JP2021147608A - シリコーンコーティング剤組成物及び物品 - Google Patents
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Abstract
Description
以上のようなことから、耐熱性、電気特性に加え、硫化水素等の腐食性ガスによる金属腐食を防ぐ能力に優れた無溶剤型シリコーン系コーティング剤が望まれていた。
ただし、いずれの技術も、得られる硬化被膜は剛直で可撓性に劣るため基材の屈曲に対する追従性に劣ったものであり、また、硫化水素による金属腐食を防ぐことはできなかった。
[1]
(A)下記一般式(1)で表される加水分解性基含有オルガノトリシロキサン化合物:
100質量部、
(B)硬化触媒: 0.01〜10質量部
を含有するシリコーンコーティング剤組成物。
[2]
上記一般式(1)において、R3が非置換、ハロゲン置換又はアルキル置換のフェニル基である[1]に記載のシリコーンコーティング剤組成物。
[3]
上記一般式(1)において、Xがメトキシ基、エトキシ基、イソプロペニルオキシ基又はケトオキシム基である[1]又は[2]に記載のシリコーンコーティング剤組成物。
[4]
(A)成分100質量部に対して、更に、(A)成分以外の下記一般式(2)で示される加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物(C)を0.1〜100質量部含有する[1]〜[3]のいずれかに記載のシリコーンコーティング剤組成物。
(R1)aSi(X)(4-a) (2)
(式中、R1、X、aは、それぞれ上記と同じ。)
[5]
有機溶剤を含まないものである[1]〜[4]のいずれかに記載のシリコーンコーティング剤組成物。
[6]
(A)成分が、下記一般式(2)
(R1)aSi(X)(4-a) (2)
(式中、R1、X、aは、それぞれ上記と同じ。)
で示される加水分解性オルガノシラン化合物と、下記一般式(3)
で示されるジオルガノシランジオールとの加水分解・縮合反応物である[1]〜[5]のいずれかに記載のシリコーンコーティング剤組成物。
[7]
[1]〜[6]のいずれかに記載のシリコーンコーティング剤組成物の硬化物で封止、コーティング、固定又は接着された物品。
(A)成分は、本発明のシリコーンコーティング剤組成物の主剤となるものであり、下記一般式(1)で表される、分子中に非置換又は置換のフェニル基を少なくとも1個有し、かつ分子中に少なくとも4個、好ましくは4〜6個の加水分解性基を含有する特定分子構造のオルガノトリシロキサン化合物である。
(A)成分の加水分解性基含有オルガノトリシロキサン化合物は、後述する(B)成分の硬化触媒の存在下に、室温(23℃±15℃、以下同じ)において大気中の湿気(水分)で加水分解・縮合反応により速やかに架橋・硬化して、透明性、密着性等に優れ、基材の屈曲に対する追従性(可撓性)に優れると共に、ガス透過性が抑制された硬化被膜を与えることができる。
また、R3としては、上記した非置換、ハロゲン置換又はアルキル置換のフェニル基以外の一価炭化水素基とすることによって、硬化被膜のTgをコントロールすることができ、目的の低ガス透過性とTgに合わせてR3を種々設計することができる。これらの中でも、得られる硬化被膜の離型性、撥水性が良好なことから、アルキル基、アリル基、フルオロアルキル基が好ましい。
(A)成分の加水分解性基含有オルガノトリシロキサン化合物は、上記式(1)において、加水分解性基Xを1分子中に少なくとも4個、好ましくは4〜6個、より好ましくは4個有するものであり、所望の硬化速度、保存性特性を達成するために適した脱離基を選択することができる。
(R1)aSi(X)(4-a) (2)
縮合反応触媒の添加量は、上記式(3)で示されるジオルガノシランジオールと上記式(2)で示される加水分解性オルガノシラン化合物が室温下〜加熱下での縮合反応が進行するのに十分な量であればよく、通常、上記ジオルガノシランジオールと加水分解性オルガノシラン化合物との合計100質量部に対して0.01〜10質量部、特には0.1〜5質量部程度が好ましい。
(B)成分の硬化触媒は、上記一般式(1)で示される(A)成分の加水分解性基含有オルガノトリシロキサン化合物が硬化工程中において、大気中の湿気(水分)と加水分解・縮合反応して本発明の組成物が速やかに硬化被膜にいたるのに必要な縮合反応触媒であり、有機錫化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物、有機塩基化合物から選択されるものであり、(A)成分の上記一般式(1)において選択された加水分解性基Xの反応性に合わせて、適した触媒が選択される。
本発明のシリコーンコーティング剤組成物は、上記(A)成分、(B)成分の他に、上記(A)成分の製造に用いたのと同様の、上記式(2)で示される加水分解性オルガノシラン化合物(C)を更に含有するものであってもよい。該(C)成分を配合すると、組成物の保存性を向上させることができ、また組成物の硬化時間(可使時間)を制御できるという効果が得られる。
なお、上記式(2)で示される加水分解性オルガノシラン化合物と上記式(3)で示されるジオルガノシランジオールを反応させて(A)成分を得る際に、式(2)で示される加水分解性オルガノシラン化合物を過剰量にて反応させ、反応後の余剰の式(2)で示される加水分解性オルガノシラン化合物をそのまま用いてもよい。
本発明のシリコーンコーティング剤組成物には、更に必要に応じて、少量の各種添加剤、例えば可塑剤、剥離剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤や二酸化チタン、カーボンブラック又は酸化鉄などの顔料や染料を本発明の目的を損なわない範囲で配合してもよい。また同様に煙霧質シリカ、シリカエアロゲル、シリカゲル、及びこれらを有機シラン類、有機シロキサン類あるいは有機シラザン類で処理した補強性シリカ充填剤、更にアスベスト、粉砕溶融石英、酸化アルミニウム、珪酸アルミニウム、珪酸ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、タルク、珪藻土、雲母、炭酸カルシウム、クレー、ジルコニア、ガラス、砂、黒鉛、硫酸バリウム、硫酸亜鉛、アルミニウム粉末、おがくず、コルク、フルオロカーボンの重合体粉末、シリコーンゴム粉末、シリコーン樹脂粉末などの充填剤を本発明の目的を損なわない範囲で配合してもよい。
本発明のシリコーンコーティング剤組成物は、各種の金属基材、木材、石材、モルタル板、スレート板、瓦、コンクリート、ガラス、セラミックス類、プラスチック製品、有機樹脂塗膜製品等に対し、従来公知の方法によって塗布硬化させてコーティング被膜とすることができる。この場合、塗布方法としては、具体的には刷毛塗り、スプレー塗布、浸漬、フローコーター、ナイフコーター、スピンコーター等の方法を挙げることができ、更に現場塗装を行うことも可能である。また、塗布量としては、基材の種類や塗工を行う目的によって異なるが、一般的には硬化後の被膜厚さが0.1〜200μmの範囲となるようにすればよく、好ましくは1〜100μmの範囲である。
(A)成分
(A−1)
100mlフラスコに、ジフェニルシランジオール(16.2g)、ビニルトリメトキシシラン(25g)、チタンキレート触媒(0.2g、マツモトファインケミカル(株)製、オルガチックスTC−401)を添加し、100℃下で60分間反応させた後、発生するメタノールと余剰ビニルトリメトキシシランを窒素ガスフローにて除去することで、下記式で示されるオルガノトリシロキサン化合物(A−1)を得た。
100mlフラスコに、ジフェニルシランジオール(16.2g)、フェニルトリメトキシシラン(25g)、チタンキレート触媒(0.2g、マツモトファインケミカル(株)製、オルガチックスTC−401)を添加し、100℃下で60分間反応させた後、発生するメタノールを窒素ガスフローにて除去、その後、余剰フェニルトリメトキシシランを減圧下加熱で除去することで、下記式で示されるオルガノトリシロキサン化合物(A−2)を得た。
100mlフラスコに、ジフェニルシランジオール(16.2g)、メチルトリメトキシシラン(25g)、チタンキレート触媒(0.2g、マツモトファインケミカル(株)製、オルガチックスTC−401)を添加し、100℃下で60分間反応させた後、発生するメタノールと余剰メチルトリメトキシシランを窒素ガスフローにて除去することで、下記式で示されるオルガノトリシロキサン化合物(A−3)を得た。
100mlフラスコに、ジフェニルシランジオール(16.2g)、ビニルトリイソプロペノキシシラン(25g)、テトラメチルグアニジルプロピルトリメトキシシラン(0.2g)を添加し、100℃下で60分間反応させた後、発生するアセトンを窒素ガスフローにて除去、その後、余剰ビニルトリイソプロペノキシシランを減圧下加熱で除去することで、下記式で示されるオルガノトリシロキサン化合物(A−4)を得た。
100mlフラスコに、メチルフェニルシランジオール(16.2g、一部は二量化している)、ビニルトリメトキシシラン(25g)、チタンキレート触媒(0.2g、マツモトファインケミカル(株)製、オルガチックスTC−401)を添加し、100℃下で60分間反応させた後、発生するメタノールと余剰ビニルトリメトキシシランを窒素ガスフローにて除去することで、下記式で示されるオルガノトリシロキサン化合物(A−5)を得た。
(a−1)
100mlフラスコに、ジメチルシランジオール(12.3g、一部は二量化している)、メチルトリメトキシシラン(20g)、チタンキレート触媒(0.2g、マツモトファインケミカル(株)製、オルガチックスTC−401)を添加し、100℃下で60分間反応させた後、発生するメタノールと余剰メチルトリメトキシシランを窒素ガスフローにて除去することで、下記式で示されるオルガノトリシロキサン化合物(a−1)を得た。
100mlフラスコに、末端水酸基型ジメチルシリコーンポリマー(700mPa.s、300g)、メチルトリメトキシシラン(25g)、チタンキレート触媒(0.2g、マツモトファインケミカル(株)製、オルガチックスTC−401)を添加し、100℃下で60分間反応させた後、発生するメタノールを窒素ガスフローにて除去、その後、余剰メチルトリメトキシシランを減圧下加熱で除去することで、下記式で示されるオルガノポリシロキサン化合物(a−2)を得た。
10mlガラスカップ内に、表1、2に示す各成分を各配合量にて配合し、手混合にて、室温下、10分間撹拌し、シリコーンコーティング剤組成物を得た。なお、(A−1)〜(A−5)、(a−1)、(a−2)は溶剤成分無しである。得られたシリコーンコーティング剤組成物の外観及び性状を目視にて確認し、表1、2に併記した。
また、上記で得られたシリコーンコーティング剤組成物を、23℃/50%Rh×7日の硬化条件で硬化させた。得られた硬化物の外観及び性状を目視にて確認し、表1、2に併記した。
(B)成分
(B−1)
錫触媒:U−830(日東化成(株)製、ジオクチル錫)
(B−2)
アミン触媒:テトラメチルグアニジルプロピルトリメトキシシラン
(C)成分
(C−1)
ビニルトリメトキシシラン
(a−3)
アクリル樹脂成分を主体とする、溶剤型コーティング剤:Humiseal(登録商標)−1B66NSを準備した。固形分35質量%(溶媒成分65質量%)であるが、薄膜塗布とするため、追加溶媒(希釈材 Humiseal(登録商標)シンナー901)で倍希釈とした。
下記タックフリータイムの評価で作製したアルミシャーレ上で硬化した被膜を、目視により、透明性、着色程度の評価を行った。
アルミシャーレ上に各組成物(液体)を0.20g採取し、2cm×2cm(4cm2)の正方形状に塗り広げ、指触により各組成物表面の粘着性がなくなるまでの時間を硬化時間(タックフリータイム)として評価した。
各材料(シリコーンコーティング剤組成物)を、銀メッキアルミニウム板の表面に硬化被膜が約200μmとなるように、0.08gの各組成物(液体)を2cm×2cm(4cm2)の正方形状に塗り広げ、23℃/50%Rh×7日の硬化条件で硬化させ、硫化水素ガス腐食試験機を使用して、銀メッキ面腐食状態を経時(初期、1日後、3日後、7日後、14日後)で観察した。腐食条件は以下の通り。
硫化水素濃度 :2ppm
温度 :23℃
湿度 :50%Rh
腐食試験前後の銀メッキ面を観察し、初期の銀光沢から変化(黒色化、灰色化)した時点で腐食したと判断した。
上記腐食防止性試験終了後のコート済み(シリコーンコーティング剤組成物の硬化被膜を有する)銀メッキアルミニウム板を折り曲げた際に、コート層が割れずに基材に追従できるかを評価した。
以上の結果から、本発明のシリコーンコーティング剤組成物は、常温における硬化性、透明性に優れ、かつ腐食性ガスから金属基材の腐食を防ぐ効果と、基材追従性(可撓性)に優れることが確認された。
Claims (7)
- 上記一般式(1)において、R3が非置換、ハロゲン置換又はアルキル置換のフェニル基である請求項1に記載のシリコーンコーティング剤組成物。
- 上記一般式(1)において、Xがメトキシ基、エトキシ基、イソプロペニルオキシ基又はケトオキシム基である請求項1又は2に記載のシリコーンコーティング剤組成物。
- (A)成分100質量部に対して、更に、(A)成分以外の下記一般式(2)で示される加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物(C)を0.1〜100質量部含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリコーンコーティング剤組成物。
(R1)aSi(X)(4-a) (2)
(式中、R1、X、aは、それぞれ上記と同じ。) - 有機溶剤を含まないものである請求項1〜4のいずれか1項に記載のシリコーンコーティング剤組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のシリコーンコーティング剤組成物の硬化物で封止、コーティング、固定又は接着された物品。
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