JP2023021681A - 硬化性組成物 - Google Patents
硬化性組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023021681A JP2023021681A JP2021126713A JP2021126713A JP2023021681A JP 2023021681 A JP2023021681 A JP 2023021681A JP 2021126713 A JP2021126713 A JP 2021126713A JP 2021126713 A JP2021126713 A JP 2021126713A JP 2023021681 A JP2023021681 A JP 2023021681A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- meth
- polymer
- acrylate
- acrylic polymer
- curable composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyethers (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
Abstract
【課題】ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系重合体を含む硬化性組成物であって、耐候性に優れた硬化物を形成し得るものを提供する。【解決手段】ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系重合体(A)であって、アルキル基の炭素数が10以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構造単位を、前記(メタ)アクリル系重合体(A)を構成する全構造単位の合計100質量%に対して、30質量%以上含む重合体、及び、この重合体を含む硬化性組成物。硬化性組成物は、さらに、架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)(ただし、前記(メタ)アクリル系重合体(A)を除く)及び/又は架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体(C)を含んでもよい。【選択図】なし
Description
本発明は、ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系重合体を含む硬化性組成物に関するものであり、より詳しくは、耐候性に優れた硬化物を形成し得る硬化性組成物、及び当該硬化性組成物のシーリング材組成物及び接着剤組成物としての利用に関するものである。
室温硬化型の反応性基を有する重合体を含む硬化性組成物としては、変性シリコーン系、ウレタン系、ポリサルファイド系及びアクリル系等の各種重合体を含む組成物が挙げられ、建築用途、電気・電子分野関連用途、自動車関連用途等における接着剤、シーリング材、塗料等として幅広く用いられている。例えば、変性シリコーン系重合体は、加水分解性シリル基を有するオキシアルキレン系重合体をベースとする硬化性組成物であるが、作業性が良好で、破断伸びや破断強度などの機械的物性のバランスが良い材料であることから、接着剤やシーリング材のベースポリマーとして広く利用されている。
しかし、変性シリコーン系重合体をベースポリマーとする硬化性組成物は、得られる硬化物の耐候性が不十分であるという課題を有することが知られている。このため、アクリル系重合体を含む硬化性組成物が提案されている。例えば、特許文献1、特許文献3及び特許文献4には、架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体に、(メタ)アクリル酸エステル系重合体及びヒンダードアミン系光安定剤を配合した硬化性組成物が開示されている。また、特許文献2には、架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体に、アルキル基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体20重量%と反応性ヒンダードアミン化合物2重量%と他の(メタ)アクリル系単量体とを共重合した(メタ)アクリル系重合体を配合することにより、長期耐候性が改善された硬化性組成物が開示されている。
しかしながら、特許文献1、特許文献3及び特許文献4の硬化性組成物は、光安定剤が添加型であるため、表面にブリードアウトし、長期の耐候性を維持することが困難であった。また、特許文献2の硬化性組成物は、耐候性の向上が不十分であり、さらなる耐候性の向上が求められている。
本発明は、ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系重合体を含む硬化性組成物であって、耐候性に優れた硬化物を形成し得るものを提供することを目的とするものである。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系重合体の構造単位として、低極性モノマーに由来する構造単位を特定量含有させることにより、上記課題を解決でき、耐候性および引張物性に優れた硬化物を形成し得る硬化性組成物を提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
かくして、本発明は、その一局面によれば、ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系重合体(A)であって、アルキル基の炭素数が10以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構造単位を、前記(メタ)アクリル系重合体(A)を構成する全構造単位の合計100質量%に対して、30質量%以上含む、重合体を提供する。
また、本発明は、他の局面によれば、本発明の前記(メタ)アクリル系重合体(A)を含む硬化性組成物を提供する。
また、本発明は、他の局面によれば、本発明の前記(メタ)アクリル系重合体(A)を含む硬化性組成物を提供する。
本発明の好ましい実施形態によれば、前記(メタ)アクリル系重合体(A)は架橋性シリル基を有する。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記(メタ)アクリル系重合体(A)の重量平均分子量は1000以上、21000以下である。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記(メタ)アクリル系重合体(A)は、さらに、ベンゾトリアゾール構造及びトリアジン構造からなる群より選ばれた少なくとも1つの構造を有する。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、本発明の硬化性組成物は、さらに、架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)(ただし、前記(メタ)アクリル系重合体(A)を除く)を含む。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、本発明の硬化性組成物は、さらに、架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体(C)を含む。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記(メタ)アクリル系重合体(A)の重量平均分子量は1000以上、21000以下である。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記(メタ)アクリル系重合体(A)は、さらに、ベンゾトリアゾール構造及びトリアジン構造からなる群より選ばれた少なくとも1つの構造を有する。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、本発明の硬化性組成物は、さらに、架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)(ただし、前記(メタ)アクリル系重合体(A)を除く)を含む。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、本発明の硬化性組成物は、さらに、架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体(C)を含む。
本発明は、更に他の局面によれば、上記本発明の硬化性組成物を含むシーリング材組成物を提供する。
本発明は、更に他の局面によれば、上記本発明の硬化性組成物を含む接着剤組成物を提供する。
本発明は、更に他の局面によれば、上記本発明の硬化性組成物を含む接着剤組成物を提供する。
本発明によれば、ヒンダードアミン構造を有し、かつ、アルキル基の炭素数が10以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構造単位を含む(メタ)アクリル系重合体(A)を硬化性組成物に配合することとしたので、従来技術と比較して、耐候性に優れた硬化物が得られる硬化性組成物が提供され、かくして、耐候性を要するシーリング材、接着剤などの用途に好適な硬化性組成物が提供される。
以下、本発明を詳しく説明する。
尚、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの何れか一方又は両方を意味し、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルの何れか一方又は両方を意味し、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイル及びメタクリロイルの何れか一方又は両方を意味する。
また、本発明において、「(メタ)アクリル系重合体」とは、(メタ)アクリル系単量体に由来する構造単位を有する重合体を意味し、例えば、(メタ)アクリル系単量体又はこれを含む単量体混合物を重合することにより得ることができる。(メタ)アクリル系単量体は、分子中に(メタ)アクリロイル基を有する単量体であり、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル等の(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。(メタ)アクリル系重合体は、それを構成する全構造単位の合計100質量%に対し、(メタ)アクリル系単量体に由来する構造単位を、好ましくは10~100質量%、より好ましくは30~100質量%、さらに好ましくは50~100質量%含有する。
尚、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの何れか一方又は両方を意味し、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルの何れか一方又は両方を意味し、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイル及びメタクリロイルの何れか一方又は両方を意味する。
また、本発明において、「(メタ)アクリル系重合体」とは、(メタ)アクリル系単量体に由来する構造単位を有する重合体を意味し、例えば、(メタ)アクリル系単量体又はこれを含む単量体混合物を重合することにより得ることができる。(メタ)アクリル系単量体は、分子中に(メタ)アクリロイル基を有する単量体であり、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル等の(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。(メタ)アクリル系重合体は、それを構成する全構造単位の合計100質量%に対し、(メタ)アクリル系単量体に由来する構造単位を、好ましくは10~100質量%、より好ましくは30~100質量%、さらに好ましくは50~100質量%含有する。
1.(メタ)アクリル系重合体(A)
本発明の硬化性組成物で用いる(メタ)アクリル系重合体(A)(本明細書では単に「成分(A)」ということもある)は、分子中にヒンダードアミン構造を有し、かつ、アルキル基の炭素数が10以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構造単位を含む(メタ)アクリル系重合体である。
かかる(メタ)アクリル系重合体としては、例えば、ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体(本明細書では単に「単量体(g)」ということもある)に由来する構造単位と、アルキル基の炭素数が10以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(本明細書では単に「単量体(c)」ということもある)に由来する構造単位とを含む(メタ)アクリル系重合体が挙げられる。
上記(メタ)アクリル系重合体(A)は、耐候性の点から、架橋性シリル基を有することが好ましく、架橋性シリル基含有不飽和単量体(d)(本明細書では単に「単量体(d)」ということもある)に由来する構造単位を含むことがより好ましい。
また、上記(メタ)アクリル系重合体(A)は、耐候性の点から、ベンゾトリアゾール構造及びトリアジン構造からなる群より選ばれた少なくとも1つの構造を有することが好ましく、ベンゾトリアゾール構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体(本明細書では単に「単量体(a)」ということもある)及び/又はトリアジン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体(本明細書では単に「単量体(b)」ということもある)に由来する構造単位を含むことがより好ましい。
また、上記(メタ)アクリル系重合体(A)は、必要に応じて、上記単量体(c)以外の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(e)(本明細書では単に「単量体(e)」ということもある)に由来する構造単位、上記単量体(g)および上記単量体(c)の少なくとも1つと共重合可能な他の不飽和単量体(f)(本明細書では単に「単量体(f)」ということもある)に由来する構造単位を含んでもよい。上記(メタ)アクリル系重合体(A)を構成する上記単量体(a)~(g)は何れも不飽和二重結合を有し、ラジカル重合可能な化合物である。したがって、(メタ)アクリル系重合体(A)は、公知の方法により、上記単量体(g)と、上記単量体(c)と、必要に応じて上記単量体(a)、(b)及び(d)~(f)の少なくとも1種とを、公知の方法でラジカル重合させることにより得ることができる。
本発明の硬化性組成物で用いる(メタ)アクリル系重合体(A)(本明細書では単に「成分(A)」ということもある)は、分子中にヒンダードアミン構造を有し、かつ、アルキル基の炭素数が10以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構造単位を含む(メタ)アクリル系重合体である。
かかる(メタ)アクリル系重合体としては、例えば、ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体(本明細書では単に「単量体(g)」ということもある)に由来する構造単位と、アルキル基の炭素数が10以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(本明細書では単に「単量体(c)」ということもある)に由来する構造単位とを含む(メタ)アクリル系重合体が挙げられる。
上記(メタ)アクリル系重合体(A)は、耐候性の点から、架橋性シリル基を有することが好ましく、架橋性シリル基含有不飽和単量体(d)(本明細書では単に「単量体(d)」ということもある)に由来する構造単位を含むことがより好ましい。
また、上記(メタ)アクリル系重合体(A)は、耐候性の点から、ベンゾトリアゾール構造及びトリアジン構造からなる群より選ばれた少なくとも1つの構造を有することが好ましく、ベンゾトリアゾール構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体(本明細書では単に「単量体(a)」ということもある)及び/又はトリアジン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体(本明細書では単に「単量体(b)」ということもある)に由来する構造単位を含むことがより好ましい。
また、上記(メタ)アクリル系重合体(A)は、必要に応じて、上記単量体(c)以外の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(e)(本明細書では単に「単量体(e)」ということもある)に由来する構造単位、上記単量体(g)および上記単量体(c)の少なくとも1つと共重合可能な他の不飽和単量体(f)(本明細書では単に「単量体(f)」ということもある)に由来する構造単位を含んでもよい。上記(メタ)アクリル系重合体(A)を構成する上記単量体(a)~(g)は何れも不飽和二重結合を有し、ラジカル重合可能な化合物である。したがって、(メタ)アクリル系重合体(A)は、公知の方法により、上記単量体(g)と、上記単量体(c)と、必要に応じて上記単量体(a)、(b)及び(d)~(f)の少なくとも1種とを、公知の方法でラジカル重合させることにより得ることができる。
(メタ)アクリル系重合体(A)は、上記単量体(c)のような低極性モノマーに由来する構造単位を所定量以上含むので、従来のヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系重合体よりも、効果的に硬化物表面の劣化を抑制することができ、また、硬化性組成物がポリオキシアルキレン系重合体を含む場合に当該ポリオキシアルキレン系重合体との良好な相溶性が確保され、機械物性及び耐候性が良好となる点で好ましい。
1-1.ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体(g)
単量体(g)としては、分子中にヒンダードアミン構造と(メタ)アクリロイル基とを有するラジカル重合可能な化合物であれば、特に限定されないが、具体例としては、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルアクリレート、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルメタクリレート、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルアクリレート、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-イミノピペリジルメタクリレート、2,2,6,6-テトラメチル-4-イミノピペリジルメタクリレート、4-シアノ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルメタクリレート、4-シアノ-1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体(g)としては、分子中にヒンダードアミン構造と(メタ)アクリロイル基とを有するラジカル重合可能な化合物であれば、特に限定されないが、具体例としては、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルアクリレート、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルメタクリレート、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルアクリレート、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-イミノピペリジルメタクリレート、2,2,6,6-テトラメチル-4-イミノピペリジルメタクリレート、4-シアノ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルメタクリレート、4-シアノ-1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記単量体(g)の含有量は、耐候性の改善効果を発揮するに十分な量であれば特に限定されないが、(メタ)アクリル系重合体(A)を構成する全構造単位の合計100質量%に対し、好ましくは0.1~10.0質量%、より好ましくは0.5~5.0質量%、さらにより好ましくは1.0~3.0質量%である。この値が0.1質量%以上であると、耐候性が良くなり、10.0質量%以下であると、引張物性(破断伸び)が良くなる。
1-2.ベンゾトリアゾール構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a)
単量体(a)としては、分子中にベンゾトリアゾール構造と(メタ)アクリロイル基とを有するラジカル重合可能な化合物であれば、特に限定されないが、具体例としては、2-(2’-ヒドロキシ-5’(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’―(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシプロピルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシプロピルフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体(a)としては、分子中にベンゾトリアゾール構造と(メタ)アクリロイル基とを有するラジカル重合可能な化合物であれば、特に限定されないが、具体例としては、2-(2’-ヒドロキシ-5’(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’―(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシプロピルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシプロピルフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
1-3.トリアジン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体(b)
単量体(b)としては、分子中にトリアジン構造と(メタ)アクリロイル基とを有するラジカル重合可能な化合物であれば、特に限定されないが、具体例としては、2,4-ジフェニル-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-メチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピオキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-メトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-エチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-エトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン2,4-ビス(2-メチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-メトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-エチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-エトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2,4-ジメトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2,4-ジエトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2,4-ジエチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体(b)としては、分子中にトリアジン構造と(メタ)アクリロイル基とを有するラジカル重合可能な化合物であれば、特に限定されないが、具体例としては、2,4-ジフェニル-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-メチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピオキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-メトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-エチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-エトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン2,4-ビス(2-メチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-メトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-エチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2-エトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2,4-ジメトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2,4-ジエトキシフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジン、2,4-ビス(2,4-ジエチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)]-s-トリアジンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記単量体(a)及び(b)の含有量は、耐候性の改善効果を発揮するに十分な量であれば特に限定されないが、(メタ)アクリル系重合体(A)を構成する全構造単位の合計100質量%に対し、上記単量体(a)及び(b)の合計で、通常0~10.0質量%、好ましくは0.1~10.0質量%、より好ましくは0.5~5.0質量%、さらにより好ましくは1.0~2.0質量%である。この値が0.1質量%以上であると、耐候性が良くなり、10.0質量%以下であると、引張物性(破断伸び)が良くなる。
1-4.アルキル基の炭素数が10以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(c)
単量体(c)としては、(メタ)アクリル酸の、炭素数が10以上であるアルキルエステルであれば、特に限定されないが、具体例としては、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ヘンイコシル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸テトラコシル、(メタ)アクリル酸ヘキサコシル、(メタ)アクリル酸オクタコシル、(メタ)アクリル酸トリアコンチル、(メタ)アクリル酸ドトリアコンチル、(メタ)アクリル酸テトラトリアコンチル、(メタ)アクリル酸ヘキサトリアコンチル、(メタ)アクリル酸オクタトリアコンチル、(メタ)アクリル酸テトラコンチル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸イソウンデシル、(メタ)アクリル酸イソラウリル、(メタ)アクリル酸イソトリデシル、(メタ)アクリル酸イソテトラデシル、(メタ)アクリル酸イソペンタデシル、(メタ)アクリル酸イソヘキサデシル、(メタ)アクリル酸イソヘプタデシル、(メタ)アクリル酸イソステアリル、(メタ)アクリル酸イソノナデシル、(メタ)アクリル酸イソエイコシル、(メタ)アクリル酸イソヘンイコシル、(メタ)アクリル酸イソベヘニル、(メタ)アクリル酸イソテトラコシル、(メタ)アクリル酸イソヘキサコシル、(メタ)アクリル酸イソオクタコシル、(メタ)アクリル酸イソトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソドトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソテトラトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソヘキサトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソオクタトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソテトラコンチル等の直鎖状若しくは分岐状脂肪族アルキル基又は脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体(c)としては、(メタ)アクリル酸の、炭素数が10以上であるアルキルエステルであれば、特に限定されないが、具体例としては、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ヘンイコシル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸テトラコシル、(メタ)アクリル酸ヘキサコシル、(メタ)アクリル酸オクタコシル、(メタ)アクリル酸トリアコンチル、(メタ)アクリル酸ドトリアコンチル、(メタ)アクリル酸テトラトリアコンチル、(メタ)アクリル酸ヘキサトリアコンチル、(メタ)アクリル酸オクタトリアコンチル、(メタ)アクリル酸テトラコンチル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸イソウンデシル、(メタ)アクリル酸イソラウリル、(メタ)アクリル酸イソトリデシル、(メタ)アクリル酸イソテトラデシル、(メタ)アクリル酸イソペンタデシル、(メタ)アクリル酸イソヘキサデシル、(メタ)アクリル酸イソヘプタデシル、(メタ)アクリル酸イソステアリル、(メタ)アクリル酸イソノナデシル、(メタ)アクリル酸イソエイコシル、(メタ)アクリル酸イソヘンイコシル、(メタ)アクリル酸イソベヘニル、(メタ)アクリル酸イソテトラコシル、(メタ)アクリル酸イソヘキサコシル、(メタ)アクリル酸イソオクタコシル、(メタ)アクリル酸イソトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソドトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソテトラトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソヘキサトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソオクタトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソテトラコンチル等の直鎖状若しくは分岐状脂肪族アルキル基又は脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記単量体(c)の含有量は、本発明に従い硬化性組成物の耐候性を改善するには、(メタ)アクリル系重合体(A)を構成する全構造単位の合計100質量%に対して30質量%以上とすることが必要であり、より具体的には、(メタ)アクリル系重合体(A)の全構成単量体に対し、30質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは30~95質量%であり、さらにより好ましくは40~85質量%であり、特に好ましくは50~75質量%である。
1-5.架橋性シリル基含有不飽和単量体(d)
単量体(d)としては、シリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類、シリル基含有ビニルエーテル類、シリル基含有ビニルエステル類、及び下記式(1)で示される不飽和化合物が例示される。
(式(1)中、R1は、炭素数1~10のアルキル基を表し、R2は、直接結合またはメチレン基を表し、R3は、水素またはメチル基を表し、Xは、水酸基または炭素数1~4のアルコキシ基を表し、nは、0、1または2の整数を表す。)
単量体(d)としては、シリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類、シリル基含有ビニルエーテル類、シリル基含有ビニルエステル類、及び下記式(1)で示される不飽和化合物が例示される。
(式(1)中、R1は、炭素数1~10のアルキル基を表し、R2は、直接結合またはメチレン基を表し、R3は、水素またはメチル基を表し、Xは、水酸基または炭素数1~4のアルコキシ基を表し、nは、0、1または2の整数を表す。)
シリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸ジメチルメトキシシリルプロピル及び(メタ)アクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル等が挙げられる。
シリル基含有ビニルエーテル類としては、例えば、トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル等が挙げられる。
シリル基含有ビニルエステル類としては、例えば、トリメトキシシリルウンデカン酸ビニル等が挙げられる。
シリル基含有ビニルエーテル類としては、例えば、トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル等が挙げられる。
シリル基含有ビニルエステル類としては、例えば、トリメトキシシリルウンデカン酸ビニル等が挙げられる。
上記式(1)で示される不飽和化合物の具体例としては、下記式(1-1)及び(1-2)で示される不飽和化合物が挙げられる。
(式(1-1)中、R1、R3、X及びnは、式(1)と同様である。)
(式(1-2)中、R1、R3、X及びnは、式(1)と同様である。)
(式(1-1)中、R1、R3、X及びnは、式(1)と同様である。)
(式(1-2)中、R1、R3、X及びnは、式(1)と同様である。)
上記式(1-1)で示される化合物の好ましい例としては、R1が炭素数1~4のアルキル基、R3が水素、Xが炭素数1~4のアルコキシ基、nが0または1の化合物が挙げられ、具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジイソプロポキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、ビニルジメチルイソプロポキシシランなどが挙げられる。これらの化合物の市販品としては、例えば、DOWSIL Z-6300(ダウ・東レ社製ビニルトリメトキシシランの商品名)、DOWSIL Z-2349(ダウ・東レ社製ビニルメチルジメトキシシランの商品名)、DOWSIL Z-6519(ダウ・東レ社製ビニルトリエトキシシランの商品名)が挙げられる。
上記式(1-2)で示される化合物の好ましい例としては、R1が炭素数1~4のアルキル基、R3が水素またはメチル基、Xが炭素数1~4のアルコキシ基、nが0、1または2の化合物が挙げられ、具体例としては、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリイソプロポキシシラン、アリルメチルジメトキシシラン、アリルメチルジエトキシシラン、アリルメチルジイソプロポキシシラン、アリルジメチルメトキシシラン、アリルジメチルエトキシシラン、アリルジメチルイソプロポキシシラン、メタクリルトリメトキシシラン、メタクリルトリエトキシシラン、メタクリルトリイソプロポキシシラン、メタクリルメチルジメトキシシラン、メタクリルメチルジエトキシシラン、メタクリルメチルジイソプロポキシシラン、メタクリルジメチルメトキシシラン、メタクリルジメチルエトキシシラン、メタクリルジメチルイソプロポキシシランなどが挙げられる。これらの化合物の市販品としては、例えば、DOWSIL Z-6825(ダウ・東レ社製アリルトリメトキシシランの商品名)が挙げられる。
上記式(1)で示される架橋性シリル基含有単量体(d)のうち、耐熱性及び耐候性の点から好ましい化合物としては、上記式(1)でnが1の化合物であり、具体例としては、下記式(1-3)及び(1-4)で示されるシリル基含有単量体が挙げられ、下記式(1-3)で示されるシリル基含有単量体がより好ましい。
(式(1-3)中、R1、R3及びXは、式(1-1)と同様である。)
(式(1-4)中、R1、R3及びXは、式(1-2)と同様である。)
(式(1-3)中、R1、R3及びXは、式(1-1)と同様である。)
(式(1-4)中、R1、R3及びXは、式(1-2)と同様である。)
上記式(1-3)で示される化合物の好ましい例としては、R1が炭素数1~4のアルキル基、R3が水素、Xが炭素数1~4のアルコキシ基の化合物が挙げられ、より好ましい例としては、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジイソプロポキシシランなどが挙げられる。
上記式(1-4)で示される化合物の好ましい例としては、R1が炭素数1~4のアルキル基、R3が水素またはメチル基、Xが炭素数1~4のアルコキシ基の化合物が挙げられ、より好ましい例としては、アリルメチルジメトキシシラン、アリルメチルジエトキシシラン、アリルメチルジイソプロポキシシラン、メタリルメチルジメトキシシラン、メタリルメチルジエトキシシラン、メタリルメチルジイソプロポキシシランなどが挙げられる。
上記単量体(d)の含有量は、本発明の目的を達成するに十分な量の架橋性シリル基を(メタ)アクリル系重合体(A)に付与する量であればよいが、(メタ)アクリル系重合体(A)を構成する全構造単位の合計100質量%に対し、好ましくは0.1~12質量%であり、より好ましくは0.3~7質量%であり、さらに好ましくは0.5~5質量%である。
(メタ)アクリル系重合体(A)1分子に含まれる架橋性シリル基の数、すなわち、ケイ素原子(Si)の数の平均値は、好ましくは0.1~1.5個であり、より好ましくは0.2~1.0個であり、さらに好ましくは0.3~0.7個である。この値が0.1以上であると、耐候性が良くなり、2.0以下であると、引張物性(破断伸び)が良くなる。
架橋性シリル基の位置は、特に限定されるものではなく、重合体の側鎖及び/又は末端とすることができる。
架橋性シリル基の位置は、特に限定されるものではなく、重合体の側鎖及び/又は末端とすることができる。
1-6.上記単量体(c)以外の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(e)
単量体(e)としては、アルキル基の炭素数が9以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルであれば、特に限定されないが、具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、等の直鎖状若しくは分岐状脂肪族アルキル基又は脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体(e)としては、アルキル基の炭素数が9以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルであれば、特に限定されないが、具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、等の直鎖状若しくは分岐状脂肪族アルキル基又は脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記単量体(e)の含有量は、本発明の硬化性組成物の実用性と経済性を損なわない量であれば特に限定されないが、(メタ)アクリル系重合体(A)を構成する全構造単位の合計100質量%に対し、 0~70質量%とすることが好ましく、より好ましくは5~55質量%であり、さらにより好ましくは10~40質量%である。
1-7.上記単量体(g)および上記単量体(c)の少なくとも1つと共重合可能な他の不飽和単量体(f)
上記単量体(f)としては、不飽和二重結合を有し、上記単量体(g)および上記単量体(c)の少なくとも1つと共重合するものであれば、特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2-アミノエチル、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物等の官能基含有単量体;
(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル等の(メタ)アクリル酸芳香族エステル類;
(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル-2-パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ジパーフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロメチル-2-パーフルオロエチルメチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロデシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキサデシルエチル等のフッ素含有(メタ)アクリル酸エステル類;
パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有オレフィン類;
スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、クロルスチレン、スチレンスルホン酸及びその塩等の芳香族単量体;
無水マレイン酸;マレイン酸及びフマル酸等の不飽和ジカルボン酸、並びに、これらのモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;
マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド化合物;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル系モノマー;
アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基含有ビニル系モノマー;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル類;
エチレン、プロピレン等のアルケン類;
ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類;
塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコール;
(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸メトキシヘキシル、(メタ)アクリル酸エトキシメチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシブチル、(メタ)アクリル酸エトキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ブトキシメチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸ブトキシブチル及び(メタ)アクリル酸ブトキシヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記単量体(f)としては、不飽和二重結合を有し、上記単量体(g)および上記単量体(c)の少なくとも1つと共重合するものであれば、特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2-アミノエチル、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物等の官能基含有単量体;
(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル等の(メタ)アクリル酸芳香族エステル類;
(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル-2-パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ジパーフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロメチル-2-パーフルオロエチルメチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロデシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキサデシルエチル等のフッ素含有(メタ)アクリル酸エステル類;
パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有オレフィン類;
スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、クロルスチレン、スチレンスルホン酸及びその塩等の芳香族単量体;
無水マレイン酸;マレイン酸及びフマル酸等の不飽和ジカルボン酸、並びに、これらのモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;
マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド化合物;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル系モノマー;
アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基含有ビニル系モノマー;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル類;
エチレン、プロピレン等のアルケン類;
ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類;
塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコール;
(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸メトキシヘキシル、(メタ)アクリル酸エトキシメチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシブチル、(メタ)アクリル酸エトキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ブトキシメチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸ブトキシブチル及び(メタ)アクリル酸ブトキシヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記単量体(f)の含有量は、本発明の硬化性組成物の実用性と経済性を損なわない量であれば特に限定されないが、(メタ)アクリル系重合体(A)を構成する全構造単位の合計100質量%に対し、好ましくは0~20質量%であり、より好ましくは0~10質量%であり、さらに好ましくは0~5質量%である。
1-8.(メタ)アクリル系重合体(A)の製造方法
(メタ)アクリル系重合体(A)は、通常のラジカル重合によって製造することができる。溶液重合、塊状重合、分散重合いずれの方法を採用してもよく、また、リビングラジカル重合法を利用してもよい。反応プロセスは、バッチ式、セミバッチ式、連続重合のいずれの方法でもよい。これらの中でも、100~350℃の高温連続重合方法が好ましい。
(メタ)アクリル系重合体(A)は、通常のラジカル重合によって製造することができる。溶液重合、塊状重合、分散重合いずれの方法を採用してもよく、また、リビングラジカル重合法を利用してもよい。反応プロセスは、バッチ式、セミバッチ式、連続重合のいずれの方法でもよい。これらの中でも、100~350℃の高温連続重合方法が好ましい。
一般に、重合体中に均一に架橋性官能基が導入された場合、該重合体を含む硬化性組成物の硬化性、及び得られる硬化物の耐候性等の物性が良好となる。この点、反応器に撹拌槽型反応器を用いた場合、組成分布(架橋性官能基の分布)や分子量分布の比較的狭い(メタ)アクリル系重合体を得ることができるため好ましい。また、連続撹拌槽型反応器を用いるプロセスが組成分布、分子量分布を狭くする点でより好ましい。
高温連続重合法としては、特公表昭57-502171号公報、特開昭59-6207号公報、特開昭60-215007号公報等に開示された公知の方法に従えば良い。例えば、加圧可能な反応機を溶媒で満たし、加圧下で所定温度に設定した後、各単量体、及び必要に応じて重合溶媒とからなる単量体混合物を一定の供給速度で反応器へ供給し、単量体混合物の供給量に見合う量の重合液を抜き出す方法が挙げられる。また、単量体混合物には、必要に応じて重合開始剤を配合することもできる。その配合する場合の配合量としては、単量体混合物100質量部に対して0.001~2質量部であることが好ましい。圧力は、反応温度と使用する単量体混合物及び溶媒の沸点に依存するもので、反応に影響を及ぼさないが、前記反応温度を維持できる圧力であればよい。単量体混合物の滞留時間は、1~60分であることが好ましい。滞留時間が1分に満たない場合は単量体が十分に反応しない恐れがあり、未反応単量体が60分を越える場合は、生産性が悪くなってしまうことがある。好ましい滞留時間は2~40分である。
(メタ)アクリル系重合体(A)の製造法として高温連続重合法を用いた場合、分子量制御に多量のラジカル重合開始剤ならびにメルカプタン類、次亜リン酸塩等のリン化合物類、および金属錯体化合物類で例示される連鎖移動剤等の単量体以外の不純物を用いることなく容易に(メタ)アクリル系重合体(A)を得ることができるため、(メタ)アクリル系重合体(A)の耐候性、耐熱性の低下を防ぐことができる。(メタ)アクリル系重合体(A)の耐候性、耐熱性は、硬化性組成物の耐候性、耐熱性に大きな影響を与えるため重要である。
メルカプタン類等に由来する耐候性、耐熱性の低下の原因となる(メタ)アクリル系重合体(A)中の硫黄原子含有量は、0ppm以上1000ppm未満であることが好ましく、0ppm以上100ppm未満の範囲であることがより好ましく、0ppm以上10ppm未満の範囲であることがさらに好ましく、0ppm以上1ppm未満の範囲であることがなお一層好ましい。ここでいう硫黄原子含有量とは、(メタ)アクリル系重合体(A)の質量中の総硫黄量であり、ICP発光分光分析法により定量することができる。
リン化合物等に由来する耐候性、耐熱性の低下の原因となる(メタ)アクリル系重合体(A)中のリン原子含有量は、0ppm以上1000ppm未満であることが好ましく、0ppm以上100ppm未満の範囲であることがより好ましく、0ppm以上10ppm未満の範囲であることがさらに好ましく、0ppm以上1ppm未満の範囲であることがなお一層好ましい。ここでいう硫黄原子含有量とは、(メタ)アクリル系重合体(A)の質量中の総リン量であり、ICP発光分光分析法により定量することができる。
金属錯体化合物類等に由来する耐候性、耐熱性の低下の原因となる(メタ)アクリル系重合体(A)中の金属原子含有量は、0ppm以上1000ppm未満であることが好ましく、0ppm以上100ppm未満の範囲であることがより好ましく、0ppm以上10ppm未満の範囲であることがさらに好ましく、0ppm以上1ppm未満の範囲であることがなお一層好ましい。ここでいう金属原子含有量とは、(メタ)アクリル系重合体(A)の質量中の総金属量であり、ICP発光分光分析法により定量することができる。なお、金属錯体化合物類等には、連鎖移動剤として用いられる金属錯体化合物類のみならず、(メタ)アクリル系重合体(A)の製造に用いられる原料(溶媒、重合開始剤、単量体類)中に存在する金属類や製造時に外部から混入する金属類が含まれる。一般的な市販の溶媒、重合開始剤および単量体類に含まれる金属原子含有量は、蒸留法および再結晶法等により精製されているためそれらの金属原子含有量は2ppm未満であるが、精製されていない原料を用いると原料中の金属原子含有量が高くなるため好ましくない。
さらに、(メタ)アクリル系重合体(A)中の金属原子含有量が増えると、(メタ)アクリル系重合体(A)中のベンゾトリアゾール構造又はトリアジン構造と金属原子が錯体を形成して着色を引き起こす原因となり、硬化性組成物として用いられた場合、硬化物や建築構造物の外観を損ねることから、(メタ)アクリル系重合体(A)中の金属原子含有量は、0ppm以上5000ppm未満であることが好ましく、0ppm以上1000ppm未満の範囲であることがより好ましく、0ppm以上100ppm未満の範囲であることがさらに好ましく、0ppm以上10ppm未満の範囲であることがなお一層好ましい。(メタ)アクリル系重合体(A)の着色の程度としては、ハーゼン式数(APHA)で500未満であることが好ましく、100未満であることがさらに好ましい。
(メタ)アクリル系重合体(A)を得るために用いる重合開始剤の例としては、所定の反応温度でラジカルを発生する開始剤であれば何でもよい。具体的には、ジ-t-ブチルパーオキシド、ジ-t-ヘキシルパーオキシド、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、クメンハイドロパーオキシド、t-ブチルハイドロパーオキシド等の有機過酸化物、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、アゾビスシクロヘキサカルボニトリル、アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2-アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、4,4'-アゾビス(4-シアノバレリックアシッド)などのアゾ系化合物が挙げられる。重合開始剤はこれらの内の1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。重合開始剤として水素引き抜き能が高いものを使用した場合、得られる重合体の二重結合濃度が高くなる傾向がある。例えば、アゾ系化合物よりも有機過酸化物を使用した方が、二重結合濃度の高い重合体が得られる傾向がある。
重合開始剤の使用量は、重合開始剤及び単量体の種類、所望する分子量、重合条件等により適宜調整することができるが、一般的には、使用する単量体100質量部に対して0.001~10質量部である。同じ分子量の重合体を得る場合、重合開始剤の使用量が少ないほど、得られる重合体中の二重結合濃度は高くなる傾向がある。
重合開始剤の使用量は、重合開始剤及び単量体の種類、所望する分子量、重合条件等により適宜調整することができるが、一般的には、使用する単量体100質量部に対して0.001~10質量部である。同じ分子量の重合体を得る場合、重合開始剤の使用量が少ないほど、得られる重合体中の二重結合濃度は高くなる傾向がある。
(メタ)アクリル系重合体(A)に含まれる二重結合の量は、耐候性及び耐熱性への効果を発現する観点から0.01meq/g以上有することを要する。二重結合の量は0.05meq/g以上であってもよく、0.10meq/g以上であってもよく、0.20meq/g以上であってもよく、0.30meq/g以上であってもよい。一方、二重結合の量が多過ぎると、暴露中に硬化物の架橋度が高くなりすぎて柔軟性が不足する結果、クラックが発生し易くなる傾向がある。このため、二重結合の量は、1.0meq/g以下であり、好ましくは0.50meq/g以下であり、より好ましくは0.30meq/g以下である。二重結合の量の範囲は、上記の上限値及び下限値を組み合せて設定することができるが、例えば、0.01meq/g以上1.0meq/g以下であり、0.05meq/g以上1.0meq/g以下であってもよく、0.10meq/g以上0.50meq/g以下であってもよい。
(メタ)アクリル系重合体(A)に含まれる二重結合の量は、1H-NMRの測定により下記数式(1)により定量することができる。
二重結合量(meq/g)=(P)×Σ(Q)/100/(R)×1000 …(1)
上記数式(1)中、
(P)は、5.2~5.7ppmに観測される重合体由来の水素原子の1H-NMRの積分値、
(Q)は、各単量体における下記数式(2)で得られた値を表す。
(Q)=(S)×(T)/(U) …(2)
上記数式(2)中、
(S)は、全単量体質量部を100とした時の当該単量体の質量部、
(T)は、当該単量体において、3.0~4.5ppmに検出されるプロトンの数、
(U)は、当該単量体の分子量
をそれぞれ表す。
Σ(Q)は、ポリマー中のすべての単量体について、(Q)を合算したことを表す。
(R)は、3.0~4.5ppmに観測される1H-NMRの積分値を表す。
なお、(T)は、主として、酸素に隣接した炭素に結合したプロトンの数を表し、例えば、
MMAの場合、メチルエステルなので、3、
アクリル酸n-ブチルの場合は、エステル横がメチレンなので、2、
3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの場合、エステル横のメチレンで、2、トリメトキシは、メチルが3個あるので、3×3=9で、合計11となる。
二重結合量(meq/g)=(P)×Σ(Q)/100/(R)×1000 …(1)
上記数式(1)中、
(P)は、5.2~5.7ppmに観測される重合体由来の水素原子の1H-NMRの積分値、
(Q)は、各単量体における下記数式(2)で得られた値を表す。
(Q)=(S)×(T)/(U) …(2)
上記数式(2)中、
(S)は、全単量体質量部を100とした時の当該単量体の質量部、
(T)は、当該単量体において、3.0~4.5ppmに検出されるプロトンの数、
(U)は、当該単量体の分子量
をそれぞれ表す。
Σ(Q)は、ポリマー中のすべての単量体について、(Q)を合算したことを表す。
(R)は、3.0~4.5ppmに観測される1H-NMRの積分値を表す。
なお、(T)は、主として、酸素に隣接した炭素に結合したプロトンの数を表し、例えば、
MMAの場合、メチルエステルなので、3、
アクリル酸n-ブチルの場合は、エステル横がメチレンなので、2、
3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの場合、エステル横のメチレンで、2、トリメトキシは、メチルが3個あるので、3×3=9で、合計11となる。
(メタ)アクリル系重合体(A)に含まれる二重結合の量は、後処理として国際公開第2014/167999号に記載されているような水素添加を行うことによっても制御することができる。水素添加は、従来公知の方法を採用することができる。水素添加時に用いられる金属触媒としては、均一触媒と不均一触媒があるが、不均一触媒の方が、ろ過等により容易に触媒が除去できるため、(メタ)アクリル系重合体(A)中の金属原子含有量を低減できる観点からより好ましい。不均一触媒として使用する触媒量は、1000~10000ppm程度であるが、ろ過後の(メタ)アクリル系重合体(A)中に残存する触媒量を減らすには、使用する触媒量は10000ppm未満であることがより好ましい。
さらに、(メタ)アクリル系重合体(A)に含まれる二重結合の量は、後処理として国際公開第2019/151509に記載されているような重合開始剤を二重結合に付加反応させることによっても制御することができる。重合開始剤を用いた場合、(メタ)アクリル系重合体(A)を製造する過程で金属類が混入することが実質的に避けられるため、(メタ)アクリル系重合体(A)中の金属原子含有量の低減の観点からより好ましい。
(メタ)アクリル系重合体(A)の製造に有機溶媒を用いる場合、有機炭化水素系化合物が適当であり、テトラヒドロフラン及びジオキサン等の環状エーテル類、ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素化合物、酢酸エチル及び酢酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノン等のケトン類等、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類が例示され、これらの1種または2種以上を用いることができる。(メタ)アクリル酸エステル共重合体をよく溶解しない溶剤では、反応器の壁にスケールが成長しやすく洗浄工程等で生産上の問題がおきやすい。また、例えばイソプロパノール等の連鎖移動能の高い有機溶媒を使用した場合、得られる重合体中の二重結合濃度は低くなる傾向がある。
溶媒の使用量は、全単量体100質量部に対して、80質量部以下とすることが好ましい。80質量部以下とすることにより、短時間で高い転化率が得られる。より好ましくは、1~50質量部である。また、オルト酢酸トリメチル、オルト蟻酸トリメチル等の脱水剤を添加することもできる。
溶媒の使用量は、全単量体100質量部に対して、80質量部以下とすることが好ましい。80質量部以下とすることにより、短時間で高い転化率が得られる。より好ましくは、1~50質量部である。また、オルト酢酸トリメチル、オルト蟻酸トリメチル等の脱水剤を添加することもできる。
(メタ)アクリル系重合体(A)の製造には、公知の連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤を使用した場合、得られる重合体中の二重結合濃度は低くなる傾向がある。また、一般に、連鎖移動剤の使用量を増加することにより二重結合濃度は低下する。
反応器から抜き出された反応液は、そのまま次の工程に進むか、あるいは蒸留等により未反応単量体、溶剤、および低分子量オリゴマー等の揮発性成分を留去することによって重合体を単離することができる。反応液から留去した未反応単量体、溶剤、および低分子量オリゴマーなどの揮発性成分の一部を原料タンクに戻すかまたは直接反応器に戻し、再度重合反応に利用することもできる。
このように未反応単量体および溶剤をリサイクルする方法は経済性の面から好ましい方法である。リサイクルする場合には、反応器内で望ましい単量体比と望ましい溶剤量を維持するように新たに供給する単量体混合物の混合比を決定する必要がある。
このように未反応単量体および溶剤をリサイクルする方法は経済性の面から好ましい方法である。リサイクルする場合には、反応器内で望ましい単量体比と望ましい溶剤量を維持するように新たに供給する単量体混合物の混合比を決定する必要がある。
1-9.(メタ)アクリル系重合体(A)の物性
(メタ)アクリル系重合体(A)の重量平均分子量は、好ましくは1000~21000、より好ましくは3000~15000、さらに好ましくは7000~12000である。(メタ)アクリル系重合体(A)の重量平均分子量が1000以上であると、耐候性が良くなり、また、硬化性組成物の粘度が低くなるので作業性が良くなり、20000以下であると、他成分との相溶性が良くなる。
なお、本明細書において、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」ともいう。)によるポリスチレン換算分子量である。
また、重量平均分子量が1000~10000程度、より好ましくは、1000~4000の低分子量の(メタ)アクリル系重合体(A)は、下記(メタ)アクリル系重合体(B)の可塑剤として機能するとともに、本発明の硬化性組成物の耐熱性及び耐候性を向上させる効果がある。
(メタ)アクリル系重合体(A)の重量平均分子量は、好ましくは1000~21000、より好ましくは3000~15000、さらに好ましくは7000~12000である。(メタ)アクリル系重合体(A)の重量平均分子量が1000以上であると、耐候性が良くなり、また、硬化性組成物の粘度が低くなるので作業性が良くなり、20000以下であると、他成分との相溶性が良くなる。
なお、本明細書において、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」ともいう。)によるポリスチレン換算分子量である。
また、重量平均分子量が1000~10000程度、より好ましくは、1000~4000の低分子量の(メタ)アクリル系重合体(A)は、下記(メタ)アクリル系重合体(B)の可塑剤として機能するとともに、本発明の硬化性組成物の耐熱性及び耐候性を向上させる効果がある。
硬化性組成物の作業性、すなわち、塗り易さ及びたれ防止の観点から、(メタ)アクリル系重合体(A)の粘度は、好ましくは、200mPa・s以上20000mPa・s以下であり、より好ましくは500mPa・s以上10000mPa・s以下である。粘度が200mPa・s以上であると、たれ防止性が向上し、粘度が20000mPa・s以下であると、樹脂の粘度が低下して作業性が向上する。
硬化性組成物の耐候性の観点から、(メタ)アクリル系重合体(A)の溶解パラメータ(SP値)は、下記成分(B)のSP値よりも低いことが好ましい。成分(A)のSP値は、好ましくは8.5以上9.4以下、より好ましくは8.6以上9.2以下である。成分(A)のSP値がこの範囲にあると、成分(A)が硬化性組成物の表面付近に存在し易くなるため、硬化物の耐候性の改善効果が高まる一方で、硬化性組成物が塗布前の貯蔵中に液分離することも抑制される。
硬化性組成物の耐候性の観点から、(メタ)アクリル系重合体(A)の溶解パラメータ(SP値)は、下記成分(B)のSP値よりも低いことが好ましい。成分(A)のSP値は、好ましくは8.5以上9.4以下、より好ましくは8.6以上9.2以下である。成分(A)のSP値がこの範囲にあると、成分(A)が硬化性組成物の表面付近に存在し易くなるため、硬化物の耐候性の改善効果が高まる一方で、硬化性組成物が塗布前の貯蔵中に液分離することも抑制される。
2.架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)
本発明の硬化性組成物は、上記成分(A)に加えて、架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)(本明細書では単に「成分(B)」ということもある)を含んでもよい。
本発明の硬化性組成物は、上記成分(A)に加えて、架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)(本明細書では単に「成分(B)」ということもある)を含んでもよい。
架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)としては、上記成分(A)以外のものであれば、特に限定されず、その具体例としては、(メタ)アクリル系単量体と、シリル基含有ビニル単量体との共重合体が挙げられる。シリル基含有ビニル単量体としては、シリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類、シリル基含有ビニルエーテル類、シリル基含有ビニルエステル類等が挙げられる。
シリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸ジメチルメトキシシリルプロピル及び(メタ)アクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル等が挙げられる。シリル基含有ビニルエーテル類としては、例えば、トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル等が挙げられる。シリル基含有ビニルエステル類としては、例えば、トリメトキシシリルウンデカン酸ビニル等が挙げられる。
シリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸ジメチルメトキシシリルプロピル及び(メタ)アクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル等が挙げられる。シリル基含有ビニルエーテル類としては、例えば、トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル等が挙げられる。シリル基含有ビニルエステル類としては、例えば、トリメトキシシリルウンデカン酸ビニル等が挙げられる。
3.架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体(C)
本発明の硬化性組成物は、上記成分(A)又は上記成分(A)及び成分(B)に加えて、架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体(C)(本明細書では単に「成分(C)」ということもある)を含んでもよい。
架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体(C)は下記式(2)で表される繰り返し単位を含むものであれば、特に限定されない。
-O-R4- (2)
(式中、R4は、2価の炭化水素基である。)
上記一般式(2)におけるR4としては、以下のものが例示される。
(CH2)n (nは1~10の整数)
CH(CH3)CH2
CH(C2H5)CH2
C(CH3)2CH2
ポリオキシアルキレン重合体(C)は、上記繰り返し単位を1種又は2種以上を組み合わせて含んでもよい。これらの中でも、作業性に優れる点で、CH(CH3)CH2が好ましい。
本発明の硬化性組成物は、上記成分(A)又は上記成分(A)及び成分(B)に加えて、架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体(C)(本明細書では単に「成分(C)」ということもある)を含んでもよい。
架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体(C)は下記式(2)で表される繰り返し単位を含むものであれば、特に限定されない。
-O-R4- (2)
(式中、R4は、2価の炭化水素基である。)
上記一般式(2)におけるR4としては、以下のものが例示される。
(CH2)n (nは1~10の整数)
CH(CH3)CH2
CH(C2H5)CH2
C(CH3)2CH2
ポリオキシアルキレン重合体(C)は、上記繰り返し単位を1種又は2種以上を組み合わせて含んでもよい。これらの中でも、作業性に優れる点で、CH(CH3)CH2が好ましい。
ポリオキシアルキレン重合体(C)に含まれる架橋性シリル基は特に限定されず、アルコキシシリル基、ハロゲノシリル基、シラノール基等が挙げられるが、架橋性を制御し易い点からアルコキシシリル基が好ましい。アルコキシシリル基の具体例としては、トリメトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、ジメチルメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、メチルジエトキシシリル基、ジメチルエトキシシリル基等が挙げられる。
ポリオキシアルキレン重合体(C)の製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば対応するエポキシ化合物又はジオールを原料として、KOHのようなアルカリ触媒による重合法、遷移金属化合物-ポルフィリン錯体触媒による重合法、複合金属シアン化物錯体触媒による重合法、フォスファゼンを用いた重合法等が挙げられる。
また、ポリオキシアルキレン重合体(C)は、直鎖状重合体又は分岐状重合体のいずれでもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
また、ポリオキシアルキレン重合体(C)は、直鎖状重合体又は分岐状重合体のいずれでもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
ポリオキシアルキレン重合体(C)1分子に含まれる架橋性シリル基の数の平均値は、硬化物の接着性及び引張特性等の性能の観点から、好ましくは1~4個の範囲であり、より好ましくは1.5~3個の範囲である。
ポリオキシアルキレン重合体(C)に含まれる架橋性シリル基の位置は、特に限定されるものではなく、重合体の側鎖及び/又は末端とすることができる。
また、ポリオキシアルキレン重合体(C)は、直鎖状重合体及び分岐状重合体のいずれでもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
ポリオキシアルキレン重合体(C)に含まれる架橋性シリル基の位置は、特に限定されるものではなく、重合体の側鎖及び/又は末端とすることができる。
また、ポリオキシアルキレン重合体(C)は、直鎖状重合体及び分岐状重合体のいずれでもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体(C)の数平均分子量(Mn)は、機械物性の観点から好ましくは5,000以上であり、より好ましくは10,000以上であり、さらに好ましくは15,000以上である。Mnは、18,000以上であってもよく、22,000以上であってもよく、25,000以上であってもよい。Mnの上限値は硬化性組成物の塗工時の作業性(粘度)の観点から好ましくは60,000以下であり、より好ましくは50,000以下であり、さらに好ましくは40,000以下である。Mnの範囲は、上記の上限値及び下限値を組み合せて設定することができるが、例えば、5,000以上60,000以下であり、15,000以上60,000以下であってもよく、18,000以上50,000以下であってもよく、22,000以上50,000以下であってもよい。
架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体(C)として市販品を使用してもよい。具体例としては、株式会社カネカ製「MSポリマーS203」、「MSポリマーS303」、「MSポリマーS810」、「サイリルSAT200」、「サイリルSAT350」、「サイリルEST280」及び「サイリルSAT30」、並びに、旭硝子株式会社製「エクセスターS2410」、「エクセスターS2420」及び「エクセスターS3430」(いずれも商品名)が例示される。
4.硬化性組成物の組成
上記の通り、本発明の硬化性組成物は、上記成分(A)を必須成分とするものであるが、必要に応じて、上記成分(B)及び上記成分(C)の少なくとも一方を含むことができる。これら3成分の配合比率(成分(A)/成分(B)/成分(C))は、質量比で1~30/0~95/0~95が好ましく、2~20/10~80/10~80がさらに好ましく、3~15/20~70/20~70がさらにより好ましい。配合比率が上記の範囲にあると、耐候性に優れた硬化物が得られる。
上記の通り、本発明の硬化性組成物は、上記成分(A)を必須成分とするものであるが、必要に応じて、上記成分(B)及び上記成分(C)の少なくとも一方を含むことができる。これら3成分の配合比率(成分(A)/成分(B)/成分(C))は、質量比で1~30/0~95/0~95が好ましく、2~20/10~80/10~80がさらに好ましく、3~15/20~70/20~70がさらにより好ましい。配合比率が上記の範囲にあると、耐候性に優れた硬化物が得られる。
5.その他の成分
本発明の硬化性組成物は、本発明により奏される効果を妨げない限りにおいて、上記成分(A)、上記成分(B)及び上記成分(C)以外の成分を含むことができる。かかる成分には、充填材、可塑剤、老化防止剤、硬化促進剤、タック防止剤、密着付与剤等が含まれる。
本発明の硬化性組成物は、本発明により奏される効果を妨げない限りにおいて、上記成分(A)、上記成分(B)及び上記成分(C)以外の成分を含むことができる。かかる成分には、充填材、可塑剤、老化防止剤、硬化促進剤、タック防止剤、密着付与剤等が含まれる。
充填材としては平均粒径0.02~2.0μm程度の軽質炭酸カルシウム、平均粒径1.0~5.0μm程度の重質炭酸カルシウム、酸化チタン、カーボンブラック、合成ケイ酸、タルク、ゼオライト、マイカ、シリカ、焼成クレー、カオリン、ベントナイト、水酸化アルミニウム及び硫酸バリウム、ガラスバルーン、シリカバルーン、ポリメタクリル酸メチルバルーンが例示される。これら充填材により、硬化物の機械的な性質が改善され、強度や伸度を向上させることができる。
これらの中でも、物性改善の効果が高い、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム及び酸化チタンが好ましく、軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムとの混合物がより好ましい。充填剤の添加量は、上記成分(A)、(B)及び(C)の総量を100質量部とした場合、20~300質量部が好ましく、より好ましくは、50~200質量部である。上記のように軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムの混合物とする場合には、軽質炭酸カルシウム/重質炭酸カルシウムの質量割合が90/10~50/50の範囲であることが好ましい。
炭酸カルシウムを使用する場合、炭酸カルシウムの表面が脂肪酸や脂肪酸塩等で処理されている表面処理炭酸カルシウムがより好ましい。表面処理を行うことにより炭酸カルシウムが硬化性組成物中で凝集することなく均一に分散するため、無処理の炭酸カルシウムよりも表面処理炭酸カルシウムの方が硬化性組成物のモジュラスを大きくすることができるだけでなく、耐候性、耐熱性を向上させることができる。
これらの中でも、物性改善の効果が高い、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム及び酸化チタンが好ましく、軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムとの混合物がより好ましい。充填剤の添加量は、上記成分(A)、(B)及び(C)の総量を100質量部とした場合、20~300質量部が好ましく、より好ましくは、50~200質量部である。上記のように軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムの混合物とする場合には、軽質炭酸カルシウム/重質炭酸カルシウムの質量割合が90/10~50/50の範囲であることが好ましい。
炭酸カルシウムを使用する場合、炭酸カルシウムの表面が脂肪酸や脂肪酸塩等で処理されている表面処理炭酸カルシウムがより好ましい。表面処理を行うことにより炭酸カルシウムが硬化性組成物中で凝集することなく均一に分散するため、無処理の炭酸カルシウムよりも表面処理炭酸カルシウムの方が硬化性組成物のモジュラスを大きくすることができるだけでなく、耐候性、耐熱性を向上させることができる。
可塑剤としては、液状ポリウレタン樹脂、ジカルボン酸とジオールとから得られたポリエステル系可塑剤;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのエーテル化物あるいはエステル化物;スクロース等の糖類多価アルコールに、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加重合した後、エーテル化又はエステル化して得られた糖類系ポリエーテル等のポリエーテル系可塑剤;ポリ-α-メチルスチレン等のポリスチレン系可塑剤;架橋性官能基を有さないポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの内、架橋性官能基を有さないポリ(メタ)アクリレートが硬化物の耐候性等の耐久性の点で好ましい。中でも、Mwが1,000~7,000の範囲であり、且つ、ガラス転移温度が-30℃以下のものがより好ましい。
硬化性組成物における可塑剤の使用量は、上記成分(A)、(B)及び(C)の総量を100質量部とした場合、好ましくは0~100質量部の範囲であり、0~80質量部の範囲であってもよく、0~50質量部の範囲であってもよい。
老化防止剤としては、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物及びシュウ酸アニリド系化合物などの紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系化合物などの光安定剤、ヒンダードフェノール系などの酸化防止剤、熱安定剤、またはこれらの混合物である老化防止剤を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、BASF社製の商品名「チヌビン571」、「チヌビン1130」、「チヌビン327」が例示される。光安定剤としては同社製の商品名「チヌビン292」、「チヌビン144」、「チヌビン123」、三共社製の商品名「サノール770」が例示される。熱安定剤としては、BASF社製の商品名「イルガノックス1135」、「イルガノックス1520」、「イルガノックス1330」が例示される。紫外線吸収剤/光安定剤/熱安定剤の混合物であるBASF社製の商品名「チヌビンB75」を使用してもよい。
紫外線吸収剤としては、BASF社製の商品名「チヌビン571」、「チヌビン1130」、「チヌビン327」が例示される。光安定剤としては同社製の商品名「チヌビン292」、「チヌビン144」、「チヌビン123」、三共社製の商品名「サノール770」が例示される。熱安定剤としては、BASF社製の商品名「イルガノックス1135」、「イルガノックス1520」、「イルガノックス1330」が例示される。紫外線吸収剤/光安定剤/熱安定剤の混合物であるBASF社製の商品名「チヌビンB75」を使用してもよい。
硬化促進剤としては、錫系触媒、チタン系触媒及び3級アミン類等の公知の化合物を使用することができる。
錫系触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジアセトナート、ジオクチル錫ジラウレート等が挙げられる。具体的には、日東化成社製の商品名「ネオスタンU-28」、「ネオスタンU-100」、「ネオスタンU-200」、「ネオスタンU-220H」、「ネオスタンU-303」、「SCAT-24」等が例示される。
チタン系触媒としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラn-ブチルチタネート、チタンアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート、チタンエチルアセチルアセトナート、ジブトキシチタンジアセチルアセトナート、ジイソプロポキシチタンジアセチルアセトナート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテート等が挙げられる。
3級アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン、1,8-ジアザビシクロ〔5,4,0〕ウンデセン-7(DBU)、ジアザビシクロノネン(DBN)、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等が挙げられる。
錫系触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジアセトナート、ジオクチル錫ジラウレート等が挙げられる。具体的には、日東化成社製の商品名「ネオスタンU-28」、「ネオスタンU-100」、「ネオスタンU-200」、「ネオスタンU-220H」、「ネオスタンU-303」、「SCAT-24」等が例示される。
チタン系触媒としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラn-ブチルチタネート、チタンアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート、チタンエチルアセチルアセトナート、ジブトキシチタンジアセチルアセトナート、ジイソプロポキシチタンジアセチルアセトナート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテート等が挙げられる。
3級アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン、1,8-ジアザビシクロ〔5,4,0〕ウンデセン-7(DBU)、ジアザビシクロノネン(DBN)、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等が挙げられる。
硬化促進剤の使用量は、上記成分(A)、(B)及び(C)の合計100質量に対し、好ましくは0.1~5質量部であり、より好ましくは0.5~2質量部である。
タック防止剤としては、アクリル系オリゴマーである東亞合成社製の商品名「アロニックスM8030」、「M8100」,「M309」、または光重合開始剤との混合物、桐油、亜麻仁油などの飽和脂肪酸油、出光石油社製の商品名「R15HT」、日本曹達社製の商品名「PBB3000」、日本合成化学者製の商品名「ゴーセラック500B」などが例示される。
密着性付与剤としては、信越シリコーン社製の商品名「KBM602」、「KBM603」、「KBE602」、「KBE603」、「KBM902」、「KBM903」などのアミノシラン類が例示される。
その他にも、オルト蟻酸メチル、オルト酢酸メチル、及びビニルシラン等の脱水剤、有機溶剤等を配合してもよい。
その他にも、オルト蟻酸メチル、オルト酢酸メチル、及びビニルシラン等の脱水剤、有機溶剤等を配合してもよい。
6.硬化性組成物の製造方法
本発明の硬化性組成物は、全ての配合成分を予め配合密封保存し、塗布後空気中の湿分を吸収することにより硬化する1成分型として調製することが可能である。また、硬化剤として別途硬化触媒、充填材、可塑剤、水等の成分を配合しておき、該配合材と重合組成物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。このうち、取扱いが容易で、塗布時の調合混合の間違いも少ない1成分型がより好ましい。
本発明の硬化性組成物は、全ての配合成分を予め配合密封保存し、塗布後空気中の湿分を吸収することにより硬化する1成分型として調製することが可能である。また、硬化剤として別途硬化触媒、充填材、可塑剤、水等の成分を配合しておき、該配合材と重合組成物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。このうち、取扱いが容易で、塗布時の調合混合の間違いも少ない1成分型がより好ましい。
7.硬化性組成物の使用方法
本発明の硬化性組成物は、常温で硬化し、耐候性及び機械的物性に優れた硬化物が得られる。このため、高い耐久性が求められるシーリング材組成物又は接着剤組成物として好適に利用することができる。本発明のシーリング材組成物及び接着剤組成物は、前記硬化性組成物を含有するものであり、必要によりその他の成分が常法に従って配合される。
本発明の硬化性組成物は、常温で硬化し、耐候性及び機械的物性に優れた硬化物が得られる。このため、高い耐久性が求められるシーリング材組成物又は接着剤組成物として好適に利用することができる。本発明のシーリング材組成物及び接着剤組成物は、前記硬化性組成物を含有するものであり、必要によりその他の成分が常法に従って配合される。
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。尚、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。尚、以下において「部」及び「%」は、特に断らない限り質量部及び質量%を意味する。
合成例、実施例及び比較例で得られた重合体の分析方法、並びに硬化性組成物から得られた硬化物の評価方法について以下に記載する。
<分子量測定>
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置(型式名「HLC-8320」、東ソー社製)を用いて、下記の条件よりポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を得た。また、得られた値から分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
○測定条件
カラム:東ソー製TSKgel SuperMultiporeHZ-M×4本
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
検出器:RI
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置(型式名「HLC-8320」、東ソー社製)を用いて、下記の条件よりポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を得た。また、得られた値から分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
○測定条件
カラム:東ソー製TSKgel SuperMultiporeHZ-M×4本
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
検出器:RI
<(メタ)アクリル系重合体(A)に含まれる架橋性シリル基の平均数>
架橋性シリル基であるアルコキシシリル基の数(平均数)f(Si)はポリマー組成全体を100質量部とした場合の架橋性シリル基を有する単量体の質量部から、下記数式(3)を用いて算出した。
f(Si)=Σ{(各シリル基単量体の質量部)/(各シリル基単量体の分子量)}/100×Mn (3)
(上記数式(3)中、Mnは生成した重合体の数平均分子量であり、Σは複数種のシリル単量体を用いた場合に各シリル基単量体に由来する値の合計であることを意味する。)
架橋性シリル基であるアルコキシシリル基の数(平均数)f(Si)はポリマー組成全体を100質量部とした場合の架橋性シリル基を有する単量体の質量部から、下記数式(3)を用いて算出した。
f(Si)=Σ{(各シリル基単量体の質量部)/(各シリル基単量体の分子量)}/100×Mn (3)
(上記数式(3)中、Mnは生成した重合体の数平均分子量であり、Σは複数種のシリル単量体を用いた場合に各シリル基単量体に由来する値の合計であることを意味する。)
<(メタ)アクリル系重合体(A)の粘度>
E型粘度計(東機産業社製、TVE-20H型粘度計)を用いて、温度25℃±0.5℃の条件で測定した。ローターは、(メタ)アクリル系重合体の粘度が10,000mPas未満の時はNo.1を使用し、10,000mPas以上の時は、No.7を使用した。
E型粘度計(東機産業社製、TVE-20H型粘度計)を用いて、温度25℃±0.5℃の条件で測定した。ローターは、(メタ)アクリル系重合体の粘度が10,000mPas未満の時はNo.1を使用し、10,000mPas以上の時は、No.7を使用した。
<(メタ)アクリル系重合体(A)のSP値>
SP値(溶解パラメータ)の計算は、各原子団の凝集エネルギーとモル分子容の文献値から以下のFadorsの推算法(Polymer Engineering and Science,vol.14,147,1974年発刊)で行った。
Fadorsの式:SP値(δ)=(Ev/v)1/2=(ΣΔei/ΣΔvi)1/2
Ev:蒸発エネルギー(cal/mol)
v:モル体積(cm3/mol)
Δei:各成分の原子団又は原子団の蒸発エネルギー(cal/mol)
Δvi:各原子又は原子団のモル体積(cm3/mol)
SP値(溶解パラメータ)の計算は、各原子団の凝集エネルギーとモル分子容の文献値から以下のFadorsの推算法(Polymer Engineering and Science,vol.14,147,1974年発刊)で行った。
Fadorsの式:SP値(δ)=(Ev/v)1/2=(ΣΔei/ΣΔvi)1/2
Ev:蒸発エネルギー(cal/mol)
v:モル体積(cm3/mol)
Δei:各成分の原子団又は原子団の蒸発エネルギー(cal/mol)
Δvi:各原子又は原子団のモル体積(cm3/mol)
<引張試験>
各硬化性組成物を厚さ2mmでテフロン(登録商標)のシートに塗布し、23℃、50%RHの条件下で1週間養生して硬化シートを作成した。得られた硬化物より引張試験用ダンベル(JIS K 6251 3号型)を作成し、引張試験機(オートグラフAGS-J、島津製作所社製)を用いて、引張速度200mm/分の条件下での破断伸び(%)及び破断強度(MPa)を測定した。
各硬化性組成物を厚さ2mmでテフロン(登録商標)のシートに塗布し、23℃、50%RHの条件下で1週間養生して硬化シートを作成した。得られた硬化物より引張試験用ダンベル(JIS K 6251 3号型)を作成し、引張試験機(オートグラフAGS-J、島津製作所社製)を用いて、引張速度200mm/分の条件下での破断伸び(%)及び破断強度(MPa)を測定した。
<耐候性試験>
各硬化性組成物を厚さ2mmでテフロン(登録商標)のシートに塗布し、23℃、50%RHの条件下で1週間養生して硬化シートを作成した。得られた硬化物をメタリングウェザーメーター(ダイプラ・ウィンテス社製「DAIPLA METAL WEATHER KU-R5NCI-A」(商品名))に入れ、促進耐候試験を行った。条件は照射63℃、70%RH、照度80mW/cm2とし、2時間に1回2分間のシャワーで試験を実施した。外観にクラック等の異常が生じ始めた時間を記録した。
各硬化性組成物を厚さ2mmでテフロン(登録商標)のシートに塗布し、23℃、50%RHの条件下で1週間養生して硬化シートを作成した。得られた硬化物をメタリングウェザーメーター(ダイプラ・ウィンテス社製「DAIPLA METAL WEATHER KU-R5NCI-A」(商品名))に入れ、促進耐候試験を行った。条件は照射63℃、70%RH、照度80mW/cm2とし、2時間に1回2分間のシャワーで試験を実施した。外観にクラック等の異常が生じ始めた時間を記録した。
<(メタ)アクリル系重合体(A)及び(メタ)アクリル系重合体(B)成分の製造>
(合成例1)(メタ)アクリル系重合体A-1の製造
オイルジャケットを備えた容量1000mLの加圧式攪拌槽型反応器の温度を240℃に保った。次いで、反応器の圧力を一定に保ちながら、アクリル酸n-ブチル(以下、「BA」という)25部、アクリル酸テトラデシル(以下、「TDA」という。)71部、反応性光安定剤(ADEKA製、商品名「LA-82」、以下、「LA-82」という)2部、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン(ダウ・東レ社製、商品名「Z6033」又は「Z2349」、以下「DMS」という。)2部、イソプロピルアルコール(以下、「IPA」という)20部、オルソ酢酸トリメチル(日宝化学社製、商品名「MOA」、以下、「MOA」という。)6部、メチルエチルケトン(以下、「MEK」という)20部、重合開始剤であるジ-t-ヘキシルパーオキサイド(日油製、商品名「パーヘキシルD」、以下、「DTHP」という)2部からなる単量体混合物を、一定の供給速度(48g/分、滞留時間:12分)で原料タンクから反応器に連続供給を開始し、単量体混合物の供給量に相当する反応液を出口から連続的に抜き出した。反応開始直後に、一旦反応温度が低下した後、重合熱による温度上昇が認められたが、オイルジャケットの温度を制御することにより、反応温度を239~241℃に保持した。
単量体混合物の供給開始から温度が安定した時点を、反応液の採取開始点とし、これから25分間反応を継続した結果、1.2kgの単量体混合液を供給し、1.2kgの反応液を回収した。その後反応液を薄膜蒸発器に導入して、未反応モノマー等の揮発成分を分離して、(メタ)アクリル系重合体A-1を得た。
(合成例1)(メタ)アクリル系重合体A-1の製造
オイルジャケットを備えた容量1000mLの加圧式攪拌槽型反応器の温度を240℃に保った。次いで、反応器の圧力を一定に保ちながら、アクリル酸n-ブチル(以下、「BA」という)25部、アクリル酸テトラデシル(以下、「TDA」という。)71部、反応性光安定剤(ADEKA製、商品名「LA-82」、以下、「LA-82」という)2部、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン(ダウ・東レ社製、商品名「Z6033」又は「Z2349」、以下「DMS」という。)2部、イソプロピルアルコール(以下、「IPA」という)20部、オルソ酢酸トリメチル(日宝化学社製、商品名「MOA」、以下、「MOA」という。)6部、メチルエチルケトン(以下、「MEK」という)20部、重合開始剤であるジ-t-ヘキシルパーオキサイド(日油製、商品名「パーヘキシルD」、以下、「DTHP」という)2部からなる単量体混合物を、一定の供給速度(48g/分、滞留時間:12分)で原料タンクから反応器に連続供給を開始し、単量体混合物の供給量に相当する反応液を出口から連続的に抜き出した。反応開始直後に、一旦反応温度が低下した後、重合熱による温度上昇が認められたが、オイルジャケットの温度を制御することにより、反応温度を239~241℃に保持した。
単量体混合物の供給開始から温度が安定した時点を、反応液の採取開始点とし、これから25分間反応を継続した結果、1.2kgの単量体混合液を供給し、1.2kgの反応液を回収した。その後反応液を薄膜蒸発器に導入して、未反応モノマー等の揮発成分を分離して、(メタ)アクリル系重合体A-1を得た。
<ポリマー組成の算出>
上記の揮発成分のガスクロマトグラフを測定し、各成分の含有量を算出した。各成分の供給量から揮発成分の量を差し引くことにより、ポリマー組成を決定した。
(ガスクロマトグラフ測定条件)
ガスクロマトグラフ装置:GC390(ジーエルサイエンス社製)
カラム:CP-WAX52CB(アジレント・テクノロジー社製)
キャリアガス:窒素ガス(1.9mL/分)
インジェクション温度:220℃
ディテクター温度:230℃
オーブン温度:40℃×5分保持、7℃/分で昇温、230℃×5分保持。
・検量線の作成
測定成分(標品)およびアクリル酸イソブチル(内部標準)を、各0.1g精秤し、テトラヒドロフラン(5mL)に溶解させる。この混合液をガスクロマトグラフ測定し、各成分の内部標準に対する検出感度を求める。
・測定
揮発成分1gおよびアクリル酸イソブチル0.1gを精秤し、テトラヒドロフラン(10mL)に溶解させる。この混合液をガスクロマトグラフ測定し、揮発成分の組成を求めた。単位時間当たりの供給液組成から留出液の組成を差し引くことにより、ポリマー組成を算出した。
上記の揮発成分のガスクロマトグラフを測定し、各成分の含有量を算出した。各成分の供給量から揮発成分の量を差し引くことにより、ポリマー組成を決定した。
(ガスクロマトグラフ測定条件)
ガスクロマトグラフ装置:GC390(ジーエルサイエンス社製)
カラム:CP-WAX52CB(アジレント・テクノロジー社製)
キャリアガス:窒素ガス(1.9mL/分)
インジェクション温度:220℃
ディテクター温度:230℃
オーブン温度:40℃×5分保持、7℃/分で昇温、230℃×5分保持。
・検量線の作成
測定成分(標品)およびアクリル酸イソブチル(内部標準)を、各0.1g精秤し、テトラヒドロフラン(5mL)に溶解させる。この混合液をガスクロマトグラフ測定し、各成分の内部標準に対する検出感度を求める。
・測定
揮発成分1gおよびアクリル酸イソブチル0.1gを精秤し、テトラヒドロフラン(10mL)に溶解させる。この混合液をガスクロマトグラフ測定し、揮発成分の組成を求めた。単位時間当たりの供給液組成から留出液の組成を差し引くことにより、ポリマー組成を算出した。
<残揮発成分量の測定>
(ガスクロマトグラフ測定条件)
上記のクロマトグラフ測定条件に同じ。
・検量線の作成
測定成分(標品)およびアクリル酸イソブチル(内部標準)を、各0.02g精秤し、テトラヒドロフラン(5mL)に溶解させる。この混合液をガスクロマトグラフ測定し、各成分の内部標準に対する検出感度を求める。
・測定
重合体成分1gおよびアクリル酸イソブチル0.02gを精秤し、テトラヒドロフラン(10mL)に溶解させる。この混合液をガスクロマトグラフ測定し、重合体中に含まれる残揮発成分量を算出した。表1中の残揮発成分量は、重合体に含まれる単量体、溶媒、開始剤等に由来するすべての揮発成分の含有量を表し、残単量体量は、そのうち、単量体の含有量を表す。
(ガスクロマトグラフ測定条件)
上記のクロマトグラフ測定条件に同じ。
・検量線の作成
測定成分(標品)およびアクリル酸イソブチル(内部標準)を、各0.02g精秤し、テトラヒドロフラン(5mL)に溶解させる。この混合液をガスクロマトグラフ測定し、各成分の内部標準に対する検出感度を求める。
・測定
重合体成分1gおよびアクリル酸イソブチル0.02gを精秤し、テトラヒドロフラン(10mL)に溶解させる。この混合液をガスクロマトグラフ測定し、重合体中に含まれる残揮発成分量を算出した。表1中の残揮発成分量は、重合体に含まれる単量体、溶媒、開始剤等に由来するすべての揮発成分の含有量を表し、残単量体量は、そのうち、単量体の含有量を表す。
(合成例2~27)
表1~3のように変更した以外は、合成例1と同様の方法により合成した。
表1~3のように変更した以外は、合成例1と同様の方法により合成した。
(合成例28) (メタ)アクリル系重合体A-27の製造
撹拌機、温度計を装着した1000mLフラスコにMEKを90部仕込み、窒素バブリングしながら、フラスコ内を78℃に保った。3000mL供給槽にBAを25部、TDAを71部、「LA-82」を2部、DMSを2部仕込んだ。1000mL供給槽に2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(富士フイルム和光純薬製、商品名「V65」、以下、「V65」という。)を2.2部、MEKを20部仕込んだ。3000mL供給槽から一定の供給速度(0.55部/分)で3時間かけて1000mLフラスコに連続供給するのと同時に、1000mL供給槽から一定の供給速度(0.09部/分)で4時間かけて1000mLフラスコに連続供給した。供給開始から液温を78℃に保ち、6時間重合を行い、冷却して反応を停止した。その後、得られた反応液をエバポレーターにかけ溶剤、未反応モノマー等の揮発分を飛ばして、(メタ)アクリル系重合体A-27を得た。GPC測定の結果、Mn:5,400、Mw:11,800であった。また、粘度測定の結果、4,300mPa・sであった。1分子中のシリル基数は0.47であった。
撹拌機、温度計を装着した1000mLフラスコにMEKを90部仕込み、窒素バブリングしながら、フラスコ内を78℃に保った。3000mL供給槽にBAを25部、TDAを71部、「LA-82」を2部、DMSを2部仕込んだ。1000mL供給槽に2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(富士フイルム和光純薬製、商品名「V65」、以下、「V65」という。)を2.2部、MEKを20部仕込んだ。3000mL供給槽から一定の供給速度(0.55部/分)で3時間かけて1000mLフラスコに連続供給するのと同時に、1000mL供給槽から一定の供給速度(0.09部/分)で4時間かけて1000mLフラスコに連続供給した。供給開始から液温を78℃に保ち、6時間重合を行い、冷却して反応を停止した。その後、得られた反応液をエバポレーターにかけ溶剤、未反応モノマー等の揮発分を飛ばして、(メタ)アクリル系重合体A-27を得た。GPC測定の結果、Mn:5,400、Mw:11,800であった。また、粘度測定の結果、4,300mPa・sであった。1分子中のシリル基数は0.47であった。
(合成例29) (メタ)アクリル酸エステル共重合体A-28の製造
撹拌機、温度計を装着した1000mLフラスコにMEKを90部仕込み、窒素バブリングしながら、フラスコ内を78℃に保った。3000mL供給槽にBAを23部、TDAを71部、反応性紫外線吸収剤 (大塚化学社製、商品名「RUVA-93」、以下、「RUVA-93」という)を2部、LA-82を2部、DMSを2部仕込んだ。1000mL供給槽に2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(富士フイルム和光純薬製、商品名「V65」、以下、「V65」という。)を2.2部、MEKを20部仕込んだ。3000mL供給槽から一定の供給速度(0.55部/分)で3時間かけて1000mLフラスコに連続供給するのと同時に、1000mL供給槽から一定の供給速度(0.09部/分)で4時間かけて1000mLフラスコに連続供給した。供給開始から液温を78℃に保ち、6時間重合を行い、冷却して反応を停止した。その後、得られた反応液をエバポレーターにかけ溶剤、未反応モノマー等の揮発分を飛ばして(メタ)アクリル酸エステル共重合体A-28を得た。GPC測定の結果、Mn:5,000、Mw:11,100であった。また、粘度測定の結果、4,100mPa・sであった。1分子中のシリル基数は0.43であった。
撹拌機、温度計を装着した1000mLフラスコにMEKを90部仕込み、窒素バブリングしながら、フラスコ内を78℃に保った。3000mL供給槽にBAを23部、TDAを71部、反応性紫外線吸収剤 (大塚化学社製、商品名「RUVA-93」、以下、「RUVA-93」という)を2部、LA-82を2部、DMSを2部仕込んだ。1000mL供給槽に2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(富士フイルム和光純薬製、商品名「V65」、以下、「V65」という。)を2.2部、MEKを20部仕込んだ。3000mL供給槽から一定の供給速度(0.55部/分)で3時間かけて1000mLフラスコに連続供給するのと同時に、1000mL供給槽から一定の供給速度(0.09部/分)で4時間かけて1000mLフラスコに連続供給した。供給開始から液温を78℃に保ち、6時間重合を行い、冷却して反応を停止した。その後、得られた反応液をエバポレーターにかけ溶剤、未反応モノマー等の揮発分を飛ばして(メタ)アクリル酸エステル共重合体A-28を得た。GPC測定の結果、Mn:5,000、Mw:11,100であった。また、粘度測定の結果、4,100mPa・sであった。1分子中のシリル基数は0.43であった。
(合成例30)(架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体 (C)の製造)
オイルジャケットを備えた容量1000mLの加圧式攪拌槽型反応器に、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体(0.05g)、ポリプロピレングリコール(Mn:2000、50g)、プロピレングリコール(510g)を入れ、120℃に加熱し、圧力変化がなくなるまで反応させた。次いで、120℃で1時間真空加熱し、揮発成分を留去させた。その後、ナトリウムメトキシドの28%メタノール溶液(12.6g)を加え、100℃で1時間減圧し、メタノールを留去した。次いで、塩化アリル(5.2g)を加え、100℃で2時間加熱を行った。その後、反応液を、水(300ml)で2回洗浄し、塩を除去した。100℃で2時間真空加熱による脱水を行った後、塩化白金酸6水和物(0.02g)、メチルジメトキシシラン(8.3g)を加え、4時間反応させ、ポリプロピレングリコールの両端シリル化物C-1を得た。GPC測定の結果、Mn:22,900、Mw:25,200であった。
オイルジャケットを備えた容量1000mLの加圧式攪拌槽型反応器に、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体(0.05g)、ポリプロピレングリコール(Mn:2000、50g)、プロピレングリコール(510g)を入れ、120℃に加熱し、圧力変化がなくなるまで反応させた。次いで、120℃で1時間真空加熱し、揮発成分を留去させた。その後、ナトリウムメトキシドの28%メタノール溶液(12.6g)を加え、100℃で1時間減圧し、メタノールを留去した。次いで、塩化アリル(5.2g)を加え、100℃で2時間加熱を行った。その後、反応液を、水(300ml)で2回洗浄し、塩を除去した。100℃で2時間真空加熱による脱水を行った後、塩化白金酸6水和物(0.02g)、メチルジメトキシシラン(8.3g)を加え、4時間反応させ、ポリプロピレングリコールの両端シリル化物C-1を得た。GPC測定の結果、Mn:22,900、Mw:25,200であった。
表1~3に示された略号の詳細は以下の通り。
BA:アクリル酸n-ブチル
TDA:アクリル酸テトラデシル
反応性UVA:反応性紫外線吸収剤(商品名「RUVA-93」、大塚化学社製)
反応性HALS:反応性光安定剤(商品名「LA-82」、ADEKA製)
DMS:3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン
IPA:イソプロピルアルコール
MOA:オルソ酢酸トリメチル
MEK:メチルエチルケトン
DTHP:ジ-t-ヘキシルパーオキシド
V-65:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)
BA:アクリル酸n-ブチル
TDA:アクリル酸テトラデシル
反応性UVA:反応性紫外線吸収剤(商品名「RUVA-93」、大塚化学社製)
反応性HALS:反応性光安定剤(商品名「LA-82」、ADEKA製)
DMS:3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン
IPA:イソプロピルアルコール
MOA:オルソ酢酸トリメチル
MEK:メチルエチルケトン
DTHP:ジ-t-ヘキシルパーオキシド
V-65:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)
<硬化性組成物の調製及び評価>
実施例1~37、比較例1~3
上記合成例で得られた(メタ)アクリル系重合体(A)、(メタ)アクリル系重合体(B)、架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体 (C)、及び市販の原料を表4~7に示す割合で配合し、プラネタリーミキサーを用いて、温度60℃、10Torrの条件で1時間混合することにより硬化性組成物を得た。各組成物から得られた硬化物について引張試験及び耐候性試験を行い、結果を表4~7に示した。
実施例1~37、比較例1~3
上記合成例で得られた(メタ)アクリル系重合体(A)、(メタ)アクリル系重合体(B)、架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体 (C)、及び市販の原料を表4~7に示す割合で配合し、プラネタリーミキサーを用いて、温度60℃、10Torrの条件で1時間混合することにより硬化性組成物を得た。各組成物から得られた硬化物について引張試験及び耐候性試験を行い、結果を表4~7に示した。
表4~7に示された略号の詳細は以下の通り。
UP-1110:商品名「ARUFON UP-1110」(無官能型アクリル重合体、Mw:2500、東亞合成社製)
CCR:商品名「白艶華CCR」(軽質炭酸カルシウム、白石カルシウム社製)
スーパーSS:商品名「スーパーSS」(重質炭酸カルシウム、丸尾カルシウム社製)
R-820:商品名「タイペークR-820」(酸化チタン、石原産業社製)
チヌビンB75:商品名「チヌビンB75」(ヒンダードフェノール、UV吸収剤、ヒンダードアミンの混合物、BASF社製)
U-220H:商品名「ネオスタンU-220H」(ジブチルスズジアセチルアセトナート、日東化成社製)
SH6020:商品名「SH 6020」(3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、ダウ・東レ社製)(密着付与剤)
Z6300:商品名「DOWSIL Z-6300」(ビニルトリメトキシシラン、ダウ・東レ社製)(脱水剤)
UP-1110:商品名「ARUFON UP-1110」(無官能型アクリル重合体、Mw:2500、東亞合成社製)
CCR:商品名「白艶華CCR」(軽質炭酸カルシウム、白石カルシウム社製)
スーパーSS:商品名「スーパーSS」(重質炭酸カルシウム、丸尾カルシウム社製)
R-820:商品名「タイペークR-820」(酸化チタン、石原産業社製)
チヌビンB75:商品名「チヌビンB75」(ヒンダードフェノール、UV吸収剤、ヒンダードアミンの混合物、BASF社製)
U-220H:商品名「ネオスタンU-220H」(ジブチルスズジアセチルアセトナート、日東化成社製)
SH6020:商品名「SH 6020」(3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、ダウ・東レ社製)(密着付与剤)
Z6300:商品名「DOWSIL Z-6300」(ビニルトリメトキシシラン、ダウ・東レ社製)(脱水剤)
比較例2(表6)及び実施例4(表4)の比較から、成分(A)中の炭素数10以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体の共重合割合が30質量%以上である場合に耐候性と破断伸びが改善されることがわかる。また、実施例4(表4)及び実施例20~24(表6)の比較から、この共重合割合が71質量%に近づくほど、耐候性に優れる一方、この共重合割合が95質量%を超えると耐候性が若干低下するので、この共重合割合は95質量%以下が好ましいことがわかる。
実施例1~5(表4)の比較から、成分(A)の分子量が高いほど、耐候性に優れる一方、樹脂の粘度が高くなることがわかる。
実施例3及び6~10(表4)の比較から、成分(A)の1分子中のシリル基数が多いほど耐候性に優れることがわかる。
比較例1(表5)、実施例3(表4)、及び実施例11~14(表5)の比較から、成分(A)中のヒンダードアミン構造の含有量が多いほど耐候性に優れることがわかる。
実施例3(表4)及び実施例15~19の比較から、成分(A)のベンゾトリアゾール構造またはトリアジン構造の含有量が多いほど耐候性に優れることがわかる。
比較例3(表6)、実施例3(表4)及び実施例25~29(表6)の比較から、成分(A)の配合割合が成分(A)~(C)の合計100質量部に対して7質量部に近いほど耐候性に優れる一方、30質量部以下では特に耐候性が良いことがわかる。
実施例30~35(表7)の比較から、成分(B)の含有量が多いほど耐候性に優れる一方で、成分(C)の含有量が多いほど破断伸びが向上することがわかる。
耐候性は溶液重合で合成した(メタ)アクリル酸エステル共重合体を用いた実施例36または実施例37(表7)の方が優れているが、破断伸びは高温塊状重合で合成した(メタ)アクリル酸エステル共重合体を用いた実施例3(表4)の方が優れていることがわかる。
実施例1~5(表4)の比較から、成分(A)の分子量が高いほど、耐候性に優れる一方、樹脂の粘度が高くなることがわかる。
実施例3及び6~10(表4)の比較から、成分(A)の1分子中のシリル基数が多いほど耐候性に優れることがわかる。
比較例1(表5)、実施例3(表4)、及び実施例11~14(表5)の比較から、成分(A)中のヒンダードアミン構造の含有量が多いほど耐候性に優れることがわかる。
実施例3(表4)及び実施例15~19の比較から、成分(A)のベンゾトリアゾール構造またはトリアジン構造の含有量が多いほど耐候性に優れることがわかる。
比較例3(表6)、実施例3(表4)及び実施例25~29(表6)の比較から、成分(A)の配合割合が成分(A)~(C)の合計100質量部に対して7質量部に近いほど耐候性に優れる一方、30質量部以下では特に耐候性が良いことがわかる。
実施例30~35(表7)の比較から、成分(B)の含有量が多いほど耐候性に優れる一方で、成分(C)の含有量が多いほど破断伸びが向上することがわかる。
耐候性は溶液重合で合成した(メタ)アクリル酸エステル共重合体を用いた実施例36または実施例37(表7)の方が優れているが、破断伸びは高温塊状重合で合成した(メタ)アクリル酸エステル共重合体を用いた実施例3(表4)の方が優れていることがわかる。
本発明の硬化性組成物は、優れた耐候性と機械物性を有する硬化物を提供することから、シーリング材、接着剤等に向けた硬化性組成物として好適である。
Claims (9)
- ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系重合体(A)であって、アルキル基の炭素数が10以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来する構造単位を、前記(メタ)アクリル系重合体(A)を構成する全構造単位の合計100質量%に対して、30質量%以上含む重合体。
- 請求項1に記載の(メタ)アクリル系重合体(A)を含む硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体(A)が架橋性シリル基を有する、請求項2に記載の硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体(A)の重量平均分子量が1000以上、21000以下である、請求項2又は3記載の硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体(A)が、さらに、ベンゾトリアゾール構造及びトリアジン構造からなる群より選ばれた少なくとも1つの構造を有する、請求項2~4のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- さらに、架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)(ただし、前記(メタ)アクリル系重合体(A)を除く)を含む、請求項2~5のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- さらに、架橋性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体(C)を含む、請求項2~6のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 請求項2~7のいずれか1項に記載の硬化性組成物を含む、シーリング材組成物。
- 請求項2~7のいずれか1項に記載の硬化性組成物を含む、接着剤組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021126713A JP2023021681A (ja) | 2021-08-02 | 2021-08-02 | 硬化性組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021126713A JP2023021681A (ja) | 2021-08-02 | 2021-08-02 | 硬化性組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023021681A true JP2023021681A (ja) | 2023-02-14 |
Family
ID=85201593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021126713A Pending JP2023021681A (ja) | 2021-08-02 | 2021-08-02 | 硬化性組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023021681A (ja) |
-
2021
- 2021-08-02 JP JP2021126713A patent/JP2023021681A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6500755B2 (ja) | 硬化性組成物 | |
JP6376303B1 (ja) | 硬化性組成物、及びシーリング材組成物 | |
JP7239901B2 (ja) | 硬化性樹脂組成物、並びに、ブロック共重合体及びその製造方法 | |
JP6376301B1 (ja) | 硬化性組成物、及び接着剤組成物 | |
JP2023021680A (ja) | 硬化性組成物 | |
JP6376300B1 (ja) | 硬化性組成物、及び接着剤組成物 | |
JP6376302B1 (ja) | 硬化性組成物、及びシーリング材組成物 | |
JP6808972B2 (ja) | 硬化性組成物 | |
JP5228350B2 (ja) | 湿気硬化性組成物、それを含有する接着剤組成物及びシーリング剤組成物 | |
JP2023021681A (ja) | 硬化性組成物 | |
JP2023072761A (ja) | 硬化性樹脂組成物及びシーリング材組成物 | |
JP5222467B2 (ja) | 組成物 | |
JP7172057B2 (ja) | 硬化性組成物 | |
JP7392907B2 (ja) | 硬化性樹脂組成物及び接着剤組成物 | |
CN111094443B (zh) | 固化性组合物、密封材料组合物、及粘接剂组合物 | |
JP2017088767A (ja) | 硬化性組成物 | |
JP7305943B2 (ja) | 2成分型硬化性組成物 | |
JP2022067431A (ja) | 硬化性組成物 | |
JP7119880B2 (ja) | 2成分型硬化性組成物 | |
JP5177131B2 (ja) | 湿気硬化性組成物、該組成物を含有する接着剤組成物及びシーリング剤組成物 | |
WO2020262273A1 (ja) | ブロック共重合体及び樹脂組成物、並びに、ブロック共重合体の製造方法 | |
JP2022075060A (ja) | 硬化性組成物 | |
CN111094442A (zh) | 固化性组合物、密封材料组合物、及粘接剂组合物 | |
JP2019143116A (ja) | 硬化性組成物、及び接着剤組成物 | |
WO2023248850A1 (ja) | ビニル系重合体及びその製造方法並びに硬化性樹脂組成物 |