JP2682678B2 - 硬化性組成物 - Google Patents

硬化性組成物

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JP2682678B2 JP28641588A JP28641588A JP2682678B2 JP 2682678 B2 JP2682678 B2 JP 2682678B2 JP 28641588 A JP28641588 A JP 28641588A JP 28641588 A JP28641588 A JP 28641588A JP 2682678 B2 JP2682678 B2 JP 2682678B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は湿気などにより硬化し、表面特性の改善され
た(残留タックの少ない)硬化物を与える組成物に関す
る。さらに詳しくは、ケイ素原子に結合した水酸基また
は加水分解性基を有し、シロキサン結合を形成すること
により架橋しうるケイ素含有基(以下、反応性ケイ素基
ともいう)を有するオキシアルキレン系重合体とウレタ
ン化油とを含有する硬化性組成物に関する。
[従来の技術・発明が解決しようとする課題] 分子内に少なくとも1個の反応性ケイ素基を有する有
機重合体として、後述するように数多くの提案がなされ
ており、たとえば主鎖がポリオキシプロピレンからなり
末端にメトキシシリル基が結合した有機重合体のよう
に、既に工業的に生産されているもの(商品名MSポリマ
ー、鐘淵化学工業(株)製)もある。
前記有機重合体は各種配合剤と配合され、シーリング
剤などの用途に使用されているが、その配合組成や使用
条件などによっては硬化物の表面に残留タック(べとつ
き)が残り、塵や埃が付着する原因にもなり、その改善
が望まれている。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、前記有機重合体の残留タックを改善す
るため(べとつきを減少させるため)鋭意検討を重ねた
結果、該有機重合体にウレタン化油を添加することによ
り目的が達せられることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、ケイ素原子に結合した水酸基また
は加水分解性基を有し、シロキサン結合を形成すること
により架橋しうるケイ素含有基を少なくとも1個有する
オキシアルキレン系重合体100部(重量部、以下同様)
に対してウレタン化油0.1〜10部を含有させてなる硬化
性組成物に関する。
[実施例] 本発明においては、反応性ケイ素基を少なくとも1個
有するオキシアルキレン系重合体(以下、オキシアルキ
レン系重合体(A)ともいう)が用いられる。
前記オキシアルキレン系重合体(A)は、すでに特公
昭45−36319号、同46−12154号、同49−32673号、特開
昭50−156599号、同51−73561号、同54−6096号、同55
−82123号、同55−123620号、同55−125121号、同55−1
31022号、同55−135135号、同55−137129号の各公報な
どに提案されている重合体である。
オキシアルキレン系重合体(A)の分子鎖は、本質的
に一般式: −R1−O− (式中、R1は2価の有機基であるが、その大部分が炭素
数3または4の炭化水素基であるとき最も好ましい)で
示される繰返し単位からなるものであるのが好ましい。
R1の具体例としては、 −CH2CH2CH2CH2−などがあげられるが、とくに が好ましい。前記オキシアルキレン系重合体(A)の分
子鎖は1種だけの繰返し単位からなっていてもよく、2
種以上の繰返し単位からなっていてもよい。
オキシアルキレン系重合体(A)におけるシロキサン
結合を形成することによって架橋および(または)重合
しうる反応性ケイ素基はよく知られた官能基であり、室
温においても架橋しうるという特徴を有している。この
反応性ケイ素基の代表例としては、一般式(I): (式中、R2は炭素数1〜20の置換もしくは非置換の1価
の有機基またはトリオルガノシロキシ基で、(m(2−
a)+3−b)個のR2は異なっていてもよい、Xは水酸
基または加水分解性基であり、(ma+b)個のXは異な
っていてもよい、aは0、1または2、bは0、1、2
または3、ただし(ma+b)≧1、またm個の におけるaは同じである必要はない。mは0〜19の整
数)で表わされる基があげられる。一般式(I)で表わ
される反応性ケイ素基のうちでは経済性などの点から一
般式(II): (式中、R2は前記に同じ、lは1、2または3)で表わ
される基が好ましい。
一般式(I)におけるXの1種である加水分解性基の
具体例としては、たとえばハロゲン原子、水素原子、ア
ルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミ
ノ基、アミド基、酸アミド基、アミノオキシ基、メルカ
プト基、アルケニルオキシ基などがあげられる。これら
のうちでは加水分解性がマイルドであるという点からメ
トキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基が好ましい。
また一般式(I)におけるR2の具体例としては、たと
えばメチル基、エチル基などのアルキル基、シクロヘキ
シル基などのシクロアルキル基、フェニル基などのアリ
ール基、ベンジル基などのアラルキル基や、一般式: (R′)3SiO− (R′はメチル基、フェニル基などの炭素数1〜20の置
換もしくは非置換の1価の有機基で、3個のR′は同じ
である必要はない)で示されるトリオルガノシロキシ基
などがあげられる。これらのうちではメチル基がとくに
好ましい。
オキシアルキレン系重合体(A)中の反応性ケイ素基
の個数は1個以上あればよいが、充分な硬化性をうると
いう点からすると平均1.1個以上、さらには1.5〜4個が
好ましい。また反応性ケイ素基はオキシアルキレン系重
合体(A)の分子鎖末端に存在するのが好ましい。
オキシアルキレン系重合体(A)は、数平均分子量が
500〜30,000のものが好ましく、3,000〜15,000のものが
さらに好ましい。オキシアルキレン系重合体(A)が単
独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
オキシアルキレン系重合体(A)は、たとえば一般式
(I)で表わされる基に水素原子が結合したヒドロシリ
ル化合物と、一般式(III): (式中、R3は水素原子または炭素数1〜20の1価の有機
基、R4は炭素数1〜20の2価の有機基、cは0または
1)で示されるオレフィン基を有するオキシアルキレン
系重合体とを、白金化合物などのVIII族遷移金属化合物
などを触媒として付加反応させるなどの方法により製造
される。
前記以外のオキシアルキレン系重合体(A)を製造す
る方法としては、 水酸基末端オキシアルキレン系重合体にトルエンジイ
ソシアネートのようなポリイソシアネート化合物を反応
させてイソシアネート基末端オキシアルキレン系重合体
とし、そののち該イソシアネート基に一般式(IV): (式中、Wは水酸基、カルボキシル基、メルカプト基お
よびアミノ基(1級または2級)から選ばれた活性水素
含有基、l、R2、R4およびXは前記に同じ)で示される
シリコン化合物のW基を反応させる方法、 一般式(III)で示されるオレフィン基を有するオキ
シアルキレン系重合体のオレフィン基に、Wがメルカプ
ト基である一般式(IV)で示されるシリコン化合物のメ
ルカプト基を付加反応させる方法、および 水酸基末端オキシアルキレン系重合体の水酸基に、一
般式(V): (式中、R2、R4、Xおよびlは前記に同じ)で表わされ
る化合物を反応させる方法 などが具体的にあげられるが、本発明ではこれらの方法
に限定されるものではない。
前記一般式(I)で示される基に水素原子が結合した
ヒドロシリル化合物と一般式(III)で示されるオレフ
ィン基を有するオキシアルキレン系重合体とを反応させ
る方法において、それらを反応させたのち、一部または
全部のX基をさらに他の加水分解性基または水酸基に変
換させてもよい。たとえばX基がハロゲン原子、水素原
子のばあいには、これらの基をアルコキシ基、アシルオ
キシ基、アミノオキシ基、アルケニルオキシ基、水酸基
などに変換して使用するのが好ましい。
一般式(III)において、R3は水素原子または炭素数
1〜20の置換もしくは非置換の1価の有機基であるが、
水素原子または炭化水素基であるのが好ましく、とくに
水素原子であるのが好ましい。また、R4は炭素数1〜20
の2価の有機基であるが、−R5−、−R5OR5−、 (R5は炭素数1〜10の2価の炭化水素基)であるのが好
ましく、とくにメチレン基であるのが好ましい。
一般式(III)で示されるオレフィン基を有するオキ
シアルキレン系重合体の具体的な整合法としては、特開
昭54−6097号公報に開示されているように、たとえばオ
キシアルキレン系重合体の末端水酸基と不飽和基を有す
る化合物とを反応させてエーテル結合、エステル結合、
ウレタン結合、カーボネート結合などにより結合させて
製造する方法、あるいはエチレンオキシド、プロピレン
オキシドなどのエポキシ化合物を重合する際に、アリル
グリシジルエーテルなどのオレフィン基含有エポキシ化
合物を添加して共重合させることにより側鎖にオレフィ
ン基を導入する方法などが例示されうる。
本発明においては、オキシアルキレン系重合体(A)
を硬化させた際に残留しやすいタックを残留しにくくす
るために、ウレタン化油が使用される。
前記ウレタン化油とは、高級不飽和脂肪酸と多価アル
コールとからなり、多価アルコールの水酸基の一部、好
ましくは1分子当り1〜2個程度が残存している部分エ
ステルにポリイソシアネートを反応させてえられる乾燥
性の油のことである。該ウレタン化油は通常の乾性油と
比較して分子量が大きく、かつ一般に乾燥に寄与する基
の数が多いため、通常、乾性油よりも良好な乾燥性を示
す。
前記高級不飽和脂肪酸としては、1分子中に8個以
上、とくには10個以上の炭素原子を有するものが好まし
くたとえば、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリ
ン酸、イワシ酸、オレイン酸、リカン酸、リシノール
酸、脱水ヒマシ油脂肪酸などが使用されうるが、ウレタ
ン化油の乾燥性がよくなるという点からは、リノレン
酸、リカン酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、エレオステアリン
酸が好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上
併用してもよい。
前記多価アルコールとしては、たとえばグリセリン、
ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンなどが
使用されうるが、入手の容易さなどの点からグリセリン
が好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上併
用してもよい。
前記ポリイソシアネートとしては、たとえばクロルフ
ェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネー
ト、ジイソシアニルジフェニルメタン、ヘキサメチレン
ジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネートな
どが使用されうるが、価格などの点からトリレンジイソ
シアネートが好ましい。
前記ウレタン化油の具体的な製造例としては、乾性油
(大豆油、あまに油など)またはひまし油、ひまし油脂
肪酸と多価アルコール(グリセリンなど)とでエステル
交換を行ない、モノまたはジグリセリドをつくり、約50
℃でトリレンジイソシアネートを添加、70〜90℃に加熱
して作る方法があげられる。
ウレタン化油の使用量はオキシアルキレン系重合体
(A)100部に対して0.1〜10部、好ましくは1〜8部で
ある。前記使用量が1部未満になるとウレタン化油を用
いる目的である残留タックの低下が充分おこらず、10部
をこえると硬化物の引張り特性や耐候性などが損われ
る。
オキシアルキレン系重合体(A)とウレタン化油とを
用いて調製される本発明の組成物の調製方法には、とく
に制限はないが、具体的な方法の1つとしてウレタン化
油をオキシアルキレン系重合体(A)に単に添加する方
法があげられる。このばあい、ウレタン化油の性状など
に応じて加熱撹拌条件などを適宜調整し、均一に分散、
溶解させればよい。しかし、完全に均一透明な状態にす
る必要はなく、不透明な状態であっても分散していれば
充分目的は達せられる。また必要に応じて、たとえば界
面活性剤などの分散性改良剤などを併用してもよい。
本発明の組成物を調製する他の方法としては、最終用
途に使用する際にウレタン化油を所定量添加混合する方
法であり、たとえば2成分型のシーリング剤などとして
使用するようなばあい、オキシアルキレン系重合体
(A)とウレタン化油および要すれば使用される硬化触
媒などとを混合して使用する方法があげられる。
前記硬化触媒の具体例としては、たとえばテトラブチ
ルチタネート、テトラプロピルチタネートなどのチタン
類エステル類;ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マ
レエート、ジブチル錫ジアセテート、オクチル酸錫、ナ
フテン酸錫などの有機錫化合物;オクチル酸鉛;ブチル
アミン、オクチルアミン、ジブチルアミン、モノエタノ
ールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、
オレイルアミン、オクチルアミン、シクロヘキシルアミ
ン、ベンジルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、
キシリレンジアミン、トリエチレンジアミン、グアニジ
ン、ジフェニルグアニジン、2,4,6−トリス(ジメチル
アミノメチル)フェノール、モルホリン、N−メチルモ
ルホリン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−
7(DBU)などのアミン系化合物あるいはそれらのカル
ボン酸などの塩;過剰のポリアミンと多塩基酸よりえら
れる低分子量ポリアミド樹脂;過剰のポリアミンとエポ
キシ化合物との反応生成物;アミノ基を有するシランカ
ップリング剤、たとえばγ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、N−(β−アミノエチル)アミノプロピルメ
チルジメトキシシランなどの公知のシラノール縮合触媒
があげられる。これらは単独で使用してもよく、2種以
上併用してもよい。
本発明の組成物には、さらに必要に応じて引張特性な
どを改善する物性調整剤、補強性または非補強性の充填
剤、補強材、可塑剤、接着促進剤、垂れ防止剤、着色
剤、老化防止剤、難燃剤などの各種添加剤を配合しても
よい。
前記引張特性などを改良する物性調整剤の例としては
各種シランカップリング剤、たとえば1分子中にシラノ
ール基を1個含有するシリコン化合物、加水分解して1
分子中にシラノール基を1個含有する化合物を生成する
シリコン化合物などのように硬化物の硬度を下げて伸び
を出すものや、1分子中にシラノール基を3個以上含有
するシリコン化合物、加水分解して1分子中にシラノー
ル基を3個以上含有する化合物を生成するシリコン化合
物などのように硬化物の硬度をあげる化合物、さらには
ジメチルジメトキシシランやγ−グリシドキシプロピル
メチルジメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルメチルジメトキシシランなどの官能基を有する
ジアルコキシシラン類、ジメチルジイソプロペノキシシ
ランやγ−グリシドキシプロピルメチルジイソプロペノ
キシシランなどの官能基を有するジイソプロペノキシシ
ラン類、シリコーンワニス類、ポリシロキサン類などが
あげられる。
前記硬化物の硬度を下げて伸びを出すものの具体例と
しては、たとえば (CH33SiOH、(C6H52Si(CH3)OH、 (CH32Si(C6H5)OH、 (CH33SiOCH3、(CH33SiOCH2CH3、 (CH33SiOC6H5 CH2=CH−Si(CH3(OCH3) などの化合物があげられる。
また前記硬化物の硬度をあげるものの具体例として
は、たとえばメチルトリメトキシシラン、n−プロピル
トリメトキシシラン、メチルトリイソプロペノキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビ
ニルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ンなどがあげられるが、これらに限定されるものではな
い。
前記充填剤や補強材の具体例としては、重質および軽
質炭酸カルシウム;脂肪酸、樹脂酸、陽イオン界面活性
剤、陰イオン界面活性剤などで表面処理を行なった炭酸
カルシウム;炭酸マグネシウム;タルク;酸化チタン;
硫酸バリウム;アルミナ;アルミニウム、亜鉛、鉄など
の金属粉;ベントナイト;カオリンクレー;ヒュームド
シリカ;石英粉;ホワイトカーボン、カーボンブラッ
ク;タルク、石綿、ガラス繊維など、通常使用されるも
のがあげられる。とくにヒュームドシリカなど透明性を
与える充填剤や補強材を用いると透明性に優れたシーリ
ング剤をつくることも可能である。前記充填剤や補強材
は単独で使用してもよく、2種以上使用してもよい。
物性の調節、性状の調節などのために使用される前記
可塑剤の具体例としては、たとえばジブチルフタレー
ト、ジヘプチルフタレート、ジ(2−エチルヘキシル)
フタレート、ブチルベンジルフタレート、ブチルフタリ
ルブチルグリコレートなどのフタル酸エステル類;ジオ
クチルアジペート、ジオクチルセバケートなどの非芳香
族2塩基酸エステル類;ジエチレングリコールジベンゾ
エート、トリエチレングリコールジベンゾエートなどの
ポリアルキレングリコールのエステル類;トリクレンジ
ルホスフェート、トリブチルホスフェートなどのリン酸
エステル類;塩化パラフィンン類;アルキルジフェニ
ル、部分水添ターフェニルなどの炭化水素系油などがあ
げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用
してもよいが、必ずしも必要とするものではない。な
お、それら可塑剤は重合体製造時に配合してもよい。
前記接着促進剤はオキシアルキレン系重合体(A)自
体がガラス、ガラス以外のセラミック類、金属などに対
し良好な接着性を有し、また各種プライマーを用いれば
広範囲の材料に接着させることが可能であるので必ずし
も必要ではないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、物
性調整剤としてすでに記載した各種シランカップリング
剤、アルキルチタネート類、芳香族ポリイソシアネート
などを1種または2種以上用いることにより、さらに多
種の被着体に対する接着性を改善することができる。
前記垂れ防止剤としては、たとえば水添ヒマシ油誘導
体;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウ
ム、ステアリン酸バリウムなどの金属石ケン類などが使
用されうるが、使用目的、配合する充填剤や補強材によ
っては不要である。
前記着色剤としては、通常の無機顔料、有機顔料、染
料などが使用されうる。
前記老化防止剤としては、通常の酸化防止剤、紫外線
吸収剤などが使用されうる。
本発明の組成物には作業性の改善、粘度の低下などの
ために溶剤を配合してもよく、たとえばトルエン、キシ
レンなどの芳香族炭化水素系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、酢酸アミル、酢酸セロソルブなどのエステル系溶
剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ
イソブチルケトンなどのケトン系溶剤が具体例としてあ
げられる。これらの溶剤は重合体製造時に用いてもよ
い。
たとえば本発明の組成物をシーリング剤に用いるばあ
い、すべての配合成分を予め配合して密封保存し、施工
後空気中の湿気により硬化させる1成分型として調製し
てもよく、また硬化剤として別途硬化触媒、充填剤、可
塑剤、水などの成分を予め配合しておき、該配合剤
(材)と重合体組成物とを使用前に混合する2成分型と
して調製してもよい。
前記シーリング剤が1成分型のばあい、すべての配合
成分が予め配合されるため、水分を含有する配合成分は
予め脱水・乾燥してから使用するか、また配合・混練中
に減圧などして脱水するのが好ましい。
前記シーリング剤が2成分型のばあい、オキシアルキ
レン系重合体(A)を含有する主剤に硬化触媒を配合す
る必要がないので、主剤中には若干の水分を含有してい
てもゲル化の心配は少ないが、長期間の貯蔵安定性を必
要とするばあいには脱水・乾燥させるのが好ましい。
前記脱水・乾燥法としては、粉状などの固状物のばあ
いには加熱乾燥法、液状物のばあいには減圧脱水法や合
成ゼオライト、活性アルミナ、シリカゲルなどを使用し
た脱水法が好適である。また、イソシアネート化合物を
少量配合してイソシアネート基と水とを反応させて脱水
してもよい。
かかる脱水・乾燥法に加えてメタノール、エタノール
などの低級アルコール;n−プロピルトリメトキシシラ
ン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルメチルジメトキシラン、γ−メルカプトプロピル
メチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシランなどのアルコキシシラン化合物を添加
することにより、さらに貯蔵安定性は向上する。
このようにしてえられる本発明の硬化性組成物は接着
剤や粘着剤、塗料、密封剤やシーリング剤、防水剤、吹
付剤、型取り用材料および注型ゴム材料などとして有用
に使用することができる。なかでも、密封剤への応用は
とくに有用である。
以下、実施例をあげて本発明の組成物を具体的に説明
する。
実施例1〜6および比較例1 1分子当り平均2個のジメトキシシリル基(−Si(CH
3)(OCH3)を含有する平均分子量9600のプロピレ
ンオキシド系重合体100gに対し、第1表に示すウレタン
化油およびイルガキュア651(チバガイギー社製の増感
剤)を第1表に示した量添加したのち、膠質炭酸カルシ
ウム(白石工業(株)製、商品名CCR)150g、ジオクチ
ルフタレート65g、ヒンダードフェノール系老化防止剤
(大内新興化学(株)製、商品名ノクラックNS−6)1
g、オクチル酸錫(II)3g、ラウリルアミン1gを添加
し、充分混練してから小型3本ペイントロールを3回通
し、厚さ約3mmのシートを作製した。そののち、23℃、5
0%RHで養生したのち屋外に曝露し(南面45度傾斜)、
埃の付着状態を観察した。また、養生期間1日および7
日の2種類のサンプルについて残留タックを指触により
判定した。結果をウレタン化油を添加しない比較例1の
ばあいとともに第1表に示す。
なお、第1表中のウレタン化油Lp−60は、伊藤製油
(株)製品である(色相8(ガードナー・ヘリーゲ)、
粘度(ガードナー・ホルト25℃)u、ただし不揮発分5
0.9%)。
なお、第1表中の添加量は固型分換算量である。
また、第1表中の埃付着性評価における○は埃がほと
んど付着しない(暴露開始時とほとんど変化がない、色
は最初の白色のまま維持されている)、△は埃が少し付
着する(明らかに埃の付着がみとめられる、埃の付着に
よってよごれ色がみとめられるが、全体は灰色までなっ
ていない)、×は埃が付着する(埃の付着が進行して最
初白色だったものが灰色にみえる)、残留タック評価に
おける◎は指触しても全くタックがない(一般の加硫ゴ
ムの表面なみにすべすべしている)、△はタックがある
(付箋(米国スリーエム社製のポスト・イット)を紙に
10回ぐらいはったりはがしたりしたあとの粘着部分程度
のべたつき)、×はタックがひどい(付箋の粘着部分程
度のべたつき)、○はややタックがある(◎と△との中
間程度のべたつき)を表わす。
第1表の結果より、ウレタン化油を添加すると埃の付
着および残留タックが改善されることがわかる。
実施例7〜12および比較例2 1分子当り平均2.7個のジメトキシシリル基(−Si(C
H3)(OCH3)を含有する平均分子量10000のプロピ
レンオキシド系重合体100gにC6H5OSi(CH3を3g添加
し、80℃で2時間撹拌したもの100gに対し、第2表に示
すウレタン化油および増感剤を第2表に示した量添加し
たものを使用した他は実施例1〜6と同様の条件で評価
を行なった。結果を第2表に示す。
第2表の結果から、C6H5OSi(CH3により変性処理
を行なった重合体に対しても、実施例1〜6のばあいと
同様の改善効果がえられることがわかる。
[発明の効果] 本発明の組成物を用いると残留タックが小さく、埃が
付着しにくい硬化物がえられる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケイ素原子に結合した水酸基または加水分
    解性基を有し、シロキサン結合を形成することにより架
    橋しうるケイ素含有基を少くとも1個有するオキシアル
    キレン系重合体100重量部に対してウレタン化油0.1〜10
    重量部を含有させてなる硬化性組成物。
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