JP7479532B1 - 液状シラングラフトオレフィン組成物のシラン架橋硬化物、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような成形体を形成する材料として、架橋性樹脂組成物、架橋性ゴム組成物等の架橋性組成物が多用されている。例えば、特許文献1には、「液状変性エチレン系ランダム共重合体(A)とゴム成分(B)とを含有し、前記液状変性エチレン系ランダム共重合体(A)が、エチレン系ランダム共重合体(a0)に不飽和シラン化合物成分がグラフト共重合された共重合体」であって特定の要件(a-1)~(a-5)を満たすゴム組成物(要件(a-1)~(a-5)は省略する)、及び、この「ゴム組成物を架橋して得られる成形体」が提案されている。
一方、上述の成形体を形成する材料として、低分子量のポリブタジエン等を含有する液状の架橋性組成物も知られている。このような液状の架橋性組成物は、成形時に加熱して溶融状態にする必要がないものの、最終的な架橋反応を熱や光等の外力によって行う必要がある。そのため、液状の架橋性組成物においても、やはり、特別な架橋装置(例えば架橋管等)を必要とし、作業性に劣るうえ、製造コストの増大等をも招くことになる。また、液状の架橋性組成物は、混合状態等が不均一になって変色しやすくなることがあり、変色した架橋性組成物を最終架橋反応(シラノール縮合反応)させると、得られる架橋硬化物の外観を損なうことになる。更に、混合状態の不均一性から、最終架橋反応後の成形体の機械特性が低下する問題も発生する。
<1>液状オレフィン重合体100質量部に対して、前記液状オレフィン重合体にグラフト化反応する部位を有するシランカップリング剤3~30質量部をグラフト化反応させて得られる液状シラングラフトオレフィン組成物。
<2>100℃における動粘度が1,000mm2/s以下である、<1>に記載の液状シラングラフトオレフィン組成物。
<3>前記液状オレフィン重合体100質量部と前記シランカップリング剤3~30質量部とを、有機過酸化物0.1~2質量部の存在下、50~200℃の温度で反応させて得られる、<1>又は<2>に記載の液状シラングラフトオレフィン組成物。
<4>前記シランカップリング剤及び前記有機過酸化物を、50~200℃の温度の前記液状オレフィン重合体に添加して、前記液状オレフィン重合体と前記シランカップリング剤とを反応させて得られる、<3>に記載の液状シラングラフトオレフィン組成物。
<5>上記<1>~<4>のいずれか1項に記載の液状シラングラフトオレフィン組成物のシラン架橋硬化物。
<6>液状オレフィン重合体100質量部と、前記液状オレフィン重合体に対してグラフト化反応する部位を有するシランカップリング剤3~30質量部とを、有機過酸化物0.1~2質量部の存在下、50~200℃の温度で反応させる、<1>~<4>のいずれか1項に記載の液状シラングラフトオレフィン組成物の製造方法。
<7>前記シランカップリング剤及び前記有機過酸化物を、50~200℃の温度の前記液状オレフィン重合体に添加して、前記液状オレフィン重合体と前記シランカップリング剤とを反応させる、<6>に記載の液状シラングラフトオレフィン組成物の製造方法。
<8>前記反応を、攪拌可能な密閉型反応装置で行う、<6>又は<7>に記載の液状シラングラフトオレフィン組成物の製造方法。
<9>上記<6>~<8>のいずれか1項に記載の液状シラングラフトオレフィン組成物の製造方法で得た液状シラングラフトオレフィン組成物をシラノール縮合触媒の存在下で水と接触させて、液状シラングラフトオレフィン組成物のシラン架橋硬化を製造する、シラン架橋硬化の製造方法。
本発明の液状シラングラフトオレフィン組成物は、後述する液状シラングラフトオレフィンを含有し、かつ、組成物全体としても液状を維持している。
本発明において、「液状」とは、常温(25℃)常圧(1atm)において液状を示すこと、すなわち液体であることを意味し、具体的には、常温常圧において、ブルックフィールド粘度計で測定した(絶対)粘度が100Pa・s以下であることを意味する。本発明において、好ましくは、常温常圧における粘度が3Pa・s以下である。
一方、本発明において、「固体(状)」というときは、常温常圧において流動性を示さない状態をいい、例えば、常温常圧において、ブルックフィールド粘度計で測定した(絶対)粘度が10,000Pa・s以上であることをいう。
本発明の液状シラングラフトオレフィン組成物のシラン架橋硬化物(以下、本発明のシラン架橋硬化物という。)は、本発明の液状シラングラフトオレフィン組成物、特に液状シラングラフトオレフィンのシランカップリング剤におけるシラノール縮合可能な反応部位について、シラノール縮合反応させて架橋させた架橋硬化物(シラノール縮合硬化物)である。このシラン架橋硬化物は、液状オレフィン重合体がシランカップリング剤を介して架橋された架橋オレフィン重合体を含有している。本発明の液状シラングラフトオレフィン組成物は、シラン架橋法、すなわち、シラノール縮合触媒の存在下で水と接触させることにより、液状組成物(液体組成物)から固体組成物(架橋硬化物)となる。
本発明のラン架橋硬化物は、通常、成形体であるが、形状のない(未成形の)バルク状態であってもよい。
各成分は、それぞれ、1種又は2種以上を用いることができる。
液状オレフィン重合体は、オレフィン化合物の(共)重合体であって常温常圧下で液状を示す重合体であればよく、公知の(共)重合体を特に制限されることなく用いることができる。
本発明において、オレフィン化合物は、エチレン性不飽和基を有する化合物をいい、エチレン、プロピレン等の分子内にエチレン性不飽和基を1つ有するアルケン化合物に加えて、分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有するポリエン化合物を包含する。
ポリエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン化合物が挙げられる。
エチレン系ランダム共重合体としては、エチレンから導かれる構成成分とα-オレフィンから導かれる構成成分とを有する共重合体が挙げられる。
α-オレフィンとしては、特に制限されないが、炭素数が3~20のα-オレフィンが好ましく、炭素数が3~10のα-オレフィンがより好ましく、プロピレンが更に好ましい。α-オレフィンとしては、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-トリデセン、1-テトラデセン、1-ペンタデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセン、1-ノナデセン、1-エイコセン等が挙げられる。
エチレン系ランダム共重合体は、α-オレフィンから導かれる構成成分を1種又は2種以上有していてもよい。
芳香族ビニル化合物としては、特に制限されず、例えば、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o,p-ジメチルスチレン、メトキシスチレン、ビニル安息香酸、ビニル安息香酸メチル、ビニルベンジルアセテート、ヒドロキシスチレン、p-クロロスチレン、ジビニルベンゼン、α-メチルスチレン、アリルベンゼン等が挙げられる。
環状オレフィンとしては、特に制限されず、炭素数3~30の環状オレフィンが好ましく、炭素数3~20の環状オレフィンがより好ましい。環状オレフィンとしては、例えば、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデセン等が挙げられる。
エチレン系ランダム共重合体中における全構成成分に対するα-オレフィンから導かれる構成成分の含有率(α-オレフィン含有率ともいう。)は、特に制限されず、エチレン含有率等を考慮して適宜に設定される。
なお、エチレン系ランダム共重合体中における他のモノマーから導かれる構成成分の含有量は、特に制限されず、例えば、エチレンから導かれる構成成分及びα-オレフィンから導かれる構成成分の合計100質量部に対して、20質量部以下とすることができ、10質量部以下であることが好ましい。
市販品としては、例えば、ルーカント(商品名、三井化学社製、エチレン-α-オレフィンオリゴマー)等が挙げられる。
エチレン系ランダム共重合体を合成する場合、エチレンとα-オレフィンとを公知の重合方法により重合することができる。例えば、特許文献1に記載の内容を適宜参照することができ、その内容はそのまま本明細書の記載の一部として取り込まれる。
液状ジエン系重合体としては、特に制限されないが、少なくとも共役ジエン化合物を重合して得られ、必要に応じて共役ジエン化合物とビニル置換芳香族化合物との両方を共重合して得られる重合体が挙げられる。
液状ジエン系重合体は共役ジエン化合物に由来する構成成分を1種有していても、2種以上を有していてもよい。また、液状ジエン系重合体は、ビニル置換芳香族化合物に由来する構成成分を有していなくてもよく、ビニル置換芳香族化に由来する構成成分を有している場合、1種でも2種以上でもよい。
ビニル置換芳香族化合物としては、共役ジエン化合物と共重合可能な単量体であれば特に限定されず、モノビニル芳香族化合物が好ましい。モノビニル芳香族化合物としては、例えば、スチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、ビニルエチルベンゼン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、ジフェニルエチレンが挙げられ、工業的入手の容易さの観点から、スチレンが好ましい。
1,3-ブタジエンとスチレンとの共重合体において、スチレンに由来する構成成分の含有率は、特に限定されないが、例えば、共重合体の全構成成分100質量%中において、0質量%を超え、50質量%以下であることが好ましく、0質量%を超え、20質量%以下であることがより好ましい。また、1,3-ブタジエンとスチレンとの共重合体において、1,3-ブタジエンに由来する構成成分中のビニル基量は、特に制限されず、適宜に設定される。
市販品としては、例えば、LBR(商品名、クラレ社製、液状ブタジエン)、LIR(商品名、クラレ社製、液状イソプレン)、LSBR(商品名、クラレ社製、液状スチレンブタジエン)等が挙げられる。
液状ジエン系重合体を合成する場合、共役ジエン化合物と、適宜にビニル置換芳香族化合物とを公知の重合方法により重合することができる。
シランカップリング剤は、有機過酸化物の分解により生じたラジカルの存在下で液状オレフィン重合体のグラフト化反応可能な部位等にグラフト化反応しうるグラフト化反応する部位(基又はエチレン性不飽和基等の官能基)を有している。また、シランカップリング剤は、シラノール縮合可能な反応部位として加水分解性シリル基(例えばアルコキシシリル基)を有している。
シランカップリング剤の液状オレフィン重合体に対するグラフト化率(液状オレフィン重合体に対してグラフト化反応して液状オレフィン重合体にグラフト化結合しているシランカップリング剤量)は、特に制限されず、後述する本発明の液状シラングラフトオレフィン組成物の製造方法によるグラフト化反応で達成される範囲となる。
有機過酸化物は、熱分解によりラジカルを発生して、触媒として、シランカップリング剤の液状オレフィン重合体へのラジカル反応によるグラフト化反応を生起させる働きをする。
有機過酸化物としては、特に制限はなく、従来のシラン架橋法に用いられるものを特に制限されずに用いることができる。このような有機過酸化物としては、例えば、一般式:R1-OO-R2、R3-OO-C(=O)R4、R5C(=O)-OO(C=O)R6で表される化合物が好ましい。ここで、R1~R6は各々独立にアルキル基、アリール基又はアシル基を表す。各化合物のR1~R6のうち、いずれもアルキル基であるもの、又は、いずれかがアルキル基で残りがアシル基であるものが好ましい。具体的には、ベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド(DCP)、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン又は2,5-ジメチル-2,5-ジ-(tert-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3が挙げられる。
本発明においては、液状シラングラフトオレフィン組成物は、シラノール縮合触媒を含有していてもよく、シラノール縮合触媒を含有していなくてもよい。シラノール縮合触媒を含有していない液状シラングラフトオレフィン組成物はシラノール縮合反応時に水と共にシラノール縮合触媒と接触される。
本発明に用いるシラノール縮合触媒は、液状オレフィン重合体にグラフト化反応したシランカップリング剤のシラノール縮合可能な反応部位を、水分の存在下でシラノール縮合反応(脱水縮合反応)を促進させる働きがある。この縮合反応により、シランカップリング剤を介して液状オレフィン重合体が架橋される。
このようなシラノール縮合触媒としては、特に制限されず、例えば、有機スズ化合物、金属石けん、白金化合物等が挙げられ、有機スズ化合物が好ましい。有機スズ化合物としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクチエート、ジブチルスズジアセテート等の有機スズ化合物が挙げられる。
液状シラングラフトオレフィン組成物がシラノール縮合触媒を含有する場合、液状シラングラフトオレフィン組成物中の、シラノール縮合触媒の含有量は、特に制限されず、適宜に決定され、例えば、液状オレフィン重合体100質量部に対して、0.0001~0.5質量部が好ましく、0.001~0.2質量部がより好ましい。
本発明の液状シラングラフトオレフィン組成物は、任意成分として、上述の各成分以外の成分(その他の成分)を含有していてもよい。
その他の成分としては、樹脂組成物に一般的に使用される添加剤等の各種成分が挙げられ、例えば、液状オレフィン重合体以外の(共)重合体、無機フィラー、難燃剤、難燃助剤、老化防止剤(酸化防止剤)、滑剤、架橋剤、架橋助剤等が挙げられる。
液状シラングラフトオレフィン組成物中の、その他の成分の含有量は、特に制限されず、本発明の目的を損なわない範囲、特に液状を損なわない範囲において、適宜に設定される。
本発明の液状シラングラフトオレフィン組成物は、適宜の方法で調整でき、例えば、液状シラングラフトオレフィン、適宜にその他の成分を混合又は溶融混合して製造することができるが、調製時に変色等の発生を抑制して、優れた外観を示すシラン架橋硬化物を製造できる点で、以下に説明する、本発明の液状シラングラフトオレフィン組成物の製造方法で製造することが好ましい。
本発明の液状シラングラフトオレフィン組成物の製造方法(単に、本発明の液状組成物製造方法ということがある。)は、液状オレフィン重合体100質量部と、液状オレフィン重合体に対してグラフト化反応する部位を有するシランカップリング剤3~30質量部とを、有機過酸化物0.1~2質量部の存在下、50~200℃の温度で反応させる工程を有する。
シランカップリング剤及び有機過酸化物を一緒に反応装置に注入する場合、シランカップリング剤及び有機過酸化物の混合物を調製する。シランカップリング剤及び有機過酸化物の混合は、公知の混合機等を用いて、通常、非加熱条件又は低温加熱条件、好ましくは10~60℃、より好ましくは室温近傍(20~35℃)で、数分~数時間程度、乾式又は湿式により、混合する方法及び条件が挙げられる。好ましくは、非加熱条件又は低温加熱条件下で乾式混合(ドライブレンド)する。
反応時間は、グラフト化反応の進行度に応じて適宜に設定されるが、例えば、10分以上であることが好ましく、30分以上2時間以下であることがより好ましく、45分以上1時間以下であることが更に好ましい。なお、反応時間は、液状オレフィン重合体、シランカップリング剤及び有機過酸化物が所定温度で混合された時(始点)からの経過時間とする。
なお、反応時は攪拌を続けるが、攪拌速度等は適宜に設定される。
液状オレフィン重合体とシランカップリング剤との反応においては、シラノール縮合触媒を実質的に存在させないことが好ましい。ここで、シラノール縮合触媒を実質的に存在させないとは、不可避的に存在するシラノール縮合触媒をも排除するものではなく、例えば、液状オレフィン重合体100質量部に対して0.01質量部以下であれば存在していてもよい。
本発明のシラン架橋硬化物(シラノール縮合硬化物)は、液状シラングラフトオレフィン組成物におけるシランカップリング剤のシラノール縮合可能な反応部位をシラノール縮合反応させる適宜の方法で製造でき、十分な架橋構造と優れた外観とを有するシラン架橋硬化物を製造できる点で、以下に説明する、本発明のシラン架橋硬化物の製造方法で製造することが好ましい。
本発明のシラン架橋硬化物の製造方法(単に、本発明の硬化物製造方法ということがある。)は、本発明の液状シラングラフトオレフィン組成物の製造方法で得た液状シラングラフトオレフィン組成物をシラノール縮合触媒の存在下で水と接触させる工程を有する。
この工程において、シラノール縮合触媒の存在下で液状シラングラフトオレフィン組成物(後述する成形体を含む。)と水とを接触させる方法は、特に制限されず、例えば、シラノール縮合触媒を含有する液状シラングラフトオレフィン組成物と水とを接触させる方法、シラノール縮合触媒を含有しない液状シラングラフトオレフィン組成物とシラノール縮合触媒と水とを接触させる方法が挙げられる。
液状シラングラフトオレフィン組成物と水との接触は、シラン架橋法における通常の方法によって行うことができる。シラノール縮合反応は、水分存在下であれば常温、例えば20~25℃程度の温度環境下で放置するという温和な条件でも進行するため、架橋管等の特別な架橋装置を用いる必要はなく、また水と積極的に接触させる必要はない。シラノール縮合反応(架橋反応)を促進させる観点からは、液状シラングラフトオレフィン組成物と水とを積極的に接触させることが好ましい。接触方法としては、シラン架橋法に通常適用される方法(条件)を挙げることができ、例えば、常圧環境下において温和な条件で水と接触させる方法が挙げられ、具体的には、飽和水蒸気雰囲気への暴露、高湿度環境への暴露、常温水若しくは温水(例えば、50~90℃)への浸漬、湿熱槽への投入等が挙げられる。
なお、水との接触効率を上げるため攪拌下で接触させることもでき、また接触の際に水分を内部に浸透させるために圧力をかけることもできる。
成形条件は、特に限定されないが、液状シラングラフトオレフィン組成物は常温常圧下で液状を示すため、例えば固体状の架橋性組成物を溶融させるのに必要となるほどの高温に加熱する加熱工程及び加熱装置を不要とし、非加熱条件又は低温加熱条件とすることができる。例えば、成形温度として、0~60℃とすることができ、5~40℃とすることが好ましい。液状シラングラフトオレフィン組成物を上記成形条件で成形すると、シランカップリング剤のシラノール縮合反応を効果的に抑制する(成形中の硬化、固体化を抑制する)ことができ、外観に優れたシラン架橋硬化物を製造できる。
このシラン架橋硬化物は、液状オレフィン重合体にグラフト化結合しているシランカップリング剤のシラノール縮合可能な反応部位が加水分解して互いにシラノール縮合反応することにより、シランカップリング剤(シロキサン結合)を介して架橋した架橋重合体、すなわち、液状シラングラフトオレフィン組成物がシロキサン結合を介して縮合した架橋重合体を含んでいると考えられる。
本発明のシラン架橋硬化物は、樹脂成形体又はゴム成形体が通常用いられる各種の用途に用いることができる。例えば、具体的には、配線材の絶縁被覆層(シースを含む。)、モールド材、電源プラグ、コネクター、スリーブ、ボックス、テープ基材、チューブ、シート、フィルム、パッキン、ガスケット、クッション材、防震材等の樹脂成形体代替品が挙げられる。
<液状オレフィン重合体>
ルーカントLX004(商品名):エチレンとα-オレフィンとの共重合体、粘度0.82Pa・s、三井化学社製
ルーカントLX200(商品名):エチレンとα-オレフィンとの共重合体、粘度52Pa・s、三井化学社製
LBR-302(商品名):液状ブタジエン、粘度0.6Pa・s、クラレ社製
<シランカップリング剤>
KBM-1003(商品名、トリメトキシビニルシラン、信越シリコーン社製)
<有機過酸化物>
パーヘキサ25B(商品名、2,5-ジメチル-2,5-ジ-tert-ブチルパーオキシ-ヘキサン、1時間半減期温度138.1℃、1分半減期温度179.8℃、日油社製)
<シラノール縮合触媒>
アデカスタブOT-1(商品名、ジオクチルスズジラウレート、ADEKA社製)
実施例1~8及び比較例1~2は表1に示す成分を用いてそれぞれ実施した。具体的には、下記製造方法により、表1に示す組成の液状シラングラフトオレフィン組成物をそれぞれ調製し、これらをシラノール縮合触媒及び水と接触させてシラン架橋硬化物をそれぞれ製造した。
表1において、各例の混合量(含有量)に関する数値は特に断らない限り質量部を表す。また、各成分について空欄は対応する成分の混合量が0質量部であることを意味する。
まず、シランカップリング剤と有機過酸化物とを、表1に示す質量割合で、室温(25℃)下で、1分間攪拌して、混合物を得た。
次いで、攪拌装置を備えた密閉型反応容器(容量1Lの攪拌機付きオートクレーブ)に、液体オレフィン重合体(ルーカントLX004)100gを導入し、回転数200rpmで攪拌しながら、加熱を開始した。密閉型反応容器内の液体オレフィン重合体の温度が設定温度の160℃に到達した後に、シランカップリング剤及び有機過酸化物の混合物を5mL/分の注入速度で密閉型反応容器内に注入した。混合物を全量注入した後に、設定温度で1時間、攪拌を続けた。こうして、有機過酸化物の存在下で液体オレフィン重合体とシランカップリング剤とを反応させて、実施例1の液状シラングラフトオレフィン組成物を調製した。
実施例1において、液体オレフィン重合体の加熱開始前にシランカップリング剤及び有機過酸化物の混合物を注入したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2の液状シラングラフトオレフィン組成物を調製した。
実施例2において、液体オレフィン重合体の種類及び混合量、シランカップリング剤の混合量、及び有機過酸化物の混合量を表1に示した内容に変更したこと以外は、実施例2と同様にして、実施例3~6、8及び比較例1、2の液状シラングラフトオレフィン組成物をそれぞれ調製した。
実施例2において、攪拌装置を備えた密閉型反応容器(容量1Lのオートクレーブ)に代えて、攪拌装置(マグネチックスターラー)と開放型反応容器(容量1Lのビーカー)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、実施例7の液状シラングラフトオレフィン組成物を調製した。
製造した各液状シラングラフトオレフィン組成物について、下記試験をして、その結果を表1に示した。
各実施例及び比較例において製造した液状シラングラフトオレフィン組成物について、常圧下、100℃での動粘度をブルックフィールド粘度計(型番:RVDV2T、ブルックフィールド社製)で測定した。
本試験は、反応後の生成物を、取り扱い可能な範囲での最高の温度において、どの程度の作業性を持つかを評価する参考試験である。
100℃での粘度は、1,000mm2/s以下であった場合を「〇」(合格)とし、1,000mm2/sを超えていた場合を「×」(不合格)とした。
各実施例及び比較例において、有機過酸化物の存在下で液体オレフィン重合体とシランカップリング剤とを反応させた後、反応容器内での液状シラングラフトオレフィン組成物の温度が50℃に下がった時点で、反応容器を垂直方向に対して90°傾斜(横転)させた。
反応容器を横倒させてから1分経過後に、横転させた反応容器の上方に位置する容器内面に液状シラングラフトオレフィン組成物が付着(残存)しているかを確認した。
本試験は、調製した液状シラングラフトオレフィン組成物が液状を維持しているかを評価する試験であり、本試験に合格すると、成形時に高温への加熱工程及び加熱装置を不要としながらも、成形が可能となって、高い作業性(取扱容易性)を実現することができる。
作業性試験の評価は、反応容器を横倒させてから1分以内に、横転させた反応容器の上方に位置する容器内面に液状シラングラフトオレフィン組成物が付着(残存)していなかった場合を「〇」(合格)とし、反応容器を横倒させてから1分を経過しても横転させた反応容器の上方に位置する容器内面に液状シラングラフトオレフィン組成物が付着(残存)していた場合を「△」(合格)とし、全く形状が変わらず、反応容器から流出しなかった場合を「×」(不合格)とした。
各実施例及び比較例において製造した液状シラングラフトオレフィン組成物を目視にて確認し、変色(通常黄変)の有無を評価した。
本試験は、液状シラングラフトオレフィン組成物の調製時におけるグラフト化反応や混合状態の均一性等を評価する試験であり、本試験に合格すると、外観に優れたシラン架橋硬化物を製造することができる。
変色の有無試験の評価は、製造した液状シラングラフトオレフィン組成物に変色が確認できなかった場合を「〇」(合格)とし、変色が確認できた場合を「×」(不合格)とした。
各実施例及び比較例において製造した液状シラングラフトオレフィン組成物を、各液状シラングラフトオレフィン組成物の製造に用いた液状オレフィン重合体100質量部に対してシラノール縮合触媒0.1質量部の存在下、60℃、相対湿度80%の環境に24時間放置して、水と接触させた。
シラノール縮合触媒の存在下で水と接触させる方法としては、各液状シラングラフトオレフィン組成物に常温常湿(25℃、50RH%)環境下で所定量のシラノール縮合触媒を添加し、100rpmの条件で1分間攪拌して調製した混合物を、上記の環境に放置する方法を採用した。
本試験は、架橋管等の特別な架橋装置を用いた高温での過度な加熱工程及び架橋装置を必要とせず、温和な条件でシラノール縮合反応を生起、進行させ、液状シラングラフトオレフィン組成物のシラン架橋硬化物(固体組成物)を製造できるかを評価する試験である。
硬化性試験の評価は、製造した液状シラングラフトオレフィン組成物がシラノール縮合反応して、(液状を喪失して)固体状態の組成物(シラン架橋硬化物)に変化した場合を「〇」(合格)とし、液状を喪失せずに液状組成物のままであった場合を「×」(不合格)とした。
各実施例及び比較例において製造した液状シラングラフトオレフィン組成物(任意の箇所)から10mLの試験液を5検体採取し、各試験体の粘度をブルックフィールド粘度計(型番:RVDV2T、ブルックフィールド社製)で測定した。
本試験は、液状シラングラフトオレフィン組成物が均一な液状を維持しているかを評価する参考試験の1つであり、本試験に合格すると、最終架橋反応を均一に進行させて外観や特性がほぼ一定のシラン架橋硬化物を得ることができる。
均一性試験の評価は、5検体の粘度の平均値(ρAV)と、各検体の粘度(ρM)との差の絶対値(|ρAV-ρM|)を取った際に、5検体すべての絶対値(|ρAV-ρM|)が平均値(ρAV)の5%以下の範囲に含まれていた場合を「◎」(合格)、5検体すべての絶対値(|ρAV-ρM|)が5%を超え10%以下の範囲に含まれていた場合を「○」(合格)、少なくとも1検体の絶対値(|ρAV-ρM|)が10%を超えていた場合を「×」(不合格)とした。
すなわち、液状オレフィン重合体に対してグラフト化反応させるシランカップリング剤の量が多すぎる比較例1の液状シラングラフトオレフィン組成物は、液状シラングラフトオレフィン組成物自体に変色が発生しており、外観に優れたシラン架橋硬化を製造できない。一方、液状オレフィン重合体に対してグラフト化反応させるシランカップリング剤の量が少なすぎる比較例2の液状シラングラフトオレフィン組成物は、十分な架橋構造が構築されたシラン架橋硬化物とならない。
これに対して、液状オレフィン重合体に対してグラフト化反応させるシランカップリング剤の量を所定量に設定した実施例1~8の液状シラングラフトオレフィン組成物は、いずれも、常温常圧で液状を示して成形時に加熱工程及び加熱装置を不要とするうえ、変色の発生もない。しかも、架橋管等の特別な架橋装置を用いることなく、温和な条件で最終架橋反応であるシラノール縮合反応が進行して十分な架橋構造を有するシラン架橋硬化物を製造できる。特に、密閉型反応容器を用いて調製した実施例1~6及び8の液状シラングラフトオレフィン組成物は、いずれも、均一な液状にあり、外観や特性がほぼ一定のシラン架橋硬化物を製造できる。
Claims (6)
- 液状オレフィン重合体100質量部と、前記液状オレフィン重合体にグラフト化反応する部位を有するシランカップリング剤3~30質量部とを、有機過酸化物0.1~2質量部の存在下、50~200℃の温度で反応させて得られる液状シラングラフトオレフィン組成物であって、前記液状オレフィン重合体に対して前記シランカップリング剤がグラフト化結合した液状シラングラフトオレフィンを含有する液状シラングラフトオレフィン組成物のシラン架橋硬化物。
- 前記液状シラングラフトオレフィン組成物の、100℃における動粘度が1,000mm2/s以下である、請求項1に記載のシラン架橋硬化物。
- 前記液状シラングラフトオレフィン組成物が、前記シランカップリング剤及び前記有機過酸化物を、50~200℃の温度の前記液状オレフィン重合体に添加して、前記液状オレフィン重合体と前記シランカップリング剤とを反応させて得られる、請求項1又は2に記載のシラン架橋硬化物。
- 液状オレフィン重合体100質量部と前記液状オレフィン重合体に対してグラフト化反応する部位を有するシランカップリング剤3~30質量部とを有機過酸化物0.1~2質量部の存在下に50~200℃の温度で反応させて得た液状シラングラフトオレフィン組成物と、水とをシラノール縮合触媒の存在下で接触させて、液状シラングラフトオレフィン組成物のシラン架橋硬化物を製造する、シラン架橋硬化物の製造方法。
- 前記液状シラングラフトオレフィン組成物を、前記シランカップリング剤及び前記有機過酸化物を50~200℃の温度の前記液状オレフィン重合体に添加して、前記液状オレフィン重合体と前記シランカップリング剤とを反応させて得る、請求項4に記載のシラン架橋硬化物の製造方法。
- 前記液状シラングラフトオレフィン組成物を得る前記反応を、攪拌可能な密閉型反応装置で行う、請求項4又は5に記載のシラン架橋硬化物の製造方法。
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