JP4050526B2 - Curable composition - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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(I)、及び、錫系以外のカルボン酸金属塩(II)を含有する硬化性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
イオン重合や縮重合で得られる重合体の一方で、ラジカル重合で得られるビニル系の重合体で官能基、特に末端に官能基を有するものは、まだほとんど実用化されていない。ビニル系重合体の中でも、(メタ)アクリル系重合体は、高い耐候性、透明性等、上記のポリエーテル系重合体や炭化水素系重合体、あるいはポリエステル系重合体では得られない特性を有しており、アルケニル基や架橋性シリル基を側鎖に有するものは高耐候性の塗料等に利用されている。その一方で、アクリル系重合体の重合制御は、その副反応のために容易でなく、末端への官能基の導入などは非常に困難である。
【0003】
アルケニル基を分子鎖末端に有するビニル系重合体を簡便な方法で得ることができれば、側鎖に架橋性基を有するものに比較して硬化物物性の優れた硬化物を得ることができる。従って、これまで多くの研究者によって、その製造法が検討されてきたが、それらを工業的に製造することは容易ではない。例えば特開平1−247403号公報、特開平5−255415号公報には連鎖移動剤としてアルケニル基含有ジスルフィドを用いる、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体の合成法が開示されている。
【0004】
特開平5−262808号公報には、ヒドロキシル基を有するジスルフィドを用いて、両末端にヒドロキシル基を有するビニル系重合体を合成し、さらにヒドロキシル基の反応性を利用して、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体の合成法が開示されている。
【0005】
特開平5−211922号公報には、ヒドロキシル基を有するポリスルフィドを用いて、両末端にヒドロキシル基を有するビニル系重合体を合成し、さらにヒドロキシル基の反応性を利用して、末端にシリル基を有する(メタ)アクリル系重合体の合成法が開示されている。
【0006】
これらの方法では、両末端に確実に官能基を導入することは困難であり、満足な特性を有する硬化物を得ることはできない。両末端に確実に官能基を導入するためには、連鎖移動剤を大量に使用しなければならず、製造工程上問題である。また、これらの方法では通常のラジカル重合が用いられているため、得られる重合体の分子量、分子量分布(数平均分子量と数平均分子量の比)のコントロ−ルは困難である。
【0007】
このような従来の技術に対し、発明者らは、これまでに様々な架橋性官能基を末端に有するビニル系重合体、その製造法、硬化性組成物、及び用途に関して数々の発明を行ってきた(特開平11−080249、特開平11−080250、特開平11−005815、特開平11−116617、特開平11−116606、特開平11−080571、特開平11−080570、特開平11−130931、特開平11−100433、特開平11−116763、特開平9−272714号、特開平9−272715号等を参照)。
【0008】
例えば、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、室温においても湿分等により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)を有するビニル系重合体、あるいはその組成物から得られる硬化物は、耐熱性あるいは耐候性に優れ、特に限定はされないが、建築用弾性シーリング材シーラントや複層ガラス用シーリング材等のシーリング材、太陽電池裏面封止材などの電気・電子部品材料、電線・ケーブル用絶縁被覆材などの電気絶縁材料、粘着剤、接着剤、弾性接着剤、塗料、粉体塗料、コーティング材、発泡体、電気電子用ポッティング剤、フィルム、ガスケット、注型材料、各種成形材料、および、網入りガラスや合わせガラス端面(切断部)の防錆・防水用封止材、自動車部品や電機部品、各種機械部品等のシール等の様々な用途に利用可能である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
前記シーリング材は、一般的に各種部材間の接合部や隙間に充填し、水密・気密を付与する目的で使用されている。従って、長期にわたる使用部位への追従性が極めて重要である為、硬化物の物性として、高伸び、高強度であることが求められている。
【0010】
また一方で、これらの反応性ケイ素基を有する有機重合体を含有する硬化性組成物は、シラノール縮合触媒を用いて硬化させており、通常、2−エチルヘキシル酸スズなどの2価スズや、ジブチルスズビスアセチルアセトナートなどの4価スズに代表されるスズ系触媒が広く使用されている。特に使用する部位のムーブメントが大きい場合などには、追従性の良好な硬化物が得られることから2−エチルヘキシル酸スズが多く使用されている。しかしながら、近年、スズ系化合物はその毒性が指摘されており、非スズ化合物の触媒が求められている。
【0011】
特公昭35−2795号公報、特公昭32−3742号公報、特公昭35−9639号公報、および、特公昭37−3271号公報等において、オルガノポリシロキサン組成物の硬化触媒として、スズのカルボン酸塩とともに各種の非スズのカルボン酸金属塩が開示されている。一方、反応性ケイ素基を有する有機重合体を含有する組成物の硬化触媒に非スズのカルボン酸金属塩が使用された例としては、カルボン酸ビスマス(特開平5−39428号公報、特開平9−12860号公報)やカルボン酸セリウム(特開2000−313814号公報)があるが、これまで主鎖がアクリル系重合体の様なビニル系重合体を対象として各種カルボン酸金属塩を幅広く検討した例はなかった。
【0012】
また、このような架橋性シリル基を有するビニル系重合体は珪素原子1つあたり2つの加水性分解性基が結合してなる加水分解性珪素基を有する重合体が用いられることが多かったこともあり、接着剤の用途等や低温で使用する場合等の、特に非常に速い硬化速度を必要とする場合、その硬化速度は充分ではなく、また硬化後の柔軟性を出したい場合には、架橋密度を低下させる必要があり、そのため架橋密度が充分でないためにべたつき(表面タック)があるという問題があった。
【0013】
そこで本発明は、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を主成分とする硬化性組成物であって、非スズ触媒を用いて実用的な硬化性を示しながら、良好な硬化物物性を有する組成物を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、このような問題を解決するために鋭意検討した結果、このビニル系重合体のシラノール縮合触媒として、特定の非スズのカルボン酸金属塩を用いることによって、非スズ触媒でありながら十分に実用的な硬化性を示すこと、および、2−エチルヘキシル酸スズを使用した場合に比べ低モジュラス、高伸びの物性を発現することを見出し、本発明を完成させた。
【0015】
すなわち、本発明は、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(I)、及び、カルボン酸金属塩(II)を含有する硬化性組成物に関するものである。
【0016】
ビニル系重合体(I)は特に限定されないが、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)の値が、1.8未満であるのが好ましい。
【0017】
更に、ビニル系重合体(I)の主鎖は、特に限定されないが、(メタ)アクリル系モノマー、アクリロニトリル系モノマー、芳香族ビニル系モノマー、フッ素含有ビニル系モノマー及びケイ素含有ビニル系モノマーからなる群から選ばれるモノマーを主として重合して製造されるのが好ましく、より好ましくは(メタ)アクリル系モノマー、更に好ましくはアクリル系モノマー、もっと好ましくはアクリル酸エステル系モノマーであり、一般建築用等の用途においては配合物の低粘度、硬化物の低モジュラス、高伸び、耐候、耐熱性等の物性が要求される点から、アクリル酸ブチル系モノマーを用いて重合して製造されるのが最も好ましい。また、一方で耐油性や耐熱性、高強度等を要求される自動車のエンジン周りや機械等の用途においては、アクリル酸エチル系モノマーを用いて重合して製造されるのが好ましく、更には耐寒性等の兼合いからアクリル酸エチル系モノマーを主としてアクリル酸2−メトキシエチル系モノマー、アクリル酸ブチル系モノマーを用いて共重合して製造されるのが最も好ましい。耐油性や低温特性等の物性を考慮し、共重合するモノマーの比率を変化させることが可能である。
【0018】
また、このビニル系重合体(I)の主鎖は、限定はされないが、リビングラジカル重合により製造されることが好ましく、原子移動ラジカル重合であることがより好ましい。さらに、原子移動ラジカル重合は、限定はされないが、周期律表第7族、8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする遷移金属錯体より選ばれる錯体を触媒とすることが好ましく、銅、ニッケル、ルテニウム、又は鉄の錯体からなる群より選ばれる錯体がより好ましく、中でも銅の錯体が特に好ましい。
【0019】
ビニル系重合体(I)の架橋性シリル基の位置は、限定はされないが、末端が好ましい。その他に主鎖内部に同様の官能基を有しても構わないが、架橋させた硬化物にゴム弾性を求める場合等には末端のみに官能基を有することが好ましい。
【0020】
ビニル系重合体(I)の架橋性官能基の数は、特に限定されないが、より架橋性の高い硬化物を得るためには、平均して1個以上、好ましくは1.2個以上、より好ましくは1.5個以上である。
【0021】
カルボン酸金属塩(II)の金属は、特に限定はされないが、ビスマス、鉄、チタン、鉛、バナジウム、ジルコニウム、カルシウム、カリウム、バリウム、マンガン、セリウム、ニッケル、コバルト、亜鉛、アルミニウムからなる群から選択される金属であることが好ましい。
【0022】
カルボン酸金属塩(II)は、特に限定はされないが、カルボン酸ビスマス、カルボン酸鉄、カルボン酸チタニウム、カルボン酸鉛、カルボン酸バナジウム、カルボン酸ジルコニウム、カルボン酸カルシウム、カルボン酸カリウム、カルボン酸バリウム、カルボン酸マンガン、カルボン酸セリウム、カルボン酸ニッケル、カルボン酸コバルト、カルボン酸亜鉛、カルボン酸アルミニウムからなる群から選択される1つ以上のカルボン酸金属塩であることが好ましく、下記の群で表わされるカルボン酸金属塩のいずれかであることがより好ましく、
Fe(OCOR)2、Fe(OCOR)3、Ti(OCOR)4、Bi(OCOR)3、Pb(OCOR)2、V(OCOR)3、Zr(O)(OCOR)2、Ca(OCOR)2、K(OCOR)、Ba(OCOR)2、Mn(OCOR)2、Ce(OCOR)3、Ni(OCOR)2、Co(OCOR)2、Zn(OCOR)2、Al(OCOR)3
(式中Rは炭素数1〜20で表される置換あるいは非置換の炭化水素基であり、炭素炭素二重結合を含んでいてもよい。)
最も好ましいのは、カルボン酸金属塩(II)が、2−エチルヘキサン酸、ネオデカン酸、バーサチック酸、オレイン酸、ナフテン酸から選ばれるカルボン酸基含有化合物の金属塩であることである。
【0023】
カルボン酸金属塩(II)の含有量はビニル系重合体(I)100重量部に対して、カルボン酸金属塩(II)に含有される金属元素換算で0.005〜30重量部となる量のカルボン酸金属塩(II)を含有することが好ましい。
【0024】
更に、特に限定はされないが、第三成分として、アミン化合物(III)を含有しても良く、上記のビニル系重合体(I)100重量部に対して、カルボン酸金属塩(II)中に含有される金属元素換算で0.005〜30重量部となる量のカルボン酸金属塩(II)を含有する配合物に、アミン化合物(III)0.01〜50重量部を添加しても良い。硬化促進等の効果が期待される。
【0025】
一方、配合物の硬化速度や架橋密度を高めるために、ビニル系重合体(I)が、一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが3である架橋性シリル基であるビニル系重合体を含有することが好ましい。
−SiYa3-a・・・(1)
(ただし、式中Rは、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、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1,2,または3を示す。)
また、前述のように、この式(1)で表される架橋性シリル基の位置は、限定はされないが、ビニル系重合体(I)の主鎖末端が好ましい。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明は、硬化性組成物に関する。更に詳しくは、以下の二成分:
架橋性官能基を少なくとも1個有するビニル系重合体(I)、及び、カルボン酸金属塩(II)を含有する硬化性組成物に関するものである。
以下に、本発明の硬化性組成物について詳述する。
<<ビニル系重合体について>>
<主鎖>
発明者らは、これまでに様々な架橋性官能基を重合体末端に有するビニル系重合体、その製造法、硬化性組成物、及び用途に関して数々の発明を行ってきた(特開平11−080249、特開平11−080250、特開平11−005815、特開平11−116617、特開平11−116606、特開平11−080571、特開平11−080570、特開平11−130931、特開平11−100433、特開平11−116763、特開平9−272714号、特開平9−272715号等を参照)。本発明のビニル系重合体(I)としては特に限定されないが、上に例示した発明で開示される重合体をすべて好適に用いることができる。
【0027】
本発明のビニル系重合体の主鎖を構成す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−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−メトキシブチル、(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芳香族ビニル系モノマー;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系モノマー;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アクリロニトリル系モノマー;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。
【0028】
ビニル系重合体の主鎖が、(メタ)アクリル系モノマー、アクリロニトリル系モノマー、芳香族ビニル系モノマー、フッ素含有ビニル系モノマー及びケイ素含有ビニル系モノマーからなる群より選ばれる少なくとも1つのモノマーを主として重合して製造されるものであることが好ましい。ここで「主として」とは、ビニル系重合体を構成するモノマー単位のうち50モル%以上、好ましくは70%以上が、上記モノマーであることを意味する。
【0029】
なかでも、生成物の物性等から、スチレン系モノマー及び(メタ)アクリル酸系モノマーが好ましい。より好ましくは、アクリル酸エステルモノマー及びメタクリル酸エステルモノマーであり、特に好ましくはアクリル酸エステルモノマーである。一般建築用等の用途においては配合物の低粘度、硬化物の低モジュラス、高伸び、耐候、耐熱性等の物性が要求される点から、アクリル酸ブチル系モノマーが更に好ましく、自動車用途等においては耐油性等が要求される点からアクリル酸エチルを主とした共重合体が更に好ましい。アクリル酸エチルを主とした共重合体としてはアクリル酸エチルとアクリル酸ブチル、アクリル酸2−メトキシエチルを含む共重合体が好ましく、耐油性や低温特性等の要求物性の度合に応じ、それらモノマーの比率を最適な比率にすることが好ましい。
【0030】
本発明においては、これらの好ましいモノマーを他のモノマーと共重合、更にはブロック共重合させても構わなく、その際は、これらの好ましいモノマーが重量比で40%含まれていることが好ましい。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。
【0031】
本発明の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)との比(Mw/Mn)は、特に限定されないが、好ましくは1.8未満であり、より好ましくは1.7以下であり、さらに好ましくは1.6以下であり、なお好ましくは1.5以下であり、特に好ましくは1.4以下であり、最も好ましくは1.3以下である。本発明でのGPC測定においては、通常、移動相としてクロロホルムを用い、測定はポリスチレンゲルカラムにておこない、数平均分子量等はポリスチレン換算で求めることができる。
【0032】
本発明におけるビニル系重合体の数平均分子量は特に制限はないが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した場合、500〜1,000,000の範囲が好ましく、1,000〜100,000がより好ましく、5,000〜50,000がさらに好ましい。
<主鎖の合成法>
本発明における、ビニル系重合体の合成法は、限定はされないが、制御ラジカル重合が好ましく、リビングラジカル重合がより好ましく、原子移動ラジカル重合が特に好ましい。以下にこれらについて説明する。
制御ラジカル重合
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「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。
【0033】
「一般的なラジカル重合法」は簡便な方法であるが、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。
【0034】
「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。
【0035】
「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。
【0036】
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(Mw/Mnが1.1〜1.5程度)重合体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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
「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。
【0040】
「リビングラジカル重合法」の中でも、有機ハロゲン化物あるいはハロゲン化スルホニル化合物等を開始剤、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、WO98/01480号公報,WO98/40415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、特開平9−208616号公報、特開平8−41117号公報などが挙げられる。
【0041】
本発明において、これらのリビングラジカル重合のうちどの方法を使用するかは特に制約はないが、原子移動ラジカル重合法が好ましい。
【0042】
以下にリビングラジカル重合について詳細に説明していくが、その前に、後に説明するビニル系重合体の製造に用いることができる制御ラジカル重合のうちの一つ、連鎖移動剤を用いた重合について説明する。連鎖移動剤(テロマー)を用いたラジカル重合としては、特に限定されないが、本発明に適した末端構造を有したビニル系重合体を得る方法としては、次の2つの方法が例示される。
【0043】
特開平4−132706号公報に示されているようなハロゲン化炭化水素を連鎖移動剤として用いてハロゲン末端の重合体を得る方法と、特開昭61−271306号公報、特許2594402号公報、特開昭54−47782号公報に示されているような水酸基含有メルカプタンあるいは水酸基含有ポリスルフィド等を連鎖移動剤として用いて水酸基末端の重合体を得る方法である。
【0044】
以下に、リビングラジカル重合について説明する。
【0045】
そのうち、まず、ニトロキシド化合物などのラジカル捕捉剤を用いる方法について説明する。この重合では一般に安定なニトロキシフリーラジカル(=N−O・)をラジカルキャッピング剤として用いる。このような化合物類としては、限定はされないが、2,2,6,6−置換−1−ピペリジニルオキシラジカルや2,2,5,5−置換−1−ピロリジニルオキシラジカル等、環状ヒドロキシアミンからのニトロキシフリーラジカルが好ましい。置換基としてはメチル基やエチル基等の炭素数4以下のアルキル基が適当である。具体的なニトロキシフリーラジカル化合物としては、限定はされないが、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシラジカル(TEMPO)、2,2,6,6−テトラエチル−1−ピペリジニルオキシラジカル、2,2,6,6−テトラメチル−4−オキソ−1−ピペリジニルオキシラジカル、2,2,5,5−テトラメチル−1−ピロリジニルオキシラジカル、1,1,3,3−テトラメチル−2−イソインドリニルオキシラジカル、N,N−ジ−t−ブチルアミンオキシラジカル等が挙げられる。ニトロキシフリーラジカルの代わりに、ガルビノキシル(galvinoxyl)フリーラジカル等の安定なフリーラジカルを用いても構わない。
【0046】
上記ラジカルキャッピング剤はラジカル発生剤と併用される。ラジカルキャッピング剤とラジカル発生剤との反応生成物が重合開始剤となって付加重合性モノマーの重合が進行すると考えられる。両者の併用割合は特に限定されるものではないが、ラジカルキャッピング剤1モルに対し、ラジカル開始剤0.1〜10モルが適当である。
【0047】
ラジカル発生剤としては、種々の化合物を使用することができるが、重合温度条件下で、ラジカルを発生しうるパーオキシドが好ましい。このパーオキシドとしては、限定はされないが、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等のジアシルパーオキシド類、ジクミルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド等のジアルキルパーオキシド類、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等のパーオキシカーボネート類、t−ブチルパーオキシオクトエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート等のアルキルパーエステル類等がある。特にベンゾイルパーオキシドが好ましい。さらに、パーオキシドの代わりにアゾビスイソブチロニトリルのようなラジカル発生性アゾ化合物等のラジカル発生剤も使用しうる。
【0048】
Macromolecules 1995,28,2993で報告されているように、ラジカルキャッピング剤とラジカル発生剤を併用する代わりに、下図のようなアルコキシアミン化合物を開始剤として用いても構わない。
【0049】
【化1】

Figure 0004050526
アルコキシアミン化合物を開始剤として用いる場合、それが上図で示されているような水酸基等の官能基を有するものを用いると、末端に官能基を有する重合体が得られる。これを本発明の方法に利用すると、末端に官能基を有する重合体が得られる。
【0050】
上記のニトロキシド化合物などのラジカル捕捉剤を用いる重合で用いられるモノマー、溶媒、重合温度等の重合条件は、限定されないが、次に説明する原子移動ラジカル重合について用いるものと同様で構わない。
原子移動ラジカル重合
次に、本発明のリビングラジカル重合としてより好ましい原子移動ラジカル重合法について説明する。
【0051】
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等が開始剤として用いられる。
具体的に例示するならば、
65−CH2X、C65−C(H)(X)CH3、C65−C(X)(CH32(ただし、上の化学式中、C65はフェニル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
1−C(H)(X)−CO22、R1−C(CH3)(X)−CO22、R1−C(H)(X)−C(O)R2、R1−C(CH3)(X)−C(O)R2
(式中、R1、R2は水素原子または炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
1−C64−SO2
(上記の各式において、R1は水素原子または炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
等が挙げられる。
【0052】
原子移動ラジカル重合の開始剤として、重合を開始する官能基以外の官能基を有する有機ハロゲン化物又はハロゲン化スルホニル化合物を用いることもできる。このような場合、一方の主鎖末端に官能基を、他方の主鎖末端に原子移動ラジカル重合の生長末端構造を有するビニル系重合体が製造される。このような官能基としては、アルケニル基、架橋性シリル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基、アミド基等が挙げられる。
【0053】
アルケニル基を有する有機ハロゲン化物としては限定されず、例えば、一般式(2)に示す構造を有するものが例示される。
45C(X)−R6−R7−C(R3)=CH2 (2)
(式中、R3は水素、またはメチル基、R4、R5は水素、または、炭素数1〜20の1価のアルキル基、アリール基、またはアラルキル、または他端において相互に連結したもの、R6は、−C(O)O−(エステル基)、−C(O)−(ケト基)、またはo−,m−,p−フェニレン基、R7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良い、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
置換基R4、R5の具体例としては、水素、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。R4とR5は他端において連結して環状骨格を形成していてもよい。
【0054】
一般式(2)で示される、アルケニル基を有する有機ハロゲン化物の具体例としては、
XCH2C(O)O(CH2nCH=CH2、H3CC(H)(X)C(O)O(CH2nCH=CH2、(H3C)2C(X)C(O)O(CH2nCH=CH2、CH3CH2C(H)(X)C(O)O(CH2nCH=CH2
【0055】
【化2】
Figure 0004050526
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数)XCH2C(O)O(CH2nO(CH2mCH=CH2、H3CC(H)(X)C(O)O(CH2nO(CH2mCH=CH2、(H3C)2C(X)C(O)O(CH2nO(CH2mCH=CH2、CH3CH2C(H)(X)C(O)O(CH2nO(CH2mCH=CH2
【0056】
【化3】
Figure 0004050526
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは1〜20の整数、mは0〜20の整数)
o,m,p−XCH2−C64−(CH2n−CH=CH2、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−(CH2n−CH=CH2、o,m,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−(CH2n−CH=CH2
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数)o,m,p−XCH2−C64−(CH2n−O−(CH2m−CH=CH2、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−(CH2n−O−(CH2m−CH=CH2、o,m,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−(CH2n−O−(CH2mCH=CH2
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは1〜20の整数、mは0〜20の整数)
o,m,p−XCH2−C64−O−(CH2n−CH=CH2、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−O−(CH2n−CH=CH2、o,m,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−O−(CH2n−CH=CH2
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数)o,m,p−XCH2−C64−O−(CH2n−O−(CH2m−CH=CH2、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−O−(CH2n−O−(CH2m−CH=CH2、o,m,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−O−(CH2n−O−(CH2m−CH=CH2
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは1〜20の整数、mは0〜20の整数)
アルケニル基を有する有機ハロゲン化物としてはさらに一般式(3)で示される化合物が挙げられる。
2C=C(R3)−R7−C(R4)(X)−R8−R5 (3)
(式中、R3、R4、R5、R7、Xは上記に同じ、R8は、直接結合、−C(O)O−(エステル基)、−C(O)−(ケト基)、または、o−,m−,p−フェニレン基を表す)
7は直接結合、または炭素数1〜20の2価の有機基(1個以上のエーテル結合を含んでいても良い)であるが、直接結合である場合は、ハロゲンの結合している炭素にビニル基が結合しており、ハロゲン化アリル化物である。この場合は、隣接ビニル基によって炭素−ハロゲン結合が活性化されているので、R8としてC(O)O基やフェニレン基等を有する必要は必ずしもなく、直接結合であってもよい。R7が直接結合でない場合は、炭素−ハロゲン結合を活性化するために、R8としてはC(O)O基、C(O)基、フェニレン基が好ましい。
【0057】
一般式(3)の化合物を具体的に例示するならば、
CH2=CHCH2X、CH2=C(CH3)CH2X、CH2=CHC(H)(X)CH3、CH2=C(CH3)C(H)(X)CH3、CH2=CHC(X)(CH32、CH2=CHC(H)(X)C25、CH2=CHC(H)(X)CH(CH32、CH2=CHC(H)(X)C65、CH2=CHC(H)(X)CH265、CH2=CHCH2C(H)(X)−CO2R、CH2=CH(CH22C(H)(X)−CO2R、CH2=CH(CH23C(H)(X)−CO2R、CH2=CH(CH28C(H)(X)−CO2R、CH2=CHCH2C(H)(X)−C65、CH2=CH(CH22C(H)(X)−C65、CH2=CH(CH23C(H)(X)−C65
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、Rは炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基)
等を挙げることができる。
【0058】
アルケニル基を有するハロゲン化スルホニル化合物の具体例を挙げるならば、o−,m−,p−CH2=CH−(CH2n−C64−SO2X、o−,m−,p−CH2=CH−(CH2n−O−C64−SO2X、
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数)等である。
【0059】
上記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限定されず、例えば一般式(4)に示す構造を有するものが例示される。
45C(X)−R6−R7−C(H)(R3)CH2−[Si(R92-b(Y)bO]m−Si(R103-a(Y)a (4)
(式中、R3、R4、R5、R6、R7、Xは上記に同じ、R9、R10は、いずれも炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、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、R9またはR10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)
一般式(4)の化合物を具体的に例示するならば、
XCH2C(O)O(CH2nSi(OCH33、CH3C(H)(X)C(O)O(CH2nSi(OCH33、(CH32C(X)C(O)O(CH2nSi(OCH33、XCH2C(O)O(CH2nSi(CH3)(OCH32、CH3C(H)(X)C(O)O(CH2nSi(CH3)(OCH32、(CH32C(X)C(O)O(CH2nSi(CH3)(OCH32
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、ヨウ素、nは0〜20の整数、)
XCH2C(O)O(CH2nO(CH2mSi(OCH33、H3CC(H)(X)C(O)O(CH2nO(CH2mSi(OCH33、(H3C)2C(X)C(O)O(CH2nO(CH2mSi(OCH33、CH3CH2C(H)(X)C(O)O(CH2nO(CH2mSi(OCH33、XCH2C(O)O(CH2nO(CH2mSi(CH3)(OCH32、H3CC(H)(X)C(O)O(CH2nO(CH2m−Si(CH3)(OCH32、(H3C)2C(X)C(O)O(CH2nO(CH2m−Si(CH3)(OCH32、CH3CH2C(H)(X)C(O)O(CH2nO(CH2m−Si(CH3)(OCH32
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、ヨウ素、nは1〜20の整数、mは0〜20の整数)
o,m,p−XCH2−C64−(CH22Si(OCH33、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−(CH22Si(OCH33、o,m,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−(CH22Si(OCH33、o,m,p−XCH2−C64−(CH23Si(OCH33、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−(CH23Si(OCH33、o,m,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−(CH23Si(OCH33、o,m,p−XCH2−C64−(CH22−O−(CH23Si(OCH33、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−(CH22−O−(CH23Si(OCH33、o,m,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−(CH22−O−(CH23Si(OCH33、o,m,p−XCH2−C64−O−(CH23Si(OCH33、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−O−(CH23Si(OCH33、o,m,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−O−(CH23−Si(OCH33、o,m,p−XCH2−C64−O−(CH22−O−(CH23−Si(OCH33、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−O−(CH22−O−(CH23Si(OCH33、o,m,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−O−(CH22−O−(CH23Si(OCH33
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
等が挙げられる。
【0060】
上記架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物としてはさらに、一般式(5)で示される構造を有するものが例示される。
(R103-a(Y)aSi−[OSi(R92-b(Y)bm−CH2−C(H)(R3)−R7−C(R4)(X)−R8−R5 (5)
(式中、R3、R4、R5、R7、R8、R9、R10、a、b、m、X、Yは上記に同じ)
このような化合物を具体的に例示するならば、
(CH3O)3SiCH2CH2C(H)(X)C65、(CH3O)2(CH3)SiCH2CH2C(H)(X)C65、(CH3O)3Si(CH22C(H)(X)−CO2R、(CH3O)2(CH3)Si(CH22C(H)(X)−CO2R、(CH3O)3Si(CH23C(H)(X)−CO2R、(CH3O)2(CH3)Si(CH23C(H)(X)−CO2R、(CH3O)3Si(CH24C(H)(X)−CO2R、(CH3O)2(CH3)Si(CH24C(H)(X)−CO2R、(CH3O)3Si(CH29C(H)(X)−CO2R、(CH3O)2(CH3)Si(CH29C(H)(X)−CO2R、(CH3O)3Si(CH23C(H)(X)−C65、(CH3O)2(CH3)Si(CH23C(H)(X)−C65、(CH3O)3Si(CH24C(H)(X)−C65、(CH3O)2(CH3)Si(CH24C(H)(X)−C65
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、Rは炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基)
等が挙げられる。
【0061】
上記ヒドロキシル基を持つ有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物としては特に限定されず、下記のようなものが例示される。
HO−(CH2n−OC(O)C(H)(R)(X)
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、Rは水素原子または炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基、nは1〜20の整数)上記アミノ基を持つ有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物としては特に限定されず、下記のようなものが例示される。
2N−(CH2n−OC(O)C(H)(R)(X)
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、Rは水素原子または炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基、nは1〜20の整数)
上記エポキシ基を持つ有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物としては特に限定されず、下記のようなものが例示される。
【0062】
【化4】
Figure 0004050526
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、Rは水素原子または炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基、nは1〜20の整数)生長末端構造を1分子内に2つ以上有する重合体を得るためには、2つ以上の開始点を持つ有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物が開始剤として用いるのが好ましい。具体的に例示するならば、
【0063】
【化5】
Figure 0004050526
【0064】
【化6】
Figure 0004050526
等が挙げられる。
【0065】
この重合において用いられるビニル系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。
【0066】
重合触媒として用いられる遷移金属錯体としては特に限定されないが、好ましくは周期律表第7族、8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体錯体である。更に好ましいものとして、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。好ましい配位子は、含窒素化合物であり、より好ましい配位子は、キレート型含窒素化合物であり、さらに好ましい配位子は、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミンである。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。
【0067】
重合は無溶剤または各種の溶剤中で行なうことができる。溶剤の種類としては、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、単独または2種以上を混合して用いることができる。
【0068】
また、限定はされないが、重合は0℃〜200℃の範囲で行うことができ、好ましくは50〜150℃である。
【0069】
本発明の原子移動ラジカル重合には、いわゆるリバース原子移動ラジカル重合も含まれる。リバース原子移動ラジカル重合とは、通常の原子移動ラジカル重合触媒がラジカルを発生させた時の高酸化状態、例えば、Cu(I)を触媒として用いた時のCu(II’)に対し、過酸化物等の一般的なラジカル開始剤を作用させ、その結果として原子移動ラジカル重合と同様の平衡状態を生み出す方法である(Macromolecules 1999,32,2872参照)。
<官能基>
架橋性シリル基の数
ビニル系重合体の架橋性シリル基の数は、特に限定されないが、組成物の硬化性、及び硬化物の物性の観点から、平均して1個以上有することが好ましく、より好ましくは1.1個以上4.0以下、さらに好ましくは1.2個以上3.5個以下である。
架橋性シリル基の位置
本発明の硬化性組成物を硬化させてなる硬化物にゴム的な性質が特に要求される場合には、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、架橋性官能基の少なくとも1個は分子鎖の末端にあることが好ましい。より好ましくは、全ての架橋性官能基を分子鎖末端に有するものである。
【0070】
上記架橋性シリル基を分子末端に少なくとも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、特公平3−14068号公報、特公平4−55444号公報、特開平6−211922号公報等に開示されている。しかしながらこれらの方法は上記「連鎖移動剤法」を用いたフリーラジカル重合法であるので、得られる重合体は、架橋性シリル基を比較的高い割合で分子鎖末端に有する一方で、Mw/Mnで表される分子量分布の値が一般に2以上と大きく、粘度が高くなるという問題を有している。従って、分子量分布が狭く、粘度の低いビニル系重合体であって、高い割合で分子鎖末端に架橋性シリル基を有するビニル系重合体を得るためには、上記「リビングラジカル重合法」を用いることが好ましい。
【0071】
以下にこれらの官能基について説明する。
架橋性シリル基
本発明の架橋性シリル基としては、一般式(6);
−[Si(R92-b(Y)bO]m−Si(R103-a(Y)a (6)
{式中、R9、R10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、R9またはR10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。}
で表される基があげられる。
【0072】
加水分解性基としては、たとえば、水素原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基などの一般に使用されている基があげられる。これらのうちでは、アルコキシ基、アミド基、アミノオキシ基が好ましいが、加水分解性がマイルドで取り扱い易いという点から、アルコキシ基がとくに好ましい。
【0073】
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+Σb)は1〜5個の範囲が好ましい。加水分解性基や水酸基が架橋性シリル基中に2個以上結合する場合には、それらは同じであってもよいし、異なってもよい。架橋性シリル基を形成するケイ素原子は1個以上であるが、シロキサン結合などにより連結されたケイ素原子の場合には、20個以下であることが好ましい。とくに、一般式(7)
−Si(R103-a(Y)a (7)
(式中、R10、Y、aは前記と同じ。)で表される架橋性シリル基が、入手が容易であるので好ましい。
【0074】
なお、特に限定はされないが、硬化性を考慮するとaは2個以上が好ましい。
【0075】
このような架橋性シリル基を有するビニル系重合体は珪素原子1つあたり2つの加水分解性基が結合してなる加水分解性珪素基を有する重合体が用いられることが多いが、接着剤の用途等や低温で使用する場合等、特に非常に速い硬化速度を必要とする場合、その硬化速度は充分ではなく、また硬化後の柔軟性を出したい場合には、架橋密度を低下させる必要があり、そのため架橋密度が充分でないためにべたつき(表面タック)があることもあった。その際には、aが3個のもの(例えばトリメトキシ官能基)であるのが好ましい。
【0076】
また、aが3個のもの(例えばトリメトキシ官能基)は2個のもの(例えばジメトキシ官能基)よりも硬化が速いが、貯蔵安定性や力学物性(伸び等)に関しては2個のものの方が優れている場合がある。硬化性と物性バランスをとるために、2個のもの(例えばジメトキシ官能基)と3個のもの(例えばトリメトキシ官能基)を併用してもよい。
<シリル基導入法>
以下に、本発明のビニル系重合体へのシリル基導入法について説明するが、これに限定されるものではない。
【0077】
まず、末端官能基変換により架橋性シリル基、アルケニル基、水酸基を導入する方法について記述する。これらの官能基はお互いに前駆体となりうるので、架橋性シリル基から溯る順序で記述していく。
【0078】
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を有する化合物のような、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;などが挙げられる。
【0079】
(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。
【0080】
(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(9)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(R14)−R15−R16−C(R17)=CH2 (9)
(式中、R14は水素またはメチル基を示し、R15は−C(O)O−、またはo−,m−,p−フェニレン基を示し、R16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。R17は水素、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。
【0081】
(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。
【0082】
(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。
【0083】
(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(10)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。
+-(R18)(R19)−R20−C(R17)=CH2 (10)
(式中、R17は上記に同じ、R18、R19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。R20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)
18、R19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。
【0084】
(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。
【0085】
(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(11)あるいは(12)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(R17)−R21−O-+ (11)
(式中、R17、M+は上記に同じ。R21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(R17)−R22−C(O)O-+ (12)
(式中、R17、M+は上記に同じ。R22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。
【0086】
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、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が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【0087】
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。
【0088】
(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。
【0089】
(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。
【0090】
(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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
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(13)で示される化合物が例示される。
H−[Si(R92-b(Y)bO]m−Si(R103-a(Y)a (13)
{式中、R9、R10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、R9またはR10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。}
これらヒドロシラン化合物の中でも、特に一般式(14)
H−Si(R103-a(Y)a (14)
(式中、R10、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。
【0094】
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。
【0095】
(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。
【0096】
(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(15)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(R14)−R15−R16−OH (15)
(式中、R14、R15、R16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。
【0097】
(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。
【0098】
(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。
【0099】
(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。
【0100】
(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。
【0101】
(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。
【0102】
(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(16)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。
+-(R18)(R19)−R20−OH (16)
(式中、R18、R19、R20、は上記に同じ)
18、R19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。
【0103】
(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。
【0104】
(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(17)あるいは(18)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−R21−O-+ (17)
(式中、R21およびM+は前記に同じ)
HO−R22−C(O)O-+ (18)
(式中、R22およびM+は前記に同じ)
(B−j)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、第2のモノマーとして、一分子中に重合性の低いアルケニル基および水酸基を有する化合物を反応させる方法。
【0105】
このような化合物としては特に限定されないが、一般式(19)に示される化合物等が挙げられる。
2C=C(R14)−R21−OH (19)
(式中、R14およびR21は上述したものと同様である。)
上記一般式(19)に示される化合物としては特に限定されないが、入手が容易であるということから、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が好ましい。
等が挙げられる。
【0106】
本発明では(B−a)〜(B−e)及び(B−j)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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
(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(20)で示すものが挙げられる。
2C=C(R14)−R15−R23−[Si(R92-b(Y)bO]m−Si(R103-a(Y)a (20)
(式中、R9、R10、R14、R15、Y、a、b、mは上記に同じ。R23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。
【0110】
(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。
【0111】
(E)の方法で用いられる、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、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が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。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(21)で示すものが挙げられる。
+-(R18)(R19)−R24−C(H)(R25)−CH2−[Si(R92-b(Y)bO]m−Si(R103-a(Y)a (21)
(式中、R9、R10、R18、R19、Y、a、b、m、は前記に同じ。R24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、R25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。)
18、R19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。
<<カルボン酸金属塩(II)について>>
本発明の硬化性組成物において、カルボン酸金属塩(II)としては、特に限定はされないが、カルボン酸ビスマス、カルボン酸鉄、カルボン酸チタニウム、カルボン酸鉛、カルボン酸バナジウム、カルボン酸ジルコニウム、カルボン酸カルシウム、カルボン酸カリウム、カルボン酸バリウム、カルボン酸マンガン、カルボン酸セリウム、カルボン酸ニッケル、カルボン酸コバルト、カルボン酸亜鉛、カルボン酸アルミニウムからなる群から選択される1つ以上であるカルボン酸金属塩が挙げられる。これらのカルボン酸金属塩は、本発明のビニル系重合体(I)に含有される架橋性シリル基からシロキサン結合を形成させ得る、いわゆるシラノール縮合触媒として機能するものである。
【0112】
前記カルボン酸金属塩の中で、カルボン酸ビスマス、カルボン酸鉄、カルボン酸チタニウム、カルボン酸鉛、カルボン酸バナジウム、カルボン酸ジルコニウム、カルボン酸カルシウム、カルボン酸カリウム、カルボン酸バリウム、カルボン酸マンガン、カルボン酸セリウムは、触媒の活性が高い為により好ましく、カルボン酸ビスマス、カルボン酸鉄、カルボン酸チタニウム、カルボン酸鉛、カルボン酸バナジウム、カルボン酸ジルコニウム、カルボン酸カルシウムは更に好ましく、カルボン酸ビスマス、カルボン酸鉄、カルボン酸チタニウムは特に好ましい。
【0113】
また、着色が少ない点から、カルボン酸ビスマス、カルボン酸チタニウム、カルボン酸鉛、カルボン酸ジルコニウム、カルボン酸カルシウム、カルボン酸カリウム、カルボン酸バリウム、カルボン酸セリウム、カルボン酸亜鉛、カルボン酸アルミニウムが好ましい。
【0114】
前記カルボン酸金属塩の具体例としては、下記の群で表わされるカルボン酸金属塩が、入手性の点からより好ましい。
Fe(OCOR)2、Fe(OCOR)3、Ti(OCOR)4、Bi(OCOR)3、Pb(OCOR)2、V(OCOR)3、Zr(O)(OCOR)2、Ca(OCOR)2、K(OCOR)、Ba(OCOR)2、Mn(OCOR)2、Ce(OCOR)3、Ni(OCOR)2、Co(OCOR)2、Zn(OCOR)2、Al(OCOR)3
(式中Rは炭素数1〜20で表される置換あるいは非置換の炭化水素基であり、炭素炭素二重結合を含んでいてもよい。)
ここでカルボン酸としては、炭素数1〜40の炭化水素系のカルボン酸基含有化合物が好適に使用されうるが、具体的に例示すると、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、2−エチルヘキシル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸などの直鎖飽和脂肪酸類;ウンデシレン酸、リンデル酸、ツズ酸、フィゼテリン酸、ミリストレイン酸、2−ヘキサデセン酸、6−ヘキサデセン酸、7−ヘキサデセン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、エライジン酸、アスクレピン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、ゴンドイン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、セラコレイン酸、キシメン酸、ルメクエン酸などのモノエン不飽和脂肪酸類; リノール酸、10,12−オクタデカジエン酸、ヒラゴ酸、α−エレオステアリン酸、β−エレオステアリン酸、プニカ酸、リノレン酸、8,11,14−エイコサトリエン酸、7,10,13−ドコサトリエン酸、4,8,11,14−ヘキサデカテトラエン酸、モロクチ酸、ステアリドン酸、アラキドン酸、8,12,16,19−ドコサテトラエン酸、4,8,12,15,18−エイコサペンタエン酸、イワシ酸、ニシン酸、ドコサヘキサエン酸などのポリエン不飽和脂肪酸類;イソ酸、アンテイソ酸、ツベルクロステアリン酸、ネオデカン酸、バーサチック酸などの枝分れ脂肪酸類;タリリン酸、ステアロール酸、クレペニン酸、キシメニン酸、7−ヘキサデシン酸などの三重結合をもつ脂肪酸類;ナフテン酸、マルバリン酸、ステルクリン酸、ヒドノカルビン酸、ショールムーグリン酸、ゴルリン酸などの脂環式カルボン酸類;サビニン酸、2−ヒドロキシテトラデカン酸、イプロール酸、2−ヒドロキシヘキサデカン酸、ヤラピノール酸、ユニペリン酸、アンブレットール酸、アリューリット酸、2−ヒドロキシオクタデカン酸、12−ヒドロキシオクタデカン酸、18−ヒドロキシオクタデカン酸、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸、リシノール酸、カムロレン酸、リカン酸、フェロン酸、セレブロン酸などの含酸素脂肪酸類;コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などのジカルボン酸類等が挙げられる。
【0115】
特に入手が容易で安価であり、ビニル系重合体との相溶性が良好である点から、2−エチルヘキシル酸、ネオデカン酸、バーサチック酸、オレイン酸、またはナフテン酸などが好ましい。
【0116】
入手性と相溶性の観点から、好ましいカルボン酸金属塩の具体例としては、2−エチルヘキシル酸鉄(2価)、2−エチルヘキシル酸鉄(3価)、2−エチルヘキシル酸チタニウム(4価)、2−エチルヘキシル酸ビスマス(3価)、2−エチルヘキシル酸鉛(2価)、2−エチルヘキシル酸バナジウム(3価)、2−エチルヘキシル酸ジルコニル(4価)、2−エチルヘキシル酸カルシウム(2価)、2−エチルヘキシル酸カリウム(1価)、2−エチルヘキシル酸バリウム(2価)、2−エチルヘキシル酸マンガン(2価)、2−エチルヘキシル酸セリウム(3価)、2−エチルヘキシル酸ニッケル(2価)、2−エチルヘキシル酸コバルト(2価)、2−エチルヘキシル酸亜鉛(2価)、2−エチルヘキシル酸アルミニウム(3価)、ネオデカン酸鉄(2価)、ネオデカン酸鉄(3価)、ネオデカン酸チタニウム(4価)、ネオデカン酸ビスマス(3価)、ネオデカン酸鉛(2価)、ネオデカン酸バナジウム(3価)、ネオデカン酸ジルコニル(4価)、ネオデカン酸カルシウム(2価)、ネオデカン酸カリウム(1価)、ネオデカン酸バリウム(2価)、ネオデカン酸マンガン(2価)、ネオデカン酸セリウム(3価)、ネオデカン酸ニッケル(2価)、ネオデカン酸コバルト(2価)、ネオデカン酸亜鉛(2価)、ネオデカン酸アルミニウム(3価)、バーサチック酸鉄(2価)、バーサチック酸鉄(3価)、バーサチック酸チタニウム(4価)、バーサチック酸ビスマス(3価)、バーサチック酸鉛(2価)、バーサチック酸バナジウム(3価)、バーサチック酸ジルコニル(4価)、バーサチック酸カルシウム(2価)、バーサチック酸カリウム(1価)、バーサチック酸バリウム(2価)、バーサチック酸マンガン(2価)、バーサチック酸セリウム(3価)、バーサチック酸ニッケル(2価)、バーサチック酸コバルト(2価)、バーサチック酸亜鉛(2価)、バーサチック酸アルミニウム(3価)、オレイン酸鉄(2価)、オレイン酸鉄(3価)、オレイン酸チタニウム(4価)、オレイン酸ビスマス(3価)、オレインル酸鉛(2価)、オレイン酸バナジウム(3価)、オレイン酸ジルコニル(4価)、オレイン酸カルシウム(2価)、オレイン酸カリウム(1価)、オレイン酸バリウム(2価)、オレイン酸マンガン(2価)、オレイン酸セリウム(3価)、オレイン酸ニッケル(2価)、オレイン酸コバルト(2価)、オレイン酸亜鉛(2価)、オレイン酸アルミニウム(3価)、ナフテン酸鉄(2価)、ナフテン酸鉄(3価)、ナフテン酸チタニウム(4価)、ナフテン酸ビスマス(3価)、ナフテン酸鉛(2価)、ナフテン酸バナジウム(3価)、ナフテン酸ジルコニル(4価)、ナフテン酸カルシウム(2価)、ナフテン酸カリウム(1価)、ナフテン酸バリウム(2価)、ナフテン酸マンガン(2価)、ナフテン酸セリウム(3価)、ナフテン酸ニッケル(2価)、ナフテン酸コバルト(2価)、ナフテン酸亜鉛(2価)、ナフテン酸アルミニウム(3価)、等が挙げられる。
【0117】
触媒活性の観点から、2−エチルヘキシル酸鉄(2価)、2−エチルヘキシル酸鉄(3価)、2−エチルヘキシル酸チタニウム(4価)、2−エチルヘキシル酸ビスマス(3価)、2−エチルヘキシル酸亜鉛(2価)、ネオデカン酸鉄(2価)、ネオデカン酸鉄(3価)、ネオデカン酸チタニウム(4価)、ネオデカン酸ビスマス(3価)、ネオデカン酸亜鉛(2価)、バーサチック酸鉄(2価)、バーサチック酸鉄(3価)、バーサチック酸チタニウム(4価)、バーサチック酸ビスマス(3価)、バーサチック酸亜鉛(2価)、オレイン酸鉄(2価)、オレイン酸鉄(3価)、オレイン酸チタニウム(4価)、オレイン酸ビスマス(3価)、オレイン酸亜鉛(2価)、ナフテン酸鉄(2価)、ナフテン酸鉄(3価)、ナフテン酸チタニウム(4価)、ナフテン酸ビスマス(3価)、ナフテン酸亜鉛(2価)、がより好ましく、2−エチルヘキシル酸鉄(3価)、2−エチルヘキシル酸チタニウム(4価)、2−エチルヘキシル酸ビスマス(3価)、ネオデカン酸鉄(3価)、ネオデカン酸チタニウム(4価)、ネオデカン酸ビスマス(3価)、バーサチック酸鉄(3価)、バーサチック酸チタニウム(4価)、バーサチック酸ビスマス(3価)、オレイン酸鉄(3価)、オレイン酸チタニウム(4価)、オレイン酸ビスマス(3価)、ナフテン酸鉄(3価)、ナフテン酸チタニウム(4価)、ナフテン酸ビスマス(3価)、が特に好ましい。
【0118】
また、着色の観点から、2−エチルヘキシル酸チタニウム(4価)、2−エチルヘキシル酸ビスマス(3価)、2−エチルヘキシル酸鉛(2価)、2−エチルヘキシル酸ジルコニル(4価)、2−エチルヘキシル酸カルシウム(2価)、2−エチルヘキシル酸カリウム(1価)、2−エチルヘキシル酸バリウム(2価)、2−エチルヘキシル酸セリウム(3価)、2−エチルヘキシル酸亜鉛(2価)、2−エチルヘキシル酸アルミニウム(3価)、ネオデカン酸チタニウム(4価)、ネオデカン酸ビスマス(3価)、ネオデカン酸鉛(2価)、ネオデカン酸ジルコニル(4価)、ネオデカン酸カルシウム(2価)、ネオデカン酸カリウム(1価)、ネオデカン酸バリウム(2価)、ネオデカン酸セリウム(3価)、ネオデカン酸亜鉛(2価)、ネオデカン酸アルミニウム(3価)、バーサチック酸チタニウム(4価)、バーサチック酸ビスマス(3価)、バーサチック酸鉛(2価)、バーサチック酸ジルコニル(4価)、バーサチック酸カルシウム(2価)、バーサチック酸カリウム(1価)、バーサチック酸バリウム(2価)、バーサチック酸セリウム(3価)、バーサチック酸亜鉛(2価)、バーサチック酸アルミニウム(3価)、オレイン酸チタニウム(4価)、オレイン酸ビスマス(3価)、オレインル酸鉛(2価)、オレイン酸ジルコニル(4価)、オレイン酸カルシウム(2価)、オレイン酸カリウム(1価)、オレイン酸バリウム(2価)、オレイン酸セリウム(3価)、オレイン酸亜鉛(2価)、オレイン酸アルミニウム(3価)、ナフテン酸チタニウム(4価)、ナフテン酸ビスマス(3価)、ナフテン酸鉛(2価)、ナフテン酸ジルコニル(4価)、ナフテン酸カルシウム(2価)、ナフテン酸カリウム(1価)、ナフテン酸バリウム(2価)、ナフテン酸セリウム(3価)、ナフテン酸亜鉛(2価)、ナフテン酸アルミニウム(3価)、がより好ましい。
【0119】
このようなカルボン酸金属塩は、カルボン酸基含有化合物またはそのエステルと水酸化ナトリウムとを反応させてナトリウム石鹸の水溶液を作り、これとは別に調製した金属塩の水溶液を加えて、金属石鹸を沈殿させる沈殿法や、カルボン酸基含有化合物またはそのエステルと金属の水酸化物、酸化物、弱酸塩を高温で反応させる溶融法、カルボン酸基含有化合物と金属粉末とを反応させる直接法などのほかに、無水有機溶剤中でアルコラートまたは塩化物とカルボン酸基含有化合物を反応させる方法などが採られる。
【0120】
また、このようなカルボン酸金属塩はミネラルスピリットやトルエン、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、白灯油、ジオクチルフタレートなどの希釈溶剤により希釈され、金属含有率が1〜40%程度の溶液の形態で使用されることが好ましい。
【0121】
カルボン酸金属塩(II)の使用量としては、ビニル系重合体(I)100重量部に対し、カルボン酸金属塩(II)中に含有される金属元素換算で0.005〜30重量部程度が好ましく、更には0.01〜20重量部程度が好ましい。カルボン酸金属塩(II)の配合量がこの範囲を下回ると硬化速度が遅くなることがあり、また硬化反応が充分に進行し難くなる場合があるため好ましくない。一方、カルボン酸金属塩(II)の配合量がこの範囲を上回ると可使時間が短くなり過ぎて作業性が悪くなることがあり、また硬化時に局部的な発熱や発泡が生じ、良好な硬化物が得られ難くなることもある。更に貯蔵安定性の点からも好ましくない。
【0122】
また、前記の各カルボン酸金属塩は、単独で使用する以外に、2種以上を組み合わせて使用することができ、更に、カルボン酸スズ塩、カルボン酸鉛塩、カルボン酸ビスマス塩、カルボン酸セリウム塩などと併用することができる。
【0123】
一方、カルボン酸金属塩(II)のみでは活性が低く、適度な硬化性が得られない場合は、助触媒として第三成分である各種アミン化合物(III)を添加することができる。該アミン化合物(III)の具体例としては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ペンタデシルアミン、セチルアミン、ステアリルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂肪族第一アミン類;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミン、ジオクチルアミン、ジ(2−エチルヘキシル)アミン、ジデシルアミン、ジラウリルアミン、ジセチルアミン、ジステアリルアミン、メチルステアリルアミン、エチルステアリルアミン、ブチルステアリルアミン等の脂肪族第二アミン類;トリアミルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン等の脂肪族第三アミン類;トリアリルアミン、オレイルアミン、などの脂肪族不飽和アミン類;ラウリルアニリン、ステアリルアニリン、トリフェニルアミン等の芳香族アミン類;および、その他のアミン類として、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、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、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、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、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(DBU)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0124】
また、本発明では、アミノ基含有シランカップリング剤もアミン化合物(III)として用いることができる。前記アミノ基含有シランカップリング剤は、加水分解性基が結合したケイ素原子を含む基(以下加水分解性ケイ素基という)及びアミノ基を有する化合物である。この加水分解性ケイ素基の例としては、一般式(1)で表される基のうちXが加水分解性基である物を挙げることができる。具体的には、加水分解性基として既に例示した基を挙げることができるが、メトキシ基、エトキシ基等が加水分解速度の点から好ましい。加水分解性基の個数は、2個以上、特に3個以上が好ましい。
【0125】
アミノ基含有シランカップリング剤の具体例としては、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−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。また、これらを変性した誘導体である、アミノ変性シリルポリマー、シリル化アミノポリマー、不飽和アミノシラン錯体、フェニルアミノ長鎖アルキルシラン、アミノシリル化シリコーン等も用いることができる。上記アミノ基含有シランカップリング剤は1種類のみで使用しても良いし、2種類以上混合使用しても良い。
【0126】
これらアミン化合物(III)としては、アミン化合物(III)自体の構造やビニル系重合体(I)との相溶性などにより助触媒能が大きく異なるため、用いるビニル系重合体(I)の種類に応じて適した化合物を選ぶことが好ましい。例えばビニル系重合体(I)としてイソブチレン系重合体を用いる場合は、ジオクチルアミンやジステアリルアミンなどの比較的長鎖の脂肪族第二アミン類やジシクロヘキシルアミンなどの脂肪族第二アミン類が、助触媒能が高い点から好ましい。
【0127】
前記アミン化合物(III)であるアミン化合物の配合量は、ビニル系重合体(I)の有機重合体100重量部に対して0.01〜50重量部程度が好ましく、更に0.1〜20重量部がより好ましい。アミン化合物の配合量が0.01重量部未満であると硬化速度が遅くなる場合があり、また硬化反応が充分に進行し難くなる場合がある。一方、アミン化合物の配合量が30重量部を越えると、ポットライフが短くなり過ぎる場合があり、作業性の点から好ましくない。
<<硬化性組成物>>
本発明の硬化性組成物においては、硬化触媒や硬化剤が必要になるものがある。また、目的とする物性に応じて、各種の配合剤を添加しても構わない。
<硬化触媒・硬化剤>
本発明における非錫系のカルボン酸金属塩触媒以外に、架橋性シリル基を有する重合体に用いる従来公知の各種縮合触媒を、本発明の効果を妨げない程度に用いても構わない。
【0128】
このような縮合触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジエチルヘキサノレート、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫ジメチルマレート、ジブチル錫ジエチルマレート、ジブチル錫ジブチルマレート、ジブチル錫ジイソオクチルマレート、ジブチル錫ジトリデシルマレート、ジブチル錫ジベンジルマレート、ジブチル錫マレエート、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジステアレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジエチルマレート、ジオクチル錫ジイソオクチルマレート等の4価のスズ化合物類;オクチル酸錫、ナフテン酸錫、ステアリン酸錫等の2価のスズ化合物類;モノブチル錫トリスオクトエートやモノブチル錫トリイソプロポキシド等のモノブチル錫化合物やモノオクチル錫化合物等のモノアルキル錫類;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類;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等の有機アルミニウム化合物類;ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート等のキレート化合物類;ブチルアミン、オクチルアミン、ラウリルアミン、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、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、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(DBU)等のアミン系化合物、あるいはこれらのアミン系化合物のカルボン酸等との塩;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と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との反応生成物;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アミノ基を有するシランカップリング剤;等のシラノール縮合触媒、さらには他の酸性触媒、塩基性触媒等の公知のシラノール縮合触媒等が例示できる。
【0129】
これらの触媒は、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
【0130】
本発明の硬化性組成物においては、縮合触媒の活性をより高めるために、一般式(37)
49 aSi(OR504-a (37)
(式中、R49およびR50は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の置換あるいは非置換の炭化水素基である。さらに、aは0、1、2、3のいずれかである。)で示されるシラノール基をもたないケイ素化合物を添加しても構わない。
【0131】
前記ケイ素化合物としては、限定はされないが、フェニルトリメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルジメチルメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン等の一般式(37)中のR49が、炭素数6〜20のアリール基であるものが、組成物の硬化反応を加速する効果が大きいために好ましい。特に、ジフェニルジメトキシシランやジフェニルジエトキシシランは、低コストであり、入手が容易であるために最も好ましい。
【0132】
このケイ素化合物の配合量は、ビニル系重合体100部に対して0.01〜20部程度が好ましく、0.1〜10部が更に好ましい。ケイ素化合物の配合量がこの範囲を下回ると硬化反応を加速する効果が小さくなる場合がある。一方、ケイ素化合物の配合量がこの範囲を上回ると、硬化物の硬度や引張強度が低下することがある。
<接着性付与剤>
本発明の組成物には、シランカップリング剤や、シランカップリング剤以外の接着性付与剤を添加することができる。接着付与剤を添加すると、外力により目地幅等が変動することによって、シーリング材がサイディングボード等の被着体から剥離する危険性をより低減することができる。また、場合によっては接着性向上の為に用いるプライマーの使用の必要性がなくなり、施工作業の簡略化が期待される。シランカップリング剤の具体例としてはアミノ基や、メルカプト基、エポキシ基、カルボキシル基、ビニル基、イソシアネート基、イソシアヌレート、ハロゲン等の官能基をもったシランカップリング剤が例示でき、その具体例としては、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン等のイソシアネート基含有シラン類;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−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基含有シラン類;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、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン等のメルカプト基含有シラン類;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、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等のエポキシ基含有シラン類;β−カルボキシエチルトリエトキシシラン、β−カルボキシエチルフェニルビス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−β−(カルボキシメチル)アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のカルボキシシラン類;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクロイルオキシプロピルメチルトリエトキシシラン等のビニル型不飽和基含有シラン類;γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のハロゲン含有シラン類;トリス(トリメトキシシリル)イソシアヌレート等のイソシアヌレートシラン類等を挙げることができる。また、これらを変性した誘導体である、アミノ変性シリルポリマー、シリル化アミノポリマー、不飽和アミノシラン錯体、フェニルアミノ長鎖アルキルシラン、アミノシリル化シリコーン、ブロックイソシアネートシラン、シリル化ポリエステル等もシランカップリング剤として用いることができる。
【0133】
本発明に用いるシランカップリング剤は、通常、架橋性シリル基含有ビニル系重合体100部に対し、0.1〜20部の範囲で使用される。特に、0.5〜10部の範囲で使用するのが好ましい。本発明の硬化性組成物に添加されるシランカップリング剤の効果は、各種被着体、すなわち、ガラス、アルミニウム、ステンレス、亜鉛、銅、モルタルなどの無機基材や、塩ビ、アクリル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの有機基材に用いた場合、ノンプライマー条件またはプライマー処理条件下で、著しい接着性改善効果を示す。ノンプライマー条件下で使用した場合には、各種被着体に対する接着性を改善する効果が特に顕著である。
【0134】
シランカップリング剤以外の具体例としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硫黄、アルキルチタネート類、芳香族ポリイソシアネート等が挙げられる。
【0135】
上記接着性付与剤は1種類のみで使用しても良いし、2種類以上混合使用しても良い。これら接着性付与剤は添加することにより被着体に対する接着性を改善することができる。特に限定はされないが、接着性、特にオイルパンなどの金属被着面に対する接着性を向上させるために、上記接着性付与剤の中でもシランカップリング剤を0.1〜20重量部、併用することが好ましい。
<可塑剤>
本発明の硬化性組成物には、各種分子可塑剤を必要に応じて用いても良い。可塑剤を後述する充填材と併用して使用すると硬化物の伸びを大きくできたり、多量の充填材を混合できたりするためより有利となるが、必ずしも添加しなければならないものではない。可塑剤としては特に限定されないが、物性の調整、性状の調節等の目的により、例えば、ジブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジ(2−エチルヘキシル)フタレート、ブチルベンジルフタレート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、ジブチルセバケート、コハク酸イソデシル等の非芳香族二塩基酸エステル類;オレイン酸ブチル、アセチルリシリノール酸メチル等の脂肪族エステル類;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、ペンタエリスリトールエステル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;トリメリット酸エステル類;ポリスチレンやポリ−α−メチルスチレン等のポリスチレン類;ポリブタジエン、ポリブテン、ポリイソブチレン、ブタジエン−アクリロニトリル、ポリクロロプレン;塩素化パラフィン類;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;プロセスオイル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオールとこれらポリエーテルポリオールの水酸基をエステル基、エーテル基などに変換した誘導体等のポリエーテル類;エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ベンジル等のエポキシ可塑剤類;セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、フタル酸等の2塩基酸とエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等の2価アルコールから得られるポリエステル系可塑剤類;アクリル系可塑剤を始めとするビニル系モノマーを種々の方法で重合して得られるビニル系重合体類等が挙げられる。
【0136】
なかでも数平均分子量500〜15000の重合体である高分子可塑剤は、添加することにより、該硬化性組成物の粘度やスランプ性および該組成物を硬化して得られる硬化物の引張り強度、伸びなどの機械特性が調整できるとともに、重合体成分を分子中に含まない可塑剤である低分子可塑剤を使用した場合に比較して、初期の物性を長期にわたり維持し、該硬化物にアルキッド塗料を塗布した場合の乾燥性(塗装性ともいう)を改良できる。なお、限定はされないがこの高分子可塑剤は、官能基を有しても有しなくても構わない。
【0137】
上記で高分子可塑剤の数平均分子量は、500〜15000と記載したが、好ましくは800〜10000であり、より好ましくは1000〜8000である。分子量が低すぎると熱や降雨により可塑剤が経時的に流出し、初期の物性を長期にわたり維持できず、アルキッド塗装性が改善できない。また、分子量が高すぎると粘度が高くなり、作業性が悪くなる。
【0138】
これらの高分子可塑剤のうちで、ビニル系重合体と相溶するものが好ましい。中でも相溶性および耐候性、耐熱性の点からビニル系重合体が好ましい。ビニル系重合体の中でも(メタ)アクリル系重合体が好ましく、アクリル系重合体がさらに好ましい。このアクリル系重合体の合成法は、従来からの溶液重合で得られるものや、無溶剤型アクリルポリマー等を挙げることができる。後者のアクリル系可塑剤は溶剤や連鎖移動剤を使用せず高温連続重合法(USP4414370、特開昭59−6207、特公平5−58005、特開平1−313522、USP5010166)にて作製されるため本発明の目的にはより好ましい。その例としては特に限定されないが東亞合成品UPシリーズ等が挙げられる(工業材料1999年10月号参照)。勿論、他の合成法としてリビングラジカル重合法をも挙げることができる。この方法によれば、その重合体の分子量分布が狭く、低粘度化が可能なことから好ましく、更には原子移動ラジカル重合法がより好ましいが、これに限定されるものではない。
【0139】
高分子可塑剤の分子量分布は特に限定されないが、狭いことが好ましく、1.8未満が好ましい。1.7以下がより好ましく、1.6以下がなお好ましく、1.5以下がさらに好ましく、1.4以下が特に好ましく、1.3以下が最も好ましい。
【0140】
上記高分子可塑剤を含む可塑剤は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよいが、必ずしも必要とするものではない。また必要によっては高分子可塑剤を用い、物性に悪影響を与えない範囲で低分子可塑剤を更に併用しても良い。
【0141】
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。
【0142】
可塑剤を用いる場合の使用量は、限定されないが、ビニル系重合体100重量部に対して5〜150重量部、好ましくは10〜120重量部、さらに好ましくは20〜100重量部である。5重量部未満では可塑剤としての効果が発現しなくなり、150重量部を越えると硬化物の機械強度が不足する。
<充填材>
本発明の硬化性組成物には、各種充填材を必要に応じて用いても良い。充填材としては、特に限定されないが、木粉、パルプ、木綿チップ、アスベスト、ガラス繊維、炭素繊維、マイカ、クルミ殻粉、もみ殻粉、グラファイト、ケイソウ土、白土、フュームドシリカ、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、ドロマイト、無水ケイ酸、含水ケイ酸、カーボンブラックのような補強性充填材;重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、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、べんがら、アルミニウム微粉末、フリント粉末、酸化亜鉛、活性亜鉛華、亜鉛末、炭酸亜鉛およびシラスバルーンなどのような充填材;石綿、ガラス繊維およびガラスフィラメント、炭素繊維、ケブラー繊維、ポリエチレンファイバー等のような繊維状充填材等が挙げられる。これら充填材のうちでは沈降性シリカ、フュームドシリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、ドロマイト、カーボンブラック、炭酸カルシウム、酸化チタン、タルクなどが好ましい。特に、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、結晶性シリカ、溶融シリカ、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添加できる。
【0143】
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添加できる。なお、一般的に、炭酸カルシウムは、比表面積が小さいと、硬化物の破断強度、破断伸び、接着性と耐候接着性の改善効果が充分でないことがある。比表面積の値が大きいほど、硬化物の破断強度、破断伸び、接着性と耐候接着性の改善効果はより大きくなる。
【0144】
更に、炭酸カルシウムは、表面処理剤を用いて表面処理を施してある方がより好ましい。表面処理炭酸カルシウムを用いた場合、表面処理していない炭酸カルシウムを用いた場合に比較して、本発明の組成物の作業性を改善し、該硬化性組成物の接着性と耐候接着性の改善効果がより向上すると考えられる。前記の表面処理剤としては脂肪酸、脂肪酸石鹸、脂肪酸エステル等の有機物や各種界面活性剤、および、シランカップリング剤やチタネートカップリグ剤等の各種カップリング剤が用いられている。具体例としては、以下に限定されるものではないが、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸等の脂肪酸と、それら脂肪酸のナトリウム、カリウム等の塩、そして、それら脂肪酸のアルキルエステルが挙げられる。界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルや長鎖アルコール硫酸エステル等と、それらのナトリウム塩、カリウム塩等の硫酸エステル型陰イオン界面活性剤、またアルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、パラフィンスルホン酸、α−オレフィンスルホン酸、アルキルスルホコハク酸等と、それらのナトリウム塩、カリウム塩等のスルホン酸型陰イオン界面活性剤等が挙げられる。この表面処理剤の処理量は、炭酸カルシウムに対して、0.1〜20重量%の範囲で処理するのが好ましく、1〜5重量%の範囲で処理するのがより好ましい。処理量が0.1重量%未満の場合には、作業性、接着性と耐候接着性の改善効果が充分でないことがあり、20重量%を越えると、該硬化性組成物の貯蔵安定性が低下することがある。
【0145】
特に限定はされないが、炭酸カルシウムを用いる場合、配合物のチクソ性や硬化物の破断強度、破断伸び、接着性と耐候接着性等の改善効果を特に期待する場合には膠質炭酸カルシウムを用いるのが好ましい。
【0146】
一方、重質炭酸カルシウムは配合物の低粘度化や増量、コストダウン等を目的として添加することがあるが、この重質炭酸カルシウムを用いる場合は必要に応じて下記のようなものを使用することができる。
【0147】
重質炭酸カルシウムとは、天然のチョーク(白亜)、大理石、石灰石などを機械的に粉砕・加工したものである。粉砕方法については乾式法と湿式法があるが、湿式粉砕品は本発明の硬化性組成物の貯蔵安定性を悪化させることが多いために好ましくないことが多い。重質炭酸カルシウムは、分級により、様々な平均粒子径を有する製品となる。特に限定されないが、硬化物の破断強度、破断伸び、接着性と耐候接着性の改善効果を期待する場合には、比表面積の値が1.5m2/g以上50m2/g以下のものが好ましく、2m2/g以上50m2/g以下が更に好ましく、2.4m2/g以上50m2/g以下がより好ましく、3m2/g以上50m2/g以下が特に好ましい。比表面積が1.5m2/g未満の場合には、その改善効果が充分でないことがある。もちろん、単に粘度を低下させる場合や増量のみを目的とする場合などはこの限りではない。
【0148】
なお、比表面積の値とは、測定方法としてJIS K 5101に準じて行なった空気透過法(粉体充填層に対する空気の透過性から比表面積を求める方法。)による測定値をいう。測定機器としては、島津製作所製の比表面積測定器SS−100型を用いるのが好ましい。
【0149】
これらの充填材は目的や必要に応じて単独で併用してもよく、2種以上を併用してもよい。特に限定はされないが、例えば、必要に応じて比表面積の値が1.5m2/g以上の重質炭酸カルシウムと膠質炭酸カルシウムを組み合わせると、配合物の粘度の上昇を程々に抑え、硬化物の破断強度、破断伸び、接着性と耐候接着性の改善効果が大いに期待できる。
【0150】
充填材を用いる場合の添加量は、ビニル系重合体100重量部に対して、充填材を5〜1000重量部の範囲で使用するのが好ましく、20〜500重量部の範囲で使用するのがより好ましく、40〜300重量部の範囲で使用するのが特に好ましい。配合量が5重量部未満の場合には、硬化物の破断強度、破断伸び、接着性と耐候接着性の改善効果が充分でないことがあり、1000重量部を越えると該硬化性組成物の作業性が低下することがある。充填材は単独で使用しても良いし、2種以上併用しても良い。
<微小中空粒子>
また、更に、物性の大きな低下を起こすことなく軽量化、低コスト化を図ることを目的として、微小中空粒子をこれら補強性充填材に併用しても良い。
【0151】
このような微少中空粒子(以下バルーンという)は、特に限定はされないが、「機能性フィラーの最新技術」(CMC)に記載されているように、直径が1mm以下、好ましくは500μm以下、更に好ましくは200μm以下の無機質あるいは有機質の材料で構成された中空体が挙げられる。特に、真比重が1.0g/cm3以下である微少中空体を用いることが好ましく、更には0.5g/cm3以下である微少中空体を用いることが好ましい。
【0152】
前記無機系バルーンとして、珪酸系バルーンと非珪酸系バルーンとが例示でき、珪酸系バルーンには、シラスバルーン、パーライト、ガラスバルーン、シリカバルーン、フライアッシュバルーン等が、非珪酸系バルーンには、アルミナバルーン、ジルコニアバルーン、カーボンバルーン等が例示できる。これらの無機系バルーンの具体例として、シラスバルーンとしてイヂチ化成製のウインライト、三機工業製のサンキライト、ガラスバルーンとして日本板硝子製のカルーン、住友スリーエム製のセルスターZ−28、EMERSON&CUMING製のMICRO BALLOON、PITTSBURGE CORNING製のCELAMIC GLASSMODULES、3M製のGLASS BUBBLES、シリカバルーンとして旭硝子製のQ−CEL、太平洋セメント製のE−SPHERES、フライアッシュバルーンとして、PFAMARKETING製のCEROSPHERES、FILLITE U.S.A製のFILLITE、アルミナバルーンとして昭和電工製のBW、ジルコニアバルーンとしてZIRCOA製のHOLLOW ZIRCONIUM SPHEES、カーボンバルーンとして呉羽化学製クレカスフェア、GENERAL TECHNOLOGIES製カーボスフェアが市販されている。
【0153】
前記有機系バルーンとして、熱硬化性樹脂のバルーンと熱可塑性樹脂のバルーンが例示でき、熱硬化性のバルーンにはフェノールバルーン、エポキシバルーン、尿素バルーンが、熱可塑性バルーンにはサランバルーン、ポリスチレンバルーン、ポリメタクリレートバルーン、ポリビニルアルコールバルーン、スチレン−アクリル系バルーンが例示できる。また、架橋した熱可塑性樹脂のバルーンも使用できる。ここでいうバルーンは、発泡後のバルーンでも良く、発泡剤を含むものを配合後に発泡させてバルーンとしても良い。
【0154】
これらの有機系バルーンの具体例として、フェノールバルーンとしてユニオンカーバイド製のUCAR及びPHENOLIC MICROBALLOONS、エポキシバルーンとしてEMERSON&CUMING製のECCOSPHERES、尿素バルーンとしてEMERSON&CUMING製のECCOSPHERES VF−O、サランバルーンとしてDOW CHEMICAL製のSARAN MICROSPHERES、日本フィラメント製のエクスパンセル、松本油脂製薬製のマツモトマイクロスフェア、ポリスチレンバルーンとしてARCOPOLYMERS製のDYLITE EXPANDABLE POLYSTYRENE、BASF WYANDOTE製の EXPANDABLE POLYSTYRENE BEADS、架橋型スチレン−アクリル酸バルーンには日本合成ゴム製のSX863(P)が、市販されている。
【0155】
上記バルーンは単独で使用しても良く、2種類以上混合して用いても良い。さらに、これらバルーンの表面を脂肪酸、脂肪酸エステル、ロジン、ロジン酸リグニン、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミカップリング剤、ポリプロピレングリコール等で分散性および配合物の作業性を改良するために処理したものも使用することができる。これらの、バルーンは配合物を硬化させた場合の物性のうち、柔軟性および伸び・強度を損なうことなく、軽量化させコストダウンするために使用される。
【0156】
バルーンの含有量は、特に限定されないがビニル系重合体100重量部に対して、好ましくは0.1〜50部、更に好ましくは0.1〜30部の範囲で使用できる。この量が0.1部未満では軽量化の効果が小さく50部以上ではこの配合物を硬化させた場合の機械特性のうち、引張強度の低下が認められることがある。またバルーンの比重が0.1以上の場合は3〜50部、更に好ましくは5〜30部が好ましい。
<物性調整剤>
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて生成する硬化物の引張特性を調整する物性調整剤を添加しても良い。
【0157】
物性調整剤としては特に限定されないが、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等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等のアルキル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メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、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、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メチルジメトキシシラン等の官能基を有するアルコキシシラン類;シリコーンワニス類;ポリシロキサン類等が挙げられる。前記物性調整剤を用いることにより、本発明の組成物を硬化させた時の硬度を上げたり、硬度を下げ、伸びを出したりし得る。上記物性調整剤は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
<シラノール含有化合物>
本発明の硬化性組成物には、硬化物の物性を変える等の必要に応じてシラノール含有化合物を添加しても良い。シラノール含有化合物とは、分子内に1個のシラノール基を有する化合物、及び/又は、水分と反応することにより分子内に1個のシラノール基を有する化合物を生成し得る化合物のことをいう。これらは一方のみを用いてもよいし、両化合物を同時に用いてもよい。
【0158】
シラノール含有化合物の一つである分子内に1個のシラノール基を有する化合物は、特に限定されず、下記に示した化合物、
(CH33SiOH、(CH3CH23SiOH、(CH3CH2CH23SiOH、(n−Bu)3SiOH、(sec−Bu)3SiOH、(t−Bu)3SiOH、(t−Bu)Si(CH32OH、(C5113SiOH、(C6133SiOH、(C653SiOH、(C652Si(CH3)OH、(C65)Si(CH32OH、(C652Si(C25)OH、C65Si(C252OH、C65CH2Si(C252OH、C107Si(CH32OH
(ただし、上記式中C65はフェニル基を、C107はナフチル基を示す。)
等のような(R”)3SiOH(ただし式中R”は同一または異種の置換もしくは非置換のアルキル基またはアリール基)で表わすことができる化合物、
【0159】
【化7】
Figure 0004050526
等のようなシラノール基を含有する環状ポリシロキサン化合物、
【0160】
【化8】
Figure 0004050526
等のようなシラノール基を含有する鎖状ポリシロキサン化合物、
【0161】
【化9】
Figure 0004050526
等のような主鎖が珪素、炭素からなるポリマー末端にシラノール基が結合した化合物、
【0162】
【化10】
Figure 0004050526
等のようなポリシラン主鎖末端にシラノール基が結合した化合物、
【0163】
【化11】
Figure 0004050526
等のような主鎖が珪素、炭素、酸素からなるポリマー末端にシラノール基が結合した化合物等が例示できる。このうち下記一般式(45)で表される化合物が好ましい。
(R583SiOH (45)
(式中、R58は炭素数1〜20の1価の炭化水素基を示す。複数のR58は同一であってもよく又は異なっていてもよい。)
27は、メチル基、エチル基、ビニル基、t−ブチル基、フェニル基が好ましく、さらにメチル基が好ましい。
【0164】
中でも、入手が容易であり、効果の点から分子量の小さい(CH33SiOH等が好ましい。
【0165】
上記、分子内に1個のシラノール基を有する化合物は、ビニル系重合体の架橋性シリル基あるいは架橋により生成したシロキサン結合と反応することにより、架橋点の数を減少させ、硬化物に柔軟性を与えているものと推定される。
また本発明の成分の1つである、水分と反応することにより分子内に1個のシラノール基を有する化合物を生成し得る化合物は、特に限定されないが、水分と反応して生成する分子内に1個のシラノール基を有する化合物(加水分解生成物)が、上記一般式(45)で表される化合物が好ましい。例えば、特に限定されるわけではないが、後述するような一般式(46)で表される化合物以外に下記の化合物を挙げることができる。
【0166】
N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、N−(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド、N−メチル−N−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド、ビストリメチルシリル尿素、N−(t−ブチルジメチルシリル)N−メチルトリフルオロアセトアミド、(N,N−ジメチルアミノ)トリメチルシラン、(N,N−ジエチルアミノ)トリメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、N−(トリメチルシリル)イミダゾール、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォネート、トリメチルシリルフェノキシド、n−オクタノールのトリメチルシリル化物、2―エチルヘキサノールのトリメチルシリル化物、グリセリンのトリス(トリメチルシリル)化物、トリメチロールプロパンのトリス(トリメチルシリル)化物、ペンタエリスリトールのトリス(トリメチルシリル)化物、ペンタエリスリトールのテトラ(トリメチルシリル)化物、(CH33SiNHSi(CH33、(CH33SiNSi(CH32
【0167】
【化12】
Figure 0004050526
等が好適に使用できるが加水分解生成物の含有シラノール基の量からは(CH33SiNHSi(CH33が特に好ましい。
【0168】
さらには本発明の成分の1つである、水分と反応することにより分子内に1個のシラノール基を有する化合物を生成し得る化合物は、特に限定されないが、上記化合物以外に下記一般式(46)で表される化合物が好ましい。
((R583SiO)n59 (46)
(式中、R58は上述したものと同様である。nは正数を、R59は活性水素含有化合物から一部あるいは全ての活性水素を除いた基を示す。)
58は、メチル基、エチル基、ビニル基、t−ブチル基、フェニル基が好ましく、さらにメチル基が好ましい。
(R583Si基は、3個のR58が全てメチル基であるトリメチルシリル基が特に好ましい。また、nは1〜5が好ましい。
【0169】
上記R59の由来となる活性水素含有化合物としては特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロパンジオール、テトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のアルコール類;フェノール、クレゾール、ビスフェノールA、ヒドロキノン等のフェノール類;ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ソルビン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、安息香酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等のカルボン酸類;アンモニア;メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、n−ブチルアミン、イミダゾール等のアミン類;アセトアミド、ベンズアミド等の酸アミド類、尿素、N,N’−ジフェニル尿素等の尿素類;アセトン、アセチルアセトン、2,4−ヘプタジオン等のケトン類等が挙げられる。
【0170】
上記一般式(46)で表される水分と反応することにより分子内に1個のシラノール基を有する化合物を生成し得る化合物は、例えば上述の活性水素含有化合物等に、トリメチルシリルクロリドやジメチル(t−ブチル)クロリド等のようなシリル化剤とも呼ばれる(R583Si基とともにハロゲン基等の活性水素と反応し得る基を有する化合物を反応させることにより得ることができるが、これらに限定されるものではない(ただし、R58は上述したものと同様である。)。
【0171】
上記一般式(46)で表される化合物を具体的に例示すると、アリロキシトリメチルシラン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、N−(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド、N−メチル−N−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド、ビストリメチルシリル尿素、N−(t−ブチルジメチルシリル)N−メチルトリフルオロアセトアミド、(N,N−ジメチルアミノ)トリメチルシラン、(N,N−ジエチルアミノ)トリメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、N−(トリメチルシリル)イミダゾール、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォネート、トリメチルシリルフェノキシド、n−オクタノールのトリメチルシリル化物、2―エチルヘキサノールのトリメチルシリル化物、グリセリンのトリス(トリメチルシリル)化物、トリメチロールプロパンのトリス(トリメチルシリル)化物、ペンタエリスリトールのトリス(トリメチルシリル)化物、ペンタエリスリトールのテトラ(トリメチルシリル)化物、等が挙げられるが、これらに限定されない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0172】
また、一般式(((R603SiO)(R61O)stZで表わすことができるような化合物、CH3O(CH2CH(CH3)O)5Si(CH33、CH2=CHCH2(CH2CH(CH3)O)5Si(CH33、(CH33SiO(CH2CH(CH3)O)5Si(CH33、(CH33SiO(CH2CH(CH3)O)7Si(CH33
(式中、R60は同一または異種の置換もしくは非置換の1価の炭化水素基または水素原子、R61は炭素数1〜8の2価の炭化水素基、s、tは正の整数で、sは1〜6、s×tは5以上、Zは1〜6価の有機基)
等も好適に使用できる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0173】
水分と反応することにより分子内に1個のシラノール基を有する化合物を生成し得る化合物の中では、貯蔵安定性、耐候性等に悪影響を及ぼさない点で、加水分解後に生成する活性水素化合物はフェノール類、酸アミド類及びアルコール類が好ましく、活性水素化合物が水酸基であるフェノール類およびアルコール類が更に好ましい。
【0174】
上記の化合物の中では、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、N−(トリメチルシリル)アセトアミド、トリメチルシリルフェノキシド、n−オクタノールのトリメチルシリル化物、2―エチルヘキサノールのトリメチルシリル化物、グリセリンのトリス(トリメチルシリル)化物、トリメチロールプロパンのトリス(トリメチルシリル)化物、ペンタエリスリトールのトリス(トリメチルシリル)化物、ペンタエリスリトールのテトラ(トリメチルシリル)化物等が好ましい。
【0175】
この水分と反応することにより分子内に1個のシラノール基を有する化合物を生成し得る化合物は、貯蔵時、硬化時あるいは硬化後に水分と反応することにより、分子内に1個のシラノール基を有する化合物を生成する。この様にして生成した分子内に1個のシラノール基を有する化合物は、上述のようにビニル系重合体の架橋性シリル基あるいは架橋により生成したシロキサン結合と反応することにより、架橋点の数を減少させ、硬化物に柔軟性を与えているものと推定される。
【0176】
シラノール含有化合物の添加量は、硬化物の期待物性に応じて適宜調整可能である。シラノール含有化合物は、ビニル系重合体100重量部に対して0.1〜50重量部、好ましくは0.3〜20重量部、さらに好ましくは0.5〜10重量部添加できる。0.1重量部未満では添加効果が現れず、50重量部を越えると架橋が不十分になり、硬化物の強度やゲル分率が低下しすぎる。
【0177】
また、シラノール含有化合物をビニル系重合体に添加する時期は特に限定されず、ビニル系重合体の製造時に添加してもよく、硬化性組成物の作製時に添加してもよい。
<チクソ性付与剤(垂れ防止剤)>
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて垂れを防止し、作業性を良くするためにチクソ性付与剤(垂れ防止剤)を添加しても良い。
【0178】
また、垂れ防止剤としては特に限定されないが、例えば、ポリアミドワックス類、水添ヒマシ油誘導体類;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム等の金属石鹸類等が挙げられる。これらチクソ性付与剤(垂れ防止剤)は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
<光硬化性物質について>
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて光硬化性物質を添加しても良い。光硬化性物質とは、光の作用によって短時間に、分子構造が化学変化をおこし、硬化などの物性的変化を生ずるものである。この光硬化性物質を添加することにより、硬化性組成物を硬化させた際の硬化物表面の粘着性(残留タックともいう)を低減できる。この光硬化性物質は、光をあてることにより硬化し得る物質であるが、代表的な光硬化性物質は、例えば室内の日の当たる位置(窓付近)に1日間、室温で静置することにより硬化させることができる物質である。この種の化合物には、有機単量体、オリゴマー、樹脂あるいはそれらを含む組成物など多くのものが知られており、その種類は特に限定されないが、例えば、不飽和アクリル系化合物、ポリケイ皮酸ビニル類あるいはアジド化樹脂等が挙げられる。
【0179】
不飽和アクリル系化合物は、下記一般式(47)で表される不飽和基を有する単量体、オリゴマーあるいはこれらの混合物である。
CH2=CHR62CO(O)− (47)
(式中、R62は、水素、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。)
不飽和アクリル系化合物としては、具体的には、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ネオペンチルアルコール等の低分子量アルコール類の(メタ)アクリル酸エステル類;ビスフェノールA、イソシアヌル酸等の酸あるいは上記低分子量アルコール等をエチレンオキシドやプロピレンオキシドで変性したアルコール類の(メタ)アクリル酸エステル類;主鎖がポリエーテルで末端に水酸基を有するポリエーテルポリオール、主鎖がポリエーテルであるポリオール中でビニル系モノマーをラジカル重合することにより得られるポリマーポリオール、主鎖がポリエステルで末端に水酸基を有するポリエステルポリオール、主鎖がビニル系あるいは(メタ)アクリル系重合体であり、主鎖中に水酸基を有するポリオール等の(メタ)アクリル酸エステル類;ビスフェノールA型やノボラック型等のエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られるエポキシアクリレート系オリゴマー類;ポリオール、ポリイソシアネートおよび水酸基含有(メタ)アクリレート等を反応させることにより得られる分子鎖中にウレタン結合および(メタ)アクリル基を有するウレタンアクリレート系オリゴマー等が挙げられる。
【0180】
ポリケイ皮酸ビニル類とは、シンナモイル基を感光基とする感光性樹脂であり、ポリビニルアルコールをケイ皮酸でエステル化したものの他、多くのポリケイ皮酸ビニル系誘導体が挙げられる。
【0181】
アジド化樹脂は、アジド基を感光基とする感光性樹脂として知られており、通常はアジド化合物を感光剤として加えたゴム感光液のほか「感光性樹脂」(昭和47年3月17日出版、印刷学会出版部発行、93頁〜、106頁から、117頁〜)に詳細な例示があり、これらを単独又は混合し、必要に応じて増感剤を加えて使用することができる。
【0182】
上記の光硬化性物質の中では、取り扱い易いという理由で不飽和アクリル系化合物が好ましい。
【0183】
光硬化性物質は、ビニル系重合体100重量部に対して0.01〜20重量部添加するのが好ましい。0.01重量部未満では効果が小さく、また20重量部を越えると物性への悪影響が出ることがある。なお、ケトン類、ニトロ化合物などの増感剤やアミン類等の促進剤を添加すると、効果が高められる場合がある。
<空気酸化硬化性物質について>
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて空気酸化硬化性物質を添加しても良い。空気酸化硬化性物質とは、空気中の酸素により架橋硬化できる不飽和基を有する化合物である。この空気酸化硬化性物質を添加することにより、硬化性組成物を硬化させた際の硬化物表面の粘着性(残留タックともいう)を低減できる。本発明における空気酸化硬化性物質は、空気と接触させることにより硬化し得る物質であり、より具体的には、空気中の酸素と反応して硬化する性質を有するものである。代表的な空気酸化硬化性物質は、例えば空気中で室内に1日間静置することにより硬化させることができる。
【0184】
空気酸化硬化性物質としては、例えば、桐油、アマニ油等の乾性油;これら乾性油を変性して得られる各種アルキッド樹脂;乾性油により変性されたアクリル系重合体、エポキシ系樹脂、シリコーン樹脂;1,2−ポリブタジエン、1,4−ポリブタジエンを、C5〜C8ジエンの重合体や共重合体、更には該重合体や共重合体の各種変性物(マレイン化変性物、ボイル油変性物など)などが具体例として挙げられる。これらのうちでは桐油、ジエン系重合体のうちの液状物(液状ジエン系重合体)やその変性物が特に好ましい。
【0185】
上記液状ジエン系重合体の具体例としては、ブタジエン、クロロプレン、イソプレン、1,3−ペンタジエン等のジエン系化合物を重合又は共重合させて得られる液状重合体や、これらジエン系化合物と共重合性を有するアクリロニトリル、スチレンなどの単量体とをジエン系化合物が主体となるように共重合させて得られるNBR,SBR等の重合体や更にはそれらの各種変性物(マレイン化変性物、ボイル油変性物など)などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これら液状ジエン系化合物のうちでは液状ポリブタジエンが好ましい。
【0186】
空気酸化硬化性物質は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また空気酸化硬化性物質と同時に酸化硬化反応を促進する触媒や金属ドライヤーを併用すると効果を高められる場合がある。これらの触媒や金属ドライヤーとしては、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ジルコニウム、オクチル酸コバルト、オクチル酸ジルコニウム等の金属塩やアミン化合物等が例示される。
【0187】
空気酸化硬化性物質は、ビニル系重合体100重量部に対して0.01〜20重量部添加するのが好ましい。0.01重量部未満では効果が小さく、また20重量部を越えると物性への悪影響が出ることがある。
<酸化防止剤について>
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて酸化防止剤を添加しても良い。酸化防止剤は各種のものが知られており、例えば大成社発行の「酸化防止剤ハンドブック」、シーエムシー化学発行の「高分子材料の劣化と安定化」(235〜242)等に記載された種々のものが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【0188】
例えば、MARK PEP−36、MARK AO−23等のチオエーテル系(以上いずれもアデカア−ガス化学製)、Irgafos38、Irgafos168、IrgafosP−EPQ(以上いずれも日本チバガイギー製)等のようなリン系酸化防止剤等が挙げられる。なかでも、以下に示したようなヒンダードフェノール系化合物が好ましい。
【0189】
ヒンダードフェノール系化合物としては、具体的には以下のものが例示できる。
2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、モノ(又はジ又はトリ)(αメチルベンジル)フェノール、2,2’−メチレンビス(4エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,5−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、2,5−ジ−tert−アミルハイドロキノン、トリエチレングリコール−ビス−[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2−チオ−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル)カルシウム、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、2,4−2,4−ビス[(オクチルチオ)メチル]o−クレゾール、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−オクチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、メチル−3−[3−t−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオネート−ポリエチレングリコール(分子量約300)との縮合物、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール誘導体、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。
【0190】
商品名で言えば、ノクラック200、ノクラックM−17、ノクラックSP、ノクラックSP−N、ノクラックNS−5、ノクラックNS−6、ノクラックNS−30、ノクラック300、ノクラックNS−7、ノクラックDAH(以上いずれも大内新興化学工業製)、MARK AO−30、MARK AO−40、MARK AO−50、MARK AO−60、MARK AO−616、MARK AO−635、MARK AO−658、MARK AO−80、MARK AO−15、MARK AO−18、MARK 328、MARK AO−37(以上いずれもアデカアーガス化学製)、IRGANOX−245、IRGANOX−259、IRGANOX−565、IRGANOX−1010、IRGANOX−1024、IRGANOX−1035、IRGANOX−1076、IRGANOX−1081、IRGANOX−1098、IRGANOX−1222、IRGANOX−1330、IRGANOX−1425WL(以上いずれも日本チバガイギー製)、SumilizerGM、SumilizerGA−80(以上いずれも住友化学製)等が例示できるがこれらに限定されるものではない。
【0191】
酸化防止剤は後述する光安定剤と併用してもよく、併用することによりその効果を更に発揮し、特に耐熱性が向上することがあるため特に好ましい。予め酸化防止剤と光安定剤を混合してあるチヌビンC353、チヌビンB75(以上いずれも日本チバガイギー製)などを使用しても良い。
【0192】
酸化防止剤の使用量は、ビニル系重合体100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲であることが好ましい。0.1重量部未満では耐候性を改善の効果が少なく、5重量部超では効果に大差がなく経済的に不利である。
<光安定剤について>
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて光安定剤を添加しても良い。光安定剤は各種のものが知られており、例えば大成社発行の「酸化防止剤ハンドブック」、シーエムシー化学発行の「高分子材料の劣化と安定化」(235〜242)等に記載された種々のものが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【0193】
特に限定はされないが、光安定剤の中でも、紫外線吸収剤が好ましく、具体的には、チヌビンP、チヌビン234、チヌビン320、チヌビン326、チヌビン327、チヌビン329、チヌビン213(以上いずれも日本チバガイギー製)等のようなベンゾトリアゾール系化合物やチヌビン1577等のようなトリアジン系、CHIMASSORB81等のようなベンゾフェノン系、チヌビン120(日本チバガイギー製)等のようなベンゾエート系化合物等が例示できる。
【0194】
また、ヒンダードアミン系化合物も好ましく、そのような化合物を以下に記載する。
コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、
ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、
N,N’−ビス(3アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物、
ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、
コハク酸−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリディニル)エステル等が挙げられる。
【0195】
商品名で言えば、チヌビン622LD、チヌビン144、CHIMASSORB944LD、CHIMASSORB119FL、Irgafos168、(以上いずれも日本チバガイギー製)、MARK LA−52、MARK LA−57、MARK LA−62、MARK LA−67、MARK LA−63、MARK LA−68、MARK LA−82、MARK LA−87、(以上いずれもアデカア−ガス化学製)、サノールLS−770、サノールLS−765、サノールLS−292、サノールLS−2626、サノールLS−1114、サノールLS−744、サノールLS−440(以上いずれも三共製)などが例示できるがこれらに限定されるものではない。
【0196】
更には紫外線吸収剤とヒンダードアミン系化合物の組合せはより効果を発揮することがあるため、特に限定はされないが併用しても良く、併用することが好ましいことがある。
【0197】
光安定剤は前述した酸化防止剤と併用してもよく、併用することによりその効果を更に発揮し、特に耐候性が向上することがあるため特に好ましい。予め光安定剤と酸化防止剤を混合してあるチヌビンC353、チヌビンB75(以上いずれも日本チバガイギー製)などを使用しても良い。
【0198】
光安定剤の使用量は、ビニル系重合体100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲であることが好ましい。0.1重量部未満では耐候性を改善の効果が少なく、5重量部超では効果に大差がなく経済的に不利である。
その他の添加剤
本発明の硬化性組成物には、硬化性組成物又は硬化物の諸物性の調整を目的として、必要に応じて各種添加剤を添加してもよい。このような添加物の例としては、たとえば、難燃剤、硬化性調整剤、老化防止剤、ラジカル禁止剤、紫外線吸収剤、金属不活性化剤、オゾン劣化防止剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、発泡剤、光硬化性樹脂などがあげられる。これらの各種添加剤は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0199】
このような添加物の具体例は、たとえば、特公平4−69659号、特公平7−108928号、特開昭63−254149号、特開昭64−22904号の各明細書などに記載されている。
【0200】
本発明の硬化性組成物は、すべての配合成分を予め配合密封保存し、施工後空気中の湿気により硬化する1成分型として調製しても良く、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成分型として調整しても良い。2成分型にすると、2成分の混合時に着色剤を添加することができ、例えば、サイディングボードの色に合わせたシーリング材を提供する際に、限られた在庫で豊富な色揃えをすることが可能となるなど、市場から要望されている多色化対応が容易となり、低層建物用等により好ましい。着色剤は、例えば顔料と可塑剤、場合によっては充填材を混合しペースト化したものを用いると作業し易い。また、更に2成分の混合時に遅延剤を添加することにより硬化速度を作業現場にて微調整することができる。
<<硬化物>>
<用途>
本発明の硬化性組成物は、限定はされないが、建築用弾性シーリング材や複層ガラス用シーリング材等のシーリング材、太陽電池裏面封止材などの電気・電子部品材料、電線・ケーブル用絶縁被覆材などの電気絶縁材料、粘着剤、接着剤、弾性接着剤、塗料、粉体塗料、コーティング材、発泡体、電気電子用ポッティング剤、フィルム、ガスケット、注型材料、各種成形材料、および、網入りガラスや合わせガラス端面(切断部)の防錆・防水用封止材、自動車部品、電機部品、各種機械部品などにおいて使用される液状シール剤、等の様々な用途に利用可能である。
【0201】
【実施例】
以下に、本発明の具体的な実施例を比較例と併せて説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
【0202】
下記実施例および比較例中「部」および「%」は、それぞれ「重量部」および「重量%」を表す。
【0203】
下記実施例中、「数平均分子量」および「分子量分布(重量平均分子量と数平均分子量の比)」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いた標準ポリスチレン換算法により算出した。ただし、GPCカラムとしてポリスチレン架橋ゲルを充填したもの(shodex GPC K−804;昭和電工製)、GPC溶媒としてクロロホルムを用いた。
(製造例1)
(アルケニル基を有するカルボン酸塩の合成)
メタノール(250mL)に10−ウンデセン酸(150g、0.814mol)、カリウム−tert−ブトキシド(91.3g、0.814mol)を加え、0℃で攪拌した。減圧加熱下で揮発分を留去することにより、下式に示すウンデセン酸カリウムを得た。
CH2=CH−(CH28−CO2 -+
(BAセミバッチ重合−1kg)
2Lのガラス反応容器に窒素雰囲気下、臭化第一銅(8.39g、0.0585mol)、アセトニトリル(112mL)を投入し、70℃で60分間加熱した。これにアクリル酸ブチル(224mL、1.56mol)、2、5−ジブロモアジピン酸ジエチル(17.6g、0.0488mol)を加えてさらに30分攪拌した。これにペンタメチルジエチレントリアミン(0.41mL、1.95mmol)を加えて重合を開始した。この後反応溶液のサンプリングを行なって反応を追跡しながらペンタメチルジエチレントリアミン(5.66mL、27.1mmol)を加え、また反応開始から55分後からアクリル酸ブチル(895mL、6.24mol)を140分かけて加えた。アクリル酸ブチルの添加後さらに170分加熱を続けた。この時GC測定よりアクリル酸ブチルの消費率は92.9%であった。混合物をトルエンで希釈して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することで無色透明重合体[1]を得た。得られた重合体[1]の数平均分子量は21000、分子量分布は1.1であった。
【0204】
上記重合体[1](0.35kg)、上記ウンデセン酸カリウム(8.85g)及びジメチルアセトアミド350mLをガラス容器に加え、窒素雰囲気下70℃で3時間加熱攪拌した。反応溶液の揮発分を減圧加熱下で除去した後、トルエンで希釈してろ過した。ろ液から減圧加熱下で揮発分を留去して溶液を濃縮した。これに珪酸アルミ(協和化学製、キョーワード700PEL)をポリマーに対して20wt%加え、100℃で3時間加熱攪拌した。反応溶液をトルエンで希釈してろ過し、ろ液から減圧加熱下で揮発分を留去することにより、アルケニル基末端重合体(重合体[2])を得た。1H−NMR測定により、ポリマー1分子あたりに導入されたアルケニル基は1.9個であった。
【0205】
1L耐圧反応容器に重合体[2](350g)、トリメトキシシラン(15.0mL)、オルトぎ酸メチル(3.6mL)、および0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体を仕込んだ。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5×10-4当量とした。反応混合物を加熱反応させた後、混合物の揮発分を減圧留去することにより、シリル基末端ビニル系重合体(重合体[P1])を得た。得られた重合体の数平均分子量は26000、分子量分布は1.2であった。重合体1分子当たりに導入された平均のシリル基の数を1H NMR分析により求めたところ、1.4個であった。
【0206】
同様に1L耐圧反応容器に重合体[2]と、トリメトキシシラン、オルトぎ酸メチル、および0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体を仕込み、充分加熱反応させた後、混合物の揮発分を減圧留去することにより、シリル基末端ビニル系重合体(重合体[P2])を得た。得られた重合体の数平均分子量は26000、分子量分布は1.2であった。重合体1分子当たりに導入された平均のシリル基の数を1H NMR分析により求めたところ、2.0個であった。
【0207】
同様に1L耐圧反応容器に重合体[2]と、ジメトキシメチルヒドロシラン、オルトぎ酸メチル、および0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体を仕込み、加熱反応させた後、混合物の揮発分を減圧留去することにより、シリル基末端ビニル系重合体(重合体[P3])を得た。得られた重合体の数平均分子量は26000、分子量分布は1.2であった。重合体1分子当たりに導入された平均のシリル基の数を1H NMR分析により求めたところ、1.4個であった。
(製造例2)
還流管および攪拌機付きの2Lのセパラブルフラスコに、CuBr(8.39g、0.0585mol)を仕込み、反応容器内を窒素置換した。アセトニトリル(112mL)を加え、オイルバス中70℃で30分間攪拌した。これにアクリル酸ブチル(224mL)、2、5−ジブロモアジピン酸ジエチル(23.4g、0.0650mol)、ペンタメチルジエチレントリアミン(0.500mL、0.244mmol)(これ以降トリアミンと表す)を加え、反応を開始した。70℃で加熱攪拌しながら、アクリル酸ブチル(895mL)を150分かけて連続的に滴下した。アクリル酸ブチルの滴下途中にトリアミン(2.50mL、12.0mmol)を追加した。反応開始より310分経過後に1,7−オクタジエン(288mL、1.95mol)、トリアミン(4.0mL、0.0195mol)を加え、引き続き70℃で240分加熱攪拌した。
反応混合物をヘキサンで希釈し、活性アルミナカラムを通した後、揮発分を減圧留去することによりアルケニル基末端重合体(重合体[3])を得た。重合体[3]の数平均分子量は20000、分子量分布は1.3であった。
還流管付2Lセパラブルフラスコに、重合体[3](1.0kg)、安息香酸カリウム(34.8g)、N,N−ジメチル酢酸アミド(1L)を仕込み、窒素気流下70℃で15時間加熱攪拌した。加熱減圧下でN,N−ジメチル酢酸アミドを除去した後、トルエンで希釈した。トルエンに不溶な固体分(KBrおよび余剰な安息香酸カリウムを活性アルミナカラムで濾過した。ろ液の揮発分を減圧留去することにより重合体[4]を得た。
【0208】
還流管付2L丸底フラスコに、重合体[4](1kg)、珪酸アルミ(200g、協和化学製、キョーワード700PEL)、トルエン(1L)を仕込み、窒素気流下100℃で5.5時間加熱攪拌した。珪酸アルミを濾過により除去した後、ろ液のトルエンを減圧留去することにより重合体[5]を得た。
【0209】
1L耐圧反応容器に重合体[5](720g)、トリメトキシシラン(31.7mL)、オルトぎ酸メチル(8.1mL)、および0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体を仕込んだ。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5×10-4当量とした。反応混合物を加熱反応させた後、混合物の揮発分を減圧留去することにより、シリル基末端ビニル系重合体(重合体[P4])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23000、分子量分布は1.4であった。重合体1分子当たりに導入された平均のシリル基の数を1H NMR分析により求めたところ、1.7個であった。
【0210】
同様に1L耐圧反応容器に重合体[5]、トリメトキシシラン、ジメトキシメチルヒドロシラン、オルトぎ酸メチル、および0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体を仕込んだ。ただし、トリメトキシシランとジメトキシメチルヒドロシランの投入量ははモル比で70対30とした。反応混合物を加熱反応させた後、混合物の揮発分を減圧留去することにより、シリル基末端ビニル系重合体(重合体[P5])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23000、分子量分布は1.4であった。重合体1分子当たりに導入された平均のシリル基の数を1H NMR分析により求めたところ、トリメトキシ基が1.2個、ジメトキシメチル基0.5個であった。
【0211】
同様に1L耐圧反応容器に重合体[5]、ジメトキシメチルヒドロシラン、オルトぎ酸メチル、および0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体を仕込み、加熱反応させた後、混合物の揮発分を減圧留去することにより、シリル基末端ビニル系重合体(重合体[P6])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23000、分子量分布は1.4であった。重合体1分子当たりに導入された平均のシリル基の数を1H NMR分析により求めたところ、1.7個であった。
(製造例3)
還流塔および攪拌機付きの50L重合機に、CuBr(251.82g、1.76mol)を仕込み、反応容器内を窒素置換した。アセトニトリル(3360mL)を加え、68℃で20分間攪拌した。これにアクリル酸ブチル(6.80L)、2、5−ジブロモアジピン酸ジエチル(526.70g、1.46mol)、ペンタメチルジエチレントリアミン(12.0mL、0.0585mmol)(これ以降トリアミンと表す)を加え、反応を開始した。70℃で加熱攪拌しながら、アクリル酸ブチル(26.80L)を204分かけて連続的に滴下した。アクリル酸ブチルの滴下途中にトリアミン(36.0mL、0.176mmol)を追加した。反応開始より397分経過後に1,7−オクタジエン(8640mL、58.5mol)、トリアミン(120mL、0.585mol)を加え、80℃で240分加熱攪拌した。その後トリアミン(80mL、0.390mol)を追加し、90℃で240分加熱攪拌した。
【0212】
反応混合物をトルエンで希釈し、分離板型遠心沈降機を用いて不溶の銅錯体を除去し、活性アルミナカラムを通した後、揮発分を減圧留去することによりアルケニル基末端重合体(重合体[6])を得た。重合体[6]の数平均分子量は24000、分子量分布は1.21であった。
還流管付10Lセパラブルフラスコに、重合体[6](3.0kg)、酢酸カリウム(24.5g)、N,N−ジメチル酢酸アミド(3L)を仕込み、窒素気流下100℃で10時間加熱攪拌した。加熱減圧下でN,N−ジメチル酢酸アミドを除去した後、トルエンで希釈した。トルエンに不溶な固体分(KBrおよび余剰な安息香酸カリウムを活性アルミナカラムで濾過した。ろ液の揮発分を減圧留去することにより重合体[7]を得た。
【0213】
還流管付10L丸底フラスコに、重合体[7](3kg)、ハイドロタルサイト(450g、協和化学製、キョーワード500SH、キョーワード700SL)、キシレン(0.6L)を仕込み、窒素気流下130℃で5.0時間加熱攪拌した。珪酸アルミを濾過により除去した後、ろ液を減圧留去することにより重合体[8]を得た。
【0214】
2L反応容器に重合体[8](1000g)、トリメトキシシラン(52mL)、オルトぎ酸メチル(13.3mL)、および0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体を仕込んだ。なお、白金触媒とトリメトキシシランを反応途中で追加した。トリメトキシシランの使用量は合計で69mL、白金触媒の使用量は合計で、重合体のアルケニル基に対してモル比で1×10-3当量であった。加熱反応させた後、混合物の揮発分を減圧留去することにより、シリル基末端ビニル系重合体(重合体[P7])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28500、分子量分布は1.4であった。重合体1分子当たりに導入された平均のシリル基の数を1H NMR分析により求めたところ、2.5個であった。
【0215】
同様に2L反応容器に重合体[8]、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2、2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリルを仕込み、加熱反応させた後、混合物の揮発分を(未反応の3−メルカプトプロピルトリメトキシシランが残らないように)充分に減圧留去することにより、シリル基末端ビニル系重合体(重合体[P8])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28500、分子量分布は1.4であった。重合体1分子当たりに導入された平均のシリル基の数を1H NMR分析により求めたところ、2.8個であった。
【0216】
同様に2L反応容器に重合体[8](1000g)、ジメトキシメチルヒドロシラン(45mL)、オルトぎ酸メチル(13.3mL)、および0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体を仕込んだ。なお、重合体[P7]同様、白金触媒とジメトキシメチルシランを反応途中で追加した。充分加熱反応させた後、混合物の揮発分を減圧留去することにより、シリル基末端ビニル系重合体(重合体[P9])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28500、分子量分布は1.4であった。重合体1分子当たりに導入された平均のシリル基の数を1H NMR分析により求めたところ、2.5個であった。
(製造例4)
特開平11−080249の実施例2に記載された方法に基づき、ヒドロキシエチル−2−ブロモプロピオネートを開始剤とし、臭化第一銅と2,2−ビピリジルを重合触媒として,アクリル酸−n−ブチルを重合し、重合末期にメタクリル酸−2−ヒドロキシエチルを添加して末端に水酸基を有するポリアクリル酸−n−ブチル(重合体[9])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6100、分子量分布は1.3であった。重合体1分子当たりに導入された平均のシリル基の数を1H NMR分析により求めたところ、3.3個であった。
【0217】
これにイソシアネートプロピルトリメトキシシランを加えてウレタン化反応を行ない、末端の水酸基をトリメトキシシリル基に変換して、平均3.3個のトリメトキシシリル基を有するビニル系重合体(重合体[P10])を得た。
(製造例5)
還流管および攪拌機付きの2Lのセパラブルフラスコに、CuBr(22.4g、0.156mol)を仕込み、反応容器内を窒素置換した。アセトニトリル(112mL)を加え、オイルバス中70℃で30分間攪拌した。これにアクリル酸ブチル(0.20kg)、2−ブロモプロピオン酸メチル(86.9g、0.520mol)、トリアミン(0.19mL、0.18g、1.04mmol)を加え、反応を開始した。70℃で加熱攪拌しながら、アクリル酸ブチル(0.80kg)を150分かけて連続的に滴下した。アクリル酸ブチルの滴下途中にトリアミン(1.81mL、1.71g、9.88mmol)を追加した。引き続き70℃で230分加熱攪拌した。
反応混合物をトルエンで希釈し、活性アルミナカラムを通した後、揮発分を減圧留去することによりアルケニル基末端重合体(重合体[10])を得た。重合体[10]の数平均分子量は2600、分子量分布は1.18であった。
還流管付2Lセパラブルフラスコに、重合体[10](0.937kg)、酢酸カリウム(73.5g)、N,N−ジメチル酢酸アミド(0.8L)を仕込み、窒素気流下70℃で5時間加熱攪拌した。加熱減圧下でN,N−ジメチル酢酸アミドを除去した後、トルエンで希釈した。トルエンに不溶な固体分(KBrおよび余剰な安息香酸カリウムを活性アルミナカラムで濾過した。ろ液の揮発分を減圧留去することにより重合体[P11]を得た。
(製造例6)
攪拌機付きの250Lの反応釜に、CuBr(923.3g、6.44mol)を仕込み、反応釜内を窒素シールした後、アセトニトリル(6671g)を加え、65℃で15分間攪拌した。これにアクリル酸ブチル(22.0kg)、2,5−ジブロモアジピン酸ジエチル(1931.2g、5.36mol)、アセトニトリル(3000g)、ペンタメチルジエチレントリアミン(44.8mL、214.6mmol)(これ以降トリアミンと表す)を加え、反応を開始した。80℃で加熱攪拌しながら、アクリル酸ブチル(88.0kg)を連続的に滴下した。アクリル酸ブチルの滴下途中にトリアミン(179.2mL、859.5mmol)を追加した。引き続き80℃で加熱攪拌後、1,7−オクタジエン(15.847kg)、トリアミン(672.0mL、3.21mol)を添加し、さらに80℃で10時間加熱攪拌を続けることにより、重合体[11]を含有する反応混合物(重合反応混合物[11’])を得た。
反応混合物[11’]の揮発分を減圧留去することによりアルケニル基末端重合体(重合体[11])を得た。
【0218】
攪拌機付きの250Lの反応釜に重合体[11](100kg)、メチルシクロヘキサン(100kg)、吸着剤(各2kg、協和化学製、キョーワード500SH、キョーワード700SL)を仕込み、酸素/窒素混合ガス雰囲気下で150℃、2時間加熱撹拌し固体分を分離して重合体[12]を得た。
【0219】
還流管付10Lセパラブルフラスコに、重合体[12](3.2kg)、酢酸カリウム(74.1g)、N,N−ジメチル酢酸アミド(3.2L)を仕込み、窒素気流下100℃で8時間加熱攪拌した。加熱減圧下でN,N−ジメチル酢酸アミドを除去した後、トルエンで希釈した。トルエンに不溶な固体分(KBrおよび余剰な安息香酸カリウムを活性アルミナカラムで濾過した。ろ液の揮発分を減圧留去することにより重合体[13]を得た。
【0220】
還流管付10Lセパラブルフラスコに、重合体[13](3kg)、吸着剤(1800g、協和化学製、キョーワード500SH、キョーワード700SL)、キシレン(1.5L)を仕込み、窒素気流下130℃で5.0時間加熱攪拌した。吸着剤を濾過により除去した後、ろ液を減圧留去することにより重合体[14]を得た。
【0221】
2L反応容器に製造例1で得られた重合体[14](1300g)、ジメトキシメチルヒドロシラン(58.5mL)、オルトぎ酸メチル(17.3mL)、および0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体を仕込んだ。なお、白金触媒の使用量は重合体1kgに対し白金換算で30mg。100℃、3.5h加熱反応させた後、混合物の揮発分を減圧留去することにより、シリル基末端ビニル系重合体(重合体[P12])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27000、分子量分布は1.4であった。重合体1分子当たりに導入された平均のシリル基の数を1H NMR分析により求めたところ、1.8個であった。
(実施例1〜13)
製造例1〜4で得られた重合体[P1〜P10]100部に膠質炭酸カルシウム(白艶華CCR:白石カルシウム製)150部、重質炭酸カルシウム(ナノックス25A:丸尾カルシウム製)20部、酸化チタン(タイペークR−820(ルチル型):石原産業製)10部、可塑剤(表1に記載)50部、チキソ性付与剤(ディスパロン6500楠本化成製)2部、老化防止剤(サノールLS−765(HALS):三共製、チヌビン213:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)各1部を配合し、更に3本ペイントロールを用いて充分混合した後、その他の各種添加剤を配合し、各種硬化触媒を用いて、室温にて硬化させ、皮張時間を評価した。またその硬化物を室温にて1週間静置した後の表面のベタツキ(残留タック)を評価した。各種配合剤と硬化剤、および硬化剤の添加部数と皮張時間、硬化物の残留タックの結果を表1に示した。
【0222】
なお、本発明における皮張時間は、組成物がゴム弾性を発現し金属スパーテルに着かなくなるまでの時間で評価した。
【0223】
【表1】
Figure 0004050526
(実施例14〜29)
製造例6で得られた重合体[12]100部に膠質炭酸カルシウム(白艶華CCR:白石カルシウム製)150部、重質炭酸カルシウム(ナノックス25A:丸尾カルシウム製)20部、酸化チタン(タイペークR−820(ルチル型):石原産業製)10部、可塑剤(DIDP:協和醗酵工業製)60部、チキソ性付与剤(ディスパロン6500楠本化成製)2部、老化防止剤(サノールLS−765(HALS):三共製、チヌビン213:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)各1部を配合し、更に3本ペイントロールを用いて充分混合した後、シラノール含有化合物(A−1120、A−171:何れも日本ユニカー製)各1部と各種硬化触媒を用いて、室温にて硬化させ、皮張時間を評価した。硬化剤種、添加部数と硬化物の色、皮張時間、硬化物のゲル分率の結果を表2に示した。
(比較例1〜2)
実施例14〜29で使用した硬化触媒の代りに錫系硬化触媒を用いた以外は実施例14〜29と同様にして皮張時間とゲル分率を測定した。結果を表2に示した。
【0224】
なお、本発明におけるゲル分率は、硬化物をトルエン溶液に室温にて一日浸漬し、その後120℃で3時間真空乾燥させた後の質量を、浸漬前の質量に対する割合で示した。
【0225】
【表2】
Figure 0004050526
(実施例30〜45)
実施例14〜29と同様にして上記の配合組成物を約2mm厚の型枠に充填した後、室内で3日、その後50℃で4日硬化養生させ、硬化物を得た。硬化養生後の硬化物から2(1/3)号形ダンベル型試験片を打抜き、引張物性(島津製オートグラフ使用、測定温度:23℃、引張速度:200mm/sec)を評価した。また、同様に約2mm厚の型枠に充填したシート状施工物を室内で3日、その後50℃で4日硬化養生させた後、更に70℃で3日、23℃の水に1日浸漬養生し、2(1/3)号形ダンベル型試験片に打抜いて、復元率を測定した。復元率は23℃で標線20mmを40mmに24時間伸ばして保持した後、開放して1時間後に標線間を測定して復元した割合を算出した。それぞれの硬化物の残留タックを評価した。硬化剤種と引張物性、復元率の結果を表3に示した。
(比較例3〜4)
実施例30〜45で使用した硬化触媒の代りに錫系硬化触媒を用いた以外は実施例14〜29と同様にして皮張時間とゲル分率を測定した。結果を表2に示した。
【0226】
なお、本発明におけるゲル分率は、硬化物をトルエン溶液に室温にて一日浸漬し、その後120℃で3時間真空乾燥させた後の質量を、浸漬前の質量に対する割合で示した。
【0227】
【表3】
Figure 0004050526
何れも充分な硬化性、ゲル分、残留タック、機械物性、復元性を示した。
【0228】
上記の実験結果より、以下のことが明らかになった。
▲1▼鉄、チタン、ビスマス等のカルボン酸金属塩は錫並みの触媒活性を示した。
▲2▼マンガン、ビスマス、チタン、特にバナジウム、コバルト、バリウム、カルシウム、アルミニウム等のカルボン酸金属塩は錫のカルボン酸金属塩に比較して低モジュラスでありながら高復元性を示した。
▲3▼鉄、チタン、ビスマス、鉛、バナジウム、ジルコニウム、カルシウム、カリウム、バリウム、マンガン、ニッケル、コバルト、亜鉛、アルミニウム等のカルボン酸金属塩は錫のカルボン酸金属塩と比較して低モジュラス高伸びの傾向を示した。
【0229】
【発明の効果】
本発明は、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(I)、及び、錫系以外のカルボン酸金属塩(II)からなる硬化性組成物からなり、錫系硬化触媒を使用せずに、実用的な硬化性を示しながら、良好な硬化物物性を有する組成物を実現できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a curable composition containing a vinyl polymer (I) having at least one crosslinkable silyl group and a carboxylic acid metal salt (II) other than tin.
[0002]
[Prior art]
Among polymers obtained by ionic polymerization or condensation polymerization, vinyl polymers obtained by radical polymerization and having a functional group, particularly a functional group at the terminal, have hardly been put into practical use. Among vinyl polymers, (meth) acrylic polymers have characteristics that cannot be obtained with the above polyether polymers, hydrocarbon polymers, or polyester polymers, such as high weather resistance and transparency. Those having an alkenyl group or a crosslinkable silyl group in the side chain are used for highly weather-resistant paints. On the other hand, the polymerization control of the acrylic polymer is not easy because of the side reaction, and it is very difficult to introduce a functional group at the terminal.
[0003]
If a vinyl polymer having an alkenyl group at the molecular chain terminal can be obtained by a simple method, a cured product having excellent cured product properties can be obtained as compared with those having a crosslinkable group in the side chain. Therefore, many researchers have studied the production method so far, but it is not easy to produce them industrially. For example, JP-A-1-247403 and JP-A-5-255415 disclose a method for synthesizing a (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal using an alkenyl group-containing disulfide as a chain transfer agent. .
[0004]
In JP-A-5-262808, a vinyl polymer having hydroxyl groups at both ends is synthesized using a disulfide having hydroxyl groups, and an alkenyl group is added to the ends using the reactivity of hydroxyl groups. A method for synthesizing a (meth) acrylic polymer is disclosed.
[0005]
In JP-A-5-221922, a vinyl polymer having hydroxyl groups at both ends is synthesized using a polysulfide having hydroxyl groups, and a silyl group is added to the ends using the reactivity of hydroxyl groups. A method for synthesizing a (meth) acrylic polymer is disclosed.
[0006]
In these methods, it is difficult to reliably introduce functional groups at both ends, and a cured product having satisfactory characteristics cannot be obtained. In order to reliably introduce functional groups at both ends, a large amount of chain transfer agent must be used, which is a problem in the production process. In these methods, since ordinary radical polymerization is used, it is difficult to control the molecular weight and molecular weight distribution (ratio of number average molecular weight to number average molecular weight) of the obtained polymer.
[0007]
In contrast to such conventional techniques, the inventors have so far made numerous inventions regarding vinyl polymers having various crosslinkable functional groups at their terminals, their production methods, curable compositions, and applications. (JP-A-11-080249, JP-A-11-080250, JP-A-11-005815, JP-A-11-116617, JP-A-11-116606, JP-A-11-080571, JP-A-11-080570, JP-A-11-130931, (See JP-A-11-100433, JP-A-11-116763, JP-A-9-272714, JP-A-9-272715, etc.).
[0008]
For example, a silicon-containing group having a hydroxyl group or hydrolyzable group bonded to a silicon atom and capable of crosslinking by forming a siloxane bond with moisture or the like even at room temperature (hereinafter also referred to as “crosslinkable silyl group”) The vinyl polymer having a cured product obtained from the composition or the composition thereof is excellent in heat resistance or weather resistance, and is not particularly limited. However, the sealing material such as an elastic sealing material sealant for buildings and a sealing material for multi-layer glass, solar Electrical and electronic component materials such as battery backside sealing materials, electrical insulation materials such as insulation coating materials for electric wires and cables, adhesives, adhesives, elastic adhesives, paints, powder paints, coating materials, foams, electrical and electronic products Potting agents, films, gaskets, casting materials, various molding materials, and anti-rust / waterproof sealing materials for meshed glass and laminated glass end faces (cut parts) Automotive parts and electrical parts, are available in a variety of applications of the seal such as various machine parts.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The sealing material is generally used for the purpose of filling water-tightness and airtightness by filling joints and gaps between various members. Therefore, since followability to the use site over a long period of time is extremely important, the cured product is required to have high elongation and high strength.
[0010]
On the other hand, the curable composition containing the organic polymer having a reactive silicon group is cured using a silanol condensation catalyst, and usually divalent tin such as tin 2-ethylhexylate or dibutyltin. Tin-based catalysts represented by tetravalent tin such as bisacetylacetonate are widely used. In particular, when the movement of the site to be used is large, a cured product having good followability is obtained, and thus 2-ethylhexylate tin is often used. However, in recent years, the toxicity of tin-based compounds has been pointed out, and catalysts for non-tin compounds have been demanded.
[0011]
In Japanese Patent Publication No. 35-2795, Japanese Patent Publication No. 32-3742, Japanese Patent Publication No. 35-9939, Japanese Patent Publication No. 37-3271, and the like, tin carboxylic acid is used as a curing catalyst for the organopolysiloxane composition. Various non-tin carboxylic acid metal salts are disclosed along with the salts. On the other hand, examples of the use of a tin metal carboxylate as a curing catalyst for a composition containing an organic polymer having a reactive silicon group include bismuth carboxylates (Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-39428 and 9). No.-12860) and cerium carboxylate (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-313814), but various carboxylic acid metal salts have been widely studied so far for vinyl polymers such as acrylic polymers having a main chain. There were no examples.
[0012]
In addition, such a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group often used a polymer having a hydrolyzable silicon group formed by bonding two hydrolyzable groups per silicon atom. There are also, especially when very fast curing speed is required, such as when using adhesives or at low temperatures, the curing speed is not sufficient, and if you want to give flexibility after curing, There is a problem in that the crosslink density needs to be lowered, and therefore the crosslink density is not sufficient, resulting in stickiness (surface tack).
[0013]
Accordingly, the present invention provides a curable composition comprising as a main component a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group, and exhibits a good curability using a non-tin catalyst, The object is to provide a composition having physical properties.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve such problems, the present inventors have found that a specific non-tin carboxylic acid metal salt is used as a silanol condensation catalyst of this vinyl polymer. However, the inventors have found that it exhibits sufficiently practical curability and exhibits low modulus and high elongation properties as compared with the case where tin 2-ethylhexylate is used, thereby completing the present invention.
[0015]
That is, the present invention relates to a curable composition containing a vinyl polymer (I) having at least one crosslinkable silyl group and a carboxylic acid metal salt (II).
[0016]
The vinyl polymer (I) is not particularly limited, but the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) (Mw / Mn) measured by gel permeation chromatography is less than 1.8. Preferably there is.
[0017]
Further, the main chain of the vinyl polymer (I) is not particularly limited, but the group consisting of (meth) acrylic monomers, acrylonitrile monomers, aromatic vinyl monomers, fluorine-containing vinyl monomers, and silicon-containing vinyl monomers. It is preferably produced mainly by polymerizing a monomer selected from: (meth) acrylic monomers, more preferably acrylic monomers, more preferably acrylic ester monomers, for general architectural use, etc. In particular, it is most preferable to polymerize by using a butyl acrylate monomer from the viewpoint that physical properties such as low viscosity of the blend, low modulus of the cured product, high elongation, weather resistance, and heat resistance are required. On the other hand, it is preferably produced by polymerization using an ethyl acrylate monomer in applications around automobile engines and machinery that require oil resistance, heat resistance, high strength, etc. It is most preferable to produce by copolymerizing an ethyl acrylate monomer mainly using a 2-methoxyethyl acrylate monomer and a butyl acrylate monomer from the standpoint of compatibility. In consideration of physical properties such as oil resistance and low temperature characteristics, it is possible to change the ratio of monomers to be copolymerized.
[0018]
The main chain of the vinyl polymer (I) is not limited, but is preferably produced by living radical polymerization, more preferably atom transfer radical polymerization. Further, the atom transfer radical polymerization is not limited, but a catalyst selected from a transition metal complex having a central metal of a group 7, 8, 9, 10, or 11 element of the periodic table is used as a catalyst. More preferred is a complex selected from the group consisting of copper, nickel, ruthenium, or iron complexes, and particularly preferred is a copper complex.
[0019]
The position of the crosslinkable silyl group of the vinyl polymer (I) is not limited, but the terminal is preferable. In addition, although it may have the same functional group inside the main chain, it is preferable to have a functional group only at the terminal when, for example, rubber elasticity is required for the crosslinked cured product.
[0020]
The number of crosslinkable functional groups of the vinyl polymer (I) is not particularly limited, but in order to obtain a cured product having higher crosslinkability, it is 1 or more on average, preferably 1.2 or more, more Preferably it is 1.5 or more.
[0021]
The metal of the carboxylic acid metal salt (II) is not particularly limited, but from the group consisting of bismuth, iron, titanium, lead, vanadium, zirconium, calcium, potassium, barium, manganese, cerium, nickel, cobalt, zinc, and aluminum. The metal selected is preferred.
[0022]
The carboxylate metal salt (II) is not particularly limited, but bismuth carboxylate, iron carboxylate, titanium carboxylate, lead carboxylate, vanadium carboxylate, zirconium carboxylate, calcium carboxylate, potassium carboxylate, barium carboxylate It is preferably one or more carboxylic acid metal salts selected from the group consisting of manganese carboxylate, cerium carboxylate, nickel carboxylate, cobalt carboxylate, zinc carboxylate, aluminum carboxylate and represented by the following groups: It is more preferable that the carboxylic acid metal salt,
Fe (OCOR)2, Fe (OCOR)Three, Ti (OCOR)Four, Bi (OCOR)Three, Pb (OCOR)2, V (OCOR)Three, Zr (O) (OCOR)2, Ca (OCOR)2, K (OCOR), Ba (OCOR)2, Mn (OCOR)2, Ce (OCOR)Three, Ni (OCOR)2, Co (OCOR)2, Zn (OCOR)2, Al (OCOR)Three
(In the formula, R is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain a carbon-carbon double bond.)
Most preferably, the carboxylic acid metal salt (II) is a metal salt of a carboxylic acid group-containing compound selected from 2-ethylhexanoic acid, neodecanoic acid, versatic acid, oleic acid, and naphthenic acid.
[0023]
The amount of the carboxylic acid metal salt (II) is 0.005 to 30 parts by weight in terms of the metal element contained in the carboxylic acid metal salt (II) with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer (I). It is preferable to contain the metal carboxylate (II).
[0024]
Further, although not particularly limited, an amine compound (III) may be contained as a third component, and the carboxylic acid metal salt (II) is contained in 100 parts by weight of the vinyl polymer (I). 0.01 to 50 parts by weight of the amine compound (III) may be added to the compound containing the carboxylic acid metal salt (II) in an amount of 0.005 to 30 parts by weight in terms of the contained metal element. . Effects such as curing acceleration are expected.
[0025]
On the other hand, the vinyl polymer (I) is a crosslinkable silyl group in which a is 3 among the crosslinkable silyl groups represented by the general formula (1) in order to increase the curing rate and crosslink density of the blend. It is preferable to contain a vinyl polymer.
-SiYaR3-a... (1)
(In the formula, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group 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). , When two or more R 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 1, 2, or 3. )
As described above, the position of the crosslinkable silyl group represented by the formula (1) is not limited, but the main chain terminal of the vinyl polymer (I) is preferable.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a curable composition. More specifically, the following two components:
The present invention relates to a curable composition containing a vinyl polymer (I) having at least one crosslinkable functional group and a carboxylic acid metal salt (II).
Below, the curable composition of this invention is explained in full detail.
<< About vinyl polymer >>
<Main chain>
The inventors have so far made numerous inventions relating to vinyl polymers having various crosslinkable functional groups at the ends of the polymer, methods for producing the same, curable compositions, and uses (JP-A-11-080249). JP-A-11-080250, JP-A-11-005815, JP-A-11-116617, JP-A-11-116606, JP-A-11-080571, JP-A-11-080570, JP-A-11-130931, JP-A-11-100033, Special (See Kaihei 11-116763, JP-A-9-272714, JP-A-9-272715, etc.). Although it does not specifically limit as vinyl-type polymer (I) of this invention, All the polymers disclosed by the invention illustrated above can be used suitably.
[0027]
It does not specifically limit as a vinyl-type monomer which comprises the principal chain of the vinyl-type polymer of this invention, Various things 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- Butyl, isobutyl (meth) acrylate, (tert-butyl) (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acryl Acid-n-heptyl, (meth) acrylic acid-n-octyl, (meth) acrylic acid-2-ethylhexyl, (meth) acrylic acid nonyl, (meth) acrylic acid decyl, (meth) acrylic acid dodecyl, (meth) Phenyl acrylate, toluyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate (Meth) acrylic acid-3-methoxybutyl, (meth) acrylic acid-2-hydroxyethyl, (meth) acrylic acid-2-hydroxypropyl, (meth) acrylic acid stearyl, (meth) acrylic acid glycidyl, (meth) 2-aminoethyl acrylate, γ- (methacryloyloxypropyl) trimethoxysilane, ethylene oxide adduct of (meth) acrylic acid, trifluoromethylmethyl (meth) acrylate, 2-trifluoromethylethyl (meth) acrylate , 2-perfluoroethylethyl (meth) acrylate, 2-perfluoroethyl-2-perfluorobutylethyl (meth) acrylate, 2-perfluoroethyl (meth) acrylate, perfluoromethyl (meth) acrylate , (Perfluoromethylmethyl) (meth) acrylate, (me T) 2-perfluoromethyl-2-perfluoroethylmethyl acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth) acrylate, 2-perfluorodecylethyl (meth) acrylate, 2-perfluoro (meth) acrylate (Meth) acrylic monomers such as hexadecylethyl; aromatic vinyl monomers such as styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene, chlorostyrene, styrenesulfonic acid and their salts; perfluoroethylene, perfluoropropylene, vinylidene fluoride Fluorine-containing vinyl monomers such as vinyl trimethoxysilane, vinyl triethoxysilane and other silicon-containing vinyl monomers; maleic anhydride, maleic acid, monoalkyl and dialkyl esters of maleic acid; fumaric acid, monoalkyl of fumaric acid Beauty treatment And maleic monomers such as maleimide, methylmaleimide, ethylmaleimide, propylmaleimide, butylmaleimide, hexylmaleimide, octylmaleimide, dodecylmaleimide, stearylmaleimide, phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide; and acrylonitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile 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; Butadiene and isoprene Conjugated dienes such as vinyl chloride, vinylidene chloride, allyl chloride, allyl alcohol and the like. These may be used alone or a plurality of these may be copolymerized.
[0028]
The main chain of the vinyl polymer is mainly polymerized with at least one monomer selected from the group consisting of (meth) acrylic monomers, acrylonitrile monomers, aromatic vinyl monomers, fluorine-containing vinyl monomers, and silicon-containing vinyl monomers. It is preferable that it is manufactured. Here, “mainly” means that 50 mol% or more, preferably 70% or more of the monomer units constituting the vinyl polymer are the above monomers.
[0029]
Of these, a styrene monomer and a (meth) acrylic acid monomer are preferable from the physical properties of the product. More preferred are acrylic ester monomers and methacrylic ester monomers, and particularly preferred are acrylic ester monomers. In applications such as general construction, butyl acrylate monomers are more preferred, because the properties of the compound such as low viscosity, low modulus of cured products, high elongation, weather resistance, heat resistance, etc. are required. Is more preferably a copolymer mainly composed of ethyl acrylate because oil resistance and the like are required. As the copolymer mainly composed of ethyl acrylate, a copolymer containing ethyl acrylate, butyl acrylate, and 2-methoxyethyl acrylate is preferable. Depending on the degree of required physical properties such as oil resistance and low temperature characteristics, these monomers are used. It is preferable to set the ratio to an optimal ratio.
[0030]
In the present invention, these preferable monomers may be copolymerized with other monomers, and further block copolymerized, and in this case, it is preferable that these preferable monomers are contained in a weight ratio of 40%. In the above expression format, for example, (meth) acrylic acid represents acrylic acid and / or methacrylic acid.
[0031]
The molecular weight distribution of the vinyl polymer of the present invention, that is, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography is not particularly limited, but preferably Is less than 1.8, more preferably not more than 1.7, still more preferably not more than 1.6, still more preferably not more than 1.5, particularly preferably not more than 1.4, most preferably Is 1.3 or less. In the GPC measurement in the present invention, chloroform is usually used as the mobile phase, the measurement is performed with a polystyrene gel column, and the number average molecular weight and the like can be determined in terms of polystyrene.
[0032]
The number average molecular weight of the vinyl polymer in the present invention is not particularly limited, but when measured by gel permeation chromatography, a range of 500 to 1,000,000 is preferable, and 1,000 to 100,000 is more preferable. 5,000 to 50,000 are more preferable.
<Method of synthesizing the main chain>
The method for synthesizing the vinyl polymer in the present invention is not limited, but controlled radical polymerization is preferred, living radical polymerization is more preferred, and atom transfer radical polymerization is particularly preferred. These will be described below.
Controlled radical polymerization
The radical polymerization method uses a general radical polymerization method in which a monomer having a specific functional group and a vinyl monomer are simply copolymerized using an azo compound or a peroxide as a polymerization initiator, a terminal, etc. Can be classified into “controlled radical polymerization methods” in which specific functional groups can be introduced at controlled positions.
[0033]
The “general radical polymerization method” is a simple method. However, in this method, a monomer having a specific functional group is introduced into the polymer only in a probabilistic manner, so an attempt is made to obtain a polymer having a high functionalization rate. In such a case, it is necessary to use this monomer in a considerably large amount. On the contrary, if the monomer is used in a small amount, there is a problem that the proportion of the polymer in which this specific functional group is not introduced becomes large. 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.
[0034]
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, It 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 the terminal without causing a termination reaction or the like.
[0035]
In the “chain transfer agent method”, a polymer having a high functionalization rate can be obtained, but a chain transfer agent having a considerably large amount of a specific functional group with respect to the initiator is required. There is an economic problem. 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.
[0036]
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.
[0037]
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.
[0038]
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.
[0039]
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).
[0040]
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, WO96 / 30421, WO97 / 18247, WO98 / 01480, WO98 / 40415, or Sawamoto et al., Macromolecules. Macromolecules 1995, 28, 1721, JP-A-9-208616, JP-A-8-41117, and the like.
[0041]
In the present invention, there is no particular restriction as to which of these living radical polymerization methods is used, but an atom transfer radical polymerization method is preferred.
[0042]
The living radical polymerization will be described in detail below, but before that, one of the controlled radical polymerizations that can be used for the production of vinyl polymers described later, the polymerization using a chain transfer agent will be described. To do. Although it does not specifically limit as radical polymerization using a chain transfer agent (telomer), The following two methods are illustrated as a method of obtaining the vinyl polymer which has the terminal structure suitable for this invention.
[0043]
JP-A-4-132706 discloses a method for obtaining a halogen-terminated polymer by using a halogenated hydrocarbon as a chain transfer agent, JP-A-61-271306, JP-A-2594402, This is a method for obtaining a hydroxyl-terminated polymer by using a hydroxyl group-containing mercaptan or a hydroxyl group-containing polysulfide as a chain transfer agent as disclosed in JP-A-54-47782.
[0044]
Below, living radical polymerization is demonstrated.
[0045]
First, a method using a radical scavenger such as a nitroxide compound will be described. In this polymerization, a stable nitroxy free radical (= N—O.) Is generally used as a radical capping agent. Examples of such compounds include, but are not limited to, 2,2,6,6-substituted-1-piperidinyloxy radical, 2,2,5,5-substituted-1-pyrrolidinyloxy radical, and the like. Nitroxy free radicals from cyclic hydroxyamines are preferred. As the substituent, an alkyl group having 4 or less carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group is suitable. Specific nitroxy free radical compounds include, but are not limited to, 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy radical (TEMPO), 2,2,6,6-tetraethyl-1- Piperidinyloxy radical, 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-1-piperidinyloxy radical, 2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy radical, 1, Examples include 1,3,3-tetramethyl-2-isoindolinyloxy radical, N, N-di-t-butylamineoxy radical, and the like. Instead of the nitroxy free radical, a stable free radical such as a galvinoxyl free radical may be used.
[0046]
The radical capping agent is used in combination with a radical generator. It is considered that the reaction product of the radical capping agent and the radical generator serves as a polymerization initiator and the polymerization of the addition polymerizable monomer proceeds. The combination ratio of both is not particularly limited, but 0.1 to 10 mol of radical initiator is appropriate for 1 mol of radical capping agent.
[0047]
Although various compounds can be used as the radical generator, a peroxide capable of generating a radical under polymerization temperature conditions is preferred. Examples of the peroxide include, but are not limited to, diacyl peroxides such as benzoyl peroxide and lauroyl peroxide, dialkyl peroxides such as dicumyl peroxide and di-t-butyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, bis There are peroxycarbonates such as (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, alkyl peresters such as t-butylperoxyoctate and t-butylperoxybenzoate. Benzoyl peroxide is particularly preferable. Furthermore, radical generators such as radical-generating azo compounds such as azobisisobutyronitrile may be used instead of peroxide.
[0048]
As reported in Macromolecules 1995, 28, 2993, instead of using a radical capping agent and a radical generator together, an alkoxyamine compound as shown below may be used as an initiator.
[0049]
[Chemical 1]
Figure 0004050526
When an alkoxyamine compound is used as an initiator, if it has a functional group such as a hydroxyl group as shown in the above figure, a polymer having a functional group at the terminal can be obtained. When this is used in the method of the present invention, a polymer having a functional group at the terminal can be obtained.
[0050]
Polymerization conditions such as a monomer, a solvent, and a polymerization temperature used in polymerization using a radical scavenger such as the above nitroxide compound are not limited, but may be the same as those used for atom transfer radical polymerization described below.
Atom transfer radical polymerization
Next, a more preferred atom transfer radical polymerization method as the living radical polymerization of the present invention will be described.
[0051]
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. A sulfonyl compound or the like is used as an initiator.
For example,
C6HFive-CH2X, C6HFive-C (H) (X) CHThree, C6HFive-C (X) (CHThree)2(However, in the above chemical formula,6HFiveIs a phenyl group, X is chlorine, bromine, or iodine)
R1-C (H) (X) -CO2R2, R1-C (CHThree) (X) -CO2R2, R1-C (H) (X) -C (O) R2, R1-C (CHThree) (X) -C (O) R2,
(Wherein R1, R2Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group, or an aralkyl group, X is chlorine, bromine, or iodine)
R1-C6HFour-SO2X
(In each of the above formulas, R1Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group, or an aralkyl group, X is chlorine, bromine, or iodine)
Etc.
[0052]
As an initiator of atom transfer radical polymerization, an organic halide or a sulfonyl halide compound having a functional group other than the functional group for initiating polymerization can also be used. In such a case, a vinyl polymer having a functional group at one end of the main chain and a growth terminal structure of atom transfer radical polymerization at the other main chain end is produced. Examples of such functional groups include alkenyl groups, crosslinkable silyl groups, hydroxyl groups, epoxy groups, amino groups, amide groups, and the like.
[0053]
It does not limit as an organic halide which has an alkenyl group, For example, what has a structure shown in General formula (2) is illustrated.
RFourRFiveC (X) -R6-R7-C (RThree) = CH2  (2)
(Wherein RThreeIs hydrogen or a methyl group, RFour, RFiveIs hydrogen, or a monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group, or aralkyl, or those interconnected at the other end, R6-C (O) O- (ester group), -C (O)-(keto group), or o-, m-, p-phenylene group, R7Is a direct bond, or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds, X is chlorine, bromine, or iodine)
Substituent RFour, RFiveSpecific examples thereof include hydrogen, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group and the like. RFourAnd RFiveMay be linked at the other end to form a cyclic skeleton.
[0054]
Specific examples of the organic halide having an alkenyl group represented by the general formula (2) include
XCH2C (O) O (CH2)nCH = CH2, HThreeCC (H) (X) C (O) O (CH2)nCH = CH2, (HThreeC)2C (X) C (O) O (CH2)nCH = CH2, CHThreeCH2C (H) (X) C (O) O (CH2)nCH = CH2,
[0055]
[Chemical formula 2]
Figure 0004050526
(In each of the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, n is an integer of 0 to 20) XCH2C (O) O (CH2)nO (CH2)mCH = CH2, HThreeCC (H) (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)mCH = CH2, (HThreeC)2C (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)mCH = CH2, CHThreeCH2C (H) (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)mCH = CH2,
[0056]
[Chemical Formula 3]
Figure 0004050526
(In each of the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, n is an integer of 1 to 20, and m is an integer of 0 to 20)
o, m, p-XCH2-C6HFour-(CH2)n-CH = CH2, O, m, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-(CH2)n-CH = CH2, O, m, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-(CH2)n-CH = CH2,
(In each of the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, and n is an integer of 0 to 20) o, m, p-XCH2-C6HFour-(CH2)n-O- (CH2)m-CH = CH2, O, m, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-(CH2)n-O- (CH2)m-CH = CH2, O, m, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-(CH2)n-O- (CH2)mCH = CH2,
(In each of the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, n is an integer of 1 to 20, and m is an integer of 0 to 20)
o, m, p-XCH2-C6HFour-O- (CH2)n-CH = CH2, O, m, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-O- (CH2)n-CH = CH2, O, m, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-O- (CH2)n-CH = CH2,
(In each of the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, and n is an integer of 0 to 20) o, m, p-XCH2-C6HFour-O- (CH2)n-O- (CH2)m-CH = CH2, O, m, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-O- (CH2)n-O- (CH2)m-CH = CH2, O, m, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-O- (CH2)n-O- (CH2)m-CH = CH2,
(In each of the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, n is an integer of 1 to 20, and m is an integer of 0 to 20)
Examples of the organic halide having an alkenyl group further include a compound represented by the general formula (3).
H2C = C (RThree-R7-C (RFour) (X) -R8-RFive  (3)
(Wherein RThree, RFour, RFive, R7, X is the same as above, R8Represents a direct bond, —C (O) O— (ester group), —C (O) — (keto group), or o-, m-, p-phenylene group)
R7Is a direct bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms (which may contain one or more ether bonds). The groups are bonded and are allylic halides. In this case, since the carbon-halogen bond is activated by the adjacent vinyl group, R8It is not always necessary to have a C (O) O group or a phenylene group, and a direct bond may be used. R7In order to activate the carbon-halogen bond,8Is preferably a C (O) O group, a C (O) group, or a phenylene group.
[0057]
If the compound of general formula (3) is specifically illustrated,
CH2= CHCH2X, CH2= C (CHThree) CH2X, CH2= CHC (H) (X) CHThree, CH2= C (CHThree) C (H) (X) CHThree, CH2= CHC (X) (CHThree)2, CH2= CHC (H) (X) C2HFive, CH2= CHC (H) (X) CH (CHThree)2, CH2= CHC (H) (X) C6HFive, CH2= CHC (H) (X) CH2C6HFive, CH2= CHCH2C (H) (X) -CO2R, CH2= CH (CH2)2C (H) (X) -CO2R, CH2= CH (CH2)ThreeC (H) (X) -CO2R, CH2= CH (CH2)8C (H) (X) -CO2R, CH2= CHCH2C (H) (X) -C6HFive, CH2= CH (CH2)2C (H) (X) -C6HFive, CH2= CH (CH2)ThreeC (H) (X) -C6HFive,
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group, or an aralkyl group)
Etc.
[0058]
Specific examples of halogenated sulfonyl compounds having an alkenyl group include o-, m-, and p-CH.2= CH- (CH2)n-C6HFour-SO2X, o-, m-, p-CH2= CH- (CH2)n-OC6HFour-SO2X,
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, and n is an integer of 0 to 20).
[0059]
It does not specifically limit as said organic halide which has a crosslinkable silyl group, For example, what has a structure shown in General formula (4) is illustrated.
RFourRFiveC (X) -R6-R7-C (H) (RThree) CH2-[Si (R9)2-b(Y)bO]m-Si (RTen)3-a(Y)a  (4)
(Wherein RThree, RFour, RFive, R6, R7, X is the same as above, R9, RTenAre all alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, aryl groups, aralkyl groups, 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). , R9Or RTenWhen 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)
If the compound of general formula (4) is specifically illustrated,
XCH2C (O) O (CH2)nSi (OCHThree)Three, CHThreeC (H) (X) C (O) O (CH2)nSi (OCHThree)Three, (CHThree)2C (X) C (O) O (CH2)nSi (OCHThree)Three, XCH2C (O) O (CH2)nSi (CHThree) (OCHThree)2, CHThreeC (H) (X) C (O) O (CH2)nSi (CHThree) (OCHThree)2, (CHThree)2C (X) C (O) O (CH2)nSi (CHThree) (OCHThree)2,
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, iodine, n is an integer of 0-20)
XCH2C (O) O (CH2)nO (CH2)mSi (OCHThree)Three, HThreeCC (H) (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)mSi (OCHThree)Three, (HThreeC)2C (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)mSi (OCHThree)Three, CHThreeCH2C (H) (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)mSi (OCHThree)Three, XCH2C (O) O (CH2)nO (CH2)mSi (CHThree) (OCHThree)2, HThreeCC (H) (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)m-Si (CHThree) (OCHThree)2, (HThreeC)2C (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)m-Si (CHThree) (OCHThree)2, CHThreeCH2C (H) (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)m-Si (CHThree) (OCHThree)2,
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, iodine, n is an integer of 1-20, m is an integer of 0-20)
o, m, p-XCH2-C6HFour-(CH2)2Si (OCHThree)Three, O, m, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-(CH2)2Si (OCHThree)Three, O, m, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-(CH2)2Si (OCHThree)Three, O, m, p-XCH2-C6HFour-(CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, O, m, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-(CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, O, m, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-(CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, O, m, p-XCH2-C6HFour-(CH2)2-O- (CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, O, m, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-(CH2)2-O- (CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, O, m, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-(CH2)2-O- (CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, O, m, p-XCH2-C6HFour-O- (CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, O, m, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-O- (CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, O, m, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-O- (CH2)Three-Si (OCHThree)Three, O, m, p-XCH2-C6HFour-O- (CH2)2-O- (CH2)Three-Si (OCHThree)Three, O, m, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-O- (CH2)2-O- (CH2)ThreeSi (OCHThree)Three, O, m, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-O- (CH2)2-O- (CH2)ThreeSi (OCHThree)Three,
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine)
Etc.
[0060]
Examples of the organic halide having a crosslinkable silyl group further include those having a structure represented by the general formula (5).
(RTen)3-a(Y)aSi- [OSi (R9)2-b(Y)b]m-CH2-C (H) (RThree-R7-C (RFour) (X) -R8-RFive  (5)
(Wherein RThree, RFour, RFive, R7, R8, R9, RTen, A, b, m, X, Y are the same as above)
If such a compound is specifically illustrated,
(CHThreeO)ThreeSiCH2CH2C (H) (X) C6HFive, (CHThreeO)2(CHThree) SiCH2CH2C (H) (X) C6HFive, (CHThreeO)ThreeSi (CH2)2C (H) (X) -CO2R, (CHThreeO)2(CHThree) Si (CH2)2C (H) (X) -CO2R, (CHThreeO)ThreeSi (CH2)ThreeC (H) (X) -CO2R, (CHThreeO)2(CHThree) Si (CH2)ThreeC (H) (X) -CO2R, (CHThreeO)ThreeSi (CH2)FourC (H) (X) -CO2R, (CHThreeO)2(CHThree) Si (CH2)FourC (H) (X) -CO2R, (CHThreeO)ThreeSi (CH2)9C (H) (X) -CO2R, (CHThreeO)2(CHThree) Si (CH2)9C (H) (X) -CO2R, (CHThreeO)ThreeSi (CH2)ThreeC (H) (X) -C6HFive, (CHThreeO)2(CHThree) Si (CH2)ThreeC (H) (X) -C6HFive, (CHThreeO)ThreeSi (CH2)FourC (H) (X) -C6HFive, (CHThreeO)2(CHThree) Si (CH2)FourC (H) (X) -C6HFive,
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group, or an aralkyl group)
Etc.
[0061]
The organic halide having a hydroxyl group or the sulfonyl halide compound is not particularly limited, and examples thereof include the following.
HO- (CH2)n-OC (O) C (H) (R) (X)
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group, and n is an integer of 1 to 20) Organic having the amino group It does not specifically limit as a halide or a sulfonyl halide compound, The following are illustrated.
H2N- (CH2)n-OC (O) C (H) (R) (X)
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group, and n is an integer of 1 to 20)
The organic halide having the epoxy group or the sulfonyl halide compound is not particularly limited, and examples thereof include the following.
[0062]
[Formula 4]
Figure 0004050526
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group, and n is an integer of 1 to 20) One molecule of the growth terminal structure In order to obtain a polymer having two or more in it, an organic halide having two or more starting points or a sulfonyl halide compound is preferably used as an initiator. For example,
[0063]
[Chemical formula 5]
Figure 0004050526
[0064]
[Chemical 6]
Figure 0004050526
Etc.
[0065]
There is no restriction | limiting in particular as a vinyl-type monomer used in this superposition | polymerization, All already illustrated can be used suitably.
[0066]
Although it does not specifically limit as a transition metal complex used as a polymerization catalyst, Preferably it is a metal complex complex which uses a periodic table group 7, 8, 9, 10, or 11 element as a central metal. More 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. A preferred ligand is a nitrogen-containing compound, a more preferred ligand is a chelate-type nitrogen-containing compound, and a more preferred ligand is N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine. It is. 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.
[0067]
The polymerization can be carried out without solvent or in various solvents. Solvent types 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, and 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, butyl acetate, Examples thereof include carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate, and these can be used alone or in admixture of two or more.
[0068]
Moreover, although not limited, superposition | polymerization can be performed in 0 to 200 degreeC, Preferably it is 50 to 150 degreeC.
[0069]
The atom transfer radical polymerization of the present invention includes so-called reverse atom transfer radical polymerization. Reverse atom transfer radical polymerization is a high oxidation state when a normal atom transfer radical polymerization catalyst generates radicals, for example, peroxidation with respect to Cu (II ′) when Cu (I) is used as a catalyst. In this method, a general radical initiator such as a compound is allowed to act, and as a result, an equilibrium state similar to that of atom transfer radical polymerization is produced (see Macromolecules 1999, 32, 2872).
<Functional group>
Number of crosslinkable silyl groups
The number of crosslinkable silyl groups in the vinyl polymer is not particularly limited, but it is preferable that the number of the crosslinkable silyl groups is one or more on average from the viewpoint of the curability of the composition and the physical properties of the cured product, and more preferably 1.1. The number is from 4.0 to 4.0, more preferably from 1.2 to 3.5.
Position of the crosslinkable silyl group
When a rubber property is particularly required for a cured product obtained by curing the curable composition of the present invention, the molecular weight between crosslinking points that greatly affects rubber elasticity can be increased. One is preferably at the end of the molecular chain. More preferably, it has all crosslinkable functional groups at the molecular chain ends.
[0070]
A method for producing a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group at its molecular terminal, in particular, a (meth) acrylic polymer is disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-14068, Japanese Patent Publication No. 4-55444, No. 6-211922 and the like. However, since these methods are free radical polymerization methods using the above-mentioned “chain transfer agent method”, the resulting polymer has a relatively high proportion of crosslinkable silyl groups at the molecular chain ends, while Mw / Mn The value of the molecular weight distribution represented by is generally as large as 2 or more, and the viscosity is increased. Therefore, in order to obtain a vinyl polymer having a narrow molecular weight distribution and a low viscosity and having a crosslinkable silyl group at the molecular chain terminal at a high ratio, the above “living radical polymerization method” is used. It is preferable.
[0071]
These functional groups will be described below.
Crosslinkable silyl group
The crosslinkable silyl group of the present invention includes a general formula (6);
-[Si (R9)2-b(Y)bO]m-Si (RTen)3-a(Y)a  (6)
{Where R is9, RTenAre 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). , R9Or RTenWhen 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. }
And a group represented by
[0072]
Examples of the hydrolyzable group include commonly used groups such as a hydrogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, a ketoximate group, an amino group, an amide group, an aminooxy group, a mercapto group, and an alkenyloxy group. Among these, an alkoxy group, an amide group, and an aminooxy group are preferable, but an alkoxy group is particularly preferable in terms of mild hydrolyzability and easy handling.
[0073]
Hydrolyzable groups and hydroxyl groups can be bonded to one silicon atom in the range of 1 to 3, and (a + Σb) is preferably in the range of 1 to 5. When two or more hydrolyzable groups or hydroxyl groups are bonded to the crosslinkable silyl group, they may be the same or different. The number of silicon atoms forming the crosslinkable silyl group is one or more, but in the case of silicon atoms linked by a siloxane bond or the like, the number is preferably 20 or less. In particular, the general formula (7)
-Si (RTen)3-a(Y)a  (7)
(Wherein RTen, Y and a are the same as described above. ) Is preferred because it is easily available.
[0074]
Although not particularly limited, a is preferably 2 or more in view of curability.
[0075]
As such a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group, a polymer having a hydrolyzable silicon group formed by bonding two hydrolyzable groups per silicon atom is often used. When a very fast curing rate is required, such as when used at low temperatures, etc., the curing rate is not sufficient, and if it is desired to provide flexibility after curing, it is necessary to reduce the crosslinking density. For this reason, the crosslink density is not sufficient, and stickiness (surface tack) may occur. In that case, it is preferable that a is three (for example, a trimethoxy functional group).
[0076]
Further, those having 3 a (for example, trimethoxy functional group) cure faster than those having 2 (for example, dimethoxy functional group), but the two having better storage stability and mechanical properties (elongation, etc.). May be better. In order to balance curability and physical properties, two (for example, a dimethoxy functional group) and three (for example, a trimethoxy functional group) may be used in combination.
<Silyl group introduction method>
The method for introducing a silyl group into the vinyl polymer of the present invention will be described below, but is not limited thereto.
[0077]
First, a method for introducing a crosslinkable silyl group, alkenyl group, and hydroxyl group by terminal functional group conversion will be described. Since these functional groups can be precursors to each other, they are described in the order from the crosslinkable silyl group.
[0078]
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. How to add
(B) A 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 compound having a crosslinkable silyl group and an isocyanate group in one molecule.
(C) A method of reacting a compound having both a polymerizable alkenyl group and a crosslinkable silyl group in one molecule when synthesizing a vinyl polymer by radical polymerization
(D) A method of using a chain transfer agent having a crosslinkable silyl group when synthesizing a vinyl polymer by radical polymerization
(E) A method in which a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond is reacted with a compound having a crosslinkable silyl group and a stable carbanion in one molecule.
[0079]
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.
[0080]
(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 (9) To react as a second monomer.
H2C = C (R14-R15-R16-C (R17) = CH2  (9)
(Wherein R14Represents hydrogen or a methyl group, R15Represents —C (O) O— or o-, m-, p-phenylene, R16Represents a direct bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds. R17Represents 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)
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.
[0081]
(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
[0082]
(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.
[0083]
(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 (10). .
M+C-(R18) (R19-R20-C (R17) = CH2  (10)
(Wherein R17Is the same as above, R18, R19Are 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. R20Represents 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)
R18, R19As an electron withdrawing group,2Those having the structures of R, -C (O) R and -CN are particularly preferred.
[0084]
(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 .
[0085]
(Af) For example, an oxyanion or carboxylate anion having an alkenyl group represented by the general formula (11) or (12) is added to a vinyl polymer having at least one carbon-halogen bond having high reactivity. A method of replacing halogen by reaction.
H2C = C (R17-Rtwenty one-O-M+  (11)
(Wherein R17, M+Is the same as above. Rtwenty oneIs a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds)
H2C = C (R17-Rtwenty two-C (O) O-M+  (12)
(Wherein R17, M+Is the same as above. Rtwenty twoMay be a direct bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds)
Etc.
[0086]
The above-described method for synthesizing a vinyl polymer having at least one carbon-halogen bond having high reactivity is an atom transfer radical polymerization method using an organic halide as described above as an initiator and a transition metal complex as a catalyst. For example, but not limited to.
[0087]
Further, 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.
[0088]
(Ah) A method of reacting an alkenyl group-containing isocyanate compound such as allyl isocyanate.
[0089]
(Ai) A method in which an alkenyl group-containing acid halide such as (meth) acrylic acid chloride is reacted in the presence of a base such as pyridine.
[0090]
(Aj) A method in which an alkenyl group-containing carboxylic acid such as acrylic acid is reacted in the presence of an acid catalyst;
[0091]
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.
[0092]
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.
[0093]
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a hydrosilane compound which has a crosslinkable silyl group, When a typical thing is shown, the compound shown by General formula (13) will be illustrated.
H- [Si (R9)2-b(Y)bO]m-Si (RTen)3-a(Y)a  (13)
{Where R is9, RTenAre 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). , R9Or RTenWhen 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. }
Among these hydrosilane compounds, in particular, the general formula (14)
H-Si (RTen)3-a(Y)a  (14)
(Wherein RTen, 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.
[0094]
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.
[0095]
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.
[0096]
(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 (15) is used as the second monomer. How to react as.
H2C = C (R14-R15-R16-OH (15)
(Wherein R14, R15, R16Is 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.
[0097]
(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.
[0098]
(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.
[0099]
(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.
[0100]
(Be) A method of radical polymerization of a vinyl monomer by using an excessive amount of alcohol as disclosed in, for example, JP-A-6-116312.
[0101]
(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.
[0102]
(Bg) A method in which a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond is reacted with a stabilized carbanion having a hydroxyl group as listed in the general formula (16) to substitute the halogen.
M+C-(R18) (R19-R20-OH (16)
(Wherein R18, R19, R20Is the same as above)
R18, R19As an electron withdrawing group,2Those having the structures of R, -C (O) R and -CN are particularly preferred.
[0103]
(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.
[0104]
(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 (17) or (18). To replace the halogen.
HO-Rtwenty one-O-M+  (17)
(Wherein Rtwenty oneAnd M+Is the same as above)
HO-Rtwenty two-C (O) O-M+  (18)
(Wherein Rtwenty twoAnd M+Is the same as above)
(Bj) When synthesizing a vinyl polymer by living radical polymerization, as the second monomer after the end of the polymerization reaction or after the completion of the reaction of the predetermined monomer, an alkenyl group and a hydroxyl group having low polymerizability in one molecule A method of reacting a compound having
[0105]
Although it does not specifically limit as such a compound, The compound etc. which are shown by General formula (19) are mentioned.
H2C = C (R14-Rtwenty one-OH (19)
(Wherein R14And Rtwenty oneIs the same as described above. )
The compound represented by the general formula (19) is not particularly limited, but alkenyl alcohols such as 10-undecenol, 5-hexenol and allyl alcohol are preferable because they are easily available.
Etc.
[0106]
In the present invention, when halogen is not directly involved in the method of introducing a hydroxyl group such as (Ba) to (Be) and (Bj), a vinyl polymer is obtained by using a living radical polymerization method. It is preferable to synthesize. The method (Bb) is more preferable in terms of easier control.
[0107]
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 having at least one highly reactive carbon-halogen bond at the terminal obtained by radical polymerization of a vinyl monomer (atom transfer radical polymerization method). The method (Bi) is more preferable from the viewpoint of easier control.
[0108]
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.
[0109]
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 (20) is mentioned.
H2C = C (R14-R15-Rtwenty three-[Si (R9)2-b(Y)bO]m-Si (RTen)3-a(Y)a  (20)
(Wherein R9, RTen, R14, R15, Y, a, b, m are the same as above. Rtwenty threeMay 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.
[0110]
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.
[0111]
The method for synthesizing a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond, which is used in the method (E), uses an organic halide as described above as an initiator, and a transition metal complex. Examples thereof include, but are not limited to, an atom transfer radical polymerization method using a catalyst. Examples of the compound having both a crosslinkable silyl group and a stabilized carbanion in one molecule include those represented by the general formula (21).
M+C-(R18) (R19-Rtwenty four-C (H) (Rtwenty five) -CH2-[Si (R9)2-b(Y)bO]m-Si (RTen)3-a(Y)a  (21)
(Wherein R9, RTen, R18, R19, Y, a, b, m are the same as above. Rtwenty fourIs a direct bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms and may contain one or more ether bonds, Rtwenty fiveRepresents 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. )
R18, R19As an electron withdrawing group,2Those having the structures of R, -C (O) R and -CN are particularly preferred.
<< About carboxylic acid metal salt (II) >>
In the curable composition of the present invention, the carboxylic acid metal salt (II) is not particularly limited, but bismuth carboxylate, iron carboxylate, titanium carboxylate, lead carboxylate, vanadium carboxylate, zirconium carboxylate, carboxyl Carboxylic acid metal salt which is one or more selected from the group consisting of calcium acid, potassium carboxylate, barium carboxylate, manganese carboxylate, cerium carboxylate, nickel carboxylate, cobalt carboxylate, zinc carboxylate, aluminum carboxylate Is mentioned. These carboxylic acid metal salts function as so-called silanol condensation catalysts capable of forming siloxane bonds from the crosslinkable silyl groups contained in the vinyl polymer (I) of the present invention.
[0112]
Among the carboxylic acid metal salts, bismuth carboxylate, iron carboxylate, titanium carboxylate, lead carboxylate, vanadium carboxylate, zirconium carboxylate, calcium carboxylate, potassium carboxylate, barium carboxylate, manganese carboxylate, carboxyl Cerium acid is more preferred because of its high catalytic activity, and bismuth carboxylate, iron carboxylate, titanium carboxylate, lead carboxylate, vanadium carboxylate, zirconium carboxylate, and calcium carboxylate are more preferred, bismuth carboxylate, carboxylic acid Iron and titanium carboxylate are particularly preferred.
[0113]
From the viewpoint of little coloring, bismuth carboxylate, titanium carboxylate, lead carboxylate, zirconium carboxylate, calcium carboxylate, potassium carboxylate, barium carboxylate, cerium carboxylate, zinc carboxylate, and aluminum carboxylate are preferable.
[0114]
As specific examples of the carboxylic acid metal salt, carboxylic acid metal salts represented by the following groups are more preferable from the viewpoint of availability.
Fe (OCOR)2, Fe (OCOR)Three, Ti (OCOR)Four, Bi (OCOR)Three, Pb (OCOR)2, V (OCOR)Three, Zr (O) (OCOR)2, Ca (OCOR)2, K (OCOR), Ba (OCOR)2, Mn (OCOR)2, Ce (OCOR)Three, Ni (OCOR)2, Co (OCOR)2, Zn (OCOR)2, Al (OCOR)Three
(In the formula, R is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain a carbon-carbon double bond.)
Here, as the carboxylic acid, a hydrocarbon-based carboxylic acid group-containing compound having 1 to 40 carbon atoms can be suitably used. Specific examples include acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthate. Acid, caprylic acid, 2-ethylhexylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecanoic acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, heptadecylic acid, stearic acid, nonadecanoic acid, arachic acid, behenic acid, lignoserine Linear saturated fatty acids such as acid, serotic acid, montanic acid, melicinic acid, and laccelic acid; undecylenic acid, lindelic acid, tuzuic acid, fizeteric acid, myristoleic acid, 2-hexadecenoic acid, 6-hexadecenoic acid, 7- Hexadecenoic acid, palmitoleic acid, petrothelic acid, oleic acid, elaidic acid, Mono-unsaturated fatty acids such as crepinic acid, vaccenic acid, gadoleic acid, gondoic acid, cetreic acid, erucic acid, brassic acid, seracoleic acid, ximenoic acid, rumecetic acid; linoleic acid, 10,12-octadecadienoic acid, hirago Acid, α-eleostearic acid, β-eleostearic acid, punicic acid, linolenic acid, 8,11,14-eicosatrienoic acid, 7,10,13-docosatrienoic acid, 4,8,11,14- Hexadecatetraenoic acid, moloctic acid, stearidonic acid, arachidonic acid, 8,12,16,19-docosatetraenoic acid, 4,8,12,15,18-eicosapentaenoic acid, succinic acid, nisic acid, docosahexaenoic acid Polyene unsaturated fatty acids such as isoacid, antiisoic acid, tuberculostearic acid, neodecanoic acid, versa Branched fatty acids such as succinic acid; fatty acids having triple bonds such as taliric acid, stearolic acid, crepenic acid, xymenic acid, 7-hexadesinic acid; naphthenic acid, malvalic acid, sterlic acid, hydonocarbic acid, shawl Cycloaliphatic carboxylic acids such as mouglinic acid and gorulinic acid; sabinic acid, 2-hydroxytetradecanoic acid, iprolic acid, 2-hydroxyhexadecanoic acid, yarapinolic acid, uniperic acid, ambuloleic acid, allitulic acid, 2-hydroxy Oxygenated fatty acids such as octadecanoic acid, 12-hydroxyoctadecanoic acid, 18-hydroxyoctadecanoic acid, 9,10-dihydroxyoctadecanoic acid, ricinoleic acid, camlorenic acid, ricanoic acid, ferronic acid, cerebric acid; succinic acid, glutaric acid, Adipic acid, pimelic acid, And dicarboxylic acids such as superic acid, azelaic acid, and sebacic acid.
[0115]
In particular, 2-ethylhexylic acid, neodecanoic acid, versatic acid, oleic acid, naphthenic acid, and the like are preferred because they are easily available, inexpensive, and have good compatibility with vinyl polymers.
[0116]
From the viewpoints of availability and compatibility, specific examples of preferable carboxylic acid metal salts include iron 2-ethylhexylate (divalent), iron 2-ethylhexylate (trivalent), titanium 2-ethylhexylate (tetravalent), Bismuth 2-ethylhexylate (trivalent), lead 2-ethylhexylate (divalent), vanadium 2-ethylhexylate (trivalent), zirconyl 2-ethylhexylate (tetravalent), calcium 2-ethylhexylate (divalent), Potassium 2-ethylhexylate (monovalent), barium 2-ethylhexylate (divalent), manganese 2-ethylhexylate (divalent), cerium 2-ethylhexylate (trivalent), nickel 2-ethylhexylate (divalent), Cobalt 2-ethylhexylate (divalent), zinc 2-ethylhexylate (divalent), aluminum 2-ethylhexylate (trivalent), Iron decanoate (divalent), iron neodecanoate (trivalent), titanium neodecanoate (tetravalent), bismuth neodecanoate (trivalent), lead neodecanoate (divalent), vanadium neodecanoate (trivalent), neodecanoic acid Zirconyl (tetravalent), calcium neodecanoate (divalent), potassium neodecanoate (monovalent), barium neodecanoate (divalent), manganese neodecanoate (divalent), cerium neodecanoate (trivalent), nickel neodecanoate ( Divalent), cobalt neodecanoate (divalent), zinc neodecanoate (divalent), aluminum neodecanoate (trivalent), iron versatate (divalent), iron versatate (trivalent), titanium versatate (tetravalent) ), Bismuth versatic acid (trivalent), lead versatic acid (divalent), vanadium versatic acid (trivalent), zirconium versatate Nil (tetravalent), calcium versatate (divalent), potassium versatate (monovalent), barium versatate (divalent), manganese versatate (divalent), cerium versatate (trivalent), nickel versatate ( Divalent), cobalt versatate (divalent), zinc versatate (divalent), aluminum versatate (trivalent), iron oleate (divalent), iron oleate (trivalent), titanium oleate (tetravalent) ), Bismuth oleate (trivalent), lead oleate (divalent), vanadium oleate (trivalent), zirconyl oleate (tetravalent), calcium oleate (divalent), potassium oleate (monovalent), Barium oleate (divalent), manganese oleate (divalent), cerium oleate (trivalent), nickel oleate (divalent), olei Cobaltate (divalent), zinc oleate (divalent), aluminum oleate (trivalent), iron naphthenate (divalent), iron naphthenate (trivalent), titanium naphthenate (tetravalent), naphthenic acid Bismuth (trivalent), lead naphthenate (divalent), vanadium naphthenate (trivalent), zirconyl naphthenate (tetravalent), calcium naphthenate (divalent), potassium naphthenate (monovalent), barium naphthenate ( Divalent), manganese naphthenate (divalent), cerium naphthenate (trivalent), nickel naphthenate (divalent), cobalt naphthenate (divalent), zinc naphthenate (divalent), aluminum naphthenate (trivalent) ), And the like.
[0117]
From the viewpoint of catalytic activity, iron 2-ethylhexylate (divalent), iron 2-ethylhexylate (trivalent), titanium 2-ethylhexylate (tetravalent), bismuth 2-ethylhexylate (trivalent), 2-ethylhexylic acid Zinc (divalent), iron neodecanoate (divalent), iron neodecanoate (trivalent), titanium neodecanoate (tetravalent), bismuth neodecanoate (trivalent), zinc neodecanoate (divalent), iron versatate ( Divalent), iron versatate (trivalent), titanium versatate (tetravalent), bismuth versatic acid (trivalent), zinc versatate (divalent), iron oleate (divalent), iron oleate (trivalent) ), Titanium oleate (tetravalent), bismuth oleate (trivalent), zinc oleate (divalent), iron naphthenate (divalent), iron naphthenate (trivalent), titanium naphthenate (Tetravalent), bismuth naphthenate (trivalent), and zinc naphthenate (divalent) are more preferable. Iron 2-ethylhexylate (trivalent), titanium 2-ethylhexylate (tetravalent), bismuth 2-ethylhexylate (Trivalent), iron neodecanoate (trivalent), titanium neodecanoate (tetravalent), bismuth neodecanoate (trivalent), iron ferric acid (trivalent), titanium versatate (tetravalent), bismuth versatic acid (3 ), Iron oleate (trivalent), titanium oleate (tetravalent), bismuth oleate (trivalent), iron naphthenate (trivalent), titanium naphthenate (tetravalent), bismuth naphthenate (trivalent) Are particularly preferred.
[0118]
From the viewpoint of coloring, titanium 2-ethylhexylate (tetravalent), bismuth 2-ethylhexylate (trivalent), lead 2-ethylhexylate (divalent), zirconyl 2-ethylhexylate (tetravalent), 2-ethylhexyl Acid calcium (divalent), potassium 2-ethylhexylate (monovalent), barium 2-ethylhexylate (divalent), cerium 2-ethylhexylate (trivalent), zinc 2-ethylhexylate (divalent), 2-ethylhexyl Acid aluminum (trivalent), titanium neodecanoate (tetravalent), bismuth neodecanoate (trivalent), lead neodecanoate (divalent), zirconyl neodecanoate (tetravalent), calcium neodecanoate (divalent), potassium neodecanoate (Monovalent), barium neodecanoate (divalent), cerium neodecanoate (trivalent), zinc neodecanoate (divalent) Aluminum neodecanoate (trivalent), titanium versatate (tetravalent), bismuth versatate (trivalent), lead versatate (divalent), zirconyl versatate (tetravalent), calcium versatate (divalent), versatic acid Potassium (monovalent), barium versatate (divalent), cerium versatate (trivalent), zinc versatate (divalent), aluminum versatate (trivalent), titanium oleate (tetravalent), bismuth oleate ( Trivalent), lead oleate (divalent), zirconyl oleate (tetravalent), calcium oleate (divalent), potassium oleate (monovalent), barium oleate (divalent), cerium oleate (trivalent) ), Zinc oleate (divalent), aluminum oleate (trivalent), titanium naphthenate (tetravalent) Bismuth naphthenate (trivalent), lead naphthenate (divalent), zirconyl naphthenate (tetravalent), calcium naphthenate (divalent), potassium naphthenate (monovalent), barium naphthenate (divalent), naphthenic acid Cerium (trivalent), zinc naphthenate (divalent), and aluminum naphthenate (trivalent) are more preferable.
[0119]
Such a carboxylic acid metal salt is prepared by reacting a carboxylic acid group-containing compound or its ester with sodium hydroxide to form an aqueous solution of sodium soap, and separately adding an aqueous solution of a metal salt prepared to Precipitation method for precipitation, melting method in which carboxylic acid group-containing compound or its ester and metal hydroxide, oxide, weak acid salt are reacted at high temperature, direct method in which carboxylic acid group-containing compound and metal powder are reacted In addition, a method of reacting an alcoholate or chloride with a carboxylic acid group-containing compound in an anhydrous organic solvent is employed.
[0120]
In addition, such carboxylic acid metal salts are diluted with a diluting solvent such as mineral spirit, toluene, hexylene glycol, diethylene glycol, white kerosene, dioctyl phthalate, and used in the form of a solution having a metal content of about 1 to 40%. It is preferable.
[0121]
The amount of the carboxylic acid metal salt (II) used is about 0.005 to 30 parts by weight in terms of the metal element contained in the carboxylic acid metal salt (II) with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer (I). Is preferable, and about 0.01 to 20 parts by weight is more preferable. If the blending amount of the carboxylic acid metal salt (II) is less than this range, the curing rate may be slow, and the curing reaction may not proceed sufficiently, which is not preferable. On the other hand, if the amount of the carboxylic acid metal salt (II) exceeds this range, the pot life may be too short, resulting in poor workability, and local heat generation and foaming may occur during curing, resulting in good curing. Sometimes things are difficult to obtain. Furthermore, it is not preferable from the viewpoint of storage stability.
[0122]
Moreover, each said carboxylic acid metal salt can be used in combination of 2 or more types other than using alone, Furthermore, carboxylic acid tin salt, carboxylic acid lead salt, carboxylic acid bismuth salt, carboxylic acid cerium Can be used in combination with salt.
[0123]
On the other hand, when the carboxylic acid metal salt (II) alone is low in activity and appropriate curability cannot be obtained, various amine compounds (III) as the third component can be added as a co-catalyst. Specific examples of the amine compound (III) include methylamine, ethylamine, propylamine, isopropylamine, butylamine, amylamine, hexylamine, octylamine, 2-ethylhexylamine, nonylamine, decylamine, laurylamine, pentadecylamine, cetylamine. , Stearylamine, aliphatic primary amines such as cyclohexylamine; dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, dibutylamine, diamylamine, dioctylamine, di (2-ethylhexyl) amine, didecylamine, dilaurylamine, dicetylamine Aliphatic secondary amines such as distearylamine, methylstearylamine, ethylstearylamine, butylstearylamine; Aliphatic tertiary amines such as trihexylamine and trioctylamine; Aliphatic unsaturated amines such as triallylamine and oleylamine; Aromatic amines such as laurylaniline, stearylaniline and triphenylamine; and others As amines, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, benzylamine, diethylaminopropylamine, xylylenediamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, triethylenediamine, guanidine, diphenylguanidine, 2, 4, 6 -Tris (dimethylaminomethyl) phenol, morpholine, N-methylmorpholine, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1,8-diazabicyclo (5,4,0 Undecene -7 (DBU) and the like although not limited thereto.
[0124]
In the present invention, an amino group-containing silane coupling agent can also be used as the amine compound (III). The amino group-containing silane coupling agent is a compound having a group containing a silicon atom to which a hydrolyzable group is bonded (hereinafter referred to as a hydrolyzable silicon group) and an amino group. Examples of the hydrolyzable silicon group include those in which X is a hydrolyzable group among the groups represented by the general formula (1). Specific examples of the hydrolyzable group include the groups already exemplified, and a methoxy group, an ethoxy group, and the like are preferable from the viewpoint of hydrolysis rate. The number of hydrolyzable groups is preferably 2 or more, particularly 3 or more.
[0125]
Specific examples of the amino group-containing silane coupling agent include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, and γ-aminopropyl. Methyldiethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- ( 2-aminoethyl) aminopropylmethyldiethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltriisopropoxysilane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl -Γ-amino B pills trimethoxysilane can be mentioned N- vinylbenzyl -γ- aminopropyltriethoxysilane, and the like. Further, amino-modified silyl polymers, silylated amino polymers, unsaturated aminosilane complexes, phenylamino long-chain alkylsilanes, aminosilylated silicones, and the like, which are derivatives obtained by modifying these, can also be used. The amino group-containing silane coupling agent may be used alone or in combination of two or more.
[0126]
As these amine compounds (III), the cocatalyst ability varies greatly depending on the structure of the amine compound (III) itself and the compatibility with the vinyl polymer (I). It is preferable to select a suitable compound accordingly. For example, when an isobutylene polymer is used as the vinyl polymer (I), relatively long-chain aliphatic secondary amines such as dioctylamine and distearylamine, and aliphatic secondary amines such as dicyclohexylamine, It is preferable from the viewpoint of high cocatalyst ability.
[0127]
The compounding amount of the amine compound as the amine compound (III) is preferably about 0.01 to 50 parts by weight, more preferably 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer of the vinyl polymer (I). Part is more preferred. If the compounding amount of the amine compound is less than 0.01 parts by weight, the curing rate may be slow, and the curing reaction may not proceed sufficiently. On the other hand, when the compounding amount of the amine compound exceeds 30 parts by weight, the pot life may become too short, which is not preferable from the viewpoint of workability.
<< Curable composition >>
Some curable compositions of the present invention require a curing catalyst or a curing agent. Moreover, you may add various compounding agents according to the target physical property.
<Curing catalyst and curing agent>
In addition to the non-tin metal carboxylate catalyst in the present invention, various conventionally known condensation catalysts used for polymers having a crosslinkable silyl group may be used to the extent that the effects of the present invention are not hindered.
[0128]
Examples of such a condensation catalyst include dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin diethylhexanolate, dibutyltin dioctate, dibutyltin dimethylmalate, dibutyltin diethylmalate, dibutyltin dibutylmalate, dibutyltin diester. Isooctylmalate, dibutyltin ditridecylmalate, dibutyltin dibenzylmalate, dibutyltin maleate, dioctyltin diacetate, dioctyltin distearate, dioctyltin dilaurate, dioctyltin diethylmalate, dioctyltin diisooctylmalate, etc. Tetravalent tin compounds; divalent tin compounds such as tin octylate, tin naphthenate and tin stearate; monobutyltin compounds such as monobutyltin trisoctoate and monobutyltin triisopropoxide; Monoalkyltins such as nooctyltin compounds; titanates such as tetrabutyl titanate and tetrapropyl titanate; organoaluminum compounds such as aluminum trisacetylacetonate, aluminum trisethylacetoacetate, diisopropoxyaluminum ethylacetoacetate; Chelate compounds such as zirconium tetraacetylacetonate and titanium tetraacetylacetonate; butylamine, octylamine, laurylamine, dibutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, oleylamine, cyclohexylamine, benzyl Amine, diethylaminopropylamine, xylylenediamine, triethylenediamine Guanidine, diphenylguanidine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, morpholine, N-methylmorpholine, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 Amine compounds such as (DBU), or salts of these amine compounds with carboxylic acids, etc .; reactants and mixtures of amine compounds and organotin compounds such as reactants or mixtures of laurylamine and tin octylate Low molecular weight polyamide resin obtained from excess polyamine and polybasic acid; reaction product of excess polyamine and epoxy compound; γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane Silane coupling agent having an amino group such as silanol If the catalyst, even more other acid catalysts known silanol condensation catalysts such as basic catalyst and the like.
[0129]
These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
[0130]
In the curable composition of the present invention, in order to further increase the activity of the condensation catalyst, the general formula (37)
R49 aSi (OR50)4-a  (37)
(Wherein R49And R50Are each independently a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Further, a is 0, 1, 2, or 3. A silicon compound having no silanol group represented by () may be added.
[0131]
Examples of the silicon compound include, but are not limited to, R in the general formula (37) such as phenyltrimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenyldimethylmethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and triphenylmethoxysilane.49Is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms because it has a large effect of accelerating the curing reaction of the composition. In particular, diphenyldimethoxysilane and diphenyldiethoxysilane are most preferable because of low cost and easy availability.
[0132]
The amount of the silicon compound is preferably about 0.01 to 20 parts, more preferably 0.1 to 10 parts, relative to 100 parts of the vinyl polymer. When the compounding amount of the silicon compound is below this range, the effect of accelerating the curing reaction may be reduced. On the other hand, when the compounding amount of the silicon compound exceeds this range, the hardness and tensile strength of the cured product may decrease.
<Adhesive agent>
A silane coupling agent or an adhesion-imparting agent other than the silane coupling agent can be added to the composition of the present invention. When the adhesion-imparting agent is added, the joint width or the like varies due to an external force, thereby further reducing the risk of the sealing material peeling from the adherend such as a siding board. Further, in some cases, it is not necessary to use a primer used for improving adhesion, and simplification of construction work is expected. Specific examples of silane coupling agents include silane coupling agents having functional groups such as amino groups, mercapto groups, epoxy groups, carboxyl groups, vinyl groups, isocyanate groups, isocyanurates, halogens, and the like. As γ-isocyanatepropyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-isocyanatopropylmethyldiethoxysilane, γ-isocyanatepropylmethyldimethoxysilane and other isocyanate group-containing silanes; γ-aminopropyltrimethoxysilane Γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) amino Propyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldiethoxysilane, γ -(2-aminoethyl) aminopropyltriisopropoxysilane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-vinylbenzyl -Amino group-containing silanes such as γ-aminopropyltriethoxysilane; γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, etc. Γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy Epoxy group-containing silanes such as silane and β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane; β-carboxyethyltriethoxysilane, β-carboxyethylphenylbis (2-methoxyethoxy) silane, N-β- Carboxysilanes such as (carboxymethyl) aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane; vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-acryloyloxypropylmethyltrieth Examples thereof include vinyl unsaturated group-containing silanes such as xysilane; halogen-containing silanes such as γ-chloropropyltrimethoxysilane; and isocyanurate silanes such as tris (trimethoxysilyl) isocyanurate. In addition, amino-modified silyl polymers, silylated amino polymers, unsaturated aminosilane complexes, phenylamino long-chain alkylsilanes, aminosilylated silicones, blocked isocyanate silanes, silylated polyesters, etc., which are derivatives of these, are also used as silane coupling agents. Can be used.
[0133]
The silane coupling agent used in the present invention is usually used in the range of 0.1 to 20 parts per 100 parts of the crosslinkable silyl group-containing vinyl polymer. In particular, it is preferably used in the range of 0.5 to 10 parts. The effects of the silane coupling agent added to the curable composition of the present invention are various adherends, that is, inorganic substrates such as glass, aluminum, stainless steel, zinc, copper, mortar, vinyl chloride, acrylic, polyester, When used on organic substrates such as polyethylene, polypropylene, polycarbonate, etc., it exhibits a significant adhesive improvement effect under non-primer conditions or primer treatment conditions. When used under non-primer conditions, the effect of improving adhesion to various adherends is particularly remarkable.
[0134]
Specific examples other than the silane coupling agent are not particularly limited, and examples thereof include epoxy resins, phenol resins, sulfur, alkyl titanates, and aromatic polyisocyanates.
[0135]
The adhesiveness-imparting agent may be used alone or in combination of two or more. By adding these adhesiveness-imparting agents, the adhesion to the adherend can be improved. Although not particularly limited, 0.1 to 20 parts by weight of a silane coupling agent is used in combination with the above-described adhesion-imparting agent in order to improve adhesion, particularly adhesion to a metal-coated surface such as an oil pan. Is preferred.
<Plasticizer>
You may use various molecular plasticizers for the curable composition of this invention as needed. When a plasticizer is used in combination with a filler to be described later, it becomes more advantageous because the elongation of the cured product can be increased or a large amount of filler can be mixed, but it is not necessarily added. Although it does not specifically limit as a plasticizer, According to the objectives, such as adjustment of a physical property and adjustment of properties, phthalic acid esters, such as dibutyl phthalate, diheptyl phthalate, di (2-ethylhexyl) phthalate, butyl benzyl phthalate, etc .; Dioctyl adipate , Non-aromatic dibasic acid esters such as dioctyl sebacate, dibutyl sebacate, isodecyl succinate; aliphatic esters such as butyl oleate and methyl acetyl ricinolinate; diethylene glycol dibenzoate, triethylene glycol dibenzoate, penta Esters of polyalkylene glycols such as erythritol esters; Phosphate esters such as tricresyl phosphate and tributyl phosphate; Trimellitic acid esters; Polystyrene and poly-α-methylstyrene Polystyrene, polybutadiene, polybutene, polyisobutylene, butadiene-acrylonitrile, polychloroprene; chlorinated paraffins; hydrocarbon oils such as alkyldiphenyl and partially hydrogenated terphenyl; process oils; polyethylene glycol, polypropylene glycol, poly Polyether polyols such as tetramethylene glycol and polyethers such as derivatives obtained by converting hydroxyl groups of these polyether polyols to ester groups, ether groups, etc .; epoxy plasticizers such as epoxidized soybean oil and benzyl epoxy stearate; sebacic acid , Dibasic acids such as adipic acid, azelaic acid, phthalic acid and the like and ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, etc. Examples thereof include polyester plasticizers obtained from coal; vinyl polymers obtained by polymerizing vinyl monomers such as acrylic plasticizers by various methods.
[0136]
Among them, the polymer plasticizer which is a polymer having a number average molecular weight of 500 to 15000 is added, whereby the viscosity and slump property of the curable composition and the tensile strength of the cured product obtained by curing the composition, Mechanical properties such as elongation can be adjusted, and the initial physical properties can be maintained over a long period of time compared to the case of using a low molecular plasticizer that is a plasticizer that does not contain a polymer component in the molecule. The drying property (also called paintability) when a paint is applied can be improved. Although not limited, the polymer plasticizer may or may not have a functional group.
[0137]
Although the number average molecular weight of the polymer plasticizer was described as 500-15000 above, Preferably it is 800-10000, More preferably, it is 1000-8000. If the molecular weight is too low, the plasticizer will flow out over time due to heat and rain, the initial physical properties cannot be maintained over a long period of time, and the alkyd paintability cannot be improved. Moreover, when molecular weight is too high, a viscosity will become high and workability | operativity will worsen.
[0138]
Of these polymer plasticizers, those compatible with the vinyl polymer are preferred. Of these, vinyl polymers are preferred from the viewpoints of compatibility, weather resistance, and heat resistance. Among the vinyl polymers, (meth) acrylic polymers are preferable, and acrylic polymers are more preferable. Examples of the method for synthesizing the acrylic polymer include those obtained by conventional solution polymerization and solvent-free acrylic polymers. The latter acrylic plasticizer is prepared by a high temperature continuous polymerization method (USP 4414370, JP 59-6207, JP-B-5-58005, JP 1-313522, USP 5010166) without using a solvent or a chain transfer agent. More preferred for the purposes of the present invention. Examples thereof include, but are not limited to, Toagosei UP series and the like (see the Industrial Materials October 1999 issue). Of course, the living radical polymerization method can also be mentioned as another synthesis method. According to this method, the molecular weight distribution of the polymer is narrow and the viscosity can be lowered, and the atom transfer radical polymerization method is more preferable, but it is not limited thereto.
[0139]
The molecular weight distribution of the polymer plasticizer is not particularly limited, but is preferably narrow and is preferably less than 1.8. 1.7 or less is more preferable, 1.6 or less is still more preferable, 1.5 or less is more preferable, 1.4 or less is especially preferable, and 1.3 or less is the most preferable.
[0140]
The plasticizer containing the above-mentioned polymer plasticizer may be used alone or in combination of two or more, but is not necessarily required. Further, if necessary, a high molecular plasticizer may be used, and a low molecular plasticizer may be further used in a range that does not adversely affect the physical properties.
[0141]
These plasticizers can also be blended at the time of polymer production.
[0142]
Although the usage-amount in the case of using a plasticizer is not limited, It is 5-150 weight part with respect to 100 weight part of vinyl polymers, Preferably it is 10-120 weight part, More preferably, it is 20-100 weight part. If it is less than 5 parts by weight, the effect as a plasticizer will not be exhibited, and if it exceeds 150 parts by weight, the mechanical strength of the cured product will be insufficient.
<Filler>
You may use various fillers for the curable composition of this invention as needed. The filler is not particularly limited, but wood powder, pulp, cotton chips, asbestos, glass fiber, carbon fiber, mica, walnut shell powder, rice husk powder, graphite, diatomaceous earth, white clay, fumed silica, precipitated silica Reinforcing fillers such as crystalline silica, fused silica, dolomite, anhydrous silicic acid, hydrous silicic acid, carbon black; heavy calcium carbonate, colloidal calcium carbonate, magnesium carbonate, diatomaceous earth, calcined clay, clay, talc, Fillers such as titanium oxide, bentonite, organic bentonite, ferric oxide, red pepper, aluminum fine powder, flint powder, zinc oxide, activated zinc white, zinc dust, zinc carbonate and shirasu balloon; asbestos, glass fiber and glass Such as filament, carbon fiber, kevlar fiber, polyethylene fiber, etc. Jo fillers and the like. Of these fillers, precipitated silica, fumed silica, crystalline silica, fused silica, dolomite, carbon black, calcium carbonate, titanium oxide, talc and the like are preferable. In particular, when you want to obtain a cured product with high strength with these fillers, fumed silica, precipitated silica, anhydrous silicic acid, hydrous silicic acid, carbon black, surface-treated fine calcium carbonate, crystalline silica, molten A filler selected from silica, calcined clay, clay and activated zinc white can be added.
[0143]
In addition, when it is desired to obtain a cured product having low strength and large elongation, a filler selected mainly from titanium oxide, calcium carbonate, talc, ferric oxide, zinc oxide, shirasu balloon and the like can be added. In general, when calcium carbonate has a small specific surface area, the effect of improving the breaking strength, breaking elongation, adhesion and weather resistance of the cured product may not be sufficient. The larger the specific surface area value, the greater the effect of improving the strength at break, elongation at break, adhesion and weather resistance of the cured product.
[0144]
Furthermore, it is more preferable that the calcium carbonate is subjected to a surface treatment using a surface treatment agent. When the surface-treated calcium carbonate is used, the workability of the composition of the present invention is improved as compared with the case where calcium carbonate that is not surface-treated is used, and the adhesiveness and weather resistance of the curable composition are improved. The improvement effect is considered to be further improved. As the surface treatment agent, organic substances such as fatty acids, fatty acid soaps and fatty acid esters, various surfactants, and various coupling agents such as silane coupling agents and titanate coupling agents are used. Specific examples include, but are not limited to, fatty acids such as caproic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, oleic acid, etc. And salts of these fatty acids such as sodium and potassium, and alkyl esters of these fatty acids. Specific examples of the surfactants include polyoxyethylene alkyl ether sulfates and long chain alcohol sulfates, sulfate anion surfactants such as sodium salts and potassium salts thereof, alkylbenzene sulfonic acids, and alkylnaphthalenes. Examples thereof include sulfonic acid, paraffin sulfonic acid, α-olefin sulfonic acid, alkylsulfosuccinic acid and the like, and sulfonic acid type anionic surfactants such as sodium salt and potassium salt thereof. The treatment amount of the surface treatment agent is preferably in the range of 0.1 to 20% by weight and more preferably in the range of 1 to 5% by weight with respect to calcium carbonate. When the treatment amount is less than 0.1% by weight, the workability, adhesiveness and weatherability may not be sufficiently improved. When the treatment amount exceeds 20% by weight, the storage stability of the curable composition may be reduced. May decrease.
[0145]
Although there is no particular limitation, when calcium carbonate is used, colloidal calcium carbonate is used when particularly improving effects such as thixotropy of the compound, breaking strength of the cured product, elongation at break, adhesion and weather resistance are expected. Is preferred.
[0146]
On the other hand, heavy calcium carbonate may be added for the purpose of lowering the viscosity of the compound, increasing the amount, reducing costs, etc. When using this heavy calcium carbonate, use the following as necessary. be able to.
[0147]
Heavy calcium carbonate is obtained by mechanically crushing and processing natural chalk (chalk), marble, limestone, and the like. There are dry and wet methods for the pulverization method, but wet pulverized products are often not preferred because they often deteriorate the storage stability of the curable composition of the present invention. Heavy calcium carbonate becomes a product having various average particle diameters by classification. Although not particularly limited, when the effect of improving the breaking strength, breaking elongation, adhesion and weather resistance of the cured product is expected, the specific surface area value is 1.5 m.2/ G or more 50m2/ G or less is preferred, 2 m2/ G or more 50m2/ G or less is more preferable, and 2.4 m2/ G or more 50m2/ G or less is more preferable, 3m2/ G or more 50m2/ G or less is particularly preferable. Specific surface area is 1.5m2If it is less than / g, the improvement effect may not be sufficient. Of course, this is not the case when the viscosity is simply reduced or when the purpose is only to increase the viscosity.
[0148]
In addition, the value of the specific surface area means a measurement value by an air permeation method (a method for obtaining a specific surface area from air permeability with respect to a powder packed bed) performed according to JIS K 5101 as a measurement method. As a measuring instrument, it is preferable to use a specific surface area meter SS-100 manufactured by Shimadzu Corporation.
[0149]
These fillers may be used alone or in combination of two or more according to the purpose and necessity. Although not particularly limited, for example, the value of the specific surface area is 1.5 m as required.2When heavy calcium carbonate and colloidal calcium carbonate of / g or more are combined, the increase in the viscosity of the compound is moderately suppressed, and the effect of improving the breaking strength, breaking elongation, adhesion and weather resistance adhesion of the cured product can be greatly expected.
[0150]
When the filler is used, it is preferable to use the filler in the range of 5 to 1000 parts by weight and preferably in the range of 20 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer. It is more preferable to use in the range of 40 to 300 parts by weight. If the blending amount is less than 5 parts by weight, the effect of improving the breaking strength, breaking elongation, adhesion and weather resistance of the cured product may not be sufficient, and if it exceeds 1000 parts by weight, the work of the curable composition May decrease. A filler may be used independently and may be used together 2 or more types.
<Micro hollow particles>
Furthermore, for the purpose of reducing the weight and cost without causing a significant decrease in physical properties, fine hollow particles may be used in combination with these reinforcing fillers.
[0151]
Such fine hollow particles (hereinafter referred to as balloons) are not particularly limited, but have a diameter of 1 mm or less, preferably 500 μm or less, and more preferably, as described in “The latest technology of functional filler” (CMC). Is a hollow body made of an inorganic or organic material of 200 μm or less. In particular, the true specific gravity is 1.0 g / cm.ThreeIt is preferable to use the following micro hollow body, and further 0.5 g / cmThreeIt is preferable to use the following minute hollow body.
[0152]
Examples of the inorganic balloon include silicate balloons and non-silicate balloons. Silicate balloons include shirasu balloons, perlite, glass balloons, silica balloons, fly ash balloons, etc., and non-silicate balloons include alumina. Examples include balloons, zirconia balloons, and carbon balloons. Specific examples of these inorganic balloons include Shirasu balloons manufactured by Idichi Kasei Co., Ltd., Sankilite manufactured by Sanki Kogyo Co., Ltd., Nippon Glass Co., Ltd., Caloon made by Sumitomo 3M, Cellstar Z-28 made by Sumitomo 3M, and MICRO made by EMERSON & CUMING. BALLON, PELTSBURGE CORNING's CELAMIC GLASSMMODULES, 3M's GLASS BUBBLES, Asahi Glass's Q-CEL, Taiheiyo Cement's E-SPHERES, Fly Ash Balloon's, PERAMARKET's CEROSPHERES S. FILLITE manufactured by A, BW manufactured by Showa Denko as an alumina balloon, HOLLOW ZIRCONIUM SPHEES manufactured by ZIRCOA as a zirconia balloon, clecas sphere manufactured by Kureha Chemical, and CARBOS sphere manufactured by GENERAL TECHNOLOGIES as a carbon balloon are commercially available.
[0153]
Examples of the organic balloon include a thermosetting resin balloon and a thermoplastic resin balloon. The thermosetting balloon includes a phenol balloon, an epoxy balloon, and a urea balloon. The thermoplastic balloon includes a saran balloon, a polystyrene balloon, Examples thereof include polymethacrylate balloons, polyvinyl alcohol balloons, and styrene-acrylic balloons. A crosslinked thermoplastic balloon can also be used. The balloon here may be a balloon after foaming, or a balloon containing a foaming agent may be foamed after blending.
[0154]
Specific examples of these organic balloons include UCAR and PHENOLIC MICROBALLONONS made by Union Carbide as phenolic balloons, ECCOSPHERES made by EMERSON & CUMING as epoxy balloons, ECCOSPHERES VF-O made by EMERSON & CUMING, and DOWEMIC PHALS made by Saran Balloon by Saran Balloon. EXPANSEL made by Nippon Filament, Matsumoto Microsphere made by Matsumoto Yushi Seiyaku, DYLITE EXPANDABLE POLYSTYRENE made by ARCOPOLYMERS as polystyrene balloon, EXPANDABLE POLYSTYRENE BEADS made by BASF WYANDOTE, Bridge-type styrene - SX863 is acrylic acid balloon made by Japan Synthetic Rubber (P) are commercially available.
[0155]
The balloons may be used alone or in combination of two or more. In order to improve the dispersibility and the workability of the compound by using fatty acid, fatty acid ester, rosin, rosin lignin, silane coupling agent, titanium coupling agent, aluminum coupling agent, polypropylene glycol, etc. on the surface of these balloons. The processed one can also be used. These balloons are used for weight reduction and cost reduction without impairing flexibility and elongation / strength among physical properties when the compound is cured.
[0156]
Although content of a balloon is not specifically limited, Preferably it is 0.1-50 parts with respect to 100 weight part of vinyl-type polymers, More preferably, it can be used in 0.1-30 parts. If this amount is less than 0.1 part, the effect of weight reduction is small, and if it is 50 parts or more, a decrease in tensile strength may be observed among the mechanical properties when this compound is cured. When the specific gravity of the balloon is 0.1 or more, 3 to 50 parts, more preferably 5 to 30 parts are preferred.
<Physical property modifier>
You may add the physical property modifier which adjusts the tensile characteristic of the hardened | cured material produced | generated as needed to the curable composition of this invention.
[0157]
Although it does not specifically limit as a physical property regulator, For example, alkyl alkoxysilanes, such as methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane; dimethyldiisopropenoxysilane, methyltriisopropenoxy Silanes, alkyl isopropenoxy silanes such as γ-glycidoxypropylmethyldiisopropenoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyldimethylmethoxy Silane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxy Alkoxysilanes having a functional group such as a silane; silicone varnishes; polysiloxanes and the like. By using the physical property modifier, the hardness when the composition of the present invention is cured can be increased, the hardness can be decreased, and the elongation can be increased. The said physical property modifier may be used independently and may be used together 2 or more types.
<Silanol-containing compound>
You may add a silanol containing compound to the curable composition of this invention as needed, such as changing the physical property of hardened | cured material. The silanol-containing compound refers to a compound having one silanol group in the molecule and / or a compound capable of producing a compound having one silanol group in the molecule by reacting with moisture. Only one of these may be used, or both compounds may be used simultaneously.
[0158]
The compound having one silanol group in the molecule which is one of the silanol-containing compounds is not particularly limited, and the compounds shown below,
(CHThree)ThreeSiOH, (CHThreeCH2)ThreeSiOH, (CHThreeCH2CH2)ThreeSiOH, (n-Bu)ThreeSiOH, (sec-Bu)ThreeSiOH, (t-Bu)ThreeSiOH, (t-Bu) Si (CHThree)2OH, (CFiveH11)ThreeSiOH, (C6H13)ThreeSiOH, (C6HFive)ThreeSiOH, (C6HFive)2Si (CHThree) OH, (C6HFive) Si (CHThree)2OH, (C6HFive)2Si (C2HFive) OH, C6HFiveSi (C2HFive)2OH, C6HFiveCH2Si (C2HFive)2OH, CTenH7Si (CHThree)2OH
(However, in the above formula, C6HFiveIs a phenyl group,TenH7Represents a naphthyl group. )
Etc. (R ")ThreeA compound that can be represented by SiOH (wherein R ″ is the same or different substituted or unsubstituted alkyl or aryl group),
[0159]
[Chemical 7]
Figure 0004050526
Cyclic polysiloxane compounds containing silanol groups, such as
[0160]
[Chemical 8]
Figure 0004050526
A chain polysiloxane compound containing a silanol group such as
[0161]
[Chemical 9]
Figure 0004050526
A compound in which the main chain is composed of silicon, carbon, and the like, and a silanol group is bonded to the polymer end,
[0162]
Embedded image
Figure 0004050526
A compound having a silanol group bonded to the polysilane main chain terminal, such as
[0163]
Embedded image
Figure 0004050526
Examples thereof include compounds in which a main chain is composed of silicon, carbon, oxygen, and a silanol group bonded to a polymer terminal. Among these, the compound represented by the following general formula (45) is preferable.
(R58)ThreeSiOH (45)
(Wherein R58Represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Multiple R58May be the same or different. )
R27Is preferably a methyl group, an ethyl group, a vinyl group, a t-butyl group or a phenyl group, and more preferably a methyl group.
[0164]
Among them, it is easy to obtain and has a low molecular weight (CHThree)ThreeSiOH or the like is preferable.
[0165]
The compound having one silanol group in the molecule reacts with the crosslinkable silyl group of the vinyl polymer or the siloxane bond formed by the crosslinking, thereby reducing the number of crosslinking points and making the cured product flexible. It is estimated that
Moreover, the compound which can produce | generate the compound which has one silanol group in a molecule | numerator by reacting with water | moisture content which is one of the components of this invention is although it does not specifically limit, In the molecule | numerator produced | generated by reacting with a water | moisture content The compound (hydrolysis product) having one silanol group is preferably a compound represented by the general formula (45). For example, although not particularly limited, the following compounds may be mentioned in addition to the compound represented by the general formula (46) as described later.
[0166]
N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide, N- (trimethylsilyl) acetamide, bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide, N-methyl-N-trimethylsilyltrifluoroacetamide, bistrimethylsilylurea, N- (t-butyldimethylsilyl) N -Methyltrifluoroacetamide, (N, N-dimethylamino) trimethylsilane, (N, N-diethylamino) trimethylsilane, hexamethyldisilazane, 1,1,3,3-tetramethyldisilazane, N- (trimethylsilyl) Imidazole, trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate, trimethylsilyl phenoxide, trimethylsilylated product of n-octanol, trimethylsilylated product of 2-ethylhexanol, tris of glycerol Chirushiriru) iodide, tris (trimethylsilyl) ated trimethylolpropane, tris (trimethylsilyl) ated pentaerythritol, pentaerythritol tetra (trimethylsilyl) ated product, (CHThree)ThreeSiNHSi (CHThree)Three, (CHThree)ThreeSiNSi (CHThree)2,
[0167]
Embedded image
Figure 0004050526
Can be preferably used, but from the amount of silanol groups contained in the hydrolysis product (CHThree)ThreeSiNHSi (CHThree)ThreeIs particularly preferred.
[0168]
Furthermore, the compound that can generate a compound having one silanol group in the molecule by reacting with moisture, which is one of the components of the present invention, is not particularly limited. ) Is preferred.
((R58)ThreeSiO)nR59  (46)
(Wherein R58Is the same as described above. n is a positive number, R59Represents a group obtained by removing some or all of the active hydrogen from the active hydrogen-containing compound. )
R58Is preferably a methyl group, an ethyl group, a vinyl group, a t-butyl group or a phenyl group, and more preferably a methyl group.
(R58)ThreeSi group consists of 3 R58A trimethylsilyl group in which all are methyl groups is particularly preferred. N is preferably 1 to 5.
[0169]
R above59Although it does not specifically limit as an active hydrogen containing compound which originates from, For example, methanol, ethanol, n-butanol, i-butanol, t-butanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, Alcohols such as polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, propanediol, tetramethylene glycol, polytetramethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol; phenols such as phenol, cresol, bisphenol A, hydroquinone Formic acid, acetic acid, propionic acid, lauric acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, acrylic acid, methacrylic acid, olei Carboxylic acids such as acid, linoleic acid, linolenic acid, sorbic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, maleic acid, benzoic acid, phthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid; ammonia; methylamine, dimethylamine Amines such as ethylamine, diethylamine, n-butylamine and imidazole; acid amides such as acetamide and benzamide; ureas such as urea and N, N′-diphenylurea; ketones such as acetone, acetylacetone and 2,4-heptadione And the like.
[0170]
A compound capable of generating a compound having one silanol group in the molecule by reacting with the water represented by the general formula (46) is, for example, trimethylsilyl chloride or dimethyl (t Also called silylating agents such as -butyl) chloride (R58)ThreeIt can be obtained by reacting a compound having a group capable of reacting with active hydrogen such as a halogen group together with a Si group, but is not limited thereto (however, R58Is the same as described above. ).
[0171]
Specific examples of the compound represented by the general formula (46) include allyloxytrimethylsilane, N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide, N- (trimethylsilyl) acetamide, bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide, N- Methyl-N-trimethylsilyltrifluoroacetamide, bistrimethylsilylurea, N- (t-butyldimethylsilyl) N-methyltrifluoroacetamide, (N, N-dimethylamino) trimethylsilane, (N, N-diethylamino) trimethylsilane, Hexamethyldisilazane, 1,1,3,3-tetramethyldisilazane, N- (trimethylsilyl) imidazole, trimethylsilyltrifluoromethanesulfonate, trimethylsilylphenoxide, n-octanol trimethyl Silylated, 2-ethylhexanol trimethylsilylated, glycerol tris (trimethylsilyl), trimethylolpropane tris (trimethylsilyl), pentaerythritol tris (trimethylsilyl), pentaerythritol tetra (trimethylsilyl) However, it is not limited to these. These may be used alone or in combination of two or more.
[0172]
In addition, the general formula (((R60)ThreeSiO) (R61O)s)tA compound as represented by Z, CHThreeO (CH2CH (CHThreeO)FiveSi (CHThree)Three, CH2= CHCH2(CH2CH (CHThreeO)FiveSi (CHThree)Three, (CHThree)ThreeSiO (CH2CH (CHThreeO)FiveSi (CHThree)Three, (CHThree)ThreeSiO (CH2CH (CHThreeO)7Si (CHThree)Three
(Wherein R60Are the same or different substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups or hydrogen atoms, R61Is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, s and t are positive integers, s is 1 to 6, s × t is 5 or more, and Z is a 1 to 6 valent organic group)
Etc. can also be used suitably. These may be used alone or in combination of two or more.
[0173]
Among the compounds that can produce a compound having one silanol group in the molecule by reacting with moisture, the active hydrogen compound produced after hydrolysis is not adversely affecting storage stability, weather resistance, etc. Phenols, acid amides and alcohols are preferred, and phenols and alcohols whose active hydrogen compounds are hydroxyl groups are more preferred.
[0174]
Among the above compounds, N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide, N- (trimethylsilyl) acetamide, trimethylsilylphenoxide, trimethylsilylated product of n-octanol, trimethylsilylated product of 2-ethylhexanol, tris (trimethylsilyl) ated product of glycerin, A tris (trimethylsilyl) product of trimethylolpropane, a tris (trimethylsilyl) product of pentaerythritol, a tetra (trimethylsilyl) product of pentaerythritol and the like are preferable.
[0175]
A compound that can generate a compound having one silanol group in the molecule by reacting with moisture has one silanol group in the molecule by reacting with moisture during storage, curing or after curing. A compound is produced. The compound having one silanol group in the molecule thus produced reacts with the crosslinkable silyl group of the vinyl polymer or the siloxane bond formed by crosslinking as described above, thereby reducing the number of crosslinking points. It is presumed that it is reduced and the cured product is given flexibility.
[0176]
The addition amount of the silanol-containing compound can be appropriately adjusted according to the expected physical properties of the cured product. The silanol-containing compound can be added in an amount of 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.3 to 20 parts by weight, and more preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer. If the amount is less than 0.1 parts by weight, the effect of addition does not appear. If the amount exceeds 50 parts by weight, the crosslinking becomes insufficient, and the strength and gel fraction of the cured product are too low.
[0177]
Moreover, the time which adds a silanol containing compound to a vinyl polymer is not specifically limited, You may add at the time of manufacture of a vinyl polymer, and you may add at the time of preparation of a curable composition.
<Thixotropic agent (anti-sagging agent)>
A thixotropic agent (anti-sagging agent) may be added to the curable composition of the present invention as necessary to prevent sagging and improve workability.
[0178]
The sagging preventing agent is not particularly limited, and examples thereof include polyamide waxes, hydrogenated castor oil derivatives; metal soaps such as calcium stearate, aluminum stearate, and barium stearate. These thixotropic agents (anti-sagging agents) may be used alone or in combination of two or more.
<About photo-curing substances>
You may add a photocurable substance to the curable composition of this invention as needed. A photo-curing substance is a substance that undergoes a chemical change in the molecular structure in a short period of time due to the action of light, resulting in a change in physical properties such as curing. By adding this photocurable substance, the adhesiveness (also referred to as residual tack) of the cured product surface when the curable composition is cured can be reduced. This photo-curable substance is a substance that can be cured by exposure to light, but a typical photo-curable substance is allowed to stand at room temperature for one day, for example, in an indoor location where the sun is exposed (near the window). It is a substance that can be cured by. Many compounds such as organic monomers, oligomers, resins or compositions containing them are known as this type of compound, and the type thereof is not particularly limited. For example, unsaturated acrylic compounds, polycinnamic acid Examples thereof include vinyls and azido resins.
[0179]
The unsaturated acrylic compound is a monomer, oligomer or mixture thereof having an unsaturated group represented by the following general formula (47).
CH2= CHR62CO (O)-(47)
(Wherein R62Represents 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. )
Specific examples of unsaturated acrylic compounds include (meth) acrylic esters of low molecular weight alcohols such as ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, and neopentyl alcohol; bisphenol A, isocyanuric acid, and the like. (Meth) acrylic acid esters of alcohols obtained by modifying acids or the above low molecular weight alcohols with ethylene oxide or propylene oxide; polyether polyols having a main chain as a polyether and having a hydroxyl group at the terminal, in a polyol having a main chain as a polyether A polymer polyol obtained by radical polymerization of a vinyl monomer, a polyester polyol having a main chain of polyester and a hydroxyl group at the terminal, a main chain of a vinyl or (meth) acrylic polymer, and a hydroxyl group in the main chain (Meth) acrylic acid esters such as polyols having epoxy; epoxy acrylate oligomers obtained by reacting bisphenol A type or novolak type epoxy resins with (meth) acrylic acid; containing polyols, polyisocyanates and hydroxyl groups ( Examples thereof include urethane acrylate oligomers having a urethane bond and a (meth) acryl group in a molecular chain obtained by reacting meth) acrylate or the like.
[0180]
Polyvinyl cinnamate is a photosensitive resin having a cinnamoyl group as a photosensitive group, and includes many polyvinyl cinnamate derivatives other than those obtained by esterifying polyvinyl alcohol with cinnamic acid.
[0181]
Azide resin is known as a photosensitive resin having an azide group as a photosensitive group. In general, in addition to a rubber photosensitive solution in which an azide compound is added as a photosensitive agent, “photosensitive resin” (published March 17, 1972). , Published by the Printing Society Press, page 93 to page 106 to page 117), these are detailed examples, and these can be used alone or in combination, and a sensitizer can be added if necessary.
[0182]
Among the above-mentioned photocurable materials, unsaturated acrylic compounds are preferable because they are easy to handle.
[0183]
The photocurable material is preferably added in an amount of 0.01 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer. If the amount is less than 0.01 parts by weight, the effect is small. If the amount exceeds 20 parts by weight, the physical properties may be adversely affected. Note that the addition of a sensitizer such as ketones or nitro compounds or an accelerator such as amines may enhance the effect.
<About air oxidation curable substances>
If necessary, an air oxidation curable material may be added to the curable composition of the present invention. The air oxidation curable substance is a compound having an unsaturated group that can be crosslinked and cured by oxygen in the air. By adding this air oxidation curable substance, the tackiness (also referred to as residual tack) of the cured product surface when the curable composition is cured can be reduced. The air oxidation curable substance in the present invention is a substance that can be cured by contact with air, and more specifically, has a property of curing by reacting with oxygen in the air. A typical air oxidation curable substance can be cured by, for example, standing in air indoors for 1 day.
[0184]
Examples of the air oxidative curable substance include drying oils such as paulownia oil and linseed oil; various alkyd resins obtained by modifying these drying oils; acrylic polymers, epoxy resins and silicone resins modified with drying oils; 1,2-polybutadiene, 1,4-polybutadiene, C5-C8 diene polymers and copolymers, and various modified products of the polymers and copolymers (maleinized modified products, boiled oil modified products, etc.) A specific example is given. Of these, paulownia oil, diene polymer liquid (liquid diene polymer) and modified products thereof are particularly preferred.
[0185]
Specific examples of the liquid diene polymer include a liquid polymer obtained by polymerizing or copolymerizing diene compounds such as butadiene, chloroprene, isoprene, and 1,3-pentadiene, and copolymerizable with these diene compounds. Polymers such as NBR and SBR obtained by copolymerizing monomers such as acrylonitrile and styrene having a main component with a diene compound, and various modified products thereof (maleinized modified products, boiled oils) Modified products, etc.). These may be used alone or in combination of two or more. Of these liquid diene compounds, liquid polybutadiene is preferred.
[0186]
The air oxidation curable substance may be used alone or in combination of two or more. In addition, the effect may be enhanced if a catalyst that promotes the oxidative curing reaction or a metal dryer is used together with the air oxidative curable substance. Examples of these catalysts and metal dryers include metal salts such as cobalt naphthenate, lead naphthenate, zirconium naphthenate, cobalt octylate, and zirconium octylate, amine compounds, and the like.
[0187]
The air oxidation curable substance is preferably added in an amount of 0.01 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer. If the amount is less than 0.01 parts by weight, the effect is small. If the amount exceeds 20 parts by weight, the physical properties may be adversely affected.
<About antioxidants>
You may add antioxidant to the curable composition of this invention as needed. Various types of antioxidants are known, and are described in, for example, “Antioxidant Handbook” published by Taiseisha, “Degradation and Stabilization of Polymer Materials” (235-242) published by CM Chemical Co., Ltd. Although various things are mentioned, it is not necessarily limited to these.
[0188]
For example, phosphorus antioxidants such as thioethers such as MARK PEP-36 and MARK AO-23 (all of which are manufactured by Adeka Gas Chemical), Irgafos 38, Irgafos 168, Irgafos P-EPQ (all of which are manufactured by Ciba Geigy Japan) Etc. Of these, hindered phenol compounds as shown below are preferred.
[0189]
Specific examples of the hindered phenol compound include the following.
2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, mono (or di or tri) (α methylbenzyl) phenol, 2,2′-methylenebis (4 ethyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4 ' -Thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,5-di-tert-butylhydroquinone, 2,5-di-tert-amylhydroquinone, triethylene glycol-bis- [3- (3-t- Butyl-5-methyl-4hydroxyphenyl) propionate], 1,6-hexanediol-bis [3- (3 5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 2,4-bis- (n-octylthio) -6- (4-hydroxy-3,5-di-t-butylanilino) -1,3 5-triazine, pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 2,2-thio-diethylenebis [3- (3,5-di-t -Butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, N, N'-hexamethylenebis (3,5-di-t- Butyl-4-hydroxy-hydrocinnamamide), 3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-benzylphosphonate-diethyl ester, 1,3,5-trimethyl -2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, bis (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate ethyl) calcium, tris- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanurate, 2,4-2,4-bis [(octylthio) methyl] o-cresol, N, N′-bis [3- (3 5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyl] hydrazine, tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, 2- (5-methyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- [2-Hydroxy-3,5-bis (α, α-dimethylbenzyl) phenyl] -2H-benzotriazole, 2- (3,5-di-t-butyl-2-hydroxyphenyl) Benzotriazole, 2- (3-tert-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (3,5-di-tert-butyl-2-hydroxyphenyl) -5-chloro Benzotriazole, 2- (3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-t-octylphenyl) -benzotriazole, methyl-3- [3 -T-butyl-5- (2H-benzotriazol-2-yl) -4-hydroxyphenyl] propionate-condensate with polyethylene glycol (molecular weight about 300), hydroxyphenylbenzotriazole derivative, 2- (3,5- Di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -2-n-butylmalonate bis (1,2,2,6,6-pentamethyl) -4-piperidyl), 2,4-di -t- butyl-3,5-di -t- butyl-4-hydroxybenzoate, and the like.
[0190]
In terms of trade names, Nocrack 200, Nocrack M-17, Nocrack SP, Nocrack SP-N, Nocrack NS-5, Nocrack NS-6, Nocrack NS-30, Nocrack 300, Nocrack NS-7, Nocrack DAH (all above Manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry), MARK AO-30, MARK AO-40, MARK AO-50, MARK AO-60, MARK AO-616, MARK AO-635, MARK AO-658, MARK AO-80, MARK AO-15, MARK AO-18, MARK 328, MARK AO-37 (all manufactured by Adeka Argus Chemical), IRGANOX-245, IRGANOX-259, IRGANOX-565, IRGANOX-1010, IRGANOX-1024, IRG NOX-1035, IRGANOX-1076, IRGANOX-1081, IRGANOX-1098, IRGANOX-1222, IRGANOX-1330, IRGANOX-1425WL (all of which are manufactured by Ciba Geigy Japan), Sumizer GM, Sumilizer GA-80 (all of which are manufactured by Sumitomo Chemical), etc. However, it is not limited to these.
[0191]
Antioxidants may be used in combination with the light stabilizers described later, and are particularly preferred because they can further exert their effects and improve heat resistance in particular. Tinuvin C353, Tinuvin B75 (all of which are manufactured by Ciba Geigy Japan, Inc.) in which an antioxidant and a light stabilizer are mixed in advance may be used.
[0192]
It is preferable that the usage-amount of antioxidant is the range of 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of vinyl polymers. If it is less than 0.1 parts by weight, the effect of improving the weather resistance is small, and if it exceeds 5 parts by weight, there is no great difference in the effect, which is economically disadvantageous.
<About light stabilizer>
You may add a light stabilizer to the curable composition of this invention as needed. Various types of light stabilizers are known, and are described in, for example, “Antioxidant Handbook” issued by Taiseisha, “Degradation and Stabilization of Polymer Materials” (235-242) issued by CM Chemical Co., Ltd. Although various things are mentioned, it is not necessarily limited to these.
[0193]
Although not particularly limited, among the light stabilizers, an ultraviolet absorber is preferable. Specifically, TINUVIN P, TINUVIN 234, TINUVIN 320, TINUVIN 326, TINUVIN 327, TINUVIN 329, TINUVIN 213 (all of which are manufactured by Ciba Geigy Japan) Benzotriazole compounds such as TINUVIN 1577, benzophenone compounds such as CHIMASSORB 81, and benzoate compounds such as TINUVIN 120 (manufactured by Ciba Geigy Japan).
[0194]
Hindered amine compounds are also preferred, and such compounds are described below.
Dimethyl succinate-1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate,
Poly [{6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) amino-1,3,5-triazine-2,4-diyl} {(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl ) Imino}],
N, N′-bis (3aminopropyl) ethylenediamine-2,4-bis [N-butyl-N- (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) amino] -6-chloro-1 , 3,5-triazine condensate,
Bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate,
And succinic acid-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) ester.
[0195]
In terms of product names, Tinuvin 622LD, Tinuvin 144, CHIMASSORB 944LD, CHIMASSORB 119FL, Irgafos 168 (all of which are manufactured by Ciba Geigy Japan), MARK LA-52, MARK LA-57, MARK LA-62, MARK LA-67, MARK LA-67 63, MARK LA-68, MARK LA-82, MARK LA-87 (all manufactured by Adeka Gas Chemical), Sanol LS-770, Sanol LS-765, Sanol LS-292, Sanol LS-2626, Sanol LS -1114, Sanol LS-744, Sanol LS-440 (all of which are manufactured by Sankyo) and the like, but are not limited thereto.
[0196]
Furthermore, since the combination of the ultraviolet absorber and the hindered amine compound may exhibit more effect, it is not particularly limited but may be used in combination, and it is preferable to use in combination.
[0197]
The light stabilizer may be used in combination with the above-described antioxidant, and it is particularly preferable because the effect is further exhibited and the weather resistance may be improved. Tinuvin C353, Tinuvin B75 (all of which are manufactured by Ciba Geigy Japan, Inc.) in which a light stabilizer and an antioxidant are mixed in advance may be used.
[0198]
The amount of the light stabilizer used is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl polymer. If it is less than 0.1 parts by weight, the effect of improving the weather resistance is small, and if it exceeds 5 parts by weight, there is no great difference in the effect, which is economically disadvantageous.
Other additives
Various additives may be added to the curable composition of the present invention as necessary for the purpose of adjusting various physical properties of the curable composition or the cured product. Examples of such additives include, for example, flame retardants, curability modifiers, anti-aging agents, radical inhibitors, ultraviolet absorbers, metal deactivators, ozone degradation inhibitors, phosphorus peroxide decomposers , Lubricants, pigments, foaming agents, photocurable resins and the like. These various additives may be used alone or in combination of two or more.
[0199]
Specific examples of such additives are described in, for example, the specifications of JP-B-4-69659, JP-B-7-108928, JP-A-63-254149, and JP-A-64-22904. Yes.
[0200]
The curable composition of the present invention may be prepared as a one-component type in which all the components are pre-blended and stored in a sealed state and cured by moisture in the air after construction. Components such as an agent and water may be blended and adjusted as a two-component type in which the blending material and the polymer composition are mixed before use. When the two-component type is used, a colorant can be added when the two components are mixed. For example, when providing a sealing material that matches the color of the siding board, an abundant color alignment is possible with a limited stock. This makes it easy to cope with the increase in the number of colors requested from the market, and is preferable for low-rise buildings. The colorant is easy to work if, for example, a pigment and a plasticizer, and in some cases, a paste prepared by mixing a filler is used. Further, by adding a retarder during mixing of the two components, the curing rate can be finely adjusted at the work site.
<< cured product >>
<Application>
The curable composition of the present invention is not limited, but is a sealing material such as an elastic sealing material for construction and a sealing material for double-glazed glass, and electrical / electronic component materials such as a solar cell back surface sealing material, insulation for electric wires and cables. Electrical insulation materials such as coating materials, adhesives, adhesives, elastic adhesives, paints, powder paints, coating materials, foams, potting agents for electrical and electronic equipment, films, gaskets, casting materials, various molding materials, and It can be used for various applications such as rustproofing and waterproofing sealing materials for meshed glass and laminated glass end faces (cut parts), liquid sealants used in automobile parts, electrical parts, various machine parts, and the like.
[0201]
【Example】
Specific examples of the present invention will be described below together with comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[0202]
In the following examples and comparative examples, “parts” and “%” represent “parts by weight” and “% by weight”, respectively.
[0203]
In the following examples, “number average molecular weight” and “molecular weight distribution (ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight)” were calculated by a standard polystyrene conversion method using gel permeation chromatography (GPC). However, a GPC column packed with polystyrene cross-linked gel (shodex GPC K-804; manufactured by Showa Denko) and chloroform as a GPC solvent were used.
(Production Example 1)
(Synthesis of carboxylate having alkenyl group)
10-Undecenoic acid (150 g, 0.814 mol) and potassium-tert-butoxide (91.3 g, 0.814 mol) were added to methanol (250 mL), and the mixture was stirred at 0 ° C. Volatile components were distilled off under reduced pressure to obtain potassium undecenoate represented by the following formula.
CH2= CH- (CH2)8-CO2 -+K
(BA semi-batch polymerization-1 kg)
In a 2 L glass reaction vessel, cuprous bromide (8.39 g, 0.0585 mol) and acetonitrile (112 mL) were added under a nitrogen atmosphere and heated at 70 ° C. for 60 minutes. To this was added butyl acrylate (224 mL, 1.56 mol), diethyl 2,5-dibromoadipate (17.6 g, 0.0488 mol), and the mixture was further stirred for 30 minutes. To this was added pentamethyldiethylenetriamine (0.41 mL, 1.95 mmol) to initiate polymerization. Thereafter, the reaction solution was sampled and pentamethyldiethylenetriamine (5.66 mL, 27.1 mmol) was added while monitoring the reaction, and butyl acrylate (895 mL, 6.24 mol) was added for 140 minutes 55 minutes after the start of the reaction. Added over. Heating was continued for an additional 170 minutes after the addition of butyl acrylate. At this time, the consumption rate of butyl acrylate was 92.9% from GC measurement. The mixture was diluted with toluene and treated with activated alumina, and then the volatile component was heated and distilled off under reduced pressure to obtain a colorless transparent polymer [1]. The number average molecular weight of the obtained polymer [1] was 21,000, and the molecular weight distribution was 1.1.
[0204]
The polymer [1] (0.35 kg), the potassium undecenoate (8.85 g) and 350 mL of dimethylacetamide were added to a glass container, and the mixture was heated and stirred at 70 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere. Volatiles of the reaction solution were removed by heating under reduced pressure, diluted with toluene, and filtered. Volatiles were removed from the filtrate by heating under reduced pressure, and the solution was concentrated. 20 wt% of aluminum silicate (Kyowa Kagaku, Kyoward 700PEL) was added to the polymer, and the mixture was heated and stirred at 100 ° C for 3 hours. The reaction solution was diluted with toluene and filtered, and the volatile component was distilled off from the filtrate under reduced pressure heating to obtain an alkenyl group-terminated polymer (polymer [2]).1According to 1 H-NMR measurement, 1.9 alkenyl groups were introduced per molecule of the polymer.
[0205]
In a 1 L pressure-resistant reaction vessel, polymer [2] (350 g), trimethoxysilane (15.0 mL), methyl orthoformate (3.6 mL), and 1,1,3,3-tetramethyl-1 of zerovalent platinum , 3-Divinyldisiloxane complex was charged. However, the amount of platinum catalyst used is 5 × 10 5 in molar ratio to the alkenyl group of the polymer.-FourEquivalent. After the reaction mixture was heated and reacted, the volatile content of the mixture was distilled off under reduced pressure to obtain a silyl group-terminated vinyl polymer (polymer [P1]). The number average molecular weight of the obtained polymer was 26000, and the molecular weight distribution was 1.2. The average number of silyl groups introduced per molecule of polymer1It was 1.4 when it was determined by 1 H NMR analysis.
[0206]
Similarly, the polymer [2], trimethoxysilane, methyl orthoformate, and 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane complex of zerovalent platinum are charged into a 1 L pressure-resistant reaction vessel, After sufficiently heating and reacting, the volatile content of the mixture was distilled off under reduced pressure to obtain a silyl group-terminated vinyl polymer (polymer [P2]). The number average molecular weight of the obtained polymer was 26000, and the molecular weight distribution was 1.2. The average number of silyl groups introduced per molecule of polymer1As a result of determination by 1 H NMR analysis, it was 2.0.
[0207]
Similarly, the polymer [2], dimethoxymethylhydrosilane, methyl orthoformate, and 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane complex of zerovalent platinum are charged into a 1 L pressure-resistant reaction vessel, After making it heat-react, the volatile component of the mixture was depressurizingly distilled and the silyl group terminal vinyl polymer (polymer [P3]) was obtained. The number average molecular weight of the obtained polymer was 26000, and the molecular weight distribution was 1.2. The average number of silyl groups introduced per molecule of polymer1It was 1.4 when it was determined by 1 H NMR analysis.
(Production Example 2)
CuBr (8.39 g, 0.0585 mol) was charged into a 2 L separable flask equipped with a reflux tube and a stirrer, and the inside of the reaction vessel was purged with nitrogen. Acetonitrile (112 mL) was added, and the mixture was stirred in an oil bath at 70 ° C. for 30 minutes. To this was added butyl acrylate (224 mL), diethyl 2,5-dibromoadipate (23.4 g, 0.0650 mol), pentamethyldiethylenetriamine (0.500 mL, 0.244 mmol) (hereinafter referred to as triamine), and the reaction. Started. While heating and stirring at 70 ° C., butyl acrylate (895 mL) was continuously added dropwise over 150 minutes. Triamine (2.50 mL, 12.0 mmol) was added during the dropwise addition of butyl acrylate. After 310 minutes from the start of the reaction, 1,7-octadiene (288 mL, 1.95 mol) and triamine (4.0 mL, 0.0195 mol) were added, followed by heating and stirring at 70 ° C. for 240 minutes.
The reaction mixture was diluted with hexane, passed through an activated alumina column, and then the volatile component was distilled off under reduced pressure to obtain an alkenyl group-terminated polymer (polymer [3]). The number average molecular weight of the polymer [3] was 20000, and the molecular weight distribution was 1.3.
A 2 L separable flask equipped with a reflux tube was charged with the polymer [3] (1.0 kg), potassium benzoate (34.8 g), and N, N-dimethylacetamide (1 L), and the nitrogen flow was at 70 ° C. for 15 hours. Stir with heating. N, N-dimethylacetamide was removed under heating and reduced pressure, and then diluted with toluene. Solids insoluble in toluene (KBr and excess potassium benzoate were filtered through an activated alumina column. The volatile content of the filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer [4].
[0208]
A 2 L round bottom flask with a reflux tube was charged with polymer [4] (1 kg), aluminum silicate (200 g, manufactured by Kyowa Chemical Co., Kyward 700PEL), toluene (1 L), and heated at 100 ° C. for 5.5 hours in a nitrogen stream. Stir. After removing the aluminum silicate by filtration, the toluene in the filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer [5].
[0209]
In a 1 L pressure-resistant reaction vessel, polymer [5] (720 g), trimethoxysilane (31.7 mL), methyl orthoformate (8.1 mL), and 1,1,3,3-tetramethyl-1 of zerovalent platinum , 3-Divinyldisiloxane complex was charged. However, the amount of platinum catalyst used is 5 × 10 5 in molar ratio to the alkenyl group of the polymer.-FourEquivalent. After the reaction mixture was heated and reacted, the volatile component of the mixture was distilled off under reduced pressure to obtain a silyl group-terminated vinyl polymer (polymer [P4]). The number average molecular weight of the obtained polymer was 23000 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.4. The average number of silyl groups introduced per molecule of polymer1It was 1.7 pieces as determined by 1 H NMR analysis.
[0210]
Similarly, a 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane complex of polymer [5], trimethoxysilane, dimethoxymethylhydrosilane, methyl orthoformate, and zerovalent platinum was added to a 1 L pressure-resistant reaction vessel. Was charged. However, the input amounts of trimethoxysilane and dimethoxymethylhydrosilane were 70 to 30 in molar ratio. After the reaction mixture was heated and reacted, the volatile content of the mixture was distilled off under reduced pressure to obtain a silyl group-terminated vinyl polymer (polymer [P5]). The number average molecular weight of the obtained polymer was 23000 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.4. The average number of silyl groups introduced per molecule of polymer1When determined by 1 H NMR analysis, it was 1.2 trimethoxy groups and 0.5 dimethoxymethyl groups.
[0211]
Similarly, polymer [5], dimethoxymethylhydrosilane, methyl orthoformate, and 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane complex of zerovalent platinum are charged into a 1 L pressure-resistant reaction vessel and heated. After the reaction, the volatile component of the mixture was distilled off under reduced pressure to obtain a silyl group-terminated vinyl polymer (polymer [P6]). The number average molecular weight of the obtained polymer was 23000 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.4. The average number of silyl groups introduced per molecule of polymer1It was 1.7 pieces as determined by 1 H NMR analysis.
(Production Example 3)
CuBr (251.82 g, 1.76 mol) was charged into a 50 L polymerization machine equipped with a reflux tower and a stirrer, and the inside of the reaction vessel was purged with nitrogen. Acetonitrile (3360 mL) was added and stirred at 68 ° C. for 20 minutes. To this was added butyl acrylate (6.80 L), diethyl 2,5-dibromoadipate (526.70 g, 1.46 mol), pentamethyldiethylenetriamine (12.0 mL, 0.0585 mmol) (hereinafter referred to as triamine). The reaction started. While heating and stirring at 70 ° C., butyl acrylate (26.80 L) was continuously added dropwise over 204 minutes. Triamine (36.0 mL, 0.176 mmol) was added during the dropwise addition of butyl acrylate. After 397 minutes from the start of the reaction, 1,7-octadiene (8640 mL, 58.5 mol) and triamine (120 mL, 0.585 mol) were added, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 240 minutes. Thereafter, triamine (80 mL, 0.390 mol) was added, and the mixture was stirred with heating at 90 ° C. for 240 minutes.
[0212]
The reaction mixture was diluted with toluene, the insoluble copper complex was removed using a separator-type centrifugal sedimentator, passed through an activated alumina column, and then the volatile component was distilled off under reduced pressure to remove the alkenyl group-terminated polymer (polymer). [6]) was obtained. The number average molecular weight of the polymer [6] was 24,000, and the molecular weight distribution was 1.21.
A 10 L separable flask equipped with a reflux tube was charged with polymer [6] (3.0 kg), potassium acetate (24.5 g) and N, N-dimethylacetamide (3 L), and heated at 100 ° C. for 10 hours under a nitrogen stream. Stir. N, N-dimethylacetamide was removed under heating and reduced pressure, and then diluted with toluene. Solids insoluble in toluene (KBr and excess potassium benzoate were filtered through an activated alumina column. The volatile content of the filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer [7].
[0213]
A 10 L round bottom flask equipped with a reflux tube was charged with polymer [7] (3 kg), hydrotalcite (450 g, manufactured by Kyowa Chemical, Kyoward 500SH, Kyoward 700SL), and xylene (0.6 L) under a nitrogen stream 130 The mixture was heated and stirred at ° C for 5.0 hours. After removing the aluminum silicate by filtration, the filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer [8].
[0214]
In a 2 L reactor, polymer [8] (1000 g), trimethoxysilane (52 mL), methyl orthoformate (13.3 mL), and 1,1,3,3-tetramethyl-1,3- Divinyldisiloxane complex was charged. A platinum catalyst and trimethoxysilane were added during the reaction. The total amount of trimethoxysilane used is 69 mL, and the total amount of platinum catalyst used is 1 × 10 in molar ratio to the alkenyl group of the polymer.-3Equivalent. After making it heat-react, the volatile component of the mixture was depressurizingly distilled and the silyl group terminal vinyl polymer (polymer [P7]) was obtained. The number average molecular weight of the obtained polymer was 28500 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.4. The average number of silyl groups introduced per molecule of polymer1The number was 2.5 as determined by 1 H NMR analysis.
[0215]
Similarly, the polymer [8], 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, and 2,2′-azobis-2-methylbutyronitrile were charged in a 2 L reaction vessel and reacted by heating, and then the volatile content of the mixture was removed (unreacted). The silyl group-terminated vinyl polymer (polymer [P8]) was obtained by sufficiently distilling under reduced pressure (so that no 3-mercaptopropyltrimethoxysilane was left). The number average molecular weight of the obtained polymer was 28500 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.4. The average number of silyl groups introduced per molecule of polymer1It was 2.8 as determined by 1 H NMR analysis.
[0216]
Similarly, polymer [8] (1000 g), dimethoxymethylhydrosilane (45 mL), methyl orthoformate (13.3 mL), and 1,1,3,3-tetramethyl-1, zero-valent platinum were added to a 2 L reaction vessel. A 3-divinyldisiloxane complex was charged. In addition, like the polymer [P7], a platinum catalyst and dimethoxymethylsilane were added during the reaction. After sufficiently heating and reacting, the volatile content of the mixture was distilled off under reduced pressure to obtain a silyl group-terminated vinyl polymer (polymer [P9]). The number average molecular weight of the obtained polymer was 28500 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.4. The average number of silyl groups introduced per molecule of polymer1The number was 2.5 as determined by 1 H NMR analysis.
(Production Example 4)
Based on the method described in Example 2 of JP-A-11-080249, an acrylic acid--hydroxyethyl-2-bromopropionate as an initiator, cuprous bromide and 2,2-bipyridyl as a polymerization catalyst, n-Butyl was polymerized, and 2-hydroxyethyl methacrylate was added at the end of polymerization to obtain poly-n-butyl acrylate (polymer [9]) having a hydroxyl group at the terminal. The number average molecular weight of the obtained polymer was 6100 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.3. The average number of silyl groups introduced per molecule of polymer1It was 3.3 as determined by 1 H NMR analysis.
[0217]
Isocyanatepropyltrimethoxysilane was added to this for urethanation reaction, and the terminal hydroxyl group was converted to a trimethoxysilyl group to give a vinyl polymer having an average of 3.3 trimethoxysilyl groups (polymer [P10 ]) Was obtained.
(Production Example 5)
CuBr (22.4 g, 0.156 mol) was charged into a 2 L separable flask equipped with a reflux tube and a stirrer, and the inside of the reaction vessel was purged with nitrogen. Acetonitrile (112 mL) was added, and the mixture was stirred in an oil bath at 70 ° C. for 30 minutes. To this was added butyl acrylate (0.20 kg), methyl 2-bromopropionate (86.9 g, 0.520 mol), and triamine (0.19 mL, 0.18 g, 1.04 mmol) to initiate the reaction. While heating and stirring at 70 ° C., butyl acrylate (0.80 kg) was continuously added dropwise over 150 minutes. Triamine (1.81 mL, 1.71 g, 9.88 mmol) was added during the dropwise addition of butyl acrylate. Subsequently, the mixture was heated and stirred at 70 ° C. for 230 minutes.
The reaction mixture was diluted with toluene, passed through an activated alumina column, and then the volatile component was distilled off under reduced pressure to obtain an alkenyl group-terminated polymer (polymer [10]). The number average molecular weight of the polymer [10] was 2600, and the molecular weight distribution was 1.18.
A 2 L separable flask equipped with a reflux tube was charged with the polymer [10] (0.937 kg), potassium acetate (73.5 g), and N, N-dimethylacetamide (0.8 L). Stir for hours. N, N-dimethylacetamide was removed under heating and reduced pressure, and then diluted with toluene. Solids insoluble in toluene (KBr and excess potassium benzoate were filtered through an activated alumina column. The volatile content of the filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer [P11].
(Production Example 6)
CuBr (923.3 g, 6.44 mol) was charged into a 250 L reaction kettle equipped with a stirrer, and after the reaction kettle was sealed with nitrogen, acetonitrile (6671 g) was added and stirred at 65 ° C. for 15 minutes. To this, butyl acrylate (22.0 kg), diethyl 2,5-dibromoadipate (1931.2 g, 5.36 mol), acetonitrile (3000 g), pentamethyldiethylenetriamine (44.8 mL, 214.6 mmol) (hereinafter triamine) The reaction was started. While heating and stirring at 80 ° C., butyl acrylate (88.0 kg) was continuously added dropwise. Triamine (179.2 mL, 859.5 mmol) was added during the dropwise addition of butyl acrylate. Subsequently, 1,7-octadiene (15.847 kg) and triamine (672.0 mL, 3.21 mol) were added after heating and stirring at 80 ° C., and the heating and stirring were continued at 80 ° C. for 10 hours, whereby the polymer [11 ] Containing the reaction mixture (polymerization reaction mixture [11 ']) was obtained.
The volatile component of the reaction mixture [11 ′] was distilled off under reduced pressure to obtain an alkenyl group-terminated polymer (polymer [11]).
[0218]
Polymer [11] (100 kg), methylcyclohexane (100 kg), adsorbent (2 kg each, manufactured by Kyowa Chemical, Kyoward 500SH, Kyoward 700SL) are charged into a 250 L reaction kettle equipped with a stirrer, and an oxygen / nitrogen mixed gas atmosphere Under stirring at 150 ° C. for 2 hours, the solid was separated to obtain a polymer [12].
[0219]
A 10 L separable flask equipped with a reflux tube was charged with the polymer [12] (3.2 kg), potassium acetate (74.1 g), N, N-dimethylacetamide (3.2 L), and 8 ° C. at 100 ° C. under a nitrogen stream. Stir for hours. N, N-dimethylacetamide was removed under heating and reduced pressure, and then diluted with toluene. Solids insoluble in toluene (KBr and excess potassium benzoate were filtered through an activated alumina column. The volatile matter in the filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer [13].
[0220]
A 10 L separable flask equipped with a reflux tube was charged with polymer [13] (3 kg), adsorbent (1800 g, manufactured by Kyowa Chemical, Kyoward 500SH, Kyoward 700SL), xylene (1.5 L), and 130 ° C. under a nitrogen stream. And stirred for 5.0 hours. After removing the adsorbent by filtration, the filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer [14].
[0221]
In a 2 L reaction vessel, the polymer [14] (1300 g) obtained in Production Example 1, dimethoxymethylhydrosilane (58.5 mL), methyl orthoformate (17.3 mL), and 1,1,3 of zerovalent platinum A 3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane complex was charged. In addition, the usage-amount of a platinum catalyst is 30 mg in conversion of platinum with respect to 1 kg of polymers. After reacting by heating at 100 ° C. for 3.5 hours, the volatile content of the mixture was distilled off under reduced pressure to obtain a silyl group-terminated vinyl polymer (polymer [P12]). The number average molecular weight of the obtained polymer was 27000 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.4. The average number of silyl groups introduced per molecule of polymer1The number was found by 1 H NMR analysis to be 1.8.
(Examples 1 to 13)
100 parts of the polymers [P1 to P10] obtained in Production Examples 1 to 4 and 150 parts of colloidal calcium carbonate (Shiraka Hana CCR: manufactured by Shiroishi Calcium), 20 parts of heavy calcium carbonate (Nanox 25A: manufactured by Maruo Calcium), titanium oxide (Taipeke R-820 (rutile type): manufactured by Ishihara Sangyo) 10 parts, plasticizer (described in Table 1) 50 parts, thixotropic agent (Disparon 6500 manufactured by Enomoto Kasei), anti-aging agent (Sanol LS-765) (HALS): Sankyo, Tinuvin 213: Ciba Specialty Chemicals) 1 part each, and after mixing thoroughly using 3 paint rolls, other various additives are added, and various curing catalysts are added. Used to cure at room temperature and evaluated skinning time. Moreover, the stickiness (residual tack) of the surface after leaving the cured product to stand at room temperature for 1 week was evaluated. Table 1 shows the results of various compounding agents and curing agents, the number of added curing agents, the skinning time, and the residual tack of the cured product.
[0222]
The skinning time in the present invention was evaluated by the time until the composition exhibited rubber elasticity and did not reach the metal spatula.
[0223]
[Table 1]
Figure 0004050526
(Examples 14 to 29)
100 parts of the polymer [12] obtained in Production Example 6 are mixed with 150 parts of colloidal calcium carbonate (Shiraka Hana CCR: manufactured by Shiroishi Calcium), 20 parts of heavy calcium carbonate (Nanox 25A: manufactured by Maruo Calcium), titanium oxide (Taipeke R- 820 (rutile type): 10 parts by Ishihara Sangyo Co., Ltd. 60 parts plasticizer (DIDP: manufactured by Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd.), 2 parts thixotropic agent (manufactured by Disparon 6500 Tsujimoto Kasei), anti-aging agent (Sanol LS-765 (HALS) ): Sankyo, Tinuvin 213: Ciba Specialty Chemicals) 1 part each, and after further mixing thoroughly using three paint rolls, silanol-containing compounds (A-1120, A-171: both Japan Unicar) 1 part each and various curing catalysts were used for curing at room temperature, and the skinning time was evaluated. Table 2 shows the results of the curing agent type, the number of added parts, the color of the cured product, the skinning time, and the gel fraction of the cured product.
(Comparative Examples 1-2)
Skinning time and gel fraction were measured in the same manner as in Examples 14 to 29 except that a tin-based curing catalyst was used instead of the curing catalyst used in Examples 14 to 29. The results are shown in Table 2.
[0224]
In addition, the gel fraction in this invention showed the mass after immersing a hardened | cured material in a toluene solution at room temperature for 1 day, and vacuum-drying at 120 degreeC after that for 3 hours with respect to the mass before immersion.
[0225]
[Table 2]
Figure 0004050526
(Examples 30 to 45)
In the same manner as in Examples 14 to 29, the above composition was filled in a mold having a thickness of about 2 mm, and then cured for 3 days indoors and then at 50 ° C. for 4 days to obtain a cured product. A 2 (1/3) type dumbbell-shaped test piece was punched out from the cured product after curing, and the tensile properties (using an autograph manufactured by Shimadzu, measurement temperature: 23 ° C., tensile speed: 200 mm / sec) were evaluated. Similarly, a sheet-like construction filled in a 2 mm thick mold was cured and cured in a room for 3 days, then at 50 ° C for 4 days, and further immersed in water at 23 ° C for 3 days at 70 ° C. It was cured and punched into 2 (1/3) type dumbbell test pieces, and the restoration rate was measured. The restoration rate was calculated by calculating the rate of restoration by measuring the distance between the marked lines after 1 hour after opening and holding the marked line 20 mm at 40 ° C. for 24 hours. The residual tack of each cured product was evaluated. Table 3 shows the results of the curing agent type, tensile properties, and restoration rate.
(Comparative Examples 3-4)
Skinning time and gel fraction were measured in the same manner as in Examples 14 to 29 except that a tin-based curing catalyst was used instead of the curing catalyst used in Examples 30 to 45. The results are shown in Table 2.
[0226]
In addition, the gel fraction in this invention showed the mass after immersing a hardened | cured material in a toluene solution at room temperature for 1 day, and vacuum-drying at 120 degreeC after that for 3 hours with respect to the mass before immersion.
[0227]
[Table 3]
Figure 0004050526
All exhibited sufficient curability, gel content, residual tack, mechanical properties, and restoration properties.
[0228]
From the above experimental results, the following became clear.
(1) Carboxylic acid metal salts such as iron, titanium and bismuth showed catalytic activity similar to that of tin.
(2) Carboxylic acid metal salts such as manganese, bismuth, titanium, especially vanadium, cobalt, barium, calcium, aluminum, etc. showed a high resilience while having a low modulus as compared with a carboxylic acid metal salt of tin.
(3) Carboxylic acid metal salts such as iron, titanium, bismuth, lead, vanadium, zirconium, calcium, potassium, barium, manganese, nickel, cobalt, zinc, and aluminum have a lower modulus and higher modulus than those of tin. The tendency of growth was shown.
[0229]
【The invention's effect】
The present invention comprises a curable composition comprising a vinyl polymer (I) having at least one crosslinkable silyl group and a carboxylic acid metal salt (II) other than tin, and using a tin-based curing catalyst. In addition, a composition having good cured product properties can be realized while showing practical curability.

Claims (25)

以下の二成分:
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(I)、及び、錫系以外のカルボン酸金属塩からなるビニル系重合体(I)のシラノール縮合触媒(II)を含有する硬化性組成物であって、
前記ビニル系重合体(I)の主鎖が、(メタ)アクリル系重合体であり、
前記シラノール縮合触媒(II)の金属が、ビスマス、チタン、バナジウム、カルシウム、バリウム、セリウム、ニッケル、およびアルミニウムからなる群から選択される1種以上の金属であり、
前記シラノール縮合触媒(II)は、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウムおよびステアリン酸バリウムを除いたものである
硬化性組成物。
The following two components:
A curable composition comprising a vinyl polymer (I) having at least one crosslinkable silyl group and a silanol condensation catalyst (II) of a vinyl polymer (I) comprising a carboxylic acid metal salt other than tin. Because
The main chain of the vinyl polymer (I) is a (meth) acrylic polymer,
It said metal of the silanol condensation catalyst (II) is, bismuth, titanium, vanadium, calcium, barium, cerium, nickel, and one or more metals der selected from the group consisting of aluminum is,
The curable composition is the silanol condensation catalyst (II) excluding calcium stearate, aluminum stearate and barium stearate .
分子量分布が1.8未満であるビニル系重合体(I)を含有することを特徴とする請求項1記載の硬化性組成物。  The curable composition according to claim 1, comprising a vinyl polymer (I) having a molecular weight distribution of less than 1.8. 主鎖が、アクリル系重合体であるビニル系重合体(I)を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の硬化性組成物。  The curable composition according to claim 1 or 2, wherein the main chain contains a vinyl polymer (I) which is an acrylic polymer. 主鎖が、アクリル酸エステル系重合体であるビニル系重合体(I)を含有することを特徴とする請求項3に記載の硬化性組成物。  4. The curable composition according to claim 3, wherein the main chain contains a vinyl polymer (I) which is an acrylic ester polymer. シラノール縮合触媒(II)が、カルボン酸ビスマス、カルボン酸チタニウム、カルボン酸バナジウム、カルボン酸カルシウム、カルボン酸バリウム、カルボン酸セリウム、カルボン酸ニッケル、およびカルボン酸アルミニウムからなる群から選択される1つ以上であるカルボン酸金属塩(但しステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウムおよびステアリン酸バリウムを除く)であることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。 One or more wherein the silanol condensation catalyst (II) is selected from the group consisting of bismuth carboxylate, titanium carboxylate, vanadium carboxylate, calcium carboxylate, barium carboxylate, cerium carboxylate, nickel carboxylate, and aluminum carboxylate The curable composition according to any one of claims 1 to 4, which is a metal carboxylate (except for calcium stearate, aluminum stearate and barium stearate) . シラノール縮合触媒(II)が、下記の群で表わされるカルボン酸金属塩のいずれかである(但しステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウムおよびステアリン酸バリウムを除く)ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。
Ti(OCOR)、Bi(OCOR)、V(OCOR)、Ca(OCOR)、Ba(OCOR)、Ce(OCOR)、Ni(OCOR)、またはAl(OCOR)
(式中Rは炭素数1〜20で表される置換あるいは非置換の炭化水素基であり、炭素炭素二重結合を含んでいてもよい。)
The silanol condensation catalyst (II) is any one of carboxylic acid metal salts represented by the following group (excluding calcium stearate, aluminum stearate and barium stearate): The curable composition as described in any one.
Ti (OCOR) 4 , Bi (OCOR) 3 , V (OCOR) 3 , Ca (OCOR) 2 , Ba (OCOR) 2 , Ce (OCOR) 3 , Ni (OCOR) 2 , or Al (OCOR) 3
(In the formula, R is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain a carbon-carbon double bond.)
シラノール縮合触媒(II)が、2−エチルヘキサン酸、ネオデカン酸、バーサチック酸、オレイン酸、ナフテン酸から選ばれるカルボン酸基含有化合物の金属塩であることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。 The silanol condensation catalyst (II) is a metal salt of a carboxylic acid group-containing compound selected from 2-ethylhexanoic acid, neodecanoic acid, versatic acid, oleic acid, and naphthenic acid. The curable composition as described in any one. ビニル系重合体(I)100重量部に対して、シラノール縮合触媒(II)に含有される金属元素換算で0.005〜30重量部となる量のシラノール縮合触媒(II)を含有することを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。Vinyl polymer (I) with respect to 100 parts by weight, that a silanol condensation catalyst (II) becomes 0.005 parts by weight in terms of metal element contained in the amount of the silanol condensation catalyst (II) The curable composition according to any one of claims 1 to 7, which is characterized by the following. 更に第三成分として、アミン化合物(III)を含有することを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。  Furthermore, amine compound (III) is contained as a 3rd component, The curable composition as described in any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned. ビニル系重合体(I)100重量部に対して、シラノール縮合触媒(II)中に含有される金属元素換算で0.005〜30重量部となる量のシラノール縮合触媒(II)と、アミン化合物(III)0.01〜50重量部を含有することを特徴とする請求項9に記載の硬化性組成物。Vinyl polymer (I) with respect to 100 parts by weight, and a 0.005 part by weight in terms of metal element contained in the silanol condensation catalyst (II) the amount of the silanol condensation catalyst (II), the amine compound (III) 0.01-50 weight part is contained, The curable composition of Claim 9 characterized by the above-mentioned. 主鎖が、リビングラジカル重合法により製造されるものであるビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項1〜10のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。  The curable composition according to any one of claims 1 to 10, wherein the main chain contains a vinyl polymer produced by a living radical polymerization method. リビングラジカル重合が、原子移動ラジカル重合であるビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項11に記載の硬化性組成物。  The curable composition according to claim 11, wherein the living radical polymerization contains a vinyl polymer that is atom transfer radical polymerization. 原子移動ラジカル重合が、周期律表第7族、8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする遷移金属錯体より選ばれる錯体を触媒とするビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項12に記載の硬化性組成物。  The atom transfer radical polymerization contains a vinyl polymer catalyzed by a complex selected from a transition metal complex having a group 7 element, group 8, group 9, group 10, or group 11 element as a central metal in the periodic table. The curable composition according to claim 12. 触媒とする金属錯体が銅、ニッケル、ルテニウム、又は鉄の錯体からなる群より選ばれる錯体であるビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項13に記載の硬化性組成物。  14. The curable composition according to claim 13, wherein the metal complex used as a catalyst contains a vinyl polymer that is a complex selected from the group consisting of copper, nickel, ruthenium, or iron complexes. 触媒とする金属錯体が銅の錯体であるビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項14に記載の硬化性組成物。  The curable composition according to claim 14, wherein the metal complex used as a catalyst contains a vinyl polymer which is a copper complex. ビニル系重合体(I)が、一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが3である架橋性シリル基であるビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項1〜15のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。
−SiY3−a・・・(1)
(ただし、式中Rは、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1,2,または3を示す。)
The vinyl polymer (I) contains a vinyl polymer which is a crosslinkable silyl group in which a is 3 among the crosslinkable silyl groups represented by the general formula (1). The curable composition as described in any one of -15.
-SiY a R 3-a (1)
(In the formula, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or (R ′) 3 SiO— (R ′ is 1 carbon atom). A monovalent hydrocarbon group of -20, wherein three R's may be the same or different), and when there are two or more R And Y may be the same or different, and Y represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and when two or more Y are present, they may be the same or different. a represents 1, 2, or 3)
ビニル系重合体(I)が架橋性シリル基を主鎖末端に有するビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項16に記載の硬化性組成物。  The curable composition according to claim 16, wherein the vinyl polymer (I) contains a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group at the end of the main chain. ビニル系重合体(I)が、一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが3である架橋性シリル基のみを含有するビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項1〜17のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。  The vinyl polymer (I) contains a vinyl polymer containing only a crosslinkable silyl group in which a is 3 among the crosslinkable silyl groups represented by the general formula (1). Item 18. The curable composition according to any one of Items 1 to 17. ビニル系重合体(I)の一部または全部が、一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが3である架橋性シリル基、および一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが1または2である架橋性シリル基を併有する重合体であるビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項1〜18のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。  A part or all of the vinyl polymer (I) is a crosslinkable silyl group in which a is 3 among the crosslinkable silyl groups represented by the general formula (1), and the crosslinkable represented by the general formula (1) The hardening | curing as described in any one of Claims 1-18 characterized by containing the vinyl polymer which is a polymer which has a crosslinkable silyl group whose a is 1 or 2 among the functional silyl groups. Sex composition. ビニル系重合体(I)が、一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが3である架橋性シリル基を有する重合体、および一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが1または2である架橋性シリル基を有する重合体の両方のビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項1〜18のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。  The vinyl polymer (I) is a polymer having a crosslinkable silyl group in which a is 3 among the crosslinkable silyl groups represented by the general formula (1), and the crosslinkability represented by the general formula (1). The curable group according to any one of claims 1 to 18, comprising a vinyl polymer of both polymers having a crosslinkable silyl group in which a is 1 or 2 among silyl groups. Composition. ビニル系重合体(I)が、一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが3である架橋性シリル基を有する重合体、および一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが1または2である架橋性シリル基のみを有する重合体の両方のビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項1〜18のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。  The vinyl polymer (I) is a polymer having a crosslinkable silyl group in which a is 3 among the crosslinkable silyl groups represented by the general formula (1), and the crosslinkability represented by the general formula (1). The curing according to any one of claims 1 to 18, comprising both vinyl polymers of a polymer having only a crosslinkable silyl group in which a is 1 or 2 among silyl groups. Sex composition. ビニル系重合体(I)が、一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが3である架橋性シリル基のみを有するビニル系重合体のみを含有することを特徴とする請求項1〜18のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。  The vinyl polymer (I) contains only a vinyl polymer having only a crosslinkable silyl group in which a is 3 among the crosslinkable silyl groups represented by the general formula (1). Item 19. The curable composition according to any one of Items 1 to 18. ビニル系重合体(I)が、一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが3である架橋性シリル基のみを有するビニル系重合体、および一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが3である架橋性シリル基および一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが1または2である架橋性シリル基の両方を併有する重合体であるビニル系重合体の両方のビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項1〜18のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。  The vinyl polymer (I) is represented by the vinyl polymer having only a crosslinkable silyl group in which a is 3 among the crosslinkable silyl groups represented by the general formula (1), and the general formula (1). A polymer having both a crosslinkable silyl group in which a is 3 among the crosslinkable silyl groups and a crosslinkable silyl group in which a is 1 or 2 among the crosslinkable silyl groups represented by the general formula (1) The curable composition according to any one of claims 1 to 18, comprising both vinyl polymers of the vinyl polymer. ビニル系重合体(I)が、一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが3である架橋性シリル基のみを有する重合体、および一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが1または2である架橋性シリル基を有する重合体の両方のビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項1〜18のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。  The vinyl polymer (I) is a polymer having only a crosslinkable silyl group in which a is 3 among the crosslinkable silyl groups represented by the general formula (1), and the crosslinkable represented by the general formula (1) The hardening | curing as described in any one of Claims 1-18 characterized by containing both the vinyl polymers of the polymer which has a crosslinkable silyl group whose a is 1 or 2 among the functional silyl groups. Sex composition. ビニル系重合体(I)が、一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが3である架橋性シリル基のみを有する重合体、および一般式(1)で表される架橋性シリル基のうちaが1または2である架橋性シリル基のみを有する重合体の両方のビニル系重合体を含有することを特徴とする請求項1〜18のうちいずれか一項に記載の硬化性組成物。  The vinyl polymer (I) is a polymer having only a crosslinkable silyl group in which a is 3 among the crosslinkable silyl groups represented by the general formula (1), and the crosslinkable represented by the general formula (1) It contains both vinyl polymers of the polymer which has only a crosslinkable silyl group whose a is 1 or 2 among the functional silyl groups. Curable composition.
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