JP5484869B2 - 硬化性組成物 - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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しかしながら、上記組成物は、比重の点で未だ満足できるものではなかった。さらなる低比重化を図るためバルーンを増量すると、組成物の体積当たりの樹脂成分量の減量及びバルーン物性等の影響により、接着耐久性や伸び率の低下及び高モジュラス化等といったシーリング材に必要な性能の低下が生じていた。
さらに、加水分解性シリル基含有ポリマーを主成分とする硬化性組成物は、分子鎖末端の加水分解性シリル基の導入率(シリル化率)が高いと、架橋密度が高くなり、ゴム物性に優れた硬化物を形成しにくいといった問題があった。
すなわち、本発明には、以下の好適な実施態様が含まれる。
[1](A)シリル化率が40〜80%である加水分解性シリル基含有ポリマーと、
(B)マイクロバルーンと
を含んでなり、比重が1.10以下である、硬化性組成物。
[2]加水分解性シリル基含有ポリマー(A)は1.0〜2.0の分子量分布(Mw/Mn)を有することを特徴とする、[1]に記載の硬化性組成物。
[3]加水分解性シリル基含有ポリマー(A)は、8000〜40000の数平均分子量(Mn)を有することを特徴とする、[1]または[2]に記載の硬化性組成物。
[4]加水分解性シリル基含有ポリマー(A)は、変成シリコーンポリマーであることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[5]加水分解性シリル基含有ポリマー(A)は、加水分解性シリル基がジアルコキシ基を有することを特徴とする、[4]に記載の硬化性組成物。
[6]マイクロバルーン(B)は平均粒径が10〜200μmであることを特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[7]マイクロバルーン(B)はガラス転移温度(Tg)が50〜200℃であることを特徴とする、[1]〜[6]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[8]マイクロバルーン(B)は被覆材脱落率が35重量%以下であることを特徴とする、[1]〜[7]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[9]加水分解性シリル基含有ポリマー(A)を基準として10〜70重量%のマイクロバルーン(B)を含有することを特徴とする、[1]〜[8]のいずれかに記載の硬化性組成物。
本発明の硬化性組成物は、主成分として、加水分解性シリル基含有ポリマー(A)を含んでなる。
前記加水分解性シリル基含有ポリマー(A)の数平均分子量(Mn)は、物性の点で、好適には8000以上、より好適には12000以上、さらに好適には15000以上である。一方、前記ポリマー(A)の数平均分子量(Mn)は、粘度の点で、好適には40000以下、より好適には35000以下、さらに好適には25000以下である。
また、前記ポリマー(A)の分子量分布(Mw/Mn)は、物性の点で、好適には1.0以上、より好適には1.1以上である。一方、前記ポリマー(A)の数平均分子量は、物性の点で、好適には2.0以下、より好適には1.8以下である。
ここで、本発明における数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算値である。
シリル化率は、核磁気共鳴分析法(NMR)を用いて、加水分解性シリル基の導入された末端と導入されていない末端の比率を算出することによってシリル化率を求めることができる。
変成シリコーンポリマーの代表的市販品としては、例えば(株)カネカ製のMSポリマーシリーズ(例えば、「MSポリマーS810」、「MSポリマーS−203」等)、SAX−220や旭硝子(株)製「エクセスター」(登録商標)シリーズ(ES−S2410、ES−W2521など)が挙げられる。
また、本発明による硬化性組成物において、変成シリコーンポリマーは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(I)水酸基末端オキシアルキレン重合体の末端水酸基を不飽和基に変換した後、該不飽和基とヒドロシリル化合物とを反応させる方法。
(II)水酸基末端オキシアルキレン重合体とイソシアネート基含有ケイ素化合物とを反応させる方法。
(III)水酸基末端オキシアルキレン重合体の末端水酸基を不飽和基に変化した後、該不飽和基とメルカプト基含有ケイ素化合物とを反応させる方法。
(IV)水酸基末端オキシアルキレン重合体の末端水酸基をイソシアネート基に変換した後、該イソシアネート基と活性水素含有ケイ素化合物を反応させる方法。
(i)特公平3−80829号公報に開示の、(a)アクリル酸アルキルエステル(アルキル炭素数は好適には2〜4)(例えばエチルアクリレート、プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート等)と、(b)ビニルアルコキシシラン(例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン等)および(メタ)アクリロキシアルコキシシラン(例えばγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等)の群から選ばれる1種または2種以上の混合物とを、連鎖移動剤として(c)メルカプトアルコキシラン(例えばγ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等)の存在下で、ラジカル共重合[通常、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、α,α’−アゾビスイソバレロニトリル、過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキシドなど重合開始剤を用いて公知の塊状重合、溶液重合などの手法;あるいはレドックス触媒、例えば、遷移金属塩、アミン等と過酸化物系開始剤を組合せたレドックス重合法により]させることによって製造されるもの(通常、数平均分子量(Mn)3,000〜100,000、1分子中の平均アルコキシシリル基数1.2〜3個);および
(ii)特公平4−69667号公報に開示の、ビニル系モノマー[例えばエチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、プロピルアクリレート、ペンチルアクリレート、ステアリルアクリレートなどのアクリレート;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどのメタクリレート;スチレンもしくはその誘導体(α−メチルスチレン、クロルメチルスチレンなど);ジエチルフマレート、ジブチルフマレート、ジプロピルフマレートなどのフマル酸ジエステル;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化エチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニレンなどのハロゲン化ビニル類等]100部(重量部、以下同様)に、アルコキシシリル基含有ジスルフィド化合物[例えばビス(トリメトキシシリルメチル)ジスルフィド、ビス(トリエトキシシリルメチル)ジスルフィド、ビス(トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(メチルジメトキシシリルメチル)ジスルフィド、ビス(メチルジエトキシシリルメチル)ジスルフィド、ビス(プロピルジメトキシシリルメチル)ジスルフィド、ビス(プロピルジエトキシシリルメチル)ジスルフィド、ビス(ジメチルメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(ジメチルエトキシシリルプロピル)ジスルフィド等]0.05〜50部を加え、必要に応じて有機溶媒(トルエン、キシレン、ヘキサン、酢酸エチル、ジオクチルフタレート等)中で光重合(常温乃至50〜60℃で、4〜30時間の光照射)に付すことによって製造されるものが挙げられる。
で示される化学構造を有する、(株)カネカ製の「エピオン」(登録商標)シリーズ(例えば、「エピオン(登録商標)EP−505S」等)が例示される。
前記常温液状の官能基を有さない無溶剤型アクリル系ポリマーは、官能基を有さないアクリル系モノマー[例えば前記のアルコキシシリル基含有アクリル系ポリマーの重合法(ii)で用いるようなアクリレートやメタクリレート]を用い、例えば400℃付近の高温・高圧での連続塊状重合(開始剤は極少量もしくは不要、連鎖移動剤は不要)により、極めて短い反応時間(5分程度)で製造することができる。
また、前記常温液状の官能基を有さない無溶剤型アクリル系ポリマーは、狭い組成分布及び分子量分布を有するため、100%ポリマーおよび低Tgの常温液状を呈し、かつ変成シリコーン系ポリマーとの相溶性が良好であり得る。該常温液状の官能基を有さない無溶剤型アクリル系ポリマーを用いると、硬化性組成物の粘度粘性を調整することができ、また、作業性及び耐候性を向上させ得る。常温液状の官能基を有さない無溶剤型アクリル系ポリマーの市販品として、例えば東亞合成(株)製「ARUFON(登録商標)UP−1000」等が挙げられる。
本発明においては、好適には、変成シリコーンポリマー中で重合されたアルコキシシリル基含有アクリル系ポリマーを、高温・高圧で連続塊状重合により得られる常温液状の官能基を有さない無溶剤型アクリル系ポリマーと併用する。該常温液状の官能基を有さない無溶剤型アクリル系ポリマーを用いると、可塑剤代替効果が得られ、硬化後の組成物の物性を低モジュラス及び高伸長とすることが可能であり、また、硬化性組成物の作業性と耐候性を向上させ得る。
また、本発明に用いるマイクロバルーン(B)は、好適には50℃〜200℃、より好適には80℃〜200℃のガラス転移温度(Tg)を有する。本発明に用いるマイクロバルーン(B)のガラス転移温度(Tg)が上記範囲であることは、物性とバルーンの耐圧性の点から有利である。
本発明の硬化性組成物は、加水分解性シリル基含有ポリマー(A)を基準として、好適には10重量%以上、より好適には15重量%以上のマイクロバルーン(B)を含有する。また、本発明の硬化性組成物は、好適には70重量%以下、より好適には、50重量%以下のマイクロバルーン(B)を含有する。マイクロバルーン(B)が10重量%以上であると、組成物全体の比重を十分に低下させ得る点で有利である。また、マイクロバルーン(B)が70重量%以下であると、良好な硬化後物性が得られる点で有利である。
炭素数16以上の不飽和脂肪酸としてはパルミトイル酸、オレイン酸、リノール酸、リノレイン酸などが挙げられ、これらは処理剤に含まれると作業性の向上などの点で有利である。
表面処理剤量とは、熱重量分析(TG)計を用いて、有機物量を測定することによって算出される値であり、表面処理炭酸カルシウムにおける有機物の量のことである。上記表面処理剤量は、好適には4.5重量%以上である。また、上記表面処理剤量は、好適には7重量%以下、より好適には5.5重量%以下である。上記表面処理剤量が、上記範囲にあると、十分なチキソ性を得ることができる。
BET比表面積は、従来既知の方法、例えば、吸着ガスとして窒素を使用し、BET比表面積計を用いて測定する方法によって得ることができる。BET比表面積は、好適には12〜18m2/gである。BET比表面積が12m2/g未満の場合、十分なチキソ性が得られない。一方、25m2/gを超える場合には、混合不良や混合時に空気を巻き込み易くやすくなる。
本発明の硬化性組成物は、硬化性組成物全量に対して、好適には5重量%以上、より好適には10重量%以上の表面処理炭酸カルシウムを含有し得る。また、本発明の硬化性組成物は、硬化性組成物全量に対して、好適には50重量%以下、より好適には30重量%以下の表面処理炭酸カルシウムを含有し得る。本発明の硬化性組成物が表面処理炭酸カルシウムを上記範囲で含有することは、チキソ性付与によるスランプ防止、作業性向上や作業可能時間の点から有利である。
また、上記表面未処理炭酸カルシウムの平均粒径は、好適には0.05μm以上、より好適には0.5μm以上、さらに好適には1.0μm以上である。また、上記表面未処理炭酸カルシウムの平均粒径は、好適には5.0μm以下、より好適には4.5μm以下、さらに好適には4.0μm以下である。平均粒径とは、レーザー回折・散乱式粒度分布測定器において測定された重量累積粒度分布の50%径である。平均粒径が小さい場合には、炭酸カルシウム粒子間での凝集を防止するため粒子表面の処理が必要となるため望ましくない。一方、平均粒径が大きい場合には、硬化後ゴム物性の低下、チキソ性低下の点から望ましくない。
本発明の硬化性組成物は、硬化性組成物全量に対して、好適には5重量%以上、より好適には15重量%以上の表面未処理炭酸カルシウムを含有し得る。また、本発明の硬化性組成物は、硬化性組成物全量に対して、好適には50重量%以下、より好適には40重量%以下の表面未処理炭酸カルシウムを含有し得る。本発明の硬化性組成物が表面未処理炭酸カルシウムを上記範囲で含有することは作業性、硬化後の物性、特に伸び性の点から有利である。
本発明の硬化性組成物は、硬化後の伸び率が500%以上、50%引張応力は0.20N/mm2以下である。かかる比重および伸び率を有することにより本発明の硬化性組成物は、シーリング材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、二液型シーリング材とした場合、上記基剤と上記硬化剤を、好適には100:0.5〜20、より好適には100:1〜15、さらに好適には100:5〜10の範囲から選択される少なくとも1つの重量比で計量混合し、硬化させて使用することができる。
また、本発明の硬化性組成物は、自動車、電器、土木用のシーリング材、その他接着剤、塗料、コーティング材、ポッティング材、成形物などに適用することができる。
(注2)変成シリコーンポリマー、シリル化率55%
(注3)変成シリコーンポリマー、シリル化率60%
(注4)変成シリコーンポリマー、シリル化率70%
(注5)変成シリコーンポリマー、シリル化率85%
(注6)三共精粉株式会社製「EMC−40B」平均粒径50μm、ガラス転移温度(Tg)123℃、被覆材脱落率30%
(注7)重質炭酸カルシウム、白石カルシウム株式会社製「ホワイトンSB」、平均粒径3.7μm
(注8)丸尾カルシウム株式会社製「カルファイン500」、一次粒子系0.05μm、BET比表面積17m2/g
(注9)ラウリリン酸60%、オレイン酸20%被覆コロイド炭酸カルシウム、表面処理剤量4.5%、BET比表面積14.5m2/g
(注10)DINP、新日本理化株式会社製「DINP」
(注11)株式会社アデカ製「AO−60P」
(注12)城北化学工業株式会社製「JF79」
(注13)4価錫系触媒、旭硝子株式会社製「エクセスターC-501」
1.比重測定
JIS K 6833 5.2.1「比重カップ法」に準拠して測定した。
JIS A 1439 5.20「引張接着性試験」(2004)に従い、初期養生後(20℃×7日+50℃×7日)、50%引張応力[N/mm2]、最大引張応力[N/mm2]および最大荷重時の伸び率[%]を測定した。
JIS H 4000に規定されるA5052Pアルミニウム板(50×50×5mm)にプライマー(商品名:プライマーBC−3:サンスター技研(株)製)を塗布し、シーリング材を打設する。養生(条件:20℃×7日+50℃×7日)後、JISA5758に従い、試験項目の一つである耐久性の試験を行った。耐久性区分8020において試験を行った。
○:合格、×:不合格
Claims (6)
- (A)シリル化率が40〜80%である加水分解性シリル基含有ポリマーと、
(B)被覆材脱落率が35重量%以下であるマイクロバルーンと
を含んでなり、比重が1.10以下である硬化性組成物であって、加水分解性シリル基含有ポリマー(A)は、変成シリコーンポリマーであり、マイクロバルーン(B)は、無機微粉末で被覆した樹脂バルーンであり、加水分解性シリル基含有ポリマー(A)を基準として10〜70重量%のマイクロバルーン(B)を含有する硬化性組成物。 - 加水分解性シリル基含有ポリマー(A)は1.0〜2.0の分子量分布(Mw/Mn)を有することを特徴とする、請求項1に記載の硬化性組成物。
- 加水分解性シリル基含有ポリマー(A)は、8000〜40000の数平均分子量(Mn)を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の硬化性組成物。
- 加水分解性シリル基含有ポリマー(A)は、加水分解性シリル基がジアルコキシ基を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の硬化性組成物。
- マイクロバルーン(B)は平均粒径が10〜200μm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。
- マイクロバルーン(B)はガラス転移温度(Tg)が50〜200℃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。
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