説明

SiF基を有する重合体を含有する1液型硬化性組成物

【課題】 優れた硬化性を有する1液型硬化性組成物を提供する。
【解決手段】一般式(1):
−SiF3−a (1)
(式中、Fはフッ素原子、Zは水酸基またはフッ素以外の加水分解性基である。aは1,2,3のいずれかである。Zが2個存在する場合、2つのZはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい。)で表されるケイ素基を含有する重合体(A)、炭酸カルシウム(B)を含有することを特徴とする1液型硬化性組成物、ならびに該硬化性組成物を用いたシーリング材および接着剤。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Si−F結合を有するケイ素基(「SiF基」と表記することもある)を有する重合体を含有する1液型硬化性組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
ケイ素原子に結合した水酸基または加水分解性基を有するケイ素基(以下「反応性ケイ素基」ともいう。)を1分子中に少なくとも1個含有する重合体は、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性質を有することが知られている。
【0003】
これらの反応性ケイ素基を有する重合体の中で、主鎖骨格が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である有機重合体は、特許文献1や特許文献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。
【0004】
これらの重合体を、シーリング材、接着剤、塗料などに用いられる硬化性組成物に使用する場合には、硬化性や接着性、また硬化物の機械特性など種々の特性が要求される。
【0005】
反応性ケイ素基を有する重合体を含有する硬化性組成物は、通常、ジブチル錫ビス(アセチルアセトナート)に代表される、炭素−錫結合を有する有機錫化合物などの硬化触媒を用いて硬化させる。使用の際に、短時間で硬化する必要がある場合には、硬化触媒を増量するなどの方法が一般的である。しかしながら、近年、有機錫系化合物はその毒性が指摘されており、環境に対する安全の観点からその使用には注意が必要である。有機錫化合物以外の硬化触媒として、特許文献3や特許文献4にカルボン酸錫塩やその他のカルボン酸金属塩が、特許文献5にはカルボン酸とアミン化合物を併用した触媒系が開示されている。しかしながら、これらの触媒は有機錫系触媒に比べ硬化性が劣る場合が多い。
【0006】
本発明者らは特許文献6において、SiF基を有する重合体を用いることで、有機錫系触媒を用いることなく、非常に高い硬化性が得られることを開示した。
【0007】
また、シーリング材、接着剤、塗料などに用いられる硬化性組成物および硬化によって得られるゴム状硬化物には、強度の向上、作業性改善、意匠性付与等の目的で炭酸カルシウム、シリカなどの様々な充填剤を使用する場合が多い。
【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】特開昭55−9669号公報
【特許文献4】特開2003−206410号公報
【特許文献5】特開平5−117519号公報
【特許文献6】特願2006−248235号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明者らは、SiF基を有する重合体とともに充填剤として炭酸カルシウムを使用し、各種配合成分を脱水条件で混練し作製した1液型硬化性組成物において、組成物作製後に一定期間養生すると硬化遅延が起こり得ることを見出した。
【0009】
本発明では、実質的に有機錫系触媒を用いずに良好な硬化性を示す1液型硬化性組成物
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】
【0010】
上記事情に鑑み、本発明者らが鋭意検討した結果、特定末端構造を有する新規な重合体が上記問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
すなわち、本発明は、
(1)
一般式(1):
−SiF3−a (1)
(式中、Fはフッ素原子、Zは水酸基またはフッ素以外の加水分解性基である。aは1,2,3のいずれかである。Zが2個存在する場合、2つのZはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい。)で表されるケイ素基を含有する重合体(A)、炭酸カルシウム(B)を含有することを特徴とする1液型硬化性組成物、
(2)
重合体(A)の数平均分子量が3,000〜100,000である、上記(1)に記載の1液型硬化性組成物、
(3)
前記一般式(1)のaが3である、上記(1)または(2)のいずれかに記載の1液型硬化性組成物、
(4)
重合体(A)の主鎖骨格が、ポリオキシアルキレン系重合体、飽和炭化水素系重合体、および(メタ)アクリル酸エステル系重合体からなる有機重合体の群から選択される少なくとも1種である、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の1液型硬化性組成物、
(5)
炭酸カルシウム(B)が、沈降炭酸カルシウムである、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の1液型硬化性組成物、
(6)
さらに、下記一般式(2):
−SiR3−b (2)
(式中、Rはそれぞれ独立に、炭素原子数1から20の炭化水素基、またはRSiO−(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)で示されるオルガノシロキシ基のいずれかを示す。また、Yは、それぞれ独立に、水酸基またはフッ素以外の加水分解性基である。bは1、2、3のいずれかである。)で表されるケイ素基を、1分子あたり、平均して1個以上有する重合体(C)を含有する、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の1液型硬化性組成物、
(7)
さらに、硬化触媒としてアミン化合物(D)を含有する、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の1液型硬化性組成物、
(8)
上記(1)〜(7)のいずれかに記載の1液型硬化性組成物を用いてなるシーリング材、
(9)
上記(1)〜(7)のいずれかに記載の1液型硬化性組成物を用いてなる接着剤、
に関する。
【発明の効果】
【0012】
本発明の重合体および硬化性組成物は、有機錫系触媒を使用することなく優れた硬化性を有する。このような本発明の硬化性組成物は、シーリング材や接着剤に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明について詳しく説明する。なお、本明細書中において、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のことを「反応性ケイ素基」ともいう。
【0014】
本発明の一般式(1)で表されるケイ素基(以下、「3官能性のフルオロシリル基」ともいう。)を含有する重合体(重合体(A))を含有する硬化性組成物は、室温においても湿分により硬化性を示す湿分硬化性組成物に関するものである。
【0015】
本発明の重合体(A)は、後に説明するSi−F結合を有さず、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する重合体(C)に比べ、速硬化性を示すことを特徴とする。また、重合体(A)と重合体(C)とを併用して使用することで、速硬化性を示す硬化性組成物を得ることもできる。
【0016】
本発明の1液型硬化性組成物においては、一般式(1):
−SiF3−a (1)
(式中、Fはフッ素原子、Zは水酸基またはフッ素以外の加水分解性基である。aは1,2,3のいずれかである。Zが2個存在する場合、2つのZはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい。)で表されるケイ素基を有する重合体(A)を含有することを必須とする。
【0017】
上記一般式(1)中のZで表されるフッ素以外の加水分解性基としては、水素原子、フッ素以外のハロゲン原子、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。
【0018】
一般式(1)で表されるケイ素基(以下「3官能性のフルオロシリル基」ともいう。)の具体例としては、トリフルオロシリル基、ジフルオロメトキシシリル基、ジフルオロエトキシシリル基、ジフルオロフェノキシシリル基、ジフルオロクロロシリル基、フルオロジメトキシシリル基、フルオロジエトキシシリル基、フルオロジフェノキシシリル基、フルオロジクロロシリル基などが挙げられる。合成の容易さから、トリフルオロシリル基、フルオロジメトキシシリル基、フルオロジエトキシシリル基、ジフルオロメトキシシリル基、ジフルオロエトキシシリル基がより好ましく、硬化性の高さからは、ジフルオロメトキシシリル基、ジフルオロエトキシシリル基、トリフルオロシリル基など、ケイ素基上に2個ないし3個のフッ素が置換したケイ素基が好ましく、トリフルオロシリル基が最も好ましい。
【0019】
フルオロシリル基を有する重合体を含有する硬化性組成物において、炭酸カルシウムを併用した際に、硬化性が低下する場合がある。さらに、重合体、充填剤、各種配合剤および硬化触媒が全て混合してある1液型硬化性組成物においては、1液作製後一定期間貯蔵している間に硬化性が低下する場合があり、改善する必要がある。
【0020】
そこで本発明者らは、3官能性のフルオロシリル基を有する重合体(A)を必須成分として用いることで、炭酸カルシウムを充填剤に用いた1液型硬化性組成物においても良好な硬化性を発揮できることを見出した。
【0021】
炭酸カルシウムによる硬化性低下の原因は明らかではないが、フルオロシリル基と炭酸
カルシウムが部分的に反応することで、フルオロシリル基の活性が低下していると想定している。本発明において、3官能性のフルオロシリル基を有する重合体(A)を使用することでフルオロシリル基の活性低下を抑制できるのは、2官能性のフルオロシリル基におけるSi−F結合に比べ、3官能性のフルオロシリル基のSi−F結合のほうが安定であるためかもしれない。
【0022】
ここで、本発明の重合体(A)は、3官能性のフルオロシリル基および主鎖骨格が同種である単一の重合体、すなわち、1分子あたりの3官能性のフルオロシリル基の数、その結合位置、および該フルオロシリル基が有するFの数、ならびに主鎖骨格が同種である単一の重合体であってもよく、これらのいずれか、またはすべてが異なる、複数の重合体の混合物であってもよい。本発明の重合体(A)が単一の重合体、複数の重合体の混合物のいずれの場合においても、重合体(A)は、速硬化性を示す硬化性組成物の樹脂成分として好適に用いることができるが、高い硬化性を発揮し、かつ高強度、高伸びで、低弾性率を示すゴム状硬化物を得るためには、重合体(A)に含有される3官能性のフルオロシリル基は、重合体1分子あたり平均して少なくとも1個、好ましくは1.1〜5個、さらに好ましくは1.2〜3個存在するのがよい。1分子中に含まれる3官能性のフルオロシリル基の数が平均して1個未満になると、硬化性が不十分になり、良好なゴム弾性挙動を発現しにくくなる可能性がある。また、1分子中に含まれる3官能性のフルオロシリル基の数が平均して5個より多い場合には、ゴム状硬化物の伸びが小さくなる場合がある。なお、上述のように、3官能性のフルオロシリル基は、重合体分子鎖の主鎖の末端あるいは側鎖の末端に存在していてもよく、特に主鎖の末端に存在するときは、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。1分子中に3官能性のフルオロシリル基が2個以上存在する場合は、それぞれのケイ素基は同じであっても異なっていてもよい。
【0023】
また、本発明の重合体(A)は、3官能性のフルオロシリル基とともに、加水分解性基としてフッ素以外の加水分解性基のみを有するケイ素基(たとえば、メチルジメトキシシリル基等)などのフルオロシリル基以外の置換基を含有していてもよい。このような重合体(A)としては、たとえば一方の主鎖末端が3官能性のフルオロシリル基であり、他方の主鎖末端が、加水分解性基としてフッ素以外の加水分解性基のみを有するケイ素基である重合体を挙げることができる。
【0024】
3官能性のフルオロシリル基の導入は、いかなる方法を用いてもよいが、フルオロシリル基を有する低分子ケイ素化合物と重合体との反応による導入方法(方法(i))と、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する重合体(以下、「重合体(X)」と称することがある。)のケイ素基をフルオロシリル基に変性する方法(方法(ii))が挙げられる。
【0025】
方法(i)の具体例として、以下の方法が挙げられる。(イ)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3官能性のフルオロシリル基を有する化合物を反応させる方法。たとえば、末端に水酸基を有する重合体とイソシアネートプロピルトリフルオロシランを反応させる方法や、末端にSiOH基を有する重合体とジフルオロジエトキシシランを反応させる方法が挙げられる。(ロ)分子中に不飽和基を含有する重合体に、3官能性のフルオロシリル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方法。たとえば、末端にアリル基を有する重合体に、ジフルオロメトキシヒドロシランを反応させる方法が挙げられる。(ハ)不飽和基を含有する重合体に、メルカプト基および3官能性のフルオロシリル基を有する化合物を反応させる方法。たとえば、末端にアリル基を有する重合体に、メルカプトプロピルトリフルオロシランを反応させる方法が挙げられる。
【0026】
また、方法(ii)において、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基をフルオロシリル基に変換する方法としては、公知の方法が使用できる。具体的にはアルコキシシリル基、クロロシリル基、ヒドロシリル基をそれぞれフルオロシリル基に変換する方法が挙げられ、フッ素化には各種フッ素化剤が使用できる。フッ素化剤の具体例としては、アルコキシシランのフッ素化には、NHF、BuNF(Buはブチル基である。)、HF、BF、EtNSF(Etはエチル基である。)、HSOF、SbF、VOF、CFCHFCFNEtなど、クロロシランのフッ素化には、AgBF、SbF、ZnF、NaF、KF、CsF、NHF、CuF、NaSiF、NaPF、NaSbF、NaBF、MeSnF(Meはメチル基である。)、KF(HF)1.5〜51.5〜5など、ヒドロシランのフッ素化には、AgF、PF、PhCBF、SbF、NOBF、NOBFなどが挙げられるがこれらに限定されない。上記のフッ素化に関してはOrganometallics 1996年,15,2478頁(Ishikawaほか)などに紹介されている。反応の簡便さ、効率、安全性等の観点から、BFを用いたアルコキシシリル基のフッ素化、CuFまたはZnFを用いたクロロシリル基のフッ素化が好ましい。BFとしては、BFガス、BFエーテル錯体、BFチオエーテル錯体、BFアミン錯体、BFピペリジン錯体、BFアルコール錯体、BFフェノール錯体、BFカルボン酸錯体、BF二水和物、BFリン酸錯体等が使用できるが、取扱い易さの点からBFエーテル錯体、BFチオエーテル錯体、BFアミン錯体、BFアルコール錯体、BFカルボン酸錯体、BF二水和物が好ましい。中でも、BFエーテル錯体、BFアルコール錯体、BF二水和物は活性が高く、効率よくフッ素化が進行し、さらに副生成物に塩等が生じず、後処理が容易であるためにより好ましく、BFエーテル錯体が特に好ましい。さらに、BFエーテル錯体によるフッ素化は、加熱しなくても反応が進行するが、より効率よくフッ素化を行なうためには、加熱することが好ましい。加熱温度としては50℃以上150℃以下が好ましく、60℃以上130℃がより好ましい。50℃以下であると反応が効率よく進行せず、フッ素化に時間がかかる場合がある。150℃以上であると重合体(A)が分解する虞がある。
【0027】
BF錯体によるフッ素化において、用いる重合体(X)の種類によっては着色が起こる場合があるが、着色の抑制の点から、BFアルコール錯体、BF二水和物を用いることが好ましい。
【0028】
重合体(A)の製造に使用されるフッ素化剤は、重合体(A)の硬化触媒としても作用する可能性があり、上記(ii)の方法を用いて重合体(A)を製造するときに水分が存在すると、シラノール縮合反応が進行し、得られる重合体(A)の粘度が上昇してしまう虞がある。このため、重合体(A)の製造は、できるだけ水分が存在しない環境下で行なわれることが望ましく、フッ素化前に、フッ素化する重合体(X)をトルエンやヘキサン等を利用して共沸脱水に供するなどの脱水操作を行なうことが好ましい。但し、BFアミン錯体を用いる場合には、脱水操作後にはフッ素化が進行し難く、微量の水分を添加することで反応性が向上する傾向があるため、粘度上昇が許容される範囲で水分を添加することが好ましい。また、重合体(A)の安定性の点で、フッ素化後にフッ素化剤および副生したフッ素化剤由来成分を、濾過、デカンテーション、分液、減圧脱揮などで除去することが好ましい。上記したBF系のフッ素化剤を用いて重合体(A)を製造する場合には、製造された重合体(A)中に残存するBFおよび反応によって生成したBF由来成分が、B量で500ppm未満であることが好ましく、100ppm未満であることがより好ましく、50ppm未満であることが特に好ましい。BFおよびBF由来成分を除去することで、得られた重合体(A)自身および重合体(A)と重合体(X)との混合物の粘度上昇などが抑制できる。この点を考慮すると、BFエーテル錯体、BFアルコール錯体を用いたフッ素化法は、ホウ素成分を真空脱揮により比較的簡便に除去できるため好ましく、BFエーテル錯体を用いた方法が特に好ましい。
【0029】
ここで、重合体(X)が、フッ素以外の加水分解性基を2個以上有する場合は、全ての加水分解性基をフッ素化してもよいし、フッ素化剤の量を減量するなどの方法によって、フッ素化の条件を調整することにより、部分的にフッ素化してもよい。たとえば、上記(ii)の方法において、重合体(X)を用いて重合体(A)を製造する場合、フッ素化剤の使用量は特に制限されるものではなく、フッ素化剤中のフッ素原子のモル量が、重合体(X)のモル量に対して等モル以上になる量であればよい。(ii)の方法により、重合体(X)が含有する加水分解性基のすべてをフッ素化しようとする場合には、フッ素化剤中のフッ素原子のモル量が、重合体(X)が含有する反応性ケイ素基中の加水分解性基の総モル量に対して等モル以上となるような量のフッ素化剤を使用することが好ましい。ここで、「フッ素化剤中のフッ素原子」とは、フッ素化剤中のフッ素化に有効なフッ素原子、具体的には、重合体(X)の反応性ケイ素基中の加水分解性基を置換できるフッ素原子をいう。
【0030】
上記方法(i)におけるフルオロシリル基を有する低分子化合物も、上記フッ素化方法を利用して、汎用な反応性ケイ素基含有低分子化合物から合成することができる。
【0031】
方法(i)では、フルオロシリル基とともに、重合体とケイ素含有低分子化合物を反応させるための反応性基があるため、反応が複雑になる場合には、方法(ii)によって重合体(A)を得ることが好ましい。
【0032】
なお、上記方法(ii)で用いる、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する重合体(重合体(X))の製造方法については後述する。
【0033】
重合体(A)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取り扱い難くなる場合があり、また、硬化性組成物として使用した場合に得られる硬化物の柔軟性が低下し、伸びが低下する場合がある。ガラス転移温度はDSC測定により求めることができる。
【0034】
重合体(A)は直鎖状であってもよく、または分岐を有してもよい。重合体(A)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3,000〜100,000が好ましく、より好ましくは3,000〜50,000であり、特に好ましくは3,000〜30,000である。数平均分子量が3,000未満では、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、高粘度となるために作業性の点で不都合な傾向がある。
【0035】
次に、本発明の重合体(A)の主鎖骨格について詳しく説明する。また、上記方法(ii)によって重合体(A)を合成するための、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する重合体(重合体(X))の製造方法についても紹介する。
【0036】
本発明の重合体(A)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。
【0037】
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およ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ポリアミド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ポリアミド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ポリアミド6・10、ε−アミノウンデカン酸の縮重合によるポリアミド11、ε−アミノラウロラクタムの開環重合によるポリアミド12、上記のポリアミドのうち2成分以上の成分を有する共重合ポリアミド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などの有機重合体が例示される。また、ポリジオルガノシロキサンなどのポリシロキサン系無機重合体も使用できる。これらのなかでも、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、ポリシロキサン系重合体は、比較的ガラス転移温度が低く、硬化性組成物として使用した場合に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。
【0038】
飽和炭化水素系重合体、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などの有機重合体は、接着剤やシーリング材のベースポリマーとして使用した際に、低分子量成分の接着基材への移行などによる汚染が少なく好ましい。
【0039】
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、さら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。
【0040】
上記ポリオキシアルキレン系重合体は、本質的に一般式(3):
−R−O− (3)
(式中、R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(3)におけるRは、炭素原子数1から14の直鎖状もしくは分岐状アルキレン基が好ましく、炭素原子数2から4の直鎖状もしくは分岐状アルキレン基がより好ましい。一般式(3)で示される繰り返し単位の具体例としては、
【0041】
【化1】

【0042】
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、重合体(A)をシーラント等に使用する場合には、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。
【0043】
ポリオキシアルキレン系重合体の合成法としては、たとえば、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、が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0044】
重合体(A)の製造に用いられる、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有するポリオキシアルキレン系重合体(X)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の製造方法が例示できるが、特にこれらに限定されるものではない。
【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、そのような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るか、あるいは、当該ジエン系化合物と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。これらのなかでも、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重合体(A)およびその硬化物は、耐熱性、耐候性、耐久性、および、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、他の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程度のものを、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】
重合体(A)の製造に用いられる、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する飽和炭化水素系重合体(X)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】
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、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)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。
【0051】
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およ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およ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およ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。
【0052】
これらビニル系モノマーは、単独で用いてもよいし、複数を共重合させても構わない。なかでも、得られる重合体の物性等から、スチレン系モノマーおよび(メタ)アクリル酸
系モノマーからなる共重合体が好ましい。より好ましくは、アクリル酸エステルモノマーおよ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。重合体(A)を一般建築用等の用途に用いる場合は配合物の低粘度、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さらに好ましい。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さらに好ましい。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、さらには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。たとえば、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、さら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。なお、上記表現形式において、たとえば(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。
【0053】
(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。ただし、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。したがって、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。
【0054】
「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、たとえば、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。
【0055】
重合体(A)の製造に用いられる、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(X)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。
【0056】
前述したように、本発明の重合体(A)は、上記した各種主鎖骨格のうち、いずれか1
種の主鎖骨格を有していてもよく、異なる主鎖骨格を有する重合体の混合物であってもよい。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重合体も、本発明の重合体(A)に属するものである。
【0057】
フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有するポリオキシアルキレン系重合体と、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体とをブレンドしてなる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(4):
−CH−C(R)(COOR)− (4)
(式中、Rは水素原子またはメチル基、R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(5):
−CH−C(R)(COOR)− (5)
(式中、Rは前記に同じ、R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。
【0058】
前記一般式(4)のR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のアルキル基が挙げられる。なお、R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。
【0059】
前記一般式(5)のR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挙げられる。なお、R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。
【0060】
該(メタ)アクリル酸エステル系共重合体の分子鎖は、実質的に一般式(4)および一般式(5)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一般式(4)および一般式(5)の単量体単位の合計が50重量%を超えることを意味する。一般式(4)および一般式(5)の単量体単位の合計は、好ましくは70重量%以上である。
【0061】
また、一般式(4)の単量体単位と一般式(5)の単量体単位との存在比は、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。
【0062】
該共重合体に含有されていてもよい一般式(4)および一般式(5)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;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、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挙げられる。
【0063】
フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する飽和炭化水素系重合体と
、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する(メタ)アクリル酸エステル系共重合体とをブレンドしてなる重合体は、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。
【0064】
さらに、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素官能基を含有する(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重合体の製造方法としては、他にも、フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する重合体の存在下で(メタ)アクリル酸エステル系単量体の重合を行な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。
【0065】
ここで、本発明の重合体(A)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。
【0066】
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。
【0067】
前記アミドセグメントは下記一般式(6):
−NRC(=O)− (6)
(R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。
【0068】
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、および、チオウレタン基中の活性水素が、さらにイソシアネート基と反応して生成する基も、一般式(6)の基に含まれる。
【0069】
アミドセグメントとフッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する重合体(X)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下記一般式(7)
U−R−SiR3−b (7)
(ただし、式中、R、Y、bは前記一般式(2)と同じ。R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の置換あるいは非置換の2価の炭化水素基である。U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U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、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。
【0070】
また、末端に活性水素含有基を有する重合体に下記一般式(8)
O=C=N−R−SiR3−b (8)
(ただし、式中、R、R、Y、bは前記一般式(2)、(7)に同じ。)で示されるフッ素以外の加水分解性基を有す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、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。
【0071】
末端に活性水素含有基を有する重合体としては、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、ポリアルキレンイミン、ポリシロキサンなどが挙げられる。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、ポリオレフィンポリオール、および、ポリシロキサンは、得られる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ために特に好ましい。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、得られる重合体の硬化物の耐候性・耐熱性が良好であるためにより好ましい。
【0072】
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を開始剤として用い、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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
前記一般式(7)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、(N−フェニル)−γ−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トキシシラン、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ように、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アミノ基含有化合物とのMichael付加反応物もまた、一般式(7)のケイ素化合物として用いることができる。
【0077】
前記一般式(8)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−メトキシ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、等が挙げられる。また、特開2000−119365号(米国特許6046270号)に記載されているように、一般式(7)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(8)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。
【0078】
本発明の重合体(A)の主鎖骨格中にアミドセグメントが多いと、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。したがって、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、重合体(A)の主鎖骨格中のアミドセグメントによって、硬化性が向上する傾向がある。したがって、重合体(A)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、1.5〜5個がより好ましく、2〜3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、重合体が高粘度となり取り扱い難くなる場合がある。
【0079】
また、上記方法により、一般式(7)または一般式(8)の化合物を用いて製造される重合体の中で、Rが−CH−である化合物からなる重合体は、特に優れた硬化性が得られる傾向にある。
【0080】
また本発明では、3官能性のフルオロシリル基を有する重合体(A)を必須成分として含有するのであれば、3官能性ではないフルオロシリル基を有する重合体を併用しても構わない。
【0081】
3官能性ではないフルオロシリル基は、重合体分子内のいずれの部位にあってもよく、主鎖または側鎖の末端であれば−SiR’F 、−SiR’F 、−SiR’FZ、重合体の主鎖に組み込まれているのであれば、−SiR’F−、−SiF−または≡SiF(R’はそれぞれ独立に任意の炭化水素基、Zは水酸基またはフッ素以外の加水分解性基)の形で表される。
【0082】
3官能性ではないフルオロシリル基を具体的に以下に例示する。フッ素以外に加水分解性基を持たないケイ素基(−SiR’F 、−SiR’F)として、フルオロジメチルシリル基、フルオロジエチルシリル基、フルオロジプロピルシリル基、フルオロジフェニルシリル基、フルオロジベンジルシリル基、ジフルオロメチルシリル基、ジフルオロエチルシリル基、ジフルオロフェニルシリル基、ジフルオロベンジルシリル基などが挙げられる。フッ素とその他の加水分解性基を両方有するケイ素基(−SiR’FZ)として、
フルオロメトキシメチルシリル基、フルオロエトキシメチルシリル基、フルオロメトキシエチルシリル基、フルオロメトキシフェニルシリル基などが挙げられる。重合体の主鎖中に組み込まれたケイ素基(−SiR’F−、−SiF−、≡SiF)の例としては、−Si(CH)F−、−Si(C)F−、−SiF−、≡SiFなどが挙げられる。
【0083】
3官能性ではないフルオロシリル基を有する重合体の主鎖骨格および主鎖骨格の合成方法については、重合体(A)と同様の説明ができる。主鎖骨格は、ポリオキシアルキレン系重合体、飽和炭化水素系重合体、(メタ)アクリル酸エステル系重合体であることが、重合体(A)との相溶性が優れるため好ましい。3官能性ではないフルオロシリル基を有する重合体は直鎖状、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3,000〜100,000程度が好ましい。
【0084】
本発明では、反応性ケイ素基を有する樹脂成分として、上記重合体(A)のみを含有していてもよく、あるいは、重合体(A)とともに、以下に示される、加水分解性基としてフッ素以外の加水分解性基のみを有する反応性ケイ素基を含有する重合体である重合体(C)を含有していてもよい。本発明の硬化性組成物において、重合体(A)は、当該硬化性組成物が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(反応性ケイ素基)を有する樹脂成分として重合体(A)のみを含む場合に、当該硬化性組成物の硬化性を向上させる機能を有するだけでなく、当該硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)の双方を含む場合に、当該硬化性組成物全体の硬化性を向上させる機能をも有するものである。
【0085】
ここで、重合体(C)とは、下記一般式(2):
−SiR3−b (2)
(式中、Rはそれぞれ独立に、炭素原子数1から20の炭化水素基、またはRSiO−(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)で示されるオルガノシロキシ基のいずれかを示す。また、Yは、それぞれ独立に、水酸基またはフッ素以外の加水分解性基である。bは1、2、3のいずれかである。)で表されるケイ素基を、1分子あたり、平均して1個以上有する重合体である。
【0086】
重合体(C)の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、たとえば水素原子、フッ素以外のハロゲン原子、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。
【0087】
加水分解性基や水酸基が、1個の反応性ケイ素基中に2個以上存在する場合には、それらは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0088】
また、R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RSiO−で示されるトリオルガノシロキシ基等が挙げられる。これらの中ではメチル基が特に好ましい。
【0089】
重合体(C)の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。
【0090】
また、1つのケイ素原子上に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。
【0091】
重合体(C)の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、たとえば以下の方法が挙げられる。
【0092】
(ニ)分子中に水酸基等の官能基を有する重合体に、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。
【0093】
(ホ)(ニ)法と同様にして得られた不飽和基を含有する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。
【0094】
(ヘ)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。
【0095】
以上の方法のなかで、(ニ)の方法、または(ヘ)の方法のうち、末端に水酸基を有する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ために好ましい。さらに、(ニ)の方法で得られた反応性ケイ素基を有する重合体は、(ヘ)の方法で得られる重合体よりも低粘度で作業性のよい硬化性組成物となること、また、(ホ)の方法で得られる重合体は、メルカプトシランに基づく臭気が強いことから、(ニ)の方法が特に好ましい。
【0096】
(ニ)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、ジクロロメチルシラン、クロロジメチルシラン、ジクロロフェニルシランのようなクロロシラン類;トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシフェニルシラン、エチルジメトキシシラン、メトキシジメチルシラン、エトキシジメチルシランのようなアルコキシシラン類;ジアセトキシメチルシラン、ジアセトキシフェニル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挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうちでは、特にクロロシラン類、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、ジメトキシメチルシランは、入手し易く、得られる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、引張強度が高いために特に好ましい。
【0097】
上記ヒドロシラン化合物の中で、下記一般式(9):
H−SiY (9)
(式中、Yは前記一般式(2)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重合体(C)を含有す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(9)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。
【0098】
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反応性の極めて高い化合物が生じる。取り扱い上の安全性の観点から、一般式(10):
H−Si(OR (10)
(式中、3個のR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。
【0099】
(ホ)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、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エトキシシランなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0100】
(ヘ)の合成法のうち、末端に水酸基を有する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と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挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0101】
前述したように、トリメトキシシラン等の1個のケイ素原子に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1個のケイ素原子に結合している基を用いる場合には、(ホ)または(ヘ)の合成法を用いることが好ましい。
【0102】
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、重合体(C)に含有される反応性ケイ素基は、重合体1分子あたり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。1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、良好なゴム弾性挙動を発現しにくくなる可能性がある。また、1分子中に含まれる反応性ケイ素基の数が平均して5個より多い場合には、ゴム状硬化物の伸びが小さくなる場合がある。なお、反応性ケイ素基は、重合体分子鎖の主鎖の末端あるいは側鎖の末端に存在していいてもよく、または主鎖中に組み込まれていてもよいが、特に主鎖の末端に存在するときは、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。1分子中に反応性ケイ素基が2個以上存在する場合は、それぞれの反応性ケイ素基は同じであっても異なっていてもよい。
【0103】
重合体(C)の主鎖骨格およびその合成方法については、重合体(A)と同様の説明ができる。また、重合体(C)の製造方法については、上記した重合体(A)の説明中で、「フッ素以外の加水分解性基を有する反応性ケイ素基を含有する重合体(X)」の製造方法として説明した方法と同様である。
【0104】
重合体(C)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3,000〜100,000程度が好ましく、より好ましくは3,000〜50,000であり、特に好ましくは3,000〜30,000である。数平均分子量が3,000未満では、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、高粘度となるために作業性の点で不都合な傾向がある。
【0105】
本発明の硬化性組成物において、重合体(A)および重合体(C)を含有する場合、重合体(C)の含有量は、重合体(C)/重合体(A)の重量比で、上限は99/1以下が好ましく、95/5以下がより好ましく、90/10以下がさらに好ましい。一方、重合体(C)/重合体(A)の下限は、重量比で0/100より大きいことが好ましい。重合体(C)の比がこれより小さくなると、十分な硬化速度の加速効果が得られない場合がある。
【0106】
本発明の硬化性組成物が重合体(A)と重合体(C)の双方を含有する場合、重合体(A)と重合体(C)の主鎖骨格は同じであっても異なっていてもよく、また、それぞれ単一の主鎖骨格であっても2種以上の主鎖骨格が混在していてもよいが、互いに相溶することが好ましい。
【0107】
なお、重合体(C)を重合体(A)と混合することによって、重合体(A)および重合体(C)の加水分解性基(F、Z、Y)の一部がエステル交換された反応物が生成する可能性がある。本発明の重合体(A)および重合体(C)は、重合体(A)および重合体(C)由来のそのような反応物も含むことを意味する。
【0108】
本発明では、必須成分として炭酸カルシウム(B)を使用する。炭酸カルシウム(B)は、硬化性組成物の作業性を調整したり、硬化物の強度の調整、接着性の改善、耐薬品性の付与など、各種物性の改善が行える充填剤として使用される。
【0109】
炭酸カルシウムは大きく、天然原料を粉砕分級して得られる重質炭酸カルシウムと化学的に製造される沈降炭酸カルシウム(微細炭酸カルシウム)に分けられ、沈降炭酸カルシウムの方が一次粒子の大きさが一般的に小さく好ましい。沈降炭酸カルシウムの多くは脂肪酸などの有機物で表面処理されている。沈降炭酸カルシウムの中でも粒径が0.1μm以下のものを膠質炭酸カルシウムという。微細炭酸カルシウムの多くは脂肪酸や脂肪酸エステルなどの有機物で表面処理されている。表面処理剤としては、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸などの脂肪酸およびそのエステル、塩類;ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルや長鎖アルコール硫酸エステル等、とそれらのナトリウム塩、カリウム塩等の硫酸エステル型陰イオン界面活性剤;また、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、パラフィンスルホン酸、α−オレフィンスルホン酸、アルキルスルホコハク酸等と、それらのナトリウム塩、カリウム塩等のスルホン酸型陰イオン界面活性剤等が挙げられる。微細炭酸カルシウムを充填剤として使用することは、強度の高い硬化物を得る目的で有利であり、膠質炭酸カルシウムを使用
することが、より好ましい。
【0110】
炭酸カルシウム(B)の使用量は、重合体(A)100重量部、重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対し、5〜500重量部、好ましくは10〜200重量部である。炭酸カルシウム(B)がこれより少ないと、十分な硬化物強度が得られ難くなり、組成物の配合コストの点で不利となる場合がある。炭酸カルシウム(B)がこれより多いと、粘度が高すぎて作業性が低下したり、硬化性組成物の硬化性が低下する可能性がある。
【0111】
本発明では、炭酸カルシウム(B)以外の充填剤も使用できる。炭酸カルシウム(B)以外の充填剤としては、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、焼成クレー、クレー、タルク、酸化チタン、ベントナイト、有機ベントナイト、酸化第二鉄、アルミニウム微粉末、フリント粉末、酸化亜鉛、活性亜鉛華、シラスバルーン、ガラスミクロバルーン、フェノール樹脂や塩化ビニリデン樹脂の有機ミクロバルーン、PVC粉末、PMMA粉末など樹脂粉末の如き充填剤;石綿、ガラス繊維およびフィラメントの如き繊維状充填剤;フュームシリカ、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、ドロマイト、無水ケイ酸、含水ケイ酸、およびカーボンブラックの如き補強性充填剤等が挙げられる。重合体(A)100重量部、重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対し、5〜500重量部であることが好ましく、10〜200重量部であることがより好ましい。
【0112】
前記充填剤は、特開2001−181532号公報に記載されているように、酸化カルシウムなどの脱水剤と均一に混合した後、気密性素材で構成された袋に封入し、適当な時間放置することにより予め脱水乾燥することも可能である。この低水分量充填剤を使用することにより、特に一液型組成物とする場合、貯蔵安定性を改良することができる。
【0113】
また、透明性の高い組成物を得る場合には、特開平11−302527号公報に記載されているように、メタクリル酸メチルなどの重合体を原料とした高分子粉体や、非晶質シリカなどを充填剤として使用することができる。また、特開2000−38560号公報に記載されているように、その表面に疎水基が結合した二酸化珪素微粉末である疎水性シリカなどを充填剤として使用することにより透明性の高い組成物を得ることができる。二酸化珪素微粉末の表面は、一般的にシラノール基(−SiOH)となっているが、このシラノール基に有機珪素ハロゲン化物やアルコール類等を反応させることによって、(−SiO−疎水基)を生成させたものが疎水性シリカである。具体的には、二酸化珪素微粉末の表面に存在するシラノール基に、ジメチルシロキサン,ヘキサメチルジシラザン,ジメチルジクロルシラン,トリメトキシオクチルシラン,トリメチルシラン等を反応結合させたものである。なお、表面がシラノール基(−SiOH)で形成されている二酸化珪素微粉末は、親水性シリカ微粉末と呼ばれる。
【0114】
より強度の高い硬化物を得たい場合には、炭酸カルシウム(B)とともに、ヒュームシリカ、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、ドロマイト、無水ケイ酸、含水ケイ酸およびカーボンブラック、焼成クレー、クレー、および活性亜鉛華などから選ばれる充填剤を使用することが好ましい。また、破断伸びが大である硬化物を得たい場合には、主に重質炭酸カルシウムなどの炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、タルク、酸化第二鉄、酸化亜鉛、およびシラスバルーンなどから選ばれる充填剤を使用すれば好ましい結果が得られる。なお、一般的に炭酸カルシウムは、比表面積の値が大きいほど硬化物の破断強度、破断伸び、接着性の改善効果は大きくなる。もちろんこれら充填剤は1種類のみで使用してもよいし、2種類以上混合使用してもよい。炭酸カルシウムを使用する場合、膠質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムなどの粒径が大きい炭酸カルシウムを併用することが望ましい。
【0115】
硬化性組成物の作業性(キレなど)向上や硬化物表面を艶消し状にするためには、充填剤として有機バルーンや無機バルーンを添加することが好ましい。これらの充填剤は表面処理することもでき、1種類のみで使用してもよいし、2種類以上混合使用することもできる。作業性(キレなど)向上には、バルーンの粒径は0.1mm以下が好ましい。硬化物表面を艶消し状にするためには、5〜300μmが好ましい。
【0116】
本発明の硬化性組成物は、得られる硬化物の耐薬品性が良好であるなどの理由により、サイジングボード、特に窯業系サイジングボード、など住宅の外壁の目地や外壁タイルの接着剤、外壁タイルの接着剤であって目地に接着剤がそのまま残るものなどに好適に用いられるが、外壁の意匠とシーリング材の意匠が調和することが望ましい。特に、外壁としてスパッタ塗装、着色骨材などの混入により高級感のある外壁が用いられるようになっている。本発明の硬化性組成物に直径が0.1mm以上、好ましくは0.1〜5.0mm程度の鱗片状または粒状の物質が配合されていると、得られる硬化物はこのような高級感のある外壁と調和し、耐薬品性が優れるためこの硬化物の外観は長期にわたって持続する、優れた硬化性組成物となる。この際、粒状の物質を用いると砂まき調あるいは砂岩調のざらつき感がある表面となり、鱗片状物質を用いると鱗片状に起因する凹凸状の表面となる。
【0117】
鱗片状または粒状の物質の好ましい直径、配合量、材料などは特開平9−53063号公報に記載されているように次の通りである。
【0118】
粒状の物質の場合には、その直径は0.1mm以上、好ましくは0.1〜5.0mm程度であり、外壁の材質、模様等に合わせて適当な大きさのものが使用される。0.2mm〜5.0mm程度や0.5mm〜5.0mm程度のものも使用可能である。鱗片状の物質の場合には、厚さが直径の1/10〜1/5程度の薄さ(0.01〜1.00mm程度)とされる。鱗片状または粒状の物質は、シーリング主材内に予め混合されてシーリング材として施工現場に運搬されるか、使用に際して、施工現場にてシーリング主材内に混合される。
【0119】
鱗片状または粒状の物質は、シーリング材組成物や接着剤組成物等の組成物100重量部に対して、1〜200重量部程度が配合される。配合量は、個々の鱗片状または粒状の物質の大きさ、外壁の材質、模様等によって、適当に選定される。
【0120】
鱗片状または粒状の物質としては、ケイ砂、マイカ等の天然物、合成ゴム、合成樹脂、アルミナ等の無機物が使用される。目地部に充填した際の意匠性を高めるために、外壁の材質、模様等に合わせて、適当な色に着色される。好ましい仕上げ方法などは特開平9−53063号公報に記載されている。
【0121】
また、同様の目的でバルーン(好ましくは平均粒径が0.1mm以上のもの)を用いれば砂まき調あるいは砂岩調のざらつき感がある表面になり、かつ軽量化を図ることができる。バルーンの好ましい直径、配合量、材料などは特開平10−251618号公報に記載されているように次の通りである。
【0122】
バルーンは、球状体充填剤で内部が中空のものである。このバルーンの材料としては、ガラス、シラス、シリカなどの無機系の材料、および、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリスチレン、サランなどの有機系の材料が挙げられるが、これらのみに限定されるものではなく、無機系の材料と有機系の材料とを複合させたり、また、積層して複数層を形成させたりすることもできる。無機系の、あるいは有機系の、またはこれらを複合させるなどしたバルーンを使用することができる。また、使用するバルーンは、同一のバルーンを使用
しても、あるいは異種の材料のバルーンを複数種類混合して使用しても差し支えがない。さらに、バルーンは、その表面を加工ないしコーティングしたものを使用することもできるし、またその表面を各種の表面処理剤で処理したものを使用することもできる。たとえば、有機系のバルーンを炭酸カルシウム、タルク、酸化チタンなどでコーティングしたり、無機系のバルーンをシランカップリング剤で表面処理することなどが挙げられる。
【0123】
砂まき調あるいは砂岩調のざらつき感がある表面を得るには、バルーンは粒径が0.1mm以上であることが好ましい。0.2mm〜5.0mm程度や0.5mm〜5.0mm程度のものも使用可能である。0.1mm未満のものでは、多量に配合しても組成物の粘度を上昇させるだけで、ざらつき感が発揮されない場合がある。バルーンの配合量は目的とする砂まき調あるいは砂岩調のざらつき感の程度によって容易に定めることができる。通常、粒径が0.1mm以上のものを組成物中の容積濃度で5〜25vol%の範囲となる割合で配合することが望ましい。バルーンの容積濃度が5vol%未満であるとざらつき感がなく、また25vol%を超えると、シーリング材や接着剤の粘度が高くなり作業性が悪く、硬化物のモジュラスも高くなり、シーリング材や接着剤の基本性能が損なわれる傾向にある。シーリング材の基本性能とのバランスが特に好ましい容積濃度は8〜22vol%である。
【0124】
バルーンを用いる際には特開2000−154368号公報に記載されているようなスリップ防止剤、特開2001−164237号公報に記載されているような硬化物の表面を凹凸状態に加えて艶消し状態にするためのアミン化合物、特に融点35℃以上の第1級および/または第2級アミンを添加することができる。
【0125】
バルーンの具体例は特開平2−129262号、特開平4−8788号、特開平4−173867号、特開平5−1225号、特開平7−113073号、特開平9−53063号、特開平10−251618号、特開2000−154368号、特開2001−164237号、WO97/05201号などの各公報に記載されている。
【0126】
また、特開2004−51701号公報または特開2004−66749号公報などに記載の熱膨張性微粒中空体をバルーンとして使用することができる。熱膨張性微粒中空体とは、炭素原子数1から5の炭化水素などの低沸点化合物を高分子外殻材(塩化ビニリデン系共重合体、アクリロニトリル系共重合体、または塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体)で球状に包み込んだプラスチック球体である。本硬化性組成物を用いた接着部分を加熱することによって、熱膨張性微粒中空体の殻内のガス圧が増し、高分子外殻材が軟化することで体積が劇的に膨張し、接着界面を剥離させる役割を果たす。熱膨張性微粒中空体の添加により、不要時には加熱するだけで簡単に材料の破壊を伴わずに剥離でき、且つ有機溶剤を一切用いないで加熱剥離可能な接着性組成物が得られる。
【0127】
本発明の硬化性組成物がシーリング材硬化物粒子を含む場合も、得られる硬化物は表面に凹凸を形成し意匠性を向上させることができる。シーリング材硬化物粒子の好ましい直径、配合量、材料などは特開2001−115142号公報に記載されているように次の通りである。直径は0.1mm〜1mmが好ましく、さらには0.2〜0.5mm程度がより好ましい。配合量は硬化性組成物中に5〜100重量%が好ましく、さらには20〜50重量%がより好ましい。材料は、ウレタン樹脂、シリコーン、変成シリコーン、多硫化ゴム等を挙げることができ、シーリング材に用いられるものであれば限定されないが、変成シリコーン系のシーリング材が好ましい。
【0128】
本発明の硬化性組成物は、さらに硬化触媒を含有してもよい。硬化触媒は重合体(A)および重合体(C)の反応性ケイ素基を加水分解・縮合させて架橋させる反応を促進する役割を持つ。
【0129】
硬化触媒としては、有機錫化合物、カルボン酸金属塩、アミン化合物、カルボン酸、アルコキシ金属、無機酸など既に公知の各種を使用できる。しかしながら、上記したように、有機錫化合物は環境への影響が懸念されるため、硬化触媒としては、非有機錫系の化合物を用いることが好ましい。特に、非有機錫系触媒でありながら本発明の硬化性組成物を速硬化させられることから、アミン化合物(D)を硬化触媒として用いることが好ましい。
【0130】
本発明の硬化触媒として使用できるアミン化合物(D)には、ピリジンなどの含窒素環式化合物も含まれる。アミン化合物を具体的に例示すると、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ペンタデシルアミン、セチルアミン、ステアリルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂肪族第一級アミン類;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジ(2−エチルヘキシル)アミン、ジデシルアミン、ジラウリルアミン、ジセチルアミン、ジステアリルアミン、メチルステアリルアミン、エチルステアリルアミン、ブチルステアリルアミン等の脂肪族第二級アミン類;トリアミルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン等の脂肪族第三級アミン類;トリアリルアミン、オレイルアミン、などの脂肪族不飽和アミン類;アニリン、ラウリルアニリン、ステアリルアニリン、トリフェニルアミン等の芳香族アミン類;ピリジン、2−アミノピリジン、2−(ジメチルアミノ)ピリジン、4−(ジメチルアミノ)ピリジン、2−ヒドロキシピリジン、イミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、モルホリン、N−メチルモルホリン、ピペリジン、2−ピペリジンメタノール、2−(2−ピペリジノ)エタノール、ピペリドン、1,2−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、6−(ジブチルアミノ)−1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBA−DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5(DBN)、1,4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン(DABCO)、アジリジン等の複素環式化合物、および、その他のアミン類として、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、3−ヒドロキシプロピルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、N−メチル−1,3−プロパンジアミン、N,N’−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、ベンジルアミン、3−メトキシプロピルアミン、3−ラウリルオキシプロピルアミン、3−ジメチルアミノプロピルアミン、3−ジエチルアミノプロピルアミン、3−ジブチルアミノプロピルアミン、3−モルホリノプロピルアミン、2−(1−ピペラジニル)エチルアミン、キシリレンジアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどのアミン類;グアニジン、ジフェニルグアニジンなどのグアニジン類;ブチルビグアニド、1−o−トリルビグアニドや1−フェニルビグアニド等のビグアニド類、等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0131】
中でも、1,2−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、DBU、DBA−DBU、DBN等のアミジン類;グアニジン、1−フェニルグアニジン、ジフェニルグアニジンなどのグアニジン類;ブチルビグアニド、1−o−トリルビグアニドや1−フェニルビグアニド等のビグアニド類は高い活性を示すことから好ましい。また、1−o−トリルビグアニドや1−フェニルビグアニド等のアリール置換ビグアニド類は、高い接着性を示すことから好ましい。
【0132】
また、アミン化合物は塩基性を示すが、共役酸のpKa値が11以上の値を示すアミン化合物は触媒活性も高く好ましい。特に1,2−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒド
ロピリミジン、DBU、DBNなどは共役酸のpKa値が12以上であり、高い触媒活性を示すため好ましい。
【0133】
取扱い易さ、安全性の点から、炭素原子数5〜20のアルキルアミンを用いることが好ましく、炭素原子数6〜15のアルキルアミンがより好ましい。炭素原子数がこの範囲よりも小さい場合には、揮発しやすくなり、臭気が増す傾向にある。炭素原子数がこの範囲よりも大きい場合には、室温において固状になりやすくなり、重合体(A)および/または重合体(C)との相溶が困難となる場合がある。入手性の点から、オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ラウリルアミン、3−ジエチルアミノプロピルアミンがより好ましい。
【0134】
本発明では硬化触媒のアミン化合物(D)として、アミノ基含有シランカップリング剤(以下、アミノシランという)も使用できる。アミノシランは、加水分解性基が結合したケイ素原子を含む基(以下加水分解性ケイ素基という)および、置換あるいは非置換のアミノ基を有する化合物である。置換アミノ基の置換基としては、アルキル基、アラルキル基、アリール基が挙げられる。この加水分解性ケイ素基の例としては、前記一般式(2)で表される基の内、Yが加水分解性基であるものを挙げることができる。具体的には、加水分解性基として既に例示した基を挙げることができるが、メトキシ基、エトキシ基等が加水分解速度の点から好ましい。1個のケイ素原子に結合する加水分解性基の個数は、2個以上、特に3個以上が好ましい。具体的には、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−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、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、N−(2−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、N−(2−(2−アミノエチル)アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(6−アミノヘキシル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(N−エチルアミノ)−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、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、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、(2−アミノエチル)アミノメチルトリメトキシシラン、N,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン等が挙げられる。
【0135】
硬化触媒のアミノシランとしては、硬化性の点からアミノ基(−NH)を有するアミノシランが好ましく、入手性の点から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、N−(2−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランが好ましく、γ−アミノプロピルトリメトキシシランが特に好ましい。
【0136】
また、加水分解によって上記のアミン化合物を生成するようなケチミン化合物も本発明の硬化触媒として使用できる。
【0137】
アミン化合物(D)以外の硬化触媒の具体例としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、2−エチルヘキサン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ピバル酸、2,2−ジメチル酪酸、2,2−ジエチル酪酸、2,2−ジメチルヘキサン酸、2,2−ジエチルヘキサン酸、2,2−ジメチルオクタン酸、2−エチル−2,5−ジメチルヘキ
サン酸、ネオデカン酸、バーサチック酸などのカルボン酸;上記したカルボン酸の誘導体(カルボン酸無水物、エステル、アミド、ニトリル、塩化アシル);カルボン酸錫、カルボン酸鉛、カルボン酸ビスマス、カルボン酸カリウム、カルボン酸カルシウム、カルボン酸バリウム、カルボン酸チタン、カルボン酸ジルコニウム、カルボン酸ハフニウム、カルボン酸バナジウム、カルボン酸マンガン、カルボン酸鉄、カルボン酸コバルト、カルボン酸ニッケル、カルボン酸セリウムなどのカルボン酸金属塩;テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート、チタンテトラキス(アセチルアセトナート)、ビス(アセチルアセトナト)ジイソプロポキシチタン、ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトセテート)などのチタン化合物;ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫フタレート、ジブチル錫ジオクタノエート、ジブチル錫ビス(2−エチルヘキサノエート)、ジブチル錫ビス(メチルマレエート)、ジブチル錫ビス(エチルマレエート)、ジブチル錫ビス(ブチルマレエート)、ジブチル錫ビス(オクチルマレエート)、ジブチル錫ビス(トリデシルマレエート)、ジブチル錫ビス(ベンジルマレエート)、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ビス(エチルマレエート)、ジオクチル錫ビス(オクチルマレエート)、ジブチル錫ジメトキサイド、ジブチル錫ビス(ノニルフェノキサイド)、ジブテニル錫オキサイド、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ビス(アセチルアセトナート)、ジブチル錫ビス(エチルアセトアセトナート)、ジブチル錫オキサイドとシリケート化合物との反応物、ジブチル錫オキサイドとフタル酸エステルとの反応物等の有機錫化合物;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などのアルミニウム化合物類;ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)などのジルコニウム化合物類;テトラブトキシハフニウムなどの各種金属アルコキシド類;有機酸性リン酸エステル類;トリフルオロメタンスルホン酸などの有機スルホン酸類;塩酸、リン酸、ボロン酸などの無機酸類が挙げられる。ただし、前記した理由等から、有機錫化合物の使用量は、重合体(A)100重量部、重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して、5重量部以下が好ましく、0.5重量部以下がより好ましく、0.05重量部以下が更に好ましく、含有していないことが特に好ましい。
【0138】
本発明の硬化性組成物においては、硬化触媒は2種以上を併用してもよい。
【0139】
硬化触媒の使用量としては、重合体(A)100重量部、重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対し、0.001〜20重量部が好ましく、さらには0.01〜10重量部がより好ましい。硬化触媒の配合量がこの範囲を下回ると十分な硬化速度が得られ難くなることがあり、また貯蔵後に触媒活性が低下することがある。一方、硬化触媒の配合量がこの範囲を上回ると可使時間が短くなり過ぎて作業性が悪くなることがある。
【0140】
本発明の硬化性組成物は、重合体(A)、炭酸カルシウム(B)を必須成分として、重合体(C)、アミン化合物(D)を任意成分として含有するが、これらの成分は必ずしも硬化性組成物中に単体として存在する必要は無く、他の成分との混合によって発生する反応物として存在してもよい。また本発明では、これらの成分は、これらの成分由来の化合物を含むことを意味する。
【0141】
本発明の硬化性組成物には接着性付与剤として、シランカップリング剤を含有させることができる。ここでいうシランカップリング剤とは、分子中に加水分解性ケイ素基とそれ以外の官能基を有する化合物であり、各種被着体、すなわち、ガラス、アルミニウム、ステンレス、亜鉛、銅、モルタルなどの無機基材や、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの有機基材に用いた場合、ノンプライマー条件またはプライマー処理条件下で、著しい接着性改善効果を示す。ノンプライマー条件下で使用した場合には、各種被着体に対する接着性を改善する効果が
特に顕著である。かかるシランカップリング剤は、物性調整剤、無機充填材の分散性改良剤等として機能し得る。
【0142】
シランカップリング剤の加水分解性ケイ素基の例としては、前記一般式(2)で表される基の内、Yが加水分解性基であるものを挙げることができる。具体的には、加水分解性基として既に例示した基を挙げることができるが、メトキシ基、エトキシ基等が加水分解速度の点から好ましい。1個のケイ素原子に結合する加水分解性基の個数は、2個以上、特に3個以上が好ましい。
【0143】
加水分解性ケイ素基以外の官能基としては、置換または非置換のアミノ基、メルカプト基、エポキシ基、カルボキシル基、ビニル基、イソシアネート基、イソシアヌレート、ハロゲン等を例示できる。これらの内、置換または非置換のアミノ基、エポキシ基、イソシアネート基、イソシアヌレート等は、接着性改善効果が高いために好ましく、アミノ基が特に好ましい。
【0144】
加水分解性ケイ素基とアミノ基の両方を有するシランカップリング剤は一般にアミノシランと呼ばれるが、本発明において、アミノシランは、上述のように、硬化触媒としての機能も発揮するものである。したがって、本明細書においては、アミノシランの具体例を硬化触媒についての説明の中で記載している。なお、接着性付与剤としての機能をより発揮させたい場合には、硬化触媒としての必要量以上にアミノシランを用いてもよい。
【0145】
アミノシラン以外のシランカップリング剤の具体例としては、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、(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)ジメトキシメチルシラン等のイソシアネートシラン類;N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン等のケチミン型シラン類;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、メルカプトメチルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン類;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(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等のイソシアヌレートシラン類等を挙げることができる。また、上記アミノシランとエポキシシランの反応物、アミノシランとイソシアネートシランの反応物、アミノシランと(メタ)アクリロイルオキシ基含有シランの反応物なども使用できる。上記シラン類を部分的に縮合した縮合体も使用できる。さらに、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、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。
【0146】
上記シランカップリング剤は、1種類のみで使用してもよいし、2種類以上を混合使用してもよい。
【0147】
本発明で使用するシランカップリング剤の使用量としては、重合体(A)100重量部、重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対し、0.01〜20重量部が好ましく、0.1〜10重量部がより好ましく、1〜7重量部が特に好ましい。配合量がこの範囲を下回ると、接着性が十分に得られない場合がある。配合量がこの範囲を上回ると実用的な硬化速度が得られなくなったり、逆に硬化速度が速くなりすぎて調整が困難となる場合がある。
【0148】
上記したシランカップリング剤以外にも、接着性付与剤として、特に限定されないが、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硫黄、アルキルチタネート類、芳香族ポリイソシアネート等が使用できる。上記接着性付与剤は1種類のみで使用してもよいし、2種類以上混合使用してもよい。
【0149】
また、本発明の硬化性組成物には、シリケートを用いることができる。このシリケートは、架橋剤として作用し、本発明の硬化性組成物から得られる硬化物の復元性、耐久性、および、耐クリープ性を改善する機能を有する。また、硬化性をさらに向上させる効果も有する。さらには、接着性および耐水接着性、高温高湿条件での接着耐久性を改善する効果も有する。シリケートとしてはテトラアルコキシシランまたはその部分加水分解縮合物が使用できる。シリケートを使用する場合、その使用量は重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して0.1〜20重量部であることが好ましく、0.5〜10重量部がより好ましい。
【0150】
シリケートの具体例としては、たとえばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、エトキシトリメトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、メトキシトリエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−i−ブトキシシラン、テトラ−t−ブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン(テトラアルキルシリケート)、および、それらの部分加水分解縮合物が挙げられる。
【0151】
テトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物は、硬化性組成物から得られる硬化物の復元性、耐久性、および、耐クリープ性の改善効果がテトラアルコキシシランよりも大きいためにより好ましい。
【0152】
前記テトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物としては、たとえば通常の方法でテトラアルコキシシランに水を添加し、部分加水分解させて縮合させたものが挙げられる。また、オルガノシリケート化合物の部分加水分解縮合物は、市販のものを用いることができる。このような縮合物としては、たとえば、メチルシリケート51、エチルシリケート40(いずれもコルコート(株)製)等が挙げられる。
【0153】
また、本発明の硬化性組成物には可塑剤を添加することができる。可塑剤の添加により、硬化性組成物の粘度やスランプ性および硬化性組成物を硬化して得られる硬化物の引張り強度、伸びなどの機械特性が調整できる。可塑剤の例としては、ジブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ビス(2−エチルヘキシル)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;ジオクチルアジペート、ジオクチルセバケート、ジブチルセバケート、コハク酸イソデシル等の非芳香族二塩基酸エステル類;オレイン酸ブチル、アセチルリシリノール酸メチル等の脂肪族エステル類;トリクレジルホスフェート、トリブチルホスフェート等のリン酸エステル類;トリメリット酸エステル類;塩素化パラフィン類;アルキルジフェニル、部分水添ターフェニル、等の炭化水素系油;プロセスオイル類;エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ベンジル等のエポキシ可塑剤類を挙げるこ
とができる。
【0154】
また、可塑剤として高分子可塑剤を使用することもできる。高分子可塑剤を使用すると重合体成分を分子中に含まない可塑剤である低分子可塑剤を使用した場合に比較して、初期の物性を長期にわたり維持できる。さらに、硬化性組成物を硬化して得られる硬化物にアルキド塗料を塗布した場合の乾燥性(塗装性ともいう)を改良できる。高分子可塑剤の具体例としては、ビニル系モノマーを種々の方法で重合して得られるビニル系重合体;ジエチレングリコールジベンゾエート、トリ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ポリアルキレングリコールのエステル類;セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、フタル酸等の2塩基酸とエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等の2価アルコールから得られるポリエステル系可塑剤;分子量500以上、さらには1000以上のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオールあるいはこれらポリエーテルポリオールの水酸基をエステル基、エーテル基などに変換した誘導体等のポリエーテル類;ポリスチレンやポリ−α−メチルスチレン等のポリスチレン類;ポリブタジエン、ポリブテン、ポリイソブチレン、ブタジエン−アクリロニトリル、ポリクロロプレン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0155】
これらの高分子可塑剤のうちで、重合体(A)、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は、重合体(A)および重合体(C)と相溶するものが好ましい。この点から、ポリエーテル類やビニル系重合体が好ましい。また、ポリエーテル類を可塑剤として使用すると、表面硬化性および深部硬化性が改善され、貯蔵後の硬化遅延も起こらないことから好ましく、中でもポリプロピレングリコールがより好ましい。また、相溶性および耐候性、耐熱性の点からビニル系重合体が好ましい。ビニル系重合体の中でもアクリル系重合体および/またはメタクリル系重合体が好ましく、ポリアクリル酸アルキルエステルなどアクリル系重合体がさらに好ましい。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。
【0156】
高分子可塑剤の数平均分子量は、好ましくは500〜15,000であるが、より好ましくは800〜10,000であり、さらに好ましくは1,000〜8,000、特に好ましくは1,000〜5,000である。最も好ましくは1,000〜3,000である。分子量が低すぎると熱や降雨により可塑剤が経時的に流出し、初期の物性を長期にわたり維持できず、埃付着などによる汚染の原因となり、また、アルキド塗装性が改善できない。また、分子量が高すぎると粘度が高くなり、作業性が悪くなる。高分子可塑剤の分子量分布は特に限定されないが、狭いことが好ましく、1.80未満が好ましい。1.70以下がより好ましく、1.60以下がなお好ましく、1.50以下がさらに好ましく、1.40以下が特に好ましく、1.30以下が最も好ましい。
【0157】
数平均分子量はポリエーテル系重合体の場合は末端基分析法で、その他の重合体の場合はGPC法で測定される。また、分子量分布(Mw/Mn)はGPC法(ポリスチレン換算)で測定される。
【0158】
また、高分子可塑剤は、反応性ケイ素基を有しないものでよいが、反応性ケイ素基を有してもよい。反応性ケイ素基を有する場合、反応性可塑剤として作用し、硬化物からの可塑剤の移行を防止できる。反応性ケイ素基を有する場合、1分子あたり平均して1個以下が好ましく、さらには0.8個以下がより好ましい。反応性ケイ素基を有する可塑剤、特
に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体を使用する場合、その数平均分子量は重合体(A)、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は、重合体(A)および重合体(C)より低いことが好ましい。そうでなければ、可塑化効果が得られない場合があるからである。
【0159】
可塑剤は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また低分子可塑剤と高分子可塑剤を併用してもよい。なおこれら可塑剤は、重合体製造時に配合することも可能である。
【0160】
可塑剤の使用量は、重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して5〜150重量部が好ましく、10〜120重量部がより好ましく、20〜100重量部がさらに好ましい。5重量部未満では可塑剤としての効果が発現しなくなり、150重量部を越えると硬化物の機械強度が不足する。
【0161】
本発明の硬化性組成物には粘着性付与剤を添加することができる。粘着性付与樹脂としては、特に限定されないが、常温で固体、液体を問わず通常使用されるものを使用することができる。具体例としては、スチレン系ブロック共重合体、その水素添加物、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂(たとえば、カシューオイル変性フェノール樹脂、トール油変性フェノール樹脂等)、テルペンフェノール樹脂、キシレン−フェノール樹脂、シクロペンタジエン−フェノール樹脂、クマロンインデン樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル樹脂、水添ロジンエステル樹脂、キシレン樹脂、低分子量ポリスチレン系樹脂、スチレン共重合体樹脂、石油樹脂(たとえば、C5炭化水素樹脂、C9炭化水素樹脂、C5C9炭化水素共重合樹脂等)、水添石油樹脂、テルペン系樹脂、DCPD樹脂石油樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。スチレン系ブロック共重合体およびその水素添加物としては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン−エチレンブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−エチレンプロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)等が挙げられる。上記粘着性付与樹脂は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
【0162】
粘着性付与樹脂は重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して、好ましくは5〜1,000重量部、より好ましくは10〜100重量部使用される。
【0163】
本発明の硬化性組成物には溶剤または希釈剤を添加することができる。溶剤および希釈剤としては、特に限定されないが、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アルコール、エステル、ケトン、エーテルなどを使用することができる。溶剤または希釈剤を使用する場合、組成物を屋内で使用した時の空気への汚染の問題から、溶剤の沸点は、150℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましく、250℃以上が特に好ましい。上記溶剤または希釈剤は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
【0164】
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて生成する硬化物の引張特性を調整する物性調整剤を添加してもよい。物性調整剤としては特に限定されないが、たとえば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン類;ジメチルジイソプロペノキシシラン、メチルトリイソプロペノキシシラン等のアルキルイソプロペノキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、等の不飽和基を有するアルコキシシ
ラン類;シリコーンワニス類;ポリシロキサン類等が挙げられる。前記物性調整剤を用いることにより、本発明の硬化性組成物を硬化させた時の硬度を上げたり、逆に硬度を下げ、破断伸びを出したりし得る。上記物性調整剤は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
【0165】
特に、加水分解により分子内に1価のシラノール基を有する化合物を生成する化合物は硬化物の表面のべたつきを悪化させずに硬化物のモジュラスを低下させる作用を有する。特にトリメチルシラノールを生成する化合物が好ましい。加水分解により分子内に1価のシラノール基を有する化合物を生成する化合物としては、特開平5−117521号公報に記載されている化合物を挙げることができる。また、ヘキサノール、オクタノール、デカノールなどのアルキルアルコールの誘導体であって加水分解によりトリメチルシラノールなどのRSiOHを生成するシリコン化合物を生成する化合物、特開平11−241029号公報に記載されているトリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトールあるいはソルビトールなどの水酸基数が3以上の多価アルコールの誘導体であって加水分解によりトリメチルシラノールなどのRSiOHを生成するシリコン化合物を生成する化合物を挙げることができる。
【0166】
また、特開平7−258534号公報に記載されているようなオキシプロピレン重合体の誘導体であって加水分解によりトリメチルシラノールなどのRSiOHを生成するシリコン化合物を生成する化合物も挙げることができる。さらに特開平6−279693号公報に記載されている架橋可能な加水分解性ケイ素含有基と加水分解によりモノシラノール含有化合物となり得るケイ素含有基を有する重合体を使用することもできる。
【0167】
物性調整剤は、重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重量部、より好ましくは0.5〜10重量部使用できる。
【0168】
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて垂れを防止し、作業性を良くするためにチクソ性付与剤(垂れ防止剤)を添加してもよい。垂れ防止剤としては特に限定されないが、たとえば、ポリアミドワックス類;水添ヒマシ油誘導体類;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム等の金属石鹸類等が挙げられる。また、特開平11−349916号公報に記載されているような粒子径10〜500μmのゴム粉末や、特開2003−155389号公報に記載されているような有機質繊維を用いると、チクソ性が高く作業性の良好な組成物が得られる。これらチクソ性付与剤(垂れ防止剤)は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。チクソ性付与剤は重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重量部使用できる。
【0169】
また、本発明の硬化性組成物においては、1分子中にエポキシ基を含有する化合物を添加してもよい。エポキシ基を有する化合物を使用すると硬化物の復元性を高めることができる。エポキシ基を有する化合物としてはエポキシ化不飽和油脂類、エポキシ化不飽和脂肪酸エステル類、脂環式エポキシ化合物類、エピクロルヒドリン誘導体に示す化合物およびそれらの混合物等が例示できる。具体的には、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、ビス(2−エチルヘキシル)−4,5−エポキシシクロヘキサン−1,2−ジカーボキシレート(E−PS)、エポキシオクチルステアレ−ト、エポキシブチルステアレ−ト等が挙げられる。これらのなかではE−PSが特に好ましい。エポキシ化合物は重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して0.5〜50重量部の範囲で使用するのがよい。
【0170】
本発明の硬化性組成物には光硬化性物質を添加してもよい。光硬化性物質を使用すると硬化物表面に光硬化性物質の皮膜が形成され、硬化物のべたつきや耐候性を改善できる。光硬化性物質とは、光の作用によってかなり短時間に分子構造が化学変化をおこし、硬化などの物性的変化を生ずるものである。この種の化合物には有機単量体、オリゴマー、樹脂あるいはそれらを含む組成物等多くのものが知られており、市販の任意のものを採用し得る。代表的なものとしては、不飽和アクリル系化合物、ポリケイ皮酸ビニル類あるいはアジド化樹脂等が使用できる。不飽和アクリル系化合物としては、アクリル系またはメタクリル系不飽和基を1ないし数個有するモノマー、オリゴマーあるいはそれらの混合物であって、プロピレン(またはブチレン、エチレン)グリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等の単量体または分子量10,000以下のオリゴエステルが例示される。具体的には、たとえば特殊アクリレートである2官能のアロニックスM−210,アロニックスM−215,アロニックスM−220,アロニックスM−233,アロニックスM−240,アロニックスM−245;3官能のアロニックスM−305,アロニックスM−309,アロニックスM−310,アロニックスM−315,アロニックスM−320,アロニックスM−325および多官能のアロニックスM−400(以上、アロニックスはいずれも東亜合成化学工業株式会社の製品である)などが例示できるが、特にアクリル官能基を含有する化合物が好ましく、また1分子中に平均して3個以上の同官能基を含有する化合物が好ましい。
【0171】
ポリケイ皮酸ビニル類としては、シンナモイル基を感光基とする感光性樹脂でありポリビニルアルコールをケイ皮酸でエステル化したものの他、多くのポリケイ皮酸ビニル誘導体が例示される。アジド化樹脂は、アジド基を感光基とする感光性樹脂として知られており、通常はジアジド化合物を感光剤として加えたゴム感光液の他、「感光性樹脂」(昭和47年3月17日出版、印刷学会出版部発行、第93頁〜、第106頁〜、第117頁〜)に詳細な例示があり、これらを単独または混合し、必要に応じて増感剤を加えて使用することができる。なお、ケトン類、ニトロ化合物などの増感剤やアミン類などの促進剤を添加すると、効果が高められる場合がある。光硬化性物質の使用量は、重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して、0.1〜20重量部が好ましく、0.5〜10重量部がより好ましい。光硬化性物質の使用量が0.1重量部未満では耐候性を高める効果がない場合があり、20重量部を超えると、硬化物が硬くなりすぎて、ヒビ割れを生じる傾向がある。
【0172】
本発明の硬化性組成物には酸素硬化性物質を添加することができる。酸素硬化性物質には空気中の酸素と反応し得る不飽和化合物を例示でき、空気中の酸素と反応して硬化物の表面付近に硬化皮膜を形成し表面のべたつきや硬化物表面へのゴミやホコリの付着を防止するなどの作用をする。酸素硬化性物質の具体例には、キリ油、アマニ油などで代表される乾性油や、該化合物を変性して得られる各種アルキッド樹脂;乾性油により変性されたアクリル系重合体、エポキシ系樹脂、シリコン樹脂;ブタジエン、クロロプレン、イソプレン、1,3−ペンタジエンなどのジエン系化合物を重合または共重合させて得られる1,2−ポリブタジエン、1,4−ポリブタジエン、C5〜C8ジエンの重合体などの液状重合体や、これらジエン系化合物と共重合性を有するアクリロニトリル、スチレンなどの単量体とをジエン系化合物が主体となるように共重合させて得られるNBR、SBRなどの液状共重合体や、さらにはそれらの各種変性物(マレイン化変性物、ボイル油変性物など)などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。これらのうちではキリ油や液状ジエン系重合体が特に好ましい。また、酸化硬化反応を促進する触媒や金属ドライヤーを併用すると効果が高められる場合がある。これらの触媒や金属ドライヤーとしては、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ジルコニウム、オクチル酸コバルト、オクチル酸ジルコニウム等の金属塩や、アミン化合物等が例示される。
酸素硬化性物質の使用量は、重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して、0.1〜20重量部の範囲が好ましく、さらに好ましくは0.5〜10重量部である。前記使用量が0.1重量部未満になると汚染性の改善が充分でなくなり、20重量部を超えると硬化物の引張り特性などが損なわれる傾向が生ずる。特開平3−160053号公報に記載されているように酸素硬化性物質は光硬化性物質と併用して使用するのがよい。
【0173】
本発明の硬化性組成物には酸化防止剤(老化防止剤)を添加することができる。酸化防止剤を使用すると硬化物の耐熱性を高めることができる。酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系、モノフェノール系、ビスフェノール系、ポリフェノール系が例示できるが、特にヒンダードフェノール系が好ましい。同様に、チヌビン622LD,チヌビン144,CHIMASSORB944LD,CHIMASSORB119FL(以上いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製);MARK LA−57,MARK LA−62,MARK LA−67,MARK LA−63,MARK LA−68(以上いずれも株式会社ADEKA製);サノールLS−770,サノールLS−765,サノールLS−292,サノールLS−2626,サノールLS−1114,サノールLS−744(以上いずれも三共株式会社製)に示されたヒンダードアミン系光安定剤を使用することもできる。酸化防止剤の具体例は、特開平4−283259号公報や特開平9−194731号公報にも記載されている。酸化防止剤の使用量は、重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して、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。
【0174】
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。光安定剤の使用量は、重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して、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。
【0175】
本発明の硬化性組成物に前記光硬化性物質を併用する場合、特に不飽和アクリル系化合物を用いる場合、特開平5−70531号公報に記載されているようにヒンダードアミン系光安定剤として3級アミン含有ヒンダードアミン系光安定剤を用いるのが組成物の保存安定性改良のために好ましい。3級アミン含有ヒンダードアミン系光安定剤としては、チヌビン622LD,チヌビン144,CHIMASSORB119FL(以上いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製);MARK LA−57,LA−62,LA−67,LA−63(以上いずれも株式会社ADEKA製);サノールLS−765,LS−292,LS−2626,LS−1114,LS−744(以上いずれも三共株式会社製)などの光安定剤が例示できる。
【0176】
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。紫外線吸収剤の使用量は、重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して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。
【0177】
本発明の硬化性組成物にはエポキシ樹脂を添加することができる。エポキシ樹脂を添加した硬化性組成物は、特に接着剤、殊に外壁タイル用接着剤として好ましい。エポキシ樹脂としてはエピクロルヒドリン−ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エピクロルヒドリン−ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールAのグリシジルエーテルなどの難燃型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAプロピレンオキシド付加物のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、p−オキシ安息香酸グリシジルエーテルエステル型エポキシ樹脂、m−アミノフェノール系エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン系エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、各種脂環式エポキシ樹脂、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジル−o−トルイジン、トリグリシジルイソシアヌレート、ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンなどのごとき多価アルコールのグリシジルエーテル、ヒダントイン型エポキシ樹脂、石油樹脂などのごとき不飽和重合体のエポキシ化物などが例示されるが、これらに限定されるものではなく、一般に使用されているエポキシ樹脂が使用され得る。エポキシ基を少なくとも分子中に2個含有するものが、硬化に際し反応性が高く、また硬化物が3次元的網目をつくりやすいなどの点から好ましい。さらに好ましいものとしては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂類またはノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂と、重合体(A)、または、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)および重合体(C)の合計量との使用割合は、重量比で((A)または(A)+(C))/エポキシ樹脂=100/1〜1/100が好ましい。((A)または(A)+(C))/エポキシ樹脂の割合が1/100未満になると、エポキシ樹脂硬化物の衝撃強度や強靱性の改良効果が得られがたくなり、((A)または(A)+(C))/エポキシ樹脂の割合が100/1を超えると、有機系重合体硬化物の強度が不十分となる傾向がある。好ましい使用割合は、硬化性組成物の用途などにより異なるため一概には決められないが、たとえばエポキシ樹脂硬化物の耐衝撃性、可撓性、強靱性、剥離強度などを改善する場合には、エポキシ樹脂100重量部に対して重合体(A)、または、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量で1〜100重量部が好ましく、さらに好ましくは5〜100重量部使用するのがよい。一方、重合体(A)成分の硬化物の強度を改善する場合には、重合体(A)100重量部、または、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して、エポキシ樹脂を好ましくは1〜200重量部、さらに好ましくは5〜100重量部使用するのがよい。
【0178】
エポキシ樹脂を添加する場合、本発明の硬化性組成物には、エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤を併用できることは当然である。使用し得るエポキシ樹脂硬化剤としては、特に制限はなく、一般に使用されているエポキシ樹脂硬化剤を使用できる。具体的には、たとえば、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N−アミノエチルピペリジン、m−キシリレンジアミン、m−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、アミン末端ポリエーテル等の一級、二級アミン類;2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリプロピルアミンのような三級アミン類、および、これら三級アミン類の塩類;ポリアミド樹脂類;イミダゾール類;ジシアンジアミド類;三弗化硼素錯化合物類;無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ドデシニル無水琥珀酸、無水ピロメリット酸、無水クロレン酸等のような無水カルボン酸類;アルコール類;フェノール類;カルボン酸類;アルミニウム又はジルコニウムのジケトン錯化合物等の化合物を例示することができるが、これらに限定されるものではない。また、硬化剤は、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
【0179】
エポキシ樹脂の硬化剤を使用する場合、その使用量はエポキシ樹脂100重量部に対し、0.1〜300重量部が好ましい。
【0180】
エポキシ樹脂の硬化剤としてケチミンを用いることができる。ケチミンは、水分のない状態では安定に存在し、水分によって一級アミンとケトンに分解され、生じた一級アミンがエポキシ樹脂の室温硬化性の硬化剤となる。ケチミンを用いると1液型の組成物を得ることができる。このようなケチミンは、アミン化合物とカルボニル化合物との縮合反応により得ることができる。
【0181】
ケチミンの合成には公知のアミン化合物、カルボニル化合物を用いればよいが、たとえばアミン化合物としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、1,3−ジアミノブタン、2,3−ジアミノブタン、ペンタメチレンジアミン、2,4−ジアミノペンタン、ヘキサメチレンジアミン、p−フェニレンジアミン、p,p’−ビフェニレンジアミンなどのジアミン;1,2,3−トリアミノプロパン、トリアミノベンゼン、トリス(2−アミノエチル)アミン、テトラキス(アミノメチル)メタンなどの多価アミン;ジエチレントリアミン、トリエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミンなどのポリアルキレンポリアミン;ポリオキシアルキレン系ポリアミン;γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、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、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのアミノシラン;などが使用され得る。また、カルボニル化合物としては、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ジエチルアセトアルデヒド、グリオキサール、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類;シクロペンタノン、トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、トリメチルシクロヘキサノン等の環状ケトン類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジブチルケトン、ジイソブチルケトン等の脂肪族ケトン類;アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸メチルエチル、ジベンゾイルメタン等のβ−ジカルボニル化合物;などが使用できる。
【0182】
ケチミン中にイミノ基が存在する場合には、イミノ基をスチレンオキサイド;ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテルなどのグリシジルエーテル;グリシジルエステルなどと反応させてもよい。これらのケチミンは、単独で用いてもよく、二種類以上を併用して用いてもよく、エポキシ樹脂100重量部に対し、1〜100重量部使用でき、その使用量はエポキシ樹脂およびケチミンの種類によって適宜設定できる。
【0183】
本発明の硬化性組成物には、ポリリン酸アンモニウム、トリクレジルホスフェートなどのリン系可塑剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、および、熱膨張性黒鉛などの難燃剤を添加することができる。上記難燃剤は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
【0184】
難燃剤は重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して、好ましくは5〜200重量部、より好ましくは10〜100重量部使用される。
【0185】
本発明の硬化性組成物には、硬化性組成物または得られる硬化物の諸物性の調整を目的として、必要に応じて、上記以外の各種添加剤を添加してもよい。このような添加物の例としては、たとえば、硬化性調整剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、オゾン劣化防止剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、発泡剤、防蟻剤、防かび剤などが挙げられる。これらの各種添加剤は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。本明細書にあ
げた添加物の具体例以外の具体例は、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2001−72854号の各公報などに記載されている。
【0186】
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。
【0187】
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、重合体(A)100重量部、硬化性組成物が重合体(A)および重合体(C)を含有する場合は重合体(A)と重合体(C)との合計量100重量部に対して、0.1〜20重量部が好ましく、0.5〜10重量部がより好ましい。
【0188】
本発明の1液型硬化性組成物の調製法には特に限定はなく、たと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得る。
【0189】
本発明の1液型硬化性組成物は、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。
【0190】
本発明の1液型硬化性組成物は、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。
【0191】
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。さらに、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】
【0192】
次に、実施例および比較例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0193】
(合成例1)
分子量約2,000のポリオキシプロピレンジ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ない、末端が水酸基である数平均分子量約14,500(送液システムとして東ソー製HLC−8120GPCを用い、カラムは東ソー製TSK−GEL Hタイプを用い、溶媒はTHFを用いて測定したポリスチレン換算分子量)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、さら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。未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。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、さらに水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た。以上により、末端がアリル基である数平均分子量約14,500の2官能ポリプロピレンオキシド(P−1)を得た。
【0194】
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%のイソプロピルアルコール溶液150ppmを触媒として、トリエトキシシラン2.8重量部と90℃で2時間反応させ、トリエトキシシリル基末端ポリプロピレンオキシド(C−1)を得た。また、H−NMR(日本電子製JNM−LA400を用いて、CDCl溶媒中で測定)により以下の方法にてシリル基導入率を測定した。ヒドロシリル化反応前の前記アリル末端ポリプロピレンオキシド(P−1)の主鎖中のメチル基のピーク(−CH:1.2ppm付近)の積分値(M)に対する、アリル基の末端プロトンのピーク(−O−CH−CH=CH:5.1ppm付近)の積分値(T)の相対値(C=T/M)と、トリエトキシシリル基末端ポリプロピレンオキシド(C−1)の主鎖中のメチル基のピーク(−CH:1.2ppm付近)の積分値(M’)に対する、末端シリル基のシリコン原子に結合したメチレンプロトンのピーク(−O−CH−CH−CH−Si(OC:0.6ppm付近)の積分値(T’)の相対値(C’=T’/M’)から、シリル基導入率(C’/C)は約77%であった。重合体(C−1)は2官能であることから、末端のトリエトキシシリル基は1分子あたり平均して約1.5個と算出できる。
【0195】
(合成例2)
合成例1で得られた重合体(C−1)100重量部に対し、1mol/L塩酸ジエチルエーテル溶液12ppmを触媒として、メタノール20重量部を加え、70℃で5時間反応させ、真空脱揮により、トリメトキシシリル基末端ポリプロピレンオキシド(C−2)を得た。トリエトキシシリル基からトリメトキシシリル基への変換は、H−NMRスペクトルにより、エトキシ基のメチルプロトンのピーク(−O−CH−CH:1.2ppm付近)の消失により確認した。
【0196】
(合成例3)
合成例2で得られた重合体(C−2)100重量部をトルエンで共沸脱水した後、メタノール2重量部を添加し、窒素気流下でよく攪拌しながら、50℃でBFジエチルエーテル錯体2.4重量部と脱水メタノール1.2重量部の混合物をゆっくりと滴下し混合さ
せた。ついで、反応温度を120℃に昇温し、30分間反応させた。反応物を採取し、H−NMRスペクトル(BRUKER社製のAMX400を用いて、CDCl溶媒中で測定)を測定したところ、原料である重合体(C−1)のシリルメチレン(−CH−Si)に対応するピーク(m,0.63ppm)が消失し、低磁場側(0.7ppm〜)にブロードピークが現れた。また、19FNMR(BRUKER社製のAMX400を用いて、ヘキサフルオロベンゼンを内部標準(−150ppm)とし、CDCl溶媒中で測定)を測定したところ、−124ppm付近にピークが現れた。低分子モデル化合物のピークと比較して、このピークはトリフルオロシリル基の19Fピークと帰属した。反応物を120℃で2時間真空脱揮し、トリフルオロシリル基を有するポリプロピレンオキシド(A−1)を得た。
【0197】
(合成例4)
合成例1で得られた重合体(C−1)100重量部をトルエンで共沸脱水した後、2.4重量部添加し、窒素気流下でよく攪拌しながら、50℃でBFジエチルエーテル錯体2.5重量部と脱水メタノール1.2重量部の混合物をゆっくりと滴下し混合させた。ついで、反応温度を120℃に昇温し、30分間反応させた。反応物を採取し、H−NMRスペクトル(BRUKER社製のAMX400を用いて、CDCl溶媒中で測定)を測定したところ、原料である重合体(C−1)のシリルメチレン(−CH−Si)に対応するピーク(m,0.63ppm)が消失し、低磁場側(0.8ppm〜)にブロードピークが現れた。また、19FNMR(BRUKER社製のAMX400を用いて、ヘキサフルオロベンゼンを内部標準(−150ppm)とし、CDCl溶媒中で測定)を測定したところ、−124ppm付近にピークが現れた。低分子モデル化合物のピークと比較して、このピークはトリフルオロシリル基の19Fピークと帰属した。反応物を120℃で2時間真空脱揮し、トリフルオロシリル基を有するポリプロピレンオキシド(A−2)を得た。
【0198】
(合成例5)
合成例1のトリエトキシシランの代わりに、ジメトキシメチルシラン1.8重量部を使用する以外は合成例1と同様の操作により、ジメトキシメチルシリル基末端ポリプロピレンオキシド(C−3)を得た。末端のジメトキシメチルシリル基は1分子あたり平均して約1.6個と算出された。
【0199】
(合成例6)
合成例5で得られたジメトキシメチルシリル基末端ポリプロピレンオキシド(C−3)100重量部をトルエンで共沸脱水した後、窒素気流下でよく攪拌しながら、メタノール2重量部を添加し、50℃でBFジエチルエーテル錯体1.6重量部と脱水メタノール0.77重量部の混合物をゆっくりと滴下し混合させた。ついで、反応温度を90℃に昇温し、30分間反応させた。反応物を採取し、H−NMRスペクトルを測定したところ、原料である重合体(C−3)のジメトキシメチルシリル基のSi−CHに対応するピーク(s,0.1ppm)が消失し、ジフルオロメチルシリル基のSi−CHを示すピーク(t,0.3ppm)が現れた。これにより、重合体(C−3)中のジメトキシメチルシリル基が定量的にジフルオロメチルシリル基に変換されたことが確認できた。真空ポンプを用いて、120℃で2時間減圧脱揮を行ない、ジエチルエーテルおよびBF由来成分を除去し、ジフルオロメチルシリル基末端ポリプロピレンオキシド(P−2)を得た。重合体(P−2)のジフルオロメチル基は1分子あたり平均して約1.6個であった。
【0200】
(合成例7)
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(送液システムとして東ソー製HLC−8120GPCを用い、カラムは東ソー製TSK−GEL Hタイプを用い、溶媒はTHFを用いて測定したポリスチレン換算分子量)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。
【0201】
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(以下、アリルポリマー)を得た。得られたアリルポリマー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150ppm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5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(C−4)を得た。H−NMR(日本電子製JNM−LA400を用いて、CDCl溶媒中で測定)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。
【0202】
(合成例8)
分子量約3,000のポリオキシプロピレンジ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ない、末端が水酸基である数平均分子量約28,500(送液システムとして東ソー製HLC−8120GPCを用い、カラムは東ソー製TSK−GEL Hタイプを用い、溶媒はTHFを用いて測定したポリスチレン換算分子量)のポリプロピレンオキシドを得た。次いで、合成例1と同様の操作によってアリル末端ポリプロピレンオキシド(P−3)に変換した。重合体(P−3)100重量部に対してトリエトキシシラン1.45重量部を合成例1と同様にして反応させ、トリエトキシシリル末端プロピレンオキシド(C−5)を得た。さらに、合成例2と同様の操作により、数平均分子量約28,500のトリメトキシシリル末端プロピレンオキシド(C−6)を得た。重合体(C−6)の末端のトリメトキシシリル基は1分子あたり平均して約1.6個であった。
【0203】
(実施例1、比較例1〜5)
ダルトン製5Lプラネタリーミキサーを用いて、表1の処方に従って1液型硬化性組成物を作製した。先ず、炭酸カルシウム(B)、顔料を計量し、120℃で2時間真空乾燥した。次いで、重合体(A)および重合体(C)、可塑剤、チクソ性付与剤、紫外線吸収剤、光安定剤をそれぞれミキサーに投入し、混練した。3本ロールを用いて混合物を均一分散させ、再度ミキサーに混合物を投入し、120℃で2時間減圧乾燥した。混合物を冷却した後、シラン化合物、アミン化合物(または有機錫化合物)を順次添加し、よく混練させた。10分間減圧脱揮した後、すばやく混合物をアルミカートリッジに封入し、1液型硬化性組成物を作製した。
【0204】
1液型硬化性組成物を作製してから、23℃恒温室にて1週間養生した後、カートリッジから組成物を押し出し、硬化性を評価した。23℃50%恒温恒湿室にて、軟膏缶に硬化性組成物を充填し表面を平滑に整えた時間を硬化開始時間とし、5分毎に硬化物表面をスパチュラの先で軽く触り、スパチュラに組成物が付着しなくなった時間を皮張り時間として、硬化時間を測定した。結果を表1に示す。
【0205】
【表1】

【0206】
3官能性のフルオロシリル基であるトリフルオロシリル基を有する重合体(A−1)を含有する1液型硬化性組成物は、良好な硬化性を示した。これは比較例5の有機錫触媒を用いた硬化性組成物と同等の硬化性である。一方、2官能性のフルオロシリル基を有する重合体(A−3)を含有する1液型硬化性組成物は、硬化に時間がかかった。
【0207】
(実施例2,3、比較例6〜8)
井上製作所製5L2軸プラネタリーミキサーを用いて、表2の処方に従って上記と同様の手順で1液型硬化性組成物を作製した。
【0208】
1液型硬化性組成物を作製してから、23℃恒温室にて1週間養生した後、カートリッジから組成物を押し出し、硬化性を評価した。23℃35%恒温恒湿室にて、上記と同様の操作で皮張り時間を測定した。結果を表2に示す。
【0209】
【表2】

【0210】
トリフルオロシリル基を有する重合体(A−2)を含有する1液型硬化性組成物は、良好な硬化性を示した。また、トリフルオロシリル基を有する低分子化合物として3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを添加した比較例7の1液型硬化性組成物は、実施例に比べて硬化に時間を要した。このことから、末端にトリフルオロシリル基を有する重合体を用いたほうが、トリフルオロシリル基含有低分子化合物を用いるよりも、高い硬化性が得られると言える。
【0211】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(1):
−SiF3−a (1)
(式中、Fはフッ素原子、Zは水酸基またはフッ素以外の加水分解性基である。aは1,2,3のいずれかである。Zが2個存在する場合、2つのZはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい。)で表されるケイ素基を含有する重合体(A)、炭酸カルシウム(B)を含有することを特徴とする1液型硬化性組成物。
【請求項2】
重合体(A)の数平均分子量が3,000〜100,000である、請求項1に記載の1液型硬化性組成物。
【請求項3】
前記一般式(1)のaが3である、請求項1または2のいずれかに記載の1液型硬化性組成物。
【請求項4】
重合体(A)の主鎖骨格が、ポリオキシアルキレン系重合体、飽和炭化水素系重合体、および(メタ)アクリル酸エステル系重合体からなる有機重合体の群から選択される少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれかに記載の1液型硬化性組成物。
【請求項5】
炭酸カルシウム(B)が、沈降炭酸カルシウムである、請求項1〜4のいずれかに記載の1液型硬化性組成物。
【請求項6】
さらに、下記一般式(2):
−SiR3−b (2)
(式中、Rはそれぞれ独立に、炭素原子数1から20の炭化水素基、またはRSiO−(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)で示されるオルガノシロキシ基のいずれかを示す。また、Yは、それぞれ独立に、水酸基またはフッ素以外の加水分解性基である。bは1、2、3のいずれかである。)で表されるケイ素基を、1分子あたり、平均して1個以上有する重合体(C)を含有する、請求項1〜5のいずれかに記載の1液型硬化性組成物。
【請求項7】
さらに、硬化触媒としてアミン化合物(D)を含有する、請求項1〜6のいずれかに記載の1液型硬化性組成物。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれかに記載の1液型硬化性組成物を用いてなるシーリング材。
【請求項9】
請求項1〜7のいずれかに記載の1液型硬化性組成物を用いてなる接着剤。

【公開番号】特開2009−215330(P2009−215330A)
【公開日】平成21年9月24日(2009.9.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−57088(P2008−57088)
【出願日】平成20年3月6日(2008.3.6)
【出願人】(000000941)株式会社カネカ (3,932)
【Fターム(参考)】