,5−トリクロロフェノキシ)プロポキシ]−1−イソプロピルビグアニド、6−ジブチルアミノ−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBA−DBU)、6−ヒドロキシアミノ−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU−OH)、7−イソプロピル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(Me−TBD)、7−n−ブチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、7−シクロヘキシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、7−n−プロピル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、7−フェニル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、ビグアニド、ジシアンジアミド、グアニジン、グアニルチオ尿素、イミダゾール、N−(2−イミダゾリン−2−イル)−1−ナフタレンアミン、N−(2−イミダゾリン−2−イル)−2,3−キシリジン、N−ベンジル−2−ブチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、N−ブチルイミダゾール、N−シクロヘキシル−2−メチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、N−メチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、N’,N”−ジヘキシル−3,12−ジイミノ−2,4,11,13−テトラアザテトラデカンジアミジン、N,N−ジアミジノアニリン、N,N’−ジメチルホルムアミジン、N,N−ジメチルホルムアミジン、N,N’−ジメチルアセトアミジン、トリメチルアセトアミジン、N−ベンジル−N,N’−ジメチルアセトアミジン、ベンズアミジン、2−メチルベンズアミジン、3,5−ジフルオロベンズアミジン、3−クロロベンズアミジン、N,N’−ジメチル−N−エチルベンズアミジン、N,N’−ジシクロヘキシル−N−メチルアセトアミジン、トリフェニルベンズアミジン、N,N’−ジフェニル−N’−メチルベンジルアミジン、(Z)−または(E)−1−ブチル−2,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジメチルグアニジン、(Z)−または(E)−N−ブチル−N’−シクロヘキシル−N−エチルピペリジン−1−カルボキシイミドアミド、2−(2−ノニル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−イル)エタノール、N−(2−(2−ブチル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−イル)エチル)ペンタンアミド、(Z)−または(E)−2,3−ジイソプロピル−1−メチル−1−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]グアニジン、(Z)−または(E)−1−ブチル−2,3−ジイソプロピル−1−(3−(トリメトキシシリル)プロピル)グアニジン、(Z)−または(E)−1−[3−(ジメトキシ(メチル)シリル)プロピル]−2,3−ジイソプロピル−1−メチルグアニジン、(Z)−または(E)−2,3−ジイソプロピル−1,1−ビス(3−(トリメトキシシリル)プロピル)グアニジン、(Z)−または(E)−2,3−ジシクロヘキシル−1−メチル−1−(3−(トリメトキシシリル)プロピル)グアニジン、2−(2−ヒドロキシ−2−(3−(トリメトキシシリル)プロポキシ)エチル)−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、2−(2−ヒドロキシ−1−(
3−(トリメトキシシリル)プロポキシ)エチル)−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、2−(2,3,4,6,7,8,9,10−オクタヒドロピリミド[1,2−a]アゼピン−1−イウム−1−イル)1−(3−(トリメトキシシリル)プロポキシ)エタノラート、(Z)−または(E)−1−(2−((E)−2,3−ジイソプロピルグアニジノ)エチル)−2,3−ジイソプロピル−1−(3−(トリエトキシシリル)プロピル)グアニジン、およびこれらの窒素化合物と3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランまたは3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシランとの反応から得られる反応産物。
本発明において使用される成分(C)は、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(TBD)および7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(Me−TBD)、1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン(THP)、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(TMG)、1,5−ジアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(DBD)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、または1,8−ビス(テトラメチルグアニジノ)ナフタレン(TMGN)であることが好ましい。
成分(C)は、商品、および/または化学の分野で一般的な方法により製造可能なものである。
本発明の組成物を製造するために、1.0molの金属化合物(B)をそれぞれ基準として、窒素化合物(C)を、0.1〜10.0molの量で使用することが好ましく、0.5〜4.0molの量で使用することがより好ましく、1.0〜3.0molの量で使用することが特に好ましい。
本発明の組成物を製造するために、100重量部の成分(A)をそれぞれ基準として、窒素化合物(C)を、0.01〜10重量部の量で使用することが好ましく、0.01〜5重量部の量で使用することがより好ましく、0.05〜3重量部の量で使用することが特に好ましい。
本発明の一つの好ましい実施形態において、触媒配合物(K)を、成分(B)および(C)と、任意で溶媒(D)とを用いて配合し、次に、成分(A)と混合し、任意で他の成分も混合する。
少なくとも1種の金属化合物(B)、少なくとも1種の窒素化合物(C)を、必要に応じて溶媒(D)または2種以上の溶媒(D)の混合物の存在下で、混合することにより、触媒配合物(K)を調製することが好ましい。
この混合は、室温で、周囲大気の圧力、言い換えると約900〜1,100hPaの圧力下で、実施されてもよい。しかしながら、必要に応じて、この混合を高温、例えば、30〜70℃の範囲の温度で実施してもよい。さらに、揮発性化合物および/または空気を除去するために、混合を時々または始終、30〜500hPaの絶対圧などの減圧下で実施することが可能である。他の選択肢としては、ポンピング中の圧力により、および高温で使用する材料の蒸気圧により、閉じた系で絶対圧1,100hPa〜3,000hPaの圧力などの大気圧を超える圧力が例えば生じる場合に、特に連続オペレーションのケースでは、前記大気圧を超える圧力下で実施することが挙げられる。
(B)を最初に溶媒(D)と混合し、この混合物に窒素化合物(C)を加えることが、特に好ましい。他の特に好ましい実施形態において、最初の(B)を溶媒(D)と混合し、溶媒(D)中の(C)の溶液をこの混合物に加え、溶媒(D)は、それぞれについて同一の、または異なる溶媒(D)を使用することができる。
これに関連して任意で用いる溶媒(D)は、成分(B)、(C)、または触媒配合物(K)を十分に溶解させる溶媒を含んでなることが好ましい。このような溶媒(D)の例として、以下が挙げられる。メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、ポリブチレングリコール、およびグリセロールなどの一価または多価アルコール;メチル−tert−ブチルエーテル、ジ−tert−ブチルエーテル、ジ−、トリ−、またはテトラエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル;n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、ならびに2−エチルヘキサン、2,4,4−トリメチルペンタン、2,2,4−トリメチルペンタン、および2−メチルヘプタンなどのオクタンの異性体などの飽和炭化水素、ならびに沸点範囲が60〜300℃であって、Exxsol(商標)、Hydroseal(登録商標)、またはShellsol(登録商標)の商標で入手可能な飽和炭化水素の混合物;ベンゼン、トルエン、o−、m−、またはp−キシレン、ソルベントナフサ、およびメシチレンなどの芳香族溶媒;メチラール、エチルヘキシラール(ethylhexylal)、ブチラール、1,3−ジオキソラン、およびグリセロールホルマールなどのアセタール;1,3−ジオキソラン−2−オン、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、プロピレングリコールカーボネート、エチレンカーボネートなどの炭酸塩;メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、およびシクロヘキサノンなどのケトン;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、エチレングリコールジアセテート、ガンマ−ブチロラクトン、2−メトキシプロピルアセテート(MPA)、およびエチルエトキシプロピオネートなどのエステル;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、およびN−エチル−2−ピロリドンなどのアミド;アセトニトリル;ジメチルスルホキシド;ならびにそれらの混合物。
特に好ましい溶媒(D)は、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、ならびに2−エチルヘキサン、2,4,4−トリメチルペンタン、2,2,4−トリメチルペンタン、および2−メチルヘプタンなどのヘプタンの異性体、沸点範囲が60〜300℃の飽和炭化水素基の混合物、o−、m−、もしくはp−キシレン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、n−ブチルアセテート、2−メトキシプロピルアセテート(MPA)、またはそれらの均一混合物である。
触媒配合物(K)を、溶媒(D)を用いて調製することが好ましい。
本発明で使用される触媒配合物(K)を、合計1.0molの金属化合物(B)と、好ましくは0.1〜10.0mol、より好ましくは0.5〜4.0mol、特に好ましくは1.0〜3.0molの窒素化合物(C)と、任意で溶媒(D)とを混合することにより調製する。
溶媒(D)を触媒配合物(K)を調製するのに使用する場合、含まれる量は、各場合において、(B)および(C)の総量の1重量部を基準として、0.1〜10重量部であることが、好ましい。
溶媒(D)の代わりに、または溶媒(D)に加えて、必要に応じて、本発明の組成物を製造するためにいずれかの場合において使用される他の成分を、成分(B)および/または(C)との混和性を有するならば、使用することも可能であり、例えば、有機ケイ素化合物(A)、シラン(F)、または有機酸(G)が挙げられる。室温で周囲大気の圧力下での触媒配合物(K)は、溶液を含んでなることが好ましい。
成分(A)、(B)、および(C)、ならびに任意の(D)の他に、本発明の組成物(Z)は、成分(A)、(B)、(C)、および(D)とは異なる別の物質、例えば、充填剤(E)、シラン(F)、有機酸(G)、および他の成分(H)などを含んでなってもよい。
本発明の組成物(Z)に任意で使用される充填剤(E)は、今日までに知られている任意の所望の充填剤であり得る。
任意で用いる充填剤(E)の例として、以下が挙げられる。石英粉末、石英顆粒、融解石英粉末、珪砂粉末、ガラス粉末、珪藻土などの、BET表面積が好ましくは50m/g以下の充填剤である非強化充填剤;ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸ジルコニウム、タルク、カオリン、ゼオライトなどの水不溶性ケイ酸塩;アルミニウム、チタン、鉄もしくは亜鉛の酸化物および/またはそれらの混合酸化物などの金属酸化物粉末、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、微粉砕した大理石、石膏、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ポリアクリロニトリル粉末などの粉末ポリマー;熱分解により製造されたシリカ、沈降シリカ、沈降チョーク、ファーネスブラックおよびアセチレンブラックなどのカーボンブラック、ならびにBET表面積が大きい混合シリコンアルミニウム酸化物などのBET表面積が50m/gを超える充填剤である強化充填剤;アルミニウムトリヒドロキシド、水酸化マグネシウム、セラミックマイクロビーズなどの中空球形状の充填剤、例えばドイツのノイスの3Mドイツ社(3M Deutschland GmbH)からZeeospheres(商標)の商標で入手可能なセラミックマイクロビーズ;ウォラストナイト、モンモリロナイト、ベントナイト、ならびにガラス(ガラス短繊維)、ミネラルウール、またはプラスチックのカットおよび/または粉砕繊維などの繊維充填剤。記載した充填剤は、例えばオルガノシランおよび/もしくはオルガノシロキサン、またはステアリン酸で処理されることにより、疎水性にされていてもよい。
任意で用いる充填剤(E)は、無機充填剤であることが好ましく、ケイ素を含有する無機充填剤であることがより好ましく、石英、石英粉末、石英顆粒、融解石英粉末、クリストバライト、タルク、もしくはケイ素含有繊維充填剤などの天然源からの無機充填剤、ならびにモンモリロナイトおよびウォラストナイトなどの天然源からの無機充填剤、または珪砂粉末、テトラクロロシランなどの酸水素炎での火炎加水分解により得られ得るヒュームドシリカ、もしくはヒュームドシリカの熱による後処理により得られる非晶質石英(融解シリカ)などのケイ素含有合成製品、またはカットもしくは粉砕ガラス短繊維などのケイ素含有無機繊維状合成充填剤であることが特に好ましい。
任意で用いる充填剤(E)は、石英粉末、石英顆粒、融解石英粉末、珪砂粉末、クリストバライト、カットもしくは粉砕ガラス短繊維、モンモリロナイト、ウォラストナイト、またはタルクであることが非常に好ましく、これらは、必要に応じて表面処理されていてもよい。任意で用いる充填剤(E)は、表面処理されていないことが好ましい。
任意で用いる充填剤(E)を、それぞれ別々に、または互いを混合した任意の所望の混合物で使用してもよい。成分(E)として微粉化した粒子状充填剤と粗い粒子状充填剤の混合物を使用することが、好ましい。
本発明で任意で用いる微粉化した充填剤(E)は、粒度が0.02μm〜200μm未満であることが好ましく、0.3μm〜100μmであることがより好ましい。繊維充填剤の場合、これは、繊維の最長の長さに相当する。微粉化した充填剤(E)として特に用いられるものは、石英である。
本発明で任意で用いる粗い粒子状充填剤(E)は、粒度が0.2mm〜10mmであることが好ましく、0.2mm〜5mmであることがより好ましく、0.2mm〜3mmであることが特に好ましい。粗い粒子状充填剤(E)として特に用いられるものは、石英である。
本発明で任意で用いる成分(E)は、それぞれについて(E)の総量を基準として、20重量%以上程度の粒度が0.2mm〜10mmの粗い粒子状充填剤からなることが好ましく、40〜80重量%程度の粒度が0.2mm〜10mmの粗い粒子状充填剤からなることがより好ましい。
>500μmの粒子の粒度分布を、DIN ISO 3310−1の要件を満たす分析用シーブを備えたアルピネe200 LSエアージェットシーブ(Alpine e200 LS air jet sieve)を使用して分析することが、好ましい。約0.02〜500μmの範囲の粒度分布の分析を、シーラス(Cilas)からのシーラス1064粒度分析器(Cilas 1064 Particle Size Analyzer)を用いて実施することが、好ましい。
本発明の組成物が充填剤(E)を含む場合、含まれる量は、100重量部の組成物をそれぞれ基準として、合計で、70〜99重量部であることが好ましく、75〜95重量部であることがより好ましく、85〜95重量部であることが特に好ましい。本発明の組成物(Z)は、充填剤(E)を含んでなることが好ましい。
任意で用いる成分(F)の例として、式
14 (R13O)4−xSi (IV)、
(式中、 R14は、同一または異なっていてもよく、置換されていてもよい1価のSiC結合炭化水素基、2価のSiC結合炭化水素基、またはSi結合ハロゲン原子であり、
13は、同一でも異なっていてもよく、置換されていてもよい1価の炭化水素基であり、
xは、0、1、2、または3であり、好ましくは0または1である)
の有機ケイ素化合物が挙げられる。
基R14の例および好ましい範囲は、基Rについて明記した例および好ましい範囲である。
基R13の例および好ましい範囲は、基Rについて明記した例および好ましい範囲である。
有機ケイ素化合物(F)の例として、以下が挙げられる。メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、tert−ブチルトリメトキシシラン、tert−ブチルトリエトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシラン、(2,4,4−トリメチルペンチル)トリエトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリエトキシシラン、n−ノナコシルトリエトキシシラン、n−ノナコシルトリメトキシシラン、n−トリアコンチルトリメトキシシラン、n−トリアコンチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、n−ヘキサデシルメチルジメトキシシラン、n−ヘキサデシルメチルジエトキシシラン、(2,4,4−トリメチルペンチル)メチルジメトキシシラン、(2,4,4−トリメチルペンチル)メチルジエトキシシラン、n−オクチルメチルジメトキシシラン、n−オクチルメチルジエトキシシラン、(シクロヘキシル)メチルジメトキシシラン、(シクロヘキシル)メチルジエトキシシラン、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、トリス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート、テトラエトキシシラン、もしくはテトラメトキシシランなどのオルガノアルコキシシラン、または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トリメトキシシラン、(メタクリロイルオキシメチル)メチルジエトキシシラン、(メタクリロイルオキシメチル)メチルジメトキシシラン、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トリエトキシシラン、N−トリメトキシシリルメチルO−メチルカルバメート、N−トリエトキシシリルメチルO−メチルカルバメート、N−ジメトキシ(メチル)シリルメチルO−メチルカルバメート、N−ジエトキシ(メチル)シリルメチルO−メチルカルバメート、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(トリエトキシシリル)プロピルコハク酸無水物、および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−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、および3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどの官能性シラン。
任意で使用する有機ケイ素化合物(F)は、例えば対応するオルガニルクロロシランのアルコール分解により、またはテトラクロロシランからなど、文献から公知の方法により製造可能であることが好ましい。
本発明の組成物が有機ケイ素化合物(F)を含んでなる場合、含まれる量は、100重量部の有機ケイ素成分(A)をそれぞれ基準として、0.5〜100重量部であることが好ましく、0.5〜50重量部であることがより好ましく、0.5〜35重量部であることが特に好ましい。本発明の組成物は、有機ケイ素化合物(F)を含んでなることが好ましい。
任意で用いる有機酸(G)の例として、アルキル基に1〜22個の炭素原子を有する脂肪族で直鎖状もしくは分岐状の置換されていてもよいモノカルボン酸、ジカルボン酸、もしくはトリカルボン酸、または6〜12個の炭素原子を有する芳香族で置換されていてもよいモノカルボン酸もしくはジカルボン酸が挙げられ、ギ酸、酢酸、n−オクタン酸、6−メチルヘキサン酸、2,4,4−トリメチルペンタン酸、3,4,4−トリメチルペンタン酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、カプロン酸、ネオデカン酸、安息香酸、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、アクリル酸、メタクリル酸、シュウ酸、フマル酸、コハク酸、マロン酸、マレイン酸、ウンデカ−10−エン酸、およびウンデカン酸;2−オキソプロパン酸、3−オキソブタン酸、およびアセトンジカルボン酸などの2−オキソ−および3−オキソカルボン酸;ならびにD、L−酒石酸、メソタール酸、4−ヒドロキシ酪酸、リシノール酸、12−ヒドロキシステアリン酸、およびクエン酸などのヒドロキシカルボン酸などがある。
好ましい酸(G)は、n−オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、カプロン酸、ネオデカン酸、マロン酸、3−オキソブタン酸、アセトンジカルボン酸、D、L−酒石酸、メソタール酸、4−ヒドロキシ酪酸、またはクエン酸である。
本発明の組成物(Z)が有機酸(G)を含んでなる場合、含まれる量は、1molの成分(C)をそれぞれ基準として、カルボン酸群が0.1〜10molであることが好ましく、カルボン酸群が0.1〜5molであることがより好ましく、カルボン酸群が0.5〜2molであることが特に好ましい。
任意で用いる他の成分(H)の例として、顔料、着臭剤、酸化防止剤、シロキサン(A1)とは異なるシロキサン、電気的性質に影響を与えるための薬剤、難燃剤、架橋可能な組成物に関して今日までに知られているその他の全ての物質、例えば、オルトケイ酸ナトリウム、二ケイ酸二ナトリウム、三ケイ酸二ナトリウム、ケイ酸カリウムなどの室温で900〜1,100hPaの圧力下で水溶性のケイ酸塩;吸着水、ゼオライト、シクロデキストリンに吸着された水、または硫酸ナトリウム十水和物、硫酸アルミニウム十八水和物、硫酸カルシウム二水和物、メタケイ酸二ナトリウム九水和物、およびメタケイ酸二ナトリウム五水和物などの塩中に結晶水として取り込まれた水を含む水などが挙げられる。
任意で用いる顔料(H)の例として、酸化鉄(黄色、黒色、赤色)、酸化クロム(III)、二酸化チタン、およびカーボンブラックなどの無機顔料;フタロシアニンおよびアゾ化合物等の染料;角度依存性色効果を生じさせるためにFeTiO、Fe、TiO、または液晶顔料などでコーティングされていてもよい、金、銀、銅、アルミニウム、ケイ素、マイカのフレークなどの金属効果を生じさせるための効果顔料が挙げられる。顔料を、粉末形態で、または好適な液体中で、好ましくは液体成分(A)、(F)、および/または(G)中で分散させて使用しても良い。さらに、顔料を、粗い粒子状充填剤に塗布された表面コーティングの形態で使用してもよい。
シロキサン(H)の例として、例えば末端がトリメチルシリル基のポリジオルガノシロキサンなどのSi結合ヒドロキシル基がなく、Si結合オルガニルオキシ基がない実質的に直鎖状のポリジオルガノシロキサン、および末端がトリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、およびメチルジエトキシシリル基などのSi結合ヒドロキシル基および/またはオルガニルオキシ基である実質的に直鎖状のポリジオルガノシロキサンが挙げられ、実質的に直鎖状のポリジオルガノシロキサンは、分子当りのシロキサン単位の総数を基準として、ジオルガノシリル単位を50%を超えて有することが好ましく、60%を超えて有することがより好ましい。
本発明の組成物(Z)がシロキサン(H)を含んでなる場合、含まれる量は、100重量部の成分(A)をそれぞれ基準として、1〜20重量部であり、1〜10重量部であることが好ましい。成分(A)がシロキサン(A1)からなる場合に、シロキサン(H)を使用することが好ましい。
本発明の組成物がシロキサン(H)以外に他の成分(H)を含んでなる場合、含まれる量は、100重量部の成分(A)をそれぞれ基準として、1〜100重量部であることが好ましく、1〜50重量部であることがより好ましく、1〜20重量部であることが特に好ましい。
本発明の組成物(Z)は、
(A)有機ケイ素成分、
(B)金属化合物、
(C)窒素化合物、
任意で(D)溶媒、
(E)充填剤、
任意で(F)シラン、
任意で(G)有機酸、および
任意で(H)他の成分
を含んでなる組成物であることが好ましい。
本発明の組成物(Z)は、
(A)有機ケイ素成分、
(B)金属化合物、
(C)窒素化合物、
任意で(D)溶媒、
(E)充填剤、
(F)シラン、
任意で(G)有機酸、および
任意で(H)他の成分
を含んでなる組成物であることがより好ましい。
本発明の組成物(Z)は、
(A)有機ケイ素成分、
(B)金属化合物、
(C)窒素化合物、
任意で(D)溶媒、
(E)充填剤、
(F)シラン、
(G)有機酸、および
任意で(H)他の成分
を含んでなる組成物であることが非常に好ましい。
本発明の組成物(Z)の別の好ましい変形例は、
(A1)オルガノシロキサン、
(B)金属化合物、
(C)窒素化合物、
任意で(D)溶媒、
(E)充填剤、
(F)シラン、
任意で(G)有機酸、
(H)シロキサン、および
任意で(H)シロキサン(H)とは異なる他の成分
を含んでなる組成物である。
さらなる好ましい変形例において、本発明の組成物(Z)は、
(A)有機ケイ素成分、
(B)金属化合物、
(C)窒素化合物、
任意で(D)溶媒、
(E)100重量部の組成物(Z)を基準として、70〜99重量部の量の充填剤、
任意で(F)シラン、
任意で(G)有機酸、および
任意で(H)他の成分
を含んでなる組成物である。
本発明の組成物(Z)は、
(A)有機ケイ素成分、
(B)金属化合物、
(C)窒素化合物、
任意で(D)溶媒、
(E)(E)の総量を基準として、成分(E)の20重量%程度以上の粒度が0.2mm〜10mmの粗い粒子状充填剤からなる場合に、100重量部の組成物(Z)を基準として、70〜99重量部の量の充填材、
任意で(F)シラン、
任意で(G)有機酸、および
任意で(H)他の成分
を含んでなる組成物であることが非常に好ましい。
本発明の組成物(Z)中の成分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)、および(H)の割合は、95〜100重量%であることが好ましい。
特に、本発明の組成物(Z)を製造するために、成分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)、および(H)に加えて他の成分を使用しない。
本発明において使用する成分は、それぞれ、1種のこのような成分、または少なくとも2種の各成分の混合物を含んでなっても良い。
本発明の他の対象は、任意の順序で従来の方式で各成分を混合することにより本発明の組成物を製造するための方法である。
本発明の方法では、有機ケイ素成分(A)と任意のシラン(F)と任意のシロキサン(H)とからプレミックスを製造し、次に、このプレミックスを配合物(K)と混合し、その後、任意の充填剤(E)と任意の他の成分(H)を加えることが、好ましい。任意の溶媒(D)中の金属化合物(B)を、任意の溶媒(D)中の窒素化合物(C)および任意の溶媒(D)中の有機酸(G)と混合することにより、配合物(K)を調製し、それぞれにおける溶媒(D)は、同じであってもよいし、または異なっていてもよい。
本発明の方法の他の特に好ましい実施形態において、触媒配合物(K)を、金属化合物(B)、窒素化合物(C)、ならびに任意の溶媒(D)および任意の有機酸(G)から配合することができ、次に、この配合物(K)を成分(A)ならびに、所望により他の成分(H)およびシラン(F)と混合する。
1つの特別好ましい実施形態において、第一に、粗い粒子状充填剤(E)を、任意で顔料(F)とプレミックスし、その後、任意の有機ケイ素成分(F)と任意のシロキサン(H)との有機ケイ素成分(A)の混合物をプレミックスと緊密に混合し、次に、これに、触媒配合物(K)と任意の成分(F)と任意の(G)との別に製造した混合物を加え、次いで、微粉化した充填剤(E)を加える。
混合は、室温で、周囲大気の圧力、言い換えると約900〜1,100hPaの圧力下で、実施されてもよい。さらに、混合を時々または始終、30〜500hPaの絶対圧などの減圧下で実施して、例えば揮発性化合物および/または空気を除去することも可能である。代わりとなる選択肢としては、例えば、ポンピング中の圧力により、および高温で使用する材料の蒸気圧により、閉じた系で絶対圧1,100hPa〜3,000hPaの圧力などの大気圧を超える圧力が生じる場合に、特に連続オペレーションのケースでは、前記大気圧を超える圧力下で実施することが挙げられる。
混合は、原料の温度と混合時のエネルギー入力から生じる温度で実施されることが好ましく、これらは、一般的に、10〜50℃の温度であり、10〜40℃の温度がより好ましく、15〜30℃の温度が特に好ましく、必要に応じて、必要なときに、加熱または冷却を実施することもできる。
本発明の方法を連続的、不連続的、または半連続的に実施し得る。
1つの好ましい実施形態において、本発明の組成物(Z)は、室温で粘度が非常に高い混練可能な混合物であり、パテ状の硬さを有するが、相対的に高い機械圧力下で流動し得る。
別の好ましい実施形態において、本発明の組成物(Z)は、湿砂の硬さを有す。本発明の組成物(Z)は、例えばコンベヤーベルトで運搬可能であり、さらなる加工に十分な貯蔵寿命を有す。
本発明の組成物(Z)は、周囲温度または、必要に応じて高温で、機械圧力により、任意の所望の形状にされ得る。
本発明の組成物は、周囲温度で、通例室温で、または室温より高い温度で、アルコールと場合によっては水の除去を伴う縮合反応により、架橋する。
本発明の組成物(Z)の架橋は、成分(A)、(B)、および(C)、ならびに任意で用いる成分(E)、(F)、(G)、および(H)の混合時に早くも始まる。成分(A)がSi結合ヒドロキシル基を含有しない場合、水(H)を加えなければならない。
好ましくは50〜200℃に、より好ましくは80〜160℃に、特に好ましくは80〜130℃に温度を上げることにより、架橋が促進される。また、成形および架橋を、連合工程で実施してもよい。
架橋可能なシリコーン組成物の今日までの使用用途でもある全ての用途に本発明の組成物(Z)を用いることができる。本発明に係る混合物を、公知の方法により加工する。
本発明の他の対象は、本発明の組成物(Z)を架橋することにより製造される造形品である。
トランスファー成形法などの手段により本発明に係る混合物から成形体を得ることができ、トランスファー成形法自体は、長く知られている。この目的のために、混合物を機械圧力の手段により、対応するモールドキャビティに注入する。モールドは、一般的に2部からなり、トランスファー成形法の間、水圧プレスにより閉じている。モールドを所望の温度に予熱し、それにより、第1に組成物の流動を促進し、第2に硬化を促進する。トランスファー成形法が終わった後、造形品がある硬さに達するまでモールドを閉じたままにし、それによって、造形品を破壊することなく取り出すことが可能になる。供試体用モールドキャビティは、例えば、DIN EN ISO 10724−1:2002−04に記載されている。
本発明の造形品は、人造石であることが、好ましい。
人造石を製造するための手順は、以下であることが好ましい。最初に、本発明の組成物をモールドに投入し、次に、気体の混入を防ぐために、減圧をかける。高密度化がこの工程で早くも起こり、このとき、本発明の組成物をモールドを介して振動させることが好ましい。この後、機械圧力をかけることにより、組成物をさらに高密度化する。この圧縮成形プロセス、すなわち、減圧下で必要に応じて振動させる高密度化は、1〜3分間続くことが好ましい。造形品をモールド中で硬化させる場合、モールドを、先行する工程の1つと同時に、またはその後に、好ましくは30〜120分の間、室温より高い温度へと温めるが、50〜200℃に温めることが好ましく、80〜160℃に温めることがより好ましく、80〜130℃に温めることが特に好ましい。その後、造形品をモールドから取り出す。まだ硬化されていない造形品を、成形が終わった後、すなわち機械圧力をかけた後に、モールドから取り出し、その後の別の工程で、別の装置で、上記で指定した温度と時間で、硬化することが、代替的に可能であり、特に好ましくもある。その後、硬化法とは別に、周囲温度で貯蔵を1時間以上の期間続けることが有利であり、10時間以上の期間続けることが好ましく、14〜48時間の期間続けることがより好ましい。次に、このようにして得られた造形品を、公知の方法、例えば、研削、表面研磨、および切削などにより、さらに加工し得る。
本発明の他の対象は、人造石の製造方法であって、本発明の組成物(Z)を成形し、架橋させることを特徴とする前記方法である。
本発明の組成物(Z)は、18〜25℃の温度範囲で、好ましくは30分を超える、より好ましくは45分を超える、特に好ましくは60分を超える良好な可使時間を示すにもかかわらず、高温で、好ましくは80〜120℃で急速に硬化し、このようにして得られた造形品が、わずか好ましくは14〜48時間後に、さらなる加工(切削、研削、研磨)を可能にするのに十分に高い硬度と曲げ強度とを有するということを特に利点として有す。
本発明の組成物(Z)は、金属化合物(B)と組み合わせることにより、比較的多い量の窒素化合物(C)を使用することができ、このことは、アフターキュアに有利であり、それ故に最終的な硬度および最終的な曲げ強度に有利であり、すなわち、30日間の周囲温度での造形品の貯蔵後に有利であるが、混合物が長い可使時間をなおも必ず有するということを特に利点として有す。
本発明の混合物(Z)およびそれらから製造される造形品は、変色を全く示さないことであって、元々の色が強いことを意味するのでもなく、DIN EN ISO 11431:2003−1に従ったAtlas Material Testing Technologyからのサンテスト(Suntest)CPS+などでのUV照射下で造形品が変色することを意味するのでもないことを特に利点として有す。
本発明の組成物(Z)は、結果的に可使時間に対して悪影響を全く与えずに、硬化性成分(B)および(C)を最初から有機ケイ素化合物(A)に加えることができるということを特に利点として有す。
本発明の組成物(Z)は、容易かつ非常に良好な再現性で製造可能であるということを特に利点として有す。
以下に記載の実施例において、粘度の数値は全て、別段の定めがない限り、25℃の温度に基づく。別段の定めがない限り、以下の実施例は、周囲大気の圧力下で、言い換えると約1,013hPaで、かつ室温で、言い換えると約23℃で、または追加熱または追冷却なしで室温で反応物質が混合されたときに生じる温度で、かつ約50%の相対大気湿度で、実施される。さらに、部およびパーセンテージで表される全データは、別段の定めがない限り、重量を基準とする。
本発明において、得られたデータ、好ましくは機器分析の手段により得られたデータをレポートすることにより、物質をキャラクタリゼーションする。これらのデータが基づく測定を、公表されている基準に従って実施するか、または特別に開発された方法により実施する。与えられる教示の明瞭性を確保するために、使用する方法をここで明記する。
<粘度>
以下の実施例において、有機ケイ素化合物の動粘度をDIN 53019に従って測定する。手順は、以下のようであったことが、好ましい。別段の定めがない限り、粘度は、25℃で、アントンパール製の「Physica MCR 300」回転式レオメータの手段により、測定する。1〜200mPa・sの粘度については、環状測定ギャップが1.13mmの共軸円筒形測定システム(CC 27)を使用し、200mPa・sを超える粘度については、コーン/プレート測定システム(測定コーンCP 50−1を有するSearle−System)を使用する。ずり速度を、以下のようにポリマー粘度に対応させる。100s−1のとき1〜99mPa・s;200s−1のとき100〜999mPa・s;120s−1のとき1,000〜2,999mPa・s;80s−1のとき3,000〜4,999mPa・s;62s−1のとき5,000〜9,999mPa・s;50s−1のとき10,000〜12,499mPa・s;38.5s−1のとき12,500〜15,999mPa・s;33s−1のとき16,000〜19,999mPa・s;25s−1のとき20,000〜24,999mPa・s;20s−1のとき25,000〜29,999mPa・s;17s−1のとき30,000〜39,999mPa・s;10s−1のとき40,000〜59,999mPa・s;5s−1のとき60,000〜149,999;3.3s−1のとき150,000〜199,999mPa・s;2.5s−1のとき200,000〜299,999mPa・s;1.5s−1のとき300,000〜1,000,000mPa・s。
測定システムを測定温度に調整した後、慣らし運転、前せん断、および粘度測定からなる3つのステージの測定プログラムを適用する。慣らし運転を、1分以内にずり速度を上記に示したずり速度へと段階的に増加させることにより実施し、慣らし運転は、予想される粘度、および測定が実施される粘度に依存する。ずり速度が達したらすぐに、前せん断を30秒間一定のずり速度で実施し、次に、粘度を測定するために、25の個別の測定を、それぞれ4.8秒間で実施し、これから平均値を求める。平均値は、動粘度に相当し、mPa・sで記録する。
<分子量分布の測定に関する説明>
方法:DIN 55672−1に従ったサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)
流速:1.00ml/分
注入方式:アジレント1200オートサンプラー(アジレント・テクノロジー)
注入量:100μl
溶離液:フェニル基を含んでなる製品の場合、250ppmの2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)で安定化されたテトラヒドロフラン>99.5%を使用し、フェニル基を含まない材料の場合、分析用トルエン>99.9%を使用した。全化学物質は、ドイツのダルムシュタットのメルクカーゲーアーアー(Merck KGaA)などから市販されている。
カラム:固定相:アジレント・テクノロジーからのポリスチレン−ジビニルベンゼン
長さが50mmのプレカラムとそれぞれ長さが300mmの3つの分離カラムとからなる4つのカラムを直列で連結した。全カラムは、内径が7.8mmであった。使用したゲルは、粒度が5μmであった。プレカラムの細孔径は、500Åであり、3つの分離カラムの細孔径は、順番に、10,000Å、500Å、および100Åであった。
カラム温度:オーブン温度 45℃。濃度をRI検出器で測定した(測定原理 屈折,型:アジレント1200;セル容積:8μL;温度:45℃)。
システムをアジレントから同様に市販されているポリスチレン標準で較正した。濃度:0.4g/L(EasiCal、使用準備の整ったポリスチレンキャリブレーション剤;注入量:100μL)。テトラヒドロフランは、溶離液としてのトルエン用の内標準であるので、マーカー物質として使用し、トルエンは、溶離液としてのテトラヒドロフラン用の内標準であるので、トルエンをマーカー物質として使用した。キャリブレーション曲線の当てはめ:三次の多項式への当てはめ PSS。サンプル調整:約15〜50mgの測定対象のサンプルをそれぞれの溶離液に溶解した(c=約3〜10mg/mL)。サンプルの量は、はっきりとしたRIシグナルを得ることができるような量であった。全てのサンプルを、溶離液に完全に溶解できた。
評価:測定した分子量をそれぞれ100の整数倍に四捨五入した。
<ゲル化時間>
本発明において、ゲル化時間を、規格DIN 16945 Sheet1、DIN 16919、およびDIN EN 14022に従い、コントロールユニットST−1とサーモグラフTC−3レギュレーターを有するサーモブロックGTとをもつGELNORM(登録商標)からのゲルタイマーを使用して測定した。混合物の製造および測定の実施は、実施例B1に記載のように行った。アルミニウム線でできた測定用金型を使用した。測定用金型の反転サイクルは、10秒であった。それぞれについて、25℃および100℃で、ゲル化時間の測定を2回実施した。表1に記録した値は、それぞれの測定温度での2つの個別の測定の平均値に相当する。60分後、混合物がゲル化しなかった場合に、測定を中止し、この場合、ゲル化時間は>60分として記録した。
<可使時間>
可使時間を測定するために、試験混合物をPTFEモールドに10mmの充填深さまで投入した。混合物を23℃で貯蔵し、DIN EN ISO 868:2003−10に従い、ショアAデュロメータ(Shore A Durometer)を使用して、5分毎に、ショアA硬さを測定した。PTFEモールドの長さ×幅の寸法を、最大で18の個別の測定を可能とするように選択し、測定距離を互いから、およびPTFEモールドの端から6mm以上とした。硬さが5ショアA以上上がった時に、測定を中止し、硬さが上がるまでに経過した時間から5分引き、可使時間として定義した。90分を超える可使時間を、表2において、>90分として記録した。
<曲げ強度>
本発明において、実施例B20を除いて、曲げ強度を、ISO 178:2011−04 Method Aに従い、2mm/分の試験速度で、60mmの支持距離で測定した。
手順は、以下のようであることが、好ましい。長さ×幅×厚さ=80mm×10mm×4mmの寸法の供試体を使用した。測定をそれぞれ5つの供試体で実施した。供試体を、DIN EN ISO 10724−1:2002−04に従った交換可能なモールドキャビティプレートを有する器具を使用し、実施例B6で明記されているように射出成形法を実施し、実施例B6で示されている条件下(温度、時間)で硬化を行うことにより製造した。試験において、射出成形用モールド内に供試体を配置するように、すなわち、底部側が下向きになるように、供試体を必ず同じ方法で機械に挿入した。測定前に、供試体を、23℃、50%の相対湿度で、4日間貯蔵した。表2に曲げ強度についてMPaで記録した値は、個別の測定のそれぞれの平均値に相当し、DIN 1333:1992−02 Section 4に従って整数値に四捨五入されている。
実施例20の曲げ強度を、DIN EN 14617−2:2008−11に従い、180mmの支持距離で測定した。
手順は、以下のようである。長さ×幅×厚さ=200mm×50mm×10mmの寸法の供試体を使用した。測定をそれぞれ3つの供試体で実施した。供試体を実施例B20で示されているように製造し、実施例B20で示されている条件下(温度、時間)で硬化した。試験において、射出成形用モールド内に供試体を配置するように、すなわち、底部側が下向きになるように、供試体を必ず同じ方法で機械に挿入した。測定前に、供試体を、23度、50%の相対湿度で、4日間貯蔵した。表2に曲げ強度についてMPaで記録した値は、個別の測定のそれぞれの平均値に相当し、DIN 1333:1992−02 Section 4に従って0.1MPaに四捨五入されている。
<ショアD硬さ>
ショアD硬さを、DIN EN ISO 868:2003−10に従って測定した。ショアDデュロメータ(Shore D durometer)を使用して、長さ×幅×厚さ=40mm×40mm×6mmの寸法のシート状の供試体で測定を行った。該供試体は、DIN EN ISO 10724−1:2002−04 Form 2に従った交換可能なモールドキャビティプレートを有する器具を使用し、実施例B6で記載されているように射出成形法を実施し、実施例B6で示されている条件下(温度、時間)で硬化を行うことにより製造した。実施例B20に関するショアD硬さを、曲げ強度供試体で測定した。測定前に、供試体を、23℃、50%の相対湿度で、4日間貯蔵した。ショアD硬さを、それぞれについて、3つの供試体の上部および底部で測定し、合計6つの測定値を得た。表2に記録した値は、個別の測定の平均値に相当する。
オルガノシロキサン樹脂混合物A1:平均分子量Mwが6600g/molで平均分子量Mnが2,000g/molで多分散度が3.3であり、平均した式が、(MeSiO3/20.88(MeSi(OH)O2/20.05(MeSi(OEt)O2/20.06(MeSiO2/20.01である100gの粉末状オルガノポリシロキサン樹脂、平均した組成が(i−OctSi(OMe)O2/20.12(i−OctSiO3/20.05(i−OctSi(OMe)1/20.08(MeSiO3/20.22(MeSi(OMe)O2/20.33(MeSi(OMe)1/20.20であり、平均分子量Mwが1600g/molで平均分子量Mnが700g/molで多分散度が2.3である67gの有機ケイ素化合物、および8gの直鎖状ポリジメチルシロキサンHO−(MeSiO)12−Hを丸底フラスコに入れた。次に、混合物を攪拌しながら55℃へ加熱し、均一な混合物を形成した。その後、混合物の温度を95℃に上げ、この温度に達したときに、100mbarの圧力をかけた。これらの条件下で2.5時間以上攪拌を続け、その後、100mbarの圧力下で混合物を23℃の温度に冷却し、その後、減圧を解除した。
このようにして得られた樹脂混合物は、25℃で動粘度が6,000mPa・sであり、80℃で動粘度が200mPa・sであった。
オルガノシロキサン樹脂混合物A2:平均分子量Mwが6,600g/molで平均分子量Mnが2,000g/molで多分散度が3.3であり、平均した式が、(MeSiO3/20.88(MeSi(OH)O2/20.05(MeSi(OEt)O2/20.06(MeSiO2/20.01である100gの粉末状オルガノポリシロキサン樹脂、
18gの(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシラン、平均した組成が(MeSiO3/20.49(MeSi(OH)O2/20.02(MeSiO2/20.46(MeSi(OH)O1/20.03であり、平均分子量Mwが4,500g/molで平均分子量Mnが1,600g/molで多分散度が2.8である55gの有機ケイ素化合物、および9gの直鎖状ポリジメチルシロキサンHO−(MeSiO)12−Hを丸底フラスコに入れた。次に、混合物を攪拌しながら55℃へ加熱し、均一な混合物を形成した。その後、混合物の温度を95℃に上げ、この温度に達したときに、100mbarの圧力をかけた。これらの条件下で2.5時間以上攪拌を続け、その後、100mbarの圧力下で混合物を23℃の温度に冷却し、その後、減圧を解除した。
このようにして得られた樹脂混合物は、25℃で動粘度が13,000mPa・sであり、80℃で動粘度が270mPa・sであった。
オルガノシロキサン樹脂混合物A3:平均分子量Mwが1,700g/molで平均分子量Mnが1,200g/molで多分散度が1.4であり、平均した式が、(MeSiO3/20.32(MeSi(OH)O2/20.06(MeSi(OEt)O2/20.01(MeSiO2/20.06(PhSiO3/20.23(PhSi(OH)O2/20.29(PhSi(OEt)O2/20.03である100gの粉末状オルガノポリシロキサン樹脂、平均した組成が
(MeSiO3/20.10(MeSi(OMe)O2/20.17(MeSi(OMe)1/20.03(PhSiO3/20.15(PhSi(OMe)O2/20.31(PhSi(OMe)1/20.20(MeSiO2/20.04であり、平均分子量Mwが1,800g/molで平均分子量Mnが900g/molで多分散度が2.0である113gの有機ケイ素化合物、および38gのフェニルトリエトキシシランを丸底フラスコに入れた。次に、混合物を攪拌しながら55℃へ加熱し、均一な混合物を形成した。その後、混合物の温度を95℃に上げ、この温度に達したときに、100mbarの圧力をかけた。これらの条件下で2,5時間以上攪拌を続け、その後、100mbarの圧力下で混合物を23℃の温度に冷却し、その後、減圧を解除した。
このようにして得られた樹脂混合物は、25℃で動粘度が3,000mPa・sであり、80℃で動粘度が180mPa・sであった。
実施例B6、B8、B11、B18、B19、およびB20における硬化剤混合物の製造
アミジンまたはグアニジンおよび(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシランの混合物をアセチルアセトン亜鉛(II)および無水エタノールの混合物に加えることにより、硬化剤混合物を製造した。この後、溶液が形成されるまで、同時に加熱しながら、必要に応じて50℃以下に加熱しながら、混合した。
実施例における硬化剤混合物の製造
B7、B9、B10、B12、B13、B14、B15、B16、B17、B22、B23、およびB24
最初に、アミジンまたはグアニジン、その後に使用する有機酸をこの順序で無水メタノール中の金属化合物の混合物に加えることにより、硬化剤混合物を製造した。この後、溶液が形成されるまで、同時に加熱しながら、必要に応じて50℃以下に加熱しながら、混合した。
実施例B21における硬化剤混合物の製造
2−エチルヘキサン酸亜鉛(II)をグアニジンおよび(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシランの混合物に加えることにより、硬化剤混合物を製造した。この後、溶液が形成されるまで、混合した。
実施例B25における硬化剤混合物の製造
グアニジンをビス(エチルアセトアセタト)ビス(プロパン−2−オラト)チタン(IV)(ベルギーの3950 BocholtのBoricaから市販されているTytan S2;CAS NO.27858−32−8)に加えることにより、硬化剤混合物を製造した。この後、溶液が形成されるまで、混合した。
比較例における硬化剤混合物の製造
C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、およびC13
硬化剤混合物を、同時に加熱しながら、必要に応じて50℃以下に加熱しながら、混合して、対応するアミジンまたはグアニジンを(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシランおよび無水エタノールに、または無水メタノールに溶解させることにより、またはそれぞれの金属化合物を(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシランおよび無水エタノールに、または無水メタノールに溶解させることにより、製造した。
実施例B1
ゲル化時間の測定のために、0.04gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(「TMG」;CAS No. 80−70−6;ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)を、0.04gの(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシラン(CAS No. 88468−45−5;ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)に希釈し、次に、この溶液を、0.048gの無水エタノール(ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)中の0.092gのアセチルアセトン亜鉛(II)(「Zn(acac)」,CAS No.14024−63−6,ドイツのダルムシュタットのメルクカーゲーアーアー(Merck KGaA)などから市販されている)の混合物に加え、溶液が形成されるまで、混合物を45℃へ加熱しながら緊密に攪拌した。次に、Hauschild & Co. KGからのSpeedmixer(商標) DAC 150 FVZで30秒間2000rpmで触媒溶液を10gの樹脂混合物A1と混合し、最後に、混合物をゲル化時間測定用試験管に移した。結果は、表1に記載している。
実施例B2
0.048gの無水エタノール中の0.092gのZn(acac)の混合物の代わりに、0.024gの無水エタノール中の0.061gの2−エチルヘキサン酸亜鉛(II)(CAS No. 136−53−8;ドイツのカールスルーエのABCRから市販されている)の混合物を使用し、混合を23℃で実施したことを除き、実施例B1を繰り返した。
結果は、表1に記載している。
実施例B3
0.04gの(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシラン中の0.04gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジンの溶液の代わりに、0.043gの1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(「DBN」,CAS No. 3001−72−7,ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)を、0.048gの無水エタノール中の0.092gのZn(acac)の混合物の代わりに、0.138gの無水メタノール(ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)中の0.092gのZn(acac)の混合物を使用したことを除き、実施例B1を繰り返した。
結果は、表1に記載している。
実施例B4
樹脂混合物A1の代わりに樹脂混合物A3を使用したことを除き、実施例B1を繰り返した。
結果は、表1に記載している。
実施例B5
0.048gの無水エタノール中の0.092gのZn(acac)の混合物の代わりに、0.024gの無水エタノール中の0.25gのネオデカン酸ビスマス(III)(CAS No. 34364−26−6;ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)の混合物を使用し、混合を23℃で実施したことを除き、実施例B1を繰り返した。
結果は、表1に記載している。
比較例C1
Zn(acac)を使用せず、混合を23℃で実施したことを除き、実施例B1を繰り返した。
結果は、表1に記載している。
比較例C2
TMGを使用しなかったことを除き、実施例B1を繰り返した。
結果は、表1に記載している。
比較例C3
TMGを使用しなかったことを除き、実施例B2を繰り返した。
結果は、表1に記載している。
比較例C4
Zn(acac)を使用しなかったことを除き、実施例B3を繰り返した。
結果は、表1に記載している。
Figure 2017521538
実施例B6
100gの樹脂混合物A1および300gのQuarzmehl 16900(微粉砕した石英、ドイツのヒルシュアウ(Hirschau)のAmberger Kaolinwerkeから市販されている)を、Hauschild & Co. KGからのSpeedmixer(商標) DAC 150 FVZで30秒間3000rpmで混合した。次に、混合物を23℃の温度に冷えるまで静置した。
その後、硬化剤混合物として、0.50gの無水エタノール中の0.50gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、0.50gの(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシラン、および1.14gのアセチルアセトン亜鉛(II)の溶液を、A1および微粉砕した石英からなる上記の混合物に加えた。
その後、混合物をSpeedmixer(商標)で15秒間2000rpmで混合し、次に手で少し攪拌し、最後にSpeedmixer(商標)で2000rpmでさらに15秒間混合した。混合物の可使時間を測定し、供試体を製造した。Lauffer GmbH & Co. KGからのVSKO 75型の油圧プレスを使用して、供試体を製造した。プレスは、長さ×幅×厚さ=80mm×10mm×4mmの寸法の(曲げ強度を試験するための)供試体を製造可能なDIN EN ISO 10724−1:2002−04に従った交換可能なモールドキャビティプレートを有する器具を備えていた。モールドは、140kNの閉鎖力で油圧により閉じた。モールドの外形寸法は、長さ×幅=450mm×450mmであった。プレス型は、直径が50mmであった。供試体を製造するために、100gの上記の混合物を投入し、120℃の温度に予熱したそれぞれのモールドキャビティに5kNのプレス力で射出した。モールドキャビティが完全に満たされたときに、プレス力は25kNに増加した。この時点で、油圧器をスイッチオフした。硬化中に、圧力はゆっくりと下がり、加圧と硬化のオペレーション全体の終了時には、14kNであった。120℃で30分後、器具を開け、供試体を取り出した。
このようにして得られた供試体をその特性について調べた。結果は、表2に記載している。
実施例B7
使用した硬化剤混合物が、1.00gの無水メタノール中の0.50gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジンおよび1.14gのアセチルアセトン亜鉛(II)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B8
使用した硬化剤混合物が、0.60gの無水エタノール中の0.80gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、0.80gの(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシラン、および1.36gのアセチルアセトン亜鉛(II)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B9
使用した硬化剤混合物が、0.24gの無水メタノール中の0.50gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、0.57gのアセチルアセトン亜鉛(II)、および0.31gのn−オクタン酸(CAS No. 124−07−2;ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B10
使用した硬化剤混合物が、0.24gの無水メタノール中の0.50gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、1.14gのアセチルアセトン亜鉛(II)、および0.63gのn−オクタン酸の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B11
使用した硬化剤混合物が、0.90gの無水エタノール中の0.53gの1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(「DBU」;CAS No. 6674−22−2;ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)、0.92gのアセチルアセトン亜鉛(II)、および0.50gの(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシランの溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B12
使用した硬化剤混合物が、0.47gの無水メタノール中の0.20gの1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エンおよび0.02gのアセチルアセトン亜鉛(II)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B13
使用した硬化剤混合物が、2.80gの無水メタノール中の0.66gの1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エンおよび1.20gのアセチルアセトン亜鉛(II)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B14
使用した硬化剤混合物が、1.38gの無水メタノール中の0.43gの1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(「DBN」;CAS No. 3001−72−7;ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)および0.92gのアセチルアセトン亜鉛(II)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B15
使用した硬化剤混合物が、1.82gの無水メタノール中の0.60gの1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(「TBD」;CAS No. 5807−14−7;ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)および1.19gのアセチルアセトン亜鉛(II)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B16
使用した硬化剤混合物が、0.50gの無水メタノール中の0.60gの7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(「Me−TBD」;CAS No. 84030−20−6;ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)および1.19gのアセチルアセトン亜鉛(II)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B17
使用した硬化剤混合物が、2.80gの無水メタノール中の0.38gの1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン(「THP」;CAS No. 1606−49−1;ドイツのシュタインハイムのSigma−Aldrich(登録商標)から市販されている)および1.20gのアセチルアセトン亜鉛(II)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B18
樹脂混合物A1の代わりに、樹脂混合物A2を使用し、使用した硬化剤混合物が、0.24gの無水メタノール中の0.40gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、0.92gのアセチルアセトン亜鉛(II)、および0.40gの(2,2,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシランの溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B19
樹脂混合物A1の代わりに、樹脂混合物A3を使用し、使用した硬化剤混合物が、0.24gの無水エタノール中の0.40gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、0.46gのアセチルアセトン亜鉛(II)、および0.40gの(2,2,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシランの溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。混合物を120℃で60分間硬化させた。
結果は、表2に記載している。
実施例B20
粒度が1.5mm〜2.2mmの「砂利石英(quartz gravel)SB 1.5−2.2T」型の300gの粗い粒子状石英、粒度が0.7mm〜1.2mmの「砂利石英(quartz gravel)SB 0.7−1.2T」型の220gの粗い粒子状石英、粒度が0.3mm〜0.9mmの「砂利石英(quartz gravel)SB 0.3−0.9T」型の210gの粗い粒子状石英をドラムミキサーに入れ、1分間緊密に混合した。これらの3つは、ドイツのヒルシュアウ(Hirschau)のAmberger Kaolinwerke Eduard Kick GmbH & Co. KGから市販されている。次に、100gの樹脂混合物A1を、23℃の条件下で加え、混合を3分以上続けた。その後、硬化剤混合物として、1.00gの無水メタノール中の0.52gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジンおよび1.20gのアセチルアセトン亜鉛(II)の溶液を加え、混合をさらに2分間行った。その後、上位粒度d95%が50μmで平均粒度d50%が16μmのMillisil W12型の320gの微粉化した石英(ドイツのフレッヒェンのQuarzwerke GmbHから市販されている)を複数回に分けて混合物と混合し、最後に、同様に2分間混合を行った。湿砂の硬さに似た硬さを有するこの混合物を、長さ×幅×高さ=220mm×170mm×15mmの寸法のステンレススチールモールドキャビティに投入した。揺動テーブル上のモールドで、50Hzの振動数で2分以内で、組成物を予備圧縮した。次に、モールドを油圧プレスに取り付け、モールドの内容物を、150kNのプレス力で圧縮した。これは、製造される試験プレートの表面積を基準として、4,000kPaのプレス圧力に相当する。次に、モールドを120℃で45分間オーブンに入れた。室温へ冷却後、造形品をモールドから取り出し、造形品を周囲温度で4日間貯蔵した。次に、造形品から長さ×幅×高さ=200mm×50mm×10mmの寸法の供試体を製造した。これらの供試体をショアD硬さの測定に使用し、DIN EN 14617−2:2008−11に従った曲げ強度の測定にも使用した。
結果は、表2に記載している。
実施例B21
0.50gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、1.53gの2−エチルヘキサン酸亜鉛(II)、および0.50gの(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシランの硬化剤混合物を使用したことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B22
使用した硬化剤混合物が、0.24gの無水メタノール中の0.50gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジンおよび1.75gネオデカン酸ビスマス(III)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B23
使用した硬化剤混合物が、0.24gの無水メタノール中の0.50gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジンおよび0.71gの、2−エチルヘキサン酸ジルコニウム(IV)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B24
使用した硬化剤混合物が、0.24gの無水メタノール中の0.50gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジンおよび0.78gのネオデカン酸アルミニウム(III)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
実施例B25
0.40gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジンおよび1.57gのビス(エチルアセトアセタト)ビス(プロパン−2−オラト)チタン(IV)の硬化剤混合物を使用したことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
比較例C5
使用した硬化剤混合物が、0.50gの無水エタノール中の0.50gの1,1,3,3−テトラメチルグアニジンおよび0.50gの(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシランの溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
比較例C6
使用した硬化剤混合物が、0.47gの無水メタノール中の0.20gの1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エンの溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
比較例C7
使用した硬化剤混合物が、0.66gの無水メタノール中の0.43gの1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エンの溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
比較例C8
使用した硬化剤混合物が、0.50gの無水エタノール中の1.14gのアセチルアセトン亜鉛(II)および0.50gの(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシランの溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
比較例C9
1.53gの2−エチルヘキサン酸亜鉛(II)および0.50gの(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシランの硬化剤混合物を使用したことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
比較例C10
使用した硬化剤混合物が、0.24gの無水メタノール中の1.75gのネオデカン酸ビスマス(III)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
比較例C11
使用した硬化剤混合物が、0.24gの無水メタノール中の1.42gの2−エチルヘキサン酸ジルコニウム(IV)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
比較例C12
使用した硬化剤混合物が、0.24gの無水メタノール中の1.56gのネオデカン酸アルミニウム(III)の溶液であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
比較例C13
使用した硬化剤が、1.57gのビス(エチルアセトアセタト)ビス(プロパン−2−オラト)チタン(IV)であったことを除き、実施例B6を繰り返した。
結果は、表2に記載している。
Figure 2017521538
Figure 2017521538

Claims (11)

  1. (A)式
    (OH)(RO)SiO(4−a−b−c)/2 (I)
    (式中、
    Rは、同一でも異なっていてもよく、1〜18個のC原子を有する置換されていてもよい1価のSiC結合炭化水素基、1〜18個のC原子を有する置換されていてもよい2価のSiC結合炭化水素基、またはSi結合ハロゲン原子であり、
    は、同一でも異なっていてもよく、置換されていてもよい1価の炭化水素基であり、
    式(I)において、和a+b+c<4である場合、
    aは、0、1、2、または3であり、
    bは、0、1、2、または3であり、
    cは、0、1、2、または3であり、
    前記式(I)の全単位の総数に対するaが0または1である前記式(I)の単位の総数の比として定義される分岐度が、0.5以上であり、かつ、前記式(I)の全単位の1%以上において、和b+c≧1である)
    の単位からなる少なくとも1種の有機ケイ素成分、
    (B)酸化状態が4未満の少なくとも1個の炭素原子を含んでなる、酸化状態が+2〜+5の主族3、4、および5、ならびに遷移族2、4、5、7、および8からの金属の化合物から選択される、少なくとも1種の金属化合物、および
    (C)グアニジンおよびアミジンから選択される少なくとも1種の窒素化合物
    を含んでなる、縮合反応によって架橋可能な組成物(Z)。
  2. 前記有機ケイ素成分(A)は、Si結合ヒドロキシル基だけでなく、Si結合(RO)基も含有することを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記有機ケイ素成分(A)は、RSiO3/2、RSi(OR)O2/2、RSi(OH)O2/2、RSi(OR1/2、RSi(OH)(OR)O1/2、RSiO2/2、R(OH)SiO1/2、R(OR)SiO1/2、RSiO1/2、SiO4/2、Si(OH)O3/2、Si(OR)O3/2、Si(OR2/2、Si(OR)(OH)O2/2、Si(OR(OH)O1/2、Si(OR1/2、およびO3/2SiRSiO3/2から選択される単位を含んでなることを特徴とする、請求項1または2に記載の組成物。
  4. 前記金属化合物(B)は、アルミニウム(III)、ビスマス(III)、鉄(II)、鉄(III)、マンガン(II)、マンガン(III)、チタン(III)、チタン(IV)、バナジウム(III)、バナジウム(IV)、バナジウム(V)、亜鉛(II)、スズ(II)、スズ(IV)、ジルコニウム(IV)、タンタル(V)、またはニオブ(V)化合物であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 前記金属化合物(B)は、金属塩化合物(B−1)であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 前記金属化合物(B)が、式(II)
    Figure 2017521538
    の金属キレート化合物(B−2)、
    (式中、
    Meは、酸化状態が+2〜+5の主族3、4、および5、ならびに遷移族2、4、5、7、および8の金属から選択される金属であり、
    、R、およびRは、互いにそれぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよい炭化水素基、またはオルガニルオキシ基であり、
    12は、同一でも異なっていてもよく、オルガニルオキシド基、またはオキシド基であり、
    和d+eが2〜6の場合は、
    dは、1、2、3、または4であり、
    eは、0、1、2、3、または4である)
    であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 前記窒素化合物(C)が、1.0molの金属化合物(B)当り0.1〜10.0molの量で使用されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。
  8. (A)有機ケイ素成分、
    (B)金属化合物、
    (C)窒素化合物、
    任意で(D)溶媒、
    (E)充填剤、
    任意で(F)シラン、
    任意で(G)有機酸、および
    任意で(H)他の成分
    を含んでなることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
  9. 各成分を任意の順序で従来の様式で混合することによる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物の製造方法。
  10. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物を架橋することにより製造される、または請求項9に記載のように製造される、造形品。
  11. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物、または請求項9に記載のように製造された組成物を成形し、架橋させることを特徴とする、人造石の製造方法。
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