JP2021055015A - 硬化性組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】反応性ケイ素基含有重合体及び可塑剤を含み、速硬化性を示し、かつ、良好な強度と伸びを示す硬化物を与える硬化性組成物を提供すること。【解決手段】一般式(1):−Si(R1)3−a(X)a(1)(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基は、ヘテロ含有基を有してもよい。Xは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基を表す。aは1、2、または3である。)で表される反応性ケイ素基(a)を有し、前記反応性ケイ素基(a)に隣接する原子が不飽和結合を有する、反応性ケイ素基含有重合体(A)、及び可塑剤(B)を含有する、硬化性組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、反応性ケイ素基含有重合体を含有する硬化性組成物に関する。
反応性ケイ素基含有重合体は、湿分反応性ポリマーとして知られており、接着剤、シーリング剤、コーティング剤、塗料、粘着剤等の多くの工業製品に含まれ、幅広い分野で利用されている。
このような反応性ケイ素基含有重合体としては、主鎖骨格がポリオキシアルキレン系重合体、飽和炭化水素系重合体や(メタ)アクリル酸エステル系共重合体などの各種重合体が知られているが、中でもポリオキシアルキレン系重合体は、室温において比較的低粘度で取扱い易く、また反応後に得られる硬化物も良好な弾性を示すなどの特徴から、その適用範囲は広い。
反応性ケイ素基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法としては、例えば、エポキシ化合物を開環重合して末端に水酸基を有するポリオキシアルキレン系重合体を合成した後、前記水酸基を炭素−炭素二重結合に変換し、該炭素−炭素二重結合とシラン化合物とのヒドロシリル化反応を行う方法が知られている(例えば、特許文献1を参照)。また、反応性ケイ素基含有ポリオキシアルキレン系重合体に可塑剤を配合して、より低粘度にして作業性を調整することも知られている。
従来の反応性ケイ素基含有重合体及び可塑剤を含む従来の硬化性組成物は、良好な強度と伸びを示す硬化物を与えるものの、硬化速度が十分ではなく、この点で改良する余地があった。
本発明は、上記現状に鑑み、反応性ケイ素基含有重合体及び可塑剤を含み、速硬化性を示し、かつ、良好な強度と伸びを示す硬化物を与える硬化性組成物を提供することを目的とする。
本発明の第一は、一般式(1):
−Si(R1)3−a(X)a (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基は、ヘテロ含有基を有してもよい。Xは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基を表す。aは1、2、または3である。)
で表される反応性ケイ素基(a)を有し、前記反応性ケイ素基(a)に隣接する原子が不飽和結合を有する、反応性ケイ素基含有重合体(A)、及び
可塑剤(B)を含有する、硬化性組成物に関する。
−Si(R1)3−a(X)a (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基は、ヘテロ含有基を有してもよい。Xは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基を表す。aは1、2、または3である。)
で表される反応性ケイ素基(a)を有し、前記反応性ケイ素基(a)に隣接する原子が不飽和結合を有する、反応性ケイ素基含有重合体(A)、及び
可塑剤(B)を含有する、硬化性組成物に関する。
好ましくは、前記反応性ケイ素基含有重合体(A)が、一般式(2)〜(4):
(式中、R4は2価の連結基を表し、前記R4が有する2つの結合手は、それぞれ、前記連結基内の炭素原子、酸素原子、窒素原子、または硫黄原子に結合している。R2、およびR3は、それぞれ独立に、水素、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜20のアリール基、炭素原子数7〜20のアラルキル基、またはシリル基を表す。R1、X、およびaは前記の通りである。)
で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造を有する。
(式中、R4は2価の連結基を表し、前記R4が有する2つの結合手は、それぞれ、前記連結基内の炭素原子、酸素原子、窒素原子、または硫黄原子に結合している。R2、およびR3は、それぞれ独立に、水素、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜20のアリール基、炭素原子数7〜20のアラルキル基、またはシリル基を表す。R1、X、およびaは前記の通りである。)
で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造を有する。
前記反応性ケイ素基(a)が、ジメトキシメチルシリル基であってよい。
前記反応性ケイ素基(a)が、トリメトキシシリル基、及び/又は(メトキシメチル)ジメトキシシリル基であってよい。
好ましくは、前記反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖骨格が、ポリオキシアルキレン系重合体である。
好ましくは、前記可塑剤(B)が、フタル酸エステル化合物、脂肪族多価カルボン酸エステル化合物、エポキシ系可塑剤、アルキルスルホン酸フェニルエステル、ポリエーテル系可塑剤、およびビニル系可塑剤よりなる群から選択される少なくとも1以上である。
好ましくは、前記可塑剤(B)の含有量が、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、5〜150重量部である。
前記硬化性組成物は、シラノール縮合触媒(C)をさらに含有することが好ましい。
また、本発明の第二は、前記硬化性組成物を硬化させてなる硬化物に関する。
本発明によれば、反応性ケイ素基含有重合体及び可塑剤を含み、速硬化性を示し、かつ、良好な強度と伸びを示す硬化物を与える硬化性組成物を提供することができる。
<<反応性ケイ素基含有重合体(A)>>
反応性ケイ素基含有重合体(A)は、一般式(1):
−Si(R1)3−a(X)a (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基は、ヘテロ含有基を有してもよい。Xは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基を表す。aは1、2、または3である。)
で表される反応性ケイ素基(a)を有する。また、反応性ケイ素基含有重合体(A)において、反応性ケイ素基(a)に隣接する原子、即ちケイ素原子に結合する原子が、不飽和結合を有する。この点において、反応性ケイ素基含有重合体(A)は、従来報告されていない新規の反応性ケイ素基含有重合体である。
反応性ケイ素基含有重合体(A)は、一般式(1):
−Si(R1)3−a(X)a (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基は、ヘテロ含有基を有してもよい。Xは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基を表す。aは1、2、または3である。)
で表される反応性ケイ素基(a)を有する。また、反応性ケイ素基含有重合体(A)において、反応性ケイ素基(a)に隣接する原子、即ちケイ素原子に結合する原子が、不飽和結合を有する。この点において、反応性ケイ素基含有重合体(A)は、従来報告されていない新規の反応性ケイ素基含有重合体である。
反応性ケイ素基含有重合体(A)において、反応性ケイ素基に隣接する原子が不飽和結合を有することによって、反応性ケイ素基の縮合反応性が顕著に高まる。このため、反応性ケイ素基についての上記の要件を満たす反応性ケイ素基含有重合体(A)は、低活性の触媒添加の条件でも優れた速硬化性を示す。
<反応性ケイ素基(a)>
反応性ケイ素基含有重合体(A)における反応性ケイ素基(a)は、一般式(1):
−Si(R1)3−a(X)a (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基は、ヘテロ含有基を有してもよい。Xは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基を表す。aは1、2、または3である。)
で表される。
反応性ケイ素基含有重合体(A)における反応性ケイ素基(a)は、一般式(1):
−Si(R1)3−a(X)a (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基は、ヘテロ含有基を有してもよい。Xは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基を表す。aは1、2、または3である。)
で表される。
R1は、炭素原子数1〜20の炭化水素基である。R1としての炭化水素基の炭素原子数としては、1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4が特に好ましい。該炭化水素基は、無置換の炭化水素基であってもよいし、置換基を有する炭化水素基であってもよい。
R1としての炭化水素基が置換基として有してもよいヘテロ含有基は、ヘテロ原子を含む基である。ここで、炭素原子および水素原子以外の原子をヘテロ原子とする。
ヘテロ原子の好適な例としては、N、O、S、P、Si、およびハロゲン原子が挙げられる。ヘテロ含有基について、炭素原子数とヘテロ原子数との合計は、1〜10が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましい。
ヘテロ含有基の好適な例としては、水酸基;メルカプト基;Cl、Br、I、およびFなどのハロゲン原子;ニトロ基;シアノ基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、およびイソプロピルオキシ基などのアルコキシ基;メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、およびイソプロピルチオ基などのアルキルチオ基;アセチル基、プロピオニル基、およびブタノイル基などのアシル基;アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、およびブタノイルオキシ基などのアシルオキシ基;アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、およびジエチルアミノ基などの置換または非置換のアミノ基;アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、エチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、およびジエチルアミノカルボニル基などの置換または非置換のアミノカルボニル基;シアノ基などが挙げられる。
R1がヘテロ含有基で置換された炭化水素基である場合、R1における炭素原子数とヘテロ原子数との合計は、2〜30が好ましく、2〜18がより好ましく、2〜10がさらに好ましく、2〜6が特に好ましい。
R1としての炭素原子数1〜20の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチル−n−ヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、およびn−イコシル基などのアルキル基;ビニル基、2−プロペニル基、3−ブテニル基、および4−ペンテニル基などのアルケニル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、およびシクロオクチル基などのシクロアルキル基;フェニル基、ナフタレン−1−イル基、ナフタレン−2−イル基、o−フェニルフェニル基、m−フェニルフェニル基、およびp−フェニルフェニル基などのアリール基;ベンジル基、フェネチル基、ナフタレン−1−イルメチル基、およびナフタレン−2−イルメチル基などのアラルキル基が挙げられる。
これらの炭化水素基が、前述のヘテロ含有基で置換された基も、R1として好ましい。
これらの炭化水素基が、前述のヘテロ含有基で置換された基も、R1として好ましい。
R1の好適な例としては、例えば、メチル基、およびエチル基などのアルキル基;クロロメチル基、およびメトキシメチル基などのヘテロ含有基を有するアルキル基;シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基などのアリール基;ベンジル基などのアラルキル基;などを挙げることができる。R1としては、メチル基、メトキシメチル基、およびクロロメチル基が好ましく、メチル基、およびメトキシメチル基がより好ましく、メトキシメチル基がさらに好ましい。
Xとしては、例えば、水酸基、水素、ハロゲン、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、およびアルケニルオキシ基などが挙げられる。これらの中では、加水分解性が穏やかで取扱いやすいことからメトキシ基、およびエトキシ基などのアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。
aは1、2、または3である。aとしては、2または3が好ましい。
反応性ケイ素基(a)としては、上記式(1)により表される基である限り特に限定されない。式(1)で表される反応性ケイ素基(a)としては、下記一般式(1−1):
−Si(R6)3−b(OR7)b (1−1)
(式中、R6はそれぞれ独立に、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロアルキル基、炭素原子数2〜6のアルコキシアルキル基、または−R8N(R9)2で表されるN,N−ジアルキルアミノアルキル基であり、R8はメチレン基またはエチレン基であり、R9はメチル基またはエチル基であり、R7は炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基、または炭素原子数2〜6のアシル基であり、bは2、または3である。)
で表される基が好ましい。
−Si(R6)3−b(OR7)b (1−1)
(式中、R6はそれぞれ独立に、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロアルキル基、炭素原子数2〜6のアルコキシアルキル基、または−R8N(R9)2で表されるN,N−ジアルキルアミノアルキル基であり、R8はメチレン基またはエチレン基であり、R9はメチル基またはエチル基であり、R7は炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基、または炭素原子数2〜6のアシル基であり、bは2、または3である。)
で表される基が好ましい。
R6としての炭素原子数1〜6のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、およびn−ヘキシル基などが挙げられる。これらの中では、メチル基、およびエチル基が好ましい。
R6としての炭素原子数1〜6のハロアルキル基の具体例としては、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、ジブロモメチル基、トリブロモメチル基、2−クロロエチル基、および2−ブロモエチル基などが挙げられる。これらの中では、クロロメチル基、およびブロモメチル基が好ましく、クロロメチル基がより好ましい。
R6としての炭素原子数2〜6のアルコキシアルキル基の具体例としては、メトキシメチル基、2−メトキシエチル基、1−メトキシエチル基、エトキシメチル基、2−エトキシエチル基、n−プロピルオキシメチル基、および2−n−プロピルオキシエチル基などが挙げられる。これらの中では、メトキシメチル基、2−メトキシエチル基、およびエトキシメチル基が好ましく、メトキシメチル基がより好ましい。
R6としての、−R8N(R9)2で表されるN,N−ジアルキルアミノアルキル基の具体例としては、N,N−ジメチルアミノメチル基、N,N−ジエチルアミノメチル基、2−N,N−ジメチルアミノエチル基、および2−N,N−ジエチルアミノエチル基などが挙げられる。これらの中では、N,N−ジメチルアミノメチル基、およびN,N−ジエチルアミノメチル基が好ましく、N,N−ジエチルアミノメチル基がより好ましい。
R6としての炭素原子数1〜6のハロアルキル基の具体例としては、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、ジブロモメチル基、トリブロモメチル基、2−クロロエチル基、および2−ブロモエチル基などが挙げられる。これらの中では、クロロメチル基、およびブロモメチル基が好ましく、クロロメチル基がより好ましい。
R6としての炭素原子数2〜6のアルコキシアルキル基の具体例としては、メトキシメチル基、2−メトキシエチル基、1−メトキシエチル基、エトキシメチル基、2−エトキシエチル基、n−プロピルオキシメチル基、および2−n−プロピルオキシエチル基などが挙げられる。これらの中では、メトキシメチル基、2−メトキシエチル基、およびエトキシメチル基が好ましく、メトキシメチル基がより好ましい。
R6としての、−R8N(R9)2で表されるN,N−ジアルキルアミノアルキル基の具体例としては、N,N−ジメチルアミノメチル基、N,N−ジエチルアミノメチル基、2−N,N−ジメチルアミノエチル基、および2−N,N−ジエチルアミノエチル基などが挙げられる。これらの中では、N,N−ジメチルアミノメチル基、およびN,N−ジエチルアミノメチル基が好ましく、N,N−ジエチルアミノメチル基がより好ましい。
R7としての炭素原子数1〜6のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、およびn−ヘキシル基などが挙げられる。これらの中では、メチル基、およびエチル基が好ましい。
R7としての炭素原子数2〜6のアルケニル基の具体例としては、ビニル基、2−プロペニル基、3−ブテニル基、および4−ペンテニル基などが挙げられる。これらの中では、ビニル基、および2−プロペニル基が好ましい。
R7としての炭素原子数2〜6のアシル基の具体例としては、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基、およびペンタノイル基が挙げられる。これらの中では、アセチル基が好ましい。
R7としての炭素原子数2〜6のアルケニル基の具体例としては、ビニル基、2−プロペニル基、3−ブテニル基、および4−ペンテニル基などが挙げられる。これらの中では、ビニル基、および2−プロペニル基が好ましい。
R7としての炭素原子数2〜6のアシル基の具体例としては、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基、およびペンタノイル基が挙げられる。これらの中では、アセチル基が好ましい。
反応性ケイ素基(a)の具体例としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリス(2−プロペニルオキシ)シリル基、トリアセトキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基、ジエトキシメチルシリル基、ジメトキシエチルシリル基、(クロロメチル)ジメトキシシリル基、(クロロメチル)ジエトキシシリル基、(メトキシメチル)ジメトキシシリル基、(メトキシメチル)ジエトキシシリル基、(N,N−ジエチルアミノメチル)ジメトキシシリル基、および(N,N−ジエチルアミノメチル)ジエトキシシリル基などが挙げられるが、これらに限定されない。これらの中では、ジメトキシメチルシリル基、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、および(メトキシメチル)ジメトキシシリル基が良好な機械物性を有する硬化物が得られるため好ましい。活性の観点から、トリメトキシシリル基、(クロロメチル)ジメトキシシリル基、および(メトキシメチル)ジメトキシシリル基がより好ましく、トリメトキシシリル基、および(メトキシメチル)ジメトキシシリル基が特に好ましい。安定性の観点から、ジメトキシメチルシリル基、およびトリエトキシシリル基がより好ましく、ジメトキシメチルシリル基が特に好ましい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の1分子中に含まれる、反応性ケイ素基(a)の数は、平均して0.5個以上が好ましく、1.0個以上がより好ましく、1.2個以上がさらに好ましい。上限は、4個以下が好ましく、3個以下がより好ましい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)1分子における重合体骨格の末端の数に対する反応性ケイ素基(a)の数の平均比率は、所望の効果を得やすい点から、0.8より多いことが好ましい。これにより、末端に十分な数の反応性ケイ素基が導入されることになり、十分な架橋密度の硬化物が得られ、硬化物の強度が向上しやすい。前記平均比率は1.0を超えることも可能であるが、1.0より多くなると、硬化物の柔軟性が低下する傾向がある。そのため、前記平均比率は、0.8より多く1.0以下であることが好ましい。該平均比率の数値は、実施例で記載した方法により決定することができる。また、実施例で記載した方法以外でも、前記平均比率の数値は、反応性ケイ素基含有重合体(A)のGPC測定及びNMR測定の結果から算出することもできる。
反応性ケイ素基含有重合体(A)において、反応性ケイ素基(a)に隣接する原子は不飽和結合を有する。反応性ケイ素基(a)に隣接する原子としては特に限定はないが、炭素が好ましい。不飽和結合としては、特に限定はないが、炭素−炭素二重結合が好ましい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の重合体骨格の末端に結合した末端構造は、以下の一般式(2)〜(4)で表される少なくとも1種の構造であることが好ましい。
(式中、R4は2価の連結基を表し、前記R4が有する2つの結合手は、それぞれ、前記連結基内の炭素原子、酸素原子、窒素原子、または硫黄原子に結合している。R2、およびR3は、それぞれ独立に、水素、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜20のアリール基、炭素原子数7〜20のアラルキル基、またはシリル基を表す。)
R1、X、aは、上記の記載と同様である。
R1、X、aは、上記の記載と同様である。
R4は2価の連結基である。R4が有する2つの結合手は、それぞれ、連結基内の炭素原子、酸素原子、窒素原子、または硫黄原子に結合している。
ここで、R4が有する2つの結合手が、それぞれ、連結基内の炭素原子、酸素原子、窒素原子、または硫黄原子に結合しているとは、R4が有する2つの結合手が、それぞれ、連結基内の炭素原子、酸素原子、窒素原子、または硫黄原子上に存在することを意味する。
2価の連結基の具体例としては、−(CH2)n−、−O−(CH2)n−、−S−(CH2)n−、−NR5−(CH2)n−、−O−C(=O)−NR5−(CH2)n−、および−NR5−C(=O)−NR5−(CH2)n−、などが挙げられる。これらの中では、−O−(CH2)n−、−O−C(=O)−NR5−(CH2)n−、および−NR5−C(=O)−NR5−(CH2)n−が好ましく、−O−CH2−が原料が入手しやすいためより好ましい。R5は、水素原子または炭素原子数1〜10の炭化水素基である。R5としての炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、およびイソプロピル基などのアルキル基、フェニル基、およびナフチル基などのアリール基、ベンジル基などのアラルキル基が挙げられる。nとしては、0〜10の整数が好ましく、0〜5の整数がより好ましく、0〜2の整数がさらに好ましく、0または1が特に好ましく、1が最も好ましい。
ここで、R4が有する2つの結合手が、それぞれ、連結基内の炭素原子、酸素原子、窒素原子、または硫黄原子に結合しているとは、R4が有する2つの結合手が、それぞれ、連結基内の炭素原子、酸素原子、窒素原子、または硫黄原子上に存在することを意味する。
2価の連結基の具体例としては、−(CH2)n−、−O−(CH2)n−、−S−(CH2)n−、−NR5−(CH2)n−、−O−C(=O)−NR5−(CH2)n−、および−NR5−C(=O)−NR5−(CH2)n−、などが挙げられる。これらの中では、−O−(CH2)n−、−O−C(=O)−NR5−(CH2)n−、および−NR5−C(=O)−NR5−(CH2)n−が好ましく、−O−CH2−が原料が入手しやすいためより好ましい。R5は、水素原子または炭素原子数1〜10の炭化水素基である。R5としての炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、およびイソプロピル基などのアルキル基、フェニル基、およびナフチル基などのアリール基、ベンジル基などのアラルキル基が挙げられる。nとしては、0〜10の整数が好ましく、0〜5の整数がより好ましく、0〜2の整数がさらに好ましく、0または1が特に好ましく、1が最も好ましい。
R2、およびR3は、それぞれ独立に、水素、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜20のアリール基、炭素原子数7〜20のアラルキル基、およびシリル基のいずれかである。アルキル基の炭素原子数は、1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4が特に好ましい。アリール基の炭素原子数は、6〜12が好ましく、6〜10がより好ましい。アラルキル基の炭素原子数は、7〜12が好ましい。
R2、およびR3としては、具体的には、水素;メチル基、エチル基、およびシクロヘキシル基などのアルキル基;フェニル基、およびトリル基などのアリール基;ベンジル基、およびフェネチル基などのアラルキル基;トリメチルシリル基などのシリル基が挙げられる。これらの中では、水素、メチル基、およびトリメチルシリル基が好ましく、水素、およびメチル基がより好ましく、水素がさらに好ましい。
R2、およびR3としては、具体的には、水素;メチル基、エチル基、およびシクロヘキシル基などのアルキル基;フェニル基、およびトリル基などのアリール基;ベンジル基、およびフェネチル基などのアラルキル基;トリメチルシリル基などのシリル基が挙げられる。これらの中では、水素、メチル基、およびトリメチルシリル基が好ましく、水素、およびメチル基がより好ましく、水素がさらに好ましい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の末端構造は、以下の一般式(5)〜(7)で表される少なくとも1種の構造であることがより好ましい。
上記一般式(5)〜(7)において、R1、X、およびaは、上記の記載と同様である。左端の酸素は、複数の繰り返し単位が連結して構成される重合体骨格の末端に位置する繰り返し単位中の酸素、又は、前記重合体骨格の末端に位置する繰り返し単位に結合した酸素を示す。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の末端構造は、以下の一般式(5−1)〜(7−1)で表される少なくとも1種の構造であることがより好ましい。
上記一般式(5−1)〜(7−1)において、R6、R7、およびbは、上記の記載と同様である。左端の酸素は、複数の繰り返し単位が連結して構成される重合体骨格の末端に位置する繰り返し単位中の酸素、又は、前記重合体骨格の末端に位置する繰り返し単位に結合した酸素を示す。
<主鎖構造>
反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖構造は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖を有していてもよい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖骨格には特に制限はない。反応性ケイ素基含有重合体(A)としては、各種の主鎖骨格を持つ重合体を使用することができる。反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖骨格としては、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、ポリオキシテトラメチレン、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体、およびポリオキシプロピレン−ポリオキシブチレン共重合体などのポリオキシアルキレン系重合体;エチレン−プロピレン系共重合体、ポリイソブチレン、イソブチレンとイソプレンなどとの共重合体、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、イソプレンあるいはブタジエンとアクリロニトリルおよび/またはスチレンなどとの共重合体、ポリブタジエン、イソプレンあるいはブタジエンとアクリロニトリルおよびスチレンなどとの共重合体、ならびにこれらのポリオレフィン系重合体に水素添加して得られる水添ポリオレフィン系重合体などの飽和炭化水素系重合体;ポリエステル系重合体;エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル系モノマーをラジカル重合して得られる(メタ)アクリル酸エステル系重合体、ならびに(メタ)アクリル酸系モノマー、酢酸ビニル、アクリロニトリル、およびスチレンなどのモノマーをラジカル重合して得られる重合体などのビニル系重合体;前述の重合体中でのビニルモノマーを重合して得られるグラフト重合体;ポリサルファイド系重合体;ポリアミド系重合体;ポリカーボネート系重合体;ジアリルフタレート系重合体;などの有機重合体が挙げられる。上記各重合体はブロック状、グラフト状などに混在していてもよい。これらの中でも、飽和炭化水素系重合体、ポリオキシアルキレン系重合体、および(メタ)アクリル酸エステル系重合体が、比較的ガラス転移温度が低いことと、得られる硬化物が耐寒性に優れることとから好ましく、ポリオキシアルキレン系重合体がより好ましく、ポリオキシプロピレンが特に好ましい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖構造は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖を有していてもよい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖骨格には特に制限はない。反応性ケイ素基含有重合体(A)としては、各種の主鎖骨格を持つ重合体を使用することができる。反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖骨格としては、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、ポリオキシテトラメチレン、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体、およびポリオキシプロピレン−ポリオキシブチレン共重合体などのポリオキシアルキレン系重合体;エチレン−プロピレン系共重合体、ポリイソブチレン、イソブチレンとイソプレンなどとの共重合体、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、イソプレンあるいはブタジエンとアクリロニトリルおよび/またはスチレンなどとの共重合体、ポリブタジエン、イソプレンあるいはブタジエンとアクリロニトリルおよびスチレンなどとの共重合体、ならびにこれらのポリオレフィン系重合体に水素添加して得られる水添ポリオレフィン系重合体などの飽和炭化水素系重合体;ポリエステル系重合体;エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル系モノマーをラジカル重合して得られる(メタ)アクリル酸エステル系重合体、ならびに(メタ)アクリル酸系モノマー、酢酸ビニル、アクリロニトリル、およびスチレンなどのモノマーをラジカル重合して得られる重合体などのビニル系重合体;前述の重合体中でのビニルモノマーを重合して得られるグラフト重合体;ポリサルファイド系重合体;ポリアミド系重合体;ポリカーボネート系重合体;ジアリルフタレート系重合体;などの有機重合体が挙げられる。上記各重合体はブロック状、グラフト状などに混在していてもよい。これらの中でも、飽和炭化水素系重合体、ポリオキシアルキレン系重合体、および(メタ)アクリル酸エステル系重合体が、比較的ガラス転移温度が低いことと、得られる硬化物が耐寒性に優れることとから好ましく、ポリオキシアルキレン系重合体がより好ましく、ポリオキシプロピレンが特に好ましい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)は、上記した各種主鎖骨格のうち、いずれか1種の主鎖骨格を有する重合体でもよく、異なる主鎖骨格を有する重合体の混合物でもよい。また、混合物については、それぞれ別々に製造された重合体の混合物でもよいし、任意の混合組成になるように同時に製造された混合物でもよい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の数平均分子量は、特に限定されないが、GPCにおけるポリスチレン換算分子量として、3,000〜100,000が好ましく、3,000〜50,000がより好ましく、3,000〜30,000が特に好ましい。数平均分子量が上記の範囲内であると、反応性ケイ素基(a)の導入量が適度であることにより、製造コストを適度な範囲内に抑えつつ、扱いやすい粘度を有し作業性に優れる反応性ケイ素基含有重合体(A)を得やすい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の分子量としては、反応性ケイ素基導入前の重合体前駆体を、JIS K 1557の水酸基価の測定方法と、JIS K 0070に規定されたよう素価の測定方法の原理に基づいた滴定分析により、直接的に末端基濃度を測定し、重合体の構造(使用した重合開始剤によって定まる分岐度)を考慮して求めた末端基換算分子量で示すことも出来る。反応性ケイ素基含有重合体(A)の末端基換算分子量は、重合体前駆体の一般的なGPC測定により求めた数平均分子量と上記末端基換算分子量の検量線を作成し、反応性ケイ素基含有重合体のGPCにより求めた数平均分子量を末端基換算分子量に換算して求めることも可能である。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の分子量分布(Mw/Mn)は特に限定されない。分子量分布は狭いことが好ましく、2.0未満が好ましく、1.6以下がより好ましく、1.5以下がさらに好ましく、1.4以下がさらにより好ましく、1.3以下が最も好ましい。反応性ケイ素基含有重合体(A)の分子量分布はGPC測定により得られる数平均分子量と重量平均分子量から求めることが出来る。
<反応性ケイ素基含有重合体(A)の合成方法>
次に、反応性ケイ素基含有重合体(A)の合成方法について説明する。
次に、反応性ケイ素基含有重合体(A)の合成方法について説明する。
(ポリオキシアルキレン系重合体)
反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖がポリオキシアルキレン系重合体である場合には、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体などの複合金属シアン化物錯体触媒を用いた、水酸基を有する開始剤にエポキシ化合物を重合させる方法によって水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体を得た後、(i)得られた水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の水酸基に、炭素−炭素三重結合を導入した後、炭素−炭素三重結合に、反応性ケイ素基含有ヒドロシラン化合物をヒドロシリル化反応により付加させる方法、(ii)得られた水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体と、水酸基と反応する基(例えば、イソシアネート基)、反応性ケイ素基、および炭素−炭素二重結合を有する化合物とを反応させる方法、および(iii)水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体と過剰のポリイソシアネート化合物を反応させて、末端にイソシアネート基を有する重合体とした後、イソシアネート基と反応する基(例えば、アミノ基)、反応性ケイ素基、および炭素−炭素二重結合を有する化合物を反応させる方法、が好ましい。
これらの方法の中では、反応が簡便で、反応性ケイ素基の導入量の調整や、得られる反応性ケイ素基含有重合体の物性が安定であるため、(i)の方法がより好ましい。
これらの方法を用いることによって、炭素−炭素二重結合であるアリル基末端を有する重合体のヒドロシリル化では難しい、重合体末端への反応性ケイ素基の導入率が80%以上である反応性ケイ素基含有重合体を得ることができる。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖がポリオキシアルキレン系重合体である場合には、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体などの複合金属シアン化物錯体触媒を用いた、水酸基を有する開始剤にエポキシ化合物を重合させる方法によって水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体を得た後、(i)得られた水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の水酸基に、炭素−炭素三重結合を導入した後、炭素−炭素三重結合に、反応性ケイ素基含有ヒドロシラン化合物をヒドロシリル化反応により付加させる方法、(ii)得られた水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体と、水酸基と反応する基(例えば、イソシアネート基)、反応性ケイ素基、および炭素−炭素二重結合を有する化合物とを反応させる方法、および(iii)水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体と過剰のポリイソシアネート化合物を反応させて、末端にイソシアネート基を有する重合体とした後、イソシアネート基と反応する基(例えば、アミノ基)、反応性ケイ素基、および炭素−炭素二重結合を有する化合物を反応させる方法、が好ましい。
これらの方法の中では、反応が簡便で、反応性ケイ素基の導入量の調整や、得られる反応性ケイ素基含有重合体の物性が安定であるため、(i)の方法がより好ましい。
これらの方法を用いることによって、炭素−炭素二重結合であるアリル基末端を有する重合体のヒドロシリル化では難しい、重合体末端への反応性ケイ素基の導入率が80%以上である反応性ケイ素基含有重合体を得ることができる。
水酸基を有する開始剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、低分子量のポリオキシプロピレングリコール、低分子量のポリオキシプロピレントリオール、アリルアルコール、低分子量のポリオキシプロピレンモノアリルエーテル、低分子量のポリオキシプロピレンモノアルキルエーテルなどの、水酸基を1個以上有する有機化合物が挙げられる。
エポキシ化合物としては、エチレンオキサイド、およびプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイド類、メチルグリシジルエーテル、およびアリルグリシジルエーテルなどのグリシジルエーテル類などが挙げられる。これらの中でもプロピレンオキサイドが好ましい。
炭素−炭素三重結合を含む基としては、アルキニル基が挙げられる。また、アルキニル基と同時に、ビニル基、アリル基、メタリル基などその他の不飽和基を水酸基末端に導入してもよい。
(i)の水酸基末端に炭素−炭素三重結合を導入する方法としては、水酸基末端含有重合体に、アルカリ金属塩を作用させた後、炭素−炭素三重結合を有するハロゲン化炭化水素化合物を反応させる方法を用いるのが好ましい。アルカリ金属塩としては、例えば、水酸化ナトリウム、ナトリウムアルコキシド、水酸化カリウム、カリウムアルコキシド、水酸化リチウム、リチウムアルコキシド、水酸化セシウム、セシウムアルコキシド等が挙げられる。取り扱いの容易さと溶解性から、水酸化ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムtert−ブトキシド、水酸化カリウム、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムtert−ブトキシドが好ましく、ナトリウムメトキシド、ナトリウムtert−ブトキシドがより好ましい。入手性の点で、ナトリウムメトキシドが、反応性の点で、ナトリウムtert−ブトキシドが、それぞれ特に好ましい。アルカリ金属塩は溶剤に溶解した状態で反応に供してもよい。
(i)の方法で用いる炭素−炭素三重結合を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、塩化プロパルギル、1−クロロ−2−ブチン、4−クロロ−1−ブチン、1−クロロ−2−オクチン、1−クロロ−2−ペンチン、1,4−ジクロロ−2−ブチン、5−クロロ−1−ペンチン、6−クロロ−1−ヘキシン、臭化プロパルギル、1−ブロモ−2−ブチン、4−ブロモ−1−ブチン、1−ブロモ−2−オクチン、1−ブロモ−2−ペンチン、1,4−ジブロモ−2−ブチン、5−ブロモ−1−ペンチン、6−ブロモ−1−ヘキシン、ヨウ化プロパルギル、1−ヨード−2−ブチン、4−ヨード−1−ブチン、1−ヨード−2−オクチン、1−ヨード−2−ペンチン、1,4−ジヨード−2−ブチン、5−ヨード−1−ペンチン、および6−ヨード−1−ヘキシンなどが挙げられる。これらの中では、塩化プロパルギル、臭化プロパルギル、およびヨウ化プロパルギルがより好ましい。また、炭素−炭素三重結合を有するハロゲン化炭化水素化合物と同時に、塩化ビニル、塩化アリル、塩化メタリル、臭化ビニル、臭化アリル、臭化メタリル、ヨウ化ビニル、ヨウ化アリル、およびヨウ化メタリルなどの、炭素−炭素二重結合を有するハロゲン化炭化水素化合物を使用してもよい。
(i)の方法で用いるヒドロシラン化合物としては、トリクロロシラン、ジクロロメチルシラン、クロロジメチルシラン、およびジクロロフェニルシランなどのハロゲン化シラン類;トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシフェニルシラン、エチルジメトキシシラン、メトキシジメチルシラン、エトキシジメチルシラン、(クロロメチル)ジメトキシシラン、(クロロメチル)ジエトキシシラン、(メトキシメチル)ジメトキシシラン、(メトキシメチル)ジエトキシシラン、(N,N−ジエチルアミノメチル)ジメトキシシラン、および(N,N−ジエチルアミノメチル)ジエトキシシランなどのアルコキシシラン類;ジアセトキシメチルシラン、およびジアセトキシフェニルシランなどのアシロキシシラン類;ビス(ジメチルケトキシメート)メチルシラン、およびビス(シクロヘキシルケトキシメート)メチルシランなどのケトキシメートシラン類;トリイソプロペニロキシシランなどのイソプロペニロキシシラン類(脱アセトン型)などが挙げられる。
ヒドロシリル化反応は、反応促進のため、ヒドロシリル化触媒の存在下で実施することが好ましい。ヒドロシリル化触媒としては、コバルト、ニッケル、イリジウム、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム等の金属や、その錯体等が知られており、これらを用いることができる。具体的には、アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の担体に白金を担持させたもの、塩化白金酸;塩化白金酸とアルコールやアルデヒドやケトン等とからなる塩化白金酸錯体;白金−オレフィン錯体[例えばPt(CH2=CH2)2(PPh3)、Pt(CH2=CH2)2Cl2];白金−ビニルシロキサン錯体[例えばPt{(vinyl)Me2SiOSiMe2(vinyl)}、Pt{Me(vinyl)SiO}4];白金−ホスフィン錯体[例えばPh(PPh3)4、Pt(PBu3)4];白金−ホスファイト錯体[例えばPt{P(OPh)3}4]等が挙げられる。反応効率の点から、塩化白金酸、白金ビニルシロキサン錯体等の白金触媒が好ましい。
((メタ)アクリル酸エステル系重合体)
反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖が(メタ)アクリル酸エステル系重合体である場合には、反応性ケイ素基含有重合体(A)の製造方法としては、(I)重合性不飽和基と反応性官能基を有する化合物(例えば、アクリル酸、アクリル酸2−ヒドロキシエチル)を、(メタ)アクリル構造を有するモノマーとともに共重合して重合体を得た後、得られた重合体中のいずれかの位置(好ましくは分子鎖末端)に炭素−炭素三重結合を導入し、次いで、ヒドロシリル化反応により炭素−炭素三重結合に反応性ケイ素基含有ヒドロシラン化合物を付加させる方法、(II)原子移動ラジカル重合などのリビングラジカル重合法によって(メタ)アクリル構造を有するモノマーを重合して重合体を得た後、得られた重合体中のいずれかの位置(好ましくは分子鎖末端)に炭素−炭素三重結合を導入し、次いで、ヒドロシリル化反応により炭素−炭素三重結合に反応性ケイ素基含有ヒドロシラン化合物を付加させる方法などが挙げられる。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖が(メタ)アクリル酸エステル系重合体である場合には、反応性ケイ素基含有重合体(A)の製造方法としては、(I)重合性不飽和基と反応性官能基を有する化合物(例えば、アクリル酸、アクリル酸2−ヒドロキシエチル)を、(メタ)アクリル構造を有するモノマーとともに共重合して重合体を得た後、得られた重合体中のいずれかの位置(好ましくは分子鎖末端)に炭素−炭素三重結合を導入し、次いで、ヒドロシリル化反応により炭素−炭素三重結合に反応性ケイ素基含有ヒドロシラン化合物を付加させる方法、(II)原子移動ラジカル重合などのリビングラジカル重合法によって(メタ)アクリル構造を有するモノマーを重合して重合体を得た後、得られた重合体中のいずれかの位置(好ましくは分子鎖末端)に炭素−炭素三重結合を導入し、次いで、ヒドロシリル化反応により炭素−炭素三重結合に反応性ケイ素基含有ヒドロシラン化合物を付加させる方法などが挙げられる。
(飽和炭化水素系重合体)
反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖が飽和炭化水素系重合体である場合には、反応性ケイ素基含有重合体(A)の製造方法としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、およびイソブチレンなどの炭素原子数2〜6のオレフィン系化合物を主モノマーとして重合させて重合体を得た後、得られた重合体のいずれかの位置(好ましくは分子鎖末端)に炭素−炭素三重結合を導入し、次いで、ヒドロシリル化反応により炭素−炭素三重結合に反応性ケイ素基含有ヒドロシラン化合物を付加させる方法などが挙げられる。
反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖が飽和炭化水素系重合体である場合には、反応性ケイ素基含有重合体(A)の製造方法としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、およびイソブチレンなどの炭素原子数2〜6のオレフィン系化合物を主モノマーとして重合させて重合体を得た後、得られた重合体のいずれかの位置(好ましくは分子鎖末端)に炭素−炭素三重結合を導入し、次いで、ヒドロシリル化反応により炭素−炭素三重結合に反応性ケイ素基含有ヒドロシラン化合物を付加させる方法などが挙げられる。
<<可塑剤(B)>>
硬化性組成物が含有する可塑剤(B)について説明する。本開示において、可塑剤(B)とは、反応性ケイ素基含有重合体(A)に対し、可塑性を付与し得る化合物をいう。可塑剤(B)の含有により、組成物の粘度やスランプ性、並びに硬化性組成物を硬化して得られる硬化物の硬度、引張り強度、及び伸びなどの機械特性が調整できる。
硬化性組成物が含有する可塑剤(B)について説明する。本開示において、可塑剤(B)とは、反応性ケイ素基含有重合体(A)に対し、可塑性を付与し得る化合物をいう。可塑剤(B)の含有により、組成物の粘度やスランプ性、並びに硬化性組成物を硬化して得られる硬化物の硬度、引張り強度、及び伸びなどの機械特性が調整できる。
可塑剤(B)には、低分子可塑剤および高分子可塑剤が含まれる。ここでは、高分子は、数平均分子量が500以上で、特定の繰り返し単位(モノマー)の繰り返しによって構成される分子をいい、低分子は、高分子以外の分子をいう。
低分子可塑剤の具体例としては、ジブチルフタレート、ジイソノニルフタレート(DINP)、ジヘプチルフタレート、ジ(2−エチルヘキシル)フタレート、ジイソデシルフタレート(DIDP)、ブチルベンジルフタレート、ビス(2−エチルヘキシル)−1,3−ベンゼンジカルボキシレート、およびビス(2−エチルヘキシル)−1,4−ベンゼンジカルボキシレートなどのフタル酸エステル化合物;1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸イソノニル、セバシン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、コハク酸ジイソデシル、およびアセチルクエン酸トリブチルなどの脂肪族多価カルボン酸エステル化合物;オレイン酸ブチル、およびアセチルリシノール酸メチル、フマル酸ジブチル、マレイン酸ジブチル、およびマレイン酸ジイソオクチルなどの不飽和脂肪酸エステル化合物;アルキルスルホン酸フェニルエステル;トリクレジルホスフェート、トリブチルホスフェートなどのリン酸エステル化合物;トリメリット酸トリオクチルなどのトリメリット酸エステル化合物;ピロメリット酸テトラオクチルなどのピロメリット酸エステル化合物;塩素化パラフィン;アルキルジフェニル、および部分水添ターフェニルなどの炭化水素系油;プロセスオイル;ビス(2−エチルヘキシル)−4,5−エポキシシクロヘキサン−1,2−ジカルボキシレート(E−PS)、エポキシオクチルステアレート、エポキシブチルステアレート、エポキシ化大豆油、およびエポキシステアリン酸ベンジルなどのエポキシ系可塑剤;並びに5,8,11,13,16,19−ヘキサオキサトリコサン、ポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサン酸)などのエーテル系可塑剤などを挙げることができる。なお、本願では『フタル酸エステル』とは広義の意味で用いられ、オルト体であるフタル酸エステル(狭義)、メタ体であるイソフタル酸エステル、パラ体であるテレフタル酸エステルを含むものである。
さらに、具体的には、フタル酸エステル化合物として、商品名:EASTMAN168(EASTMAN CHEMICAL製)、脂肪族多価カルボン酸エステル化合物として、商品名:Hexamoll DINCH(BASF製)、アルキルスルホン酸フェニルエステルとして、商品名:Mesamoll(LANXESS製)、及びエーテル系可塑剤として、商品名:TP−90B、TegMeR809(Hallstar社製)などを挙げることができる。
高分子可塑剤を使用すると低分子可塑剤を使用した場合に比較して、初期の物性を長期にわたり維持することができる。
高分子可塑剤の具体例としては、ビニル系モノマーを種々の方法で重合して得られるビニル系可塑剤;ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル等のポリアルキレングリコールのエステル系可塑剤;セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、およびフタル酸等の二塩基酸、並びにエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、およびジプロピレングリコール等の2価アルコールから得られるポリエステル系可塑剤;数平均分子量500以上、更には1,000以上のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリテトラメチレングリコールなどのポリエーテルポリオール、及びこれらポリエーテルポリオールのヒドロキシ基をエステル基又はエーテル基などに変換した誘導体などのポリエーテル系可塑剤;ポリスチレンやポリ−α−メチルスチレン等のポリスチレン系可塑剤;ポリブタジエン;ポリブテン;ポリイソブチレン;ブタジエン−アクリロニトリル;並びにポリクロロプレンなどが挙げられる。また、これらの高分子可塑剤は、反応性基含有モノマーを共重合してよい。反応性基含有モノマーを共重合した高分子可塑剤を含有することにより、硬化性組成物にさらなる物性を付与することもできる。反応性基含有モノマーを共重合した高分子可塑剤としては、例えば、マレイン酸をグラフト重合させたポリブタジエン等が挙げられる。
これらの高分子可塑剤の中では、表面硬化性および深部硬化性が改善され、貯蔵後の硬化遅延も起こらない点で、ポリエーテル系可塑剤が好ましく、ポリプロピレングリコールがより好ましい。また、ポリプロピレングリコールなど、水酸基などの反応性基を有する可塑剤を使用すると、硬化性組成物の貯蔵中に硬化性が低下したり、得られる硬化物の機械物性が低下したりする場合があるが、このような場合には、水酸基をアルコキシ基等に変換することで改善できる。例えば、水酸基をアリル基に置換したポリプロピレングリコールなどが挙げられる。ポリプロピレングリコールは製造が容易で好ましい。
また、相溶性、耐候性、および耐熱性に優れる点で、ビニル系可塑剤が好ましい。ビニル系可塑剤の中では、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどのアクリル系可塑剤が特に好ましい。この重合体の合成法は、分子量分布が狭く、低粘度化が可能なことからリビングラジカル重合法が好ましく、原子移動ラジカル重合法が更に好ましい。また、特開2001−207157号公報に記載されている(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体を高温・高圧で連続塊状重合によって得た、いわゆるSGOプロセスによる重合体を用いるのが好ましい。
高分子可塑剤の数平均分子量は、特に限定されないが、500から15,000が好ましく、800から10,000がより好ましく、1,000から8,000がさらに好ましく、1,000から5,000がいっそう好ましく、1,000から3,000が最も好ましい。分子量が低すぎると硬化性組成物を硬化して得られる硬化物が、特に熱や降雨にさらされると可塑剤が経時的に流出し、初期の物性を長期にわたり維持できなくなる場合がある。また、分子量が高すぎると、硬化前の硬化性組成物の粘度が高くなり、作業性が悪くなる場合がある。
高分子可塑剤の分子量分布は、特に限定されないが、より狭い方が好ましい。1.80未満が好ましく、1.70以下がより好ましく、1.60以下がなお好ましく、1.50以下が更に好ましく、1.40以下が特に好ましく、1.30以下が最も好ましい。
高分子可塑剤の数平均分子量は、ビニル系可塑剤の場合はGPC法で、ポリエーテル系重合体の場合は末端基分析法で測定される。また、分子量分布(Mw/Mn)はGPC法(ポリスチレン換算)で測定される。
硬化性組成物における可塑剤(B)の含有量は、特に限定されない。反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、5〜150重量部が好ましく、10〜120重量部がより好ましく、20〜100重量部が特に好ましい。上記の範囲内で可塑剤(B)を使用すると、可塑剤(B)としての所望する効果を得つつ、機械強度に優れる硬化物を形成できる硬化性組成物を得やすい。可塑剤(B)は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また低分子可塑剤及び高分子可塑剤を併用してもよい。なお、可塑剤(B)は重合体製造時に配合することも可能である。
<<硬化性組成物>>
本発明の硬化性組成物は、反応性ケイ素基含有重合体(A)、可塑剤(B)、及び、必要に応じて、種々の添加剤を含む。
本発明の硬化性組成物は、反応性ケイ素基含有重合体(A)、可塑剤(B)、及び、必要に応じて、種々の添加剤を含む。
硬化性組成物は、典型的には、反応性ケイ素基含有重合体(A)と、可塑剤(B)と、シラノール縮合触媒(C)とを組み合わせて含む。
シラノール縮合触媒(C)以外の添加剤としては、充填剤;脱水剤;チキソ性付与剤;接着性付与剤;酸化防止剤、光安定剤、及び紫外線吸収剤等の安定剤;物性調整剤;光硬化性物質;酸素硬化性物質;並びに反応性ケイ素基含有重合体(A)以外の樹脂などが挙げられる。
また、硬化性組成物または硬化物の諸物性の調整を目的として、硬化性組成物には、必要に応じて上記以外の他の添加剤が添加されてもよい。このような他の添加剤の例としては、例えば、粘着付与樹脂、溶剤、希釈剤、エポキシ樹脂、表面性改良剤、発泡剤、硬化性調整剤、難燃剤、シリケート、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、オゾン劣化防止剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、防かび剤などが挙げられる。以下、代表的な添加剤について、それぞれ説明する。
<シラノール縮合触媒(C)>
硬化性組成物には、反応性ケイ素基含有重合体の反応性ケイ素基を加水分解・縮合させる反応を促進し、重合体を鎖延長または架橋させる目的で、シラノール縮合触媒(C)を使用してもよい。
硬化性組成物には、反応性ケイ素基含有重合体の反応性ケイ素基を加水分解・縮合させる反応を促進し、重合体を鎖延長または架橋させる目的で、シラノール縮合触媒(C)を使用してもよい。
シラノール縮合触媒(C)としては、例えば有機錫化合物、カルボン酸金属塩、アミン化合物、カルボン酸、およびアルコキシ金属などが挙げられる。
有機錫化合物の具体例としては、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクタノエート、ジブチル錫ビス(ブチルマレエート)、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ビス(アセチルアセトナート)、ジオクチル錫ビス(アセチルアセトナート)、ジブチル錫オキサイドとシリケート化合物との反応物、ジオクチル錫ビス(トリエトキシシリケート)等のジオクチル錫オキサイドとシリケート化合物との反応物、およびジブチル錫オキサイドとフタル酸エステルとの反応物などが挙げられる。
カルボン酸金属塩の具体例としては、カルボン酸錫、カルボン酸ビスマス、カルボン酸チタン、カルボン酸ジルコニウム、およびカルボン酸鉄などが挙げられる。また、カルボン酸金属塩としては下記のカルボン酸と各種金属を組み合わせた塩を用いることができる。
アミン化合物の具体例としては、オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ラウリルアミン、およびステアリルアミンなどのアミン類;ピリジン、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、および1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5(DBN)などの含窒素複素環式化合物;グアニジン、フェニルグアニジン、およびジフェニルグアニジンなどのグアニジン類;ブチルビグアニド、1−o−トリルビグアニド、および1−フェニルビグアニドなどのビグアニド類;アミノ基含有シランカップリング剤;ケチミン化合物などが挙げられる。
カルボン酸の具体例としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、2−エチルヘキサン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ネオデカン酸、およびバーサチック酸などが挙げられる。
アルコキシ金属の具体例としては、テトラブチルチタネート、チタンテトラキス(アセチルアセトナート)、およびジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトセテート)などのチタン化合物類や、アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)、およびジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテートなどのアルミニウム化合物類や、ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)などのジルコニウム化合物類が挙げられる。
その他のシラノール縮合触媒(C)として、フッ素アニオン含有化合物、光酸発生剤、および光塩基発生剤も使用できる。
シラノール縮合触媒(C)は、異なる2種類以上の触媒を併用して使用してもよい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)に含まれる反応性ケイ素基(a)は活性が高い。このため、硬化性組成物について、シラノール縮合触媒(C)の量を減らしたり、シラノール縮合触媒(C)として活性の低い種類を使用したり、またアミノ基含有シランカップリング剤であるアミノシランをシラノール縮合触媒(C)として使用することも出来る。アミノシランは通常接着性付与剤として添加されることが多い。このため、アミノシランをシラノール縮合触媒(C)として利用する場合には、通常使われるシラノール縮合触媒を使用しない硬化性組成物を作製できる。そのため、他のシラノール縮合触媒(C)を添加しないほうが好ましい。特に、反応性ケイ素基(a)がトリメトキシシリル基又はメトキシメチルジメトキシシリル基である場合に、アミノシランのみをシラノール縮合触媒(C)として使用しても優れた硬化性を示す。
シラノール縮合触媒(C)の典型的な使用量としては、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.001〜20重量部が好ましく、0.01〜15重量部がより好ましく、0.01〜10重量部が特に好ましい。
シラノール縮合触媒(C)の使用量としては、有機錫化合物、カルボン酸金属塩、アミン化合物、カルボン酸、アルコキシ金属、および無機酸などをシラノール縮合触媒(C)として使用する場合は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.001〜10重量部が好ましく、0.001〜5重量部がより好ましく、0.001〜1重量部がさらに好ましく、0.001〜0.5重量部が特に好ましい。
アミノ基含有シランカップリング剤であるアミノシランをシラノール縮合触媒(C)として使用する場合は、シラノール縮合触媒(C)の使用量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.001〜10重量部が好ましく、0.001〜5重量部が特に好ましい。
これらのシラノール縮合触媒(C)の配合量が、上記の範囲内であることにより、作業を容易に行なえるような硬化速度を保ちつつ、十分に速い速度で硬化を進行させることができ、また、硬化性組成物の貯蔵安定性が良好である。
一般的に、反応性ケイ素基としてトリアルコキシシリル基を有する反応性ケイ素基含有重合体は、有機錫化合物をシラノール縮合触媒(C)として用いた場合には良好な硬化性を示すが、カルボン酸金属塩、アミン化合物、カルボン酸、アルコキシ金属、および無機酸などをシラノール縮合触媒(C)として使用した場合硬化性が悪化する場合がある。
また、一般的に、反応性ケイ素基としてメトキシメチルジメトキシシリル基を有する反応性ケイ素基含有重合体は、アミン化合物をシラノール縮合触媒(C)として用いた場合には良好な硬化性を示すが、アミン化合物の量を減らすと硬化性が悪化する傾向がある。また、有機錫化合物、カルボン酸、アルコキシ金属、および無機酸などをシラノール縮合触媒(C)として用いた場合には硬化性が悪化する場合がある。
しかしながら、反応性ケイ素基含有重合体(A)、特に一般式(2)〜(4)のいずれかで表される構造を有する反応性ケイ素基含有重合体(A)に関しては、いずれの反応性ケイ素基とシラノール縮合触媒(C)との組み合わせでも活性が高く良好な硬化性を示す。
<充填剤>
硬化性組成物には、種々の充填剤を配合することができる。充填剤としては、重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、クレー、タルク、カオリン、シリチン、及び焼成シリチン、酸化チタン、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、無水ケイ酸、含水ケイ酸、カーボンブラック、酸化第二鉄、アルミニウム微粉末、酸化亜鉛、活性亜鉛華、PVC粉末、PMMA粉末、ガラス繊維およびフィラメントなどが挙げられる。
硬化性組成物には、種々の充填剤を配合することができる。充填剤としては、重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、クレー、タルク、カオリン、シリチン、及び焼成シリチン、酸化チタン、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、無水ケイ酸、含水ケイ酸、カーボンブラック、酸化第二鉄、アルミニウム微粉末、酸化亜鉛、活性亜鉛華、PVC粉末、PMMA粉末、ガラス繊維およびフィラメントなどが挙げられる。
充填剤の使用量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、1〜300重量部が好ましく、10〜250重量部が特に好ましい。
硬化性組成物を用いて形成される硬化物の軽量化(低比重化)の目的で、有機バルーン、および無機バルーンなどのバルーン(中空充填剤)を添加してもよい。バルーンは、球状体充填剤で内部が中空のものである。バルーンの材料としては、ガラス、シラス、およびシリカなどの無機系の材料、ならびに、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリスチレン、およびサランなどの有機系の材料が挙げられる。
バルーンの使用量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.1〜100重量部が好ましく、1〜20重量部が特に好ましい。
<脱水剤>
硬化性組成物は、脱水剤を添加することができる。脱水剤とは、反応性ケイ素基含有重合体(A)より優先的に水と反応し得る化合物をいう。脱水剤の添加により、硬化性組成物の貯蔵安定性を高めることができる。
硬化性組成物は、脱水剤を添加することができる。脱水剤とは、反応性ケイ素基含有重合体(A)より優先的に水と反応し得る化合物をいう。脱水剤の添加により、硬化性組成物の貯蔵安定性を高めることができる。
脱水剤としては、n−プロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、(メトキシメチル)トリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、N−(トリメトキシシリルメチル)−O−メチル−カルバメート、およびγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどの水と反応し得るケイ素化合物が挙げられる。脱水剤は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
硬化性組成物における脱水剤の含有量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.1〜20重量部が好ましく、0.5〜10重量部がより好ましく、1〜5重量部が特に好ましい。
<チキソ性付与剤>
硬化性組成物には、チキソ性付与剤を添加することができる。チキソ性付与剤とは、添加により、チキソトロピー性を付与し得る化合物をいう。これにより、タレを防止し、作業性を良くすることができる。
硬化性組成物には、チキソ性付与剤を添加することができる。チキソ性付与剤とは、添加により、チキソトロピー性を付与し得る化合物をいう。これにより、タレを防止し、作業性を良くすることができる。
チキソ性付与剤としては、例えば、ポリアミドワックス類;水添ヒマシ油誘導体類;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、およびステアリン酸バリウムなどの金属石鹸類などが挙げられる。商品名としては、ディスパロン6500、ディスパロン308、ディスパロン6300などが挙げられる。チキソ性付与剤は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
チキソ性付与剤の使用量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)の合計100重量部に対して、0.1〜20重量部が好ましい。
<接着性付与剤>
硬化性組成物には、接着性付与剤を添加することができる。接着性付与剤としては、シランカップリング剤、シランカップリング剤の反応物を添加することができる。
硬化性組成物には、接着性付与剤を添加することができる。接着性付与剤としては、シランカップリング剤、シランカップリング剤の反応物を添加することができる。
シランカップリング剤の具体例としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、および(2−アミノエチル)アミノメチルトリメトキシシランなどのアミノ基含有シラン類;γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、α−イソシアネートメチルトリメトキシシラン、およびα−イソシアネートメチルジメトキシメチルシランなどのイソシアネート基含有シラン類;γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、およびγ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランなどのメルカプト基含有シラン類;γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、およびβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどのエポキシ基含有シラン類、が挙げられる。
上記接着性付与剤は1種類のみで使用してもよいし、2種類以上混合使用してもよい。また、各種シランカップリング剤の反応物も接着性付与剤として使用できる。
シランカップリング剤の使用量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.1〜20重量部が好ましく、0.5〜10重量部が特に好ましい。
反応性ケイ素基含有重合体(A)、特に一般式(2)〜(4)のいずれかで表される構造を有する反応性ケイ素基含有重合体(A)を含む硬化性組成物では、上記シランカップリング剤中のアミノ基含有シラン類(アミノシラン)をシラノール縮合触媒(C)としても用いることができる。この場合、アミノシランは、シラノール縮合触媒(C)と接着性付与剤の両方を兼ね備えた添加剤となる。
<酸化防止剤>
硬化性組成物には、酸化防止剤(老化防止剤)を使用することができる。酸化防止剤を使用すると硬化物の耐候性を高めることができる。酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系、モノフェノール系、ビスフェノール系、ジアリールアミン系、およびポリフェノール系が例示できる。酸化防止剤の具体例は、例えば、特開平4−283259号公報や特開平9−194731号公報に記載されている。
硬化性組成物には、酸化防止剤(老化防止剤)を使用することができる。酸化防止剤を使用すると硬化物の耐候性を高めることができる。酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系、モノフェノール系、ビスフェノール系、ジアリールアミン系、およびポリフェノール系が例示できる。酸化防止剤の具体例は、例えば、特開平4−283259号公報や特開平9−194731号公報に記載されている。
酸化防止剤の使用量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましく、0.2〜5重量部が特に好ましい。
<光安定剤>
硬化性組成物には、光安定剤を使用することができる。光安定剤を使用すると硬化物の光酸化劣化を防止できる。光安定剤としてベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系、およびベンゾエート系化合物などが例示できる。光安定剤として、特にヒンダードアミン系が好ましい。
硬化性組成物には、光安定剤を使用することができる。光安定剤を使用すると硬化物の光酸化劣化を防止できる。光安定剤としてベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系、およびベンゾエート系化合物などが例示できる。光安定剤として、特にヒンダードアミン系が好ましい。
光安定剤の使用量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましく、0.2〜5重量部が特に好ましい。
<紫外線吸収剤>
硬化性組成物には、紫外線吸収剤を使用することができる。紫外線吸収剤を使用すると硬化物の表面耐候性を高めることができる。紫外線吸収剤としてはベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチレート系、置換トリル系、および金属キレート系化合物などを例示できる。紫外線吸収剤としては、特にベンゾトリアゾール系が好ましい。ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤の好適な具体例としては、市販名チヌビンP、チヌビン213、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン327、チヌビン328、チヌビン329、およびチヌビン571(以上、BASF製)が挙げられる。
硬化性組成物には、紫外線吸収剤を使用することができる。紫外線吸収剤を使用すると硬化物の表面耐候性を高めることができる。紫外線吸収剤としてはベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチレート系、置換トリル系、および金属キレート系化合物などを例示できる。紫外線吸収剤としては、特にベンゾトリアゾール系が好ましい。ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤の好適な具体例としては、市販名チヌビンP、チヌビン213、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン327、チヌビン328、チヌビン329、およびチヌビン571(以上、BASF製)が挙げられる。
紫外線吸収剤の使用量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましく、0.2〜5重量部が特に好ましい。
<物性調整剤>
硬化性組成物には、必要に応じて、生成する硬化物の引張特性を調整する物性調整剤を添加してもよい。物性調整剤としては特に限定されない。物性調整剤としては、例えば、フェノキシトリメチルシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、およびn−プロピルトリメトキシシランなどのアルキルアルコキシシラン類;ジフェニルジメトキシシラン、およびフェニルトリメトキシシランなどのアリールアルコキシシラン類;ジメチルジイソプロペノキシシラン、メチルトリイソプロペノキシシラン、およびγ−グリシドキシプロピルメチルジイソプロペノキシシランなどのアルキルイソプロペノキシシラン;トリス(トリメチルシリル)ボレート、およびトリス(トリエチルシリル)ボレートなどのトリアルキルシリルボレート類;シリコーンワニス類;ポリシロキサン類などが挙げられる。物性調整剤を用いることにより、硬化性組成物の硬化物の硬度を上げたり、逆に硬度を下げ、破断伸びを出したりし得る。物性調整剤は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
硬化性組成物には、必要に応じて、生成する硬化物の引張特性を調整する物性調整剤を添加してもよい。物性調整剤としては特に限定されない。物性調整剤としては、例えば、フェノキシトリメチルシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、およびn−プロピルトリメトキシシランなどのアルキルアルコキシシラン類;ジフェニルジメトキシシラン、およびフェニルトリメトキシシランなどのアリールアルコキシシラン類;ジメチルジイソプロペノキシシラン、メチルトリイソプロペノキシシラン、およびγ−グリシドキシプロピルメチルジイソプロペノキシシランなどのアルキルイソプロペノキシシラン;トリス(トリメチルシリル)ボレート、およびトリス(トリエチルシリル)ボレートなどのトリアルキルシリルボレート類;シリコーンワニス類;ポリシロキサン類などが挙げられる。物性調整剤を用いることにより、硬化性組成物の硬化物の硬度を上げたり、逆に硬度を下げ、破断伸びを出したりし得る。物性調整剤は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
特に、加水分解により分子内に1価のシラノール基を有する化合物を生成する化合物は、硬化物の表面のべたつきを悪化させずに硬化物のモジュラスを低下させる作用を有する。特にトリメチルシラノールを生成する化合物が好ましい。加水分解により分子内に1価のシラノール基を有する化合物を生成する化合物としては、ヘキサノール、オクタノール、フェノール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、およびソルビトールなどのアルコールの誘導体であって加水分解によりシランモノオールを生成するシリコン化合物を挙げることができる。具体的には、フェノキシトリメチルシラン、トリス((トリメチルシロキシ)メチル)プロパン等が挙げられる。
物性調整剤の使用量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましく、0.5〜5重量部が特に好ましい。
<光硬化性物質>
硬化性組成物には光硬化性物質を使用できる。光硬化性物質を使用すると硬化物表面に光硬化性物質の皮膜が形成され、硬化物のべたつきや硬化物の耐候性を改善できる。この種の物質としては、有機単量体、オリゴマー、樹脂あるいはそれらを含む組成物など多くの物質が知られている。代表的な物質としては、アクリル系またはメタクリル系不飽和基を1ないし数個有するモノマー、オリゴマーあるいはそれらの混合物である不飽和アクリル系化合物、ポリケイ皮酸ビニル類あるいはアジド化樹脂などが使用できる。
硬化性組成物には光硬化性物質を使用できる。光硬化性物質を使用すると硬化物表面に光硬化性物質の皮膜が形成され、硬化物のべたつきや硬化物の耐候性を改善できる。この種の物質としては、有機単量体、オリゴマー、樹脂あるいはそれらを含む組成物など多くの物質が知られている。代表的な物質としては、アクリル系またはメタクリル系不飽和基を1ないし数個有するモノマー、オリゴマーあるいはそれらの混合物である不飽和アクリル系化合物、ポリケイ皮酸ビニル類あるいはアジド化樹脂などが使用できる。
光硬化性物質の使用量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.1〜20重量部が好ましく、0.5〜10重量部がより好ましい。上記の範囲内で光硬化性物質を用いると、耐候性に優れ、柔軟であってヒビ割れが生じにくい硬化物を形成できる硬化性組成物を得やすい。
<酸素硬化性物質>
硬化性組成物には酸素硬化性物質を使用することができる。酸素硬化性物質には空気中の酸素と反応し得る不飽和化合物を例示できる。酸素硬化性物質は、空気中の酸素と反応して硬化物の表面付近に硬化皮膜を形成し表面のべたつきや硬化物表面へのゴミやホコリの付着を防止するなどの作用を奏する。
硬化性組成物には酸素硬化性物質を使用することができる。酸素硬化性物質には空気中の酸素と反応し得る不飽和化合物を例示できる。酸素硬化性物質は、空気中の酸素と反応して硬化物の表面付近に硬化皮膜を形成し表面のべたつきや硬化物表面へのゴミやホコリの付着を防止するなどの作用を奏する。
酸素硬化性物質の具体例には、キリ油、およびアマニ油などで代表される乾性油や、該化合物を変性して得られる各種アルキッド樹脂;アクリル系重合体、エポキシ系樹脂、およびシリコン樹脂などの樹脂の乾性油による変性物;ブタジエン、クロロプレン、イソプレン、および1,3−ペンタジエンなどのジエン系化合物を重合または共重合させて得られる1,2−ポリブタジエン、1,4−ポリブタジエン、およびC5〜C8ジエンの重合体などの液状重合体などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
酸素硬化性物質の使用量は、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、0.1〜20重量部が好ましく、0.5〜10重量部がより好ましい。酸素硬化性物質の使用量が上記の範囲内であると、十分な汚染性の改善効果を得やすく、且つ硬化物の引張り特性などを損ないにくい。特開平3−160053号公報に記載されているように、酸素硬化性物質は光硬化性物質と併用されるのが好ましい。
<<硬化性組成物の調製>>
本発明の硬化性組成物は、すべての配合成分を予め配合密封保存し、施工後空気中の湿気により硬化する1成分型として調製することが可能である。また、反応性ケイ素基含有重合体(A)及び必要に応じて任意の添加剤からなる第一剤と、硬化剤としてシラノール縮合触媒(C)及び必要に応じて任意の添加剤からなる第二剤とを使用前に混合する2成分型として調製することもできる。可塑剤(B)は、第一剤と第二剤のいずれか又は双方に配合すればよい。作業性の点からは、1成分型が好ましい。
本発明の硬化性組成物は、すべての配合成分を予め配合密封保存し、施工後空気中の湿気により硬化する1成分型として調製することが可能である。また、反応性ケイ素基含有重合体(A)及び必要に応じて任意の添加剤からなる第一剤と、硬化剤としてシラノール縮合触媒(C)及び必要に応じて任意の添加剤からなる第二剤とを使用前に混合する2成分型として調製することもできる。可塑剤(B)は、第一剤と第二剤のいずれか又は双方に配合すればよい。作業性の点からは、1成分型が好ましい。
硬化性組成物が1成分型の場合、すべての配合成分が予め配合されるため、水分を含有する配合成分は、予め脱水乾燥してから使用されるか、または、配合混練中に減圧などにより脱水されるのが好ましい。また、脱水乾燥法に加えて、上記脱水剤を添加することにより、さらに貯蔵安定性は向上する。
<<硬化物の製造方法>>
本発明の硬化性組成物は、硬化に先だって、塗布、注型、または充填などの方法によって、所望の形状に整えられる。
本発明の硬化性組成物は、硬化に先だって、塗布、注型、または充填などの方法によって、所望の形状に整えられる。
塗布、注型、または充填され、形状を整えられた硬化性組成物は、例えば、常温、常湿のような所望の環境下において硬化される。
本発明による反応性ケイ素基含有重合体(A)、特に一般式(2)〜(4)のいずれかで表される構造を有する反応性ケイ素基含有重合体(A)を含む硬化性組成物は、従来知られる反応性ケイ素基含有重合体を含む硬化性組成物よりも、顕著に短時間で硬化可能である。
<<用途>>
本発明の硬化性組成物は、粘着剤、建造物・船舶・自動車・道路などにおけるシーリング施工用のシーリング材、型取剤、接着剤、塗料、および吹付剤などに使用できる。また、本発明の硬化性組成物を硬化して得られる硬化物は、防水材、塗膜防水材、防振材、制振材、防音材、および発泡材料などとして好適に使用される。得られる硬化物が柔軟性および接着性に優れることから、本発明の硬化性組成物は、上記の用途の中でも、シーリング材または接着剤として用いられることがより好ましい。
本発明の硬化性組成物は、粘着剤、建造物・船舶・自動車・道路などにおけるシーリング施工用のシーリング材、型取剤、接着剤、塗料、および吹付剤などに使用できる。また、本発明の硬化性組成物を硬化して得られる硬化物は、防水材、塗膜防水材、防振材、制振材、防音材、および発泡材料などとして好適に使用される。得られる硬化物が柔軟性および接着性に優れることから、本発明の硬化性組成物は、上記の用途の中でも、シーリング材または接着剤として用いられることがより好ましい。
以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(数平均分子量)
実施例中の数平均分子量は以下の条件で測定したGPC分子量である。
送液システム:東ソー製HLC−8220GPC
カラム:東ソー製TSKgel SuperHシリーズ
溶媒:THF
分子量:ポリスチレン換算
測定温度:40℃
実施例中の数平均分子量は以下の条件で測定したGPC分子量である。
送液システム:東ソー製HLC−8220GPC
カラム:東ソー製TSKgel SuperHシリーズ
溶媒:THF
分子量:ポリスチレン換算
測定温度:40℃
実施例中の末端基換算分子量は、水酸基価をJIS K 1557の測定方法により、ヨウ素価をJIS K 0070の測定方法により求め、有機重合体の構造(使用した重合開始剤によって定まる分岐度)を考慮して求めた分子量である。
実施例に示す重合体の末端1個あたり、または1分子あたりのシリル基の平均導入数はNMR測定により算出した。
(合成例1)A−1
数平均分子量が約4,500のポリオキシプロピレングリコールと数平均分子量が約4,500のポリオキシプロピレントリオールの重量比60%、40%の混合物を開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキサイドの重合を行い、末端に水酸基を有する数平均分子量17,300、分子量分布Mw/Mn=1.28のポリオキシプロピレン(P−1)を得た。
数平均分子量が約4,500のポリオキシプロピレングリコールと数平均分子量が約4,500のポリオキシプロピレントリオールの重量比60%、40%の混合物を開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキサイドの重合を行い、末端に水酸基を有する数平均分子量17,300、分子量分布Mw/Mn=1.28のポリオキシプロピレン(P−1)を得た。
得られた水酸基末端ポリオキシプロピレン(P−1)の水酸基に対して1.1モル当量のナトリウムメトキシドを28%メタノール溶液として添加した。真空脱揮によりメタノールを留去した後、重合体(P−1)の水酸基に対して、さらに1.2モル当量の臭化プロパルギルを添加して末端の水酸基をプロパルギル基に変換した。未反応の臭化プロパルギルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のプロパルギル基末端ポリオキシプロピレンをn−ヘキサンと、水を混合撹拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液からヘキサンを減圧脱揮することでポリマー中の金属塩を除去した。以上により、末端部位にプロパルギル基を有するポリオキシプロピレン(Q−1)を得た。
この重合体(Q−1)500gに対して、白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3重量%のイソプロパノール溶液)50mg、およびトリメトキシシラン8.0gを添加し、ヒドロシリル化反応を実施した。90℃で2時間反応させた後、未反応のトリメトキシシランを減圧下留去する事により、末端にトリメトキシシリル基を有する数平均分子量19,900のポリオキシプロピレン(A−1)を得た。重合体(A−1)はトリメトキシシリル基を1つの末端に平均0.7個有することが分かった。重合体(A−1)では、トリメトキシシリル基に隣接する炭素原子が炭素−炭素二重結合を有している。
(合成例2)A’−1
合成例1で得られた重合体(P−1)の水酸基に対して1.2モル当量のナトリウムメトキシドを28%メタノール溶液として添加した。真空脱揮によりメタノールを留去した後、重合体(P−1)の水酸基に対して、さらに1.5モル当量の塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のアリル基末端ポリオキシプロピレンをn−ヘキサンと、水を混合撹拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液からヘキサンを減圧脱揮することでポリマー中の金属塩を除去した。以上により、末端部位にアリル基を有するポリオキシプロピレン(Q−2)を得た。
合成例1で得られた重合体(P−1)の水酸基に対して1.2モル当量のナトリウムメトキシドを28%メタノール溶液として添加した。真空脱揮によりメタノールを留去した後、重合体(P−1)の水酸基に対して、さらに1.5モル当量の塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のアリル基末端ポリオキシプロピレンをn−ヘキサンと、水を混合撹拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液からヘキサンを減圧脱揮することでポリマー中の金属塩を除去した。以上により、末端部位にアリル基を有するポリオキシプロピレン(Q−2)を得た。
この重合体(Q−2)500gに対して、白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3重量%のイソプロパノール溶液)50mg、およびトリメトキシシラン7.5gを添加し、ヒドロシリル化反応を実施した。90℃で2時間反応させた後、未反応のトリメトキシシランを減圧下留去する事により、末端にトリメトキシシリル基を有する数平均分子量19,400のポリオキシプロピレン(A’−1)を得た。重合体(A’−1)はトリメトキシシリル基を1つの末端に平均0.7個有することが分かった。
(実施例1〜6、比較例1)
表1に示した組成(重量比)に従って、各重合体に対して、充填剤として白艶華CCR(白石カルシウム(株):沈降炭酸カルシウム)、各種可塑剤(B)を混合して、3本ロールミル((株)小平製作所製)に3回通して均一に分散した各混合物(主剤)を得た。これに、縮合触媒としてDBU(ナカライテスク(株):1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7)を添加し、スパチュラでよく混合した後、自転・公転ミキサー((株)シンキー製、商品名:あわとり練太郎)を用いて攪拌、脱泡を行い、硬化性組成物を得た。硬化性組成物の皮張り時間の結果を表1に示す。
表1に示した組成(重量比)に従って、各重合体に対して、充填剤として白艶華CCR(白石カルシウム(株):沈降炭酸カルシウム)、各種可塑剤(B)を混合して、3本ロールミル((株)小平製作所製)に3回通して均一に分散した各混合物(主剤)を得た。これに、縮合触媒としてDBU(ナカライテスク(株):1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7)を添加し、スパチュラでよく混合した後、自転・公転ミキサー((株)シンキー製、商品名:あわとり練太郎)を用いて攪拌、脱泡を行い、硬化性組成物を得た。硬化性組成物の皮張り時間の結果を表1に示す。
(皮張り時間)
23℃、相対湿度50%の条件下にて、得られた硬化性組成物を厚さ約5mmの型枠にスパチュラを用いて充填し、表面を平面状に整えた時間を硬化開始時間とした。硬化開始時間から、表面をスパチュラで触り、スパチュラに組成物が付着しなくなった時間までの時間を皮張り時間とした。
23℃、相対湿度50%の条件下にて、得られた硬化性組成物を厚さ約5mmの型枠にスパチュラを用いて充填し、表面を平面状に整えた時間を硬化開始時間とした。硬化開始時間から、表面をスパチュラで触り、スパチュラに組成物が付着しなくなった時間までの時間を皮張り時間とした。
表1、表2及び表3中の用語の説明は以下のとおりである。
DINP:(株)ジェイプラス製 フタル酸ジイソノニル
Hexamoll DINCH:BASF社製 ジイソノニルシクロヘキサンジカルボキシレート
アクトコールP−23:三井化学SKCポリウレタン(株)製 分子量3000のジオール型ポリプロピレングリコール
Mesamoll:LANXESS社製 アルキルスルホン酸フェニルエステル
ARUFON UP−1020:東亞合成(株)製 アクリル系可塑剤
サンソサイザーE−PS:新日本理化(株)製 エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ2−エチルヘキシル
DINP:(株)ジェイプラス製 フタル酸ジイソノニル
Hexamoll DINCH:BASF社製 ジイソノニルシクロヘキサンジカルボキシレート
アクトコールP−23:三井化学SKCポリウレタン(株)製 分子量3000のジオール型ポリプロピレングリコール
Mesamoll:LANXESS社製 アルキルスルホン酸フェニルエステル
ARUFON UP−1020:東亞合成(株)製 アクリル系可塑剤
サンソサイザーE−PS:新日本理化(株)製 エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ2−エチルヘキシル
表1の通り、実施例の硬化性組成物は、比較例1に対して皮張り時間が短い。
(実施例7〜12、比較例2)
表2に示した組成(重量比)に従って、各重合体に対して、充填剤として白艶華CCR、各種可塑剤(B)を混合して、3本ロールミルに3回通して均一に分散した各混合物(主剤)を得た。これに、縮合触媒としてDBU、脱水剤としてA−171(Momentive Performance Materials Holdings Inc.:ビニルトリメトキシシラン)を添加し、スパチュラでよく混合した後、自転・公転ミキサーを用いて攪拌、脱泡を行い、硬化性組成物を得た。硬化性組成物の主剤粘度、ダンベル引張り物性および吸水性の結果を表2に示す。
表2に示した組成(重量比)に従って、各重合体に対して、充填剤として白艶華CCR、各種可塑剤(B)を混合して、3本ロールミルに3回通して均一に分散した各混合物(主剤)を得た。これに、縮合触媒としてDBU、脱水剤としてA−171(Momentive Performance Materials Holdings Inc.:ビニルトリメトキシシラン)を添加し、スパチュラでよく混合した後、自転・公転ミキサーを用いて攪拌、脱泡を行い、硬化性組成物を得た。硬化性組成物の主剤粘度、ダンベル引張り物性および吸水性の結果を表2に示す。
(主剤粘度)
23℃50%RHで、各主剤を東機産業(株)製のBS型粘度計、ローターNo.7を使用して、1、2、10rpmでの粘度および粘比(2rpm/10rpm)を測定した。
23℃50%RHで、各主剤を東機産業(株)製のBS型粘度計、ローターNo.7を使用して、1、2、10rpmでの粘度および粘比(2rpm/10rpm)を測定した。
(ダンベル引張り物性)
得られた硬化性組成物を型枠に充填し、23℃50%RHで3日間、さらに50℃で4日間養生させて、厚さ約3mmのシート状硬化物を作製した。得られたシート状硬化物をJIS K 6251に従って3号ダンベル型に打ち抜いて試験片を得た。得られた試験片を用い、23℃50%RHで、(株)島津製オートグラフ(AGS−J)を用いて引張試験(引張速度200mm/分)を行い、50%伸長時応力(M50)、100%伸長時応力(M100)、破断時応力(TB)、破断時伸び(EB)を測定した。
得られた硬化性組成物を型枠に充填し、23℃50%RHで3日間、さらに50℃で4日間養生させて、厚さ約3mmのシート状硬化物を作製した。得られたシート状硬化物をJIS K 6251に従って3号ダンベル型に打ち抜いて試験片を得た。得られた試験片を用い、23℃50%RHで、(株)島津製オートグラフ(AGS−J)を用いて引張試験(引張速度200mm/分)を行い、50%伸長時応力(M50)、100%伸長時応力(M100)、破断時応力(TB)、破断時伸び(EB)を測定した。
(吸水性)
得られた硬化性組成物を型枠に充填し、23℃50%RHで7日間、さらに50℃で7日間養生させて、厚さ約3mmのシート状硬化物を作製した。得られたシート状硬化物から30mm角に切り出した試験片を23℃の水または50℃の温水に7日間浸漬する前後の重量を測定し、以下の式で吸水率を計算した。
吸水率(wt%)=(浸漬後の重量−浸漬前の重量)/(浸漬前の重量)×100
得られた硬化性組成物を型枠に充填し、23℃50%RHで7日間、さらに50℃で7日間養生させて、厚さ約3mmのシート状硬化物を作製した。得られたシート状硬化物から30mm角に切り出した試験片を23℃の水または50℃の温水に7日間浸漬する前後の重量を測定し、以下の式で吸水率を計算した。
吸水率(wt%)=(浸漬後の重量−浸漬前の重量)/(浸漬前の重量)×100
表2に示すように、各実施例と比較例の対比より、反応性ケイ素基含有重合体(A)を用いることで、硬化前の硬化性組成物の粘度および粘比の値から良好な作業性を有すること、並びに得られる硬化物の強度と伸びが良好であること、及び吸水性が低く良好であることが分かる。また、可塑剤(B)の種類により主剤粘度を目的に応じてコントール可能である。
(合成例3)A−2
数平均分子量が約4,500のポリオキシプロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキサイドの重合を行い、両末端に水酸基を有する数平均分子量27,900(末端基換算分子量17,700)、分子量分布Mw/Mn=1.21のポリオキシプロピレン(P−2)を得た。得られた水酸基末端ポリオキシプロピレン(P−2)の水酸基に対して1.1モル当量のナトリウムメトキシドを28%メタノール溶液として添加した。真空脱揮によりメタノールを留去した後、重合体(P−2)の水酸基に対して、さらに1.2モル当量の臭化プロパルギルを添加して末端の水酸基をプロパルギル基に変換した。未反応の臭化プロパルギルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のプロパルギル基末端ポリオキシプロピレンをn−ヘキサンと、水を混合撹拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液からヘキサンを減圧脱揮することでポリマー中の金属塩を除去した。以上により、末端部位にプロパルギル基を有するポリオキシプロピレン(Q−3)を得た。
数平均分子量が約4,500のポリオキシプロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキサイドの重合を行い、両末端に水酸基を有する数平均分子量27,900(末端基換算分子量17,700)、分子量分布Mw/Mn=1.21のポリオキシプロピレン(P−2)を得た。得られた水酸基末端ポリオキシプロピレン(P−2)の水酸基に対して1.1モル当量のナトリウムメトキシドを28%メタノール溶液として添加した。真空脱揮によりメタノールを留去した後、重合体(P−2)の水酸基に対して、さらに1.2モル当量の臭化プロパルギルを添加して末端の水酸基をプロパルギル基に変換した。未反応の臭化プロパルギルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のプロパルギル基末端ポリオキシプロピレンをn−ヘキサンと、水を混合撹拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液からヘキサンを減圧脱揮することでポリマー中の金属塩を除去した。以上により、末端部位にプロパルギル基を有するポリオキシプロピレン(Q−3)を得た。
この重合体(Q−3)500gに対して、白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3重量%のイソプロパノール溶液)50mg、および(メトキシメチル)ジメトキシシラン10.3gを添加し、ヒドロシリル化反応を実施した。90℃で2時間反応させた後、未反応の(メトキシメチル)ジメトキシシランを減圧下留去する事により、末端に(メトキシメチル)ジメトキシシリル基を有する数平均分子量28,500のポリオキシプロピレン(A−2)を得た。重合体(A−2)は(メトキシメチル)ジメトキシシリル基を1つの末端に平均1.0個、1分子中に平均2.0個有することが分かった。重合体(A−2)では、(メトキシメチル)ジメトキシシリル基に隣接する炭素原子が炭素−炭素二重結合を有している。
(合成例4)A−3
合成例3で得られた重合体(Q−3)500gに対して、白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3重量%のイソプロパノール溶液)50mg、およびトリメトキシシラン8.4gを添加し、ヒドロシリル化反応を実施した。90℃で2時間反応させた後、未反応のトリメトキシシランを減圧下留去する事により、末端にトリメトキシシリル基を有する数平均分子量28,500のポリオキシプロピレン(A−3)を得た。重合体(A−3)はトリメトキシシリル基を1つの末端に平均1.0個、1分子中に平均2.0個有することが分かった。重合体(A−3)では、トリメトキシシリル基に隣接する炭素原子が炭素−炭素二重結合を有している。
合成例3で得られた重合体(Q−3)500gに対して、白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3重量%のイソプロパノール溶液)50mg、およびトリメトキシシラン8.4gを添加し、ヒドロシリル化反応を実施した。90℃で2時間反応させた後、未反応のトリメトキシシランを減圧下留去する事により、末端にトリメトキシシリル基を有する数平均分子量28,500のポリオキシプロピレン(A−3)を得た。重合体(A−3)はトリメトキシシリル基を1つの末端に平均1.0個、1分子中に平均2.0個有することが分かった。重合体(A−3)では、トリメトキシシリル基に隣接する炭素原子が炭素−炭素二重結合を有している。
(合成例5)A−4
合成例3で得られた重合体(Q−3)500gに対して、白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3重量%のイソプロパノール溶液)50mg、およびジメトキシメチルシラン7.5gを添加し、ヒドロシリル化反応を実施した。90℃で2時間反応させた後、未反応のジメトキシメチルシランを減圧下留去する事により、末端にジメトキシメチルシリル基を有する数平均分子量28,500のポリオキシプロピレン(A−4)を得た。重合体(A−4)はジメトキシメチルシリル基を1つの末端に平均1.0個、1分子中に平均2.0個有することが分かった。重合体(A−4)では、ジメトキシメチルシリル基に隣接する炭素原子が炭素−炭素二重結合を有している。
合成例3で得られた重合体(Q−3)500gに対して、白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3重量%のイソプロパノール溶液)50mg、およびジメトキシメチルシラン7.5gを添加し、ヒドロシリル化反応を実施した。90℃で2時間反応させた後、未反応のジメトキシメチルシランを減圧下留去する事により、末端にジメトキシメチルシリル基を有する数平均分子量28,500のポリオキシプロピレン(A−4)を得た。重合体(A−4)はジメトキシメチルシリル基を1つの末端に平均1.0個、1分子中に平均2.0個有することが分かった。重合体(A−4)では、ジメトキシメチルシリル基に隣接する炭素原子が炭素−炭素二重結合を有している。
(合成例6)A’−2
合成例3で得られた重合体(P−2)の水酸基に対して、1.2モル当量のナトリウムメトキシドを28%メタノール溶液として添加した。真空脱揮によりメタノールを留去した後、重合体(P−2)の水酸基に対してさらに1.5モル当量の塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換し、未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のポリオキシプロピレンをn−ヘキサンと、水を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液からヘキサンを減圧脱揮することでポリマー中の金属塩を除去した。以上により、末端にアリル基を有するポリオキシプロピレン(Q−4)を得た。
合成例3で得られた重合体(P−2)の水酸基に対して、1.2モル当量のナトリウムメトキシドを28%メタノール溶液として添加した。真空脱揮によりメタノールを留去した後、重合体(P−2)の水酸基に対してさらに1.5モル当量の塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換し、未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のポリオキシプロピレンをn−ヘキサンと、水を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液からヘキサンを減圧脱揮することでポリマー中の金属塩を除去した。以上により、末端にアリル基を有するポリオキシプロピレン(Q−4)を得た。
この重合体(Q−4)500gに対して白金ジビニルジシロキサン錯体溶液(白金換算で3重量%のイソプロパノール溶液)50mgを加え、撹拌しながら、ジメトキシメチルシラン4.8gをゆっくりと滴下した。その混合溶液を90℃で2時間反応させた後、未反応のジメトキシメチルシランを減圧下留去する事により、末端にジメトキシメチルシリル基を有する数平均分子量約28,500のポリオキシプロピレン(A’−2)を得た。重合体(A’−2)はジメトキシメチルシリル基を1つの末端に平均0.8個、1分子中に平均1.6個有することが分かった。
(実施例13〜15、比較例3)
5Lプラネタリーミキサー((株)ダルトン製:5XDMV−01−r)を用いて、表3に示した組成に従って1液型硬化性組成物を作製した。まず、充填剤として白艶華CCR及びタイペークR−820(石原産業(株)製、:ルチル型酸化チタン)を120℃で2時間減圧乾燥した。次に各重合体、可塑剤(B)としてDINP、チキソ性付与剤としてディスパロン6500(楠本化成(株):脂肪酸アマイドワックス)、光安定剤としてTinuvin770(BASFジャパン(株)製:ヒンダードアミン系光安定剤)、紫外線吸収剤としてTinuvin326(BASFジャパン(株)製:ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤)をそれぞれミキサーに投入し、120℃で10分間混練した。得られた混合物を取り出し、3本ロールミルに1回通して均一分散させた後、再度ミキサーに混合物を投入し120℃で2時間減圧脱水した。
5Lプラネタリーミキサー((株)ダルトン製:5XDMV−01−r)を用いて、表3に示した組成に従って1液型硬化性組成物を作製した。まず、充填剤として白艶華CCR及びタイペークR−820(石原産業(株)製、:ルチル型酸化チタン)を120℃で2時間減圧乾燥した。次に各重合体、可塑剤(B)としてDINP、チキソ性付与剤としてディスパロン6500(楠本化成(株):脂肪酸アマイドワックス)、光安定剤としてTinuvin770(BASFジャパン(株)製:ヒンダードアミン系光安定剤)、紫外線吸収剤としてTinuvin326(BASFジャパン(株)製:ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤)をそれぞれミキサーに投入し、120℃で10分間混練した。得られた混合物を取り出し、3本ロールミルに1回通して均一分散させた後、再度ミキサーに混合物を投入し120℃で2時間減圧脱水した。
混合物を50℃以下にまで冷却した後、脱水剤としてA−171、接着性付与剤としてA−1120(Momentive Performance Materials Holdings Inc.製: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)、縮合触媒(硬化剤)としてDBUまたはネオスタンU−220H(日東化成(株):ジブチル錫ビスアセチルアセトネート)を順次添加し、3分間混練した。続けて2分間減圧脱泡した後、得られた混合物を直ちに防湿性アルミカートリッジに充填、密封することにより硬化性組成物を得た。硬化性組成物の皮張り時間の結果を表3に示す。
表3の通り、各実施例と比較例の対比より、反応性ケイ素基含有重合体(A)を用いることで、皮張り時間が短くなり、実施例の硬化性組成物は速硬化性を示すことが分かる。
Claims (10)
- 一般式(1):
−Si(R1)3−a(X)a (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、前記炭化水素基は、ヘテロ含有基を有してもよい。Xは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基を表す。aは1、2、または3である。)
で表される反応性ケイ素基(a)を有し、前記反応性ケイ素基(a)に隣接する原子が不飽和結合を有する、反応性ケイ素基含有重合体(A)、及び
可塑剤(B)を含有する、硬化性組成物。 - 前記反応性ケイ素基(a)が、ジメトキシメチルシリル基である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 前記反応性ケイ素基(a)が、トリメトキシシリル基、及び/又は(メトキシメチル)ジメトキシシリル基である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 前記反応性ケイ素基含有重合体(A)の主鎖骨格が、ポリオキシアルキレン系重合体である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 前記可塑剤(B)が、フタル酸エステル化合物、脂肪族多価カルボン酸エステル化合物、エポキシ系可塑剤、アルキルスルホン酸フェニルエステル、ポリエーテル系可塑剤、およびビニル系可塑剤よりなる群から選択される少なくとも1以上である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 前記可塑剤(B)の含有量が、反応性ケイ素基含有重合体(A)100重量部に対して、5〜150重量部である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- シラノール縮合触媒(C)をさらに含有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の硬化性組成物を硬化させてなる硬化物。
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