JP5435413B2 - 硬化性組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、硬化性組成物に関し、特に、反応性シリル基を有するビニル系樹脂及び反応性シリル基を有するウレタン系樹脂を含む硬化性組成物に関する。
反応性を有するアルコキシシリル基を有する有機重合体及び硬化性組成物は、すでに工業的に生産販売され、接着剤、シーリング材、塗料などの用途に広く使用されている。従来、アルコキシシリル基を有する有機重合体の合成法としては、重合性不飽和結合とアルコキシシリル基を有する化合物を、ビニル系モノマーと重合させる方法が知られており、該重合性不飽和結合とアルコキシシリル基を有する化合物としては、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリロキシプロピルポリアルコキシシランが用いられている(特許文献1)。
通常、これらの硬化性組成物は、各種金属触媒を用いて硬化させており、その種類及び添加量の加減により様々な用途向けに使用されている。しかしながら、従来のこれらの硬化性組成物は、硬化性と強靱性の両立が難しかった。さらに、これらの用途に一般的に使用されている金属触媒は有機錫化合物であるが、毒性の高いトリブチル錫誘導体を含有している場合があり、懸念材料として取り扱われている。
一方、特許文献2に記載されているように、錫含有触媒の含有率を著しく低減することができるほどの高い反応性を有するアルコキシシラン末端のポリマーがある。その報告内容として、錫ならびにその他の重金属を含有する触媒を削除できるとの報告が挙げられている。しかしながら、特許文献2に記載されたアルコキシシラン末端のポリマーは、硬化性は優れるものの、貯蔵安定性に問題があり工業化製品を製造するには問題があった。
特開昭63−112642号公報 特表2005−501146号公報
本発明は、硬化性と強靱性の両立を実現し、さらに速硬化性と優れた貯蔵安定性を示し、錫触媒を必要としない硬化性組成物を提供することを目的とする。
本発明らは反応性シリル基含有有機重合体を含む硬化性組成物において、高い反応性と優れた貯蔵安定性に関し鋭意検討し本発明を完成させた。
本発明の硬化性組成物は、(A)下記一般式(1)で示される化合物(I)及び下記一般式(2)で示される化合物(II)を反応させて得られるビニル系樹脂、(B)水酸基含有有機重合体と、ポリイソシアネート化合物と、下記一般式(3)で示される化合物(III)と、アミン化合物と、を反応させて得られるウレタン系樹脂、及び(C)硬化触媒、を含むことを特徴とする。
(前記一般式(1)において、Rは、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、Rは水素又はメチル基であり、mは1〜3の整数である。)
(前記一般式(2)において、Rは、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、Rは、水素原子、アルカリ金属原子、炭素数1〜24の炭化水素含有基である。)
(前記一般式(3)において、R11は、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、R12は、炭素数1〜4のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、R13は水素又はメチル基であり、nは1〜3の整数である。)
前記(C)硬化触媒がアミン化合物であることが好適である。
前記(A)ビニル系樹脂が、下記一般式(4)で示される構造単位と下記一般式(5)で示される構造単位を含むことが好適である。
(前記一般式(4)において、Rは、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、Rは水素又はメチル基であり、mは1〜3の整数である。)
(前記一般式(5)において、Rは、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、Rは、水素原子、アルカリ金属原子、炭素数1〜24の炭化水素含有基である。)
前記(A)ビニル系樹脂の反応が、ラジカル重合反応であることが好ましい。また、前記ラジカル重合が、フリーラジカル重合又はリビングラジカル重合であることが好適である。
前記化合物(II)として、前記一般式(2)中のRが炭素数1〜24のアルキル基である化合物を2種以上用いることが好ましい。前記化合物(II)を2種以上用いる場合、該化合物(II)が、前記一般式(2)中のRが炭素数1〜8のアルキル基である化合物及び前記一般式(2)中のRが炭素数10〜24のアルキル基である化合物であることが好適である。また、また、該化合物(II)が、前記一般式(2)中のRが炭素数1〜2のアルキル基である化合物及び前記一般式(2)中のRが炭素数7〜9のアルキル基である化合物であることが好適である。
前記水酸基含有有機重合体が、水酸基含有オキシアルキレン系重合体であることが好ましい。
前記(B)ウレタン系樹脂が、前記水酸基含有有機重合体と前記ポリイソシアネート化合物とを反応させて得られるプレポリマーと、前記化合物(III)と前記アミン化合物とを反応させて得られる反応物Xと、を反応させる工程を含む方法により製造されることが好適である。
また、前記(B)ウレタン系樹脂が、(a)前記化合物(III)と前記アミン化合物とを反応させて得られる反応物Xと、前記ポリイソシアネート化合物とを反応させ、反応物Yを得る工程と、(b)前記(A)工程で得られた反応物Yと、前記水酸基含有有機重合体とを反応させる工程と、を含む方法により製造されることが好ましい。
本発明の硬化性組成物において、前記(A)ビニル系樹脂100質量部に対して、前記(B)ウレタン系樹脂を1〜10000質量部、前記(C)硬化触媒を0.000001〜10質量部配合することが好ましい。
本発明の硬化性組成物は、接着剤として好適に用いられる。
本発明の接着剤組成物は、本発明の硬化性組成物を含有することを特徴とする。
本発明の硬化性組成物は、硬化性と強靱性の両立を実現し、さらに錫触媒を必要とせず、速硬化性、保存安定性及び接着性に優れているという甚大な効果を奏する。本発明の硬化性組成物は、接着剤、シーリング材、粘着材、コーティング材、ポッティング材、塗料、パテ材又はプライマー等として用いることができ、特に接着剤として好適に用いることができる。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、これらは例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
本発明の硬化性組成物は、(A)下記一般式(1)で示される化合物(I)及び下記一般式(2)で示される化合物(II)を反応させて得られるビニル系樹脂、(B)水酸基含有有機重合体と、ポリイソシアネート化合物と、下記一般式(3)で示される化合物(III)と、アミン化合物と、を反応させて得られるウレタン系樹脂、及び(C)硬化触媒を含むものである。
前記一般式(1)において、Rは、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、Rは水素又はメチル基であり、mは1〜3の整数である。
前記一般式(2)において、Rは、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、Rは、水素原子、アルカリ金属原子、炭素数1〜24の炭化水素含有基である。
前記一般式(3)において、R11は、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、R12は、炭素数1〜4のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、R13は水素又はメチル基であり、nは1〜3の整数である。
本発明で用いられる前記ビニル系樹脂(A)は、前記一般式(1)で示される化合物(I)と前記一般式(2)で示される化合物(II)とを反応さて得られるビニル系樹脂である。
前記化合物(I)において、前記一般式(1)中のRは、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基又は炭素数7〜20のアラルキル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。Rが複数存在する場合、それらは同じであっても異なっていてもよい。Rは、炭素数1〜4のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、メチル基が好ましい。Rが複数存在する場合、それらは同じであっても異なっていてもよい。Rは水素又はメチル基である。mは1、2又は3であり、速硬化性の点から3がより好ましい。
前記化合物(I)としては、具体的には、アクリロキシメチルトリメトキシシラン、アクリロキシメチルメチルジメトキシシラン、アクリロキシメチルジメチルメトキシシラン、アクリロキシメチルトリエトキシシラン、アクリロキシメチルメチルジエトキシシラン、アクリロキシメチルジメチルエトキシシラン、アクリロキシメチルトリプロポキシシラン、アクリロキシメチルメチルジプロポキシシラン、アクリロキシメチルジメチルプロポキシシラン、アクリロキシメチルフェニルジメトキシシラン、アクリロキシメチルジフェニルメトキシシラン、アクリロキシメチルフェニルジエトキシシラン、アクリロキシメチルジフェニルエトキシシラン、アクリロキシメチルフェニルジプロポキシシシラン、アクリロキシメチルジフェニルプロポキシシラン、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロキシメチルメチルジメトキシシラン、メタクリロキシメチルジメチルメトキシシラン、メタクリロキシメチルトリエトキシシラン、メタクリロキシメチルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシメチルジメチルエトキシシラン、メタクリロキシメチルトリプロポキシシラン、メタクリロキシメチルメチルジプロポキシシラン、メタクリロキシメチルジメチルプロポキシシラン、メタクリロキシメチルフェニルジメトキシシラン、メタクリロキシメチルジフェニルメトキシシラン、メタクリロキシメチルフェニルジエトキシシラン、メタクリロキシメチルジフェニルエトキシシラン、メタクリロキシメチルフェニルジプロポキシシシラン、メタクリロキシメチルジフェニルプロポキシシラン等が挙げられ、特に、アクリロキシメチルトリメトキシシラン、アクリロキシメチルメチルジメトキシシラン、アクリロキシメチルジメチルメトキシシラン、アクリロキシメチルトリエトキシシラン、アクリロキシメチルメチルジエトキシシラン、アクリロキシメチルジメチルエトキシシラン、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロキシメチルメチルジメトキシシラン、メタクリロキシメチルジメチルメトキシシラン、メタクリロキシメチルトリエトキシシラン、メタクリロキシメチルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシメチルジメチルエトキシシランが好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
前記化合物(II)において、前記一般式(2)中のRは、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、水素原子又はメチル基が好ましい。Rは、水素原子、アルカリ金属原子、炭素数1〜24の炭化水素含有基であり、該炭化水素含有基は直鎖状であっても側鎖を有していてもよく、また、該炭化水素含有基あるいは該炭化水素含有基の側鎖を形成する基中の水素原子の少なくとも一部が、塩素原子、フッ素原子、1級のアミノ基、2級のアミノ基、3級のアミノ基、4級のアミン塩類基、アミド基、イソシアネート基、アルキレンオキサイド基、ヒドロキシシリル基、メトキシシリル基、エトキシシリル基、プロポキシシリル基、クロロシリル基、ブロモシリル基およびグリシジル基よりなる群から選ばれる少なくとも一種類の極性基、または、反応性官能基で置換されていてもよく、また該炭化水素含有基は二重結合を有していてもよく、さらに該炭化水素含有基は、環状構造を有していてもよい。前記Rの例としては、例えば、炭素数1〜24のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルコキシ基、アルキルエーテル基を挙げることができる。この基Rを構成する水素原子の少なくとも一部は、ハロゲン原子、スルホン酸基、グリシジル基等で置換されていてもよい。
前記化合物(II)としては、例えば、アクリル酸およびアクリル酸アルカリ金属塩などの塩;メタクリル酸およびメタクリル酸アルカリ金属塩などの塩;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシルのようなアクリル酸アルキルエステル;アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジルのようなアクリル酸アリールエステル;アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸プロポキシエチル、アクリル酸ブトキシエチル、アクリル酸エトキシプロピルのようなアクリル酸アルコキシアルキル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ドデシルのようなメタクリル酸アルキルエステル;メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジルのようなメタクリル酸アリールエステル;メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸エトキシエチル、メタクリル酸プロポキシエチル、メタクリル酸ブトキシエチル、メタクリル酸エトキシプロピルのようなメタクリル酸アルコキシアルキル;エチレングリコールのジアクリル酸エステル、ジエチレングリコールのジアクリル酸エステル、トリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、プロピレングリコールのジアクリル酸エスエル、ジプロピレングリコールのジアクリル酸エスエル、トリプロピレングリコールのジアクリル酸エステルのような(ポリ)アルキレングリコールのジアクリル酸エステル;エチレングリコールのジメタクリル酸エステル、ジエチレングリコールのジメタクリル酸エステル、トリエチレングリコールのジメタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、プロピレングリコールのジメタクリル酸エスエル、ジプロピレングリコールのジメタクリル酸エステル、トリプロピレングリコールのジメタクリル酸エステルのような(ポリ)アルキレングリコールのジメタアクリル酸エステル;トリメチロールプロパントリアクリル酸エステルのような多価アクリル酸エステル;トリメチロールプロパントリメタクリル酸エステルのような多価メタクリル酸エステル;アクリロニトリル;メタクリロニトリル;酢酸ビニル;塩化ビニリデン;アクリル酸−2−クロロエチル、メタクリル酸−2−クロロエチルのようなハロゲン化ビニル化合物;アクリル酸シクロヘキシルのような脂環式アルコールのアクリル酸エステル;メタクリル酸シクロヘキシルのような脂環式アルコールのメタクリル酸エステル;2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリンのようなオキサゾリン基含有重合性化合物;アクリロイルアジリジン、メタクリロイルアジリジン、アクリル酸−2−アジリジニルエチル、メタクリル酸−2−アジリジニルエチルのようなアジリジン基含有重合性化合物;アリルグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジルエーテル、メタクリル酸グリシジルエーテル、アクリル酸グリシジルエーテル、アクリル酸−2−エチルグリシジルエーテル、メタクリル酸−2−エチルグリシジルエーテルのようなエポキシ基含有ビニル単量体;アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸またはメタクリル酸とポリプロピレングリコールまたはポリエチレングリコールとのモノエステル、ラクトン類と(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチルとの付加物のようなヒドロキシル基含有ビニル化合物;フッ素置換メタクリル酸アルキルエステル、フッ素置換アクリル酸アルキルエステル等の含フッ素ビニル単量体;(メタ)アクリル酸を除く、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸のような不飽和カルボン酸、これらの塩並びにこれらの(部分)エステル化合物および酸無水物;2−クロルエチルビニルエーテル、モノクロロ酢酸ビニルのような反応性ハロゲン含有ビニル単量体;メタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メトキシエチルメタクリルアミド、N−ブトキシメチルメタクリルアミド、N,N’−ジメチルアクリルアミド、N,N’−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N’−ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロイルモルホリン、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N’−ジエチルアクリルアミドのようなアミド基含有ビニル単量体;ならびに、エチルデンノルボルネン、イソプレン、ペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、クロロプレン、ブタジエン、メチルブタジエン、シクロブタジエン、メチルブタジエンのようなジエン化合物、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、1−ブチルスチレン、クロルスチレン等のスチレン系単量体が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
本発明において、前記化合物(II)として、前記一般式(2)中のRが炭素数1〜24のアルキル基である化合物を2種以上用いることが好ましい。前記一般式(2)中のRが炭素数1〜24のアルキル基である化合物を2種以上用いる場合、組み合わせに制限はないが、Rの炭素数の異なる化合物を2種以上選択することが好ましい。
前記Rの炭素数の異なる化合物2種以上として、前記一般式(2)中のRが炭素数1〜8のアルキル基である化合物1種以上と、前記一般式(2)中のRが炭素数10〜24の長鎖のアルキル基である化合物1種以上とを併用することが好適である。
前記炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基などの炭素数1〜8、好ましくは1〜4、さらに好ましくは1〜2のアルキル基が挙げられる。Rが炭素数1〜8のアルキル基である化合物は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。2種以上組み合わせ用いる場合、Rは同じであっても異なっていてもよい。
前記炭素数10〜24の長鎖のアルキル基としては、例えば、ラウリル基、トリデジル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ベヘニル基などの炭素数10〜24、好ましくは炭素数10〜20のアルキル基が挙げられる。Rが炭素数10〜24のアルキル基である化合物は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。2種以上組み合わせ用いる場合、Rが異なる化合物を併用してもよい。
また、前記Rの炭素数の異なる化合物2種以上として、前記一般式(2)中のRが炭素数1〜2のアルキル基、即ちメチル基又はエチル基である化合物1種以上と、前記一般式(2)中のRが炭素数7〜9のアルキル基、即ち、ヘプチル基、オクチル基又はノニル基である化合物1種以上とを併用することが好適である。前記Rが炭素数1〜2のアルキル基である化合物は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。2種以上組み合わせ用いる場合、Rは同じであっても異なっていてもよい。前記Rが炭素数7〜9のアルキル基である化合物は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。2種以上組み合わせ用いる場合、Rは同じであっても異なっていてもよい。
本発明において、前記一般式(1)で示される化合物(I)と前記一般式(2)で示される化合物(II)を反応させる方法は、公知の重合法(例えば、特開昭63−112642号、特開2007−230947号、特開2001−40037号、特開2003−313397号等の記載の合成法)を利用することができ、ラジカル重合反応を用いたラジカル重合法が好ましい。ラジカル重合法としては、重合開始剤を用いて所定の単量体単位を共重合させるラジカル重合法(フリーラジカル重合法)や、末端などの制御された位置に反応性シリル基を導入することが可能な制御ラジカル重合法が挙げられ、制御ラジカル重合法が好適である。制御ラジカル重合法としては、特定の官能基を有する連鎖移動剤を用いたフリーラジカル重合法やリビングラジカル重合法が挙げられ、付加−開裂移動反応(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer;RAFT)重合法、遷移金属錯体を用いたラジカル重合法(Transition-Metal-Mediated Living Radical Polymerization)等のリビングラジカル重合法がより好ましい。また、反応性シリル基を有するチオール化合物を用いた反応や、反応性シリル基を有するチオール化合物及びメタロセン化合物を用いた反応(特開2001−40037号公報)も好適である。
<フリーラジカル重合法>
フリーラジカル重合法を用いる場合は、連鎖移動剤、開始剤を用いて0℃〜200℃で反応させることが好ましい。より好ましくは25℃〜150℃範囲内に設定することが特に好ましい。重合反応温度を上記範囲内に設定することにより、反応を暴走させることなく安定に進行させることができる。使用する重合性不飽和化合物の不飽和基の活性にもよるが、比較的重合性の高いアクリル酸エステル系の重合性不飽和化合物を用いた場合でも、反応温度を0℃未満とした場合、活性が低くなり、充分な重合率を達成するために必要な時間が長くなり、効率が悪い。さらに、スチレン型不飽和化合物のように重合活性が低い化合物を用いた場合でも、25℃以上の条件であれば、充分な重合率を達成することができる。フリーラジカル重合法を用いる場合において、反応時間は、重合率、分子量等を考慮して適宜設定することができるが、例えば上記のような条件では反応時間は、通常は1〜144時間、好ましくは2〜8時間の範囲内に設定することが好ましい。
前記連鎖移動剤としては、公知の連鎖移動剤を広く使用でき特に制限はないが、チオール化合物が好ましく、反応性シリル基を有するチオール化合物がより好ましい。例えば、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルメチルジメトキシシラン、メルカプトメチルジメチルメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、メルカプトメチルメチルジエトキシシラン、メルカプトメチルジメチルエトキシシラン、メルカプトメチルトリプロポキシシシラン、メルカプトメチルメチルジプロポキシシラン、メルカプトメチルジメチルプロポキシシラン、3−メルカプトプロピル−トリメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−トリエトキシシラン、3−メルカプトプロピル−モノメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−モノフェニルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−ジメチルモノメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−モノメチルジエトキシシラン、4−メルカプトブチル−トリメトキシシランおよび3−メルカプトブチル−トリメトキシシランが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
前記連鎖移動剤は、分子量、分子量分布等を考慮して適宜設定することができるが、通常の量で使用することができ、具体的には、重合させようとする重合性不飽和化合物100mol部に対して、通常は0.001〜30mol部、好ましくは0.01〜20mol部の量で使用される。
前記開始剤としては、特に限定されないが、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、イオン性開始剤およびレドックス開始剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
前記アゾ系開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−70、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−65、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(V−60、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(V−59、和光純薬工業(株)製)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)(V−40、和光純薬工業(株)製)、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド(V−30、和光純薬工業(株)製)、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチル−バレロニトリル(V−19、和光純薬工業(株)製)等のアゾニトリル化合物、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド](VA−080、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド](VA−082、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]−プロピオンアミド](VA−085、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド](VA−086、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)ジハイドレート(VA−088、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド](VF−096、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)(VAm−110、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)(VAm−111、和光純薬工業(株)製)等のアゾアミド化合物、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)(VR−110、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)(VR−160、和光純薬工業(株)製)等のアルキルアゾ化合物等が挙げられる。
前記過酸化物系開始剤としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド(パーメックH、日脂(株)製)、シクロヘキサノンパーオキ種(パーヘキサH、日脂(株)製)、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド(パーヘキサQ、日脂(株)製)、メチルアセトアセテートパーオキサイド(パーキュアーSA、日脂(株)製)、アセチルアセトンパーオキサイド(パーキュアーA、日脂(株)製)等のケトンパーオキサイド類、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(パーヘキサTMH、日脂(株)製)、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン(パーヘキサHC、日脂(株)製)、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(パーヘキサ3M、日脂(株)製)、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(パーヘキサC、日脂(株)製)、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン(パーヘキサCD−R、日脂(株)製)、2,2’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン(パーヘキサ22、日脂(株)製)、n−ブチル4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート)パーヘキサV、日脂(株)製)、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン(パーテトラA、日脂(株)製)等のパーオキシケタール類、t−ブチルヒドロパーオキサイド(パーブチルH−69、日脂(株)製)、p−メンタンヒドロパーオキサイド(パーメンタH、日脂(株)製)、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド(パークミルP、日脂(株)製)、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド(パーオクタH、日脂(株)製)、クメンヒドロパーオキサイド(パークミルH−80、日脂(株)製)、t−ヘキシルヒドロパーオキサイド(パーヘキシルH、日脂(株)製)等のヒドロパーオキサイド類、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3(パーヘキシン25B、日脂(株)製)、ジ−t−ブチルパーオキサイド(パーブチルD−R、日脂(株)製)、t−ブチルクミルパーオキ種(パーブチルC、日脂(株)製)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン(パーヘキサ25B、日脂(株)製)、ジクミルパーオキ種(パークミルD−R、日脂(株)製、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン(パーブチルP、日脂(株)製)等のジアルキルパーオキサイド類、オクタノイルパーオキ種(パーロイルO、日脂(株)製)、ラウロイルパーオキ種(パーロイルL、日脂(株)製)、ステアロイルパーオキ種(パーロイルS、日脂(株)製)、スクシニックアシッドパーオキ種(パーロイルSA、日脂(株)製)、ベンゾイルパーオキサイド(ナイパーBW、日脂(株)製)、イソブチリルパーオキサイド(パーロイルIB、日脂(株)製)、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキ種(ナイパーCS、日脂(株)製)、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキ種(パーロイル355、日脂(株)製)等のジアシルパーオキサイド類、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート(パーロイルNPP−50M、日脂(株)製)、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート(パーロイルIPP−50、日脂(株)製)、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(パーロイルTCP、日脂(株)製)、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート(パーロイルEEP、日脂(株)製)、ジ−2−エトキシヘキシルパーオキシジカーボネート(パーロイルOPP、日脂(株)製)、ジ−2−メトキシブチルパーオキシジカーボネート(パーロイルMBP、日脂(株)製)、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート(パーロイルSOP、日脂(株)製)等のパーオキシジカーボネート類、α,α’−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン(ナイパーND−R、日脂(株)製)、クミルパーオキシネオデカノエート(パークミルND−R、日脂(株)製)、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート(パーオクタND−R、日脂(株)製)、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート(パーシクロND−R、日脂(株)製)、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート(パーヘキシルND−R、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシネオデカノエート(パーブチルND−R、日脂(株)製)、t−ヘキシルパーオキシピバレート(パーヘキシルPV、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシピバレート(パーブチルPV、日脂(株)製)、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(パーオクタO、日脂(株)製)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン(パーヘキサ250、日脂(株)製)、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(パーシクロO、日脂(株)製)、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(パーヘキシルO、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(パーブチルO、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシイソブチレート(パーブチルIB、日脂(株)製)、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(パーヘキシルI、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシマレイックアシッド(パーブチルMA、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシ3,5,5−トリメチルヘキサノエート(パーブチル355、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシラウレート(パーブチルL、日脂(株)製)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン(パーヘキサ25MT、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(パーブチルI、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(パーブチルE、日脂(株)製)、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート(パーヘキシルZ、日脂(株)製)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン(パーヘキサ25Z、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシアセテート(パーブチルA、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシ−m−トルオイルベンゾエート(パーブチルZT、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシベンゾエート(パーブチルZ、日脂(株)製)、ビス(t−ブチルパーオキシ)イソフタレート(パーブチルIF、日脂(株)製)等のパーオキシエステル類、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート(ペロマーAC、日脂(株)製)、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド(パーブチルSM、日脂(株)製)、3,3’−4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン(BTTB−50、日脂(株)製)、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(ノフマーBC、日脂(株)製)等が挙げられる。
前記イオン性開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス[2−(フェニルアミジノ)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−545、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス{2−[N−(4−クロロフェニル)アミジノ]プロパン}ジヒドロクロリド(VA−546、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス{2−[N−(4−ヒドロキシフェニル)アミジノ]プロパン}ジヒドロクロリド(VA−548、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(N−ベンジルアミジノ)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−552、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(N−アリルアミジノ)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−553、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(VA−50、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス{2−[N−(4−ヒドロキシエチル)アミジノ]プロパン}ジヒドロクロリド(VA−558、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−041、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−044、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(4,5,6,7−テトラヒドロ−1H−1,3−ジアゼピン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−054、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−058、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(5−ヒドロキシ−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−059、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジヒドロクロリド(VA−060、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](VA−061、和光純薬工業(株)製)等のカチオン性開始剤、過硫酸カリウム(KPS、和光純薬工業(株)製)、過硫酸アンモニウム(APS、和光純薬工業(株)製)などのアニオン性開始剤、が挙げられる。
前記レドックス開始剤としては、例えば、有機過酸化物と第3級アミンに基づく系、例えば過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンに基づく系;並びに有機ヒドロパーオキシドと遷移金属に基づく系、例えばクメンヒドロパーオキシドとコバルトナフテートに基づく系等が挙げられる。
前記開始剤は、分子量、分子量分布等を考慮して適宜設定することができるが、通常の量で使用することができ、具体的には、重合させようとする重合性不飽和化合物100mol部に対して、通常は0.001〜30mol部、好ましくは0.01〜20mol部の量で使用される。
<付加−開裂移動反応重合法>
付加−開裂移動反応重合法を用いる場合は、連鎖移動剤、開始剤を用いて0℃〜200℃で反応させることが好ましい。より好ましくは25℃〜150℃範囲内に設定することが特に好ましい。重合反応温度を上記範囲内に設定することにより、反応を暴走させることなく安定に進行させることができる。使用する重合性不飽和化合物の不飽和基の活性にもよるが、比較的重合性の高いアクリル酸エステル系の重合性不飽和化合物を用いた場合でも、反応温度を0℃未満とした場合、活性が低くなり、充分な重合率を達成するために必要な時間が長くなり、効率が悪い。さらに、スチレン型不飽和化合物のように重合活性が低い化合物を用いた場合でも、25℃以上の条件であれば、充分な重合率を達成することができる。付加−開裂移動反応重合法を用いる場合において、反応時間は、重合率、分子量等を考慮して適宜設定することができるが、例えば上記のような条件では反応時間は、通常は30分〜144時間、好ましくは1〜24時間の範囲内に設定することが好ましい。
前記連鎖移動剤としては、例えば、ベンゾイル−1−ピルロレカルボジチオエ−ト、ベンゾイルジチオベンゾエ−ト、シアノイソプロピルジチオベンゾエ−ト、クミルジチオベンゾエ−ト、メトキシカルボニルフェニルメチルジチオベンゾエ−ト、シアノベンジルジチオベンゾエ−ト、1−フェニルエチルジチオベンゾエ−ト、t−ブチルジチオベンゾエイトS−(チオベンジル)チオグリコリル酸、1−フェニルエチルフェニルジチオベンゾエ−ト、3−ベンジルスルファニルチオカルボニルスルファニル−プロピオン酸、2−(ベンジルスルファニルチオカルボニルスルファニル)エタノール、3−ベンジルスルファニルチオカルボニルスルファニルプロピオン酸、S−(1−エトキシカルボニルエチル)O−エチルキサンテ−ト、エチル−2−(2−トリフルオロエトキシチオカルボニルスルファニル)プロピオネ−ト、エチル−2−(1−ジエトキシホスホニル−2,2,2−トリフルオロエトキシチオカルボニルスルファニル)プロピオネ−ト、ビスチオベンゾイルジスルフィド、ビス(2,6−ジメチルチオベンゾイル)ジスルフィド、ビス(2,4−ジメチルチオベンゾイル)ジスルフィド、ビス(4−メトキシチオベンゾイル)ジスルフィド、ビス(2,4ジメトキシチオベンゾイル)ジスルフィド、ビス(4−フルオロチオベンゾイル)ジスルフィド、ビス(2,4−ジフルオロチオベンゾイル)ジスルフィド、ビス(4−シアノチオベンゾイル)ジスルフィド、ビス(3,5―ジシアノチオベンゾイル)ジスルフィド、ビス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)ジチオベンゾエ−ト)ジスルフィド、ビス(2,3,4,5,6―ペンタフルオロチオベンゾイル)ジスルフィド、ビス(4−フェニルチオベンゾイル)ジスルフィド、ビス(2−ナフチルチオニル)ジスルフィド、ビス(1−ナフチルチオニル)ジスルフィド、トリフェニルメチルジチオイソニコチネ−ト、2−シアノイソプロピル(2,6−ジメチル)ジチオベンゾエ−ト、2−シアノイソプロピル(2,4−ジメチル)ジチオベンゾエ−ト、2−シアノイソプロピル(4−メトキシ)ジチオベンゾエ−ト、2−シアノイソプロピル(2,4−ジメトキシ)ジチオベンゾエ−ト、2−シアノイソプロピル(4−フルオロ)ジチオベンゾエ−ト、2−シアノイソプロピル(2,4−ジフルオロ)ジチオベンゾエ−ト、2−シアノイソプロピルジチオイソニコチネ−ト、2−シアノイソプロピル4−シアノジチオベンゾエイト、2−シアノイソプロピル3,5−ジシアノジチオベンゾエイト、2−シアノイソプロピル3,5−ビス(トリフルオロメチル)ジチオベンゾエ−ト、2−シアノイソプロピル2,3,4,5、6−ペンタフルオロジチオベンゾエ−ト、2−シアノイソプロピル4−ピリジニウムジチオカルボキシエ−ト4−トルエンスルフォネイト塩、2−シアノイソプロピル(4−フェニル)ジチオベンゾエ−ト、2−シアノイソプロピル−2−ナフチルジチオレ−ト、2−シアノイソプロピル−1−ナフチルジチオレ−ト、2−シアノ−4−メチルペンタ−2−イルジチオベンゾエ−ト、2−シアノ−4−メチルペンタ−2−イル−4−シアノジチオベンゾエ−ト、2−シアノ−4−メチルペンタ−2−イル3,5−ビストリフルオロメチルジチオベンゾエ−ト、2−シアノ−4−メチルペンタ−2−イル−4−メトキシニルジチオベンゾエ−トが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
前記連鎖移動剤は、分子量、分子量分布等を考慮して適宜設定することができるが、通常の量で使用することができ、具体的には、重合させようとする重合性不飽和化合物100mol部に対して、通常は0.001〜30mol部、好ましくは0.01〜20mol部の量で使用される。
前記開始剤としては、特に限定されないが、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、イオン性開始剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
前記アゾ系開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−70、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−65、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(V−60、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(V−59、和光純薬工業(株)製)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)(V−40、和光純薬工業(株)製)、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド(V−30、和光純薬工業(株)製)、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチル−バレロニトリル(V−19、和光純薬工業(株)製)等のアゾニトリル化合物、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド](VA−080、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド](VA−082、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]−プロピオンアミド](VA−085、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド](VA−086、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)ジハイドレート(VA−088、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド](VF−096、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)(VAm−110、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)(VAm−111、和光純薬工業(株)製)等のアゾアミド化合物、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)(VR−110、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)(VR−160、和光純薬工業(株)製)等のアルキルアゾ化合物等が挙げられる。
前記過酸化物系開始剤としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド(パーメックH、日脂(株)製)、シクロヘキサノンパーオキ種(パーヘキサH、日脂(株)製)、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド(パーヘキサQ、日脂(株)製)、メチルアセトアセテートパーオキサイド(パーキュアーSA、日脂(株)製)、アセチルアセトンパーオキサイド(パーキュアーA、日脂(株)製)等のケトンパーオキサイド類、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(パーヘキサTMH、日脂(株)製)、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン(パーヘキサHC、日脂(株)製)、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(パーヘキサ3M、日脂(株)製)、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(パーヘキサC、日脂(株)製)、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン(パーヘキサCD−R、日脂(株)製)、2,2’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン(パーヘキサ22、日脂(株)製)、n−ブチル4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート)パーヘキサV、日脂(株)製)、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン(パーテトラA、日脂(株)製)等のパーオキシケタール類、t−ブチルヒドロパーオキサイド(パーブチルH−69、日脂(株)製)、p−メンタンヒドロパーオキサイド(パーメンタH、日脂(株)製)、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド(パークミルP、日脂(株)製)、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド(パーオクタH、日脂(株)製)、クメンヒドロパーオキサイド(パークミルH−80、日脂(株)製)、t−ヘキシルヒドロパーオキサイド(パーヘキシルH、日脂(株)製)等のヒドロパーオキサイド類、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3(パーヘキシン25B、日脂(株)製)、ジ−t−ブチルパーオキサイド(パーブチルD−R、日脂(株)製)、t−ブチルクミルパーオキ種(パーブチルC、日脂(株)製)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン(パーヘキサ25B、日脂(株)製)、ジクミルパーオキ種(パークミルD−R、日脂(株)製、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン(パーブチルP、日脂(株)製)等のジアルキルパーオキサイド類、オクタノイルパーオキ種(パーロイルO、日脂(株)製)、ラウロイルパーオキ種(パーロイルL、日脂(株)製)、ステアロイルパーオキ種(パーロイルS、日脂(株)製)、スクシニックアシッドパーオキ種(パーロイルSA、日脂(株)製)、ベンゾイルパーオキサイド(ナイパーBW、日脂(株)製)、イソブチリルパーオキサイド(パーロイルIB、日脂(株)製)、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキ種(ナイパーCS、日脂(株)製)、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキ種(パーロイル355、日脂(株)製)等のジアシルパーオキサイド類、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート(パーロイルNPP−50M、日脂(株)製)、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート(パーロイルIPP−50、日脂(株)製)、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(パーロイルTCP、日脂(株)製)、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート(パーロイルEEP、日脂(株)製)、ジ−2−エトキシヘキシルパーオキシジカーボネート(パーロイルOPP、日脂(株)製)、ジ−2−メトキシブチルパーオキシジカーボネート(パーロイルMBP、日脂(株)製)、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート(パーロイルSOP、日脂(株)製)等のパーオキシジカーボネート類、α,α’−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン(ナイパーND−R、日脂(株)製)、クミルパーオキシネオデカノエート(パークミルND−R、日脂(株)製)、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート(パーオクタND−R、日脂(株)製)、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート(パーシクロND−R、日脂(株)製)、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート(パーヘキシルND−R、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシネオデカノエート(パーブチルND−R、日脂(株)製)、t−ヘキシルパーオキシピバレート(パーヘキシルPV、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシピバレート(パーブチルPV、日脂(株)製)、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(パーオクタO、日脂(株)製)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン(パーヘキサ250、日脂(株)製)、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(パーシクロO、日脂(株)製)、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(パーヘキシルO、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(パーブチルO、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシイソブチレート(パーブチルIB、日脂(株)製)、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(パーヘキシルI、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシマレイックアシッド(パーブチルMA、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシ3,5,5−トリメチルヘキサノエート(パーブチル355、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシラウレート(パーブチルL、日脂(株)製)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン(パーヘキサ25MT、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(パーブチルI、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(パーブチルE、日脂(株)製)、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート(パーヘキシルZ、日脂(株)製)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン(パーヘキサ25Z、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシアセテート(パーブチルA、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシ−m−トルオイルベンゾエート(パーブチルZT、日脂(株)製)、t−ブチルパーオキシベンゾエート(パーブチルZ、日脂(株)製)、ビス(t−ブチルパーオキシ)イソフタレート(パーブチルIF、日脂(株)製)等のパーオキシエステル類、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート(ペロマーAC、日脂(株)製)、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド(パーブチルSM、日脂(株)製)、3,3’−4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン(BTTB−50、日脂(株)製)、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(ノフマーBC、日脂(株)製)等が挙げられる。
前記イオン性開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス[2−(フェニルアミジノ)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−545、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス{2−[N−(4−クロロフェニル)アミジノ]プロパン}ジヒドロクロリド(VA−546、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス{2−[N−(4−ヒドロキシフェニル)アミジノ]プロパン}ジヒドロクロリド(VA−548、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(N−ベンジルアミジノ)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−552、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(N−アリルアミジノ)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−553、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(VA−50、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス{2−[N−(4−ヒドロキシエチル)アミジノ]プロパン}ジヒドロクロリド(VA−558、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−041、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−044、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(4,5,6,7−テトラヒドロ−1H−1,3−ジアゼピン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−054、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−058、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(5−ヒドロキシ−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−059、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジヒドロクロリド(VA−060、和光純薬工業(株)製)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](VA−061、和光純薬工業(株)製)等のカチオン性開始剤、過硫酸カリウム(KPS、和光純薬工業(株)製)、過硫酸アンモニウム(APS、和光純薬工業(株)製)などのアニオン性開始剤、が挙げられる。
前記開始剤は、分子量、分子量分布等を考慮して適宜設定することができるが、通常の量で使用することができ、具体的には、重合させようとする重合性不飽和化合物100mol部に対して、通常は0.001〜30mol部、好ましくは0.01〜20mol部の量で使用される。
<反応性シリル基を有するチオール化合物及びメタロセン化合物を用いた重合法>
金属触媒としてメタロセン化合物を用い、さらに分子中に少なくとも1つの反応性シリル基を有するチオール化合物を用いて0℃〜150℃で反応させることが好ましい。より好ましくは25℃〜120℃範囲内に設定することが特に好ましい。重合反応温度を上記範囲内に設定することにより、反応を暴走させることなく安定に進行させることができる。使用する重合性不飽和化合物の不飽和基の活性にもよるが、比較的重合性の高いアクリル酸エステル系の重合性不飽和化合物を用いた場合でも、反応温度を0℃未満とした場合、活性が低くなり、充分な重合率を達成するために必要な時間が長くなり、効率が悪い。さらに、スチレン型不飽和化合物のように重合活性が低い化合物を用いた場合でも、25℃以上の条件であれば、充分な重合率を達成することができる。該重合法を用いる場合において、反応時間は、重合率、分子量等を考慮して適宜設定することができるが、例えば上記のような条件では反応時間は、通常は1〜12時間、好ましくは2〜8時間の範囲内に設定することが好ましい。
上記メタロセン化合物としては特に限定されないが、例えば、ジシクロペンタジエン−Ti−ジクロライド、ジシクロペンタジエン−Ti−ビスフェニル、ジシクロペンタジエン−Ti−ビス−2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1−イル、ジシクロペンタジエン−Ti−ビス−2,3,5,6−テトラフルオロフェニ−1−イル、ジシクロペンタジエン−Ti−ビス−2,5,6−トリフルオロフェニ−1−イル、ジシクロペンタジエン−Ti−ビス−2,6−ジフルオロフェニ−1−イル、ジシクロペンタジエン−Ti−ビス−2,4−ジフルオロフェニ−1−イル、ジメチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1−イル、ジメチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,5,6−テトラフルオロフェニ−1−イル、ジメチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,6−ジフルオロフェニ−1−イル、ジメチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,6−ジフルオロ−3−(ピル−1−イル)−フェニ−1−イルのようなチタノセン化合物;ジシクロペンタジエニル−Zr−ジクロライド、ジシクロペンタジエン−Zr−ビスフェニル、ジシクロペンタジエン−Zr−ビス−2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1−イル、ジシクロペンタジエン−Zr−ビス−2,3,5,6−テトラフルオロフェニ−1−イル、ジシクロペンタジエン−Zr−ビス−2,5,6−トリフルオロフェニ−1−イル、ジシクロペンタジエン−Zr−ビス−2,6−ジフルオロフェニ−1−イル、ジシクロペンタジエン−Zr−ビス−2,4−ジフルオロフェニ−1−イル、ジメチルシクロペンタジエニル−Zr−ビス−2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1−イル、ジメチルシクロペンタジエニル−Zr−ビス−2,3,5,6−テトラフルオロフェニ−1−イル、ジメチルシクロペンタジエニル−Zr−ビス−2,6−ジフルオロフェニ−1−イル、ジメチルシクロペンタジエニル−Zr−ビス−2,6−ジフルオロ−3−(ピル−1−イル)−フェニ−1−イル)のようなジルコノセン化合物;ジシクロペンタジエニル−V−クロライド、ビスメチルシクロペンタジエニル−V−クロライド、ビスペンタメチルシクロペンタジエニル−V−クロライド、ジシクロペンタジエニル−Ru−クロライド、ジシクロペンタジエニル−Cr−クロライドなどを挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
前記メタロセン化合物は、通常の触媒量で使用することができ、具体的には、重合させようとする重合性不飽和化合物100mol部に対して、通常は0.1〜0.00001mol部、好ましくは0.0001〜0.00005mol部の量で使用される。
上記反応性シリル基を有するチオール化合物としては特に限定されないが、例えば、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルメチルジメトキシシラン、メルカプトメチルジメチルメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、メルカプトメチルメチルジエトキシシラン、メルカプトメチルジメチルエトキシシラン、メルカプトメチルトリプロポキシシシラン、メルカプトメチルメチルジプロポキシシラン、メルカプトメチルジメチルプロポキシシラン、3−メルカプトプロピル−トリメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−トリメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−トリエトキシシラン、3−メルカプトプロピル−モノメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−モノフェニルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−ジメチルモノメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−モノメチルジエトキシシラン、4−メルカプトブチル−トリメトキシシランおよび3−メルカプトブチル−トリメトキシシラン等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
前記反応性シリル基を有するチオール化合物の使用量は、得ようとする重合体の分子量、重合速度等を考慮して適宜設定することができるが、反応を円滑に進め、かつ反応を暴走させないためには、メタロセン化合物と反応性シリル基を有するチオール化合物とは通常は100:1〜1:50000の範囲内のモル比、好ましくは10:1〜1:10000のモル比で使用される。
<遷移金属錯体を用いたラジカル重合法>
遷移金属錯体を用いたラジカル重合法を用いる場合は、遷移金属錯体、有機ハロゲン化物及び/または配位子を用いて0℃〜200℃で反応させることが好ましい。より好ましくは25℃〜150℃範囲内に設定することが特に好ましい。重合反応温度を上記範囲内に設定することにより、反応を暴走させることなく安定に進行させることができる。使用する重合性不飽和化合物の不飽和基の活性にもよるが、比較的重合性の高いアクリル酸エステル系の重合性不飽和化合物を用いた場合でも、反応温度を0℃未満とした場合、活性が低くなり、充分な重合率を達成するために必要な時間が長くなり、効率が悪い。さらに、スチレン型不飽和化合物のように重合活性が低い化合物を用いた場合でも、25℃以上の条件であれば、充分な重合率を達成することができる。付加−開裂移動反応重合法を用いる場合において、反応時間は、重合率、分子量等を考慮して適宜設定することができるが、例えば上記のような条件では反応時間は、通常は30分〜144時間、好ましくは1〜24時間の範囲内に設定することが好ましい。
前記遷移金属錯体としては特に限定されず、例えば、WO97/18247号に記載されているものが利用可能である。中でも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。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、過塩素酸第一銅を用いる場合は、必要に応じて0価の銅、塩化第二銅、臭化第二銅、ヨウ化第二銅を使用することもできる。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(RuCl(PPh)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(FeCl(PPh)、2価のニッケルのビストリフェニルホスフィン錯体(NiCl(PPh)、及び2価のニッケルのビストリブチルホスフィン錯体(NiBr(PBu)も触媒として好適である。
触媒として銅化合物を用いる場合、その配位子として、WO97/18247号に記載されている配位子の利用が可能である。特に限定はされないが、アミン系配位子が良く、好ましくは、2,2′−ビピリジル及びその誘導体等のビピリジル化合物、1,10−フェナントロリン及びその誘導体、ヘキサメチルトリエチレンテトラアミン、ビスピコリルアミン、トリアルキルアミン、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(2−アミノエチル)アミン等の脂肪族アミン等の配位子である。本発明においては、これらの内では、ポリアミン化合物、特にペンタメチルジエチレントリアミン、ヘキサメチル(2−アミノエチル)アミン等の脂肪族ポリアミンが好ましい。また、触媒として銅化合物を用いる場合の配位子として、ポリアミン化合物、ピリジン系化合物、又は脂肪族アミン化合物を用いる場合には、これらの配位子がアミノ基を3つ以上持つものであることが好ましい。なお、本発明におけるアミノ基とは、窒素原子−炭素原子結合を有する基を表すが、この中でも、窒素原子が炭素原子及び/又は水素原子とのみ結合する基であることが好ましい。また、上記に挙げたメタロセン化合物も使用できる。
上記のような配位子を用いる量は、通常の原子移動ラジカル重合の条件では、遷移金属の配位座の数と、配位子の配位する基の数から決定され、ほぼ等しくなるように設定されている。例えば、通常、2,2′−ビピリジル及びその誘導体をCuBrに対して加える量はモル比で2倍であり、ペンタメチルジエチレントリアミンの場合はモル比で1倍である。本発明において配位子を添加して重合を開始する、及び/または、配位子を添加して触媒活性を制御する場合は、特に限定はされないが、金属原子が配位子に対して過剰になる方が好ましい。配位座と配位する基の比は好ましくは1.2倍以上であり、更に好ましくは1.4倍以上であり、特に好ましくは1.6倍以上であり、特別に好ましくは2倍以上である。
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、C−CHX、C−C(H)(X)CH、C−C(X)(CH、XCH−C−CHX、XC(H)(CH)−CH5−C(H)(CH)X(ただし、上の化学式中、Cはフェニル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)、R−C(H)(X)−CO、R−C(CH)(X)−CO、R−C(H)(X)−C(O)R、R−C(CH)(X)−C(O)R、(式中、R、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、またはアラルキル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)、R−C−SOX(上記の各式において、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、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。
遷移金属錯体を用いたラジカル重合法において、トリエトキシアルミニウム、トリプロポキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリn−ブトキシアルミニウム、トリt−ブトキシアルミニウム、トリsec―ブトキシアルミニウムのようなアルミニウムトリアルキレートやジオクチル錫やジエチルヘキシル錫、ジブチル錫の様な二価錫化合物やグルコース、アスコルビン酸のような有機物など重合を活性化させるための添加剤として使用できる。
前記(A)ビニル系樹脂の合成において、重合は無溶剤または各種溶剤中で行うことができる。溶剤の種類としては、例えば、ベンゼン、キシレン、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、ポリオキシアルキレン重合体が挙げられ、単独または2種以上を混合して用いることができる。
また、溶剤として反応性シリル基含有ポリマー等を用いることにより、後の脱気工程等を不要とすることができる。特に、溶媒として(B)ウレタン系樹脂を用いることが好ましい。溶媒として(B)ウレタン系樹脂を用いて(A)ビニル系樹脂を合成することにより、(A)ビニル系樹脂及び(B)ウレタン系樹脂を含む樹脂組成物が得られる。該樹脂組成物に(C)硬化触媒を添加することにより本発明の硬化性組成物を調製することができる。必要に応じて、(B)ウレタン系樹脂をさらに添加してもよい。
前記一般式(1)で示される化合物(I)と前記一般式(2)で示される化合物(II)を反応させることにより、下記一般式(4)で示される構造単位と下記一般式(5)で示される構造単位とを含む本発明のビニル系樹脂(A)が得られる。
前記一般式(4)においてR〜R及びmはそれぞれ前記一般式(1)中のR〜R及びmと同じであり、前記一般式(5)において、R及びRはそれぞれ前記一般式(2)中のR及びRと同じである。
本発明のビニル系樹脂(A)は、前記一般式(4)で示される構造単位と前記一般式(5)で示される構造単位とが構造単位比として0.001:1〜5:1が好ましく、0.005:1〜0.22:1がより好ましい。
前記(A)ビニル系樹脂に含まれる一般式(4)で示される構造単位の個数は特に限定はないが、1分子中に平均して0.2個〜5個含まれることが好ましく、0.5個〜3.0個含まれることがより好ましい。一般式(5)で示される構造単位は、1分子中に平均して10個〜2000個含まれることが好ましく、15個〜1000個含まれることがより好ましい。
前記(A)ビニル系樹脂の分子量に制限はないが、数平均分子量1,000以上100,000以下が好ましく、1,500以上50,000以下がより好ましい。該(A)ビニル系樹脂は単独で用いてもよく2種以上組み合わせて用いてよい。
本発明で用いられる前記(B)ウレタン系樹脂は、水酸基含有有機重合体と、ポリイソシアネート化合物と、上記一般式(3)で示される化合物(III)と、アミン化合物と、を反応させて得られるウレタン系樹脂である。
前記水酸基含有有機重合体は、1分子中に水酸基を1個以上含有する有機重合体であれば特に制限はないが、水酸基を末端に有する有機重合体が好ましい。水酸基の数は1〜5個が好適である。水酸基含有有機重合体の主鎖は、分枝鎖状であっても、非分枝鎖状であってもよく、また種々の成分から構成されていてもよい。該水酸基含有有機重合体の主鎖としては、例えば、ポリオキシアルキレン、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリブタジエン、エチレン−オレフィンコポリマー、スチレン−ブタジエンコポリマー等)、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリシロキサン、ポリシロキサン−尿素/ウレタン−コポリマー、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリエーテル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリビニルエステル等が挙げられる。また、種々の主鎖のポリマーからなる任意の混合物または組合せも使用することができる。
前記水酸基含有有機重合体の数平均分子量は特に限定しないが、より柔軟性を得るためには4500以上が好ましく、5000〜50000がより好ましく、5600〜30000が特に好ましい。一方、低粘度で作業性を確保するためには4500未満の数平均分子量の水酸基含有有機重合体を使用することも可能であり、両方の特徴を得るために、低分子量体と高分子量体を混合して使用することも可能である。
また、水酸基含有有機重合体としては、特に重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比(以下、Mw/Mnという)が1.7以下の水酸基含有有機重合体を使用することが好ましい。また、Mw/Mnは、1.6以下であることがさらに好ましく、1.5以下であることが特に好ましい。同じ数平均分子量(Mn)の水酸基含有有機重合体を比較した場合、Mw/Mnが小さいほど、重合体の粘度が低くなり作業性に優れ、かつ、それを原料として得られるウレタン系樹脂を硬化させた場合、弾性率が同じものでも硬化物の伸びが大きく高強度となる。
前記水酸基含有有機重合体としては、水酸基含有オキシアルキレン系重合体が特に好ましい。該オキシアルキレン系重合体としては、触媒の存在下かつ開始剤の存在下、環状エーテル等を反応させて製造される水酸基末端のものが好ましい。
開始剤としては1つ以上の水酸基を有するヒドロキシ化合物等の活性水素化合物が使用できる。環状エーテルとしてはエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、ヘキシレンオキシド、テトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドが挙げられる。環状エーテルは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。触媒としては、カリウム系化合物やセシウム系化合物等のアルカリ金属触媒、複合金属シアン化物錯体触媒、金属ポルフィリン触媒、または窒素−リン二重結合を有するホスファゼン、ホスファゼニウムなどのホスファゼニウム触媒などが挙げられる。本発明では、開環重合終了後、使用した触媒を除去することが好ましい。
前述した水酸基含有ポリオキシアルキレン系重合体としては、ポリオキシアルキレンポリオール及びその誘導体が特に好ましい。前記ポリオキシアルキレンポリオールとしては、2〜8価のポリオキシプロピレンポリオールが好ましく、ポリオキシプロピレンジオール及びポリオキシプロピレントリオールがより好ましい。前記ポリオキシアルキレンポリオールの誘導体としては、ポリオキシアルキレンポリオールの末端に官能基が導入された誘導体が好ましく、例えば、末端にオレフィン基が導入されたポリオキシアルキレンポリオール誘導体が挙げられる。
前記ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基価は特に限定しないが、より柔軟性を得るためには、25mgKOH/g以下が好ましく、1〜22mgKOH/gがより好ましく、2〜20mgKOH/gが特に好ましい。一方、低粘度で作業性を確保するためには25mgKOH/g以上の水酸基価を有するポリオキシアルキレンポリオールを使用することも可能であり、両方の特徴を得るために、低水酸基価と高水酸基価を有するポリオキシアルキレンポリオールを混合して使用することも可能である。また、総不飽和度は0.04meq/g以下が好ましい。水酸基価および総不飽和度が上記範囲にあると湿気硬化物の柔軟性に優れた樹脂を得ることができる。
また、前記ポリオキシアルキレンポリオールは1分子中に、好ましくは2〜5個の水酸基を有し、より好ましくは2個の水酸基を有することが望ましい。ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基数が上記範囲にあると水酸基と反応可能な官能基を有する化合物と混合しても増粘などの経時変化が起こりにくい。
このようなポリオキシアルキレンポリオールのなかでは複合金属シアン化物錯体あるいはホスファゼニウム触媒を触媒として開始剤の存在下、環状エーテルを重合させて得られるものが特に好ましい。
複合金属シアン化物錯体としては、亜鉛ヘキサシアノコバルテートを主成分とする錯体が好ましく、なかでもエーテルおよび/またはアルコール錯体が好ましい。その組成は本質的に特公昭46−27250に記載されているものが使用できる。この場合、エーテルとしてはエチレングリコールジメチルエーテル(グライム)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)等が好ましく、錯体の製造時の取り扱い性の観点からグライムが特に好ましい。アルコールとしてはt−ブタノールが好ましい。
ホスファゼニウム触媒としては、ジメチルアミノトリス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムテトラフルオロボレート、テトラキス[トリ(ピロリジン−1−イル)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムテトラフルオロボレート、テトラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムクロライド、ジエチルアミノトリス[トリス(ジエチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムテトラフルオロボレート等が挙げられる。これらのうち、テトラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムクロライド等の活性水素化合物のホスファゼニウム塩や、テトラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムヒドロキシド、(ジメチルアミノ)トリス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムヒドロキシドが挙げられる。これらのうち、テトラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]ホスホニウムヒドロキシド等の水酸化ホスファゼニウムが好適である。
上記開始剤としては、活性水素化合物が用いられる。該活性水素化合物は、ポリオキシアルキレンポリオールの製造に通常用いられる活性水素化合物であれば特に制限されず、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルキレングリコール;グリセリン、トリメチロールプロパン等のトリオール;ペンタエリスリトール、ジグリセリン等のテトラオール;ソルビトール等のヘキサオール;およびショ糖等の水酸基含有化合物が挙げられる。これらは1種単独で用いても2種を併用してもよい。
上記環状エーテルとしては、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドが挙げられる。これらは1種単独で用いても2種を併用してもよい。このうち、プロピレンオキサイド単独で、またはエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを組み合わせて用いることが好ましい。すなわち、上記ポリオキシアルキレンポリオールは少なくともオキシプロピレン単位を含有することが好ましい。
本発明では、上記のように活性水素化合物に環状エーテルを開環付加重合させて得られるポリオキシアルキレンポリオールに加えて、公知の方法によってハロゲン化メチレンにより分子量を増大させたり、エステル、水酸基の縮合等により分子量を増大させたポリオキシアルキレンポリオールを用いることもできる。
特に、アルカリ金属触媒などを用いて製造した比較的低分子量のポリオキシアルキレンポリオールに多価ハロゲン化合物を反応させることにより多量化して得られるポリオキシアルキレンポリオールを使用することが好ましい。
多価ハロゲン化合物の具体例としては、塩化メチレン、モノクロロブロモメタン、臭化メチレン、沃化メチレン、1、1−ジクロル−2、2−ジメチルプロパン、塩化ベンザル、ビス(クロロメチル)ベンゼン、トリス(クロロメチル)ベンゼン、ビス(クロロメチル)エーテル、ビス(クロロメチル)チオエーテル、ビス(クロロメチル)ホルマール、テトラクロルエチレン、トリクロルエチレン、1、1−ジクロルエチレン、1、2−ジクロルエチレン、1、2−ジブロモエチレンなどが挙げられる。これらのうち、塩化メチレン、モノクロロブロモメタンが特に好ましい。
前記ポリイソシアネート化合物は、イソシアネート基を2個以上有する化合物であれば特に制限はないが、ジイソシアネート化合物が好適である。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
ジイソシアネート化合物としては、例えば脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族ジイソシアネート化合物、その他等が挙げられ、以下に、それらの具体例を示す。
脂肪族ジイソシアネート化合物:トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、1,2−ブチレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、2,4,4−又は2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネートメチルカプロエート等。
脂環式ジイソシアネート化合物:1,3−シクロペンテンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート等。
芳香脂肪族ジイソシアネート化合物:1,3−若しくは1,4−キシリレンジイソシアネート又はそれらの混合物、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,3−若しくは1,4−ビス(1−イソシアネート−1−メチルエチル)ベンゼン又はそれらの混合物等。
芳香族ジイソシアネート化合物:m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−トルイジンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート等。
その他ジイソシアネート化合物:フェニルジイソチオシアネート等硫黄原子を含むジイソシアネート類。
上記ジイソシアネート化合物の中でも、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−若しくは1,4−キシリレンジイソシアネート又はそれらの混合物、イソホロンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)が好ましい。また、脂肪族ジイソシアネート化合物を用いると、変色の少ない樹脂を得ることができる。
前記化合物(III)において、前記一般式(3)中のR11は、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基又は炭素数7〜20のアラルキル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。R11が複数存在する場合、それらは同じであっても異なっていてもよい。R12は、炭素数1〜4のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、メチル基が好ましい。R12が複数存在する場合、それらは同じであっても異なっていてもよい。R13は水素又はメチル基である。nは1、2又は3であり、速硬化性の点から3がより好ましい。
前記化合物(III)としては、具体的には、前記化合物(I)で例示したものが同様に好適に用いられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
前記アミン化合物としては、公知のアミン化合物が広く選択可能であり特に制限はないが、第一級アミノ基及び第二級アミノ基の一方又は両方を分子中に1個以上有する化合物が好適に用いられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
具体的には、第一級アミノ基を有する化合物として、第1級アミンが好適である。該第1級アミノとしては、例えば、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、イソブチルアミン、2−ブチルアミン、1,2−ジメチルプロピルアミン、ヘキシルアミン、へプチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、アミルアミン、オクチルアミン、3−ペンチルアミン、イソアミルアミン、2−オクチルアミン、3−メトキシプロピルアミン、3−プロポキシプロピルアミン、3−ブトキシプロピルアミン、3−イソブトキシプロピルアミン、ラウリルアミン、ペンタデシルアミン、ロジンアミン、テトラデシルアミン、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、トリメチルシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、アニリン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、アミノメチルトリメトキシシラン、アミノメチルアミノメチルトリエトキシシラン、アミノメチルメチルジメトキシシラン、アミノメチルメチルジエトキシシラン、アミノメチルジメチルメトキシシラン、アミノメチルジメチルエトキシシラン等のモノアミン;エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,2−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、ヘキサメチレンジアミン、1,7−ジアミノへプタン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカン、1,13−ジアミノトリデカン、1,14−ジアミノテトラデカン、1,15−ジアミノペンタデカン、1,16−ジアミノヘキサデカン、1,17−ジアミノヘプタデカン、1,18−ジアミノオクタデカン、1,19−ジアミノノナデカン、1,20−ジアミノエイコサン、1,21−ジアミノヘンティコサン、1,22−ジアミノドコサン、1,23−ジアミノトリコサン、1,24−ジアミノテトラコサン、イソホロンジアミン、ジアミノジシクロへキシルメタン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン、キシレンジアミン、フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジエチルフェニルメタン、ポリオキシエチレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン等のジアミン;トリ(メチルアミノ)へキサン等のポリアミンが挙げられる。
また、複数の第一級アミノ基を有する化合物として、例えば、N−メチル−3,3’−イミノビス(プロピルアミン)、ジエチレントリアミン、トリエチレンジアミン、ペンタエチレンジアミン、1,4−ジアミノブタン、1,2−ジアミノプロパン、ATU(3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン)、CTUグアナミン、ドデカン酸ジヒドラジド、ヘキサメチレンジアミン、m−キシリレンジアミン、ジアニシジン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、トリジンベース、m−トルイレンジアミン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、メラミン等が挙げられる。
その分子内に1個以上の第一級アミノ基と第二級アミノ基を有する化合物として、例えば、メチルアミノプロピルアミン、エチルアミノプロピルアミン、エチルアミノエチルアミン、ラウリルアミノプロピルアミン、2−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、1−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−アミノプロピルピペラジン、N−ラウリルプロピレンジアミン、N−ステアリルプロピレンジアミン、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、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノメチルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノメチルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノメチルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノメチルメチルジエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノメチルジメチルメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノメチルジメチルエトキシシラン等が挙げられる。
分子内に1個以上の第二級アミノ基のみを有する化合物として、例えば、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、ジヘキシルアミン、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、メチルラウリルアミンなどのモノアミン、N,N’−ジラウリルプロピルアミン、N,N’−ジステアリルブチルアミン、N−ブチル−N’−ラウリルエチルアミン、N−ブチル−N’−ラウリルプロピルアミン、N−ラウリル−N’−ステアリルブチルアミン等のジアミンピペラジン、シス−2,6−ジメチルピペラジン、シス−2,5−ジメチルピペラジン、2−メチルピペラジン、N,N’−ジ−t−ブチルエチレンジアミン、2−アミノメチルピペリジン、4−アミノメチルピペリジン、1,3−ジ−(4−ピペリジル)−プロパン、4−アミノプロピルアニリン、3−アミノピロリジン、ホモピペラジン等が挙げられる。
その他のアミンとして、例えば、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、ジメチルアミノエチルアミン、ジエチルアミノエチルアミン、3−ヒドロキシプロピルアミン、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、3−ラウリルオキシプロピルアミン、3−ジメチルアミノプロピルアミン、3−ジエチルアミノプロピルアミン、N−メチル−1,3−プロパンジアミン、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(5,4,4,0)ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン−5(DBN)、3−(1−ピペラジニル)プロピルアミン、3−モルホリノプロピルアミン等が挙げられる。
前記(B)ウレタン系樹脂の製造方法において、前記水酸基含有有機重合体、前記ポリイソシアネート化合物、前記化合物(III)、及び前記アミン化合物を反応させる工程順は特に制限はないが、前記水酸基含有有機重合体と前記ポリイソシアネート化合物とを反応させて得られるウレタンプレポリマーと、前記化合物(III)と前記アミン化合物とを反応させて得られる反応物Xと、を反応させることが好ましい。
前記水酸基含有有機重合体と前記ポリイソシアネート化合物との反応(ウレタンプレポリマー化反応)の反応条件は特に制限はなく、ウレタンプレポリマーを製造する通常の方法に準じて行えば良いが、50〜150℃、好ましくは50〜120℃、より好ましくは60〜100℃の反応温度で、30分間〜10時間行うことが好適である。反応させる際には空気中の水分との接触をさけるため、不活性ガス存在下で反応させることが望ましい。不活性ガスとしては窒素、ヘリウムなどが挙げられるが、窒素が好ましい。
前記水酸基含有有機重合体と前記ポリイソシアネート化合物の反応mol比は、1:1〜1:30の範囲内が好ましく、1:1.1〜1:5.0の範囲内がより好ましい。
前記ウレタンプレポリマー化反応において、ウレタンプレポリマー化反応触媒として、有機金属化合物やアミン化合物等のポリウレタンを製造する公知の触媒を使用することができ、有機金属系触媒が好ましい。水酸基含有有機重合体の分子量が大きい、つまりOHVが低い時には、触媒を使用しなくてもよい場合がある。
有機金属化合物としては、例えば、オクチル酸第一錫、モノブチル錫オキサイド、ジブチル錫オキサイド、酢酸錫、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロリド、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、およびナフテン酸コバルト等が挙げられる。
アミン化合物としては、例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルアルキレンジアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス[2−(ジメチルアミノ)エチル]エーテル、トリエチレンジアミン、およびトリエチレンジアミンの塩等が挙げられる。なお、ウレタンプレポリマー化反応触媒としてアミン化合物を用いる場合は、得られたウレタンプレポリマーに対し、前記化合物(III)とアミン化合物とを反応させて得られる反応物Xの代わりに前記化合物(III)を反応させることにより(B)ウレタン系樹脂を得ることもできるが、ウレタンプレポリマーと反応物Xを反応させて(B)ウレタン系樹脂を得ることが好ましい。
これらウレタンプレポリマー化反応触媒は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。その触媒の配合量は、前記水酸基含有有機重合体の質量と、前記ポリイソシアネート化合物の質量の和に対して、1wtppm以上10000wtppm以下が好ましく、10wtppm以上1000wtppm以下がより好ましい。
前記水酸基含有有機重合体と前記ポリイソシアネート化合物との反応において、イソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物をさらに反応させてもよい。この場合、イソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物を反応させる工程順は特に限定されず、水酸基含有有機重合体とポリイソシアネート化合物とを反応させた後、イソシアネート基を有するアルコキシラン化合物を反応させてもよく、水酸基含有有機重合体とイソシアネート基を有するアルコキシラン化合物とを反応させた後、ポリイソシアネート化合物を反応させてもよく、又は水酸基含有有機重合体とポリイソシアネート化合物とイソシアネート基を有するアルコキシラン化合物とを同時に反応させてもよいが、水酸基含有有機重合体とイソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物を反応させた後、該反応物とポリイソシアネート化合物を反応させる方法、及び水酸基含有有機重合体にイソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物及びポリイソシアネート化合物を同時に反応させる方法がより好ましい。前記イソシアネート基を有するアルコキシラン化合物としては、例えば、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネートトリアルコキシシランが好ましい。
前記化合物(III)と前記アミン化合物とを反応させ、反応物Xを得る方法は特に制限はないが、−20℃〜150℃、好ましくは0℃〜80℃の反応温度で、5分〜300時間反応させることが好適である。−20℃未満で行うと反応に長時間を要し、生産効率が悪い。150℃を超えると副反応が起こる可能性や熱分解が起こる可能性があり好ましくない。この際、場合によっては、重合禁止剤を存在させても良い。
前記アミン化合物と前記化合物(III)との反応mol比は、1:0.001〜1:1000が好ましく、1:0.1〜1:10がより好ましい。
前記ウレタンプレポリマーと反応物Xとの反応条件は特に制限はないが、−20℃〜150℃、好ましくは0℃〜80℃の反応温度で、5分〜300時間反応させることが好適である。−20℃未満で行うと反応に長時間を要し、生産効率が悪い。150℃を超えると副反応が起こる可能性があり好ましくない。
前記反応物Xと前記ウレタンプレポリマーの反応mol比は、1:0.001〜1:1000が好ましく、1:0.1〜1:10がより好ましい。
また、(B)ウレタン系樹脂の製造方法において、他の態様として、(a)前記化合物(III)と前記アミン化合物とを反応させて得られる反応物Xと、前記ポリイソシアネート化合物とを反応させ、反応物Yを得る工程と、(b)前記(a)工程で得られた反応物Yと、前記水酸基含有有機重合体とを反応させる工程と、を含む方法も好適である。
前記(a)工程において、前記化合物(III)と前記アミン化合物とを反応させ、反応物Xを得る方法は前述と同様に行えばよい。
前記反応物Xと前記ポリイソシアネート化合物とを反応させ、反応物Yを得る方法は特に制限はないが、−20℃〜150℃、好ましくは0℃〜80℃の反応温度で、5分〜300時間反応させることが好適である。−20℃未満で行うと反応に長時間を要し、生産効率が悪い。150℃を超えると副反応が起こる可能性があり好ましくない。
前記反応物Xと前記ポリイソシアネート化合物の反応mol比は、1:0.001〜1:1000が好ましく、1:0.1〜1:10がより好ましい。
前記反応物Yと前記水酸基含有有機重合体の反応条件は特に制限はなく、ウレタンプレポリマーを製造する通常の方法に準じて行えば良いが、50〜150℃で、30分間〜10時間行うことが好適である。前記反応物Yと前記水酸基含有有機重合体との反応において、前述したようなウレタンプレポリマー化反応触媒を用いてもよい。
前記水酸基含有有機重合体と前記反応物Yの反応mol比は、1:1〜1:30が好ましく、1:1.1〜1:5.0がより好ましい。
前記反応物Yと前記水酸基含有有機重合体との反応において、イソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物をさらに反応させてもよい。この場合、イソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物を反応させる工程順は特に限定されず、水酸基含有有機重合体と反応物Yとを反応させた後、イソシアネート基を有するアルコキシラン化合物を反応させてもよく、水酸基含有有機重合体とイソシアネート基を有するアルコキシラン化合物とを反応させた後、反応物Yを反応させてもよく、又は水酸基含有有機重合体と反応物Yとイソシアネート基を有するアルコキシラン化合物とを同時に反応させてもよいが、水酸基含有有機重合体とイソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物を反応させた後、該反応物と反応物Yを反応させる方法、及び水酸基含有有機重合体にイソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物及び反応物Yを同時に反応させる方法がより好ましい。
前記水酸基含有有機重合体と、前記ポリイソシアネート化合物と、前記化合物(III)と、前記アミン化合物とを反応させることにより、下記一般式(6)で示される末端基を有する本発明のウレタン系樹脂(B)が得られる。

前記一般式(6)において、R11〜R13及びnはそれぞれ前記化合物(III)の一般式(3)中のR11〜R13及びnと同じである。R14は(B)ウレタン系樹脂の合成に用いられるアミン化合物から誘導される1価の有機基であり、R15は(B)ウレタン系樹脂の合成に用いられるポリイソシアネート化合物から誘導される2価の有機基である。
前記(B)ウレタン系樹脂の数平均分子量は、その使用される用途によっても異なるが、500〜50000であることが好ましく、1000〜30000であることが特に好ましい。数平均分子量が上記範囲を下回ると望ましい物性が得られない場合があり、また上記範囲を上回ると粘度が高くなり、取扱性に劣る傾向がある。
前記(B)ウレタン系樹脂の配合割合は、特に限定されないが、前記(A)ビニル系樹脂100質量部に対して、1〜10000質量部が好ましく、5〜1000質量部がさらに好ましい。これらの(B)ウレタン系樹脂は、単独で使用しても良く、2種以上併用しても良い。
前記(C)硬化触媒としては、特に限定されないが、例えば、アミン化合物や有機金属化合物等が挙げられ、アミン化合物やシラノール縮合触媒が好ましく、アミン化合物がより好ましい。
前記アミン化合物としては、公知のアミン化合物が広く選択可能であり特に制限はないが、例えば、第一級アミノ基及び第二級アミノ基の一方又は両方を分子中に1個以上有する化合物が好適に用いられる。該アミン化合物としては、例えば、前記(B)ウレタン系樹脂の説明において例示したアミン化合物が好適に用いられる。また、該アミン化合物として、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルメチルメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン類を用いることが特に好ましい。
前記シラノール縮合触媒としては、例えば、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジオクトエート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、ジブチル錫オキサイド、ジメチル錫オキサイド、ジオクチル錫オキサイド、ジブチル錫ビストリエトキシシリケート、ジブチル錫ジステアレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジバーサテート、オクチル酸錫及びナフテン酸錫等の有機錫化合物やジブチル錫オキサイドとフタル酸エステルとの反応物等の錫系触媒;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;オクチル酸鉛及びナフテン酸鉛等の有機酸鉛;オクチル酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス及びロジン酸ビスマス等の有機酸ビスマス;シラノール縮合触媒として公知のその他の酸性触媒及び塩基性触媒等が挙げられる。
前記(C)硬化触媒の配合割合は、特に限定されないが、前記(A)ビニル系樹脂100質量部に対して、0.000001〜10質量部が好ましく、0.00001〜5質量部がさらに好ましい。これらの硬化触媒は、単独で使用しても良く、2種以上併用しても良い。
前記(A)ビニル系樹脂及び前記(B)ウレタン系樹脂は速硬化性に優れており、錫系触媒を用いずに硬化し、且つ硬化速度も従来の錫系触媒を必要とする硬化性組成物よりも著しく早いという甚大な効果を奏する。本発明の硬化性組成物は、毒性の点から錫系触媒を含有しないことが好適である。具体的には、本発明の硬化性組成物中の錫の含有量が100wtppm以下であることが好ましく、50wtppm以下がより好ましく、0wtppmであることがさらに好ましい。
本発明の硬化性組成物に、前記した成分に加えて、必要に応じて、シランカップリング剤、物性調整剤、充填剤、可塑剤、反応性希釈剤、揺変剤、脱水剤(保存安定性改良剤)、粘着付与剤、垂れ防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤、着色剤、ラジカル重合開始剤などの物質やトルエンやアルコール等の各種溶剤を配合してもよく、また相溶する他の重合体をブレンドしてもよい。
前記シランカップリング剤としては、従来公知のものを広く使用でき特に限定されないが、例えば、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルメチルメトキシシランなどのアミノシラン類、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリルシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン類、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシランなどのイソシアネートシラン類などが挙げられる。前記シランカップリング剤は単独で用いても良く、または、2種類以上を併用しても良い。
前記物性調整剤は引っ張り物性を改善する目的で添加される。前記物性調整剤の例としては、1分子中にシラノール基を1個有するシリコン化合物があり、例えば、トリフェニルシラノール、トリアルキルシラノール、ジアルキルフェニルシラノール、ジフェニルアルキルシラノール等が挙げられ、その他にも加水分解して1分子中にシラノール基を1個有する化合物を生成するシリコン化合物等の各種シランカップリング剤が挙げられ、例えば、トリフェニルメトキシシラン、トリアルキルメトキシシラン、ジアルキルフェニルメトキシシラン、ジフェニルアルキルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、トリアルキルエトキシシラン等が挙げられる。前記物性調整剤は単独で用いても良く、2種以上併用しても良い。
前記充填剤は硬化物の補強の目的で添加される。前記充填剤として、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珪藻土含水ケイ酸、含水けい酸、無水ケイ酸、ケイ酸カルシウム、シリカ、二酸化チタン、クレー、タルク、カーボンブラック、スレート粉、マイカ、カオリン、ゼオライト等が挙げられ、このうち炭酸カルシウムが好ましく、脂肪酸処理炭酸カルシウムがより好ましい。また、ガラスビーズ、シリカビーズ、アルミナビーズ、カーボンビーズ、スチレンビーズ、フェノールビーズ、アクリルビーズ、多孔質シリカ、シラスバルーン、ガラスバルーン、シリカバルーン、サランバルーン、アクリルバルーン等を用いることもでき、これらの中で、組成物の硬化後の伸びの低下が少ない点からアクリルバルーンがより好ましい。前記充填剤は単独で用いても良く、2種以上併用しても良い。
前記可塑剤は硬化後の伸び物性を高めたり、低モジュラス化を可能とする目的で添加される。前記可塑剤としては、その種類は特に限定されないが、例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジイソウンデシルフタレートなどの如きフタル酸エステル類;アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル、セバシン酸ジオクチル、アジピン酸ジブチルなどの如き脂肪族二塩基酸エステル類;ジエチレングリコールジベンゾエート、ジプロピ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などの如きグリコールエステル類;オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチルなどの如き脂肪族エステル類;リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリクレジルなどの如きリン酸エステル類;エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ベンジルなどの如きエポキシ可塑剤類;二塩基酸と2価アルコールとのポリエステル類などのポリエステル系可塑剤;ポリプロピレングリコールやポリエチレングリコールの誘導体などのポリエーテル類;ポリ−α−メチルスチレン、ポリスチレンなどのポリスチレン類;ポリブタジエン、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、ポリブテン、水添ポリブタジエン、水添ポリイソプレン、プロセスオイルなどの炭化水素系オリゴマー類;塩素化パラフィン類;MSポリマー203H((株)カネカ製)、サイリルSAT200((株)カネカ製)、ES−GX2443ST(旭硝子(株)製)、ES−GX3440ST(旭硝子(株)製)などの如き加水分解性シリル基含有ポリマー類;UP−1080(東亞合成(株)製)やUP−1061(東亞合成(株)製)などの如きアクリル系可塑剤類;UP−2000(東亞合成(株)製)、UHE−2012(東亞合成(株)製)などの如き水酸基含有アクリル系可塑剤類;UC−3510(東亞合成(株)製)などの如きカルボキシル基含有アクリルポリマー類;UG−4000(東亞合成(株)製)などの如きエポキシ基含有アクリルポリマー類;US−6110(東亞合成(株)製)、US−6120(東亞合成(株)製)などの如きシリル基含有アクリルポリマー類などが例示される。これらの可塑剤は、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
前記揺変剤としては、例えば、コロイダルシリカ、石綿粉等の無機揺変剤、有機ベントナイト、変性ポリエステルポリオール、脂肪酸アマイド等の有機揺変剤、水添ヒマシ油誘導体、脂肪酸アマイドワックス、ステアリル酸アルミニウム、ステアリル酸バリウム等が挙げられる。前記揺変剤は単独で使用しても良く、または、2種類以上を併用しても良い。
前記脱水剤は保存中における水分を除去する目的で添加される。前記脱水剤として、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ジメトルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等のシラン化合物が挙げられる。
前記酸化防止剤は、硬化シーリング材の酸化を防止して、耐候性を改善するために使用されるものであり、例えば、ヒンダードアミン系やヒンダードフェノール系の酸化防止剤等が挙げられる。ヒンダードアミン系酸化防止剤としては、例えば、N,N′,N″,N″′−テトラキス−(4,6−ビス(ブチル−(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ)−トリアジン−2−イル)−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン、ジブチルアミン・1,3,5−トリアジン・N,N′−ビス−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−1,6−ヘキサメチレンジアミン・N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物、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}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、コハク酸ジメチルと4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールの重合体、[デカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1(オクチルオキシ)−4−ピペリジル)エステル、1,1−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物(70%)]−ポリプロピレン(30%)、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネート、メチル1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルセバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケ−ト、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケ−ト、1−[2−〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]−4−〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、8−アセチル−3−ドデシル−7,7,9,9−テトラメチル−1,3,8−トリアザスピロ[4.5]デカン−2,4−ジオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、ペンタエリストール−テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、チオジエチレン−ビス[3−(3,5−ジ−tert−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N′−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオアミド]、ベンゼンプロパン酸3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシC7−C9側鎖アルキルエステル、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスホネート、3,3′,3″,5,5′,5″−ヘキサン−tert−ブチル−4−a,a′,a″−(メシチレン−2,4,6−トリル)トリ−p−クレゾール、カルシウムジエチルビス[[[3,5−ビス−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスホネート]、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン、N−フェニルベンゼンアミンと2,4,4−トリメチルペンテンとの反応生成物、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記酸化防止剤は単独で使用しても良く、または、2種類以上を併用しても良い。
前記紫外線吸収剤は、硬化シーリング材の光劣化を防止して、耐候性を改善するために使用されるものであり、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤等が挙げられる。紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジ−tert−ブチル−6−(5−クロロベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ジ−tert−ペンチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、メチル3−(3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−tert−ブチル−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300の反応生成物、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖及び側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール等のトリアジン系紫外線吸収剤、オクタベンゾン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、2,4−ジ−tert−ブチルフェニル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート系紫外線吸収剤などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記紫外線吸収剤は単独で使用してもよく、又は、2種類以上を併用しても良い。
本発明の硬化性組成物は、必要に応じて1液型とすることもできるし、2液型とすることもできるが、特に1液型として好適に用いることができる。本発明の硬化性組成物は、接着剤、シーリング材、粘着材、コーティング材、ポッティング材、塗料、パテ材及びプライマー等として用いることができる。本発明の硬化性組成物は、接着性、ゴム物性、貯蔵安定性、深部硬化性、速硬化性に優れているため、特に、接着剤に用いることが好ましいが、その他各種建築物用、自動車用、土木用、電気・電子分野用等に使用することができる。
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
合成例、実施例および比較例における分析、測定は以下の方法に従って行った。
1)数平均分子量の測定
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により下記条件で測定した。本発明において、該測定条件でGPCにより測定し、標準ポリエチレングリコールで換算した最大頻度の分子量を数平均分子量と称する。
THF溶媒測定装置
・分析装置:Alliance(Waters社製)、2410型示差屈折検出器(Waters社製)、996型多波長検出器(Waters社製)、Milleniamデータ処理装置(Waters社製)
・カラム:Plgel GUARD+5μmMixed-C×3本(50×7.5mm,300×7.5mm:PolymerLab社製)
・流速:1mL/分
・換算したポリマー:ポリエチレングリコール
・測定温度:40℃
2)貯蔵安定性試験
フラスコ内の硬化性組成物を室温にて3週間放置し、フラスコを傾けて目視にてその粘度を確認した。
3)硬化性試験
JIS A 1439 4.19により指触乾燥時間(TFT)を測定し、硬化性を評価した。60秒以内に皮膜形成した場合は○(良好)、60秒を超えた場合は×(不良)と評価した。
4)透明性(相溶性)
硬化性組成物をビンに入れ、室温(20〜25℃)にて、濁りの確認を目視にて行った。評価基準は、下記の通りである。○:透明、×:白濁もしくは二相分離。
5.接着性試験
5−1)接着性
被着材の上に0.2gの硬化性組成物を均一に塗布し、25mm×25mmの面積で直ちに貼り合わせた。貼り合わせ後、23℃相対湿度50%の雰囲気下で7日間、目玉クリップ小により圧締した直後にJIS K 6850 剛性被着材の引張りせん断接着強さ試験方法に準じて測定した。被着材としては、ポリカーボネート、Alを使用した。
5−2)立ち上がり接着性
ラワン合板(厚さ5mm、幅25mm、長さ100mm)の上に0.2gの硬化性組成物を均一に塗布し、25mm×25mmの面積で直ちに張り合わせた。貼り合わせ後、23℃相対湿度50%の雰囲気下で表12に示す所定時間、目玉クリップ小により圧締した直後にJIS K 6850 剛性被着材の引張りせん断接着試験方法に準じて測定した。
(合成例1)
表1に示した如く、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコにn−ブチルアクリレート25.00g、ステアリルメタクリレート65.92g、アクリロキシメチルトリメトキシシラン2.06g、さらにメルカプトメチルトリメトキシシラン3.37g加え、80℃に加熱した。THF5mlに溶かしたAIBN1.34gを3時間かけて滴下し、さらに6時間80℃で反応させ、ビニル系樹脂A1を得た。得られたビニル系樹脂A1の数平均分子量は5900であり、かつMw/Mn=1.6であった。前記一般式(4)で示される構造単位と前記一般式(5)で示される構造単位との構造単位比は40:1であった。
(合成例2)
表1に示した如く、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに酢酸エチルを49.50g入れ、80℃に加熱した。別の容器にメチルメタクリレート62.40g、2−エチルヘキシルメタクリレート26.70g、アクリロキシメチルトリメトキシシラン16.5g、メルカプトプロピルトリメトキシシラン7.60g、AIBN2.60gを混合し、それを3時間かけて滴下し、さらに6時間80℃反応させ、ビニル系樹脂A2を得た。得られたビニル系樹脂A2の数平均分子量は5000であり、かつMw/Mn=1.6であった。前記一般式(4)で示される構造単位と前記一般式(5)で示される構造単位との構造単位比は100:1であった。
(合成例3)
表1に示した如く、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに酢酸エチルを59.50g入れ、80℃に加熱した。別の容器にメチルメタクリレート62.40g、ステアリルメタクリレート45.58g、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン20.5g、メルカプトプロピルトリメトキシシラン7.60g、AIBN2.60gを混合し、それを3時間かけて滴下し、さらに6時間80℃反応させ、ビニル系樹脂A3を得た。得られたビニル系樹脂A3の数平均分子量は5000であり、かつMw/Mn=1.6であった。前記一般式(4)で示される構造単位と前記一般式(5)で示される構造単位との構造単位比は100:1であった。
(合成例4)
表1に示した如く、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに酢酸エチルを43.00g入れ、80℃に加熱した。別の容器にメチルメタクリレート65.20g、n−ブチルアクリレート5.95g、ステアリルメタクリレート12.69g、アクリロキシメチルトリメトキシシラン6.15g、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン1.00g、メルカプトプロピルトリメトキシシラン7.03g、AIBN2.60gを混合し、それを3時間かけて滴下し、さらに6時間80℃反応させ、ビニル系樹脂A4を得た。得られたビニル系樹脂A4の数平均分子量は5000であり、かつMw/Mn=1.6であった。前記一般式(4)で示される構造単位と前記一般式(5)で示される構造単位との構造単位比は24:1であった。
(合成例5)
表2に示した如く、撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、キシレン43.00g、メチルメタクリレート80.00g、ステアリルメタクリレート20.00g、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン20.00g、及び金属触媒としてルテノセンジクロライド0.10gを仕込みフラスコ内に窒素ガスを導入しながらフラスコの内容物を80℃に加熱した。ついで、充分に窒素ガス置換した3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン20.00gを撹拌下にフラスコ内に一気に添加した。3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン20.00gを添加後、撹拌中のフラスコ内の内容物の温度が80℃に維持できるように、加熱及び冷却を4時間行った。さらに、充分に窒素ガス置換した3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン20.00gを撹拌下に5分かけてフラスコ内に追加添加した。3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン20.00g全量を追加添加後、撹拌中のフラスコ内の内容物の温度が90℃に維持できるように、さらに冷却及び加温を行いながら、反応を4時間行った。合計で8時間5分間の反応後、反応物の温度を室温に戻し、反応物にベンゾキノン溶液(95%THF溶液)を20.00g添加して重合を停止し、ビニル系樹脂A5を得た。得られたビニル系樹脂A5の数平均分子量は5000であり、かつMw/Mn=1.6であった。前記一般式(4)で示される構造単位と前記一般式(5)で示される構造単位との構造単位比は10:1であった。
(合成例6)
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、表2に示した如く、キシレン43.00g、メチルメタクリレート80.00g、2−エチルヘキシルメタクリレート20.00g、アクリロキシメチルトリメトキシシラン20.00g、及び金属触媒としてジルコノセンジクロライド0.10gを仕込みフラスコ内に窒素ガスを導入しながらフラスコの内容物を80℃に加熱した。ついで、充分に窒素ガス置換したメルカプトメチルトリメトキシシラン20.00gを撹拌下にフラスコ内に一気に添加した。メルカプトメチルトリメトキシシラン20.00gを添加後、撹拌中のフラスコ内の内容物の温度が80℃に維持できるように、加熱及び冷却を4時間行った。さらに、充分に窒素ガス置換したメルカプトメチルトリメトキシシラン20.00gを撹拌下に5分かけてフラスコ内に追加添加した。メルカプトメチルトリメトキシシラン20.00g全量を追加添加後、撹拌中のフラスコ内の内容物の温度が90℃に維持できるように、さらに冷却及び加温を行いながら、反応を4時間行った。合計で8時間5分間の反応後、反応物の温度を室温に戻し、反応物にベンゾキノン溶液(95%THF溶液)を20.00g添加して重合を停止し、ビニル系樹脂A6を得た。得られたビニル系樹脂A6の数平均分子量は5000であり、かつMw/Mn=1.6であった。前記一般式(4)で示される構造単位と前記一般式(5)で示される構造単位との構造単位比は10:1であった。
(合成例7)
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、表2に示した如く、プロピレンカーボネートを10.00g、メチルメタクリレート54.69g、ラウリルメタクリレート13.67g、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン2.20g、アクリロキシメチルトリメトキシシラン2.06g、メチル2−ブロモイソプロピオネート1.80g及び遷移金属触媒としてCuBr1.43g、配位子としてN,N,N’,N’’,N’’―ペンタメチレンジエチレントリアミン3.47g仕込みフラスコ内に窒素ガスを導入しながらフラスコの内容物を80℃に加熱した。12時間の反応後、反応物の温度を室温に戻し、反応物にベンゾキノン溶液(95%THF溶液)を20.00g添加して重合を停止し、脱水メタノール(東京化成工業(株)製)にて反応物を沈殿精製し、ビニル系樹脂A7を得た。得られたビニル系樹脂A7の数平均分子量は8500であり、かつMw/Mn=1.1であった。前記一般式(4)で示される構造単位と前記一般式(5)で示される構造単位との構造単位比は10:1であった。
(合成例8)
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、表2に示した如く、トルエン10.00g、メチルメタクリレート27.35g、ラウリルメタクリレート6.84g、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン4.41g、合成した1−フェニルエチルジチオベンゾエート2.30g、AIBN0.82gを仕込みフラスコ内に窒素ガスを導入しながらフラスコの内容物を80℃に加熱した。撹拌中のフラスコ内の内容物の温度が80℃に維持できるように、加熱及び冷却を8時間行った。反応後、反応物の温度を室温に戻し、反応物にベンゾキノン溶液(95%THF溶液)を20.00g添加して重合を停止し、ビニル系樹脂A8を得た。得られたビニル系樹脂A8の数平均分子量は4300であり、かつMw/Mn=1.1であった。前記一般式(4)で示される構造単位と前記一般式(5)で示される構造単位との構造単位比は24:1であった。
(合成例9)
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、表2に示した如く、トルエン20.00g、メチルメタクリレート18.23g、ラウリルメタクリレート4.55g、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン8.81g、合成した1−フェニルエチルジチオベンゾネート4.60g、AIBN1.64gを仕込みフラスコ内に窒素ガスを導入しながらフラスコの内容物を80℃に加熱した。撹拌中のフラスコ内の内容物の温度が80℃に維持できるように、加熱及び冷却を8時間行った。反応後、反応物の温度を室温に戻し、反応物にベンゾキノン溶液(95%THF溶液)を20.00g添加して重合を停止し、ビニル系樹脂A9を得た。得られたビニル系樹脂A9の数平均分子量は1700であり、かつMw/Mn=1.2であった。前記一般式(4)で示される構造単位と前記一般式(5)で示される構造単位との構造単位比は24:1であった。
(合成例10)
表3に示した如く、攪拌装置、窒素ガス導入管、温度計および環流冷却器を備えたフラスコに、数平均分子量10000のポリオキシプロピレンジオール(商品名:プレミノール4010、旭硝子(株)製)を100.00g、2,4−トリレンジイソシアネートを3.49g、窒素雰囲気下、攪拌混合しながら90℃で3時間反応させウレタンプレポリマー1を得た。
攪拌装置、窒素ガス導入管、温度計および環流冷却器を備えた新たなフラスコに、減圧脱気後、窒素ガス置換して、窒素気流下にてn−ブチルアミンを1.54g加え、続いてアクリロキシメチルトリメトキシシランを4.04g加え、室温で24時間攪拌し、反応物X1を得た。得られた反応物X1を前記得られたウレタンプレポリマー1と室温にて1時間反応させ、その後60℃まで昇温して2時間攪拌して、ウレタン系樹脂B1を得た。得られたウレタン系樹脂B1の数平均分子量は11000であった。
(合成例11)
攪拌装置、窒素ガス導入管、温度計および環流冷却器を備えたフラスコに、プロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテート−グライム錯体触媒の存在下、プロピレンオキシドを反応させて得られた数平均分子量15000、かつMw/Mn=1.3のポリオキシプロピレンジオールを得た。
前記得られたポリオキシプロピレンジオールを100g用い、表3に示した如く、2,4−トリレンジイソシアネート2.32gを窒素雰囲気下、攪拌混合しながら90℃で3時間反応させてウレタンプレポリマー2を得た。
攪拌装置、窒素ガス導入管、温度計および環流冷却器を備えたフラスコに、減圧脱気後、窒素ガス置換して、窒素気流下にてn−ブチルアミンを1.02g加え、続いてメタクリロキシメチルトリメトキシシランを2.89g加え、室温で24時間攪拌し、反応物X2を得た。得られた反応物X2を前記得られたウレタンプレポリマー2と室温にて1時間反応させ、その後60℃まで昇温して2時間攪拌して、ウレタン系樹脂B2を得た。得られたウレタン系樹脂B2の数平均分子量は16000であった。
(合成例12)
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、表3に示した如く、窒素気流下にてn−オクチルアミンを13.91g加え、続いてメタクリロキシメチルトリメトキシシランを22.20g加え、室温で24時間攪拌した。つづいて窒素気流下にてイソホロンジイソシアネート22.78gを室温にて1時間掛けて滴下し、その後50℃1時間反応させ、反応物Y1を得た。反応終了後、Diol2000(三井化学ポリウレタン(株)製)を100.00g加え80℃にて6時間反応させ、ウレタン系樹脂B3を得た。得られたウレタン系樹脂B3の数平均分子量は2800であった。
(合成例13)
表4に示した如く、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに、合成例10で得たウレタン系樹脂B1を40.00g入れ、80℃に加熱した。別の容器にメチルメタクリレート62.40g、2−エチルヘキシルメタクリレート26.70g、アクリロキシメチルトリメトキシシラン30.00g、メルカプトプロピルトリメトキシシラン13.00g、AIBN5.00gを混合し、それを3時間かけて前記加熱したウレタン系樹脂B1に滴下し、さらに6時間80℃反応させ、ウレタン系樹脂B1中でビニル系樹脂A10を合成し、ビニル系樹脂A10及びウレタン系樹脂B1を含む樹脂組成物(A10+B1)を得た。得られたビニル系樹脂A10の数平均分子量は5000であり、かつMw/Mn=1.6であった。ビニル系樹脂A10とウレタン系樹脂B1の配合割合は質量比で、ビニル系樹脂A10:ウレタン系樹脂B1=70:30であった。
(合成例14)
表4に示した如く、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに、合成例11で得たウレタン系樹脂B2を90g入れ、80℃に加熱した。別の容器にメチルメタクリレート6.52g、n−ブチルアクリレート0.60g、ラウリルメタクリレート0.97g、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン0.66g、メルカプトメチルトリメトキシシラン0.65g、BPO0.28gを混合し、それを3時間かけて前記加熱したウレタン系樹脂B2に滴下し、さらに6時間80℃反応させ、ウレタン系樹脂B2中でビニル系樹脂A11を合成し、ビニル系樹脂A11及びウレタン系樹脂B2を含む樹脂組成物(A11+B2)を得た。得られたビニル系樹脂A11の数平均分子量は5000であり、かつMw/Mn=1.6であった。ビニル系樹脂A11とウレタン系樹脂B2の配合割合は質量比で、ビニル系樹脂A11:ウレタン系樹脂B2=10:90であった。
(比較合成例1)
表5に示した如く、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに、酢酸エチルを40g入れ、80℃に加熱した。別の容器にメチルメタクリレート62.4g、ステアリルメタクリレート45.58g、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.99g、メルカプトプロピルトリメトキシシラン7.60g、AIBN2.60gを混合し、それを3時間かけて滴下し、さらに6時間80℃反応させ、ビニル系樹脂Xを得た。得られたビニル系樹脂Xの数平均分子量は5000であり、かつMw/Mn=1.6であった。
表1〜表5において、各配合物質の配合量はTHFを除いてgで示され、各化合物の詳細は下記の通りである。
n−ブチルアクリレート(東京化成工業(株)製)
ステアリルメタクリレート(商品名:ライトエステルS、共栄社(株)製)
メチルメタクリレート(商品名:ライトエステルM、共栄社(株)製)
2−エチルヘキシルメタクリレート(商品名:ライトエステルEH、共栄社(株)製)
ラウリルメタクリレート(商品名:ライトエステルL、共栄社(株)製)
アクリロキシメチルトリメトキシシラン(Gelest社製)
メタクリロキシメチルトリメトキシシラン(Gelest社製)
メルカプトメチルトリメトキシシラン(商品名:LS535、信越化学工業(株)製)
メルカプトプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM803、信越化学工業(株)製)
AIBN:2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(V−60、和光純薬工業(株)製)
BPO:ベンゾイルパーオキサイド(ナイパーBW、日脂(株)製)
THF(テトラヒドロフラン、和光純薬工業(株)製)
酢酸エチル(和光純薬工業(株)製)
2,4−トリレンジイソシアネート(東京化成工業(株)製)
Diol2000:三井化学ポリウレタン(株)製、数平均分子量2000のポリオキシプロピレンジオール
プレミノール4010:旭硝子(株)製、数平均分子量10000のポリオキシプロピレンジオール
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM503、信越化学工業(株)製)
(実施例1)
表6に示した如く、合成例10で得たウレタン系樹脂B1を10質量部と合成例1で得たビニル系樹脂A1を90質量部、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM903、信越化学工業(株)製)を3.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。
(実施例2)
表6に示した如く、合成例10で得たウレタン系樹脂B1を50質量部と合成例2で得たビニル系樹脂A2を70質量部、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、N−アミノエチル3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM603、信越化学工業(株)製)を1.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。
(実施例3)
表6に示した如く、合成例10で得たウレタン系樹脂B1を70質量部と合成例3で得たビニル系樹脂A3を42質量部、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、N−アミノエチル3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM603、信越化学工業(株)製)を1.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。また、該硬化性組成物の接着性試験の結果を表12に示した。
(実施例4)
表6に示した如く、合成例10で得たウレタン系樹脂B1を70質量部と合成例5で得たビニル系樹脂A5を42質量部、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM903、信越化学工業(株)製)を1.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。
(実施例5)
表6に示した如く、合成例10で得たウレタン系樹脂B1を70質量部と合成例6で得たビニル系樹脂A6を42質量部、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM903、信越化学工業(株)製)を1.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。
(実施例6)
表7に示した如く、合成例10で得たウレタン系樹脂B1を60質量部と合成例4で得たビニル系樹脂A4を56.1質量部、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM903、信越化学工業(株)製)を5.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。また、該硬化性組成物の接着性試験の結果を表12に示した。
(実施例7)
表7に示した如く、合成例10で得たウレタン系樹脂B1を60質量部と合成例7で得たビニル系樹脂A7を40質量部、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM903、信越化学工業(株)製)を0.50質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。
(実施例8)
表7に示した如く、合成例10で得たウレタン系樹脂B1を80質量部と合成例8で得たビニル系樹脂A8を20質量部、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM903、信越化学工業(株)製)を3.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。
(実施例9)
表7に示した如く、合成例10で得たウレタン系樹脂B1を80質量部と合成例9で得たビニル系樹脂A9を20質量部、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM903、信越化学工業(株)製)を0.10質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。
(実施例10)
表7に示した如く、合成例12で得たウレタン系樹脂B3を30質量部と合成例1で得たビニル系樹脂A1を70質量部、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM903、信越化学工業(株)製)を0.10質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。
(実施例11)
表8に示した如く、合成例13で得た樹脂組成物(A10+B1)100質量部を攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、N−アミノエチル3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM603、信越化学工業(株)製)を1.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。
(実施例12)
表8に示した如く、合成例14で得た樹脂組成物(A11+B2)100質量部を攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、N−アミノエチル3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM603、信越化学工業(株)製)を1.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。また、該硬化性組成物の接着性試験の結果を表12に示した。
(実施例13)
表9に示した如く、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに、合成例14で得た樹脂組成物(A11+B2)100質量部を入れ、チタニウムジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)(商品名:オルガチックス(登録商標)TC−750、マツモトファインケミカル(株)製)を4.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。
(実施例14)
表9に示した如く、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに、合成例10で得たウレタン系樹脂B1を70質量部と合成例3で得たビニル系樹脂A3を42質量部入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、チタニウムジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)(商品名:オルガチックス(登録商標)TC−750、マツモトファインケミカル(株)製)を4.00質量部加え、グリシジルプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM403、信越化学工業(株)製)を1.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。また、該硬化性組成物の接着性試験の結果を表12に示した。
(比較例1)
表10に示した如く、サイリルSAT−200(架橋性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体、架橋性シリル基:メチルジメトキシシリル基、(株)カネカ製)100質量部を攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに入れ、50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM903、信越化学工業(株)製)を1.00質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。また、該硬化性組成物の接着性試験の結果を表12に示した。
(比較例2)
表10に示した如く、攪拌機、温度計、窒素導入口、モノマー装入管および水冷コンデンサーを装着した300mLのフラスコに、架橋性シリル基含有有機重合体としてES−GX3440ST(架橋性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体、架橋性シリル基:トリメトキシシリル基、旭硝子(株)製)を60質量部入れ、比較合成例1で得たビニル系樹脂Xを40質量部加え50℃に加熱し脱気攪拌し、室温まで戻し、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM903、信越化学工業(株)製)を1.00質量部、ジブチル錫ラウレート(東京化成工業(株)製)を0.3質量部加え、硬化性組成物を得た。該硬化性組成物の透明性、貯蔵安定性及び硬化性(TFT)の結果を表11に示した。また、該硬化性組成物の接着性試験の結果を表12に示した。
表6〜10において、各配合物質の配合量は質量部で示され、各化合物の詳細は下記の通りであり、(A):(B)は硬化性組成物中の(A)ビニル系樹脂と(B)ウレタン系樹脂の配合割合を質量比で示したものである。
ビニル系樹脂A1〜A9:合成例1〜9で合成したビニル系樹脂A1〜A9
ウレタン系樹脂B1及びB3:合成例10及び12で合成したウレタン系樹脂B1及びB3
樹脂組成物(A10+B1):合成例13で合成した樹脂組成物
樹脂組成物(A11+B2):合成例14で合成した樹脂組成物
KBM903:アミノメチルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)製
KBM603:N−アミノエチル3−アミノプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)製
DBU:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、東京化成工業(株)製
TC−750:チタニウムジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)、商品名:オルガチックス(登録商標)TC−750、マツモトファインケミカル(株)製
ジブチル錫ジラウレート(東京化成工業(株)製)
SAT−200:架橋性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体、架橋性シリル基:メチルジメトキシシリル基、(株)カネカ製
ES−GX3440ST:架橋性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体、架橋性シリル基:トリメトキシシリル基、旭硝子(株)製

Claims (13)

  1. (A)下記一般式(1)で示される化合物(I)及び下記一般式(2)で示される化合物(II)を反応させて得られるビニル系樹脂、
    (B)水酸基含有有機重合体と、ポリイソシアネート化合物と、下記一般式(3)で示される化合物(III)と、アミン化合物と、を反応させて得られるウレタン系樹脂、及び
    (C)硬化触媒、
    を含むことを特徴とする硬化性組成物。

    (前記一般式(1)において、Rは、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、Rは水素又はメチル基であり、mは1〜3の整数である。)

    (前記一般式(2)において、Rは、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、Rは、水素原子、アルカリ金属原子、炭素数1〜24の炭化水素含有基である。)

    (前記一般式(3)において、R11は、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、R12は、炭素数1〜4のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、R13は水素又はメチル基であり、nは1〜3の整数である。)
  2. 前記(C)硬化触媒がアミン化合物であることを特徴とする請求項1記載の硬化性組成物。
  3. 前記(A)ビニル系樹脂が、下記一般式(4)で示される構造単位と下記一般式(5)で示される構造単位を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の硬化性組成物。

    (前記一般式(4)において、Rは、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はフェニル基であり、Rは水素又はメチル基であり、mは1〜3の整数である。)

    (前記一般式(5)において、Rは、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、Rは、水素原子、アルカリ金属原子、炭素数1〜24の炭化水素含有基である。)
  4. 前記(A)ビニル系樹脂の反応が、フリーラジカル重合又はリビングラジカル重合であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の硬化性組成物。
  5. 前記化合物(II)として、前記一般式(2)中のRが炭素数1〜24のアルキル基である化合物を2種以上用いることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の硬化性組成物。
  6. 前記化合物(II)が、前記一般式(2)中のRが炭素数1〜8のアルキル基である化合物及び前記一般式(2)中のRが炭素数10〜24のアルキル基である化合物であることを特徴とする請求項5記載の硬化性組成物。
  7. 前記化合物(II)が、前記一般式(2)中のRが炭素数1〜2のアルキル基である化合物及び前記一般式(2)中のRが炭素数7〜9のアルキル基である化合物であることを特徴とする請求項5記載の硬化性組成物。
  8. 前記水酸基含有有機重合体が、水酸基含有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1項記載の硬化性組成物。
  9. 前記ウレタン系樹脂が、
    前記水酸基含有有機重合体と前記ポリイソシアネート化合物とを反応させて得られるプレポリマーと、
    前記化合物(III)と前記アミン化合物とを反応させて得られる反応物Xと、
    を反応させる工程を含む方法により製造されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載の硬化性組成物。
  10. 前記ウレタン系樹脂が、
    (a)前記化合物(III)と前記アミン化合物とを反応させて得られる反応物Xと、前記ポリイソシアネート化合物とを反応させ、反応物Yを得る工程と、
    (b)前記(a)工程で得られた反応物Yと、前記水酸基含有有機重合体とを反応させる工程と、を含む方法により製造されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1記載の硬化性組成物。
  11. 前記(A)ビニル系樹脂100質量部に対して、前記(B)ウレタン系樹脂を1〜10000質量部、前記(C)硬化触媒を0.000001〜10質量部配合することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の硬化性組成物。
  12. 接着剤に用いられることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項記載の硬化性組成物。
  13. 請求項1〜12のいずれか1項記載の硬化性組成物を含有することを特徴とする接着剤組成物。
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