JPH06135973A - ポリエポキシシラン及び放射線硬化性ポリエポキシシリコーン組成物 - Google Patents
ポリエポキシシラン及び放射線硬化性ポリエポキシシリコーン組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポリエポキシシランおよびポリエポキシシリ
ル末端シリコーンの合成。 【構成】 オレフィンエポキシド及びポリ(H)シラン
の反応によって得られるポリエポキシシラン組成物は触
媒量のオニウム触媒の存在下にUV光線に暴露すると架
橋する。一実施態様においては、オレフィン含有エポキ
シ単量体2モルを一般式R2 SiH2 のビス(H)含有
シランと反応させる。この方法を成功裡に実施するに
は、RhCl3 ・xH2 O がR2 SiH2 へのオレフ
ィンエポキシド2モルのヒドロシリル付加反応の触媒と
して作用し得ることが重要である。得られるジエポキシ
シランは反応性単量体であり、ヨードニウム光触媒の存
在下で紫外線に暴露することによって光重合を生起す
る。
ル末端シリコーンの合成。 【構成】 オレフィンエポキシド及びポリ(H)シラン
の反応によって得られるポリエポキシシラン組成物は触
媒量のオニウム触媒の存在下にUV光線に暴露すると架
橋する。一実施態様においては、オレフィン含有エポキ
シ単量体2モルを一般式R2 SiH2 のビス(H)含有
シランと反応させる。この方法を成功裡に実施するに
は、RhCl3 ・xH2 O がR2 SiH2 へのオレフ
ィンエポキシド2モルのヒドロシリル付加反応の触媒と
して作用し得ることが重要である。得られるジエポキシ
シランは反応性単量体であり、ヨードニウム光触媒の存
在下で紫外線に暴露することによって光重合を生起す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエポキシシラン、特にオ
ニウム塩触媒の存在下で紫外線に暴露すると硬化し得る
ポリエポキシシランに関するものである。エポキシシリ
コーン重合体及びエポキシシロキサン単量体は、たとえ
ばJ.Amer.Chem.Soc.,81,2632
(1959)掲載のE.P.Plueddemann及
びG.Fangerの報文、及びR.J.Koshar
らの米国特許第4,313,988号明細書に記載され
るごとく、4−ビニルシクロヘキセンオキシド(VCH
O)及びアリルグリシジルエーテル(AGE)のような
オレフィンエポキシド単量体を白金触媒の存在下で適切
なSiH−官能性前駆体にヒドロシリル付加させること
によって容易に製造される。さらに、ある種のロジウム
型ヒドロシリル化触媒は、高度にオルガノ官能化された
エポキシシリコーン油及び樹脂の合成において、それら
が望ましくない副反応に対しては触媒作用を示さないと
いう理由で、有用であることも知られている。
ニウム塩触媒の存在下で紫外線に暴露すると硬化し得る
ポリエポキシシランに関するものである。エポキシシリ
コーン重合体及びエポキシシロキサン単量体は、たとえ
ばJ.Amer.Chem.Soc.,81,2632
(1959)掲載のE.P.Plueddemann及
びG.Fangerの報文、及びR.J.Koshar
らの米国特許第4,313,988号明細書に記載され
るごとく、4−ビニルシクロヘキセンオキシド(VCH
O)及びアリルグリシジルエーテル(AGE)のような
オレフィンエポキシド単量体を白金触媒の存在下で適切
なSiH−官能性前駆体にヒドロシリル付加させること
によって容易に製造される。さらに、ある種のロジウム
型ヒドロシリル化触媒は、高度にオルガノ官能化された
エポキシシリコーン油及び樹脂の合成において、それら
が望ましくない副反応に対しては触媒作用を示さないと
いう理由で、有用であることも知られている。
【0002】前記引用した文献はいずれもケイ素原子に
結合されたモノエポキシ官能基のみをもちかつ1個又は
それ以上のSi−O結合をもつエポキシシラン又はエポ
キシシロキサンの合成を教示するものである。かゝる物
質は式: [式中、x≧1であり、そしてEは一般式:
結合されたモノエポキシ官能基のみをもちかつ1個又は
それ以上のSi−O結合をもつエポキシシラン又はエポ
キシシロキサンの合成を教示するものである。かゝる物
質は式: [式中、x≧1であり、そしてEは一般式:
【0003】
【化6】
【0004】(式中、Rはアリール、アルキル、シクロ
アルキル、エーテル又は1ないし約20個の炭素原子を
もつ他の炭化水素基である)をもつ]によって表わすこ
とができる。代表的なエポキシドの例は次式:
アルキル、エーテル又は1ないし約20個の炭素原子を
もつ他の炭化水素基である)をもつ]によって表わすこ
とができる。代表的なエポキシドの例は次式:
【0005】
【化7】
【0006】のものを包含する。これらの物質の既知の
処法に通常使用されている白金触媒はEx SiR
4-x (式中、x>1でありそしてEは前記定義したとお
りである)のようなポリエポキシアルキルシランの合成
には有効ではない。白金触媒は通常=SiH2 又は−S
iH3 種へのオレフィン1モルのみの付加反応を促進
し、このことはポリエポキシシラン又はポリエポキシシ
リル誘導体が現在まで知られていないという事実を説明
し得る。
処法に通常使用されている白金触媒はEx SiR
4-x (式中、x>1でありそしてEは前記定義したとお
りである)のようなポリエポキシアルキルシランの合成
には有効ではない。白金触媒は通常=SiH2 又は−S
iH3 種へのオレフィン1モルのみの付加反応を促進
し、このことはポリエポキシシラン又はポリエポキシシ
リル誘導体が現在まで知られていないという事実を説明
し得る。
【0007】
【発明の概要】本発明は、オレフィンエポキシド及びポ
リ(H)シランの反応によって形成されるポリエポキシ
シラン組成物が触媒量のオニウム触媒の存在下で紫外線
(UV光線)に暴露されると架橋するとの知見に基づく
ものである。一具体例として、デセンをMeHSiCl
2 に付加させ、ついでMe(C10H21)SiCl2 をM
e(C10H21)SiH2 に還元し、そして最後にこのシ
ラン中間体にオクテン2モルを付加させる多段階付加に
よるシラ炭化水素、特にCH3 Si(C10H21)(C8
H17)2 、の合成が実証された。RhCl3 ・x H2 O
をR2 SiH2 へのオレフィン2モルのヒドロシリル付
加反応の触媒として使用し得ることがこの方法の遂行に
とって重要である。R2 SiH2 へのオレフィンエポキ
シド2モルの同様の付加反応によって製造されるジエポ
キシシランは反応性単量体であり、これらの単量体はオ
ニウム光触媒の存在下で紫外線に暴露すると光重合を惹
起する。
リ(H)シランの反応によって形成されるポリエポキシ
シラン組成物が触媒量のオニウム触媒の存在下で紫外線
(UV光線)に暴露されると架橋するとの知見に基づく
ものである。一具体例として、デセンをMeHSiCl
2 に付加させ、ついでMe(C10H21)SiCl2 をM
e(C10H21)SiH2 に還元し、そして最後にこのシ
ラン中間体にオクテン2モルを付加させる多段階付加に
よるシラ炭化水素、特にCH3 Si(C10H21)(C8
H17)2 、の合成が実証された。RhCl3 ・x H2 O
をR2 SiH2 へのオレフィン2モルのヒドロシリル付
加反応の触媒として使用し得ることがこの方法の遂行に
とって重要である。R2 SiH2 へのオレフィンエポキ
シド2モルの同様の付加反応によって製造されるジエポ
キシシランは反応性単量体であり、これらの単量体はオ
ニウム光触媒の存在下で紫外線に暴露すると光重合を惹
起する。
【0008】本発明によれば、一般式Ex SiR
4-x (式中、x>1であり、各Eは独立的に一般式:
4-x (式中、x>1であり、各Eは独立的に一般式:
【0009】
【化8】
【0010】のエポキシドの群から選ばれ、各Rは独立
的に水素及び1ないし約20個の炭素原子をもつ炭化水
素基からなる群から選ばれる)をもつポリエポキシシラ
ンが提供される。好ましくは、Eは式:
的に水素及び1ないし約20個の炭素原子をもつ炭化水
素基からなる群から選ばれる)をもつポリエポキシシラ
ンが提供される。好ましくは、Eは式:
【0011】
【化9】
【0012】(式中、Rは1ないし約10個の炭素原子
をもつアルキレン基、より好ましくはエチレン基であ
る)の基を表わす。このポリエポキシシラン組成物はエ
ポキシド単量体及びシランを触媒量のロジウム触媒の存
在下でヒドロシリル化反応させることによって製造され
る。別の実施態様においては、放射線硬化性ポリエポキ
シシリル末端シロキサン系は式:
をもつアルキレン基、より好ましくはエチレン基であ
る)の基を表わす。このポリエポキシシラン組成物はエ
ポキシド単量体及びシランを触媒量のロジウム触媒の存
在下でヒドロシリル化反応させることによって製造され
る。別の実施態様においては、放射線硬化性ポリエポキ
シシリル末端シロキサン系は式:
【0013】
【化10】
【0014】(式中、x=2又は3であり、R′及びR
は独立的に水素又は1ないし約20個の炭素原子をもつ
炭化水素基から選ばれ、そしてyは約100までの数、
好ましくは約25ないし約75の範囲の数である)をも
つ。これらの系は触媒量のオニウム塩の存在下で放射線
(すなわち紫外線又はE−ビーム)によって硬化し得
る。
は独立的に水素又は1ないし約20個の炭素原子をもつ
炭化水素基から選ばれ、そしてyは約100までの数、
好ましくは約25ないし約75の範囲の数である)をも
つ。これらの系は触媒量のオニウム塩の存在下で放射線
(すなわち紫外線又はE−ビーム)によって硬化し得
る。
【0015】
【発明の詳細な開示】本発明はポリエポキシシランの合
成及びポリエポキシシリコーンの調製にかゝる物質の使
用を意図するものである。本発明に従えば、式: Ex SiR4-x [式中、x>1であり、Eは独立的に一般式:
成及びポリエポキシシリコーンの調製にかゝる物質の使
用を意図するものである。本発明に従えば、式: Ex SiR4-x [式中、x>1であり、Eは独立的に一般式:
【0016】
【化11】
【0017】(式中、各Rは独立的に水素及び1ないし
約20個の炭素原子をもつ炭化水素基からなる群から選
ばれる)のエポキシドの群から選ばれる]をもつエポキ
シシランが提供される。好ましくは、Eは式:
約20個の炭素原子をもつ炭化水素基からなる群から選
ばれる)のエポキシドの群から選ばれる]をもつエポキ
シシランが提供される。好ましくは、Eは式:
【0018】
【化12】
【0019】(式中、一態様においては、Rは1ないし
約10個の炭素原子をもつアルキレン基、好ましくはエ
チレン基である)の基を表わす。ポリエポキシシランは
オレフィンエポキシドのようなエポキシド単量体及びシ
ランを触媒量のロジウム触媒の存在下にヒドロシリル化
反応させることによって製造し得る。オレフィンエポキ
シドは4−ビニルシクロヘキセンオキシド(VCHO)
及びアリルグリシジルエーテル(AGE)のような単量
体を包含する。
約10個の炭素原子をもつアルキレン基、好ましくはエ
チレン基である)の基を表わす。ポリエポキシシランは
オレフィンエポキシドのようなエポキシド単量体及びシ
ランを触媒量のロジウム触媒の存在下にヒドロシリル化
反応させることによって製造し得る。オレフィンエポキ
シドは4−ビニルシクロヘキセンオキシド(VCHO)
及びアリルグリシジルエーテル(AGE)のような単量
体を包含する。
【0020】本発明の一実施態様によれば、触媒はRh
Cl3 ・xH2 O(式中、xは2ないし約4である)で
ある。この触媒の製造に関する詳細はこゝに参考文献と
して引用する米国特許第4,946,818号明細書に
示されている。ポリエポキシシランに加えて、ポリエポ
キシシリル末端シロキサンのような誘導体組成物を製造
し得る。かゝる組成物は一般式:
Cl3 ・xH2 O(式中、xは2ないし約4である)で
ある。この触媒の製造に関する詳細はこゝに参考文献と
して引用する米国特許第4,946,818号明細書に
示されている。ポリエポキシシランに加えて、ポリエポ
キシシリル末端シロキサンのような誘導体組成物を製造
し得る。かゝる組成物は一般式:
【0021】
【化13】
【0022】(式中、xは2又は3であり、R及びR′
は1ないし約20個の炭素原子をもつ炭化水素基であ
り、そしてyは約100までの数、好ましくは約25な
いし約75の範囲である)をもつ。好ましくはRは基−
CH3 である。R′は好ましくは基−CH2 CH2 −で
ある。R″はフェニル基又はC4 ないしC20アルキル
基、好ましくはヘキシル基である。
は1ないし約20個の炭素原子をもつ炭化水素基であ
り、そしてyは約100までの数、好ましくは約25な
いし約75の範囲である)をもつ。好ましくはRは基−
CH3 である。R′は好ましくは基−CH2 CH2 −で
ある。R″はフェニル基又はC4 ないしC20アルキル
基、好ましくはヘキシル基である。
【0023】当業者が本発明をより容易に実施し得る一
助として、以下に実施例を挙げて本発明を例証するが、
これらは何等本発明を限定するものではない。実施例I ジフェニルシラン46g(0.25モル)及びトルエン
108gを500ccのフラスコ中に秤量し、この溶液
に0.02gのRhCl3 ・xH2 Oをメタノール溶液
として導入した。この反応混合物を114℃まで加熱
し、ついで4−ビニルシクロヘキセンオキシド(VCH
O)70g(0.56モル)を65分かゝって滴加し
た。VCHOの供給後、全反応混合物を114℃で3時
間保持した。この反応混合物のFTIR分析は、ジフェ
ニルシランは完全には消費されていないが、SiHの実
質的な喪失が生じたことを示した。ついで、VCHOの
別量10g(0.8モル)と第一段階に匹敵するRhC
l3 ・xH2 Oの第二の装入量とを添加し、ついで11
4℃で2.5時間保持した(撹拌下で)。この時点では
SiHは検出されなかった。この生成物溶液中にMeN
(C18H37)2 安定剤0.01gを秤量添加し、ついで
真空下、134℃で1時間ストリッピング処理して溶剤
及び過剰のVCHOを除去した。かくして、96g(理
論値の90%)の極めて粘稠な粘着性の生成物が単離さ
れた。この残渣は70℃では良好な流動性を示し、室温
では過冷液体のごとき挙動を示した。完全に特性値を確
認してはいないが、この生成物の赤外線スペクトルはつ
ぎの構造式:
助として、以下に実施例を挙げて本発明を例証するが、
これらは何等本発明を限定するものではない。実施例I ジフェニルシラン46g(0.25モル)及びトルエン
108gを500ccのフラスコ中に秤量し、この溶液
に0.02gのRhCl3 ・xH2 Oをメタノール溶液
として導入した。この反応混合物を114℃まで加熱
し、ついで4−ビニルシクロヘキセンオキシド(VCH
O)70g(0.56モル)を65分かゝって滴加し
た。VCHOの供給後、全反応混合物を114℃で3時
間保持した。この反応混合物のFTIR分析は、ジフェ
ニルシランは完全には消費されていないが、SiHの実
質的な喪失が生じたことを示した。ついで、VCHOの
別量10g(0.8モル)と第一段階に匹敵するRhC
l3 ・xH2 Oの第二の装入量とを添加し、ついで11
4℃で2.5時間保持した(撹拌下で)。この時点では
SiHは検出されなかった。この生成物溶液中にMeN
(C18H37)2 安定剤0.01gを秤量添加し、ついで
真空下、134℃で1時間ストリッピング処理して溶剤
及び過剰のVCHOを除去した。かくして、96g(理
論値の90%)の極めて粘稠な粘着性の生成物が単離さ
れた。この残渣は70℃では良好な流動性を示し、室温
では過冷液体のごとき挙動を示した。完全に特性値を確
認してはいないが、この生成物の赤外線スペクトルはつ
ぎの構造式:
【0024】
【化14】
【0025】に合致する。この生成物の屈折率、n25 D
は、Ph2 SiH2 出発物質のn25 D =1.580に対
して1.5702であった。実施例II トルエン108g及びRhCl3 ・xH2 O0.03g
を装入した容量500ccのフラスコ中に、実施例Iと
同様にPh2 SiH2 46g(0.25モル)を分散さ
せ、この反応混合物にアリルグリシジルエーテル(AG
E)64g(0.56モル)を102℃で30分かゝっ
て添加した。AGEの添加後、潜在的発熱反応が生起し
て反応混合物の温度は数分で120℃まで上昇した。発
熱がおさまった1時間後に、少量の未反応SiHが検出
されたが、それは新たな三酸化ロジウム水和物及び別量
6gのアリルグリシジルエーテルの添加によって消費さ
れた。懸濁微粒子状物質(おそらくはロジウム金属)を
濾過し、ついで生成物溶液を150℃で真空ストリッピ
ング(前述のごとく)して228センチストークスの粘
度、n25 D =1.5500をもつ油状生成物82gを得
た。この物質の赤外線スペクトルはつぎの構造式:
は、Ph2 SiH2 出発物質のn25 D =1.580に対
して1.5702であった。実施例II トルエン108g及びRhCl3 ・xH2 O0.03g
を装入した容量500ccのフラスコ中に、実施例Iと
同様にPh2 SiH2 46g(0.25モル)を分散さ
せ、この反応混合物にアリルグリシジルエーテル(AG
E)64g(0.56モル)を102℃で30分かゝっ
て添加した。AGEの添加後、潜在的発熱反応が生起し
て反応混合物の温度は数分で120℃まで上昇した。発
熱がおさまった1時間後に、少量の未反応SiHが検出
されたが、それは新たな三酸化ロジウム水和物及び別量
6gのアリルグリシジルエーテルの添加によって消費さ
れた。懸濁微粒子状物質(おそらくはロジウム金属)を
濾過し、ついで生成物溶液を150℃で真空ストリッピ
ング(前述のごとく)して228センチストークスの粘
度、n25 D =1.5500をもつ油状生成物82gを得
た。この物質の赤外線スペクトルはつぎの構造式:
【0026】
【化15】
【0027】に合致した。ついで、これら二つの物質の
紫外線硬化性を評価した。実施例I、Ph2 SiE2 、
は75℃で1%の(4−オクチルオキシフェニル)フェ
ニルヨ−ドニウムヘキサフルオルアンチモネート(OP
PIヨードニウム触媒)と混和性であることが判明した
が、この触媒を配合した化合物は<50℃で塗布するに
は粘稠過ぎるものであった。ついで、この触媒配合化合
物の塩化メチレン中の50重量%溶液を製造しそしてこ
の溶液の4ミル厚みの塗膜(乾燥して〜2ミル)をポリ
エチレンクラフト支持体に手で施した。この塗膜をつい
でRPCのQC1202型UVプロセッサー中で集束U
V光に暴露してこの液状塗膜を非粘着性、非移行性、完
全硬化固体に転化するに必要な最低のUV光束を確保さ
せた。これらの試料が熱UVランプの下を通過しつつあ
る間に低沸点の塩化メチレンが蒸発により除去された。
実施例IIの低粘度AGE誘導体は塗布を容易にするため
に溶剤ビヒクルを必要とせず、そしてUV硬化分析はP
h2 Si(GE)2 がそのPh2 SiE 2 同族体と同様
に1重量%のOPPIヨードニウム触媒と混和性である
ことを立証した。UV硬化試験の結果を次表に示す。
紫外線硬化性を評価した。実施例I、Ph2 SiE2 、
は75℃で1%の(4−オクチルオキシフェニル)フェ
ニルヨ−ドニウムヘキサフルオルアンチモネート(OP
PIヨードニウム触媒)と混和性であることが判明した
が、この触媒を配合した化合物は<50℃で塗布するに
は粘稠過ぎるものであった。ついで、この触媒配合化合
物の塩化メチレン中の50重量%溶液を製造しそしてこ
の溶液の4ミル厚みの塗膜(乾燥して〜2ミル)をポリ
エチレンクラフト支持体に手で施した。この塗膜をつい
でRPCのQC1202型UVプロセッサー中で集束U
V光に暴露してこの液状塗膜を非粘着性、非移行性、完
全硬化固体に転化するに必要な最低のUV光束を確保さ
せた。これらの試料が熱UVランプの下を通過しつつあ
る間に低沸点の塩化メチレンが蒸発により除去された。
実施例IIの低粘度AGE誘導体は塗布を容易にするため
に溶剤ビヒクルを必要とせず、そしてUV硬化分析はP
h2 Si(GE)2 がそのPh2 SiE 2 同族体と同様
に1重量%のOPPIヨードニウム触媒と混和性である
ことを立証した。UV硬化試験の結果を次表に示す。
【0028】PEK上、2ミル、R2 SiE2 ;1%O
PPIヨードニウム触媒
PPIヨードニウム触媒
【0029】
【化16】
【0030】エポキシシリコーン重合体のUV硬化フィ
ルムの物理的性質を改善するためには、硬化フィルムの
架橋密度を、約50個又はそれ以上の−SiR2 O−基
が線状又は予備架橋されたエポキシシリコーン油上の反
応性エポキシ基の存在部位間に残存するような程度ま
で、減ずることが必要である(Radtech′90N
orth America Conference P
roceedings,Chicago,pp358−
370のEckbergらの報文参照)。しかしなが
ら、そのようにすると、硬化及び/又は極性ヨードニウ
ム触媒の溶解度を著しく減ずる。
ルムの物理的性質を改善するためには、硬化フィルムの
架橋密度を、約50個又はそれ以上の−SiR2 O−基
が線状又は予備架橋されたエポキシシリコーン油上の反
応性エポキシ基の存在部位間に残存するような程度ま
で、減ずることが必要である(Radtech′90N
orth America Conference P
roceedings,Chicago,pp358−
370のEckbergらの報文参照)。しかしなが
ら、そのようにすると、硬化及び/又は極性ヨードニウ
ム触媒の溶解度を著しく減ずる。
【0031】本発明に従えば、これらのポリエポキシシ
ランの誘導体とみなし得るポリエポキシシリル末端線状
ジメチルシリコーン系は良好な硬化フィルムの性質と速
やかなUV硬化反応及び改善された触媒の相容性とを同
時にもたらすものと考えられる。かゝる重合体は該シリ
コーン分子の各末端部に2個又はそれ以上の極性エポキ
シ基を集結させ、したがって式:
ランの誘導体とみなし得るポリエポキシシリル末端線状
ジメチルシリコーン系は良好な硬化フィルムの性質と速
やかなUV硬化反応及び改善された触媒の相容性とを同
時にもたらすものと考えられる。かゝる重合体は該シリ
コーン分子の各末端部に2個又はそれ以上の極性エポキ
シ基を集結させ、したがって式:
【0032】
【化17】
【0033】(式中、x=2又は3であり、R及びR′
は1ないし約20個の炭素原子をもつ炭化水素基であ
り、yは約100までの整数であり、そしてR″は前記
定義したとおりである)をもつであろう。特定の一実施
態様においては、該重合体は式:
は1ないし約20個の炭素原子をもつ炭化水素基であ
り、yは約100までの整数であり、そしてR″は前記
定義したとおりである)をもつであろう。特定の一実施
態様においては、該重合体は式:
【0034】
【化18】
【0035】(式中、x=2又は3であり、y>50で
あり、そしてRは好ましくはCH3 である)をもち得
る。かゝる特殊な重合体の合成はつぎの様式で遂行され
得たものと理論上考えられる。
あり、そしてRは好ましくはCH3 である)をもち得
る。かゝる特殊な重合体の合成はつぎの様式で遂行され
得たものと理論上考えられる。
【0036】
【化19】
【0037】(式中、Rはアルキル又は芳香族基であ
る。)実際上、R″はフェニル基又は4個又はそれ以上
の炭素原子をもつアルキル基に限定されるものと考えら
れる。ポリエポキシシリル末端シリコーンの製造のため
の別の可能な方法はつぎの反応式で表わされるものであ
る。
る。)実際上、R″はフェニル基又は4個又はそれ以上
の炭素原子をもつアルキル基に限定されるものと考えら
れる。ポリエポキシシリル末端シリコーンの製造のため
の別の可能な方法はつぎの反応式で表わされるものであ
る。
【0038】
【化20】
【0039】つぎの実施例は前記した方法に従って合成
されかつ特性値を確定された種々のポリエポキシシラン
を示すものである。実施例 III 比較用の物質としてモノエポキシトリエチルシランを製
造した。容量100ccのフラスコにトリエチルシラン
12g(0.103モル)及び0.5ccのエタノール
中の分散物としてのRhCl3 水和物0.02gを装入
した。この混合物をトルエン30gで処理し、ついで1
13℃まで加熱しそして4−ビニルシクロヘキセンオキ
シド17g(VCHO:0.137モル)を滴加しなが
ら還流した。VCHOを添加し終わった後、反応混合物
を還流状態に2時間保持した。この時点ではSiHはI
R分析によって検出し得なかった。この生成物からトル
エンを溜去させると流動性液体20.2g(収率81
%)が残留した。この生成物の赤外線スペクトルは構造
式Et3 Si(E)(式中、Etはエチル基であり、そ
してEは−CH2 CH2 −シクロヘキセンオキシドであ
る)に合致した。その屈折率nD 25は1.4735(E
t3 SiHのnD =1.4123に対して)であった。
されかつ特性値を確定された種々のポリエポキシシラン
を示すものである。実施例 III 比較用の物質としてモノエポキシトリエチルシランを製
造した。容量100ccのフラスコにトリエチルシラン
12g(0.103モル)及び0.5ccのエタノール
中の分散物としてのRhCl3 水和物0.02gを装入
した。この混合物をトルエン30gで処理し、ついで1
13℃まで加熱しそして4−ビニルシクロヘキセンオキ
シド17g(VCHO:0.137モル)を滴加しなが
ら還流した。VCHOを添加し終わった後、反応混合物
を還流状態に2時間保持した。この時点ではSiHはI
R分析によって検出し得なかった。この生成物からトル
エンを溜去させると流動性液体20.2g(収率81
%)が残留した。この生成物の赤外線スペクトルは構造
式Et3 Si(E)(式中、Etはエチル基であり、そ
してEは−CH2 CH2 −シクロヘキセンオキシドであ
る)に合致した。その屈折率nD 25は1.4735(E
t3 SiHのnD =1.4123に対して)であった。
【0040】実施例 IV ジエポキシジエチルシランの製造 ジエチルシラン30g(0.34モル)をエタノール1
cc中に分散されたRhCl3 水和物0.04gととも
にトルエン300g中に分散させた。この溶液を還流条
件(97℃、該シランの沸点が56℃であるため)まで
加熱し、ついで120gのVCHO(0.97モル、4
0%過剰)を60分かけて滴加した。この添加中に、還
流温度は徐々に110℃まで上昇した。還流を4時間保
持すると反応性SiHのすべてが失われたことがIRス
ペクトル分析によって判明した。溶剤を真空下80℃で
除去して粘度3000センチポイズの粘稠液体生成物9
1gを得た。この物質のIRスペクトルは標題の生成物
に一致したが、同時に、おそらくは加水分解及びエタノ
ールとSiHとの反応の結果、若干のシロキサンも形成
されたことを示した。この生成物の屈折率は、Et2 S
iH2 の屈折率1.392に対して、1.4885であ
った。
cc中に分散されたRhCl3 水和物0.04gととも
にトルエン300g中に分散させた。この溶液を還流条
件(97℃、該シランの沸点が56℃であるため)まで
加熱し、ついで120gのVCHO(0.97モル、4
0%過剰)を60分かけて滴加した。この添加中に、還
流温度は徐々に110℃まで上昇した。還流を4時間保
持すると反応性SiHのすべてが失われたことがIRス
ペクトル分析によって判明した。溶剤を真空下80℃で
除去して粘度3000センチポイズの粘稠液体生成物9
1gを得た。この物質のIRスペクトルは標題の生成物
に一致したが、同時に、おそらくは加水分解及びエタノ
ールとSiHとの反応の結果、若干のシロキサンも形成
されたことを示した。この生成物の屈折率は、Et2 S
iH2 の屈折率1.392に対して、1.4885であ
った。
【0041】実施例 V ジエチルジグリシジルエーテルシランの製造 ジエチルシラン22g(0.25モル)を三塩化ロジウ
ム水和物0.04g(エタノール1cc中の溶液とし
て)とともにトルエン200g中に分散させた。この混
合物を実施例 IV におけると同様に95℃の還流条件ま
で加熱し、そこでアリルグリシジルエーテル(AGE)
70g(0.61モル、20%過剰)を添加した。この
AGEの添加中に還流温度は100℃まで上昇した。こ
のバッチを還流条件に一晩保持するとSiH含量は極め
て小さい赤外線吸収ピークにまで減少した。トルエン及
び過剰のAGEは120℃で数時間、強力な窒素流を掃
射することによって除去した。この生成物は20センチ
ストークスの粘度及び屈折率nD 25=1.4670をも
つ流動性液体であり、その赤外線スペクトルは標題の生
成物に一致し、さらに検出し得る割合のシロキサンの生
成を伴っていた。
ム水和物0.04g(エタノール1cc中の溶液とし
て)とともにトルエン200g中に分散させた。この混
合物を実施例 IV におけると同様に95℃の還流条件ま
で加熱し、そこでアリルグリシジルエーテル(AGE)
70g(0.61モル、20%過剰)を添加した。この
AGEの添加中に還流温度は100℃まで上昇した。こ
のバッチを還流条件に一晩保持するとSiH含量は極め
て小さい赤外線吸収ピークにまで減少した。トルエン及
び過剰のAGEは120℃で数時間、強力な窒素流を掃
射することによって除去した。この生成物は20センチ
ストークスの粘度及び屈折率nD 25=1.4670をも
つ流動性液体であり、その赤外線スペクトルは標題の生
成物に一致し、さらに検出し得る割合のシロキサンの生
成を伴っていた。
【0042】実施例VI ジヘキシルジエポキシシランの製造 ヘキシルシラン(C6 H13)SiH3 60g(0.52
モル)を三塩化ロジウム水和物0.06g(エタノール
1cc中)とともにトルエン600g中に溶解した。こ
の溶液を100℃に加熱し、ついでVCHO128g
(1.03モル)を1時間かゝって添加し、その後10
5℃で3時間保持した。この溶液のFTIRスペクトル
をロジウム触媒を除く混合物のすべての成分からなる空
試験溶液のFTIRスペクトルと比較し、そしてこの反
応混合物のSiH吸収は空試験溶液のそれの1/3程度
であったこと、すなわち中間体生成物(ヘキシル)Si
H(E)2 が形成されていたこと、を認めた。こゝでn
−ヘキセン33g(0.4モル)を得られた溶液に50
分かゝってゆっくり添加した。この時点でSiHは検出
できなかった。トルエンを120℃で強力な窒素流を掃
射することにより除去して、粘度800センチポイズを
もつ液状生成物200gを得た。この生成物の屈折率n
D 25は出発物質シランのnD 25=1.4129と比較し
て1.4730であった。前記の実施例において認めら
れたごとく、生成物の赤外線スペクトルに基づいて若干
のシロキサン不純物の存在が認められた。
モル)を三塩化ロジウム水和物0.06g(エタノール
1cc中)とともにトルエン600g中に溶解した。こ
の溶液を100℃に加熱し、ついでVCHO128g
(1.03モル)を1時間かゝって添加し、その後10
5℃で3時間保持した。この溶液のFTIRスペクトル
をロジウム触媒を除く混合物のすべての成分からなる空
試験溶液のFTIRスペクトルと比較し、そしてこの反
応混合物のSiH吸収は空試験溶液のそれの1/3程度
であったこと、すなわち中間体生成物(ヘキシル)Si
H(E)2 が形成されていたこと、を認めた。こゝでn
−ヘキセン33g(0.4モル)を得られた溶液に50
分かゝってゆっくり添加した。この時点でSiHは検出
できなかった。トルエンを120℃で強力な窒素流を掃
射することにより除去して、粘度800センチポイズを
もつ液状生成物200gを得た。この生成物の屈折率n
D 25は出発物質シランのnD 25=1.4129と比較し
て1.4730であった。前記の実施例において認めら
れたごとく、生成物の赤外線スペクトルに基づいて若干
のシロキサン不純物の存在が認められた。
【0043】実施例 VII ジフェニルビス(5,6−エポキシヘキシル)シランの
製造 ジフェニルシラン27.6g(0.15モル)を三塩化
ロジウム水和物0.02g(エタノール0.5cc中の
溶液として)とともにトルエン100g中に分散させ、
ついでこの溶液を100℃まで加熱し、そこで1,2−
エポキシ−5−ヘキセン32g(0.32モル)を滴加
した。100−110℃で2時間保持した後、IR分析
はSiHが完全に消費されたことを示した。溶剤を溜去
して、残渣45gを15センチストークスの粘度及びn
D 25=1.5532の屈折率をもつ流動性液状生成物と
して得た。この生成物の赤外線分光分析は標題の化合物
の構造に合致し、またシロキサン副生物の存在も認めら
れた。
製造 ジフェニルシラン27.6g(0.15モル)を三塩化
ロジウム水和物0.02g(エタノール0.5cc中の
溶液として)とともにトルエン100g中に分散させ、
ついでこの溶液を100℃まで加熱し、そこで1,2−
エポキシ−5−ヘキセン32g(0.32モル)を滴加
した。100−110℃で2時間保持した後、IR分析
はSiHが完全に消費されたことを示した。溶剤を溜去
して、残渣45gを15センチストークスの粘度及びn
D 25=1.5532の屈折率をもつ流動性液状生成物と
して得た。この生成物の赤外線分光分析は標題の化合物
の構造に合致し、またシロキサン副生物の存在も認めら
れた。
【0044】これらの物質はいずれも同様の方法で、す
なわち少なくとも2個のSiに結合された水素(Si−
H)(たゞし、単官能性トリエチルシランを使用した実
施例IIIを除外して)を含む種々のシラン単量体に2モ
ルのオレフィンエポキシ単量体をRhCl3 触媒を用い
て付加反応させる方法で、製造された。各実施例につい
て示した構造を第I表に示す。
なわち少なくとも2個のSiに結合された水素(Si−
H)(たゞし、単官能性トリエチルシランを使用した実
施例IIIを除外して)を含む種々のシラン単量体に2モ
ルのオレフィンエポキシ単量体をRhCl3 触媒を用い
て付加反応させる方法で、製造された。各実施例につい
て示した構造を第I表に示す。
【0045】 第I表 実施例 構 造 屈 折 率 I Ph2 SiE2 1.5702 II Ph2 Si(GE)2 1.5500 III Et3 SiE 1.4735 IV Et2 SiE2 1.4885 V Et2 Si(GE)2 1.4670 VI (Hex)2 SiE2 1.4730 VII Ph2 Si(HexE)2 1.5532 たゞし、第I表中、
【0046】
【化21】
【0047】上記反応生成物の本質をより明確に理解す
るために、上記したエポキシ生成物及びシラン前駆体の
特定の例についてSi29NMR分析を行った。これらの
物質のスペクトルは標題の生成物及び有意量の加水分解
生成物の生成の事実に合致した。シクロヘキシルエポキ
シ誘導体のNMRスペクトルは該スペクトル中に多重ピ
ークをもたらす環式エポキシ基のエンド−及びエキソ−
異性体の存在によって複雑化される。これらの結果を第
II表に示す。
るために、上記したエポキシ生成物及びシラン前駆体の
特定の例についてSi29NMR分析を行った。これらの
物質のスペクトルは標題の生成物及び有意量の加水分解
生成物の生成の事実に合致した。シクロヘキシルエポキ
シ誘導体のNMRスペクトルは該スペクトル中に多重ピ
ークをもたらす環式エポキシ基のエンド−及びエキソ−
異性体の存在によって複雑化される。これらの結果を第
II表に示す。
【0048】 第II表 物 質 Si29吸収ピーク 相対強度 実施例 I -6 ppm(多重線) 74 -10 ppm (多重線) 21 -20.5,-22.0 ppm 5 実施例 II -5,-7 ppm (多重線) 71 -10 ppm (多重線) 22 -19.6,-20.9 ppm 7 実施例 III -7.1 ppm 92 +17 ppm 8 実施例 IV +8ppm (多重線) 45 +18ppm(多重線) 44 -19.5,-22.1 ppm 11 実施例 V +6 ppm(多重線) 44 +16 ppm (多重線) 40 -20,-21.8 ppm 16 実施例 VI -15 ppm ( 多重線) 77 +16 ppm 5 -22.1,-24 ppm 18 実施例 VII -4,-6 ppm (多重線) 61 -10 ppm (多重線) 28 -19.5,-21 ppm 11 Et3 SiH +0.3 ppm 100 Et2 SiH2 -22.8 ppm 100 HexSiH3 -59.6 ppm 100 Ph2 SiH2 -33.2 ppm 100 上記第II表において、これら実験反応生成物のSi29N
MRのピークの各々についての上段の記録はポリエポキ
シシラン反応生成物に帰属される領域である。NMRデ
ータのみに基づけば、エポキシシランの形成はEt3 S
iHとVCHOとの付加物の場合にもっとも円滑に進行
した。この場合における不要ピークはEt3 Si(OE
t)+Et3 SiOSi(Et)2 E“M”−含有単量
体に因るものである。他の反応生成物は有意量のポリシ
ロキサン(約20 ppmにおけるNMRピークによって示
される)、たとえばME DME 及びME Dx ME2を包含
するより複雑なものであった。ポリエポキシシランの収
率はヘキシルシラン誘導体についての約77%からジエ
チルシラン誘導体についての50%より若干低い値まで
の範囲であった。これらの結果は理想よりも低いが、か
ゝる複雑な反応生成物の存在はRhCl3 ・xH2 O触
媒とともに導入されたエタノールが存在する点からみて
驚くべきことではない。反応溶剤を厳密に乾燥するため
の試みはなされなかった。というのは、かゝる方法は通
常慣例的な製造法の実施にはなじまないからである。こ
れらの反応生成物の元素分析は決定的なものではなかっ
た。すなわち、各場合において、シロキサンが生成物中
に存在したというNMRに基づく結論を支持する、理論
%値よりも少ない炭素量及び理論%値よりも多いSi量
が測定された。
MRのピークの各々についての上段の記録はポリエポキ
シシラン反応生成物に帰属される領域である。NMRデ
ータのみに基づけば、エポキシシランの形成はEt3 S
iHとVCHOとの付加物の場合にもっとも円滑に進行
した。この場合における不要ピークはEt3 Si(OE
t)+Et3 SiOSi(Et)2 E“M”−含有単量
体に因るものである。他の反応生成物は有意量のポリシ
ロキサン(約20 ppmにおけるNMRピークによって示
される)、たとえばME DME 及びME Dx ME2を包含
するより複雑なものであった。ポリエポキシシランの収
率はヘキシルシラン誘導体についての約77%からジエ
チルシラン誘導体についての50%より若干低い値まで
の範囲であった。これらの結果は理想よりも低いが、か
ゝる複雑な反応生成物の存在はRhCl3 ・xH2 O触
媒とともに導入されたエタノールが存在する点からみて
驚くべきことではない。反応溶剤を厳密に乾燥するため
の試みはなされなかった。というのは、かゝる方法は通
常慣例的な製造法の実施にはなじまないからである。こ
れらの反応生成物の元素分析は決定的なものではなかっ
た。すなわち、各場合において、シロキサンが生成物中
に存在したというNMRに基づく結論を支持する、理論
%値よりも少ない炭素量及び理論%値よりも多いSi量
が測定された。
【0049】実験反応生成物の純度に関係なく、これら
の組成物のUV硬化活性は良好である。すべての生成物
は1重量%の(4−オクチルオキシフェニル)フェニル
ヨードニウムヘキサフルオルアンチモネート光触媒と混
和性であることが確認された。ポリエチレン−クラフト
基体に塗布された2ミル厚の被覆をUV光に暴露し、そ
してそれを不粘着性かつ非移行性塗膜に硬化するに要す
る最低UV線束を求めた。すべての実験組成物について
のUV硬化の評価結果を次表に示す。
の組成物のUV硬化活性は良好である。すべての生成物
は1重量%の(4−オクチルオキシフェニル)フェニル
ヨードニウムヘキサフルオルアンチモネート光触媒と混
和性であることが確認された。ポリエチレン−クラフト
基体に塗布された2ミル厚の被覆をUV光に暴露し、そ
してそれを不粘着性かつ非移行性塗膜に硬化するに要す
る最低UV線束を求めた。すべての実験組成物について
のUV硬化の評価結果を次表に示す。
【0050】 実施例No. 硬化に要する最低UV線束* I 25mJ/cm2 II 206 III (単量体:2000mJ/cm2 に暴露後 に粘着性フィルムが認められた。) IV 17 V 190 VI 56 VII 184 *RPC中圧水銀灯 これらの硬化結果は、もっとも速やかな硬化はエポキシ
基が有機系及びシリコーン系に類似するVCHOから誘
導される組成物について得られることを示している。ま
た、ヘキシル基又はフェニル基含有ジエポキシシランと
比較して、ジエチルシラン誘導体中のより低い嵩高性の
エチル基はこれらの条件下でより速やかな硬化を助長す
る。
基が有機系及びシリコーン系に類似するVCHOから誘
導される組成物について得られることを示している。ま
た、ヘキシル基又はフェニル基含有ジエポキシシランと
比較して、ジエチルシラン誘導体中のより低い嵩高性の
エチル基はこれらの条件下でより速やかな硬化を助長す
る。
【0051】オレフィンエポキシド2モルとポリ(H)
シランとの反応によって得られる組成物は、触媒量の相
容性ヨードニウム光触媒の存在下で紫外線に暴露する
際、不粘着性かつ非移行性の保護被膜に効率的に光架橋
され得る。単官能性エポキシトリエチルシランは4−ビ
ニルシクロヘキセンオキシドのような他のモノシクロヘ
キシルエポキシド単量体と同様の挙動を示す。実施例 I
IIのモノエポキシトリエチルシランはそれ単独では硬化
が遅いが、チバ・ガイギー社からCY−179として販
売されているジエポキシ単量体と自由に混和しそしてこ
の物質に対して良好な反応性希釈剤として作用する。C
Y−179中に分散された実施例 IIIのシラン物質10
重量%は被覆剤粘度を400センチストークスから20
0センチストークスまで低下させ、そして驚くべきこと
にUV硬化反応(前記のごとく2ミルのフィルム厚み、
ヨードニウム塩1%使用)を300mJ/cm2 の所要
UV線束から180mJ/cm2 に加速する。これは、
単官能性希釈剤が通常UV硬化被覆材系の硬化反応を減
速する点からみて、予想外の挙動である。
シランとの反応によって得られる組成物は、触媒量の相
容性ヨードニウム光触媒の存在下で紫外線に暴露する
際、不粘着性かつ非移行性の保護被膜に効率的に光架橋
され得る。単官能性エポキシトリエチルシランは4−ビ
ニルシクロヘキセンオキシドのような他のモノシクロヘ
キシルエポキシド単量体と同様の挙動を示す。実施例 I
IIのモノエポキシトリエチルシランはそれ単独では硬化
が遅いが、チバ・ガイギー社からCY−179として販
売されているジエポキシ単量体と自由に混和しそしてこ
の物質に対して良好な反応性希釈剤として作用する。C
Y−179中に分散された実施例 IIIのシラン物質10
重量%は被覆剤粘度を400センチストークスから20
0センチストークスまで低下させ、そして驚くべきこと
にUV硬化反応(前記のごとく2ミルのフィルム厚み、
ヨードニウム塩1%使用)を300mJ/cm2 の所要
UV線束から180mJ/cm2 に加速する。これは、
単官能性希釈剤が通常UV硬化被覆材系の硬化反応を減
速する点からみて、予想外の挙動である。
【0052】以上、現時点で本発明の好ましい実施態様
と考えられる事項について詳述したが、本発明の技術思
想を逸脱することなしに種々の変更をなし得ることは当
業者には自明のことであり、したがって特許請求の範囲
においてはかゝる変更及び修正を本発明の技術に属する
ものとして包含するものとする。
と考えられる事項について詳述したが、本発明の技術思
想を逸脱することなしに種々の変更をなし得ることは当
業者には自明のことであり、したがって特許請求の範囲
においてはかゝる変更及び修正を本発明の技術に属する
ものとして包含するものとする。
Claims (9)
- 【請求項1】 エポキシド単量体及びシランを触媒量の
ロジウム触媒の存在下でヒドロシリル化反応させること
によって製造される、一般式: Ex SiR4-x (式中、x>1であり、各Eは独立的に一般式: 【化1】 のエポキシドの群から選んだ基であり、そして各Rは独
立的に水素及び1ないし約20個の炭素原子をもつ炭化
水素基からなる群から選ばれる)のポリエポキシシラ
ン。 - 【請求項2】 Eが次式: 【化2】 からなるエポキシド単量体の群から選ばれる請求項1記
載のポリエポキシシラン。 - 【請求項3】 Eが式: 【化3】 (式中、各Rは1ないし約8個の炭素原子をもつアルキ
レン基である)の基を表わす請求項1記載のポリエポキ
シシラン。 - 【請求項4】 Eがビニルシクロヘキセンオキシド、プ
ロピルグリシジルエーテル又は5,6−エポキシヘキサ
ンの基である請求項1記載のポリエポキシシラン。 - 【請求項5】 一般式: 【化4】 (式中、R及びR′は1ないし約20個の炭素原子をも
つ炭化水素基であり、xは2又は3であり、そしてyは
約100までの整数である)をもつポリエポキシシリル
末端シロキサン組成物。 - 【請求項6】 yが約25ないし約75の範囲の整数で
ある請求項5記載の組成物。 - 【請求項7】 該シランがエポキシド単量体及びシラン
を触媒量のロジウム触媒の存在下でヒドロシリル化反応
させることによって製造される請求項5記載の組成物。 - 【請求項8】 一般式: 【化5】 (式中、xは2又は3であり、そしてyは>約50であ
る)をもつ請求項5記載の組成物。 - 【請求項9】 2モルまでのオレフィンエポキシドとポ
リ(H)シランとをロジウム触媒の存在下で反応させる
ことによって得られる組成物と相容性オニウム型カチオ
ン系光触媒とを含有してなる紫外線硬化性ポリエポキシ
シラン。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US910463 | 1992-07-08 | ||
US07/910,463 US5260455A (en) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | Polyepoxysilanes and radiation-curable polyepoxysilicone compositions |
CA002103681A CA2103681A1 (en) | 1992-07-08 | 1993-08-05 | Polyepoxysilanes and radiation-curable polyepoxysilicone compositions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06135973A true JPH06135973A (ja) | 1994-05-17 |
Family
ID=25676526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5154020A Withdrawn JPH06135973A (ja) | 1992-07-08 | 1993-06-25 | ポリエポキシシラン及び放射線硬化性ポリエポキシシリコーン組成物 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5260455A (ja) |
EP (1) | EP0578462A2 (ja) |
JP (1) | JPH06135973A (ja) |
CA (1) | CA2103681A1 (ja) |
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JP2009292901A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 接着性シリコーンゴム組成物 |
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US5484950A (en) * | 1992-12-21 | 1996-01-16 | Polyset Company, Inc. | Process for selective monoaddition to silanes containing two silicon-hydrogen bonds and products thereof |
DE4331608A1 (de) * | 1993-09-17 | 1995-03-23 | Goldschmidt Ag Th | Mit Acrylatgruppen modifizierte Organopolysiloxane |
JPH07133351A (ja) * | 1993-11-08 | 1995-05-23 | Shin Etsu Chem Co Ltd | エポキシ変性シリコーンの製造方法 |
JPH08259574A (ja) * | 1995-03-22 | 1996-10-08 | Toray Dow Corning Silicone Co Ltd | 脂環式エポキシ基含有ラジカル重合性オリゴシロキサンおよびその製造方法 |
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KR100539225B1 (ko) * | 2002-06-20 | 2005-12-27 | 삼성전자주식회사 | 히드록시기로 치환된 베이스 폴리머와 에폭시 링을포함하는 실리콘 함유 가교제로 이루어지는 네가티브형레지스트 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 패턴 형성방법 |
US7288283B2 (en) * | 2004-08-20 | 2007-10-30 | Guardian Industries, Corp. | UV-absorbing coatings and methods of making the same |
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JP6091758B2 (ja) * | 2012-02-27 | 2017-03-08 | 三菱重工業株式会社 | 熱交換器 |
KR102264361B1 (ko) * | 2013-05-17 | 2021-06-15 | 다우 실리콘즈 코포레이션 | 경화성 조성물, 경화된 물품의 제조 방법 및 이에 의해 형성된 경화된 물품 |
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NL98428C (ja) * | 1954-04-30 | 1900-01-01 | ||
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