説明

硬化性組成物

【課題】
反応性ケイ素基を有する有機重合体を用いて、良好な作業性を有し、硬化した組成物は高強度を発現する1成分型硬化性組成物を提供すること。
【解決手段】
(A)数平均分子量が6,000を超え100,000以下である反応性ケイ素基を含有する有機重合体、(B)数平均分子量が500〜6,000である反応性ケイ素基を含有する有機重合体、(C)シリカを含有することを特徴とする硬化性組成物。ただし(A)成分は、有機重合体の数平均分子量が6,000〜100,000の範囲内にあり、主鎖の末端および/または側鎖に、一般式(1):
−SiR13-aa (1)
で表されるケイ素含有基を、1分子あたり、平均して1個以上有する有機重合体である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ケイ素原子に結合した水酸基または加水分解性基を有し、シロキサン結合を形成することにより架橋し得るケイ素含有基(以下、「反応性ケイ素基」ともいう。)を有する有機重合体を含有する1成分型硬化性組成物に関する。
【0002】
本発明は、シーリング材、接着剤、注入材、パテ材等として有用な反応性ケイ素基を含有する有機重合体からなる硬化性組成物に関する。
【背景技術】
【0003】
分子中に少なくとも1個の反応性ケイ素基を含有する有機重合体は、室温においても湿分等による反応性ケイ素基の加水分解反応等を伴うシロキサン結合の形成によって架橋し、ゴム状硬化物が得られるという興味深い性質を有することが知られている。
【0004】
これらの反応性ケイ素基を有する重合体中で、ポリオキシアルキレン系重合体やポリイソブチレン系重合体は、(特許文献1)、(特許文献2)などに開示されており、既に工業的に生産され、シーリング材、接着剤、塗料などの用途に広く使用されている。
【0005】
これらの用途の中には高強度が要求されるシーリング材、接着剤などの用途があり、補強効果を目的にシリカを用いることは公知である。(特許文献3)、(特許文献4)、(特許文献5)に補強効果を目的としてシリカを重合体と共に配合する例が開示されている。
【0006】
しかしながら、重合体に補強効果を目的に充填材としてシリカを配合した場合、硬化性組成物の粘度が高くなり、作業性が低下するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開昭52−73998号公報
【特許文献2】特開昭63−6041号公報
【特許文献3】特開2000−38560号公報
【特許文献4】特開2002−37969号公報
【特許文献5】特開2003−313421号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、反応性ケイ素基を有する有機重合体、数平均分子量6000未満の反応性ケイ素基を含有する有機重合体、充填材としてシリカを用いた硬化性組成物であって、良好な作業性を有し、硬化した組成物は高強度を発現する1成分型硬化性組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決する為、本発明者が鋭意検討を行ったところ、反応性ケイ素基を含有する有機重合体、数平均分子量6000未満の反応性ケイ素基を含有する有機重合体へシリカを添加するのが有効であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0010】
すなわち、本発明は、
1).
(A)数平均分子量が6,000を超え100,000以下である反応性ケイ素基を含有する有機重合体、(B)数平均分子量が500〜6000である反応性ケイ素基を含有する有機重合体、(C)シリカを含有することを特徴とする硬化性組成物、
2).
(A)成分の主鎖の末端および/または側鎖に、一般式(1):
−SiR13-aa (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20のアルキル基、炭素原子数6から20のアリール基、炭素原子数7から20のアラルキル基または(R’)3SiO−(R’は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20の炭化水素基である)で示されるトリオルガノシロキシ基である。また、Zは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基である。さらに、aは1、2、3のいずれかである)で表されるケイ素含有基を、1分子あたり、平均して1個以上有する有機重合体である、1)に記載の硬化性組成物、
3).
一般式(1)のZがアルコキシ基である、2)に記載の硬化性組成物、
4).
(A)成分の有機重合体が、ポリオキシアルキレン系重合体および(メタ)アクリル酸エステル系重合体からなる群から選択される少なくとも1種の主鎖骨格を有する有機重合体である、1)〜3)のいずれかに記載の硬化性組成物、
5).
(A)成分の有機重合体が、主鎖骨格中に、一般式(2):
−NR2−C(=O)− (2)
(R2は水素原子または置換あるいは非置換の有機基を表わす)で表される基を有することを特徴とする1)〜4)のいずれかに記載の硬化性組成物、
6).
(B)成分の有機重合体の数平均分子量が500〜3,000の範囲内にあり、主鎖の末端および/または側鎖に、一般式(1):
−SiR13-aa (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20のアルキル基、炭素原子数6から20のアリール基、炭素原子数7から20のアラルキル基または(R’)3SiO−(R’は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20の炭化水素基である)で示されるトリオルガノシロキシ基である。また、Zは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基である。さらに、aは1、2、3のいずれかである)で表されるケイ素含有基を、1分子あたり、平均して1個以上有する有機重合体である、1)〜5)のいずれかに記載の硬化性組成物、
7).
(C)成分が合成非晶質シリカである1)〜6)のいずれかに記載の硬化性組成物、
8).
(C)成分が親水性シリカである7)に記載の硬化性組成物、
9).
(C)成分が湿式法で合成された親水性シリカである7)に記載の硬化性組成物、
10).
(C)成分が乾式法で合成された親水性シリカである7)に記載の硬化性組成物、
に関する。
【発明の効果】
【0011】
本発明の1成分型硬化性組成物は、良好な作業性を有し、硬化した組成物は高強度を発現する。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明について詳しく説明する。
【0013】
本発明では(A)成分、(B)成分として反応性ケイ素基を有する有機重合体を使用する。
【0014】
本発明に用いる反応性ケイ素基を有する有機重合体(A)、(A)成分以外の反応性ケイ素基を有する有機重合体(B)の主鎖骨格は特に制限はなく、各種の主鎖骨格を持つものを使用することができる。
【0015】
具体的には、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、ポリオキシテトラメチレン、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体、ポリオキシプロピレン−ポリオキシブチレン共重合体等のポリオキシアルキレン系重合体;エチレン−プロピレン系共重合体、ポリイソブチレン、イソブチレンとイソプレン等との共重合体、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、イソプレンあるいはブタジエンとアクリロニトリルおよび/またはスチレン等との共重合体、ポリブタジエン、イソプレンあるいはブタジエンとアクリロニトリル及びスチレン等との共重合体、これらのポリオレフィン系重合体に水素添加して得られる水添ポリオレフィン系重合体等の炭化水素系重合体;アジピン酸等の2塩基酸とグリコールとの縮合、または、ラクトン類の開環重合で得られるポリエステル系重合体;エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等のモノマーをラジカル重合して得られる(メタ)アクリル酸エステル系重合体;(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン等のモノマーをラジカル重合して得られるビニル系重合体;前記有機重合体中でのビニルモノマーを重合して得られるグラフト重合体;ポリサルファイド系重合体;ε−カプロラクタムの開環重合によるナイロン6、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸の縮重合によるナイロン6・6、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸の縮重合によるナイロン6・10、ε−アミノウンデカン酸の縮重合によるナイロン11、ε−アミノラウロラクタムの開環重合によるナイロン12、上記のナイロンのうち2成分以上の成分を有する共重合ナイロン等のポリアミド系重合体;たとえばビスフェノールAと塩化カルボニルより縮重合して製造されるポリカーボネート系重合体、ジアリルフタレート系重合体等が例示される。なお上記表現形式で例えば(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸および/あるいはメタクリル酸を表すこととする。
【0016】
ポリイソブチレン、水添ポリイソプレン、水添ポリブタジエン等の飽和炭化水素系重合体や、ポリオキシアルキレン系重合体、(メタ)アクリル酸エステル系重合体は比較的ガラス転移温度が低く、得られる硬化物が耐寒性に優れることからより好ましい。
【0017】
(A)成分、(B)成分である有機重合体のガラス転移温度は、特に限定は無いが、20℃以下であることが好ましく、0℃以下であることがより好ましく、−20℃以下であることが特に好ましい。ガラス転移温度が20℃を上回ると、冬季または寒冷地での粘度が高くなり作業性が悪くなる場合があり、また、硬化物の柔軟性が低下し、伸びが低下する場合がある。前記ガラス転移温度はDSC測定による値を示す。
【0018】
また、ポリオキシアルキレン系重合体および(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、透湿性が高く1液型組成物にした場合に深部硬化性に優れ、更に接着性にも優れることから特に好ましく、ポリオキシアルキレン系重合体は最も好ましい。
【0019】
反応性ケイ素基を有する有機重合体中に含有される反応性ケイ素基は、ケイ素原子に結合した水酸基又は加水分解性基を有し、シラノール縮合触媒によって加速される反応によりシロキサン結合を形成することにより架橋し得る基である。反応性ケイ素基としては、一般式(1):
−SiR13-aa (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20のアルキル基、炭素原子数6から20のアリール基、炭素原子数7から20のアラルキル基または(R’)3SiO−(R’は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20の炭化水素基である)で示されるトリオルガノシロキシ基である。また、Zは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基である。さらに、aは1、2、3のいずれかである)で表される基があげられる。
【0020】
加水分解性基としては、特に限定されず、従来公知の加水分解性基であればよい。具体的には、例えば水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基等が挙げられる。これらの内では、水素原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基およびアルケニルオキシ基が好ましく、加水分解性が穏やかで取扱いやすいという観点からアルコキシ基が特に好ましい。
【0021】
加水分解性基や水酸基は、ケイ素原子に1〜3個の範囲で結合することができ、ケイ素基中に2個以上結合する場合には、それらは同じであってもよいし、異なってもよい。
【0022】
また、R1の具体例としては、たとえばメチル基、エチル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基や、R’がメチル基、フェニル基等である(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基等があげられる。これらの中ではメチル基が特に好ましい。
【0023】
反応性ケイ素基のより具体的な例示としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基、ジエトキシメチルシリル基、ジイソプロポキシメチルシリル基、メトキシジメチルシリル基、エトキシジメチルシリル基などが挙げられる。活性が高く良好な硬化性が得られることから、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基がより好ましく、トリメトキシシリル基が特に好ましい。また、貯蔵安定性の点からはジメトキシメチルシリル基が特に好ましい。トリエトキシシリル基は、反応性ケイ素基の加水分解反応に伴って生成するアルコールが、エタノールであり、より高い安全性を有することから特に好ましい。
【0024】
また、ケイ素原子上に3つの加水分解性基を有する反応性ケイ素基を有する有機重合体は、高い硬化性が得られると共に、良好な復元性、耐久性および耐クリープ性を有する硬化性組成物を与える傾向があり好ましい。
【0025】
反応性ケイ素基の導入は公知の方法で行えばよい。すなわち、例えば以下の方法が挙げられる。
【0026】
(イ)分子中に水酸基等の官能基を有する有機重合体に、この官能基に対して反応性を示す活性基および不飽和基を有する有機化合物を反応させ、不飽和基を含有する有機重合体を得る。もしくは、不飽和基含有エポキシ化合物との共重合により不飽和基含有有機重合体を得る。ついで得られた反応生成物に反応性ケイ素基を有するヒドロシランを作用させてヒドロシリル化する。
【0027】
(ロ)(イ)法と同様にして得られた不飽和基を含有する有機重合体にメルカプト基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる。
【0028】
(ハ)分子中に水酸基、エポキシ基やイソシアネート基等の官能基を有する有機重合体に、この官能基に対して反応性を示す官能基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる。
【0029】
以上の方法のなかで、(イ)の方法、または(ハ)のうち末端に水酸基を有する有機重合体とイソシアネート基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる方法は、比較的短い反応時間で高い転化率が得られる為に好ましい。更に、(イ)の方法で得られた反応性ケイ素基を有する有機重合体は、(ハ)の方法で得られる有機重合体よりも低粘度で作業性の良い硬化性組成物となること、また、(ロ)の方法で得られる有機重合体は、メルカプトシランに基づく臭気が強いことから、(イ)の方法が特に好ましい。
【0030】
(イ)の方法において用いるヒドロシラン化合物の具体例としては、たとえば、トリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、フェニルジクロロシランのようなハロゲン化シラン類;トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、フェニルジメトキシシランのようなアルコキシシラン類;メチルジアセトキシシラン、フェニルジアセトキシシランのようなアシロキシシラン類;ビス(ジメチルケトキシメート)メチルシラン、ビス(シクロヘキシルケトキシメート)メチルシランのようなケトキシメートシラン類などがあげられるが、これらに限定されるものではない。これらのうちではとくにハロゲン化シラン類、アルコキシシラン類が好ましく、特にアルコキシシラン類は、得られる硬化性組成物の加水分解性が穏やかで取り扱いやすいために最も好ましい。アルコキシシラン類の中で、メチルジメトキシシランは、入手し易く、得られる有機重合体を含有する硬化性組成物の硬化性、貯蔵安定性、伸び特性、引張強度が高い為に特に好ましい。
【0031】
上記ヒドロシラン化合物の中で、一般式(3):
H−SiZ3 (3)
(式中、Zは前記と同じ。)で表されるヒドロシラン化合物は、該ヒドロシラン化合物の付加反応により得られる有機重合体からなる硬化性組成物の硬化性が優れることから好ましい。一般式(3)で表されるヒドロシラン化合物の中で、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、および、トリイソプロポキシシラン等のトリアルコキシシラン類がより好ましい。
【0032】
前記トリアルコキシシラン類の中でも、トリメトキシシランなどの炭素原子数が1のアルコキシ基(メトキシ基)を有するトリアルコキシシランは、不均化反応が速く進行する場合があり、不均化反応が進むと、ジメトキシシランのようなかなり危険な化合物が生じる。取り扱い上の安全性の観点から、一般式(4):
H−Si(OR33 (4)
(式中、3個のR3は、それぞれ独立に炭素原子数2から20の有機基である)で表される炭素原子数が2以上のアルコキシ基を有するトリアルコキシシランを用いることが好ましい。入手性、取り扱い上の安全性の観点から、トリエトキシシランが最も好ましい。
【0033】
(ロ)の合成法としては、たとえば、メルカプト基および反応性ケイ素基を有する化合物を、ラジカル開始剤および/またはラジカル発生源存在下でのラジカル付加反応によって、有機重合体の不飽和結合部位に導入する方法等が挙げられるが、特に限定されるものではない。前記メルカプト基および反応性ケイ素基を有する化合物の具体例としては、たとえば、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルジエトキシメチルシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシランなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。
【0034】
(ハ)の合成法のうち末端に水酸基を有する有機重合体とイソシアネート基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる方法としては、たとえば、特開平3−47825号公報に示される方法等が挙げられるが、特に限定されるものではない。前記イソシアネート基および反応性ケイ素基を有する化合物の具体例としては、たとえば、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルジメトキシメチルシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルジエトキシメチルシラン、イソシアネートメチルトリメトキシシラン、イソシアネートメチルトリエトキシシラン、イソシアネートメチルジメトキシメチルシラン、イソシアネートメチルジエトキシメチルシランなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。
【0035】
前述したように、トリメトキシシラン等の一つのケイ素原子に3個の加水分解性基が結合しているシラン化合物は不均化反応が進行する場合がある。不均化反応が進むと、ジメトキシシランのようなかなり危険な化合物が生じる。しかし、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランやγ−イソシアネートプロピルトリメトキシシランでは、このような不均化反応は進行しない。このため、ケイ素含有基としてトリメトキシシリル基など3個の加水分解性基が一つのケイ素原子に結合している基を用いる場合には、(ロ)または(ハ)の合成法を用いることが好ましい。
【0036】
(A)成分である反応性ケイ素基を有する有機重合体は、直鎖状または分岐を有してもよく、その数平均分子量はGPCにおけるポリスチレン換算において6,000を超え100,000以下であり、より好ましくは7,000〜50,000であり、特に好ましくは9,000〜30,000である。数平均分子量が6000以下では、硬化物の伸び特性の点で不都合な傾向があり、100,000を越えると、高粘度となる為に作業性の点で不都合な傾向がある。
【0037】
(B)成分である(A)成分以外の反応性ケイ素基を有する有機重合体は、直鎖状または分岐を有してもよく、その数平均分子量はGPCにおけるポリスチレン換算において500〜6000であり、6,000未満が好ましく、より好ましくは5,000未満であり、特に好ましくは3,000未満である。数平均分子量が6,000以上では、硬化性組成物の粘度が高くなり、作業性の点で不都合な傾向がある。数平均分子量が3,000未満では、硬化性組成物の粘度が低くなり、作業性の点で良好な傾向がある。数平均分子量が500未満では、硬化物の伸び率低下のため好ましくない。
【0038】
高強度、高伸びで、低弾性率を示すゴム状硬化物を得るためには、有機重合体(A)成分、(B)成分ともに含有される反応性ケイ素基は重合体1分子中に平均して少なくとも1個、好ましくは1.1〜5個存在するのがよい。分子中に含まれる反応性ケイ素基の数が平均して1個未満になると、硬化性が不充分になり、良好なゴム弾性挙動を発現しにくくなる。反応性ケイ素基は、有機重合体分子鎖の主鎖の末端あるいは側鎖の末端にあってもよいし、また、両方にあってもよい。特に、反応性ケイ素基が分子鎖の主鎖の末端にあるときは、最終的に形成される硬化物に含まれる有機重合体成分の有効網目長が長くなるため、高強度、高伸びで、低弾性率を示すゴム状硬化物が得られやすくなる。
【0039】
前記ポリオキシアルキレン系重合体は、本質的に一般式(5):
−R4−O− (5)
(式中、R4は炭素原子数1から14の直鎖状もしくは分岐アルキレン基である。)で示される繰り返し単位を有する重合体であり、一般式(5)におけるR4は、炭素原子数1から14の、さらには2から4の、直鎖状もしくは分岐状アルキレン基が好ましい。一般式(5)で示される繰り返し単位の具体例としては、
【0040】
【化1】

【0041】
等が挙げられる。ポリオキシアルキレン系重合体の主鎖骨格は、1種類だけの繰り返し単位からなってもよいし、2種類以上の繰り返し単位からなってもよい。特にシーラント等に使用される場合には、プロピレンオキシド重合体を主成分とする重合体から成るものが非晶質であることや比較的低粘度である点から好ましい。
【0042】
ポリオキシアルキレン系重合体の合成法としては、例えば、KOHのようなアルカリ触媒による重合法、特開昭61−215623号に示される有機アルミニウム化合物とポルフィリンとを反応させて得られる錯体のような遷移金属化合物−ポルフィリン錯体触媒による重合法、特公昭46−27250号、特公昭59−15336号、米国特許3278457号、米国特許3278458号、米国特許3278459号、米国特許3427256号、米国特許3427334号、米国特許3427335号等に示される複合金属シアン化物錯体触媒による重合法、特開平10−273512号に例示されるポリホスファゼン塩からなる触媒を用いる重合法、特開平11−060722号に例示されるホスファゼン化合物からなる触媒を用いる重合法等、があげられるが、特に限定されるものではない。
【0043】
反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体の製造方法は、特公昭45−36319号、同46−12154号、特開昭50−156599号、同54−6096号、同55−13767号、同55−13468号、同57−164123号、特公平3−2450号、米国特許3632557、米国特許4345053、米国特許4366307、米国特許4960844等の各公報に提案されているもの、また特開昭61−197631号、同61−215622号、同61−215623号、同61−218632号、特開平3−72527号、特開平3−47825号、特開平8−231707号の各公報に提案されている数平均分子量6,000以上、Mw/Mnが1.6以下の高分子量で分子量分布が狭いポリオキシアルキレン系重合体が例示できるが、特にこれらに限定されるものではない。
【0044】
上記の反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体は、単独で使用してもよいし2種以上併用してもよい。
【0045】
前記飽和炭化水素系重合体は芳香環以外の炭素−炭素不飽和結合を実質的に含有しない重合体であり、その骨格をなす重合体は、(1)エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレンなどのような炭素原子数2から6のオレフィン系化合物を主モノマーとして重合させるか、(2)ブタジエン、イソプレンなどのようなジエン系化合物を単独重合させ、あるいは、上記オレフィン系化合物とを共重合させた後、水素添加するなどの方法により得ることができるが、イソブチレン系重合体や水添ポリブタジエン系重合体は、末端に官能基を導入しやすく、分子量を制御しやすく、また、末端官能基の数を多くすることができるので好ましく、イソブチレン系重合体が特に好ましい。
【0046】
主鎖骨格が飽和炭化水素系重合体であるものは、耐熱性、耐候性、耐久性、及び、湿気遮断性に優れる特徴を有する。
【0047】
イソブチレン系重合体は、単量体単位のすべてがイソブチレン単位から形成されていてもよいし、他単量体との共重合体でもよいが、ゴム特性の面からイソブチレンに由来する繰り返し単位を50重量%以上含有するものが好ましく、80重量%以上含有するものがより好ましく、90〜99重量%含有するものが特に好ましい。
【0048】
飽和炭化水素系重合体の合成法としては、従来、各種重合方法が報告されているが、特に近年多くのいわゆるリビング重合が開発されている。飽和炭化水素系重合体、特にイソブチレン系重合体の場合、Kennedyらによって見出されたイニファー重合(J.P.Kennedyら、J.Polymer Sci., Polymer Chem. Ed. 1997年、15巻、2843頁)を用いることにより容易に製造することが可能であり、分子量500〜100,000程度を、分子量分布1.5以下で重合でき、分子末端に各種官能基を導入できることが知られている。
【0049】
反応性ケイ素基を有する飽和炭化水素系重合体の製法としては、たとえば、特公平4−69659号、特公平7−108928号、特開昭63−254149号、特開昭64−22904号、特開平1−197509号、特許公報第2539445号、特許公報第2873395号、特開平7−53882号の各明細書などに記載されているが、特にこれらに限定されるものではない。
【0050】
上記の反応性ケイ素基を有する飽和炭化水素系重合体は、単独で使用してもよいし2種以上併用してもよい。
【0051】
前記(メタ)アクリル酸エステル系重合体の主鎖を構成する(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとしては特に限定されず、各種のものを用いることができる。例示するならば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸3−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2−アミノエチル、γ−(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、γ−(メタクリロイルオキシ)プロピルジメトキシメチルシラン、メタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルトリエトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルジメトキシメチルシラン、メタクリロイルオキシメチルジエトキシメチルシラン、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2−トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロエチル−2−パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ビス(トリフルオロメチル)メチル、(メタ)アクリル酸2−トリフルオロメチル−2−パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロデシルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロヘキサデシルエチル等の(メタ)アクリル酸系モノマーが挙げられる。
【0052】
前記(メタ)アクリル酸エステル系重合体では、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとともに、以下のビニル系モノマーを共重合することもできる。該ビニル系モノマーを例示すると、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロルスチレン、スチレンスルホン酸及びその塩等のスチレン系モノマー;パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニルモノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のケイ素含有ビニル系モノマー;無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル系モノマー;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基含有ビニル系モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル類;エチレン、プロピレン等のアルケン類;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコール等が挙げられる。
【0053】
これらは、単独で用いても良いし、複数を共重合させても構わない。なかでも、生成物の物性等から、スチレン系モノマー及び(メタ)アクリル酸系モノマーからなる重合体が好ましい。より好ましくは、アクリル酸エステルモノマー及びメタクリル酸エステルモノマーからなる(メタ)アクリル系重合体であり、特に好ましくはアクリル酸エステルモノマーからなるアクリル系重合体である。一般建築用等の用途においては配合物の低粘度、硬化物の低モジュラス、高伸び、耐候、耐熱性等の物性が要求される点から、アクリル酸ブチル系モノマーが更に好ましい。一方、自動車用途等の耐油性等が要求される用途においては、アクリル酸エチルを主とした共重合体が更に好ましい。このアクリル酸エチルを主とした重合体は耐油性に優れるが低温特性(耐寒性)にやや劣る傾向があるため、その低温特性を向上させるために、アクリル酸エチルの一部をアクリル酸ブチルに置き換えることも可能である。ただし、アクリル酸ブチルの比率を増やすに伴いその良好な耐油性が損なわれていくので、耐油性を要求される用途にはその比率は40モル%以下にするのが好ましく、更には30モル%以下にするのがより好ましい。また、耐油性を損なわずに低温特性等を改善するために側鎖のアルキル基に酸素が導入されたアクリル酸2−メトキシエチルやアクリル酸2−エトキシエチル等を用いるのも好ましい。ただし、側鎖にエーテル結合を持つアルコキシ基の導入により耐熱性が劣る傾向にあるので、耐熱性が要求されるときには、その比率は40モル%以下にするのが好ましい。各種用途や要求される目的に応じて、必要とされる耐油性や耐熱性、低温特性等の物性を考慮し、その比率を変化させ、適した重合体を得ることが可能である。例えば、限定はされないが耐油性や耐熱性、低温特性等の物性バランスに優れている例としては、アクリル酸エチル/アクリル酸ブチル/アクリル酸2−メトキシエチル(モル比で40〜50/20〜30/30〜20)の共重合体が挙げられる。本発明においては、これらの好ましいモノマーを他のモノマーと共重合、更にはブロック共重合させても構わなく、その際は、これらの好ましいモノマーが重量比で40%以上含まれていることが好ましい。
【0054】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体の合成法としては、特に限定されず、公知の方法で行えばよい。但し、重合開始剤としてアゾ系化合物、過酸化物などを用いる通常のフリーラジカル重合法で得られる重合体は、分子量分布の値が一般に2以上と大きく、粘度が高くなるという問題を有している。従って、分子量分布が狭く、粘度の低い(メタ)アクリル酸エステル系重合体であって、高い割合で分子鎖末端に架橋性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体を得るためには、リビングラジカル重合法を用いることが好ましい。
【0055】
「リビングラジカル重合法」の中でも、有機ハロゲン化物あるいはハロゲン化スルホニル化合物等を開始剤、遷移金属錯体を触媒として(メタ)アクリル酸エステル系モノマーを重合する「原子移動ラジカル重合法」は、上記の「リビングラジカル重合法」の特徴に加えて、官能基変換反応に比較的有利なハロゲン等を末端に有し、開始剤や触媒の設計の自由度が大きいことから、特定の官能基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体の製造方法としてはさらに好ましい。この原子移動ラジカル重合法としては例えば、Matyjaszewskiら、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカルソサエティー(J.Am.Chem.Soc.)1995年、117巻、5614頁などが挙げられる。
【0056】
反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体の製法としては、たとえば、特公平3−14068号公報、特公平4−55444号公報、特開平6−211922号公報等に、連鎖移動剤を用いたフリーラジカル重合法を用いた製法が開示されている。また、特開平9−272714号公報等に、原子移動ラジカル重合法を用いた製法が開示されているが、特にこれらに限定されるものではない。
【0057】
上記の反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、単独で使用してもよいし2種以上併用してもよい。
【0058】
これらの反応性ケイ素基を有する有機重合体は、単独で使用してもよいし2種以上併用してもよい。具体的には、反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体、反応性ケイ素基を有する飽和炭化水素系重合体、反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体、からなる群から選択される2種以上をブレンドしてなる有機重合体も使用できる。
【0059】
反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体と反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体をブレンドしてなる有機重合体の製造方法は、特開昭59−122541号、特開昭63−112642号、特開平6−172631号、特開平11−116763号公報等に提案されているが、特にこれらに限定されるものではない。好ましい具体例は、反応性ケイ素基を有し分子鎖が実質的に、下記一般式(6):
−CH2−C(R5)(COOR6)− (6)
(式中、R5は水素原子またはメチル基、R6は炭素原子数1から8のアルキル基を示す)で表される炭素原子数1から8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位と、下記一般式(7):
−CH2−C(R5)(COOR7)− (7)
(式中、R5は前記に同じ、R7は炭素原子数10以上のアルキル基を示す)で表される炭素原子数10以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位からなる共重合体に、反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体をブレンドして製造する方法である。
【0060】
前記一般式(6)のR6としては、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基等の炭素原子数1から8、好ましくは1から4、さらに好ましくは1または2のアルキル基があげられる。なお、R6のアルキル基は単独でもよく、2種以上混合していてもよい。
【0061】
前記一般式(7)のR7としては、たとえばラウリル基、トリデシル基、セチル基、ステアリル基、ベヘニル基等の炭素原子数10以上、通常は10から30、好ましくは10から20の長鎖のアルキル基があげられる。なお、R7のアルキル基は単独でもよく、2種以上混合したものであってもよい。
【0062】
該(メタ)アクリル酸エステル系共重合体の分子鎖は実質的に式(6)及び式(7)の単量体単位からなるが、ここでいう「実質的に」とは該共重合体中に存在する式(6)及び式(7)の単量体単位の合計が50重量%をこえることを意味する。一般式(6)及び一般式(7)の単量体単位の合計は好ましくは70重量%以上である。
【0063】
また一般式(6)の単量体単位と一般式(7)の単量体単位の存在比は、重量比で95:5〜40:60が好ましく、90:10〜60:40がさらに好ましい。
【0064】
該共重合体に含有されていてもよい一般式(6)及び一般式(7)以外の単量体単位としては、たとえばアクリル酸、メタクリル酸等のアクリル酸;アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等のアミド基、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、アミノエチルビニルエーテル等の窒素含有基を含む単量体;その他アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、アルキルビニルエーテル、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、エチレン等に起因する単量体単位があげられる。
【0065】
反応性ケイ素基を有する飽和炭化水素系重合体と反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系共重合体をブレンドしてなる有機重合体は、特開平1−168764号、特開2000−186176号公報等に提案されているが、特にこれらに限定されるものではない。
【0066】
さらに、反応性ケイ素官能基を有する(メタ)アクリル酸エステル系共重合体をブレンドしてなる有機重合体の製造方法としては、他にも、反応性ケイ素基を有する有機重合体の存在下で(メタ)アクリル酸エステル系単量体の重合を行う方法が利用できる。この製造方法は、特開昭59−78223号、特開昭59−168014号、特開昭60−228516号、特開昭60−228517号等の各公報に具体的に開示されているが、これらに限定されるものではない。
【0067】
一方、有機重合体の主鎖骨格中には本発明の効果を大きく損なわない範囲でウレタン結合成分等の他の成分を含んでいてもよい。
【0068】
前記ウレタン結合成分としては特に限定されないが、イソシアネート基と活性水素基との反応により生成する基(以下、アミドセグメントともいう)を挙げることができる。
【0069】
前記アミドセグメントは一般式(2):
−NR2−C(=O)− (2)
(R2は水素原子または置換あるいは非置換の有機基を表す)で表される基である。
【0070】
前記アミドセグメントとしては、具体的には、イソシアネート基と水酸基との反応により生成するウレタン基;イソシアネート基とアミノ基との反応により生成する尿素基;イソシアネート基とメルカプト基との反応により生成するチオウレタン基などを挙げることができる。また、本発明では、上記ウレタン基、尿素基、及び、チオウレタン基中の活性水素が、更にイソシアネート基と反応して生成する基も、一般式(2)の基に含まれる。
【0071】
アミドセグメントと反応性ケイ素基を有する有機重合体の工業的に容易な製造方法を例示すると、末端に活性水素含有基を有する有機重合体に、過剰のポリイソシアネート化合物を反応させて、ポリウレタン系主鎖の末端にイソシアネート基を有する重合体とした後、あるいは同時に、該イソシアネート基の全部または一部に一般式(8)
W−R8−SiR13-aa (8)
(ただし、式中、R1、Z、aは前記と同じ。R8は、2価の有機基であり、より好ましくは炭素原子数1から20の置換もしくは非置換の2価の炭化水素基である。Wは水酸基、カルボキシル基、メルカプト基、非置換または一置換のアミノ基から選ばれた活性水素含有基である。)で表されるケイ素化合物のW基を反応させる方法により製造されるものを挙げることができる。この製造方法に関連した、有機重合体の公知の製造法を例示すると、特公昭46−12154号(米国特許3632557号)、特開昭58−109529号(米国特許4374237号)、特開昭62−13430号(米国特許4645816号)、特開平8−53528号(EP0676403)、特開平10−204144号(EP0831108)、特表2003−508561(米国特許6197912号)、特開平6−211879号(米国特許5364955号)、特開平10−53637号(米国特許5756751号)、特開平11−100427号、特開2000−169544号、特開2000−169545号、特開2002−212415号、特許第3313360号、米国特許4067844号、米国特許3711445号、特開2001−323040号、などが挙げられる。
【0072】
また、末端に活性水素含有基を有する有機重合体に一般式(9)
O=C=N−R8−SiR13-aa (9)
(ただし、式中R1、R8、Z、aは前記に同じ。)で示される反応性ケイ素基含有イソシアネート化合物とを反応させることにより製造されるものを挙げることができる。この製造方法に関連した、有機重合体の公知の製造法を例示すると、特開平11−279249号(米国特許5990257号)、特開2000−119365号(米国特許6046270号)、特開昭58−29818号(米国特許4345053号)、特開平3−47825号(米国特許5068304号)、特開平11−60724号、特開2002−155145号、特開2002−249538号、WO03/018658、WO03/059981などが挙げられる。
【0073】
末端に活性水素含有基を有する有機重合体としては、末端に水酸基を有するオキシアルキレン重合体(ポリエーテルポリオール)、ポリアクリルポリオール、ポリエステルポリオール、末端に水酸基を有する飽和炭化水素系重合体(ポリオレフィンポリオール)、ポリチオール化合物、ポリアミン化合物などが挙げられる。これらの中でも、ポリエーテルポリオール、ポリアクリルポリオール、および、ポリオレフィンポリオールは、得られる有機重合体のガラス転移温度が比較的低く、得られる硬化物が耐寒性に優れることから好ましい。特に、ポリエーテルポリオールは、得られる有機重合体の粘度が低く作業性が良好であり、深部硬化性が良好である為に特に好ましい。また、ポリアクリルポリオールおよび飽和炭化水素系重合体は、得られる有機重合体の硬化物の耐候性・耐熱性が良好である為により好ましい。
【0074】
ポリエーテルポリオールとしては、いかなる製造方法において製造されたものでも使用することが出来るが、全分子平均で分子末端当り少なくとも0.7個の水酸基を末端に有するものが好ましい。具体的には、従来のアルカリ金属触媒を使用して製造したオキシアルキレン重合体や、複合金属シアン化物錯体やセシウムの存在下、少なくとも2つの水酸基を有するポリヒドロキシ化合物などの開始剤に、アルキレンオキシドを反応させて製造されるオキシアルキレン重合体などが挙げられる。
【0075】
上記の各重合法の中でも、複合金属シアン化物錯体を使用する重合法は、より低不飽和度で、Mw/Mnが狭く、より低粘度でかつ、高耐酸性、高耐候性のオキシアルキレン重合体を得ることが可能であるため好ましい。
【0076】
前記ポリアクリルポリオールとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(共)重合体を骨格とし、かつ、分子内にヒドロキシル基を有するポリオールを挙げることができる。この重合体の合成法は、分子量分布が狭く、低粘度化が可能なことからリビングラジカル重合法が好ましく、原子移動ラジカル重合法がさらに好ましい。また、特開2001−207157号公報に記載されているアクリル酸アルキルエステル系単量体を高温、高圧で連続塊状重合によって得た、いわゆるSGOプロセスによる重合体を用いるのが好ましい。具体的には、東亞合成(株)製のUH−2000等が挙げられる。
【0077】
前記ポリイソシアネート化合物の具体例としては、トルエン(トリレン)ジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香族系ポリイソシアネート;イソフォロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネートなどを挙げることができる。
【0078】
一般式(8)のケイ素化合物としては特に限定はないが、具体的に例示すると、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−フェニル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エチルアミノイソブチルトリメトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルジエトキシメチルシラン、N−フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、等のアミノ基含有シラン類;γ−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン等のヒドロキシ基含有シラン類;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基含有シラン類;等が挙げられる。また、特開平6−211879号(米国特許5364955号)、特開平10−53637号(米国特許5756751号)、特開平10−204144号(EP0831108)、特開2000−169544号、特開2000−169545号に記載されている様に、各種のα,β−不飽和カルボニル化合物とアミノ基含有シランとのMichael付加反応物、または、各種の(メタ)アクリロイル基含有シランと一級アミノ基含有化合物とのMichael付加反応物もまた、一般式(8)のケイ素化合物として用いることができる。
【0079】
一般式(9)の反応性ケイ素基含有イソシアネート化合物としては特に限定はないが、具体的に例示すると、γ−トリメトキシシリルプロピルイソシアネート、γ−トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、γ−メチルジメトキシシリルプロピルイソシアネート、γ−メチルジエトキシシリルプロピルイソシアネート、トリメトキシシリルメチルイソシアネート、ジエトキシメチルシリルメチルイソシアネート、ジメトキシメチルシリルメチルイソシアネート、ジエトキシメチルシリルメチルイソシアネート等が挙げられる。また、特開2000−119365号(米国特許6046270号)に記載されている様に、一般式(8)のケイ素化合物と、過剰の前記ポリイソシアネート化合物を反応させて得られる化合物もまた、一般式(9)の反応性ケイ素基含有イソシアネート化合物として用いることができる。
【0080】
本発明の(A)成分、(B)成分である有機重合体の主鎖骨格中にアミドセグメントが多いと、有機重合体の粘度が高くなる傾向がある。また、貯蔵後に粘度が上昇する場合もあり、得られる組成物の作業性が低下する場合がある。従って、貯蔵安定性や作業性の優れた組成物を得るためには、実質的にアミドセグメントを含まないことが好ましい。一方、(A)成分、(B)成分の主鎖骨格中のアミドセグメントによって、本発明の組成物の硬化性が向上する傾向がある。従って、(A)成分、(B)成分の主鎖骨格中にアミドセグメントを含む場合、アミドセグメントは1分子あたり平均で、1〜10個が好ましく、1.5〜7個がより好ましく、2〜5個が特に好ましい。1個よりも少ない場合には、硬化性が十分ではない場合があり、10個よりも大きい場合には、有機重合体が高粘度となり作業性の悪い組成物となる場合がある。
【0081】
また、上記方法により、一般式(8)または一般式(9)の化合物を用いて製造される有機重合体の中で、R8が−CH2−である化合物からなる有機重合体は、特に優れた硬化性が得られる傾向にある。
【0082】
斯かる(B)成分は、(A)成分100重量部に対し、通常10〜50重量部の範囲、好ましくは20〜40重量部の範囲で使用されるのが良い。(B)成分の使用量が10重量部未満の場合には組成物の粘度が高くなりすぎる場合があり、また50重量部を越える場合は硬化物の伸び率が低下する場合があり好ましくない。
【0083】
本発明では(C)成分としてシリカを使用する。
【0084】
シリカはシリカ表面のシラノール基を様々な化学物質と反応させて得られる表面処理シリカとシラノール基への化学修飾を全く行わない親水性シリカとよばれる無処理シリカに大別できる。無処理シリカでは、水との親和性の強いシラノール基がシリカの全面に存在しているため水などの極性分子と相溶性に優れている。このため、親水性シリカと呼ばれる。
【0085】
一方、表面処理シリカは親水性シリカの表面シラノールに有機ハロゲン、アルコール、シランカップリング剤などを反応させて合成される。合成された表面処理シリカは処理を行うことで、シラノール基密度が低くなり、水分吸着量も減少する。また、表面処理剤によって表面極性が大きく変化し、充填されるポリマーとの相溶性が大きく変化する。親水性シリカに比べ疎水性を示す表面処理シリカは疎水性シリカと呼ばれる。
【0086】
親水性シリカ、疎水性シリカは充填される液体、ポリマー、エラストマーの増粘、チクソトロピー性付与剤、補強剤などに利用される。コスト面においては親水性シリカより疎水性シリカは高価になるが、表面が不活性化されており貯蔵中に他の充填剤と反応が起こらず安定化し易く、水分を吸収しにくい点において多くのエラストマー製品に利用されている。また、硬化性組成物においても疎水性シリカは充填剤として一般的に推奨されている。
【0087】
シリカは表面処理の有無以外に、種々の基準でカテゴリー分けをすることが出来る。天産品か合成品、製造方法の種類、結晶性か非結晶性かなど、基準は多岐にわたる。
【0088】
合成品で非晶質性のシリカは合成非晶質シリカと呼ばれ、機能性充填剤として様々な用途に利用されている。
【0089】
合成非晶質シリカは乾式法シリカと湿式法シリカに大別される。
【0090】
乾燥式シリカは一般的には、四塩化ケイ素を原料に合成され、トチルトリクロロシランやトリクロロシランなどのシラン類も、単独、または四塩化ケイ素と混合した状態のいずれかで原料として使用される。これら原料は気化され、続いて酸/水素ガス火炎中で中間体として生じる水と定量的に反応し、目的のシリカを形成する。
【0091】
乾燥式シリカは一次粒子同士のシロキサン結合がなく、凝集構造は水素結合やファンデルワールス力に起因するもので、二次粒子を形成しない。また、高温(1000℃〜1200℃で)で生成することから、シラノール基が少ない。ゆえに乾式法シリカはせん断により一次粒子近くまで分散し、かつシラノール基が少なく、それにともない付着水分も少ないことから、低発泡性・高透明性・補強性を重視する機能性ゴム材料分野に利用されている。一方、湿式法シリカは通常、ケイ酸ナトリウムと鉱酸(代表的には硫酸)を反応させることにより合成される。
【0092】
湿式法シリカは一次粒子同士のシロキサン結合があり、その強さは細孔容積や製造時の凝集後の反応に左右されるが、乾燥式シリカと比較して凝集構造は比較的強く、二次粒子構造を有する。硬い二次粒子構造を利用した、フィルムのアンチブロッキング剤、柔らかい二次粒子を利用したゴム用途などに湿式法シリカは利用されている。
【0093】
シリカ(C)の使用量は特に限定されないが、(A)成分と(B)の合計量100重量部に対して5重量部以上50重量部以下の割合で含まれることが好ましく、10重量部以上30重量部以下がより好ましい。5重量部未満であると補強効果が小さく、好ましくない。50重量部を越えると粘度が高く、押し出し性が悪いため好ましくない。
【0094】
上記で説明した乾式法で合成された親水性シリカ、疎水性シリカはエボニック(株)、日本アエロジル(株)、トクヤマ(株)で各種購入可能である。また、湿式法で合成された親水性シリカ、疎水性シリカについては富士シリシア(株)、日本シリカ工業(株)、トクヤマ(株)で各種購入可能である。
【0095】
乾式法で合成されたエボニック(株)、日本アエロジル(株)の親水性シリカはたとえば、AEROSIL 90、AEROSIL 130、AEROSIL 150、AEROSIL 200、AEROSIL 300、AEROSIL 380、AEROSIL OX50、AEROSIL EG50、AEROSIL TT600などが挙げられ、疎水性シリカではたとえばAEROSIL R972、AEROSIL R974、AEROSIL R976、AEROSIL R104、AEROSIL R106、AEROSIL R202、AEROSIL R805、AEROSIL R812、AEROSIL R812S、AEROSIL R816、AEROSIL R7200、AEROSIL R8200、AEROSIL R9200などが挙げられる。
【0096】
湿式法で合成された富士シリシア(株)の親水性シリカはたとえば、サイリシア250、サイリシア350、サイリシア450、サイリシア550、サイリシア740などが挙げられ、疎水性シリカではサイロホービック200、サイロホービック704、サイロホービック505、サイロホービック603などが挙げられる。
【0097】
本発明の硬化性組成物は、必要に応じてシランカップリング剤や硬化触媒、充填材、揺変剤、可塑剤、希釈剤、安定剤、着色剤等を添加することができる。
【0098】
シランカップリング剤の具体例としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(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、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基含有シラン類;γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン等のメルカプト基含有シラン類;γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等のエポキシ基含有シラン類;β−カルボキシエチルトリエトキシシラン、β−カルボキシエチルフェニルビス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−β−(カルボキシメチル)アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のカルボキシシラン類;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルトリエトキシシラン等のビニル型不飽和基含有シラン類;γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のハロゲン含有シラン類;トリス(トリメトキシシリル)イソシアヌレート等のイソシアヌレートシラン類;γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン等のイソシアネート基含有シラン類等を挙げることができる。また、これらを変性した誘導体である、アミノ変性シリルポリマー、シリル化アミノポリマー、不飽和アミノシラン錯体、ブロックイソシアネートシラン、フェニルアミノ長鎖アルキルシラン、アミノシリル化シリコーン、シリル化ポリエステル等もシランカップリング剤として用いることができる。これらシランカップリング剤は単独で使用してもよく、2種類以上併用してもよい。
【0099】
斯かるシランカップリング剤は、(A)成分と(B)成分の合計が100重量部に対し、通常0.5〜20重量部の範囲、好ましくは1〜15重量部の範囲で使用されるのが良い。シランカップリング剤が0.5重量部未満では接着性が低下し、20重量部を超えると組成物の反応性が低下する場合があるため好ましくない。特に接着性の点より、アミノシランやその反応物、エポキシシラン、イソシアネートシランが好ましい。
【0100】
硬化触媒の具体例としては、例えば、テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート等のチタン酸エステル類;ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズジアセテート、オクチル酸スズ、ナフテン酸スズ、ジブチルスズオキサイドとフタル酸エステルとの反応物、ジブチルスズビスアセチルアセトナート等の有機スズ化合物類;アルミニウムトリスアセチルアセトナート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート等の有機アルミニウム化合物類;ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート等のキレート化合物類;オクチル酸鉛;ブチルアミン、オクチルアミン、ジブチルアミン、ラウリルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、オレイルアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、キシリレンジアミン、トリエチレンジアミン、グアニジン、ジフェニルグアニジン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、モルホリン、N−メチルモルホリン、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(以下、DBUと略)等のアミン化合物、あるいはこれらアミン化合物のカルボン酸等との塩;酸性リン酸エステル;酸性リン酸エステルとアミンの反応物;飽和若しくは不飽和の多価カルボン酸又はその酸無水物;過剰のポリアミンと多塩基酸とから得られる低分子量ポリアミド樹脂;過剰のポリアミンとエポキシ化合物との反応生成物;γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤;等のシラノール縮合触媒、更には他の酸性触媒、塩基性触媒等の公知のシラノール縮合触媒等が挙げられる。これらの触媒は単独で使用してもよく、2種類以上併用してもよい。
【0101】
斯かる硬化触媒は、(A)成分と(B)成分の合計が100重量部に対し、通常0.01〜15重量部の範囲、好ましくは0.1〜10重量部の範囲で使用されるのが良い。0.01重量部未満では組成物の硬化性が低下し、15重量部を超えると貯蔵安定性や接着性の低下等が起こるため好ましくない。特に硬化速度や貯蔵安定性の点より、4価のスズ触媒が好ましい。
【0102】
本発明には充填材として(C)成分であるシリカを用いる。また、充填材として(C)成分以外の充填材も用いることができる。例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、カーボンブラック、溶融シリカ、珪藻土、白土、カオリン、クレー、タルク、木粉、クルミ殻粉、もみ殻粉、無水ケイ酸、石英粉末、アルミニウム粉末、亜鉛粉末、アスベスト、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズ、アルミナ、ガラスバルーン、シラスバルーン、シリカバルーン等の無機充填材や、パルプ、木綿チップ等の木質充填材、粉末ゴム、再生ゴム、熱可塑性あるいは熱硬化性樹脂の微粉末、ポリエチレン等の中空体等が有機充填材として挙げられる。これら充填材は単独で使用してもよく、2種類以上併用してもよい。
【0103】
斯かる充填材は、(A)成分と(B)成分の合計が100重量部に対し、通常50〜1000重量部の範囲、好ましくは60〜900重量部の範囲で使用されるのが良い。充填剤の使用量が50重量部未満では組成物のコストが上昇し、1000重量部を超えると粘度が上がり作業性が低下するため好ましくない。特に、品質、コストの点より、炭酸カルシウムが好ましい。
【0104】
揺変剤の具体例としては、例えば、水添ヒマシ油、有機アミドワックス、有機ベントナイト、ステアリン酸カルシウム等が挙げられる。これらの揺変剤は、単独で使用してもよく、2種類以上併用してもよい。
【0105】
斯かる揺変剤は、(A)成分と(B)成分の合計が100重量部に対して0.1〜50重量部の範囲、好ましくは1〜30重量部の範囲で使用されるのが良い。揺変剤の使用量が0.1重量部未満の場合は十分な揺変が得られない場合があり、また50重量部を越える場合はコストが上昇するなどの点で好ましくない。
【0106】
可塑剤の具体例としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタレート等のフタル酸エステル類;アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル、セバシン酸ジブチル等の脂肪族二塩基酸エステル類;ジエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル等のグリコールエステル類;オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル等の脂肪族エステル類;リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル等のリン酸エステル類、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ベンジル等のエポキシ可塑剤類;2塩基酸と2価アルコールとのポリエステル類等のポリエステル系可塑剤;ポリプロピレングリコールやその誘導体等のポリエーテル類;ポリ−α−メチルスチレン、ポリスチレン等のポリスチレン類;ポリブタジエン、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、ポリブテン、塩素化パラフィン類等が挙げられる。これらの可塑剤は単独で使用してもよく、2種類以上併用してもよい。
【0107】
斯かる可塑剤は、(A)成分と(B)成分の合計が100重量部に対し、通常10〜300重量部の範囲、好ましくは20〜250重量部の範囲で使用されるのが良い。可塑剤の使用量が10重量部未満の場合には組成物の粘度が高くなりすぎる場合があり、また300重量部を越える場合は硬化物からの可塑剤の染み出しなどが生じる場合があり好ましくない。
【0108】
本発明の硬化性組成物には光安定剤を添加することができる。光安定剤を使用すると硬化物の光酸化劣化を防止できる。光安定剤としてベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系、ベンゾエート系化合物等が例示できるが、特にヒンダードアミン系が好ましい。
【0109】
斯かる光安定剤は、(A)成分と(B)成分の合計が100重量部に対し、0.1〜10重量部の範囲が好ましく、さらに好ましくは0.2〜5重量部である。光安定剤の具体例は特開平9−194731号公報にも記載されている。
【0110】
本発明の硬化性組成物には紫外線吸収剤を添加することができる。紫外線吸収剤を使用すると硬化物の表面耐候性を高めることができる。紫外線吸収剤としてはベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリシレート系、置換トリル系および金属キレート系化合物等が例示できるが、特にベンゾトリアゾール系が好ましい。
【0111】
斯かる紫外線吸収剤は、(A)成分と(B)成分の合計が100重量部に対し、0.1〜10重量部の範囲が好ましく、さらに好ましくは0.2〜5重量部である。フェノール系やヒンダードフェノール系酸化防止剤とヒンダードアミン系光安定剤とベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を併用して使用するのが好ましい。
【0112】
本発明の1液型硬化性組成物は、すべての配合成分を予め配合密封保存し、施工後空気中の湿気により硬化する1成分型として調製する。すべての配合成分が予め配合されるため、水分を含有する配合成分は予め脱水乾燥してから使用するか、また配合混練中に減圧などにより脱水するのが好ましい。脱水、乾燥方法としては粉状などの固状物の場合は加熱乾燥法、液状物の場合は減圧脱水法または合成ゼオライト、活性アルミナ、シリカゲル、生石灰、酸化マグネシウムなどを使用した脱水法が好適である。また、イソシアネート化合物を少量配合してイソシアネート基と水とを反応させて脱水してもよい。また、3−エチル−2−メチル−2−(3−メチルブチル)−1,3−オキサゾリジンなどのオキサゾリジン化合物を配合して水と反応させて脱水してもよい。かかる脱水乾燥法に加えて、
メタノール、エタノールなどの低級アルコール;n−プロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、メチルシリケート、エチルシリケート、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのアルコキシシラン化合物を添加することにより、さらに貯蔵安定性は向上する。
【0113】
斯かる脱水剤、特にビニルトリメトキシシランなどの水と反応し得るケイ素化合物の使用量は、(A)成分と(B)成分の合計が100重量部に対し、0.1〜20重量部が好ましく、0.5〜10重量部がより好ましい。
【0114】
本発明の硬化性組成物の調製法には特に限定はなく、例えば上記した成分を配合し、ミキサーやロールやニーダーなどを用いて常温または加熱下で混練したり、適した溶剤を少量使用して成分を溶解させ、混合したりするなどの通常の方法が採用されうる。
【0115】
本発明の硬化性組成物は、大気中に暴露されると水分の作用により、三次元的に網状組織を形成し、ゴム状弾性を有する固体へと硬化する。
【0116】
本発明の硬化性組成物は、粘着剤、建造物・船舶・自動車・道路などのシーリング材、接着剤、型取剤、防振材、制振材、防音材、発泡材料、塗料、吹付材などに使用できる。本発明の硬化性組成物を硬化して得られる硬化物は、柔軟性および接着性に優れることから、これらの中でも、シーリング材または接着剤として用いることがより好ましい。
【0117】
また、太陽電池裏面封止材などの電気・電子部品材料、電線・ケーブル用絶縁被覆材などの電気絶縁材料、弾性接着剤、コンタクト型接着剤、スプレー型シール材、クラック補修材、タイル張り用接着剤、粉体塗料、注型材料、医療用ゴム材料、医療用粘着剤、医療機器シール材、食品包装材、サイジングボード等の外装材の目地用シーリング材、コーティング材、プライマー、電磁波遮蔽用導電性材料、熱伝導性材料、ホットメルト材料、電気電子用ポッティング剤、フィルム、ガスケット、各種成形材料、および、網入りガラスや合わせガラス端面(切断部)の防錆・防水用封止材、自動車部品、電機部品、各種機械部品などにおいて使用される液状シール剤等の様々な用途に利用可能である。更に、単独あるいはプライマーの助けをかりてガラス、磁器、木材、金属、樹脂成形物などの如き広範囲の基質に密着しうるので、種々のタイプの密封組成物および接着組成物としても使用可能である。また、本発明の硬化性組成物は、内装パネル用接着剤、外装パネル用接着剤、タイル張り用接着剤、石材張り用接着剤、天井仕上げ用接着剤、床仕上げ用接着剤、壁仕上げ用接着剤、車両パネル用接着剤、電気・電子・精密機器組立用接着剤、ダイレクトグレージング用シーリング材、複層ガラス用シーリング材、SSG工法用シーリング材、または、建築物のワーキングジョイント用シーリング材、としても使用可能である。
【実施例】
【0118】
本発明をより一層明らかにする為に、以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0119】
(合成例1)
分子量約3,000のポリオキシプロピレントリオールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、数平均分子量約19,000のポリプロピレンオキシドを得た。続いて、この水酸基末端ポリプロピレンオキシドの水酸基に対して1.2倍当量のNaOMeのメタノール溶液を添加してメタノールを留去し、更に塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。以上により、末端がアリル基である数平均分子量約19,000のポリプロピレンオキシドを得た。得られた未精製のアリル基末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、n−ヘキサン300重量部と、水300重量部を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液に更に水300重量部を混合攪拌し、再度遠心分離により水を除去した後、ヘキサンを減圧脱揮により除去し、精製されたアリル基末端ポリプロピレンオキシド(P−1)を得た。
【0120】
得られたアリル末端ポリプロピレンオキシド(P−1)100重量部に対し、白金ビニルシロキサン錯体の白金含量3wt%の2−プロパノール溶液50ppmを触媒として、メチルジメトキシシラン1.40重量部と90℃で2時間反応させ、メチルジメトキシシリル基末端ポリプロピレンオキシド(A−1)を得た。1H−NMRによる測定により、末端のメチルジメトキシシリル基は1分子あたり平均して約2.3個であった。
【0121】
(合成例2)
分子量約2,000のポリオキシプロピレンジオールと分子量約3,000のポリオキシプロピレントリオールの1/1(重量比)混合物を開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、数平均分子量約19,000のポリプロピレンオキシドを得た。続いて、この水酸基末端ポリプロピレンオキシドの水酸基に対して1.2倍当量のNaOMeのメタノール溶液を添加してメタノールを留去し、更に塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。以上により、末端がアリル基である数平均分子量約19,000のポリプロピレンオキシドを得た。得られた未精製のアリル基末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、n−ヘキサン300重量部と、水300重量部を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液に更に水300重量部を混合攪拌し、再度遠心分離により水を除去した後、ヘキサンを減圧脱揮により除去し、精製されたアリル基末端ポリプロピレンオキシド(P−2)を得た。
【0122】
得られたアリル末端ポリプロピレンオキシド(P−2)100重量部に対し、白金ビニルシロキサン錯体の白金含量3wt%の2−プロパノール溶液50ppmを触媒として、メチルジメトキシシラン1.35重量部と90℃で2時間反応させ、メチルジメトキシシリル基末端ポリプロピレンオキシド(A−2)を得た。1H−NMRによる測定により、末端のメチルジメトキシシリル基は1分子あたり平均して約1.7個であった。
【0123】
(合成例3)
数平均分子量約3,000のポリオキシプロピレンジオールの水酸基に対して1.2倍当量のNaOMeのメタノール溶液を添加してメタノールを留去し、更に塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。以上により、末端がアリル基である数平均分子量約3,000のポリプロピレンオキシドを得た。得られた未精製のアリル基末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、n−ヘキサン300重量部と、水300重量部を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液に更に水300重量部を混合攪拌し、再度遠心分離により水を除去した後、ヘキサンを減圧脱揮により除去し、精製されたアリル基末端ポリプロピレンオキシド(P−3)を得た。
【0124】
得られたアリル末端ポリプロピレンオキシド(P−3)100重量部に対し、白金ビニルシロキサン錯体の白金含量3wt%の2−プロパノール溶液50ppmを触媒として、メチルジメトキシシラン6.00重量部と90℃で2時間反応させ、メチルジメトキシシリル基末端ポリプロピレンオキシド(B−1)を得た。1H−NMRによる測定により、末端のメチルジメトキシシリル基は1分子あたり平均して約1.5個であった。
【0125】
(実施例1,2)
合成例1で得られた有機重合体(A−1)、合成例3で得られた有機重合体(B−1)の合計100重量部に対して、表1に示す、表面処理膠質炭酸カルシウム(丸尾カルシウム(株)製、商品名:カルファイン200M)50重量部、重質炭酸カルシウム(白石カルシウム(株)製、ホワイトンSB)50重量部、親水性シリカ(日本アエロジル(株)製、商品名:AEROSIL200)20重量部、および酸化チタン(石原産業(株)製、商品名:タイペークR−820)20重量部を使用し、さらに、可塑剤DIDP(フタル酸ジイソデシル)40重量部、揺変剤(楠本化成(株)製、商品名:ディスパロン#6500)2重量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:チヌビン326)1重量部、光安定剤(三共(株)製、商品名:サノールLS770)1重量部を使用し、各種配合物を混合して充分混練した後、セラミック製3本ペイントロールに1回通して分散させた。この後、120℃で2時間減圧乾燥を行い、50℃以下に冷却後、脱水剤としてビニルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−171)3重量部、接着性付与剤としてN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−1120)5重量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−187)2重量部を加え、更に充分攪拌を行った。最後に硬化触媒ジブチル錫ビスアセチルアセトネート(日東化成(株)製、商品名:ネオスタンU−220H)を加えて混練した。このように硬化性組成物を実質的に水分の存在しない状態とし、防湿性の容器であるカートリッジに封入、密閉し、1成分型硬化性組成物を得た。
【0126】
(実施例3)
合成例1で得られた有機重合体(A−1)、合成例3で得られた有機重合体(B−1)の合計100重量部に対して、表1に示す、表面処理膠質炭酸カルシウム(丸尾カルシウム(株)製、商品名:カルファイン200M)75重量部、重質炭酸カルシウム(白石カルシウム(株)製、ホワイトンSB)25重量部、親水性シリカ(日本アエロジル(株)製、商品名:AEROSIL200)20重量部、および酸化チタン(石原産業(株)製、商品名:タイペークR−820)20重量部を使用し、さらに、可塑剤DIDP(フタル酸ジイソデシル)40重量部、揺変剤(楠本化成(株)製、商品名:ディスパロン#6500)2重量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:チヌビン326)1重量部、光安定剤(三共(株)製、商品名:サノールLS770)1重量部を使用し、各種配合物を混合して充分混練した後、セラミック製3本ペイントロールに1回通して分散させた。この後、120℃で2時間減圧乾燥を行い、50℃以下に冷却後、脱水剤としてビニルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−171)3重量部、接着性付与剤としてN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−1120)5重量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−187)2重量部を加え、更に充分攪拌を行った。最後に硬化触媒ジブチル錫ビスアセチルアセトネート(日東化成(株)製、商品名:ネオスタンU−220H)1重量部を加えて混練した。このように硬化性組成物を実質的に水分の存在しない状態とし、防湿性の容器であるカートリッジに封入、密閉し、1成分型硬化性組成物を得た。
【0127】
(比較例1)
合成例1で得られた有機重合体(A−1)100重量部に対して、表1に示す、表面処理膠質炭酸カルシウム(白石工業(株)製、商品名:白艶華CCR)120重量部、および酸化チタン(石原産業(株)製、商品名:タイペークR−820)20重量部を使用し、さらに、可塑剤DIDP(フタル酸ジイソデシル)55重量部、揺変剤(楠本化成(株)製、商品名:ディスパロン#6500)2重量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:チヌビン327)1重量部、光安定剤(三共(株)製、商品名:サノールLS770)1重量部を使用し、各種配合物を混合して充分混練した後、セラミック製3本ペイントロールに1回通して分散させた。この後、120℃で2時間減圧乾燥を行い、50℃以下に冷却後、脱水剤としてビニルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−171)2重量部、接着性付与剤としてN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−1120)3重量部を加え、更に充分攪拌を行った。最後に硬化触媒ジブチル錫ビスアセチルアセトネート(日東化成(株)製、商品名:ネオスタンU−220H)2重量部を加えて混練した。このように硬化性組成物を実質的に水分の存在しない状態とし、防湿性の容器であるカートリッジに封入、密閉し、1成分型硬化性組成物を得た。
【0128】
(比較例2)
合成例2で得られた有機重合体(A−2)100重量部に対して、表1に示す、表面処理膠質炭酸カルシウム(白石工業(株)製、商品名:白艶華CCR)120重量部、および酸化チタン(石原産業(株)製、商品名:タイペークR−820)20重量部を使用し、さらに、可塑剤DIDP(フタル酸ジイソデシル)55重量部、揺変剤(楠本化成(株)製、商品名:ディスパロン#6500)2重量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:チヌビン327)1重量部、光安定剤(三共(株)製、商品名:サノールLS770)1重量部を使用し、各種配合物を混合して充分混練した後、セラミック製3本ペイントロールに1回通して分散させた。この後、120℃で2時間減圧乾燥を行い、50℃以下に冷却後、脱水剤としてビニルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−171)2重量部、接着性付与剤としてN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−1120)3重量部を加え、更に充分攪拌を行った。最後に硬化触媒ジブチル錫ビスアセチルアセトネート(日東化成(株)製、商品名:ネオスタンU−220H)2重量部を加えて混練した。このように硬化性組成物を実質的に水分の存在しない状態とし、防湿性の容器であるカートリッジに封入、密閉し、1成分型硬化性組成物を得た。
【0129】
(比較例3)
合成例1で得られた有機重合体(A−1)100重量部に対して、表1に示す、重質炭酸カルシウム(白石カルシウム(株)製、ホワイトンSB)50重量部、親水性シリカ(日本アエロジル(株)製、商品名:AEROSIL200)20重量部、および酸化チタン(石原産業(株)製、商品名:タイペークR−820)20重量部を使用し、さらに、可塑剤DIDP(フタル酸ジイソデシル)40重量部、揺変剤(楠本化成(株)製、商品名:ディスパロン#6500)2重量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:チヌビン327)1重量部、光安定剤(三共(株)製、商品名:サノールLS770)1重量部を使用し、各種配合物を混合して充分混練した後、セラミック製3本ペイントロールに1回通して分散させた。この後、120℃で2時間減圧乾燥を行い、50℃以下に冷却後、脱水剤としてビニルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−171)3重量部、接着性付与剤としてN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−1120)5重量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−187)2重量部を加え、更に充分攪拌を行った。最後に硬化触媒ジブチル錫ビスアセチルアセトネート(日東化成(株)製、商品名:ネオスタンU−220H)1重量部を加えて混練した。このように硬化性組成物を実質的に水分の存在しない状態とし、防湿性の容器であるカートリッジに封入、密閉し、1成分型硬化性組成物を得た。
【0130】
(比較例4)
合成例1で得られた有機重合体(A−1)100重量部に対して、表1に示す、表面処理膠質炭酸カルシウム(丸尾カルシウム(株)製、商品名:カルファイン200M)50重量部、重質炭酸カルシウム(白石カルシウム(株)製、ホワイトンSB)50重量部、親水性シリカ(日本アエロジル(株)製、商品名:AEROSIL200)20重量部、および酸化チタン(石原産業(株)製、商品名:タイペークR−820)20重量部を使用し、さらに、可塑剤DIDP(フタル酸ジイソデシル)40重量部、揺変剤(楠本化成(株)製、商品名:ディスパロン#6500)2重量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:チヌビン327)1重量部、光安定剤(三共(株)製、商品名:サノールLS770)1重量部を使用し、各種配合物を混合して充分混練した後、セラミック製3本ペイントロールに1回通して分散させた。この後、120℃で2時間減圧乾燥を行い、50℃以下に冷却後、脱水剤としてビニルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−171)3重量部、接着性付与剤としてN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−1120)5重量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(Momentive(株)製、商品名:A−187)2重量部を加え、更に充分攪拌を行った。最後に硬化触媒ジブチル錫ビスアセチルアセトネート(日東化成(株)製、商品名:ネオスタンU−220H)1重量部を加えて混練した。このように硬化性組成物を実質的に水分の存在しない状態とし、防湿性の容器であるカートリッジに封入、密閉し、1成分型硬化性組成物を得た。
【0131】
(皮張り時間)
カートリッジから各硬化性組成物を押し出し、厚さ約5mmの型枠にスパチュラを用いて充填し、表面を平面状に整えた。この時間を硬化開始時間とし、1分毎に表面をスパチュラで触り、スパチュラに配合物が付着しなくなった時間を皮張り時間として測定を行った。
【0132】
(硬化性組成物の粘度)
硬化性組成物を100ccのカップに空気が入らないように充填し、23℃50%R.H.条件下において(株)トキメック社製BS型粘度計を用いて、1rpm、2rpm、10rpmにおける粘度をそれぞれ測定した。
【0133】
(硬化物の機械物性)
上記硬化性組成物を厚さ3mmのシート状型枠に充填し、表面を整えて、23℃、50%RH条件に3日間置き、さらに50℃に4日間置いて硬化養生後、ダンベル型枠で打ち抜き、ダンベル型硬化物を作成した。このダンベル片を用いて、引張速度200mm/分で引張試験(試験機:島津(株)製オートグラフ)を行い、M50:50%引張モジュラス(MPa)、M100:100%引張モジュラス(MPa)、TB:破断時の強度(MPa)、破断時の伸びを測定した。
【0134】
各種評価結果を表1に示す。
【0135】
【表1】

【0136】
実施例1,2,3と比較例1,2,3を比べるとモジュラスは実施例が高く、これより、実施例の硬化性組成物は、硬化した組成物は高強度であると言える。
【0137】
実施例1,2,3と比較例4を比較すると、モジュラスは実施例が高く、また粘度は実施例が低い。これより、実施例の硬化性組成物は、良好な作業性を有し、硬化した組成物は高強度であると言える。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)数平均分子量が6,000を超え100,000以下である反応性ケイ素基を含有する有機重合体、(B)数平均分子量が500〜6,000である反応性ケイ素基を含有する有機重合体、(C)シリカを含有することを特徴とする硬化性組成物。
【請求項2】
(A)成分の主鎖の末端および/または側鎖に、一般式(1):
−SiR13-aa (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20のアルキル基、炭素原子数6から20のアリール基、炭素原子数7から20のアラルキル基または(R’)3SiO−(R’は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20の炭化水素基である)で示されるトリオルガノシロキシ基である。また、Zは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基である。さらに、aは1、2、3のいずれかである)で表されるケイ素含有基を、1分子あたり、平均して1個以上有する有機重合体である、請求項1に記載の硬化性組成物。
【請求項3】
一般式(1)のZがアルコキシ基である、請求項2に記載の硬化性組成物。
【請求項4】
(A)成分の有機重合体が、ポリオキシアルキレン系重合体および(メタ)アクリル酸エステル系重合体からなる群から選択される少なくとも1種の主鎖骨格を有する有機重合体である、請求項1〜3のいずれかに記載の硬化性組成物。
【請求項5】
(A)成分の有機重合体が、主鎖骨格中に、一般式(2):
−NR2−C(=O)− (2)
(R2は水素原子または置換あるいは非置換の有機基を表わす)で表される基を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の硬化性組成物。
【請求項6】
(B)成分の有機重合体の数平均分子量が500〜3,000の範囲内にあり、主鎖の末端および/または側鎖に、一般式(1):
−SiR13-aa (1)
(式中、R1は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20のアルキル基、炭素原子数6から20のアリール基、炭素原子数7から20のアラルキル基または(R’)3SiO−(R’は、それぞれ独立に、炭素原子数1から20の炭化水素基である)で示されるトリオルガノシロキシ基である。また、Zは、それぞれ独立に、水酸基または加水分解性基である。さらに、aは1、2、3のいずれかである)で表されるケイ素含有基を、1分子あたり、平均して1個以上有する有機重合体である、請求項1〜5のいずれかに記載の硬化性組成物。
【請求項7】
(C)成分が合成非晶質シリカである請求項1〜6のいずれかに記載の硬化性組成物。
【請求項8】
(C)成分が親水性シリカである請求項7に記載の硬化性組成物。
【請求項9】
(C)成分が湿式法で合成された親水性シリカである請求項7に記載の硬化性組成物。
【請求項10】
(C)成分が乾式法で合成された親水性シリカである請求項7に記載の硬化性組成物。


【公開番号】特開2011−63669(P2011−63669A)
【公開日】平成23年3月31日(2011.3.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−213906(P2009−213906)
【出願日】平成21年9月16日(2009.9.16)
【出願人】(000000941)株式会社カネカ (3,932)
【Fターム(参考)】