JP6984006B2 - 硬化性オルガノポリシロキサン組成物 - Google Patents

硬化性オルガノポリシロキサン組成物 Download PDF

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Description

本発明は、少なくとも1つの脂肪族炭素−炭素多重結合を有するシリコーン樹脂及び脂肪族炭素−炭素二重結合を有する化合物を含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物、その製造、及びその使用に関する。
脂肪族炭素−炭素二重結合を有するポリオルガノシロキサン及びその使用は既に知られている。例えば、EP−B1 518057号は、主にRSiO2/2構造単位からなるビニル官能化懸垂環状オルガノシロキサンの調製、及びポリオレフィンの架橋剤としてのその使用を開示する。Si−C結合したメタクリレート含有置換基を有するポリオルガノシロキサンも同様に知られている。例えば、EP−B1 2692776号は、Si−C結合したメタクリレート含有置換基を有するシリコーンについて記載しており、実質的に線状及び環状RSiO2/2構造単位からなり、ヒドロシリル化反応によって調製されるが、このプロセスは複雑であるため、非常にコストがかかる。
DE−A102011086865号、DE−A102011086869号及びUS−A9,296,766号は、非常に低い縮合度を有し、また高いアルコキシ含量を有し、したがって複合体中のバインダーとしての使用に適さないビニル官能化シリコーン樹脂中間体を記載する。また、Polimery 2016,61,No.1において、Si−C結合したメタクリレート含有置換基を有する反応性シリコーン樹脂が記載されている。しかし、これらのシリコーン樹脂はRSiO3/2単位の割合が比較的低く、ジメチルシロキシ単位の割合が高い。
上記のポリオルガノシロキサンの欠点は、反応性可塑剤と組み合わせたバインダーとして、これらが重合性炭素−炭素二重結合を含む化合物であるため、複合体用途において高い曲げ強度を生じないことである。
欧州特許第518057号明細書 欧州特許第2692776号明細書 独国特許出願公開第102011086865号明細書 独国特許出願公開第102011086869号明細書 米国特許第9,296,766号明細書
Polimery 2016,61,No.1
本発明の主題は、以下を含む組成物である。
(A)以下の一般式の単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂
(ORSiO(4−a−b−c)/2(I)、
[式中、
Rは同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は脂肪族炭素−炭素多重結合を含まない一価のSiC結合した、場合により置換されていてもよい炭化水素基を表し、
は同一であっても異なっていてもよく、脂肪族炭素−炭素多重結合を有する一価のSiC結合した、場合により置換されていてもよい炭化水素基を意味し、
は同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は一価の、場合により置換されていてもよい炭化水素基を表し、
aは0、1、2又は3であり、
bは0又は1であり、
cは0、1、2又は3であり、
ただし、式(I)において合計a+b+c≦3であり、式(I)の少なくとも1つの単位においてb=1であり、いずれの場合もオルガノポリシロキサン樹脂(A)中の式(I)の全てのシロキサン単位に基づいて、式(I)の単位の少なくとも50%、好ましくは少なくとも60%、より好ましくは少なくとも80%、より具体的には少なくとも90%においてa+b=1であり、及び式(I)の単位の最大で10%、好ましくは最大で8%、より好ましくは最大で6%においてa+b=3である。]
(B)以下の式の少なくとも1つの単位を有する有機化合物
CR =CR−CO−Z−(II)、
[式中、
は同一であっても異なっていてもよく、水素原子、シアノ基CN、又はヘテロ原子によって割り込まれていてもよい一価の、場合により置換されていてもよい炭化水素基を意味し、
Zは同一であっても異なっていてもよく、−O−又はNR−を表し、
は同一であっても異なっていてもよく、水素原子又はヘテロ原子によって割り込まれていてもよい一価の、場合により置換されていてもよい炭化水素基を意味する。]
(C)開始剤、及び
(D)充填剤
一価のSiC結合した炭化水素基の例は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、1−n−ブチル、2−n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基等のヘキシル基、n−ヘプチル基等のヘプチル基、n−オクチル基、及び2,4,4−トリメチルペンチル基及び2,2,4−トリメチルペンチル基等のイソオクチル基のようなオクチル基、n−ノニル基等のノニル基、n−デシル基等のデシル基、n−ドデシル基等のドデシル基、n−ヘキサデシル基等のヘキサデシル基、n−オクタデシル基等のオクタデシル基のようなアルキル基、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル基及びメチルシクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントリル及びフェナントリル基等のアリール基、o−、m−、p−トリル基、キシリル基及びエチルフェニル基等のアルカリル基、並びにベンジル基、α−及びβ−フェニルエチル基等のアラルキル基である。
一価のSiC結合した置換炭化水素基Rの例は、3−(O−メチル−N−カルバマト)プロピル、O−メチル−N−カルバマトメチル、N−モルホリノメチル、3−グリシジルオキシプロピル、シクロヘキシルアミノメチル、フェニルアミノメチル、イソシアナトメチル、3−イソシアナトプロピル、3−アミノプロピル、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル、N−シクロヘキシル−3−アミノプロピル、無水コハク酸、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル、N−(1,3−ジメチルブチリデン)プロピル基、アミノカルボニルアミノ、3−メルカプトプロピル及び3−クロルプロピル基である。
基Rは、1〜18個の炭素原子を有し、脂肪族炭素−炭素多重結合を含まない一価のSiC結合した炭化水素基、より好ましくは1〜8個の炭素原子を有するアルキル又はアリール基、より具体的にはメチル基を含むことが好ましい。
脂肪族炭素−炭素多重結合を有する一価のSiC結合した、場合により置換されていてもよい基Rの例は、ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、n−5−ヘキセニル、2−(3−シクロヘキセニル)エチル、7−オクテニル、10−ウンデセニル、4−ビニルシクロヘキシル、3−ノルボルネニル、2−ボルネニル、4−ビニルフェニル、メタクリロイルオキシメチル、アクリロイルオキシメチル、3−メタクリロイルオキシプロピル、3−アクリロイルオキシプロピル及びN−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピル基である。
基Rは、好ましくは脂肪族炭素−炭素二重結合及び1〜18個の炭素原子を有する一価のSiC結合した、場合により置換されていてもよい炭化水素基、より好ましくはビニル、メタクリロイルオキシメチル、アクリロイルオキシメチル、3−メタクリロイルオキシプロピル又は3−アクリロイルオキシプロピル基、より具体的にはビニル又は3−メタクリロイルオキシプロピル基、非常に好ましくはビニル基を含む。
本発明のオルガノポリシロキサン樹脂(A)は、1つの基Rのみ又は2つ以上の異なる基Rを有することができ、その場合、R=ビニルである式(I)の単位の合計は、好ましくは、b=1である式(I)の全ての単位に基づいて、少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%、より具体的には少なくとも95%である。
基Rの例は、基R及びRについて述べた基である。
基Rは、好ましくは、水素原子、及び1〜18個の炭素原子を有する一価の炭化水素基、より好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル基、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル又はイソブチル基、より具体的には水素原子及びメチル又はエチル基を含む。
本発明で使用される樹脂(A)において、b=1である式(I)の単位の合計は好ましくは10%〜40%、より好ましくは15%〜30%である。
本発明で使用される樹脂(A)において、a+b=2である式(I)の単位の合計は、いずれの場合も式(I)の全てのシロキサン単位の合計に基づいて、好ましくは最大で30%、より好ましくは最大で20%、非常に好ましくは最大で10%、より具体的には最大で5%である。
本発明で使用される樹脂(A)において、c≠0である式(I)の単位の合計は、式(I)の全てのシロキサン単位の合計に基づいて、好ましくは5%〜60%、より好ましくは10%〜55%、非常に好ましくは20%〜50%、より具体的には30%〜45%である。
本発明で使用される樹脂(A)は、平均で少なくとも12、より好ましくは平均で少なくとも15、より具体的には平均で少なくとも18、非常に好ましくは平均で18〜50の式(I)の単位からなるのが好ましい。
式(I)の単位は、オルガノポリシロキサン樹脂(A)中に統計的に分布することが好ましい。
オルガノポリシロキサン樹脂(A)の例は、テトラエトキシシラン、オルガニルトリエトキシシラン、ジオルガニルジエトキシシラン及び/又はトリオルガニルエトキシシランの水との共加水分解によって得ることができ、かつ好ましくは分子あたり平均して少なくとも12個、より好ましくは平均して少なくとも15個、より具体的には少なくとも平均して18個のケイ素原子を有する化合物(A)である。上記のエトキシシランの代わりに、調製のために対応するメトキシシランを用いることも可能であり、その場合にはオルガニルメトキシポリシロキサンが得られる。しかし、エトキシ−とメトキシシランとの混合物を使用することも可能であり、その場合にはオルガニルメトキシエトキシポリシロキサン樹脂が得られる。
本発明で使用されるそのようなオルガノポリシロキサン樹脂(A)の好ましい例は、
(MeSiO3/20.48(ViSiO3/20.12(Me(MeO)SiO2/20.26(Vi(MeO)SiO2/20.07
(Me(HO)SiO2/20.02(MeSiO2/20.01(Me(MeO)SiO1/20.01(MeSiO1/20.03(数平均モル質量Mnは1860g/mol、重量平均モル質量Mwは4860g/mol)、
(MeSiO3/20.36(ViSiO3/20.09(Me(MeO)SiO2/20.39(Vi(MeO)SiO2/20.10
(Me(HO)SiO2/20.02(MeSiO2/20.01(Me(MeO)SiO1/20.03(数平均モル質量Mnは1680g/mol、重量平均モル質量Mwは4340g/mol)、
(MeSiO3/20.40(ViSiO3/20.10(Me(MeO)SiO2/20.34(Vi(MeO)SiO2/20.08
(Me(HO)SiO2/20.02(MeSiO2/20.01(Me(MeO)SiO1/20.02(MeSiO1/20.03(数平均モル質量Mnは1640g/mol、重量平均モル質量Mwは4080g/mol)、
(MeSiO3/20.44(MaSiO3/20.11(Me(MeO)SiO2/20.28(Ma(MeO)SiO2/20.07
(Me(HO)SiO2/20.02(Ma(HO)SiO2/20.01(MeSiO2/20.01(Me(MeO)SiO1/20.03(MeSiO1/20.03(数平均モル質量Mnは1710g/mol、重量平均モル質量Mwは4700g/mol)、
(MeSiO3/20.48(ViSiO3/20.12(Me(MeO)SiO2/20.26(Vi(MeO)SiO2/20.07
(Me(HO)SiO2/20.02(MeSiO2/20.03(Me(MeO)SiO1/20.01(Me(OH)SiO1/20.01(数平均モル質量Mnは1710g/mol、重量平均モル質量Mwは4700g/mol)、
(MeSiO3/20.48(ViSiO3/20.12(IoSiO3/20.01(Me(MeO)SiO2/20.26
(Vi(MeO)SiO2/20.07(Me(HO)SiO2/20.02(Io(HO)SiO2/20.01(MeSiO2/20.01
(Me(MeO)SiO1/20.01(Io(OH)SiO1/20.01(数平均モル質量Mnは1540g/mol、重量平均モル質量Mwは3630g/mol)、
(MeSiO3/20.25(ViSiO3/20.10(PhSiO3/20.15(Me(MeO)SiO2/20.21
(Vi(MeO)SiO2/20.09(Ph(MeO)SiO2/20.11(Me(HO)SiO2/20.01
(Ph(HO)SiO2/20.02(MeSiO2/20.01(Me(MeO)SiO1/20.01
(Ph(OH)(MeO)SiO1/20.01(MeSiO1/20.03(数平均モル質量Mnは1040g/mol、重量平均モル質量Mwは1590g/mol)、
(MeSiO3/20.46(ViSiO3/20.11(Me(EtO)SiO2/20.28(Vi(EtO)SiO2/20.08
(Me(HO)SiO2/20.02(MeSiO2/20.01(Me(EtO)SiO1/20.01(MeSiO1/20.03(数平均モル質量Mnは1610g/mol、重量平均モル質量Mwは3690g/mol)、
(MeSiO3/20.29(ViSiO3/20.22(Me(MeO)SiO2/20.08(Vi(MeO)SiO2/20.06
(Me(HO)SiO2/20.01(MeSiO2/20.24(Me(MeO)SiO1/20.01(Me(MeO)SiO2/20.05(MeSiO1/20.04(数平均モル質量Mnは2200g/mol、重量平均モル質量Mwは6800g/mol)、
ここで、Meはメチル、Viはビニル、Etはエチル、Phはフェニル、Maは3−メタクリロイルオキシプロピル、Ioは2,4,4−トリメチルペンチル基を表す。
本発明で使用される樹脂(A)は、23℃及び1000hPaで固体又は液体であり得、樹脂(A)は、23℃及び1000hPaで液体であることが好ましい。
本発明で使用される樹脂(A)が液体である場合、それらは、いずれの場合も23℃で、好ましくは少なくとも1000mPa・s、より好ましくは1500mPa・s〜1000000mPa・s、より具体的には3000mPa・s〜100000mPa・sの動的粘度を有する。
本発明との関連において、動的粘度は、特に明記しない限り、23℃の温度及び1013hPaの大気圧において、DIN53019に従って決定される。測定はAnton Paar社のPhysica MCR 300回転レオメーターを用いて行う。この場合、1〜200mPa・sの粘度には1.13mmの輪状の間隙を有する同軸円筒測定システム(CC27)を、200mPa・sを超える粘度にはコーンプレート測定システム(CP50−1測定コーンを有するSearle System)を使用する。剪断速度は、ポリマー粘度に適合される(100s−1で1〜99mPa・s、200s−1で100〜999mPa・s、120s−1で1000〜2999mPa・s、80s−1で3000〜4999mPa・s、62s−1で5000〜9999mPa・s、50s−1で10000〜12499mPa・s、38.5s−1で12500〜15999mPa・s、33s−1で16000〜19999mPa・s、25s−1で20000〜24999mPa・s、20s−1で25000〜29999mPa・s、17s−1で30000〜39999mPa・s、10s−1で40000〜59999mPa・s、5s−1で60000〜149999mPa・s、3.3s−1で150000〜199999mPa・s、2.5s−1で200000〜299999mPa・s、1.5s−1で300000〜1000000mPa・s)。
測定システムを測定温度に調整した後、準備段階、予備剪断、粘度測定からなる3段階の測定プログラムを採用する。準備段階は、測定が行われる上述の剪断速度まで1分以内に剪断速度が段階的に増加することによって行われ、この速度は予想される粘度に依存する。これが達成されるとすぐに、30秒間一定の剪断速度で予備剪断が行われ、その後、4.8秒毎に25回の個別測定を実施して粘度を決定し、そこから平均値を決定する。平均値はmPa・sで報告される動的粘度に相当する。
本発明で使用される樹脂(A)は、好ましくは1000〜6000g/mol、より好ましくは1100g/mol〜5000g/mol、非常に好ましくは1200g/mol〜4000g/mol、より具体的には1400g/mol〜3000g/molの数平均モル質量Mnを有する。
本発明との関連において、DIN 1333:1992−02の4節に従って、1の位で四捨五入して十の位までの概数にした数平均モル質量Mn及び重量平均モル質量Mwは、DIN 55672−1/ISO 160414−1及びISO 160414−3に従ってサイズ排除クロマトグラフィー(SEC/GPC)を用いて、ポリスチレン標準を使用して、固定相としてポリスチレン−co−ジビニルベンゼンをベースとし、450.000g/molより大きい排除サイズを有する、10000Å、500Å及び100Åの順序で異なる細孔径分布を有する3つのカラムから構成されるカラムセットを較正することによって決定される。フェニル含有成分は溶離液としてTHFを用いて、非フェニル含有成分は溶離液としてトルエンを用いて決定する。分析は40±1℃のカラム温度と屈折率検出器で行う。
本発明で使用される樹脂(A)は、商業的に慣用の製品であり、及び/又は化学において一般的である方法によって調製可能である。
本発明で使用される化合物(B)は、好ましくは5〜50個の炭素原子、より好ましくは6〜20個の炭素原子を有する化合物である。
本発明で使用される化合物(B)は、ケイ素原子を含まない式(II)の少なくとも1単位を有する有機化合物であることが好ましい。
本発明で使用される化合物(B)は、いずれの場合も1000hPaの圧力で、好ましくは60℃未満、より好ましくは40℃未満、より具体的には30℃未満の温度で液体である。
本発明で使用される化合物(B)は、いずれの場合も1000hPaの圧力で、好ましくは少なくとも120℃、より好ましくは少なくとも150℃、より具体的には少なくとも200℃の温度において沸点を有する。
基Rの例は、R及びRに述べられている基、及びシアノ基である。
基Rは、水素原子又はメチル基を含むことが好ましい。
基Rの例は、R及びRについて述べた基である。
基Rは、好ましくは水素原子又は一価の脂肪族飽和炭化水素基、より好ましくは水素原子又はメチル基を含む。
基Zは−O−を含むことが好ましい。
化合物(B)は、好ましくは有機アクリレート又はメタクリレート、より好ましくは有機モノ−、ジ−若しくはトリアクリレート又は有機モノ−、ジ−若しくはトリメタクリレート、特に有機モノ−若しくはジアクリレート又は有機モノ−若しくはジメタクリレートである。
本発明で使用される化合物(B)の例は、トリプロピレングリコールジアクリレート(CAS:42978−66−5)、(1−メチルエチリデン)ビス(4,1−フェニレンオキシ−3,1−プロパンジイル)ビスメタクリレート(CAS:27689−12−9)、トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート(CAS:40220−08−4)、(5−エチル−1,3−ジオキサン−5−イル)メチルアクリレート(CAS:66492−51−1)、(オクタヒドロ−4,7−メタノ−1H−インデンジイル)ビス(メチレン)ジアクリレート(CAS:42594−17−2)、(オクタヒドロ−4,7−メタノ−1H−インデンジイル)ビス(メチレン)ジメタクリレート(CAS:43048−08−4)、[2−(アクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウムクロリド(CAS:44992−01−0)、[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウムクロリド(CAS:5039−78−1)、1,1,1−トリメチロールエタントリメタクリレート(CAS:24690−33−3)、1,1,1−トリメチロールエタントリアクリレート(CAS:19778−85−9)、1,12−ドデカンジオールジメタクリレート(CAS:72829−09−5)、1,2,5−ペンタントリオールトリメタクリレート(CAS:287196−31−0)、1,3−プロパンジオールジアクリレート(CAS:24493−53−6)、1,3−ブタンジオールジアクリレート(CAS:19485−03−1)、1,3−ブタンジオールジメタクリレート(CAS:1189−08−8)、1,4−ブタンジオールジアクリレート(CAS:1070−70−8)、1,4−ブタンジオールジメタクリレート(CAS:2082−81−7)、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(CAS:13048−33−4)、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート(CAS:6606−59−3)、1,7−ヘプタンジオールジメタクリレート、1,8−オクタンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート(CAS:107481−28−7)、1,9−ノナンジオールジメタクリレート(CAS:65833−30−9)、1,10−デカンジオールジアクリレート(CAS:13048−34−5)、1,10−デカンジオールジメタクリレート(CAS:6701−13−9)、1,4−シクロヘキサンジオールジメタクリレート(CAS:38479−34−4)、1,4−ブタンジイルビス[オキシ(2−ヒドロキシ−3,1−プロパンジイル]ジアクリレート(CAS:52408−42−1)、2−(1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル)ー4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート(CAS:123968−25−2)、2−(2−オキソ−1−イミダゾリジニル)エチルメタクリレート(CAS:86261−90−7)、2−(2−ビニルオキシエトキシ)エチルアクリレート(CAS RN:86273−46−3)、2−(ジエチルアミノ)エチルメタクリレート(CAS:105−16−8)、2−(ジメチルアミノ)エチルアクリレート(CAS:2439−35−2)、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート(CAS:2867−47−2)、2−(メタクリロイルオキシ)エチルアセトアセテート(CAS:21282−97−3)、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアクリレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、2,2−ジメチルプロパンジオールジメタクリレート(CAS:1985−51−9)、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、2,3−エポキシプロピルメタクリレート、2−[[2,2−ビス[[(1−オキソアリル)オキシ]メチル]ブトキシ]メチル]−2−エチルー1,3−プロパンジイルジアクリレート(CAS:94108−97−1)、2−[2−(2−エトキシエトキシ)エトキシ]エチルメタクリレート(CAS:39670−09−2)、2−[2,2−ビス(2−プロパ−2−エノイルオキシエトキシメチル)ブトキシ]エチル3−(ジブチルアミノ)プロパノエート(CAS:195008−76−5)、ビスフェノールAエトキシレートジメタクリレート(CAS:41637−38−1)、2−アリルオキシエトキシエチルメタクリレート(CAS:58985−94−7)、2−ブテン1,4−ジメタクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジメタクリレート、2−クロロエチルメタクリレート、2−シアノエチルアクリレート、2−シアノエチルメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、2−エチルブチルメタクリレート、オクトクリレン(CAS:6197−30−7)、2−エチルヘキシルアクリレート(CAS:103−11−7)、2−エチルヘキシルメタクリレート(CAS:688−84−6)、2−エチルヘキシルトランス−4−メトキシシンナメート(CAS:83834−59−7)、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−イソシアナトエチルアクリレート、2−イソシアナトエチルメタクリレート、2−メトキシエチル2−シアノアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート(CAS:3121−61−7)、2−メトキシエチルメタクリレート、2−メチルブチルアクリレート、2−メチルブチルメタクリレート、2−メチルヘキサデシル2−メチルプロパ−2−エノエート、2−n−ブトキシエチルメタクリレート、2−N−モルホリノエチルメタクリレート、2−オクチルシアノアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート(CAS:48145−04−6)、2−フェノキシエチルメタクリレート、2−フェニルエチル2−シアノプロパ−2−エノエート(CAS:160583−22−2)、2−フェニルエチルメタクリレート、2−プロピルヘプチルアクリレート(CAS:149021−58−9)、2−プロピルヘプチルメタクリレート、2−tert−ブチルアミノエチルメタクリレート、3−(アクリロイルオキシ)−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート(CAS:1709−71−3)、3−(プロパ−2−エノイルオキシ)−2,2−ビス[(プロパ−2−エノイルオキシ)メチル]プロピルプロパ−2−エノエート(CAS:144086−02−2)、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルメタクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、3,5,5−トリメチルヘキシルメタクリレート、3,6,9−トリチオアウンデカメチレン1,11−ジメタクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピル3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオネート(CAS:1115−20−4)、3−メトキシブチルメタクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジイルジアクリレート、3−フェニルプロピルメタクリレート、4−(1,1−ジメチルエチル)シクロヘキシルアクリレート、4−クミルフェニルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート(CAS:2478−10−6)、4−フェニルブチルメタクリレート、6−(2,5−ジヒドロ−3,4−ジメチル−2,5−ジオキソ−1H−ピロール−1−イル)ヘキシルメタクリレート、6−クロロヘキシルメタクリレート、7−オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン−3−イルメチル2−メチルプロパ−2−エノエート、アセトアセトキシエチルメタクリレート、アクリル酸、アリルメタクリレート、アリルオキシエチルメタクリレート、アリルオキシプロピルメタクリレート、ベヘニルアクリレート、ベヘニルメタクリレート、ベンジルシンナメート、ベンジルジメチル[2−[(1−オキソアリル)オキシ]エチル]アンモニウムクロリド、ベンジルメタクリレート、ビスフェノールAジメタクリレート、ビスフェノールAエトキシレートジメタクリレート、ブチル2−シアノアクリレート(エンブクリレート)、ブチルジグリコールメタクリレート、カルドゥラアクリレート、シンナミルメタクリレート、クロチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、シクロペンチルメタクリレート、D,L−メンチルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート(CAS:68586−19−6)、ジエチレングリコールブチルエーテルメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ジウレタンジメタクリレート、異性体の混合物(CAS:72869−86−4)、エポキシアクリレート(CAS:55818−57−0)、エポキシアクリレート(CAS:68958−77−0)、エチル2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、エチル2−シアノ−3−エトキシアクリレート、エチル2−シアノアクリレート(CAS:7085−85−0)、エチル3−ベンゾイルアクリレート、エチルシンナメート、エチルジグリコールメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート(CAS:97−90−5)、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、エチルチオエチルメタクリレート、エチルトランスー3−(N,N−ジメチルアミノ)アクリレート、エチルトリエチレングリコールメタクリレート、エチルトリグリコールメタクリレート、フルフリルメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、グリセロールメタクリレート、グリセロールプロポキシトリアクリレート、グリセロールトリメタクリレート、ヘキサデシルアクリレート、ヘキサデシルメタクリレート(CAS:2495−27−4)、ヘキサヒドロ−4,7−メタノ−1H−インデニルアクリレート(ジヒドロシクロペンタジエニルアクリレート)、ヘキサオキシエチルメタクリレート、ヒダントインヘキサアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート(CAS:25584−83−2)、ヒドロキシプロピルメタクリレート(CAS:27813−02−1)、イコシルアクリレート、イコシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート(CAS:5888−33−5)、イソボルニルメタクリレート(CAS:7534−94−3)、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、イソシアナトエチルメタクリレート、イソデシルアクリレート、イソデシルメタクリレート、イソオクチルアクリレート(CAS:29590−42−9)、イソペンチルメタクリレート、イソペンチルp−メトキシシンナメート、イソプロピル(2Z)−3−ヨードアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、イソトリデシルメタクリレート、メタクリレート、メタクリロイルアセトン、3−メチルブタ−2−イルメタクリレート、メタクリル酸無水物、メタクリル酸、メタリルメタクリレート、メトキシエトキシエチルメタクリレート、メトキシプロピルメタクリレート、メチル−2−シアノアクリレート、メチル2−フルオロアクリレート、メチル3−メトキシアクリレート、メチル3−メチル−2−ブテノエート、メチルアクリレート、メチルブテン−2−イル−1−メタクリレート、メチルシンナメート、メチルメタクリレート、メチルp−ヒドロキシシンナメート、メチルトリプロピレングリコールメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、ネオペンチルグリコール−プロポキシル化ジアクリレート(CAS:84170−74−1)、ネオペンチルグリコールジメタクリレート(CAS:1985−51−9)、ネオペンチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチル
メタクリレート(CAS:97−88−1)、n−デシルアクリレート、n−デシルメタクリレート、n−ドデシルアクリレート、n−ドデシルメタクリレート(CAS:142−90−5)、n−ヘプチルアクリレート、n−ヘプチルメタクリレート、n−ヘキシルアクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、n−ノニルアクリレート、n−ノニルメタクリレート、n−オクタデシルアクリレート、n−オクタデシルメタクリレート、n−オクチルアクリレート、n−オクチルシアノアクリレート、n−オクチルメタクリレート、ノルボルニルメタクリレート、n−ペンチルアクリレート、n−ペンチルメタクリレート、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、n−ウンデシルアクリレート、n−ウンデシルメタクリレート、オクチルシアノアクリレート(CAS:133978−15−1)、ジプロピレングリコールジアクリレート(CAS:57472−68−1)、ペンタエリスリトールアクリレート(CAS:1245638−61−2)、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、フェニルメタクリレート、リン酸2−ヒドロキシエチルメタクリレートエステル(CAS:52628−03−2)、ピペリジンエチルメタクリレート、p−ニトロフェニルメタクリレート、ポリエーテルポリテトラアクリレート(CAS:51728−26−8)、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート(CAS:52496−08−9)、ポリプロピレングリコールジメタクリレート(CAS:25852−49−7)、プロパルギルメタクリレート、p−ビニルベンジルメタクリレート、sec−ブチルアクリレート、sec−ブチルメタクリレート、sec−ペンチルメタクリレート、大豆油 エポキシ化アクリレート(CAS:91722−14−4)、ソルビトールジメタクリレート、ソルビトールメタクリレート、ソルビトールペンタメタクリレート、スルホエチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルアミノエチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、テトラデシルアクリレート、テトラデシルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、トリデシルアクリレート、トリデシルメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート(CAS:109−16−0)、トリメチロールプロパンエトキシレートトリアクリレート(CAS:28961−43−5)、トリメチロールプロパントリアクリレート(CAS:15625−89−5)、トリメチロールプロパントリメタクリレート(CAS:3290−92−4)、トリチルメタクリレート、ウレイドメタクリレート、ビニル4−メタクリロイルオキシブチルエーテル、ビニルメタクリレート、アクリルアミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、N−tert−ブチルアクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)メタクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アクリルアミド、N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)アクリルアミド(CAS:2873−97−4)、N−(ヒドロキシメチル)アクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド、N−[3−ベンゾトリアゾール−2−イル−2−ヒドロキシ−5−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)ベンジル]−2−メチルアクリルアミド、N−[4−シアノ−3−トリフルオロメチルフェニル]メタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、メチル2−ヒドロキシ−2−(1−オキソ−2−プロペニルアミノ)アセテート、メチル2−メトキシ−2−[1−オキソ−2−(プロペニル)アミノ]アセテート、2−イソブチリル−3,N−ジフェニルアクリルアミド、N−フェニルプロパ−2−エナミド、N−(2,2−ジメトキシエチル)プロパ−2−エナミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N−プロピルメタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−シクロヘキシルメタクリルアミド、N−tert−ブチルメタクリルアミド、N−tert−ブチルアクリルアミド、N,N’−メチレンビス(メタクリルアミド)、N,N’−メチレンビス(アクリルアミド)、N−(イソブトキシメチル)アクリルアミド、N−(イソブトキシメチル)メタクリルアミド、N−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−2−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、N,N’−ヘキサメチレンビス(メタクリルアミド)、N,N’−ヘキサメチレンビス(アクリルアミド)、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、1,1,5,5−テトラメタクリルアミド−n−ペンタン、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド(CAS:5205−93−6)及びN−ドデシルアクリルアミドである。
非常に好ましくは、本発明で使用される化合物(B)は、トリエチレングリコールジメタクリレート(CAS:109−16−0)、トリメチロールプロパントリアクリレート(CAS:15625−89−5)、n−ブチルメタクリレート(CAS:97−88−1)、n−ドデシルメタクリレート(CAS:142−90−5)、2−エチルヘキシルアクリレート(CAS:103−11−7)、2−エチルヘキシルメタクリレート(CAS:688−84−6)、2−ヒドロキシエチルアクリレート(CAS:818−61−1)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(CAS:868−77−9)、ヒドロキシプロピルアクリレート(CAS:25584−83−2)、ヒドロキシプロピルメタクリレート(CAS:27813−02−1)、2−メトキシエチルアクリレート(CAS:3121−61−7)、エチレングリコールジメタクリレート(CAS:97−90−5)、イソボルニルアクリレート(CAS:5888−33−5)、イソボルニルメタクリレート(CAS:7534−94−3)、グリセロールプロポキシトリアクリレート(CAS:52408−84−1)、1,4−ブタンジオールジメタクリレート(CAS:2082−81−7)、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート(CAS:6606−59−3)、1,9−ノナンジオールジアクリレート(CAS:107481−28−7)、ジプロピレングリコールジアクリレート(CAS:57472−68−1)、ポリプロピレングリコールジアクリレート(CAS:52496−08−9)、ポリプロピレングリコールジメタクリレート(CAS:25852−49−7)又は2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート(CAS:2867−47−2)である。
本発明の組成物は、いずれの場合も成分(A)100重量部に基づいて、好ましくは1〜250重量部、より好ましくは10〜100重量部、より具体的には15〜50重量部の量の成分(B)を含む。
本発明の組成物は、好ましくは少なくとも2種の異なる成分(B)、より好ましくは少なくとも2種の異なるアクリレート又はメタクリレート(B)を含み、より具体的には成分(B)は、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート及びヒドロキシプロピルメタクリレートから選択される化合物を含む。
非常に好ましくは、本発明の組成物は、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート及びヒドロキシプロピルメタクリレートから選択される少なくとも1種の成分(B)、並びに1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート(CAS:6606−59−3)、1,9−ノナンジオールジアクリレート(CAS:107481−28−7)、ポリプロピレングリコールジアクリレート(CAS:52496−08−9)、ポリプロピレングリコールジメタクリレート(CAS:25852−49−7)、2−エチルヘキシルアクリレート(CAS:103−11−7)、2−エチルヘキシルメタクリレート(CAS:688−84−6)、イソボルニルアクリレート(CAS:588−33−5)及びイソボルニルメタクリレート(CAS:7534−94−3)から選択される少なくとも1種のさらなる成分(B)を含み、これらの組成物は有利には匂いが少ない。
さらに、特に好ましい変形例において、本発明の組成物は、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート及びヒドロキシプロピルメタクリレートから選択される少なくとも1種の成分(B)、並びにn−ブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、sec−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート及びtert−ブチルアクリレートから選択される少なくとも1種のさらなる成分(B)を含む。
本発明の組成物は、既存の重合技術に従って、例えば、熱的に、又はUV照射によって、好ましくは熱活性化を用いて架橋することができる。
開始剤(C)は、DE A 10 2013 114 061号及びEP−B 2985318号に記載されているように、金属塩と組み合わせた有機若しくは無機過酸化物、アゾ化合物、C−C開始剤又はラジカル形成硬化剤系等の任意の既存のラジカル開始剤であり得る。
開始剤(C)の例は、2−ブタノンペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド、アセチルアセトンペルオキシド、メチルイソブチルケトンペルオキシド、ジラウロイルペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、ジ(2,4−ジクロロベンゾイル)ペルオキシド、ジ(4−メチルベンゾイル)ペルオキシド、ジ(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシー3−イン、ジ−tert−ブチルペルオキシド、tert−ブチルクミルペルオキシド、tert−ブチルモノペルオキシマレエート、tert−アミルペルオキシ2−エチルヘキサノエート、tert−アミルペルオキシネオデカノエート、tert−ブチルペルオキシイソブチレート、tert−ブチルペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、tert−ブチルペルオキシベンゾエート、ブチル−4,4−ジ(tert−ブチルペルオキシ)バレレート、1,1−ジ(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、クミルヒドロペルオキシド、tert−ブチルヒドロペルオキシド、ジ(4−tert−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート、ジ(n−プロピル)
ペルオキシジカーボネート及びtert−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート等のフリーラジカル開始剤、アゾビス(イソブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)及び1,1−アゾビス(ヘキサヒドロベンゾニトリル)等のアゾ開始剤;並びに1,1,2,2−テトラフェニル−1,2−エタンジオール等のC−C開始剤である。
本発明で使用される開始剤(C)は、任意に使用される有機ケイ素化合物(G)又は溶媒(L)に分散又は溶解させることができる。
本発明で使用される開始剤(C)は、23℃及び1000hPaで固体又は液体であり得、23℃及び1000hPaで液体である開始剤(C)が好ましい。
開始剤(C)が任意に使用される有機ケイ素化合物(G)又は溶媒(L)中に分散又は溶解される場合、成分(G)又は(L)は、いずれの場合も1000hPaの圧力で、少なくとも100℃、より好ましくは少なくとも150℃、より具体的には少なくとも200℃の沸点を有することが好ましい。
60℃〜200℃の範囲、より好ましくは80℃〜160℃の範囲、より具体的には90℃〜130℃の範囲で1時間半減期温度を有する熱活性化可能な開始剤(C)を使用することが好ましい。
本発明の組成物は、いずれの場合も成分(A)及び(B)の合計100重量部に基づいて、好ましくは0.1〜5重量部、より好ましくは0.2〜3重量部、より具体的には0.3〜2重量部の量で成分(C)を含む。
本発明の組成物で使用される充填剤(D)は、現在までに知られている任意の所望の充填剤であり得る。
本発明で使用される充填剤(D)は、23℃及び1000hPaでトルエンに1重量%未満を溶解する充填剤であることが好ましい。
充填剤(D)の例は、非補強充填剤(これらは好ましくは50m/gまでのBET比表面積を有する充填剤、例えば、石英、石英粉末、石英顆粒、溶融石英ガラス粉末、石英ガラス粉末、ガラス粉末、クリストバライト、クリストバライト粉末、クリストバライト顆粒、珪藻土;水不溶性ケイ酸塩、例えば、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸ジルコニウム、タルク、カオリン、ゼオライト;金属酸化物粉末、例えば、アルミニウム、チタン、鉄又は亜鉛酸化物及びそれらの混合酸化物;硫酸バリウム、炭酸カルシウム、大理石粉末、石膏、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、プラスチック粉末、例えば、ポリアクリロニトリル粉末である。);補強充填剤(これらは50m/gを超えるBET比表面積を有する充填剤、例えば、熱分解法で製造されたシリカ、沈降シリカ、沈降白亜、ファーネスブラック及びアセチレンブラック等のカーボンブラック、高BET比表面積の混合ケイ素アルミニウム酸化物;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、セラミック微小球等の中空球状充填剤(その例は、3M Deutschland GmbH(独国ノイス)から商標名Zeeospheres(商標)で入手可能である。);繊維状充填剤、例えば、ウォラストナイト、モンモリロナイト、ベントナイト、並びにまた、ガラス(短いガラス繊維)又はミネラルウールの細断及び/又は粉砕された繊維;ガラス、炭素又はプラスチックからなる繊維状織物である。前記充填剤は、例えば、オルガノシラン及び/又はオルガノシロキサン又はステアリン酸による処理により疎水性にされていてもよい。
本発明で使用される充填剤(D)は、各々個別に、又は任意の所望の混合物中で互いに使用することができる。
成分(D)は、長さ5cmまでの繊維(D1)、及び長さ5cmを超える繊維(D2)を含む半完成繊維製品をはじめとする、粒状充填剤から選択される成分を含むことが好ましい。
本発明で使用される充填剤(D1)は、好ましくは85重量%超過、より好ましくは95重量%超過、より具体的には97重量%超過のSiO含有率を有する。
本発明で使用される充填剤(D1)は、好ましくは無機充填剤、より好ましくは無機ケイ素含有充填剤、より具体的には天然源由来の充填剤、例えば、石英、石英粉末、石英顆粒、溶融石英ガラス粉末、クリストバライト、クリストバライト粉末、クリストバライト顆粒、及びモンモリロナイト及びウォラストナイト等の天然源由来の繊維状ケイ素含有充填剤、又は例えば、酸水素ガス炎中のテトラクロロシランの火炎加水分解によって得ることができる焼成シリカ(ヒュームドシリカ)、又は細断若しくは粉砕された短いガラス繊維等の無機の繊維状合成ケイ素含有充填剤を含む。
特に好適には、充填剤(D1)は、石英粉末、石英顆粒、クリストバライト粉末、クリストバライト顆粒、モンモリロナイト又はウォラストナイトを含む。
より具体的には充填剤(D1)は、石英粉末、石英顆粒、クリストバライト粉末又はクリストバライト顆粒を含む。
使用される充填剤(D2)は、好ましくは、織物、敷設スクリム、編み物、組ひも、マット又は不織布であり、ここで繊維は、玄武岩、ホウ素、ガラス、セラミック又は石英の無機繊維、鋼の金属繊維、アラミド、炭素、PPBO、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン又はポリプロピレンの有機繊維、並びに亜麻、麻、木材又はサイザルの天然繊維等の、今日までに知られている任意の繊維形成材料からなることができる。
本発明で使用される充填剤(D1)及び(D2)は任意に表面処理されていてもよい。好ましくは、本発明で使用される充填剤(D1)は表面処理されない。好ましくは、本発明で使用される充填剤(D2)は表面処理される。
好ましい一実施形態において、本発明の組成物は、その充填剤(D)が粒状充填剤(D1)を含む組成物(組成物1)である。
好ましい一実施形態において、本発明の組成物1は、成分(D1)として、微粒子充填剤及び粗粒子充填剤を含む混合物を含む。
本発明の組成物1における充填剤(D1)が微細な充填剤と粗い充填剤の混合物を含む場合、関与する充填剤は石英及びクリストバライトから選択されることが好ましく、より好ましくは天然源由来の石英及びクリストバライトであり、より具体的には微細な石英及び粗い石英の混合物である。
本発明で使用される微粒子充填剤(D1)は、好ましくは0.02μm〜200μm未満、より好ましくは0.1μm〜200μm未満、非常に好ましくは0.3μm〜100μmの粒径を有する。好ましくは、本発明で使用される微粒子充填剤(D1)の最大で90重量%は、0.02μm〜100μm未満の粒径を有し、より好ましくは本発明で使用される微粒子充填剤(D1)の最大で90重量%は、0.02μm〜70μm未満の粒径を有する。繊維状充填材の場合、これは繊維の最も長い範囲に相当する。
本発明で使用される粗粒子充填剤(D1)は、好ましくは少なくとも0.2mm、より好ましくは0.2mm〜10mm、非常に好ましくは0.2mm〜5mm、より具体的には0.2mm〜3mmの粒径を有する。
さらに好ましい実施形態では、成分(D1)は、少なくとも80重量%、より好ましくは少なくとも90重量%の程度まで、0.1μm〜200μm未満の粒径を有する微粒子充填剤と0.2mm〜10mmの粒径を有する粗粒子充填剤との混合物からなる。
より具体的に粗粒子充填剤(D1)として使用されるのは、天然源由来の石英又はクリストバライトである。
微粒子充填剤及び粗粒子充填剤の混合物を成分(D1)として用いる場合、微粒子充填剤と粗粒子充填剤との重量比は、好ましくは5:1〜1:5、より好ましくは4:1〜1:4、より具体的には3:1〜1:3である。
粗粒子充填剤に対する微粒子充填剤の割合の変化は、曲げ強度の変化を伴うこともある。例えば、粗粒子充填剤に対する微粒子充填剤の比率が上がるにつれて、曲げ強度が上がることがある。その場合、充填剤粒子の全表面積が大きくなるため、全体の混合物の割合として成分(A)及び(B)の割合を増加させる必要がある場合がある。
500μmを超える粒子の粒径分布は、DIN ISO 3310−1の要件を満たす分析用篩を用いて、ALPINE e200 LSエアジェット篩を用いて分析することが好ましい。約0.02μm〜500μmの範囲の粒径分布は、Cilas社のCILAS 1064粒径分析器を用いて分析することが好ましい。
別の好ましい実施形態では、本発明の組成物1は、成分(D1)として、もっぱら微粒子充填剤を含む。
本発明の組成物1は、いずれの場合も組成物100重量部に基づいて、合計で好ましくは70〜99重量部、より好ましくは80〜95重量部、より具体的には87〜92重量部の量の充填剤(D1)を含む。
本発明の組成物1における充填剤(D)は、好ましくは主に、より好ましくは完全に充填剤(D1)からなる。
別の好ましい実施形態では、本発明の組成物は、充填剤(D)として半完成繊維製品(D2)を含む組成物(組成物2)である。
本発明の組成物2における充填剤(D2)は、好ましくは、繊維状織物、繊維状敷設スクリム、繊維状編み物又は繊維状組ひもを含み、より好ましくは、各々が炭素繊維、ガラス繊維又はアラミドからなる。
本発明で使用される繊維状織物(D2)又は繊維状敷設スクリム(D2)は、好ましくは、いずれの場合も複数のプライに使用される。
本発明の組成物2は、いずれの場合も組成物100重量部に基づいて、合計で好ましくは40〜90重量部、より好ましくは50〜80重量部の量の充填剤(D2)を含む。
本発明の組成物2における充填剤(D)は、好ましくは主に、より好ましくは完全に成分(D2)からなる。
好ましい一実施形態において、成分(D2)は、少なくとも80重量%、より好ましくは少なくとも90重量%の程度まで、繊維状織物、繊維状敷設スクリム、繊維状編み物又は繊維状組ひもからなる。
成分(A)、(B)、(C)及び(D)に加えて、本発明の組成物は、成分(A)、(B)、(C)及び(D)とは異なるさらなる物質を含むことができ、そのような物質の例は、促進剤(E)、補助剤(F)、有機ケイ素化合物(G)、安定剤(H)、溶媒(L)及び改質剤(M)である。
本発明の組成物で使用される促進剤(E)は、ラジカルに架橋可能な材料及び縮合反応により架橋可能な材料として現在までに知られている任意の所望の促進剤であり得る。
任意に採用されている成分(E)の例は、金属塩及び有機塩基、例えば、ビスマス(III)2−エチルヘキサノエート、ビスマス(III)アセチルアセトネート、ジオクチルスズ(IV)ラウレート、亜鉛(II)2−エチルヘキサノエート、亜鉛(II)アセチルアセトネート、ジルコニウム(IV)2−エチルヘキサノエート、アルミニウム(III)エトキシド、アルミニウム(III)アセチルアセトネート、チタン(IV)ビス(エチルアセトアセテート)ジイソブトキシド、チタン(IV)n−ブトキシド、チタン(IV)n−プロポキシド、チタン(IV)ビス(エチルアセトアセテート)ジイソプロポキシド、チタン(IV)ビス(アセチルアセトネート)ジイソブトキシド、コバルト(II)2−エチルヘキサノエート、銅(II)アセテート、銅(I)塩化物、マンガン(II)アセテート、鉄(II)アセテート、鉄(II)エチルヘキサノエート、バリウム(II)エチルヘキサノエート;1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(TBD)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(DBN)及びN,N,N’,N’−テトラメチルグアニジン(TMG)、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン及びN,N−ジメチル−p−トルイジンである。
必要に応じて、成分(E)を溶媒(L)及び/又は有機ケイ素化合物(G)に溶解することができる。
任意に使用される成分(E)は、23℃及び1000hPaで固体又は液体のいずれでもよく、23℃及び1000hPaで液体である成分(E)が好ましい。
任意に使用される成分(E)は、好ましくは、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−ウンデカ−7−エン、コバルト(II)(2−エチルヘキサノエート)又はジオクチルスズ(IV)ラウレートを含む。
本発明の組成物が促進剤(E)を含む場合、関与する量は、成分(A)及び(B)の総重量を100重量部とした場合に、好ましくは0.1〜5重量部、より好ましくは0.1〜1重量部である。
本発明において任意に使用される成分(F)は、好ましくは顔料、染料、芳香物質、粘着性に影響を及ぼす薬剤、又は難燃剤を含む。
任意に使用される顔料(F)は、好ましくは、酸化鉄(黄色、黒色、赤色)、酸化クロム(III)、及び二酸化チタン、カーボンブラックのような無機顔料、ゴニオクロマチック色効果を発生させるために、任意に、例えば、FeTiO、Fe、TiO、ミラーフラグメント、又は液晶顔料で被覆される金、銀、銅、アルミニウム、ケイ素、雲母のフレークのような金属効果を発生させるためのエフェクト顔料である。顔料(F)は、粉末形態、又は例えば、有機ケイ素化合物(G)及び/又は溶媒(L)のような適切な液体中で分散して使用することができる。さらに、顔料(F)は、粗粒子充填剤(D1)に塗布される表面コーティングの形態で使用することができる。
任意に使用される染料(F)は、好ましくはフタロシアニン又はアゾ化合物である。
本発明の組成物が補助剤(F)を含む場合、関与する量は、いずれの場合も成分(A)及び(B)の合計を100重量部とすると、0.01〜20重量部、より好ましくは0.1〜10重量部であることが好ましい。本発明の組成物は、補助剤(F)を含まないことが好ましい。
任意に使用される有機ケイ素化合物(G)は、好ましくは成分(A)とは異なる化合物であり、より好ましくはシラン、実質的に線状のシロキサン及び脂肪族飽和シリコーン樹脂から選択される化合物である。
実質的に線状のシロキサン(G)及び脂肪族飽和シリコーン樹脂(G)は、成分(A)の調製において副産物として形成され得る化合物であることが好ましい。
成分(G)は、好ましくはシランを含む。
任意に使用されるシラン(G)は、n−オクチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、(2,4,4−トリメチルペンチル)トリメトキシシラン、(2,4,4−トリメチルペンチル)トリエトキシシラン、(2,4,4−トリメチルペンチル)メチルジメトキシシラン、(2,4,4−トリメチルペンチル)メチルジエトキシシラン、n−オクチルメチルジメトキシシラン、n−オクチルメチルジエトキシシラン、(シクロヘキシル)トリメトキシシラン、(シクロヘキシル)トリエトキシシラン、(シクロヘキシル)メチルジメトキシシラン若しくは(シクロヘキシル)メチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、テトラエチルシリケート、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、(メタクリロイルオキシメチル)メチルジメトキシシラン、(メタクリロイルオキシメチル)メチルジエトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルトリエトキシシラン、(メタクリロイルオキシプロピル)メチルジメトキシシラン、(メタクリロイルオキシプロピル)メチルジエトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルメチルジエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルメチルジメトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチル−トリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチル−トリメトキシシラン、N−フェニルアミノメチル−トリエトキシシラン、N−フェニルアミノメチル−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、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル−メチ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−メチルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシル−3−アミノプロピル−トリエトキシシラン、N−シクロヘキシル−3−アミノプロピル−トリメトキシシラン、N−シクロヘキシル−3−アミノプロピル−メチルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシル−3−アミノプロピル−メチ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−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピル−メチルトリエトキシシラン、及び3−アミノプロピル−メチルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(トリエトキシシリル)プロピルコハク酸無水物、ビス(トリエトキシシリル)エタン又はビス(トリエトキシシリル)エテンを含むことが好ましい。
任意に使用されるシラン(G)は、より好ましくはテトラエチルシリケート、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、ビス(トリエトキシシリル)エテン又は3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランである。
任意に使用される安定剤(H)の例は、2,2−ジメトキシプロパンのようなケトンアセタール、エポキシ化大豆油のようなエポキシド、トリス(2−メチルヘプチル)アミンのような第三級アミン、又は4−メトキシフェノール、4−tert−ブチル−1,2−ジヒドロキシベンゼン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、4−tert−ブチルピロカテコール及びフェノチアジンのようなラジカル捕捉剤である。
本発明の組成物が安定剤(H)を含む場合、関与する量は、いずれの場合も成分(A)及び(B)の合計を100重量部とすると、好ましくは0.001〜1重量部、より好ましくは0.005〜0.5重量部である。本発明の組成物は、安定剤(H)を含むことが好ましい。
任意に使用される溶媒(L)の例は、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、ポリブチレングリコール及びグリセロール等の一価及び多価アルコール、メチルtert−ブチルエーテル、ジ−tert−ブチルエーテル及びジ−、トリ−若しくはテトラエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、及び2−エチルヘキサン、2,4,4−トリメチルペンタン、2,2,4−トリメチルペンタン及び2−メチルヘプタンのようなオクタン異性体、及びExxsol(商標)、Hydroseal(R)又はShellsol(R)の商品名で入手可能な種類の、60〜300℃の間の沸点範囲を有する飽和炭化水素の混合物等の飽和炭化水素、並びにベンゼン、トルエン、スチレン、o−、m−又はp−キシレン、溶媒ナフサ、ジメチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート及びメシチレン等の芳香族溶媒、メチラール、エチルヘキシラール、ブチラール、1,3−ジオキソラン及びグリセロールホルマール等のアルデヒドのアセタール、1,3−ジオキソラン−2−オン、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、プロピレングリコールカーボネート、エチレンカーボネート等の炭酸塩、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン及びシクロヘキサノン等のケトン、エチルアセテート、n−ブチルアセテート、エチレングリコールジアセテート、ガンマ−ブチロラクトン、2−メトキシプロピルアセテート(MPA)、ジプロピレングリコールジベンゾエート及びエチルエトキシプロピオネート等のエステル、エチルヘキシル酸、ジシクロヘキシルフタレート、n−オクタン酸又はネオデカン酸等のカルボン酸、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン及びN−エチル−2−ピロリドン等のアミド、アセトニトリル、並びにジメチルスルホキシドである。
好ましい溶媒(L)は、カルボン酸、カルボン酸エステル又は飽和炭化水素、より好ましくは1000hPaで60〜300℃の沸点範囲を有する飽和炭化水素の混合物、エチルヘキシル酸、n−オクタン酸、ネオデカン酸又は2−メトキシプロピルアセテート(MPA)である。
本発明の組成物が溶媒(L)を含む場合、関与する量は、いずれの場合も成分(A)及び(B)の合計を100重量部とすると、好ましくは0.1〜1重量部、より好ましくは0.1〜0.5重量部である。本発明の組成物は、溶媒(L)を含まないことが好ましい。
任意に使用される改質剤(M)の例は、好ましくは25℃及び1000hPaで成分(B)に可溶性である、ポリビニルアセテート又はポリビニルアセテート−co−ビニルラウレート等のビニルポリマーである。
改質剤(M)を使用する場合は、成分(B)中の均一混合物の形態で使用することが好ましい。
本発明の組成物が改質剤(M)を含む場合、関与する量は、いずれの場合も成分(A)及び(B)の合計を100重量部とすると、好ましくは5〜30重量部、より好ましくは10〜20重量部である。本発明の組成物は、改質剤(M)を含まないことが好ましい。
本発明の組成物は、好ましくは以下を含む組成物である。
(A)オルガノポリシロキサン樹脂、
(B)式(II)の少なくとも1単位を有する有機化合物、
(C)開始剤、
(D)充填剤、
任意に(E)促進剤、
任意に(F)顔料、
任意に(G)有機ケイ素化合物、
(H)安定剤、
任意に(L)溶媒及び
任意に(M)改質剤
本発明の組成物は、より好ましくは以下を含む組成物である。
(A)オルガノポリシロキサン樹脂、
(B)少なくとも1つのアクリレート又はメタクリレート単位を有する有機化合物、
(C)開始剤、
(D)充填剤、
(E)促進剤、
任意に(F)顔料、
任意に(G)有機ケイ素化合物、
(H)安定剤、
任意に(L)溶媒及び
任意に(M)改質剤
本発明の組成物1の別の好ましい変形例は、以下を含むものである。
(A)オルガノポリシロキサン樹脂、
(B)式(II)の少なくとも1単位を有する有機化合物、
(C)開始剤、
(D1)組成物1の100重量部に基づいて70〜99重量部の量の充填剤、
任意に(E)促進剤、
任意に(F)顔料、
任意に(G)有機ケイ素化合物、
(H)安定剤、
任意に(L)溶媒及び
任意に(M)改質剤
特に好ましくは、本発明の組成物1は、以下を含むものである。
(A)オルガノポリシロキサン樹脂、
(B)少なくとも1つのアクリレート又はメタクリレート単位を有する有機化合物、
(C)開始剤、
(D1)組成物1の100重量部に基づいて80〜95重量部の量の充填剤(ただし、使用する充填剤(D1)は、微粒子充填剤及び粗粒子充填剤を含む混合物であり、微粒子充填剤と粗粒子充填剤の重量比は5:1〜1:5である。)、
任意に(E)促進剤、
(F)顔料、
任意に(G)有機ケイ素化合物、
(H)安定剤、
任意に(L)溶媒及び
任意に(M)改質剤
より具体的には、本発明の組成物1は、以下を含むものである。
(A)オルガノポリシロキサン樹脂、
(B)少なくとも1つのアクリレート又はメタクリレート単位を有する有機化合物、
(C)開始剤、
(D1)組成物1の100重量部に基づいて80〜95重量部の量の充填剤(ただし、使用する充填剤(D1)は、微粒子充填剤及び粗粒子充填剤を含む混合物であり、微粒子充填剤と粗粒子充填剤の重量比は5:1〜1:5である。)、
(E)促進剤、
(F)顔料、
任意に(G)有機ケイ素化合物、
(H)安定剤、
任意に(L)溶媒及び
任意に(M)改質剤
本発明の組成物2の別の好ましい変形例は、以下を含むものである。
(A)オルガノポリシロキサン樹脂、
(B)式(II)の少なくとも1単位を有する有機化合物、
(C)開始剤、
(D2)組成物2の100重量部に基づいて40〜90重量部の量の充填剤(ただし、充填剤(D2)は、繊維状織物の複数のプライ又は繊維状敷設スクリムの複数のプライからなる。)、
任意に(E)促進剤、
任意に(F)顔料、
任意に(G)有機ケイ素化合物、
(H)安定剤、
任意に(L)溶媒及び
任意に(M)改質剤
特に好ましくは、本発明の組成物2は、以下を含むものである。
(A)オルガノポリシロキサン樹脂、
(B)少なくとも1つのアクリレート又はメタクリレート単位を有する有機化合物、
(C)開始剤、
(D2)組成物2の100重量部に基づいて40〜90重量部の量の充填剤(ただし、充填剤(D2)は、繊維状織物の複数のプライ又は繊維状敷設スクリムの複数のプライからなる。)、
任意に(E)促進剤、
任意に(F)顔料、
任意に(G)有機ケイ素化合物、
(H)安定剤、
任意に(L)溶媒及び
(M)改質剤
本発明の組成物は、好ましくは少なくとも95重量%、より好ましくは少なくとも99重量%の程度まで、成分(A)、(B)、(C)及び(D)、並びに任意に(E)、(F)、(G)、(H)、(L)及び(M)からなる。
成分(A)、(B)、(C)及び(D)並びに任意に(E)、(F)、(G)、(H)、(L)及び(M)、並びに例えば、塩化ナトリウム又は塩化カリウムのような触媒残留物のような典型的な原料不純物;並びに工業用アクリレートモノマー中の不純物及び混合中及び/又は保存中に形成される使用される成分のあらゆる反応生成物の他には、本発明の組成物はさらなる成分を含まない。
本発明で使用される成分は、各々、そのような成分の1種類を含んでもよく、又はそれぞれの成分の少なくとも2種類の混合物を含んでもよい。
本発明の組成物は、個々の成分を任意の所望の順序で、かつ今日までに知られている方法で混合することによって製造することができる。
本発明のさらなる主題は、個々の成分を任意の所望の順序で混合することによって本発明の組成物を製造する方法である。
本発明の方法では、混合は、好ましくは10〜50℃の範囲の温度、より好ましくは15〜45℃の範囲の温度、特に20〜40℃の温度で行われ得る。混合は、非常に好ましくは、周囲温度での混合によって生じる、原料の温度+混合中のエネルギーの投入に起因する温度上昇の温度で行われ、必要に応じて、加熱又は冷却が行われ得る。
混合は周囲の大気の圧力下、換言すれば約900〜1100hPaで行われ得る。さらに、例えば、揮発性化合物及び/又は空気を除去するために、絶対圧30〜500hPaのような減圧下で、時々又は連続的に混合することが可能である。
本発明の方法は、連続式、回分式、又は半連続式で実施することができ、好ましくは、回分式で実施する。
組成物1を製造するための本発明の方法(V1)の好ましい一実施形態では、個々の成分は任意の所望の順序で混合され、充填剤(D1)が成分(D)として使用される。
本発明の方法(V1)の一変形例においては、好ましくは成分(A)、(B)及び(C)並びに任意成分(E)、(F)、(G)、(H)、(L)及び(M)を任意の順序で混合してプレミックスを与え、次いで充填剤(D1)を添加し、粒径の異なる充填剤混合物(D1)の場合には、プレミックスをまず充填剤の粗粒子画分(D1)と混合し、その後充填剤(D1)の微粒子画分を添加することがより好ましい。
本発明で製造され、成分(A)、(B)及び(C)、並びに任意成分(E)、(F)、(G)、(H)、(L)及び(M)から構成されるプレミックスは、いずれの場合も23℃で、好ましくは10〜5000mPa・s、より好ましくは50〜3000mPa・s、より具体的には100〜1000mPa・sの動的粘度を有する。
本発明の方法(V1)の別の変形例においては、好ましくは成分(A)及び(B)、並びに任意成分(E)、(F)、(G)、(H)、(L)及び(M)並びに充填剤(D1)を任意の所望の順序で混合し、さらなるプレミックスを与え、粒径の異なる充填剤混合物(D1)の場合には、このプレミックスは、まず充填剤の粗粒子画分(D1)を組み込み、続いて充填剤の微粒子画分(D1)を加え、得られたプレミックスを最後に開始剤(C)と混合することにより、より好ましく調製される。
本発明の方法(V1)の特に好ましい一実施形態において、全ての粗粒子充填剤(D1)は、まず任意に顔料(F)と混合され、その後このプレミックスは成分(A)、(B)、(C)、並びに任意の成分(H)、(E)、(G)、(L)及び(M)の混合物と混合され、続いて微粒子充填剤(D1)がこの混合物に添加され、混合される。
組成物2を製造するための本発明の方法(V2)の別の好ましい実施形態では、個々の成分は任意の所望の順序で混合され、成分(D2)が充填剤(D)として使用される。
本発明の方法(V2)の変形例では、好ましくはまず第一に全ての成分(A)、(B)及び(C)、並びに任意の成分(E)、(F)、(G)、(H)、(L)及び(M)が任意の所望の順序で混合されてプレミックスを与え、次いで成分(D2)、好ましくは織物、敷設スクリム、編み物又は組みひもにこのプレミックスを含浸させ、任意に脱気する。多層プライの織物又は敷設スクリム(D2)の場合には、各層を個別に含浸及び脱気するか、あるいは全層を一緒に含浸及び脱気することができる。
本発明の方法(V2)のさらなる変形例においては、好ましくはまず第一に全ての成分(A)、(B)及び(C)、並びに任意の成分(E)、(F)、(G)、(H)、(L)及び(M)が任意の所望の順序で混合されてプレミックスを与え、次いでこのプレミックスは、成分(D2)、好ましくは織物、敷設スクリム、編物、又は組みひもを含む成形空洞に注入される。
本発明の組成物は、周囲の温度又は任意に高温での機械的圧力によって、任意の所望の形状にすることができる。
好ましい一実施形態において、本発明の組成物1は、室温での非常に高い粘度及びパテ様の粘稠度を有するが、適切に高い機械的圧力下で流動させることができる混練可能な混合物である。
別の好ましい実施形態では、本発明の組成物1は湿った砂の粘稠度を有する。これらは、例えば、混練可能、成形可能、コンベアベルト上で運搬可能であり、さらなる加工の前に十分な保存可能期間を有する。
本発明の組成物2は、好ましくは成形可能であり、より好ましくは、成形空洞内又は成形物品の周囲で形作られ、硬化される。
本発明の材料又は本発明で製造された材料は、ラジカル重合により架橋され、また、アルコール及び任意に水を除去しながら任意にさらに縮合反応によっても架橋される。本発明による硬化がさらに縮合反応によっても起こるならば、任意に存在する樹脂(A)及び残りの成分のシラノール及び/又はオルガニルオキシ基、並びにこれらの成分に付着する可能性のある大気中の湿気又は湿度は好ましくは互いに反応するが、ただし、縮合反応は加水分解ステップを先行させてもよい。
硬化の前に、本発明の混合物又は本発明で製造された混合物は好ましくは脱気され、脱気ステップは圧縮化の過程で有利に行われ、続いて、混合物はより好ましくは5重量%未満、より具体的には1重量%未満の酸素含有率を有する不活性ガスで充填される。
本発明による架橋は、好ましくは50〜200℃、より好ましくは70〜160℃、より具体的には80〜130℃の範囲の温度で行われる。
さらに、本発明の組成物の架橋は、好ましくは、加熱された表面との直接的及び/又は間接的接触によって、及び/又は加熱された循環空気中で、より好ましくは、架橋の間、可能な限り周囲の空気からの酸素の侵入を防ぐような方法で行われ得る。この目的のために、本発明の組成物は、成形物品表面を、例えば、閉鎖されたチャンバー内で加熱された表面と直接接触させることによって、及び/又は成形物品表面を適切な空気不透過性シートで覆うことによって、及び/又は本発明の組成物を成形空洞内に導入し、続いて、加熱された表面又は熱された循環空気を用いて間接的に、すなわちシート及び/又は成形空洞と共に加熱することによって架橋することができる。
架橋は温度の上昇によって促進することができ、したがって成形及び架橋は1つの共通のステップで行うこともできる。
本発明による架橋は、好ましくは周囲大気の圧力下、換言すれば約900〜1100hPaで行うが、高圧下、換言すれば1200hPa〜10MPaで行うこともできる。
本発明の組成物は、熱硬化性のプレポリマーが現在まで使用されてきた全ての目的に使用することができる。本発明の混合物は、既知の方法によって加工される。
本発明のさらなる主題は、本発明の組成物を架橋することによって生成される成形物品である。
成形物品は、本発明の混合物から、例えば、本来長く知られている射出成形の方法によって製造することができる。そのために、混合物は機械的圧力によって対応する成形空洞に注入される。鋳型は一般に2つの部品で構成され、射出成形動作中に油圧プレスにより閉鎖される。鋳型は所望の温度に予熱され、一方では材料が流れることを促進し、他方ではその硬化を促進する。射出成形手順の終了後、成形物品が破壊されることなく抜き取ることを可能にする粘稠度に達するまで、鋳型を閉じたままにする。試験物品の成形空洞は、例えば、DIN EN ISO 10724−1:2002−04に記載されている。
組成物1を架橋することによって得られる本発明の成型物品(成形物品1)は、いずれの場合も23℃において、好ましくは少なくとも20MPa、より好ましくは少なくとも25MPa、より具体的には少なくとも30MPa、非常に好ましくは少なくとも35MPaの曲げ強度を有する。3:1〜1:3の微粒子充填剤対粗粒子充填剤の重量比を有する本発明の成形物品1は、23℃で少なくとも30MPaの曲げ強度、より好ましくは70℃で少なくとも35MPaの曲げ強度を有することが好ましい。
本発明の成形物品1は、好ましくは人工石である。
本発明のさらなる主題は、本発明の組成物1が成形及び架橋されていることを特徴とする、人工石を製造する方法である。
人工石を製造するために、本発明の材料はまず鋳型に入れられ、その後、ガスの混入を防止するために減圧にされる。このステップ自体で、好ましくは鋳型により本発明の材料を振動させることによって、高密度化が起こり得る。これに続いて、機械的圧力を加えることにより、材料のさらなる高密度化が起こる。この圧縮手順、すなわち、50mPa未満の圧力での任意の振動下での高密度化は、好ましくは1〜3分間持続する。成形物品が鋳型中で硬化されている場合、次いで、成形物品は、先行するステップの1つと同時に又は続いて、好ましくは15〜120分間、室温を超える温度、好ましくは50〜200℃、より好ましくは70〜160℃、より具体的には80〜130℃で加熱される。その後、成形物品は鋳型から抜き取られる。特に好ましい代替可能性は、成形の終了後、すなわち機械的加圧後に、まだ完全に硬化されていない成形物品を鋳型から抜き取り、それを、上記の時間及び温度で別個の装置において次の別個のステップで完全に硬化させることである。その後有利には、硬化方法とは無関係に、少なくとも1時間の間、周囲温度でさらに貯蔵される。次いで、得られた成形物品は、例えば、研削、表面研磨及びトリミング等の既知の方法によってさらに加工することができる。
本発明の人工石は、いずれの場合も23℃で好ましくは少なくとも75のショアD、より好ましくは少なくとも80のショアD、より具体的には少なくとも85のショアDという硬度を有する。
本発明の成形物品2は、繊維複合材料であることが好ましい。
本発明のさらなる主題は、本発明の組成物2が成形及び架橋されていることを特徴とする、繊維複合材料を製造する方法である。
本発明の組成物は、それらが安定して貯蔵でき、要件に沿って適応できる粘稠度を示すという利点を有する。
本発明の組成物は、容易に入手可能な原料から簡単な方法で製造することができるという利点を有する。
本発明の組成物は、さらに、固体複合体を形成するために迅速に硬化するという利点を有する。
本発明の組成物は、特に、18〜25℃の温度範囲において、好ましくは30分超過、より好ましくは45分超過、より具体的には60分超過という良好な加工時間を示し、まだ高温、好ましくは80〜130℃で急速に硬化し、好ましくは1時間後ですら得られた成形物品の硬度及び曲げ強度が、さらなる加工(切断、研削、研磨)が可能であるようなものである利点を有する。
本発明の成形物品は、スチレンの溶液中にあるポリエステル樹脂等の従来の系において既に顕著な変化が見られる場合でも、有機樹脂をベースとする従来の成形物品と比較して、UV照射に暴露されたことによる色調変化(明るい色相の黄色化又は暗い色相の明色化)を全く示さない。
本発明の成形物品は、純粋な有機バインダーを有する複合材料と比較して、風化及び熱に対して安定であり、かつ火災荷重が減少するという利点を有する。
さらに、本発明の組成物は、人工石の製造に際立って適しているという利点を有する。
本発明の組成物は、先行技術に従って使用され、かつスチレンの溶液中に存在するポリエステル樹脂の場合に一般に生じる程度まで、加工に際し有害な放出を生じないという利点を有する。
本発明の組成物は、高い曲げ強度と高い硬度を同時に示す複合体を製造することが可能であるという利点を有する。
本発明の組成物は、例えば、70℃という比較的高温でも同時に高い曲げ強度と高い硬度を示す複合体を作製することが可能であるという利点を有する。
以下の実施例では、特に断りのない限り、部及びパーセントに関する全てのデータは重量に基づいている。特に断りのない限り、以下の実施例は、周囲大気の圧力、換言すれば約1000hPa、及び室温、換言すれば約20℃において又は反応物を追加の加熱又は冷却なしに室温で組み合わせたときに生じる温度において実施される。実施例に記載されている全ての動的粘度データは、23℃の温度に関連することを意図している。
<曲げ強度の測定>
本発明では、支持体距離60mm、試験速度2mm/分でISO 178:2011−04の方法Aに従って曲げ強度を測定した。ここでの手順は好ましくは以下の通りであった。長さ×幅×厚さ=80mm×10mm×4mmの寸法の試験片を使用した。いずれの場合も5つの試験片について測定を行った。試験片は、実施例1に示すDIN EN ISO 10724−1:2002−04に従い、交換可能な成形空洞板を有する鋳型を用いた射出成形法により製造し、実施例1に規定した条件(温度、時間)で硬化させた。試験中、試料片は常に射出成形内に配置したのと同じように、すなわち底側を下にして機械内に挿入した。表1に報告されているMPaにおける曲げ強度の値は、DIN 1333:1992−02の4節に従い整数に四捨五入した個々の測定値のそれぞれの平均値に相当する。
<ショアD硬度の測定>
ショアD硬度はDIN EN ISO 868:2003−10に従い決定した。測定は、長さ×幅×厚さ=40mm×40mm×6mmの寸法の板状試料片について、ショアD硬度計を用い行い、これらの検体は実施例1に記載のDIN EN ISO 10724−1:2002−04フォーム2に従い、交換可能な成形空洞板を有する鋳型を用いて射出成形法により作製し、実施例1に規定した条件(温度、時間)で硬化させた。ショアD硬度は、いずれの場合も3つの試験片の上側と下側の両方で測定し、計6つの測定値を得た。表1に報告された値は、個々の測定値からの平均値に相当する。
以下の本文において、Meはメチル基、Viはビニル基、Etはエチル基、Phはフェニル基、Maは3−メタクリロイルオキシプロピル基、Ioは2,4,4−トリメチルペンチル基である。
<樹脂混合物1>
KPG撹拌機を備えた加熱可能なガラス反応器中で、工業用メチルトリメトキシシラン(ドイツ、ミュンヘンのWacker Chemie AGからSilan M1−トリメトキシとして市販されている)2080g、ビニルトリメトキシシラン(ドイツ、ミュンヘンのWacker Chemie AGからSilan V−トリメトキシとして市販されている)568g、及びヘキサメチルジシロキサン(ドイツ、ミュンヘンのWacker Chemie AGからOl AK 0,65として市販されている)48gを50℃に加熱し、10分間にわたって水368g及び塩酸(水中の20%、塩化水素21.9mmol、ドイツ、デュイスブルグのBernd Kraft GmbHからSalzsaure 20% zur Analyseとして市販されている)4.00gの混合物を添加し、得られた混合物を還流下で1時間撹拌する。次いで、水116gを加え、混合物を還流下で2時間撹拌する。その後、10分間にわたり、ナトリウムメトキシド溶液(メタノール中の25%、21.1mmolのナトリウムメトキシド、ドイツ、タウフキルヒェンのSIGMA−ALDRICH Chemie GmbHから市販されている)4.56gで中和を行う。
得られた生成物を100℃及び50mbarで液化させる。数平均モル質量Mnが1860g/mol、重量平均モル質量Mwが4860g/molである以下の組成(MeSiO3/20.48(ViSiO3/20.12(Me(MeO)SiO2/20.26(Vi(MeO)SiO2/20.07(Me(HO)SiO2/20.02(MeSiO2/20.01(Me(MeO)SiO1/20.01(MeSiO1/20.03を有する樹脂1590gを得、この樹脂をブチルメタクリレート(ドイツ、タウフキルヒェンのSIGMA−ALDRICH Chemie GmbHからメタクリル酸ブチルエステルとして市販されている)360gと混合する。これにより、動的粘度110mPa・sを有する混濁液1950gを得る。
<樹脂混合物2>
樹脂混合物1を製造するアプローチを繰り返すが、得られたシリコーン樹脂をn−ブチルメタクリレート360gではなく、n−ブチルメタクリレート160g及び2−ヒドロキシエチルメタクリレート(ドイツ、タウフキルヒェンのSIGMA−ALDRICH Chemie GmbHからメタクリル酸2−ヒドロキシエチルエステルとして市販されている)200gと混合するという相違がある。
これにより、260mPa・sの動的粘度を有する混濁液1950gを得る。
<樹脂混合物3>
樹脂混合物1を製造するアプローチを繰り返すが、得られたシリコーン樹脂をn−ブチルメタクリレート360gではなく、2−ヒドロキシエチルメタクリレート160g及び1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート(ドイツ、タウフキルヒェンのSIGMA−ALDRICH Chemie GmbHから市販されている)200gと混合するという相違がある。
これにより、290mPa・sの動的粘度を有する混濁液1950gを得る。
<樹脂混合物4>
樹脂混合物1を製造するアプローチを繰り返すが、得られたシリコーン樹脂をn−ブチルメタクリレート360gではなく、2−ヒドロキシエチルメタクリレート160g及び1,9−ノナンジオールジアクリレート(ドイツ、カールスルーエのabcr GmbHから1,9−ノナンジオールジアクリレートとして市販されている)200gと混合するという相違がある。
これにより、310mPa・sの動的粘度を有する混濁液1950gを得る。
<樹脂混合物5>
樹脂混合物1を製造するアプローチを繰り返すが、得られたシリコーン樹脂をn−ブチルメタクリレート360gではなく、数平均モル質量Mn約560のポリ(プロピレングリコール)ジメタクリレート(ドイツ、タウフキルヒェンのSIGMA−ALDRICH Chemie GmbHから市販されている)280gと混合するという相違がある。
これにより、520mPa・sの動的粘度を有する混濁液1950gを得る。
<樹脂混合物6>
KPG撹拌機を備えた加熱可能なガラス反応器中で、工業用メチルトリメトキシシラン2080g、3−メタクリロイルオキシプロピトリメトキシシラン(3−methacrylolyoxypropytrimethoxysilane)(ドイツ、ミュンヘンのWacker Chemie AGからGENIOSIL(R) GF 31として市販されている)952g、及びヘキサメチルジシロキサン48gを50℃に加熱し、10分間にわたって水368g及び塩酸(水中の20%、塩化水素21.9mmol)4.00gの混合物を添加し、得られた混合物を還流下で1時間撹拌する。次いで、水104gを加え、混合物を還流下で2時間撹拌する。その後、10分間にわたり、ナトリウムメトキシド溶液(メタノール中の25%、21.1mmolのナトリウムメトキシド)4.56gで中和を行う。
得られた生成物を100℃及び50mbarで液化させる。
数平均モル質量Mnが1710g/mol、重量平均モル質量Mwが4700g/molである以下の組成(MeSiO3/20.44(MaSiO3/20.11(Me(MeO)SiO2/20.28(Ma(MeO)SiO2/20.07(Me(HO)SiO2/20.02(Ma(HO)SiO2/20.01(MeSiO2/20.01(Me(MeO)SiO1/20.03(MeSiO1/20.03を有する樹脂1960gを得、この樹脂をnーブチルメタクリレート450gと混合する。これにより、動的粘度220mPa・sを有する混濁液2410gを得る。
[実施例1]
17gの樹脂混合物1を、40μmのメッシュサイズで、2重量%の乾燥篩残留物を有する35gの微粒子石英粉(ドイツ、ヒルシャウのAmberger Kaolinwerke Eduard Kick GmbH & Co.KGからQuarzmehl 16.900の名称で市販されている)と組み合わせ、これらの成分を、Hauschild Co.KGのSpeedmixer(商標) DAC 150 FVZで30秒間2500回転/分で混合し、その後混合物の温度が40℃に上昇する間に、混合物を0.3〜0.9mmの平均粒度を有する粗粒子石英顆粒(ドイツ、ヒルシャウのAmberger Kaolinwerke Eduard Kick GmbHからSB0,3−0,9Tとして市販されている)70gと混合し、Speedmixer(商標) DAC 150 FVZで30秒間2500回転/分で混合を続ける。最後に、tert−ブチルペルオキシベンゾエート0.1gをSpeedmixer(商標) DAC 150 FVZに2500回転/分で30秒間取り込み、その後、へらを用いて手作業で混合物を短時間攪拌した後、再度Speedmixer(商標) DAC 150 FVZで1500回転/分で30秒間混合し、混合物の温度は52℃である。
試験片は、Lauffer GmbH & Co.KG社のVSKO 75タイプの油圧プレスを用いて作製する。プレスには、長さ×幅×厚さ=80mm×10mm×4mm(曲げ強度試験用)又は長さ×幅×厚さ=40mm×10mm×6mm(硬度試験用)の寸法で試験片の製造を可能にする、DIN EN ISO 10724−1:2002−04に従った交換可能な成形空洞板を備えた鋳型を装着する。鋳型は、型締力140kNの油圧で型締めする。鋳型の外径は長さ×幅=450mm×450mmである。加圧ラムは50mmの直径を有する。試験片を作製するために、上記混合物100gを、120℃の温度で予熱したそれぞれの成形空洞に導入し、5kNの加圧力で注入する。成形空洞が完全に充填されると、加圧力は25kNに増加する。この時点で、油圧系を止める。硬化の過程で、力はゆっくりと低下し、全体の加圧及び硬化工程の終わりには14kNに達する。120℃で30分後、鋳型を開き、試験片を取り出す。得られた試験片を23℃、相対湿度50%で24時間保存し、その後表1aに記載した温度でその特性を調べる。その結果を表1aに示す。
[実施例2]
実施例1に記載した手順を繰り返し、樹脂混合物1の代わりに樹脂混合物2を使用するという変更を加える。
得られた試験片を23℃、相対湿度50%で24時間保存し、その後表1aに記載した温度でその特性を調べる。その結果を表1aに示す。
[実施例3]
実施例1に記載した手順を繰り返し、樹脂混合物1の代わりに樹脂混合物3を使用するという変更を加える。
得られた試験片を23℃、相対湿度50%で24時間保存し、その後表1aに記載した温度でその特性を調べる。その結果を表1aに示す。
[実施例4]
実施例1に記載した手順を繰り返し、樹脂混合物1の代わりに樹脂混合物4を使用するという変更を加える。
得られた試験片を23℃、相対湿度50%で24時間保存し、その後表1aに記載した温度でその特性を調べる。その結果を表1aに示す。
[実施例5]
実施例1に記載した手順を繰り返し、樹脂混合物1の代わりに樹脂混合物5を使用するという変更を加える。
得られた試験片を23℃、相対湿度50%で24時間保存し、その後表1aに記載した温度でその特性を調べる。その結果を表1aに示す。
[実施例6]
実施例1に記載した手順を繰り返し、樹脂混合物1の代わりに樹脂混合物6を使用するという変更を加える。
得られた試験片を23℃、相対湿度50%で24時間保存し、その後表1aに記載した温度でその特性を調べる。その結果を表1aに示す。
[実施例7]
25gの樹脂混合物6を、40μmのメッシュサイズで、2重量%のDIN EN 933−10に従った乾燥篩残留物を有する75gの微粒子石英粉(ドイツ、ヒルシャウのAmberger Kaolinwerke Eduard Kick GmbH & Co.KGからQuarzmehl 16.900の名称で市販されている)と組み合わせ、これらの成分を、Hauschild Co.KGのSpeedmixer(商標) DAC 150 FVZで30秒間2500回転/分で混合し、その間混合物を39℃の温度まで加熱する。最後に、tert−ブチルペルオキシベンゾエート0.5gをSpeedmixer(商標) DAC 150 FVZに2500回転/分で30秒間混ぜ合わせ、その後、へらを用いて手作業で混合物を短時間攪拌した後、再度Speedmixer(商標) DAC 150 FVZで1500回転/分で30秒間混合し、混合物の温度は48℃である。
混合物のさらなる加工を実施例1に記載したように行い、140℃で30分後に、鋳型を開けて、試験片を取り出すよう変更する。
得られた試験片を23℃、相対湿度50%で24時間保存し、その後表1aに記載した温度でその特性を調べる。その結果を表1aに示す。
[比較例C1]
実施例1に記載の手順を繰り返し、樹脂混合物1の代わりに、以下の平均組成(MeSiO2/20.71(ViMeSiO2/20.15(MeSi(OH)O1/20.10(ViMeSi(OH)O1/20.04、40mPa・sの動的粘度、1050g/molの数平均モル質量Mn及び1210g/molの重量平均モル質量Mwを有するシリコーン13.6g及びブチルメタクリレート3.4gからなる混合物を用いる。
得られた試験片を23℃、相対湿度50%で24時間保存し、その後表1bに記載した温度でその特性を調べる。その結果を表1bに示す。
[比較例C2]
実施例1に記載の手順を繰り返し、樹脂混合物1の代わりに、以下の組成(MeSiO3/20.46(ViSiO3/20.11(Me(MeO)SiO2/20.28(Vi(MeO)SiO2/20.08(Me(HO)SiO2/20.02(MeSiO2/20.01(Me(MeO)SiO1/20.01(MeSiO1/20.03、1720g/molの数平均モル質量Mn及び3940g/molの重量平均モル質量Mw、2870mPa・sの粘度を有するシリコーンを用いた。
得られた試験片を23℃、相対湿度50%で24時間保存し、その後表1bに記載した温度でその特性を調べる。その結果を表1bに示す。
[比較例C3]
実施例1に記載した手順を繰り返し、17gの樹脂混合物1の代わりに、2,4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン(CAS:2554−06−5)13.6g及びn−ブチルメタクリレート3.4gの混合物を用い、tert−ブチルペルオキシベンゾエート0.5gの代わりに、tert−ブチルペルオキシベンゾエート1.0gを用いた。
得られた試験片を23℃、相対湿度50%で24時間保存し、その後表1bに記載した温度でその特性を調べる。その結果を表1bに示す。
Figure 0006984006

Claims (11)

  1. A)以下の一般式の単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂
    (ORSiO(4−a−b−c)/2(I)、
    [式中、
    Rは同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は脂肪族炭素−炭素多重結合を含まない一価のSiC結合した、場合により置換されていてもよい炭化水素基を表し、
    は同一であっても異なっていてもよく、脂肪族炭素−炭素多重結合を有する一価のSiC結合した、場合により置換されていてもよい炭化水素基を意味し、
    は同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は一価の、場合により置換されていてもよい炭化水素基を表し、
    aは0、1、2又は3であり、
    bは0又は1であり、
    cは0、1、2又は3であり、
    ただし、式(I)において合計a+b+c≦3であり、式(I)の少なくとも1つの単位においてb=1であり、いずれの場合もオルガノポリシロキサン樹脂(A)中の式(I)の全てのシロキサン単位に基づいて、式(I)の単位の少なくとも50%においてa+b=1であり、及び式(I)の単位の最大で10%においてa+b=3である。]
    (B)以下の式の少なくとも1つの単位を有する有機化合物
    CR =CR−CO−Z−(II)、
    [式中、
    は同一であっても異なっていてもよく、水素原子、シアノ基−CN、又はヘテロ原子によって割り込まれていてもよい一価の、場合により置換されていてもよい炭化水素基を意味し、
    Zは同一であっても異なっていてもよく、−O−又は−NR−を表し、
    は同一であっても異なっていてもよく、水素原子又はヘテロ原子によって割り込まれていてもよい一価の、場合により置換されていてもよい炭化水素基を意味する。]
    (C)開始剤、及び
    (D)充填剤、
    を含む組成物であって、
    成分(D)が、長さ5cmまでの繊維を含む粒状充填剤(D1)から選択される成分と、5cmを超える長さを有する繊維を含む半完成繊維製品(D2)とを含む、
    組成物。
  2. 樹脂(A)が、式(I)の平均で少なくとも12の単位からなることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  3. 成分(A)100重量部に基づき、1〜250重量部の量の成分(B)を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 化合物(B)が、1000hPaの圧力で少なくとも120℃の温度で沸点を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 微粒子充填剤及び粗粒子充填剤を含む混合物の成分(D1)使用されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 組成物100重量部に基づき、合計で70〜99重量部の量の充填剤(D1)を含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 織物、敷設スクリム、編物、組ひも、マット又は不織布の成分(D2)使用されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。
  8. 個々の成分を任意の順序で混合することにより、請求項1〜のいずれか一項に記載の組成物を製造する方法。
  9. 請求項1〜のいずれか一項に記載の、又は請求項に記載の方法で製造された組成物を架橋することによって製造された成形物品。
  10. 請求項のいずれか一項に記載の組成物成形及び架橋することを特徴とする、人工石を製造する方法。
  11. 請求項に記載の組成物成形及び架橋することを特徴とする、繊維状複合材料を製造する方法。
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