JP5121171B2 - 三フッ化ホウ素系触媒、及び、該三フッ化ホウ素系触媒を含む常温湿気硬化性樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は湿気と加水分解性シリル基との反応を極めて高く触媒する、三フッ化ホウ素及びその誘導体から選ばれる一種以上の化合物アミノ基を有する化合物、及び加水分解性シリル基を有する化合物を含有する混合物を加熱処理して得られる触媒化合物を含有する、硬化速度が極めて速い湿気硬化性樹脂組成物並びにその製造方法に関する。

従来、分子内に加水分解性シリル基を有する硬化性有機重合体の硬化触媒として、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート等の有機錫化合物が汎用されている。特に、硬化性有機重合体として特許文献１などに記載のシリル化ウレタン系樹脂を用いた場合には、有機錫化合物を配合することにより硬化速度の比較的速い硬化性有機重合体組成物を得ることができる。また、特許文献２及び３などに記載の特定の有機錫化合物系硬化触媒を用いると、さらに硬化速度の速い硬化性有機重合体組成物を得ることができる。

しかしながら、上記硬化性有機重合体の中でも、従来から公知である、いわゆる変成シリコーン樹脂は、反応性基がメチルジメトキシシリル基であるため、このような有機錫化合物を多量に配合しても、高まる硬化速度には限界がある。即ち、硬化触媒として有機錫化合物を多量に配合しても、思うような硬化速度は得られず、多量に配合しすぎると希釈効果あるいは可塑効果などにより硬化速度がむしろ遅くなる現象が起こってしまう。また、重金属である錫化合物の含有量が増えると、危険性・有害性が高くなるという別の問題が起こる。

さらに、有機錫化合物等を多量に配合した硬化性有機重合体組成物を、例えばポリウレタン系あるいはポリエステル系等の分子内に加水分解性基を含有するプラスチックに対する接着剤あるいはシーリング材等に用いる場合、硬化性組成物中の有機錫化合物がそれらプラスチックを劣化させてしまうことがあった。
また、上記変成シリコーン樹脂の硬化触媒としては、有機錫化合物の外にも、重金属を含有しないものとして、有機酸及びアミン化合物も知られている。しかしながら、これらを用いても、速い硬化速度は得られない。むしろ、これらの化合物は有機錫化合物と併用する助触媒として使用されているのが実情である。

そのような中、本発明者らが鋭意研究した結果、三フッ化ホウ素等のルイス酸及び／又はその誘導体が、その分子内に加水分解性シリル基等を有する硬化性有機重合体に対する極めて有用な硬化触媒として働くことを見出し、速硬化かつ貯蔵安定性に優れる硬化性有機重合体組成物を発明するに至った（特許文献４）。しかしながら、上記特許文献４の発明による調製方法では、組成物としては最終的に速硬化になるが、上記ルイス酸及び／又はその誘導体を配合した後すぐには触媒活性が十分ではなかった。そのため、配合初期から速硬化性を付与するためには、上記ルイス酸及び／又はその誘導体の配合量を多くする必要があった。
そこで、本発明者らはさらに鋭意研究をすすめ、ルイス酸及び／又はその誘導体と、分子内に加水分解性シリル基等を有する硬化性有機重合体とを混合してから加熱処理することで、配合初期から硬化性を速められることを見出し、硬化性に優れる硬化性有機重合体組成物を発明するに至った（特許文献５）。

特許第３０３００２０号公報 特開２００１−１３９８２０号公報 特開２００１−１７２５１５号公報 特願２００４−２０８６７２号 特願２００５−０３６７１９号

しかしながら、上記特許文献５の発明による調製方法では、硬化性樹脂組成物の主要原料である硬化性有機重合体を処理するため、処理量が膨大になり工業的に利用するには十分とは言えなかった。そのため、さらに、その分子内に加水分解性シリル基等を有する硬化性有機重合体をその配合直後から速く硬化させる硬化触媒並びにその調整方法の開発が求められていた。

本発明者らは、上記課題を解決するべく研究を続け、三フッ化ホウ素等のルイス酸及び／又はその誘導体と、分子内に加水分解性シリル基等を有する硬化性有機重合体を混合してから加熱熟成するのではなく、三フッ化ホウ素及び／又はその錯体からなる化合物と、その分子中にアミノ基を有する化合物、及びその分子中に加水分解性シリル基を有する化合物からなる混合物のみを予め加熱処理したものを、分子内に加水分解性シリル基等を有する硬化性有機重合体に配合するとすぐに非常に高い触媒活性を発現させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は以下の通りのものである。
１．三フッ化ホウ素及び／又はその錯体からなる化合物（ａ１）０．００１〜１０重量部、オクチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミンから選ばれる一種以上のアミノ基を有する化合物（ａ２）０．０１〜３０重量部、及び、その分子中に下記一般式（１）で表される加水分解性シリル基を有する化合物（ａ３）０．０１〜３０重量部との混合物を、加熱処理することにより得られる触媒であって、下記一般式（１）で表される加水分解性シリル基を有する硬化性有機重合体（Ａ）に配合したときに常温で湿気硬化触媒として作用することを特徴とする触媒。
但し、Ｘはヒドロキシル基又はアルコキシル基等の加水分解性基を、Ｒ^１は炭素数１〜２０個のアルキル基を、ｎは０、１又は２を、それぞれ示す。
２．三フッ化ホウ素及び／又はその錯体からなる化合物（ａ１）が、三フッ化ホウ素及び／又はそのアミン錯体であることを特徴とする１．に記載の触媒。
３．その分子中に上記一般式（１）で表される加水分解性シリル基を有する化合物（ａ３）の加水分解シリル性基がジアルコキシシリル化合物であることを特徴とする１．または２．のいずれかに記載の触媒。
４．三フッ化ホウ素及び／又はその錯体からなる化合物（ａ１）０．００１〜１０重量部、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−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）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−エチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランから選ばれる一種以上のアミノ基及び加水分解性シリル基を有する化合物（ａ４）０．０１〜３０重量部との混合物を、加熱処理することにより得られる触媒であって、下記一般式（１）で表される加水分解性シリル基を有する硬化性有機重合体（Ａ）に配合したときに常温で湿気硬化触媒として作用することを特徴とする触媒。
但し、Ｘはヒドロキシル基又はアルコキシル基等の加水分解性基を、Ｒ ^１ は炭素数１〜
２０個のアルキル基を、ｎは０、１又は２を、それぞれ示す。
５．三フッ化ホウ素及び／又はその錯体からなる化合物（ａ１）が、三フッ化ホウ素及び／又はそのアミン錯体であることを特徴とする４．に記載の触媒。

本発明に係る触媒化合物を用いることで、触媒成分を配合した後すぐに非常に高い触媒活性を発現させることができる。この効果により、これまでは触媒成分を多く配合する必要があった２液型硬化性組成物でも、初期から十分な硬化性を得ることができる。

本発明における硬化性有機重合体（Ａ）は、分子内に下記一般式（１）で表される加水分解性シリル基を含む硬化性有機重合体である。

上記一般式（１）において、Ｘはヒドロキシル基又はアルコキシル基等の加水分解性基を、Ｒ１は炭素数１〜２０個のアルキル基を、ｎは０、１又は２を、それぞれ示す。

硬化性有機重合体（Ａ）の主鎖骨格は特に限定されず、要求される性能・用途等に応じて適宜選択し得る。主鎖骨格について、一例を挙げれば、ポリオキシアルキレン、飽和炭化水素系重合体、ビニル重合体（例えば、（メタ）アクリル酸エステルモノマー共重合体）、ポリチオール、ポリエステル、オルガノポリシロキサン及びポリカーボネート等がある。これらのうち、好ましくは、ポリオキシアルキレン、飽和炭化水素系重合体及びビニル重合体であり、さらに好ましくは、ポリオキシアルキレン及びビニル重合体である。硬化性有機重合体（Ａ）の分子量は特に限定されないが、数平均分子量が５００〜５００，０００が好ましく、１，０００〜１００，０００がより好ましく、２，０００〜２０，０００が特に好ましい。

これら主鎖骨格への加水分解性シリル基の導入方法としては、ヒドロシラン化合物を用いたヒドロシリル化反応や、メルカプトシラン化合物を用いたラジカル付加反応によるものが知られている。さらに、これら硬化性有機重合体（Ａ）及び／又は他の硬化性化合物の存在下で、（メタ）アクリル酸モノマー、（メタ）アクリル酸エステルモノマー等を共重合せしめてもよい。
硬化性有機重合体（Ａ）は市販されており、本発明ではそれらを用いることができる。市販品としては例えば、カネカ社製商品名；Ｓ２０３、Ｓ３０３、ＳＡＴ２００、ＳＡＴ０７０、ＭＡ４４０、ＭＡ４４７、エピオンシリーズ、ＳＡシリーズ，ＯＲシリーズ等、
旭硝子社製商品名；ＥＳ−Ｓ２４１０、ＥＳ−Ｓ２４２０、ＥＳ−Ｓ３４３０、ＥＳ−Ｓ３４６０等が挙げられる。

本発明に好適に用いられる硬化性有機重合体（Ａ）としては、特公昭４５−３６３１９号、同４６−１２１５４号、同４９−３２６７３号、特開昭５０−１５６５９９号、同５１−７３５６１号、同５４−６０９６号、同５５−８２１２３号、同５５−１２３６２０号、同５５−１２５１２１号、同５５−１３１０２２号、同５５−１３５１３５号、同５５−１３７１２９号の各公報等に提案されている一般に変成シリコーン樹脂と呼ばれる硬化性有機重合体が含まれる。

また、本発明では、分子内に極性基を含有する硬化性有機重合体（Ａ）を好適に用いることができる。ここで、極性基とは、ウレタン結合基、チオウレタン結合基、尿素結合基、チオ尿素結合基、置換尿素結合基、置換チオ尿素結合基、アミド結合基、スルフィド結合基、ヒドロキシル基、第一級アミノ基、第二級アミノ基及び第三級アミノ基等の酸素原子、窒素原子、硫黄原子を含有する結合基又は官能基等を指す。このような極性基を加水分解性シリル基の近傍に導入すると、硬化性有機重合体の硬化がさらに促進され、好ましい。

特に、これらの極性基の中では、ウレタン結合基、チオウレタン結合基、尿素結合基、チオ尿素結合基、置換尿素結合基、置換チオ尿素結合基、アミド結合基、第一級アミノ基、第二級アミノ基及び第三級アミノ基等の含窒素極性基を有するものが、硬化をさらに促進せしめるため好ましく、ウレタン結合基（−ＮＨＣＯＯ−）は、硬化を顕著に促進せしめるものであり最も好ましい。硬化が促進する理由としては、硬化性有機重合体の分子内に存在する含窒素極性基が、本発明に係る硬化触媒である錯体に対して、分子的相性の良いドメインとなるからであると考えられる。この結果、本発明に係る錯体が、硬化性有機重合体の加水分解性シリル基の近傍に集まって相互作用しやすくなり、加水分解性基の脱離能がさらに高まって、加水分解性シリル基同士のカップリング反応がさらに促進されるためであると考えられるのである。

分子内に極性基を含有する硬化性有機重合体（Ａ）は、従来公知の方法で、主鎖に各極性基を導入すればよい。たとえば、特許第３０３００２０号、特許第３３１３３６０号、特許第３３１７３５３号、特許第３３５００１１号、特許第３４１５０９１号、特許第３４７１６６７号、特許第３４６２１３９号、特許第３４６２１３９号、特許第３４９９８２８号等で提案されている一般にシリル化ウレタン樹脂と呼ばれる硬化性有機重合体が含まれる。

本発明における三フッ化ホウ素及び／又はその錯体からなる化合物（ａ１）は、三フッ化ホウ素、及び、三フッ化ホウ素とルイス塩基との錯体からなる化合物である。上記化合物（ａ１）は、ルイス酸及び／又はその誘導体であり上記硬化性有機重合体（Ａ）の硬化触媒として有用であり、上記その分子中にアミノ基を有する化合物（ａ２）、及び、上記その分子中に上記一般式（１）で表される加水分解性シリル基を有する化合物（ａ３）と加熱処理した後に硬化触媒として添加することにより、極めて短時間裡に硬化性有機重合体（Ａ）を硬化させる。上記三フッ化ホウ素及び／又はその錯体からなる化合物（ａ１）の具体例としては、例えば、三フッ化ホウ素のアミン錯体、アルコール錯体、エーテル錯体、チオール錯体、スルフィド錯体、カルボン酸錯体、水錯体等が例示される。上記三フッ化ホウ素の錯体の中では、安定性と触媒活性を兼ね備えたアミン錯体が特に好ましい。

上記三フッ化ホウ素のアミン錯体に用いられるアミン化合物としては、アンモニア、モノエチルアミン、トリエチルアミン、ピペリジン、アニリン、モルホリン、シクロヘキシルアミン、ｎ−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、グアニジン、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジン、Ｎ−メチル−３，３′−イミノビス（プロピルアミン）、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンジアミン、ペンタエチレンジアミン、１，２−ジアミノプロパン、１，３−ジアミノプロパン、１，２−ジアミノブタン、１，４−ジアミノブタン、１，９−ジアミノノナン、ＡＴＵ（３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン）、ＣＴＵグアナミン、ドデカン酸ジヒドラジド、ヘキサメチレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ジアニシジン、４，４′−ジアミノ−３，３′−ジエチルジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジフェニルメタン、トリジンベース、ｍ−トルイレンジアミン、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、メラミン、１，３−ジフェニルグアニジン、ジ−ｏ−トリルグアニジン、１，１，３，３−テトラメチルグアニジン、ビス（アミノプロピル）ピペラジン、Ｎ−（３−アミノプロピル）−１，３−プロパンジアミン、ビス（３−アミノプロピル）エーテル、サンテクノケミカル社製ジェファーミン等の複数の第一級アミノ基を有する化合物、ピペラジン、シス−２，６−ジメチルピペラジン、シス−２，５−ジメチルピペラジン、２−メチルピペラジン、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｔ−ブチルエチレンジアミン、２−アミノメチルピペリジン、４−アミノメチルピペリジン、１，３−ジ−（４−ピペリジル）−プロパン、４−アミノプロピルアニリン、ホモピペラジン、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルチオ尿素、Ｎ，Ｎ′−ジエチルチオ尿素、Ｎ−メチル−１，３−プロパンジアミン等の複数の第二級アミノ基を有する化合物、更に、メチルアミノプロピルアミン、エチルアミノプロピルアミン、エチルアミノエチルアミン、ラウリルアミノプロピルアミン、２−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、１−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−アミノプロピルピペラジン、３−アミノピロリジン、１−ｏ−トリルビグアニド、２−アミノメチルピペラジン、Ｎ−アミノプロピルアニリン、エチルアミンエチルアミン、２−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、ラウリルアミノプロピルアミン、２−アミノメチルピペリジン、４−アミノメチルピペリジン、式 Ｈ2 Ｎ（Ｃ2 Ｈ4 ＮＨ）n Ｈ（n≒ 5）で表わされる化合物（商品名：ポリエイト、東ソー社製）、Ｎ−アルキルモルホリン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７、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、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、ピリジン、Ｎ−アルキルピペリジン、１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン、７−メチル−１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン等の複環状第三級アミン化合物等の他、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エトキシシラン、４−アミノ−３−ジメチルブチ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エトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−３−［アミノ（ジプロピレンオキシ）］アミノプロピルトリエトキシシラン、（アミノエチルアミノメチル）フェネチルトリエトキシシラン、Ｎ−（６−アミノヘキシル）アミノ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エトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−１１−アミノウンデシルトリエトキシシラン等のアミノシラン化合物が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。

上記三フッ化ホウ素のアミン錯体は、市販されており本発明ではそれらを用いることができる。上市販品としては、エアプロダクツジャパン株式会社製のアンカー１０４０、アンカー１１１５、アンカー１１７０、アンカー１２２２、ＢＡＫ１１７１等が挙げられる。
本発明におけるその分子中にアミノ基を有する化合物（ａ２）は、その分子内に第１級アミノ基、第２級アミノ基、第３級アミノ基等のアミノ基を有する化合物である。上記化合物（ａ２）の具体例としては、ブチルアミン，オクチルアミン，ドデシルアミン、アニリン等のモノアルキルアミン化合物、ジブチルアミン，ジオクチルアミン、ピペリジン等の
ジアルキルアミン化合物、トリエチルアミン，トリオクチルアミン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン等のトリアルキルアミン化合物、ピリジン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等の窒素含有複素環化合物等、グアニジン、１，１，３，３−テトラメチルグアニジン等のグアニジン化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本発明におけるその分子中に加水分解性シリル基を有する化合物（ａ３）は、その分子内に上記一般式（１）で表される加水分解性シリル基を有する化合物である。上記化合物（ａ３）の具体例としては、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン又は３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のエポキシシラン化合物、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン又は３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のメルカプトシラン化合物、３−オクタノイルチオプロピルトリメトキシシラン等のチオエステルシラン化合物、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル-ブチリデン）プロピルアミン等のケチミンシラン化合物、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイドシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン又は３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の（メタ）アクリルシラン化合物、３−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等のイソシアネートシラン化合物、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン化合物、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン又はシクロヘキシルメチルジメトキシシラン等のアルキルシラン化合物、メチルシリケート、エチルシリケート又はプロピルシリケート等のアルキルシリケート化合物、又は、それらのオリゴマー化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。それらのオリゴマー化合物としては、信越化学工業株式会社製ＫＣ−８９Ｓ、ＫＲ−５００、ＫＲ−２１７、Ｘ−４１−１０５３、Ｘ−４１−１８０５、Ｘ−４０−２３０８、Ｘ−４０−９２３８等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。上記化合物（ａ３）の中では、加水分解性シリル基がジアルコキシシリル基である化合物が、触媒効果が高いため、特に好ましい。

上記化合物（ａ１）、上記化合物（ａ２）、及び、上記化合物（ａ３）は、それらを混合して加熱処理せしめることで、非常に触媒活性の高い化合物となる。非常に触媒活性の高い化合物となる理由は、それらを加熱処理することによって、上記化合物（ａ１）と上記化合物（ａ３）が反応して触媒活性が非常に高い化合物が形成されるためであると推察される。また、上記化合物（ａ２）は、その分子内に存在するアミノ基の塩基性により、上記化合物（ａ１）と上記化合物（ａ３）との化学反応を効率よく促進させる効果があると考察される。上記化合物（ａ１）のみでも触媒活性があるが、上記化合物（ａ１）と上記化合物（ａ３）の化学反応によって生成する化合物の触媒活性が非常に高いため、配合した後すぐに速硬化させることができると考えられる。

上記化合物（ａ１）、上記化合物（ａ２）、及び、上記化合物（ａ３）を混合して加熱処理する際の配合割合（重量部）は、好ましくは上記化合物（ａ１）：上記化合物（ａ２）：上記化合物（ａ３）＝０．００１〜１０：０．０１〜３０：０．０１〜３０であり、さらに好ましくは０．０１〜５．０：０．１〜２０：０．１〜２０であり、特に好ましくは０．１〜２．０：０．１〜１０：０．１〜１０である。さらに、上記化合物（ａ１）、上記化合物（ａ２）、及び、上記化合物（ａ３）を混合して加熱処理した触媒化合物の配合割合は、上記硬化性有機重合体（Ａ）１００重量部に対して、好ましくは０．００１〜３０重量部、さらに好ましくは０．０１〜２０重量部、特に好ましくは０．１〜１０重量部である。

本発明におけるその分子中にアミノ基及び加水分解性シリル基を有する化合物（ａ４）は、その分子内に第１級アミノ基、第２級アミノ基、第３級アミノ基等のアミノ基を有し、かつ、上記一般式（１）で表される加水分解性シリル基を有する化合物である。上記化
合物（ａ４）の具体例としては、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−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）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−エチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、日鉱マテリアルズ社商品名；ＩＭ−１０００等のアミノシラン化合物、信越化学工業株式会社製Ｘ−４０−２６５１等の分子内にアミノ基及びアルコキシシリル基を有するシリコーンアルコキシオリゴマー等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。上記化合物（ａ４）の中では、加水分解性シリル基がジアルコキシシリル基である化合物が、触媒効果が高いため、特に好ましい。

上記化合物（ａ４）の作用機構は、上記化合物（ａ１）、上記化合物（ａ２）、及び、上記化合物（ａ３）を混合して加熱処理せしめる際と同様であり、その分子内に存在するアミノ基が上記化合物（ａ２）の役割を、その分子内に存在する加水分解性シリル基が上記化合物（ａ３）の役割を担うと推察される。さらに、同一分子中にアミノ基及び加水分解性シリル基を有することで、得られる触媒成分の活性をより高めることが可能である。

上記化合物（ａ１）、及び、上記化合物（ａ４）を混合して加熱処理する際の配合割合（重量部）は、好ましくは上記化合物（ａ１）：上記化合物（ａ４）＝０．００１〜１０：０．０１〜３０であり、さらに好ましくは０．０１〜５．０：０．１〜２０であり、特に好ましくは０．１〜２．０：０．１〜１０である。さらに、上記化合物（ａ１）、上記化合物（ａ４）を混合して加熱処理した触媒化合物の配合割合は、上記硬化性有機重合体（Ａ）１００重量部に対して、好ましくは０．００１〜３０重量部、さらに好ましくは０．０１〜２０重量部、特に好ましくは０．１〜１０重量部である。

本発明の効果を得るために必要な加熱処理工程の温度は好ましくは３０℃〜１８０℃、さらに好ましくは４０℃〜１００℃、特に好ましくは５０℃〜７０℃である。加熱処理温度が３０℃より低いと本発明の効果を得るには非常に長い加熱処理時間が必要であり、加熱処理温度が１８０℃より高いと触媒成分自体の分解反応が起こる可能性や、発火する危険性があり産業上有用ではない。加熱処理時間については、３０℃の場合は好ましくは１０分〜１ヶ月、より好ましくは１日〜２週間、特に好ましくは２日〜１週間である。１８０℃の場合は好ましくは５分〜１ヶ月、より好ましくは１０分〜１週間、特に好ましくは１５分〜１日である。３０℃及び１８０℃での加熱処理時間の上限は、産業上の経済性、即ちコストを考慮して１ヶ月としたもので、それ以上の加熱処理を行ったとしても、触媒活性を低下させるものではない。
本発明に係る硬化性樹脂組成物中には、硬化性有機重合体と硬化触媒成分以外に、従来公知の任意の化合物を配合することができる。たとえば、本発明に係る上記硬化性有機重合体（Ａ）以外の各種の樹脂、本発明に係る硬化触媒成分以外の錫系又はアミン系等の硬化触媒、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、充填剤、粘着性付与剤、揺変剤、脱水剤、希釈剤、可塑剤、難燃剤、オリゴマー、老化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、乾性油等を配合することができる。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明の実施例における粘度は、ＢＨ型粘度計（Ｎｏ．７ローター、１０回転）を用いて測定した値である。
＜硬化性有機重合体（Ａ）の製造方法に関する合成例＞
（硬化性有機重合体Ａ−１の調製）
反応容器内で、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン２０６．４ｇを窒素雰囲気下５０℃で撹拌しながら、アクリル酸エチル２１０．３ｇを１時間かけて滴下し、さらに、５０℃で５時間反応させた後、５０℃で７日間反応させるこ
とで、分子内にメチルジメトキシシリル基及び第２級アミノ基を有する反応物ＳＡ−１を得た。

別の反応容器内に、旭硝子ウレタン社製のＰＭＬＳ４０１２（ポリオキシプロピレンポリオール、数平均分子量１０，０００、ＯＨ価＝１２．０）を３０００ｇ、イソホロンジイソシアネートを１４２．６ｇ、及びジブチルスズジラウレートを０．２０ｇ仕込み、窒素雰囲気下にて撹拌混合しながら、８０℃で３時間反応させて、分子内にイソシアネート基を有するポリオキシアルキレン樹脂ＰＡ−１を得た。その後、これに上記反応物ＳＡ−１を２９６．４ｇ添加し、窒素雰囲気下にて撹拌混合しながら、９０℃で２時間反応させることで、主鎖がポリオキシアルキレンであり分子内にメチルジメトキシシリル基を有する硬化性有機重合体Ａ−１を得た。得られた硬化性有機重合体Ａ−１をＦＴ−ＩＲで分析することにより、ＮＣＯ基が消失していることを確認した。２３℃における硬化性有機重合体Ａ−１の粘度は、５０，０００ｍＰａ・ｓであった。

（硬化性有機重合体Ａ−２の調製）
反応容器に、上記硬化性有機重合体Ａ−１を１０００ｇ入れ、窒素雰囲気下、９０℃まで昇温した。そこに、メタクリル酸メチル４００ｇ、メタクリル酸ラウリル３００ｇ、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン３０ｇ、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン８０ｇ及び２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）７．０ｇを混合したモノマー混合液を３０分かけて滴下し、重合反応を行った。さらに、９０℃で３０分反応させた後、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）２．０ｇとメチルエチルケトン１０ｇの混合溶液を滴下し、重合反応を行った。次いで、９０℃で３０分反応させた後、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１．０ｇとメチルエチルケトン５．０ｇの混合溶液を滴下し、重合反応を行った。さらに、９０℃で３０分反応させた後、未反応の諸成分を減圧留去して、分子内にメチルジメトキシシリル基及びトリメトキシシリル基を有する硬化性有機重合体Ａ−２を得た。２３℃における硬化性有機重合体Ａ−２の粘度は、１４０，０００ｍＰａ・ｓであった。

（硬化性有機重合体Ａ−３の調製）
反応容器内で、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２２２．４ｇを窒素雰囲気下５０℃で撹拌しながら、アクリル酸エチル２１０．３ｇを１時間かけて滴下し、さらに、５０℃で５時間反応させた後、５０℃で７日間反応させることで、分子内にトリメトキシシリル基及び第２級アミノ基を有する反応物ＳＡ−３を得た。
別の反応容器内に、旭硝子ウレタン社製のＰＭＬＳ４０１２（ポリオキシプロピレンポリオール、数平均分子量１０，０００、ＯＨ価＝１２．０）を３０００ｇ、イソホロンジイソシアネートを１４２．６ｇ、及びジブチルスズジラウレートを０．２０ｇ仕込み、窒素雰囲気下にて撹拌混合しながら、８０℃で３時間反応させて、分子内にイソシアネート基を有するポリオキシアルキレン樹脂ＰＡ−３を得た。その後、これに上記反応物ＳＡ−３を３０８．９ｇ添加し、窒素雰囲気下にて撹拌混合しながら、９０℃で２時間反応させることで、主鎖がポリオキシアルキレンであり分子内にトリメトキシシリル基を有する硬化性有機重合体Ａ−３を得た。得られた硬化性有機重合体Ａ−３をＦＴ−ＩＲで分析することにより、ＮＣＯ基が消失していることを確認した。２３℃における硬化性有機重合体Ａ−３の粘度は、５８，０００ｍＰａ・ｓであった。

（硬化性有機重合体Ａ−４の調製）
反応容器に、上記硬化性有機重合体Ａ−３を１０００ｇ入れ、窒素雰囲気下、９０℃まで昇温した。そこに、メタクリル酸メチル４００ｇ、メタクリル酸ラウリル３００ｇ、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン３０ｇ、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン８０ｇ及び２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）７．０ｇを混合したモノマー混合液を３０分かけて滴下し、重合反応を行った。さらに、９０℃で３
０分反応させた後、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）２．０ｇとメチルエチルケトン１０ｇの混合溶液を滴下し、重合反応を行った。次いで、９０℃で３０分反応させた後、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１．０ｇとメチルエチルケトン５．０ｇの混合溶液を滴下し、重合反応を行った。さらに、９０℃で３０分反応させた後、未反応の諸成分を減圧留去して、分子内にトリメトキシシリル基を有する硬化性有機重合体Ａ−４を得た。２３℃における硬化性有機重合体Ａ−４の粘度は、１５６，０００ｍＰａ・ｓであった。

（硬化性シリコーン系樹脂Ａ−５）
市販の変成シリコーン樹脂（カネカ社製「ＭＡ４４０」、主鎖がポリオキシアルキレンである２官能の変成シリコーン樹脂）を準備した。
（硬化性シリコーン系樹脂Ａ−６）
市販の変成シリコーン樹脂（旭硝子社製「エクセスターＧ３４４０ＳＴ」、主鎖がポリオキシアルキレンである３官能の変成シリコーン樹脂）を準備した。

＜硬化触媒の調製＞
（三フッ化ホウ素ＤＢＵ錯体の調製）
反応容器内で、ジエチルエーテル（３００ｇ）に溶解させたＤＢＵ（１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン、３０．５ｇ、０．２０モル）を窒素雰囲気下で攪拌しながら、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体（２８．４ｇ、０．２０モル）を添加した後、室温で１時間反応させた。その後、ジエチルエーテルを減圧留去し、室温で褐色固体である三フッ化ホウ素ＤＢＵ錯体を得た。
（三フッ化ホウ素ジェファーミンＤ２０００錯体の調製）
反応容器内で、ジエチルエーテル（３００ｇ）に溶解させたジェファーミンＤ２０００（サンテクノジャパン社製商品名、両末端が第１級アミノ基のポリエーテルポリオール、数平均分子量２，０００、３００．０ｇ、０．１５モル）を窒素雰囲気下で攪拌しながら、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体（４２．６ｇ、０．３０モル）を添加した後、室温で１時間反応させた。その後、ジエチルエーテルを減圧留去し、室温で褐色液状である三フッ化ホウ素ジェファーミンＤ２０００錯体を得た。

＜触媒溶液の調製＞
（溶液Ｂ−１及び触媒溶液Ｃ−１）
サンプル管に、ＫＢＭ９０２（商品名；信越化学工業社製、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン）を５．０ｇ入れ、そこへ三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体（ＢＦＭ）、を０．０５ｇ入れ、溶液Ｂ−１を調製した。その後、溶液Ｂ−１を５０℃で３日間養生することで、触媒溶液Ｃ−１を得た。
（溶液Ｂ−２及び触媒溶液Ｃ−２）
同様に、ＫＢＭ９０３（商品名；信越化学工業社製、３−アミノプロピルトリメトキシシラン）を５．０ｇ入れ、そこへ三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体（ＢＦＭ）、を０．０５ｇ入れ、溶液Ｂ−２を調製した。その後、溶液Ｂ−２を５０℃で３日間養生することで、触媒溶液Ｃ−２を得た。

（溶液Ｂ−３及び触媒溶液Ｃ−３）
同様に、ＫＢＭ９０３（商品名；信越化学工業社製、３−アミノプロピルトリメトキシシラン）を５．０ｇ入れ、そこへ三フッ化ホウ素ピペリジン錯体（ＢＦＰ）、を０．０５ｇ入れ、溶液Ｂ−３を調製した。その後、溶液Ｂ−３を５０℃で３日間養生することで、触媒溶液Ｃ−３を得た。
（溶液Ｂ−４及び触媒溶液Ｃ−４）
同様に、ＫＢＭ９０３（商品名；信越化学工業社製、３−アミノプロピルトリメトキシシラン）を５．０ｇ入れ、そこへ三フッ化ホウ素ＤＢＵ錯体を０．０５ｇ入れ、溶液Ｂ−４
を調製した。その後、溶液Ｂ−４を５０℃で３日間養生することで、触媒溶液Ｃ−４を得た。

（溶液Ｂ−５及び触媒溶液Ｃ−５）
同様に、ＫＢＭ９０３（商品名；信越化学工業社製、３−アミノプロピルトリメトキシシラン）を５．０ｇ入れ、そこへ三フッ化ホウ素ジェファーミンＤ２０００錯体を０．０５ｇ入れ、溶液Ｂ−５を調製した。その後、溶液Ｂ−５を５０℃で３日間養生することで、触媒溶液Ｃ−５を得た。
（溶液Ｂ−６及び触媒溶液Ｃ−６）
同様に、ＫＢＥ９０３（商品名；信越化学工業社製、３−アミノプロピルトリエトキシシラン）を５．０ｇ入れ、そこへ三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体（ＢＦＭ）、を０．０５ｇ入れ、溶液Ｂ−６を調製した。その後、溶液Ｂ−６を５０℃で３日間養生することで、触媒溶液Ｃ−６を得た。

（溶液Ｂ−７及び触媒溶液Ｃ−７）
同様に、ＫＢＭ３０６３（商品名；信越化学工業社製、ヘキシルトリメトキシシラン）を５．０ｇ入れ、そこへ三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体（ＢＦＭ）、を０．０５ｇ、オクチルアミンを０．５ｇ入れ、溶液Ｂ−７を調製した。その後、溶液Ｂ−７を５０℃で３日間養生することで、触媒溶液Ｃ−７を得た。
（溶液Ｂ−８及び触媒溶液Ｃ−８）
同様に、ＫＢＭ３０６３（商品名；信越化学工業社製、ヘキシルトリメトキシシラン）を５．０ｇ入れ、そこへ三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体（ＢＦＭ）、を０．０５ｇ、ジブチルアミンを０．５ｇ入れ、溶液Ｂ−８を調製した。その後、溶液Ｂ−８を５０℃で３日間養生することで、触媒溶液Ｃ−８を得た。

（溶液Ｂ−９及び触媒溶液Ｃ−９）
同様に、ＫＢＭ３０６３（商品名；信越化学工業社製、ヘキシルトリメトキシシラン）を５．０ｇ入れ、そこへ三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体（ＢＦＭ）、を０．０５ｇ、トリブチルアミンを０．５ｇ入れ、溶液Ｂ−９を調製した。その後、溶液Ｂ−９を５０℃で３日間養生することで、触媒溶液Ｃ−９を得た。
（溶液Ｂ−１０及び触媒溶液Ｃ−１０）
同様に、ＫＣ−８９Ｓ（商品名；信越化学工業社製、有機置換基がメチル基であり、アルコキシ基がメトキシ基であるシリコーンアルコキシオリゴマー）を５．０ｇ入れ、そこへ三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体（ＢＦＭ）、を０．０５ｇ、オクチルアミンを０．５ｇ入れ、溶液Ｂ−１０を調製した。その後、溶液Ｂ−１０を５０℃で３日間養生することで、触媒溶液Ｃ−１０を得た。
表１に溶液Ｂ−１からＢ−１０の組成を示した。

（実施例１〜１５）
硬化速度を比較するため、得られた硬化性有機重合体Ａ−１〜Ａ−６、及び、触媒溶液Ｃ−１〜Ｃ−１０を表２に示す配合割合で１分間速やかに混合し、皮張り時間を測定した。皮張り時間は、硬化性樹脂組成物を、２３℃及び相対湿度４５〜５５％の雰囲気下に放
置し、ガラス棒で、表面を軽く触ってみて、表面の硬化性樹脂組成物が、ガラス棒の先に付着しなくなるまでの時間として求めた。

（比較例１〜１５）
同様に、得られた硬化性有機重合体Ａ−１〜Ａ−６、及び、溶液Ｂ−１〜Ｂ−１０を表３に示す配合割合で１分間速やかに混合し、皮張り時間を測定した。皮張り時間は、硬化性樹脂組成物を、２３℃及び相対湿度４５〜５５％の雰囲気下に放置し、ガラス棒で、表面を軽く触ってみて、表面の硬化性樹脂組成物が、ガラス棒の先に付着しなくなるまでの時間として求めた。

実施例1〜１５及び比較例１〜１５の結果より、三フッ化ホウ素の錯体からなる化合物と、アミノ基を有する化合物、及び、加水分解性シリル基を有する化合物との混合物を加熱処理することで、硬化性有機重合体と混ぜ合わせた直後から速硬化性を付与することが可能な触媒を合成することができることがわかった。
＜触媒溶液の調製＞
（触媒溶液Ｅ−１〜Ｅ−３５）
サンプル管に、ＫＢＭ９０２（商品名；信越化学工業社製、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン）を８０．０ｇ入れ、そこへ三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体（Ｂ
ＦＭ）、を０．８０ｇ入れ溶液Ｄ−１を得た。
溶液Ｄ−１をそれぞれ２ｇずつサンプルビンに取り出し、表４に示す温度、及び、期間で養生した後に、２３℃で２時間静置することにより触媒溶液Ｅ−１〜Ｅ−３５を調整した。

（実施例１６〜５０）
硬化速度を比較するため、得られた硬化性有機重合体Ａ−１、及び、触媒溶液Ｅ−１〜Ｅ−３５を表５〜９に示す配合割合で１分間速やかに混合し、皮張り時間を測定した。皮張り時間は、硬化性樹脂組成物を、２３℃及び相対湿度４５〜５５％の雰囲気下に放置し、ガラス棒で、表面を軽く触ってみて、表面の硬化性樹脂組成物が、ガラス棒の先に付着しなくなるまでの時間として求めた。

実施例1６〜５０、及び、比較例１の結果より、より高い温度で養生することにより、養生期間が短くても触媒活性がより早く発揮されることがわかった。

本発明に係る硬化性樹脂組成物は、例えば、接着剤、シーラント、塗料、コーティング剤、目止め剤、注型材、被覆材などの用途に好適に利用できる。特に、接着剤として用いる場合は、一般家庭用、建築内装現場用、自動車、音響機器、電子機器等の工業ライン用、トンネルシールド工事での止水材の接着等の土木現場作業用等、様々な用途に用いるこ
とができる。また、触媒成分を配合した後すぐに非常に高い触媒活性を発現させることができることから、１液型だけでなく２液型接着剤や２液型シーラント等の用途にも使用が可能である。

Claims (5)

1. 三フッ化ホウ素及び／又はその錯体からなる化合物（ａ１）０．００１〜１０重量部、オクチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミンから選ばれる一種以上のアミノ基を有する化合物（ａ２）０．０１〜３０重量部、及び、その分子中に下記一般式（１）で表される加水分解性シリル基を有する化合物（ａ３）０．０１〜３０重量部との混合物を、加熱処理することにより得られる触媒であって、下記一般式（１）で表される加水分解性シリル基を有する硬化性有機重合体（Ａ）に配合したときに常温で湿気硬化触媒として作用することを特徴とする触媒。
   但し、Ｘはヒドロキシル基又はアルコキシル基等の加水分解性基を、Ｒ^１は炭素数１〜２０個のアルキル基を、ｎは０、１又は２を、それぞれ示す。
2. 三フッ化ホウ素及び／又はその錯体からなる化合物（ａ１）が、三フッ化ホウ素及び／又はそのアミン錯体であることを特徴とする請求項１に記載の触媒。
3. その分子中に上記一般式（１）で表される加水分解性シリル基を有する化合物（ａ３）の加水分解シリル性基がジアルコキシシリル化合物であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の触媒。
4. 三フッ化ホウ素及び／又はその錯体からなる化合物（ａ１）０．００１〜１０重量部、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−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）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−エチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランから選ばれる一種以上のアミノ基及び加水分解性シリル基を有する化合物（ａ４）０．０１〜３０重量部との混合物を、加熱処理することにより得られる触媒であって、下記一般式（１）で表される加水
   分解性シリル基を有する硬化性有機重合体（Ａ）に配合したときに常温で湿気硬化触媒として作用することを特徴とする触媒。
   但し、Ｘはヒドロキシル基又はアルコキシル基等の加水分解性基を、Ｒ ^１ は炭素数１〜
   ２０個のアルキル基を、ｎは０、１又は２を、それぞれ示す。
5. 三フッ化ホウ素及び／又はその錯体からなる化合物（ａ１）が、三フッ化ホウ素及び／又はそのアミン錯体であることを特徴とする請求項４に記載の触媒。