JP4675564B2 - 湿気硬化性rtv中で架橋剤として使用するためのアルキルアルコキシアシルオキシシラン及びそのブレンドの合成及び使用 - Google Patents
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Description
初期のRTVシリコーン系では、主ポリマー成分はシラノール末端基を有する線状シリコーン又は適度に枝分れしたシリコーンであった。ケイ酸アルキル又はポリケイ酸アルキル(通例は、オルトケイ酸テチラエチル又はその部分加水分解・縮合生成物)が架橋剤として使用された。通例使用される触媒は、スズ化合物、例えばオクタン酸第一スズ及びジブチルスズジラウレートであった。充填材、着色顔料及びその他の補助材料も使用された。かかる系は、通常は2つの部分として製造され、それによってシロキサノールポリマーと触媒との分離状態を維持した。使用時点で、2つの部分を混合し、それによってシロキサノールの架橋を開始させた。その後は、材料の流動性(即ち、組成可使時間)が限定される。均一に硬化した物品を製造するためには、正確に測定した比率及び完全な混合が必要である。混合が必要なため、有用な組成物は撹拌及び注入が容易なものに限定され、したがってポリマーの粘度及び充填材の添加量レベルが共に限定される。この系の初期開発では、水の役割は認識されていなかった。後に、少なくとも触媒量の水は不可欠であること、及び使用前に水の厳格な排除のための特別な手段を講じなければ、充填材に吸収された水又はその他の状態で存在する水が架橋反応を早期に触媒し得ることが確認された。
RTVシリコーンにおける次の主要な開発品は、大気中に存在するような湿気に暴露されるまで(水を除く)すべての成分の混合物が密閉容器内で可使状態に保たれる一液系であった。主ポリマー成分は、容易に加水分解重合を受けてシロキサンを生成する反応基を有する線状シリコーン又は軽度に枝分れしたシリコーンであった。容易に加水分解重合を受ける反応基は、末端位置又は非末端位置或いはその両方に存在することができた。先行技術では、多数の反応基か有効であると報告された。架橋剤は、通常、1分子当たり3以上の同一反応基を有していた。多種多様の触媒が使用され、その選択は容易に加水分解重合を受ける反応基の種類に依存する。金属及びアミノカルボン酸塩がしばしば有用である。このタイプの架橋剤は極めて有効であるが、これらには制限もある。例えば、多官能性シランモノマーは高度に集中した官能性部位を有している。したがって、通常、これらは硬化シーラントの性質を改良するための手段として十分に適さない。架橋剤上に同一の官能基が存在することは、ゲル化時間や硬化時間がほとんど変化しないので、シーラント組成物の作業性に関する問題も提起する。これは、架橋剤の混合物を含むシーラントを使用することで改善できる。しかし、その場合には、シーラント組成物中での架橋剤の適正な分布に関する問題が生じる。
さらに最近のこの開発品では、ヒドロシリル化によって架橋が達成される。主ポリマー成分は、通常、ビニル基又は他のオレフィン基を末端位置又は非末端位置に有する線状シリコーン又は軽度に枝分れしたシリコーンである。架橋剤は、通常、1分子当たり3以上のヒドリドシロキサン単位を有する低分子量シロキサンである。触媒は、通例、ppmレベルで有効な白金化合物である。室温で活性を示すこのタイプの組成物は二液系である。阻害された触媒を用いれば一液系が製造されるが、触媒を活性化するために少なくとも短時間の高温処理が必要であり、したがって真のRTV系ではない。この種の架橋系の欠点は、白金触媒が多くの物質によって阻害され得ることである。このタイプの硬化機構は、望ましくない反応生成物が生じない点で顕著な利点を有する。
最も最近に開発されたこのタイプのRTVシリコーンでは、分子酸素との接触時にメルカプトアルキル基が酸化することで架橋が起こる。主ポリマー成分は、ケイ素に直接結合した3−メルカプトプロピルのようなメルカプトアルキル置換基を有する線状シリコーン又は軽度に枝分れしたシリコーンである。架橋剤成分は任意であり、通常は1分子当たり3以上のメルカプトアルキル置換基を有する低分子量シリコーンである。触媒は、コバルトのような酸化促進剤金属の有機化合物である。
R1SiR2 aR3 3-a
及び
R4R5 bR6 3-bSi−O−SiR7R8 cR9 3-c
及びこれらの混合物からなる群から選択されるアルキルアルコキシアシルオキシシランを含んでなる一液型湿気硬化性室温加硫シリコーン組成物を提供する。上記式中、R1、R4及びR7は独立に式(CH2)nXのアルキル基(式中、nは1〜10の炭素原子数を有し、Xは水素、アミノ、エポキシ、シアノ、チオシアノ、アリル及びビニルからなる群から選択される)からなる群から選択され、R2、R5及びR8は独立に式OC(O)(CH2)mHのアシルオキシ基(式中、mは1〜8の炭素原子数を有する)からなる群から選択され、R3、R6及びR9は独立に炭素原子数1〜10のアルコキシ基又はアルコキシ基混合物からなる群から選択され、添字a、b及びcは0<a<3、0<b<3及び0<c<3に制限され、前記アルキルアルコキシアシルオキシシランは0℃を超える温度で液体である。
(A)25℃で約1000〜約500000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン約1〜約99重量%、
(B)25℃で約5〜約3000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン約1〜約99重量%、
(C)R1SiR2 aR3 3-a
及び
R4R5 bR6 3-bSi−O−SiR7R8 cR9 3-c
及びこれらの混合物からなる群から選択されるアルキルアルコキシアシルオキシシラン架橋剤化合物約0.1〜約30重量%、並びに
(D)ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルジブトキシスズ、ジブチルジメトキシスズ及びジブチルジネオデカノエートスズからなる群から選択されるスズ系縮合硬化触媒約0.01〜約10重量%
を含んでなる湿気硬化性室温加硫シリコーン組成物を提供する。上記式中、R1、R4及びR7は独立に式(CH2)nXのアルキル基(式中、nは1〜10の炭素原子数を有し、Xは水素、アミノ、エポキシ、シアノ、チオシアノ、アリル及びビニルからなる群から選択される)からなる群から選択され、R2、R5及びR8は独立に式OC(O)(CH2)mHのアシルオキシ基(式中、mは1〜8の炭素原子数を有する)からなる群から選択され、R3、R6及びR9は独立に炭素原子数1〜10のアルコキシ基又はアルコキシ基混合物からなる群から選択され、添字a、b及びcは0<a<3、0<b<3及び0<c<3に制限され、前記アルキルアルコキシアシルオキシシランは0℃を超える温度で液体である。
R1SiR2 aR3 3-a(式I)
及び
R4R5 bR6 3-bSi−O−SiR7R8 cR9 3-c(式II)
及びこれらの混合物からなる群から選択される。上記式中、R1、R4及びR7は独立に式(CH2)nXのアルキル基(式中、nは1〜10の炭素原子数を有し、Xは水素、アミノ、エポキシ、シアノ、チオシアノ、アリル及びビニルからなる群から選択され、最も好ましくは水素である)からなる群から選択され、R2、R5及びR8は独立に式OC(O)(CH2)mHのアシルオキシ基(式中、mは1〜8の炭素原子数を有し、最も好ましくは1である)からなる群から選択され、R3、R6及びR9は独立に炭素原子数1〜10のアルコキシ基又はアルコキシ基混合物からなる群から選択され、最も好ましくは2−プロピル、2−ブチル又は1−ブチルである。分子種に関しては、a、b及びcは独立に1又は2であるが、式Iの化合物の混合物、式IIの化合物の混合物、又は式I及び式IIの化合物の混合物であり得るこれらの架橋剤の混合物に関しては、0<a<3、0<b<3及び0<c<3である。aは好ましくは約1.50〜約2.95、さらに好ましくは約2.20〜約2.90、最も好ましくは約2.75〜約2.85の範囲内にあり、bは好ましくは約0.50〜約1.95、さらに好ましくは約1.60〜約1.95、最も好ましくは約1.75〜約1.85の範囲内にあり、cは好ましくは約0.50〜約1.95、さらに好ましくは約1.60〜約1.90、最も好ましくは約1.75〜約1.85の範囲内にある。上記のRz基(式中、zは1〜9の範囲にわたる)中の炭素原子数の範囲は、各々の特定Rzに関する最も広い範囲で規定されるすべての中間範囲を含めた包括的な範囲である。
(A)25℃で約1000〜約500000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン約1〜約99重量%、好ましくは約5〜約90重量%、さらに好ましくは約20〜約85重量%、最も好ましくは約40〜約80重量%、
(B)25℃で約5〜約3000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン約1〜約99重量%、好ましくは約5〜約90重量%、さらに好ましくは約7〜約85重量%、最も好ましくは約9〜約80重量%、
(C)本発明の架橋剤化合物約0.1〜約30重量%、好ましくは約0.2〜約20重量%、さらに好ましくは約0.5〜約15重量%、最も好ましくは約1〜約10重量%、並びに
(D)ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルジブトキシスズ、ジブチルジメトキシスズ及びジブチルジネオデカノエートスズからなる群から選択されるスズ系縮合硬化触媒約0.01〜約10重量%、好ましくは約0.01〜約7.5重量%、さらに好ましくは約0.01〜約5重量%、最も好ましくは約0.01〜約3重量%
を含んでなる湿気硬化性RTVシーラント組成物も提供する。
(A)25℃で22000センチポアズ(cps)の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン69重量部、
(B)25℃で2000センチポアズ(cps)の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン9重量部、
(C)ジメチルジクロロシラン処理フュームドシリカ充填材10重量部、
(D)実施例3で合成したトリアセトキシシラン及び(2−プロポキシ)メチルジアセトキシシランの混合物4重量部、
(E)ジブチルスズジラウレートスズ系縮合硬化触媒0.0257重量部、並びに
(F)線状トリメチル末端枝分れポリジメチルシロキサン液状可塑剤8重量部
を含んでなるRTV組成物を提供する。
実施例1では、(1−ブトキシ)メチルジアセトキシシランの製造を説明する。この架橋剤は、以下の成分:
297.2gの1−ブタノール
882.6gのトリアセトキシシラン
を無水条件下で混合することによって合成した。反応混合物を15分間撹拌した後、減圧下で酢酸を蒸発させた。
実施例2では、(1−ブトキシ)メチルジアセトキシシラン及びメチルトリアセトキシシランの混合物の製造を説明する。この架橋剤は、以下の成分:
103.4gの1−ブタノール
882.6gのメチルトリアセトキシシラン
を無水条件下で混合することによって合成した。この触媒混合物は20℃で液体である。
反応混合物を15分間撹拌した後、減圧下で酢酸を蒸発させた。
実施例3では、メチルトリアセトキシシラン及びブトキシメチルジアセトキシシランの混合物の製造を説明する。この架橋剤は、以下の成分:
21.0gのn−ブタノール
220.1gのトリアセトキシシラン
を無水条件下で混合することによって合成した。この触媒混合物は20℃の液体である。反応混合物を15分間攪拌した後、減圧下で酢酸を蒸発させた。生成物の1H−NMR及び29Si−NMRは、メチルトリアセトキシシラン、(1−ブトキシ)メチルジアセトキシシラン及びジ−(1−ブトキシ)メチルアセトキシシランの混合物のものに一致していた。
実施例4では、メチルトリアセトキシシラン及び(2−プロポキシ)メチルアセトキシシランの混合物の製造を説明する。この架橋剤は、以下の成分:
15.3gの2−プロパノール
220.1gのトリアセトキシシラン
を無水条件下で混合することによって合成した。反応混合物を15分間攪拌した後、減圧下で酢酸を蒸発させた。
実施例5では、メチルトリアセトキシシラン、(2−プロポキシ)メチルアセトキシシラン及び酢酸の混合物の製造を説明する。この架橋剤は、以下の成分:
11.5gの2−プロパノール
220.1gのトリアセトキシシラン
を無水条件下で混合することによって合成した。反応混合物を15分間攪拌し、酢酸を除去しなかった。
トリアセトキシシラン及び(2−メチル−2−プロポキシ)メチルアセトキシシランの混合物からなる架橋剤を用いて製造したRTVシーラント。別の箇所に記載した通り、このシーラントは、Werner−Pfleiderer押出機で混合して押し出した。
(B)25℃で2000センチポアズ(cps)の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン9重量部、
(C)ジメチルジクロロシラン処理フュームドシリカ充填材10重量部、
(D)実施例3で合成したトリアセトキシシラン及び(2−プロポキシ)メチルジアセトキシシランの混合物4重量部、
(E)ジブチルスズジラウレートスズ系縮合硬化触媒0.0257重量部、並びに
(F)線状トリメチル末端枝分れポリジメチルシロキサン液状可塑剤8重量部。
(1−ブトキシ)メチルジアセトキシシラン及びメチルトリアセトキシシランの混合物からなる架橋剤を用いて製造したRTVシーラント。このシーラントは、Werner−Pfleiderer二軸押出機で混合して押し出した。
(B)25℃で2000センチポアズ(cps)の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン9重量部、
(C)ジメチルジクロロシラン処理フュームドシリカ充填材10重量部、
(D)実施例2に記載した(1−ブトキシ)メチルジアセトキシシラン及びメチルトリアセトキシシランの混合物4.0重量部、
(E)ジブチルスズジラウレートスズ系縮合硬化触媒0.0257重量部、並びに
(F)線状トリメチル末端枝分れポリジメチルシロキサン液状可塑剤8重量部。
メチルトリアセトキシシラン及び(2−プロポキシ)メチルジアセトキシシランの混合物からなる架橋剤を用いて製造したRTVシーラント。別の箇所に記載した通り、このシーラントは、WP押出機で混合して押し出した。
(B)25℃で2000センチポアズ(cps)の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン9重量部、
(C)ジメチルジクロロシラン処理フュームドシリカ充填材10重量部、
(D)実施例3に記載した(2−プロポキシ)メチルジアセトキシシラン及びメチルトリアセトキシシランの混合物4.0重量部、
(E)ジブチルスズジラウレートスズ系縮合硬化触媒0.0257重量部、並びに
(F)線状トリメチル末端枝分れポリジメチルシロキサン液状可塑剤8重量部。
メチルトリアセトキシシラン、(2−プロポキシ)メチルジアセトキシシラン及び酢酸の混合物からなる架橋剤を用いて製造したRTVシーラント。別の箇所に記載した通り、このシーラントは、WP押出機で混合して押し出した。
(B)25℃で2000センチポアズ(cps)の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン9重量部、
(C)ジメチルジクロロシラン処理フュームドシリカ充填材10重量部、
(D)実施例3に記載した(2−プロポキシ)メチルジアセトキシシラン及びメチルトリアセトキシシランの混合物4.0重量部、
(E)ジブチルスズジラウレートスズ系縮合硬化触媒0.0257重量部、並びに
(F)線状トリメチル末端枝分れポリジメチルシロキサン液状可塑剤8重量部。
Claims (5)
- (A)25℃で1000〜500000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン1〜99重量%、
(B)25℃で5〜3000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン1〜99重量%、
(C)2−プロポキシメチルジアセトキシシラン及び1−ブトキシメチルジアセトキシシランからなる群から選択されるアルキルアルコキシアシルオキシシラン架橋剤、並びに
(D)ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルジブトキシスズ、ジブチルジメトキシスズ及びジブチルジネオデカノエートスズからなる群から選択されるスズ系縮合硬化触媒0.01〜10重量%を含んでなり、前記(A)及び前記(B)はそれぞれ異なるシラノール末端ポリジメチルシロキサンである、一液型湿気硬化性室温加硫シリコーン組成物。 - 当該湿気硬化性室温加硫シリコーン組成物が、
(A)25℃で1000〜500000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン5〜90重量%、
(B)25℃で5〜3000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン5〜90重量%、
(C)2−プロポキシメチルジアセトキシシラン及び1−ブトキシメチルジアセトキシシランからなる群から選択されるアルキルアルコキシアシルオキシシラン架橋剤化合物0.2〜20重量%、並びに
(D)ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルジブトキシスズ、ジブチルジメトキシスズ及びジブチルジネオデカノエートスズからなる群から選択されるスズ系縮合硬化触媒0.01〜7.5重量%を含んでなる、請求項1記載の組成物。 - 当該湿気硬化性室温加硫シリコーン組成物が、
(A)25℃で1000〜500000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン20〜85重量%、
(B)25℃で5〜3000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン7〜85重量%、
(C)2−プロポキシメチルジアセトキシシラン及び1−ブトキシメチルジアセトキシシランからなる群から選択されるアルキルアルコキシアシルオキシシラン架橋剤化合物0.5〜15重量%、並びに
(D)ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルジブトキシスズ、ジブチルジメトキシスズ及びジブチルジネオデカノエートスズからなる群から選択されるスズ系縮合硬化触媒0.01〜5.0重量%を含んでなる、請求項2記載の組成物。 - 当該湿気硬化性室温加硫シリコーン組成物が、
(A)25℃で1000〜500000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン40〜80重量%、
(B)25℃で5〜3000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン9〜80重量%、
(C)2−プロポキシメチルジアセトキシシラン及び1−ブトキシメチルジアセトキシシランからなる群から選択されるアルキルアルコキシアシルオキシシラン架橋剤化合物1〜10重量%、並びに
(D)ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルジブトキシスズ、ジブチルジメトキシスズ及びジブチルジネオデカノエートスズからなる群から選択されるスズ系縮合硬化触媒0.01〜3.0重量%を含んでなる、請求項3記載の組成物。 - (A)25℃で1000〜500000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン1〜99重量%、
(B)25℃で5〜3000センチポアズ(cps)の範囲内の粘度を有するシラノール末端ポリジメチルシロキサン1〜99重量%、
(C)2−プロポキシメチルジアセトキシシラン及び1−ブトキシメチルジアセトキシシランからなる群から選択されるアルキルアルコキシアシルオキシシラン架橋剤、並びに
(D)ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルジブトキシスズ、ジブチルジメトキシスズ及びジブチルジネオデカノエートスズからなる群から選択されるスズ系縮合硬化触媒0.01〜10重量%から実質的になり、前記(A)及び前記(B)はそれぞれ異なるシラノール末端ポリジメチルシロキサンである湿気硬化性室温加硫シリコーン組成物。
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