JP6723396B2 - シラン基含有ポリマーをベースにする非移行性速硬化性組成物 - Google Patents

シラン基含有ポリマーをベースにする非移行性速硬化性組成物 Download PDF

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Description

本発明は、接着剤、シーリング材またはコーティング材としてとりわけ適している、シラン基含有ポリマーをベースにする室温で硬化性の組成物に関する。
シラン基含有ポリマーをベースにする室温で硬化性の組成物が知られている。その場合、シラン基含有ポリマーは、とりわけ、一般に「シリコーン」または「シリコーンゴム」と称されるポリオルガノシロキサン、および「シラン官能性ポリマー」、「シラン変性ポリマー」(SMP)または「シラン末端ポリマー」(STP)とも称されるシラン基含有有機ポリマーである。このような組成物は、多くの技術的用途で、例えば、接着剤、シーリング材またはコーティング材として重要な役割を果たす。その硬化は、水分の影響で加水分解する時、シラノール基が互いに縮合してシロキサン結合を形成する、シラン基の架橋反応によって起こる。硬化を促進するために、触媒を使用することが多い。それは、とりわけ硬化後も、触媒またはその分解生成物がアウトガス発生、移行、または浸出により放出されるとき加工業者や環境に有害な可能性がある、毒物学的に憂慮すべき物質であることが多い。
架橋触媒として、従来、有機スズ化合物、とりわけジアルキルスズ(IV)カルボキシレートが使用されている。これらは、シラノール縮合に関する優れた活性を特徴とし、耐加水分解性が非常に高いが;それらは健康に害があり、水質汚染性も非常に高い。それらは他の触媒と、主に、とりわけ上流のシラン基の加水分解を促進する塩基性化合物、とりわけアミンと組み合わせて使用されることが多い。
同業組合や消費者によるEHS側面の重要性が増していると共に、国の規制が厳しくなったため、しばらく前から、有機スズ化合物の代わりに別の比較的毒性の低い触媒を使用する努力がより一層行われている。例えば、有機チタネート、有機ジルコネート、および有機アルミネートが代替の金属触媒として記載された。しかし、これらはたいていの場合、シラノール縮合に関して有機スズ化合物より触媒活性が低く、架橋が起こるのがずっと遅い。それらは、加水分解安定性が欠如しているため、組成物の貯蔵時に成分の残留水分によりそれらの活性の大部分を失うおそれがあり、それにより硬化速度が非常に遅くなるか、または硬化が完全に停止する。
有機スズ化合物の他の既知の代替物は、前述の金属触媒と組み合わせて、または単独でも使用することができる、アミジン類およびグアニジン類の強塩基性窒素化合物である。一般的なアミジン触媒およびグアニジン触媒の多く、例えば、とりわけ1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)および1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(TMG)は、しかし、易揮発性で臭いが強いと共に、同様に健康に害があり環境にも有害な化合物である。そのうえ、それらは、組成物中での相溶性が低いため、移行し、それにより分離、ブリードまたは基材汚染を引き起こす傾向がある。前述の、室温で固体の芳香族アミジンおよびグアニジンの使用により対策が講じられるが、それには適切な溶媒の使用が必要であり、触媒活性、従って、架橋速度が損なわれる。
従って、本発明の課題は、低い危険有害性分類を可能にし、放出や臭いが少なく、分離傾向がなく十分な貯蔵寿命があり、水分によりシラン基が架橋して迅速に硬化し、そのとき、ブリードや基材汚染のような移行に起因する欠点が生じる傾向がほとんどない機械的品質が高く耐性のある材料を形成する、シラン基含有ポリマーをベースにする室温で硬化性の組成物を提供することである。
これらの課題は、式(I)の触媒を含有する請求項1の組成物により解決される。これらの特性は金属含有化合物を助触媒として使用することなく、とりわけ有機スズ化合物を用いることなくもしくは少量の有機スズ化合物を用いて達成される。式(I)の触媒は脂肪族アミジン基またはグアニジン基を含有し、高い触媒活性を示すが、芳香族アミジンまたはグアニジンは触媒活性がほとんどまたは全くない。驚くべきことに、式(I)の触媒が比較的大きく、あまり移動性がない場合でも、本発明の組成物は式(I)の触媒の存在により非常に迅速に硬化する。触媒に起因する移行現象が非常に問題となる、従来技術の脂肪族アミジン触媒およびグアニジン触媒を有する多くの類似の組成物とは対照的に、本発明の組成物は硬化前も硬化後も、分離、ブリードおよび基材汚染のような移行に起因する欠点が生じる傾向がないということは、さらに驚くべきことである。式(I)の触媒はシラン基を含まず、それゆえ硬化時にポリマーに結合しないため、これは驚くべきことである。
本発明の他の態様は、他の独立請求項の対象である。本発明の特に好ましい実施形態は、従属請求項の対象である。
本発明は、
−少なくとも1種のシラン基含有ポリマーと;
−少なくとも1種の式(I)
{式中、
nは2〜20の整数を表し、
Aは、場合により不飽和部分を含有し、場合によりヘテロ原子を含有し、場合によりアミノ基を有する炭素数2〜100のn価の脂肪族または脂環式またはアリール脂肪族炭化水素基を表し、
Zは、式
(式中、
およびRは、互いに独立してそれぞれ水素、または炭素数1〜8のアルキル基もしくはシクロアルキル基もしくはアラルキル基を表し、
は、水素、または場合によりヘテロ原子を含有し、場合により末端第1級もしくは第2級アミノ基を有する炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基、もしくはアラルキル基を表し、
は、−NR、または水素、または炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、もしくはアラルキル基を表し、
およびRは、互いに独立してそれぞれ水素、または場合によりヘテロ原子を含有する炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基、もしくはアラルキル基を表し、
とRはまた一緒になって、炭素数2〜6のアルキレン基を表してもよく、
とRはまた一緒になって、場合によりヘテロ原子を含有する炭素数3〜6のアルキレン基を表してもよく、
とRはまた一緒になって、炭素数3〜6のアルキレン基を表してもよく、
とRはまた一緒になって、場合によりヘテロ原子を含有する炭素数4〜7のアルキレン基を表してもよく、
とRはまた一緒になって、炭素数2〜12のアルキレン基を表してもよい)
の基を表す}
の触媒と、
を含む組成物に関し、
式(I)の触媒は、芳香環、または例えばイミダゾールもしくはピリミジンのような芳香族複素環系の一部に直接結合している窒素原子を含有しない。
本文献で、「シラン基」という用語は、ケイ素原子上に1〜3個、とりわけ2個または3個の加水分解性置換基を有する、有機基にまたはポリオルガノシロキサン基に結合したシリル基を指す。その場合、加水分解性置換基は、とりわけ、炭素数1〜13のアルコキシ基、アセトキシ基、ケトキシマト基、アミド基、またはエノキシ基であり、好ましくはアルコキシ基またはケトキシマト基、特に好ましくはアルコキシ基であり;後者のシラン基は以下で「アルコキシシラン基」と称される。「シラン基」という用語はさらに、定義上、部分的にまたは完全に加水分解されたシラン基に対応し且つケイ素原子上に1個または複数個のヒドロキシル基を有するシラノール基とも理解される。
「ヒドロキシシラン」、「イソシアナトシラン」、「アミノシラン」または「メルカプトシラン」とは、有機基上にシラン基の他に1個または複数個のヒドロキシル基、イソシアナト基、アミノ基、またはメルカプト基を有するオルガノアルコキシシランを指す。
ポリオールまたはポリイソシアネートのような「ポリ」で始まる物質名は、定義上、1分子当たりその名前の由来となる官能基を2個以上含有する物質を指す。
「有機ポリマー」という用語は、重合反応(重合、重付加、重縮合)により製造され、ポリマー骨格中に主として炭素原子を有する、化学的には均一であるが、重合度、モル質量および鎖長に関して区別される高分子の集団、ならびにこのような高分子集団の反応生成物を包含する。ポリジオルガノシロキサン骨格(一般に「シリコーン」と称される)を有するポリマーは、本文献の意味では、有機ポリマーではない。
「シラン基含有ポリエーテル」という用語は、ポリエーテル単位の他にウレタン基、尿素基、またはチオウレタン基も含有することができるシラン基含有有機ポリマーも包含する。このようなシラン基含有ポリエーテルは、「シラン基含有ポリウレタン」とも称することができる。
「分子量」は、本文献では、分子、または「基」とも称される分子の一部のモル質量(1モル当たりのグラム数)と理解される。「平均分子量」とは、分子または基のオリゴマーまたはポリマー混合物の数平均Mを指し、それは、通常、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により標準物質としてのポリスチレンに対して求められる。
物質または組成物は、貯蔵により、その使用に関連する程度、その適用特性または使用特性、とりわけ粘度および架橋速度が変化することなく、室温で適切な容器内で比較的長時間、典型的には少なくとも3ヶ月〜6ヶ月以上保存できるとき、「貯蔵安定性」または「貯蔵性」と称される。
この文献の式中の破線はそれぞれ、置換基と、付属する分子基との結合を示す。
「室温」とは約23℃の温度を指す。
式(I)の触媒は、互変異性体の形態でも存在し得る。式(I)の触媒の全ての可能な互変異性体は、本発明に関して同等と見なされる。
さらに、式(I)の触媒はプロトン化された形態で存在し得る。
同様に、式(I)の触媒は錯体化した形態で、とりわけ亜鉛、鉄、またはモリブデンのカチオンと錯体化した形態で存在し得る。
式(I)の触媒では、Aは好ましくは、場合によりエーテル酸素またはアミン窒素を、とりわけ1〜3個のエーテル酸素または1〜5個のアミン窒素を含有する、炭素数2〜50、とりわけ2〜20のn価の脂肪族または脂環式またはアリール脂肪族炭化水素基を表す。
特に好ましくは、Aは、1,2−エチレン;1,3−プロピレン;1,2−プロピレン;1,4−ブチレン;1,3−ブチレン;1,2−ブチレン;2,3−ブチレン;1,3−ペンチレン;2−メチル−1,5−ペンチレン;1,6−ヘキシレン;2,2(4),4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレン;1,8−オクチレン;1,10−デシレン;1,12−ドデシレン;(1,5,5−トリメチルシクロヘキサン−1−イル)メタン−1,3;1,3−シクロヘキシレン−ビス(メチレン);1,4−シクロヘキシレン−ビス(メチレン);1,3−フェニレン−ビス(メチレン);2−および/または4−メチル−1,3−シクロヘキシレン;4−アザ−N−メチル−1,7−ヘプチレン;4−アザ−N−エチル−1,7−ヘプチレン;3−アザ−1,5−ペンチレン;3,6−ジアザ−1,8−オクチレン;3,6,9−トリアザ−1,11−ウンデシレン;4−アザ−1,7−ヘプチレン;3−アザ−1,6−ヘキシレン;4,7−ジアザ−1,10−デシレン;7−アザ−1,13−トリデシレン;ピペラジン−1,4−ジイル−ビス(1,2−エチレン);ピペラジン−1,4−ジイル−ビス(1,3−プロピレン);3−オキサ−1,5−ペンチレン;3,6−ジオキサ−1,8−オクチレン;4,7−ジオキサ−1,10−デシレン、および分子量が約180〜500g/molの範囲のα,ω−ポリオキシプロピレンからなる群から選択される。
そのうち特に好ましいのは炭素数2〜18の基Aである。
とりわけ好ましいのは、場合により1〜3個のエーテル酸素、および場合により1〜3個の第2級または第3級アミノ基を含有する炭素数2〜12の基Aである。
そのうちさらに特に好ましいのは、室温で液体の式(I)の触媒を可能にする基Aである。室温で液体の触媒は、特に簡単に且つ溶媒なしで処理することができる。
nは、好ましくは2〜10の整数を表す。特に好ましくはnは2または3、とりわけ2を表す。
およびRは、好ましくは互いに独立してそれぞれ水素、または炭素数1〜4のアルキル基、とりわけ水素を表す。
は、好ましくは水素、または場合によりヘテロ原子を含有する炭素数1〜12、とりわけ炭素数1〜8のアルキル基、シクロアルキル基、もしくはアラルキル基を表す。
は、好ましくは、−NR、または水素、または炭素数1〜8のアルキル基、シクロアルキル基、もしくはアラルキル基を表す。
特に好ましくは、Rは−NRを表す。
およびRは、好ましくは互いに独立してそれぞれ水素、または場合により酸素原子もしくは窒素原子を含有する炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、もしくはアラルキル基を表す。
さらに好ましくは、RとRは一緒になって、場合により酸素原子または窒素原子を含有する炭素数4〜7のアルキレン基を表す。
さらに好ましくは、RとRは一緒になって、炭素数2〜4、とりわけ炭素数2または3のアルキレン基を表す。
さらに好ましくは、RとRは一緒になって、場合によりヘテロ原子を含有する炭素数4〜6のアルキレン基を表す。
さらに好ましくは、RとRは一緒になって、炭素数3〜5のアルキレン基を表す。
さらに好ましくは、RとRは一緒になって、炭素数2〜4のアルキレン基を表す。
特に好ましくは、Rは水素を表す。
シラン基含有ポリマーと式(I)の触媒との重量比は、好ましくは10/1以上、とりわけ20/1以上、特に好ましくは40/1以上である。
シラン基含有ポリマーと式(I)の触媒との重量比は、好ましくは10,000/1以下、とりわけ2,000/1以下、特に好ましくは1,000/1以下である。
好ましくは、シラン基含有有機ポリマーと式(I)の触媒との重量比は10/1〜2,000/1、特に好ましくは20/1〜2,000/1、とりわけ40/1〜1,000/1の範囲にある。
このような組成物は十分な貯蔵寿命を有し、迅速に硬化する。
本発明の一実施形態では、式(I)の触媒中、Rは水素、もしくは炭素数1〜12、好ましくは1〜8、とりわけ1〜4のアルキル基、シクロアルキル基、もしくはアラルキル基を表すか、またはRとRは一緒になって、炭素数3〜6、とりわけ3〜5のアルキレン基を表す。
これらの式(I)の触媒はアミジン基を有する。
好ましくは、Rは、水素またはメチル、とりわけメチルを表す。
好ましくは、Rは水素を表すか、またはRと一緒になって1,2−エチレンもしくは1,3−プロピレンを表す。
好ましくは、Rは、ヘキシル、シクロヘキシル、ベンジル、2−エチルヘキシル、オクチル、デシル、ドデシルもしくは2−メトキシエチルを表すか、またはRと一緒になって1,2−エチレンもしくは1,3−プロピレンを表す。
アミジン基を有する式(I)の触媒の好ましい実施形態は、良好な触媒活性および組成物中での優れた相溶性を特徴とする。
グアニジン基を有する式(I)の触媒と比較して、それらには、触媒活性がさほど高くなく、それゆえ幾らか多量に使用することができ、これにより、それらは組成物の他の成分、とりわけその中に含有される不純物による問題が起こり難いという利点がある。
アミジン基を有する特に好ましい式(I)の触媒は、1,2−ビス(2−メチル−5,6−ジヒドロピリミジン−1(4H)−イル)エタン、1,2−ビス(2−メチル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−イル)エタン、ビス(2−(2−メチル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−イル)エチル)アミン、N,N”−(2,2(4),4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイル)ビス(N’−ヘキシルアセトイミドアミド)、N,N”−(2,2(4),4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイル)ビス(N’−(2−メトキシエチル)アセトイミドアミド)、N,N”−(2−メチルペンタン−1,5−ジイル)ビス(N’−ヘキシルアセトイミドアミド)、N,N”−(プロパン−1,3−ジイル)ビス(N’−ヘキシルアセトイミドアミド)、N,N”−(3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジイル)ビス(N’−ヘキシルアセトイミドアミド)、N,N”−(3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジイル)ビス(N’−(2−メトキシエチル)アセトイミドアミド)およびN,N”−((メチルアザンジイル)ビス(プロパン−3,1−ジイル))ビス(N’−ヘキシルアセトイミドアミド)からなる群から選択される。
そのうち好ましいのは、6員環である環状アミジン基を有する触媒である。これらの触媒は特に高い触媒活性を有する。
本発明の好ましい実施形態では、式(I)の触媒中、Rは−NRを表す。
これらの式(I)の触媒はグアニジン基を有する。それらは、アミジン基を有する触媒と比較して触媒活性がさらに高く、組成物中での相溶性に優れることを特徴とする。
グアニジン基を有する式(I)の触媒では、
は好ましくは水素を表し;
およびRは好ましくは互いに独立してそれぞれ、場合によりヘテロ原子を含有する炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基、またはアラルキル基を表し;
は、好ましくは水素を表す。
これらの触媒は実質的に無臭であり、それゆえ特に有利である。
グアニジン基を有する式(I)の触媒の好ましい実施形態は式(Ia)
を有する。
式(Ia)の触媒は特に容易に製造可能であり、特に高い触媒活性を有する。
およびRは、特に好ましくは互いに独立してそれぞれエチル、イソプロピル、tert.ブチル、3−(ジメチルアミノ)プロピルまたはシクロヘキシル、とりわけイソプロピルまたはシクロヘキシル、最も好ましくはシクロヘキシルを表す。
これらの触媒は特に容易に得ることができる。
Aは、好ましくは、場合によりヘテロ原子を含有し、場合によりアミノ基を有する炭素数2〜18のn価の脂肪族または脂環式またはアリール脂肪族炭化水素基を表す。
特に好ましくはAは、場合により1〜3個のエーテル酸素および場合により1〜3個の第2級または第3級アミノ基を含有する炭素数2〜12のn価の脂肪族または脂環式またはアリール脂肪族炭化水素基を表す。
好ましくは、nは2または3、とりわけ2を表す。
グアニジン基を有する特に好ましい式(I)の触媒は、1,1’−(1,2−エチレン)ビス−(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,2−エチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,3−プロピレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,3−プロピレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,2−プロピレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,2−プロピレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,4−ブチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,4−ブチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,3−ブチレン)−ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,3−ブチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,2−ブチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,2−ブチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(2,3−ブチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(2,3−ブチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,3−ペンチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,3−ペンチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(2−メチル−1,5−ペンチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(2−メチル−1,5−ペンチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,6−ヘキシレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,6−ヘキシレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(2,2(4),4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(2,2(4),4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレン)ビス−(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,8−オクチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,8−オクチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,10−デシレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,10−デシレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,12−ドデシレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,12−ドデシレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1−((5−(2,3−ジイソプロピルグアニジノ)−1,3,3−トリメチルシクロヘキシル)メチル)−2,3−ジイソプロピルグアニジン、1−((5−(2,3−ジシクロヘキシルグアニジノ)−1,3,3−トリメチルシクロヘキシル)メチル)−2,3−ジシクロヘキシルグアニジン、1,1’−(1,3−シクロヘキシレン−ビス(メチレン))ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,3−シクロヘキシレン−ビス(メチレン))ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,4−シクロヘキシレン−ビス(メチレン))ビス−(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,4−シクロヘキシレン−ビス(メチレン))ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(1,3−フェニレン−ビス(メチレン))ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(1,3−フェニレン−ビス(メチレン))ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(2−および/または4−メチル−1,3−シクロヘキシレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(2−および/または4−メチル−1,3−シクロヘキシレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(4−アザN−メチル−1,7−ヘプチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(4−アザN−メチル−1,7−ヘプチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(4−アザN−エチル−1,7−ヘプチレン)ビス−(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(4−アザN−エチル−1,7−ヘプチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(3−アザ−1,5−ペンチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(3−アザ−1,5−ペンチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(3,6−ジアザ−1,8−オクチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(3,6−ジアザ−1,8−オクチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(3,6,9−トリアザ−1,11−ウンデシレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(3,6,9−トリアザ−1,11−ウンデシレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(4−アザ−1,7−ヘプチレン)−ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(4−アザ−1,7−ヘプチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(3−アザ−1,6−ヘキシレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(3−アザ−1,6−ヘキシレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(4,7−ジアザ−1,10−デシレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(4,7−ジアザ−1,10−デシレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(7−アザ−1,13−トリデシレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(7−アザ−1,13−トリデシレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(ピペラジン−1,4−ジイル−ビス(1,2−エチレン))ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(ピペラジン−1,4−ジイル−ビス(1,2−エチレン))ビス−(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(ピペラジン−1,4−ジイル−ビス(1,3−プロピレン))ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(ピペラジン−1,4−ジイル−ビス(1,3−プロピレン))ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(3−オキサ−1,5−ペンチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(3−オキサ−1,5−ペンチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(3,6−ジオキサ−1,8−オクチレン)−ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(3,6−ジオキサ−1,8−オクチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、1,1’−(4,7−ジオキサ−1,10−デシレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、1,1’−(4,7−ジオキサ−1,10−デシレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)、分子量が約460〜700g/molの範囲の1,1’−(α,ω−ポリオキシプロピレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)、および分子量が約620〜850g/molの範囲の1,1’−(α,ω−ポリオキシプロピレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)からなる群から選択される。
式(I)の触媒の好ましい実施形態は市販の安価な原料から製造することができ、触媒活性および触媒の相溶性に関して特に良好な特性を有する。
式(I)の触媒は、とりわけ、少なくとも1種の適したポリアミンを、オルトエステル、1,3−ケトエステル、1,3−ケトアミド、ニトリル、イミド酸エステル、イミド酸塩化物、アミド、ラクタム、シアナミド、カルボジイミド、尿素、O−アルキルイソ尿素、チオ尿素、S−アルキルイソチオ尿素、アミノイミノメタンスルホン酸、グアニルピラゾールおよびグアニジンからなる群から選択されるアミジン基またはグアニジン基を導入するための少なくとも1種の試薬と反応させることにより得られる。
アミジン基の導入には、オルトエステル、1,3−ケトエステル、1,3−ケトアミド、ニトリル、イミド酸エステル、イミド酸塩化物、アミドおよびラクタム、とりわけオルトエステル、1,3−ケトエステルおよびニトリルが適している。
が水素、または炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、もしくはアラルキル基を表す、式(I)の触媒の好ましい製造方法では、少なくとも1種の適したポリアミンを少なくとも1種のオルトエステル、または少なくとも1種の1,3−ケトエステル、または少なくとも1種のニトリルと反応させる。そのとき、アミジン基を有する式(I)の触媒が生成する。
好ましいオルトエステルは、オルトギ酸エステル、オルト酢酸エステル、オルトプロピオン酸エステル、オルト酪酸エステルおよびオルト吉草酸エステル、とりわけオルトギ酸トリメチル、オルトギ酸トリエチル、オルト酢酸トリメチルおよびオルト酢酸トリエチルである。
好ましい1,3−ケトエステルは、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸イソプロピル、またはアセト酢酸tert.ブチル、とりわけアセト酢酸エチルである。
好ましいニトリルは、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリルおよびカプロニトリル、とりわけアセトニトリルである。
好ましくは、アミジン基を有する式(I)の触媒は、少なくとも1種のポリアミンを、式R−C(ORの少なくとも1種のオルトエステルおよび場合により式R−NH−Rの少なくとも1種のモノアミン、とりわけR−NHと反応させ、アルコールROH(式中、Rはとりわけ炭素数1〜4のアルキル基を表す)が脱離することにより得られる。この反応は、好ましくは高温で、とりわけ40〜160℃、特に好ましくは60〜140℃、および高圧で、触媒の存在下で行われる。
さらに好ましくは、アミジン基を有する式(I)の触媒は、少なくとも1種のポリアミンと、式R−C(O)CHC(O)ORの少なくとも1種の1,3−ケトエステルとの反応により得られる。この反応は、好ましくは20〜100℃、とりわけ40〜80℃の温度で行われ、このとき、脱離したエステルCHC(O)ORは好ましくは留去される。好ましくは、その場合、触媒、とりわけ酸、好ましくはスルホン酸が使用される。
そのために好ましいモノアミンは、n−ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、2−エチルヘキシルアミン、n−オクチルアミン、n−デシルアミン、ラウリルアミンおよび2−メトキシエチルアミンである。
反応は一段階または多段階で行うことができる。
この方法の好ましい一実施形態では、ポリアルキレンアミン分子1mol当たり少なくとも2molのオルトエステルまたは1,3−ケトエステルが存在するように、2個の第1級アミノ基と少なくとも2個の第2級アミノ基とを有するポリアルキレンアミン、とりわけTETA、TEPAまたはN4−アミンをオルトエステルまたは1,3−ケトエステルと反応させる。その場合、6molのアルコールROHまたは2molのエステルCHC(O)ORが脱離して、2個のアミジン基を有し、RとRがそれぞれ一緒になって1,2−エチレンまたは1,3−プロピレンを表す式(I)の触媒が生成する。
この方法の他の好ましい実施形態では、ポリアミンとオルトエステルまたは1,3−ケトエステルが1.2〜1.5の範囲のモル比で存在するように、2個の第1級アミノ基を有し、第2級アミノ基を含まないポリアミンをオルトエステルまたは1,3−ケトエステルと反応させる。その場合、アルコールまたはエステルが脱離して、式(I)の触媒の他に、複数のアミジン基を有するオリゴマーの副生成物をさらに含有する混合物が生成する。
この方法の他の好ましい実施形態では、ポリアミン1mol当たり少なくとも2molのオルトエステルまたは1,3−ケトエステルおよび少なくとも2molのモノアミンが存在するように、2個の第1級アミノ基を有する少なくとも1種のポリアミンと、少なくとも1種のオルトエステルまたは1,3−ケトエステルと、式R−NH−R、とりわけ式R−NHの少なくとも1種のモノアミンとを反応させる。3個以上の第1級アミノ基を有するポリアミンを使用する場合、好ましくは、第1級アミノ基1当量当たり1molのオルトエステルまたは1,3−ケトエステルおよび1molのモノアミンが存在するような量で、オルトエステルまたは1,3−ケトエステルとモノアミンとを使用する。その場合、第1級アミノ基を含まない式(I)の触媒が生成する。しかし、第1級アミノ基の一部だけをオルトエステルまたは1,3−ケトエステルおよびモノアミンと反応させることも可能であり、このとき、第1級アミノ基を有する式(I)の触媒が生成する。
グアニジン基の導入には、シアナミド、カルボジイミド、尿素、O−アルキルイソ尿素、チオ尿素、S−アルキルイソチオ尿素、アミノイミノメタンスルホン酸、グアニルピラゾールおよびグアニジンが適している。好ましいのは、シアナミドおよびカルボジイミドである。
特に好ましいのはカルボジイミドである。このようにして、特に活性の高い式(I)の触媒が特に簡単な方法で得られる。
式(I)(式中、Rは−NRを表す)の触媒の他の好ましい製造方法では、式A−(NHRの少なくとも1種のポリアミンを、式R−N=C=N−Rの少なくとも1種のカルボジイミドと反応させる。そのとき、とりわけグアニジン基を含有する式(Ia)の触媒が生成する。R、R、R、R、Rおよびnは、前述の意味を有する。
カルボジイミドとして、典型的には、脂肪族、脂環式またはアリール脂肪族カルボジイミド、とりわけ簡単な市販の脂肪族および脂環式カルボジイミド、好ましくはN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)、N,N’−ジ−tert.ブチルカルボジイミド、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、またはN−エチル−N’−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)、特に好ましくはN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)またはN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、とりわけDCCが適している。
ポリアミンとカルボジイミドとの反応は、好ましくは高温で、とりわけ40〜160℃で、特に好ましくは60〜140℃で行われる。反応は、VOC溶媒を全く使用することなく行うことができる。反応を促進するために、触媒、とりわけ、例えば、カルボン酸もしくは炭酸のような酸、または、例えば、三フッ化ホウ素エーテラート、塩化アルミニウム、アルミニウムアセチルアセトネート、塩化鉄(III)、過塩素酸リチウム、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、亜鉛アセチルアセトネート、亜鉛トリフラート、またはランタントリフラートのようなルイス酸を使用することができる。
反応は、一段階または多段階で行うことができる。
反応では、好ましくは、生成するグアニジン基1当量当たり、1mol以下のカルボジイミドが存在するような量でカルボジイミドが使用される。
とりわけ、カルボジイミドはポリアミンの第1級アミノ基に関して化学量論的に使用される。このようにして、得られる式(I)の触媒は実質的に第1級アミノ基を含まない。
この方法の反応生成物は、好ましくは、揮発性化合物を場合により減圧下で留去することを除き、組成物における後処理および/または精製することなく使用される。
式(I)の触媒の製造に適したポリアミンは、以下の群から選択される脂肪族、脂環式、またはアリール脂肪族ポリアミンである:
−2個の第1級アミノ基および場合により第2級および/または第3級アミノ基および場合によりエーテル基を有する脂肪族、脂環式またはアリール脂肪族ポリアミン、とりわけエチレンジアミン、1,2−および1,3−プロパンジアミン、2−メチル−1,2−プロパンジアミン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、ブタンジアミン異性体、1,3−ペンタンジアミン(DAMP)、1,5−ペンタンジアミン、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン(MPMD)、2−ブチル−2−エチル−1,5−ペンタンジアミン(C11−ネオジアミン)、1,6−ヘキサンジアミン、2,5−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,2,4−および2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン(TMD)、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1,2−、1,3−および1,4−ジアミノシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−エチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3,5−ジメチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−エチル−5−メチルシクロヘキシル)メタン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(=イソホロンジアミンまたはIPD)、2−および4−メチル−1,3−ジアミノシクロヘキサンおよびその混合物、1,3−および1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、2,5(2,6)−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(NBDA)、3(4),8(9)−ビス(アミノメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、1,4−ジアミノ−2,2,6−トリメチルシクロヘキサン(TMCDA)、1,8−メタンジアミン、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、1,3−ビス(アミノメチル)ベンゼン、1,4−ビス(アミノメチル)ベンゼン、N,N’−ビス(アミノプロピル)ピペラジン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)エチルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)プロピルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)シクロヘキシルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)−2−エチル−ヘキシルアミン、天然脂肪酸由来の脂肪アミンを二重シアノエチル化した後に還元して得られる生成物、例えば、Triameen(登録商標)Y12DおよびTriameen(登録商標)YT(Akzo Nobel製)として入手可能なN,N−ビス(3−アミノプロピル)ドデシルアミンおよびN,N−ビス(3−アミノプロピル)獣脂アルキルアミンなど、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、ペンタエチレンヘキサミン(PEHA)、5〜7個のエチレンアミン単位を有するポリエチレンポリアミン(いわゆる「比較的高級なエチレンポリアミン」、HEPA)、ジプロピレントリアミン(DPTA)、N−(2−アミノエチル)−1,3−プロパンジアミン(N3−アミン)、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン(N4−アミン)、ビス−ヘキサメチレントリアミン(BHMT)、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルアミン、N3−(3−アミノペンチル)−1,3−ペンタンジアミン、N5−(3−アミノプロピル)−2−メチル−1,5−ペンタンジアミンおよびN5−(3−アミノ−1−エチルプロピル)−2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、ビス(2−アミノエチル)エーテル、3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン、4,7−ジオキサデカン−1,10−ジアミン、4,7−ジオキサデカン−2,9−ジアミン、4,9−ジオキサドデカン−1,12−ジアミン、5,8−ジオキサドデカン−3,10−ジアミン、4,7,10−トリオキサトリデカン−1,13−ジアミン、1,4−ジメチロールシクロヘキサンをプロポキシル化した後にアミン化して得られるエーテル基含有脂環式ジアミン、とりわけJeffamine(登録商標)RFD−270(Huntsman製)として入手可能なもの、平均分子量が200〜2,000g/molの範囲のポリオキシアルキレンジアミン、例えば、2−アミノプロピル末端基または2−アミノブチル末端基を有することを特徴とする、Jeffamine(登録商標)(Huntsman製)、ポリエーテルアミン(BASF製)およびPC Amine(登録商標)(Nitroil製)の商標名で市販されているもの、とりわけJeffamine(登録商標)D−230、Jeffamine(登録商標)D−400、Jeffamine(登録商標)D−2000、Jeffamine(登録商標)XTJ−582、Jeffamine(登録商標)XTJ−578、Jeffamine(登録商標)HK−511、Jeffamine(登録商標)ED−600、Jeffamine(登録商標)ED−900、Jeffamine(登録商標)ED−2003、Jeffamine(登録商標)XTJ−569、Jeffamine(登録商標)XTJ−533、Jeffamine(登録商標)XTJ−536、Jeffamine(登録商標)THF−100、Jeffamine(登録商標)THF−170、Jeffamine(登録商標)THF−140、およびJeffamine(登録商標)THF−230(全てHuntsman製)、ならびにBASFおよびNitroil製のその類似タイプ、ならびにポリオキシアルキレンアミンをアクリロニトリルと反応させた後に水素化することにより得られるようなアミノプロピル化ポリオキシアルキレンアミン。
−3個の第1級アミノ基および場合により第2級および/または第3級アミノ基および場合によりエーテル基を有する脂肪族、脂環式、またはアリール脂肪族ポリアミン、とりわけ4−アミノ−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,3,5−トリス−(アミノメチル)−シクロヘキサン、1,3,5−トリス−(アミノメチル)−ベンゼン、トリス(2−アミノエチル)アミン、平均分子量が200〜2,000g/molの範囲のポリオキシアルキレントリアミン、例えば、2−アミノプロピル末端基または2−アミノブチル末端基を有することを特徴とする、Jeffamine(登録商標)(Huntsman製)、ポリエーテルアミン(BASF製)およびPC Amine(登録商標)(Nitroil製)の商標名で市販されているもの、とりわけJeffamine(登録商標)T−403およびJeffamine(登録商標)XTJ−566(共にHuntsman製)、ならびにBASFおよびNitroil製のその類似タイプ。
−ポリエチレンイミン、即ち、下記に単一の分子で例示するような、第1級、第2級および第3級アミノ基を含有する分岐構造を有するエチレンイミンの重合により得られる生成物。それは、典型的には重合時に生じるような分子量分布を有する様々な分子の混合物である。
適したポリエチレンイミンは、Lupasol(登録商標)(BASF製)およびEpomin(登録商標)(株式会社日本触媒製)の商標名で市販されている。好ましいタイプは、Lupasol(登録商標)FGおよびLupasol(登録商標)G20(水非含有)、Epomin(登録商標)SP−003、Epomin(登録商標)SP−006、Epomin(登録商標)SP−012およびEpomin(登録商標)SP−018である。
−ポリビニルアミン、とりわけLupamin(登録商標)(BASF製)の商標名で市販されているタイプ。
−第1級、第2級、および場合により第3級アミノ基を有する脂肪族、脂環式、またはアリール脂肪族ポリアミン、とりわけN−メチル−1,2−エタンジアミン、N−エチル−1,2−エタンジアミン、N−ブチル−1,2−エタンジアミン、N−ヘキシル−1,2−エタンジアミン、N−(2−エチルヘキシル)−1,2−エタンジアミン、N−シクロヘキシル−1,2−エタンジアミン、N−メチル−1,3−プロパンジアミン、N−エチル−1,3−プロパンジアミン、N−ブチル−1,3−プロパンジアミン、N−ヘキシル−1,3−プロパンジアミン、N−(2−エチルヘキシル)−1,3−プロパンジアミン、N−ドデシル−1,3−プロパンジアミン、N−シクロヘキシル−1,3−プロパンジアミン、3−メチルアミノ−1−ペンチルアミン、3−エチルアミノ−1−ペンチルアミン、3−ブチルアミノ−1−ペンチルアミン、3−ヘキシルアミノ−1−ペンチルアミン、3−(2−エチルヘキシル)アミノ−1−ペンチルアミン、3−ドデシルアミノ−1−ペンチルアミン、3−シクロヘキシルアミノ−1−ペンチルアミン、4−アミノメチル−ピペリジン、3−(4−アミノブチル)−ピペリジン,N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノプロピル)ピペラジン、N−((3−ジメチルアミノ)プロピル)−1,3−ジアミノプロパン、ならびに3−アミノプロピル化脂肪アミン、例えば、とりわけN−ヤシ油アルキル−1,3−プロパンジアミン、N−オレイル−1,3−プロパンジアミン、N−大豆油アルキル−1,3−プロパンジアミン、N−獣脂アルキル−1,3−プロパンジアミン、およびN−(C16〜22−アルキル)−1,3−プロパンジアミン、例えば、Duomeen(登録商標)(Akzo Nobel製)の商標名で入手可能なもの。
−2個または3個の第2級アミノ基を有する脂肪族、脂環式またはアリール脂肪族ポリアミン、とりわけN,N−ジメチル−1,2−エタンジアミン、N,N−ジエチル−1,2−エタンジアミン、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジエチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジエチル−1,4−ペンタンジアミン、ならびに平均分子量が200〜2000g/molの範囲の第2級ポリオキシアルキレンアミン、とりわけJeffamine(登録商標)SD−231、Jeffamine(登録商標)SD−401、Jeffamine(登録商標)SD−2001およびJeffamine(登録商標)ST−404(全てHuntsman製)。
そのうち好ましいのは、少なくとも2個の第1級アミノ基を有するポリアミンである。
そのうち好ましいのは、さらに、炭素数2〜50、とりわけ2〜20のポリアミンである。
特に好ましいポリアミンは、1,2−エタンジアミン、1,3−プロパンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,3−ブタンジアミン、1,2−ブタンジアミン、2,3−ブタンジアミン、1,3−ペンタンジアミン(DAMP)、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン(MPMD)、1,6−ヘキサンジアミン、2,2,4−および2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン(TMD)、1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(=イソホロンジアミンまたはIPD)、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(アミノメチル)ベンゼン、2−および4−メチル−1,3−ジアミノシクロヘキサンおよびその混合物、N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)エチルアミン、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、ジプロピレントリアミン(DPTA)、N−(2−アミノエチル)−1,3−プロパンジアミン(N3−アミン)、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン(N4−アミン)、ビス−ヘキサメチレントリアミン(BHMT)、N,N’−ビス(アミノエチル)ピペラジン、N,N’−ビス(アミノプロピル)ピペラジン、ビス−(2−アミノエチル)エーテル、3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン、4,7−ジオキサデカン−1,10−ジアミン、および分子量が約210〜500g/molの範囲のポリオキシプロピレンジアミン、とりわけJeffamine(登録商標)D−230およびJeffamine(登録商標)D−400からなる群から選択される。
そのうち好ましいのは、炭素数2〜18、とりわけ2〜12のポリアミンである。
式(I)の触媒の製造方法は、とりわけ「in situ」でも、即ち、シラン基含有ポリマーの存在下でも行うことができる。この目的で、ポリアミンおよびアミジン基またはグアニジン基を導入するための試薬をシラン基含有ポリマーと混合し、40〜120℃の範囲の温度で反応させる。
in situ反応は、とりわけ、シラン基含有ポリマーをベースにする組成物に典型的であるような他の成分の存在下でも行うことができる。
ポリアミンとカルボジイミドとの反応からグアニジン基を有する式(I)の触媒を製造するこの方法が特に好ましい。
驚くべきことに、式(I)の触媒への反応は、完全に配合されたシーリング材もしくは接着剤または完全に配合されたコーティング材中でも、即ち、例えば、乾燥剤および/または可塑剤および/または充填剤および/またはレオロジー調整剤の存在下でも行うことができる。組成物中での式(I)の触媒のin−situ製造は、それゆえ、ある程度の時間が経過してようやく触媒が生成し、それによりコンパウンディングプロセスがほとんど妨げられないため、特に有利である。これは実際上、例えば、組成物中で乾燥剤により乾燥することができ、それゆえ、その水分が触媒含有下でシラン基含有ポリマーのシラン基と反応しない充填剤のような湿潤成分の場合、非常に有利となり得る。それにより、組成物の粘度の望ましくない上昇が起こらない。
5 シラン基含有ポリマーは、一実施形態では、好ましくは式(III)
(式中、
R、R‘およびR“は、互いに独立してそれぞれ、炭素数1〜12の1価の炭化水素基を表し;
Xは、ヒドロキシル基、または炭素数1〜13のアルコキシ基、アセトキシ基、ケトキシマト基、アミド基、もしくはエノキシ基を表し;
aは、0、1または2を表し;
mは、50〜約2,500の範囲の整数を表す)
を有する、末端シラン基を有するポリオルガノシロキサンである。
Rは、好ましくはメチル、ビニルまたはフェニルを表す。
R‘およびR“は、好ましくは互いに独立してそれぞれ炭素数1〜5、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基、とりわけメチルを表す。
Xは、好ましくはヒドロキシル基、または炭素数1〜6のアルコキシ基もしくはケトキシマト基、とりわけヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、メチルエチルケトキシマト基、またはメチルイソブチルケトキシマト基を表す。
特に好ましくはXはヒドロキシル基を表す。
aは、好ましくは0または1、とりわけ0を表す。
さらに、mは好ましくは、式(III)のポリオルガノシロキサンの粘度が室温で100〜500,000mPa・s、とりわけ1000〜100,000mPa・sの範囲となるように選択される。
このようなポリオルガノシロキサンは取り扱いが容易で、水分および/またはシラン架橋剤で架橋して、弾性を有する固体のシリコーンポリマーになる。
適した市販のポリオルガノシロキサンは、例えば、Wacker、Momentive Performance Material、GE Advanced Materials、Dow Corning、Bayer、またはShin Etsuから入手可能である。
好ましくは、組成物は、末端シラン基を有するポリオルガノシロキサンの他に、シラン架橋剤、とりわけ式(IV)
(R’’’)−Si−(X’)4−q (IV)
(式中、
R“‘は、炭素数1〜12の1価の炭化水素基を表し、
X‘は、ヒドロキシル基、または炭素数1〜13のアルコキシ基、アセトキシ基、ケトキシマト基、アミド基、もしくはエノキシ基を表し;
qは、0、1または2の値、とりわけ0または1を表す)
のシランを含有する。
特に適した式(IV)のシランは、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリス(メチルエチルケトキシモ)シラン、ビニルトリス(メチルエチルケトキシモ)シランおよびメチルトリス(イソブチルケトキシモ)シランである。
シラン基含有ポリマーは、本発明の好ましい実施形態では、シラン基含有有機ポリマー、とりわけ、それぞれ1個または好ましくは複数個のシラン基を有するポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ(メタ)アクリレートまたはポリエーテル、またはこれらのポリマーの混合型(Mischform)である。シラン基は、側鎖に存在してもまたは末端に存在してもよく、C原子を介して有機ポリマーに結合していてもよい。
特に好ましくは、シラン基含有有機ポリマーは、シラン基含有ポリオレフィンまたはシラン基含有ポリエステルまたはシラン基含有ポリ(メタ)アクリレートまたはシラン基含有ポリエーテルまたはこれらのポリマーの混合型である。最も好ましいのはシラン基含有ポリエーテルである。
有機ポリマーのシラン基として好ましいのは、アルコキシシラン基、とりわけ式(V)
(式中、
は、炭素数1〜5の直鎖または分岐鎖の1価の炭化水素基、とりわけメチルまたはエチルまたはイソプロピルを表し;
は、炭素数1〜8の直鎖または分岐鎖の1価の炭化水素基、とりわけメチルまたはエチルを表し;
xは、0または1または2の値、好ましくは0または1、とりわけ0を表す)
の末端基である。
特に好ましくは、Rはメチルまたはエチルを表す。
特定の用途では、組成物の硬化時に生態学的におよび毒物学的に無害なエタノールが脱離するため、基Rは好ましくはエチル基を表す。
特に好ましいのはトリメトキシシラン基、ジメトキシメチルシラン基、またはトリエトキシシラン基である。
その場合、メトキシシラン基には特に反応性があるという利点があり、エトキシシラン基には毒物学的に有利であり、特に貯蔵安定性があるという利点がある。
シラン基含有有機ポリマーは、1分子当たり平均で好ましくは1.3〜4、とりわけ1.5〜3、特に好ましくは1.7〜2.8個のシラン基を有する。シラン基は好ましくは末端にある。
シラン基含有有機ポリマーは、GPCによりポリスチレン標準物質に対して求められる平均分子量が、好ましくは1000〜30,000g/mol、とりわけ2000〜20,000g/molの範囲である。シラン基含有有機ポリマーのシラン当量は、好ましくは300〜25,000g/Eq、とりわけ500〜15,000g/Eqである。
シラン基含有有機ポリマーは、室温で固体で存在してもまたは液体で存在してもよい。好ましくは、それは室温で液体である。
最も好ましくは、シラン基含有有機ポリマーは室温で液体のシラン基含有ポリエーテルであり、シラン基はとりわけジアルコキシシラン基および/またはトリアルコキシシラン基であり、特に好ましくはトリメトキシシラン基またはトリエトキシシラン基である。
シラン基含有ポリエーテルの製造方法は、当業者に既知である。
一方法では、シラン基含有ポリエーテルは、アルキル基含有ポリエーテルをヒドロシランと、場合により、例えばジイソシアネートで鎖延長して反応させることにより得ることができる。
別の方法では、シラン基含有ポリエーテルは、アルキレンオキサイドとエポキシシランとを、場合により、例えばジイソシアネートで鎖延長して共重合させることにより得ることができる。
別の方法では、シラン基含有ポリエーテルは、ポリエーテルポリオールをイソシアナトシランと、場合によりジイソシアネートで鎖延長して反応させることにより得ることができる。
別の方法では、シラン基含有ポリエーテルは、イソシアネート基含有ポリエーテル、とりわけ、ポリエーテルポリオールを化学量論的に過剰量のポリイソシアネートと反応させて得られるNCO末端ウレタン−ポリエーテルを、アミノシラン、ヒドロキシシラン、またはメルカプトシランと反応させて得ることができる。この方法により得られるシラン基含有ポリエーテルが特に好ましい。この方法は、市販の入手し易く安価な多くの出発原料の使用を可能にし、それにより異なるポリマー特性、例えば、高い伸長性、高い強度、低い弾性率、低いガラス転移点または高い耐候性を得ることができる。
特に好ましくは、シラン基含有ポリエーテルは、NCO末端ウレタン−ポリエーテルをアミノシランまたはヒドロキシシランと反応させて得ることができる。適したNCO末端ウレタン−ポリエーテルは、ポリエーテルポリオール、とりわけポリオキシアルキレンジオールまたはポリオキシアルキレントリオール、好ましくはポリオキシプロピレンジオールまたはポリオキシプロピレントリオールを、化学量論的に過剰量のポリイソシアネート、とりわけジイソシアネートと反応させて得ることができる。
好ましくは、ポリイソシアネートとポリエーテルポリオールとの反応は、無水条件下で、50℃〜160℃の温度で、場合により適した触媒の存在下で行われ、そのとき、ポリイソシアネートは、そのイソシアネート基がポリオールのヒドロキシル基と比較して化学量論的に過剰に存在するように供給される。とりわけ、過剰のポリイソシアネートは、全てのヒドロキシル基が反応した後、得られたウレタン−ポリエーテル中で、残存する遊離イソシアネート基の含有量が、全ポリマーに基づいて0.1〜5重量%、好ましくは0.2〜4重量%、特に好ましくは0.3〜3重量%となるように選択される。
好ましいジイソシアネートは、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチル−シクロヘキサン(=イソホロンジイソシアネートまたはIPDI)、2,4−および2,6−トルイレンジイソシアネート、およびこれらの異性体の任意の混合物(TDI)、ならびに4,4‘−、2,4’−および2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、およびこれらの異性体の任意の混合物(MDI)からなる群から選択される。
特に好ましいのはIPDIまたはTDIである。最も好ましいのはIPDIである。従って、特に良好な耐光性を有するシラン基含有ポリエーテルが得られる。
ポリエーテルポリオールとして特に適しているのは、不飽和度が0.02mEq/gより低く、とりわけ0.01mEq/gより低く、且つ平均分子量が400〜25,000g/mol、とりわけ1000〜20,000g/molの範囲のポリオキシアルキレンジオールまたはポリオキシアルキレントリオールである。
ポリエーテルポリオールの他に、他のポリオール、とりわけポリアクリレートポリオール、ならびに低分子量のジオールまたはトリオールも応分に使用することができる。
NCO末端ウレタン−ポリエーテルとの反応に適したアミノシランは、第1級および第2級のアミノシランである。好ましいのは、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジメトキシメチルシラン、4−アミノブチル−トリメトキシシラン、4−アミノ−3−メチルブチル−トリメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチル−トリメトキシシラン、N−ブチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、第1級アミノシラン、例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジメトキシメチルシラン、またはN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランと、マイケル受容体、例えば、アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸アミド、マレイン酸ジエステルもしくはフマル酸ジエステル、シトラコン酸ジエステル、またはイタコン酸ジエステルとの付加物、とりわけN−(3−トリメトキシシリルプロピル)アミノ−コハク酸ジメチルエステルまたはN−(3−トリメトキシシリルプロピル)アミノ−コハク酸ジエチルエステルである。同様に適しているのは、ケイ素上にメトキシ基の代わりにエトキシ基またはイソプロポキシ基を有する前述のアミノシランの類似体である。
NCO末端ウレタン−ポリエーテルとの反応に適したヒドロキシシランは、とりわけアミノシランをラクトンまたは環状炭酸エステルまたはラクチドに付加することにより得ることができる。
それに適したアミノシランは、とりわけ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、4−アミノブチル−トリメトキシシラン、4−アミノブチル−トリエトキシシラン、4−アミノ−3−メチルブチル−トリメトキシシラン、4−アミノ−3−メチルブチル−トリエトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチル−トリメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチル−トリエトキシシラン、2−アミノエチル−トリメトキシシランまたは2−アミノエチル−トリエトキシシランである。特に好ましいのは、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、4−アミノ−3,3−ジメチルブチル−トリメトキシシラン、または4−アミノ−3,3−ジメチルブチル−トリエトキシシランである。
ラクトンとして適しているのは、とりわけγ−バレロラクトン、γ−オクタラクトン、δ−デカラクトン、およびε−デカラクトン、とりわけγ−バレロラクトンである。
環状炭酸エステルとして適しているのは、とりわけ4,5−ジメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4−ジメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−エチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、または4−(フェノキシメチル)−1,3−ジオキソラン−2−オンである。
ラクチドとして適しているのは、とりわけ1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(「グリコリド」とも称される、2−ヒドロキシ酢酸から得られるラクチド)、3,6−ジメチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(「ラクチド」とも称される、乳酸から得られるラクチド)および3,6−ジフェニル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(マンデル酸から得られるラクチド)である。
このようにして得られる好ましいヒドロキシシランは、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−2−ヒドロキシプロパンアミド、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)−2−ヒドロキシプロパンアミド、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4−ヒドロキシペンタンアミド、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4−ヒドロキシオクタンアミド、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−5−ヒドロキシデカンアミドおよびN−(3−トリエトキシシリルプロピル)−2−ヒドロキシプロピルカルバメートである。
さらに、適したヒドロキシシランはまた、アミノシランをエポキシドに付加することにより、またはアミンをエポキシシランに付加することにより得ることができる。
このようにして得られる好ましいヒドロキシシランは、2−モルホリノ−4(5)−(2−トリメトキシシリルエチル)シクロヘキサン−1−オール、2−モルホリノ−4(5)−(2−トリエトキシシリルエチル)シクロヘキサン−1−オール、または1−モルホリノ−3−(3−(トリエトキシシリル)プロポキシ)プロパン−2−オールである。
シラン基含有ポリエーテルとしては、市販の製品、とりわけ以下のもの:MS Polymer(商標)(株式会社カネカ製;とりわけタイプS203H、S303H、S227、S810、MA903およびS943);MS Polymer(商標)またはSylyl(商標)(株式会社カネカ製;とりわけタイプSAT010、SAT030、SAT200、SAX350、SAX400、SAX725、MAX450、MAX951);Excestar(登録商標)(旭硝子株式会社製;とりわけタイプS2410、S2420、S3430、S3630);SPUR+(Momentive Performance Materials製;とりわけタイプ1010LM、1015LM、1050MM);Vorasil(商標)(Dow Chemical Co.製;とりわけタイプ602および604);Desmoseal(登録商標)(Bayer MaterialScience AG製;とりわけタイプS XP 2458、S XP 2636、S XP 2749、S XP 2774およびS XP 2821)、TEGOPAC(登録商標)(Evonik Industries AG製;とりわけタイプSeal 100、Bond 150、Bond 250)、Polymer ST(Hanse Chemie AG/Evonik Industries AG製、とりわけタイプ47、48、61、61LV、77、80、81);Geniosil(登録商標)STP(Wacker Chemie AG製;とりわけタイプE10、E15、E30、E35)も適している。
特に好ましい式(V)の末端基は、式(VI)
{式中、
は、場合により環状および/または芳香族の部分および場合により1個または複数個のヘテロ原子、とりわけ1個または複数個の窒素原子を有する炭素数1〜12の直鎖または分岐鎖の2価の炭化水素基を表し;
Yは、−O−、−S−、−N(R10)−、−O−CO−N(R10)−、−N(R10)−CO−O−および−N(R10)−CO−N(R10)−
(式中、R10は、水素、または場合により環状部分を有し、場合によりアルコキシシリル基、エーテル基、またはカルボン酸エステル基を有する炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐鎖の炭化水素基を表す)
から選択される2価の基を表し;
、Rおよびxは前述の意味を有する}
の末端基である。
好ましくは、Rは1,3−プロピレンまたは1,4−ブチレンを表し、ブチレンは1個または2個のメチル基で置換されていてもよい。
特に好ましくはRは1,3−プロピレンである。
10
式(I)の触媒の他に、本発明の組成物は、シラン基を架橋するための他の触媒を含有してもよい。他の触媒として適しているのは、とりわけ金属触媒および/または塩基性窒素化合物またはリン化合物である。
可能な金属触媒は、とりわけスズ、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、または亜鉛の化合物、とりわけジ有機スズ(IV)化合物、例えば、とりわけジブチルスズ(IV)ジアセテート、ジブチルスズ(IV)ジラウレート、ジブチルスズ(IV)ジネオデカノエート、またはジブチルスズ(IV)ビス(アセチルアセトネート)、およびジオクチルスズ(IV)ジラウレート、ならびにチタン(IV)錯体またはジルコニウム(IV)錯体またはアルミニウム(III)錯体または亜鉛(II)錯体、とりわけアルコキシ配位子、カルボキシレート配位子、1,3−ジケトネート配位子、1,3−ケトエステラート配位子、または1,3−ケトアミデート配位子との錯体である。
可能な塩基性窒素化合物またはリン化合物は、とりわけイミダゾール、ピリジン、フォスファゼン塩基または好ましくはアミン、ヘキサヒドロトリアジンまたはビグアナイド、および式(I)に対応しないアミジンまたはグアニジンである。
適したアミンは、とりわけアルキルアミン、シクロアルキルアミン、またはアラルキルアミン、例えば、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、1−ブチルアミン、2−ブチルアミン、tert.ブチルアミン、3−メチル−1−ブチルアミン、3−メチル−2−ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ジベンジルアミン、ジメチルベンジルアミン、オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ジ−(2−エチルヘキシル)アミン、ラウリルアミン、N,N−ジメチルラウリルアミン、ステアリルアミン、N,N−ジメチル−ステアリルアミン;天然脂肪酸混合物由来の脂肪アミン、例えば、とりわけヤシ油アルキルアミン、N,N−ジメチル−ヤシ油アルキルアミン、C16〜22−アルキルアミン、N,N−ジメチル−C16〜22−アルキルアミン、大豆油アルキルアミン、N,N−ジメチル−大豆油アルキルアミン、オレイルアミン、N,N−ジメチル−オレイルアミン、獣脂アルキルアミンまたはN,N−ジメチル−獣脂アルキルアミン、例えば、Armeen(登録商標)(Akzo Nobel製)またはRofamin(登録商標)(Ecogreen Oleochemicals製)の商標名で入手可能なもの;脂肪族、脂環式または芳香脂肪族ジアミン、例えば、エチレンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ドデカンジアミン、ネオペンタンジアミン、2−メチル−ペンタメチレンジアミン(MPMD)、2,2(4),4−トリメチルヘキサメチレンジアミン(TMD)、イソホロンジアミン(IPD)、2,5(2,6)−ビス−(アミノメチル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(NBDA)、1,3−キシレンジアミン(MXDA)、N,N’−ジ(tert.ブチル)エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−プロピレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−ヘキサメチレンジアミン、3−ジメチルアミノプロピルアミン、3−(メチルアミノ)プロピルアミン、3−(シクロヘキシルアミノ)プロピルアミン、ピペラジン、N−メチルピペラジン、N,N’−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、脂肪ポリアミン、例えば、N−ヤシ油アルキル−1,3−プロパンジアミン、N−オレイル−1,3−プロパンジアミン、N−大豆油アルキル−1,3−プロパンジアミン、N−獣脂アルキル−1,3−プロパンジアミンまたはN−(C16〜22−アルキル)−1,3−プロパンジアミン、例えば、Duomeen(登録商標)(Akzo Nobel製)の商標名で入手可能なもの;ポリアルキレンアミン、例えば、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン(TETA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、ペンタメチレンヘキサミン(PEHA)、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルアミン、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン、N−(3−アミノプロピル)−N−メチルプロパンジアミン、ビス(3−ジメチルアミノプロピル)アミン、N−(3−ジメチルアミノプロピル)−1,3−プロピレンジアミン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン(N−AEP)、N−(2−アミノプロピル)ピペラジン、N,N’−ジ−(2−アミノエチル)ピペラジン、1−メチル−4−(2−ジメチルアミノエチル)ピペラジン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジプロピレントリアミン、ポリエチレンイミン、例えば、Lupasol(登録商標)(BASF製)およびEpomin(登録商標)(株式会社日本触媒製)の商標名で入手可能なもの;エーテルアミン、例えば、とりわけ2−メトキシエチルアミン、2−エトキシエチルアミン、3−メトキシプロピルアミン、3−エトキシプロピルアミン、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、3−(2−メトキシエトキシ)プロピルアミン、2(4)−メトキシフェニルエチルアミン、モルホリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、2−アミノエチルモルホリン、ビス(2−アミノエチル)エーテル、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(ジモルホリノエチル)エーテル、N,N,N’−トリメチル−N’−ヒドロキシエチルビス(2−アミノエチル)エーテル、3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン、4,7−ジオキサデカン−1,10−ジアミン、4,7−ジオキサデカン−2,9−ジアミン、4,9−ジオキサドデカン−1,12−ジアミン、5,8−ジオキサドデカン−3,10−ジアミン、4,7,10−トリオキサトリデカン−1,13−ジアミンまたは2−アミノプロピル末端グリコール、例えば、Jeffamine(登録商標)(Huntsman製)の商標名で入手可能なもの;アミノアルコール、例えば、とりわけエタノールアミン、イソプロパノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、ジグリコールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−メチルジイソプロピルアミン、N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N−(3−ジメチルアミノプロピル)−N,N−ジイソプロパノールアミン、N,N−ビス(3−ジメチルアミノプロピル)−N−イソプロパノールアミン、2−(2−ジメチルアミノエトキシ)エタノールアミン、またはモノアミンおよびポリアミンとエポキシドもしくはジエポキシドとの付加物;フェノール基含有アミン、例えば、とりわけ、フェノールと、アルデヒドと、アミン(いわゆるマンニッヒ塩基とフェナルカミン)とから得られる縮合生成物、例えば、とりわけ2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、またはフェノールと、ホルムアルデヒドと、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミンとから得られるポリマー、ならびにCardolite(登録商標)(Cardolite製)、Aradur(登録商標)(Huntsman製)およびBeckopox(登録商標)(Cytec製)の商標名で市販されているフェナルカミン;アミド基含有ポリアミン、いわゆるポリアミドアミン、例えば、Versamid(登録商標)(Cognis製)、Aradur(登録商標)(Huntsman製)、Euretek(登録商標)(Huntsman製)またはBeckopox(登録商標)(Cytec製)の商標名で市販されているもの;またはアミノシラン、例えば、とりわけ3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジメトキシメチルシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−N’−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、またはケイ素上にメトキシ基の代わりにエトキシ基を有するその類似体である。
適したトリアジンは、とりわけ1,3,5−ヘキサヒドロトリアジンまたは1,3,5−トリス(3−(ジメチルアミノ)プロピル)−ヘキサヒドロトリアジンである。
適したビグアナイドは、とりわけビグアナイド、1−ブチルビグアナイド、1,1−ジメチルビグアナイド、1−ブチルビグアナイド、1−フェニルビグアナイドまたは1−(o−トルイル)ビグアナイド(OTBG)である。
式(I)に対応しない適したアミジンは、とりわけ1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(DBN)、6−ジブチルアミノ−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、6−ジブチルアミノ−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、N,N’−ジ−n−ヘキシルアセトアミジン(DHA)、2−メチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1,2−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、2,5,5−トリメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾールまたはN−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾールである。
式(I)に対応しない適したグアニジンは、とりわけ1−ブチルグアニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,3−ジメチルグアニジン、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(TMG)、2−(3−(トリメトキシシリル)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、2−(3−(メチルジメトキシシリル)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、2−(3−(トリエトキシシリル)プロピル)−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(TBD)、7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、7−シクロヘキシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、1−フェニルグアニジン、1−(o−トルイル)グアニジン(OTG)、1,3−ジフェニルグアニジン、1,3−ジ(o−トルイル)グアニジンまたは2−グアニジノベンズイミダゾールである。
さらに、本発明の組成物は助触媒として、酸、とりわけカルボン酸を含有することができる。好ましいのは、脂肪族カルボン酸、例えば、ギ酸、ラウリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、2−エチル−2,5−ジメチルカプロン酸、2−エチルヘキサン酸、ネオデカン酸、天然油脂の鹸化により得られる脂肪酸混合物またはジカルボン酸およびポリカルボン酸、とりわけポリ(メタ)アクリル酸である。
本発明の組成物は、好ましい実施形態では、実質的に有機スズ化合物を含まない。有機スズ非含有組成物は健康保護や環境保護に関して有利である。とりわけ、組成物のスズ含有率は0.1重量%未満、とりわけ0.05重量%未満である。
本発明の一実施形態では、組成物は、シラン基含有有機ポリマーと式(I)の触媒の他に、少なくとも1種のオルガノチタネートをさらに含有する。式(I)の触媒とオルガノチタネートとからなる組み合わせは、特に高い触媒活性を有する。それにより、式(I)の触媒の使用量が比較的少なくても、組成物の迅速な硬化が可能になる。
オルガノチタネートとして適しているのは、とりわけチタン(IV)錯体化合物である。
好ましいオルガノチタネートは、とりわけ
−2個の1,3−ジケトネート配位子、とりわけ2,4−ペンタンジオネート(=アセチルアセトネート)と2個のアルコラート配位子とを有するチタン(IV)錯体化合物;
−2個の1,3−ケトエステラート配位子、とりわけエチルアセトアセテートと、2個のアルコラート配位子とを有するチタン(IV)錯体化合物;
−1個または複数個のアミノアルコラート配位子、とりわけトリエタノールアミンまたは2−((2−アミノエチル)アミノ)エタノールと、1個または複数個のアルコラート配位子とを有するチタン(IV)錯体化合物;
−4個のアルコラート配位子を有するチタン(IV)錯体化合物;
−ならびに、比較的高縮合度の有機チタネート、とりわけ、ポリブチルチタネートとも称されるオリゴマーのチタン(IV)−テトラブタノラート;
から選択され、
アルコラート配位子としては、とりわけイソブトキシ、n−ブトキシ、イソプロポキシ、エトキシおよび2−エチルヘキソキシが適している。
とりわけ適しているのは、市販のタイプTyzor(登録商標)AA、GBA、GBO、AA−75、AA−65、AA−105、DC、BEAT、BTP、TE、TnBT、KTM、TOT、TPTまたはIBAY(全てDorf Ketal製);Tytan PBT、TET、X85、TAA、ET、S2、S4またはS6(全てBorica Company Ltd.製)、およびKen−React(登録商標)KR(登録商標)TTS、7、9QS、12、26S、33DS、38S、39DS、44、134S、138S、133DS、158FSまたはLICA(登録商標)44(全てKenrich Petrochemicals製)である。
特に非常に適した有機チタネートは、ビス(エチルアセトアセタト)ジイソブトキシ−チタン(IV)(例えば、Tyzor(登録商標)IBAYとしてDorf Ketalから市販されている)、ビス(エチルアセトアセタト)ジイソプロポキシ−チタン(IV)(例えば、Tyzor(登録商標)DCとしてDorf Ketalから市販されている)、ビス(アセチルアセタト)ジイソプロポキシ−チタン(IV)、ビス(アセチルアセタト)ジイソブトキシ−チタン(IV)、トリス(オキシエチル)アミン−イソプロポキシ−チタン(IV)、ビス[トリス(オキシエチル)アミン]ジイソプロポキシ−チタン(IV)、ビス(2−エチルヘキサン−1,3−ジオキシ)−チタン(IV)、トリス[2−((2−アミノエチル)アミノ)エトキシ]エトキシ−チタン(IV)、ビス(ネオペンチル(ジアリル)オキシ)−ジエトキシ−チタン(IV)、チタン(IV)−テトラブタノラート、テトラ(2−エチルヘキシルオキシ)チタネート、テトラ(イソプロポキシ)チタネートおよびポリブチルチタネートから選択される。
最も好ましいのは、ビス(エチルアセトアセタト)ジイソブトキシ−チタン(IV)またはビス(エチルアセトアセタト)ジイソプロポキシ−チタン(IV)である。
オルガノチタネート含有組成物中、シラン基含有ポリマーと式(I)の触媒との重量比は好ましくは40/1〜2,000/1の範囲にある。
オルガノチタネートと式(I)の触媒との重量比は、好ましくは10/1〜1/10、特に好ましくは5/1〜1/5、とりわけ5/1〜1/3の範囲にある。
組成物は、他の成分、とりわけ以下の助剤および添加剤:
−接着促進剤および/または架橋剤、とりわけアミノシラン、例えば、とりわけ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−ジメトキシメチルシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル−トリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル−ジメトキシメチルシラン、N−(2−アミノエチル)−N’−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、またはメトキシ基の代わりにエトキシ基を有するその類似体、さらに、N−フェニルシラン、N−シクロヘキシルシラン、またはN−アルキルアミノシラン、メルカプトシラン、エポキシシラン、(メタ)アクリロシラン、アンヒドリドシラン、カルバマトシラン、アルキルシランまたはイミノシラン、これらのシランのオリゴマーの形態、第1級アミノシランとエポキシシランまたは(メタ)アクリロシランまたはアンヒドリドシランとの付加物、アミノ官能性アルキルシルセスキオキサン、とりわけアミノ官能性メチルシルセスキオキサンまたはアミノ官能性プロピルシルセスキオキサン。とりわけ適しているのは、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、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル−トリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランまたは3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、またはこれらのシランのオリゴマーの形態である;
−乾燥剤、とりわけテトラエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、またはシラン基に対してα位に官能基を有するオルガノアルコキシシラン、とりわけN−(メチルジメトキシシリルメチル)−O−メチル−カルバメート、(メタクリロキシメチル)シラン、メトキシメチルシラン、オルトギ酸エステル、酸化カルシウムまたはモレキュラーシーブ、とりわけビニルトリメトキシシランまたはビニルトリエトキシシラン;
−可塑剤、とりわけトリアルキルシリル末端ポリジアルキルシロキサン、例えば、とりわけトリメチルシリル末端ポリジメチルシロキサン、とりわけ粘度が10〜1,000mPa・sの範囲のもの、またはメチル基の幾つかが他の有機基、とりわけフェニル基、ビニル基、またはトリフルオロプロピル基で置換されている対応する化合物、いわゆる一官能性の、従って一方側が反応性のポリシロキサンの形態の反応性可塑剤、カルボン酸エステル、例えば、フタル酸エステル、とりわけフタル酸ジオクチル、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)、フタル酸ビス(3−プロピルヘプチル)、フタル酸ジイソノニルまたはフタル酸ジイソデシル、オルト−シクロヘキサンジカルボン酸のジエステル、とりわけジイソノニル−1,2−シクロヘキサンジカルボキシレート、アジピン酸エステル、とりわけアジピン酸ジオクチル、アジピン酸ビス(2−エチルヘキシル)、アゼライン酸エステル、とりわけビス(2−エチルヘキシル)アセレート、セバシン酸エステル、とりわけセバシン酸ビス(2−エチルヘキシル)またはセバシン酸ジイソノニル、ポリオール、とりわけポリオキシ−アルキレンポリオールまたはポリエステルポリオール、グリコールエーテル、グリコールエステル、有機リン酸エステルまたはスルホン酸エステル、スルホン酸アミド、ポリブテン、または「バイオディーゼル」とも称される天然油脂由来の脂肪酸メチルエステルまたは脂肪酸エチルエステルであって、シロキサン基含有可塑剤がポリオルガノシロキサンの形態のシラン基含有ポリマーに適している可塑剤;
−溶媒;
−無機または有機充填剤、とりわけ、場合により脂肪酸、とりわけステアリン酸でコーティングされている、天然の、粉砕された、または沈降法による炭酸カルシウム、バライト(重晶石)、タルク、珪砂粉末、珪砂、ドロマイト、珪灰石、カオリン、か焼カオリン、雲母(ケイ酸カリウムアルミニウム)、モレキュラーシーブ、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、熱分解法による高分散性ケイ酸を含むケイ酸、工業的に製造されるカーボンブラック、グラファイト、金属粉末、例えば、アルミニウム、銅、鉄、銀、または鋼鉄などの粉末、PVC粉末または中空球;
−繊維、とりわけガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維またはプラスチック繊維、例えば、ポリアミド繊維またはポリエチレン繊維;
−着色剤;
−顔料、とりわけ二酸化チタンまたは酸化鉄;
−レオロジー調整剤、とりわけ増粘剤、とりわけ層状ケイ酸塩、例えば、ベントナイト、ヒマシ油の誘導体、硬化ヒマシ油、ポリアミド、ポリウレタン、尿素化合物、熱分解法ケイ酸、セルロースエーテルまたは疎水変性ポリオキシエチレン;
−酸化、熱、光および紫外線に対する安定剤;
−天然の樹脂、油脂、例えば、ロジン、シェラック、アマニ油、ヒマシ油、または大豆油;
−非反応性ポリマー、例えば、とりわけ不飽和モノマーのホモポリマーまたはコポリマー、とりわけエチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、イソプレン、酢酸ビニルまたはアルキル(メタ)アクリレートを含む群から選択される不飽和モノマーのホモポリマーまたはコポリマー、とりわけポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリイソブチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)またはアタクチックポリ−α−オレフィン(APAO);
−難燃性物質、とりわけ前述の充填剤である水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウム、またはとりわけ有機リン酸エステル、例えば、とりわけリン酸トリエチル、リン酸トリクレジル、リン酸トリフェニル、リン酸ジフェニルクレジル、リン酸イソデシルジフェニル、リン酸トリス(1,3−ジクロロ−2−プロピル)、リン酸トリス(2−ジクロロエチル)、リン酸トリス(2−エチルヘキシル)、リン酸トリス(ジクロロイソプロピル)、リン酸トリス(ジクロロプロピル)、イソプロピル化リン酸トリフェニル、様々なイソプロピル化度のリン酸モノ(イソプロピルフェニル)、リン酸ビス(イソプロピルフェニル)、またはリン酸トリス(イソプロピルフェニル)、レゾルシノール−ビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノール−A−ビス(ジフェニルホスフェート)、またはポリリン酸アンモニウム;
−界面活性物質、とりわけ湿潤剤、レベリング剤、脱泡剤または消泡剤;
−殺生物剤、とりわけ殺藻剤、殺真菌剤、または真菌類成長阻害物質;
ならびに、水分硬化性組成物に通常使用される他の物質
を含有してもよい。組成物に混合する前に特定の成分を化学的にまたは物理的に乾燥させることが有用な場合がある。
好ましい一実施形態では、組成物は少なくとも1種の乾燥剤と、少なくとも1種の接着促進剤および/または架橋剤とを含有する。
好ましい一実施形態では、組成物は可塑剤としてフタル酸エステルを含有しない。このような組成物は毒物学的に有利であり、移行現象に関する問題が少ない。
本発明の組成物は好ましくは無水条件下で製造、保存される。典型的には、組成物は、適した包装または配置で、例えば、とりわけ瓶、缶、袋、ペール缶(Eimer)、樽、またはカートリッジ内で、無水条件下で貯蔵安定性がある。
本発明の組成物は1成分系組成物の形態で存在しても、または多成分系組成物の形態で存在してもよく、とりわけ2成分系組成物の形態で存在してもよい。
「1成分系」とは、本文献では、組成物の全ての成分が同じ容器内で混合された状態で貯蔵され、水分で硬化する組成物を指す。
「2成分系」とは、本文献では、組成物の成分が互いに分離した容器内に貯蔵される2つの異なる成分として存在する組成物を指す。組成物の塗布直前または塗布中になってようやく、2つの成分が互いに混合され、その後、混合された組成物は、場合により水分の作用で硬化する。
組成物がシラン基含有ポリマーとして末端シラン基を有するポリオルガノシロキサンを含有する場合、RTV−1とも称される1成分系の組成物も、RTV−2とも称される2成分系の組成物も好ましい。RTV−2組成物の場合、末端シラン基を有するポリオルガノシロキサンは好ましくは第1の成分の構成要素であり、シラン架橋剤、とりわけ式(IV)のシランは、好ましくは第2の成分の構成要素であり、式(I)の触媒は第1の成分および/または第2の成分に含有されてもよい。
組成物がシラン基含有ポリマーとしてシラン基含有有機ポリマーを含有する場合、組成物は好ましくは1成分系である。
本発明の組成物は、とりわけ5〜45℃の温度範囲で、好ましくは周囲温度で塗布され、これらの条件でも硬化する。
前述の組成物を少なくとも1種の固体または物品上に塗布する時、組成物中に含有されるシラン基は水分と接触する。水分と接触すると、シラン基は加水分解する。そのとき、シラノール基(Si−OH基)が形成し、その後の縮合反応によりシロキサン基(Si−O−Si基)が形成する。場合により存在する他の水分反応性基も同様に、存在する水分と反応する。この反応の結果として組成物が硬化する。式(I)の触媒はこの硬化を促進する。
硬化に水を必要とする場合、これは空気に由来してもよい(空気中の水分)が、または前述の組成物を水を含有する成分と、例えば、塗布することにより、例えば、平滑化剤を塗布することにより、もしくは噴霧により接触させてもよく、または塗布時に組成物に水もしくは水を含有する成分を、例えば、水を含有するもしくは水を放出する液体もしくはペーストの形態で添加してもよい。ペーストはとりわけ、組成物自体がペーストの形態で存在する場合に適している。このような水含有成分は、本発明の組成物に典型的には本発明の組成物対水含有成分の重量比、5:1〜200:1、好ましくは10:1〜100:1、とりわけ10:1〜50:1の範囲で添加される。
第2の成分または場合により他の成分は第1の成分と、とりわけスタティックミキサーまたはダイナミックミキサーで混合される。
空気中の水分で硬化する場合、組成物は外側から内側に向かって硬化し、そのとき、まず組成物の表面に皮膜が形成される。いわゆる皮膜形成時間は組成物の硬化速度の尺度である。硬化速度は、その場合、一般に、例えば水の利用可能性、温度等の様々な要因によって決まる。
本発明の組成物は、分離傾向がなく十分な貯蔵寿命があり、式(I)の触媒の毒性と揮発性が低いため低い危険有害性分類を可能にし、迅速に硬化し、そのとき機械的品質が高く耐性のある材料を形成する放出や臭いの少ない組成物を可能にする。そのとき、例えば、DBU、TMG、DHAまたはチタン(IV)錯体などの従来技術の触媒を含有する組成物とは対照的に、これらの材料はブリードまたは基材汚染のような移行に起因する欠点が生じる傾向がほとんどないことが特に有利である。このような従来技術の触媒を含有する組成物は移行現象を生じる傾向があり、これは硬化前は分離という形で、硬化後は表面の粘着性および/またはベタツキおよび/または基材汚染という形で現れることがある。後者の現象は、粘着性でベタツキのある表面がすぐに汚染され、上塗り性が悪く、基材不純物が残存着色に繋がり得るため、非常に望ましくない。
本発明の組成物は、多くの用途に、とりわけ塗料、ラッカーまたはプライマーとして、繊維複合材料(複合材)製造用の樹脂として、建築用および工業用の注型材、シーリング材、接着剤、被覆材、コーティング材、または塗料として、例えば、継ぎ目シール、車体防錆シーラント(Hohlraumversiegelung)、電気絶縁材料、パテ材、目地シーリング材、溶接継ぎ目シーリング材またはフランジ縁溶接シーリング材、組立用接着剤、車体接着剤、窓ガラス接着剤、サンドイッチ構造部材用接着剤、張り合わせ用接着剤、ラミネート用接着剤、包装接着剤、木材接着剤、フローリング接着剤、固定用接着剤、床被覆材、床コーティング材、バルコニーコーティング材、屋根コーティング材、コンクリート保護コーティング材、駐車場コーティング材、シーラント、パイプコーティング材、防食コーティング材、テキスタイルコーティング材、緩衝部材、シーリング部材、またはパテ材として適している。
塗布時に、本発明の組成物は少なくとも1種の基材に塗布される。
適した基材はとりわけ、
−ガラス、ガラスセラミック、コンクリート、モルタル、レンガ、瓦、石膏、または自然石、例えば、石灰岩、花崗岩、もしくは大理石;
−金属および合金、例えば、アルミニウム、鉄、鉄鋼、または非鉄金属、および表面改質された金属または合金、例えば、亜鉛メッキまたはクロムメッキされた金属;
−皮革、テキスタイル、紙、木材、樹脂と、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、またはエポキシ樹脂と結合した木質材料、樹脂−テキスタイル複合材料、および他のいわゆるポリマー複合材;
−プラスチック、例えば、ポリ塩化ビニル(硬質PVCおよび軟質PVC)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー(ABS)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)、ポリエステル、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、エポキシ樹脂、ポリウレタン(PUR)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリオレフィン(PO)、ポリエチレン(PE)、またはポリプロピレン(PP)、エチレン/プロピレンコポリマー(EPM)またはエチレン/プロピレン/ジエンターポリマー(EPDM)、または繊維強化プラスチック、例えば、炭素繊維強化プラスチック(CFK)、ガラス繊維強化プラスチック(GFK)、またはシート状形成材料(SMC)であって、好ましくはプラズマ、コロナ、または火炎で表面処理されていてもよいプラスチック;
−コーティングされた基材、例えば、粉末塗装された金属または合金;
−ペイントまたはラッカー、とりわけ自動車用仕上げ塗料;
である。
基材は、必要に応じて、組成物の塗布前に、とりわけ物理的および/または化学的清浄化方法により、または接着促進剤、接着促進剤溶液、もしくはプライマーの塗装により前処理することができる。
本発明の組成物は、移行性物質による、とりわけ変色または染みの形成による問題が特に起こり易い基材との接触に特に適している。これらは、とりわけ微孔質の基材、例えば、大理石、石灰岩、または他の自然石、石膏、セメントモルタル、またはコンクリート、ならびにプラスチックである。とりわけPVCでは、触媒、例えば、DBUまたはTMGなどの存在下で、精製により除去できない強度の変色が観察される。式(I)の触媒を用いた場合、このような現象は観察されない。
組成物は、接着剤および/またはシーリング材として、とりわけ目地シール用の、および建築・工業用途における弾性接着接合用の接着剤および/またはシーリング材として、ならびに、ひび割れ架橋性を有する弾性コーティング材として、とりわけ、例えば屋根、床、バルコニー、駐車ビルの階層またはコンクリート管の保護および/またはシールに特に適している。
それゆえ、本発明はとりわけ前述の組成物の接着剤、シーリング材またはコーティング材としての使用にも関する。
このような組成物は、典型的には可塑剤、充填剤、接着促進剤および/または架橋剤および乾燥剤、ならびに場合により他の助剤および添加剤を含有する。
その場合、本発明の組成物中のシラン基含有ポリマーの割合は、通常、組成物の全重量に基づいて10〜80重量%、とりわけ15〜60重量%、好ましくは15〜50重量%である。
接着剤またはシーリング材として使用するために、組成物は好ましくはペーストの稠度を有し、構造粘性がある。このようなペースト状のシーリング材または接着剤はとりわけ、手動で、圧縮空気もしくは電池で動作する市販のカートリッジから、または樽もしくは運送用ブリキ缶から供給ポンプもしくは押出機で、場合により塗布ロボットで基材上に塗布される。
コーティング材として使用するために、組成物は好ましくは室温で液体の稠度を有し、セルフレベリング性がある。それは場合により僅かにチキソトロピー性があるため、コーティング材は直ぐに垂れることなく急勾配面〜垂直面に塗布可能である。それは、とりわけローラーもしくは刷毛で、または、例えば、ローラー、ドクターブレード、もしくはクシメ鏝で流し込み、塗り広げることにより塗布される。
2つの同種の基材または2つの異なる基材、とりわけ前述の基材を接着または封着することができる。
さらに、本発明は、前述のように組成物から、硬化後に得ることができる硬化した組成物に関する。硬化は、水、とりわけ空気中の水分の形態の水で、および/または適切な架橋剤で行われる。
硬化した組成物は、ブリードまたは基材汚染のような移行に起因する欠点が生じる傾向がほとんどまたは全くないことを特徴とする。これは、触媒に起因する移行現象が知られている従来技術から既知のアミジン触媒またはグアニジン触媒を含有するシラン基含有ポリマーをベースにする硬化した組成物とは対照的である。
接着剤、シーリング材またはコーティング材としての使用により、前述の組成物で接着、シールまたはコーティングされた物品が得られる。物品は、とりわけ、建築物、とりわけ地上または地下構造の建築物、工業製品、もしくは消費財、とりわけ窓、家庭用機器もしくは輸送手段、例えば、とりわけ自動車、バス、トラック、レール走行車両、船舶、飛行機もしくはヘリコプターであり;または物品はその取り付け部品であってもよい。
さらに、本発明は、硬化性組成物用の、とりわけシラン基含有硬化性組成物、とりわけ前述のようなシラン基含有硬化性組成物用の架橋触媒としての、前述のような式(I)の触媒の使用に関する。
式(I)の触媒の好ましい使用では、水分硬化性組成物は実質的に有機スズ化合物を含まない。とりわけ組成物のスズ含有率は、0.06重量%未満、とりわけ0.01重量%未満である。
本発明の他の対象は、式(Ia‘)
(式中、
n‘は、2または3、とりわけ2を表し;
A‘は、場合によりヘテロ原子を含有し、場合によりアミノ基を有する炭素数2〜18のn‘価の脂肪族または脂環式またはアリール脂肪族炭化水素基を表し;
2‘およびR5‘は、互いに独立してそれぞれ、場合によりヘテロ原子を含有する炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基、もしくはアラルキル基を表す)
の触媒である。
その場合、式(Ia‘)の触媒は、n、A、RおよびRの好ましい定義を有する前述の式(Ia)の触媒に対応する。
A‘は、好ましくは場合により1〜3個のエーテル酸素および場合により1〜3個の第2級または第3級アミノ基を含有する炭素数2〜12のn価の脂肪族または脂環式またはアリール脂肪族炭化水素基を表す。
2‘およびR5‘は、好ましくは互いに独立してそれぞれ、場合によりヘテロ原子、とりわけ窒素原子を含有する炭素数1〜12、とりわけ炭素数1〜8のアルキル基、シクロアルキル基、もしくはアラルキル基を表す。
特に好ましくは、R2‘およびR5‘は互いに独立してそれぞれ、エチル、イソプロピル、tert.ブチル、3−(ジメチルアミノ)プロピルまたはシクロヘキシル、とりわけそれぞれイソプロピルまたはシクロヘキシル、最も好ましくはそれぞれシクロヘキシルを表す。
式(Ia‘)の触媒は無臭であり、それゆえ特に有利である。それは特に容易に製造可能であり、シラン基の加水分解および縮合反応に関して特に高い触媒活性と良好な選択性とを有する。これにより、それは、塗布前に十分な貯蔵寿命を有し、塗布後に機械的品質が高く耐性のある材料を形成しながら迅速に硬化するシラン架橋性組成物を可能にし、それは硬化性組成物の成分として、硬化前も硬化後も分離、ブリードおよび基材汚染のような移行に起因する欠点が生じる傾向がない。
好ましい実施形態は特に容易に製造可能であり、触媒活性が特に高い。
式(Ia‘)の触媒は有利には硬化性組成物に、とりわけシラン基含有組成物に使用することができる。
以下に、前述の本発明をより詳細に説明する実施例を記載する。本発明は、記載されるこれらの実施例に限定されるものではないことは自明である。
「標準的な雰囲気」とは、温度23±1℃および空気中の相対湿度50±5%を指す。
H−NMRスペクトルは、Bruker Ascend 400タイプの分光計で400.14MHzで測定した;化学シフトδはテトラメチルシラン(TMS)に対するppmで示している。真のカップリングパターンと疑似カップリングパターンは区別されなかった。
赤外スペクトル(FT−IR)は、ダイヤモンド結晶を有する水平ATR測定ユニットを備えるThermo Scientific製のFT−IR装置Nicolet iS5で測定した。液体試料は未希釈で塗膜として塗布し、固体試料はCHClに溶解した。吸収帯は波数(cm−1)で示す(測定域:4000〜650cm−1)。
粘度は、調温されたコーン・プレート粘度計Rheotec RC30(コーン直径50mm、コーン角度1°、コーン先端とプレートとの距離0.05mm、剪断速度10s−1)で測定した。
皮膜形成時間(HBZ)は、組成物数グラムをボール紙上に膜厚約2mmで塗布し、標準的な雰囲気で、組成物の表面をLDPE製のピペットで軽く触れた時、初めてピペット上に残渣がもはや残らなくなるまでの所要時間を測定することにより求めた。
表面の性質は触覚で試験した。
引張強度、破断点強度および弾性率(0〜5%歪みおよび0〜50%歪みでの)といった機械的特性はDIN EN 53504に準拠して引張速度200mm/分で測定した。
ショアA硬度は、DIN 53505に従って7日間標準的な雰囲気中で硬化した試験片で求めた。
式(I)の触媒の製造:
触媒K−1:1,1’−(2,2(4),4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)
丸底フラスコ内で、Vestamine(登録商標)TMD(Evonik製)3.17gとN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド5.05gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。24時間後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。無臭の淡黄色油状物8.21gを得た。
FT−IR:3305(N−H),2959,2927,2867,1632(C=N),1504,1465,1361,1327,1172,1125,860,713.
触媒K−2:1,1’−(4−アザ−N−メチル−1,7−ヘプチレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)
丸底フラスコ内で、N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン2.92gとN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド4.91gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。19時間後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。無臭の淡黄色油状物7.74gを得た。
FT−IR:3271(N−H),2960,2925,2866,2796,1632(C=N),1505,1464,1361,1355,1173,1124,860,714.
触媒K−3:1,1’−(2,2(4),4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)
丸底フラスコ内で、Vestamine(登録商標)TMD(Evonik製)2.25gとN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド5.85gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。26時間後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。次いで、Acclaim(登録商標)4200(ポリオキシプロピレンジオール、Bayer製)8.86gを添加し、10分撹拌した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。無臭の淡黄色油状物16.97gを得た。
FT−IR:3436,2968,2925,2852,1641(C=N),1497,1448,1372,1342,1255,1114,1013,926,889,713.
触媒K−4:1,1’−(2−メチル−1,5−ペンチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)
丸底フラスコ内で、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン(Dytek(登録商標)A、Invista製)1.67gとN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド5.30gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。24時間後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。次いで、Acclaim(登録商標)4200(ポリオキシプロピレンジオール、Bayer製)6.93gを添加し、10分撹拌した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。無臭の淡黄色油状物13.89gを得た。
FT−IR:2924,2851,1641(C=N),1497,1448,1371,1343,1255,1100,1013,926,888,712.
触媒K−5:1,1’−(3,6−ジオキサ−1,8−オクチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)
丸底フラスコ内で、3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン(Huntsman製のJeffamine(登録商標)EDR−148)2.13gとN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド5.85gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。24時間後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。次いで、Acclaim(登録商標)4200(ポリオキシプロピレンジオール、Bayer製)6.62gを添加し、10分撹拌した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。無臭の淡黄色油状物14.60gを得た。
FT−IR:3362,2921,2849,1627(C=N),1505,1447,1337,1237,1113,888,715.
触媒K−6:分子量約840g/molの1,1’−(α,ω−ポリオキシプロピレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)
丸底フラスコ内で、平均分子量約430g/molのポリオキシプロピレンジアミン(Huntsman製のJeffamine(登録商標)D−400、アミン含有量約4.4meq/g)10.54gとN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド8.23gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。24時間後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。25℃での粘度が12.3Pa・sの無臭の淡黄色油状物18.77gを得た。
FT−IR:3357(N−H),2968,2924,2951,1637(C=N),1498,1448,1372,1340,1256,1237,1100,1018,926,889,845,715.
触媒K−7:分子量約680g/molの1,1’−(α,ω−ポリオキシプロピレン)ビス(2,3−ジイソプロピルグアニジン)
丸底フラスコ内で、平均分子量約430g/molのポリオキシプロピレンジアミン(Huntsman製のJeffamine(登録商標)D−400、アミン含有量約4.4meq/g)10.54gとN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド2.95gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。18時間後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。25℃での粘度が0.4Pa・sの無臭の淡黄色油状物8.50gを得た。
FT−IR:3365(N−H),2955,2929,2967,1640(C=N),1452,1372,1338,1295,1099,1018,923,859,845,713.
触媒K−8:1,1’−(4−アザ−N−メチル−1,7−ヘプチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)
丸底フラスコ内で、N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン1.52gとN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド4.26gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。24時間後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。次いで、Acclaim(登録商標)4200(ポリオキシプロピレンジオール、Bayer製)4.50gを添加し、10分撹拌した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。無臭の淡黄色油状物10.28gを得た。
FT−IR:3270,2921,2849,1633(C=N),1495,1447,1360,1325,1255,1236,1145,1112,888,714.
触媒K−9:1,1’−(3,6−ジアザ−1,8−オクチレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)
丸底フラスコ内で、トリエチレンテトラミン(工業用、アミン含有量約25.7mmolN/g)1.86gとN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド5.20gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。6時間後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。次いで、Acclaim(登録商標)4200(ポリオキシプロピレンジオール、Bayer製)7.66gを添加し、10分撹拌した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。無臭の淡黄色油状物14.72gを得た。
FT−IR:3270,2921,2849,1632(C=N),1506,1447,1398,1359,1255,1236,1146,888,717.
触媒K−10:1,1’−(3,6,9−トリアザ−1,11−ウンデシレン)ビス(2,3−ジシクロヘキシルグアニジン)
丸底フラスコ内で、テトラエチレンペンタミン(Epikure(商標)Curing Agent 927、Momentive製)2.88gとN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド6.20gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。4時間後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。その後、反応混合物の揮発性成分を減圧除去した。ガラス状の淡黄色固体9.07gを得た。
FT−IR:3270(N−H),2921,2948,1632(C=N),1497,1446,1335,1254,1237,1145,888,718.
触媒K−11:
丸底フラスコ内で、ポリエチレンイミン(Lupasol(登録商標)FG、BASF製;平均分子量約800g/mol)3.70gとN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド7.27gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。3時間後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。次いで、Acclaim(登録商標)4200(ポリオキシプロピレンジオール、Bayer製)10.31gを添加し、10分撹拌した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。無臭の淡黄色ワックス21.28gを得た。
FT−IR:3281(N−H),2923,2849,1634(C=N),1496,1447,1371,1337,1255,1102,1014,908,888,715.
触媒K−12:
丸底フラスコ内で、ポリエチレンイミン(Lupasol(登録商標)FG、BASF製;平均分子量約800g/mol)6.62gとN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド3.36gとを混合し、混合物を120℃に加熱撹拌した。反応混合物を一定間隔でFT−IR分光法により調べた。90分後、約2120cm−1のカルボジイミド吸収帯は完全に消失した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。無臭の淡黄色油状物9.99gを得た。
FT−IR:3277(N−H),2922,2848,2811,1633(C=N),1447,1358,1331,1270,1257,1114,1048,888,844,761.
触媒K−13:1,2−ビス(2−メチル−5,6−ジヒドロピリミジン−1(4H)−イル)エタン
試験管内で、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン(N4−アミン、BASF製)2.01gと、オルト酢酸トリメチル3.29gと、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)0.07gとを混合し、マイクロ波加熱装置内で最大圧力150Paで180℃に30分間加熱撹拌した。その後、反応混合物を丸底フラスコに移し、揮発性成分を減圧除去した。無臭で透明な油状物2.89gを得た。
H−NMR(CDCl):δ1.8−1.9(m,4H,=NCHCHCHN−),2.0(s,6H,Me),3.23(t,4H,=NCHCHCHN−),3.27(s,4H,NCHCHN),3.31(t,4H,CHN=).
FT−IR:3270(N−H),2924,2824,1605(C=N),1475,1422,1379,1311,1237,1218,1111,1040,943,882,713.
触媒K−14:ビス(2−(2−メチル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−イル)エチル)アミン
丸底フラスコ内で、テトラエチレンペンタミン(Epikure(商標)Curing Agent 927、Momentive製)5.68gと、オルト酢酸トリメチル10.73gと、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)0.19gとを混合し、撹拌しながら44時間加熱還流した。その後、反応混合物から揮発性成分を減圧除去した。低臭の淡黄色油状物7.67gを得た。
FT−IR:3256(N−H),2925,2813,1665,1609(C=N),1557,1418,1364,1261,1144,1031,1009,934,767.
触媒K−15:N,N”−(2,2(4),4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイル)ビス(N’−ヘキシルアセトイミドアミド)
試験管内で、Vestamine(登録商標)TMD(Evonik製)1.90gと、n−ヘキシルアミン2.44gと、オルト酢酸トリメチル3.03gと、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)0.07gとを混合し、マイクロ波加熱装置内で最大圧力150Paで160℃に30分間加熱撹拌した。その後、反応混合物を丸底フラスコに移し、揮発性成分を減圧除去した。少し濁った低臭の油状物4.62gを得た。
H−NMR(CDCl):δ0.8−1.0(複数のs,15H,CH),1.25−1.38(m,12H,CH),1.4−1.55(m,3H),1.78−1.85(m,6H,CHC=N),3.05−3.20(m,4H,CHN).
FT−IR:3270(N−H),2954,2923,2855,1633(C=N),1537,1466,1376,1281,1201,1095,1031,970,725.
触媒K−16:N,N”−(2,2(4),4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイル)ビス(N’−(2−メトキシエチル)アセトイミドアミド)
試験管内で、Vestamine(登録商標)TMD(Evonik製)1.79g、2−メトキシエチルアミン1.71g、オルト酢酸トリメチル2.86gと、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)0.07gとを混合し、マイクロ波加熱装置内で最大圧力150Paで180℃に30分間加熱撹拌した。その後、反応混合物を丸底フラスコに移し、揮発性成分を減圧除去した。少し濁った低臭の油状物3.92gを得た。
H−NMR(CDCl):δ0.8−1.0(m,9H,CH),1.1−1.55(m,5H),1.78−1.85(m,6H,CHC=N),2.8−3.2(m,8H,CHNおよびCHO),3.3−3.4(ブロードなs,6H,CHO),3.5−3.6(m,4H,CHN).
FT−IR:3381(N−H),2952,2891,2869,1639(C=N),1525,1455,1373,1255,1196,1119,1030,965,839.
触媒K−17:N,N”−(2−メチルペンタン−1,5−ジイル)ビス(N’−ヘキシルアセトイミドアミド)
試験管内で、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン(Dytek(登録商標)A、Invista製)1.34gと、n−ヘキシルアミン2.38gと、オルト酢酸トリメチル2.96gと、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)0.06gとを混合し、マイクロ波加熱装置内で最大圧力150Paで160℃に30分間加熱撹拌した。その後、反応混合物を丸底フラスコに移し、揮発性成分を減圧除去した。少し濁った低臭の油状物3.95gを得た。
H−NMR(CDCl):δ0.85−0.95(m,9H,CH),1.15−1.2(m,2H,CH),1.25−1.38(m,12H,CH),1.4−1.7(m,7H),1.85(s,6H,CHC=N),2.85−3.20(m,8H,CHN).
FT−IR:3270(N−H),2954,2923,2853,1633(C=N),1532,1456,1376,1278,1158,1090,1031,983,725.
触媒K−18:N,N”−(プロパン−1,3−ジイル)ビス(N’−ヘキシルアセトイミドアミド)
試験管内で、1,3−ジアミノプロパン0.85gと、n−ヘキシルアミン2.37gと、オルト酢酸トリメチル2.82gと、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)0.07gとを混合し、マイクロ波加熱装置内で最大圧力150Paで160℃に30分間加熱撹拌した。その後、反応混合物を丸底フラスコに移し、揮発性成分を減圧除去した。少し濁った低臭の油状物2.69gを得た。
H−NMR(CDCl):δ0.85−0.95(m,6H,CH),1.25−1.38(m,12H,CH),1.52(q,4H,CHCHN),1.76(m,2H,NCHCHCHN),1.85(s,6H,CHC=N),3.10(m,4H,CHN),3.27−3.35(q,4H,NCHCHCHN).
FT−IR:3231(N−H),2955,2924,2854,1634(C=N),1539,1439,1381,1362,1321,1294,1159,1140,1096,1031,977,839,724.
触媒K−19:
試験管内で、3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン(Huntsman製のJeffamine(登録商標)EDR−148)3.52gと、オルト酢酸トリメチル3.42gと、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)0.11gとを混合し、マイクロ波加熱装置内で最大圧力150Paで160℃に30分間加熱撹拌した。その後、反応混合物を丸底フラスコに移し、揮発性成分を減圧除去した。無臭の淡黄色油状物4.85gを得た。
H−NMR(CDCl):δ1.87および1.88(2つのs,3H,CH),3.32−3.45(m,4H,CHO),3.57−3.65(m,8H,CHNおよびCHO).
FT−IR:3367(N−H),2863,1682,1638(C=N),1529,1440,1372,1349,1257,1115,1031,932,820,779.
触媒K−20:N,N”−(3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジイル)ビス(N’−ヘキシルアセトイミドアミド)
試験管内で、3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン(Huntsman製のJeffamine(登録商標)EDR−148)1.63gと、n−ヘキシルアミン2.06gと、オルト酢酸トリメチル3.15gと、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)0.10gとを混合し、マイクロ波加熱装置内で最大圧力150Paで160℃に30分間加熱撹拌した。その後、反応混合物を丸底フラスコに移し、揮発性成分を減圧除去した。少し濁った低臭の油状物4.26gを得た。
H−NMR(CDCl):δ0.89(t,6H,CHCH),1.25−1.38(m,12H,CH),1.50(q,4H,NCHCH),1.85−1.88(m,3H,CHC=N),3.12(t,4H,CHN),3.35(q,4H,CHO),3.58−3.68(m,8H,CHNおよびCHO).
FT−IR:3373(N−H),2954,2923,2856,1685,1638(C=N),1530,1456,1440,1375,1350,1257,1119,1030,931,725.
触媒K−21:N,N”−(2,2(4),4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイル)ビス(N’−(2−メトキシエチル)アセトイミドアミド)
試験管内で、3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン(Huntsman製のJeffamine(登録商標)EDR−148)1.68gと、2−メトキシエチルアミン1.70gと、オルト酢酸トリメチル2.86gと、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)0.07gとを混合し、マイクロ波加熱装置内で最大圧力150Paで160℃に30分間加熱撹拌した。その後、反応混合物を丸底フラスコに移し、揮発性成分を減圧除去した。少し濁った低臭の油状物3.77gを得た。
H−NMR(CDCl):δ1.85(s,6H,CHC=N),3.20−3.40(m,14H,CHO,CHNおよびCHO),3.51(m,4H,CHN),3.55−3.65(m,8H,CHNおよびCHO).
FT−IR:3374(N−H),2866,1638(C=N),1525,1455,1374,1350,1285,1196,1114,1030,965,926,837.
触媒K−22:N,N”−((メチルアザンジイル)ビス(プロパン−3,1−ジイル))ビス(N’−ヘキシルアセトイミドアミド)
試験管内で、N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン1.80gと、n−ヘキシルアミン2.37gと、オルト酢酸トリメチル2.82gと、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン(III)0.07gとを混合し、マイクロ波加熱装置内で最大圧力150Paで160℃に30分間加熱撹拌した。その後、反応混合物を丸底フラスコに移し、揮発性成分を減圧除去した。少し濁った低臭の油状物4.36gを得た。
H−NMR(CDCl):δ0.85−0.95(m,6H,CH),1.10−1.38(m,14H,CH),1.4−1.7(m,3H),1.85(s,6H,CHC=N),2.85−3.2(m,8H,NCH),3.05−3.2(m,4H,CHN).
FT−IR:3270(N−H),2924,2853,2793,1633(C=N),1532,1456,1376,1353,1294,1261,1154,1051,1031,837,725.
シラン基含有ポリマーの製造:
ポリマーSTP−1:
無水条件下で、ポリオールAcclaim(登録商標)12200(低不飽和度のポリオキシプロピレンジオール、Bayer製;OH価11.0mg KOH/g)1000gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI;Vestanat(登録商標)IPDI、Evonik製)43.6gと、フタル酸ジイソデシル(DIDP)126.4gと、トリス(ネオデカン酸)ビスマス(10重量%DIDP)0.1gとを絶えず撹拌しながら90℃に加熱し、滴定した遊離イソシアネート基の含有量が0.63重量%の安定した値に達するまでこの温度で放置する。その後、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)−アミノ−コハク酸ジエチルエステル(3−アミノプロピルトリメトキシシランとマレイン酸ジエチルエステルとの付加物;米国特許第5,364,955号明細書に記載のように製造)63.0gを混合し、混合物を90℃で、FT−IR分光法により遊離イソシアネートがそれ以上検出されなくなるまで撹拌した。このようにして得られた、シラン当量約6880g/Eq(使用量から算出)のトリメトキシシラン基含有ポリエーテルを室温に冷却し、無水条件下で保存した。
ポリマーSTP−2:
無水条件下で、ポリオールAcclaim(登録商標)12200(低不飽和度のポリオキシプロピレンジオール、Bayer製;OH価11.0mg KOH/g)1000gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI;Vestanat(登録商標)IPDI、Evonik製)43.6gと、フタル酸ジイソデシル(DIDP)126.4gと、トリス(ネオデカン酸)ビスマス(10重量%DIDP)0.1gとを絶えず撹拌しながら90℃に加熱し、滴定した遊離イソシアネート基の含有量が0.64重量%の安定した値に達するまでこの温度で放置する。その後、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−アミノ−コハク酸ジエチルエステル(3−アミノプロピルトリエトキシシランとマレイン酸ジエチルエステルとの付加物)70.6gを混合し、混合物を90℃で、FT−IR分光法により遊離イソシアネートがそれ以上検出されなくなるまで撹拌した。このようにして得られた、シラン当量約6920g/Eq(使用量から算出)のトリエトキシシラン基含有ポリエーテルを室温に冷却し、無水条件下で保存した。
使用した市販の触媒およびその略称:
DBU 1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン
TMG 1,1,3,3−テトラメチルグアニジン
TMTHP 2,5,5−トリメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン
Si−MDHI 1−(3−(トリメトキシシリル)プロピル)−2−メチル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール
IBAY Tyzor(登録商標)IBAY、ビス(エチルアセトアセタト)ジイソブトキシ−チタン(IV)、Dorf Ketal製
シラン架橋性組成物:
組成物Z1〜Z25は本発明の実施例であり、組成物V1〜V26は比較例である。
組成物Z1〜Z11および比較V1〜V2:
ポリマーSTP−1、96.5gと、ビニルトリメトキシシラン0.5gと、3−アミノプロピルトリメトキシシラン3.0gとからなる組成物を表1に従って記載の量の様々な触媒と混合し、貯蔵前後に、標準的な雰囲気中で混合物の粘度と皮膜形成時間(HBZ)を試験した。皮膜形成時間は、その場合、シラン基の架橋反応に関する触媒活性の尺度、即ち、架橋速度の尺度の役割を果たし;貯蔵後の粘度および皮膜形成時間の変化は、貯蔵安定性の尺度である。さらに、標準的な雰囲気中で24時間後、塗布された混合物を、表面が所望のように乾燥したかどうかまたはベタツキのある皮膜が形成したかどうか(これは硬化したプラスチックとの相溶性が悪いことによる触媒のブリードの兆候である)、および/または、表面が粘着性であるかどうか(これは不完全な硬化の兆候である)試験した。さらに、混合物から厚さ2mmの皮膜を形成し、7日間標準的な雰囲気で硬化させ、機械的特性を試験した。結果を表1および表2に示す。「Zus.」は「組成物」を表す。
組成物Z12〜Z21および比較V3〜V4:
ポリマーSTP−1、96.5gと、ビニルトリメトキシシラン0.5gと、3−アミノプロピルトリメトキシシラン3.0gとからなる組成物を、表3に従って記載の量の様々な触媒と混合し、組成物Z1について記載したように混合物の粘度、皮膜形成時間(HBZ)、表面の性質および機械的特性を試験した。結果を表3および表4に示す。「Zus.」は「組成物」を表す。
組成物Z22〜Z31および比較V5〜V6:
ポリマーSTP−2、95.9gと、ビニルトリエトキシシラン0.4gと、3−アミノプロピルトリエトキシシラン3.7gとからなる組成物を、表5に従って記載の量の様々な触媒と混合し、組成物Z1について記載したように混合物の粘度、皮膜形成時間(HBZ)、表面の性質および機械的特性を試験した。結果を表5および表6に示す。「Zus.」は「組成物」を表す。
組成物Z32〜Z46および比較V7:
遊星形ミキサーで、ポリマーSTP−1、36.2gと、粉砕されたチョーク(Omyacarb(登録商標)5GU、Omya製)60.2gと、チキソトロピーペースト(その製造は後述する)1.2gと、ビニルトリメトキシシラン1.2gと、3−アミノプロピルトリメトキシシラン1.2gと、表7に従って記載の量の様々な触媒とを混合し、組成物Z1について記載したように皮膜形成時間(HBZ)、表面の性質および機械的特性を試験した。結果を表7に示す。「Zus.」は「組成物」を表す。
チキソトロピーペーストは、真空ミキサーに、フタル酸ジイソデシル(Palatinol(登録商標)Z、BASF製)300gと4,4‘−メチレンジフェニルジイソシアネート(Desmodur(登録商標)44MC L、Bayer製)48gとを仕込み、穏やかに加熱した後、激しく撹拌しながらn−ブチルアミン27gをゆっくり滴下することにより製造した。得られたペーストを減圧下で冷却しながら1時間さらに撹拌した。
組成物Z47〜Z55および比較V8:
遊星形ミキサーで、ポリマーSTP−2、36.2gと、粉砕されたチョーク(Omyacarb(登録商標)5GU、Omya製)60.2gと、組成物Z31について記載のように製造したチキソトロピーペースト1.2gと、ビニルトリエトキシシラン1.2gと、3−アミノプロピルトリエトキシシラン1.2gと、表8に従って記載の量の様々な触媒とを混合し、前述のように混合物の皮膜形成時間(HBZ)、表面の性質および機械的特性を試験した。結果を表8に示す。「Zus.」は「組成物」を表す。
組成物Z56〜Z57および比較V9〜V12:
シラン基含有ポリエーテル、TEGOPAC(登録商標)Bond 150(Evonik製)96.5gと、ビニルトリエトキシシラン0.5gと、3−アミノプロピルトリエトキシシラン3.0gとからなる組成物を、表9に従って記載の量の様々な触媒と混合し、記載したように、標準的な雰囲気中で混合物の皮膜形成時間(HBZ)と7日後の表面の性質を試験した。結果を表9に示す。「Zus.」は「組成物」を表す。
組成物Z58〜Z59および比較V13〜V14:
プラスチックビーカー内で、23℃での粘度が約50,000mPasのOH末端直鎖ポリジメチルシロキサン(Wacker(登録商標)Silicone Rubber Polymer FD50、Wacker製)99重量部(GT)とWacker(登録商標)E2 Siliconoel−Emulsion(非イオン性乳化剤で水に乳化した中粘度のOH末端直鎖ポリジメチルシロキサン、Wacker製;固形分含有率37〜40%)1GTとからなる第1の成分20.2gを、ビニルトリメトキシシラン(VTMO)0.80gと表10に記載の種類と量の触媒とからなる第2の成分と均質混合し、前述のように混合物の皮膜形成時間(HBZ)と表面の性質を試験した。さらに、標準的な雰囲気中で7日後の、塗布された混合物のショアA硬度を試験した。結果を表10に示す。「Zus.」は「組成物」を表す。
組成物Z60(触媒のin situ製造):
ポリマーSTP−1、30.0gと、ビニルトリメトキシシラン0.15gと、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1.2gとからなる組成物を、無水条件下で、平均分子量約430g/molのポリオキシプロピレンジアミン(Huntsman製のJeffamine(登録商標)D−400、アミン含有量約4.4meq/g)0.8gおよびN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド0.4gと混合し、混合物を、内側を塗装したアルミニウム管に充填し、オーブンで80℃に加熱した。表11に記載の時間間隔に従って、混合物の標準的な雰囲気中での皮膜形成時間(HBZ)およびカルボジイミドの転化率(FT−IRにおける約2120cm−1でのカルボジイミド吸収帯の強度の低下による、最初の強度=0%転化、吸収帯がそれ以上検出不可能=100%転化)を試験した。結果を表11に示す。
組成物Z61(触媒のin situ製造):
組成物Z60からの触媒のin situ製造を繰り返したが、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランは省いた。結果を表12に示す。
組成物Z62〜Z63および比較V15およびV16:
シラン基含有ポリエーテル、GENIOSIL(登録商標)STP−E15(Wacker製)またはDesmoseal(登録商標)S XP 2821(Bayer製)96.0gと、ビニルトリメトキシシラン0.35gと、3−アミノプロピルトリメトキシシラン3.72gとからなる組成物を、表13に従って記載の量の様々な触媒と混合し、組成物Z1について記載したように混合物を試験した。結果を表13に示す。「Zus.」は「組成物」を表す。

Claims (12)

  1. −少なくとも1種のシラン基含有ポリマーと;
    −少なくとも1種の式(I)
    {式中、
    nは2〜20の整数を表し
    は、式
    (式中、
    、水素、または炭素数1〜8のアルキル基もしくはシクロアルキル基もしくはアラルキル基を表し、
    は、水素を表し、
    は、−NR 表し、
    は、水素を表し、
    およびR は、互いに独立してそれぞれ、場合によりヘテロ原子を含有する炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基、もしくはアラルキル基を表し、
    はエーテル酸素またはアミン窒素を含有する、炭素数2〜50のn価の脂肪族または脂環式またはアリール脂肪族炭化水素基を表す)
    の基を表す}
    の触媒と、
    を含む組成物であって、
    前記式(I)の触媒が、芳香環、または芳香族複素環系の一部に直接結合している窒素原子を含有しない、組成物。
  2. Aが、4−アザ−N−メチル−1,7−ヘプチレン;4−アザ−N−エチル−1,7−ヘプチレン;3−アザ−1,5−ペンチレン;3,6−ジアザ−1,8−オクチレン;3,6,9−トリアザ−1,11−ウンデシレン;4−アザ−1,7−ヘプチレン;3−アザ−1,6−ヘキシレン;4,7−ジアザ−1,10−デシレン;7−アザ−1,13−トリデシレン;ピペラジン−1,4−ジイル−ビス(1,2−エチレン);ピペラジン−1,4−ジイル−ビス(1,3−プロピレン);3−オキサ−1,5−ペンチレン;3,6−ジオキサ−1,8−オクチレン;4,7−ジオキサ−1,10−デシレン、および分子量が180〜500g/molの範囲のα,ω−ポリオキシプロピレンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記式(I)の触媒中、RおよびRが互いに独立してそれぞれ、エチル、イソプロピル、tert.ブチル、3−(ジメチルアミノ)プロピル、またはシクロヘキシルを表すことを特徴とする、請求項に記載の組成物。
  4. 前記シラン基含有ポリマーが末端シラン基を有するポリオルガノシロキサンであることを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 前記シラン基含有ポリマーがシラン基含有ポリオレフィンまたはシラン基含有ポリエステルまたはシラン基含有ポリ(メタ)アクリレートまたはシラン基含有ポリエーテルまたはこれらのポリマーの混合型であることを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 少なくとも1種のオルガノチタネートをさらに含有することを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載の組成物。
  7. (I)の触媒を製造する工程を含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の組成物の製造方法であって、式A−(NHRの少なくとも1種のポリアミンを、式R−N=C=N−Rの少なくとも1種のカルボジイミドと反応させることを特徴とする、方法。
  8. 前記ポリアミンが1,2−エタンジアミン、1,3−プロパンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,3−ブタンジアミン、1,2−ブタンジアミン、2,3−ブタンジアミン、1,3−ペンタンジアミン、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン、1,6−ヘキサンジアミン、2,2,4−および2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン,1,3−ビス(アミノメチル)ベンゼン、2−および4−メチル−1,3−ジアミノシクロヘキサンおよびその混合物、N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)エチルアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレントリアミン、N−(2−アミノエチル)−1,3−プロパンジアミン、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン、ビス−ヘキサメチレントリアミン、N,N’−ビス(アミノエチル)ピペラジン、N,N’−ビス(アミノプロピル)ピペラジン、ビス(2−アミノエチル)エーテル、3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン、4,7−ジオキサデカン−1,10−ジアミン、および分子量が210〜500g/molの範囲のポリオキシプロピレンジアミンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項に記載の方法。
  9. 前記反応を前記シラン基含有ポリマーの存在下で行うことを特徴とする、請求項7または8に記載の方法。
  10. 接着剤、シーリング材またはコーティング材としての請求項1〜のいずれか一項に記載の組成物の使用。
  11. 請求項1〜のいずれか一項に記載の組成物から硬化後に得られる硬化した組成物。
  12. シラン基含有ポリマーをベースにする組成物用の架橋触媒としての、請求項1に記載の式(I)の触媒の使用。
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