JP7315008B2 - 室温硬化性樹脂組成物、コーティング剤、接着剤及びシーリング剤、並びに物品 - Google Patents

室温硬化性樹脂組成物、コーティング剤、接着剤及びシーリング剤、並びに物品 Download PDF

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Description

本発明は、大気中の湿気(水分)によって室温下でシロキサン結合(Si-O-Si結合)を形成することにより架橋し得るケイ素基(以下、「反応性ケイ素基」とも称す。)を分子鎖両末端に有する有機ポリマー(ベースポリマー)を含有する室温硬化性樹脂組成物に関するものであり、特には、上記有機ポリマーと、分子中にオルガノシロキサン構造、加水分解性シリル基及びヒンダードアミン骨格を有する有機ケイ素化合物とを含む室温硬化性樹脂組成物に関し、更に、該室温硬化性樹脂組成物からなるコーティング剤、接着剤、及びシーリング剤、並びに該室温硬化性樹脂組成物の硬化物でコーティング、接着、及びシールの少なくともいずれかを施した物品に関する。
アルコキシシリル基に代表される加水分解性シリル基やシラノール基(Si-OH基)等の反応性ケイ素基を有する有機ポリマーは、水分存在下にて加水分解、縮合(シラノール基の場合、縮合)する。この反応性ケイ素基を好ましくは分子鎖末端に有する有機ポリマーは、湿気存在下で架橋、硬化し、硬化性樹脂組成物として用いることができる。
これらの反応性ケイ素基を分子鎖末端に有する有機ポリマーの中でも、その主鎖構造がケイ素含有化合物(特に、オルガノシロキサン)であるものは、一般的にシリコーンポリマー(オルガノポリシロキサン)、その主鎖構造がポリオキシアルキレンであるものは、一般的に変成シリコーンポリマーやシリル化ウレタンポリマー、その主鎖構造がポリアクリレートであるものは、一般的にシリル化アクリレートポリマー等として知られている。これらを用いた硬化性樹脂組成物は、室温(23℃±15℃)では液状であり、硬化によりゴム弾性体となる特徴を有しており、その特徴を利用してコーティング剤、接着剤、建築用シーラントなどのシーリング剤等に広く用いられている。
一方、硬化性樹脂組成物は、紫外線等の光の作用によって経時劣化するという問題を有している。このような経時劣化は、樹脂の物理的特性や外観の悪化として、例えばゴム弾性の低下や硬化物のクラックや白化といった外観不良として現れる。
上記の経時劣化の対応策として、ベンゾトリアゾールやベンゾフェノン等の紫外線吸収剤、ニッケル錯体等の安定化剤、ヒンダードフェノール系、特に2,6-ビス(tert-ブチル)-ヒドロキシトルエン等の酸化防止剤と共に、光安定化、特に耐候性付与に優れた効果を示すことが知られているヒンダードアミン系光安定剤が一般的に配合されている。
このヒンダードアミン系光安定剤(HALS)は、樹脂、特に有機系樹脂に対して紫外線等の光の作用による経時劣化を抑制し、有機系樹脂へ耐候性や耐光性を付与可能な樹脂改質剤として広く利用されており、主に2,2,6,6-テトラメチルピペリジニル基や、1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジニル基を含む化合物が種々提案され、従来検討されてきている。
しかし、近年では硬化性樹脂組成物に要求される耐候特性は厳しくなってきており、長期間使用時におけるヒンダードアミン系光安定剤の揮散又はブリード・ブルーム現象によって添加した光安定剤が脱落することにより、効果が充分に持続しないこと等が問題となっている。これらの問題を解決するため、特許文献1(特開2000-336118号公報)では、樹脂材料又は高分子化合物に直接ヒンダードアミン系光安定剤を結合させる方法が開示され、特許文献2(特開2005-112809号公報)では、1分子中に複数のヒンダードアミン系光安定剤を結合させ高分子量化する方法が開示されている。しかし、これらのヒンダードアミン系光安定剤の耐候性は、未だ十分であるとは言えず、更なる改良が望まれている。
一方、特許文献3(特許第2961541号公報)では、ヒンダードアミン系光安定剤の耐候性を向上するために、ヒンダードアミン系光安定剤に加水分解性シリル基を導入したヒンダードアミン系光安定剤や、ヒンダードアミノ基を含有させたシリコーン重合体が開示されている。特許文献3の加水分解性シリル基導入ヒンダードアミン系光安定剤は、樹脂と反応して一体化するため、既存のヒンダードアミン系光安定剤に比べて光安定剤のブリード・ブルーム現象は抑制できるものの、樹脂材料との相溶性が高すぎるため、樹脂材料の表面で紫外線劣化を抑制することは困難であった。
特開2000-336118号公報 特開2005-112809号公報 特許第2961541号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、紫外線等の光の作用による経時劣化を抑制できる硬化物を与える室温硬化性樹脂組成物、コーティング剤、接着剤及びシーリング剤、並びに物品を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖された有機ポリマーを主剤とし、かつ、分子中にオルガノシロキサン構造、加水分解性シリル基及びヒンダードアミン骨格を有する特定の有機ケイ素化合物を光安定剤として含む室温硬化性樹脂組成物が、紫外線等の光の作用による経時劣化を抑制し、良好な耐候性を発揮し得る硬化物を与えるため、高い耐候性を有する室温硬化性樹脂組成物として好適であることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、下記の室温硬化性樹脂組成物、コーティング剤、接着剤及びシーリング剤、並びに物品等を提供するものである。
1.
分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖された有機ポリマーを主剤とし、かつ、下記平均構造式(1)で表される有機ケイ素化合物を含有する室温硬化性樹脂組成物。
Figure 0007315008000001
(式中、Zは、オルガノシロキサン構造を含む2価の基を表し、R1は、それぞれ独立して、非置換もしくは置換の炭素原子数1~10のアルキル基、又は非置換もしくは置換の炭素原子数6~10のアリール基を表し、R2は、それぞれ独立して、非置換もしくは置換の炭素原子数1~10のアルキル基、又は非置換もしくは置換の炭素原子数6~10のアリール基を表し、R3は、それぞれ独立して、水素原子、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、又はO・(オキシラジカル)を表し、R4は、それぞれ独立して、メチル基、n-プロピル基、n-ヘキシル基又はn-オクチル基を表し、A1は、それぞれ独立して、単結合、又はヘテロ原子を含まない、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキレン基を表し、A2は、それぞれ独立して、ヘテロ原子を含有する2価の連結基を表し、A3は、それぞれ独立して、ヘテロ原子を含まない、非置換もしくは置換の炭素原子数2~20のアルキレン基を表し、mは、1~3の数であり、pは、1、qは、1であり、かつ、p+qは、前記Zの価数に対応して2である。)
2.
(A)分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖された有機ポリマー:100質量部、
(B)加水分解性(オルガノ)シラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物:0.1~30質量部、
(C)硬化触媒:0.001~20質量部、
(D)平均構造式(1)で表される有機ケイ素化合物:0.01~10質量部
を含有するものである1に記載の室温硬化性樹脂組成物。
3.
平均構造式(1)で表される有機ケイ素化合物が、下記平均構造式(2)で表される有機ケイ素化合物である1又は2に記載の室温硬化性樹脂組成物。
Figure 0007315008000002
(式中、R1、R2、R3、R4、A1、A2、A3及びmは、前記と同じ意味を表し、R5及びR6は、それぞれ独立して、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、又は炭素原子数6~10のアリール基を表し、nは、1以上の数を表す。)
4.
平均構造式(2)で表される有機ケイ素化合物が、下記構造式(3)及び/又は(4)で表される有機ケイ素化合物である3に記載の室温硬化性樹脂組成物。
Figure 0007315008000003
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、A1、A2、A3及びmは、前記と同じ意味を表す。)
Figure 0007315008000004
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、A2、A3、m及びnは、前記と同じ意味を表す。)
5.
更に、(A)成分100質量部に対して、
(E)充填剤:1~1,000質量部、
(F)(B)成分以外の接着促進剤:0.1~30質量部、
(G)可塑剤:1~1,000質量部
から選ばれる1種又は2種以上の成分を含有するものである2~4のいずれかに記載の室温硬化性樹脂組成物。
6.
平均構造式(1)~(4)で表される有機ケイ素化合物において、R 4 がメチル基である1~5のいずかに記載の室温硬化性樹脂組成物。

1~のいずれかに記載の室温硬化性樹脂組成物からなるコーティング剤。

1~のいずれかに記載の室温硬化性樹脂組成物からなる接着剤。

1~のいずれかに記載の室温硬化性樹脂組成物からなるシーリング剤。
10
1~のいずれかに記載の室温硬化性樹脂組成物の硬化物からなる被覆層を有する物品。
11
1~のいずれかに記載の室温硬化性樹脂組成物の硬化物で接着及び/又はシールされた物品。
本発明の室温硬化性樹脂組成物は、分子中にオルガノシロキサン構造と高反応性の加水分解性シリル基とヒンダードアミン骨格とを有する特定分子構造のオルガノシロキサン変成ヒンダードアミン系光安定剤を含有していることにより、従来のヒンダードアミン系光安定剤の添加された室温硬化性樹脂組成物に比べ、耐候性、耐クラック性に優れるという特性を有している。このような特性を有する本発明の室温硬化性樹脂組成物は、コーティング剤、接着剤、シーリング剤等の用途に好適に用いることができる。
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明の室温硬化性樹脂組成物は、分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖された有機ポリマーを主剤とし、かつ、下記平均構造式(1)で表される有機ケイ素化合物を含有するものである。
Figure 0007315008000005
(式中、Zは、オルガノシロキサン構造を含む2~20価の基を表し、R1は、それぞれ独立して、非置換もしくは置換の炭素原子数1~10のアルキル基、又は非置換もしくは置換の炭素原子数6~10のアリール基を表し、R2は、それぞれ独立して、非置換もしくは置換の炭素原子数1~10のアルキル基、又は非置換もしくは置換の炭素原子数6~10のアリール基を表し、R3は、それぞれ独立して、水素原子、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、又はO・(オキシラジカル)を表し、R4は、それぞれ独立して、水素原子又は非置換もしくは置換の炭素原子数1~10のアルキル基を表し、A1は、それぞれ独立して、単結合、又はヘテロ原子を含まない、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキレン基を表し、A2は、それぞれ独立して、単結合、又はヘテロ原子を含有する2価の連結基を表し、A3は、それぞれ独立して、ヘテロ原子を含まない、非置換もしくは置換の炭素原子数2~20のアルキレン基を表し、mは、1~3の数であり、pは、1~10の数、qは、1~10の数であり、かつ、p+qは、前記Zの価数に対応して2~20を満たす。)
本発明の室温硬化性樹脂組成物としては、下記(A)~(D)成分を含有するものであることが好ましい。
(A)分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖された有機ポリマー、
(B)加水分解性(オルガノ)シラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物、
(C)硬化触媒、
(D)上記平均構造式(1)で表される有機ケイ素化合物。
以下に、各成分について説明する。
(A)成分:
本発明に用いられる(A)成分は、分子鎖両末端がシラノール基(ケイ素原子に結合した水酸基)及び/又は加水分解性シリル基で封鎖された有機ポリマーであり、本発明の室温硬化性樹脂組成物において主剤(ベースポリマー)として作用するものである。このようなベースポリマーとしては、変成シリコーンポリマー、シリル化ウレタンポリマー、シリル化アクリレートポリマー、又はシリコーンポリマーが好ましい。
変成シリコーンポリマーとして、具体的には、分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基(例えばアルコキシシリル基等)で封鎖されたポリプロピレンオキシド、ポリエチレンオキシド、プロピレンオキシド-エチレンオキシド共重合体などの分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖されたポリエーテル変成シリコーンポリマーが用いられる。中でも入手の容易さから、分子鎖両末端が加水分解性シリル基で封鎖されたポリプロピレンオキシドを主鎖とする、数平均分子量が5,000~50,000、好ましくは10,000~40,000、より好ましくは15,000~35,000であるポリプロピレンオキシド共重合体が好ましい。このようなポリエーテル変成シリコーンポリマー等の変成シリコーンポリマーとしては、例えば(株)カネカ製のカネカMSポリマーシリーズ(S203、S203H、S303、S303H)、AGC(株)製のエクセスターシリーズ(ES-S2410、ES-S2420、ES-S3430、ES-S3630)等が挙げられる。
なお、本発明において、分子量(又は重合度)は、例えば、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン等を展開溶媒として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析におけるポリスチレン換算の数平均分子量(又は数平均重合度)又は重量平均分子量(又は重量平均重合度)等として求めることができる(以下、同じ)。
シリル化ウレタンポリマーとしては、具体的には、主鎖がポリプロピレンオキシド、ポリエチレンオキシド、プロピレンオキシド-エチレンオキシド共重合体などからなり、イソシアネートとのウレタン結合反応構造を主鎖構造の一部に有し、かつ分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖された構造を有するポリマーである。
シリル化アクリレートポリマーとして、具体的には、分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖されたポリアクリレート、ポリメタクリレートなどの分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖されたシリル化アクリレートポリマーが用いられる。中でも入手の容易さから、分子鎖両末端が加水分解性シリル基で封鎖されたポリアクリレートを主鎖とするポリアクリレート共重合体が好ましい。このようなシリル化アクリレートポリマーとしては、(株)カネカ製のKANEKA XMAP又はカネカTAポリマーが挙げられる。
また、シリコーンポリマーとして、具体的には、下記一般式(I)又は(II)で表される分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖されたジオルガノポリシロキサンが用いられる。
Figure 0007315008000006
(式中、Rは非置換又は置換の炭素原子数1~12、好ましくは1~8の1価炭化水素基であり、Xは酸素原子又は炭素原子数1~8、好ましくは1~6の2価炭化水素基(例えば、アルキレン基等)であり、Yは加水分解性基であり、aは2又は3であり、mはこのジオルガノポリシロキサンの23℃における粘度を100~1,000,000mPa・sとする数である。)
上記式(I)、(II)中、Rの非置換又は置換の1価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、α-,β-ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基等のアラルキル基、また、これらの基の水素原子の一部又は全部が、F,Cl,Br等のハロゲン原子やシアノ基等で置換された基、例えば、3-クロロプロピル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、2-シアノエチル基等を例示することができる。これらの中でも、メチル基、エチル基、フェニル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
Xは、酸素原子又は炭素原子数1~8の2価炭化水素基であり、2価炭化水素基としては、-(CH2q-(qは1~8の整数を表す)で表されるアルキレン基が好ましい。これらの中でも酸素原子、-CH2CH2-が好ましい。
Yは、上記ジオルガノポリシロキサンの分子鎖末端における加水分解性基であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の炭素原子数1~10のアルコキシ基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、メトキシプロポキシ基等の炭素原子数2~10のアルコキシアルコキシ基、アセトキシ基、オクタノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等の炭素原子数1~10のアシロキシ基、ビニロキシ基、イソプロペニルオキシ基、1-エチル-2-メチルビニルオキシ基等の炭素原子数2~10のアルケニルオキシ基、ジメチルケトオキシム基、メチルエチルケトオキシム基、ジエチルケトオキシム基等の炭素原子数3~8のケトオキシム基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等の炭素原子数2~6の置換アミノ基、ジメチルアミノキシ基、ジエチルアミノキシ基等の炭素原子数2~6のアミノキシ基、N-メチルアセトアミド基、N-エチルアセトアミド基、N-メチルベンズアミド基等の炭素原子数3~8の置換アミド基等が挙げられる。これらの中でも、アルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
上記式(I)、(II)中、主鎖を構成する2官能性のジオルガノシロキサン単位((R)2SiO2/2)の繰り返し数(又は重合度)を示すmは、このジオルガノポリシロキサンの23℃における粘度を100~1,000,000mPa・sとする数であり、通常、mは20~2,000、好ましくは22~1,600、より好ましくは23~1,000、更に好ましくは24~500程度の整数である。
ここで、該ジオルガノポリシロキサンの23℃における粘度は、100~1,000,000mPa・sが好ましく、より好ましくは300~500,000mPa・s、特に好ましくは500~100,000mPa・s、とりわけ1,000~80,000mPa・sである。なお、粘度は回転粘度計(例えば、BL型、BH型、BS型、コーンプレート型等)による数値である(以下、同じ。)。
(A)成分の分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖された有機ポリマーは、1種単独でも必要に応じて構造や重合度の異なる2種以上を組み合わせても使用することができる。
本発明の室温硬化性樹脂組成物において、主剤である分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖された有機ポリマーの含有量は、特に限定されるものではないが、組成物中に、1~99質量%程度が好ましく、30~90質量%程度がより好ましく、45~65質量%程度が更に好ましい。
(B)成分:
本発明に用いられる(B)成分である加水分解性(オルガノ)シラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物は架橋剤(硬化剤)として作用する成分であり、分子中にアルコキシ基等の加水分解性基を3個以上、好ましくは3個又は4個有する(オルガノ)シラン化合物及びそれらの部分加水分解縮合物(即ち、該(オルガノ)シラン化合物を部分的に加水分解縮合して得られる、分子中に残存加水分解性基を3個以上有する(オルガノ)シロキサンオリゴマー)等が挙げられる。
該加水分解性基としては、例えば、ケトオキシム基、アルコキシ基、アセトキシ基、イソプロペノキシ基等が挙げられ、アルコキシ基が好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
ここで、ケトオキシム基、アルコキシ基、アセトキシ基としては、上述した式(II)のYで例示したケトオキシム基、アルコキシ基、アセトキシ基と同様のものを例示することができる。
また、ケイ素原子に結合する加水分解性基以外の基(オルガノ基)としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含まない、非置換又はハロゲン置換の炭素原子数1~12、好ましくは1~8の1価炭化水素基が挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、α-,β-ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基等のアラルキル基、また、これらの基の水素原子の一部又は全部が、F,Cl,Br等のハロゲン原子で置換された基、例えば、3-クロロプロピル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基等を例示することができ、これらの中でもメチル基、ビニル基が好ましい。
(B)成分として、具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルシリケート、エチルシリケート等のテトラアルコキシシランやその部分加水分解縮合物、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、メチルトリス(メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリス(メトキシエトキシ)シラン等のオルガノトリアルコキシシラン、メチルトリプロペノキシシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、フェニルトリイソプロペノキシシラン等のオルガノトリアルケニルオキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等のオルガノトリアシルオキシシランなどの3官能性の加水分解性(オルガノ)シラン化合物、及びこれらの部分加水分解縮合物が挙げられ、特にメチルトリメトキシシラン又はビニルトリメトキシシランが好適に用いられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
なお、(B)成分の加水分解性(オルガノ)シラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物は、加水分解性基以外に、分子中に窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を有する官能性基を含有する1価炭化水素基を含有しないものであって、この点において後述する(F)成分の接着促進剤(カーボンファンクショナルシラン又はシランカップリング剤)とは明確に区別されるものである。
(B)成分の配合量は、前記(A)成分100質量部に対して0.1~30質量部、特に0.5~30質量部、とりわけ1~10質量部が好ましい。0.1質量部未満では本組成物の硬化物が機械的強度に劣るものとなり、30質量部を超えると得られるゴム物性の機械特性も低下し、更に経済的に不利となるという問題が発生する。
(C)成分:
本発明に用いられる(C)成分は、硬化触媒(非金属系有機触媒及び/又は金属系触媒)であり、本発明の室温硬化性樹脂組成物の硬化を促進するために作用する。
該硬化触媒の非金属系有機触媒としては、室温硬化性樹脂組成物の硬化促進剤として公知のものを使用することができ、特に制限されるものではない。例えば、N,N,N’,N’,N'',N''-ヘキサメチル-N'''-(トリメチルシリルメチル)-ホスホリミディックトリアミド等のホスファゼン含有化合物、ヘキシルアミン、リン酸ドデシルアミン等のアミン化合物又はその塩、ベンジルトリエチルアンモニウムアセテート等の第4級アンモニウム塩、ジメチルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン等のジアルキルヒドロキシルアミン、テトラメチルグアニジルプロピルトリメトキシシラン、テトラメチルグアニジルプロピルメチルジメトキシシラン、テトラメチルグアニジルプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン等のグアニジル基を含有するシラン及びシロキサン等が例示されるが、非金属系有機触媒はこれらに限定されない。また、非金属系有機触媒は1種でも2種以上を混合して使用してもよい。
該硬化触媒の金属系触媒としては、室温硬化性樹脂組成物の硬化促進剤として公知のものを使用することができ、特に制限されるものではない。例えば、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクトエート、ジブチル錫ビス(アセチルアセトネート)、ジオクチル錫ジネオデカノエート、ジ-n-ブチル-ジメトキシ錫等のアルキル錫エステル化合物、テトライソプロポキシチタン、テトラ-n-ブトキシチタン、テトラキス(2-エチルヘキソキシ)チタン、ジプロポキシビス(アセチルアセトナト)チタン、チタニウムイソプロポキシオクチレングリコール等のチタン酸エステル又はチタンキレート化合物、ナフテン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、亜鉛-2-エチルオクトエート、鉄-2-エチルヘキソエート、コバルト-2-エチルヘキソエート、マンガン-2-エチルヘキソエート、ナフテン酸コバルト、アルミニウムイソプロピレート、アルミニウムセカンダリーブチレートなどのアルコレートアルミニウム化合物、アルミニウムアルキルアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート等のアルミニウムキレート化合物、ネオデカン酸ビスマス(III)、2-エチルヘキサン酸ビスマス(III)、クエン酸ビスマス(III)、オクチル酸ビスマス等の有機金属化合物、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、シュウ酸リチウム等のアルカリ金属の低級脂肪酸塩が例示されるが、金属系触媒はこれらに限定されない。また、金属系触媒は1種でも2種以上を混合して使用してもよい。
(C)成分の硬化触媒の配合量は、上記(A)成分100質量部に対して0.001~20質量部であり、0.01~10質量部が好ましい。(C)成分が少なすぎると十分な硬化性が得られず、多すぎると硬化性が速すぎる結果、十分な作業時間が得られず、また経済的に不利である。
(D)成分:
本発明の室温硬化性樹脂組成物は、下記平均構造式(1)で表される、分子中にオルガノシロキサン構造と加水分解性シリル基とヒンダードアミン骨格を有する有機ケイ素化合物(D)を、紫外線等の光の作用による経時劣化を抑制するための光安定剤として含むことを特徴とする。
Figure 0007315008000007
ここで、R1及びR2は、それぞれ独立して、非置換もしくは置換の炭素原子数1~10のアルキル基、又は非置換もしくは置換の炭素原子数6~10のアリール基を表す。R1及びR2は、耐候性及び耐クラック性の観点から、好ましくは、炭素原子数1~3のアルキル基である。炭素原子数1~10のアルキル基は、直鎖状、環状、分枝状のいずれでもよく、好ましくは直鎖状のアルキル基である。
炭素原子数1~10のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基等が挙げられるが、これらの中でも、メチル基、n-プロピル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
炭素原子数6~10のアリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられるが、フェニル基が好ましい。
3は、それぞれ独立して、水素原子、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、又はO・(オキシラジカル)を表す。
3としては、耐候性及び耐クラック性の観点から、好ましくは、水素原子、炭素原子数1~3のアルキル基である。炭素原子数1~20のアルキル基は、直鎖状、環状、分枝状のいずれでもよく、好ましくは直鎖状のアルキル基である。
炭素原子数1~20のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシ基、ウンデシル基、ドデシル基、イコシル基等が挙げられるが、これらの中でも、メチル基、n-プロピル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
炭素原子数1~20のアルコキシ基において、その中のアルキル基は、直鎖状、環状、分枝状のいずれでもよい。
炭素原子数1~20のアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基、n-ペントキシ基、n-ヘキソキシ基、n-ヘプトキシ基、n-オクトキシ基、n-ノニロキシ基、n-デシロキシ基、ウンデシロキシ基、ドデシロキシ基、イコシロキシ基等が挙げられるが、これらの中でも、メトキシ基、エトキシ基が好ましく、メトキシ基がより好ましい。
4は、それぞれ独立して、水素原子又は非置換もしくは置換の炭素原子数1~10のアルキル基を表す。このアルキル基としては、上記R1で例示した基と同様のものが挙げられるが、中でも、メチル基、n-プロピル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
なお、これらR1~R4における、アルキル基、アリール基、アルコキシ基の水素原子の一部又は全部は、炭素原子数1~10のアルキル基、F、Cl、Br等のハロゲン原子、シアノ基等で置換されていてもよく、そのような基の具体例としては、3-クロロプロピル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、2-シアノエチル基、トリル基、キシリル基等が挙げられ、耐候性、耐クラック性の観点から、3,3,3-トリフルオロプロピル基が好ましい。
1は、それぞれ独立して、単結合、又はヘテロ原子を含まない、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキレン基を表す。
1のヘテロ原子を含まない炭素原子数1~20のアルキレン基は、直鎖状、環状、分枝状のいずれでもよく、その具体例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、テトラメチレン基、イソブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、へプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、エイコサデシレン基等のアルキレン基;シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等のシクロアルキレン基などが挙げられる。
これらの中でも、A1は、単結合、エチレン基、トリメチレン基、オクタメチレン基が好ましく、単結合、エチレン基、トリメチレン基がより好ましい。
なお、A1のアルキレン基の水素原子の一部又は全部は、フェニル基等の炭素原子数6~20のアリール基等で置換されていてもよい。
2は、それぞれ独立して、単結合、又はヘテロ原子を含有する2価の連結基を表す。
2のヘテロ原子を含有する2価の連結基の具体例としては、エーテル結合(-O-)、チオエーテル結合(-S-)、アミノ結合(-NH-)、スルホニル結合(-S(=O)2-)、ホスフィニル結合(-P(=O)OH-)、オキソ結合(-C(=O)-)、チオオキソ結合(-C(=S)-)、エステル結合(-C(=O)O-)、チオエステル結合(-C(=O)S-)、チオノエステル結合(-C(=S)O-)、ジチオエステル結合(-C(=S)S-)、炭酸エステル結合(-OC(=O)O-)、チオ炭酸エステル結合(-OC(=S)O-)、アミド結合(-C(=O)NH-)、チオアミド結合(-C(=S)NH-)、ウレタン結合(-OC(=O)NH-)、チオウレタン結合(-SC(=O)NH-)、チオノウレタン結合(-OC(=S)NH-)、ジチオウレタン結合(-SC(=S)NH-)、尿素結合(-NHC(=O)NH-)、チオ尿素結合(-NHC(=S)NH-)、ケイ素結合(-SiR56-、R5及びR6は、後述のR5及びR6と同じ意味を表す。)等が挙げられる。
これらの中でも、A2は、単結合、エーテル結合(-O-)、又はケイ素結合(-SiR56-)が好ましい。
なお、A1、A2及びZから形成される基において、酸素原子が連続する構造「-O-O-」となる組み合わせや、ケイ素原子が連続する構造「-Si-Si-」となる組み合わせはとらない。
3は、それぞれ独立して、ヘテロ原子を含まない、非置換もしくは置換の炭素原子数2~20のアルキレン基を表す。
3のヘテロ原子を含まない炭素原子数2~20のアルキレン基は、直鎖状、環状、分枝状のいずれでもよく、その具体例としては、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、テトラメチレン基、イソブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、へプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、エイコサデシレン基等のアルキレン基;シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等のシクロアルキレン基などが挙げられる。
これらの中でも、A3は、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、オクタメチレン基が好ましく、トリメチレン基、テトラメチレン基、オクタメチレン基がより好ましい。
mは、1~3の数であるが、耐候性、耐クラック性の観点から2~3が好ましく、3がより好ましい。
pは、1~10の数、qは、1~10の数、かつ、p+qは、Zの価数に対応して2~20を満たす数を表す。
pは、耐候性、耐クラック性の観点から1~5が好ましく、1~2がより好ましく、1がより一層好ましい。
qは、耐候性、耐クラック性の観点から1~5が好ましく、1~2がより好ましく、1がより一層好ましい。
したがって、p+qは、耐候性、耐クラック性の観点から2~10が好ましく、2~4がより好ましく、2がより一層好ましい。
Zは、オルガノシロキサン構造を含む2~20価、好ましくは2~10価、より好ましくは2~4価、更に好ましくは2価の基を表す。
Zは、オルガノシロキサン構造を含む基であれば特に限定されるものではなく、その中に直鎖状構造、分岐状構造、又は架橋構造を有していてもよい。
より具体的には、D単位(R56SiO2/2単位)、T単位(R1SiO3/2単位)及び/又はQ単位(SiO4/2単位)からなるオルガノ(ポリ)シロキサン構造が挙げられる(R1は、上記と同じ意味を表す。R5、R6は、後述の式(2)と同じ。)。
これらの単位は、それぞれ単独(D単位のみ、T単位のみ、又はQ単位のみ)でも、複数単位の組み合わせからなるものでもよい。
特に、耐候性及び耐クラック性の観点から、D単位を含むオルガノポリシロキサン構造が好ましく、D単位単独の2価のオルガノポリシロキサン構造がより好ましい。
したがって、(D)成分の有機ケイ素化合物としては、平均構造式が下記式(2)で表されるものが好ましく、このような化合物を用いることで、更に良好な耐候性、耐クラック性が発揮される。
Figure 0007315008000008
(式中、R1~R4、A1、A2、A3及びmは、上記と同じ意味を表す。R5及びR6は、それぞれ独立して、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、又は炭素原子数6~10のアリール基を表し、nは、1以上の数を表す。)
式(2)において、R5及びR6は、それぞれ独立して、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、又は炭素原子数6~10のアリール基を表し、これらアルキル基、アリール基としては、上記R3及びR1で例示した基と同様のものが挙げられる。
特に、R5及びR6は、耐候性、耐クラック性の観点から、好ましくは、炭素原子数1~3のアルキル基、より好ましくはメチル基である。
また、nは、1以上の数を表すが、耐候性、耐クラック性の観点から、1~1,000の数が好ましく、1~100の数がより好ましく、1~50の数がより一層好ましく、1~35の数が更に好ましい。
なお、(D)成分の有機ケイ素化合物の重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、当該化合物を含む硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物に、十分な耐候性、耐クラック性を付与することを考慮すると、重量平均分子量400~10万が好ましく、400~1万がより好ましく、400~5,000がより一層好ましく、400~3,000が更に好ましい。
また特に(D)成分の有機ケイ素化合物としては、下記構造式(3)又は(4)で表されるものが好ましく、このような有機ケイ素化合物を用いることで、耐候性、耐クラック性が更に良好となる。
Figure 0007315008000009
(式中、R1~R6、A1、A2、A3、m及びnは、上記と同じ意味を表す。)
(D)成分の有機ケイ素化合物の具体例としては下記の化合物を挙げることができる。
Figure 0007315008000010
Figure 0007315008000011
上記式(1)で表される有機ケイ素化合物は、従来公知の手法によって製造することができる。
例えば、上記式(2)で表される有機ケイ素化合物は、下記構造式(5)で表される、アルケニル基を有するアミン化合物と、平均構造式(6)で表される、オルガノシロキサン構造を有するシラン化合物とを反応させて得ることができる。
より具体的には、アルケニル基を有するアミン化合物(5)のアルケニル基と、オルガノシロキサン構造を有するシラン化合物(6)のヒドロシリル基(Si-H基)を、白金化合物含有触媒の存在下でヒドロシリル化反応を行い、アルケニル基にヒドロシリル基を付加させて炭素-ケイ素結合を形成する。
Figure 0007315008000012
(式中、R1~R6、A1、A2、m及びnは、上記と同じ意味を表す。A4は単結合、又はヘテロ原子を含まない、非置換もしくは置換の炭素原子数1~18のアルキレン基を表す。)
上記式(5)において、A4は単結合、又はヘテロ原子を含まない、非置換もしくは置換の炭素原子数1~18のアルキレン基を表し、A4のヘテロ原子を含まない炭素原子数1~18のアルキレン基は、直鎖状、環状、分枝状のいずれでもよく、その具体例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、テトラメチレン基、イソブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基等のアルキレン基;シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等のシクロアルキレン基などが挙げられる。これらの中でも、A4は、メチレン基、エチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。
上記式(5)で表されるアルケニル基を有するアミン化合物の具体例としては、下記構造式で表されるもの等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure 0007315008000013
上記式(6)で表されるオルガノシロキサン構造を有するシラン化合物の具体例としては、下記構造式で表されるもの等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、括弧が付されたシロキサン単位の繰り返し数は平均の数を表し、また、複数の異なる種類のシロキサン単位から構成される場合において、括弧内の各シロキサン単位の配列順は任意である。
Figure 0007315008000014
Figure 0007315008000015
Figure 0007315008000016
Figure 0007315008000017
Figure 0007315008000018
上記ヒドロシリル化で用いられる白金化合物含有触媒は特に限定されるものではなく、その具体例としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン又はキシレン溶液、テトラキストリフェニルホスフィン白金、ジクロロビストリフェニルホスフィン白金、ジクロロビスアセトニトリル白金、ジクロロビスベンゾニトリル白金、ジクロロシクロオクタジエン白金、白金-炭素、白金-アルミナ、白金-シリカ等の担持触媒などが挙げられる。
これらの中でも、選択性の面から、0価の白金錯体が好ましく、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン又はキシレン溶液がより好ましい。
白金化合物含有触媒の使用量は特に限定されるものではないが、反応性、生産性の点から、式(5)で表されるアルケニル基を有するアミン化合物1molに対し、含有される白金原子が1×10-7~1×10-2molとなる量が好ましく、1×10-7~1×10-3molとなる量がより好ましい。
また、ヒドロシリル化の反応性向上のため助触媒を使用してもよい。この助触媒としては、一般的にヒドロシリル化に用いられている助触媒を使用できるが、本発明では、無機酸のアンモニウム塩、酸アミド化合物、カルボン酸が好ましい。
無機酸のアンモニウム塩の具体例としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、アミド硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、リン酸二水素一アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ジ亜リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、硫化アンモニウム、ホウ酸アンモニウム、ホウフッ化アンモニウム等が挙げられるが、中でも、pKaが2以上の無機酸のアンモニウム塩が好ましく、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムがより好ましい。
酸アミド化合物の具体例としては、ホルムアミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、アクリルアミド、マロンアミド、スクシンアミド、マレアミド、フマルアミド、ベンズアミド、フタルアミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド等が挙げられ、これらの中でも、ホルムアミド、ステアリン酸アミドが好ましく、ホルムアミドがより好ましい。
カルボン酸の具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、メトキシ酢酸、ペンタン酸、カプロン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、乳酸、グリコール酸、トリフルオロ酢酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、酒石酸、シュウ酸等が挙げられ、これらの中でも、ギ酸、酢酸、乳酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、トリフルオロ酢酸が好ましく、酢酸、トリフルオロ酢酸がより好ましい。
助触媒の使用量は特に限定されるものではないが、反応性、選択性、コスト等の観点から、式(5)で表されるアルケニル基を有するアミン化合物1molに対して1×10-5~1×10-1molが好ましく、1×10-4~5×10-1molがより好ましい。
なお、上記ヒドロシリル化反応は無溶媒でも進行するが、溶媒を用いることもできる。
使用可能な溶媒の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素系溶媒などが挙げられ、これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
上記ヒドロシリル化反応における反応温度は特に限定されるものではなく、0℃から加熱下で行うことができるが、0~200℃が好ましい。
適度な反応速度を得るためには加熱下で反応させることが好ましく、このような観点から、反応温度は40~110℃がより好ましく、40~90℃がより一層好ましい。
また、反応時間も特に限定されるものではなく、通常、1~60時間程度であるが、1~30時間が好ましく、1~20時間がより好ましい。
アルケニル基を有するアミン化合物(5)のアルケニル基と、オルガノシロキサン構造を有するシラン化合物(6)のヒドロシリル基との反応割合は、ヒドロシリル化反応時の副生物を抑制するとともに、得られる有機ケイ素化合物の保存安定性や特性を高めることを考慮すると、上記ヒドロシリル基1molに対し、上記アルケニル基が0.8~1.3molとなる割合が好ましく、0.9~1.2molとなる割合がより好ましい。
本発明の室温硬化性樹脂組成物は、上述した平均構造式(1)で表される有機ケイ素化合物(以下、有機ケイ素化合物(1)という)を少なくとも1種含有するものである。
有機ケイ素化合物(1)は、それ単独で光安定剤として使用することもできるが、安定化剤等の添加剤、溶媒等の任意成分を適宜混合した光安定剤組成物として使用することもできる。
この組成物において、有機ケイ素化合物(1)の含有量は特に限定されるものではないが、例えば、90質量%以上、70質量%以上、50質量%以上、30質量%以上、10質量%以上、5質量%以上、1質量%以上等で適宜設定できる。
本発明の室温硬化性樹脂組成物が含む有機ケイ素化合物(1)は、当該有機ケイ素化合物の構造に由来し、従来の光安定剤に比べ、これを含有する室温硬化性樹脂組成物を用いて得られる硬化物の耐候性、耐クラック性を向上させる。
本発明の室温硬化性樹脂組成物において、有機ケイ素化合物(1)の含有量は、特に限定されるものではないが、組成物中に、0.1~10質量%程度が好ましく、0.5~5質量%がより好ましい。なお、光安定剤が溶剤を含む場合、上記含有量は、溶剤を除いた不揮発分を意味する。
また、上記(A)~(D)成分を少なくとも含有する本発明の室温硬化性樹脂組成物における(D)成分としての配合量は、前記(A)成分100質量部に対して0.01~10質量部であり、好ましくは0.05~7.5質量部であり、より好ましくは0.1~5質量部である。配合量が少なすぎると本組成物の硬化物が耐候性に劣るものとなり、多すぎると硬化不良を起こしたり経済的に不利になる。
(E)成分:
(E)成分は充填剤(無機質充填剤及び/又は有機樹脂充填剤)であり、必要に応じて本発明の室温硬化性樹脂組成物に配合される任意成分であって、この組成物から形成される硬化物に十分な機械的強度を与えるために使用される。この充填剤としては公知のものを使用することができ、例えば、微粉末シリカ、煙霧質シリカ、沈降性シリカ、これらのシリカ表面を有機ケイ素化合物で疎水化処理したシリカ、ガラスビーズ、ガラスバルーン、透明樹脂ビーズ、シリカエアロゲル、珪藻土、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、煙霧状金属酸化物などの金属酸化物、湿式シリカあるいはこれらの表面をシラン処理したもの、石英粉末、カーボンブラック、タルク、ゼオライト及びベントナイト等の補強剤、アスベスト、ガラス繊維、炭素繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛などの金属炭酸塩、ガラスウール、微粉マイカ、溶融シリカ粉末、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンなどの合成樹脂粉末等が使用される。これらの充填剤のうち、シリカ、炭酸カルシウム、ゼオライトなどの無機質充填剤が好ましく、特に表面を疎水化処理した煙霧質シリカ、炭酸カルシウムが好ましい。これらは1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
(E)成分の充填剤を配合する場合には、その配合量は、前記(A)成分100質量部に対して1~1,000質量部、特に5~400質量部とすることが好ましい。未配合の場合より配合した方が、この組成物から得られる硬化物が十分な機械的強度を示す傾向があり、また1,000質量部よりも多量に使用すると、組成物の粘度が増大して作業性が悪くなるばかりでなく、硬化後のゴム強度が低下してゴム弾性が得難くなる傾向がある。
(F)成分:
(F)成分は(B)成分以外の接着促進剤であり、必要に応じて本発明の室温硬化性樹脂組成物に配合される任意成分であって、この組成物から形成される硬化物に十分な接着性を与えるために使用される。具体的には、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-2-(アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン類、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン類、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン類、γ-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等のイソシアネートシラン類などの、加水分解性基以外に窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を有する官能性基(但し、グアニジル基を除く)を含有する1価炭化水素基を分子中に有する加水分解性オルガノシラン化合物(いわゆるカーボンファンクショナルシラン又はシランカップリング剤)等を配合することが好ましい。なお、(F)成分の接着促進剤(カーボンファンクショナルシラン又はシランカップリング剤)は、加水分解性基以外に、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を有する官能性基を含有する1価炭化水素基を分子中に有するものである点において上述した上記(B)成分の加水分解性(オルガノ)シラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物とは明確に区別されるものである。
(F)成分の接着促進剤を配合する場合には、その配合量は、前記(A)成分100質量部に対して0.1~30質量部、特に0.5~20質量部が好ましい。30質量部を超えると硬化性が不十分になったり、経済的に不利になる場合がある。
(G)成分:
(G)成分は可塑剤であり、必要に応じて本発明の室温硬化性樹脂組成物に配合される任意成分であって、この組成物から形成される硬化物の機械特性や難燃性を損なうことなく、施工上取り扱い易い粘度に調整することができる。
本発明の室温硬化性樹脂組成物に使用される可塑剤としては、例えば、フタル酸ジメチル(DMP)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジ-n-ブチル(DBP)、フタル酸ジヘプチル(DHP)、フタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジイソノニル(DINP)、フタル酸ジイソデシル(DIDP)、フタル酸ジトリデシル(DTDP)、フタル酸ブチルベンジル(BBP)、フタル酸ジシクロヘキシル(DCHP)、テトラヒドロフタル酸エステル、アジピン酸ジオクチル(DOA)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)、アジピン酸ジイソデシル(DIDA)、アジピン酸ジ-n-アルキル、ジブチルジグリコールアジペート(BXA)、アゼライン酸ビス(2-エチルヘキシル)(DOZ)、セバシン酸ジブチル(DBS)、セバシン酸ジオクチル(DOS)、マレイン酸ジブチル(DBM)、マレイン酸ジ-2-エチルヘキシル(DOM)、フマル酸ジブチル(DBF)、リン酸トリクレシル(TCP)、トリエチルホスフェート(TEP)、トリブチルホスフェート(TBP)、トリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート(TOP)、トリ(クロロエチル)ホスフェート(TCEP)、トリスジクロロプロピルホスフェート(CPP)、トリブトキシエチルホスフェート(TBXP)、トリス(β-クロロプロピル)ホスフェート(TMCPP)、トリフェニルホスフェート(TPP)、オクチルジフェニルホスフェート(ODP)、クエン酸アセチルトリエチル、アセチルクエン酸トリブチルなどがあり、その他にはトリメリット酸系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、塩素化パラフィン、ステアリン酸系可塑剤など、更にジメチルポリシロキサン等のシリコーンオイル(無官能性オルガノポリシロキサン)、最近ではポリオキシプロピレングリコール系、パラフィン系、ナフテン系、イソパラフィン系等の石油系高沸点溶剤などが挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて用いられる。
(G)成分を配合する場合には、その配合量は、(A)成分100質量部に対して1~1,000質量部であることが好ましく、より好ましくは2~500質量部、更に好ましくは5~200質量部である。(G)成分の量が上記範囲内にあると本発明の室温硬化性樹脂組成物の機械特性や難燃性を損なうことなく、施工上取り扱い易い粘度に調整することができるため好ましい。
[その他の成分]
また、本発明の室温硬化性樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で添加剤として、顔料、染料、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、酸化アンチモン、塩化パラフィン等の難燃剤など公知の添加剤を配合することができる。更に、チクソ性向上剤、防かび剤、抗菌剤を配合することもできる。
更に、本発明の室温硬化性樹脂組成物は、必要に応じて有機溶剤を用いてもよい。有機溶剤としては、n-ヘキサン、n-ヘプタン、イソオクタン、イソドデカンなどの脂肪族炭化水素系化合物、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系化合物、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、ドデカメチルペンタシロキサン、2-(トリメチルシロキシ)-1,1,1,2,3,3,3-ヘプタメチルトリシロキサンなどの鎖状シロキサン、オクタメチルシクロペンタシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサンなどの環状シロキサンなどが挙げられる。有機溶剤の量は本発明の効果を妨げない範囲で適宜調整すればよい。
本発明の室温硬化性樹脂組成物は、上記各成分、更にはこれに上記各種添加剤の所定量を、乾燥雰囲気中において均一に混合することにより得ることができる。また、本発明の室温硬化性樹脂組成物は、室温で放置することにより硬化するが、その成形方法、硬化条件などは、組成物の種類に応じた公知の方法、条件を採用することができる。
また得られた硬化物は良好な柔軟性を示し、ゴム弾性を有することから、コーティング剤、接着剤、シーリング剤(例えば、建築用シーラント等)として有用である。本発明の室温硬化性樹脂組成物をコーティング剤、接着剤、シーリング剤として使用する方法は、従来公知の使用方法に従えばよく、特に制限されるものでない。
本発明の室温硬化性樹脂組成物の硬化物からなる被覆層が形成される物品としては、例えば、ガラス類、各種樹脂類、各種金属類等で構成された物品などが例示できるが、基材の材質及び形状については特に限定されない。
本発明の室温硬化性樹脂組成物の硬化物で接着及び/又はシールされる物品としては、例えば、ガラス類、各種金属類等で構成された物品などが例示できるが、基材の材質及び形状については特に限定されない。
以下、合成例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の具体例において、「部」は「質量部」を意味するものである。また、各生成物の粘度は、オストワルド粘度計による23℃における測定値であり、分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)測定により求めたポリスチレン換算の重量平均分子量である。また、各生成物のシリコーン平均組成は、日本電子(株)製300MHz-NMR測定装置を用いて、1H-NMRおよび29Si-NMRにおける検出スペクトルの積分値から算出した。
[合成例1]有機ケイ素化合物1の合成
撹拌機、還流冷却器、滴下ロート及び温度計を備えた300mLセパラブルフラスコに、下記式(7)で表されるアルケニル基を有するアミン化合物65.0g、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液0.58g(アルケニル基を有するアミン化合物1molに対し白金原子として5.0×10-5mol)を納め、80℃に加熱した。その中に、下記式(8)で表されるオルガノシロキサン構造を有するシラン化合物83.8gを滴下投入し、80℃にて2時間加熱撹拌した。1H-NMR測定により原料のアルケニル基及びヒドロシリル基由来のピークが完全に消失したことを確認し、反応終了とした。反応終了後の混合物について減圧留去(80℃、5mmHg)を1時間実施し、濾過することで、対応する有機ケイ素化合物1を148g得た。
得られた有機ケイ素化合物1は、淡黄色透明液体であり、粘度13mm2/s、重量平均分子量480、また下記式(9)で表されるものであった。
Figure 0007315008000019
Figure 0007315008000020
[合成例2]有機ケイ素化合物2の合成
撹拌機、還流冷却器、滴下ロート及び温度計を備えた300mLセパラブルフラスコに、下記式(10)で表されるアルケニル基を有するアミン化合物69.6g、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液0.58g(アルケニル基を有するアミン化合物1molに対し白金原子として5.0×10-5mol)を納め、80℃に加熱した。その中に、上記式(8)で表されるオルガノシロキサン構造を有するシラン化合物83.8gを滴下投入し、80℃にて2時間加熱撹拌した。1H-NMR測定により原料のアルケニル基及びヒドロシリル基由来のピークが完全に消失したことを確認し、反応終了とした。反応終了後の混合物について減圧留去(80℃、5mmHg)を1時間実施し、濾過することで、対応する有機ケイ素化合物2を152g得た。
得られた有機ケイ素化合物2は、黄色透明液体であり、粘度15mm2/s、重量平均分子量490、また下記式(11)で表されるものであった。
Figure 0007315008000021
Figure 0007315008000022
[合成例3]有機ケイ素化合物3の合成
上記式(8)で表されるオルガノシロキサン構造を有するシラン化合物83.8gを、下記平均構造式(12)で表されるオルガノポリシロキサン構造を有するシラン化合物717.9gに変更し、300mLセパラブルフラスコを1Lセパラブルフラスコに変更した以外は、合成例1と同様の手順で合成し、対応する有機ケイ素化合物3を775g得た。
得られた有機ケイ素化合物3は、淡黄色透明液体であり、粘度165mm2/s、重量平均分子量2,590、また下記平均構造式(13)で表されるものであった。
Figure 0007315008000023
Figure 0007315008000024
[合成例4]有機ケイ素化合物4の合成
上記式(8)で表されるオルガノシロキサン構造を有するシラン化合物83.8gを、上記式(12)で表されるオルガノポリシロキサン構造を有するシラン化合物717.9gに変更し、300mLセパラブルフラスコを1Lセパラブルフラスコに変更した以外は、合成例2と同様の手順で合成し、対応する有機ケイ素化合物4を780g得た。
得られた有機ケイ素化合物4は、淡黄色透明液体であり、粘度150mm2/s、重量平均分子量2,630、また下記平均構造式(14)で表されるものであった。
Figure 0007315008000025
[実施例1]
MSポリマーS-303H(分子鎖両末端メチルジメトキシシリル基封鎖ポリオキシプロピレン重合体、数平均分子量:約17,000、(株)カネカ製)100部と、カーレックス300(軽質炭酸カルシウム、丸尾カルシウム(株)製)60部、MCコートP-20(重質炭酸カルシウム、丸尾カルシウム(株)製)40部を減圧条件下均一になるまで混合した。次いで、ビニルトリメトキシシラン2部、ネオスタンU-220H(ジブチル錫系硬化触媒、日東化成(株)製)1部、合成例1で得られた有機ケイ素化合物1 1部を湿気遮断下で均一になるまで混合して組成物1を調製した。
[実施例2]
有機ケイ素化合物1を合成例2で得られた有機ケイ素化合物2に変えた以外は上記実施例1と同様にして、組成物2を調製した。
[実施例3]
有機ケイ素化合物1を合成例3で得られた有機ケイ素化合物3に変えた以外は上記実施例1と同様にして、組成物3を調製した。
[実施例4]
有機ケイ素化合物1を合成例4で得られた有機ケイ素化合物4に変えた以外は上記実施例1と同様にして、組成物4を調製した。
[比較例1]
有機ケイ素化合物1を添加しなかった以外は上記実施例1と同様にして、組成物5を調製した。
[比較例2]
有機ケイ素化合物1を汎用の紫外線吸収剤であるTINUVIN765(分子中にオルガノシロキサン構造及び加水分解性シリル基を有さないヒンダードアミン化合物、BASFジャパン(株)製)に変えた以外は上記実施例1と同様にして、組成物6を調製した。
[比較例3]
有機ケイ素化合物1を汎用の紫外線吸収剤であるTINUVIN770DF(分子中にオルガノシロキサン構造及び加水分解性シリル基を有さないヒンダードアミン化合物、BASFジャパン(株)製)に変えた以外は上記実施例1と同様にして、組成物7を調製した。
〔評価試験〕
実施例1~4及び比較例1~3で調製された各組成物1~7を厚さ2mmのシート状に押し出し、23℃,50%RHの空気中に7日間放置して、硬化物を得た。次いで、得られた硬化物をJIS A 1415の表1に規定するWS-Aによるオープンフレームカーボンアークランプによるウエザーメーター試験条件に暴露し、暴露2,000時間まで表面クラックの成長によって硬化物が破断するまでの時間を確認した。暴露2,000時間の試験で破断が無い場合は〇を記録した。
以上の結果を組成物の配合量と共に表1に示す。
Figure 0007315008000026
表1に示されるように、有機ケイ素化合物1~4を光安定化剤として用いた実施例1~4の組成物は、光安定化剤を使用しない比較例1、汎用に使用される光安定化剤を用いた比較例2、3の組成物に比較して、高い耐クラック性、耐候性を有していることが分かる。
以上説明したとおり、上記特定の有機ケイ素化合物を用いることにより、従来の光安定剤では達成困難であった、耐候性、耐クラック性に優れた室温硬化性樹脂組成物を得ることができる。

Claims (11)

  1. 分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖された有機ポリマーを主剤とし、かつ、下記平均構造式(1)で表される有機ケイ素化合物を含有する室温硬化性樹脂組成物。
    Figure 0007315008000027
    (式中、Zは、オルガノシロキサン構造を含む2価の基を表し、R1は、それぞれ独立して、非置換もしくは置換の炭素原子数1~10のアルキル基、又は非置換もしくは置換の炭素原子数6~10のアリール基を表し、R2は、それぞれ独立して、非置換もしくは置換の炭素原子数1~10のアルキル基、又は非置換もしくは置換の炭素原子数6~10のアリール基を表し、R3は、それぞれ独立して、水素原子、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、又はO・(オキシラジカル)を表し、R4は、それぞれ独立して、メチル基、n-プロピル基、n-ヘキシル基又はn-オクチル基を表し、A1は、それぞれ独立して、単結合、又はヘテロ原子を含まない、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキレン基を表し、A2は、それぞれ独立して、ヘテロ原子を含有する2価の連結基を表し、A3は、それぞれ独立して、ヘテロ原子を含まない、非置換もしくは置換の炭素原子数2~20のアルキレン基を表し、mは、1~3の数であり、pは、1、qは、1であり、かつ、p+qは、前記Zの価数に対応して2である。)
  2. (A)分子鎖両末端がシラノール基及び/又は加水分解性シリル基で封鎖された有機ポリマー:100質量部、
    (B)加水分解性(オルガノ)シラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物:0.1~30質量部、
    (C)硬化触媒:0.001~20質量部、
    (D)平均構造式(1)で表される有機ケイ素化合物:0.01~10質量部
    を含有するものである請求項1に記載の室温硬化性樹脂組成物。
  3. 平均構造式(1)で表される有機ケイ素化合物が、下記平均構造式(2)で表される有機ケイ素化合物である請求項1又は2に記載の室温硬化性樹脂組成物。
    Figure 0007315008000028
    (式中、R1、R2、R3、R4、A1、A2、A3及びmは、前記と同じ意味を表し、R5及びR6は、それぞれ独立して、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、又は炭素原子数6~10のアリール基を表し、nは、1以上の数を表す。)
  4. 平均構造式(2)で表される有機ケイ素化合物が、下記構造式(3)及び/又は(4)で表される有機ケイ素化合物である請求項3に記載の室温硬化性樹脂組成物。
    Figure 0007315008000029
    (式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、A1、A2、A3及びmは、前記と同じ意味を表す。)
    Figure 0007315008000030
    (式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、A2、A3、m及びnは、前記と同じ意味を表す。)
  5. 更に、(A)成分100質量部に対して、
    (E)充填剤:1~1,000質量部、
    (F)(B)成分以外の接着促進剤:0.1~30質量部、
    (G)可塑剤:1~1,000質量部
    から選ばれる1種又は2種以上の成分を含有するものである請求項2~4のいずれか1項に記載の室温硬化性樹脂組成物。
  6. 平均構造式(1)~(4)で表される有機ケイ素化合物において、R 4 がメチル基である請求項1~5のいずれか1項に記載の室温硬化性樹脂組成物。
  7. 請求項1~のいずれか1項に記載の室温硬化性樹脂組成物からなるコーティング剤。
  8. 請求項1~のいずれか1項に記載の室温硬化性樹脂組成物からなる接着剤。
  9. 請求項1~のいずれか1項に記載の室温硬化性樹脂組成物からなるシーリング剤。
  10. 請求項1~のいずれか1項に記載の室温硬化性樹脂組成物の硬化物からなる被覆層を有する物品。
  11. 請求項1~のいずれか1項に記載の室温硬化性樹脂組成物の硬化物で接着及び/又はシールされた物品。
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