JP5110957B2 - 硬化性組成物 - Google Patents
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(A)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として、一般式(1):
−SiX3 (1)
(式中、Xは水酸基または加水分解性基を示し、3個のXは相互に同一であってもよく、異なっていてもよい)で表される基を有するポリオキシアルキレン系重合体、
(B)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として、一般式(2):
−SiR1X2 (2)
(式中、R1は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基または(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基のいずれかを示す。ここでR’は炭素数1から20の炭化水素基であり3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい。Xは前記と同じであり、2個のXは同一であってもよく、異なっていてもよい。)で表される基を有する直鎖状ポリオキシアルキレン系重合体、および、
(C)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として、一般式(2):
−SiR1X2 (2)
(式中、R1およびXは前記に同じ)で表される基を有し、1本以上の分枝鎖を有するポリオキシアルキレン系重合体、
を含むことを特徴とする硬化性組成物に関する。
−O−R2−SiX3 (3)
(式中、R2は、炭素数1から6の2価の炭化水素基であり、Xは前記と同じであり、3個のXは同一であってもよく、異なっていてもよい)で表される基である。
−C(=O)−NR3−R2−SiX3 (4)
(式中、R2は、前記に同じ。R3は、炭素数1から20の炭化水素基。Xは前記と同じであり、3個のXは同一であってもよく、異なっていてもよい)で表される基である。
−SiX3 (1)
(式中、Xは水酸基または加水分解性基を示し、3個のXは相互に同一であってもよく、異なっていてもよい)で表される基があげられる。
−SiR1X2 (2)
(式中、R1は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基または(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基のいずれかを示す。ここでR’は炭素数1から20の炭化水素基であり3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい。Xは前記と同じであり、2個のXは同一であってもよく、異なっていてもよい。)で表される基があげられる。
−O−R2−SiX3 (3)
(式中、R2は、炭素数1から6の2価の炭化水素基であり、Xは前記と同じであり、3個のXは同一であってもよく、異なっていてもよい)で表される基であることが好ましい。一般式(3)で表されるケイ素含有基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)は、一般式(3)以外の末端構造を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)と比較して、低粘度で、かつ、良好な速硬化性を示しながら優れた貯蔵安定性を有する為に好ましい。
−O−R4−CH=CH2 (5)
(式中、R4は、炭素原子数1から4の直鎖状もしくは分岐アルキレン基である。)で表される不飽和基を導入したポリオキシアルキレン系重合体と、一般式(6):
H−SiX3 (6)
(式中、Xは前記と同じであり、3個のXは同一であってもよく、異なっていてもよい)で表されるヒドロシラン化合物との付加反応により得ることができる。
−C(=O)−NR3−R2−SiX3 (4)
(式中、R2は、前記に同じ。R3は、炭素数1から20の炭化水素基。Xは前記と同じであり、3個のXは同一であってもよく、異なっていてもよい)で表される基であることが好ましい。一般式(4)で表されるケイ素含有基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)は、一般式(4)以外の末端構造を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)と比較して、特に優れた速硬化性を有する為に好ましい。
O=C=N−R2−SiX3 (7)
(式中、R2、Xは前記に同じ。)で表されるイソシアネートシラン化合物との反応により、あるいは、末端にイソシアネート基を有するポリオキシアルキレン系重合体と、一般式(8):
W−R2−SiX3 (8)
(式中、R2、Xは前記に同じ。Wは水酸基、カルボキシル基、メルカプト基およびアミノ基(1級または2級)から選ばれた活性水素含有基である。)で表されるケイ素化合物との反応により得ることができる。
−R5−O− (9)
(式中、R5は、炭素原子数1から14の直鎖状もしくは分岐アルキレン基である。)で示される繰り返し単位を有する重合体であり、一般式(9)におけるR5は、炭素原子数1から14の、さらには2から4の、直鎖状もしくは分岐状アルキレン基が好ましい。
一般式(9)で示される繰り返し単位の具体例としては、
−CH2O−、−CH2CH2O−、−CH2CH(CH3)O−、−CH2CH(C2H5)O−、−CH2C(CH3)2O−、−CH2CH2CH2CH2O−
等が挙げられる。ポリオキシアルキレン系重合体の主鎖骨格は、1種類だけの繰り返し単位からなってもよいし、2種類以上の繰り返し単位からなってもよい。特にシーラント等に使用される場合には、プロピレンオキシド重合体を主成分とする重合体から成るものが非晶質であることや比較的低粘度である点から好ましい。
分子量約3,000のポリオキシプロピレントリオールを開始剤とし亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、数平均分子量約26,000(送液システムとして東ソー製HLC−8120GPCを用い、カラムは東ソー製TSK−GEL Hタイプを用い、溶媒はTHFを用いて測定したポリスチレン換算分子量)のポリプロピレンオキシド(これを重合体Pとする)を得た。続いて、このヒドロキシ基末端ポリプロピレンオキシドのヒドロキシ基に対して1.2倍当量のNaOMeのメタノール溶液を添加してメタノールを留去し、更に塩化アリルを添加して末端のヒドロキシ基をアリル基に変換した。未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のアリル末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、n−ヘキサン300重量部と、水300重量部を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液に更に水300重量部を混合攪拌し、再度遠心分離により水を除去した後、ヘキサンを減圧脱揮により除去した。以上により、末端がアリル基である数平均分子量約26,000の3官能ポリプロピレンオキシドを得た。
合成例1で得たヒドロキシ基末端ポリプロピレンオキシド(重合体P)100重量部に対し、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン2.2重量部を加え、90℃で5時間反応させ、トリメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体(A−2)を得た。また、1H−NMR(日本電子製JNM−LA400を用いて、CDCl3溶媒中で測定)を用い、重合体Qのポリプロピレンオキシド主鎖のメチル基(1.2ppm付近)のピーク積分値に対する末端水酸基−OH(3.8ppm付近)の反応前のピーク積分値の相対値(Uとする)と、反応後のピーク積分値の相対値(U’とする)を求め、シリル基導入率[(U−U’)/U]を調べると、末端のトリメトキシシリル基は1分子あたり平均して2.1個であった。
分子量約2,000のポリオキシプロピレンジオールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドを重合させて得られた数平均分子量約15,000の水酸基末端ポリプロピレンオキシドを用い、合成例1と同様の手順でアリル末端ポリプロピレンオキシドを得た。このアリル末端ポリプロピレンオキシドに対し、合成例1と同様の手順で、メチルジメトキシシラン1.3重量部と反応させ、末端にメチルジメトキシシリル基を有する直鎖状ポリオキシプロピレン系重合体(B−1)を得た。末端のメチルジメトキシシリル基は1分子あたり平均して1.2個であった。
分子量約3,000のポリオキシプロピレントリオールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドを重合させて得られた数平均分子量約26,000の水酸基末端ポリプロピレンオキシドを用い、合成例1と同様の手順でアリル末端ポリプロピレンオキシドを得た。このアリル末端ポリプロピレンオキシドに対し、合成例1と同様の手順で、メチルジメトキシシラン1.4重量部と反応させ、末端にメチルジメトキシシリル基を有し1本の分枝鎖を有するポリオキシプロピレン系重合体(C−1)を得た。末端のメチルジメトキシシリル基は1分子あたり平均して2.3個であった。
合成例1〜5で得られた重合体(A−1、A−2、B−1、C−1、BC−1)、表面処理膠質炭酸カルシウム(白石工業製、白艶華CCR)120重量部、酸化チタン(石原産業製、タイペークR−820)20重量部、可塑剤のジイソデシルフタレート(新日本理化製、サンソサイザーDIDP)55重量部、チクソ性付与剤(楠本化成製、ディスパロン6500)2重量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製、チヌビン327)1重量部、光安定剤(三共製、サノールLS770)1重量部、脱水剤のビニルトリメトキシシラン(GE東芝シリコーン製、A−171)2重量部、および、接着性付与剤のN−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(GE東芝シリコーン製、A−1120)3重量部を脱水条件下にて混練した。最後に、シラノール縮合触媒としてジブチルスズビス(アセチルアセトネート)(日東化成製、ネオスタンU−220)、または、ジオクチルスズジバーサテート(日東化成製、ネオスタンU−830)を表1に示す処方にしたがって添加した後混合し、防湿性の容器(カートリッジ)に密閉して、1液型硬化性組成物を得た。作成した1液型硬化性組成物を用いて、以下の要領で、硬化性(皮張り時間)、硬化物の伸び物性、初期硬さ(1日後の硬さ)、最終硬さ(7日後の硬さ)を評価した。
カートリッジから各硬化性組成物を押し出し、厚さ約5mmの型枠にスパチュラを用いて充填し、表面を平面状に整えた。この時間を硬化開始時間とし、表面をスパチュラで触り、スパチュラに配合物が付着しなくなった時間を皮張り時間として測定を行った。皮張り時間は、23℃50%RHの条件下で測定した。皮張り時間30分未満を○、30分以上を×とした。結果を表1に示す。
カートリッジから各硬化性組成物をポリエチレン製の型枠に気泡が入らないように注意深く流し込み、23℃で3日間、さらに50℃で4日間養生させて得られた厚さ3mmの硬化物シートから、3号ダンベル型に打ち抜き、23℃50%RHで引張試験(引張速度200mm/分)を行い、破断時の伸び(%)を測定した。伸び500%以上を○、500%未満を×とした。結果を表1に示す。
カートリッジから各硬化性組成物を型枠(寸法:幅20mm×長さ50mm×厚さ8mm)に気泡が入らないように注意深く流し込み、23℃/50%RHで7日後、得られた硬化物をJIS K 6253に従って、タイプAデュロメーターを用いて、硬さを測定した。硬さの値が30以上を○、30未満を×とした。結果を表1に示す。
Claims (16)
- (A)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として、一般式(1):
−SiX3 (1)
(式中、Xは水酸基または加水分解性基を示し、3個のXは相互に同一であってもよく、異なっていてもよい)で表される基を、1分子あたり平均して2.0〜3.0個有するポリオキシアルキレン系重合体、
(B)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として、一般式(2):
−SiR1X2 (2)
(式中、R1は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基または(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基のいずれかを示す。ここでR’は炭素数1から20の炭化水素基であり3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい。Xは前記と同じであり、2個のXは同一であってもよく、異なっていてもよい。)で表される基を有する直鎖状ポリオキシアルキレン系重合体、および、
(C)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として、一般式(2):
−SiR1X2 (2)
(式中、R1およびXは前記に同じ)で表される基を有し、1本以上の分枝鎖を有するポリオキシアルキレン系重合体、
を含み、
前記(A)成分のポリオキシアルキレン系重合体が、(A)成分のポリオキシアルキレン系重合体と(B)成分のポリオキシアルキレン系重合体と(C)成分のポリオキシアルキレン系重合体の総量100重量部に対して、1から90重量部であり、
前記(C)成分のポリオキシアルキレン系重合体が、(B)成分のポリオキシアルキレン系重合体100重量部に対して、50から200重量部であることを特徴とする硬化性組成物。 - (D)成分として、0.5重量%未満の炭素数1から4のアルキル基を有するジアルキル錫化合物をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の硬化性組成物。
- (E)成分として、炭素数5から12のアルキル基を有するジアルキル錫化合物をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の硬化性組成物。
- (E)成分のジアルキル錫化合物が、ジオクチル錫化合物であることを特徴とする請求項3に記載の硬化性組成物。
- (A)成分のケイ素含有基が、一般式(3):
−O−R2−SiX3 (3)
(式中、R2は、炭素数1から6の2価の炭化水素基であり、Xは前記と同じであり、3個のXは同一であってもよく、異なっていてもよい)で表される基であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の硬化性組成物。 - (A)成分のケイ素含有基が、一般式(4):
−C(=O)−NR3−R2−SiX3 (4)
(式中、R2は、前記に同じ。R3は、炭素数1から20の炭化水素基。Xは前記と同じであり、3個のXは同一であってもよく、異なっていてもよい)で表される基であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の硬化性組成物。 - (A)成分のポリオキシアルキレン系重合体が、複合金属シアン化物錯体触媒を用いて重合したポリオキシアルキレン系重合体を主鎖骨格として有するポリオキシアルキレン系重合体であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (B)成分のポリオキシアルキレン系重合体が、複合金属シアン化物錯体触媒を用いて重合したポリオキシアルキレン系重合体を主鎖骨格として有するポリオキシアルキレン系重合体であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (C)成分のポリオキシアルキレン系重合体が、複合金属シアン化物錯体触媒を用いて重合したポリオキシアルキレン系重合体を主鎖骨格として有するポリオキシアルキレン系重合体であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (B)成分のポリオキシアルキレン系重合体が、一般式(2)で表される基を、1分子あたり平均して1.0〜1.6個有することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (C)成分のポリオキシアルキレン系重合体が、一般式(2)で表される基を、1分子あたり平均して1.8〜2.4個有することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (A)成分のポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量が500〜100,000であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (B)成分のポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量が500〜100,000であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (C)成分のポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量が500〜100,000であることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (F)成分として、アミノ基を有するシランカップリング剤をさらに含むことを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の硬化性組成物。
- (G)成分として、膠質炭酸カルシウムをさらに含むことを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の硬化性組成物。
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