JP3105212B2 - 湿気硬化性樹脂組成物 - Google Patents
湿気硬化性樹脂組成物Info
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Description
物に関する。
オキシドはそれ単独で硬化反応をおこし、弾性材料とし
て用いうる。また末端不飽和基の反応を利用して加水分
解性シリル基などの他の官能基を導入することによって
非常に柔軟な硬化性組成物を得ることもできる。
持たせるためには、ポリアルキレンオキシドとして高分
子量体のものを用いる必要がある。しかし従来提案され
ているKOHのようなアルカリ触媒を用いてポリアルキ
レンオキシドの重合を行い、末端のアルコキシド基とア
リルクロリドなどの不飽和基含有活性ハロゲン化合物と
を反応させて不飽和基末端ポリアルキレンオキシドを得
る方法では、ポリアルキレンオキシドの分子量が300
0を超えると、副生する不飽和モノオールの量が増え、
実質的な官能基数の低下、分子量分布の拡大をもたら
し、目的とする硬化性組成物を得ることはできない。
50−149797による方法が提案されたが、ポリオ
キシアルキレン同士の分子鎖延長反応という複雑な反応
工程を要する、分子量分布が広くなる、などの点で不充
分なものであった。さらにこの方法は線状のポリアルキ
レンオキシドの製法に限られ、末端基が3以上のポリア
ルキレンオキシドは製造できない。
アルミニウム化合物とポルフィリンとを反応させて得ら
れる錯体触媒を用いてリビング重合により高分子量で分
子量分布の狭いポリアルキレンオキシドの重合を行い、
末端不飽和基含有ポリアルキレンオキシドを得る方法が
提案されている。しかし触媒として用いられる金属ポル
フィリン錯体の影響でポリアルキレンオキシドが着色す
るなどの問題点があり、現実的ではない。
問題点を解消すべく鋭意研究を重ねた結果、複合金属シ
アン化物錯体触媒を用いて重合したポリアルキレンオキ
シドに末端不飽和基を導入しさらに加水分解性シリル基
を導入することによって、高分子量体で分子量分布が狭
く、しかも着色等が少ない、実用性の高い末端加水分解
性シリル基含有ポリアルキレンオキシドが得られること
をみいだした。
記の製造法で製造された加水分解性シリル基末端ポリア
ルキレンオキシドを硬化成分とする湿気硬化性樹脂組成
物、を提供する。 加水分解性シリル基末端ポリアルキレ
ンオキシドの製造法:複合金属シアン化物錯体触媒の存
在下イニシエータに炭素数3以上のモノエポキシドを開
環付加重合させ、つづいて分子末端の水酸基を不飽和基
に変換して分子量8000〜5万の不飽和基末端ポリア
ルキレンオキシドとし、さらに不飽和基に加水分解性基
を有するヒドロシリコン化合物を反応させることを特徴
とする、加水分解性シリル基末端ポリアルキレンオキシ
ドの製造法。
のモノエポキシドとしては、プロピレンオキシド、1,
2−ブチレンオキシド、2,3−ブチレンオキシド、エ
ピクロルヒドリンなどの炭素数3以上の脂肪族アルキレ
ンオキシド、スチレンオキシドのような芳香族アルキレ
ンオキシドなどが挙げられ、脂肪族アルキレンオキシド
が好ましく、特にプロピレンオキシドが好ましい。ま
た、比較的少量のエチレンオキシドをプロピレンオキシ
ドなどとともに共重合させることもできる。
多価アルコール、多価フェノール、多価カルボン酸など
の多価活性水素含有化合物、目的物よりも低分子量のそ
のモノエポキシド付加物、不飽和アルコール、不飽和フ
ェノール、不飽和カルボン酸などの不飽和基含有活性水
素含有化合物、目的物よりも低分子量のそのモノエポキ
シド付加物などが挙げられる。多価活性水素含有化合物
としては2〜8価の多価アルコールが好ましい。特に、
3〜4価の多価アルコール、2価アルコールと3〜8価
の多価アルコールとの混合物等が好ましい。不飽和基含
有活性水素含有化合物としては特にアリルアルコールが
好ましい。
下記公知例に示されているように下記一般式(2)の構
造を有すると考えられる。公知例;USP327845
7、USP3278458、USP3278459、U
SP3427256、USP3427334、USP3
427335、USP3829505、USP3941
849、USP4355188、USP447256
0、USP4721818、特開昭63−27723
6。
II) 、Co(II)、Ni(II)、Al(III) 、Sr(II)、M
n(II)、Cr(III) 、Cu(II)、Sn(II)、Pb(II)、
Mo(IV)、Mo(VI)、W(IV)、W(IV)などであり、
M’はFe(II)、Fe(III) 、Co(II)、Co(III) 、
Cr(II)、Cr(III) 、Mn(II)、Mn(III) 、Ni(I
I)、V(IV)、V(V) などであり、Rは有機配位子であ
り、a,b,xおよびyは、金属の原子価と配位数によ
り変わる正の整数であり、cおよびdは金属の配位数に
より変わる正の数である。
しく、M’はFe(II)、Fe(III)、Co(II)、Co(II
I) などが好ましい。有機配位子としては、たとえばケ
トン、エーテル、アルデヒド、エステル、アルコール、
アミドなどがある。
合金属シアン化物錯体は、金属塩MXa (M,aは上述
と同様。XはMと塩を形成するアニオン。)とポリシア
ノメタレート(塩)Ze [M’x (CN)y ]f
(M’,x,yは上述と同様。Zは水素、アルカリ金
属、アルカリ土類金属など。e,fはZ,M’の原子価
と配位数により決まる正の整数。)のそれぞれの水溶液
または水と有機溶剤の混合溶媒の溶液を混ぜ合わせ、得
られた複合金属シアン化物に有機配位子Rを接触させた
後、余分な溶媒および有機化合物Rを除去することによ
り製造される。
(CN)y ]f は、Zには水素やアルカリ金属をはじめ
とする種々の金属を使用しうるが、リチウム塩、ナトリ
ウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩が
好ましい。特に好ましくは通常のアルカリ金属塩、すな
わちナトリウム塩とカリウム塩である。
ン化物錯体触媒を用いてポリアルキレンオキシドを製造
すると、不飽和モノオールの含量の少ない極めて高分子
量の水酸基末端ポリアルキレンオキシドを製造できる。
この水酸基末端ポリアルキレンオキシドはまた分子量分
布が極めて狭いという特徴も有する。
記複合金属シアン化物錯体触媒を用いて、まずモノエポ
キシドの開環重合を行い末端に水酸基を有するポリアル
キレンオキシドを製造する。得られるポリアルキレンオ
キシドは、用いたイニシエータの官能基数に応じた数の
水酸基を末端に有する高分子量のポリアルキレンオキシ
ドである。
ンジオール、ポリオキシプロピレントリオール、ポリオ
キシプロピレンテトラオール、ポリオキシプロピレンジ
オールモノアリルエーテルなどである。これらのポリア
ルキレンオキシドは、2種以上の混合物であってもよ
い。
りの分子量は、2000以上が好ましく、4000以上
が特に好ましい。また、末端基の数は2〜8が好まし
く、2〜6が特に好ましい。分子量(末端基当たりの分
子量×末端基の数)は8000〜5万であり、1.5万
〜5万が好ましく、2万〜5万が特に好ましい。
誘導される後述の誘導体の硬化特性の面から、末端基の
数は2を超えることがより好ましい。すなわち、末端基
の数が2のポリアルキレンオキシドが高分子量となるほ
ど硬化物の架橋点間分子量が大きくなるため、硬化物の
伸びは大きくなるが強度等の機械的物性が不充分となる
おそれがある。したがって、末端基の数が2を超えるポ
リアルキレンオキシドを使用することによって架橋点を
導入しておくことが好ましい。よって特に、ポリアルキ
レンオキシドとしては2.3〜4の末端基を有するポリ
アルキレンオキシドが好ましい。
製造した後、次いで水酸基末端に不飽和基を導入して不
飽和基末端ポリアルキレンオキシドを製造する。水酸基
末端に不飽和基を導入する方法としては、例えば以下の
方法が具体的に例示しうるがそれらの方法のみに限定さ
れない。
ルカリ金属化合物と反応させてアルコキシド基に変換
し、ついで末端不飽和基を有する活性ハロゲン化合物と
反応させる。
酸基1つをもつ場合には水酸基をアルコキシド基に変換
した後、多価ハロゲン化合物を用いて2量化または多量
化することによって末端不飽和基含有ポリアルキレンオ
キシドが得られる。
いが、必ずしもこれに限定されない。アルケニル基とし
ては、アリル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基な
どの炭素数6以下のアルケニル基が好ましく、アリル基
が最も好ましい。アルケニル基はエーテル性酸素原子を
介してポリアルキレンオキシド鎖に結合する。不飽和基
末端ポリアルキレンオキシドにおける1分子当たりの平
均の不飽和基の数は1.5以上、特に1.8〜6が好ま
しい。最も好ましくは2.1〜4である。なお、不飽和
基以外の末端基が残っていてもよい。
それ自身を硬化性樹脂の硬化成分として利用できる。さ
らにまた、末端不飽和基を加水分解性シリル基に変換し
た加水分解性シリル基末端ポリアルキレンオキシドの原
料として使用できる。不飽和基を加水分解性シリル基に
変換する方法としては、不飽和基に加水分解性基を有す
るヒドロシリコン化合物を反応させる方法が用いられ
る。
使用することが好ましい。VIII族遷移金属系触媒として
は、例えば、白金、パラジウム、ロジウムなどの金属、
塩化白金酸などの金属化合物、白金−オレフィン錯体な
どの金属錯体化合物等がある。
(1)で表わされる化合物が好ましい。ただし、R’は
1価の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基であり、
X’は加水分解性基であり、kは0、1または2であ
る。HSiX'3-kR'k・・・(1)
適当であり、炭素数6以下のアルキル基が好ましい。最
も好ましくは炭素数3以下のアルキル基である。ハロゲ
ン化炭化水素基としては、塩素原子またはフッ素原子を
1以上有する上記の炭素数のアルキル基が好ましい。
シルオキシ基、アミド基、アミノ基、アミノオキシ基、
ケトキシメート基などの加水分解性基である。好ましく
は、メトキシ基やエトキシ基などの炭素数4以下のアル
コキシ基、アセトキシ基などのアシルオキシ基、アセト
キシメート基やジメチルケトキシメート基などのケトキ
シメート基、N,N−ジメチルアミノ基、N−メチルア
セトアミド基などである。特に好ましい加水分解性基
は、メトキシ基やエトキシ基である。
水分解性基を有するヒドロシリコン化合物を反応させた
後、その加水分解性基を他の加水分解性基に変換して目
的とする加水分解性基を有する加水分解性シリル基とす
ることもできる。
キレンオキシドにおける1分子当たり平均の加水分解性
シリル基の数は1.5以上であることが好ましい。より
好ましくは1.8以上、特に2.1〜4である。
リアルキレンオキシドは水分と接触すると架橋反応によ
り3次元化して硬化する。硬化機構はまず加水分解性基
X’が水酸基で置換され次いでこのSiOH基同士が縮
合して架橋を生じ、シロキサン結合(Si−O−Si)
が形成されるかまたはSiOH基とSiX’基との反応
によってシロキサン結合とHXが形成されて硬化するか
のどちらかである。
分解性基の種類によって変わる。したがって使用条件に
応じて、適切な加水分解性基を選択することが好まし
い。また、この硬化性の加水分解性シリル基末端ポリア
ルキレンオキシドは保存時においては、乾燥N2 中にお
くなど極力水分との接触を避けねばならない。
してもしなくてもよい。硬化促進触媒としてはアルキル
チタン酸塩、有機ケイ素チタン酸塩、2−エチルヘキサ
ン酸錫およびジブチル錫ジラウレート等のようなカルボ
ン酸の金属塩:ジブチルアミン−2−エチルヘキサノエ
ート等のようなアミン塩:ならびに他の酸性触媒および
塩基性触媒を使用しうる。より好ましくは、この触媒を
加水分解性シリル基末端ポリアルキレンオキシドに対
し、0.01〜5wt%配合する。
リアルキレンオキシドには、さらに必要であれば補強
剤、充填剤、可塑剤、タレ止め剤、架橋剤などを含ませ
てもよい。補強剤としてはカーボンブラック、微粉末シ
リカなどが、充填剤としては炭酸カルシウム、タルク、
クレイ、シリカなどが、可塑剤としてはジオクチルフタ
レート、ジブチルフタレート、ジオクチルアジペート、
塩素化パラフィンおよび石油系可塑剤などが、顔料とし
ては酸化鉄、酸化クロム、酸化チタンなどの無機顔料お
よびフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーンな
どの有機顔料が、タレ止め剤としては有機酸処理炭酸カ
ルシウム、水添ひまし油、ステアリン酸アルミニウム、
ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、微粉末シ
リカなどが挙げられる。架橋剤としては、前記ヒドロシ
リコン化合物の水素原子が加水分解性基またはアルキル
基に変換された化合物、例えばメチルトリメトキシシラ
ンやテトラエトキシシランがある。
キレンオキシドを含む湿気硬化性樹脂組成物は、建造
物、航空機、自動車等の被覆組成物およびシーリング組
成物またはこれらの類似物として好適に使用できる。以
下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明
はこれら実施例のみに限定されない。
ノコバルテート触媒にてプロピレンオキシドの重合を行
い、片末端不飽和基含有ポリプロピレンオキシドを得
た。これにナトリウムメチラートのメタノール溶液を加
え、メタノールを除去した後、アリルクロリドを加え
て、末端の水酸基を不飽和基に変換した。
シドの数平均分子量および分子量分布をGPCにて分析
した結果、数平均分子量は11800、分子量分布(M
w /Mn )は1.10であった。
リアルキレンオキシド1モルに塩化白金酸の存在下メチ
ルジメトキシシラン2モルを反応させ、1分子当たり平
均2個のメチルジメトキシシリル基を有する加水分解性
シリル基末端ポリアルキレンオキシドを得た。得られた
加水分解性シリル基末端ポリアルキレンオキシドの数平
均分子量および分子量分布をGPCにて分析した結果、
数平均分子量は12000、分子量分布(Mw /Mn )
は1.10であった。
キレンオキシド100重量部に硬化触媒としてジブチル
錫ジラウレート1重量部を混合し、この組成物を大気に
暴露し大気中の水分により硬化させた。硬化物の50%
モジュラスは3.5kg/cm2 、引張り強度は9.0
kg/cm2 、破断伸度は180%であった。
キシド付加物をイニシエータとして亜鉛ヘキサシアノコ
バルテート触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、
ポリプロピレンジオールを得た。これにナトリウムメチ
ラートのメタノール溶液を加え、メタノールを除去した
後、アリルクロリドを加えて両末端の水酸基を不飽和基
に変換した。得られた不飽和基末端ポリアルキレンオキ
シドの数平均分子量および分子量分布をGPCにて分析
した結果、数平均分子量は14800、分子量分布(M
w /Mn )は1.10であった。
リアルキレンオキシド1モルに塩化白金酸の存在下メチ
ルジメトキシシラン2モルを反応させて、1分子当たり
平均2個のメチルジメトキシシリル基を有する加水分解
性シリル基末端ポリアルキレンオキシドを得た。得られ
た加水分解性シリル基末端ポリアルキレンオキシドの数
平均分子量および分子量分布をGPCにて分析した結
果、数平均分子量は15000、分子量分布(Mw /M
n )は1.10であった。
キレンオキシド100重量部に硬化触媒としてジブチル
錫ジラウレート1重量部を混合し、この組成物を大気に
暴露し大気中の水分により硬化させた。硬化物の50%
モジュラスは2.8kg/cm2 、引張り強度は8.5
kg/cm2 、破断伸度は260%であった。
物をイニシエータとして亜鉛ヘキサシアノコバルテート
触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、ポリプロピ
レントリオールを得た。これにナトリウムメチラートの
メタノール溶液を加え、メタノールを除去した後、アリ
ルクロリドを加えて水酸基を不飽和基に変換し、1分子
当たり平均3個のアリル基を有する不飽和基末端ポリア
ルキレンオキシドを製造した。得られた不飽和基末端ポ
リアルキレンオキシドの数平均分子量および分子量分布
をGPCにて分析した結果、数平均分子量は2480
0、分子量分布(Mw /Mn )は1.20であった。
リアルキレンオキシド1モルに塩化白金酸の存在下メチ
ルジメトキシシラン2.3モルを反応させて、1分子当
たり平均2.3個のメチルジメトキシシリル基を有する
加水分解性シリル基末端ポリアルキレンオキシドを得
た。得られた加水分解性シリル基末端ポリアルキレンオ
キシドの数平均分子量および分子量分布をGPCにて分
析した結果、数平均分子量は25000、分子量分布
(Mw /Mn )は1.20であった。
キレンオキシド100重量部に硬化触媒としてジブチル
錫ジラウレート1重量部を混合し、この組成物を大気に
暴露し大気中の水分により硬化させた。硬化物の50%
モジュラスは1.3kg/cm2 、引張り強度は9.2
kg/cm2 、破断伸度は240%であった。
物をイニシエータとして亜鉛ヘキサシアノコバルテート
触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、ポリプロピ
レントリオールを得た。これにナトリウムメチラートの
メタノール溶液を加え、メタノールを除去した後、アリ
ルクロリドを加えて水酸基を不飽和基に変換し、1分子
当たり平均3個のアリル基を有する不飽和基末端ポリア
ルキレンオキシドを製造した。得られた不飽和基末端ポ
リアルキレンオキシドの数平均分子量および分子量分布
をGPCにて分析した結果、数平均分子量は2480
0、分子量分布(Mw /Mn )は1.20であった。
リアルキレンオキシド1モルに塩化白金酸の存在下メチ
ルジメトキシシラン3モルを反応させて、1分子当たり
平均3個のメチルジメトキシシリル基を有する加水分解
性シリル基末端ポリアルキレンオキシドを得た。得られ
た加水分解性シリル基末端ポリアルキレンオキシドの数
平均分子量および分子量分布をGPCにて分析した結
果、数平均分子量は25100、分子量分布(Mw /M
n )は1.20であった。
キレンオキシド100重量部に硬化触媒としてジブチル
錫ジラウレート1重量部を混合し、この組成物を大気に
暴露し大気中の水分により硬化させた。硬化物の50%
モジュラスは2.1kg/cm2 、引張り強度は10.
3kg/cm2 、破断伸度は210%であった。
物をイニシエータとして亜鉛ヘキサシアノコバルテート
触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、ポリプロピ
レントリオールを得た。これにナトリウムメチラートの
メタノール溶液を加え、メタノールを除去した後、アリ
ルクロリドを加えて水酸基を不飽和基に変換し、1分子
当たり平均3個のアリル基を有する不飽和基末端ポリア
ルキレンオキシドを製造した。得られた不飽和基末端ポ
リアルキレンオキシドの数平均分子量および分子量分布
をGPCにて分析した結果、数平均分子量は3470
0、分子量分布(Mw /Mn )は1.23であった。
リアルキレンオキシド1モルに塩化白金酸の存在下メチ
ルジメトキシシラン3モルを反応させて、1分子当たり
平均3個のメチルジメトキシシリル基を有する加水分解
性シリル基末端ポリアルキレンオキシドを得た。得られ
た加水分解性シリル基末端ポリアルキレンオキシドの数
平均分子量および分子量分布をGPCにて分析した結
果、数平均分子量は35100、分子量分布(Mw /M
n )は1.23であった。
キレンオキシド100重量部に硬化触媒としてジブチル
錫ジラウレート1重量部を混合し、この組成物を大気に
暴露し大気中の水分により硬化させた。硬化物の50%
モジュラスは0.8kg/cm2 、引張り強度は7.8
kg/cm2 、破断伸度は280%であった。
合金属シアン化物錯体触媒を用いて重合したポリアルキ
レンオキシドを用いることによって末端不飽和基を有す
る高分子量で分子量分布の狭いポリアルキレンオキシド
が簡便で実用的な方法で得られ、この不飽和基末端ポリ
アルキレンオキシドの不飽和基を加水分解性シリル基に
変換することにより、水分の存在下に硬化しうる硬化性
樹脂が得られる。この硬化性樹脂の硬化物は優れた物性
を有し、シーリング剤等として有用である。
Claims (6)
- 【請求項1】下記の製造法で製造された加水分解性シリ
ル基末端ポリアルキレンオキシドを硬化成分とする湿気
硬化性樹脂組成物。 加水分解性シリル基末端ポリアルキ
レンオキシドの製造法: 複合金属シアン化物錯体触媒の存在下イニシエータに炭
素数3以上のモノエポキシドを開環付加重合させ、つづ
いて分子末端の水酸基を不飽和基に変換して分子量80
00〜5万の不飽和基末端ポリアルキレンオキシドと
し、さらに不飽和基に加水分解性基を有するヒドロシリ
コン化合物を反応させることを特徴とする、加水分解性
シリル基末端ポリアルキレンオキシドの製造法。 - 【請求項2】不飽和基末端ポリアルキレンオキシドが、
末端基当たりの分子量4000以上の化合物である、請
求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】不飽和基末端ポリアルキレンオキシドが、
平均して2〜6の末端基を有する、請求項1または2に
記載の組成物。 - 【請求項4】不飽和基末端ポリアルキレンオキシドの末
端不飽和基のすべてがアリル基である、請求項1、2ま
たは3に記載の組成物。 - 【請求項5】ヒドロシリコン化合物が、下記式(1)で
表わされる化合物である、請求項1、2、3または4に
記載の組成物。ただし、R’は1価の炭化水素基または
ハロゲン化炭化水素基であり、X’は加水分解性基であ
り、kは0、1または2である。 HSiX'3-kR'k・・・(1) - 【請求項6】加水分解性シリル基末端ポリアルキレンオ
キシドが、平均して2以上の末端基を有し、かつ平均し
て1.5以上の加水分解性シリル基を有する、請求項
1、2、3、4または5に記載の組成物。
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