JP4938295B2 - 水媒介シリコーン接着剤、シーラント及びコーティング - Google Patents

水媒介シリコーン接着剤、シーラント及びコーティング Download PDF

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Description

(背景技術)
架橋してエラストマーシーラント及びコーティングにすることができるシリコーン系水性分散剤は当該技術分野において公知である。それらは、一般にヒドロキシ末端基を有するポリオルガノシロキサン、架橋剤、非珪酸系無機充填剤及び硬化触媒の水中油型エマルションを含む。特に、シリコーンラテックスシーラントを生産するための基礎として、標準的α,ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキサン流体に多くの異なった架橋剤を組合せたエマルションに対し多くの努力が払われてきた。それら架橋剤には、アルコキシシラン類(US4,100,129)、膠質シリカ(US4,221,688)、珪酸ナトリウム(US4,224,849)、シルセスキオキサン類(US3,355,406)、シリコネート類(EP266729)、及び反応性樹脂類(US4,554,187)が含まれていた。もっと最近では、ジシロキサン硬化剤を使用することが開示されている〔WO98/13410、ローヌ・プーラン(Rhone Poulenc)〕。残念ながら、これらのエマルションは保存安定性が劣り、接着性が低く、物理的性質が劣る欠点を有していた。
これらの問題の幾つかに対して最近シリコーンエマルションとアクリルエマルションとの組合せが示唆されている(US5,360,851及びEP246537、ローヌ・プーラン)。同様に、チェン(Chen)らに付与されたUS5,621,038には、ヒンダードアルコキシ基を有するビニルシランで分散重合体を変性することが記載されている。しかし、それは、これらのビニルシランにより変性されたシリコーン重合体については言及していない。US5,686,523には、シリル基で変性された分散重合体とヒンダードアルコキシ基を有するアルコキシシランの形の付加的シラン添加剤との混合物が記載されている。
US5,714,532(本願明細書の記載の一部とする)には、架橋剤又は接着促進剤として水媒介(waterborne)コーティング又はシーラント配合物のための安定なエマルションへ配合することができる一連のアルコキシシラン類が記載されている。
1998年9月8日に出願された係属中の米国特許出願No.09/149,337(その全体を本願明細書の記載の一部とする)は、添加剤としてヒンダードシランを使用することを、水媒介アクリルシーラントへも拡張している。接着性、貯蔵寿命、及びシーラントの物理的性質の向上が認められている。この技術において、上記シランは樹脂系への添加剤として用いられるか、又は樹脂合成中に樹脂中へ配合されている。
(発明の概要)
本発明は、ヒンダードシロキサン化合物に関し、RTVラテックスシーラント、より一般的には自己架橋性シーラントのみならず、接着剤及びコーティングを含めた種々の用途で前記組成物を使用することに関する。
一つの態様として、本発明は、乾燥すると硬化する、保存安定性水性シリコーンエマルション組成物であって、
a) 反応性重合体/架橋剤系をまとめて含有する一種類以上のエマルションであって、その反応性重合体/架橋剤系が少なくとも一種類の縮合可能なポリオルガノシロキサン重合体及びその縮合可能なポリオルガノシロキサン重合体と同じか又は異なる、少なくとも一種類の架橋性化合物を含み、その架橋性化合物が式、−OR3(ここで、R3はアルキル又はアルコキシ置換アルキル、アリール又はアラルキル基であり、2〜10個の炭素原子を有する)の複数のヒンダードアルコキシ基を有する、上記エマルション及び
b) シリコーン縮合触媒を含有する別の水性エマルション、
の混合物を含む、上記保存安定性水性シリコーンエマルション組成物である。
反応性重合体/架橋剤系は、式、
−SiR2 a(OR3)b
(式中、R2は、アルキル、アルコキシ置換アルキル、アリール又はアラルキルであり、1〜12個の炭素原子を有し、R3は前に定義した通りであり、aは0又は1であり、bは2又は3であり、a+b=3である。)
の基を有する化合物を含有するのが好適である。
式Iの化合物は、式II、
−R1−SiR2 a(OR3)b II
(式中、R1は二価の有機基であり、R2、R3、a及びbは前に定義した通りである。)
の複数の基がポリオルガノシロキサン主鎖の珪素原子に結合している新規なポリオルガノシロキサン重合体でもよい。そのような場合、ポリオルガノシロキサン重合体は自己架橋性であり、従って、反応性重合体/架橋剤系はポリオルガノシロキサン重合体のみからなっていてもよい。これらの新規な重合体は、本発明の更に別の態様を構成する。
別法として、反応性重合体/架橋剤系は、乳化シラノール流体、及び一種類以上の架橋剤、及び(又は)式III、
4−SiR2 a(OR3)b III
〔式中、R2、R3、a及びbは前に定義した通りであり、R4は、ビニル基、又は有機官能基で置換されていてもよい、3〜30個の炭素原子を有する炭化水素基、又はSiR2 a(OR3b基である。〕
の接着促進化合物を含んでいてもよい。反応性重合体/架橋剤系は、シラノール流体及び式IIIの化合物の一方又は両方と共に、式IIの複数の基を有するポリオルガノシロキサン重合体を含有するように配合してもよい。
式OR3により定義されるヒンダードアルコキシ基である加水分解可能な基を有するオルガノシラン化合物及びシラン類は、良好な水中安定性を有するので、それらは、別に乳化した触媒との混合物における、水性シリコーンエマルション組成物に配合することができる。触媒成分を別に乳化することにより、その触媒を、組成物が乾燥されるまで、その組成物の反応性重合体及び架橋剤成分から分離したままに維持することができる。組成物が乾燥するに従って、非揮発性成分が凝集し、触媒、重合体及び架橋剤成分が接触して行き、それによって硬化が開始される。
(発明の詳細な説明)
上記式I、II及びIIIにおいて、R1の例は、エチレン、プロピレン、プロペニレン、1,4−ブチレン、1,2−ブチレン、1,3−ブチレン、アミレン、フェネチレン、α−メチルフェネチレン等である。R2の例は、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、ラウリル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、イソアミル、sec−アミル、4−メチル−2−ペンチル、2−エチルヘキシル、及びフェニルである。R3の例は、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、イソアミル、sec−アミル、4−メチル−2−ペンチル、2−エチルヘキシル、及びフェニルである。分岐鎖構造を有するR3基は、それらが一層ゆっくり加水分解するので好ましい。
上記式IIIにおいて、R4が非置換飽和又は芳香族炭化水素基である場合、式IIIの化合物は、一般に架橋剤であると考えられるのに対し、R4が脂肪族不飽和炭化水素基であるか、又は有機官能性置換基を有する場合、式IIIの化合物は、一般に接着促進剤であると考えられる。しかし、どちらの場合でも、式IIIの化合物は、本発明の定義の範囲内において架橋性化合物として働くことができる。R4炭化水素基は、アルキル、アラルキル、アルカリール、又はアリール基でもよい。具体例としては、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、アミル、イソアミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、キシリル、ベンジル、フェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニルメチル、フェニルエチル等が挙げられる。R4基上に含まれてもよい、任意の有機官能性置換基の例には、メルカプト、エポキシ、メタクリルオキシ、アクリルオキシ、クロロ、ブロモ、ヨード、シアノ、ケトン、アルデヒド、カルボキシレート、カルボン酸、シリルエステル〔例えば、−SiR2 b(OR33-b(ここで、R2及びR3は前に定義した通りである)〕、アミン、アルキルアミン、ジアルキルアミン、アリールアミン、ジアリールアミン、ウレイド、アミド、イソシアヌレート、及び上記のいずれかで置換されたアルコキシ基が含まれる。R4は、ビニル、アリル、オレイル、リノレイル、リノレニル等のような、3〜30個の炭素原子を有するアルケニル基とすることもできる。
ポリオルガノシロキサンであって、そのポリオルガノシロキサン主鎖の珪素原子に結合した、式II、
−R1−SiR2 a(OR3)b II
(式中、R1は二価の炭化水素基であり、R2は、アルキル、アルコキシ置換アルキル、アリール、又はアラルキルであり、1〜12個の炭素原子を有し、R3はアルキル又はアルコキシ置換アルキル、アリール又はアラルキル基であり、2〜10個の炭素原子を有し、aは0又は1であり、bは2又は3であり、a+b=3である。)
の複数の基を有する、上記ポリオルガノシロキサンは、線状又はほとんど線状のヒドリド置換ポリオルガノシロキサンと、ヒンダード・ジ−又はトリ−アルコキシシランであって、その珪素原子に結合した脂肪族不飽和炭化水素基を有するアルコキシシランとを、適当なヒドロシレーション(hydrosilation)条件下で線状又はほとんど線状のヒドリド置換ポリオルガノシロキサンと共に反応させることにより製造することができる。脂肪族不飽和炭化水素基は、例えば、ビニル、アリル、メタリル、クロチル、プロパルギル、プレニル、シクロヘキセニル、スチリル、又はα−メチルスチリルでもよい。そのようなヒンダード・ジ−又はトリ−アルコキシシラン類の具体例には、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、アリルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリイソブトキシシラン、メタリルトリイソプロポキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、アリルメチルジイソプロポキシシラン等が含まれる。
ヒドロシレーション反応は、慣用的ヒドロシレーション触媒、好適には白金系触媒、例えば、クロロ白金酸のエタノール溶液を用いるのが典型的であろう。ヒドリドシロキサンと、不足量の不飽和ヒンダードアルコキシシランとを混合し、N2のような不活性雰囲気中で撹拌しながら加熱し、次にそれに触媒を添加することができる。最初の発熱が収まった後、追加のヒンダードアルコキシビニルシランを反応混合物へ徐々に添加し、反応を完結するまで進行させることができる。反応行程中、必要ならば、反応混合物に再び触媒を加えてもよい。反応後、混合物を幾らか冷却し、触媒を中和する。得られた生成物は、標準的技術を用いて精製し、本発明のポリオルガノシロキサン重合体を生成させることができる。
本発明の好適なポリオルガノシロキサンは、式、
Figure 0004938295
(式中、R基は、独立にR2、OR3、又はR5基であり、R2及びR3は前に定義した通りであり、R5は式Iの基であり、w=2+y+2z、y=0〜2、z=0〜2、y+z=0〜2、w+x+y+z=2〜30であり、1分子当たり平均少なくとも二つのR5基が存在する。)
により表すことができる。好ましくは、w+x=2〜15であり、1分子中のy個及びz個の単位の平均数は0又はほとんど0であり、従って重合体は実質的に線状である。本発明のポリオルガノシロキサンに好適な分子量範囲は、約30,000〜約350,000、一層好ましくは約100,000〜約200,000である。
水性エマルション組成物
本発明の新規な硬化性組成物は、少なくとも一種類の縮合可能なポリオルガノシロキサン重合体及び少なくとも一種類の架橋性化合物を含有する反応性重合体/架橋剤系を用いている。その架橋性化合物は、その縮合可能な重合体と同じでも異なっていてもよい。
用いる縮合可能な重合体は、複数の加水分解可能なアルコキシ基であるOR3を有するオルガノシロキサン重合体又はシラノール流体とすることができる。そのような重合体の混合物を用いることもできる。上に記載したような、式IIの複数の基を有するポリオルガノシロキサン重合体を、反応性重合体/架橋剤系の唯一の成分として用いてもよい。というのは、それらは重合体上に有効架橋部位を与え、それゆえ「自己架橋性」であるからである。
本発明の組成物中において縮合可能な重合体として用いることができる好適なシラノール流体には、α,ω−ジヒドロキシポリジオルガノシロキサンが含まれる。そのような重合体はZ2SiO反復単位が繰り返した鎖を含むが、ここでZ基は同じか又は異なる置換又は非置換一価炭化水素基であって、珪素結合ヒドロキシル基で末端封鎖されているものである。好ましいシラノール流体はヒドロキシル末端ポリジメチルシロキサンである。シラノール流体は、約20,000〜約200,000の範囲の分子量を有することが望ましいであろう。シラノール流体は、商業的に入手してもよく、適当な塩素末端シロキサン、又はアルコキシ、アセチル、ケトオキシム、又はアミン基のような加水分解可能な末端封鎖基を末端とする他のシロキサンを加水分解することにより製造してもよい。重合体上に懸垂シラノール基を有するポリオルガノシロキサン流体を用いてもよい。
シラノール流体は、単独で用いてもよく、反応性重合体/架橋剤系の縮合可能な重合体成分として上述したような自己架橋性シリコーン重合体と混合して用いてもよい。縮合可能なシリコーン重合体の全量は、全組成物重量に基づき、2〜20%の範囲にあるのが適当であろう。
既に述べたように、反応性重合体/架橋剤系の架橋剤化合物成分は、本発明の自己架橋性重合体でもよい。しかし、複数の−OR3基を有する他の化合物も、単独或は自己架橋性重合体と組合せて、反応性重合体/架橋剤系中の架橋性化合物として用いることができる。下に記載するように、組成物中に付加的架橋剤及び(又は)接着促進剤シランを含有させることも望ましいであろう。
本発明の組成物中に用いることができる他の好適な架橋性化合物は、上記式IIIの、水に不溶性又は僅かにしか溶けない架橋剤及び(又は)接着促進剤シランである。「水に不溶性又は僅かにしか溶けないシラン」という用語には、25℃において、水に対し0〜8.0重量%の溶解度を有するアルコキシシランが含まれる。25℃において水に対し0〜1重量%の溶解度を有する水不溶性アルコキシシランが好ましい。水溶性アルコキシシランは用いない。なぜなら、そのようなシランを用いて製造した組成物は周囲条件で長期間、即ち2〜3日より長く、安定に保たれないからである。従って、珪素に対する置換基は、水に対するシランの溶解度を確実に低くするように選択すべきである。
式IIIの架橋剤シランの例には、メチルトリイソブトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、プロピルトリイソブトキシシラン、ブチルトリブトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、アミルトリブトキシシラン、アミルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン及びフェニルトリエトキシシラン、ジメチルビス−(イソブトキシ)シラン、ジブチルビス−(イソプロポキシ)シラン、及びジフェニルジプロポキシシランが含まれる。式、
2 a(RO3)bSi−R1−SiR2 a(OR3)b
の水不溶性又は半可溶性ビスシリルアルカン類、例えば、1,2ビス−(アルコキシ)シリルエタン類、
Figure 0004938295
も架橋剤として用いることができる。
上記式IIIの接着促進剤シラン化合物の例には、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリエポキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリイソプロポキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリイソブトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリイソブトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリイソブトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリイソブトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、ビニルメチルビス(イソプロポキシ)シラン及び3−メタクリルオキシプロピルメチルジブトキシシランが含まれる。トリス(3−トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレートのように、ヒンダードアルコキシ基を有するトリスシラン類も、接着促進剤として用いることができる。
接着促進剤として、シラン類は一般に架橋剤シラン類よりも高価であり、架橋剤シラン類と接着促進剤シラン類との混合物が、本発明の組成物中の架橋性化合物としてそれらの化合物が用いられる場合には、一般に推奨される。そのような架橋剤及び(又は)接着促進シラン類の適当な量は、シリコーンエマルション組成物の0〜約30重量%、一層好ましくは約0.1〜約10重量%の範囲にある。
反応性重合体/架橋剤系の成分(一種又は多種)は、単一のエマルション又は複数のエマルションとして組成物に添加することができる。例えば、重合体及び架橋剤の別々のエマルションとして添加することができる。
本発明の組成物の成分の安定なエマルションを調製するためには、一般に一種類以上の乳化剤が必要であろう。適当な乳化剤には、非イオン性、陰イオン性又は陽イオン性の界面活性剤、又は非イオン性界面活性剤と陰イオン性若しくは陽イオン性界面活性剤との混合物が含まれる。非イオン性界面活性剤の例には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類が含まれる。陰イオン性界面活性剤の例には、脂肪酸塩類、アルキル硫酸エステル塩類、アルキルベンゼンスルホン酸類、アルキル燐酸、アルキルアリル硫酸エステル塩類、及びポリオキシエチレンアルキル燐酸エステルが含まれる。陽イオン性界面活性剤の例には、第四級アンモニウム塩類、例えば、長鎖アルキルトリメチルアンモニウム塩類、長鎖アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩類、及びジ(長鎖アルキル)ジメチルアンモニウム塩類が含まれる。本発明で有用な界面活性剤の更なるリストには、1994年マカッチョン(McCutcheon)の第1巻、「乳化剤及び洗浄剤」(Emulsifiers and Detergents)、北アメリカ版〔グレン・ロックのマニュファクチュアリング・コンフェクショナー出版社(Manufacturing Confectioner PublishingCo.)1994年〕(これは本明細書の記載の一部とする)に記載されているものがある。乳化剤(一種又は多種)は、本発明の組成物中に、全組成物の0.05〜30重量%、好ましくは0.2〜20重量%の量で用いるのが適切である。
本発明の自己架橋性組成物に用いられるシラン縮合触媒は、アルコキシシリル化合物相互の縮合反応及び(又は)シラノール官能性化合物との縮合反応を触媒することのできる、加水分解に対し安定な化合物でなければならない。所望により用いることのできる好適な触媒には、有機錫、チタネート、水不溶性第三級アミン、イミダゾール等が含まれる。好ましい触媒には、有機錫、キレート化チタン、アルミニウム及びジルコニウムの化合物、及びそれらの組合せが含まれる。キレート化チタネート類の例は、ジヒドロキシビス[2−ヒドロキシプロパナート(2−)−O1,O2](2−)チタネート、混合チタンオルトエステル錯体類、タイザー(TYZOR)(登録商標)101、タイザーGBA(アセチルアセトネートキレート)、ビス(エチル−3−オキソブタノラートO1,O3)ビス(2−プロパノラート)チタン、タイザーCLA、イソプロポキシ(トリエタノールアミナート)チタン、及びチタンのアルカノールアミン錯体であり、タイザー131、LA、及び101が好ましく、それらは全てデラウェア州ウィルミントンのE.I.デュポン・ド・ヌマーズ・アンド・カンパニーから商業的に入手することができる。有機錫触媒の例は、コネチカット州グリニッジのウィトコ社(Witco Corp.)から入手することができるフォムレズ(FOMREZ)(登録商標)SUL−1、SUL−22、及びSUL−32、Elf−アトケム(Elf-Atochem)から入手できるファスキャット(FASCAT)(登録商標)4224、及びビス(1−チオグリセロール)ジブチル錫である。触媒は、組成物の0.05〜5重量%、好ましくは1〜3重量%の量で用いることができる。縮合触媒成分は、別に水で乳化した後、反応性重合体/架橋剤系を構成するエマルション(単数又は複数)と混合し、触媒が組成物の反応性成分から、それが乾燥されるまで分離されたままになっているようにすべきである。
場合により、本発明の配合物に可塑剤を含有させてもよい。好適な可塑剤には、式、
Figure 0004938295
(式中、R2基は前に定義した通りである。)
の非反応性ポリオルガノシロキサン類が含まれる。乳化されたトリメチルシリル末端ポリジメチルシロキサンを用いるのが望ましいであろう。全組成物の約0重量%〜約15重量%の範囲の量で可塑剤を存在させてもよい。
更に、自己架橋性シリコーンエマルション組成物は、シリカ、カーボンブラック、チキソトロープ、顔料、凝集剤、殺生物剤、殺真菌剤、UV防止剤、酸化防止剤、硬化性水性重合体エマルション配合物又はRTVシリコーン配合物中に慣用の他の変性剤のような分散された充填剤で変性してもよい。そのような成分は、慣用の量で用いることができる。充填剤についての適量は、全配合物の0重量%〜約50重量%である。
可塑剤、充填剤等のような非反応性成分は、反応性成分又は触媒又はそれらの両方と一緒に乳化してもよく、或はそれらは別々に乳化し、その後反応性成分エマルション(単数又は複数)及び触媒エマルションと混合してもよい。
水性エマルション配合物中に存在する水の量は、全組成物の5〜98重量%の範囲の量であるのが典型的であり、一層典型的には30〜95重量%である。
本発明のシリコーンエマルション組成物のpHは、それらの水に対する安定性に影響を与えるかもしれない。組成物の高いアルカリ度又は高い酸性度は、シランのアルコキシシリル基の加水分解及び縮合を触媒する。組成物のpHが中性に近い程、エマルションの安定性は良くなる。従って、好ましいpH範囲は5.5〜8.5である。pHを調節するのに用いることができる物質は、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、燐酸水素ナトリウム、燐酸二水素ナトリウム、及びそれらに対応するカリウム塩を含めた有機又は無機緩衝剤である。
本発明のシリコーンエマルション組成物は、次のようにして調製することができる。すなわち、まず最初に乳化剤と、個々に乳化すべき成分とを混合する。典型的には乳化する材料の一部分を乳化剤(単数又は複数)と混合し、撹拌する。残りの乳化する材料をその混合物に滴加し、撹拌速度を増大する。残りのシロキサンを添加した後、脱イオン水を添加し、混合物を高速で撹拌し、エマルションを得る。次にそれら成分エマルションを混合し、本発明の組成物を生成する。pHはそれら成分エマルション及び(又は)最終的混合組成物について調節することができ、pH7.0±1.5に調節するのが適切である。
使用する際、水性シリコーンエマルション組成物を、0℃より高い温度で適用することが推奨される。それは室温以上で乾燥し、別々に乳化された成分を凝集し、それにより反応物と触媒とを接触させ、硬化を開始させることができる。
本発明を次の例により例示するが、それらによって限定されるものではない。
次の例では、次の省略記号を用いる、
Me=メチル、Et=エチル、iPr=イソプロピル。
例1
(EtO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)5OSiMe224Si(OEt)3の合成
1リットルの四口丸底フラスコに、機械的撹拌器、窒素導入口、温度制御器、加熱マントル及び滴下漏斗を取付けた。トリエトキシビニルシラン(11.4g、0.060モル)、HMe2Si(OSiMe2)5OSiMe2H(136.4g、0.270モル)、及びプロピオン酸ナトリウム(0.11g、1.1ミリモル)を、窒素ブランケット下にフラスコへ導入した。混合物を撹拌し、75℃へ加熱し、その時点で1%クロロ白金酸エタノール溶液(CPA、0.16ml、5ppm弱)を注射器により添加した。混合物の温度を約1分間で迅速に90℃へ上昇させた。最初の発熱が収まった後、トリエトキシビニルシラン(102.2g、0.537モル)を約15分間かけて滴加した。滴加中、反応混合物の温度を80〜90℃に維持した。添加が完了した後、反応物を90℃で1時間撹拌し、その後、分析したところ残留Si−Hが含有されていることがわかった。反応物にCPA(0.1ml、3ppm弱)を用いて再び触媒作用をさせ、更に1時間撹拌した。次いで分析したところ、反応が完了していることがわかった。混合物を50℃に冷却し、炭酸水素ナトリウム(25g)を添加して触媒を中和した。この温度で1時間撹拌した後、反応生成物を濾過し、減圧でストリップし、低粘度、透明無色の液体を得たが、それは(EtO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)5OSiMe224Si(OEt)3として同定された。
例2
(EtO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)10OSiMe224Si(OEt)3の合成
1リットルの四口丸底フラスコに、機械的撹拌器、凝縮器、窒素導入口、温度制御器、加熱マントル及び滴下漏斗を取付けた。トリエトキシビニルシラン(9.2g、0.048モル)、HMe2Si(OSiMe2)10OSiMe2H(157.4g、0.178モル)、及びプロピオン酸ナトリウム(0.09g、0.9ミリモル)を、窒素ブランケット下にフラスコへ導入した。混合物を撹拌し、75℃へ加熱し、その時点で1%クロロ白金酸エタノール溶液(CPA、0.16ml、5ppm弱)を注射器により添加した。混合物の温度を約1分間で迅速に86℃へ上昇させた。最初の発熱が収まった後、温度を90℃に維持し、トリエトキシビニルシラン(102.2g、0.537モル)を約15分間かけて滴加した。添加が完了した後、分析したところ残留Si−Hが含有されていることがわかった。反応物にCPA(0.1ml、3ppm弱)を用いて再び触媒作用をさせ、1時間撹拌した。分析したところ反応が完了していることがわかった。混合物を50℃に冷却し、炭酸水素ナトリウム(25g)を添加して触媒を中和した。この温度で1時間撹拌した後、反応生成物を濾過し、減圧でストリップし、低粘度、透明無色の液体を得たが、それは(EtO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)10OSiMe224Si(OEt)3として同定された。
例3
(iPrO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)10OSiMe224Si(OiPr)3の合成
2リットルの四口丸底フラスコに、機械的撹拌器、窒素導入口、温度制御器、加熱マントル、及び滴下漏斗を取付けた。トリイソプロポキシビニルシラン(20.4g、0.088モル)、HMe2Si(OSiMe2)10OSiMe2H(346.3g、0.396モル)、及びプロピオン酸ナトリウム(0.2g、0.002モル)を、窒素ブランケット下にフラスコへ導入した。混合物を撹拌し、80℃へ加熱し、その時点で1%クロロ白金酸エタノール溶液(CPA、0.21ml、3ppm弱)を注射器により添加した。混合物の温度を約1分間で迅速に90℃へ上昇させた。最初の発熱が収まった後、トリイソプロポキシビニルシラン(183.3g、0.789モル)を30分弱の時間をかけて滴加した。滴加中、反応混合物の温度を80〜90℃に維持した。添加が完了した後、反応を90℃で1時間撹拌し、その時点で分析したところ、残留Si−Hが含有されていることがわかった。混合物に追加のCPA(0.28ml、4ppm弱)を用いて更に2時間に亙って再び触媒作用をさせ、その時点で残留Si−H含有量は0になり、反応は完了したものと判断した。混合物を50℃に冷却し、炭酸水素ナトリウム(50g)を添加して触媒を中和した。この温度で1時間撹拌した後、反応生成物を濾過し、減圧でストリップし、低粘度、透明無色の液体を得たが、それは(iPrO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)10OSiMe224Si(OiPr)3として同定された。
例4
(iPrO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)15OSiMe224Si(OiPr)3の合成
500mlの四口丸底フラスコに、機械的撹拌器、窒素導入口、温度制御器、加熱マントル及び滴下漏斗を取付けた。トリイソプロポキシビニルシラン(7.9g、0.034モル)、HMe2Si(OSiMe2)15OSiMe2H(171g、0.137モル)、及びプロピオン酸ナトリウム(0.08g、0.8ミリモル)を、窒素ブランケット下にフラスコへ導入した。混合物を撹拌し、80℃へ加熱し、その時点で1%クロロ白金酸エタノール溶液(CPA、0.16ml、5ppm)を注射器により添加した。混合物の温度を約1分間で迅速に89℃へ上昇させた。最初の発熱が収まった後、トリイソプロポキシビニルシラン(71.1g、0.306モル)を約15分かけて滴加した。滴加中、反応混合物の温度を80〜90℃に維持した。添加が完了した後、反応物を90℃で1時間撹拌した。分析したところ残留Si−H含有量は認められず、従って、反応は完了していた。混合物を50℃に冷却し、炭酸水素ナトリウム(25g)を添加して触媒を中和した。この温度で1時間撹拌した後、反応生成物を濾過し、減圧でストリップし、低粘度、透明無色の液体を得たが、それは(iPrO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)15OSiMe224Si(OiPr)3として同定された。
例5
(iPrO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)5OSiMe224Si(OiPr)3の合成
2リットルの四口丸底フラスコに、機械的撹拌器、窒素導入口、温度制御器、加熱マントル及び滴下漏斗を取付けた。トリイソプロポキシビニルシラン(29.3g、0.126モル)、HMe2Si(OSiMe2)5OSiMe2H(256.9g、0.509モル)、及びプロピオン酸ナトリウム(0.3g、0.003モル)を、窒素ブランケット下にフラスコへ導入した。混合物を撹拌し、80℃へ加熱し、その時点で1%クロロ白金酸エタノール溶液(CPA、0.21ml、3ppm弱)を注射器により添加した。混合物の温度を約1分間で迅速に94℃へ上昇させた。最初の発熱が収まった後、トリイソプロポキシビニルシラン(263.8g、1.135モル)を30分弱の時間をかけて滴加した。滴加中、反応混合物の温度を80〜90℃に維持した。添加が完了した後、反応物を90℃で1時間撹拌し、その時点で分析したところ残留Si−Hが含有されていることがわかった。混合物に追加のCPA(0.28ml、4ppm弱)を用いて更に2時間に亙って再び触媒作用をさせ、その時点で残留Si−H含有量は0になり、反応は完了したものと判断した。混合物を50℃に冷却し、炭酸水素ナトリウム(50g)を添加して触媒を中和した。この温度で1時間撹拌した後、反応生成物を濾過し、減圧でストリップし、低粘度、透明無色の液体を得たが、それは(iPrO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)5OSiMe224Si(OiPr)3として同定された。
例6
(EtO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)15OSiMe224Si(OEt)3の合成
1リットルの四口丸底フラスコに、機械的撹拌器、凝縮器、窒素導入口、温度制御器、加熱マントル及び滴下漏斗を取付けた。トリエトキシビニルシラン(6.3g、0.033モル)、HMe2Si(OSiMe2)15OSiMe2H(186.9g、0.150モル)及びプロピオン酸ナトリウム(0.06g、0.6ミリモル)を、窒素ブランケット下にフラスコへ導入した。混合物を撹拌し、75℃へ加熱し、その時点で1%クロロ白金酸エタノール溶液(CPA、0.16ml、5ppm弱)を注射器により添加した。混合物の温度を約1分間で迅速に84℃へ上昇させた。最初の発熱が収まった後、トリエトキシビニルシラン(56.8g、0.298モル)を約15分かけて滴加した。添加中、反応混合物の温度を80〜90℃に維持した。添加後、分析したところ反応が完了したことがわかった。混合物を50℃に冷却し、炭酸水素ナトリウム(25g)を添加して触媒を中和した。この温度で1時間撹拌した後、反応生成物を濾過し、減圧でストリップし、低粘度、透明無色の液体を得たが、それは(EtO)3SiC24Me2Si(OSiMe2)15OSiMe224Si(OEt)3として同定された。
例7〜12
シリル化シロキサン類のエマルションの調製
配合
シリル化シロキサン 3.5g
ウィトコCO−50(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム) 2.5g
接着促進剤 g
ネオドール(Neodol)1-7〔エトキシル化アルコール、
シェル・ケミカル(Shell Chem.)〕 2.5g
脱イオン水 60g
5gのシロキサンを、乳化剤、ウィトコCO−50及びネオドール1−7と、800rpmの撹拌速度で混合することによりエマルションを調製した。シロキサンの残り及び接着促進剤を滴加した。滴加後、撹拌を1200rpmへ増大し、次にゆっくり脱イオン水を添加した。エマルションのpH値は約7.0であった。幾つかのシリル化シロキサンエマルションを調製し、次のように命名した。
Figure 0004938295
例13
シラントリマーのエマルションの調製
配合
トリス(トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレート 24.06g
スパン(Span)(登録商標)60(ICI) 1.85g
トゥイーン(Tween)(登録商標)40(ICI) 1.76g
蒸留水 32.40g
乳化剤、スパン60及びトゥイーン40を秤量してポリプロピレンビーカー中へ入れ、水浴中で60〜80℃に加熱し、スパン60を溶融した。次にシラントリマーを、1200rpmの撹拌速度で撹拌しながら一度に添加した。15分混合した後、加熱を止め、蒸留水を添加した。この混合物の撹拌を2時間継続した。エマルションのpH値を6.5〜7.0に調節した。
例14
有機錫触媒のエマルションの調製
配合
ファスキャット4224(エルフ−アトケム)有機錫触媒 5g
イゲパル(IGEPAL)CA−897(ローヌ・プーラン) 7.1g
2回蒸留水 7.9g
混合物を約30分間激しく撹拌した。安定なエマルションが得られた。
例15
組成物の例
例11の重合体/接着促進剤エマルション(5g)を、例14の触媒エマルション0.5gと混合した。得られた組成物をアルミニウム皿中に注型した。室温で36時間硬化した後、淡白色のフィルムが形成された。
例16
組成物の例
例11の重合体/接着促進剤エマルション(5g)を、例13のシラントリマーエマルション2g及び例14の触媒エマルション0.5gと混合した。得られた組成物をアルミニウム皿中に注型した。試料を室温で一晩硬化し、更に50℃で3時間乾燥した。白色ワックス状フィルムが形成された。
例17
組成物の例
例8の重合体/接着促進剤エマルション5g、例13のシラントリマーエマルション2g及び例14の触媒エマルション0.7gの混合物を調製し、アルミニウム皿中に注型し、室温で硬化した。16時間後白色ゲルが形成され、次に試料を100℃で40分間加熱した。白色固体フィルムが形成された。
上記例及び開示は説明に役立てようとするものであり、完全なものではない。これらの例及び記載は、当業者に多くの変更及び代案を示唆するであろう。これらの代案及び変更は全て、添付の特許請求の範囲内に含むことが意図されている。当技術に通じているものは、ここに記載した特定の態様と均等な他の態様を認識できるであろうが、それら均等の態様も添付した特許請求の範囲内に包含することが意図されている。

Claims (7)

  1. 乾燥すると硬化する、保存安定性水性シリコーンエマルション組成物であって、
    a) 反応性重合体/架橋剤系をまとめて含有する一種類以上のエマルションであって、その反応性重合体/架橋剤系が
    (i) 式IV、
    Figure 0004938295

    [式中、R基は、独立にR2、OR3、又はR5基であり、
    5は式II、
    −R1−SiR2 a(OR3)b II
    (式中、R1は二価の有機基であり、R2は、アルキル、アルコキシ置換アルキル
    、アリール又はアラルキルであり、1〜12個の炭素原子を有し、R3はアルキ
    ル、アルコキシ置換アルキル、アリール又はアラルキル基であり、2〜10個の
    炭素原子を有し、aは0又は1であり、bは2又は3であり、w=2+y+2z
    、x=(2−w)〜(15−w)、y=0〜2、z=0〜2であり、但し、a+
    b=3であり、y+z=0〜2であり、1分子当たり平均少なくとも二つのR5
    基が存在する。)
    の基である。]
    の少なくとも一種類の縮合可能なポリオルガノシロキサン重合体及び
    (ii) 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及びビニルトリエトキシシランからなる群より選択される少なくとも一種類の接着促進化合物を含む、上記エマルション及び
    b) シリコーン縮合触媒を含有する別の水性エマルション、
    の混合物を含む、上記保存安定性水性シリコーンエマルション組成物。
  2. 前記縮合可能なポリオルガノシロキサン重合体の1分子中のy個及びz個の単位の平均数が0であり、当該重合体が線状である、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記接着促進化合物が、前記シリコーンエマルション組成物の0.1〜10重量%の範囲の量で使用される、請求項1に記載の組成物。
  4. 前記シリコーン縮合触媒が、錫又はチタネート触媒である、請求項1に記載の組成物。
  5. 可塑剤、充填剤、湿潤剤、及び殺生物剤からなる群の一員を更に含有する、請求項1に記載の組成物。
  6. 前記シリコーン縮合触媒が、組成物の全重量に基づき0.05〜5重量%の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
  7. 請求項1に記載の組成物を基体上に適用する工程、及びその組成物を、触媒と反応性重合体/架橋剤系とを接触させ、その反応性重合体/架橋剤系の縮合硬化を開始させるように乾燥する工程を含む、基体上に架橋シリコーンを与える方法。
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