JP2023512880A - シーラント組成物 - Google Patents

シーラント組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP2023512880A
JP2023512880A JP2022535144A JP2022535144A JP2023512880A JP 2023512880 A JP2023512880 A JP 2023512880A JP 2022535144 A JP2022535144 A JP 2022535144A JP 2022535144 A JP2022535144 A JP 2022535144A JP 2023512880 A JP2023512880 A JP 2023512880A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
composition
room temperature
rtv
groups
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
Application number
JP2022535144A
Other languages
English (en)
Inventor
ワン、シウイェン
ポン、チアン
クオ、イー
フー、チアン
ツォン、チーピン
リウ、ナンクオ
シェパード、ニック
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Silicones Corp
Original Assignee
Dow Corning Corp
Dow Silicones Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Corning Corp, Dow Silicones Corp filed Critical Dow Corning Corp
Publication of JP2023512880A publication Critical patent/JP2023512880A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K3/1006Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers characterised by the chemical nature of one of its constituents
    • C09K3/1018Macromolecular compounds having one or more carbon-to-silicon linkages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J183/00Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J183/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/14Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/16Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to hydroxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/14Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/18Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to alkoxy or aryloxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265Calcium, strontium or barium carbonate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

硬化して、高い移動能力を有する非汚染性(清浄)シーラントとして使用され得る低弾性率シリコーンエラストマーになる、(i)チタネート及び/又はジルコネート、並びに(ii)金属カルボン酸塩を含む触媒を含有する、一液型低弾性率室温加硫性(RTV)シリコーン組成物。【選択図】なし

Description

本出願は、硬化して、高い移動能力(movement capability)を有する非汚染性(清浄)シーラントとして使用され得る低弾性率シリコーンエラストマーになる、(i)チタネート及び/又はジルコネート、並びに(ii)金属カルボン酸塩を含む触媒を含有する、一液型低弾性室温加硫性(room temperature vulcanisable、RTV)シリコーン組成物に関する。
室温加硫性(RTV)シリコーンゴム組成物(以下、「RTV組成物」と称される)は、周知である。一般に、そのような組成物は、-OH末端ブロック化ジオルガノポリシロキサンポリマー又はアルコキシ末端ブロック化ポリジオルガノシロキサンを含み、これは、末端ケイ素原子間のアルキレン結合と、-OH及び/又はアルコキシ基と反応し、それによって組成物を架橋して、エラストマーシーラント生成物を形成するように設計された1つ以上の好適な架橋剤と、を有し得る。触媒、補強性充填剤、非補強性充填剤、希釈剤(例えば、可塑剤及び/又は延長剤)、鎖延長剤、難燃剤、耐溶剤添加剤、殺生物剤などの1つ以上の追加の成分もまた、必要に応じてこれらの組成物に多くの場合組み込まれる。それらは、一液型組成物又は多液型組成物であり得る。一液型組成物は、一般に、早期硬化を防止するために実質的に無水形態で保存される。これらの組成物における湿気の主な供給源は、唯一ではないにしても、無機充填剤、例えば、存在する場合シリカである。当該充填剤は、他の成分と混合する前に無水にされ得るか、又は混合プロセス中に混合物から水/湿気が抽出されて、得られたシーラント組成物が実質的に無水であることを確実にし得る。
少なくとも1つのSi-アルコキシ結合、例えば、末端反応性シリル基中のSi-メトキシ結合を有し、ポリジオルガノシロキサンポリマー骨格を有するシリコーンシーラント組成物は、それらが低い粘度並びに良好な水分透過性、接着性、及び耐候性を有するため、建設産業におけるシーラントに広く使用されている。このようなシーラントは、多くの場合、少量の応力によって高度に伸縮することができる低弾性率硬化生成物を提供するために必要とされる。建設産業はまた、塗布前に成分を混合する必要性が不要になる一成分型組成物及び優れた作業性を有する組成物も好む。
低弾性率室温加硫性(RTV)シリコーン組成物は、多種多様な用途で使用され得る。例えば、それらは、高速道路シーラントとして、そしてより最近、建築物建築産業においてかなりの商業的成功を達成している。高層建築物の建設などの特定の用途では、窓ガラスを建築物構造のフレーム(金属又は他のもの)に接着するための低弾性率シーラント及び/又は接着剤を利用することが、望ましく、多くの場合重要である。低弾性率特性は、結果として得られる硬化シリコーンエラストマーが、凝集又は接着破壊を引き起こすことなく、風などによる建物の動きによって容易に圧縮及び膨張することを可能にする。
実際、「鏡のような」高層建築物、すなわち、建築物の外部が大きな鏡である外観を有する高層建築物に対する最近の建築傾向は、審美的かつエネルギー節約の理由の両方のために、そのような効果をもたらすための好適な低弾性率シリコーンシーラントを提供することへの大きな関心の存在をもたらしている。
低弾性率シーラントは、典型的には、反応基で末端ブロックされるが、低架橋密度を有する架橋エラストマー生成物を生成するために、ポリマー鎖に沿ってケイ素原子に結合している低レベルの反応基を有する、高い分子量/鎖長のポリジオルガノシロキサンポリマーに依存する。そのようなポリマーは、多くの場合、好適な反応性シランが組成物の硬化中に鎖延長剤として利用され得る鎖延長プロセスを使用して調製されている。しかしながら、そのような高分子量ポリマーの使用は、典型的には、特に補強性充填剤も組成物に導入される場合、高粘度組成物をもたらす。
補強性充填剤は、組成物のコスト及びレオロジーの両方と、耐摩耗性、引張及び引き裂き強度、硬度、並びに弾性率などの、硬化時に組成物から形成された結果として得られるエラストマー材料の物理的特性とに重要な寄与をもたらす。例えば、微粒子ヒュームドシリカは、シリコーンシーラントが硬化エラストマーの強度を改善するために作製される組成物において使用される。充填剤並びに液体組成物中の高分子量ポリマーを含めることは、組成物の硬化及び組成物の流動性の低下をもたらし、その結果、より大量の充填剤が使用される場合の組成物の所望の均質混合状態を達成するための、混合中の増加し加えられた剪断に対する必要性をもたらす。これは、多くの場合、ガン塗布可能(gunnable)である、すなわち、シーラントガンを使用してシーラントチューブから未硬化のシーラントを押し出す手段によって塗布されるようにされる、室温硬化材料における主要な問題であり得る。
非反応性液体可塑剤/延長剤(プロセス助剤と呼ばれることもある)の導入は、低弾性率シーラントを生成するために利用されている。それらは、未硬化組成物の粘度を低下させる手段として使用される。しかしながら、硬化すると、シーラント内の未反応性液体は、移動し、潜在的にシーラントからしみ出す場合があり、長期間にわたって、シーラント破損をもたらす可能性があり、多くの場合隣接する基材中/上の汚染及び変色を引き起こす。
別の公知の問題は、スズ(iv)触媒がシーラント組成物において使用される場合、結果として得られるエラストマーでは、硬化時に、例えば、建築物が、例えば、延長した寿命にわたる天候条件により動く場合の膨張及び回復する能力が損なわれる傾向があるように理解される。このタイプの生成物は、低弾性率シーラントが、多くの場合高弾性率シーラントよりも低い回復特性を有するように見出されるため、膨張及び収縮に追従することができない。
アルコキシチタン化合物、すなわちアルキルチタネートが一成分型水分硬化性シリコーンを配合するための好適な触媒であることは、当業者に周知である(参考文献:Noll,W.;Chemistry and Technology of Silicones,Academic Press Inc.,New York,1968,p.399,Michael A.Brook,silicon in organic,organometallic and polymer chemistry,John Wiley&sons,Inc.(2000),p.285)。チタネート触媒は、スキン/拡散硬化した一液型縮合硬化型シリコーン組成物におけるそれらの使用について、広く記載されている。スキン又は拡散硬化(例えば、湿気/縮合)は、シーラント/封入材が基材表面に塗布された後、組成物/空気界面での硬化スキンの初期形成によって生じる。表面スキンの形成の後、硬化速度は、シーラント/封入材と空気との界面からの内部(又はコア)への水分の拡散速度、並びに、材料の内部(又はコア)から外部(又は表面)への縮合反応副生成物/排出物の拡散及び時間の経過による外部/表面から内部/コアへの硬化スキンの漸進的増粘によって変動する。これらの組成物は、典型的には、使用時に組成物が15mm以下の層で塗布される用途において使用される。15mmより厚い層は、水分が非常に深い区分に拡散するのが非常に遅いため、そうでなければ硬化したエラストマーの深さに存在する未硬化材料をもたらすことが知られている。
本明細書の開示は、硬化時に、例えば、100%伸びで0.4MPa以下の低弾性率を有するシーラントを提供し、花崗岩、石灰石、大理石、石積み、金属及び複合パネルのような多孔質基材に対して非汚染(清浄)である、一液型低弾性率室温加硫性(RTV)シリコーン組成物を提供しようとするものである。
一液型縮合硬化性低弾性率室温加硫性(RTV)シリコーン組成物であって、
(a)組成物の35~60重量%の量の、次の式の1分子当たり少なくとも2つのヒドロキシル基又は加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンポリマーであって、
Figure 2023512880000001
式中、各Xは、独立して、ヒドロキシル基又は加水分解性基であり、各Rは、アルキル、アルケニル、又はアリール基であり、各Rは、X基、アルキル基、アルケニル基、又はアリール基であり、Zは、二価有機基であり、
dは、0又は1であり、qは、0又は1であり、d+q=1であり、nは、0、1、2、又は3であり、yは、0、1、又は2であり、かつ優先的に2であり、zは、当該オルガノポリシロキサンポリマーが、25℃で、30,000~80,000mPa・s、あるいは25℃で、40,000~75,000mPa・sの粘度を有するような整数である、オルガノポリシロキサンポリマーと、
(b)組成物の30~55重量%の量の疎水的に処理された補強性充填剤と、
(c)組成物の0.5~5重量%の量の1つ以上の二官能性シランと、
(d)(i)チタネート及び/又はジルコネート、並びに(ii)金属カルボン酸塩を含む触媒と、
(e)組成物の0.1~1重量%の量の接着促進剤と、
(f)組成物の0~3重量%の量の少なくとも3つの官能基を有する1つ以上の反応性シランと、を含む一液型縮合硬化性低弾性率室温加硫性(RTV)シリコーン組成物が、提供される。
本明細書では、全ての成分を一緒に混合することによって、上記組成物を作製する方法も提供される。
本明細書では、先に記載されたような組成物の硬化生成物であるエラストマーシーラント材料も提供される。
ファサード、絶縁ガラス、窓建設、自動車、ソーラー、及び建設分野におけるシーラントとしての、上記組成物の使用も提供される。
2つの基材間の封止をもたらすようにそれらの間の空間を充填するための方法であって、
a)先に記載されたようなシリコーン組成物を用意することと、
b)シリコーン組成物を、第1の基材に塗布し、第2の基材を、第1の基材に塗布されているシリコーン組成物と接触させること、又は
c)第1の基材及び第2の基材の配置によって形成された空間を、シリコーン組成物で充填し、シリコーン組成物を硬化させることのいずれかと、を含む、方法も提供される。
本明細書で使用する場合、「含む(comprising)」の観念は、その最も広い意味で使用され、「含む(include)」、及び「からなる(consist of)」という概念を意味し、これを包含する。
本出願の目的で、「置換」とは炭化水素基中の1個以上の水素原子が別の置換基で置換されていることを意味する。このような置換基の例としては、塩素、フッ素、臭素及びヨウ素などのハロゲン原子;クロロメチル基、ペルフルオロブチル基、トリフルオロエチル基、及びノナフルオロヘキシル基などのハロゲン原子含有基;酸素原子;(メタ)アクリル基及びカルボキシル基などの酸素原子含有基;窒素原子;アミノ官能基、アミド官能基、及びシアノ官能基などの窒素原子含有基;硫黄原子;並びにメルカプト基などの硫黄原子含有基が挙げられるが、これらに限定されない。
組成物は、好ましくは、加熱することなく室温で硬化するという点で、室温加硫性組成物であるが、適切と考えられる場合、加熱により促進され得る。
オルガノポリシロキサンポリマー(a)は、次の式の1分子当たり少なくとも2つのヒドロキシル基又は加水分解性基を有し、
Figure 2023512880000002
式中、各Xは、独立して、ヒドロキシル基又は加水分解性基であり、各Rは、アルキル、アルケニル、又はアリール基であり、各Rは、X基、アルキル基、アルケニル基、又はアリール基であり、Zは、二価有機基であり、
dは、0又は1であり、qは、0又は1であり、d+q=1であり、nは、0、1、2、又は3であり、yは、0、1、又は2であり、zは、当該オルガノポリシロキサンポリマー(a)が、ASTM D 1084-16に準拠し、1rpmでスピンドルCP-52を有するブルックフィールド回転粘度計を使用して、25℃で、30,000~80,000mPa・s、あるいは25℃で、40,000~75,000mPa・sの粘度を有するような整数である。
オルガノポリシロキサン(a)の各X基は、同じであっても異なっていてもよく、ヒドロキシル基、又は縮合性若しくは加水分解性基であり得る。用語「加水分解性基」は、室温で水によって加水分解されるケイ素に結合した任意の基を意味する。加水分解性基Xは、式-OTの基を含み、式中、Tは、メチル、エチル、イソプロピル、オクタデシルなどのアルキル基、アリル、ヘキセニルなどのアルケニル基、シクロヘキシル、フェニル、ベンジル、β-フェニルエチルなどの環状基、2-メトキシエチル、2-エトキシイソプロピル、2-ブトキシイソブチル、p-メトキシフェニル、又は-(CHCHO)CHなどの炭化水素エーテル基である。
最も好ましいX基は、ヒドロキシル基又はアルコキシ基である。例示的なアルコキシ基は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシオクタデシルオキシ、及び2-エチルヘキソキシ、メトキシメトキシ又はエトキシメトキシなどのジアルコキシ基、エトキシフェノキシなどのアルコキシアリールオキシである。最も好ましいアルコキシ基は、メトキシ基あるいはエトキシ基である。d=1の場合、nは、典型的には0又は1であり、各Xは、アルコキシ基、あるいは1~3個の炭素を有するアルコキシ基、あるいはメトキシ又はエトキシ基である。そのような場合、オルガノポリシロキサンポリマー(a)は、以下の構造を有し、
3-nSi-(Z)-(R SiO(4-y)/2-(SiR 2-Z)-Si-R3-n
式中、R、R、Z、y、及びzは、以前に上で特定されたのと同じであり、nは、0又は1であり、各Xは、アルコキシ基である。
各Rは、アルキル基、あるいは1~10個の炭素原子、あるいは1~6個の炭素原子、あるいは1~4個の炭素原子を有するアルキル基、あるいはメチル又はエチル基、アルケニル基、あるいは2~10個の炭素原子、あるいは2~6個の炭素原子を有するアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、及びヘキセニル基、芳香族基、あるいは6~20個の炭素原子を有する芳香族基、3,3,3-トリフルオロプロピル基などの置換脂肪族有機基、アミノアルキル基、ポリアミノアルキル基、及び/又はエポキシアルキル基、から個別に選択される。
各Rは、X又はRからなる群から個別に選択されるが、但し、1分子当たり累積で少なくとも2つのX基及び/又はR基は、ヒドロキシル基又は加水分解性基である。いくつかのR基は、ポリマー主鎖からの、シロキサン分岐であり得、その分岐は、先に記載されたような末端基を有し得ることが可能である。最も好ましいRは、メチルである。
各Zは、独立して、1~10個の炭素原子を有するアルキレン基から選択される。一代替例では、各Zは、独立して、2~6個の炭素原子を有するアルキレン基から選択され、更なる代替例では、各Zは、独立して、2~4個の炭素原子を有するアルキレン基から選択される。各アルキレン基は、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、及び/又はヘキシレン基から個別に選択され得る。
加えて、nは、0、1、2、又は3であり、dは、0又は1であり、qは、0又は1であり、d+q=1である。一代替では、qが1である場合、nは、1又は2であり、各Xは、OH基又はアルコキシ基である。別の代替例では、dが1である場合、nは、0又は1であり、各Xは、アルコキシ基である。
オルガノポリシロキサンポリマー(a)は、ASTM D 1084-16に準拠し、1rpmでスピンドルCP-52を有するブルックフィールド回転粘度計を使用して、25℃で、30,000~80,000mPa・s、あるいは25℃で、40,000~75,000mPa・sの粘度を有し、zは、したがって、そのような粘度を可能にする整数であり、あるいはzは、300~5000の整数である。yは、0、1、又は2であるが、実質的にy=2であり、例えば、R SiO(4-y)/2基の少なくとも90%、あるいは95%が、y=2で特徴付けられる。
オルガノポリシロキサンポリマー(a)は、式(1)によって表される単一のシロキサンであり得るか、又は上記式によって表されるオルガノポリシロキサンポリマーの混合物であり得る。したがって、オルガノポリシロキサンポリマー(a)に関する「シロキサンポリマー混合物」という用語は、任意の個々のオルガノポリシロキサンポリマー(a)又はオルガノポリシロキサンポリマー(a)の混合物を含むことを意味する。
重合度(Degree of Polymerization、DP)(すなわち、実質的に上記式におけるz)は、通常、シリコーンの巨大分子若しくはポリマー又はオリゴマー分子中のモノマー単位の数として定義される。合成ポリマーは、異なる重合度を有する巨大分子種、したがって異なる分子量を有する巨大分子種の混合物から本質的になる。異なるタイプの平均ポリマー分子量が存在し、それらは異なる実験で測定することができる。2つの最重要のものは、数平均分子量(number average molecular weight、Mn)及び重量平均分子量(weight average molecular weight、Mw)である。シリコーンポリマーのMn及びMwは、ゲル浸透クロマトグラフィ(Gel permeation chromatography、GPC)によって、約10~15%の精度で測定することができる。この技術は標準的であり、Mw、Mn、及び多分散指数(polydispersity index、PI)が得られる。重合度(DP)=Mn/Muであり、式中、MnはGPC測定からの数平均分子量であり、Muはモノマー単位の分子量である。PI=Mw/Mnである。DPは、Mwによりポリマーの粘度に関連し、DPが高くなるほど粘度が高くなる。オルガノポリシロキサンポリマー(a)は、組成物の35~60重量%、あるいは35~55%、あるいは40~55重量%の量で、組成物中に存在する。
補強性充填剤(b)は、例えば、シリカ若しくは沈殿炭酸カルシウムを有する粉砕炭酸カルシウムなどの、米包灰又はその混合物を含む、沈殿炭酸カルシウム、粉砕炭酸カルシウムヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び/又は沈殿シリカなどの1つ以上の細かく分割された補強性充填剤を含む。典型的には、補強性充填剤(b)の表面積は、BET法(ISO 9277:2010)に準拠して測定して、沈降炭酸カルシウムの場合、少なくとも15m/g以上、あるいは沈降炭酸カルシウムの場合、15~50m/g、あるいは15~25m/gである。シリカ補強性充填剤は、少なくとも50m/gの典型的な表面積を有する。一実施形態では、補強性充填剤(b)は、沈降炭酸カルシウム、沈降シリカ及び/又はヒュームドシリカ、あるいは沈降炭酸カルシウムである。高表面積ヒュームドシリカ及び/又は高表面積沈降シリカの場合、これらは、BET法(ISO 9277:2010)に準拠して測定して、75~400m/g、あるいはBET法(ISO 9277:2010)に準拠して、100~300m/gの表面積を有し得る。ヒュームドシリカの粒子サイズは、補強性充填剤について50nm未満、かつ/又は典型的には、半補強性充填剤について70~150mnであり得る。
典型的には、補強性充填剤は、組成物の30~55重量%の量で組成物中に存在する。
補強性充填剤(b)は、例えば1つ以上の脂肪酸、例えばステアリン酸などの脂肪酸、若しくはステアレートなどの脂肪酸エステルで、又はオルガノシラン、ポリジオルガノシロキサン、若しくはオルガノシラザンヘキサアルキルジシラザン、又は短鎖シロキサンジオールで、疎水性処理して、充填剤を疎水性にし、ひいては他の接着剤構成成分との均質混合物の取扱い及び入手をより容易にする。充填剤の表面処理は、ベース構成成分のオルガノシロキサンポリマー(a)によってそれらを容易に濡らす。これらの表面改質充填剤は、固まらず、組成物のオルガノシロキサンポリマー(a)に均質に組み込まれ得る。これによって、未硬化組成物の室温での機械的特性が改善される。充填剤は、前処理され得るか、又はオルガノポリシロキサンポリマー(a)と混合される場合、その場で処理され得る。
本明細書の組成物はまた、少なくとも1つの二官能性シラン(c)を含む。二官能性シラン(c)は、オルガノポリシロキサンポリマー(a)の架橋剤及び/又は鎖延長剤として利用される。
二官能性シランは、以下の構造を有し得、
(R-Si-(R
式中、各Rは、オルガノポリシロキサンポリマー(a)の-OH基又は加水分解性基と非反応性であるという点で、同じであっても異なっていてもよいが、非官能基である。したがって、各R基は、1~10個の炭素原子を有するアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はフェニルなどのアリール基から選択される。一代替例では、R基は、アルキル基又はアルケニル基のいずれかであり、あるいは1分子当たり1つのアルキル基及び1つのアルケニル基が存在し得る。アルケニル基は、例えば、ビニル、プロペニル、及びヘキセニル基などの直鎖又は分岐状アルケニル基から選択され得、アルキル基は、メチル、エチル、又はイソプロピルなどの1~10個の炭素原子を有する。
それぞれの基Rは、同じであっても異なっていてもよく、水酸基又は加水分解性基と反応可能である。基Rの実施例としては、アルコキシ、アセトキシ、オキシム、ヒドロキシ、及び/又はアセトアミド基が挙げられる。あるいは、各Rは、アルコキシ基又はアセトアミド基のいずれかであり得る。Rがアルコキシ基である場合、1~10個の炭素原子を有する当該アルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロプロキシ、ブトキシ、及びt-ブトキシ基。本明細書の構成成分(c)のための好適なシランの具体例としては、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルエチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルエチルジエトキシシランなどのアルケニルアルキルジアルコキシシラン、ビニルメチルジオキシモシラン、ビニルエチルジオキシモシラン、ビニルメチルジオキシモシラン、ビニルエチルジオキシモシランなどのアルケニルアルキルジオキシモシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルエチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルエチルジアセトキシシランなどのアルケニルアルキルジアセトキシシラン、並びにビニルメチルジヒドロキシシラン、ビニルエチルジヒドロキシシラン、ビニルメチルジヒドロキシシラン及びビニルエチルジヒドロキシシランなどのアルケニルアルキルジヒドロキシシランが挙げられる。
がアセトアミドである場合、ジシロキサンは、ジアルキルジアセトアミドシラン又はアルキルアルケニルジアセトアミドシランであり得る。そのようなジアセトアミドシランは、例えば、米国特許第5017628号及び同第3996184号に記載されているような低弾性率シーラント配合物のための公知の鎖延長材料である。ジアセトアミドシランは、例えば、次の構造を有し得、
CH-C(=O)-NR-Si(R-NR-C(=O)-CH
式中、各Rは、同じであっても異なっていてもよく、上記で定義されるようなRと同じであってもよく、あるいは、各Rは同じであっても異なっていてもよく、1~6個の炭素、あるいは1~4個の炭素を有するアルキル基を含んでもよい。各Rはまた、同じであっても異なっていてもよく、また、上記で定義されるようなRと同じであってもよく、1~6個の炭素、あるいは1~4個の炭素を有するアルキル基、又は2~6個の炭素、あるいは2~4個の炭素を有するアルケニル基、あるいはビニルを含んでもよい。使用中、ジアセトアミドシランは、以下のうちの1つ以上から選択され得る。-
N,N’-(ジメチルシリレン)ビス[N-メチルアセトアミド]
N,N’-(ジメチルシリレン)ビス[N-エチルアセトアミド]
N,N’-(ジエチルシリレン)ビス[N-メチルアセトアミド]
N,N’-(ジエチルシリレン)ビス[N-エチルアセトアミド]
N,N’-(ジメチルシリレン)ビス[N-プロピルアセトアミド]
N,N’-(ジエチルシリレン)ビス[N-プロピルアセトアミド]
N,N’-(ジプロピルシリレン)ビス[N-メチルアセトアミド]
N,N’-(ジプロピルシリレン)ビス[N-エチルアセトアミド]
N,N’-(メチルビニルシリレン)ビス[N-エチルアセトアミド]
N,N’-(エチルビニルシリレン)ビス[N-エチルアセトアミド]
N,N’-(プロピルビニルシリレン)ビス[N-エチルアセトアミド]
N,N’-(メチルビニルシリレン)ビス[N-メチルアセトアミド]
N,N’-(エチルビニルシリレン)ビス[N-メチルアセトアミド]及び/又は
N,N’-(プロピルビニルシリレン)ビス[N-メチルアセトアミド]。
代替例では、ジアルキルジアセトアミドシランは、N,N’-(ジメチルシリレン)ビス[N-エチルアセトアミド]及び/又はN,N’-(ジメチルシリレン)ビス[N-メチルアセトアミド]から選択されるジアルキルジアセトアミドシランであり得る。あるいは、ジアルキルジアセトアミドシランは、N,N’-(ジメチルシリレン)ビス[N-エチルアセトアミド]である。
二官能性シラン(c)は、組成物の0.5~5重量%の量で存在する。
先に記載されたように、触媒(d)は、(i)チタネート及び/又はジルコネート、並びに(ii)金属カルボン酸塩を含む触媒である。本明細書で定義されるようなシーラント組成物に含めるために選択される触媒(d)中のチタネート及び/又はジルコネート(i)は、必要な硬化速度に依存する。チタネート及び/又はジルコネート系触媒は、一般式Ti[OR又はZr[ORに従う化合物を含み得、式中、各Rは、同じでも異なっていてもよく、1~10個の炭素原子を含有する直鎖状又は分岐状であり得る一価の、一級、二級、又は三級脂肪族炭化水素基を表す。任意選択的に、チタネート及び/又はジルコネート系触媒は、部分不飽和基を含有し得る。しかしながら、Rの好ましい例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、三級ブチル、及び2,4-ジメチル-3-ペンチルなどの分岐状二級アルキル基が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、各Rが同じである場合、Rは、イソプロピル、分岐状二級アルキル基又は三級アルキル基、特に三級ブチルである。好適な例としては、例えばテトラ-n-ブチルチタネート、テトラ-t-ブチルチタネート、テトラ-t-ブトキシチタネート、テトライソプロポキシチタネート、及びジイソプロポキシジエチルアセトアセテートチタネート(並びにジルコネートの均等物)が挙げられる。あるいは、チタネート/ジルコネートは、キレート化され得る。キレート化は、アルキルアセチルアセトネート、例えばメチル又はエチルアセチルアセトネートなどの、任意の好適なキレート剤によってもよい。あるいは、チタネートは、3つのキレート剤をもたらすモノアルコキシチタネート、例えば2-プロパノラト、トリスイソオクタデカノアトチタネートであってもよい。
本開示では、触媒(d)はまた、金属が、亜鉛、アルミニウム、ビスマス、鉄、及び/又はジルコニウムのうちの1つ以上から選択される(ii)金属カルボン酸塩も含む。カルボキシレート基は、式R15COOのものであり、R15は、水素、アルキル基、アルケニル基、及びアリール基から選択される。R15に対する有用なアルキル基の例としては、1~18個の炭素原子、あるいは1~8個の炭素原子を有するアルキル基が挙げられる。R15に対する有用なアルケニル基の例としては、ビニル、2-プロペニル、アリル、ヘキセニル、及びオクテニルなどの、2~18個の炭素原子、あるいは2~8個の炭素原子を有するアルケニル基が挙げられる。R15に対する有用なアリール基の例としては、フェニル及びベンジルなどの、6~18個の炭素原子、あるいは6~8個の炭素原子を有するアリール基が挙げられる。あるいは、R15は、メチル、2-プロペニル、アリル、及びフェニルである。したがって、触媒(エ)中の金属カルボン酸塩(ii)は、カルボン酸亜鉛(II)、カルボン酸アルミニウム(III)、カルボン酸ビスマス(III)、及び/若しくはカルボン酸ジルコニウム(IV)、アルキルカルボン酸亜鉛(II)、アルキルカルボン酸アルミニウム(III)、アルキルカルボン酸ビスマス(III)、及び/若しくはアルキルカルボン酸ジルコニウム(IV)、又はこれらの混合物であり得る。触媒(d)中の金属カルボン酸塩(ii)の具体例としては、エチルヘキサン酸亜鉛、エチルヘキサン酸ビスマス、ステアリン酸亜鉛、ウンデシレン酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、及び2-エチルヘキサン酸鉄(III)が挙げられる。触媒(d)のチタネート及び/又はジルコネート(i)、並びに金属カルボン酸塩(ii)は、1:4~4:1のモル比で提供される。
触媒(d)は、典型的には、組成物の0.25~4.0重量%、あるいは組成物の0.25~3重量%、あるいは組成物の0.3~2.5重量%の量で存在する。
好ましくはないが、適切又は必要とみなされる場合、任意選択的に触媒(e)はまた、スズ触媒を更に含み得る。追加のスズ系縮合触媒は、総組成物の硬化に触媒作用を及ぼすのに好適な任意の触媒であり得る。当該スズ触媒は、使用される場合、触媒(e)の他の構成成分と混和する必要がある。
先に記載されたような組成物はまた、1つ以上の接着促進剤(e)を組み込んでもよい。好ましくは、接着促進剤(e)は、アミノシラン系である。アミノシランは、次のものを含み、-
(CH(R’O)3-nSi-Z-N(H)-(CH-NH
式中、各R’は同じであっても異なっていてもよく、1~10個の炭素原子を含有するアルキル基であり、nは0又は1であり、Zは2~10個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状アルキレン基であり、mは2~10である。各R’は同じであっても異なっていてもよく、1~10個の炭素原子を有するアルキル基、あるいは1~6個の炭素原子、あるいは1~4個の炭素原子を有するアルキル基であり、あるいはメチル基又はエチル基である。一代替例では、少なくとも2つのR’基は同じであり、あるいは全てのR’基は同じである。少なくとも2つのR’基が同じ、あるいは全てのR’基が同じである場合、それらは、メチル基又はエチル基であることが好ましい。0個又は1個のn基が存在し得る。Zは、2~10個の炭素、あるいは2~6個の炭素を有する直鎖又は分岐鎖アルキレン基であり、例えば、Zは、プロピレン基、ブチレン基、又はイソブチレン基であり得る。2~10個のm基があってもよく、一代替例では、mは2~6であってもよく、別の代替例では、mは2~5であってもよく、なおも更なる代替例では、mは2又は3であってもよく、あるいは、mは2である。具体例としては、(エチレンジアミンプロピル)トリメトキシシラン(N-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン)及び(エチレンジアミンプロピル)トリエトキシシランが挙げられるが、これらに限定されない。N-(2-アミノエチル)-3-アミノイソブチルメチルジメトキシシラン。
接着促進剤(e)は、任意選択的に、組成物の0~3重量%の量で、あるいは組成物の0~2重量%の量で、あるいは組成物の0~1重量%組成物の0.1~1重量%の量で存在する。
反応性シラン(f)は、存在する場合、架橋剤として機能する。反応性シラン(f)は、次の構造を有するシランから選択され得、
Si(OR4-j
式中、各Rは、同じであっても異なっていてもよく、少なくとも1つの炭素、あるいは1~20個の炭素、あるいは1~10個の炭素、あるいは1~6個の炭素を含有するアルキル基である。jの値は、0又は1である。各R基は同じであっても異なっていてもよいが、少なくとも2つのR基は同じであるか、あるいは少なくとも3つのR基は同じであるか、あるいは、jが0である場合、全てのR基は同じであることが好ましい。したがって、jがゼロである場合、反応性シラン(f)の具体例としては、テトラエチルオルトシリケート、テトラプロピルオルトシリケート、テトラ(n-)ブチルオルトシリケート、及びテトラ(t-)ブチルオルトシリケートが挙げられる。
jが1である場合、R基が存在する。Rは、
少なくとも1つの炭素を有する置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐状の一価炭化水素基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、又は前述のうちのいずれか1つから選択されるケイ素結合有機基であり、炭素に結合した少なくとも1つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、又はエポキシ基、グリシジル基、アシル基、カルボキシル基、エステル基、アミノ基、アミド基、(メタ)アクリル基、メルカプト基、若しくはイソシアネート基を有する有機基によって置換されてもよい。Rとして好適な非置換一価炭化水素基としては、アルキル基、例えば、メチル、エチル、プロピル、及び他のアルキル基、ビニルなどのアルケニル基、シクロペンタン基及びシクロヘキサン基を含み得るシクロアルキル基を挙げることができる。Rに、又はそれとして好適な置換基としては、例として、3-ヒドロキシプロピル基、3-(2-ヒドロキシエトキシ)アルキル基、ハロプロピル基、3-メルカプトプロピル基、トリフルオロアルキル基、例えば、3,3,3-トリフルオロプロピル基、2,3-エポキシプロピル基、3,4-エポキシブチル基、4,5-エポキシペンチル基、2-グリシドキシエチル基、3-グリシドキシプロピル基、4-グリシドキシブチル基、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル基、3-(3,4-エポキシシクロヘキシル)アルキル基、アミノプロピル基、N-メチルアミノプロピル基、N-ブチルアミノプロピル基、N,N-ジブチルアミノプロピル基、3-(2-アミノエトキシ)プロピル基、メタクリルオキシアルキル基、アクリルオキシアルキル基、カルボキシアルキル基、例えば3-カルボキシプロピル基、10-カルボキシデシル基を挙げることができる。
好適な反応性シラン(f)の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリス(イソプロペノキシ)シラン又はビニルトリス(イソプロペノキシ)シラン、3-ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3-ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(2-ヒドロキシエトキシ)エチルトリエトキシシラン、3-(2-ヒドロキシエトキシ)エチルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3,3,3-トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、2,3-エポキシプロピルトリエトキシシラン、2,3-エポキシプロピルトリメトキシシラン、3,4-エポキシブチルトリエトキシシラン、3,4-エポキシブチルトリメトキシシラン、4,5-エポキシペンチルトリエトキシシラン、4,5-エポキシペンチルトリメトキシシラン、2-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、2-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、4-グリシドキシブチルトリエトキシシラン、4-グリシドキシブチルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、N-メチルアミノプロピルトリエトキシシラン、N-メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N-ブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N,N-ジブチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエトキシ)プロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-カルボキシプロピルトリエトキシシラン、及び10-カルボキシデシルトリエトキシシランが挙げられるが、これらに限定されない。
反応性シラン(f)は、組成物の0~3重量%の量で存在し得る。
必要に応じて任意選択の添加剤を使用してもよい。これらは、非補強性充填剤、顔料、レオロジー調整剤、硬化調整剤、及び防カビ剤及び/又は殺生物剤などを含み得る。添加剤の一部は複数の添加剤のリストに挙げられることが理解される。その場合、このような添加剤は言及されている全ての異なる用途で機能する能力を有する。
単独で、又は上記に加えて使用することができる非補強性充填剤としては、アルミナイト、硫酸カルシウム(無水石膏)、石膏、ネフェリン、スベナイト(svenite)、石英、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリンなどの粘土、粉砕炭酸カルシウム、三水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム(水滑石)、黒鉛、炭酸銅、例えばマラカイト、炭酸ニッケル、例えばザラカイト(zarachite)、炭酸バリウム、例えば毒重石、及び/又は炭酸ストロンチウム、例えばストロンチアナイトが挙げられる。
酸化アルミニウム、かんらん石族;ざくろ石族;アルミノケイ酸塩;環状ケイ酸塩;鎖状ケイ酸塩;及び層状ケイ酸塩からなる群からのケイ酸塩が挙げられる。かんらん石族は、ケイ酸塩鉱物、例えばフォルステライト及びMgSiOを含むが、これらに限定されない。ざくろ石族は、赤色ざくろ石;MgAlSi12;緑ざくろ石;及びCaAlSi12などの粉砕ケイ酸塩鉱物を含むが、これらに限定されない。アルミノケイ酸塩は、ケイ線石;AlSiO;ムライト;3Al.2SiO;カイヤナイト;及びAlSiOなどの粉砕ケイ酸塩鉱物を含むが、これらに限定されない。
環状ケイ酸塩族は、コージェライト及びAl(Mg、Fe)[SiAlO18]などのケイ酸塩鉱石を含むが、これらに限定されない。鎖状ケイ酸塩族は、粉砕ケイ酸塩鉱物、例えば、珪灰石及びCa[SiO]を含むが、これらに限定されない。
層状ケイ酸塩は、雲母;KAI14[SiAl20](OH);葉蝋石;Al[Si20](OH);タルク、Mg[Si20](OH);蛇絞石、例えばアスベスト;カオリナイト;Al[Si10](OH);及びバーミキュライトなどのケイ酸塩鉱物が挙げられるが、これらに限定されない。
更に、充填剤の表面処理は、例えば、ステアリン酸エステル、ステアリン酸、ステアリン酸の塩、ステアリン酸カルシウム、及びカルボキシレートポリブタジエンなどの脂肪酸又は脂肪酸エステルなどを用いて行うことができる。ケイ素含有材料ベースの処理剤としては、オルガノシラン、オルガノシロキサン、又はオルガノシラザンヘキサアルキルジシラザン若しくは短鎖シロキサンジオールを挙げることができ、それによって充填剤が疎水性になり、したがって容易に取扱うことができるようになり、他のシーラント成分との均質混合物が得られる。充填剤を表面処理は、シリコーンポリマーによって粉砕シリケート鉱物を容易に濡らす。これらの表面改質充填剤は、固まらず、シリコーンポリマー中に均質に組み込まれ得る。これによって、未硬化組成物の室温での機械的特性が改善される。更に、この表面処理充填剤により、未処理材料又は原料よりも低い伝導性が得られる。
本発明の組成物はまた、シーラント組成物などの、ケイ素結合ヒドロキシル基又は加水分解性基に基づく水分硬化性組成物における使用について公知の他の成分を含んでもよい。
顔料は必要に応じて利用され、組成物を着色する。組成物と適合性がある限り、任意の好適な顔料を用いることができる。存在する場合、カーボンブラックは、非補強性充填剤及び着色剤の両方として機能し、触媒パッケージ組成物の1~30重量%、あるいは触媒パッケージ組成物の1~20重量%、あるいは触媒パッケージ組成物の5~20重量%、あるいは触媒組成物の7.5~20重量%の範囲で存在する。
本発明による水分硬化性組成物中に組み込むことができるレオロジー調整剤としては、シリコーン有機コポリマー、例えばポリエーテル又はポリエステルのポリオールに基づく欧州特許第0802233号に記載されているもの;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エトキシル化ヒマシ油、オレイン酸エトキシレート、アルキルフェノールエトキシレート、コポリマー若しくはエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド、及びシリコーンポリエーテルコポリマーからなる群から選択されるノニオン性界面活性剤;並びにシリコーングリコールが挙げられる。いくつかの系について、これらのレオロジー調整剤、特に、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのコポリマー、及びシリコーンポリエーテルコポリマーにより、基材、特に可塑性基材に対する接着を増強することができる。
必要な場合、殺生物剤を組成物中で更に使用することができる。用語「殺生物剤」は、殺菌剤、殺真菌剤、及び殺藻剤などを包含するものであることに留意されたい。本明細書に記載の組成物中で使用することができる、有用な殺生物剤の好適な例としては、例えば:
カルバメート、例えば、メチル-N-ベンゾイミダゾール-2-イルカルバメート(カルベンダジム)及び他の好適なカルバメートなど、10,10’-オキシビスフェノキサシン、2-(4-チアゾリル)-ベンゾイミダゾール、
N-(フルオロジクロロメチルチオ)フタルイミド、ジヨードメチルp-トリルスルホン、紫外線安定剤との組み合わせに適切な場合、2,6-ジ(tert-ブチル)-p-クレゾール、3-ヨード-2-プロピニル(propinyl)ブチルカルバメート(3-iodo-2-propinyl butylcarbamate、IPBC)、亜鉛2-ピリジンチオール-1-オキサイド、トリアゾリル化合物及びイソチアゾリノン、例えば、4,5-ジクロロ-2-(n-オクチル)-4-イソチアゾリン-3-オン(4,5-dichloro-2-(n-octyl)-4-isothiazolin-3-one、DCOIT)、2-(n-オクチル)4-イソチアゾリン-3-オン(2-(n-octyl)-4-isothiazolin-3-one、OIT)、及びn-ブチル-1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン(n-butyl-1,2-benzisothiazolin-3-one、BBIT)など、が挙げられる。他の殺生物剤としては、例えば、亜鉛ピリジンチオン、1-(4-クロロフェニル)-4,4-ジメチル-3-(1,2,4-トリアゾール-1-イルメチル)ペンタン-3-オール及び/又は1-[[2-(2,4-ジクロロフェニル)-4-プロピル-1,3-ジオキソラン-2-イル]メチル]-1H-1,2,4-トリアゾールを挙げることができる。
好適には、殺真菌剤及び/又は殺生物剤は、組成物の0~0.3重量%の量で存在していてもよく、欧州特許第2106418号に記載されているとおり、要求される場合、カプセル化した形態で存在していてもよい。
成分及びそれらの量は、低弾性率シーラント組成物を提供するように設計される。低弾性率シリコーンシーラント組成物は、好ましくは「ガン塗布可能」であり、すなわち、ASTMC1183-04で測定される場合、10ml/分、あるいは10~1000mL/分、あるいは100~1000mL/分の好適な押出能力、すなわちの最小押出速度を有する。
シーラント組成物中の成分及びそれらの量は、硬化後のシーラント材料に移動能力を付与するように選択される。移動能力は、ASTMC719-13によって測定される場合、25%より大きく、あるいは移動能力は25%~50%の範囲である。
先に記載されたようなシーラント組成物は、
(i)空間/ギャップ充填用途、
(ii)建設メンブレンにおけるラップ(lap)接合部の縁部を封止するなどの封止用途、又は
(iii)封止貫通用途、例えば、建設メンブレンにおけるベントを封止すること、
(iv)少なくとも2つの基材を一緒に接着すること、
(v)第1の基材、シーラント製品、及び第2の基材の積層体を生成するための2つの基材間の積層層のために使用されるガン塗布可能なシーラント組成物であり得る。
上記(v)の場合、積層体における層として使用される場合、生成された積層構造体は、これらの3つの層に限定されない。硬化したシーラント及び基材の追加の層が、適用され得る。ラミネート中のガン塗布可能なシーラント組成物の層は、連続的又は不連続的であり得る。
先に記載されたようなシーラント組成物は、任意の好適な基材に塗布され得る。好適な基材としては、ガラス;コンクリート;煉瓦;化粧漆喰;アルミニウム、銅、金、ニッケル、ケイ素、銀、ステンレス鋼合金、及びチタンなどの金属;セラミック材料;Midland,Michigan,U.S.A.のThe Dow Chemical Companyから市販されるもの、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、スチレン修飾ポリ(フェニレンオキシド)、ポリ(フェニレンスルフィド)、ビニルエステル、ポリフタルアミド、及びポリイミドなどの、ポリアミド樹脂のシンジオタクチオックポリスチレンとのブレンドなどの、エポキシ、ポリカーボネート、ポリ(ブチレンテレフタレート)樹脂、ポリアミド樹脂、及びそれらのブレンド;紙、布、及び木材などのセルロース基材;並びにそれらの組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。2つ以上の基材が使用される場合、基材が同じ材料で作製される必要はない。例えば、プラスチック及び金属基材又は木材及びプラスチック基材のラミネートを形成することが、可能である。塗布及び硬化後、エラストマーシーラント製品は、花崗岩、石灰石、大理石、石積み、金属及び複合パネルのような多孔質基材に対して非汚染(清浄)である。これは、組成物が、組成物中の非反応性可塑剤又は延長剤などの希釈剤を必要としないため、少なくとも部分的である。
先に記載されたようなシリコーンシーラント組成物の場合、2つの基材間に封止をもたらすようにそれらの間の空間を充填するための方法であって、
a)先に記載されたようなシリコーン組成物を用意することと、
b)シリコーン組成物を、第1の基材に塗布し、第2の基材を、第1の基材に塗布されているシリコーン組成物と接触させること、又は
c)第1の基材及び第2の基材の配置によって形成された空間を、シリコーン組成物で充填し、シリコーン組成物を硬化させることのいずれかと、を含む、方法も提供される。
一代替例では、先に記載されたようなシーラント組成物は、高速道路シーラントとして好適であり得る自己レベリングシーラントであり得る。自己レベリングシーラント組成物は、それが、保存容器から水平接合部に押し出される場合、「自己レベリング」であることを意味し、すなわち、シーラントは、シーラントと接合空間の側面との間に密接な接触を提供するのに十分な重力の下で流動することになる。これにより、接合面に対するシーラントの最大の接着を生じさせることができる。自己レベリングはまた、水平接合部及び垂直接合部の両方で使用するように設計されたシーラントが必要とするように、シーラントを接合部の中に入れた後にシーラントを道具を使用して細工する必要性を排除する。したがって、シーラントは、塗布時に亀裂を充填するのに十分に良く流動する。シーラントは、重力の下で十分な流動を有する場合、不規則な亀裂壁の側面との密接な接触を形成し、良好な結合を形成することになるが、亀裂側壁と接触するように機械的に力を加えるために、クラックへ押し出された後にシーラントを道具を使用して細工する必要はない。
本明細書に記載される自己レベリング組成物は、アスファルト舗装の封止における機能に必要な特性の独特な組み合わせを有するシーラントとして有用である。アスファルト舗装材料は、20.32cmなどの適切な材料厚さに堆積させることによってアスファルト高速道路を形成するために、かつ例えば10.16cmの厚さを有する層を上重ねすることによる劣化コンクリート高速道路の修復のために使用される。
アスファルトの上層は、コンクリートに存在する接合部において下層のコンクリートの移動が原因でアスファルト上層に亀裂が生じる反射亀裂として公知の現象を経る。この反射亀裂は、亀裂への水の浸入を防ぐため封止する必要があり、この亀裂は、水が凍結及び膨張した場合に、アスファルト舗装道路を更に破壊することになる。任意の理由、例えば、熱膨張及び収縮による移動に曝される亀裂に対する有効な封止を形成するため、封止材料を亀裂の側壁の界面に結合させなければならず、この封止材料は、亀裂が圧縮及び膨張するときに結合力を失ってはならない。アスファルト舗装の場合、シーラントは、アスファルト自体を破壊させるように界面でアスファルトに十分なひずみを発揮してはならず、すなわち、シーラントの弾性率は、結合線(bond line)に加えられた応力がアスファルトの降伏強度を十分に下回るように、十分に低くなければならない。
そのような事例では、硬化した材料の弾性率は、アスファルトを凝集破壊させるのに十分な力をアスファルトに対して発揮しないように、十分に低く設計される。硬化した材料は、張力下に置かれたとき、張力により生じた応力のレベルが時間と共に低下し、伸びが高度の場合でさえも接合部が高応力レベルに曝されないようなものである。
先に記載されたような組成物は、実質的に可塑剤を含まない半透明の低弾性率シリコーンシーラントを提供し、高い移動能力を有し、建設のための耐汚染天候封止シーラント材料として使用するための、花崗岩、石灰石、大理石、石積み、金属及び複合パネルなどの多孔質であってもなくてもよい建設基材に対して非汚染(清浄)である。
本明細書に記載の組成物の硬化時に生成されたシリコーンエラストマーの低弾性率の性質は、任意の理由による移動に曝され得る封止接合部でエラストマーを効果的にするが、これは、硬化したシーラントが凝集破壊若しくは界面破損(接着破壊)することなく、より大きな接合部移動に対応することを可能にするか、又は基材破壊を引き起こすことを可能にする、接合部の膨張又は収縮により、他の硬化シーラント(標準又は高弾性率を有する)と比較して、より低い力が、硬化したシーラント本体に生成され、基材/シーラント界面にシーラントによって伝達されるためである。
粘度試験は、コーン52を有するブルックフィールドDVIII Ultraを5rpmで2分間行った。組成物を、混合し、室温(約25℃)で測定した。ASTM D412-98a(2002)e1)に準拠した試験は、ダンベル試験片を使用した。
シリコーンマスターバッチを、表1aにおける成分を使用して調製した。次いで、マスターバッチを、以下の表1bに示される触媒と組み合わせて各実施例/比較例において使用した。
Figure 2023512880000003
使用した粉砕炭酸カルシウムは、Qunxin Powder Technologyから得られた203A型(4.6μm)であり、マスターバッチに使用された沈殿炭酸カルシウムは、Xintai Nano MaterialからのXTCC 201(表面積20m/gを有する60~70nm)であった。両方の充填剤が脂肪酸処理されたことが理解される。
別段の指示がない限り、マスターバッチを、室温及び圧力で以下のプロセスを使用して、Turelloミキサーにおいて調製した。-
トリメトキシシリル末端ポリジメチルシロキサンを、最初にミキサーに導入し、400回転/分(rpm)で撹拌し、メチルビニルジメトキシシラン及びメチルトリメトキシシランを添加し、混合物を400rpmで更に5分間混合した。次いで、沈降炭酸カルシウム及び粉砕炭酸カルシウムを、混合を500rpmで維持しながら徐々に導入した。全ての炭酸カルシウムを組成物に導入し混合した後、混合速度を800rpmに増加させ、混合物を真空下で15分間更に2回混合した。この後、結果として得られたマスターバッチ組成物を、必要になるまで保存した。
次いで、一液型シリコーンシーラント組成物を、以下の表1bに示される量でSemcoミキサーを使用してマスターバッチを残りの成分と混合することによって調製した。
Figure 2023512880000004
標準キレート化チタネート触媒は、4:1の重量比でメチルトリメトキシシランと組み合わせて供給されたジイソプロポキシ-ビスエチルアセトアセタトチタネート(bisethylacetoacetatotitanate)であり、
触媒1は、61:29の重量比のテトラ三級ブチルチタネート(tetra tertiary butyl titanate、TtBT)+エチルヘキサン酸亜鉛塩(Zn(EHA))の混合物であり、
触媒2は、16:9の重量比のジイソプロポキシ-ビスエチルアセトアセタトチタネート及びエチルヘキサン酸亜鉛塩、(Zn(EHA))の混合物であった。
組成物を室温及び圧力で7日間硬化させ、その後、次いで、異なる実施例及び比較例の物理的特性を評価した。結果を、以下の表2aに要約する。ASTM D412-98a(2002)e1に準拠した試験は、ダンベル試験片を使用した。
Figure 2023512880000005
硬化深さ試験を、好適な容器にシーラントを充填し(エアポケットの導入を回避)、容器に含有されるシーラントを、室温(約23℃)及び約50%の相対湿度で、適切な期間硬化させることによって、24時間でシーラントが表面からどれだけ硬化したかを決定するために行った。適切な硬化時間後、容器から試料を取り出し、硬化した試料の高さを測定した。
実施例1及び2は、従来のチタネート触媒単独を使用した比較よりもはるかに低い引張弾性率を示した一方で、同様の硬化速度が得られたことを、見ることができる。試料調製において示されるように、高充填レベルのN-(2-アミノエチル)-3-アミノイソブチルメチルジメトキシシランを、ポリマー鎖延長剤として塗布した。しかし、通常のジイソプロポキシ-ビスエチルアセトアセタトチタネートを触媒として用いると、硬化したシーラントは低弾性率の要件(100%伸長で0.4MPa未満)を満たすことができなかった。しかしながら、触媒組成の一部として(Zn(EHA))を使用する触媒は、0.49MPaから0.37MPa、更には0.34MPa未満に低減したシーラント弾性率を与え、他の物理的特性は性能の期待に応えていた。
各実施例及び比較例の試料を、50℃の温度で2週間エージングし、次いで、それらのエージング物理的特性を評価する前に7日間、23℃及び相対湿度50%で硬化させた。結果を以下の表2bに提供する。
Figure 2023512880000006
示されるように、先に記載されたような触媒を使用することは、他の特性の値のいかなる犠牲もなく、本明細書に記載される一液型アルコキシ非汚染(清浄)シーラントの100%伸長時の弾性率の低減をもたらす。したがって、本明細書に記載の組成物は、低弾性率標準を満たすために一液型アルコキシ非汚染(清浄)シーラントを作製するための実用的な方法を提供する。

Claims (15)

  1. 一液型縮合硬化性低弾性率室温加硫性(RTV)シリコーン組成物であって、
    (a)前記組成物の35~60重量%の量の、次の式の1分子当たり少なくとも2つのヒドロキシル基又は加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンポリマーであって、
    Figure 2023512880000007
    式中、各Xは、独立して、ヒドロキシル基又は加水分解性基であり、各Rは、アルキル、アルケニル、又はアリール基であり、各Rは、X基、アルキル基、アルケニル基、又はアリール基であり、Zは、二価有機基であり、
    dは、0又は1であり、qは、0又は1であり、d+q=1であり、nは、0、1、2、又は3であり、yは、0、1、又は2であり、かつ優先的に2であり、zは、前記オルガノポリシロキサンポリマーが、25℃で、30,000~80,000mPa・s、あるいは25℃で、40,000~75,000mPa・sの粘度を有するような整数である、オルガノポリシロキサンポリマーと、
    (b)前記組成物の30~55重量%の量の疎水的に処理された補強性充填剤と、
    (c)前記組成物の0.5~5重量%の量の1つ以上の二官能性シランと、
    (d)(i)チタネート及び/又はジルコネート、並びに(ii)金属カルボン酸塩を含む触媒と、
    (e)前記組成物の0.1~1重量%の量の接着促進剤と、
    (f)前記組成物の0~3重量%の量の少なくとも3つの官能基を有する1つ以上の反応性シランと、を含む、一液型縮合硬化性低弾性率室温加硫性(RTV)シリコーン組成物。
  2. オルガノポリシロキサンポリマー(a)が、次の構造
    3-nSi-(Z)-(R SiO(4-y)/2-(SiR 2-Z)-Si-R3-n
    (式中、nは0又は1であり、各Xはアルコキシ基である)のものである、請求項1に記載の一液型室温加硫性(RTV)シリコーン組成物。
  3. 触媒(d)の前記金属カルボン酸塩(ii)の前記金属が、亜鉛、アルミニウム、ビスマス、及び/又はジルコニウムのうちの1つ以上から選択される、請求項1に記載の一液型室温加硫性(RTV)シリコーン組成物。
  4. 触媒(d)の前記金属カルボン酸塩(ii)が、カルボン酸亜鉛(II)、カルボン酸アルミニウム(III)、カルボン酸ビスマス(III)、及び/若しくはカルボン酸ジルコニウム(IV)、アルキルカルボン酸亜鉛(II)、アルキルカルボン酸アルミニウム(III)、アルキルカルボン酸ビスマス(III)、及び/若しくはアルキルカルボン酸ジルコニウム(IV)、又はこれらの混合物から選択される、請求項1~3のいずれか一項に記載の一液型室温加硫性(RTV)シリコーン組成物。
  5. 触媒(d)の前記金属カルボン酸塩(ii)が、エチルヘキサン酸亜鉛、エチルヘキサン酸ビスマスステアリン酸亜鉛、ウンデシレン酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、及び2-エチルヘキサン酸鉄(III)から選択される、請求項1~4のいずれか一項に記載の一液型室温加硫性(RTV)シリコーン組成物。
  6. 触媒(d)のチタネート及び/又はジルコネート(i)、並びに金属カルボン酸塩(ii)が、1:4~4:1のモル比で提供される、請求項1~5のいずれか一項に記載の一液型室温加硫性(RTV)シリコーン組成物。
  7. ガン塗布可能であり、かつ/又は自己レベリングである、請求項1~6のいずれか一項に記載の一液型室温加硫性(RTV)シリコーン組成物。
  8. 2つの隣接する基材表面間の接合部として塗布されることができ、硬化の前に、前記隣接する基材表面に接着するエラストマーボディに硬化するまで、その割り当てられた位置に残る平滑な表面質量を提供するように用いられ得る、請求項1~7のいずれか一項に記載の一液型室温加硫性(RTV)シリコーン組成物。
  9. 請求項1~8のいずれか一項に記載の一液型室温加硫性(RTV)シリコーン組成物を硬化させることによって得られた反応生成物である、シリコーンエラストマー。
  10. 硬化時に、低い弾性率、例えば、100%伸びで0.4MPa以下を有するシーラントを提供する、請求項9に記載のシリコーンエラストマー。
  11. 非汚染性である、請求項9又は10に記載のシリコーンエラストマー。
  12. 全ての成分を一緒に混合することによって、請求項1~8のいずれか一項に記載の一液型室温加硫性(RTV)シリコーン組成物を作製する、方法。
  13. ファサード、絶縁ガラス、窓建設、自動車、ソーラー、及び建設分野におけるシーラントとしての、請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物の、使用。
  14. 2つの基材間の封止をもたらすようにそれらの間の空間を充填するための方法であって、
    a)請求項1~7のいずれか一項に記載の一液型室温加硫性(RTV)シリコーン組成物を提供することと、
    b)前記シリコーン組成物を、第1の基材に塗布し、第2の基材を、前記第1の基材に塗布されている前記シリコーン組成物と接触させること、又は
    c)第1の基材及び第2の基材の配置によって形成された空間を、前記シリコーン組成物で充填し、前記シリコーン組成物を硬化させることのいずれかと、を含む、方法。
  15. 請求項14に記載の2つの基材間の空間を充填するための方法であって、前記空間が、押出の手段によるか、又はシーラントガンを通して前記シーラント組成物を導入することによって充填される、方法。
JP2022535144A 2019-12-17 2019-12-17 シーラント組成物 Pending JP2023512880A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2019/125817 WO2021119973A1 (en) 2019-12-17 2019-12-17 Sealant composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023512880A true JP2023512880A (ja) 2023-03-30

Family

ID=76478399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022535144A Pending JP2023512880A (ja) 2019-12-17 2019-12-17 シーラント組成物

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230024747A1 (ja)
EP (1) EP4077521A4 (ja)
JP (1) JP2023512880A (ja)
KR (1) KR20220114599A (ja)
CN (1) CN114787263A (ja)
CA (1) CA3161822A1 (ja)
WO (1) WO2021119973A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213156B (zh) * 2021-12-28 2023-06-16 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 一种陶瓷隔热瓦表面涂层的制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4273698A (en) * 1979-02-28 1981-06-16 General Electric Company Self-bonding room temperature vulcanizable silicone rubber compositions
US4680364A (en) * 1985-06-18 1987-07-14 General Electric Company Room temperature vulcanizable silicone compositions having improved adhesion
US6562931B1 (en) * 1999-10-29 2003-05-13 Alliedsignal Inc. Room temperature vulcanizable silicone compositions with improved adhesion to acrylic
MX2013004572A (es) * 2010-11-08 2013-08-21 Momentive Performance Mat Inc Sistema de barrera de aire y agua de silicona aplicado a fluidos y proceso del mismo.
CN103396757B (zh) * 2013-08-02 2015-07-15 东莞兆舜有机硅科技股份有限公司 一种单组份脱醇型阻燃rtv硅橡胶密封胶及其制备方法
ES2746132T3 (es) * 2014-03-19 2020-03-04 Csl Silicones Inc Revestimientos de silicona de barrera de aire y agua
US10501657B2 (en) * 2017-03-08 2019-12-10 Momentive Performance Materials Inc. Silicone coating composition containing surface sheen modifier

Also Published As

Publication number Publication date
EP4077521A1 (en) 2022-10-26
CN114787263A (zh) 2022-07-22
US20230024747A1 (en) 2023-01-26
KR20220114599A (ko) 2022-08-17
CA3161822A1 (en) 2021-06-24
EP4077521A4 (en) 2023-08-23
WO2021119973A1 (en) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5426569B2 (ja) 湿分硬化性組成物
KR101823857B1 (ko) 수분 경화성 조성물
US5833798A (en) Adhesion method employing organosiloxane compositions
KR101244675B1 (ko) 밀봉제 조성물
EP3661996B1 (en) Moisture curable compositions
CN114761511A (zh) 密封剂组合物
JP2023512880A (ja) シーラント組成物
KR102520015B1 (ko) 실런트 조성물
KR20230124970A (ko) 실란트 조성물
CN114901725B (zh) 聚二有机硅氧烷制备
JP7513714B2 (ja) シーラント組成物
JP2023512874A (ja) シーラント組成物
JPH04270764A (ja) 接着性シリコーンゴム組成物
WO2023230756A1 (en) Sealant composition
JP2023541321A (ja) 添加剤の安定化
JPH1135824A (ja) 室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20220706

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20221007

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240527