JPH02132104A - 加水分解性シリル基で分子鎖末端が閉塞されたポリブタジエン、その製造方法およびそれを含有する室温硬化性組成物 - Google Patents

加水分解性シリル基で分子鎖末端が閉塞されたポリブタジエン、その製造方法およびそれを含有する室温硬化性組成物

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JPH02132104A
JPH02132104A JP28543288A JP28543288A JPH02132104A JP H02132104 A JPH02132104 A JP H02132104A JP 28543288 A JP28543288 A JP 28543288A JP 28543288 A JP28543288 A JP 28543288A JP H02132104 A JPH02132104 A JP H02132104A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、加水分解性シリル基で分子鎖末端が閉塞され
たポリブタジエンで、特に高強度、高伸長率のゴム状硬
化物の得られる室温硬化性組成物のベースボリマーとし
て有用な液状ポリブタジエンとその製造方法に関し、さ
らに該ポリブタジエンをベースポリマーとする、シーリ
ング材組成物として適した、水分に触れるとゴム状弾性
体へと室温で硬化し得る組成物、特に高強度、高伸長率
で本質的に接着性を有したゴム状硬化物が得られ、作業
性の良い、室温硬化性組成物に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
末端に加水分解性シリル基を有する液状の有機高分子と
しては、主鎮がポリエーテルである重合体が公知であり
(特開昭50−156599号公報等)、これをベース
とした室温硬化性組成物が、近年、建造物の目地部や輸
送機械接合部などのシーリング材として使用され始めて
いる(特開昭52−73998号公報等)。しかし、こ
の種のものは、本質的に接着性を有しておらず、また、
硬化後の強度が低いため、大きな力の加わる部分には使
用できないという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は、これらの問題点を解決するためのものであり
、本質的に接着性を有し、高強度で、高伸長率のゴム状
硬化物の得られる室温硬化性組成物のベースポリマーと
して有用なポリブタジエンとその製造方法、並びに該室
温硬化性組成物を提供することを目的とするものである
〔発明の構成〕
即ち本発明は、一般式; R’3−a A−Ctl2CtlR30R2SiY.OH (式中、R’は1価の炭化水素基、R2, R3, R
4は2価の炭化水累基、Aは1分子中に1級アミンを1
つ以上含む化合物もしくは2級アミンを2つ以上含む化
合物もしくはチオール基を2つ以上含む化合物の残基、
Yは加水分解性基、aは1〜3の数、mは10〜100
の数、nは1以上の数を示す。)で表わされ、分子量が
500〜50, 000である加水分解性シリル基で分
子鎖末端が閉塞されたポリブタジエンに関するものであ
り、さらには、 (イ)一般式; CH.−[:HR’−1111{−CH2[:H=CI
{Cl{2→.0−R’[:H−CH2\0/    
         \0/(式中、R’, mは前記の
とおり)で表わされる分子鎖末端がエボキシ基で閉塞さ
れたポリブタジエン (口)1分子中に第1級アミノ基を1つ以上含む化合物
もしくは第2級アミノ基を2つ以上含む化合物もしくは
チオール基を2つ以上含む化合物、および (ハ)エポキシ基と加水分解性基とを有する有機ケイ素
化合物 とを反応させることを特徴とする上記ポリブタジエンの
製造方法、 および 上記ポリブタジエンの少なくとも1種を主成分とする室
温硬化性組成物に関する。
本発明の前記一般式で表わされる加水分解性シリル基で
分子鎖末端が閉塞されたポリブタジエンにおいて、ポリ
ブタジエンはシス体、トランス体および1,2付加体の
いずれであっても良く、また、共重合物であっても良い
。ブタジェン単位の重合度mは10〜100の範囲で選
ばれる。
mが10より小さい場合は、本発明の特徴である高伸長
率のゴム状硬化物が得難く、逆にmが100より大きい
と、シーリング材としての作業性が低下する。
R1の1価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基
、プロビル基などのアルキル基、フェニル基などのアリ
ール基、β−フェニルエチル基、β−フェニルブロピル
基などのアラルヰル基等から選ぶことができるが、合成
と原料入手の容易さからメチル基またはフェニル基が好
ましく、メチル基が特に好ましい。R2の2価の炭化水
素としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基
、テトラメチレン基、フェニレン基、シクロヘヰシレン
基などが例示されるが、これらのうち、原料の入手し易
さと合成の容易さからトリメチレン基が好ましい。R3
, R4の2価の炭化水素基についてもR2と同様なも
のが例示されるが、原料の人手の容易さ、合成の容易さ
からメチレン基が好ましい。
Yの加水分解性基としては、アルコキシ基、アルコキシ
アルコキシ基、アシロキシ基、N,Nジアルキルアルコ
キシ基、N−アルキルアミド基、N,N−ジアルキルア
ミノキシ基、ケトオキシム基、アルケノキシ基などが例
示されるが、人手の容易さ、反応性、加水分解生成物の
金属への腐食性のないことから、メトキシ基、エトキシ
基、プロボヰシ基、インプロボキシ基、ヘキシルオヰシ
基などの炭素数1〜6のアルコキシ基および2−メトキ
シエトキシ基が適していて、硬化反応性の速さなどから
、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。加水分解性
基aの数は1〜3の範囲で選ばれるが、高伸長率のゴム
状硬化物を与える組成物を得るためにはaが2であるこ
とが好ましい。
Aは1級アミンを1つ以上含む化合物もしくは2級アミ
ンを2つ以上含む化合物もしくはチオール基を2つ以上
含む化合物が反応した残基である。
又、nは1以上の数であり、本発明のポリブタジエンが
分子量500〜50. 000となる範囲で選ぶ必要が
ある。分子量が500より小さいと本発明の特徴である
高伸長率のゴム硬化物が得られなく、逆に分子量が50
, 000より大きいと、粘度が高くなって作業性が悪
くなる。
本発明のポリブタジエンは、例えば (イ)一般式; CH.−CHR’−0+CH2CH=CIlCll2+
−0−R’CII−(:H2\0/         
    \O/(式中、R’, mは前記のとおり)で
表わされる分子鎖末端がエボキシ基で閉塞されたポリブ
タジエン、 (口)1分子中に第1級アミノ基を1つ以上含む化合物
もしくは第2級アミノ基を2つ以上含む化合物もしくは
チオール基を2つ以上含む化合物、および (ハ)エポキシ基と加水分解性基とを有する有機ケイ素
化合物 とを反応させて合成することができる。
(イ)成分の代表的な例として、水酸基で両末端が閉塞
されたポリブクジエンに、エピクロルヒドリンを縮合し
て得られるものがあげられる。
(口)の化合物は、(イ)および(ハ)のエポキシ基と
反応するアミノ基もしくはチオール基を有する化合物で
、本発明の特徴である高伸長率のゴム硬化物を得る目的
から、1分子中に第1級アミンを1つ以上含む化合物も
しくは第2級アミンを2つ以上含む化合物もしくはチオ
ール基を2つ以上含む化合物であることが必要である。
斯かる(口)成分としては、原料の人手の容易さ、反応
の容易さから、プチルアミン、アリルアミン、ベンチル
アミン、ヘキシルアミン、アニリン、アミノフェノーノ
ペエチレンジアミン、ヘヰサメチレンジアミン、ジアミ
ノベンゼン、P,P’−ジアミノジフエニルメタン、P
,P’−ジアミノジフエニルスルフォン、ピペラジン、
1.3−ジー4−ビペリジルブロバン、ヘキサメチレン
ジチオール、フェニレンジチオール、2.5−ジメルカ
プト−1. 3. 4−チアジアゾールが好ましく、反
応性の高さ、反応のコントロールの容易さから、ピペラ
ジン、2.5−ジメルカブ}−1.3.4−チアジアゾ
ールが特に好ましい。
(ハ)の有機ケイ素化合物は、エボキシ基と加水分解性
基を1分子中に有するものである。
これら(ハ)成分の好ましいものとしては、γ−グリシ
ドキシプロビルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシ
ブチルトリメトキシシラン、T−グリシドキシブロビル
トリエトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリエト
キシシラン、メチル(T−グリシドキシブ口ピル》ジメ
トキシシラン、メチル(T−グリシドキシブチル)ジメ
トキシシラン、メチル(γ−グリシドヰシプロビル)ジ
エトキシシラン、メチル(γ−グリシドキシブチル)ジ
エトキシシラン、フェニル(γ−グリシドキシブロピル
)ジメトキシシラン、フエニル<r−グリシドキシブチ
ル)ジメトキシシラン、ジメチル(γ−グリシドキシプ
ロピル)メトキシシラン、ジメチル(T−グリシドキシ
ブチル》メトキシシランおよびこれらのアルコキシ基を
アルキルアルコキシ基、アシロキシ基、N,N−ジアル
キルアミノ基、Nアルキルアミド基、N,N−ジアルキ
ルアミノキシ基、ケトオキシム基、アルケノキシ基など
で置き換えた化合物などがあげられる。
本発明のポリブタジエンは、これまで説明した(イ)お
よび(ハ)のエボキシ基と、(口)のアミノ基又はチオ
ール基との反応によって得られる。
(イ),(口)および(ハ)の反応は環境温度より高い
温度、例えば50〜150℃の条件下で行うことが好ま
しい。その際、メタノーノペエタノール、フェノール、
サリチル酸およびトリス(ジメチルアミノメチル)フェ
ノールのような化合物を反応促進剤として用いることが
好ましい。メタノールはその好ましいものの1つである
。なお、この反応を行う際に溶媒を用いる必要はないが
、炭化水素系、エーテル系、エステル系などの溶媒を用
いてもかまわない。
(イ),(口)および(ハ)の配合量は、理論的にモル
比が(イ):(口):(ハ)=n:(n+1):2であ
る。しかし、実際には(口)および(ハ)を理論量をや
や上回る量使用しても、差し支えない。
反応させる手順としては、(イ》,(口)および(ハ)
を同時に加えて反応させても良いが、先ず(イ)および
その当量を上回る量で、かつ前記分子量範囲のポリブタ
ジエンを得るのに適した量の(口)を反応させて鎮長延
長を行った後、必要量かそれをやや上回る量の(ハ)を
加えて反応させた方が重合度を制御しやすく、また確実
に分子鎖末端に加水分解性基を導入することができる。
本発明は更に、上記ポリブタジエンの少なくとも一種を
主成分とする室温硬化性組成物に関するものである。
この組成物の代表例として (A)上記ポリブタジエンの少なくとも1種100重量
部 (8)無機質充填剤      3〜300重量部(C
)硬化触媒       0. 001〜20重量部か
ら成る組成物が例示される。
以下各成分について説明する。
(B)成分は組成物に適度な非流動性や補強性を付与す
るための成分である。これらの(B)成分としては、煙
霧質シリカ、沈澱シリカ、粉砕シリカ、ケイソウ土、炭
酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ、水酸化アルミニ
ウム、酸化鉄、タルク、クレーなどが例示される。この
ような(B)成分の使用量は、(A)成分100重量部
に対して3〜300重量部、好ましくは5〜200重量
部の範囲である。(B)成分の量が3重量部より少ない
と非流動性や補強性が得られず、300重量部より多い
と組成物の粘度が高くなって作業性が低下する。
本発明で使用される(C)の硬化触媒としては、オクチ
ル酸スズなどのカルボン酸スズ;ジブチルスズジラウレ
ート、ジブチルスズジマレエート、ジブチルスズフタレ
ート等の有機スズカルボン酸塩;有機スズ酸化物および
そのエステルとの反応物;テトラブチルチタネートのよ
うな有機チタン酸エステル;アミン類;アミン塩;4級
アンモニウム塩;グアニジン化合物等が例示される。こ
れらの硬化触媒は(A>成分100重量部に対して0.
001〜20重量部の範囲で使用することが好ましい。
(C)成分の量がこれより少ないと硬化速度が遅過ぎて
使用に適さなくなり、逆にこれより多くても無意味であ
るばかりでなく、滲出や析出の恐れがあり好ましくない
本発明の組成物は本質的に接着性を有しているため、接
着性を付与するために通常用いられるシランカップリン
グ剤を用いる必要はないが、接着性をさらに増強するた
めにそれらを用いたり、或いは1包装形態で長時間の保
存を可能とすることを目的としてそれらを含めた加水分
解性シランを添加しても良い。これら加水分解性シラン
としては、 82N(CL) sS+ (OCHs) 3,82N(
CH2)ffSi(OCH2CH3)3,82N (C
L) 3NH ([:H2) ,asi (OCL) 
3.CH3 ?H■”C−C−O fCL}TSi (QC}lzc
H3) 3+CH2=CHSI (OCI{+CHs)
 3,(Cll3) 2si (OCH3) 2.CH
3Sl (OCH3) 3. CI{3Sl (OCH2CH3) 3,Sl (OC
H2CH3) 4 などが例示される。
1包装形で長期間の保存安定性を得るためにはまた、メ
タノールやエタノールのような1価の第1級アルコール
を添加することも有効である。
また、本発明の組成物には水添ヒマシ油のようなチクソ
トロピック性付与剤やジオクチルフタレート、プチルベ
ンジルフタレート、塩素化バラフィンのような可塑剤を
用いることもできる。
本発明の組成物は、前述のような1包装形で用いること
ができるほか、例えば(A)成分と(B)成分とから成
る成分と、(C)成分との2成分に分けて保存しておき
、使用前に両者を混合する2包装形とすることもできる
〔発明の効果〕
本発明のポリブタジエンに、有機スズ化合物のような硬
化触媒と充填剤その他を加えてシーリング材を得ること
ができる。本発明のポリブタジエンをベースポリマーと
して用いることにより、高伸長率で高強度でしかも接着
性を発現し得るシーリング材を得ることができる。
〔実施例〕
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。
なお、実施例、比較例中に部とあるのは重量部であり、
%は重量%である。
実施例1 平均重合度20、分子量が約1, 100 、25℃に
おける粘度が2, 400cStのグリシジル基両末端
閉塞ポリブタジエン6モルにn−プチルアミン7モルお
よびポリブタジエンの10%に相当する量のメタノール
を加え、窒素雲囲気下、60℃で加熱撹拌を開始した。
加熱撹拌開始後2時間間隔で一部を抜き取り、電位差滴
定法によって試料中のエボキシ基とアミノ基の総量の定
量、NMRによるエボキシドメチレンのプロトンによる
ピーク(TMSを基準に2. 67ppm)の観察およ
び25℃における粘度測定を行った。加熱撹拌から16
時間後において、エポキシ基とアミノ基との滴定量は、
ほぼ理論量だけ減少するとともに、エポキシドメチレン
のプロトンによるピークが消失し、25℃における粘度
が5, 830cStで一定になったため、メチル(γ
−グリシドキシプ口ピル)ジメトキシシランを2.2モ
ル加え、同条件にて加熱撹拌を続行した。上記シランを
添加してから2時間間隔で一部を抜き取り、電位差滴定
法により、試料中のエポキシ基とアミン基の総量の定量
およびNMRによるエポキシドメチレンのプロトンによ
るピークを観察したところ、シラン添加から12時間後
にそれらはほぼ消失したため、反応の終了を認め、メタ
ノールを留去した。得られた反応生成物は25℃におけ
る粘度が45,600cSt ,同温度における比重が
1.02、GPCにより測定された数平均分子量が7,
 300の淡黄色の粘稠な液体であり、これは、次式で
表わされる加水分解性シリル基で末端が閉塞されたポリ
ブタジエン(P−1)であることが確かめられた。
C113 (CH.0) 2Si (CH2) :lOCH2CH
CH,OH CH3 N  C1{2CHCH20((:H−)3Sl(OC
H3)2(C}12)30H CH3 実施例2 平均重合度56、分子量が約3,000 、25℃にお
ける粘度が12, 000cStのグリシジル基両末端
閉塞ポリブタジエン2モルに、ピベラジン3モルおよび
ポリブタジエンの10%に相当する量のメタノールを加
え、窒素雲囲気下、60℃で加熱撹拌を開始した。P−
1の合成と同様に2時間間隔で一部を抜き取り、電位差
滴定、NMRおよび粘度測定を行ったところ、加熱撹拌
開始から8時間後にエポキシ基とイミノ基との滴定量が
ほぼ理論量だけ減少するとともにエポキシドメチレンの
プロトンによるピークが消失し、25℃における粘度が
6, 400cStで一定になったため、メチル(γ−
グリシジルプロピル)ジメトキシシラン2.2モルを添
加し、反応を続行した。シラン添加後、6時間でエボキ
シ基とイミノ基の総量の定量およびNMRによるエボキ
シドメチレンのプロトンピークの観察によりそれらの消
失を認めたことで反応の終了を確認したのでメタノール
を留去し、反応を終了した。得られた反応生成物七25
℃における粘度が47.300cSt ,同温度におけ
る比重が1.02、GPCにより測定された数平均分子
量が7, 100の淡黄色な粘稠な液体であり、これは
次式で表わされる加水分解性シリル基で末端が閉塞され
たポリブタジエン(P−2)であることが確かめられた
?H3 ([:H30) 2si (CH2) 30CH2Cl
lCll■一DH IJH 実施例3 平均重合度56、分子量が約3,000 、25℃にお
ける粘度が12. 000cStのグリシジル基両末端
閉塞ポリブタジエン4モルに、2.5−ジメルカプ}−
1.3.4−チアジアゾール5モルおよびポリブタジエ
ンの10%に相当する量のエタノールを加え、窒素雰囲
気下、80℃で加熱撹拌を開始した。P−1の合成と同
様に2時間間隔で一部を抜き取り、電位差滴定、NMR
測定、粘度測定を行ったところ、加熱撹拌開始後8時間
でメルカブト基とエボキシ基の滴定量がほぼ理論量だけ
減少するとともにエポキシドメチレンのプロトンのピー
クが消失し、さらに25℃における粘度が15, 20
0cStで一定になったため、メチル(γグリシジルプ
ロピル)ジエトヰシシラン2.2モルを加え、反応を続
行した。シラン添加後、6時間でメルカブト基およびエ
ボキシ基の総量の滴定およびNMR測定によるエポキシ
ドメチレンのピークの観察の結果、これらの消失が確認
され、反応の終了を認めたのでエタノールを留去し、反
応を終了した。これにより25℃の粘度が49,300
cSt ,比重が1.02、GPCにより測定された数
平均分子量が13, 400の淡黄色な粘稠な液体を得
た。これは次式で表わされる加水分解性シリル基で末端
が閉塞されたポリブタジエン(P−3)であることが確
かめられた。
CH3 (C,IbO) zsi (CH2) 30CH,CI
IC}+20日 OH 実施例4 平均重合度35、分子量が約1,900 、25℃にお
ける粘度が7, 500cStのグリシジル基両末端閉
塞ポリブタジエン3モルにP, P’−ジアミノジフェ
ニルメタン5モルおよびポリブタジエンの10%に相当
する量のエタノールと、2%に相当するフェノールを加
え、80℃で加熱撹拌を開始した。
P−1の合成と同様に2時間間隔で一部を抜き取り、電
位差滴定と、NMR測定および粘度測定を行ったところ
、14時間後にアミン基とエポキシ基の総量がほぼ理論
量だけ減少するとともにNλIRのエポキシドメチレン
によるプロトンのピークが消失し、25℃における粘度
が10. 500cStでほぼ一定になったので、フェ
ニル(T−グリシドキシプロピル〉ジェトキシシラン2
、2モルを加え、反応を続行した。シラン添加後、12
時間後に電位差滴定法によるアミノ基とエボキシ基の総
量の滴定およびNMRによるエポキシドメチレンのピー
クの観察の結果、反応の終了を認めたのでエタノールを
留去し、反応を終了した。これにより25℃の粘度が6
1, 300cSt,比重が1.03、GPCによる数
平均分子量が3, 100の淡黄色の粘稠な液体を得た
。これは次式で表わされる加水分解性シリル基で末端が
閉塞されたポリブタジエン(P−4)であることが確か
められた。
0}1 実施例5〜8 実施例1〜4で得られた加水分解性シリル基で分子鎖末
端が閉塞されたポリブタジェン(P−1〜4) 100
部に対して、第1表に示す充填剤、無機顔料およびチク
ソトロピック性付与剤を添加して三本ロールで均一に分
散し、さらに第1表に示すスズ化合物を加え混合し、試
Ill〜4を調製した。これら各試料を用い2mm厚の
シート状に硬化させ、14日間常温で養生した後、JI
S2号ダンベルに打ち抜き、引張試験を行った。
また、これら試料1〜4を用いて第1図に示す剪断接着
試験体を作製し、常温で8日間養生した後に引張試験を
行った。これらの結果も第1表に示す。
比較例1 分子量約8,000、末端基として CH3 (CH.0) 2Si−CH2Cl−12CH2−0−
を有するポリオキシプロピレン100部に対して、第1
表に示す充填剤、無機顔料およびチクソト口ピック性付
与剤を添加して三本ロールで均一に分散させた後、やは
り第1表に示す有機スズ化合物を加えて混合し、試料−
5を得た。試料−5を用いて実施例5〜8と同様の試験
を行った。その結果も第1表に示す。
比較例2 比較例1で調製した試料−5に、接着性付与剤として第
1表に示すシランカップリング剤を加え、試料−6を得
た。この試料を用いて実施例5〜8と同様の試験を行い
、その結果も第1表に示す。
以上の結果から示されるように、本発明のポリブタジエ
ンは室温硬化性組成物のベースポリマーとして有用であ
り、特にその組成物の硬化物は高強度で、高い伸び率を
示し、シランカップリング剤を含まない系においても良
好な接着性を有していることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は剪断接着試験に供した試験体の斜視図を示す。 尚、図中の単位はmmである。 1・・・・・・試料

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1は1価の炭化水素基、R^2、R^3、
    R^4は2価の炭化水素基、Aは1分子中に1級アミン
    を1つ以上含む化合物もしくは2級アミンを2つ以上含
    む化合物もしくはチオール基を2つ以上含む化合物の残
    基、Yは加水分解性基、aは1〜3の数、mは10〜1
    00の数、nは1以上の数を示す。)で表わされ、分子
    量が500〜50,000である加水分解性シリル基で
    分子鎖末端が閉塞されたポリブタジエン。 2(イ)一般式; ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^4、mは前記のとおり)で表わされる分子
    鎖末端がエポキシ基で閉塞されたポリブタジエン、 (ロ)1分子中に第1級アミノ基を1つ以上含む化合物
    もしくは第2級アミノ基を2つ以上含む化合物もしくは
    チオール基を2つ以上含む化合物、および (ハ)エポキシ基と加水分解性基とを有する有機ケイ素
    化合物 とを反応させることを特徴とする請求項1記載のポリブ
    タジエンの製造方法。 3(ロ)成分が、ブチルアミン、アリルアミン、ペンチ
    ルアミン、ヘキシルアミン、アニリン、アミノフェノー
    ル、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジア
    ミノベンゼン、P,P’−ジアミノジフェニルメタン、
    P,P’−ジアミノジフェニルスルフォン、ピペラジン
    、1,3−ジ−4−ピペリジルプロパン、ヘキサメチレ
    ンジチオール、フェニレンジチオール、2,5−ジメル
    カプト−1,3,4−チアジアゾールより選ばれる化合
    物である請求項2記載の方法。 4(ハ)成分が一般式; ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1、Y、aは前記のとおり)で表わされる
    有機ケイ素化合物である請求項2記載の方法。 5 請求項1記載のポリブタジエンの少なくとも1種を
    主成分とする室温硬化性組成物。
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