JP3688897B2 - Adhesive curable composition - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は接着性あるいは粘着性を有する硬化性組成物すなわち接着性硬化性組成物に関する。さらに詳しくは、耐候性、耐熱性に優れ、粘度が低いために取り扱い性が良好で、かつ一成分化が可能で塗装性にも優れたシーリング材組成物、および耐候性、耐熱性に優れ、粘度が低いために溶剤使用量を著しく低減(ハイソリッド化)可能で環境負荷の小さい塗料用組成物および粘着剤組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
これまで耐候性、耐熱性に優れるシーリング材組成物としては、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得るケイ素含有基(以下、架橋性シリル基とも言う)を含むことを特徴としたシリコーン系のシーラントが良く知られており、建築用途等に広く利用されている。また最近、新しいタイプの耐候性シーリング材として、末端に架橋性シリル基を有するポリイソブチレン系のシーリング材が提題されている。
アクリル系粘着剤は粘着付与樹脂を添加しなくともバランスのとれた粘着特性を有し、天然ゴム系粘着剤と並んで大量に生産されている。アクリル系粘着剤は、分子量、分子量分布の問題から、特に凝集力が不足するため、一般に架橋によりこれを改善している。架橋方法としては、各種の形式が開発されており、例えば、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、多価カルボン酸、ポリアミン化合物、フェノール樹脂、イオウ化合物等の架橋剤を加える方法、または、架橋性シリル基を有するアクリル系重合体を縮合触媒存在下に架橋させる方法等が提案されている。特に、架橋性シリル基を有するアクリル系重合体を主成分とする粘着剤は、シロキサン結合により架橋硬化するために、耐候性に優れるという特徴を有する。
【0003】
分子内に架橋性シリル基を有するビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体は、適当な縮合触媒の存在下に架橋硬化させることにより耐候性に優れた塗膜が得られ、溶剤系および水系の高耐候性塗料として利用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
シリコーン系シーリング材は耐候性の他に、耐ムーブメント性、低温施工性等に優れているが、塗料の付着性が悪いこと、目地周辺を汚染すること等が欠点として指摘されている。また、ポリイソブチレン系シーリング材は、耐候性の他に耐透湿性にも優れているが、粘度が高く作業性が悪いこと、湿分を通しにくいために一成分化が困難であること等が指摘されている。一方ビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体は、耐候性がよいことが知られており、高耐候性シーリング材用のベースポリマーとしての可能性を有している。上述のように架橋性シリル基を有するビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体は高耐候性の塗料として実用化されているが、通常、架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系モノマーと他のビニル系モノマーを共重合することにより製造されている。このため架橋性基であるシリル基は分子鎖中にランダムに導入されているため、低モジュラス高伸び特性が要求される弾性シーリング材に用いることはなかなか困難である。ビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体が、架橋性シリル基を主鎖末端に有していれば、新しいタイプの耐候性シーリング材として利用できるものと期待されるが、そのような(メタ)アクリル系重合体を製造することはこれまでは容易でなかった。
架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体を用いた粘着剤もまた、シリル基が分子鎖中にランダムに導入されているため、低粘度化するため低分子量体を用いた場合は、シリル基を架橋させて得られる架橋物は架橋点の間隔が小さくなり、粘着剤に必要な弾性的性質が得られないという問題がある。粘着剤に弾性的な性質を付与するためには、該重合体を高分子量体とし、共重合させるシリル基含有モノマーの使用量を少なくし、架橋点の間隔を大きくする方法がある。しかしながら、該重合体を高分子量体とすると、高粘度、あるいは固形となるため、粘着剤として使用するためにはかなり多量の溶剤を使用して低粘度化する必要がある。溶剤型の粘着剤は、フィルム等の基材に塗工した後に溶剤を揮散させるが、これには多量の熱エネルギーを消費し、火災発生の原因になったり、人体に悪影響を及ぼす可能性があるので、無溶剤化あるいはハイソリッド化が求められており、重合体の高分子量化には限界がある。この問題を解決するために(メタ)アクリル系重合体の分子量が比較的小さく、充分低粘度であり、架橋または鎖延長を起こすシリル官能基が重合体の末端に導入されたアクリル系共重合体を粘着剤のベースポリマーに用いることが提案されている。しかしこれまで、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体を製造することは容易でなかった。
最近、地球環境に対する関心の高まりから、大量の溶剤が揮散する溶剤型塗料は敬遠され、塗料の一層のハイソリッド化が求められている。一般にビニル系あるいは(メタ)アクリル系塗料のハイソリッド化を達成するためには、塗工時の展延性を確保するためには低粘度化が必要であり、重合体の分子量を小さくする必要がある。しかし、分子量を小さくすると、ビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体が本来有する耐候性が失われてしまうという問題がある。
これを解決する一つの方法として、ビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体の分子量分布、すなわちゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)を小さくし、重合体の粘度を下げることによってハイソリッド化を達成する方法が考えられる。しかし、塗料に用いられるビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体は、通常、フリーラジカル重合により製造されており、分子量分布の広い(通常2以上)重合体しか得られない。これまで分子量分布の狭いビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体を得ることは容易でなかった。
また、低粘度化のために分子量を小さくすると、それに伴い架橋点の間隔が短くなり、硬化した際に非常に架橋密度の高い塗膜となる。その結果、得られる塗膜は弾性的な性質に極めて乏しく、被塗物の変形に追随できないといった問題を生じる。この問題を解決する一つの手段は、架橋性官能基であるシリル基を主鎖の末端に有するビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体を塗料の主成分として用いることである。末端に架橋性シリル基を有することにより、分子量を適当な長さに保ったまま、架橋点間距離を効果的に広くすることができ、その結果、硬化後の塗膜に弾性的な性質を付与することができる。しかしこれまで、末端に架橋性シリル基を有するビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体を製造することは容易でなかった。
高伸びの硬化物が必要なシーリング材組成物、粘着剤組成物、塗料組成物を得るために、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体を合成する試みとしては例えば、特公平3−14068において、(メタ)アクリル系モノマーを、架橋性シリル基含有メルカプタン、架橋性シリル基を有するジスルフィド、および架橋性シリル基を有するラジカル重合開始剤の存在下に重合させる方法が、また、特公平4−55444において、アクリル系モノマーを架橋性シリル基含有ヒドロシラン化合物、またはテトラハロシランの存在下に重合させる方法が開示されている。しかし、これらの方法では両末端に確実に架橋性シリル基を導入することは難しく、ゲル分率が低いなど硬化性の面で不十分である。特開平6−211922には、水酸基含有ポリスルフィドを開始剤に対して大量に用いることにより、まず末端に水酸基を有するアクリル系重合体を合成し、さらに水酸基を変換することにより得られる末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体を用いた室温硬化性組成物が開示されている。この方法においては末端に比較的高い比率で架橋性シリル基を有するアクリル系重合体が得られるものの、高価な連鎖移動剤である水酸基含有ポリスルフィドを大量に使用しなければならず、製造工程上問題がある。また、分子量分布が広くなるため、重合体の粘度が高くなるという問題もある。
すなわち、物性を低下させずに低粘度な接着性硬化性組成物、シーリング材組成物、粘着剤組成物、塗料組成物を得るには、架橋性シリル基を末端あるいは主鎖中に有する分子量分布の狭いビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体を得ることが必要であるが、これまで、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体を製造することは容易でなかった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体を接着性硬化性組成物の主成分として用いることにより、上記課題を解決することを見出し、本発明に到達した。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明は、一般式(1)で示される架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体を主成分として用いる接着性硬化性組成物である。
−[Si(R12-b(Y)bO]m−Si(R23-a(Y)a (1)
{式中、R1、R2は、いずれも炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、または(R’)3SiO−(R’は炭素数1〜20の1価の炭化水素基であって、3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい)で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、R1またはR2が2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。Yは水酸基または加水分解性基を示し、Yが2個以上存在するときそれらは同一であってもよく、異なっていてもよい。aは0,1,2,または3を、また、bは0,1,または2を示す。mは0〜19の整数である。ただし、a+mb≧1であることを満足するものとする。}
上記Yで示される加水分解性基としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、具体的には、水素、ハロゲン原子、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、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基等が挙げられ、加水分解性がマイルドで取り扱いやすいという点から、アルコキシ基が特に好ましい。該加水分解性基や水酸基は1個のケイ素原子に1〜3個の範囲で結合することができ、a+mb、すなわち、加水分解性基の総和は1〜5の範囲が好ましい。加水分解性基や水酸基が架橋性ケイ素基中に2個以上結合するときは、それらは同一であっても、異なっていてもよい。架橋性ケイ素化合物を構成するケイ素原子は1個でもよく、2個以上であってもよいが、シロキサン結合により連結されたケイ素原子の場合は20個程度まであってもよい。
【0007】
一般式(1)の架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体の主鎖を構成するモノマーとしては特に制約はなく、各種のものを用いることができる。本発明のビニル系重合体の主鎖の製造に用いられるビニル系モノマーとしては特に限定されず、各種のものを用いることができる。例示するならば、(メタ)アクリル酸、(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−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−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)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(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、(メタ)アクリル酸−2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸−3−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(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、γ−(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、(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(メタ)アクリル酸系モノマー;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スチレン系モノマー;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ビニルモノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のケイ素含有ビニル系モノマー;無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;フマル酸、フマル酸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、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、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系モノマー;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、アリルアルコール等が挙げられる。これらは、単独で用いても良いし、複数を共重合させても構わない。なお上記表現形式で例えば(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸および/あるいはメタクリル酸を表す。
【0008】
一般式(1)の架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体で、上記のモノマーの中で(メタ)アクリル酸系モノマーを40重量%以上用いて合成することにより得られた(メタ)アクリル系重合体が、物性面からより好ましい。
架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体の分子量については特に制限はないが、500〜100000の範囲にあるのが好ましい。分子量が500以下であると、ビニル系重合体の本来の特性が発現されにくく、また、100000以上であると、取り扱いが困難になる。
【0009】
架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体の分子量分布、すなわちゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)については特に制限はない。しかし、接着性硬化性組成物とした際の粘度を低く抑えて取扱いを容易にし、なおかつ十分な硬化物物性を得るためには、分子量分布は狭いのが好ましい。分子量分布の値としては1.8未満が好ましく、より好ましくは1.7以下、さらに好ましくは1.6以下、さらに好ましくは1.5以下、さらに好ましくは1.4以下、さらに好ましくは1.3以下である。
【0010】
架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体は、種々の重合法により得ることができ、その方法は特に限定されない。しかし、モノマーの汎用性、制御の容易性の点からラジカル重合法によって、直接架橋性シリル基を導入したり、1段階あるいは数段階の反応で架橋性シリル基に変換できる特定の官能基を有するビニル系重合体を得、この特定の官能基を架橋性シリル基に変換することにより架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体を得る方法がより好ましい。
【0011】
架橋性シリル基を含む特定の官能基を有するビニル系重合体を合成する方法において用いられるラジカル重合法は、重合開始剤としてアゾ系化合物、過酸化物などを用いて、特定の官能基を有するモノマーとビニル系モノマーとを単に共重合させるする「一般的なラジカル重合法」と末端などの制御された位置に特定の官能基を導入することが可能な「制御ラジカル重合法」に分類できる。
「一般的なラジカル重合法」は、簡便な方法であり本発明でも使用可能である。しかしこの方法では、特定の官能基を有するモノマーは確率的にしか重合体中に導入されないので、官能化率の高い重合体を得ようとした場合には、このモノマーをかなり大量に使う必要があり、逆に少量使用ではこの特定の官能基が導入されない重合体の割合が大きくなるという問題点がある。またフリーラジカル重合であるため、分子量分布が広く粘度の高い重合体しか得られないという問題点もある。「制御ラジカル重合法」は、更に、特定の官能基を有する連鎖移動剤を用いて重合をおこなうことにより末端に官能基を有するビニル系重合体が得られる「連鎖移動剤法」と重合生長末端が停止反応などを起こさずに生長することによりほぼ設計どおりの分子量の重合体が得られる「リビングラジカル重合法」とに分類することができる。
【0012】
「連鎖移動剤法」は、官能化率の高い重合体を得ることが可能であり、本発明でも使用可能であるが、開始剤に対してかなり大量の特定の官能基を有する連鎖移動剤が必要であり、処理も含めて経済面で問題がある。また上記の「一般的なラジカル重合法」と同様、フリーラジカル重合であるため分子量分布が広く、粘度の高い重合体しか得られないという問題点もある。
【0013】
これらの重合法とは異なり、「リビングラジカル重合法」は、重合速度が高く、ラジカル同士のカップリングなどによる停止反応が起こりやすいため制御の難しいとされるラジカル重合でありながら、停止反応が起こりにくく、分子量分布の狭い重合体(Mw/Mnが1.1〜1.5程度)が得られるとともに、モノマーと開始剤の仕込み比によって分子量は自由にコントロールすることができる。
【0014】
従って「リビングラジカル重合法」は、分子量分布が狭く、粘度が低い重合体を得ることができる上に、特定の官能基を有するモノマーを重合体のほぼ任意の位置に導入することができるため、上記特定の官能基を有するビニル系重合体の製造方法としてはより好ましいものである。
なお、リビング重合とは狭義においては、末端が常に活性を持ち続けて分子鎖が生長していく重合のことをいうが、一般には、末端が不活性化されたものと活性化されたものが平衡状態にありながら生長していく擬リビング重合も含まれる。本発明における定義も後者である。
【0015】
「リビングラジカル重合法」は近年様々なグループで積極的に研究がなされている。その例としては、たとえばジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカルソサエティー(J.Am.Chem.Soc.)、1994年、116巻、7943頁に示されるようなコバルトポルフィリン錯体を用いるもの、マクロモレキュールズ(Macromolecules)、1994年、27巻、7228頁に示されるようなニトロキシド化合物などのラジカル捕捉剤を用いるもの、有機ハロゲン化物等を開始剤とし遷移金属錯体を触媒とする「原子移動ラジカル重合」(Atom Transfer Radical Polymerization:ATRP)などがあげられる。
【0016】
「リビングラジカル重合法」の中でも、有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、遷移金属錯体を触媒としてビニル系モノマーを重合する「原子移動ラジカル重合法」は、上記の「リビングラジカル重合法」の特徴に加えて、官能基変換反応に比較的有利なハロゲン等を末端に有し、開始剤や触媒の設計の自由度が大きいことから、特定の官能基を有するビニル系重合体の製造方法としてはさらに好ましい。この原子移動ラジカル重合法としては例えばMatyjaszewskiら、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカルソサエティー(J.Am.Chem.Soc.)1995年、117巻、5614頁、マクロモレキュールズ(Macromolecules)1995年、28巻、7901頁,サイエンス(Science)1996年、272巻、866頁、WO96/30421号公報,WO97/18247号公報あるいはSawamotoら、マクロモレキュールズ(Macromolecules)1995年、28巻、1721頁などが挙げられる。
【0017】
この原子移動ラジカル重合では、有機ハロゲン化物、特に反応性の高い炭素−ハロゲン結合を有する有機ハロゲン化物(例えば、α位にハロゲンを有するカルボニル化合物や、ベンジル位にハロゲンを有する化合物)、あるいはハロゲン化スルホニル化合物が開始剤として用いられる。
上記原子移動ラジカル重合の触媒として用いられる遷移金属錯体としては、周期表第7族、8族、9族、10族、11族元素を中心金属とする錯体が用いることができる。好ましいものとしては、0価の銅、1価の銅、2価のルテニウム、2価の鉄又は2価のニッケルの錯体が挙げられる。なかでも、銅の錯体が好ましい。1価の銅化合物を具体的に例示するならば、塩化第一銅、臭化第一銅、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酸化第一銅、過塩素酸第一銅等である。銅化合物を用いる場合、触媒活性を高めるために2,2′−ビピリジル及びその誘導体、1,10−フェナントロリン及びその誘導体、テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ヘキサメチルトリス(2−アミノエチル)アミン等のポリアミン等の配位子が添加される。また、2価の塩化ルテニウムのトリストリフェニルホスフィン錯体(RuCl2(PPh33)も触媒として好適である。ルテニウム化合物を触媒として用いる場合は、活性化剤としてアルミニウムアルコキシド類が添加される。更に、2価の鉄のビストリフェニルホスフィン錯体(FeCl2(PPh32)、2価のニッケルのビストリフェニルホスフィン錯体(NiCl2(PPh32)、及び、2価のニッケルのビストリブチルホスフィン錯体(NiBr2(PBu32)も、触媒として好適である。
【0018】
この重合において用いられるビニル系のモノマーとしては特に制約はなく、既に例示したものをすべて好適に用いることができる。
上記重合反応は、無溶剤又は各種の溶剤中で行うことができる。溶剤としては、例えば、ベンゼン、トルエン等の炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等のアルコール系溶媒;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒等が挙げられる。これらは、単独又は2種以上を混合して用いることができる。また、上記重合は、0〜200℃の範囲で行うことができ、好ましくは、室温〜150℃の範囲である。
【0019】
一般式1で示される架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体は、以下に例示する方法を利用して得ることが可能であるがこれらに限定されるわけではない。
架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体の合成方法としては、(A)アルケニル基を少なくとも1個有するビニル系重合体に架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を、ヒドロシリル化触媒存在下に付加させる方法(B)水酸基を少なくとも1個有するビニル系重合体に一分子中に架橋性シリル基とイソシアネート基のような水酸基と反応し得る基を有する化合物を反応させる方法(C)ラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、1分子中に重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併せ持つ化合物を反応させる方法(D)ラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、架橋性シリル基を有する連鎖移動剤を用いる方法(E)反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体に1分子中に架橋性シリル基と安定なカルバニオンを有する化合物を反応させる方法;などがあげられる。
【0020】
(A)の方法で用いるアルケニル基を少なくとも1個有するビニル系重合体は種々の方法で得られる。以下に合成方法を例示するが、これらに限定されるわけではない。
(A−a)ラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、例えば下記の一般式(2)に挙げられるような一分子中に重合性のアルケニル基と重合性の低いアルケニル基を併せ持つ化合物を第2のモノマーとして反応させる方法。
2C=C(R3)−R4−R5−C(R6)=CH2 (2)
(式中、R3は水素またはメチル基を示し、R4は−C(O)O−、またはo−,m−,p−フェニレン基を示し、R5は直接結合、または炭素数1〜20の2価の有機基を示し、1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい。R6は水素、または炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基または炭素数7〜10のアラルキル基を示す)
なお、一分子中に重合性のアルケニル基と重合性の低いアルケニル基を併せ持つ化合物を反応させる時期に制限はないが、特にリビングラジカル重合で、ゴム的な性質を期待する場合には重合反応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了後に、第2のモノマーとして反応させるのが好ましい。
【0021】
(A−b)リビングラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、重合反応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了後に、例えば1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、1,9−デカジエンなどのような重合性の低いアルケニル基を少なくとも2個有する化合物を反応させる方法。
(A−c)反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体に、例えばアリルトリブチル錫、アリルトリオクチル錫などの有機錫のようなアルケニル基を有する各種の有機金属化合物を反応させてハロゲンを置換する方法。
【0022】
(A−d)反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体に、一般式(3)に挙げられるようなアルケニル基を有する安定化カルバニオンを反応させてハロゲンを置換する方法。
+-(R7)(R8)−R9−C(R6)=CH2 (3)
(式中、R6は上記に同じ、R7、R8はともにカルバニオンC-を安定化する電子吸引基であるか、または一方が前記電子吸引基で他方が水素または炭素数1〜10のアルキル基、またはフェニル基を示す。R9は直接結合、または炭素数1〜10の2価の有機基を示し、1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい。M+はアルカリ金属イオン、または4級アンモニウムイオンを示す)
7、R8の電子吸引基としては、−CO2R、−C(O)Rおよび−CNの構造を有するものが特に好ましい。
【0023】
(A−e)反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体に、例えば亜鉛のような金属単体あるいは有機金属化合物を作用させてエノレートアニオンを調製し、しかる後にハロゲンやアセチル基のような脱離基を有するアルケニル基含有化合物、アルケニル基を有するカルボニル化合物、アルケニル基を有するイソシアネート化合物、アルケニル基を有する酸ハロゲン化物等の、アルケニル基を有する求電子化合物と反応させる方法。
【0024】
(A−f)反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体に、例えば一般式(4)あるいは(5)に示されるようなアルケニル基を有するオキシアニオンあるいはカルボキシレートアニオンを反応させてハロゲンを置換する方法。
2C=C(R6)−R10−O-+ (4)
(式中、R6、M+は上記に同じ。R10は炭素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい)
2C=C(R6)−R11−C(O)O-+ (5)
(式中、R6、M+は上記に同じ。R11は直接結合、または炭素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい)
などが挙げられる。
【0025】
上述の反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体の合成法は例として、
(E−a)ラジカル重合において特開平4−132706に示されるような、例えば四塩化炭素、塩化エチレン、四臭化炭素、臭化メチレンようなハロゲン化物を連鎖移動剤に用いる方法(連鎖移動剤法)。
【0026】
(E−b)前述のような有機ハロゲン化物等を開始剤とし、遷移金属錯体を触媒とする原子移動ラジカル重合法;などが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
またアルケニル基を少なくとも1個有するビニル系重合体は、水酸基を少なくとも1個有するビニル系重合体から得ることも可能であり、以下に例示する方法が利用できるがこれらに限定されるわけではない。水酸基を少なくとも1個有するビニル系重合体の水酸基に、
(A−g)ナトリウムメトキシドのような塩基を作用させ、塩化アリルのようなアルケニル基含有ハロゲン化物と反応させる方法。
【0027】
(A−h)アリルイソシアネート等のアルケニル基含有イソシアネート化合物を反応させる方法。
(A−i)(メタ)アクリル酸クロリドのようなアルケニル基含有酸ハロゲン化物をピリジン等の塩基存在下に反応させる方法。
(A−j)アクリル酸等のアルケニル基含有カルボン酸を酸触媒の存在下に反応させる方法;等が挙げられる。
【0028】
本発明では(A−a)(A−b)のようなアルケニル基を導入する方法にハロゲンが直接関与しない場合には、リビングラジカル重合法を用いてビニル系重合体を合成することが好ましい。制御がより容易である点から(A−b)の方法がさらに好ましい。
反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体のハロゲンを変換することによりアルケニル基を導入する場合は、反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有する有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、遷移金属錯体を触媒としてビニル系モノマーをラジカル重合すること(原子移動ラジカル重合法)により得る、末端に反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体を用いるのが好ましい。制御がより容易である点から(A−f)の方法がさらに好ましい。
【0029】
また、架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物としては特に制限はないが、代表的なものを示すと、一般式(6)で示される化合物が例示される。
H−[Si(R12-b(Y)bO]m−Si(R23-a(Y)a (6)
(式中、R1、R2、a、b、m、Yは前記に同じ。)
これらヒドロシラン化合物の中でも、特に一般式(7)
H−Si(R23-a(Y)a (7)
(式中、R2、Y、aは前記に同じ)
で示される架橋性基を有する化合物が入手容易な点から好ましい。
【0030】
上記の架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物をアルケニル基に付加させる際には、遷移金属触媒が通常用いられる。遷移金属触媒としては、例えば、白金単体、アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の担体に白金固体を分散させたもの、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコール、アルデヒド、ケトン等との錯体、白金−オレフィン錯体、白金(0)−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体が挙げられる。白金化合物以外の触媒の例としては、RhCl(PPh33,RhCl3,RuCl3,IrCl3,FeCl3,AlCl3,PdCl2・H2O,NiCl2,TiCl4等が挙げられる。
【0031】
(B)および(A−g)〜(A−j)の方法で用いる水酸基を少なくとも1個有するビニル系重合体の製造方法は以下のような方法が例示されるが、これらの方法に限定されるものではない。
(B−a)ラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、例えば下記の一般式(8)に挙げられるような一分子中に重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物を第2のモノマーとして反応させる方法。
2C=C(R3)−R4−R5−OH (8)
(式中、R3、R4、R5は上記に同じ)
なお、一分子中に重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物を反応させる時期に制限はないが、特にリビングラジカル重合で、ゴム的な性質を期待する場合には重合反応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了後に、第2のモノマーとして反応させるのが好ましい。
【0032】
(B−b)リビングラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、重合反応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了後に、例えば10−ウンデセノール、5−ヘキセノール、アリルアルコールのようなアルケニルアルコールを反応させる方法。
(B−c)例えば特開平5−262808に示される水酸基含有ポリスルフィドのような水酸基含有連鎖移動剤を多量に用いてビニル系モノマーをラジカル重合させる方法。
(B−d)例えば特開平6−239912、特開平8−283310に示されるような過酸化水素あるいは水酸基含有開始剤を用いてビニル系モノマーをラジカル重合させる方法。
(B−e)例えば特開平6−116312に示されるようなアルコール類を過剰に用いてビニル系モノマーをラジカル重合させる方法。
(B−f)例えば特開平4−132706などに示されるような方法で、反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個に有するビニル系重合体のハロゲンを加水分解あるいは水酸基含有化合物と反応させることにより、末端に水酸基を導入する方法。
(B−g)反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体に、一般式(9)に挙げられるような水酸基を有する安定化カルバニオンを反応させてハロゲンを置換する方法。
+-(R7)(R8)−R9−OH (9)
(式中、R7、R8、R9、は上記に同じ)
7、R8の電子吸引基としては、−CO2R、−C(O)Rおよび−CNの構造を有するものが特に好ましい。
【0033】
(B−h)反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体に、例えば亜鉛のような金属単体あるいは有機金属化合物を作用させてエノレートアニオンを調製し、しかる後にアルデヒド類、又はケトン類を反応させる方法。
(B−i)反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体に、例えば一般式(10)あるいは(11)に示されるような水酸基を有するオキシアニオンあるいはカルボキシレートアニオンを反応させてハロゲンを置換する方法。
HO−R10−O-+ (10)
(式中、R10およびM+は前記に同じ)
HO−R11−C(O)O-+ (11)
(式中、R11およびM+は前記に同じ)
等が挙げられる。
【0034】
本発明では(B−a)〜(B−e)のような水酸基を導入する方法にハロゲンが直接関与しない場合には、リビングラジカル重合法を用いてビニル系重合体を合成することが好ましい。制御がより容易である点から(B−b)の方法がさらに好ましい。
反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体のハロゲンを変換することにより水酸基を導入する場合は、有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、遷移金属錯体を触媒としてビニル系モノマーをラジカル重合すること(原子移動ラジカル重合法)により得る、末端に反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体を用いるのが好ましい。制御がより容易である点から(B−i)の方法がさらに好ましい。
【0035】
また、一分子中に架橋性シリル基とイソシアネート基のような水酸基と反応し得る基を有する化合物としては、例えばγ−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアナートプロピルメチルジメトキシシラン、γ−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられ、必要により一般に知られているウレタン化反応の触媒を使用できる。
【0036】
(C)の方法で用いる一分子中に重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併せ持つ化合物としては、例えばトリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート、メチルジメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレートなどのような、下記一般式(12)で示すものが挙げられる。
2C=C(R3)−R4−R12−[Si(R12-b(Y)bO]m−Si(R23-a(Y)a (12)
(式中、R1、R2、R3、R4、Y、a、b、mは上記に同じ。R12は、直接結合、または炭素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい。)
一分子中に重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併せ持つ化合物を反応させる時期に特に制限はないが、特にリビングラジカル重合で、ゴム的な性質を期待する場合には重合反応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了後に、第2のモノマーとして反応させるのが好ましい。
(D)の連鎖移動剤法で用いられる、架橋性シリル基を有する連鎖移動剤としては例えば特公平3−14068、特公平4−55444に示される、架橋性シリル基を有するメルカプタン、架橋性シリル基を有するヒドロシランなどが挙げられる。
【0037】
(E)の方法で用いられる、反応性の高い炭素−ハロゲン結合を少なくとも1個有するビニル系重合体は前述のとおり(E−a)〜(E−b)の方法で得ることができる。一分子中に架橋性シリル基と安定化カルバニオンを併せ持つ化合物としては一般式(13)で示すものが挙げられる。
+-(R7)(R8)−R13−C(H)(R14)−CH2−[Si(R12-b(Y)bO]m−Si(R23-a(Y)a (13)
(式中、R1、R2、R7、R8、Y、a、b、m、は前記に同じ。R13は直接結合、または炭素数1〜10の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい、R14は水素、または炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基または炭素数7〜10のアラルキル基を示す。)
7、R8の電子吸引基としては、−CO2R、−C(O)Rおよび−CNの構造を有するものが特に好ましい。
【0038】
また、架橋性シリル基が少なくとも1個分子鎖の末端に有するビニル系重合体を、有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、遷移金属錯体を触媒として用いる重合法で得るためには、開始点となる反応性の高い炭素−ハロゲン結合を2個以上有する有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤として用いるのが好ましい。それらの具体例としては、
【0039】
【化1】

Figure 0003688897
【0040】
(式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20アリール基、または炭素数7〜20アラルキル基を表す。C64は、フェニレン基を表す。nは0〜20の整数を表す。Xは塩素、臭素、またはヨウ素を表す。)
【0041】
【化2】
Figure 0003688897
【0042】
(式中、Xは塩素、臭素またはヨウ素を表す。nは0〜20の整数を表す。C64は、フェニレン基を表す。)等があげられる。
架橋性シリル基を少なくとも1個分子鎖の末端に有するビニル系重合体は上記のほかにも、得ることができる。
架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物を開始剤として用いれば、片末端に架橋性シリル基を有し、他の末端が一般式2の構造を有するビニル系重合体が得られる。このようにして得られる重合体の停止末端のハロゲンを架橋性シリル基含有置換基に変換すれば、両末端に架橋性シリル基を有するビニル系重合体を得ることができる。その変換方法としては、既に記載した方法を使用することができる。
【0043】
架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物としては特に制限はないが、例えば一般式(14)、(15)に示す構造を有するものが例示される。
1516C(X)−R17−R18−C(H)(R19)CH2−[Si(R12-b(Y)bO]m−Si(R23-a(Y)a (14)
(式中、R1、R2、a、b、m、X、Yは上記に同じ。R15、R16は、独立して水素、または炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、または他端において相互に連結したもの、R17は−C(O)O−、−C(O)−、または、o−,m−,p−フェニレン基を示す。R18は直接結合、または炭素数1〜10の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい、R19は水素、または炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基または炭素数7〜10のアラルキル基を示す。)
(R23-a(Y)aSi−[OSi(R12-b(Y)bm−CH2−C(H)(R19)−R18−C(R15)(X)−R17−R16 (15)
(式中、R1、R2、R15、R16、R17、R18、R19、a、b、m、X、Yは上記に同じ)
架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物を開始剤として用いると、片末端が架橋性シリル基、他の末端がハロゲンである重合体が得られるが、この重合体のハロゲンを置換できる、同一または異なった官能基を合計2個以上有する化合物を用いて、ハロゲン末端どうしをカップリングさせることによっても、両末端に架橋性シリル基を有するビニル系重合体を得ることができる。
【0044】
末端ハロゲンを置換できる、同一または異なった官能基を合計2個以上有する化合物としては特に制限はないが、ポリオール、ポリアミン、ポリカルボン酸、ポリチオール、およびそれらの塩、アルカリ金属硫化物等が好ましい。
アルケニル基を有する有機ハロゲン化物を開始剤に用いれば、片末端にアルケニル基を有し、他の末端がハロゲンである重合体が得られる。このようにして得られる重合体の末端のハロゲンをアルケニル含有置換基に変換すれば、両末端にアルケニル基を有するビニル系重合体を得ることができ、このアルケニル基を上述の方法などで架橋性シリル基に変換すれば、両末端に架橋性シリル基を有するビニル系重合体を得ることができる。
【0045】
ゴム的な性質が要求される用途においては、ゴム弾性に大きな影響を与える架橋点間分子量が大きくとれるため、架橋性シリル基の少なくとも1個は分子鎖の末端にあることが好ましく、全て分子鎖末端にあるのがさらに好ましい。
従って、架橋性シリル基の少なくとも1個有するビニル系重合体を合成する際に用いる、水酸基、ハロゲンあるいはアルケニル基を少なくとも1個有するビニル系重合体は、これらの官能基が分子鎖の末端に存在するものであることが好ましい。
【0046】
架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体、中でも(メタ)アクリル系重合体を製造する方法は、例えば特公平3−14068、特公平4−55444、特開平6−211922などに開示されているが、これらの方法は「連鎖移動剤法」を用いているので、これらの架橋性シリル基は比較的高い割合で末端に存在するが、得られる重合体の分子量分布が一般的には2以上と広く、粘度が高くなるという問題がある。従って分子量分布の狭い、粘度の低い、高い割合で末端に架橋性シリル基を有するビニル系重合体を得るにはリビングラジカル重合法を用いるのが好ましい。
本発明の接着性硬化性組成物を硬化させるにあたっては縮合触媒を使用してもしなくてもよい。縮合触媒としてはテトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート等のチタン酸エステル;ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジメトキシド、ジブチル錫オキシドとカルボン酸エステルあるいはカルボン酸あるいは水酸基含有化合物の反応物、オクチル酸錫、ナフテン酸錫等の有機錫化合物;アルミニウムトリスアセチルアセトナート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテートなどの有機アルミニウム化合物;ジルコニウムテトラアセチルアセトナートジルコニウムテトライソプロポキサイド、ジルコニウムテトラブトキサイドなどの有機ジルコニウム化合物;オクチル酸鉛などの有機鉛化合物;、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、1,3−ジアザビシクロ(5,4,6)ウンデセン−7等のアミン系化合物あるいはそれらのカルボン酸塩;ラウリルアミンとオクチル酸錫の反応物あるいは混合物のようなアミン系化合物と有機錫化合物との反応物および混合物;過剰のポリアミンと多塩基酸から得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の反応生成物;アミノ基を有するシランカップリング剤、例えば、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等の公知のシラノール触媒1種または2種以上を必要に応じて用いればよい。使用量は架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体に対し、0〜10重量部の範囲で使用するのが好ましい。加水分解性基Yとしてアルコキシ基が使用される場合は、この重合体のみでは硬化速度が遅いので、硬化触媒を使用することが好ましい。
【0047】
接着促進剤は、本発明による重合体自体がガラス、ガラス以外のセラミック類、金属等に対して接着性を有していたり、各種プライマーを使用することにより広範囲の材料に対して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、各種基材、部品、支持体、被着体に対する安定的な接着性を得るために用いるのが好ましい。
接着促進剤としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、アルキルフェノール、変性フェノール(たとえば、カシューオイル変性フェノール、トールオイル変性フェノールなど)などのフェノール系化合物とホルマリン、パラホルムアルデヒドなどのアルデヒド系化合物との反応により得られるレゾール型またはノボラック型のフェノール樹脂;硫黄;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAプロピレンオキシド付加物のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂;テトラブチルチタネートなどのアルキルチタネート類、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート;γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)―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)―γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)―γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのような一分子中にアミノ基と架橋性シリル基有する化合物;γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのような一分子中にエポキシ基と架橋性シリル基有する化合物;γ−メルカプト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エトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランなどのような一分子中にメルカプト基と架橋性シリル基有する化合物;γ−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアナートプロピルメチルジメトキシシランなどのような一分子中にイソシアナート基と架橋性シリル基有する化合物;上記のような一分子中にアミノ基と架橋性シリル基有する化合物と一分子中にエポキシ基と架橋性シリル基有する化合物あるいは一分子中にイソシアナート基と架橋性シリル基有する化合物の反応物;γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシランなどのような一分子中に(メタ)アクリロキシ基と架橋性シリル基有する化合物と上記のような一分子中にアミノ基と架橋性シリル基有する化合物の反応物;などが挙げられる。これらは単独で使用しても2種類以上併用しても良い。なかでも物性および接着性の制御が比較的容易な一分子中にアミノ基と架橋性シリル基有する化合物、一分子中にエポキシ基と架橋性シリル基有する化合物、一分子中にメルカプト基と架橋性シリル基有する化合物、一分子中にアミノ基と架橋性シリル基有する化合物と一分子中にエポキシ基と架橋性シリル基有する化合物の反応物、一分子中に(メタ)アクリロキシ基と架橋性シリル基有する化合物と一分子中にアミノ基と架橋性シリル基有する化合物の反応物などのような一分子中に窒素、酸素、硫黄原子のうちの少なくとも一つを有する有機基と架橋性シリル基を有する化合物が好ましい。接着性の高さから、上記の窒素、酸素、硫黄原子のうちの少なくとも一つを有する有機基が、アミノ基、イソシアネート基あるいはこれらが反応することにより生成する基である、一分子中に窒素原子を有する有機基と架橋性シリル基を有する化合物がさらに好ましい。
【0048】
上記接着促進剤は、架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体100重量部に対し、0.01から20重量部使用されるのが好ましい。0.01重量部では接着性の改善効果が発現しにくく、20重量部越えると硬化物の物性に悪影響を与える。接着促進剤の添加量は、好ましくは0.1〜10重量部、さらに好ましくは0.5〜5重量部である。
接着性硬化性組成物を硬化させた時の硬度を上げたり、硬度を下げて伸びを出したりして物性を制御するために、物性調整剤を用いることができる。物性調整剤としては例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシランなどのアルキル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、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メチルジイソプロペノキシシランなどのアルキルイソプロペノキシシラン類;ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシランなどの各種シランカップリング剤、シリコーンワニス類;ポリシロキサン類等が必要に応じて添加される。架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体100重量部に対し、0〜20重量部の範囲で添加すれば好ましい結果が得られる。
接着性硬化性組成物の硬化速度を速めたり、遅らせたりするために硬化性調整剤を、また貯蔵中の増粘を抑えるために貯蔵安定性改良剤を添加することができる。硬化性調整剤あるいは貯蔵安定性改良剤としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類;オルトギ酸メチルナドノオルトエステル類;テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどの架橋性シリル基有する化合物;2−エチルヘキサン酸などのカルボン酸類などが挙げられる。架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体100重量部に対し、0〜20重量部の範囲で添加すれば好ましい結果が得られる。
【0049】
本発明の接着性硬化性組成物はその他に、シリカ、カーボンブラック、炭酸カルシウムなどの各種充填剤;ジ(2−エチルヘキシル)フタレートなどの芳香族二塩基酸エステル類、ジオクチルアジペート等の非芳香族二塩基酸エステル類、;ポリプロピレングリコールなどのポリエーテル類、アクリルオリゴマーなどの各種可塑剤;トルエン、メチルエチルケトンなどの各種溶剤;各種シランカップリング剤、架橋性シリル基を有するポリシロキサンなどの各種変性剤;ポリアミドワックス、水添ヒマシ油、金属石鹸などのレオロジー特性調整剤;紫外線硬化性樹脂、酸素硬化性樹脂などの表面特性および/あるいは耐候性改良剤;顔料、染料などの着色剤;老化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、難燃化剤などのような添加剤も任意に使用してもよい。
【0050】
本発明の接着性硬化性組成物をシーリング材組成物として用いる場合に、機械物性の調整を目的として添加できる充填材をさらに詳しく述べると、フュームドシリカ、沈降性シリカ、無水ケイ酸、含水ケイ酸およびカーボンブラックのような補強性充填材;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、焼成クレー、クレー、タルク、酸化チタン、ベントナイト、有機ベントナイト、酸化第二鉄、酸化亜鉛、活性亜鉛華およびシラスバルーンなどのような充填材;石綿、ガラス繊維およびフィラメントのような繊維状充填材が使用できる。これら充填材で強度の高い硬化物を得たい場合には、主にヒュームドシリカ、沈降性シリカ、無水ケイ酸、含水ケイ酸、カーボンブラック、表面処理微細炭酸カルシウム、焼成クレー、クレーおよび活性亜鉛華などから選ばれる充填材を架橋性シリル基を有するビニル系重合体100重量部に対して1〜200重量部の範囲で添加すれば好ましい結果が得られる。また、低強度で伸びが大である硬化物を得たい場合には、主に酸化チタン、炭酸カルシウム、タルク、酸化第二鉄、酸化亜鉛およびシラスバルーンなどから選ばれる充填材を、架橋性シリル基を有するビニル系重合体100重量部に対して1〜200重量部の範囲で添加すれば好ましい結果が得られる。これら充填材は1種類で使用してもよいし、2種類以上混合使用してもよい。
【0051】
また物性および粘度の調整のために添加できる可塑剤をさらに詳しく述べると、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、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート等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等の非芳香族二塩基酸エステル類;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等のポリアルキレングリコールのエステル類;トリクレジルホスフェート、トリブチルホスフェート等のリン酸エステル類;ポリエリレングリコール、ポリプロピレングリコールあるいはこれらの水酸基を変換したポリエーテル類;塩化パラフィン類;アルキルジフェニル、部分水添ターフェニル等の炭化水素系油等が挙げられ、これらを単独、または2種以上混合して使用することができるが、必ずしも必要とするものではない。なおこれら可塑剤は、重合体製造時に配合することも可能である。可塑剤量は、架橋性シリル基を有するビニル系重合体100重量部に対して0〜100重量部の範囲で添加すれば好ましい結果が得られる。
本発明のシーリング材組成物は、すべての配合成分を予め配合密封保存し、施工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も可能であり、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、該配合材と重合体組成物を使用前に混合する2成分型として調整することもできる。取り扱いが容易で、施工時のミスも少ない1成分型がより好ましい。
【0052】
本発明の接着性硬化性組成物を粘着剤組成物として用いる場合、ビニル系重合体を主成分とするものであるため、粘着付与樹脂を添加する必要は必ずしもないが、必要に応じて、各種のものを使用することができる。具体例を挙げるならば、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、シクロペンタジエン−フェノール樹脂、キシレン樹脂、クマロン樹脂、石油樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジンエステル樹脂等である。
【0053】
作業性を調節するために用いる溶剤についてさらに詳しく述べると、例えばトルエン、キシレン等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、酢酸セロソルブ等のエステル系溶剤、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等のケトン系溶剤等が挙げられる。それらの溶剤は重合体の製造時に用いてもよい。
【0054】
前記粘着剤組成物はテープ、シート、ラベル、箔等に広く適用することができる。例えば、合成樹脂製または変成天然物製のフィルム、紙、あらゆる種類の布、金属箔、金属化プラスチック箔、アスベストまたはガラス繊維布などの基質材料に溶剤型、エマルション型またはホットメルト型等の形で前記粘着剤組成物を塗布し、湿気または水分に暴露し、常温硬化または加熱硬化させればよい。
本発明の接着性硬化性組成物をハイソリッドの塗料用組成物として用いる場合、架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体を得る方法として好ましい方法に、製造方法が簡便であることから一般式(12)で示される一分子中に重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併せ持つ化合物を他のビニル系モノマーと共重合させる(C)の方法も挙げられる。これらを用いれば塗料のハイソリッド化が可能となる。
【0055】
一般式(12)で示される一分子中に重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併せ持つ化合物の中でも、特に架橋性シリル基がアルコキシシリル基である化合物がコストや安定性の面で好ましく、例えば、
CH2=CHCO2(CH23Si(OCH33、CH2=CHCO2(CH23Si(CH3)(OCH32、CH2=C(CH3)CO2(CH23Si(OCH33、CH2=C(CH3)CO2(CH23Si(CH3)(OCH32が特に好ましい。これらの化合物は単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0056】
一分子中に重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併せ持つ化合物と、他のビニル系モノマーの共重合比としては特に制限はないが、同化合物は全重合組成中、1〜50モル%、好ましくは2〜40モル%、さらに好ましくは3〜30モル%がよい。一分子中に重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併せ持つ化合物の量が1モル%未満であると硬化が不十分となり、50モル%を越えると、貯蔵安定性が悪くなる。
【0057】
上述の重合方法は既に述べたように制御された重合であり、分子量分布の狭いビニル系重合体を得ることができる。分子量分布が狭いために重合体の粘度は低く抑えられ、より少ない溶剤量で塗料に要求される展延性を付与することが可能になる。
この塗料用組成物には必要に応じて、ポリエステル、エポキシ、アクリル等の樹脂、着色助剤、流展剤や消泡剤、帯電防止剤などの添加剤が、接着性硬化性組成物として述べた添加剤に加えてを添加することができる。この塗料用組成物に用いる着色剤についてさらに詳しく述べると、二酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、酸化クロム等の無機顔料、フタロシアニン系、キナクリドン系等の有機顔料などが挙げられる。これらの添加物の配合割合は必要特性に応じて適宜選択することができ、また、混合して用いることも可能である。、
一般式(1)に示される架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体に、硬化触媒や添加剤を必要に応じて添加し、被塗物に塗装した後、硬化させれば、均一な塗膜を得ることができる。架橋性シリル基の加水分解および/あるいは縮合は室温で進行するので、硬化の際に加熱する必要はないが、硬化促進のために加熱してもよい。加熱温度は20〜200℃、好ましくは50〜180℃である。
【0058】
本発明の塗料用組成物は、溶剤系あるいは水系塗料として用いることができる。また、主成分であるビニル系重合体から揮発分を留去し、所望の配合物を添加した後に配合物を微粉砕し、粉体塗料として使用することも可能である。
本発明の接着性硬化性組成物をハイソリッド化が可能でかつ弾性的な性質に優れた塗料用組成物として用いる場合、架橋性シリル基の少なくとも1個は分子鎖末端にあるのが好ましいが、架橋点間分子量を調節するために一般式(12)で示される一分子中に重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併せ持つ化合物を少量、共重合させることにより分子鎖中異に架橋性シリル基を導入してもかまわない。CH2=CHCO2(CH23Si(OCH33、CH2=CHCO2(CH23Si(CH3)(OCH32、CH2=C(CH3)CO2(CH23Si(OCH33、CH2=C(CH3)CO2(CH23Si(CH3)(OCH3)2、CH2=CHCO2(CH23Si(OC253、CH2=CHCO2(CH23Si(CH3)(OC252、CH2=C(CH3)CO2(CH23Si(OC253、CH2=C(CH3)CO2(CH23Si(CH3)(OC252、CH2=CHCO2(CH23Si(OC253、CH2=CHCO2(CH23Si(CH3)(OC252、CH2=C(CH3)CO2(CH23Si(OC253、CH2=C(CH3)CO2(CH23Si(CH3)(OC252などを例示することができる。これらの化合物は単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。
この塗料用組成物には必要に応じて、ポリエステル、エポキシ、アクリル等の樹脂、着色助剤、流展剤や消泡剤、帯電防止剤などの添加剤が、接着性硬化性組成物として述べた添加剤に加えてを添加することができる。この塗料用組成物に用いる着色剤についてさらに詳しく述べると、二酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、酸化クロム等の無機顔料、フタロシアニン系、キナクリドン系等の有機顔料などが挙げられる。これらの添加物の配合割合は必要特性に応じて適宜選択することができ、また、混合して用いることも可能である。、
一般式(1)に示される架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体に、硬化触媒や添加剤を必要に応じて添加し、被塗物に塗装した後、硬化させれば、均一な塗膜を得ることができる。架橋性シリル基の加水分解および/あるいは縮合は室温で進行するので、硬化の際に加熱する必要はないが、硬化促進のために加熱してもよい。加熱温度は20〜200℃、好ましくは50〜180℃である。
本発明の塗料用組成物は、溶剤系あるいは水系塗料として用いることができる。また、主成分であるビニル系重合体から揮発分を留去し、所望の配合物を添加した後に配合物を微粉砕し、粉体塗料として使用することも可能である。
【0059】
以下に本発明を実施例に基づき説明するが、下記実施例に限定されるものではない。
(参考例1)水酸基含有開始剤の合成
窒素雰囲気下、エチレングリコール(10.9mL、195mmol)とピリジン(3g、39mmol)のTHF溶液(10mL)に2−ブロモプロピオン酸クロライド(2mL、3.35g、19.5mmol)を0℃でゆっくり滴下した。そのままの温度で溶液を2時間撹拌した。希塩酸と酢酸エチルを加えて2層を分離し、有機層を希塩酸およびブラインで洗浄、Na2SO4で乾燥した。揮発分を減圧下留去し、粗精製物を得た(3.07g)。この粗精製物を減圧蒸留することにより(70〜73℃、0.5mmHg)、下式に示す、ヒドロキシエチル−2−ブロモプロピオネートを得た(2.14g、56%)。
3CC(H)(Br)C(O)O(CH22−OH
(合成例1)
末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
1Lの耐圧反応容器に、アクリル酸−n−ブチル(112mL、100g、0.78mol)、参考例1で得られた水酸基含有開始剤(3.07g、15.6mmol)、臭化第一銅(2.24g、15.6mmol)、2,2’−ビピリジル(4.87g、31.2mmol)、酢酸エチル(90mL)、アセトニトリル(20mL)を仕込み、窒素バブリングを行って溶存酸素を除去した後、封管した。混合物を130℃に加熱し、2時間反応させた。反応容器を室温にもどし、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(3.92mL、4.06g、31.2mmol)を加え、110℃で2時間反応させた。混合物を酢酸エチル(200mL)で希釈し、不溶分を濾別した後、濾液を10%塩酸とブラインで洗浄、有機層をNa2SO4で乾燥した。溶媒を減圧下留去し、末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を82g得た。この重合体の粘度は25Pa・sであり、数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)により、5100、分子量分布は1.29であった。また、1H−NMR分析より求めた重合体1分子あたりの平均の水酸基の個数は2.39個であった。
末端に架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
上記で合成した末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)(4.94g、OH=2.30mmol)をトルエン存在下50℃で共沸脱水を行なった。ここへオクチル酸スズ(4.9mg)およびトルエン(6mL)を加え、50℃でメチルジメトキシシリルプロピルイソシアネート(0.524g、2.77mmol)を滴下した。、滴下終了後、70℃に反応温度を上げ4時間反応を継続した。1H−NMRで水酸基の結合したメチレン基のシグナル(3.8ppm)が消失したことにより、未反応の水酸基はないものと判断した。揮発分を減圧により留去し、末端に架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を得た。この重合体の粘度は22Pa・sであり、数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)により、4900、分子量分布は1.60であった。
(実施例1)
合成例1で得た末端に架橋性シリル基を有する重合体100重量部に対し、ジブチルスズジアセチルアセトナート1重量部を混合し、型枠に流し込んで、減圧乾燥器を用いて室温で脱泡した。50℃で20時間加熱硬化させることにより、均一なゴム状硬化物シートが得られた。トルエン抽出により求めたゲル分率は93%であった。
ゴム状硬化物シートから2(1/3)号形ダンベル試験片を打ち抜き、オートグラフを用いて引っ張り試験を行った(200mm/min)ところ破断強度は0.31MPa、破断伸びは35%であった。
(合成例2)
末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
合成例1で得た末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)(50g)およびピリジン(10mL)のトルエン溶液(100mL)に、窒素雰囲気下、75℃で、ウンデセン酸クロリド(7.22mL、6.81g、33.6mmol)をゆっくりと滴下し、75℃で3時間撹拌した。生成した白色固体を濾過し、有機層を希塩酸およびブラインで洗浄し、有機層をNa2SO4で乾燥した。減圧下で濃縮することにより、アルケニル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)(43g)を得た。重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)により、5400、分子量分布は1.30であった。また、1H−NMR分析より求めた重合体1分子当たりに導入されたアルケニル基は、2.28個であった。
末端に架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
30mLの耐圧反応容器に、上記で得られた両末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸ブチル)(2g)、メチルジメトキシシラン(0.32mL)、オルトギ酸メチル(0.09mL、アルケニル基に対し3当量)、白金ビス(ジビニルテトラメチルジシロキサン)(8.3×10-8mol/Lキシレン溶液、アルケニル基に対し、10-4当量)を仕込み、100℃で1時間撹拌した。揮発分を減圧下留去することにより、架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を2g得た。重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)により5900、分子量分布は1.37であった。また、1H−NMR分析より求めた重合体1分子当たりに導入されたシリル基は、2.24個であった。
(実施例2)
合成例2の架橋性シリル基末端重合体(1g)と硬化触媒(日東化成製、U−220、ジブチルスズジアセチルアセトナート、30mg)をよく混合し、型枠に流し込んで、減圧乾燥器を用いて室温で脱泡した。室温に7日間放置することにより、均一なゴム状硬化物が得られた。トルエン抽出により求めたゲル分率は78%であった。
(実施例3)
合成例2の末端に架橋性シリル基を有する重合体100重量部、水1重量部、ジブチルスズジメトキサイド1重量部をよく混合し、型枠に流し込んで、減圧乾操器を用いて室温で脱泡した。50℃で20時間加熱硬化させることにより、均一なゴム状硬化物シートが得られた。トルエン抽出により求めたゲル分率は88%であった。ゴム状硬化物シートから2(1/3)号形ダンベル試験片を打ち抜き、オートグラフを用いて引っ張り試験を行った(200mm/min)。破断強度は0.32MPa、破断伸びは34%であった。
(合成例3)
末端にハロゲンを有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
500mlの耐圧反応容器に、アクリル酸−n−ブチル(112mL、100g、0.78mol)、ジブロモキシレン(4.12g、15.6mmol)、臭化第一銅(2.24g、15.6mmol)、2,2’−ビピリジル(4.87g、31.2mmol)、酢酸エチル(90mL)、アセトニトリル(20mL)を仕込み、窒素バブリングを行って溶存酸素を除去した後、封管した。混合物を130℃に加熱し、2時間反応させた。反応容器を室温にもどし、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(3.92mL、4.06g、31.2mmol)を加え、110℃で2時間反応させた。混合物を酢酸エチル(200mL)で希釈し、活性アルミナのカラムを通して銅触媒を除去精製することにより末端にBr基を有する重合体を得た。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で5700、分子量分布1.37であった。
末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
窒素雰囲気下、500mlフラスコに上記で得た末端にハロゲンを有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)84g、ペンテン酸カリウム7.7g(56mmol)、DMAc80mlを仕込み、70℃で4時間反応させた。反応混合液中の未反応のペンテン酸カリウムおよび生成した臭化カリウムを水抽出精製により除去し、末端にアルケニル基を有する重合体を得た。この重合体70gとこれと等重量の珪酸アルミ(協和化学製:キョ−ワ−ド700PEL)をトルエンに混合し、100℃で撹拌した。4時間後、珪酸アルミを濾過し、濾液の揮発分を減圧下加熱して留去することによって重合体を精製した。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で4760、分子量分布1.73であった。また1H−NMR分析より求めた重合体1分子あたりのアルケニル基の個数は1.78個であった。
末端に架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
200ml耐圧反応管に上記で得た末端にアルケニル基を有する重合体60g、メチルジメトキシシラン8.4mL(68.1mmol)、オルトギ酸メチル2.5mL(22.9mmol)、白金ビス(ジビニルテトラメチルジシロキサン)5×10-3mmolを仕込み、100℃で4時間反応させ、架橋性ケイ素基含有重合体を得た。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で6000、分子量分布1.44であった。また1H−NMR分析より求めた重合体1分子あたりの架橋性シリル基の個数は1.59個であった。
(実施例4)
合成例3で得た末端に架橋性シリル基を有する重合体100重量部に水1重量部、ジブチル錫ジメトキサイド1重量部を混合攪拌し、厚さ2mmの型枠に流し込んだ。減圧乾燥器を用いて室温で脱泡し、50℃で2日間加熱硬化させることにより、均一なゴム状硬化物シートが得られた。トルエン抽出により求めたゲル分率は93%であった。ゴム状硬化物シートから2(1/3)号形ダンベル試験片を打ち抜き、オートグラフを用いて引っ張り試験を行った(200mm/min)。破断強度は0.26MPa、破断伸びは75%であった。
(合成例4)
末端にハロゲンを有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
50mlフラスコに臭化第一銅0.63g(4.4mmol)、ペンタメチルジエチレントリアミン0.76g(4.4mmol)、アセトニトリル5ml、2,5−ジブロモアジピン酸ジエチル1.6g(4.4mmol)、アクリル酸ブチル44.7g(349mmol)を仕込み、凍結脱気をおこなった後、窒素雰囲気下で70℃7時間反応させた。活性アルミナのカラムを通して銅触媒を除去精製することにより末端にBr基を有する重合体を得た。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で10700、分子量分布1.15であった。
末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
窒素雰囲気下、200mlフラスコに上記で得た末端にハロゲンを有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)35g、ペンテン酸カリウム2.2g(16.1mmol)、DMAc35mLを仕込み、70℃で4時間反応させた。反応混合液中の未反応のペンテン酸カリウムおよび生成した臭化カリウムを水抽出精製により除去し、末端にアルケニル基を有する重合体を得た。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で11300、分子量分布1.12であった。また1H−NMR分析より求めた重合体1分子あたりのアルケニル基の個数は1.82個であった。
末端に架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
200mL耐圧反応管に上記で得た末端にアルケニル基を有する重合体15g、メチルジメトキシシラン1.8mL(14.5mmol)オルトギ酸メチル0.26mL(2.4mmol)、白金ビス(ジビニルテトラメチルジシロキサン)10-4mmolを仕込み、100℃で4時間反応させ、末端に架橋性シリル基を有する重合体を得た。得られた重合体の粘度は44Pa・sであり、数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で11900、分子量分布1.12であった。また1H−NMR分析により重合体1分子あたりの架橋性ケイ素基の個数は1.46個であった。
(実施例5)
合成例4で得た末端に架橋性シリル基を有する重合体100重量部に水1重量部、ジブチルスズジメトキサイド1重量部を混合攪拌し、厚さ2mmの型枠に流し込んだ。減圧乾操器を用いて室温で脱泡し、50℃で10日間加熱硬化させることにより、均一なゴム状硬化物シートが得られた。トルエンン抽出により求めたゲル分率は98%であった。ゴム状硬化物シートから2(1/3)号形ダンベル試験片を打ち抜き、オートグラフを用いて引っ張り試験を行った(200mm/min)。破断強度は0.35MPa、破断伸びは77%であった。
(合成例5)
末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
100mLのガラス反応容器に、アクリル酸ブチル(50.0mL、44.7g、0.349mol)、臭化第一銅(1.25g、8.72mmol)、ペンタメチルジエチレントリアミン(1.82mL、1.51g、8.72mmol)、およびアセトニトリル(5mL)を仕込み、冷却後減圧脱気したのち窒素ガスで置換した。よく撹拌した後、ジエチル2,5−ジブロモアジペート(1.57g、4.36mmol)を添加し、70℃で加熱撹拌した。60分後に1,7−オクタジエン(6.44mL、4.80g、43.6mmol)を添加し、70℃で加熱撹拌を2時間継続した。混合物を活性アルミナで処理した後、揮発分を減圧下加熱して留去した。生成物を酢酸エチルに溶解させ、2%塩酸、ブラインで洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥し、揮発分を減圧下加熱して留去することにより、末端にアルケニル基を有する重合体を得た。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により13100、分子量分布は1.22であった。また1H−NMR分析より求めた重合体1分子あたりのアルケニル基の個数は2.01個であった。
末端に架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
上記で得られた、末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)(30.5g)、重合体と等重量の珪酸アルミ(協和化学製:キョ−ワ−ド700PEL)をトルエンに混合し、100℃で撹拌した。4時間後、珪酸アルミを濾過し、濾液の揮発分を減圧下加熱して留去することによって重合体を精製した。
200mLの耐圧ガラス反応容器に、精製した上記重合体(23.3g)、ジメトキシメチルシラン(2.55mL、20.7mmol)、オルトぎ酸ジメチル(0.38mL、3.45mmol)、および白金触媒を仕込んだ。ただし、白金触媒の使用量は、重合体のアルケニル基に対して、モル比で2×10-4当量とした。反応混合物を100℃で3時間加熱した。混合物の揮発分を減圧留去することにより、末端に架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を得た。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で13900、分子量分布1.25であった。また1H−NMR分析より求めた重合体1分子あたりの架橋性ケイ素基の個数は1.58個であった。
(実施例6)
合成例5で得た末端に架橋性シリル基を有する重合体100重量部に水1重量部、ジブチル錫ジメトキサイド1重量部を混合攪拌し、厚さ2mmの型枠に流し込んだ。減圧乾燥器を用いて室温で脱泡し、50℃で10日間加熱硬化させることにより、均一なゴム状硬化物シートが得られた。トルエン抽出により求めたゲル分率は85%であった。ゴム状硬化物シートから2(1/3)号形ダンベル試験片を打ち抜き、オートグラフを用いて引っ張り試験を行った(200mm/min)。破断強度は0.34MPa、破断伸びは86%であった。
(合成例6)
末端にハロゲンを有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
50mLフラスコに臭化第一銅0.63g(4.4mmol)、ペンタメチルジエチレントリアミン0.76g(4.4mmol)、アセトニトリル5mL、2,5−ジブロモアジピン酸ジエチル0.78g(2.2mmol)、アクリル酸ブチル44.7g(349mmol)を仕込み、凍結脱気をおこなった後、窒素雰囲気下で70℃6時間反応させた。活性アルミナのカラムを通して銅触媒を除去精製することにより末端にBr基を有する重合体を得た。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で23600、分子量分布1.14であった。
末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
窒素雰囲気下、200mLフラスコに上記で得た末端にBr基を有する重合体34g、ペンテン酸カリウム1.0g(7.6mmol)、DMAc34mLを仕込み、70℃で4時間反応させた。反応混合液中の未反応のペンテン酸カリウムおよび生成した臭化カリウムを水抽出精製により除去し、末端にアルケニル基を有する重合体を得た。この末端にアルケニル基を有する重合体と等重量(30.5g)の珪酸アルミ(協和化学製:キョ−ワ−ド700PEL)とをトルエンに混合し、100℃で撹拌した。4時間後、珪酸アルミを濾過し、濾液の揮発分を減圧下加熱して留去することによって重合体を精製した。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で24800、分子量分布1.14であった。また1H−NMR分析より求めた重合体1分子あたりのアルケニル基の個数は1.46個であった。
末端に架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
200ml耐圧反応管に上記で得た末端にアルケニル基を有する重合体21g、メチルジメトキシシラン0.94ml(7.6mmol)オルトギ酸メチル0.13ml(1.3mmol)、白金ビス(ジビニルテトラメチルジシロキサン)2×10-4mmolを仕込み、100℃で4時間反応させ、末端に架橋性シリル基を有する重合体を得た。得られた重合体の粘度は100Pa・sであり、数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で25400、分子量分布1.16であった。また1H−NMR分析より求めた重合体1分子あたりの架橋性シリル基の個数は1.48個であった。
(実施例7)
合成例6で得た末端に架橋性シリル基を有する重合体100重量部に水1重量部、ジブチル錫ジメトキサイド1重量部を混合攪拌し、厚さ2mmの型枠に流し込んだ。減圧乾操器を用いて室温で脱泡し、50℃で2日間加熱硬化させることにより、均一なゴム状硬化物シートが得られた。トルエン抽出により求めたゲル分率は94%であった。ゴム状硬化物シートから2(1/3)号形ダンベル試験片を打ち抜き、オートグラフを用いて引っ張り試験を行った(200mm/min)。破断強度は0.40MPa、破断伸びは323%であった。
(比較合成例1)
水酸基含有ジスルフィドを用いた末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
特開平5−262808の実施例1に従い、100mLのフラスコに2−ヒドロキシエエチルジスルフィド(30.8g、0.2mol)を加えた。 フラスコを100℃に加熱し、アクリル酸−n−ブチル(12.8g、0.1mol)とアゾビスイソブチロニトリル(0.328g、0.002mol)の混合物を30分かけて滴下した。混合物をさらに1時間、100℃にて撹拌した。トルエン(20mL)を加え、混合物を分液ロートに静置し、下層を分離した。上層を水で3回洗浄し、Na2SO4で乾燥した後、減圧下、揮発分を留去することにより、両末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を得た(12.2g、95%)。この重合体の粘度は49Pa・sであり、数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)により、4200、分子量分布は4.16であった。また、1H−NMR分析より求めた重合体1分子あたりの平均の水酸基の個数は1.42個であった。
水酸基含有ジスルフィドを用いた末端に架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
上記で合成した末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)(4.52g、OH=1.85mmol)をトルエン存在下50℃で共沸脱水を行なった。ここへオクチル酸スズ(4.52mg)およびトルエン(6mL)を加え、50℃でメチルジメトキシシリルプロピルイソシアネート(0.421g、2.22mmol)を滴下した。、滴下終了後、70℃に反応温度を上げ4時間反応を継続した。1H−NMRで水酸基の結合したメチレン基のシグナル(3.8ppm)が消失したことにより、未反応の水酸基はないものと判断した。揮発分を減圧により留去し、末端に架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を得た。この重合体の粘度は53Pa・sであり、数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)により、4700、分子量分布は3.71であった。
(比較例1)
比較合成例1の末端に架橋性シリル基を有する重合体100重量部に対し、ジブチルスズジアセチルアセトナート1重量部を混合し、型枠に流し込んで、減圧乾操器を用いて室温で脱泡した。50℃で20時間加熱硬化させることにより、均一なゴム状硬化物シートが得られた。トルエン抽出により求めたゲル分率は82%であった。抽出分を濃縮して1H−NMRを測定したが、その中には架橋性シリル基は存在していなかった。
【0060】
ゴム状硬化物シートから2(1/3)号形ダンベル試験片を打ち抜き、オートグラフを用いて引っ張り試験を行った(200mm/min)ところ破断強度は0.21MPa、破断伸びは93%であった。
(比較合成例2)
架橋性ケイ素基含有モノマーを用いた架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
トルエン400g、アクリル酸ブチル385g、メタクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル15g、アゾビスイソブチロニトリル6gを1Lフラスコ中で窒素バブリングしながら105℃で7時間重合した。トルエンを留去することにより架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)が得られた。この重合体の粘度は74Pa・sであり、数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)により、8500、分子量分布は2.47であった。また1H−NMR分析より求めた重合体1分子あたりの平均の水酸基の個数は1.40個であった。
(比較例2)
比較合成例2の架橋性シリル基を有する重合体100重量部に水1重量部、ジブチル錫ジメトキサイド1重量部を混合攪拌し、厚さ2mmの型枠に流し込んだ。減圧乾操器を用いて室温で脱泡し、50℃で10日間加熱硬化させることにより、均一なゴム状硬化物シートが得られた。トルエン抽出により求めたゲル分率は78%であった。ゴム状硬化物シートから2(1/3)号形ダンベル試験片を打ち抜き、オートグラフを用いて引っ張り試験を行った(200mm/min)。破断強度は0.14MPa、破断伸びは69%であった。
(比較例3)
架橋性ケイ素基含有モノマーを用いた架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の合成
トルエン210g、アクリル酸ブチル293g、メタクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル7.2g、アゾビスイソバレロニトリル1.8gを1Lフラスコ中で窒素バブリングしながら105℃で7時間重合した。トルエンを留去することにより架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)が得られた。この重合体の粘度は110Pa・sであり、数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)により9600、分子量分布は2.86であった。
実施例2を除く実施例1から7と比較例1から3の結果を表1にまとめた。
【0061】
【表1】
Figure 0003688897
【0062】
ゴム的な性質が要求される用途の場合、モジュラス/破断時強度/破断時伸びのバランスを向上させるため、重合体分子量の高分子量化が望まれる。特に本発明の様な架橋性官能基を有する重合体においては、分子量がゴム設計の重要な指標となる架橋点間分子量と密接に関連しているため、その傾向が強い。 数平均分子量は架橋点間分子量を左右する重要なパラメーターの一つであり、上記物性バランスの向上のためにはこれを大きくできることが望ましい。
【0063】
本発明の架橋性シリル基を有するビニル系重合体は分子量分布を狭く制御できるので、ほぼ同じ数平均分子量の重合体で比較した場合の粘度は非常に低くなり、その結果取扱い性に優れた原料となる(実施例1の粘度は比較例1の半分以下。実施例5と比較例3も同様)。また粘度に制限がある場合は、ほぼ同じ粘度ではより数平均分子量の高い重合体が合成可能なため、よりモジュラス/強度/伸びバランスの優れた硬化物が得られる(実施例7)。またリビングラジカル重合法により架橋性シリル基を有するビニル系重合体を得ているため、一分子当たりの平均の架橋性シリル基の量がほぼ同じであっても、架橋性シリル基を含有しない重合体の量が少なくなり、ゲル分の高い硬化物を得ることができる(実施例5と比較例1)。
(実施例8)硬化物の耐熱性
実施例5で得た架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の硬化物シートの一部を150℃のオーブンに入れ、24時間後に取り出し、表面状態を観察した。表面状態に異常はなかった。
(比較合成例3)
末端に架橋性シリル基を有するポリジメチルシロキサン(シリコーン)の合成
200mlフラスコに分子量17,200の末端ビニルポリジメチルシロキサン(アヅマックス製DMS−V25:不飽和基当量0.11eq/kg)97g、メチルジメトキシシラン2.3g(21.4mmol)、白金ビス(ジビニルテトラメチルジシロキサン)10-3mmolを加え、70℃で6時間反応した。得られた架橋性シリル基末端ポリジメチルシロキサンの数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で11900、分子量分布2.52であった。1HNMR(300MHz)で不飽和基由来のピークは消失し、ポリマ−主鎖由来のケイ素原子に結合したメチルプロトンとメトキシシリル基のプロトンの強度比から求めたポリジメチルシロキサンポリマー1分子当たりの架橋性ケイ素基の個数は2であった。粘度は6ポイズであった。
(比較例4)硬化物の耐熱性
比較合成例3の架橋性シリル基を有する重合体100重量部に水1重量部、ジブチルスズジメトキサイド1重量部を混合攪拌し、厚さ2mmの型枠に流し込んだ。減圧脱泡し、50℃で10日間加熱硬化させた。得られた硬化物シートの一部を150℃のオーブンに入れ、24時間後に取り出し、表面状態を観察した。表面に異常はなかった。
(比較合成例4)
末端にアリル基を有するポリイソブチレンの合成
窒素置換した2Lの耐圧ガラス製重合容器に、モレキュラーシーブスで乾燥させたエチルシクロヘキサン205mlおよびトルエン819ml、p−ジクミルクロライド2.89g(12.5mmol)を加えた。
イソブチレンモノマー332ml(3.91mol)を重合容器に導入し、次に2−メチルピリジン0.454g(4.88mmol)と四塩化チタン6.69ml(61.0mmol)加えて重合を開始した。反応時間70分後に、アリルトリメチルシラン6.86g(60.0mmol)を加えてポリマー末端にアリル基の導入反応を行った。反応時間120分後に、反応溶液を水で洗浄したあと、溶剤を留去することにより末端にアリル基を有するポリイソブチレンを得た。
末端に架橋性シリル基を有するポリイソブチレンの合成
上記で得られた末端にアリル基を有する重合体200gを約75℃まで昇温した後、メチルジメトキシシラン1.5[eq/ビニル基]、白金(ビニルシロキサン)錯体5×10-5[eq/ビニル基]を添加し、ヒドロシリル化反応を行った。FT−IRにより反応追跡を行い、約20時間で1640cm-1のオレフィン吸収が消失した。
得られた末端に架橋性シリル基を有するポリイソブチレンの粘度は360Pa・sであり、数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で4800、分子量分布1.52であった。また1H−NMR分析より求めた重合体1分子あたりの架橋性シリル基の個数は1.66個であった。
(比較例5)硬化物の耐熱性
比較合成例4の末端に架橋性シリル基を有する重合体100重量部に水1重量部、ジブチル錫ジメトキシド1重量部を混合攪拌し、厚さ2mmの型枠に流し込んだ。減圧脱泡し、50℃で10日間加熱硬化させた。得られた硬化物シートの一部を150℃のオーブンに入れ、24時間後に取り出し、表面状態を観察した。表面は溶解しており、一部液状物が流れ出していた。
実施例8および比較例4、5の結果を表2に示した。
【0064】
【表2】
Figure 0003688897
【0065】
本発明の架橋性シリル基を有するビニル系重合体の硬化物は、シリコーン系重合体と同レベルの耐熱性を有し、ポリイソブチレン系よりも耐熱性に優れているので、耐熱性の要求される用途に用いることができる。
(実施例9)促進耐候性
実施例5で得た架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の硬化物シートの一部をサンシャイン・ウエザオ・メーターを用いて促進耐候性試験をおこない、表面状態の観察をおこなった。1000時間経過後も表面の溶解や変色は起こっていなかった。
(比較例6、7)
実施例5で得た架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の硬化物の代わりに、比較例6では比較合成例4で得たシリコーン系重合体を、比較例7では比較合成例5で得たポリイソブチレン系重合体を用いて実施例9と同様に促進耐候性試験をおこなった。比較例6は1000時間経過後も表面の溶解や変色は起こっていなかった。一方比較例7では500時間経過後に表面の溶解が始まっていた。
【0066】
本発明の架橋性シリル基を有するビニル系重合体組成物は、シリコーン系重合体組成物と同レベルの耐候性を有しており、ポリイソブリレン系よりもはるかに優れているので、耐候性の要求される用途に用いることができる。
(実施例10)一液深部硬化性
合成例5で得た架橋性シリル基を有する重合体100重量部をトルエンで共沸脱水した。窒素雰囲気下でメチルトリメトキシシラン1重量部、ジブチルスズジアセチルアセトナート1重量部を順次添加し、サンプル瓶に密栓保存することにより一液配合物を作製した。恒温恒湿室(23℃60%RH)で1週間保存後、サンプルチューブに払い出した。払い出し24時間後に硬化部分を取り出し、その深さ方向の厚みを測定した結果、3mmであった。
(比較例8、9)一液深部硬化性
合成例5で得た重合体の代わりに、比較例8では比較合成例4で得たシリコーン系重合体を、比較例9では比較合成例5で得たポリイソブチレン系重合体を用いて実施例9と同様に深部硬化性を測定した。比較例8の深部硬化性は3mmであった。比較例9では、表面に薄皮が張っただけで内部は硬化していなかった。
本発明の架橋性シリル基を有するビニル系重合体組成物は、シリコーン系組成物と同レベルの一液深部硬化性を有しており、ポリイソブリレン系組成物よりもはるかに優れているため、一液型のシーラントなどの組成物として用いることができる。
(実施例11)接着性
合成例5で得た架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)100重量部に、膠質炭酸カルシウム120重量部、ジオクチルフタレート50重竜部、アミノ基を有する架橋性シリル基含有化合物A−1120(日本ユニカー製)2重量部、ジブチルスズジアセチルアセトナート1重量部を加えてよく混合し、ガラス基材上にビード状に施工した。室温で7日放置後、界面に切り込みを入れて引き剥がすことにより、接着性を評価した。破壊状況は配合硬化物の凝集破壊であった。
本発明の架橋性シリル基を有するビニル系重合体の組成物は、十分な接着性を有しており、接着性のある硬化性組成物として充分用いることができる。
(実施例12)塗装性
合成例5で得た架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)100重量部に、酸化チタン10重量部、膠質炭酸カルシウム100重量部、重質炭酸カルシウム40重量部、オクチル酸スズ3重量部とラウリルアミン0.75重量部の反応物を加えてよく混合し、シートを作製した。シート作製の翌日に、10%の水で希釈したアクリルエマルジョン塗料(水性トップ、日本ペイント製)を塗布した。問題なく塗布できた。
(比較例10)塗装性
実施例12において合成例5で得た架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の代わりに比較合成例3で得た架橋性ケイ素基を有するポリジメチルシロキサンを用いて同様の実験をおこなった。塗料を塗ってもすぐにはじいてしまった。
本発明の架橋性シリル基を有するビニル系重合体を用いた組成物は、シリコーン系重合体を用いた組成物と異なり、十分な塗装性を有していた。したがって塗装可能なシーラントなどの硬化性組成物として用いることが可能である。
(実施例13)汚染性
合成例5で得た架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)100重量部に、酸化チタン10重量部、膠質炭酸カルシウム100重量部、重質炭酸カルシウム40重量部、オクチル酸スズ3重量部とラウリルアミン0.75重量部の反応物を加えてよく混合し、プライマー(No.40、横浜ゴム製)を塗布した御影石の目地に充填し、屋外に暴露した。8カ月を経過しても目地周りはきれいであった。
(比較例11)汚染性実施例13において合成例4で得た架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)の代わりに比較合成例3で得た架橋性シリル基を有するポリジメチルシロキサンを用いて同様の実験をおこなった。8ヶ月経過すると目地の周辺が薄黒く汚れていた。
本発明の架橋性シリル基を有するビニル系重合体を用いた組成物は、シリコーン系重合体を用いた組成物と異なり、御影石の汚染がなかった。従って汚染のないシーラントなどの硬化性組成物として用いることが可能である。
(実施例14)粘着剤
合成例4と同様の処方で得た架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)100重量部に、特殊ロジンエステル(スーパーエステルA−100、荒川化学製)の40%トルエン溶液175重量部(ロジンエステルとして70重量部)、#918(スズ触媒、三共有機製)2重量部を混合し、PETフィルム上に100μmのコーターを用いて塗布した。室温で1日放置後、50℃で1日加熱した。JIS Z 0237に従って、180度引き剥がし粘着力をおこなった結果、4.5N/25mmであった。
本発明の架橋性シリル基を有するビニル系重合体は、粘着剤として使用可能である。
(合成例7)架橋性シリル基を有するアクリル酸−n−ブチル/メタクリル酸メチル共重合体の合成
200mlフラスコに臭化第一銅1.4g(9.8mmol)、ペンタメチルジエチレントリアミン1.2g(6.7mmol)、アセトニトリル20mL、酢酸ブチル80mL、2,5−ジブロモアジピン酸ジエチル4.4g(12.2mmol)、アクリル酸ブチル25.0g(195mmol)、メタクリル酸メチル68.4g(684mmol)、メタクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル5.7g(24.4mmol)を仕込み、凍結脱気をおこなった後、窒素雰囲気下で70℃7時間反応させた。活性アルミナのカラムを通して銅触媒を除去精製することにより、架橋性シリル基を有するアクリル酸−n−ブチル/メタクリル酸メチル共重合体を得た。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)で12500、分子量分布1.55であった。得られた共重合体の65%トルエン溶液の粘度は10Pa・sであった。
(実施例15)
合成例8で得た共重合体の固形分100重量部に対してスズ系の硬化触媒(#918、三共有機製)1重量部を加えて、150μmのコーターで鋼板およびテフロンシート上に塗膜を作製した。鋼板上に作製した塗膜を室温放置2日後に測定した60°鏡面反射率は96であった。テフロンシート上に作製した塗膜を室温1日50℃3日養生した。金網に入れた塗膜片をトルエンに1日浸漬後、80℃で4時間減圧乾燥させて求めたゲル分は86%であった。
(比較合成例5)架橋性シリル基を有するアクリル酸−n−ブチル/メタクリル酸メチル共重合体の合成
トルエン800g、アクリル酸ブチル208g、メタクリル酸メチル552g、メタクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル40g、アゾビスイソブチロニトリル24gを2Lフラスコ中で窒素バブリングしながら105℃で7時間重合した。得られた架橋性シリル基を有するアクリル酸−n−ブチル/メタクリル酸メチル共重合体の数平均分子量はGPC測定(移動相クロロホルム、ポリスチレン換算)より7400、分子量分布は1.87であった。得られた共重合体の69%トルエン溶液の粘度は10Pa・sであった。
(比較例12)
実施例15と同様に比較合成例4で得た共重合体の固形分100重量部に対してスズ系の硬化触媒(#918、三共有機製)1重量部を加えて、150μmのコーターで鋼板およびテフロンシート上に塗膜を作製した。鋼板上に作製した塗膜を室温放置2日後に測定した60°鏡面反射率は96であった。テフロンシート上に作製した塗膜を室温1日50℃3日養生した。金網に入れた塗膜片をトルエンに1日浸漬後、80℃で4時間減圧乾燥させて求めたゲル分は71%であった。
【0067】
本発明の架橋性シリル基を有するビニル系重合体は分子量分布が狭いため、高分子量体でも粘度の上昇が小さく、ハイソリッド化が可能であるとともに、ゲル分の高い高光沢の塗料を得ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a curable composition having adhesiveness or tackiness, that is, an adhesive curable composition. More specifically, it is excellent in weather resistance and heat resistance, has a low viscosity, is easy to handle, can be made into a single component and has excellent paintability, and is excellent in weather resistance and heat resistance. The present invention relates to a coating composition and a pressure-sensitive adhesive composition that can reduce the amount of solvent used (because of high solids) due to low viscosity and have a low environmental impact.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a sealing material composition having excellent weather resistance and heat resistance, a silicon-containing group having a hydroxyl group or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom and capable of crosslinking by forming a siloxane bond (hereinafter referred to as a crosslinkable silyl group). Silicone-based sealants characterized in that they contain a base) are well known and are widely used for architectural purposes. Recently, a polyisobutylene-based sealant having a crosslinkable silyl group at the terminal has been proposed as a new type of weather-resistant sealant.
Acrylic adhesives have well-balanced adhesive properties without the addition of tackifying resins, and are produced in large quantities alongside natural rubber adhesives. Acrylic pressure-sensitive adhesives are generally improved by cross-linking because they have a particularly insufficient cohesive force due to problems of molecular weight and molecular weight distribution. Various types of crosslinking methods have been developed. For example, a method of adding a crosslinking agent such as a polyisocyanate compound, an epoxy compound, a polyvalent carboxylic acid, a polyamine compound, a phenol resin, or a sulfur compound, or a crosslinking silyl group There has been proposed a method of crosslinking an acrylic polymer having a polymer in the presence of a condensation catalyst. In particular, the pressure-sensitive adhesive mainly composed of an acrylic polymer having a crosslinkable silyl group is characterized by excellent weather resistance because it is crosslinked and cured by a siloxane bond.
[0003]
Vinyl or (meth) acrylic polymers having a crosslinkable silyl group in the molecule can be crosslinked and cured in the presence of an appropriate condensation catalyst to obtain a coating film with excellent weather resistance. It is used as a highly weather resistant paint.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In addition to weather resistance, silicone-based sealants are excellent in movement resistance, low-temperature workability, etc., but have been pointed out as disadvantages such as poor adhesion of paints and contamination of joint areas. In addition to weather resistance, polyisobutylene-based sealant is excellent in moisture permeability, but it has high viscosity and poor workability, and it is difficult to make one component because it is difficult to pass moisture. It has been pointed out. On the other hand, vinyl or (meth) acrylic polymers are known to have good weather resistance and have the potential as base polymers for highly weather-resistant sealing materials. As described above, vinyl or (meth) acrylic polymers having a crosslinkable silyl group have been put to practical use as highly weather-resistant paints. Usually, (meth) acrylic monomers having a crosslinkable silyl group and others are used. It is manufactured by copolymerizing these vinyl monomers. For this reason, since the silyl group which is a crosslinkable group is randomly introduced into the molecular chain, it is difficult to use it for an elastic sealing material which requires low modulus and high elongation characteristics. If a vinyl or (meth) acrylic polymer has a crosslinkable silyl group at the end of the main chain, it can be expected to be used as a new type of weatherproof sealant. It has not been easy to produce an acrylic polymer.
In the pressure-sensitive adhesive using a (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group, since a silyl group is randomly introduced into the molecular chain, a low molecular weight material is used to reduce the viscosity. The cross-linked product obtained by cross-linking silyl groups has a problem that the interval between the cross-linking points becomes small and the elastic properties necessary for the pressure-sensitive adhesive cannot be obtained. In order to impart elastic properties to the pressure-sensitive adhesive, there is a method in which the polymer is made a high molecular weight, the amount of the silyl group-containing monomer to be copolymerized is reduced, and the interval between the crosslinking points is increased. However, when the polymer is a high molecular weight polymer, it becomes highly viscous or solid, so that it needs to be reduced in viscosity by using a considerably large amount of solvent in order to be used as an adhesive. Solvent-type adhesives volatilize the solvent after being applied to a substrate such as a film, but this consumes a large amount of heat energy, which may cause a fire or adversely affect the human body. Therefore, there is a demand for solvent-free or high solids, and there is a limit to increasing the molecular weight of the polymer. In order to solve this problem, the (meth) acrylic polymer has a relatively small molecular weight, sufficiently low viscosity, and an acrylic copolymer in which a silyl functional group causing crosslinking or chain extension is introduced at the end of the polymer. Has been proposed for use as a base polymer for adhesives. However, it has not been easy to produce a (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at the end.
Recently, with the growing interest in the global environment, solvent-based paints that volatilize a large amount of solvent have been avoided, and further solidification of paints has been demanded. In general, in order to achieve high solidification of vinyl or (meth) acrylic paints, it is necessary to reduce the viscosity in order to ensure spreadability during coating, and it is necessary to reduce the molecular weight of the polymer. is there. However, when the molecular weight is reduced, there is a problem that the weather resistance inherent to the vinyl or (meth) acrylic polymer is lost.
As one method for solving this, the molecular weight distribution of a vinyl or (meth) acrylic polymer, that is, the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (Mw / It is conceivable to achieve high solidification by reducing Mn) and decreasing the viscosity of the polymer. However, vinyl or (meth) acrylic polymers used for coatings are usually produced by free radical polymerization, and only polymers having a broad molecular weight distribution (usually 2 or more) can be obtained. Until now, it has not been easy to obtain vinyl or (meth) acrylic polymers having a narrow molecular weight distribution.
In addition, when the molecular weight is decreased to reduce the viscosity, the distance between the crosslinking points is shortened accordingly, and when cured, the coating film has a very high crosslinking density. As a result, the obtained coating film is extremely poor in elastic properties and causes a problem that it cannot follow the deformation of the object to be coated. One means for solving this problem is to use a vinyl or (meth) acrylic polymer having a silyl group as a crosslinkable functional group at the end of the main chain as the main component of the coating. By having a crosslinkable silyl group at the end, the distance between crosslink points can be effectively widened while keeping the molecular weight at an appropriate length, and as a result, the cured film has elastic properties. Can be granted. However, until now, it has not been easy to produce a vinyl or (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal.
As an attempt to synthesize a (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at the end in order to obtain a sealing material composition, pressure-sensitive adhesive composition, or coating composition that requires a high elongation cured product, for example, No. 3-14068, a method of polymerizing a (meth) acrylic monomer in the presence of a crosslinkable silyl group-containing mercaptan, a disulfide having a crosslinkable silyl group, and a radical polymerization initiator having a crosslinkable silyl group, JP-B-4-55444 discloses a method of polymerizing an acrylic monomer in the presence of a crosslinkable silyl group-containing hydrosilane compound or tetrahalosilane. However, these methods make it difficult to reliably introduce crosslinkable silyl groups at both ends, and are insufficient in terms of curability such as a low gel fraction. In JP-A-6-221922, by using a large amount of a hydroxyl group-containing polysulfide with respect to the initiator, an acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal is first synthesized, and further, the terminal obtained by converting the hydroxyl group is crosslinkable. A room temperature curable composition using a (meth) acrylic polymer having a silyl group is disclosed. In this method, although an acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at a relatively high ratio is obtained at the terminal, a large amount of hydroxyl group-containing polysulfide, which is an expensive chain transfer agent, must be used, which is a problem in the production process. There is. In addition, since the molecular weight distribution becomes wide, there is a problem that the viscosity of the polymer becomes high.
That is, in order to obtain a low viscosity adhesive curable composition, sealing material composition, pressure-sensitive adhesive composition, and coating composition without deteriorating physical properties, molecular weight distribution having a crosslinkable silyl group at the terminal or main chain. However, it has been difficult to produce a (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have found that the above problems can be solved by using a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group as a main component of the adhesive curable composition, and have reached the present invention.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is an adhesive curable composition using as a main component a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group represented by the general formula (1).
-[Si (R1)2-b(Y)bO]m-Si (R2)3-a(Y)a(1)
{Where R is1, R2Are all alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, aralkyl groups having 7 to 20 carbon atoms, or (R ')ThreeA triorganosiloxy group represented by SiO— (R ′ is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and three R ′ may be the same or different). , R1Or R2When two or more are present, they may be the same or different. Y represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and when two or more Y exist, they may be the same or different. a represents 0, 1, 2, or 3, and b represents 0, 1, or 2. m is an integer of 0-19. However, it shall be satisfied that a + mb ≧ 1. }
The hydrolyzable group represented by Y is not particularly limited, and conventionally known ones can be used. Specifically, hydrogen, halogen atom, alkoxy group, acyloxy group, ketoximate group, amino group, amide group can be used. , An aminooxy group, a mercapto group, an alkenyloxy group, and the like, and an alkoxy group is particularly preferable from the viewpoint that it is mild and easy to handle. The hydrolyzable group or hydroxyl group can be bonded to one silicon atom in the range of 1 to 3, and a + mb, that is, the total sum of hydrolyzable groups is preferably in the range of 1 to 5. When two or more hydrolyzable groups or hydroxyl groups are bonded to the crosslinkable silicon group, they may be the same or different. The number of silicon atoms constituting the crosslinkable silicon compound may be one or two or more. In the case of silicon atoms linked by a siloxane bond, up to about 20 silicon atoms may be used.
[0007]
There is no restriction | limiting in particular as a monomer which comprises the principal chain of the vinyl polymer which has at least one crosslinkable silyl group of General formula (1), Various things can be used. It does not specifically limit as a vinyl-type monomer used for manufacture of the principal chain of the vinyl-type polymer of this invention, A various thing can be used. For example, (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid-n-propyl, (meth) acrylic acid isopropyl, (meth) acrylic acid-n- n-butyl, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth ) -N-heptyl acrylate, n-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylic acid phenyl, (meth) acrylic acid toluyl, (meth) acrylic acid benzyl, (meth) acrylic acid-2-methoxy ester (Meth) acrylate-3-methoxypropyl, (meth) acrylate-2-hydroxyethyl, (meth) acrylate-2-hydroxypropyl, stearyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylic acid 2-aminoethyl, γ- (methacryloyloxypropyl) trimethoxysilane, (meth) acrylic acid ethylene oxide adduct, (meth) acrylic acid trifluoromethyl methyl, (meth) acrylic acid 2-trifluoro Methyl ethyl, (meth) acrylic acid-2-perfluoroethyl ethyl, (meth) acrylic acid 2-perfluoroethyl-2-perfluorobutyl ethyl, (meth) acrylic acid 2-perfluoroethyl, (meth) acrylic acid Perfluoromethyl, (meth) acrylic acid diperfluoromethyl methyl ester , (Meth) acrylic acid 2-perfluoromethyl-2-perfluoroethylmethyl, (meth) acrylic acid 2-perfluorohexylethyl, (meth) acrylic acid 2-perfluorodecylethyl, (meth) acrylic acid 2 -(Meth) acrylic acid monomers such as perfluorohexadecyl ethyl; styrene monomers such as styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, chlorostyrene, styrene sulfonic acid and salts thereof; perfluoroethylene, perfluoropropylene, fluorine Fluorine-containing vinyl monomers such as vinylidene fluoride; silicon-containing vinyl monomers such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane; maleic anhydride, maleic acid, monoalkyl esters and dialkyl esters of maleic acid; monoalkyl esters of fumaric acid and fumaric acid Ter and dialkyl esters; maleimide monomers such as maleimide, methylmaleimide, ethylmaleimide, propylmaleimide, butylmaleimide, hexylmaleimide, octylmaleimide, dodecylmaleimide, stearylmaleimide, phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide; nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile Group-containing vinyl monomers; Amide group-containing vinyl monomers such as acrylamide and methacrylamide; Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl benzoate, and vinyl cinnamate; Alkenes such as ethylene and propylene Conjugated dienes such as butadiene and isoprene; vinyl chloride, vinylidene chloride, allyl chloride, allyl alcohol and the like. These may be used alone or a plurality of these may be copolymerized. In the above expression format, for example, (meth) acrylic acid represents acrylic acid and / or methacrylic acid.
[0008]
A vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group of the general formula (1), which was obtained by synthesizing using (meth) acrylic acid monomer in an amount of 40% by weight or more among the above monomers (meta ) An acrylic polymer is more preferable from the viewpoint of physical properties.
The molecular weight of the vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 500 to 100,000. When the molecular weight is 500 or less, the original characteristics of the vinyl polymer are hardly expressed, and when it is 100,000 or more, handling becomes difficult.
[0009]
The molecular weight distribution of the vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group, that is, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography is particularly limited. There is no. However, the molecular weight distribution is preferably narrow in order to make the adhesive curable composition low in viscosity and facilitate handling and to obtain sufficient cured product properties. The value of the molecular weight distribution is preferably less than 1.8, more preferably 1.7 or less, still more preferably 1.6 or less, still more preferably 1.5 or less, still more preferably 1.4 or less, and still more preferably 1. 3 or less.
[0010]
The vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group can be obtained by various polymerization methods, and the method is not particularly limited. However, from the viewpoint of the versatility of the monomer and the ease of control, it has a specific functional group that can be directly introduced into a crosslinkable silyl group by radical polymerization or converted into a crosslinkable silyl group in one or several steps. It is more preferable to obtain a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group by obtaining a vinyl polymer and converting this specific functional group into a crosslinkable silyl group.
[0011]
The radical polymerization method used in the method of synthesizing a vinyl polymer having a specific functional group containing a crosslinkable silyl group has a specific functional group by using an azo compound or a peroxide as a polymerization initiator. It can be classified into “general radical polymerization method” in which a monomer and a vinyl monomer are simply copolymerized and “controlled radical polymerization method” in which a specific functional group can be introduced at a controlled position such as a terminal.
The “general radical polymerization method” is a simple method and can be used in the present invention. However, in this method, a monomer having a specific functional group is introduced into the polymer only in a stochastic manner. Therefore, when trying to obtain a polymer having a high functionalization rate, it is necessary to use this monomer in a considerably large amount. On the contrary, there is a problem that the proportion of the polymer in which this specific functional group is not introduced becomes large when used in a small amount. Moreover, since it is free radical polymerization, there is also a problem that only a polymer having a wide molecular weight distribution and a high viscosity can be obtained. The “controlled radical polymerization method” further includes a “chain transfer agent method” in which a vinyl polymer having a functional group at a terminal is obtained by polymerization using a chain transfer agent having a specific functional group, and a polymerization growth terminal. Can be classified as a “living radical polymerization method” in which a polymer having a molecular weight almost as designed can be obtained by growing without causing a termination reaction.
[0012]
The “chain transfer agent method” can obtain a polymer having a high functionalization rate and can be used in the present invention. However, a chain transfer agent having a considerably large amount of a specific functional group with respect to the initiator is used. It is necessary and there is an economic problem including processing. Further, like the above-mentioned “general radical polymerization method”, there is also a problem that only a polymer having a wide molecular weight distribution and a high viscosity can be obtained because of free radical polymerization.
[0013]
Unlike these polymerization methods, the “living radical polymerization method” is a radical polymerization that is difficult to control because the polymerization rate is high and a termination reaction due to coupling between radicals is likely to occur. It is difficult to obtain a polymer having a narrow molecular weight distribution (Mw / Mn is about 1.1 to 1.5), and the molecular weight can be freely controlled by the charging ratio of the monomer and the initiator.
[0014]
Accordingly, the “living radical polymerization method” can obtain a polymer having a narrow molecular weight distribution and a low viscosity, and a monomer having a specific functional group can be introduced at almost any position of the polymer. The method for producing the vinyl polymer having the specific functional group is more preferable.
In the narrow sense, living polymerization refers to polymerization in which the terminal always has activity and the molecular chain grows, but in general, the terminal is inactivated and the terminal is activated. It also includes pseudo-living polymerization that grows in an equilibrium state. The definition in the present invention is also the latter.
[0015]
The “living radical polymerization method” has been actively researched by various groups in recent years. Examples thereof include those using a cobalt porphyrin complex as shown in, for example, Journal of American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.), 1994, 116, 7943, Macromolecules. (Macromolecules), 1994, Vol. 27, p. 7228, using a radical scavenger such as a nitroxide compound, and “atom transfer radical polymerization” using an organic halide as an initiator and a transition metal complex as a catalyst ( Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP).
[0016]
Among the “living radical polymerization methods”, the “atom transfer radical polymerization method” for polymerizing vinyl monomers using an organic halide or a sulfonyl halide compound as an initiator and a transition metal complex as a catalyst is the above “living radical polymerization method”. In addition to the features of ”, it has a halogen, which is relatively advantageous for functional group conversion reaction, at the end, and has a high degree of freedom in designing initiators and catalysts, so the production of vinyl polymers having specific functional groups More preferable as a method. As this atom transfer radical polymerization method, for example, Matyjazewski et al., Journal of American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.) 1995, 117, 5614, Macromolecules (1995), 28, 7901, Science 1996, 272, 866, WO 96/30421, WO 97/18247 or Sawamoto et al., Macromolecules, 1995, 28, 1721, etc. Is mentioned.
[0017]
In this atom transfer radical polymerization, an organic halide, particularly an organic halide having a highly reactive carbon-halogen bond (for example, a carbonyl compound having a halogen at the α-position or a compound having a halogen at the benzyl-position), or a halogenated compound. Sulfonyl compounds are used as initiators.
As the transition metal complex used as a catalyst for the above atom transfer radical polymerization, a complex having a central metal of Group 7, Group 8, Group 9, Group 10, or Group 11 of the periodic table can be used. Preferable examples include a complex of zero-valent copper, monovalent copper, divalent ruthenium, divalent iron, or divalent nickel. Of these, a copper complex is preferable. Specific examples of monovalent copper compounds include cuprous chloride, cuprous bromide, cuprous iodide, cuprous cyanide, cuprous oxide, cuprous perchlorate, etc. is there. When a copper compound is used, 2,2′-bipyridyl and its derivatives, 1,10-phenanthroline and its derivatives, tetramethylethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, hexamethyltris (2-aminoethyl) amine, etc. in order to increase the catalytic activity A ligand such as a polyamine is added. In addition, tristriphenylphosphine complex of divalent ruthenium chloride (RuCl2(PPhThree)Three) Is also suitable as a catalyst. When a ruthenium compound is used as a catalyst, an aluminum alkoxide is added as an activator. Furthermore, a divalent iron bistriphenylphosphine complex (FeCl2(PPhThree)2) Bivalent nickel bistriphenylphosphine complex (NiCl)2(PPhThree)2), And a bivalent nickel bistributylphosphine complex (NiBr)2(PBuThree)2) Is also suitable as a catalyst.
[0018]
There is no restriction | limiting in particular as a vinyl-type monomer used in this superposition | polymerization, All already illustrated can be used suitably.
The polymerization reaction can be performed without solvent or in various solvents. Examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as benzene and toluene; ether solvents such as diethyl ether and tetrahydrofuran; halogenated hydrocarbon solvents such as methylene chloride and chloroform; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Solvents; alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butyl alcohol, tert-butyl alcohol; nitrile solvents such as acetonitrile, propionitrile, benzonitrile; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; Examples thereof include carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate. These can be used individually or in mixture of 2 or more types. Moreover, the said superposition | polymerization can be performed in the range of 0-200 degreeC, Preferably, it is the range of room temperature-150 degreeC.
[0019]
The vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group represented by the general formula 1 can be obtained by using the method exemplified below, but is not limited thereto.
As a method for synthesizing a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group, (A) a hydrosilane compound having a crosslinkable silyl group is added to a vinyl polymer having at least one alkenyl group in the presence of a hydrosilylation catalyst. Method of adding (B) Method of reacting a vinyl polymer having at least one hydroxyl group with a compound having a group capable of reacting with a hydroxyl group such as a crosslinkable silyl group and an isocyanate group in one molecule (C) By radical polymerization Method of reacting a compound having both a polymerizable alkenyl group and a crosslinkable silyl group in one molecule when synthesizing a vinyl polymer (D) When synthesizing a vinyl polymer by radical polymerization, (E) A method using a chain transfer agent having a group 1 for a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond A method of reacting a compound having a stable carbanion and crosslinkable silyl group in the child; and the like.
[0020]
The vinyl polymer having at least one alkenyl group used in the method (A) can be obtained by various methods. Although the synthesis method is illustrated below, it is not necessarily limited to these.
(Aa) When synthesizing a vinyl polymer by radical polymerization, for example, a compound having both a polymerizable alkenyl group and a low polymerizable alkenyl group in one molecule as shown in the following general formula (2) To react as a second monomer.
H2C = C (RThree-RFour-RFive-C (R6) = CH2(2)
(Wherein RThreeRepresents hydrogen or a methyl group, RFourRepresents —C (O) O— or o-, m-, p-phenylene, RFiveRepresents a direct bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds. R6Represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms)
There is no limitation on the timing of reacting a compound having both a polymerizable alkenyl group and a low polymerizable alkenyl group in one molecule. It is preferable to react as the second monomer at the end or after completion of the reaction of the predetermined monomer.
[0021]
(Ab) When synthesizing a vinyl polymer by living radical polymerization, for example, 1,5-hexadiene, 1,7-octadiene, 1,9-decadiene at the end of the polymerization reaction or after completion of the reaction of a predetermined monomer. A method of reacting a compound having at least two alkenyl groups having low polymerizability such as
(Ac) Various organometallic compounds having an alkenyl group such as organotin such as allyltributyltin and allyltrioctyltin on a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond A method of replacing halogen by reaction.
[0022]
(Ad) A method of substituting halogen by reacting a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond with a stabilized carbanion having an alkenyl group as shown in the general formula (3). .
M+C-(R7) (R8-R9-C (R6) = CH2(3)
(Wherein R6Is the same as above, R7, R8Are both carbanion C-Are one of the electron-withdrawing groups and the other is hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a phenyl group. R9Represents a direct bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms and may contain one or more ether bonds. M+Represents an alkali metal ion or a quaternary ammonium ion)
R7, R8As an electron withdrawing group,2Those having the structures of R, -C (O) R and -CN are particularly preferred.
[0023]
(Ae) An enolate anion is prepared by reacting a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond with, for example, a single metal such as zinc or an organometallic compound. A method of reacting with an electrophilic compound having an alkenyl group, such as an alkenyl group-containing compound having a leaving group such as an acetyl group, a carbonyl compound having an alkenyl group, an isocyanate compound having an alkenyl group, an acid halide having an alkenyl group .
[0024]
(Af) An oxyanion or carboxylate anion having an alkenyl group as shown in, for example, the general formula (4) or (5) is added to a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond. A method of replacing halogen by reaction.
H2C = C (R6-RTen-O-M+(4)
(Wherein R6, M+Is the same as above. RTenIs a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds)
H2C = C (R6-R11-C (O) O-M+(5)
(Wherein R6, M+Is the same as above. R11May be a direct bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds)
Etc.
[0025]
The method for synthesizing the above vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond is as follows.
(Ea) A method using a halide such as carbon tetrachloride, ethylene chloride, carbon tetrabromide or methylene bromide as a chain transfer agent as shown in JP-A-4-132706 in radical polymerization (chain transfer agent) Law).
[0026]
(Eb) An atom transfer radical polymerization method using an organic halide or the like as described above as an initiator and a transition metal complex as a catalyst may be mentioned, but is not limited thereto.
Moreover, the vinyl polymer having at least one alkenyl group can be obtained from a vinyl polymer having at least one hydroxyl group, and the methods exemplified below can be used, but are not limited thereto. In the hydroxyl group of a vinyl polymer having at least one hydroxyl group,
(Ag) A method of reacting a base such as sodium methoxide with an alkenyl group-containing halide such as allyl chloride.
[0027]
(Ah) A method of reacting an alkenyl group-containing isocyanate compound such as allyl isocyanate.
(Ai) A method of reacting an alkenyl group-containing acid halide such as (meth) acrylic acid chloride in the presence of a base such as pyridine.
(Aj) A method in which an alkenyl group-containing carboxylic acid such as acrylic acid is reacted in the presence of an acid catalyst;
[0028]
In the present invention, when a halogen is not directly involved in a method for introducing an alkenyl group such as (Aa) and (Ab), it is preferable to synthesize a vinyl polymer using a living radical polymerization method. The method (Ab) is more preferable from the viewpoint of easier control.
When an alkenyl group is introduced by converting the halogen of a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond, an organic halide having at least one highly reactive carbon-halogen bond, or A vinyl heavy polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond at the terminal, obtained by radical polymerization of a vinyl monomer using a sulfonyl halide compound as an initiator and a transition metal complex as a catalyst (atom transfer radical polymerization method). It is preferable to use coalescence. In view of easier control, the method (Af) is more preferable.
[0029]
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a hydrosilane compound which has a crosslinkable silyl group, If a typical thing is shown, the compound shown by General formula (6) will be illustrated.
H- [Si (R1)2-b(Y)bO]m-Si (R2)3-a(Y)a(6)
(Wherein R1, R2, A, b, m and Y are the same as above. )
Among these hydrosilane compounds, in particular, the general formula (7)
H-Si (R2)3-a(Y)a(7)
(Wherein R2, Y and a are the same as above)
The compound which has a crosslinkable group shown by is preferable from a point with easy acquisition.
[0030]
When the hydrosilane compound having a crosslinkable silyl group is added to an alkenyl group, a transition metal catalyst is usually used. Examples of the transition metal catalyst include platinum simple substance, alumina, silica, carbon black and the like in which a platinum solid is dispersed, chloroplatinic acid, a complex of chloroplatinic acid and alcohol, aldehyde, ketone, etc., platinum-olefin. Complex, platinum (0) -divinyltetramethyldisiloxane complex is mentioned. Examples of catalysts other than platinum compounds include RhCl (PPhThree)Three, RhClThree, RuClThree, IrClThree, FeClThree, AlClThree, PdCl2・ H2O, NiCl2, TiClFourEtc.
[0031]
Examples of the method for producing a vinyl polymer having at least one hydroxyl group used in the methods (B) and (Ag) to (Aj) include the following methods, but are limited to these methods. It is not something.
(Ba) When synthesizing a vinyl polymer by radical polymerization, for example, a compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group in one molecule as shown in the following general formula (8) is used as the second monomer. To react as.
H2C = C (RThree-RFour-RFive-OH (8)
(Wherein RThree, RFour, RFiveIs the same as above)
There is no limitation on the timing of reacting the compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group in one molecule. However, particularly in the case of living radical polymerization, when the rubber-like properties are expected, the end of the polymerization reaction or a predetermined monomer. After completion of the reaction, it is preferable to react as the second monomer.
[0032]
(Bb) When a vinyl polymer is synthesized by living radical polymerization, an alkenyl alcohol such as 10-undecenol, 5-hexenol or allyl alcohol is reacted at the end of the polymerization reaction or after completion of the reaction of a predetermined monomer. How to make.
(Bc) A method in which a vinyl monomer is radically polymerized using a large amount of a hydroxyl group-containing chain transfer agent such as a hydroxyl group-containing polysulfide described in JP-A-5-262808.
(Bd) A method of radical polymerization of a vinyl monomer using hydrogen peroxide or a hydroxyl group-containing initiator as disclosed in, for example, JP-A-6-239912 and JP-A-8-283310.
(Be) A method of radical polymerization of a vinyl monomer by using an excessive amount of alcohol as disclosed in JP-A-6-116312, for example.
(Bf) Hydrolysis of a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond or reaction with a hydroxyl group-containing compound by a method such as disclosed in JP-A-4-132706. To introduce a hydroxyl group into the terminal.
(Bg) A method of substituting halogen by reacting a vinyl group polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond with a stabilized carbanion having a hydroxyl group as shown in the general formula (9).
M+C-(R7) (R8-R9-OH (9)
(Wherein R7, R8, R9Is the same as above)
R7, R8As an electron withdrawing group,2Those having the structures of R, -C (O) R and -CN are particularly preferred.
[0033]
(Bh) An enolate anion is prepared by allowing a metal polymer such as zinc or an organometallic compound to act on a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond, and then aldehydes. Or a method of reacting ketones.
(Bi) A vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond is reacted with, for example, an oxyanion or carboxylate anion having a hydroxyl group as shown in the general formula (10) or (11) To replace the halogen.
HO-RTen-O-M+(10)
(Wherein RTenAnd M+Is the same as above)
HO-R11-C (O) O-M+(11)
(Wherein R11And M+Is the same as above)
Etc.
[0034]
In the present invention, when halogen is not directly involved in the method of introducing a hydroxyl group such as (Ba) to (Be), it is preferable to synthesize a vinyl polymer using a living radical polymerization method. The method (Bb) is more preferable in terms of easier control.
When introducing a hydroxyl group by converting halogen in a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond, an organic halide or a sulfonyl halide compound is used as an initiator, and a transition metal complex is used as a catalyst. It is preferable to use a vinyl polymer obtained by radical polymerization of a vinyl monomer (atom transfer radical polymerization method) having at least one highly reactive carbon-halogen bond at the terminal. The method (Bi) is more preferable from the viewpoint of easier control.
[0035]
Examples of the compound having a crosslinkable silyl group and a group capable of reacting with a hydroxyl group such as an isocyanate group in one molecule include γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropylmethyldimethoxysilane, and γ-isocyanate. Examples thereof include natopropyltriethoxysilane, and a generally known catalyst for urethanization reaction can be used if necessary.
[0036]
As a compound having both a polymerizable alkenyl group and a crosslinkable silyl group in one molecule used in the method (C), for example, trimethoxysilylpropyl (meth) acrylate, methyldimethoxysilylpropyl (meth) acrylate, etc., What is shown by the following general formula (12) is mentioned.
H2C = C (RThree-RFour-R12-[Si (R1)2-b(Y)bO]m-Si (R2)3-a(Y)a(12)
(Wherein R1, R2, RThree, RFour, Y, a, b, m are the same as above. R12May contain one or more ether bonds in a direct bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. )
There is no particular limitation on the timing of reacting the compound having both a polymerizable alkenyl group and a crosslinkable silyl group in one molecule. However, particularly in the case of living radical polymerization, when a rubber-like property is expected, the end of the polymerization reaction or a predetermined value is determined. It is preferable to make it react as a 2nd monomer after completion | finish of reaction of this monomer.
Examples of the chain transfer agent having a crosslinkable silyl group used in the chain transfer agent method of (D) include mercaptans having a crosslinkable silyl group and crosslinkable silyl as shown in, for example, Japanese Patent Publication Nos. 3-14068 and 4-55444. And hydrosilane having a group.
[0037]
The vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond used in the method (E) can be obtained by the methods (Ea) to (Eb) as described above. Examples of the compound having both a crosslinkable silyl group and a stabilized carbanion in one molecule include those represented by the general formula (13).
M+C-(R7) (R8-R13-C (H) (R14) -CH2-[Si (R1)2-b(Y)bO]m-Si (R2)3-a(Y)a(13)
(Wherein R1, R2, R7, R8, Y, a, b, m are the same as above. R13Is a direct bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms and may contain one or more ether bonds, R14Represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms. )
R7, R8As an electron withdrawing group,2Those having the structures of R, -C (O) R and -CN are particularly preferred.
[0038]
In order to obtain a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group at the end of a molecular chain by a polymerization method using an organic halide or a sulfonyl halide compound as an initiator and a transition metal complex as a catalyst, It is preferable to use an organic halide having two or more highly reactive carbon-halogen bonds serving as an initiation point, or a sulfonyl halide compound as an initiator. Specific examples are:
[0039]
[Chemical 1]
Figure 0003688897
[0040]
(In the formula, R represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms. C6HFourRepresents a phenylene group. n represents an integer of 0 to 20. X represents chlorine, bromine, or iodine. )
[0041]
[Chemical 2]
Figure 0003688897
[0042]
(In the formula, X represents chlorine, bromine or iodine. N represents an integer of 0 to 20. C6HFourRepresents a phenylene group. ) Etc.
In addition to the above, a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group at the end of the molecular chain can be obtained.
If an organic halide having a crosslinkable silyl group is used as an initiator, a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group at one end and a structure of the general formula 2 at the other end can be obtained. By converting the halogen at the terminal end of the polymer thus obtained into a crosslinkable silyl group-containing substituent, a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group at both ends can be obtained. As the conversion method, the method already described can be used.
[0043]
Although there is no restriction | limiting in particular as an organic halide which has a crosslinkable silyl group, For example, what has a structure shown to General formula (14), (15) is illustrated.
R15R16C (X) -R17-R18-C (H) (R19) CH2-[Si (R1)2-b(Y)bO]m-Si (R2)3-a(Y)a(14)
(Wherein R1, R2, A, b, m, X and Y are the same as above. R15, R16Is independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or those bonded to each other at the other end, R17Represents -C (O) O-, -C (O)-, or o-, m-, p-phenylene group. R18Is a direct bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms and may contain one or more ether bonds, R19Represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms. )
(R2)3-a(Y)aSi- [OSi (R1)2-b(Y)b]m-CH2-C (H) (R19-R18-C (R15) (X) -R17-R16  (15)
(Wherein R1, R2, R15, R16, R17, R18, R19, A, b, m, X, Y are the same as above)
When an organic halide having a crosslinkable silyl group is used as an initiator, a polymer having a crosslinkable silyl group at one end and a halogen at the other end can be obtained. A vinyl polymer having a crosslinkable silyl group at both ends can also be obtained by coupling halogen ends to each other using a compound having a total of two or more functional groups.
[0044]
There are no particular restrictions on the compound having a total of two or more functional groups that can substitute the terminal halogen, but polyols, polyamines, polycarboxylic acids, polythiols, and salts thereof, alkali metal sulfides, and the like are preferable.
When an organic halide having an alkenyl group is used as an initiator, a polymer having an alkenyl group at one end and a halogen at the other end can be obtained. By converting the terminal halogen of the polymer thus obtained into an alkenyl-containing substituent, a vinyl polymer having an alkenyl group at both ends can be obtained. If converted to a silyl group, a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group at both ends can be obtained.
[0045]
In applications where rubber-like properties are required, it is preferable that at least one of the crosslinkable silyl groups is at the end of the molecular chain because the molecular weight between the crosslinking points that greatly affects rubber elasticity can be taken. More preferably at the end.
Therefore, a vinyl polymer having at least one hydroxyl group, halogen or alkenyl group used when synthesizing a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group has these functional groups at the end of the molecular chain. It is preferable that
[0046]
Methods for producing vinyl polymers having at least one crosslinkable silyl group, especially (meth) acrylic polymers, are disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 3-14068, Japanese Patent Publication No. 4-55444, and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-221922. However, since these methods use a “chain transfer agent method”, these crosslinkable silyl groups are present at a relatively high proportion at the end, but the molecular weight distribution of the resulting polymer is generally There is a problem that the viscosity is wide as 2 or more and the viscosity becomes high. Therefore, it is preferable to use the living radical polymerization method in order to obtain a vinyl polymer having a narrow molecular weight distribution, a low viscosity, and a crosslinkable silyl group at the terminal at a high ratio.
In curing the adhesive curable composition of the present invention, a condensation catalyst may or may not be used. Condensation catalysts include titanates such as tetrabutyl titanate and tetrapropyl titanate; dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetylacetonate, dibutyltin maleate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dimethoxide, dibutyltin oxide and carboxylic acid ester or carboxylic acid Alternatively, a reaction product of a hydroxyl group-containing compound, an organic tin compound such as tin octylate and tin naphthenate; an organoaluminum compound such as aluminum trisacetylacetonate, aluminum trisethylacetoacetate, diisopropoxyaluminum ethylacetoacetate; zirconium tetraacetylacetate Organic zirconium compounds such as natozirconium tetraisopropoxide and zirconium tetrabutoxide; Lead compounds; butylamine, octylamine, dibutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, oleylamine, octylamine, cyclohexylamine, benzylamine, diethylaminopropylamine, xylylenediamine, triethylenediamine, Amine compounds such as guanidine, diphenylguanidine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, morpholine, N-methylmorpholine, 1,3-diazabicyclo (5,4,6) undecene-7, or their carboxyls Acid salts; Reactions and mixtures of amine-based compounds and organotin compounds, such as laurylamine and tin octylate reactants or mixtures; Excess polyamines and polybasic Low molecular weight polyamide resin obtained from: reaction product of excess polyamine and epoxy compound; silane coupling agent having amino group, for example, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxy What is necessary is just to use 1 type, or 2 or more types of well-known silanol catalysts, such as silane, as needed. The amount used is preferably in the range of 0 to 10 parts by weight with respect to the vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group. When an alkoxy group is used as the hydrolyzable group Y, it is preferable to use a curing catalyst because the curing rate is slow only with this polymer.
[0047]
The adhesion promoter can be adhered to a wide range of materials by using the primer itself with glass, ceramics other than glass, metals, etc., or using various primers. Since it is possible, it is not always necessary, but it is preferably used to obtain stable adhesion to various substrates, parts, supports, and adherends.
Adhesion promoters include reaction of phenolic compounds such as phenol, cresol, xylenol, resorcinol, alkylphenol, and modified phenols (for example, cashew oil modified phenol and tall oil modified phenol) with aldehyde compounds such as formalin and paraformaldehyde. Resol type or novolak type phenolic resin obtained by the following: sulfur; bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, glycidyl ether type epoxy resin of bisphenol A propylene oxide adduct, hydrogenated bisphenol A type epoxy Epoxy resins such as resins; alkyl titanates such as tetrabutyl titanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate Any aromatic polyisocyanate; γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- ( β-aminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane and the like compounds having an amino group and a crosslinkable silyl group in one molecule; A compound having an epoxy group and a crosslinkable silyl group in one molecule such as glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, etc .; γ-mercaptopropyltri Methoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxy Compounds having a mercapto group and a crosslinkable silyl group in one molecule such as lan, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane; γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-isocyanatopropyl Compounds having an isocyanate group and a crosslinkable silyl group in one molecule such as methyldimethoxysilane; compounds having an amino group and a crosslinkable silyl group in one molecule as described above, and an epoxy group and a crosslinkable silyl in one molecule Or a reaction product of a compound having an isocyanate group and a crosslinkable silyl group in one molecule; γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, γ- (meta ) Such as acryloxypropylmethyldimethoxysilane And a reaction product of a compound having a (meth) acryloxy group and a crosslinkable silyl group in one molecule and a compound having an amino group and a crosslinkable silyl group in one molecule as described above. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, compounds having amino groups and crosslinkable silyl groups in one molecule, compounds having epoxy groups and crosslinkable silyl groups in one molecule, mercapto groups and crosslinkable in one molecule, which are relatively easy to control physical properties and adhesiveness. Compound having silyl group, reaction product of compound having amino group and crosslinkable silyl group in one molecule and compound having epoxy group and crosslinkable silyl group in one molecule, (meth) acryloxy group and crosslinkable silyl group in one molecule Having a crosslinkable silyl group and an organic group having at least one of nitrogen, oxygen, and sulfur atoms in one molecule, such as a reaction product of a compound having an amino group and a crosslinkable silyl group in one molecule Compounds are preferred. Due to its high adhesiveness, the organic group having at least one of the above nitrogen, oxygen, and sulfur atoms is an amino group, an isocyanate group, or a group formed by a reaction thereof with nitrogen in one molecule. A compound having an organic group having an atom and a crosslinkable silyl group is more preferable.
[0048]
The adhesion promoter is preferably used in an amount of 0.01 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group. If it is 0.01 part by weight, the effect of improving adhesiveness is hardly exhibited, and if it exceeds 20 parts by weight, the physical properties of the cured product are adversely affected. The addition amount of the adhesion promoter is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight.
In order to control the physical properties by increasing the hardness when the adhesive curable composition is cured or decreasing the hardness to increase the physical properties, a physical property modifier can be used. Examples of the physical property modifier include alkyl alkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, and n-propyltrimethoxysilane; dimethyldiisopropenoxysilane, methyltriisopropenoxysilane, and γ-glycol. Alkylisopropenoxysilanes such as sidoxypropylmethyldiisopropenoxysilane; various silane coupling agents such as vinyltrimethoxysilane and vinylmethyldimethoxysilane; silicone varnishes; polysiloxanes are added as required The A preferable result can be obtained by adding in an amount of 0 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group.
A curability modifier can be added to speed up or slow down the cure rate of the adhesive curable composition, and a storage stability modifier can be added to reduce thickening during storage. Curing modifiers or storage stability improvers include alcohols such as methanol and ethanol; orthoformic acid methyl nadnoorthoesters; compounds having a crosslinkable silyl group such as tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane. Carboxylic acids such as 2-ethylhexanoic acid. A preferable result can be obtained by adding in an amount of 0 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group.
[0049]
In addition, the adhesive curable composition of the present invention includes various fillers such as silica, carbon black and calcium carbonate; aromatic dibasic acid esters such as di (2-ethylhexyl) phthalate, and non-aromatics such as dioctyl adipate. Dibasic acid esters; Polyethers such as polypropylene glycol; Various plasticizers such as acrylic oligomers; Various solvents such as toluene and methyl ethyl ketone; Various modifiers such as various silane coupling agents and polysiloxanes having crosslinkable silyl groups ; Rheological property modifiers such as polyamide wax, hydrogenated castor oil, metal soap; surface property and / or weather resistance improver such as UV curable resin and oxygen curable resin; colorant such as pigment and dye; anti-aging agent Optional additives such as UV absorbers, light stabilizers, flame retardants, etc. It may be.
[0050]
When the adhesive curable composition of the present invention is used as a sealing material composition, the filler that can be added for the purpose of adjusting the mechanical properties will be described in more detail. Fumed silica, precipitated silica, silicic anhydride, hydrous silica Reinforcing fillers such as acid and carbon black; calcium carbonate, magnesium carbonate, diatomaceous earth, calcined clay, clay, talc, titanium oxide, bentonite, organic bentonite, ferric oxide, zinc oxide, activated zinc white and shirasu balloon Fillers such as asbestos; fibrous fillers such as asbestos, glass fibers and filaments can be used. If you want to obtain a cured product with high strength with these fillers, it is mainly fumed silica, precipitated silica, anhydrous silicic acid, hydrous silicic acid, carbon black, surface-treated fine calcium carbonate, calcined clay, clay and activated zinc. A preferable result can be obtained by adding a filler selected from white and the like in an amount of 1 to 200 parts by weight per 100 parts by weight of the vinyl polymer having a crosslinkable silyl group. When it is desired to obtain a cured product having low strength and large elongation, a filler selected from titanium oxide, calcium carbonate, talc, ferric oxide, zinc oxide, shirasu balloon, etc. A preferable result can be obtained by adding 1 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer having a group. These fillers may be used alone or in combination of two or more.
[0051]
Further, the plasticizer that can be added for adjusting the physical properties and viscosity is described in more detail. Non-aromatic dibasic acid esters such as dioctyl sebacate; polyalkylene glycol esters such as diethylene glycol dibenzoate and triethylene glycol dibenzoate; phosphate esters such as tricresyl phosphate and tributyl phosphate; , Polypropylene glycol or polyethers obtained by converting these hydroxyl groups; chlorinated paraffins; hydrocarbon oils such as alkyldiphenyl and partially hydrogenated terphenyl. Alone al, or may be mixed and used two or more, it does not necessarily need. These plasticizers can also be blended at the time of polymer production. When the amount of the plasticizer is added in the range of 0 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer having a crosslinkable silyl group, preferable results are obtained.
The sealing material composition of the present invention can be prepared as a one-component type that is cured by pre-blending and storing all the blended components in advance and absorbing moisture in the air after construction. Components such as a curing catalyst, a filler, a plasticizer, and water can be blended, and the blended material and the polymer composition can be prepared as a two-component type that is mixed before use. A one-component type that is easy to handle and has few errors during construction is more preferable.
[0052]
When the adhesive curable composition of the present invention is used as a pressure-sensitive adhesive composition, it is not necessarily necessary to add a tackifying resin because it is mainly composed of a vinyl-based polymer. Can be used. Specific examples include phenol resin, modified phenol resin, cyclopentadiene-phenol resin, xylene resin, coumarone resin, petroleum resin, terpene resin, terpene phenol resin, rosin ester resin and the like.
[0053]
Solvents used for controlling workability are described in more detail. For example, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate and cellosolve, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone And ketone solvents such as diisobutyl ketone. Those solvents may be used in the production of the polymer.
[0054]
The pressure-sensitive adhesive composition can be widely applied to tapes, sheets, labels, foils and the like. For example, solvent-based, emulsion-type or hot-melt-type forms for substrate materials such as films made of synthetic resin or modified natural products, paper, all kinds of cloth, metal foil, metalized plastic foil, asbestos or glass fiber cloth The pressure-sensitive adhesive composition may be applied, exposed to moisture or moisture, and cured at room temperature or heat.
When the adhesive curable composition of the present invention is used as a high solid coating composition, the production method is simple as a preferred method for obtaining a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group. Another example is the method (C) in which a compound having a polymerizable alkenyl group and a crosslinkable silyl group in one molecule represented by the general formula (12) is copolymerized with another vinyl monomer. If these are used, it becomes possible to make the paint highly solid.
[0055]
Among the compounds having a polymerizable alkenyl group and a crosslinkable silyl group in one molecule represented by the general formula (12), a compound in which the crosslinkable silyl group is an alkoxysilyl group is particularly preferable in terms of cost and stability, For example,
CH2= CHCO2(CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, CH2= CHCO2(CH2)ThreeSi (CHThree) (OCHThree)2, CH2= C (CHThreeCO2(CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, CH2= C (CHThreeCO2(CH2)ThreeSi (CHThree) (OCHThree)2Is particularly preferred. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
[0056]
There is no particular limitation on the copolymerization ratio of the compound having both a polymerizable alkenyl group and a crosslinkable silyl group in one molecule, and the other vinyl monomer, but the compound is 1 to 50 mol% in the total polymerization composition, Preferably it is 2-40 mol%, More preferably, 3-30 mol% is good. If the amount of the compound having both a polymerizable alkenyl group and a crosslinkable silyl group in one molecule is less than 1 mol%, curing is insufficient, and if it exceeds 50 mol%, storage stability is deteriorated.
[0057]
The polymerization method described above is controlled polymerization as described above, and a vinyl polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained. Since the molecular weight distribution is narrow, the viscosity of the polymer can be kept low, and the spreadability required for the paint can be imparted with a smaller amount of solvent.
In this coating composition, additives such as resins such as polyester, epoxy, and acrylic, coloring aids, spreading agents, antifoaming agents, and antistatic agents are described as adhesive curable compositions as necessary. In addition to the additives that can be added. The colorant used in the coating composition will be described in more detail. Examples thereof include inorganic pigments such as titanium dioxide, carbon black, iron oxide and chromium oxide, and organic pigments such as phthalocyanine and quinacridone. The mixing ratio of these additives can be appropriately selected according to the required characteristics, and can also be used by mixing. ,
If a curing catalyst or an additive is added to a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group represented by the general formula (1) as necessary, coated on an object to be coated, and then cured, it is uniform. Can be obtained. Since the hydrolysis and / or condensation of the crosslinkable silyl group proceeds at room temperature, it is not necessary to heat at the time of curing, but it may be heated to accelerate the curing. The heating temperature is 20 to 200 ° C, preferably 50 to 180 ° C.
[0058]
The coating composition of the present invention can be used as a solvent-based or water-based coating. It is also possible to distill off the volatile components from the vinyl polymer as the main component and add the desired formulation, and then pulverize the formulation to use it as a powder coating.
When the adhesive curable composition of the present invention is used as a coating composition that can be made into a high solid and has excellent elastic properties, it is preferable that at least one of the crosslinkable silyl groups is at the end of the molecular chain. In order to control the molecular weight between cross-linking points, a small amount of a compound having both a polymerizable alkenyl group and a cross-linkable silyl group in one molecule represented by the general formula (12) is copolymerized to be different in the molecular chain. A silyl group may be introduced. CH2= CHCO2(CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, CH2= CHCO2(CH2)ThreeSi (CHThree) (OCHThree)2, CH2= C (CHThreeCO2(CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, CH2= C (CHThreeCO2(CH2)ThreeSi (CHThree) (OCHThree) 2, CH2 = CHCO2(CH2)ThreeSi (OC2HFive)Three, CH2= CHCO2(CH2)ThreeSi (CHThree) (OC2HFive)2, CH2= C (CHThreeCO2(CH2)ThreeSi (OC2HFive)Three, CH2= C (CHThreeCO2(CH2)ThreeSi (CHThree) (OC2HFive)2, CH2= CHCO2(CH2)ThreeSi (OC2HFive)Three, CH2= CHCO2(CH2)ThreeSi (CHThree) (OC2HFive)2, CH2= C (CHThreeCO2(CH2)ThreeSi (OC2HFive)Three, CH2= C (CHThreeCO2(CH2)ThreeSi (CHThree) (OC2HFive)2Etc. can be illustrated. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
In this coating composition, additives such as resins such as polyester, epoxy, and acrylic, coloring aids, spreading agents, antifoaming agents, and antistatic agents are described as adhesive curable compositions as necessary. In addition to the additives that can be added. The colorant used in the coating composition will be described in more detail. Examples thereof include inorganic pigments such as titanium dioxide, carbon black, iron oxide and chromium oxide, and organic pigments such as phthalocyanine and quinacridone. The mixing ratio of these additives can be appropriately selected according to the required characteristics, and can also be used by mixing. ,
If a curing catalyst or an additive is added to a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group represented by the general formula (1) as necessary, coated on an object to be coated, and then cured, it is uniform. Can be obtained. Since the hydrolysis and / or condensation of the crosslinkable silyl group proceeds at room temperature, it is not necessary to heat at the time of curing, but it may be heated to accelerate the curing. The heating temperature is 20 to 200 ° C, preferably 50 to 180 ° C.
The coating composition of the present invention can be used as a solvent-based or water-based coating. It is also possible to distill off the volatile components from the vinyl polymer as the main component and add the desired formulation, and then pulverize the formulation to use it as a powder coating.
[0059]
The present invention will be described below based on examples, but is not limited to the following examples.
Reference Example 1 Synthesis of a hydroxyl group-containing initiator
2-Bromopropionic acid chloride (2 mL, 3.35 g, 19.5 mmol) was slowly added dropwise at 0 ° C. to a THF solution (10 mL) of ethylene glycol (10.9 mL, 195 mmol) and pyridine (3 g, 39 mmol) in a nitrogen atmosphere. did. The solution was stirred at that temperature for 2 hours. Dilute hydrochloric acid and ethyl acetate are added to separate the two layers, and the organic layer is washed with dilute hydrochloric acid and brine, Na2SOFourDried. Volatiles were distilled off under reduced pressure to obtain a crude product (3.07 g). The crude product was distilled under reduced pressure (70 to 73 ° C., 0.5 mmHg) to obtain hydroxyethyl-2-bromopropionate represented by the following formula (2.14 g, 56%).
HThreeCC (H) (Br) C (O) O (CH2)2-OH
(Synthesis Example 1)
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having a hydroxyl group at the terminal
In a 1 L pressure-resistant reaction vessel, acrylic acid-n-butyl (112 mL, 100 g, 0.78 mol), the hydroxyl group-containing initiator obtained in Reference Example 1 (3.07 g, 15.6 mmol), cuprous bromide ( 2.24 g, 15.6 mmol), 2,2′-bipyridyl (4.87 g, 31.2 mmol), ethyl acetate (90 mL), acetonitrile (20 mL) were charged, and nitrogen bubbling was performed to remove dissolved oxygen. Sealed. The mixture was heated to 130 ° C. and reacted for 2 hours. The reaction vessel was returned to room temperature, 2-hydroxyethyl methacrylate (3.92 mL, 4.06 g, 31.2 mmol) was added, and the mixture was reacted at 110 ° C. for 2 hours. The mixture was diluted with ethyl acetate (200 mL), insolubles were filtered off, the filtrate was washed with 10% hydrochloric acid and brine, and the organic layer was washed with Na.2SOFourDried. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 82 g of poly (acrylic acid-n-butyl) having a hydroxyl group at the terminal. This polymer had a viscosity of 25 Pa · s, a number average molecular weight of 5100 as measured by GPC (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and a molecular weight distribution of 1.29. Also,1The average number of hydroxyl groups per polymer molecule determined by 1 H-NMR analysis was 2.39.
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group at the terminal
The poly (n-butyl acrylate) having a hydroxyl group at the terminal synthesized above (4.94 g, OH = 2.30 mmol) was subjected to azeotropic dehydration at 50 ° C. in the presence of toluene. To this, tin octylate (4.9 mg) and toluene (6 mL) were added, and methyldimethoxysilylpropyl isocyanate (0.524 g, 2.77 mmol) was added dropwise at 50 ° C. After completion of the dropping, the reaction temperature was raised to 70 ° C. and the reaction was continued for 4 hours.1It was judged that there was no unreacted hydroxyl group due to disappearance of the signal (3.8 ppm) of the methylene group to which the hydroxyl group was bonded by H-NMR. Volatile components were distilled off under reduced pressure to obtain poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group at the terminal. The polymer had a viscosity of 22 Pa · s, a number average molecular weight of 4900, as measured by GPC (mobile phase chloroform, converted to polystyrene), and a molecular weight distribution of 1.60.
Example 1
To 100 parts by weight of the polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal obtained in Synthesis Example 1, 1 part by weight of dibutyltin diacetylacetonate was mixed, poured into a mold, and defoamed at room temperature using a vacuum dryer. . A uniform rubber-like cured product sheet was obtained by heating and curing at 50 ° C. for 20 hours. The gel fraction determined by toluene extraction was 93%.
A 2 (1/3) type dumbbell test piece was punched from the rubber-like cured sheet, and a tensile test was performed using an autograph (200 mm / min). The breaking strength was 0.31 MPa and the breaking elongation was 35%. It was.
(Synthesis Example 2)
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having an alkenyl group at the terminal
To a toluene solution (100 mL) of poly (acrylic acid-n-butyl) (50 g) having a hydroxyl group at the terminal obtained in Synthesis Example 1 and pyridine (10 mL) at 75 ° C. in a nitrogen atmosphere, undecenoic acid chloride (7. 22 mL, 6.81 g, 33.6 mmol) was slowly added dropwise and stirred at 75 ° C. for 3 hours. The resulting white solid was filtered, the organic layer was washed with dilute hydrochloric acid and brine, and the organic layer was washed with Na2SOFourDried. By concentrating under reduced pressure, poly (acrylic acid-n-butyl) (43 g) having an alkenyl group was obtained. The number average molecular weight of the polymer was 5400 according to GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.30. Also,1The number of alkenyl groups introduced per molecule of polymer determined by 1 H-NMR analysis was 2.28.
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group at the terminal
In a 30 mL pressure-resistant reaction vessel, poly (butyl acrylate) having alkenyl groups at both ends obtained above (2 g), methyldimethoxysilane (0.32 mL), methyl orthoformate (0.09 mL, based on alkenyl groups) 3 equivalents), platinum bis (divinyltetramethyldisiloxane) (8.3 × 10-810 mol / L xylene solution, alkenyl group-FourEquivalent weight) and stirred at 100 ° C. for 1 hour. The volatile matter was distilled off under reduced pressure to obtain 2 g of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group. The number average molecular weight of the polymer was 5900 according to GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.37. Also,1The number of silyl groups introduced per molecule of polymer determined by 1 H-NMR analysis was 2.24.
(Example 2)
The crosslinkable silyl group-terminated polymer of Synthesis Example 2 (1 g) and a curing catalyst (manufactured by Nitto Kasei, U-220, dibutyltin diacetylacetonate, 30 mg) are mixed well, poured into a mold, and using a vacuum dryer. Defoamed at room temperature. A uniform rubber-like cured product was obtained by leaving it to stand at room temperature for 7 days. The gel fraction determined by toluene extraction was 78%.
(Example 3)
100 parts by weight of a polymer having a crosslinkable silyl group at the end of Synthesis Example 2, 1 part by weight of water, and 1 part by weight of dibutyltin dimethoxide are mixed well, poured into a mold, and at room temperature using a vacuum dryer. Defoamed. A uniform rubber-like cured product sheet was obtained by heating and curing at 50 ° C. for 20 hours. The gel fraction determined by toluene extraction was 88%. A 2 (1/3) type dumbbell test piece was punched from the rubber-like cured sheet, and a tensile test was performed using an autograph (200 mm / min). The breaking strength was 0.32 MPa and the breaking elongation was 34%.
(Synthesis Example 3)
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having halogen at its terminal
In a 500 ml pressure-resistant reaction vessel, acrylic acid-n-butyl (112 mL, 100 g, 0.78 mol), dibromoxylene (4.12 g, 15.6 mmol), cuprous bromide (2.24 g, 15.6 mmol), 2,2′-bipyridyl (4.87 g, 31.2 mmol), ethyl acetate (90 mL) and acetonitrile (20 mL) were charged, and nitrogen bubbling was performed to remove dissolved oxygen, followed by sealing. The mixture was heated to 130 ° C. and reacted for 2 hours. The reaction vessel was returned to room temperature, 2-hydroxyethyl methacrylate (3.92 mL, 4.06 g, 31.2 mmol) was added, and the mixture was reacted at 110 ° C. for 2 hours. The mixture was diluted with ethyl acetate (200 mL), and purified by removing the copper catalyst through a column of activated alumina to obtain a polymer having a Br group at the end. The number average molecular weight of the obtained polymer was 5700 in GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.37.
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having an alkenyl group at the terminal
Under a nitrogen atmosphere, 84 g of poly (acrylic acid-n-butyl) having halogen at the terminal obtained above, 7.7 g (56 mmol) of potassium pentenoate, and DMAc 80 ml were charged in a 500 ml flask and reacted at 70 ° C. for 4 hours. Unreacted potassium pentenoate and produced potassium bromide in the reaction mixture were removed by water extraction purification to obtain a polymer having an alkenyl group at the terminal. 70 g of this polymer and an equivalent weight of aluminum silicate (manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd .: Kyowaard 700PEL) were mixed with toluene and stirred at 100 ° C. After 4 hours, the aluminum silicate was filtered, and the polymer was purified by heating and distilling off the volatiles of the filtrate under reduced pressure. The number average molecular weight of the obtained polymer was 4760 by GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.73. Also1The number of alkenyl groups per polymer molecule determined by 1 H-NMR analysis was 1.78.
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group at the terminal
In a 200 ml pressure resistant reaction tube, 60 g of the polymer having an alkenyl group at the terminal obtained above, 8.4 mL (68.1 mmol) of methyldimethoxysilane, 2.5 mL (22.9 mmol) of methyl orthoformate, platinum bis (divinyltetramethyldi) Siloxane) 5 × 10-3mmol was charged and reacted at 100 ° C. for 4 hours to obtain a crosslinkable silicon group-containing polymer. The number average molecular weight of the obtained polymer was 6000 by GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.44. Also1The number of crosslinkable silyl groups per molecule of the polymer determined by 1 H-NMR analysis was 1.59.
Example 4
1 part by weight of water and 1 part by weight of dibutyltin dimethoxide were mixed and stirred into 100 parts by weight of the polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal obtained in Synthesis Example 3, and poured into a 2 mm thick mold. A uniform rubber-like cured product sheet was obtained by defoaming at room temperature using a vacuum dryer and heat-curing at 50 ° C. for 2 days. The gel fraction determined by toluene extraction was 93%. A 2 (1/3) type dumbbell test piece was punched from the rubber-like cured sheet, and a tensile test was performed using an autograph (200 mm / min). The breaking strength was 0.26 MPa and the breaking elongation was 75%.
(Synthesis Example 4)
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having halogen at its terminal
In a 50 ml flask, 0.63 g (4.4 mmol) of cuprous bromide, 0.76 g (4.4 mmol) of pentamethyldiethylenetriamine, 5 ml of acetonitrile, 1.6 g (4.4 mmol) of diethyl 2,5-dibromoadipate, acrylic After charging 44.7 g (349 mmol) of butyl acid and performing freeze degassing, it was reacted at 70 ° C. for 7 hours in a nitrogen atmosphere. The polymer having a Br group at the end was obtained by removing and purifying the copper catalyst through an activated alumina column. The number average molecular weight of the obtained polymer was 10700 in GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.15.
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having an alkenyl group at the terminal
Under a nitrogen atmosphere, a 200 ml flask was charged with 35 g of poly (acrylic acid-n-butyl) having halogen at the terminal obtained above, 2.2 g (16.1 mmol) of potassium pentenoate and 35 ml of DMAc, and reacted at 70 ° C. for 4 hours. It was. Unreacted potassium pentenoate and produced potassium bromide in the reaction mixture were removed by water extraction purification to obtain a polymer having an alkenyl group at the terminal. The number average molecular weight of the obtained polymer was 11300 in GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.12. Also1The number of alkenyl groups per polymer molecule determined by 1 H-NMR analysis was 1.82.
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group at the terminal
In a 200 mL pressure-resistant reaction tube, 15 g of the polymer having an alkenyl group at the terminal obtained above, methyldimethoxysilane 1.8 mL (14.5 mmol), methyl orthoformate 0.26 mL (2.4 mmol), platinum bis (divinyltetramethyldisiloxane) ) 10-Fourmmol was charged and reacted at 100 ° C. for 4 hours to obtain a polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal. The viscosity of the obtained polymer was 44 Pa · s, and the number average molecular weight was 11900 in GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.12. Also1According to 1 H-NMR analysis, the number of crosslinkable silicon groups per polymer molecule was 1.46.
(Example 5)
1 part by weight of water and 1 part by weight of dibutyltin dimethoxide were mixed with 100 parts by weight of the polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal obtained in Synthesis Example 4 and poured into a 2 mm thick mold. A uniform rubber-like cured material sheet was obtained by defoaming at room temperature using a vacuum dryer and heating and curing at 50 ° C. for 10 days. The gel fraction determined by toluene extraction was 98%. A 2 (1/3) type dumbbell test piece was punched from the rubber-like cured sheet, and a tensile test was performed using an autograph (200 mm / min). The breaking strength was 0.35 MPa and the breaking elongation was 77%.
(Synthesis Example 5)
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having an alkenyl group at the terminal
In a 100 mL glass reaction vessel, butyl acrylate (50.0 mL, 44.7 g, 0.349 mol), cuprous bromide (1.25 g, 8.72 mmol), pentamethyldiethylenetriamine (1.82 mL, 1.51 g). , 8.72 mmol), and acetonitrile (5 mL) were charged, and after cooling, degassed under reduced pressure, and then replaced with nitrogen gas. After stirring well, diethyl 2,5-dibromoadipate (1.57 g, 4.36 mmol) was added, and the mixture was heated and stirred at 70 ° C. After 60 minutes, 1,7-octadiene (6.44 mL, 4.80 g, 43.6 mmol) was added, and heating and stirring were continued at 70 ° C. for 2 hours. After the mixture was treated with activated alumina, the volatile components were distilled off by heating under reduced pressure. The product was dissolved in ethyl acetate and washed with 2% hydrochloric acid, brine. The organic layer is Na2SOFourThe polymer having alkenyl groups at the ends was obtained by heating and evaporating volatile components under reduced pressure. The number average molecular weight of the obtained polymer was 13100 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.22. Also1The number of alkenyl groups per polymer molecule determined by 1 H-NMR analysis was 2.01.
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group at the terminal
Poly (acrylic acid-n-butyl) having an alkenyl group at the terminal (30.5 g) obtained above and aluminum silicate (Kyowa Kagaku: Kyowaard 700PEL) of the same weight as the polymer in toluene. Mix and stir at 100 ° C. After 4 hours, the aluminum silicate was filtered, and the polymer was purified by heating and distilling off the volatiles of the filtrate under reduced pressure.
In a 200 mL pressure-resistant glass reaction vessel, the purified polymer (23.3 g), dimethoxymethylsilane (2.55 mL, 20.7 mmol), dimethyl orthoformate (0.38 mL, 3.45 mmol), and platinum catalyst are added. Prepared. However, the amount of platinum catalyst used is 2 × 10 in molar ratio to the alkenyl group of the polymer.-FourEquivalent. The reaction mixture was heated at 100 ° C. for 3 hours. The volatile content of the mixture was distilled off under reduced pressure to obtain poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group at the terminal. The number average molecular weight of the obtained polymer was 13900 in GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.25. Also1The number of crosslinkable silicon groups per polymer molecule determined by 1 H-NMR analysis was 1.58.
(Example 6)
1 part by weight of water and 1 part by weight of dibutyltin dimethoxide were mixed with 100 parts by weight of the polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal obtained in Synthesis Example 5 and poured into a 2 mm thick mold. A uniform rubber-like cured material sheet was obtained by defoaming at room temperature using a vacuum dryer and heat-curing at 50 ° C. for 10 days. The gel fraction determined by toluene extraction was 85%. A 2 (1/3) type dumbbell test piece was punched from the rubber-like cured sheet, and a tensile test was performed using an autograph (200 mm / min). The breaking strength was 0.34 MPa and the breaking elongation was 86%.
(Synthesis Example 6)
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having halogen at its terminal
In a 50 mL flask, cuprous bromide 0.63 g (4.4 mmol), pentamethyldiethylenetriamine 0.76 g (4.4 mmol), acetonitrile 5 mL, diethyl 2,5-dibromoadipate 0.78 g (2.2 mmol), acrylic After charging 44.7 g (349 mmol) of butyl acid and performing freeze degassing, it was reacted at 70 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere. The polymer having a Br group at the end was obtained by removing and purifying the copper catalyst through an activated alumina column. The number average molecular weight of the obtained polymer was 23600 in GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion) and the molecular weight distribution was 1.14.
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having an alkenyl group at the terminal
Under a nitrogen atmosphere, 34 g of the polymer having a Br group at the terminal obtained above, 1.0 g (7.6 mmol) of potassium pentenoate, and 34 mL of DMAc were charged in a 200 mL flask and reacted at 70 ° C. for 4 hours. Unreacted potassium pentenoate and produced potassium bromide in the reaction mixture were removed by water extraction purification to obtain a polymer having an alkenyl group at the terminal. The polymer having an alkenyl group at the terminal and an equal weight (30.5 g) of aluminum silicate (manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd .: Kyowaard 700PEL) were mixed in toluene and stirred at 100 ° C. After 4 hours, the aluminum silicate was filtered, and the polymer was purified by heating and distilling off the volatiles of the filtrate under reduced pressure. The number average molecular weight of the obtained polymer was 24800 and molecular weight distribution 1.14 by GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion). Also1The number of alkenyl groups per polymer molecule determined by 1 H-NMR analysis was 1.46.
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group at the terminal
21 g of polymer having an alkenyl group at the terminal obtained above in a 200 ml pressure resistant reaction tube, 0.94 ml (7.6 mmol) of methyldimethoxysilane, 0.13 ml (1.3 mmol) of methyl orthoformate, platinum bis (divinyltetramethyldisiloxane) 2x10-Fourmmol was charged and reacted at 100 ° C. for 4 hours to obtain a polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal. The viscosity of the obtained polymer was 100 Pa · s, and the number average molecular weight was 25400 in GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.16. Also1The number of crosslinkable silyl groups per polymer molecule determined by 1 H-NMR analysis was 1.48.
(Example 7)
1 part by weight of water and 1 part by weight of dibutyltin dimethoxide were mixed and stirred into 100 parts by weight of the polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal obtained in Synthesis Example 6, and poured into a 2 mm thick mold. A uniform rubber-like cured product sheet was obtained by defoaming at room temperature using a vacuum dryer and heating and curing at 50 ° C. for 2 days. The gel fraction determined by toluene extraction was 94%. A 2 (1/3) type dumbbell test piece was punched from the rubber-like cured sheet, and a tensile test was performed using an autograph (200 mm / min). The breaking strength was 0.40 MPa, and the breaking elongation was 323%.
(Comparative Synthesis Example 1)
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having a hydroxyl group at the end using a hydroxyl group-containing disulfide
According to Example 1 of JP-A-5-262808, 2-hydroxyethyl disulfide (30.8 g, 0.2 mol) was added to a 100 mL flask. The flask was heated to 100 ° C., and a mixture of acrylic acid-n-butyl (12.8 g, 0.1 mol) and azobisisobutyronitrile (0.328 g, 0.002 mol) was added dropwise over 30 minutes. The mixture was stirred for an additional hour at 100 ° C. Toluene (20 mL) was added, the mixture was placed in a separatory funnel, and the lower layer was separated. The top layer is washed 3 times with water and Na2SOFourAfter drying, the volatile matter was distilled off under reduced pressure to obtain poly (acrylic acid-n-butyl) having hydroxyl groups at both ends (12.2 g, 95%). This polymer had a viscosity of 49 Pa · s, a number average molecular weight of 4200, and a molecular weight distribution of 4.16, as measured by GPC (mobile phase chloroform, polystyrene conversion). Also,1The average number of hydroxyl groups per polymer molecule determined by 1 H-NMR analysis was 1.42.
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group at the end using a hydroxyl group-containing disulfide
The poly (n-butyl acrylate) (4.52 g, OH = 1.85 mmol) having a hydroxyl group at the terminal synthesized above was azeotropically dehydrated at 50 ° C. in the presence of toluene. To this, tin octylate (4.52 mg) and toluene (6 mL) were added, and methyldimethoxysilylpropyl isocyanate (0.421 g, 2.22 mmol) was added dropwise at 50 ° C. After completion of the dropping, the reaction temperature was raised to 70 ° C. and the reaction was continued for 4 hours.1It was judged that there was no unreacted hydroxyl group due to disappearance of the signal (3.8 ppm) of the methylene group to which the hydroxyl group was bonded by H-NMR. Volatile components were distilled off under reduced pressure to obtain poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group at the terminal. This polymer had a viscosity of 53 Pa · s, a number average molecular weight of 4700, as determined by GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and a molecular weight distribution of 3.71.
(Comparative Example 1)
1 part by weight of dibutyltin diacetylacetonate was mixed with 100 parts by weight of a polymer having a crosslinkable silyl group at the end of Comparative Synthesis Example 1, poured into a mold, and defoamed at room temperature using a vacuum dryer. . A uniform rubber-like cured product sheet was obtained by heating and curing at 50 ° C. for 20 hours. The gel fraction determined by toluene extraction was 82%. Concentrate the extract1H-NMR was measured, but no crosslinkable silyl group was present therein.
[0060]
A 2 (1/3) type dumbbell test piece was punched from the rubber-like cured sheet, and a tensile test was performed using an autograph (200 mm / min). The breaking strength was 0.21 MPa and the breaking elongation was 93%. It was.
(Comparative Synthesis Example 2)
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group using a crosslinkable silicon group-containing monomer
400 g of toluene, 385 g of butyl acrylate, 15 g of methyldimethoxysilylpropyl methacrylate, and 6 g of azobisisobutyronitrile were polymerized at 105 ° C. for 7 hours while bubbling nitrogen in a 1 L flask. By distilling off toluene, poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group was obtained. This polymer had a viscosity of 74 Pa · s, a number average molecular weight of 8,500, and a molecular weight distribution of 2.47, as measured by GPC (mobile phase chloroform, polystyrene conversion). Also1The average number of hydroxyl groups per polymer molecule determined by 1 H-NMR analysis was 1.40.
(Comparative Example 2)
1 part by weight of water and 1 part by weight of dibutyltin dimethoxide were mixed and stirred in 100 parts by weight of the polymer having a crosslinkable silyl group of Comparative Synthesis Example 2, and poured into a 2 mm thick mold. A uniform rubber-like cured material sheet was obtained by defoaming at room temperature using a vacuum dryer and heating and curing at 50 ° C. for 10 days. The gel fraction determined by toluene extraction was 78%. A 2 (1/3) type dumbbell test piece was punched from the rubber-like cured sheet, and a tensile test was performed using an autograph (200 mm / min). The breaking strength was 0.14 MPa, and the breaking elongation was 69%.
(Comparative Example 3)
Synthesis of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group using a crosslinkable silicon group-containing monomer
210 g of toluene, 293 g of butyl acrylate, 7.2 g of methyldimethoxysilylpropyl methacrylate, and 1.8 g of azobisisovaleronitrile were polymerized at 105 ° C. for 7 hours while bubbling nitrogen in a 1 L flask. By distilling off toluene, poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group was obtained. The polymer had a viscosity of 110 Pa · s, a number average molecular weight of 9600 as measured by GPC (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and a molecular weight distribution of 2.86.
The results of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 except Example 2 are summarized in Table 1.
[0061]
[Table 1]
Figure 0003688897
[0062]
For applications that require rubber-like properties, it is desired to increase the molecular weight of the polymer in order to improve the balance of modulus / strength at break / elongation at break. Particularly in a polymer having a crosslinkable functional group as in the present invention, the tendency is strong because the molecular weight is closely related to the molecular weight between crosslinking points, which is an important index for rubber design. The number average molecular weight is one of the important parameters that influence the molecular weight between cross-linking points, and it is desirable that the number average molecular weight can be increased in order to improve the physical property balance.
[0063]
Since the vinyl polymer having a crosslinkable silyl group of the present invention can narrowly control the molecular weight distribution, the viscosity when compared with a polymer having almost the same number average molecular weight is extremely low, and as a result, a raw material excellent in handleability. (The viscosity of Example 1 is less than half that of Comparative Example 1. Examples 5 and Comparative Example 3 are also the same). Further, when the viscosity is limited, a polymer having a higher number average molecular weight can be synthesized at substantially the same viscosity, so that a cured product having a better modulus / strength / elongation balance can be obtained (Example 7). In addition, since a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group has been obtained by the living radical polymerization method, even if the average amount of the crosslinkable silyl group per molecule is almost the same, a polymer containing no crosslinkable silyl group is used. The amount of coalescence is reduced, and a cured product having a high gel content can be obtained (Example 5 and Comparative Example 1).
(Example 8) Heat resistance of cured product
A part of the cured sheet of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group obtained in Example 5 was put in an oven at 150 ° C., taken out after 24 hours, and the surface state was observed. There was no abnormality in the surface condition.
(Comparative Synthesis Example 3)
Synthesis of polydimethylsiloxane (silicone) having a terminal silyl group
In a 200 ml flask, 97 g of terminal vinyl polydimethylsiloxane having a molecular weight of 17,200 (Amax DMS-V25: unsaturated group equivalent 0.11 eq / kg), 2.3 g (21.4 mmol) of methyldimethoxysilane, platinum bis (divinyltetramethyl) Disiloxane) 10-3mmol was added and reacted at 70 ° C. for 6 hours. The number average molecular weight of the obtained crosslinkable silyl group-terminated polydimethylsiloxane was 11900 in GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 2.52.1The peak derived from the unsaturated group disappears in HNMR (300 MHz), and the crosslinkability per molecule of the polydimethylsiloxane polymer determined from the intensity ratio of the methyl proton bonded to the silicon atom derived from the polymer main chain and the proton of the methoxysilyl group. The number of silicon groups was 2. The viscosity was 6 poise.
(Comparative Example 4) Heat resistance of cured product
1 part by weight of water and 1 part by weight of dibutyltin dimethoxide were mixed with 100 parts by weight of the polymer having a crosslinkable silyl group of Comparative Synthesis Example 3 and poured into a mold having a thickness of 2 mm. Degassed under reduced pressure and cured by heating at 50 ° C. for 10 days. A part of the obtained cured sheet was put in an oven at 150 ° C., taken out after 24 hours, and the surface state was observed. There was no abnormality on the surface.
(Comparative Synthesis Example 4)
Synthesis of polyisobutylene having an allyl group at the end
Into a 2 L pressure-resistant glass polymerization vessel purged with nitrogen, 205 ml of ethylcyclohexane dried with molecular sieves, 819 ml of toluene and 2.89 g (12.5 mmol) of p-dicumulyl chloride were added.
332 ml (3.91 mol) of isobutylene monomer was introduced into the polymerization vessel, and then 0.454 g (4.88 mmol) of 2-methylpyridine and 6.69 ml (61.0 mmol) of titanium tetrachloride were added to initiate the polymerization. After 70 minutes of reaction time, 6.86 g (60.0 mmol) of allyltrimethylsilane was added to carry out an allyl group introduction reaction at the polymer end. After 120 minutes of reaction time, the reaction solution was washed with water, and then the solvent was distilled off to obtain polyisobutylene having an allyl group at the terminal.
Synthesis of polyisobutylene having a crosslinkable silyl group at the end
After 200 g of the polymer having an allyl group at the terminal obtained above was heated to about 75 ° C., methyldimethoxysilane 1.5 [eq / vinyl group], platinum (vinylsiloxane) complex 5 × 10-Five[Eq / vinyl group] was added to carry out a hydrosilylation reaction. Follow up the reaction by FT-IR, about 1640cm in about 20 hours-1Olefin absorption disappeared.
The viscosity of the polyisobutylene having a crosslinkable silyl group at the terminal was 360 Pa · s, and the number average molecular weight was 4800 in GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.52. Also1The number of crosslinkable silyl groups per molecule of the polymer determined by 1 H-NMR analysis was 1.66.
(Comparative Example 5) Heat resistance of cured product
1 part by weight of water and 1 part by weight of dibutyltin dimethoxide were mixed and stirred in 100 parts by weight of a polymer having a crosslinkable silyl group at the end of Comparative Synthesis Example 4, and poured into a 2 mm thick mold. Degassed under reduced pressure and cured by heating at 50 ° C. for 10 days. A part of the obtained cured sheet was put in an oven at 150 ° C., taken out after 24 hours, and the surface state was observed. The surface was dissolved and part of the liquid was flowing out.
The results of Example 8 and Comparative Examples 4 and 5 are shown in Table 2.
[0064]
[Table 2]
Figure 0003688897
[0065]
The cured product of the vinyl polymer having a crosslinkable silyl group of the present invention has the same level of heat resistance as that of the silicone polymer, and is superior in heat resistance to the polyisobutylene type. It can be used for various applications.
(Example 9) Accelerated weather resistance
A part of the cured sheet of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group obtained in Example 5 was subjected to an accelerated weather resistance test using a sunshine weather meter, and the surface state was observed. It was. Even after 1000 hours, the surface was not dissolved or discolored.
(Comparative Examples 6 and 7)
In place of the cured product of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group obtained in Example 5, the silicone polymer obtained in Comparative Synthesis Example 4 was compared in Comparative Example 6 and the comparative example 7 was compared. Using the polyisobutylene polymer obtained in Synthesis Example 5, an accelerated weather resistance test was conducted in the same manner as in Example 9. In Comparative Example 6, surface dissolution and discoloration did not occur even after 1000 hours. On the other hand, in Comparative Example 7, dissolution of the surface started after 500 hours.
[0066]
The vinyl polymer composition having a crosslinkable silyl group of the present invention has the same level of weather resistance as that of the silicone polymer composition, and is far superior to the polyisobrylene system. Can be used.
(Example 10) One-part deep part curability
100 parts by weight of the polymer having a crosslinkable silyl group obtained in Synthesis Example 5 was azeotropically dehydrated with toluene. Under a nitrogen atmosphere, 1 part by weight of methyltrimethoxysilane and 1 part by weight of dibutyltin diacetylacetonate were sequentially added, and a one-part formulation was prepared by storing in a sealed bottle in a sample bottle. After storing for 1 week in a constant temperature and humidity chamber (23 ° C., 60% RH), the sample was dispensed to the sample tube. As a result of taking out the cured portion after 24 hours from the payout and measuring the thickness in the depth direction, it was 3 mm.
(Comparative Examples 8 and 9) One-component deep part curability
Instead of the polymer obtained in Synthesis Example 5, the silicone polymer obtained in Comparative Synthesis Example 4 was used in Comparative Example 8, and the polyisobutylene polymer obtained in Comparative Synthesis Example 5 was used in Comparative Example 9. In the same manner as in Example 9, the deep part curability was measured. The deep part curability of Comparative Example 8 was 3 mm. In Comparative Example 9, only the thin skin was stretched on the surface, and the inside was not cured.
The vinyl polymer composition having a crosslinkable silyl group of the present invention has the same level of one-component deep-curing property as a silicone composition and is far superior to a polyisobrylene composition. It can be used as a composition such as a liquid sealant.
(Example 11) Adhesiveness
100 parts by weight of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group obtained in Synthesis Example 5, 120 parts by weight of calcium carbonate carbonate, 50 parts by weight of dioctyl phthalate, and a crosslinkable silyl group-containing compound having an amino group 2 parts by weight of A-1120 (manufactured by Nihon Unicar) and 1 part by weight of dibutyltin diacetylacetonate were added and mixed well, and applied on a glass substrate in a bead shape. After standing at room temperature for 7 days, the adhesiveness was evaluated by cutting and peeling off the interface. The destruction situation was cohesive failure of the blended cured product.
The composition of the vinyl polymer having a crosslinkable silyl group of the present invention has sufficient adhesiveness and can be sufficiently used as a curable composition having adhesiveness.
(Example 12) Paintability
To 100 parts by weight of poly (n-butyl acrylate) having a crosslinkable silyl group obtained in Synthesis Example 5, 10 parts by weight of titanium oxide, 100 parts by weight of colloidal calcium carbonate, 40 parts by weight of heavy calcium carbonate, tin octylate A reaction product of 3 parts by weight and 0.75 part by weight of laurylamine was added and mixed well to prepare a sheet. The day after the sheet was prepared, an acrylic emulsion paint diluted with 10% water (aqueous top, manufactured by Nippon Paint) was applied. We were able to apply without problem.
(Comparative Example 10) Paintability
Similar experiment was conducted using the polydimethylsiloxane having a crosslinkable silicon group obtained in Comparative Synthesis Example 3 instead of the poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group obtained in Synthesis Example 5 in Example 12. I did. Even if I applied the paint, it repelled immediately.
Unlike the composition using the silicone polymer, the composition using the vinyl polymer having a crosslinkable silyl group of the present invention had sufficient paintability. Therefore, it can be used as a curable composition such as a paintable sealant.
(Example 13) Contamination
To 100 parts by weight of poly (n-butyl acrylate) having a crosslinkable silyl group obtained in Synthesis Example 5, 10 parts by weight of titanium oxide, 100 parts by weight of colloidal calcium carbonate, 40 parts by weight of heavy calcium carbonate, tin octylate The reaction product of 3 parts by weight and 0.75 part by weight of laurylamine was added and mixed well, filled in a granite joint coated with a primer (No. 40, manufactured by Yokohama Rubber), and exposed outdoors. Even after 8 months, the joint area was clean.
(Comparative Example 11) Contamination property Polydimethyl having a crosslinkable silyl group obtained in Comparative Synthesis Example 3 instead of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group obtained in Synthesis Example 4 in Example 13 A similar experiment was conducted using siloxane. After 8 months, the area around the joint was dark and dirty.
Unlike the composition using a silicone polymer, the composition using a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group of the present invention was free from granite contamination. Therefore, it can be used as a curable composition such as a sealant without contamination.
(Example 14) Adhesive
40% toluene solution 175 of a special rosin ester (Superester A-100, manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd.) was added to 100 parts by weight of poly (acrylic acid-n-butyl) having a crosslinkable silyl group obtained by the same formulation as in Synthesis Example 4. Part by weight (70 parts by weight as rosin ester) and 2 parts by weight of # 918 (tin catalyst, manufactured by Sansha Co., Ltd.) were mixed and applied onto a PET film using a 100 μm coater. After standing at room temperature for 1 day, it was heated at 50 ° C. for 1 day. According to JIS Z 0237, it was 4.5 N / 25 mm as a result of carrying out 180 degree peeling adhesion.
The vinyl polymer having a crosslinkable silyl group of the present invention can be used as an adhesive.
(Synthesis Example 7)Synthesis of acrylic acid-n-butyl / methyl methacrylate copolymer having crosslinkable silyl group
In a 200 ml flask, 1.4 g (9.8 mmol) of cuprous bromide, 1.2 g (6.7 mmol) of pentamethyldiethylenetriamine, 20 mL of acetonitrile, 80 mL of butyl acetate, 4.4 g of diethyl 2,5-dibromoadipate (12. 2 mmol), 25.0 g (195 mmol) of butyl acrylate, 68.4 g (684 mmol) of methyl methacrylate, 5.7 g (24.4 mmol) of methyldimethoxysilylpropyl methacrylate, and after freeze degassing, nitrogen atmosphere The reaction was carried out at 70 ° C. for 7 hours. By removing and purifying the copper catalyst through an activated alumina column, an acrylic acid-n-butyl / methyl methacrylate copolymer having a crosslinkable silyl group was obtained. The number average molecular weight of the obtained polymer was 12,500 and molecular weight distribution 1.55 by GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion). The viscosity of the 65% toluene solution of the obtained copolymer was 10 Pa · s.
(Example 15)
1 part by weight of a tin-based curing catalyst (# 918, manufactured by Sansha Co., Ltd.) is added to 100 parts by weight of the solid content of the copolymer obtained in Synthesis Example 8, and a coating film is formed on a steel plate and a Teflon sheet with a 150 μm coater. Was made. The 60 ° specular reflectivity measured after the coating film prepared on the steel plate was allowed to stand at room temperature for 2 days was 96. The coating film prepared on the Teflon sheet was cured at room temperature for 1 day at 50 ° C. for 3 days. The coating film piece placed in the wire mesh was immersed in toluene for 1 day and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 4 hours to obtain a gel content of 86%.
(Comparative Synthesis Example 5)Synthesis of acrylic acid-n-butyl / methyl methacrylate copolymer having crosslinkable silyl group
800 g of toluene, 208 g of butyl acrylate, 552 g of methyl methacrylate, 40 g of methyldimethoxysilylpropyl methacrylate, and 24 g of azobisisobutyronitrile were polymerized at 105 ° C. for 7 hours while bubbling nitrogen in a 2 L flask. The number average molecular weight of the obtained acrylic acid-n-butyl / methyl methacrylate copolymer having a crosslinkable silyl group was 7400, and the molecular weight distribution was 1.87, from GPC measurement (mobile phase chloroform, polystyrene conversion). The viscosity of the 69% toluene solution of the obtained copolymer was 10 Pa · s.
(Comparative Example 12)
In the same manner as in Example 15, 1 part by weight of a tin-based curing catalyst (# 918, manufactured by Sansha Co., Ltd.) was added to 100 parts by weight of the solid content of the copolymer obtained in Comparative Synthesis Example 4, and a steel plate was coated with a 150 μm coater And the coating film was produced on the Teflon sheet. The 60 ° specular reflectivity measured after the coating film prepared on the steel plate was allowed to stand at room temperature for 2 days was 96. The coating film prepared on the Teflon sheet was cured at room temperature for 1 day at 50 ° C. for 3 days. The coating film piece placed in the wire mesh was immersed in toluene for 1 day and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 4 hours to obtain a gel content of 71%.
[0067]
Since the vinyl polymer having a crosslinkable silyl group of the present invention has a narrow molecular weight distribution, the increase in viscosity is small even with a high molecular weight material, and high solidification is possible, and a high gloss paint with high gel content is obtained. Can do.

Claims (12)

一般式(1)で示される架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体を主成分とする接着性硬化性組成物であって、
ビニル系重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量と数平均分子量の比が1.5以下であり、ビニル系重合体の製造法がリビングラジカル重合法であり、ビニル系重合体がアクリル系重合体であることを特徴とする接着性硬化性組成物。
−[Si(R2−b(Y)O]−Si(R3−a(Y) (1)
{式中、R、Rは、いずれも炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、または(R’)SiO−(R’は炭素数1〜20の1価の炭化水素基であって、3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい)で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、RまたはRが2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。Yは水酸基または加水分解性基を示し、Yが2個以上存在するときそれらは同一であってもよく、異なっていてもよい。aは0,1,2,または3を、また、bは0,1,または2を示す。mは0〜19の整数である。ただし、a+mb≧1であることを満足するものとする。}
An adhesive curable composition mainly comprising a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group represented by the general formula (1),
The ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight measured by gel permeation chromatography of the vinyl polymer is 1.5 or less , the production method of the vinyl polymer is a living radical polymerization method, and the vinyl polymer is An adhesive curable composition, which is an acrylic polymer .
- [Si (R 1) 2 -b (Y) b O] m -Si (R 2) 3-a (Y) a (1)
{Wherein R 1 and R 2 are all alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, aralkyl groups having 7 to 20 carbon atoms, or (R ′) 3 SiO— (R 'Is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and three R's may be the same or different, and represents a triorganosiloxy group represented by R 1 or When two or more R 2 are present, they may be the same or different. Y represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and when two or more Y exist, they may be the same or different. a represents 0, 1, 2, or 3, and b represents 0, 1, or 2. m is an integer of 0-19. However, it shall be satisfied that a + mb ≧ 1. }
ビニル系重合体の製造法が有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、遷移金属錯体を触媒としてビニル系モノマーをラジカル重合することを特徴とする請求項1記載の接着性硬化性組成物。2. The adhesive curable composition according to claim 1, wherein the vinyl polymer is produced by radical polymerization of a vinyl monomer using an organic halide or a sulfonyl halide compound as an initiator and a transition metal complex as a catalyst. . 一般式(1)で示される架橋性シリル基を分子鎖末端に少なくとも1個有する請求項1又は2記載の接着性硬化性組成物。The adhesive curable composition of Claim 1 or 2 which has at least 1 crosslinkable silyl group shown by General formula (1) in the molecular chain terminal. 一般式(1)で示される架橋性シリル基を少なくとも1個有するビニル系重合体が以下の工程:(1)有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、遷移金属錯体を触媒としてビニル系モノマーをラジカル重合することによりハロゲンを末端に有するビニル系重合体を製造し、(2)アルケニル基を有するオキシアニオンを反応させてハロゲンを置換することにより、末端にアルケニル基を有するビニル系重合体を製造し、(3)一般式(1)で示す架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を反応させる;により得られる重合体である、請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の接着性硬化性組成物。The vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group represented by the general formula (1) has the following steps: (1) Vinyl halide using an organic halide or a sulfonyl halide as an initiator and a transition metal complex as a catalyst. A vinyl polymer having a halogen at the terminal is produced by radical polymerization of the monomer, and (2) a vinyl polymer having an alkenyl group at the terminal by reacting with an oxyanion having an alkenyl group to replace the halogen. The adhesive property according to any one of claims 1 to 3, which is a polymer obtained by reacting a hydrosilane compound having a crosslinkable silyl group represented by general formula (1); Curable composition. 一般式(1)で示される架橋性シリル基を有するビニル系重合体が以下の工程:(1)ビニル系モノマーをリビングラジカル重合法により重合することにより、ビニル系重合体を製造し、(2)続いて重合性の低いアルケニル基を少なくとも2個有する化合物を反応させることにより末端にアルケニル基を有するビニル系重合体を製造し、末端アルケニル基を一般式1で示す架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を反応させるシリル基含有置換基に変換する;により得られる重合体である、請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の接着性硬化性組成物。The vinyl polymer having a crosslinkable silyl group represented by the general formula (1) has the following steps: (1) A vinyl polymer is produced by polymerizing a vinyl monomer by a living radical polymerization method, and (2 ) Subsequently, a vinyl polymer having an alkenyl group at the terminal is produced by reacting a compound having at least two alkenyl groups having low polymerizability, and the terminal alkenyl group is a hydrosilane having a crosslinkable silyl group represented by the general formula 1. The adhesive curable composition according to any one of claims 1 to 3, which is a polymer obtained by converting the compound to a silyl group-containing substituent to be reacted. 接着促進剤として、一分子中に窒素、酸素、硫黄原子のうちの少なくとも一つを有する有機基と架橋性シリル基を有する化合物を含有する請求項1〜5のうちいずれか1項に記載の接着性硬化性組成物。The adhesion promoter according to any one of claims 1 to 5, comprising a compound having an organic group having at least one of nitrogen, oxygen and sulfur atoms and a crosslinkable silyl group in one molecule. Adhesive curable composition. 接着性硬化性組成物がシーリング材組成物である、請求項1〜6のうちいずれか1項に記載の組成物。The composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the adhesive curable composition is a sealant composition. 湿分を吸収することにより架橋硬化できるように一液型に梱包された請求項7記載のシーリング材組成物。The sealing material composition according to claim 7, which is packaged in a one-pack type so that it can be crosslinked and cured by absorbing moisture. 接着性硬化性組成物が粘着剤組成物である、請求項1〜6のうちいずれか1項に記載の組成物。The composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the adhesive curable composition is a pressure-sensitive adhesive composition. 粘着付与樹脂を含む請求項9記載の粘着剤組成物。The pressure-sensitive adhesive composition according to claim 9, comprising a tackifying resin. 接着性硬化性組成物が塗料用組成物である、請求項1〜6のうちいずれか1項に記載の組成物。The composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the adhesive curable composition is a coating composition. 接着性硬化性組成物が粉体塗料用組成物である、請求項1〜6のうちいずれか1項に記載の組成物。The composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the adhesive curable composition is a powder coating composition.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1272380C (en) 1998-10-08 2006-08-30 钟渊化学工业株式会社 Curable compositions
EP1264857B1 (en) 2000-01-28 2008-01-09 Kaneka Corporation Curable composition
DE60134851D1 (en) 2000-05-24 2008-08-28 Kaneka Corp HARDENABLE COMPOSITIONS AND COMPATIBILITY AGENTS
JP4147007B2 (en) * 2001-02-20 2008-09-10 サンスター技研株式会社 Primer composition for polyisobutylene-based sealant
CN1263774C (en) 2001-02-28 2006-07-12 钟渊化学工业株式会社 Novel polymer and liquid gasket for in-place forming
JP4061119B2 (en) * 2002-05-01 2008-03-12 日東電工株式会社 Water-dispersed pressure-sensitive adhesive composition and pressure-sensitive adhesive sheet
JP4101632B2 (en) 2002-11-01 2008-06-18 株式会社カネカ CURABLE COMPOSITION AND METHOD OF IMPROVING RESTORE AND CREEP
JP4814733B2 (en) * 2002-11-01 2011-11-16 株式会社カネカ Curable composition
JP2006131650A (en) * 2003-01-22 2006-05-25 Kaneka Corp Curable composition improved in property and curability, and polymer
JP4301821B2 (en) * 2003-01-22 2009-07-22 株式会社カネカ Curable composition with improved storage stability
CA2513410A1 (en) * 2003-01-22 2004-08-19 Kaneka Corporation Polymer and curable compositions improved in storage stability
WO2004074381A1 (en) 2003-02-24 2004-09-02 Kaneka Corporation Curable compositions
JP4533842B2 (en) * 2003-08-01 2010-09-01 セメダイン株式会社 Curable composition and method for producing curable composition
US8003744B2 (en) 2003-08-25 2011-08-23 Kaneka Corporation Curing composition with improved heat resistance
CA2537553A1 (en) * 2003-09-02 2005-03-17 Kaneka Corporation Curable composition
CN1938356B (en) * 2004-03-30 2010-11-17 株式会社钟化 Hardenable composition
US8030427B2 (en) 2004-06-09 2011-10-04 Kaneka Corporation Curable composition
WO2007029733A1 (en) 2005-09-08 2007-03-15 Kaneka Corporation Curable composition
EP1970408B1 (en) 2005-12-28 2011-12-28 Kaneka Corporation Curable composition
EP1978061B1 (en) 2006-01-18 2011-11-09 Kaneka Corporation Curable composition
JP5250185B2 (en) * 2006-05-29 2013-07-31 積水フーラー株式会社 Method for laminating laminate and method for separating adherend using high frequency electromagnetic induction heating type adhesive
WO2008041768A1 (en) 2006-10-05 2008-04-10 Kaneka Corporation Curable composition
JP4518060B2 (en) * 2006-10-11 2010-08-04 東亞合成株式会社 Adhesive composition for tiling method
JP5067482B2 (en) * 2008-06-20 2012-11-07 東亞合成株式会社 Adhesive composition
JP5582333B2 (en) * 2009-02-04 2014-09-03 セメダイン株式会社 Curable composition
KR101838533B1 (en) 2010-01-19 2018-04-26 카네카 코포레이션 Curable Composition
WO2012020560A1 (en) 2010-08-10 2012-02-16 株式会社カネカ Curable composition
US20140093679A1 (en) 2011-04-15 2014-04-03 Kaneka Corporation Cladding material for construction
JP5432225B2 (en) * 2011-10-06 2014-03-05 株式会社カネカ Method for inhibiting cure delay after storage of curable composition
US9505879B2 (en) 2012-05-31 2016-11-29 Kaneka Corporation Polymer having terminal structure including plurality of reactive silicon groups, method for manufacturing same, and use for same
CN105324436B (en) 2013-05-30 2018-08-28 株式会社钟化 Solidification compound and its solidfied material
EP3006511B1 (en) 2013-05-30 2019-03-27 Kaneka Corporation Curable composition
EP3088474A4 (en) 2013-12-26 2017-08-09 Kaneka Corporation Curable composition and cured product thereof
WO2016125692A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-11 株式会社カネカ Vinyl polymer having terminal hydrolyzable silyl group, method for producing said polymer, and curable composition
WO2017057719A1 (en) 2015-10-02 2017-04-06 株式会社カネカ Curable composition
EP4011978A4 (en) 2019-08-06 2023-07-19 Kaneka Corporation Curable composition
CN115011098B (en) 2021-03-04 2024-02-09 钟化(佛山)高性能材料有限公司 Curable composition
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