JP2832497B2 - 硬化性組成物 - Google Patents
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Description
分解性基の結合したケイ素原子を有し、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原子含有基を有
するオキシアルキレン重合体を含有する硬化性組成物に
関する。
び/又は加水分解性基の結合したケイ素原子を有し、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原
子含有基(以下、反応性ケイ素基ともいう)を有するオ
キシアルキレン重合体は、特開昭52−73998号公
報等に開示されており、その代表的な例は、一般式 X″3Si〜〜〜(オキシプロピレン重合体)〜〜〜S
iX″3 (式中、X″はメトキシ基等の加水分解性基)で表わさ
れる重合体である。
系重合体は、室温硬化性シリコンゴムのように、室温で
空気中の湿気等の作用で重合体間にシロキサン結合(S
i−O−Si)を形成することによって硬化し、ゴム状
硬化物を与える。この硬化物は優れた伸び特性、強度、
接着性等を有するため、シーラント、接着剤等の用途に
使用されている。
等のため、充填剤と混合した組成物の形態で用いられる
ことが多い。しかし、充填剤の添加により本質的に粘度
が上昇するので、通常加工しうる粘度に低下させるため
に、可塑剤を使用するのが技術的に必須であった。
の問題点が生じるが、特に保存安定性、とりわけ、貯蔵
後に硬化速度が低下することが実用上大きな問題であっ
た。
ても、使用時には速やかに硬化する硬化性組成物を提供
する処にある。
イ素基を有するオキシアルキレン重合体を用いた硬化性
組成物を検討した結果、充填剤、可塑剤、及び硬化触媒
を含有する硬化性組成物において、有機カルボン酸化合
物の添加により貯蔵後の硬化速度の遅延に対する改善が
可能なことを見出した。
酸基及び/又は加水分解性基の結合したケイ素原子を含
むケイ素原子含有基(反応性ケイ素基)を少なくとも1
個有するオキシアルキレン重合体、(B)充填剤、
(C)可塑剤、(D)硬化触媒、並びに(E)有機カル
ボン酸化合物を含有することを特徴とする組成物であ
る。
ルキレン重合体に含有されている反応性ケイ素基は特に
限定されるものではないが、代表的なものを示すと、例
えば、下記一般式[化1]で表わされる基が挙げられ
る。
数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール
基、炭素数7〜20のアラルキル基または(R′)3S
iO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、R1
またはR2が2個以上存在するとき、それらは同一であ
ってもよく、異なっていてもよい。ここでR′は炭素数
1〜20の1価の炭化水素基であり、3個のR′は同一
であってもよく、異なっていてもよい。Xは水酸基また
は加水分解性基を示し、Xが2個以上存在するとき、そ
れらは同一であってもよく、異なっていてもよい。aは
0、1、2または3を、bは0、1または2をそれぞれ
示す。また、m個の
〜19の整数を示す。但し、a+Σb≧1を満足するも
のとする。]上記Xで示される加水分解性基は特に限定
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いが、加水分
解性が穏やかで取扱いやすいという観点からメトキシ基
等のアルコキシ基が特に好ましい。
原子に1〜3個結合することができ、(a+Σb)は1
〜5であるのが好ましい。加水分解性基や水酸基が反応
性ケイ素基中に2個以上存在する場合には、それらは同
一であってもよく、異なっていてもよい。
ってもよく、2個以上あってもよいが、シロキサン結合
等によりケイ素原子の連結された反応性ケイ素基の場合
には、20個程度あってもよい。
応性ケイ素基が、入手容易の点からは好ましい。
た、上記一般式[化1]におけるR1およびR2の具体
例としては、例えば、メチル基、エチル基などのアルキ
ル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基、フェ
ニル基などのアリール基、ベンジル基などのアラルキル
基、R′がメチル基やフェニル基などである(R′)3
SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基等が挙げら
れる。R1、R2、R′としてはメチル基が特に好まし
い。
1分子中に少なくとも1個、好ましくは1.1〜5個存
在するのがよい。重合体1分子中に含まれる反応性ケイ
素基の数が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。
分子鎖の末端に存在してもよく、内部に存在してもよ
い。反応性ケイ素基が分子鎖の末端に存在すると、最終
的に形成される硬化物に含まれるオキシアルキレン重合
体成分の有効網目鎖量が多くなるため、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。
合主鎖を構成するオキシアルキレン重合体は、本質的に
下記一般式[化4]で示される繰返し単位からなるもの
である。
3は炭素数1〜10の2価のアルキル基であることが好
ましく、とくに炭素数2〜4の2価のアルキル基である
ことが好ましい。また、このアルキル基は一部の水素原
子が塩素原子のような置換基で置換されている置換炭化
水素基であってもよい。R3の具体例としては、たとえ
ば、
鎖は、1種だけの繰返し単位からなっていてもよいし、
2種以上の繰返し単位からなっていてもよい。またオキ
シアルキレン重合体(A)の分子鎖は−R3−O−以外
の繰返し単位を含有していてもよく、この場合、−R3
−O−で示される繰返し単位の合計量が、重合体中50
重量%以上であるのが好ましく、80重量%以上である
のがより好ましい。
量(Mn)としては、特に制約はなく、通常700以上
のものが有効に使用されうるが、好ましくは1,000
〜60,000、より好ましくは3,000〜30,0
00の数平均分子量を有するものがよい。
えばよい。すなわち、例えば、以下の方法が挙げられ
る。
キシアルキレン重合体に、この官能基に対して反応性を
示す活性基及び不飽和基を有する有機化合物を反応さ
せ、次いで、得られた反応生成物に加水分解性基を有す
るヒドロシランを作用させてヒドロシリル化する。
アネート基等の官能基(以下、Y官能基という)を有す
るオキシアルキレン重合体に、このY官能基に対して反
応性を示す官能基(以下、Y′官能基という)及び反応
性ケイ素基を有する化合物を反応させる。
ては、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−アミノプロピルトリエ
トキシシランなどのような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
トプロピルメチルジメトキシシランなどのようなメルカ
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、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などのようなエポキシシ
ラン類;ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイ
ルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイ
ルオキシプロピルメチルジメトキシシランなどのような
ビニル型不飽和基含有シラン類;γ−クロロプロピルト
リメトキシシランなどのような塩素原子含有シラン類;
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メトキシシランなどの
ようなイソシアネート含有シラン類;メチルジメトキシ
シラン、トリメトキシシラン、メチルジエトキシシラン
などのようなハイドロシラン類などが具体的に例示され
うるが、これらに限定されるものではない。
(2)のうち末端に水酸基を有する重合体とイソシアネ
ート基及び反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる
方法が、好ましい。
しては、特定の充填剤に限定されないが、フユームシリ
カ、沈降性シリカ、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;炭酸カルシウム、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、酸化亜鉛および活性亜鉛華並びに水添ヒマ
シ油、PVCおよびポリオレフィンのような有機フィラ
ーなどの如き充填剤;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;シラスバルーン、ガラスバル
ーン、サランバルーンおよびフェノールバルーンなどの
無機質バルーンや有機質バルーンが例示される。
いし、2種類以上混合使用してもよい。
は、特に限定されないが、具体例としては、たとえばジ
ブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジ(2−エ
チルヘキシル)フタレート、ジオクチルフタレート、ブ
チルベンジルフタレート、ブチルフタリルブチルグリコ
レートなど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などの非芳香族2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、トリエ
チレングリコールジベンゾエートなどのポリアルキレン
グリコールのエステル類;トリクレンジルホスフェー
ト、トリブチルホスフェートなどのリン酸エステル類;
塩化パラフィン類;アルキルジフェニル、部分水添ター
フェニルなどの炭化水素系油などがあげられる。これら
は単独または2種以上混合して使用することができる。
なお、これら可塑剤は重合体製造時に配合してもよい。
剤が汎用的に使用され、コストも安く、又、配合物にし
た時の硬化遅延の改善効果も大きいため、好ましい。
は、特に限定されないが、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などのチタン酸エステ
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
フテン酸スズなどのスズカルボン酸塩類;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
ズジアセチルアセトナート;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
アセトナートなど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、ラウリルアミン、ジブ
チルアミン、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(DBU)などのアミン系化合物、あるいはこれ
らアミン系化合物のカルボン酸などとの塩;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
ンなどのアミノ基を有するシランカップリング剤;など
のシラノール縮合触媒、さらには他の酸性触媒、塩基性
触媒など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種以上併用し
てもよい。
触媒が、入手の容易さ、価格の点から好ましい。
素基含有オキシアルキレン重合体100重量部に対して
0.1〜20重量部程度が好ましく、1〜10重量部程
度が更に好ましい。反応性ケイ素基含有オキシアルキレ
ン重合体に対して硬化触媒の使用量が少なすぎると、硬
化速度が遅くなることがあり、また硬化反応が充分に進
行しにくくなる場合がある。一方、反応性ケイ素基含有
オキシアルキレン重合体に対して硬化触媒の使用量が多
すぎると、硬化時に局部的な発熱や発泡が生じ、良好な
硬化物が得られにくくなるので、好ましくない。
ルボン酸化合物としては、例えば、脂肪族モノカルボン
酸、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ポリカルボン酸、芳香
族カルボン酸等が挙げられる。それぞれについて具体的
に以下の化合物を例示するが、これらに限定されるもの
ではない。
ロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、2−エチル酪酸、エトキ
シ酢酸、吉草酸、イソ吉草酸、ヘキサン酸、2−エチル
ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ス
テアリン酸、グリオキシル酸、グリコール酸、グルコン
酸などの飽和モノカルボン酸 (b)アクリル酸、メタクリル酸、アンゲリカ酸、クロ
トン酸、イソクロトン酸、10−ウンデセン酸、エライ
ジン酸、エルカ酸、オレイン酸などのオレフィンモノカ
ルボン酸 (c)プロピオル酸などのアセチレンモノカルボン酸 (d)リノール酸、リノエライジン酸などのジオレフィ
ンカルボン酸 (e)リノレン酸、アラキドン酸などの高度不飽和モノ
カルボン酸 (f)クロロ酢酸、2−クロロアクリル酸、クロロ安息
香酸などのモノカルボン酸のハロゲン置換体。
ルタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、オキシ二酢
酸などの飽和ジカルボン酸 (b)マレイン酸、フマル酸、アセチレンジカルボン
酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸。
リカルボン酸。
ラクチン酸、アニス酸、イソプロピル安息香酸、サリチ
ル酸、トルイル酸などの芳香族モノカルボン酸 (b)フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、カルボ
キシフェニル酢酸、ピロメリット酸などの芳香族ポリカ
ルボン酸。
ルタミン酸、アルギニン、システイン、メチオニン、フ
ェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジンなどのア
ミノ酸。
カルボキシル基を有する化合物であれば、どのようなも
のでもよい。これらの化合物は単独で使用してもよく、
2種以上を併用してもよい。なお、上記した化合物のう
ち、脂肪族モノカルボン酸が好ましく、炭素数が2〜3
0であるものがさらに好ましい。
所望の硬化速度、貯蔵後の硬化遅延改善の目的に応じて
決定することが可能であり、特に限定されないが、通常
は、(A)成分の反応性ケイ素基含有オキシアルキレン
重合体100重量部に対して、0.01〜10重量部、
好ましくは0.1〜5重量部使用するのが、改善効果と
コストのバランスから好ましい。
は、更に必要に応じて、脱水剤、接着性付与剤、物性調
整剤、保存安定性改良剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、
金属不活性化剤、オゾン劣化防止剤、光安定剤、アミン
系ラジカル連鎖禁止剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、
顔料、発泡剤などの各種添加剤を適宜添加することが可
能である。
物、特に加水分解性シリコン化合物が好ましい。加水分
解性シリコン化合物とは、湿分の存在下で反応する加水
分解性官能基を有する低分子量シリコン化合物を総称す
るもので、通常は分子量300以下のものが好ましい。
なお、加水分解性官能基以外の官能基を含んでいてもよ
い。加水分解性官能基としては、アルコキシ基、アシロ
キシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミノオキシ
基、アミド基、アルケニルオキシ基等が例示できる。
又、その他の官能基としてはエポキシ含有基、アミノ含
有基、アクリル含有基、メルカプト含有基等が例示でき
る。このような化合物を具体的に例示すると、
て、アミノシラン化合物の使用も可能である。
アルコキシシラン又はアミノ基置換アルコキシシラン誘
導体化合物を具体的に例示すると、
び、このアミノ基置換アルコキシシランと
又は、上記[化8]等のアミノ基置換アルコキシシラン
と
物が挙げられる。アミノ基置換アルコキシシランとエポ
キシシラン化合物との反応物、又はアミノ基置換アルコ
キシシランとアクリロイルシラン化合物との反応物は、
アミノ基置換アルコキシシラン1モルに対し、当該シラ
ン化合物を0.2〜5モル混合し、室温ないし180℃
の範囲で1〜8時間攪拌することによって容易に得るこ
とができる。
ミノ基置換アルコキシシラン誘導体化合物は、(A)成
分の反応性ケイ素基含有オキシアルキレン重合体100
重量部に対し、0.01〜20重量部使用されるのが好
ましい。
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て
混合したりするなどの通常の方法が採用されうる。ま
た、これら成分を適当に組合わせることにより、1液型
や2液型の配合物をつくり使用することもできる。
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。
して特に有用であり、建造物、船舶、自動車、道路など
の密封剤として使用しうる。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。更に、粘着剤、塗料、塗膜防水剤、食品包装
材料、注型ゴム材料、型取り用材料、発泡材料としても
有用である。
に実施例を掲げる。
3)(OCH3)2)を含有する平均分子量9,000
のオキシプロピレン重合体A(鐘淵化学工業(株)製、
MSポリマー)と1分子当り約1.5個のジメトキシシ
リル基を含有する平均分子量8,000のオキシプロピ
レン重合体B(鐘淵化学工業(株)製、MSポリマー)
を用いて、表1に示す組成(重量部)の1液硬化性組成
物を作製し、貯蔵安定性をテストした。その結果を表2
に示す。
はJIS A5758に従って測定した。
ボン酸化合物の添加により、貯蔵後(50℃4週間後)
の硬化速度(タックフリータイム)の遅延が大幅に改善
できた。
た後であっても、使用時には速やかに硬化する。従っ
て、従来の硬化性組成物と比べて、硬化速度の遅延が著
しく改善されている。
Claims (3)
- 【請求項1】(A)水酸基及び/又は加水分解性基の結
合したケイ素原子を含むケイ素原子含有基を少なくとも
1個有するオキシアルキレン重合体、 (B)充填剤、 (C)可塑剤、 (D)ビスマス化合物を除く硬化触媒、 (E)有機カルボン酸化合物、並びに (F)分子量300以下の加水分解性シリコン化合物で
ある脱水剤 を含有することを特徴とする硬化性組成物。 - 【請求項2】 (C)の可塑剤としてエステル系可塑剤
を少なくとも1種類使用することを特徴とする請求項1
記載の硬化性組成物。 - 【請求項3】 (E)の有機カルボン酸化合物を、
(A)のオキシアルキレン重合体100重量部に対し
て、0.01〜10重量部使用することを特徴とする請
求項1又は2記載の硬化性組成物。
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