JP5025493B2 - Voc低生成シラン架橋剤を含んでなる架橋重合体の製造方法、及びそれにより得られる架橋重合体 - Google Patents

Voc低生成シラン架橋剤を含んでなる架橋重合体の製造方法、及びそれにより得られる架橋重合体 Download PDF

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Description

(関連出願)
本発明は米国特許仮出願第60/651112号(2005年2月8日出願)の優先権を主張し、その開示内容は本願明細書に参照により援用される。
重合体の架橋へのアルコキシ官能性シランの使用、特にパイプ、フォーム、導線及びケーブル及び熱収縮チューブの製造のためのその使用は、シランの加水分解の際にアルコールの放出を引き起こす。このアルコールは通常はメタノール又はエタノールであり、環境問題、健康問題及び安全性の問題に対する懸念を生じさせる。揮発性有機化合物の排出がより厳重に規制され、それにより調剤者及びパイプ、フォーム、管、導線及びケーブルの製造業者はその新しい、より厳重な排出限度の基準に適合させるため、並びに、爆発や引火による危険性を減少させるため生産減少、回収又は浄化装置の設置、又は特別な生産管理の採用をしばしば余儀なくされている。例えば飲料水用の水道管の場合、その業者は製品パイプ中の許容可能なメタノール含有に対する規制の強化に直面している。これらの製造業者は、シランを使用する従来の方法においてVOCの使用量及び放出量を減少させる、より費用効果的な方法を要望している。
シランは通常、PEX−bパイプ(シラン架橋ポリエチレン)、ワイヤコーティング、低−中程度の電圧ケーブルの絶縁ジャケット、絶縁フォーム及び熱収縮性生成物(例えばチュービング)の製造時に、架橋剤として使用される。シランは通常過酸化物との組み合わせで用いられ、それは架橋しようとする重合体上へのシランの結合を促進する。他の添加物、例えば抗酸化剤、金属、不活性化剤、濃縮触媒などを含めてもよい。通常使用するシランは、最も一般的にはビニルトリメトキシシランを有するビニル官能性シランである。架橋重合体の製造は、シランを重合体にグラフトさせ、シランを加水分解し、縮合させて架橋重合体を得ることによりなされる。グラフト反応は通常は一軸スクリュー押出機において実施され、一方加水分解/縮合反応は様々な条件下(室温条件下での水分暴露、融合樹脂の沈降を経た熱水への曝露又は蒸気への曝露など)で実施できる。例えば飲料水道管の製造においては、押出パイプに熱水通して架橋を完了させる。長時間の熱水循環はまた、架橋の間に発生する副産物メタノール除去を助長する。メタノール濃度が許容限度以下に減少するまで、パイプに水を循環させる必要である。
重合体のシラン架橋により、化学抵抗、耐摩耗性、高温変形耐性、乾燥・湿潤状態での電気的性質、引っかき抵抗性、引張強さ、曲げ強さ、クリープ、破裂特性、形状記憶効果、衝撃強さ、エージング耐性、ドリップ現象の減少及び他の機械的性質の強調など、多くの改善がもたらされる。
本発明では、以下の工程を含む重合体の架橋方法が提供される。
a) 実質的に無水条件下で、架橋される熱可塑性高分子の構造体にシランを導入する工程であって、該シランが、その加水分解性部位の加水分解時に、加水分解性部位(全てが加水分解性アルコキシ基である)をモルあたりで同数有するシランの加水分解によって生じる揮発性有機化合物の量と比較して少ない量の揮発性有機化合物を生じさせるシランである、工程、及び
b) 加水分解/縮合条件に重合体を曝露させ、任意に加水分解/縮合触媒の存在下で、重合体を架橋させる工程。本発明にはまた、上記の架橋工程から得られる架橋重合体、及びそれを用いて製造される生成物が含まれる。
本発明の工程で使用されるシランは、従来の重合体架橋に利用されるシランと同様の架橋性能を提供するが、有意な量のVOCを発生させず、またそれに伴う利点として、作業環境における健康及び安全性に関する懸念を生じさせないという効果がある。更に、本発明で使用するシランは、新しい、より厳重な排出限度の基準に適合させるため、並びに、爆発や引火による危険性を減少させるための生産減少、回収又は浄化装置の設置、又は特別な生産管理の採用を行う必要がなくなる。すなわち、本発明の工程におけるシランの使用により、VOC生成シランを利用する周知の重合体架橋方法と比較しても、結果的に顕著な経済効果が得られる。
本明細書で用いられる「揮発性有機化合物」(VOC)という用語は、米国のEPA(環境保護庁)法24に準拠して揮発性である、又は蒸気圧又は沸点に関してヨーロッパ各国で定められた一定の基準を満たさない、又は欧州連合Directive 2004/42/ECでVOCとして引用されるものに該当する、実質的に純粋な有機物を示すものと理解される。かかるVOCの具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、アセトキシシランなどが挙げられる。
本発明の様々な他の特徴、態様及び効果は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲により更に明らかとなる。
本発明では、以下の工程を含む重合体の架橋方法を提供する。
a) 実質的に無水条件下で、架橋される熱可塑性高分子の構造体にシランを導入する工程であって、該シランが、その加水分解性部位の加水分解時に、加水分解性部位(全てが加水分解性アルコキシ基である)を同数有するシランの加水分解によって生じる揮発性有機化合物の量と比較して少ない量の揮発性有機化合物を生じさせるシランである、工程、及び
b) 加水分解/縮合条件に重合体を曝露し、任意に加水分解/縮合触媒の存在下で、重合体を架橋する工程。
架橋される熱可塑性高分子は、ビニル、オレフィン、アクリル酸、メチルアクリル酸などの、モノマー又はかかるモノマーの組合せであってよい。
用語「低級アルケン」及び「低級アルキル」とは、第1の実施態様では炭素原子数2〜20の炭素鎖、第2の実施態様では炭素原子数2〜10の炭素鎖、第3の実施態様では炭素原子数2〜8の炭素鎖を意味する。
架橋される重合体は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレンなどのホモ重合体、又はエチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノン、デセンなどのうちの2つ以上に由来する共重合体であってもよい。
他の実施態様では、架橋される重合体は以下からなる群から選択される少なくとも1つの共重合体である。
(i)他の1つ以上のエチレン含有不飽和モノマー(例えば炭素原子数3〜10のαオレフィン、エチレン含有不飽和カルボン酸、エチレン含有不飽和カルボン酸エステル及びエチレン含有不飽和ジカルボン酸無水物)と共重合したエチレン、
(ii)エチレンプロピレン(EP)ゴム、エチレン−プロピレン−ジエンモノマー(EPDM)ゴム及びスチレン−ブタジエンゴム(SBR)のようなオレフィンベースのゴム、及び
(iii)イオノマー樹脂(例えば米国特許第4303573号で開示され、その全開示内容が本願明細書に参照により援用される)。
共重合性不飽和カルボン酸及びその無水物としては、アクリル酸、メタアクリル酸、ブテン酸、マレイン酸、無水マレイン酸などが挙げられる。
共重合性のエチレン含有不飽和カルボン酸エステルとしては、酢酸ビニル、アクリル酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル及びメタクリル酸メチルが挙げられる。
具体的な共重合体としては、エチレン−プロピレン、エチレン−ブテン、エチレン−ヘキセン、エチレン−オクテン、エチレン−酢酸ビニル、エチレン−アクリル酸メチル、エチレン−アクリル酸エチル、エチレン−アクリル酸ブチル、エチレン−プロピレンジエンエラストマー、スチレン−ブタジエン共重合体などが挙げられる。
他の実施態様では、架橋される重合体は、かかる重合体の2種類以上の混合物であってもよい。すなわち、例えばポリエチレンを、それと適合性を有するいかなる重合体(例えばポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、塩素化ポリエチレン、塩ビ、スチレン/ブタジエン共重合体、酢酸ビニル/エチレン共重合体、アクリルニトリル/ブタジエン共重合体及び塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体)とも混合できる。
他の実施態様によれば、重合体は、少なくとも1つのポリオレフィンエラストマー成分及び少なくとも1つの結晶成分を含む重合体配合物であってもよい。配合物中のポリオレフィンエラストマー成分は、エチレン及びαオレフィンの共重合体又はエチレン、αオレフィン及びジエンのターポリマーであってもよい。前者の場合、好ましくは、使用する共重合体は約35〜約95重量%のエチレン、及び約5〜約65重量%の少なくとも1つのαオレフィンコモノマーを含んでなる。他の実施態様によれば、共重合体は25〜65重量%の少なくとも1つのαオレフィンコモノマーを含んでなる。該コモノマーの含有量は、ASTM D−2238 方法Bに準拠し、赤外分光により測定される。典型的には、実質的に直鎖状のエチレン重合体は、エチレンと、炭素原子数3〜約20のαオレフィン(例えばプロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−オクテン、スチレンなど)、他の実施態様では炭素原子数3〜10のαオレフィンとの共重合体、更に別の実施態様ではエチレンと1−オクテンの共重合体である。
エチレン/α−オレフィン共重合体は不均一に分岐しても良く、又は均一に分岐してもよい。これらの不均一に分岐した共重合体(すなわちポリエチレン)は2つの幅広いカテゴリに分類される。すなわち高温及び高圧においてラジカル発生物質で調製されるものと、高温及び比較的低圧で配位触媒によって調製されるものである。前者は低密度ポリエチレン(LDPE)として一般に公知で、重合体主鎖から分岐した重合モノマー単位の側鎖の存在によって特徴づけられる。本発明の一実施態様では、エラストマー成分は約0.885g/cc未満の密度を有するLDPEである。
配位触媒(例えばチーグラー又はフィリップス触媒)を用いて調製されるエチレン重合体及び共重合体は、主鎖から分岐したモノマー単位の重合体ペンダントが実質的に存在しない鎖状重合体として一般に公知である。高密度ポリエチレン(HDPE)は、通常約0.941〜約0.965g/ccの密度を有し、通常はエチレンのホモ重合体であり、エチレンとαオレフィンによる様々な直鎖状共重合体と比較して少ない分岐鎖を有する。HDPEは周知で、様々な等級のものが市販されており、本発明におけるポリオレフィンエラストマ(比較的高密度)としては有用でないものの、重合体配合物の結晶質のポリオレフィン成分としては有用である。
エチレンと炭素原子数3〜12(好ましくは炭素原子数4〜8)の少なくとも1つのαオレフィンとの直鎖状共重合体は周知で市販もされており、本発明においても有用である。周知のように、直鎖エチレン/α−オレフィン共重合体の密度は、αオレフィンの長さ及びエチレンの量と比較した共重合体のかかるモノマーの量の関数であり、αオレフィンの長さがより長くなり、αオレフィン量がより増加すると、共重合体密度がより減少する。直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)は通常、エチレンの共重合体及び炭素原子数3〜12又は炭素原子数4〜8のαオレフィン(例えば1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、その他)であり、共重合体の密度をLDPEの程度まで下げるのに充分なαオレフィン含有である。共重合体のαオレフィン含量が増加すると密度が約0.91g/cc以下に低下し、これらの共重合体は超超低密度ポリエチレン(ULDPE)又は超低密度ポリエチレン(VLDPE)として公知である。これらの直鎖状重合体の密度は通常約0.87〜0.91g/ccである。
本発明の実施においても使用できる均一な分岐ポリエチレンは、すなわち直鎖−均一分岐、及び実質的に直鎖−均一分岐の2種類に大別され、共に公知である。前者及びそれらの調製法はエルストンの米国特許第3645992号に記載され、後者及びそれらの調製法は米国特許第5272236号、5278272号及び5380810号に完全に記載され、その全開示内容は本願明細書に参照により援用される。前者の例はMitsui社製のTafmer(登録商標)重合体及びExxon社製のExact(登録商標)重合体であり、後者の例はDow Chemical Company社のInsite(登録商標)工程及び触媒技術によって調製される重合体である。
本発明で使用される「実質的に直鎖状」の用語は、重合体バルクが、平均、約0.01長鎖分岐/1000全炭素〜約3長鎖分岐/1000全炭素(主鎖及び分岐鎖の炭素を含む)、好ましくは約0.01長鎖分岐/1000全炭素〜約1鎖分岐/1000全炭素、より好ましくは、約0.05長鎖分岐/1000全炭素〜約1長鎖分岐/1000全炭素、特に好ましくは約0.3長鎖分岐/1000全炭素〜約1長鎖分岐/1000全炭素の程度で置換されていることを意味する。
「長鎖分岐(Long−chain branches又はlong−chain branching)」(LCB)とは、コモノマー中の炭素数より少ない、少なくとも1つのカーボン長を有する鎖を意味し、一方、「短鎖分岐(short chain branches又はshort chain branching)」(SCB)とは、コモノマー中の炭素数より少ない、炭素数2の鎖長を有する鎖を意味する。例えば、エチレン/1−オクテンでは、直鎖状重合体が実質的に少なくとも7炭素長の長鎖分枝を有する主鎖を有するが、6炭素長の短鎖分岐のみを有し、一方エチレン/1−ヘキセンでは、直鎖状重合体が実質的に少なくとも5炭素長の長鎖分枝を有するが、4炭素長の短鎖分岐のみを有する。LCBは13C核磁気共鳴(NMR)分光法を用いてSCBを区別でき、一例としては、例えばエチレンホモ重合体の場合、Randall(Rev.Macromol.Chem.Phys.,C29(2&3),p.285−297)記載の方法を使用して定量できる。しかしながら実際には、現在の13C NMR分光法は約6炭素原子を上回る長い分岐の鎖長を決定できず、当然この解析手法では7〜70炭素長の分岐を区別できない。LCBは重合体主鎖の長さと同程度の長さであってもよい。
米国特許第4500648号では、LCBの存在頻度をLCB=b/Mwの方程式で表現できることを教示しており、式中、bは分子当たりのLCBの重量平均数であり、Mwは重量平均分子量である。分子重量平均及びLCBの特性は、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)及び固有の粘度法によって測定される。
エチレン共重合体のSCBの基準の1つとして、そのSCBDI(Short Chain Branch Distribution Index:短鎖分岐分散指数)(またCDBI(Composition Distribution Branch Index:化合物分散分岐指数)として公知)が挙げられ、それはコモノマーの全モル含有数の50%以内のコモノマーを含有する重合体分子の重量%と定義される。重合体のSCBDI又はCDBIは、当業者により報告されたデータ(例えばWildら、Journal of Polymer Science,Poly.Phys.Ed.,Vol.20,p.441(1982)、又は米国特許第4798081号に記載の昇温溶出分画法(TREF)など(本発明に参照により援用される))から簡便に算出できる。本発明で有用な実質的に直鎖状のエチレン重合体におけるSCBDI又はCDBIは、通常約30%超、他の実施態様では50%超、別の実施態様では約80%超、更に別の実施態様では約90%超である。
「重合体主鎖」又は単に「主鎖」というときは個別の分子を意味し、「重合体バルク」又は単に「重合体」というときは重合工程から生じる生成物を意味し、実質的に直鎖状の重合体の場合には生成物中にLCBを有する重合体主鎖及びLCBを有さない重合体主鎖が含まれてもよい。すなわち、「重合体バルク」には重合の際に形成される全ての主鎖が含まれる。実質的に直鎖状の重合体の場合、全ての主鎖がLCBを有しているわけではないが、重合体バルクの平均LCB含有が明らかにメルトレオロジ(すなわちメルトフラクチャ特性)に影響を及ぼすのに充分な数のものが有している。
これらの均一な重合体(「実質的に直鎖状のエチレン重合体」として公知)は拘束幾何触媒を用いて調製され、狭い分子量分布によって、またインターポリマーの場合は狭いコモノマー分布で特徴づけられる。本発明の「インターポリマー」とは、2つ以上のコモノマーの重合体(例えば共重合体、ターポリマーなど)を意味し、言い換えればエチレンが少なくとも1つの他のコモノマーを有する重合させることによって調製される重合体を指す。これらの実質的に直鎖状のエチレン重合体の他の基本的な特徴としては、残渣含有量が低い(すなわち実質的に直鎖状のエチレン重合体中のオリゴマー調製用触媒、未反応コモノマー及び重合中に形成された低分子量の重合体の濃度が低い)こと、及び分子量分布が従来のオレフィンポリマと比較して狭い場合であっても良好な処理可能性を提供する制御された分子構造を有することが挙げられる。
これらの実質的に直鎖状のエチレン重合体の溶融流動速度(I10/I(I10についてはASTM D−1238の条件190/10、Iについては条件190/2.16)として測定)は5.63以上で、好ましくは6.5〜15、より好ましくは7〜10である。ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)で測定される分子量分布(M/M)は、方程式によって定義される。
/Mは(I10/I)−4.63以下で、約1.5〜約2.5である。実質的に直鎖状のエチレン重合体の場合、I10/I比率が長鎖分岐の度合いを示し、すなわちI10/I比率が大きいほど、重合体の長鎖分岐も多い。
これらの均一に分岐した、実質的に直鎖状のエチレン重合体の特徴としては、予想外の非常に高い流動特性であり、すなわち重合体のI10/I値が基本的に重合体の多分散性指数(すなわちM/M)から独立していることである。これは、従来の直鎖状の均一分岐ポリエチレン樹脂(例えばエルストンの米国特許第3645992号に記載)及び従来の直鎖状の不均一分岐ポリエチレン樹脂(例えば低密度ポリエチレンなどのラジカル発生物質で調製されるもの、又は配位触媒で調製される直鎖状低密度ポリエチレン)であって、I10/I値を増加させるには多分散性指数を増加させなければならないような流動特性を有する物質とは対照的である。
実質的に直鎖状のオレフィン重合体は、同じI、M/M及び密度を有する直鎖状オレフィン重合体における表層メルトフラクチャの開始時の臨界剪断速度よりも、少なくとも50%大きい表層メルトフラクチャの開始時の臨界剪断速度を有する。「同じ」とは値が互いに約10%の範囲内にあることを意味する。
好ましい溶融流動指数、又は単に溶融指数(I(ASTM D−1238、条件190/2.16(以前は条件Eと称していた))として測定)は0.05g/10分〜200g/10分(より好ましくは0.5〜20g/10分)である。例えばEPDMの場合、0.05〜200g/10分の溶融指数の範囲はほぼ<1〜70のムーニー粘度(ML(1+4)、121℃)に対応する。本発明の他の実施例によれば、使用する実質的に直鎖状のエチレン重合体は均一分岐状のもので、いかなる測定可能な高密度フラクション(すなわち昇温溶出分別法(米国特許第5089321号に記載)又は他の方法で測定され短鎖分岐分布)も有さず、これらの重合体中は2メチル基/1000炭素原子以下の分岐度を有するいかなる重合体フラクションも含まれない。これらの実質的に直鎖状のエチレン重合体はまた、単一の示差走査熱量測定(DSC)により、−30℃〜150℃の溶融ピーク(第2の加熱を使用した10℃/分のスキャン速度)を示す。
メルトフラクチャの現象の確認には、見掛け剪断応力と見掛け剪断速度の比のプロットを用いる。Ramamurthy in Journal of Rheology,30(2),337−357(1986)によると、ある特定の流速以上では、観察される押出物の不規則性は、表層メルトフラクチャ及び総メルトフラクチャの2つのタイプに大別できる。
表層メルトフラクチャは明らかに安定な流動条件下で生じ、詳細には鏡面光沢の損失から更に重度の「サメ皮」の状態へと変化する。本発明では、表層メルトフラクチャの開始は押出し物の光沢の喪失が開始された時として特徴づけられ、そこでは押出し物の表面粗さが40倍以上の規模となったときにのみ検出できる。本発明の実質的に直鎖状のエチレン重合体における表層メルトフラクチャ開始時の臨界剪断速度は、同じI、M/M及び密度を有する直鎖状のエチレン重合体における表層メルトフラクチャ開始時の臨界剪断速度より少なくとも50%以上大きい。総メルトフラクチャは、不安定な流動条件下で生じ、詳細には規則的な状態(交互の粗、平滑、らせん状など)から不規則な歪曲へと変化する。
配合物に使用可能なポリオレフィンエラストマー成分としては、ターポリマー(例えばエチレン/プロピレン/ジエンモノマ(EPDM)四重合体など)が挙げられる。これらのエラストマーのジエンモノマー成分としては、共役及び非共役ジエンが挙げられる。非共役ジエンの例としては、脂肪族ジエン(例えば1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、1,7−オクタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン、1,13−テトラデカジエン、1,19−エイコサジエンなど)、環状ジエン(例えば1,4−シクロヘキサジエン、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2,5−ジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、ビシクロ[2.2.2]オクト−2,5−ジエン、4−ビニルシクロヘキス−1−エン、ビシクロ[2.2.2]オクト−2,6−ジエン、1,7,7−トリメチルビシクロ[2.2.1]へプト−2,5−ジエン、ジシクロペンタジエン、メチルテトラヒドロインデン、5−アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、1,5−シクロオクタジエンなど)、芳香族ジエン(例えば1,4−ジアリルベンゼン、4−アリル−1H−インデン)、並びにトリエン(例えば2,3−ジイソプロペニリジエン−5−ノルボルネン、2−エチリデン−3−イソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−プロペニル−2,5−ノルボルナジエン、1,3,7−オクタトリエン、1,4,9−デカトリエンなど)が挙げられる。他の実施態様によれば、非共役ジエンは5−エチリデン−2−ノルボルネンである。
共役ジエンの例としては、ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチルブタジエン−1,3、1,2−ジメチルブタジエン−1,3、1,4−ジメチルブタジエン−1,3、1−エチルブタジエン−1,3、2−フェニルブタジエン−1,3、ヘキサジエン−1,3、4−メチルペンタジエン−1,3、1,3−ペンタジエン(CHCH=CH−CH=CH、慣用名ピペリレン)、3−メチル−1,3−ペンタジエン、2,4−ジメチル−1,3−ペンタジエン、3−エチル−1,3−ペンタジエンなどが挙げられる。他の実施態様では、共役ジエンは1,3−ペンタジエンである。
典型的なターポリマーとしては、エチレン/プロピレン/5−エチリデン−2−ノルボルネン、エチレン/1−オクテン/5−エチリデン−2−ノルボルネン、エチレン/プロピレン/1,3−ペンタジエン及びエチレン/1−オクテン/1,3−ペンタジエンが挙げられる。典型的な四重合体としては、エチレン/プロピレン/混合ジエン(例えばエチレン/プロピレン/5−エチリデン−2−ノルボルネン/ピペリレン)が挙げられる。
配合物の結晶ポリオレフィン重合体成分は、少なくとも約40%、好ましくは少なくとも約50%、より好ましくは少なくとも約60%の結晶化度(%)を有し、更に好ましくは約100℃超(好ましくは約120℃超)の融点を有する。結晶化度(%)は、DSCで算出される重合体サンプルの融解熱を、その重合体サンプルの全融解熱で除算することによって算出される。好ましい結晶ポリオレフィンには、高密度ポリエチレン(上記の)及びポリプロピレンが含まれる。ポリエチレンの高密度ホモ重合体(すなわち100%結晶)の完全融解熱は292ジュール/gであり、100%結晶のポリプロピレンの完全融解熱は209J/gである。
本発明の配合物中の結晶質ポリオレフィン成分がポリプロピレンである場合、それはホモ重合体か、又はプロピレンと最高20mol%のエチレン若しくは炭素原子数が最高約12の少なくとも1つのαオレフィンのうちの1つ以上との共重合体であってもよい。
共重合体である場合、それはランダム、ブロック又はグラフト状であってもよく、またアイソタクチック又はシンジオタクチック構造であってもよい。本発明のポリプロピレン成分は、230℃の温度におけるASTM D−1238、手順A、条件E(Iの場合)及びN(I10の場合)に従い測定した場合、通常約0.1〜約100g/10分間、好ましくは約0.8〜約30g/10分間の溶融流動指数を有する。
配合物の成分比率は広範囲に変化させることができるが、通常はポリオレフィンエラストマー:結晶性重合体の重量比で少なくとも約70:30である。他の実施態様では、ポリオレフィンエラストマー:結晶性重合体の重量比で少なくとも約80:20である。別の実施態様では、ポリオレフィンエラストマー:結晶性重合体の重量比で少なくとも約85:15である。ポリオレフィンエラストマー:結晶性重合体の重量比は通常99:1を超えない。
本発明に適するシランは、以下の一般式で表されるシランが挙げられる。
[Y[−G(−SiX (式1)
式中、Gは各々独立に、アルキル、アルケニル、アリール若しくはアラルキル基により1つ以上の水素原子を置換することにより得られる多価の基を含む群から独立に選択されるか、又はヘテロ炭素上の1つ以上の水素原子の除去によって得られる構成分子であり、
但しGは約1〜約30個の炭素原子を含み、
Xは各々独立に−Cl、−Br、RO−、RC(=O)O−、RC=NO−、RNO−又はRN−、−R 、−(OSiR(OSiR )及び−O(R10CR11OHからなる群から独立に選択され、式中、R、R、R、R10及びR11は各々独立にRであり、
は各々独立に(−O−)0.5及び[−O(R10CR11O−]0.5であり、式中、R10及びR11は各々独立にRであり、
は各々独立に−O(R10CR11O−であり、式中、R及びR10及びR11は各々独立にRであり、
Rは各々独立に水素アルケニル基、アリール基アラルキル基、及び不飽和結合を含んでもよい、直鎖、環状若しくは分岐状アルキル基又はヘテロ炭素上の1つ以上の水素原子の除去によって得られる構成分子からなる群より選択され、
Rは各々1〜約20個の炭素原子を含み、
下付き添字fは各々1〜約15の整数であり、
nは各々1〜約100の整数であり、但しnが1超である場合、vは0超であり、Zbの全ての価数においてそれらに結合する1つのケイ素原子を有し、
下付き添字uは各々0〜約3の整数であり、
下付き添字vは各々0〜約3の整数であり、
下付き添字wは各々0〜約1の整数であり、但しu+v+2w=3であり、
下付き添字rは各々1〜約6の整数であり、
下付き添字tは各々0〜約50の整数であり、
下付き添字sは各々1〜約6の整数であり、
Yは各々原子価rの有機官能基であり、少なくとも1つのZ又はZを含んでなる環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シラン組成物を含んでなる少なくとも1つの環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シランである。
より具体的には、本願明細書のY基としては一価の有機官能基(r=l)、二価の有機官能基(r=2)、三価の有機官能基(r=3)、四価の有機官能基(r=4)、並びにより原子価の大きい有機官能基(本願明細書では多価有機官能基と称する)が挙げられる。本願明細書の多価有機官能基という用語は、一価、二価、三価及び四価の有機官能基を含むものと解される。本発明の他の実施態様では、上記の式1のYは、CH=CH−、CHR=CH−又はCR=CHである−。本発明は、その例示的実施形態を参照することでより詳細に説明される。しかしながら、本発明が以下の例示的実施形態にのみ限定されない点に留意する必要がある。
本発明の他の実施態様では、メルカプト、アクリルオキシ、メタクリルオキシ及びアセトキシ基などのアシルオキシ基などの一価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、グリシドキシ(−O−CH−CO)、エポキシシクロヘキシルエチル(−CH−CH−CO)、エポキシシクロヘキシル(−CO)、エポキシ基(−CR(−O−)CR)などの一価のエポキシ基が含まれる。本発明の他の実施態様では、ヒドロキシ基、カルバメート(−NRC(=O)OR)、ウレタン(−OC(=O)NR)、チオカルバメート(−NRC(=O)SR)、チオウレタン(−SC(=O)NR)、チオノカルバメート(−NRC(=S)OR)、チオノウレタン(−OC(=S)NR)、ジチオカルバメート(−NRC(=S)SR)、ジチオウレタン(−SC(=S)NR)などの一価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、マレイミド、マレイン酸及び置換マレイン酸、フマル酸及び置換フマル酸、ニトリル(CN)、シトラコンイミドなどの一価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、シアネート(−OCN)、イソシアネート(−N=C=O)、チオシアネート(−SCN)、イソチオシアネート(−N=C=S)、エーテル(−OR)などの一価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、フルオロ(−F)、クロロ(−Cl)、ブローモ(−Br)、ヨード(−I)、チオエーテル(−SR)などの一価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、ジスルフィド(−S−SR)、トリスルフィド(−S−S−SR)、テトラスルフィド(−S−S−S−SR)、ペンタスルフィド(−S−S−S−S−SR)、ヘキサスルフィド(−S−S−S−S−S−SR)、ポリスルフィド(−SxR)などの一価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、キサンテート(−SC(=S)OR)、トリチオカーボネート(−SC(=S)SR)、ジチオカーボネート(−SC(=O)SR)、ウレイド(−NRC(=O)NR)、チオノウレイド(より一般的にはチオウレイド)(−NRC(=S)NR)、アミド(RC(=O)NR−及び−C(=O)NR−)、チオノアミド(より一般的にはチオアミド)(R(C=S)NR−)、一価のメラミノ、一価のシアヌレートなどの一価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、第1級アミノ(−NH)、第2級アミノ(−NHR)、第3級アミノ(−NR)などの一価の有機官能基、一価のジアミノ(−NR−L−NR)、一価のトリアミノ(−NR−L(−NR及び−NR−L−NR−L−NR、)、一価の第4級アミノ(−NR−L(−NR、−NR−L−NR−L−NR−L−NR及びNR−L−N(−LNR)が含まれ、式中、L、L及びLは各々独立にGに関して上記で説明した構造群から選択され、R、R、R、R及びRは各々独立にRに関して上記で説明した構造のうちの1つであり、下付き添字xは各々独立に1〜10である。
本発明の他の実施態様では、エポキシ(−(−)C(−O−)CR及び−CR(−O−)CR−)などの二価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、カルバメート(−(−)NC(=O)OR)、ウレタン(−OC(=O)NR−)、チオカルバメート(−(−)NC(=O)SR)、チオウレタン(−SC(=O)NR−)、チオノカルバメート(−(−)NC(=S)OR)、チオノウレタン(−OC(=S)NR−)、ジチオカルバメート(−(−)NC(=S)SR)、ジチオウレタン(−SC(=S)NR−)、エーテル(−O−)などの二価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、マレイン酸及び置換マレイン酸、フマル酸及び置換フマル酸、が含まれる。本発明の他の実施態様では、チオエーテル(−S−)、ジスルフィド(−S−S−)、トリスルフィド(−S−S−S−)、テトラスルフィド(−S−S−S−S−)、ペンタスルフィド(−S−S−S−S−S−)、ヘキサスルフィド(−S−S−S−S−S−S−)、ポリスルフィド(−Sx−)などの二価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、キサンテート(−SC(=S)O−)、トリチオカーボネート(−SC(=S)S−)、ジチオカーボネート(−SC(=O)S−)、ウレイド(−(−)NC(=O)NR及び−NRC(=O)NR−)、チオノウレイド(より一般的にはチオウレイド)(−(−)NC(=S)NR及び−NRC(=S)NR−)、アミド(RC(=0)N(−)−及び−C(=O)NR−)、チオノアミド(より一般的にはチオアミド)(RC(=S)N(−)−)、二価のメラミノ、二価のシアヌレートなどの二価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、第2級アミノ(−NH−)、第3級アミノ(−NR−)などの二価の有機官能基、二価のジアミノ(−(−)N−L−NR及び−NR−L−NR−)、二価のトリアミノ((−NR−L−NR、−(−)N−L−NR−L−NR、−NR−L−N(−)−L−NR及び−NR−L−NR−L−NR−)、並びに二価のテトラアミノ(−(−)N−L−(NR)3、(−NR−L−(NR、−(−)N−L−NR−L−NR−L−NR、−NR−L−N(−)−L−NR−L−NR、−NR−L−NR−L−N(−)−L−NR、−NR−L−NR−L−NR−L−NR−、−(−)N−L−N(−LNR及び(−NR−)N−LNRが含まれ、式中、L、L及びLは各々独立にGに関して上記で説明した構造群から選択され、R、R、R及びRは各々独立にRに関して上記で説明した構造のうちの1つであり、下付き添字xは各々独立に1〜10である。
本発明の他の実施態様では、エポキシ(−(−)C(−O−)CR−)などの三価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、カルバミン酸エステル(−(−)NC(=O)O−)、チオカルバメート(−(−)NC(=O)S−)、チオノカルバメート(−(−)NC(=S)O−)、ジチオカルバメート(−(−)NC(=S)S−)、ウレイド(−(−)NC(=O)NR−)、チオノウレイド(より一般的にはチオウレイド)(−(−)NC(=S)NR−)、アミド(−C(=O)N(−)−)、チオノアミド(より一般的にはチオアミド)(−C(=S)N(−)−)などの三価の有機官能基、三価のメラミノ、三価のシアヌレートが含まれる。本発明の他の実施態様では、第3級アミノ(−N(−)−)、三価のジアミノ(−(−)N−L−NR−)、三価のトリアミノ((−NR−L、(−NR−L−NR−、−(−)N−L−N(−)−L−NR、−NR−L−N(−)−L−NR−及び−(−)N−L−NR−L−NR−)、三価のテトラアミノ(−(−)N−L1−N(−)−L−NR−L−NR、−NR−L−N(−)−L−N(−)−L−NR、−(−)N−L−NR−L−N(−)−L−NR、−NR−L−N(−)−L−NR−L−NR−、−(−)N−L−N(−LNR)(−LNR−)及び(−NRNなどの三価の有機官能基が含まれ、式中、L、L及びLは各々独立にGに関して上記で説明した構造群から選択され、R、R及びRは各々独立にRに関して上記で説明した構造のうちの1つである。
本発明の他の実施態様では、エポキシ(−(−)C(−O−)C(−)−)などの四価の有機官能基が含まれる。本発明の他の実施態様では、ウレイド(−(−)NC(=O)N(−)−)、チオノウレイド(より一般的にはチオウレイド)(−(−)NC(=S)N(−)−)などの四価の有機官能基、四価のメラミノ基が含まれる。本発明の他の実施態様では、四価のジアミノ(−(−)N−L−N(−)−)、四価のトリアミノ((−NR−L、(−NR−L−N(−)−、−(−)N−L−N(−)−L−NR−及び−(−)N−L−NR−L(−)−)、並びに四価のテトラアミノ(−(−)N−L−N(−)−L−N(−)−L−NR、−NR−L−N(−)−L−N(−)−L−NR−、−(−)N−L−NR−L−NR−L−N(−)−及び−(−)N−L−N(−LNR−))などの四価の有機官能基が含まれ、式中、L、L及びLは各々独立にGに関して上記で説明した構造群から選択され、R及びRは各々独立にRに関して上記で説明した構造のうちの1つである。
本発明の他の実施態様では、多価の炭化水素基、五価のメラミノ((−NR)(−N−))、六価メラミノ((−N−))、五価のトリアミノ(−(−)N−L−N(−)−L−N(−)−)、五価のテトラアミノ(−(−)N−L−N(−)−L−N(−)−L−NR−、−(−)N−L−NR−L−N(−)−L−N(−)−及び[−(−)N−L−]N−LNR−)、六価のテトラアミノ(−(−)N−L−N(−)−L−N(−)−L−N(−)−及び[−(−)N−L−]N)などの多価の有機官能基が含まれ、式中、L、L及びLは各々独立に、Gに関して上記で説明した構造群から選択され、Rは各々独立にRに関して上記で説明した構造のうちの1つである。
本発明で用いるジオール、炭化水素ジオール及び二官能性アルコールの用語は、式2で示すいかなる構造をも指す。
HO(R10CR11OH (式2)
式中、f、R10及びR11は上記と同じ定義である。これらの構造は、炭化水素又はヘテロ炭素であって、2つの水素原子が式2で示される構造に従ってOHと置換されたものを意味する。本発明で用いるジアルコキシ及び二官能性アルコキシの用語は、本明細書で定義されるように、2つのOH基の水素原子が除去されて二価のラジカルを形成したいかなる炭化水素ジオールをも指し、その構造を式3で示す。
−O(R10CR11O− (式3)
式中、f、R10及びR11は上記と同じ定義である。本発明で用いる環状ジアルコキシとは、共通の二価の炭化水素又はヘテロ炭素基に各々結合している2つの酸素原子がシリコンの周辺で環を形成したシラン又は基を指し、ジオールにおいて通常見られる。本願明細書の環状ジアルコキシ基をZとして表す。本発明で用いる架橋ジアルコキシとは、2つの異なるケイ素原子が各々1つの酸素原子と結合したシラン又は基を指し、それは更に本明細書で定義される共通の二価の炭化水素又はヘテロ炭素基と次々に結合し、それはジオールにおいて通常見られる。本願明細書の架橋ジアルコキシ基をZとして表す。本発明で用いる環状及び架橋とは、環のみを有して架橋を有さない、架橋のみを有して環を有さない、並びに環及び架橋の両方のいかなる組合せを有するシラン又は基を指す。すなわち、環状及び架橋シランとは、例えば環状ジアルコキシ基と結合するケイ素原子を有するシラン、環状ジアルコキシ基と結合せず、1つ以上の架橋ジアルコキシ基とのみ結合するケイ素原子を有するシラン、架橋ジアルコキシ基の一端、及び環状ジアルコキシ基の両端と結合するケイ素原子を有するシラン、(同じ分子内の少なくとも1つの他のケイ素原子が少なくとも1つの環状又は架橋ジアルコキシ基と結合する限り)ジアルコキシ基と全く結合していないケイ素原子を有するシランなどを意味する。本発明で用いる炭化水素ベースのジオールとは、炭化水素又はヘテロ炭素構造上に2つのOH基を有するジオールを指す。「炭化水素ベースのジオール」という用語は、2つの酸素原子間のバックボーンが炭素原子、炭素原子間の炭素−炭素結合及びアルコキシ基の端部を形成する2つの炭素−酸素結合から完全に構成されるという事実を指す。構造中のヘテロ炭素は、炭素主鎖にぶら下がって生じる。
式2で示す構造は本願明細書では適当なジオールと称され、若干の具体例においては一般的にグリコールと称され、2つのOH基を伴う特定の炭化水素又はヘテロ炭素基として存在する。例えばネオペンチルグリコール、1,3−ブタンジオール及び2−メチル−2,4−ペンタンジオールが挙げられる。式3の構造で表される基は本願明細書では適当なジアルコキシと称され、2つのOH基を伴う特定の炭化水素又はヘテロ炭素基として存在する。すなわち、例えばジオール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブタンジオール及び2−メチル−2,4−ペンタンジオールはそれぞれ、本願明細書ではジアルコキシ、ネオペンチルグリコキシ、1,3−ブタンジアルコキシ及び2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシ基に該当する。
本願明細書で用いる環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シランは、シランがジオールに由来する場合グリコキシシランとなる(一般にグリコールと称される)。また、本願明細書で用いる環状及び架橋有機官能性ジアルコキシシランは、シランがジオールに由来する場合ジアルコキシシランとなる(一般にジオールと称される)。
本発明の(−O−)0.5及び[−O(R10CR11O−]0.5の表記は、それぞれシロキサン基(Si−O−Si)の半分及び架橋ジアルコキシ基の半分を意味する。これらの表記はケイ素原子に関連して用いられ、それらは本願明細書では酸素原子の半分(すなわち特定のケイ素原子と結合する半分)、又はジアルコキシ基の半分(すなわち特定のケイ素原子と結合する半分)をそれぞれ意味する。なお、他の残り半分の酸素原子又はジアルコキシ基とそのシリコンとの結合は、記載される分子構造全体において任意に形成されると解される。すなわち、(−O−)0.5シロキサン基及び[−O(R10CR11O−]0.5ジアルコキシ基は、分離した2つのケイ素原子の間での化学結合を、これらの2つのケイ素原子が分子間又は分子内に生じるか否かに関わらず媒介する。[−O(R10CR11O−]0.5の場合、炭化水素基(R10CR11が非対称であるケースでは、[−O(R10CR11O−]0.5のいずれの端部も、必要となる2つのケイ素原子のいずれとも結合し、式1で表す構造を形成できる。
本発明で用いるアルキル基には、直鎖、分岐及び環状のアルキル基が含まれ、アルケニル基には1つ以上の炭素−炭素二重結合を含むあらゆる直鎖、分岐又は環状のアルケニル基も含まれ、その置換部位は、基の炭素−炭素二重結合又は他のいずれかの部位であってもよい。また、アルキニル基には1つ以上の炭素−炭素三重結合及び任意に1つ以上の炭素−炭素二重結合を含んでなるいかなる直鎖、分岐又は環状のアルキニル基も含まれ、置換部位は基の炭素−炭素三重結合、炭素−炭素二重結合又はその他のいずれの部位であってもよい。アルキル基の具体的な例としては、メチル、エチル、プロピル、イソブチル基が挙げられる。アルケニル基の具体的な例としては、ビニル、プロペニル、アリル、メタアリル、エチルインデニルノルボルナン、エチリデンノルボルニル、エチルインデニルノルボルネン及びエチリデンノルボルネニル基が挙げられる。アルキニル基の具体的な例としては、アセチレニル、プロパルギル及びメチルアセチレニル基が挙げられる。
本発明で用いるアリール基には、1つの水素原子が取り除かれたいかなる芳香族炭化水素も含まれ、アラルキル基には、上述したいずれかのアルキル基であって、1つ以上の水素原子が同じ数の類似する及び/又は異なる(本明細書で定義される)アリール置換基で置換されたものが含まれ、アレニル基には、上述したいずれかのアリール基であって、1つ以上の水素原子が同じ数の類似する及び/又は異なる(本明細書で定義される)アルキル置換基で置換されたものが含まれる。アリール基の具体的な例としては、フェニル及びナフタレニル基が挙げられる。アラルキル基の具体的な例としては、ベンジル及びフェネチル基が挙げられる。アレニル基の具体的な例としては、トリル及びキシリル基が挙げられる。
本発明における環状アルキル、環状アルケニル及び環状アルキニル基にはまた、二環、三環系及びそれ以上の環を有する構造も含まれ、また上述した環状構造と同様にアルキル、アルケニル及び/又はアルキニル基によって更に置換されてもよい。代表例としては、ノルボルニル、ノルボルネニル、エチルノルボルニル、エチルノルボルネニル、エチルシクロヘキシル、エチルシクロヘキセニル、シクロヘキシルシクロヘキシル及びシクロドデカトリエニル基が挙げられる。
本発明で用いるヘテロ炭素の用語は、炭素−炭素結合の骨格が、窒素原子及び/又は酸素原子との結合によって中断されているか、又は、炭素−炭素結合の骨格が、窒素原子及び/又は酸素原子群(例えばシアヌレート(C))との結合によって中断されている、あらゆる炭化水素構造を指す。すなわち、ヘテロ炭素には、限定されないが分岐、直鎖、環状及び/又は多環式の脂肪族炭化水素が含まれ、2つの隔離した炭素原子と各々結合する酸素原子を介したエーテル官能基、3つの隔離した炭素原子と各々結合する窒素原子を介した第3級アミン官能基、メラミノ基及び/又はシアヌレート基、芳香族炭化水素、及び分岐又は直鎖状アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及び/又はアラルキル基による上述の芳香族化合物の置換に由来するアレーン基を任意に含んでもよい。
Gの代表例としては、以下のものが挙げられる。
mが1〜12である−(CH−、ジエチレンシクロヘキサン、1,2,4−トリエチレンシクロヘキサン、ジエチレンベンゼン、フェニレン、pが1〜20である−(CH−であって、他の末端で置換されている、末端部の直鎖状のアルキル基(−CH−、−CHCH−、−CHCHCH−及び−CHCHCHCHCHCHCHCH−など)、並びにそれらのβ置換類似体(−CH(CHCH(CH)−(qが0〜17)など)、−CHCHC(CHCH−、メタリルクロライド(−CHCH(CH)CH−)から誘導される構造、ジビニルベンゼン(例えば−CHCH(C)CHCH−及びCHCH(C)CH(CH)−)から誘導される任意の構造(Cは二基置換のベンゼン環を意味する)、ジプロペニルベンゼン(例えば−CHCH(CH)(C)CH(CH)CH−)から誘導される任意の構造(Cは二基置換のベンゼン環を意味する)、ブタジエンから誘導される任意の構造(例えば−CHCHCHCH−、−CHCHCH(CH)−及び−CHCH(CHCH)−)、ピペリレンから誘導される任意の構造(例えば−CHCHCHCH(CH)−、−CHCHCH(CHCH)−及び−CHCH(CHCHCH)−)、イソプレンから誘導される任意の構造(例えば−CHCH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH(CH)−、−CHC(CH)(CHCH)−、CHCHCH(CH)CH−、−CHCHC(CH−及びCHCH[CH(CH]−)、−CHCH−ノルボルニル−、−CHCH−シクロヘキシル−の任意の異性体、ノルボルナン、シクロヘキサン、シクロペンタン、テトラヒドロジシクロペンタジエン又はシクロドデセンからの2つの水素原子の除去により得られる任意のジラジカル、リモネンから誘導される−CHCH(4−メチル−1−C−)CHの構造(Cは2つの置換部位を欠如している、一分子中に3個の置換基を有するシクロヘキサン環の異性体を意味する)、トリビニルシクロヘキサンから誘導されるモノビニル基を含む任意の構造(例えば−CHCH(ビニルC)CHCH−及びCHCH(ビニルC)CH(CH)−(Cは一分子中に3個の置換基を有するシクロヘキサン環の任意の異性体を意味する))、一分子中に3個の置換基を有する、C=Cを含んでなる、ミルセンから誘導される任意の単不飽和構造(例えば−CHCH[CHCHCH=C(CH]CHCH−、CHCH[CHCHCH=C(CH]CH(CH)−、CHC[CHCHCH=C(CH](CHCH)−、−CHCHCH[CHCHCH=C(CH]CH−、−CHCH(C−)(CH)[CHCHCH=C(CH]及び−CHCH[CH(CH)[CHCHCH=C(CH]]−)、並びに、一分子中に3個の置換基を有する、C=Cを欠くミルセンから誘導される任意の単不飽和構造(例えば−CHCH(CH=CH)CHCHCHC(CH−、CHCH(CH=CH)CHCHCH[CH(CH)2]−、−CHC(=CH−CH)CHCHCHC(CH−、−CHC(=CH−CH)CHCHCH[CH(CH]−、CHCHC(=CH)CHCHCHC(CH−、−CHCHC(=CH)CHCHCH[CH(CH]−、CHCH=C(CHCHCHCHC(CH−及びCHCH=C(CHCHCHCH[CH(CH]。
R基の代表例は水素原子、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル基などの炭素原子数1〜20の分岐及び直鎖アルキル、オクテニル、シクロヘキシル、フェニール、ベンジル、トリル、アリル、メトキシエチル、エトキシエチルジメチルアミノエチル、シアノエチル基などである。他の実施態様では、代表的なR10及びR11基は水素原子、メチル及びエチル基であり、水素及びメチル基が最も好ましい。更に別の実施態様では、代表的なR及びR基は水素原子、メチル、エチル、プロピル基であってもよい。更に他の実施例では、R、R、R、R、R及びR基の代表例はH、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル基などのC−C直鎖又は分枝アルキル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル及びアリール基(例えばフェニール、ベンジル基など)であってもよい。
Xの具体例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、イソブトキシ、アセトキシ、メトキシエトキシ及びオキシマト基、並びに、ジオールに由来する「ぶら下がりジオール」として公知の一価のアルコキシ基、具体的にはアルコール及びアルコキシ基を含んでなる基(例えば−O−CHCH−OH)であって、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール(1,3−ブタンジオール)−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,4−ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノール及びピナコールが挙げられる。他の実施態様では、Xの具体例としては、メトキシ、アセトキシ及びエトキシ基、並びに、ジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール及び2−メチル−2,4−ペンタンジオールに由来する一価のアルコキシ基が挙げられる。
及びZの具体例としては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,4−ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノール及びピナコールなどの、ジオールに由来する二価のアルコキシ基であってもよい。他の実施態様では、Z及びZの具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール及び2−メチル−2,4−ペンタンジオールなどのジオールに由来する二価のアルコキシ基であるのが好ましい。ジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール及び2−メチル−2,4−ペンタンジオールに由来する二価のアルコキシ基である。本願明細書における環状及び架橋有機官能性シラン組成物の架橋(Z)含有は、ゲル化に至る過剰な平均分子量及び架橋とならないために、十分に低く維持されなければならない。
更なる実施態様では、式1の式中、v及びwのw/v比率は1〜9であり、XはRO−、RC(=O)O−であり、Z及びZはジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオールに由来してもよく、RはC−Cのアルキル基及び水素原子であり、Gは炭素原子数2〜18の二価の直鎖アルキル基である。他の実施態様では、w/vが2〜8であり、Xはエトキシ基、又はジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール及び2−メチル−2,4−ペンタンジオールに由来する1つ以上のぶら下がりジオールであり、GはC−C12直鎖アルキル誘導体である態様が含まれる。他の実施態様では、式1の式中、vは0であり、XはRO−、RC(=O)O−であり、RはC−Cのアルキル基及び水素原子であり、Gは炭素原子数2〜18の二価の直鎖アルキル基である。
本発明の代表的な環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シランを以下に例示する。
1,3−プロパンジアルコキシエトキシビニルシラン
1,3−プロパンジアルコキシメトキシビニルシラン
3−プロパンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン
2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシメトキシビニルシラン
2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシビニルシラン
2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン
1,3−ブタンジアルコキシメトキシビニルシラン
1,3−ブタンジアルコキシエトキシビニルシラン
1,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン
ネオペンチルジアルコキシメトキシビニルシラン
ネオペンチルジアルコキシエトキシビニルシラン
ネオペンチルジアルコキシイソプロポキシビニルシラン
2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシメトキシビニルシラン
2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシエトキシビニルシラン
2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン
2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシメトキシビニルシラン
2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシエトキシビニルシラン
2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン
2−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピルアミン
2−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピルメルカプタン
塩化2−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシメチルシリル)−1−プロピル
臭化2−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシフェニルシリル)−1−プロピルヨウ化3−(1,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル
塩化3−(1,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル

N−[3−(1,3−プロパンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル]フェニルアミン
N−[3−(1,3−プロパンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル]メチルアミン
3−(1,2−プロパンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピルグリシジルエーテル及び
メタクリル酸3−(1,2−プロパンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル(両方ともプロピレングリコールから誘導できる)
アクリル酸3−(1,2−エタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル及び
酢酸3−(1,2−エタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル(両方ともエチレングリコールから誘導できる)
3−(ネオペンチルグリコキシエトキシシリル)−1−プロピルアミン及び
3−(ネオペンチルグリコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピルグリシジルエーテル(両方ともネオペンチルグリコールから誘導できる)
アクリル酸3−(2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル及び
メタクリル酸3−(2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル(両方ともピナコールから誘導できる)
3−(2,2−ジエチル−1,3−プロパンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピルメルカプタン
S−[3−(2,2−ジエチル−1−プロパンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル]エチルチオエーテル
ビス[3−(2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル]ジスルフィド
ビス[3−(2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル]トリスルフィド
ビス[3−(1,3−ブタンジアルコキシメチルシリル)−1−プロピル]テトラスルフィド
ビス[3−(1,3−プロパンジアルコキシメチルシリル)−1−プロピル]チオエーテル
3−(1,3−プロパンジアルコキシフェニルシリル)−1−プロピルグリシジルチオエーテル
トリス−N,N’,N’’−[3−(1,2−プロパンジアルコキシメチルシリル)−1−プロピル]メラミン及び
トリス−N,N’,N’’−[3−(1,2−プロパンジアルコキシフェニルシリル)−1−プロピル]メラミン(両方ともプロピレングリコールから誘導できる)
塩化3−(1,2−エタンジアルコキシメチルシリル)−1−プロピル及び
臭化3−(1,2エタンジアルコキシフェニルシリル)−1−プロピル(両方ともエチレングリコールから誘導できる)
酢酸3−(ネオペンチルグリコキシメチルシリル)−1−プロピル及び
オクタン酸3−(ネオペンチルグリコキシフェニルシリル)−1−プロピル(両方ともネオペンチルグリコールから誘導できる)
3−(2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシメチルシリル)−1−プロピルアミン及び
3−(2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシフェニルシリル)−1−プロピルアミン(両方ともピナコールから誘導できる)
アクリル酸3−(2,2−ジエチル−1,3−プロパンジアルコキシメチルシリル)−1−プロピル
メタクリル酸3−(2,2−ジエチル−1,3−プロパンジアルコキシフェニルシリル)−1−プロピル
3−(2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシエチルシリル)−1−プロピルグリシジルエーテル
酢酸3−(2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシフェニルシリル)−1−プロピル
アクリル酸2−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−エチル
臭化2−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシメトキシシリル)−1−エチル
ベンゼンスルホン酸2−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシメチルシリル)−1−エチル
メタクリル酸2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリルメチル
臭化2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシイソプロポキシシリルメチル
ネオペンチルグリコキシプロポキシシリルメチルアミン
プロピレングリコキシメチルシリルメチルメルカプタン
ネオペンチルグリコキシエチルシリルメチルグリシジルエーテル
酪酸2−(ネオペンチルグリコキシイソプロポキシシリル)−1−エチル
プロピオン酸2−(ネオペンチルグリコキシメチルシリル)−1−エチル
アクリル酸2−(1,3−ブタンジアルコキシメチルシリル)−1−エチル
メタクリル酸3−(1,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−4−ブチル
3−(1,3−ブタンジアルコキシエチルシリル)−1−プロピルメルカプタン
メタンスルホン酸3−(1,3−ブタンジアルコキシメチルシリル)−1−プロピル
6−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−ヘキシルアミン
アクリル酸1−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−5−ヘキシル
メタクリル酸8−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−オクチル
10−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−デシルグリシジルエーテル
トリフルオロメタンスルホン酸3−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル
3−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシプロポキシシリル)−1−プロピルアミン
N−[3−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル]エチレンジアミン
トリス−N,N’,N’’−[3−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシブトキシシリル)−1−プロピル]ジエチレントリアミン
テトラキス−N,N’,N’’,N’’’−[3−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル]トリエチレンテトラミン;
硫化ビス−(3−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル)
6−(1,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−l−ヘキシルアミン
1−(1,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−5−ヘキシルグリシジルエーテル
アクリル酸8−(1,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−オクチル
メタクリル酸10−(1,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−デシル並びに
ビス−(3−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル)チオエーテル。
他の実施態様では、環状ジアルコキシ有機官能性シランは環状の、3−クロロ−1−プロピルトリエトキシシラン(塩化3−トリエトキシシリル−1−プロピル)の架橋ジアルコキシ類似体であり、例えばポリスルフィドシラン(四硫化トリエトキシシリルプロピル(本願明細書にTESPTとして記す)、トリエトキシシリルプロピルジスルフィド(本願明細書にTESPDとして示す))としてシラン結合剤の製造の出発物質として使われる。環状及び架橋ジアルコキシハロアルキルシランは、塩化3−トリエトキシシリル−1−プロピルに代わる、VOC低排出が要求される用途における、新規で優れた変形例である。
本願明細書に含まれる環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シラン組成物は、単一成分のみでもよく、又は様々な個々の環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シラン成分(有機官能性シラン成分)の混合物であってもよく、それは単官能性アルコキシ基のみを含んでもよく、また任意に他の分子種を含んでもよい。合成により様々な種類のシランが得られ、そこでは開始成分の混合物を用いて環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シラン生成物の混合物を生成する。更に、これらの環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シラン(また、環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シロキサン及び/又はシラノールとも呼ばれる)の部分加水分解物及び/又は凝縮物は、環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シランの大部分の製造方法における副産物として、本願明細書のシランに含まれると解される。また、部分加水分解物及び/又は凝縮物は、環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シランの貯蔵時に、特に湿潤状態又は残留している残留水分がそれらの調製後に完全に取り除かれない条件下で生じうる。更に、部分的から実質的な環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シランの加水分解は、適当なストイキオメトリの又は過剰の水を、本願明細書に記載されているシランの調製において添加することによって故意に調製できる。また、環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シラン中へのシロキサン含有は、適当なストイキオメトリ又は過剰の水を本願明細書に記載されているシランの調製において添加することによって故意に調製できる。加水分解物及びシロキサンを含む本願明細書のシラン構造は式1で表される構造で記載され、式中、Z=(−O−)0.5の下付き添字v及び/又はX=OHのuが実質的に存在し、実質的にゼロより大きいことを意味する。
環状及び架橋ジアルコキシ有機官能性シラン組成物は液体の場合、多孔質重合体、カーボンブラック、又は二酸化ケイ素、アルミナ、様々な粘土などの無機充填剤などの、1つの担体又は複数の担体の混合物にロードできる。担体上に組成物をロードすることによって、重合体の調製において固体の状態で供給することとなる。他の実施態様では、担体は充填材の一部であり、密接に充填材の表面若しくは内部に吸収され、又は化学的に結合する。
本願明細書に含まれる複素環式のシリコン基を有するシラン化合物は、有機官能性アルコキシ置換シランとジオールとのエステル交換反応によって調製でき、反応は触媒の有無に関わらず、有機官能性シリルハライドとジオールのエステル化によって、又は置換アルケンとヘテロ環状シリコン基を含むヒドロシランとのヒドロシリル化によって行われ、環状及び架橋シラン組成物が生成する。
有機官能性アルコキシ置換シランとジオールとのエステル交換反応は、触媒の有無に関わらず実施できる。触媒は酸触媒、塩基触媒又は遷移金属触媒であってもよい。適切な酸触媒は塩化水素、p−トルエンスルホン酸などである。典型的な塩基触媒はナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドである。適切な遷移金属触媒はテトライソプロピルチタン、ジラウリン酸ジブチルスズである。
ジオールと有機官能性シリルハライドとのエステル化の間、ジオールをシリルハライドに添加し、形成されるハロゲン化水素を除去する。ハロゲン化水素は窒素供給、又は減圧によって除去できる。いかなる残留ハロ基も、アルコール(例えばメタノール、エタノール、イソプロパノールなど)の添加によって除去できる。
他の実施態様では、ジオール誘導有機官能性シランは、触媒作用を及ぼされた有機官能性シラン反応物質とジオールとの混合物を、蒸留しながら反応させることによって調製できる。反応により、ジオールと反応する有機官能性シラン反応物質のケイ素原子上における1つ以上のアルコキシ基における、選択的なアルコール交換が行われる。揮発性の副産物アルコールの蒸留除去によって反応が促進される。適切な触媒としては、酸触媒(例えばp−トルエンスルホン酸、硫酸、塩化水素、クロロシラン、クロロ酢酸、リン酸、それらの混合物など)、塩基触媒(例えばナトリウムエトキシド)、並びに遷移金属含有触媒(例えばチタンアルコキシド、チタン含有キレート、ジルコニウムアルコキシド、ジルコニウム含有キレート及びそれらの混合物)が挙げられる。
更に別の実施態様では、ジオール誘導有機官能性シランは、有機官能性シラン及びジオールの混合物に触媒作用を及ぼすことによって調製でき、第1の実施態様ではトランスエステル化されるアルコキシシリル基に対して少なくとも約0.5モルのジオールのモル比であり、第2の実施態様ではトリアルコキシシランに対して約0.5〜約1.5のモル比であり、第3の実施態様ではトリアルコキシシランに対して約1.0〜約1.5のモル比である。前述の各実施態様では、反応温度は約10℃〜約150℃、他の実施態様では約30℃〜90℃で調節できるが、一方圧力は約0.1〜2000mmHg、他の実施態様では約1〜約80mmHgの範囲に維持する。過剰のジオールを利用して反応速度を増加させてもよい。
他の実施態様では、ジオール誘導有機官能性シランは、触媒の存在下、所望の反応温度及び真空条件下で、有機官能性シランにジオールを徐々に添加することにより調製できる。必要に応じて、中和工程を適用して利用されるいかなる酸触媒又は塩基触媒を中和してもよく、それにより生成物の貯蔵が改善される。
工程中で任意に不活性溶媒を用いてもよい。溶媒は希釈剤、担体、スタビライザ、還流補助又は加熱剤として機能しうる。通常、いかなる不活性溶媒、すなわち反応を開始しないか又は反応に悪影響を与えない溶媒も使用できる。一実施態様では、標準条件下で液体であって、150℃以下の沸点を有する溶媒である。例としては、芳香族化合物、炭化水素、エーテル、非プロトン性溶媒及び塩素化炭化水素溶媒(例えばトルエン、キシレン、ヘキサン、ブタン、ジエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、四塩化炭素、ジクロロメタンなど)が挙げられる。
他の実施態様では、ジオール誘導有機官能性シランは、有機官能性シラン反応物質、ジオール及び触媒(使用されるときに)のフローストリームを適当な比率で使用前に混合し、そのプレミックス反応物質を反応性の蒸留システム(一実施態様では所望の反応温度及び真空条件で作動する薄膜蒸留装置)に導入して連続的に調製できる。真空下で薄膜における反応を実施することにより、アルコール副産物の除去を促進し、エステル交換反応の反応速度を向上させる。薄膜からの副産物アルコールの蒸発及び除去は、反応の化学平衡を所望の生成物の形成へと移動させ、望まない副作用を最小限化する。本願明細書で前述した方法の実施態様では、以下の工程が含まれる。
a)薄膜反応器において、有機官能性シランを含む薄膜反応媒体(例えばチオカルボン酸シラン)、ジオール及び触媒を反応させ、ジオール誘導有機官能性シラン及び副産物アルコールを形成させ、
b)薄膜から副産物アルコールを気化させ反応を促進し、
c)ジオール誘導有機官能性シラン反応生成物を回収し、
d)任意に、副産物アルコールを凝結させて回収し、及び
e)任意に、ジオール誘導有機官能性シラン生成物を中和して貯蔵安定性を向上させる。
前述の連続薄膜プロセスで使用する有機官能性シラン反応物質に対するジオールのモル比は、ジオールで置換されるアルコキシ基の必要数に依存する。薄膜プロセスの一実施態様では、1つのジオールが2つのアルコキシ基を置換する場合には、化学量論的なモル当量比として1が採用される。通常、この実施態様では、有機官能性シランに対するジオールのモル比は、エステル転移されるアルコキシ基のシリル基に対して約95〜約125%の化学量論的な当量の範囲で変化させることができる。具体的な実施態様では、有機官能性シランに対するジオールのモル比は、約100〜約110%の化学量論的な当量の範囲であってもよい。他の実施態様では、モル比は、有機官能性シランに対するジオールのモル比で約100〜約105%の化学量論的な当量の範囲であってもよい。当業者であれば、過剰なジオールの利用により反応速度は増加するが、通常薄膜で反応させる場合にはそれに見合うだけの顕著な効果が得られず、費用を増加させるだけであることを認識するであろう。
フィルムを形成する装置及び方法は特に限定されず、公知技術のいかなるものも採用できる。典型的な周知の装置としては、流下薄膜型又は撹拌膜型蒸発器が挙げられる。最小限の膜厚及び流速は、フィルム成形面の最小濡れ液量に依存する。最大膜厚及び流速は、フィルム及び装置のフラッディング点に依存する。フィルムからのアルコール蒸発は、フィルムの加熱、フィルムの減圧又はそれらの組合せによって実施する。中程度の加熱及び減圧を実施してジオールから誘導される本発明の有機官能性シランを形成するのが好ましい。薄膜プロセスを行うための最適な温度及び圧力(真空)は、その過程で使用する具体的な開始原料である有機官能性シランのアルコキシ基及びジオールに依存する。更に、その過程で任意の不活性溶媒を用いる場合、その選択は採用する最適温度及び圧力(真空)に影響を及ぼす。
しかしながら、本発明が以下の例示的実施形態にのみ限定されない点に留意する必要がある。
本発明の例示的実施形態では、シラン組成物の調製方法であって、少なくとも1つの有機官能性シランとジオールとを、触媒の存在下又は非存在下で反応させ、ジオール誘導有機官能性シランを調製する方法を提供する。
シラン化合物は、本発明の第1の実施態様では約0.1〜約10重量%、第2の実施態様では約0.3〜約3重量%、第3実施の実施態様では約0.5〜約2重量%(いずれも重合体の合計重量に対する)で含まれる。
本明細書で用いる「シラン修飾重合体」の用語は、化学的に上記の通りに式1によって意味されるシランをその構造に導入する(例えばラジカル発生物質を添加する)ことによって得られる架橋重合体を意味する。
本発明で使用できるラジカル発生物質は、加熱により分解して遊離基を生成する物質のことである。ラジカル発生物質は有機過酸化物又は過エステルであってもよい。有機過酸化物の用語は、ベンゾイルペルオキシド、ジクロロベンゾイルペルオキシド、ジプロピオニルペルオキシド、t−ブチルぺルオキシイソ酪酸エステル又はラウロイルペルオキシド、t−ブチル過酢酸エステル、t−ブチルペルオキシ−2−カプロン酸エチル又はt−ブチルペルオキシイソ酪酸エステル、t−ブチルペルオキシ安息香酸エステル、ジクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチル−ペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチル−ペルオキシ)ヘキシン−3、ジ−t−ブチルペルオキシド、2,5−ジ(ぺルオキシベゾエート)ヘキシル−3又は1,3−ビス(t−ブチル−ぺルオキシイソプロピル)ベンゼンなどの有機ペルオキシド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾイソブチルバレロニトリル又はジメチルアゾジイソブチレートなどのアゾ化合物、メチルエチルケトンペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド又は1,1−ビス(t−ブチルぺルオキシ)−3,5,5−トリメチルシクロヘキサンなどのケトンペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、p−メンタンヒドロペルオキシド又は2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロペルオキシドなどのヒドロペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシドなどのジアルキルペルオキシド、並びにt−ブチルぺルオキシ酢酸エステル、t−ブチルぺルオキシ安息香酸エステル、ジ−t−ブチルジぺルオキシフタル酸エステル、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、t−ブチルぺルオキシマレイン酸エステル又はt−ブチルぺルオキシイソプロピル炭酸エステルなどのペルオキシエステルが挙げられる。一実施態様では、ラジカル発生物質はジクミルペルオキシド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロペルオキシド及び2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルぺルオキシ)ヘキサン又は分子状酸素である。上記のラジカル発生物質は単独で使用してもよく、又は2以上の混合物として使用してもよい。他の実施態様では、ラジカル発生物質はベンゾイルペルオキシド、ジクロロベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、α−ビス(tert−ブチルぺルオキシ)ジイソプロピルベンゼン又はジ−tert−ブチルペルオキシドなどの有機ペルオキシドである。本発明の一実施態様では、ラジカル発生物質はジクミルペルオキシドである。適切な遊離基発生装置を選択するための基準は当業者に公知で、上記米国特許第3646155号に記載されている。またそれは本願明細書に参照により援用され、特にここでは記載しない。
ラジカル発生物質の量は例えば約0.01重量%〜約0.4重量%(重合体の合計重量に対する)までの広範囲で変化させることができる。他の実施態様では、ラジカル発生物質の量は約0.02〜約0.2重量%である。更に別の実施態様では、ラジカル発生物質の量は約0.02〜約0.1重量%である。
本発明では、必要に応じて連鎖移動剤を任意に添加してもよく、それにより、シラン修飾重合体がラジカル発生物質の存在下にある時に、未反応で残留しているラジカル発生物質を任意の程度で不活性化することができる。適切な連鎖移動剤の例としては、ドデシルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、オクチルメルカプタン及びα−メチルスチレンが挙げられる。連鎖移動剤によって例えばポリエチレンの架橋反応が阻害され、シラン化合物の結合反応を効果的に進めることが可能となる。
本発明の一実施態様では、連鎖移動剤としてはパラフィン(例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン及びペンタン)、αオレフィン(例えばプロピレン、ブテン−1及びヘキセン−1)、アルデヒド(例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド及びn−ブチルアルデヒド)、ケトン(例えばアセトン、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノン)、芳香族炭化水素及び塩化炭化水素が挙げられる。
更に、かかる連鎖移動剤を用いるときは、シラン修飾重合体の100重量%に対して約0.01〜約0.5重量%の量で存在させる。他の実施態様では、連鎖移動剤をシラン修飾重合体100重量%に対して約0.03〜約0.1重量%の量で使用できる。
架橋重合体構造へのシランの導入は通常、シラン部分の顕著ないかなる早期の加水分解/凝結も排除するために、実質的に無水の条件下で実施する必要がある。選択されたシランが選択された1つ以上の重合体に化学的に導入されて初めて、架橋可能な組成物が加水分解/凝結をもたらす水分供給源に曝露され、それによってその1つ以上の重合体が架橋される。この処理は触媒の非存在下で実施可能であるが、架橋を加速するために加水分解/縮合触媒を任意に使用してもよい。
任意に添加する加水分解/縮合触媒は有機塩基、カルボン酸又は有機チタン酸及び鉛、コバルト、鉄、ニッケル、亜鉛及びスズの錯体又はカルボン酸エステルなどの有機金属化合物であってもよい。
本発明の他の実施態様では、加水分解/縮合触媒は有機金属化合物(例えばジブチルスズジラウリン酸、酢酸スズ、オクタン酸スズ(カプリル酸スズ)、ナフテン酸鉛、カプリル酸亜鉛、2−エチルヘキサン酸鉄、ナフテン酸コバルト)、チタン酸エステル及びチタンキレート化合物(例えばチタン酸テトラブチル、チタン酸テトラノニル又はチタン酸ビス(アセチルアセトニトリル)ジイソプロピル)、有機塩基(例えばエチルアミン、ヘキシルアミン、ジブチルアミン、ピペリジン又はピリジン)、酸(例えば無機酸(ば塩化水素及びリン酸など)、又は脂肪酸(ステアリン酸、リノール酸及びオクチル酸など))。これらの触媒化合物は単独で使用してもよく、又は混合物として使用してもよい。本発明の他の実施態様では、高級カルボン酸の亜鉛塩(例えば脂肪族又は8〜20の炭素原子を含んでなる脂環式カルボン酸の亜鉛塩)を使用できる。本発明の更に別の実施態様では、触媒は炭素原子数8〜17の脂環式カルボン酸である。更に別の実施態様では、これらの亜鉛塩の例としてステアリン酸亜鉛、亜鉛オクタン酸、ラウリン酸亜鉛及びナフテン酸亜鉛が挙げられる。本発明の更に別の実施態様では、亜鉛塩はステアリン酸亜鉛である。
高級カルボン酸の亜鉛塩には、上記で例示(例えばジブチルスズジラウリン酸、ジブチルスズマレイン酸又はジブチルスズ二酢酸などの有機スズ化合物)された他のシラン加水分解/縮合触媒を若干量混合してもよい。混合物中の他の触媒の量は最小化すべきである。例えば、他の触媒は混合触媒の合計重量に対して5%以下の量に制限される。
本発明の他の実施態様では、触媒はジブチルスズジラウレート、ジブチルスズ二酢酸、ジブチルスズオクタン酸、ジオクチルスズマレイン酸、ジオクチルスズジラウリン酸、ジブチルスズオキシド、ジオクチルスズ−ビス(イソオクチルマレエート)ジ−オクチル−スズ−ビス(チオグリコール酸イソオクチル)及びチタン化合物(例えばチタン−2−エチルヘキソキシド)からなる群から選択される。本発明の他の実施態様では、触媒はジブチルスズジラウレートである。
通常加水分解/縮合触媒を本発明で使用するときは、第1の実施態様では約0.01〜約1.0重量%、第2の実施態様では0.05〜約0.5重量%、第3の実施態様では0.1〜約0.2重量%(架橋重合体の合計重量に対する)で存在させる。
あるいは、本発明では発泡重合体を製造するために発泡剤を添加してもよい。発泡剤とは140℃以上の温度で分解してガスを発生させる発泡剤である。他の実施態様では、発泡剤は約170℃〜約220℃で分解してガスを発生させる。他の実施態様によれば、発泡剤はアゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、p,p’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロソテレフタルアミドなど、又は例えば炭化水素(例えばブタン、ペンタン)及びハロゲン化炭化水素(例えばメチル塩化物)などの物理的な発泡剤である。上記で列挙した発泡剤は個々に用いてもよく、又はそれらのいかなる組み合わせで用いてもよい。他の実施態様では、発泡剤はアゾジカルボンアミドである。アゾジカルボンアミドは特にその良好な熱的安定度及び適切な分解温度のために有利である。
発泡剤の量は、例えば、最終的な発泡製品が必要とする膨張度合いに応じて広範囲にわたり変化させることができる。通常、発泡剤はシラン修飾重合体の100重量%に対して少なくとも0.1重量%で存在させる。他の実施態様では、発泡剤はシラン修飾重合体の100重量%に対して約1〜約30重量%の量で存在させる。更に別の実施態様では、発泡剤はシラン修飾重合体の100重量%に対して約10〜約20重量%の量で存在させる。
熱分解性発泡剤を使用する場合、架橋される重合体構造中へのシラン導入において、使用するラジカル発生物質は発泡剤と同じか又は近い分解温度を有するのが好ましく、すなわちそれにより発泡剤の分解と同時の分解が生じる。ラジカル発生物質は、140℃を超える分解温度(例えば約170℃〜約220℃の範囲の分解温度)を有する有機ペルオキシドであってもよい。
あるいは、1つ以上の従来公知の添加物を本発明の組成物中に含めてもよい。かかる添加物としては、例えばカーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム、起泡剤、潤滑剤、抗酸化剤、調整剤、鉱物質充填剤、難燃剤添加物、紫外線保護剤、重金属保護剤、着色剤、充填材、柔軟剤、加工助剤、色素、熱安定剤、相溶化剤、酸化アルミニウム三水和物、ゼオライト、チョーク、雲母、二酸化ケイ素又はケイ酸塩及び安定剤(電圧)が挙げられる。本発明の他の実施態様では、着色剤としてカドミウムイエロー、キナクリドンレッド、コバルトブルー、カドミウムレッド、赤色酸化鉱、酸化チタン、酸化亜鉛又はカーボンブラックを用いてもよく、核剤としてタルク、珪藻土、炭酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛又はステアリン酸アルミニウムを用いてもよく、潤滑剤としてパラフィン又はステアリン酸を用いてもよく、安定剤として2−ハイドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン又は2,6−ジtert−ブチルヒドロキシトルエンを用いてもよく、難燃剤として酸化アンチモン又は塩素化パラフィンを用いてもよく、充填材として酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ストロンチウム、硫酸バリウム、リトポン、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、カオリンクレー又はタルクを用いてもよく、発泡助剤として酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛又は亜鉛オクタン酸を用いてもよく、また老化防止剤として公知のt−ブチルp−クレゾール又はジラウリルチオプロピオン酸を通常の量で用いてもよい。
本発明の他の実施態様では、難燃性を向上させるため、又は架橋における内部からの水給源として、酸化アルミニウム三水和物、ゼオライト、又はチョーク、タルク、雲母、シリカ、ケイ酸塩若しくはカーボンブラックなどの鉱物質充填剤などのミネラルを使用してもよい。
本発明の処理方法の他の実施態様では、以下の工程を含む重合体の架橋方法を提供する。
a) 実質的に水分を含まない条件下で以下の材料を混合する工程と、
(i) 熱可塑性のベース重合体、
(ii) 固体担体重合体、
(iii) 加水分解性シラン(その加水分解性部位の加水分解により、同じ数の加水分解性部位(その全てが加水分解性アルコキシ基である)を有するシランの加水分解によって生じる量と比較して少ない量の揮発性有機化合物を生じさせるもの)
(iv) ラジカル発生物質、及び任意に、
(v) 触媒(シラン(iii)が水分に曝露されるとシラン(iii)の加水分解/縮合反応を開始させる)
(b) ベース重合体(i)の結晶融点より高い温度で、工程(a)で得られた混合物を加熱し、ベース重合体(i)へシラン(iii)を取り込ませる工程と、
(c) 処理(b)から得られた生成物を水分に曝露し、グラフト化シラン(iii)の加水分解/凝結を促進し、それによって架橋されたベース重合体(i)を得る工程。
他の例示的実施形態では、前述の方法の処理(a)を以下の様に実施できる。
(a1) 担体重合体(ii)、シラン(iii)及びラジカル発生物質(iv)を混合して、シラン(iii)及びラジカル発生物質(iv)が担体重合体(ii)に物理的に取り込まれたプレブレンドを調製し、
(a2) 工程(a1)で得たプレブレンドを、ベース重合体(i)、及び任意に触媒(v)と混合する。
工程(a1)において、必要な場合は、シラン(iii)及びラジカル発生物質(iv)を混合して混合物を調製し、次いで得られた混合物を担体重合体(ii)と混合してプレブレンドを調製してもよい。
工程(a2)において、必要な場合は、ベース重合体(i)及び触媒(v)を混合して混合物を調製し、次いで得られた混合物を処理(a1)で得られたプレブレンドと混合してもよい。
担体重合体(ii)は、例えば第1の実施態様では約0.01〜約40重量%、第2の実施態様では0.1〜約20重量%の濃度で、ベース重合体(i)と共にその混合物中に存在させてもよい。
ベース重合体(i)は上記のいかなる熱可塑性重合体又は重合体の組合せであってもよく、架橋前にシランを添加して用いる。ベース重合体(i)は通常ペレット又は粒子の形状である。
本発明に係る、ベース重合体(i)へのグラフト及び架橋に適するシラン(iii)には、上記一般式1で表されるシランが含まれる。
シラン(iii)は所望の架橋度を提供する量で使用する。ベース重合体(i)(例えばポリエチレン)の重量に対するシラン(iii)の量は限定的でなく、ベース重合体の合計量に対して約0.01〜約10重量%のシラン含量で適宜調節できる。他の実施態様では、シラン化合物はベース重合体の合計重量に対して約0.05〜約3重量%で用いる。更に別の実施態様では、シラン化合物はベース重合体の合計重量に対して約0.05〜約0.2重量%で用いる。
ベース重合体(i)上へのシランのグラフト化の開始に適するラジカル発生物質には、上記のラジカル発生物質のいずれかが含まれる。
ベース重合体の架橋に適する加水分解/縮合触媒には上記の触媒が含まれる。
本発明で用いる担体重合体(ii)は固体であって、ベース重合体(i)との適合性を有する必要がある。「適合性を有する」という用語は、担体重合体が直ちにシラン(iii)と反応せず、ベース重合体の融解温度で分散可能であるか又は溶解することを指す。適切な担体重合体としては例えば吸湿性を有さないもの、すなわち水分の吸収が比較的少なく、シランの不十分な加水分解及び凝結の可能性が最小化されるものが挙げられる。全ての場合において、担体重合体は実質的に水を含んではならない。一般に、本発明の担体重合体は、粉、顆粒又はペレット状の微粒子である。本発明の他の実施態様では、微粒子はペレット状である。
担体重合体(ii)は、物理的に上記の式1で表されるシランを取り込むことが可能でなければならず、一方ではその微粒子及び固体状の特性を保持しなければならない。担体重合体(ii)の3つの分類として、多孔性のスポンジ様の担体重合体、吸収性重合体及びカプセル形態が挙げられる。
多孔質重合体はシランを孔に取り込むことができる。シランの取り込みに適する多孔性スポンジ様担体重合体は、例えば様々な高密度・低密度のポリエチレン及びポリプロピレンから調製できる。一実施態様では、担体重合体はエチレン酢酸ビニル(EVA)共重合体、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンであってもよい。多孔質重合体の細孔容積は、シランの比較的顕著な量を保持するのに十分な大きさである。細孔容積は通常、多孔質重合体の約10〜約90%である。本発明の他の実施態様では、細孔容積は約30〜約90%である。孔の横断直径は通常約0.1〜約5φmの範囲であり、又セルサイズは通常約1〜約30φmである。これらの多孔質重合体は、シランの重量の約0.5〜約3倍の重量を占めてもよい。多孔質重合体は、粉末状、粒状又はペレット状の担体重合体として使用してもよい。好適な多孔質重合体は市販されており(ENKA AG社、Accurel Systems、Postfach、8753、Obernberg、FRG)又は米国特許第4247498号(本明細書に参照により援用される)の開示に従い調製してもよい。
吸収性重合体は、シランを吸収することで、シランを取り込むことができる。担体重合体はまた、シラン及び任意にペルオキシド、加水分解/縮合触媒、安定化剤及び他の添加物を吸収することができる重合体から選択でき、又はこれらをシラン中に溶解し、液体混合物を調製してもよい。この目的にとり適切な1つの重合体はEVAであり、特に約18〜約45重量%の高い酢酸ビニル含量のEVAである。かかる吸収性担体重合体は、顆粒状、粉末状、ペレット状又は他の固体状の形態で使用できる。本発明の他の実施態様では、湿潤した又は粘着的な状態で吸収できるシランの量が最低約10重量%となる態様で、担体重合体を選択しなければならない。
実際には、約20%のビニルトリメトキシシランを含んでなる適切な吸収後ペレットは、26%のビニルアセテートモノマーから調製されたEVAから調製できることが分かっている。ポリエチレンは、顕著な量のシランを即座に吸収しないため、吸収性担体重合体として常に適切であるわけではない。
担体重合体(ii)の第三の部類として、カプセルが挙げられる。すなわち、シランは熱可塑性重合体のカプセルに包摂される。本発明に係る、カプセルの原料として有用な重合体はポリオレフィンである。適切なポリオレフィンとしては、炭素原子数2〜6のαオレフィンホモ重合体、又は2種類のαオレフィンの共重合体が使用できる。例えば、担体重合体(ii)へのシラン包摂によりシランが適切な固体の状態となる。担体重合体(ii)の量は通常、必要なシランの量及び、任意に、乾燥した、取り扱いの容易な形態の1つ以上の他の添加物を包摂するのに必要となる最小量となるように選択される。
通常、本発明の方法における、担体重合体中への、シラン単独又は液体状態での他の添加物との吸収は、担体重合体、シラン及び、任意に他の添加物を反転混合することにより実施する。反転混合は例えば、Conusブレンダで実施できる。全ての添加物が液体でない場合は、いかなる固体成分も最初にシラン中に溶解しなければならない。混合は、窒素、二酸化炭素又は乾燥空気を充填した閉鎖系において、シランを実質的に水分フリー条件下に維持し、液体成分の蒸発を最小化することにより実施する。任意に、混合中に加熱してもよい。混合を行う容器は、シラン及び他の添加物との反応性を有さないものでなければならない。担体重合体へのシラン及び他のいかなる液体添加物の吸収も、シランを混合・調剤装置に添加する前に実施する。シランと共に担体重合体に吸収させる添加物は、例えば、担体重合体の重量に対して約0.5〜約50重量%、他の実施態様では約0.5〜10重量%、更に他の実施態様では約1.0〜2.5重量%で添加できる。
本発明の他の実施態様では、工程温度はベース重合体の結晶融点より高い温度、通常120℃から重合体の分解温度の間の温度で調節できる。他の実施態様では、工程温度は150℃〜約225℃で調節できる。採用される実際の工程温度は通常、加工される重合体及び工程の際に使用する装置のタイプを考慮することによって決定される。
本発明の方法は、適切ないかなる装置を使用しても実施できる。本発明の一実施態様では、該方法は、本発明のシランを含んでなるベース重合体及び固体担体重合体が機械的処理(例えばニーリング又は混合)を受ける条件下で実施される。例えば、該方法はエクストルーダーで実施される。かかる架橋重合体を製造する装置の使用に関しては、米国特許第5112919号に詳細に説明され、その開示内容は本願明細書に参照により援用される。通常押し出し機は一軸又は二軸タイプである。使用できる他の装置はとして、バスコニーダー又はバンブリーミキサーが挙げられる。かかる調剤装置は、グラフト反応が実行され、次いで架橋重合体が加工前にしばらくの間保存される場合には、エクストルーダーよりも好ましい。
上記の重合体は、溶融状態において上記の一般式1を有するシランと反応する。
ラジカル発生物質は、グラフト重合反応を開始させるために重合体に添加する。このようにして得られた組成物を(任意に高温にて)水分に曝露させることにより、加水分解反応と縮合反応の組み合わせを通じてシラン基による架橋が誘発される。大気中の水分は通常架橋を生じさせるのに十分であるが、架橋速度は湿潤空気を用いて、又は液状の水の添加によって人工的に増加させることができる。また、組成物を熱及び水分の組み合わせに曝露させることにより架橋反応が加速される。架橋は50℃以上の温度で実施できる。他の実施態様では、組成物を約85℃の温度、約90%の相対湿度に約100時間曝露させることによって架橋を実施する。
あるいは、加工及び架橋前にしばらくの間本発明の架橋可能な重合体を保存することが望ましいこともあり、その場合は加水分解/縮合触媒をシラン修飾重合体の製造中に添加してはならない。その代わり、加水分解/縮合触媒を、処理工程中に架橋可能な重合体と混合しておかなければならない。
以下の非制限的な実施例で本発明を更に詳細に説明する。
<実施例1及び2>
以下の実施例では、後にポリオレフィンにグラフトさせ、更にグラフト化ポリオレフィンの架橋を媒介させるジオール誘導有機官能性シラン(ビニルシラン誘導体A及びBと称する)の調製を例示する。
<実施例1>ビニルシランAの調製
ビニルシランAを以下の方法によって調製した。1173.4g(6.16mol)のビニルトリエトキシシラン(Silquest(登録商標)、A−151(GE Silicones社製))及び9.5gのスルホン化イオン交換樹脂(Purolite CT−275触媒(Purolite社製))を、Oldershaw 5プレート蒸留カラム、短経路蒸留ヘッド及び滴下漏斗を備えた3Lの丸底フラスコに添加した。728.3g(6.16mol)のヘキシレングリコール(Sigma−Aldrich Chemical社製)を滴下漏斗に充填した。フラスコの内容物を約90mmHgの真空下で約50℃で加熱した。ヘキシレングリコールをフラスコ中に約3時間にわたって添加した。添加完了後、エタノールの安定した蒸留を維持しながら真空状態を徐々に増加させた。完全な真空となり、またポット温度が56℃となるまで蒸留を継続させた。次いで材料を12時間冷却し、ピューロライト触媒を除去するために濾過した。次に、材料をOldershaw 5プレート蒸留塔を備えた2Lの丸底フラスコに充填し、残留エタノールを常圧及び80℃のポット温度でほぼ完全に除去し、1097gのビニルシランAを調製した。
<実施例2>ビニルシランBの調製
ビニルシランBを以下の方法によって調製した。633.8.4g(2.22mol)のビニルトリエトキシシラン(Silquest(登録商標)、A−151(GE Silicones社製))、4.7gのスルホン化イオン交換樹脂(Purolite CT−275触媒(Purolite社製))及び300.0g(2.22mol)の1,3−ブタンジオール(Sigma−Aldrich Chemical社製)を、Oldershaw 5プレート蒸留カラム、短経路蒸留ヘッド及び滴下漏斗を備えた3Lの丸底フラスコに添加した。フラスコの内容物を約60mmHgの真空下で約40℃で加熱した。添加完了後、エタノールの安定した蒸留を維持しながら真空状態を徐々に増加させた。完全な真空となり、またポット温度が60℃となるまで蒸留を継続させた。次いで材料を約12時間冷却し、ほぼ536.0gのビニルシランBを得た。
<実施例3及び4>:<比較実施例1>
実施例3及び4では、それぞれビニルシランA(実施例1)及びビニルシランB(実施例2)に基づくビニルシラン含有組成物の調製を記載している。比較例1(コントロール)は、ビニルトリエトキシシラン(Silquest(登録商標)A−151)に基づくビニルシラン含有組成物の調製を記載している。
ビニルシラン含有組成物は、前述の各々のシランと他の成分とを混合することにより調製し、表1にその組成(g)を示す。均一な組成物となるまで、組成物の全ての成分を混合し、封鎖した乾燥ガラス容器にて、常温で撹拌した。
表1:ビニルシラン含有組成物
Figure 0005025493
<実施例5−14>;<比較実施例2−6>
実施例5及び6では、実施例3及び4のビニルシラン含有組成物の吸収を記載し、比較実施例2では、比較実施例1のビニルシラン含有組成物の吸収を記載している(担体重合体の量はそれぞれ異なる)。担体重合体を、約0.95g/cmの密度を有する多孔性高密度ポリエチレン(HDPE)とした。内部に吸収されたビニルシラン含有組成物を有する各々の量の各担体重合体を以下の方法によって調製した。乾燥した、封止可能なガラスジャー中に、ペレット形状の担体重合体でその容量の約4分の3を充填した。次にビニルシラン含有組成物:担体重合体=40:60(重量%)の比率になるように、ビニルシラン含有組成物を添加した。次にジャーを密閉し、約25〜30分間自動ゴムローラーで常温で回転させ、ビニルシラン含有組成物を担体重合体に完全に吸収させた。上記で得られたペレット(実施例5及び6及び比較例2)を、密封容器中、乾燥空気中で保存した。
実施例7−10及び実施例11−14では、それぞれ実施例5及び6のペレットと高密度ポリエチレン(HDPE)ベース重合体を含んでなる物理的混合物の調製を記載しており、また比較実施例3−6では比較実施例2のペレットとHDPEベース重合体を含んでなる物理的混合物の調製を記載している。これらの実施例で使用するHDPE塩基重合体は、190℃で0.944g/ccの密度、及び3.5g/10分の溶融流動性を有していた。物理的混合物を以下の方法によって調製した。すなわち、ペレット及びHDPEを、表2に示す量でマグワイア社製の重量式計量混合機に充填し、混合した。
表2:エクストルーダーへの重合体のフィード
Figure 0005025493
<実施例15−22>:<比較例7−10>
これらの実施例は、上記実施例7−14及び比較実施例3−6の物理的混合物における、ベース重合体へのシランのグラフティングを示す。
実施例7−14及び比較実施例3−6の物理的混合物をそれぞれ、2インチのスクリュー(長さ:直径=30:1)、Maddoxミクシングヘッド、及び40、60及び80のメッシュスクリーンパックを含むブレーカープレートを備えたHartig型一軸スクリューエクストルーダーに添加し、以下の表3に示す条件下で押出しを行い、混合物中において各シランをそのHDPE成分にグラフト化させた。各々で得られた押出物を水でクエンチし、Berringer脱水機で乾燥し、Cumberlandペレタイザでペレット化させた。
表3:押出条件
Figure 0005025493
<実施例23−30>:<比較実施例11−14>
これらの実施例では、上記実施例15−22及び比較実施例7−10の押出物のHDPE成分の架橋を示す。
実施例15−22及び比較実施例7−10の、ペレット化されたシラングラフト処理後のHDPE押出物を、それぞれ独立に6×6×0.025インチのテストプラークで押出成形した。デカリン抽出を使用してプラークの代表的な部分におけるゲル含有率(%)を測定した。残留する各々のプラークにおける、シラングラフトされたHDPEの架橋を促進するため、プラークを90℃で12時間水浴で反応させた。架橋後、サンプルを、打ち抜きプレス及び型を使用してスタンプし、架橋プラークから取り出した。ASTM D−638に従い、破壊時の張力、伸長及び柔軟度を、全てのサンプルについて、2.0インチ/分の一定のクロスヘッド速度により測定した。架橋サンプルの物理的・機械的特性を下記の表4に列記する。
表4:架橋済み押出物の物理的特性
Figure 0005025493
測定されたゲル含有率(%)及びASTM D−638に従って測定した破壊時の張力、伸長及び柔軟度の結果を図1から4に示す。図1は実施例23−30及び比較実施例11−14のサンプルのゲル含有率(%)を例示する図である。ゲル含有率はサンプルにおける架橋度合い、また推定によるシランの反応度合いに関する1つの尺度である。シラン含有量が増加するにつれて、比較実施例11−14(Silquest(登録商標)A−151を表す)ではゲル含有率の一定した増加を示した。また実施例23−30も同様のトレンドを示し、実施例23−26(シランAを表す)では、等モルのロードにおいて比較実施例11−14よりわずかに高いゲル含有率を示した。実施例27−30(シランBを表す)は、2.0%のシラン濃度(等しいゲル含有率となる点)に達するまで、比較例11−14と比較しわずかに低いゲル含有率を示した。
図2は実施例23−30及び比較実施例11−14の破壊時の引張り応力を示す図である。実施例23−26(シランA)は、約1%のレベルでのロードで比較実施例11−14(Silquest(登録商標)A−151)よりも優れた効果を発揮することを示した。実施例27−30(シランB)は、比較例11−14と同等のレベルのロードでわずかに低い引張り応力値となることを示した。
図3は、実施例23−26及び比較実施例11−14における、破壊時の伸長(%)を示す図である。実施例23−26(シランA)は、約1.5%のレベルでのロードで比較実施例11−14(Silquest(登録商標)A−151)より高い伸長を示した。実施例27−30(シランB)は、比較例11−14より低い伸長を示した。
図4は、実施例23−30及び比較実施例11−14において調製した化合物の、破壊時の柔軟度を示す図である。実施例23−26(シランA)は、2%以上のロードの場合以外は、比較実施例11−14(Silquest(登録商標)A−151)と同等の性能を有し、実施例23−26(シランA)では若干の改善が示された。実施例27−30(シランB)は、0.5%以上のレベルでのロードにおいて、比較例と比較し著しく増加した柔軟度を示した。
以上より、本発明のシランは現在使用されたシランと比較して同等又はそれ以上の性能を有し、また揮発性有機化合物の放出量が減少するという意味で重要な利点を提供するものである。
本発明では多くの例示的実施形態を記載したが、当業者であればその他の様々な変形を行うことができ、本発明の技術的範囲内において、その構成要素を均等物で置換することができる。更に、多様な変形を施し、その基本的な技術的範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適応させることができる。したがって、本発明は本願明細書に開示された特定の例示的実施形態にいささかも限定されるものではない。
実施例23−30及び比較実施例11−14におけるゲル含有率(%)を示す図である。 実施例23−30及び比較実施例11−14における破壊時の引張り応力を示す図である。 実施例23−30及び比較実施例11−14における破壊時の伸長(%)を示す図である。 実施例23−30及び比較実施例11−14における破壊時の柔軟度を示す図である。

Claims (29)

  1. 重合体の架橋方法であって、
    a) 無水条件下で、架橋される熱可塑性高分子にシランを導入する工程であって、該シランが、ジオールから誘導されるものであって、以下の一般式を有し、
    [Y[−G(−SiX (式1)
    (式中、Gは各々独立に、アルキル、アルケニル、アリール若しくはアラルキル基により1つ以上の水素原子を置換することにより得られる多価の基を含む群から独立に選択されるか、又はヘテロ炭素上の1つ以上の水素原子の除去によって得られる構成分子であり、
    但しGは1〜30個の炭素原子を含み、
    Xは各々独立にRO−、−R、及び−O(R10CR OHからなる群から独立に選択され、式中、R 、R 10及びR11は各々独立にRであり、
    Rは各々独立に水素;1〜20の炭素原子を含む、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、及び直鎖、環状若しくは分岐状アルキル基;又は1〜20の炭素原子を含む、ヘテロ炭素上の1つ以上の水素原子の除去によって得られる構成分子からなる群より選択され、
    は各々独立に(−O−)0.5及び[−O(R10CR11O−]0.5であり、式中、R10及びR11は各々独立にRであり、
    は各々独立に−O(R10CR11O−であり、式中、R10及びR11は各々独立にRであり、
    Yは各々独立に、CH=CH−、CHR=CH−、CR=CH−、メルカプト、アクリルオキシ、メタクリルオキシ、アセトキシ、−O−CH−CO、−CH−CH−CO、−CO、−CR(−O−)CR、−OH、−NRC(=O)OR、−OC(=O)NR、−NRC(=O)SR、−SC(=O)NR、−NRC(=S)OR、−OC(=S)NR、−NRC(=S)SR、−SC(=S)NR、マレイミド、マレイン酸、置換マレイン酸、フマル酸、置換フマル酸、−CN、シトラコンイミド、−OCN、−N=C=O、−SCN、−N=C=S、−OR、−F、−Cl、−Br、−I、−SR、−S−SR、−S−S−SR、−S−S−S−SR、−S−S−S−S−SR、−S−S−S−S−S−SR、−S、−SC(=S)OR、−SC(=S)SR、−SC(=O)SR、−NRC(=O)NR、−NRC(=S)NR、RC(=O)NR−、−C(=O)NR−、RC(=S)NR−、メラミン、シアヌレート、−NH、−NHR、−NR、−NR−L−NR、−NR−L(−NR、−NR−L−NR−L−NR、−NR−L(−NR、−NR−L−NR−L−NR−L−NR、NR−L−N(−LNR
    −(−)C(−O−)CR、−CR(−O−)CR−、−O(R10CR11O−、−(−)NC(=O)OR、−OC(=O)NR−、−(−)NC(=O)SR、−SC(=O)NR−、−(−)NC(=S)OR、−OC(=S)NR−、−(−)NC(=S)SR、−SC(=S)NR−、−O−、マレイン酸、置換マレイン酸、フマル酸、置換フマル酸、−S−、−S−S−、−S−S−S−、−S−S−S−S−、−S−S−S−S−S−、−S−S−S−S−S−S−、−S−、−SC(=S)O−、−SC(=S)S−、−SC(=O)S−、−(−)NC(=O)NR、−NRC(=O)NR−、−(−)NC(=S)NR、−NRC(=S)NR−、RC(=O)N(−)−、−C(=O)NR−、RC(=S)N(−)−、二価のメラミン、二価のシアヌレート、−NH−、−NR−、−(−)N−L−NR、−NR−L−NR−、(−NR−L−NR、−(−)N−L−NR−L−NR、−NR−L−N(−)−L−NR、−NR−L−NR−L−NR−、−(−)N−L−(NR、(−NR−L−(NR、−(−)N−L−NR−L−NR−L−NR、−NR−L−N(−)−L−NR−L−NR、−NR−L−NR−L−N(−)−L−NR、−NR−L−NR−L−NR−L−NR−、−(−)N−L−N(−LNR、(−NR−)N−LNR
    −(−)C(−O−)CR−、−(−)NC(=O)O−、−(−)NC(=O)S−、−(−)NC(=S)O−、−(−)NC(=S)S−、−(−)NC(=O)NR−、−(−)NC(=S)NR−、−C(=O)N(−)−、−C(=S)N(−)−、三価のメラミノ、三価のシアヌレート、−N(−)−、−(−)N−L−NR−、(−NR−L、(−NR−L−NR−、−(−)N−L−N(−)−L−NR、−NR−L−N(−)−L−NR−、−(−)N−L−NR−L−NR−、−(−)N−L−N(−)−L−NR−L−NR、−NR−L−N(−)−L−N(−)−L−NR、−(−)N−L−NR−L−N(−)−L−NR、−NR−L−N(−)−L−NR−L−NR−、−(−)N−L−N(−LNR)(−LNR−)、(−NR−)N、
    −(−)C(−O−)C(−)−、−(−)NC(=O)N(−)、−(−)NC(=S)N(−)−、四価のメラミノ、−(−)N−L−N(−)−、(−NR−L、(−NR−L−N(−)−、−(−)N−L−N(−)−L−NR−、−(−)N−L−NR−L(−)−、−(−)N−L−N(−)−L−N(−)−L−NR、−NR−L−N(−)−L−N(−)−L−NR−、−(−)N−L−NR−L−NR−L−N(−)−、−(−)N−L−N(−LNR−)
    (−NR)(−N−)、(−N−)、−(−)N−L−N(−)−L−N(−)−、−(−)N−L−N(−)−L−N(−)−L−NR−、−(−)N−L−NR−L−N(−)−L−N(−)−、[−(−)N−L−]N−LNR−、−(−)N−L−N(−)−L−N(−)−L−N(−)−及び[−(−)N−L−]からなる群から選択される基であり、
    、L及びLが各々独立にGに関して上記で説明した構造群から選択され、 、R 、R 、R 、R 及びR が各々独立にRに関して上記で説明した構造のうちの1つであり、xが独立に1〜10の整数であり、
    下付き添字fは各々1〜15の整数であり、
    nは各々1〜100の整数であり、但しnが1超である場合、vは0超であり、Zのすべての価数においてそれらに結合する1つのケイ素原子を有し、
    下付き添字uは各々0〜3の整数であり、
    下付き添字vは各々0〜3の整数であり、
    下付き添字wは各々0〜1の整数であり、但しu+v+2w=3であり、
    下付き添字rは各々1〜6の整数であり、
    下付き添字tは各々0〜50の整数であり、
    下付き添字sは各々1〜6の整数であり、
    但し、ジオールから誘導される前記シランは、少なくとも1つのZを含む。)
    ジオールから誘導される前記シランが、その加水分解性部位の加水分解時に、全てが加水分解性アルコキシ基である加水分解性部位を同数有するシランの加水分解によって生じる揮発性有機化合物の量と比較して少ない量の揮発性有機化合物を生じさせるシランである、工程と、
    b) 前記工程(a)で用いる前記シランを前記重合体の構造中に化学的に導入する、シラン修飾重合体を生成させる工程と、
    c) 加水分解/縮合条件に前記シラン修飾重合体を曝露させ、任意に加水分解/縮合触媒の存在下で、前記シラン修飾重合体を架橋させる工程を含んでなる方法。
  2. 前記重合体がエチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン及びデセンによるホモ重合体及び共重合体からなる群から選択される少なくとも1つのメンバーである、請求項1記載の方法。
  3. 前記重合体が
    (i)エチレン含有不飽和カルボン酸、エチレン含有不飽和カルボン酸エステル及びエチレン含有不飽和ジカルボン酸無水物からなる群より選択される他の1つ以上のエチレン含有不飽和モノマーと共重合したエチレン、
    (ii)エチレンプロピレン(EP)ゴム、エチレン−プロピレン−ジエンモノマー(EPDM)ゴム及びスチレン−ブタジエンゴム(SBR)からなる群より選択されるオレフィンベースのゴム、及び
    (iii)イオノマー樹脂
    からなる群から選択される少なくとも1つの共重合体である、請求項1記載の方法。
  4. ラジカル発生物質を用いて重合体にグラフトさせることによって、前記シランが重合体構造中に導入される、請求項1記載の方法。
  5. 重合体の架橋方法であって、
    a)無水条件下で、架橋される熱可塑性高分子にシランを導入する工程であって、該シランが、ジオールから誘導され、その加水分解性部位の加水分解時に、全てが加水分解性アルコキシ基である加水分解性部位を同数有するシランの加水分解によって生じる揮発性有機化合物の量と比較して少ない量の揮発性有機化合物を生じさせるシランであって、
    前記熱可塑性高分子が、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン及びデセンのホモ重合体;エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン及びデセンの共重合体;エチレン含有不飽和カルボン酸、エチレン含有不飽和カルボン酸エステル及びエチレン含有不飽和ジカルボン酸無水物からなる群より選択される他の1つ以上のエチレン含有不飽和モノマーと共重合したエチレン;並びに、エチレンプロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム及びスチレンブタジエンゴムからなる群より選択されるオレフィンベースのゴム;からなる群より選択されるものであり、
    ジオールから誘導される前記シランが、
    1,3−プロパンジアルコシキエトキシビニルシラン;
    1,3−プロパンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    1,3−プロパンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    1,3−ブタンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    1,3−ブタンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    1,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    ネオペンチルジアルコキシメトキシビニルシラン;
    ネオペンチルジアルコキシエトキシビニルシラン;
    ネオペンチルジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    メタクリル酸3−(1,2−プロパンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸3−(1,2−エタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸3−(2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル;
    メタクリル酸3−(2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸3−(2,2−ジエチル−1,3−プロパンジアルコキシメチルシリル)−1−プロピル;
    メタクリル酸3−(2,2−ジエチル−1,3−プロパンジアルコキシフェニルシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸2−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−エチル;
    メタクリル酸2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリルメチル;
    アクリル酸2−(1,3−ブタンジアルコキシメチルシリル)−1−エチル;
    メタクリル酸3−(1,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−4−ブチル;
    アクリル酸1−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−5−ヘキシル;
    メタクリル酸8−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−オクチル;
    アクリル酸8−(1,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−オクチル;
    メタクリル酸10−(1,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−デシル;
    からなる群より選択される、工程;
    b) ラジカル発生物質を用いて前記重合体にグラフトさせることによって、前記工程(a)で用いる前記シランを前記重合体の構造中に化学的に導入する、シラン修飾重合体を生成させる工程と、
    c) 加水分解/縮合条件に前記シラン修飾重合体を曝露させ、任意に加水分解/縮合触媒の存在下で、前記シラン修飾重合体を架橋させる工程を含んでなる方法。
  6. 重合体の架橋方法であって、
    a)無水条件下で以下の材料を混合する工程:
    (i) 熱可塑性のベース重合体、
    (ii) 1,3−プロパンジアルコシキエトキシビニルシラン;
    1,3−プロパンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    1,3−プロパンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    1,3−ブタンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    1,3−ブタンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    1,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    ネオペンチルジアルコキシメトキシビニルシラン;
    ネオペンチルジアルコキシエトキシビニルシラン;
    ネオペンチルジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    メタクリル酸3−(1,2−プロパンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸3−(1,2−エタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸3−(2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル;
    メタクリル酸3−(2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸3−(2,2−ジエチル−1,3−プロパンジアルコキシメチルシリル)−1−プロピル;
    メタクリル酸3−(2,2−ジエチル−1,3−プロパンジアルコキシフェニルシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸2−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−エチル;
    メタクリル酸2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリルメチル;
    アクリル酸2−(1,3−ブタンジアルコキシメチルシリル)−1−エチル;
    メタクリル酸3−(1,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−4−ブチル;
    アクリル酸1−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−5−ヘキシル;
    メタクリル酸8−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−オクチル;
    アクリル酸8−(1,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−オクチル;
    メタクリル酸10−(1,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−デシル;
    からなる群より選択される、ジオールから誘導されるシランであり、ジオール置換構造を有する前記シランが、その加水分解性部位の加水分解により、同じ数の加水分解性部位(その全てが加水分解性アルコキシ基である)を有するシランの加水分解によって生じる量と比較して少ない量の揮発性有機化合物を生じさせるシラン
    (iii) ラジカル発生物質、及び任意に、
    (iv) 触媒(シラン(ii)が水分に曝露された時にシラン(iii)の加水分解/縮合反応を開始させる)
    b) ベース重合体(i)の結晶融点より高い温度で、工程(a)で得られた混合物を
    加熱し、ベース重合体(i)へシラン(ii)を取り込ませる工程と、
    c) 処理(b)から得られた生成物を水分に曝露させ、グラフト化シラン(ii)
    の加水分解/凝結を促進し、それによって架橋されたベース重合体(i)を得る工程を含む方法。
  7. Yが一価の有機官能基である、請求項1記載の方法。
  8. 式中、一価の有機官能基がCH=CH−、CHR=CH−、CR=CH−、メルカプト、アクリルオキシ、及びメタクリルオキシである、請求項7記載の方法。
  9. Gがジエチレンシクロヘキサン、1,2,4−トリエチレンシクロヘキサン、ジエチレンベンゼン、フェニレン、−(CH−(mは1〜12である)及びCH(CHCH(CH)−(qは0〜17である)からなる群から選択される、請求項1記載の方法。
  10. 式中、R、R 、R 、R10及びR11が、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、オクテニル、シクロヘキシル、ブチル、フェニール、ベンジル、トリル、アリル、メトキシエチル、エトキシエチル、ジメチルアミノエチル及びシアノエチル基からなる群から独立に選択される、請求項1記載の方法。
  11. 10及びR11が水素原子、メチル及びエチル基からなる群から各々独立に選択される、請求項1記載の方法。
  12. 水素原子、メチル、エチル及びプロピル基からなる群から各々独立に選択される、請求項1記載の方法。
  13. 、R、R、R、R及びRがフェニル、メチル、ブチル、水素原子及びエチルからなる群から独立に選択される、請求項1記載の方法。
  14. Xが、メトキシ、エトキシ、イソブトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、メトキシエトキシ及びジオールに由来する一価のアルコキシ基からなる群
    から選択される、請求項1記載の方法。
  15. 及びZが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール及び2−メチル−2,4−ペンタンジオールからなる群より選択されるジオールに由来する二価のアルコキシ基である、請求項1記載の方法。
  16. XがRO−であり、Z及びZが1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオールからなるジオール群から誘導されたものであり、RがC−Cアルキル基及び水素原子からなる群から独立に選択され、Gが炭素原子数2〜18の二価の直鎖アルキル基である、請求項1記載の方法。
  17. Xがエトキシ基であるか、又は1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール及び2−メチル−2,4−ペンタンジオールからなる群から選択されるジオールに由来する1つ以上の二価アルコキシ基であり、GがC−C12直鎖アルキル誘導体である、請求項1記載の方法。
  18. vが0であり、XがRO−であり、RがC−Cアルキル基又はHであり、Gが炭素原子数2〜18の二価の直鎖アルキル基である、請求項1記載の方法。
  19. 架橋された重合体の製造方法であって、
    a) 水分を含まない条件下で以下の材料を混合する工程と、
    (i) 熱可塑性のベース重合体、
    (ii) 固体担体重合体、
    (iii) 1,3−プロパンジアルコシキエトキシビニルシラン;
    1,3−プロパンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    1,3−プロパンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    1,3−ブタンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    1,3−ブタンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    1,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    ネオペンチルジアルコキシメトキシビニルシラン;
    ネオペンチルジアルコキシエトキシビニルシラン;
    ネオペンチルジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシメトキシビニルシラン;
    2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシエトキシビニルシラン;
    2−メチル−1,3−プロパンジアルコキシイソプロポキシビニルシラン;
    メタクリル酸3−(1,2−プロパンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸3−(1,2−エタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸3−(2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−プロピル;
    メタクリル酸3−(2,3−ジメチル−2,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸3−(2,2−ジエチル−1,3−プロパンジアルコキシメチルシリル)−1−プロピル;
    メタクリル酸3−(2,2−ジエチル−1,3−プロパンジアルコキシフェニルシリル)−1−プロピル;
    アクリル酸2−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−エチル;
    メタクリル酸2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリルメチル;
    アクリル酸2−(1,3−ブタンジアルコキシメチルシリル)−1−エチル;
    メタクリル酸3−(1,3−ブタンジアルコキシイソプロポキシシリル)−4−ブチル;
    アクリル酸1−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−5−ヘキシル;
    メタクリル酸8−(2−メチル−2,4−ペンタンジアルコキシエトキシシリル)−1−オクチル;
    アクリル酸8−(1,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−オクチル;
    メタクリル酸10−(1,3−ブタンジアルコキシエトキシシリル)−1−デシル;
    からなる群より選択されるものであって、その加水分解性部位の加水分解により、同じ数の加水分解性部位(その全てが加水分解性アルコキシ基である)を有するシランの加水分解によって生じる量と比較して少ない量の揮発性有機化合物を生じさせるシランである、加水分解性シラン
    (iv) ラジカル発生物質、及び任意に、
    (v) 触媒(シラン(iii)が水分に曝露された時にシラン(iii)の加水分解/縮合反応を開始させる)
    (b) ベース重合体(i)の結晶融点より高い温度で、工程(a)で得られた混合物を加熱し、ベース重合体(i)へシラン(iii)を取り込ませる工程と、
    (c) 処理(b)から得られた生成物を水分に曝露させ、グラフト化シラン(iii)の加水分解/凝結を促進し、それによって架橋されたベース重合体(i)を得る工程を含む方法。
  20. 工程(a)が、
    (a1) 担体重合体(ii)シラン(iii)及びラジカル発生物質(iv)を混合して、シラン(iii)及びラジカル発生物質(iv)が担体重合体(ii)に物理的に取り込まれたプレブレンドを調製し、
    (a2) 工程(a1)で得たプレブレンドを、ベース重合体(i)、及び任意に触媒(v)と混合することにより実施される、請求項19記載の方法。
  21. 工程(a1)において、シラン(iii)及びラジカル発生物質(iv)を混合して混合物を調製し、次いで得られた混合物を担体重合体(ii)と混合してプレブレンドを調製する、請求項20記載の方法。
  22. 工程(a2)において、ベース重合体(i)及び触媒(v)を混合して混合物を調製し、次いで得られた混合物を処理(a1)で得られたプレブレンドと混合する、請求項20記載の方法。
  23. 工程(a2)において、ベース重合体(i)及び触媒(v)を混合して混合物を調製し、次いで得られた混合物を処理(a1)で得られたプレブレンドと混合する、請求項21記載の方法。
  24. 前記担体重合体(ii)が、ベース重合体(i)と担体重合体(ii)の合計重量に対して0.01〜40重量%で存在する、請求項19記載の方法。
  25. 前記担体重合体(ii)が、ベース重合体(i)と担体重合体(ii)の合計重量に対して0.01〜20重量%で存在する、請求項19記載の方法。
  26. 前記熱可塑性のベース重合体(i)が、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン及びデセンのホモ重合体及び共重合体からなる群から選択される、請求項19記載の方法。
  27. 前記担体重合体(ii)が、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、炭素原子数2〜6のαオレフィンホモ重合体及び2種類のαオレフィン共重合体からなる群から選択される、請求項19記載の方法。
  28. 前記ラジカル発生物質(iv)が、有機ペルオキシド、アゾ化合物及び過エステルからなる群から選択される、請求項19記載の方法。
  29. 任意の触媒(v)がジブチルスズジラウレート、ジブチルスズ二酢酸、ジブチルスズオクタン酸、ジオクチルスズマレイン酸、ジブチルスズオキシド、チタン−2−エチルヘキソオキシド及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項19記載の方法。
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