JPS60219207A - 金属材料被覆用熱硬化性アクリル樹脂組成物 - Google Patents

金属材料被覆用熱硬化性アクリル樹脂組成物

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JPS60219207A
JPS60219207A JP59075375A JP7537584A JPS60219207A JP S60219207 A JPS60219207 A JP S60219207A JP 59075375 A JP59075375 A JP 59075375A JP 7537584 A JP7537584 A JP 7537584A JP S60219207 A JPS60219207 A JP S60219207A
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compound
acrylic resin
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JP59075375A
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Masuhito Ogushi
大串 益人
Tsutomu Asaha
浅葉 勉
Hiroshi Otsuka
博 大塚
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Original Assignee
Chisso Corp
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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】 本発明は、金属材料被覆用アクリル樹脂組成物に関する
。さらに訂しくは、本発明は、特定種類および組成のア
クリル耐エステル若しくはメタアクリル酸エステル、ビ
ニル基含有ポリシロキサンおよびビニル基含有シラン化
合物を共重合せしめてなる該組成物に関する。 公知の
熱硬化性アクリル樹脂組成物は、種々の金属例えば、鉄
、アルミニウム、銅およびステンレスの塗材として、光
沢性、透明t1.硬度、酎候性および耐薬品性其他のす
くれた塗1模が得られるので広く用いられている。しか
しながら、該組成物に係る塗膜は、金属との密着性が不
十分であるため、例えばO〜2tφ180°曲げ加工の
ような成形加工に耐えることばできない。そのような曲
げ削性を該塗11りに刊与、するためには、熱硬化性ア
クリル樹脂組成物に曲げ1fil性伺与剤を配合するこ
とを要する。しかし、か\る配合は、):述の塗膜にお
いて例えば硬度、副薬品性若しくはm熱水性具他のいず
れか一部」二の低ドを伴う。したがって、このような物
性低下を回避してしかも曲げ加工のされた熱硬化性アク
リル樹脂MI成物塗装置k、彩品を得るためには、結局
曲げ加二りのされた成形品に該樹脂M1成物を用いて後
塗装しているのが現状である。
しかしながら、若しも塗装後にj)h述のような曲げ加
工に耐える塗材(熱硬化性アクリル樹脂組成物)か存在
するならば、か−る塗材を金属板に塗装したいわゆるプ
レコード板を用いて各種の一二次製品すなわち家庭電器
用品、事務用機械若しくは建材等を製造できる。そして
か振るプレコード板の利用により、個々の成形品の塗装
に比較して、塗装時の技術的困難性の排除、作業環境の
無公害化および省力化を図ることができるので、上述の
ような曲げ加工に削える塗材が要望されていた6以上の
技術的事情にかん゛がみ1本発明者等は、塗装後の1I
IIJ成形加丁性のすぐれた熱硬化性アクリル樹脂組成
物を見出すべく鋭意研究を行った。その結果□、a、特
定のアルキル基炭素数を有するアクリル酸アルキル若し
くはメタアクリル酸アルキル、b、水酸基またはエポキ
シ基を有するアクリルM−r−ステル、C,ビニル基を
有するポリシロキサンおよびd、ビニル基含有シラン化
合物のそれぞれ所定割合をラジカル共重合せしめてなる
共重合体組成物がに記目的に適合することを見出して本
発明を完成した。
以上の記述から明らかなように、本発明の目的は、曲げ
加工によって剥離若しくは白化等の生じない塗装金属板
用として利用可能な金属被覆用熱硬化性アクリル樹脂組
成物を提供することである。
本発明は下記(1)の主要構成と(2)ないしく5)の
実施態様的構成を有する。
(+)下記a −dの種類及び組成の単量体をラジカル
共重合せしめてなる金属材料被覆用熱硬化性アグリル樹
脂組成物。
a)エステル基の炭素数が1−12のアクリル酸エステ
ル若しくはエステル基の炭素数が1〜12のメタアクリ
ル酸エステルから選ばれた一以上の化合物50〜80重
量% b)水酸基またはエポキシ基を右するアクリル酸エステ
ル若しくは水酸基またはエポキシ基を有するメタアクリ
ル酸エステルから選ばれた一部1−の化合物20〜5重
量% C)ビニル基を含有するポリシロキサン50〜2 干7
ij% d)ビニル基を含有するシラン化合物20〜2ffii
%(2)炭素数3以」二の有機酸を0.1〜5平らi%
配合してなる前記第(1)Jriに記載の組成物。
(3)ラジカル共重合せしめてずすられた共重合体の重
量平均分子量が5,000ないし300,000である
iiQ記第(+)項に記載の組成物。
(4)有機酸がアクリル酸若しくは無水マレイン酎であ
る前記第(2)項に記載の組成物。
(5)ビニル基を含有したポリシロキサンが、下記e−
hの種類、構造式および粘度を有する単量体から選ばれ
た一以上の化合物である前記第(1)項に記載の組成物
e、末端にビニル基を有するポリアルキルシロキサンで η=2〜10000(lセンチボイス×25°C)の化
合物(構造式ド記、た(しnは正の整数) Clh CH37Cth f、ホリシメチルーポリメチルヒニルシロキサンコポリ
マーで η=10〜100000センチポイズ(25°C)の化
合物(構造式ド記、た(Lm、nは止の整数)g、末端
にメタクリロシプロビル基を有するポリアルキルシロキ
サンで η=5〜100000センチボイス(25℃)の化合物
(構造式F記、た(しnは止の整数) \ CH3CH3 CR3 / 一5i−CH2CH2CH200CG=GH2\ I CHI CIh h、ポリジメチル−メタアクリロキシプロピルメチルシ
ロキサンで η=lO〜100000センチボイズ(25°C)の化
合物(構造式下記、た(しnは正の整1M)月。
CR3’C)+3 およびeないしhにおいて5i−CHs基の一部をフェ
ニル基に変換したもの。
本発明の構成と効果につき以下に6゛f述する。
本発明のMl成物は、下記a −dの4 R1のit星
体をラジカル共重合せしめることにより得られる。
a群の化合物としては、エステル基の炭素数が1〜12
のアクリル酸エステル若しくlよエステル基の炭素数か
1〜12のメタクリル酸エステルを全学ラシ体の50〜
80重量%使用する。具体例としてCよ、エチルアクリ
レート若しくはブチルアク1ル−トのようなアクリレー
トまたは、メチルメタアク1ル−ト、エチルメタアクリ
レ−1・若しくt±ブチルメタアクリレート 酸若 炭素数が13以上では、最終製品についての塗材として
の物性が不十分となる。また使用量範囲力り50取φ%
未満および80重量%を超える場合も同様である。
次にb l’lの化合物としては水酸基またはエポキシ
ノ1(を有するアクリル酸エステル若しくtオ水酸基ま
たはエボキシノ人を有するメタアクリル酸エステルを全
中量体の20〜5重昂%使用する。これらの具体例とし
て2−ヒドロキシエチルアク1ルート。
2−ヒドロキシエチルメタアクリレートおよびグIノシ
ジルメタアクリレートが挙げられる。b ifの化合物
の使用割合が、20重量%を超えると最ル冬組成物を用
いて製造した塗nりの物性が不良となるおそれが生じ、
5型開%未満では、最終組成物の硬化性が不十分である
次に、0群の化合物としては、ビニル基を含有するポリ
シロキサンを全弔晴体の50〜5重晴%使用する。ビニ
ル基は、該ポリシロキサンの末端基として結合していて
もよく、シロキサン繰返し単位におけるSlに直接にま
たは他の官能基を介して結合していてもよい。該ポリシ
ロキサンの使用割合が50重量%を超えると塗膜が軟ら
かすぎさらに密着性がとぼしくなり、5市φ%未満では
塗膜の物性が不十分である。該ポリシロキサンの具体例
としては、前述(5)のeないしhの化合物があげられ
る。これらの化合物のηについてそれぞれtlう述の数
値範囲のものが好ましく使用できる。
最後にd群の化合物としては、ビニル基を含有するシラ
ン化合物を全単量体の20〜2重量%使用する。シラン
化合物であるから、前述のビニル基以外に珪素原子に直
結した加水分解性の官能基を2個または3個有する。そ
れらの官能基は限定されないが、炭素数1ないし4のア
ルコキシル基が使用し・易く、かつ、好ましい結果が得
られる。このようなビニル基を含有するシラン化合゛物
の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ヒニル
トリエトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラ
ン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジェ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシランおよびγ−メタクリロキシプロピルメチルジメ
トキシシランがあげられる。
以J゛のaないしd群の単量体は、ラジカル発生剤の存
在下に共重合せしめる。共重合の形式は限定されないが
、溶剤の存在下の溶剤重合が実施し易く好ましい結果が
得られる。が−る溶剤としてハ例y;−If、トルエン
若しくはキシレンのようす芳香族炭水素、メチルエチル
ケトン若しくはアセトンのようなケトン類、n−ブタノ
ール若しくはシクロヘキサノールのようなアルコール類
を挙げることができる。ラジカル発生剤の種類および使
用割合は、通常のアクリル酸エステルまたはメタアクリ
ル酸エステルの重合に使用する場合と同様である。すな
わち、例えば過酸化ベンゾイル若しくはアツヒスイソプ
チロジニトリルのような該発生剤を中部体の0.2〜2
屯早%使用し、該剤の半減期温度に応じ60〜 +20
°Cで、前記共重合を行う。該共重合において、41工
のi′lii体は全借を一時に程合して共重合に供して
もよく、114 :fp体混合物の一部を共重合中に他
の単量体若しくは単量体混合物を追加補給してもよい。
本発明に係るアクリル樹脂組成物の重合の程度は、キシ
レン溶媒、樹脂分40重単形における25°Cの粘度で
100ないし2000、好ましくは150ないし100
0とすることが(lrましい。重合度の調節は、ラジカ
ル発生剤若しくは連鎖移動剤の使用にによって行うこと
は、通常のアクリル樹脂製造の場合と同様である。」二
連の粘度が100未満では未重合の中量体が残存し易く
、該共合体組成物の粘度が低すぎるため、塗材としての
作業性も良好とはいえない。反対に該粘度が2000を
超える場合、該粘度゛が高すぎるため該作業性が不良と
なるのみならす、塗装後の塗nりの耐熱水性、耐蝕性が
低下する傾向を生じる。
以上のようにして、本発明に係る金属材料被覆用熱硬化
性アクリル樹脂組成物である共重合体がf+1られる。
共重合の際使用した溶剤は、そのま〜含有させておいて
もよく、減圧加熱等して未反応の前述a−dの単量体と
共に回収してもよい。
本発明に係るアクリル樹脂組成物は、前述のグループb
の単量体が含有している官能基を利用して架橋反応させ
、熱硬化させることができる。そのための反応促進剤と
して下記のような有機酸若しくは有機塩基化合物を該ア
クリル樹脂組成物に夕、1して、 0.1〜5屯量%好
ましくは0.5〜3重量%使用する。
か覧る有機酸の具体例としては、アクリル酸。
メタクリル酸、フタル酸、マレイン酸若しくはp−トル
エンスルホン酸を挙げることができる。アクリル酸若し
くはメタクリル酸は、本発明に係るアクリル樹脂組成物
製造のための共重合時に添加して同時に共重合させる使
用方法が可能である。他の有機酸は、該組成物製造後に
添加される。
上述の有機塩基化合物としては、前述のb群の化合物に
係るエポキシ基開環触媒として用いられるベンジルジメ
チルアミン、ポリアミン若しくはポリアミドを挙げるこ
とができる。しかしながら1次の7ミノ基含有シラン化
合物、例えば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)アミツブaピルトリメトキシ
シラン若しくは3−(2−アミノエチル)アミノプロピ
ルメチルジメトキシシランは、さらに好ましく使用でき
る。これらの有機塩基化合物は、本発明に係るアクリル
樹脂組成物製造後に榛加混合する。
本発明の組成物を金属被覆用塗料として使用するに際し
ては、同種の塗料に配合される各種の助剤例えば有機若
しくは無機顔料、染ネ゛1.紫外線吸収剤9分散剤若し
くはたれ防1]−剤を使用できる。
その他、塗装−1−の作業性若しくは仕トリ性を改善す
るために溶剤例えばキシレン、酢酸ブチル、エチルセロ
ソルブ若しくはブタノールを適量配合することができる
以上のように調整された本発明の組成物に係る塗料を金
属面に塗布する方法は、常用の例えば、カーテンフロー
コート、ロールコート、スプレー若しくはディンピング
法のいづれも採用できる。
得られる塗膜の厚さは2〜15p、のように極めて薄い
が、後述の硬化後は、その特性を十分に発揮できる。
本発明品は、熱硬化性シリコン変性アクリル樹脂組成物
であり、塗膜形成後の加熱によって硬化させる。加熱温
度は150〜280℃好ましくは200〜270℃で、
1分ないし30分好ましくは3分ないし15分のような
短時間で硬化する。他の硬化方法としては次の低温硬化
がある。
本発明の組成物に係る塗料は、アルコキシシラン及び有
機酸若しくは有機塩基のような反応促進剤を含有し、室
温ないし80℃のような低温でも架橋反応が徐々に進行
して硬化するので、か−る低温硬化法は例えば、木工用
、建造物若しくは自動車補修用等に利用し易い。
本発明に係るアクリル樹脂組成物は、塗料として使用し
た際、架橋度の高い塗1模が得られ、高硬度でありなが
ら密着性および耐加工性に優れてしする。この理由は、
次の五点にあると推察される。
すなわち、(i)アクリル樹脂組成物の原料であるアク
リル酸エステル若しくはメタアクリル酸エステル類なら
ひにビニル基含有ポリシロキサンの配合−几および、該
組成物共重合体の重合度が最−終的に塗膜の柔軟性と硬
度を適切に維持しうろこと、■共重合成分であるビニル
基含有シラン化合物が、シロキサン結合、水酸基との結
合、被塗布物である金属との化学的若しくは物理的結合
を構成すること、および+3.)該組成物に添加された
有機酸若しくは有機塩基化合物が、架橋反応を促進する
こてである。
以下、合成例および実施例(使用例)により本発明を説
明する。
合成例1 メタアクリル酸メチル50重量部(以下同じ)とメタア
クリル酸ブチル10部、グリシジルメタアクリレート2
0部、アクリル酸2部、末端ビニルポリジメチルシロキ
サン(ηコ50)10部、γ−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン10部をキシレン・150部に溶解
し、過酸化ベンゾイル1部を加え、窒素気流ド100°
C,4時間反応し、表1に示す粘度(25℃)21Oセ
ンチポイズのシリコーン変性アクリル重合体を得た。
合成例2〜6 成分及び組成を変え、合成例1と同様な反応を行って表
1に示す粘度(25°C)のシリコーン変性アクリル重
合体を得た。
実施例1〜4及び比較例1〜2 合成例1〜6で得た重合体を当重量のキシレン−ツタノ
ール(2:l)の混合溶媒で希釈し、ステンレス(5I
JS430鏡面仕上げ)に塗布230’0 、5分間の
加熱硬化を行って5〜6#Lの塗膜を得、計画した。そ
の結果を表2に示す。
表1 .iI MMA メタアクリル酸メチルBMA メタア
クリル酎n−ブチル E^ アクリル酸エチル LMA : メタアクリル酎ラウリル GMA クリゾンルメタアクリレート HEMA : 2−ヒドロキシエチルメタアクリレート
ビニルポリノロキサン、末端ビニルボリシメチルシロキ
サン(η=50)メタクリルポリシロキサン、末端メタ
クリロキシプUピルポリジメチルシロキサン(η−20
0)MOPS−υ メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシランVTS−Ll + ビニルトリメトキシシラン
表2 以 −ド 「−系売有f1−1J玉書 ] 、 iJfヂ1の表示 昭和59年特誇願第75.375号 2、発明の名称 金属材料被覆用熱硬化性アクリル樹脂組成物3補1■−
をする者 is件との関係 特許出願人 大阪府大阪市北区中之島三−1−[16番32号(〒5
30)(207)チッソ株式会社 代表者 野木貞M1 4、代理人 東京都中央区築地4丁目4番15号(〒104〕6、補
正により増加する発明の数 な し 7、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」ならびに「発明の5;T細
な説明Jの各欄。
8補正の内容 明細書をつきのように訂正します。
^、特許請求の範囲の全文を別紙のように訂正します。
日0発明の詳細な説明をつきのように訂正します。
(1)第7頁5行目の「50〜80」を「40〜80」
に訂正する。
(2)同頁10行IJの「50〜2」を[20〜0.0
1Jに訂11ニする。
(3)第8頁7行目と8行目の間の構造式中左から1番
11のrSiJの結合関係を示す r CH2F C)+3 / 一3i −を − Si − \ CH3J CH3J に訂11:する。
(4)同頁トから3 ’411:lと44111の間の
構造式全体をト記のように訂」1する。
、lCH3/CH3 (5)第9頁6行Ll (計、構造式の表示は行数のl
ilηから除く)のrSi−C旧ノ、(の−;°;Bを
」を[ケイ素原rにL−合するメチル基の 部を」に訂
1(−する。
(6)第1O頁3行「1の「50〜80」を「40〜8
0」に訂正する。
(7)ら211頁5行11の「50〜5」を「20〜0
01」に訂正する。
(8)同頁10行1]の「50」を「20」に訂11す
る。
(9)同頁11行IIの15」をr 0.01Jに訂1
1する。
(lO)第13頁13行目の「好ましい。」のつきに[
この粘度範囲の共重合体はゲルパーミレションクロマト
グラフィーによる分析で重量平均分子量が5.000〜
30,000の範囲である。Jを挿入する。
(11)第14頁11行L]の[のためのJの次に「架
橋剤若しくは」を挿入する。
(+2);S+5頁12行11の末尾に次の文を追加す
る。
「その他の硬化度I心促進剤として苛性カリ、テトラメ
チルアノモニウトハイトロオキサイト、酢酸すI・リウ
ト、リン酸、トルエンスルホン醇のような塩基、I)、
、i )’1L <は酸類をあげることができる。
しかし、該触媒自体の化学的安定性の見地からジブチル
錫オキサイド若しくは、テトラブチル錫のような有機金
属化合物も好ましく用いられる。」 (13)同頁下から2行目の「ブタノール」を「2−ブ
タノン」に訂正する。
(14)第18頁ドから5行目の「当爪量」を「回正■
」に訂正する。
(15)第18頁表1内の「合成例」の項の「5」およ
び「6」をそれぞれ「7」および「8」に訂正し、新に
同表内に合成例5および6として一ドへ己の2行(註、
た(し左端の見出し欄lま含まなI/))を挿入追加す
る。
(16)第20亘表2内の実施例4と比較例1の111
に〃1に実施例としてF記の2行(註、tど\し左端の
見出し欄は含まない)を挿入追加する。
(17)同頁表2の下に次の文を追加する。
「判定 ○ 全く外観変化の認められな+7)もの△ 
わずかに割れ白化等変化のあったもの × 明らかに割れ白化等変化のあったもの 鉛筆硬度 JIS−に−5400に準拠してA11l定
花着刊 ・J Is−に−5400の基盤目試験後でロ
ファンテープで5回剥離テストを行う。
加工性 :テストピースを万力で180°折り曲げ、曲
げ部を目視判定する。
耐蝕性 :テストピースにクロス力・ント及び[lII
げ加工(2φ 180°折り曲げ)し、塩水噴hテスi
・(JIS Z 237+にぺf・拠) 200hr行
い、錆、ブリスターの発生等外観変化を判定した。
耐熱水性・テストピースに基盤目を入れ、沸1搭木に2
hr浸漬後セロフアンテープ刹 離テストを行う。J 8、添 伺 書 類 別紙(特許請求の範囲の全文) 1連 部 1− 別紙(特許請求の範囲の全文) (1)F’記a−dの種類及び1組成の単量体をラジカ
ルノ(正合せしめてなる金属材料被覆用熱硬化性アクリ
ル樹脂組成物。
a)エステル基の炭素数が1〜12のアクリル耐エステ
ルノ1しくはエステル基の炭素数が1〜12のメタアク
リル酸エステルから選ばれた一部上の化合物り〜80千
I−% b)水酸基またはエポキシ基を有するアクリル酸エステ
ル若しくは水酸基またはエポキシ基を有するメタアクリ
ル酸エステルから運ばれた一部上の化合物20〜5市昂
% C)ビニル^(を含有するポリシロキサン20〜0.0
1重単形 d)ビニルノ1(を含有するシラン化合物20〜2重量
%(2)炭素数3以上の有機酸を0.1〜5重量%配合
してなる特許請求の範囲第(1)項に記載の組成物。
(3)ラジカルへ東合せしめて得られた共重合体の重厚
平均分子I11.が5,000ないし300,000で
ある特許請求の範囲第(1)ダ目こ記載の組成物。
(4)有機酸かアクリル酸若しくは無水マレイン酸であ
る特許請求の範囲第(2)ダ1に記載の組成物。
(5)ビニル基を含有したポリシロキサンか、「記e−
hの種類、構造式および粘匹を有する中早体から選ばれ
た一部1−の化合物である特許請求の範囲第(1) l
nに記載の組成物。
e末端にビニルノ、(を右するポリアルキルシロキサン
で η=2〜100000センチボイス(25°C)の化合
物(構造式1′記、た−しnは■1の整M!りf、ホリ
シメチルーポリメチルヒニルシロキサンコポリマーで η== to −100000センチポイズ(25℃)
の化合物(構造式下記、た−’、シm、nはiFの整数
)g、末端にメククリロノプロピル基を有するボリジメ
チルンロキサンで η=5〜100000センチボイス(25°C)の化合
物(構造式ト記、たりしnは正の整数) CH3 / −31−CI+2−CI−b−CH200CC−CHy
\ [ CH3CH3 hポリジメチル−メタアクリロキシプロピルメチルシロ
キサンで η=IO〜100000センチポイズ(25℃)の化合
物(構造式−ト記、たCしnは正の整数)7゜H゛ およびeないしhにおいて、ケイ素片 に結合するメチ
ル)、(の一部をフェニル基に変換したもの。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)下記a−dの種類及び組成の単量体をラジカル共
    重合せしめてなる金属材ネ′I被覆用熱硬化性アクリル
    樹脂組成物。 a)エステル基の炭素数が1〜12のアクリル酸エステ
    ル若しくはエステル基の炭素数が1〜12のメタアクリ
    ル酸エステルから選ばれた一以ヒの化合物50〜80重
    1Ti% b)水酸基またはエポキシ基を有するアクリル酸エステ
    ル若しくは水酸基またはエポキシ基を44するメタアク
    リル酸エステルから選ばれた一以−1,の化合物20〜
    5重輩% C)ビニル基を含有するポリシロキサン50〜2重量% d)ビニル基を含有するシラン化合物20〜2@量%(
    2)炭素数3以」二の有機酸を0.1〜5@量%配合し
    てなる特許請求の範囲第(1)項に記載の組成物。 (3)ラジカル共重合せしめて得られた共重合体の爪埴
    平均分子量が5,000ないし300.000である特
    許請求の範囲第(1)項に記載の組成物。 (4)有機酸がアクリル酸若しくは無水マレイン酸であ
    る特A’l’ 請求の範囲第(2)項に記載の組成物。 (5)ヒこル基を含有したポリシロキサンか、下記e−
    hの種類、構造式および粘度を有する単量体から選ばれ
    たー以」−の化合物である特許請求の範囲第(1) x
    Jiに記載の組成物。 e、末端にビニル基を有するポリアルキルシロキサンで η=2〜100000センチボイス(25°C)の化合
    物(構造式下記、たダしnは止の整数) f、ポリジメチルーポリメチルビニルシロキサンコ ・
    ポリマーで η=10〜raooooセンチポイズ(25℃)の化合
    物(構造式下記、た(、L、m、nは正の整数)g、末
    端にメタクリロシプロビル基をイイするポリジチルシロ
    キサンで η= 5〜100OOOセyチポイヌ(25°C)tv
    化合物(構造式ド記、たぐしnは正の整数) が CH3CH3 CI(3 h、ポリジノチルーメクアクリロキシプロピルメチルシ
    ロキサンで η=lO〜+oooooセンチポイス(25℃)の化合
    物(構造式下記、たりしnはilEの整数)CH3 メ およびeないしhにおいて5i−CH3基の一部をフェ
    ニル基に変換したもの。
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