WO1999005216A1 - Curable composition - Google Patents

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WO1999005216A1
WO1999005216A1 PCT/JP1998/003356 JP9803356W WO9905216A1 WO 1999005216 A1 WO1999005216 A1 WO 1999005216A1 JP 9803356 W JP9803356 W JP 9803356W WO 9905216 A1 WO9905216 A1 WO 9905216A1
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polymer
curable composition
silyl group
vinyl polymer
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Masayuki Fujita
Yoshiki Nakagawa
Masato Kusakabe
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Kaneka Corp
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Kaneka Corp
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/336Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02Polyalkylene oxides

Definitions

  • the present invention relates to a curable composition modified with a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group. More specifically, by being blended with an epoxy resin, it can be firmly adhered to various substrates after curing and has elastic properties, and is particularly useful as a curable composition which is useful as a water-soluble adhesive.
  • the present invention relates to a curable composition excellent in high elongation after curing and weather resistance by blending with a polyether polymer having at least one hydrophilic silyl group.
  • Epoxy resin adhesives are used in automobiles, vehicles, aircraft, shipbuilding, electronics, architecture, and other materials because of their excellent adhesion strength and durability to a wide range of materials, including metals, plastics, wood, glass, ceramics, stones, and concrete. It is used in a wide range of industrial fields such as civil engineering.
  • the cured product generally has a high modulus and a low energy absorption capacity, and thus has the disadvantage of being hard and brittle. For this reason, there remains a problem in bonding materials having greatly different coefficients of linear expansion and bonding of members such as building materials that are repeatedly subjected to displacement by a heat cycle.
  • a so-called modified silicone-based elastic adhesive in which an epoxy resin is blended with a polyester-based polymer having at least one citrus silyl group has been widely used.
  • Polyether polymers having at least one crosslinkable silyl group are disclosed, for example, in JP-B-45-36319, JP-B-46-12154, JP-B-46-30741, JP-B-49-32673; Showa 50-156599, 51-73 561, 54-6096, 55-13767, 55-13768, 55-82123, 55-123620, No. 55—1 2 5 1 2 1, No. 55—1 310, No. 55—1 31022, No. 55—135 1 35, No. 55—1371 29: Special It is disclosed in the official gazettes of Kaihei 3-72 527 and 3-97825.
  • 1986/6767 discloses a sealing material composition comprising a blend of an acrylic polymer having an alkoxysilyl group at both molecular terminals and a polyether polymer having an alkoxysilyl group at both molecular terminals. Have been.
  • the above-mentioned elastic adhesive made of a blend of the epoxy resin and the polyether-based polymer has various problems.
  • an epoxy resin and a polyether polymer having a crosslinkable silyl group have poor compatibility, and although a soft elastic body having a structure in which an epoxy resin is finely dispersed in a matrix of a polyether polymer is usually obtained, Conversely, a hard type in which a polyether polymer is dispersed in an epoxy matrix cannot be obtained.
  • the polyether polymer since the polyether polymer has a tertiary hydrogen group in the main chain structure, it generally has a problem that it cannot be used in fields where weather resistance and heat resistance are required.
  • an epoxy-polyether blended with a cross-linkable silyl group-containing (meth) acrylic polymer having excellent weather resistance and good compatibility with epoxy resin as the third component is used.
  • (Meta) Acrylic ternary system has been proposed (Japanese Patent Publication No. 2-21414759).
  • the (meth) acrylic polymer used here is synthesized by free radical polymerization, it has a wide molecular weight distribution and high viscosity, and the mixture with the epoxy resin also has a problem of high viscosity.
  • the crosslinkable silyl group cannot be introduced at a high ratio, there is a problem that the elastic properties obtained by blending the polyester-based polymer are impaired.
  • the epoxy resin is hard and brittle while maintaining the adhesive strength. It is an object of the present invention to provide a low-viscosity curable composition which provides a wide range of elastic materials from hard to soft as well as improved weatherability and weather resistance.
  • a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group usually uses a radical polymerization initiator having a crosslinkable silyl group or a chain transfer agent. Manufactured. For this reason, it was difficult to introduce a high proportion of pendant silyl groups at both ends, and there was a problem that the gel content of the cured product was reduced.
  • An object of the present invention is to provide a curable composition having a high gel content and excellent weather resistance without loss.
  • the present invention relates to the following two components: (I) a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group represented by the general formula (1), (II) an epoxy resin or a crosslinkable silyl group.
  • a curable composition comprising at least one polyether polymer as an essential component It is an adult.
  • R 1 and R 2 each represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or (R ′) 3 S i 0- (R ′ is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and three R ′s may be the same or different), and represents a triorganosiloxy group represented by R
  • R 1 or R 2 When two or more R 1 or R 2 are present, they may be the same or different Y represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and when two or more Y are present, May be the same or different, a represents 0, 1, 2, or 3, and b represents 0, 1, or 2.
  • m is an integer of 0 to 19. , A + mb ⁇ 1. ⁇ Detailed Disclosure of the Invention
  • the vinyl polymer as the component (I) used in the present invention has at least one crosslinkable silyl group represented by the following general formula (1).
  • RR 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or (R ′) 3 S i O— (R ′ Is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and three R's may be the same or different.)
  • Y represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and when two or more Y are present, they may be the same
  • A represents 0, 1, 2, or 3
  • b represents 0, 1, or 2.
  • m is an integer of 0 to 19. However, a + mb ⁇ 1 Is satisfied. ⁇
  • the hydrolyzable group represented by Y is not particularly limited, and a conventionally known hydrolyzable group can be used. Specifically, hydrogen, a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, a ketoximate group, an amino group, Amide group, aminooxy group, mercapto group, alkenyloxy group, etc., which are mildly hydrolyzable and easy to handle Thus, an alkoxy group is particularly preferred.
  • the hydrolyzable group or hydroxyl group can be bonded to one gay atom in the range of 1 to 3 and a + mb, that is, the total of the hydrolyzable groups is preferably in the range of 1 to 5.
  • the number of gay atoms constituting the citrus silicon compound may be one, or may be two or more. In the case of silicon atoms linked by a siloxane bond, the number may be up to about twenty.
  • the monomer constituting the main chain of the vinyl polymer having at least one bridging silyl group represented by the general formula (1) is not particularly limited, and various monomers can be used.
  • the vinyl-based monomer used for producing the main chain of the vinyl-based polymer of the present invention is not particularly limited, and various types can be used.
  • a vinyl polymer having at least one pendant silyl group represented by the general formula (1) which is obtained by synthesizing at least 40% by weight of a (meth) acrylic acid monomer among the above monomers.
  • the obtained (meth) acrylic polymer is more preferable in terms of physical properties.
  • the molecular weight of the vinyl polymer having at least one pendant silyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 500 to 100,000. When the molecular weight is less than 500, the intrinsic properties of the vinyl polymer are hardly exhibited, and when it is more than 100, handling becomes difficult.
  • the ratio (MwZMn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography is not particularly limited. However, it is preferable that the molecular weight distribution is narrow in order to keep the viscosity of the adhesive curable composition low and to facilitate the handling, and to obtain sufficient cured physical properties.
  • the value of the molecular weight distribution is preferably less than 1.8, more preferably 1.7 or less, further preferably 1.6 or less, further preferably 1.5 or less, still more preferably 1.4 or less, and still more preferably 1.3 or less.
  • the vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group can be obtained by various polymerization methods, and the method is not particularly limited.
  • a radical cross-linking method is used to directly introduce a crosslinkable silyl group or to convert a specific functional group that can be converted into a crosslinked silyl group in one or several steps. More preferred is a method in which a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group is obtained by converting the specific functional group into a crosslinkable silyl group.
  • a method for producing a vinyl-based polymer having a specific functional group containing a pendant silyl group by a radical polymerization method involves the use of a azo-based compound or a peroxide as a polymerization initiator when polymerizing a vinyl-based monomer. It can be classified into “general radical polymerization method” in which a monomer having a specific functional group is simply copolymerized, and “controlled radical polymerization method” in which a specific functional group is introduced into a controlled position such as a terminal.
  • a vinyl polymer having a functional group at a terminal is obtained by using a chain transfer agent having a specific functional group.
  • chain transfer agent method a termination reaction occurs at the initiator terminal. It can be classified as the “living radical polymerization method” in which a polymer having a molecular weight almost as designed is obtained by growing without growing.
  • the “general radical polymerization method” is a simple method and can be used in the present invention, but since a monomer having a specific functional group is introduced into the polymer only stochastically, the functionalization rate In order to obtain a polymer with high molecular weight, it is necessary to use a considerably large amount of this monomer. Conversely, a small amount increases the proportion of the polymer in which this specific functional group is not introduced. Although it is possible to obtain a polymer having the same, there are problems. In the “chain transfer agent method”, it is possible to obtain a polymer having a high degree of functionalization, and it can be used in the present invention. In this case, however, a considerably large amount of a specific functional group is added to the initiator. It requires a chain transfer agent, which has economical problems including treatment. Further, similarly to the above-mentioned general radical polymerization method, there is also a problem that the molecular weight distribution is wide and only a low viscosity polymer can be obtained.
  • living polymerization refers to polymerization in which the terminal is always active and the molecular chain grows. In general, however, those in which the terminal is inactivated and those in which the terminal is activated are referred to as living polymerization. Pseudo-living polymerization that grows while in equilibrium is also included. The definition in the present invention is also the latter. “Living radical polymerization” has been actively studied in various groups in recent years. Examples of such a method include: a method using a cobalt vorphyrin complex as shown in Am. Chem. Soc.
  • the "living radical polymerization method” can obtain a polymer having a narrow molecular weight distribution and a low viscosity due to its characteristics, and can introduce a monomer having a specific functional group into almost any position of the polymer. Therefore, it is more preferable as a method for producing a vinyl polymer having a specific functional group.
  • the "atom transfer radical polymerization method” in which an organic halide or a halogenated sulfonyl compound is used as an initiator and a transition metal complex is used as a catalyst to polymerize a vinyl monomer is described in the "living radical polymerization method"
  • the vinyl polymer having a specific functional group Made The manufacturing method is more preferable.
  • This atom transfer radical polymerization method is described in, for example, Matyjasz ews ki et al., J. Am.
  • an organic halide particularly an organic octogenide having a highly reactive carbon-halogen bond (for example, a carbonyl compound having a halogen at the ⁇ -position or a compound having a halogen at the benzyl position), or Halogenated sulfonyl compounds are used as initiators.
  • a complex having a central metal of Group 7, 8, 9, 10 or 11 of the Periodic Table can be used.
  • Specific examples of monovalent copper compounds include cuprous iodide, cuprous bromide, cuprous iodide, cuprous cyanide, cuprous oxide, cuprous perchlorate, etc. It is.
  • a copper compound When a copper compound is used, to increase the catalytic activity, 2.2 2'-biviridyl and its derivatives, 1,10-phenanthroline and its derivatives, tetramethylethylenediamine, pentamethylmethylentriamine, hexamethyl A ligand such as a polyamine such as tris (2-aminoethyl) amine is added. Moreover, divalent tri scan triphenyl phosphine complex of ruthenium chloride (Ru C 1 2 (PP h 3) 3) it is also preferable as a catalyst. When a ruthenium compound is used as a catalyst, aluminum alkoxides are added as an activator.
  • divalent bis Bok riff enyl phosphine complexes of iron F eC l 2 (PPh 3 ) 2)
  • 2 -valent bis triphenyl phosphinite down complex nickel N i C 1 2 (PP h 3) 2)
  • divalent nickel Pisutoribuchiruho Sufin complex N i B r 2 (PBu 3) 2
  • the vinyl monomer used in this polymerization is not particularly limited, and any of the above-mentioned examples can be suitably used.
  • the above polymerization reaction can be carried out without solvent or in various solvents.
  • solvent for example, hydrocarbon solvents such as benzene and toluene; ether solvents such as getyl ether and tetrahydrofuran; halogenated hydrocarbon solvents such as methylene chloride and chloroform; acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl.
  • Ketone solvents such as ketones; alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butyl alcohol and tert-butyl alcohol; nitrile solvents such as aceto nitrile, propionitrile, benzonitrile; ethyl ether And ester solvents such as butyl acetate; and carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the polymerization can be carried out in the range of 0 to 200, and preferably in the range of room temperature to 15 Ot :.
  • the vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group represented by the general formula (1) can be obtained by using the methods exemplified below, but is not limited thereto.
  • a vinylsilane polymer having at least one alkenyl group and a hydrosilane compound having a crosslinkable silyl group is prepared in the presence of a hydrosilylation catalyst. How to add,
  • (B) a method in which a vinyl polymer having at least one hydroxyl group is reacted with a compound having a group capable of reacting with a hydroxyl group such as a crosslinkable silyl group and an isocyanate group in one molecule; A method of reacting a compound having both a polymerizable alkenyl group and a crosslinkable silyl group in one molecule when synthesizing a vinyl polymer.
  • the vinyl polymer having at least one alkenyl group used in the method (A) can be obtained by various methods.
  • the synthesis methods are exemplified below, but are not limited thereto.
  • (A-a) When synthesizing a vinyl polymer by radical polymerization, for example, a polymerizable alkenyl group and a polymerizable polymer in one molecule as shown in the following general formula (2) are used. A compound having a combined alkenyl group as the second monomer.
  • R 6 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms.
  • the reaction is preferably carried out as a second monomer at the end of the reaction or after the completion of the reaction of a predetermined monomer.
  • A-c Various kinds of organic metals having an alkenyl group such as organotin such as aryltributyltin and aryltrioctyltin in vinyl polymers having at least one highly reactive carbon-halogen bond.
  • organotin such as aryltributyltin and aryltrioctyltin in vinyl polymers having at least one highly reactive carbon-halogen bond.
  • a method in which a halogen is substituted by reacting a compound.
  • a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond is reacted with a alkenyl-containing stabilizing agent such as general formula (3), rubanion, to substitute halogen. how to.
  • R 6 is the same as above, R 7 and R 8 are both electron-withdrawing groups for stabilizing carbanion C—, or one is the above-mentioned electron-withdrawing group and the other is hydrogen or carbon atom number 1 to Represents an alkyl group or a phenyl group of 0.
  • R 9 represents a direct bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and may contain one or more ether bonds. Indicates metal ions or quaternary ammonium ions)
  • the electron-withdrawing groups for R 7 and R 8 include one C 0 2 R, one C (O) R and one CN Those having a structure are particularly preferred.
  • An enolate anion is prepared by reacting a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond with, for example, a simple metal such as zinc or an organometallic compound. Reaction with alkenyl group-containing electrophilic compounds such as alkenyl group-containing compounds having a leaving group such as a carbonyl group, alkenyl group-containing carbonyl compounds, alkenyl group-containing isocyanate compounds, and alkenyl group-containing acid halides. How to let.
  • a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond includes, for example, oxyanion or carboxylate having an alkenyl group represented by the general formula (4) or (5). A method in which halogen is substituted by reacting on.
  • H 2 C C (R 6 ) - R 10 - 0-M + (4)
  • R 6 and M + are the same as above.
  • R lc is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds.
  • H 2 C C (R 6 ) one R 11 — C ( ⁇ ) 0— M + (5)
  • R 11 may be a direct bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds.
  • (E-a) A method of using a halide such as carbon tetrachloride, ethylene chloride, carbon tetrabromide, or methylene bromide as a chain transfer agent as disclosed in JP-A-4-132706 in radical polymerization (chain Transfer agent method).
  • a halide such as carbon tetrachloride, ethylene chloride, carbon tetrabromide, or methylene bromide
  • the vinyl polymer having at least one alkenyl group can be obtained from a vinyl polymer having at least one hydroxyl group, and the following exemplified methods can be used, but not limited thereto. .
  • (A-h) A method of reacting an alkenyl group-containing isocyanate compound such as aryl isocyanate.
  • a halogen when a halogen is not directly involved in the method for introducing an alkenyl group such as (A-a) and (A-b), it is preferable to synthesize a vinyl polymer by using a living radical polymerization method.
  • the method (A-b) is more preferable because the control is easier.
  • an alkenyl group is introduced by converting a halogen of a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond, an organic halide having at least one highly reactive carbon-halogen bond, Or at least one highly reactive carbon-halogen bond at the end obtained by radical polymerization of a vinyl monomer (atom transfer radical polymerization) using a sulfonyl halide compound as an initiator and a transition metal complex as a catalyst. It is preferable to use a pinyl polymer having the same.
  • the method (A-f) is more preferable because the control is easier.
  • the hydrosilane compound having a crosslinkable silyl group is not particularly limited, but a typical one is exemplified by a compound represented by the general formula (6).
  • the above-mentioned hydrosilane compound having a crosslinkable silyl group is added to an alkenyl group.
  • a transition metal catalyst is usually used.
  • Transition gold catalysts include, for example, platinum alone, alumina, silica, carbon black, and other carriers in which platinum solids are dispersed, chloroplatinic acid, complexes of chloroplatinic acid with alcohols, aldehydes, ketones, and the like. And a platinum (0) -divinyltetramethyldisiloxane complex.
  • Examples of the catalyst other than platinum compounds RhC l (PP h 3) 3, R h C 1 3. Ru C 1 3. I r C 13, F e C 1 3, A 1 C 1 3, P d C 1 2 ⁇ H 2 ⁇ , N i C 1 2> Ding i C 1 4, and the like.
  • Examples of the method for producing the vinyl polymer having at least one hydroxyl group used in the methods (B) and (Ag) to (Aj) include the following methods, but are not limited to these methods. Not something.
  • H 2 C C (R 3 ) — R 4 — R 5 -OH (8)
  • (Bd) A method in which a vinyl monomer is subjected to radical polymerization using hydrogen peroxide or a hydroxyl group-containing initiator as described in, for example, JP-A-6-239912 and JP-A-8-283310.
  • (B-e) A method of radically polymerizing a vinyl monomer by using an excess of an alcohol as described in, for example, JP-A-6-116312.
  • R 7 and R 8 those having a structure of —C0 2 R, —C (0) R and one CN are particularly preferable.
  • phenolate anion is prepared by reacting a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond with a simple metal such as zinc or an organometallic compound, and then aldehydes or ketones A method of reacting a kind.
  • a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond for example, an oxyanion or a carboxylate anion having a hydroxyl group represented by the general formula (10) or (11): To replace halogen.
  • a hydroxyl group is introduced by converting a halogen of a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond
  • an organic halide or a sulfonyl halide compound is used as an initiator and a transition metal complex is used.
  • a catalyst it is preferable to use a vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond at a terminal obtained by radical polymerization of a vinyl monomer (atom transfer radical polymerization method).
  • the method (B-i) is more preferable because the control is easier.
  • Examples of the compound having a group capable of reacting with a hydroxyl group such as a crosslinkable silyl group and an isocyanate group in one molecule include, for example, diisocyanatopropyltrimethoxysilane, diisocyanatopropylmethyldimethoxysilane, and diisocyanate. Examples thereof include natopropyltriethoxysilane and the like. If necessary, a generally known catalyst for a urethanation reaction can be used.
  • Examples of the compound having a polymerizable alkenyl group and a crosslinkable silyl group in one molecule used in the method (C) include, for example, trimethoxysilylpropyl (meth) acrylate and methyldimethoxysilylpropyl (meth) acrylate. Such as the one shown by the following general formula (12).
  • H 2 C C (R 3 ) -R 4 - R 12 - [S i (R 1) 2 _ b (Y) b O] m -
  • Examples of the chain transfer agent having a crosslinkable silyl group used in the chain transfer agent method (D) include mercaptans having a crosslinkable silyl group, as described in JP-B-3-14068 and JP-B-4-55444. Hydrosilanes having a crosslinkable silyl group No.
  • the vinyl polymer having at least one highly reactive carbon-halogen bond used in the method (E) can be obtained by the methods (Ea) to (Eb) as described above.
  • the compound represented by the general formula (13) can be mentioned.
  • R 13 is a direct bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms
  • R 14 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an aralkyl group having 1 to 10 carbon atoms, which may contain an ether bond.
  • R 7 and R 8 those having a structure of —C0 2 R, 1 C (0) R and 1 CN are particularly preferable.
  • a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group at the terminal of the molecular chain by a polymerization method using an organic halide or a sulfonyl halide compound as an initiator and a transition metal complex as a catalyst, It is preferable to use an organic halide or a halogenated sulfonyl compound having two or more highly reactive carbon-halogen bonds as a starting point as an initiator. As specific examples of them,
  • R. C 6 H 4 represents an alkyl group, 6 carbon atoms 2 0 Ariru group or the number of carbon atoms,? 1-2 0 Ararukiru group 0 to 2 carbon atoms, represents a phenylene group.
  • n is 0 Represents an integer of 20.
  • X represents chlorine, bromine, or iodine.
  • X represents chlorine, bromine or iodine.
  • N represents an integer of 0 to 20.
  • C 6 H 4 represents a phenylene group.
  • Vinyl polymers having at least one crosslinkable silyl group at the end of the molecular chain are listed above. Besides, you can get.
  • a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group at one end and the other end having the structure represented by the general formula (2) can be obtained.
  • a vinyl polymer having pendant silyl groups at both ends can be obtained.
  • the conversion method the method already described can be used.
  • the organic halide having a crosslinkable silyl group is not particularly limited, and examples thereof include those having a structure represented by general formulas (14) and (15).
  • R 17 represents one C (O) O—, one C (O) —, or 0—, m—, or p-phenylene group
  • R 18 represents a direct bond or carbon number
  • R 19 is hydrogen, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a carbon atom having 1 to 10 divalent organic groups which may contain one or more ether bonds.
  • R 19 represents an aralkyl group represented by Formulas 7 to 10.
  • a polymer having a crosslinkable silyl group at one end and a halogen at the other end is obtained, but the halogen of the polymer can be substituted, the same or different.
  • a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group at both terminals can be obtained.
  • the compound is not particularly limited, but polyols, polyamines, polycarboxylic acids, polythiols, and salts thereof, alkali metal sulfides and the like are preferable.
  • a polymer having a alkenyl group at one end and a halogen at the other end is obtained.
  • a vinyl polymer having an alkenyl group at both terminals can be obtained, and this alkenyl group is crosslinked by the above-described method or the like.
  • a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group at both ends can be obtained.
  • At least one crosslinkable silyl group is preferably located at the end of the molecular chain because the molecular weight between bridge points, which has a large effect on rubber elasticity, can be large. More preferably at the chain end.
  • the vinyl polymer having at least one hydroxyl group, halogen or alkenyl group used for synthesizing the vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group has these functional groups at the terminal of the molecular chain. It preferably exists.
  • a method for producing a vinyl polymer having at least one crosslinkable silyl group, in particular, a (meth) acrylic polymer is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 3-14068, Japanese Patent Publication No. 4-5554. No. 4, Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-219192, etc., but since these methods use the “chain transfer agent method”, these citrus silyl groups are relatively expensive.
  • the molecular weight distribution of the obtained polymer is generally as wide as 2 or more and the viscosity is increased. Accordingly, in order to obtain a vinyl polymer having a narrow molecular weight distribution, a low viscosity, and a high proportion of a pendant silyl group at a terminal, it is preferable to use a living radical polymerization method.
  • the epoxy resin which is one of the component (II) in the present invention includes bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, nopolak type epoxy resin, and darisidyl ether type epoxy of bisphenol A propylene oxide adduct.
  • Resin hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, flame-retardant epoxy resin such as glycidyl ether of tetrabromobisphenol A, glycidyl ether ester of p-oxybenzoic acid type epoxy resin, m-aminophenol type Epoxy ⁇ Fat, diaminodiphenylmethane-based epoxy resin, urethane-modified epoxy resin, various kinds of alicyclic epoxy resins, N, N-diglycidyl diphosphorus, N, N-diglycidyl-o-toluidine, triglycidyl isocyanurate, polyalkylene glycol Examples include glycidyl ethers of polyhydric alcohols such as diglycidyl
  • epoxy resins those having at least one epoxy group in one molecule are preferable in terms of high reactivity during curing and a cured product easily forming a three-dimensional network.
  • bisphenol A-type epoxy resins and nopolak-type epoxy resins are more preferable, and bisphenol A-type epoxy resins are more preferable.Use these epoxy resins alone or as a mixture of two or more. Can be.
  • the use of various curing agents of epoxy resin may further enhance the effect, and the combination of various curing agents is also included in the present invention.
  • curing agents examples include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, hexamethylenediamine, getylaminopropylamine, N-aminoethylpiperazine, and BASF.
  • linear Jiamin represented by, (CH 3) 2 -N (CH 2 ) n -CH 3 (where n is an integer of 0 to 10) linear tertiary amine, tetramethyldanidine, N ⁇ (CH 2 ) n CH 3 ⁇ 3 (wherein n is 1 to: I 0 Alkyl tertiary monoamine, triethanolamine, piperidine, N, N'-dimethylpiperazine, triethylenediamine, pyridine, picoline, diazabicycloundecene, benzyldimethylamine, Secondary or tertiary amines such as 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2, 4, 6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, sotoic acid, anhydride Nzofuhenone Hydrolysis of amino groups in one molecule such as acid anhydrides such as te
  • a compound having a group capable of reacting to both a crosslinkable silyl group and an epoxy group represented by the general formula (1) examples include N- (3-aminoethyl) -aminoaminopropyltrimethoxysilane, N- (13-aminoethyl) -aminopropyltrile, toxic silane, and glycidoxypropyl trimethoxysilane.
  • the mixing ratio of the component (I) to the epoxy resin of the component (11) is preferably in the range of 100/1 to 1/100 by weight, but in the range of 100/5 to 5Z100.
  • the curable composition is more preferably used as an elastic adhesive for bonding materials having different coefficients of linear expansion or bonding members that are repeatedly subjected to displacement by a heat cycle.
  • the polyether polymer having at least one crosslinkable silyl group as one of the components (II) in the present invention may or may not contain a urethane bond in the main chain.
  • the backbone polyether is essentially polypropylene oxide. If the viscosity is lower, the handleability becomes better. Therefore, it is more preferable that the molecular weight distribution (MwZMn) of the polypropylene oxide-based polymer is 1.5 or less.
  • the crosslinkable silyl group may be the same as or different from the vinyl polymer of the component (I).
  • the mixing ratio of the vinyl thread polymer (I) and the polyether polymer (II) is preferably in the range of 100/1 to 1Z100 by weight, but should be in the range of 1005 to 5Z100. Is more preferred.
  • the curable composition of the present invention can have a low viscosity while having sufficient physical properties, it is more preferably used as a sealing material or an adhesive.
  • a condensation catalyst may or may not be used.
  • the condensation catalyst include titanates such as tetrabutyl titanate and tetrapropyl titanate; dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetyl acetate toner.
  • the amount used is preferably 0 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the vinyl polymer having at least one pendant silyl group.
  • an alkoxy group is used as the hydrolyzable group Y, it is preferable to use a curing catalyst because the curing speed is slow only with this polymer.
  • a filler can be added for the purpose of adjusting the mechanical properties of the curable composition of the present invention.
  • fumed silica, precipitated silica, maleic anhydride, hydrous maleic acid and power Reinforcing fillers such as Bon Black: calcium carbonate, magnesium carbonate, diatomaceous earth, calcined clay, clay, talc, titanium oxide, bentonite, organic bentonite, ferric oxide, zinc oxide, activated zinc and Fillers such as shirasu balloons; fibrous fillers such as asbestos, glass fibers and filaments can be used.
  • a preferable result can be obtained by adding a filler selected from the above in an amount of 1 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the polymer having a crosslinkable silyl group.
  • a filler selected from titanium oxide, calcium carbonate, talc, ferric oxide, zinc oxide, shirasu balloon, and the like is used as a crosslinkable silyl.
  • Preferable results can be obtained by adding 1 to 200 parts by weight based on the total amount of the polymer having a group of 100 parts by weight.
  • a plasticizer can be added for adjusting physical properties and viscosity.
  • phthalic acid esters such as dibutyl phthalate, diheptyl phthalate, di (2-ethylhexyl) phthalate, diisodecyl phthalate, and butylbenzyl phthalate: non-aromatics such as dioctyl adipate and dioctyl sebaguete Aromatic dibasic acid esters; Polyalkylene glycol esters such as diethylene glycol dibenzoate and triethylene glycol dibenzoate; Phosphate esters such as tricresyl phosphate and tributyl phosphate; Polyerylene glycol and polypropylene Glycols or polyethers obtained by converting the hydroxyl groups thereof; paraffin chlorides; hydrocarbon-based oils such as alkyldiphenyl and partially hydrogenated terphenyl; and the like, used alone or in combination of two or more.
  • plasticizers can be blended at the time of polymer production. If the amount of the plasticizer is in the range of 0 to 100 parts by weight based on the total amount of the polymer having a citrus silyl group of 100 parts by weight, favorable results can be obtained.
  • Polymer itself has adhesiveness to glass, ceramics other than glass, metal, etc. Although it is not always necessary because it can be adhered to a range of materials, it is preferably used to obtain stable adhesion to various adherends.
  • adhesion promoter examples include phenolic compounds such as phenol, cresol, xylenol, resorcinol, alkylphenol, and modified phenol (for example, phenol-modified phenol, tall-oil-modified phenol), and aldehydes such as formalin and paraformaldehyde.
  • a reaction product of a compound having the same may be used alone or in combination of two or more.
  • a compound having an amino group and a cross-linkable silyl group in one molecule, a compound having an epoxy group and a crosslinkable silyl group in one molecule, and a mercayl compound in one molecule whose physical properties and adhesion are relatively easy to control
  • At least one of nitrogen, oxygen, and sulfur atoms in one molecule such as a reaction product of a compound having an acryloxy group and a crosslinkable silyl group and a compound having an amino group and a crosslinkable silyl group in one molecule
  • Compounds having an organic group and a crosslinkable silyl group are preferred.
  • the organic group having at least one of the above nitrogen, oxygen, and sulfur atoms is an amino group, an isocyanate group, or a group formed by a reaction of these groups, because of its high adhesiveness. Further preferred is a compound having an organic group having a nitrogen atom and a pendant silyl group.
  • the adhesion promoter is preferably used in an amount of 0.01 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer having at least one crosslinkable silyl group.
  • the addition amount of the adhesion promoter is preferably from 0.1 to 10 parts by weight, and more preferably from 0.5 to 5 parts by weight.
  • a physical property modifier can be used to control the physical properties by increasing the hardness when the curable composition is cured, or reducing the hardness to extend the hardness.
  • the physical property modifier include alkylalkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, and n-propyltrimethoxysilane; dimethyldiisopropenoxysilane, methyltriisoproponoxysilane, and -Alkyl isopropoxy silanes such as glycidoxy propyl methyl diisoproponoxy silane:
  • Various silane coupling agents such as vinyl trimethoxy silane and vinyl methyl dimethyl oxy silane, silicone varnishes, polysiloxanes etc. as required Is added.
  • Heavy having at least one bridging silyl group A favorable result can be obtained by adding 0 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the combined substance.
  • a curability modifier can be added to increase or decrease the curing rate of the curable composition, and a storage stability improver can be added to suppress the increase in viscosity during storage.
  • Alcohols such as methanol and ethanol; methylnadonoorthoester orthoformates: crosslinkable silyl groups such as tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane; And carboxylic acids such as 2-ethylhexanoic acid.
  • a preferable result can be obtained by adding the polymer having at least one crosslinkable silyl group in an amount of 0 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount.
  • the curable composition of the present invention also includes various solvents such as toluene and methyl ethyl ketone; various silane coupling agents; various modifiers such as polysiloxane having a crosslinkable silyl group; polyamide wax, hydrogenated castor oil, Rheological property modifiers such as Kinenishiken; surface property and weatherability modifiers such as UV-curable resins and oxygen-curable resins; coloring agents such as pigments and dyes; antioxidants, UV absorbers, and light Additives such as stabilizers, flame retardants and the like may optionally be used.
  • various solvents such as toluene and methyl ethyl ketone
  • various silane coupling agents such as polysiloxane having a crosslinkable silyl group
  • polyamide wax, hydrogenated castor oil such as Kinenishiken
  • surface property and weatherability modifiers such as UV-curable resins and oxygen-curable resins
  • coloring agents such as pigments and dyes
  • the curable composition of the present invention can be prepared as a one-component type in which all the components are pre-mixed, sealed and stored, and then cured by absorbing the moisture in the air after the application.
  • components such as a curing catalyst, a filler, a plasticizer, and water may be blended, and the blended material and the polymer composition may be mixed before use to prepare a two-component type.
  • the one-component type which is easy to handle and has few mistakes during construction, is more preferable.
  • the viscosity of this polymer was 74 Pa's, the number average molecular weight was 8,500, and the molecular weight distribution was 2.47 by GPC measurement (mobile phase chromatoform, converted to polystyrene).
  • the average number of hydroxyl groups per molecule of the polymer determined by 1 H-NMR analysis was 1.
  • Example 2 the pinyl-based polymer and the epoxy resin were compatible in both systems, whereas the polyether-based polymer of Comparative Example 2 was compatible in 2: 1 but 1: 1. in is separated into two phases, t find that highly compatible vinyl polymer (Example 2)
  • Example 2 has a low modulus and high shear strength.
  • the compounded mixture of Comparative Example 3 had a higher viscosity than that of Example 2 and was difficult to handle.
  • the cured product has low modulus and low shear strength, and has insufficient properties as an adhesive.
  • the shear strength was sufficient, but the modulus was low, and the deformation at the bonded portion was too large, which was inappropriate. (Example 3)
  • Comparative Example 5 had a higher viscosity than that of Example 3 and was difficult to handle.
  • Comparative Example 6 has an incompatible composition as shown in Comparative Example 2, it is unsuitable in terms of stable development of physical properties. The strength of Comparative Example 5 was insufficient.
  • the vinyl polymer of Synthesis Example 1 and the polyether polymer of Comparative Synthesis Example 2 were mixed in the proportions shown in Table 4 and the viscosity was measured.
  • 1 part by weight of water and 1 part by weight of dibutyltin dimethoxide were stirred and mixed, and poured into a single frame having a thickness of 2 mm. Defoam at room temperature using a vacuum dryer and cure at 50 for 3 days. A sheet of a rubber-like cured product was obtained. The gel fraction was determined by extracting with toluene. A 2 (1/3) type dumbbell specimen was punched out from the rubber-like cured product sheet, and a tensile test was performed using an autograph.
  • the curable composition of the present invention has the above-mentioned constitution, it has strong elasticity to various substrates after curing and has elastic properties, and is particularly useful as an elastic adhesive.
  • the composition of the present invention is a combination of a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group and a polyether polymer having at least one crosslinkable silyl group, high elongation after curing, weather resistance, etc. It is possible to obtain a curable composition having excellent properties.

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Description

明細書
硬化性組成物 技術分野
本発明は架橋性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体により改質さ れた硬化性組成物に関する。 さらに詳しくは、 エポキシ樹脂にブレンドすること により、 硬化後に種々の基材に対して強固に密着するとともに、 弾性的な性質を 有し、 特に弹性接着剤として有用な硬化性組成物、 および、 架橋性シリル基を少 なくとも 1個有するポリエーテル系重合体にブレンドすることにより、 硬化後の 高伸びおよび耐候性などに優れた硬化性組成物に関する。 背景技術
エポキシ樹脂系接着剤は、 金属、 プラスチック、 木材、 ガラス、 セラミック、 石材、 コンクリートなど広範囲の材料への優れた接着強度や耐久性に対する信頼 性から、 自動車、 車輛、 航空機、 造船、 エレクトロニクス、 建築、 土木など広範 囲な工業分野で用いられている。
しかしその硬化物は一般的に弾性率が高くエネルギー吸収能力が低いため, 硬 くて脆い欠点がある。 このため、 線膨張係数の大きく異なる材料の接着や、 建築 材料のようにヒートサイクルにより繰り返し変位を受けるような部材の接着には 問題を残している。 この問題を解決するために、 エポキシ樹脂に、 架橘性シリル 基を少なくとも 1個有するポリエ一テル系重合体をブレンドしたいわゆる変成シ リコーン系弾性接着剤が広く用いられるようになつている。
架撟性シリル基を少なくとも 1個有するポリエーテル系重合体は、 例えば特公 昭 45— 363 1 9号、 同 46— 12 1 54号、 同 46 - 30741号、 同 49 一 32673号;特開昭 50— 1 56599号、 同 5 1— 73 56 1号、 同 54 — 6096号、 同 55— 1 3767号、 同 55— 1 3768号、 同 55— 82 1 23号、 同 55— 123620号、 同 55— 1 2 5 1 2 1号、 同 5 5— 1 3 1 0 2 1号、 同 55— 1 31022号、 同 55— 1 35 1 3 5号、 同 55— 1 37 1 29号:特開平 3— 72 527号、 同 3— 97825号の各公報などに開示され ており、 硬化させると高伸びの硬化物が得られ、 主に建築用の弹性シ一リング材 等に使用されている。 しかし、 これらポリエーテル、 特にポリプロピレンォキシ ドを主鎖とするポリエーテルは、 老化防止剤を使用しないと 3級炭素に結合した 水素原子が酸化されやすく、 耐候性が悪くなるという問題がある。 この問題を解 決するために既に本発明者らは、 特公平 2— 4 2 3 6 7号、 同 2— 4 4 8 4 5号 において、 架橘性シリル基を少なくとも 1個有するポリエーテル系重合体に、 架 撟性シリル基を少なくとも 1個有するァクリル系重合体をブレンドすることによ つて耐候性が改善された硬化性組成物を提案した。 また、 特公平 4一 6 9 6 6 7 号には、 分子両末端にアルコキシシリル基を有するアクリルポリマーと、 分子両 末端にアルコキシシリル基を有するポリエーテルポリマーのブレンドによるシー リング材組成物が開示されている。
しかし、 上記のエポキシ樹脂とポリエーテル系重合体のブレンドによる弾性接 着剤は種々の問題点を有している。 まず、 エポキシ樹脂と架橋性シリル基を有す るポリエーテル系重合体は相溶性が悪く、 通常ポリエーテル重合体のマトリック ス中にエポキシ樹脂が微分散した構造の軟質弾性体は得られるものの、 逆にェポ キシマトリックス中にポリエーテル重合体が分散した硬質タイプのものを得るこ とができない。 また、 ポリエーテル系重合体は主鎖構造に 3級水素基を有するこ とから一般的に耐候性、 耐熱性が要求される分野には使用できないという問題が ある。
これらの点を解決するために、 耐候性に優れ、 またエポキシ樹脂との相溶性の よい架橋性シリル基含有 (メタ) アクリル系重合体を第 3成分としてブレンドし た、 エポキシ一ポリエーテル— (メタ) アクリルの 3元系が提案されている (特 開平 2— 2 1 4 7 5 9号) 。 しかし, ここで用いられる (メタ) アクリル系重合 体はフリーラジカル重合によって合成されているため、 分子量分布が広く高粘度 であり、 エポキシ樹脂との混合物もまた高粘度になってしまうという問題がある。 また、 架橋性シリル基を高い比率で導入することができないために、 ポリェ一テ ル系重合体をブレンドすることによってせっかく得られた弾性的性質が損なわれ てしまうという問題もある。
従って本発明においては、 エポキシ樹脂の接着強度を保ちつつ, その硬くて脆 い性質を改善するとともに、 耐候性のレベルも改良し, さらに、 硬質から軟質に いたる幅広い弾性体を与える低粘度な硬化性組成物を提供することを課題とする。 架橋性シリル基を少なくとも 1個有するポリエーテル系重合体とブレンドする 架橋性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体は、 通常架橋性シリル基 を有するラジカル重合開始剤、 あるいは連鎖移動剤を用いて製造される。 このた め両末端に架橘性シリル基を高い比率で導入することは難しく、 硬化物のゲル分 は低くなつてしまう問題があつた。 十分な硬化物のゲル分を得るためには架橋性 シリル基を有するモノマーの併用が必要になるが、 この場合ポリエーテル系重合 体が本来有している高伸び特性が損なわれてしまうという問題があつた。 特に破 断時の伸びが低くなるために該組成物の用途は大幅に限定される。 従ってシ一リ ング材としての使用では、 耐候性の向上のためにはモジュラス上昇、 伸びの低下、 残留タックの悪化、 ゲル分の低下など何らかの物性を犠牲にせざるを得なかった。 またフリーラジカル重合であるため、 分子量分布が広くなり、 重合体の粘度が高 くなるという問題点もあった。
これまで架橋性シリル基を少なくとも 1個有する高い比率で架橋性シリル基が 導入されたビニル系重合体を製造することは容易でなかった。 本発明においては、 低粘度でかつ高い比率で架橋性シリル基が導入されたビニル系重合体を用いるこ とによって、 架橋性シリル基を有するポリエーテル系重合体の本来の高伸び性な どを損なうことなく, ゲル分の高い、 耐候性に優れた硬化性組成物を提供するこ とを課題とする。
架橋性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体とエポキシ樹脂または 架橋性シリル基を少なくとも 1個有するポリエーテル系重合体を必須成分とする 硬化性組成物を用いることにより、 上記課題が解決されることを見出し, 本発明 に到達した。 発明の要約
本発明は、 以下の二成分: ( I ) 一般式 (1 ) で示される架橋性シリル基を少 なくとも 1個有するビニル系重合体、 (I I ) エポキシ榭脂、 または架橋性シリ ル基を少なくとも 1個有するポリエーテル系重合体、 を必須成分とする硬化性組 成物である。
- [S i (R1) 2_b (Y) bO] m-S i (R2) 3 - a (Y) a CD
{式中、 R1, R2は、 いずれも炭素数 1〜20のアルキル基、 炭素数 6〜20 のァリール基、 炭素数 7〜 20のァラルキル基、 または (R' 〉 3S i 0- (R ' は炭素数 1〜 20の 1価の炭化水素基であって、 3個の R' は同一であっても よく、 異なっていてもよい) 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。 Yは水酸基または加水分解性基を示し、 Y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、 また、 bは 0, 1, または 2を示す。 mは 0〜 19の整数である。 ただし、 a + mb≥ 1であることを満足するものとする。 } 発明の詳細な開示
本発明において使用される (I) 成分のビニル系重合体は、 下記一般式 (1) で示される架橋性シリル基を少なくとも 1個有する。
― [S i (R1) 2b (Y) bO] m-S i (R2) 3_a (Y) a (1)
(式中、 R R2は、 いずれも炭素数 1〜20のアルキル基、 炭素数 6〜20 のァリール基、 炭素数?〜 20のァラルキル基、 または (R' ) 3 S i O— (R' は炭素数 1〜20の 1価の炭化水素基であって、 3個の R' は同一であつ てもよく、 異なっていてもよい) で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、 R 1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。 Yは水酸基または加水分解性基を示し、 Y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、 また、 bは 0, 1, または 2を示す。 mは 0〜 19の整数である。 ただし、 a +mb≥ 1であることを満足するものとする。 }
上記 Yで示される加水分解性基としては特に限定されず、 従来公知のものを用 いることができ、 具体的には、 水素、 ハロゲン原子、 アルコキシ基、 ァシルォキ シ基、 ケトキシメート基、 アミノ基、 アミド基、 アミノォキシ基、 メルカプト基、 アルケニルォキシ基等が挙げられ、 加水分解性がマイルドで取り扱いやすいとい う点から、 アルコキシ基が特に好ましい。 該加水分解性基や水酸基は 1個のゲイ 素原子に 1〜 3個の範囲で結合することができ、 a + m b、 すなわち、 加水分解 性基の総和は 1〜 5の範囲が好ましい。 加水分解性基や水酸基が架橘性ゲイ素基 中に 2個以上結合するときは、 それらは同一であっても、 異なっていてもよい。 架橘性ケィ素化合物を構成するゲイ素原子は 1個でもよく、 2個以上であっても よいが、 シロキサン結合により連結されたケィ素原子の場合は 2 0個程度まであ つてもよい。
一般式 (1 ) の架撟性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体の主鎖 を構成するモノマーとしては特に制約はなく、 各種のものを用いることができる。 本発明のビニル系重合体の主鎖の製造に用いられるビニ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) ァ クリル酸、 (メタ) アクリル酸メチル、 (メタ) アクリル酸ェチル, (メタ) ァ クリル酸一 n—プロピル, (メタ) アクリル酸イソプロピル、 (メタ) アクリル 酸一 n—ブチル、 (メタ) アクリル酸イソプチル、 (メタ) アクリル酸一 t e r tーブチル, (メタ) アクリル酸一 n—ペンチル、 (メタ) アクリル酸一 n—へ キシル、 (メタ) アクリル酸シクロへキシル、 (メタ) アクリル酸— n—へプチ ル、 (メタ) アクリル酸一 n—才クチル、 (メ夕) アクリル酸一 2—ェチルへキ シル、 (メタ) アクリル酸ノニル、 (メタ) アクリル酸デシル、 (メタ) ァクリ ル酸ドデシル、 (メタ) アクリル酸フエニル、 (メタ) アクリル酸トルィル、 (メタ) アクリル酸ベンジル、 (メタ) アクリル酸一 2—メトキシェチル、 (メ タ) アクリル酸一 3—メトキシプロピル、 (メタ) アクリル酸— 2—ヒドロキシ ェチル、 (メタ) アクリル酸一 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) アクリル酸一 2—アミノエ チル、 ァー (メタクリロイルォキシプロピル) トリメトキシシラン、 (メタ) ァ 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ォロメチル メチル、 (メタ) アクリル酸一 2—トリフルォロメチルェチル、 (メタ) ァクリ ル酸— 2—パーフルォロェチルェチル、 (メタ) アクリル酸一 2—パーフルォロ ェチル— 2—パ一フルォロブチルェチル、 (メタ) アクリル酸— 2—パーフルォ ロェチル、 (メタ) アクリル酸パーフルォロメチル、 (メタ) アクリル酸ジパ一 フルォロメチルメチル、 (メタ) アクリル酸一 2—パーフルォロメチル— 2—パ 一フルォロェチルメチル、 (メタ) アクリル酸一 2—パ一フルォ口へキシルェチ ル、 (メタ) アクリル酸一 2—パーフルォロデシルェチル、 (メタ) アクリル酸 一 2—パーフルォ口へキサデシルェチル等の (メタ) アクリル酸系モノマー: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:パーフルォロエチレン、 パーフルォ 口プロピレン、 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ゲイ素含有ビニル系モノマ一;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、 ェチルマレイミ ド, プロピルマレイミド、 ブチルマレイミド、 へキシルマレイミド、 ォクチルマレイミド、 ドデシルマレイ ミド、 ステアリルマレイミド、 フエニルマレイミド、 シクロへキシルマレイミド 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二トリ 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、 ビバリン酸ピニル、 安 息香酸ビエル、 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 アルゲン類; ブタジエン、 イソプレン等の共役ジェン類:塩化ビニル, 塩化ビニ リデン、 塩化ァリル、 ァリルアルコール等が挙げられる。 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。
一般式 (1 ) の架橘性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体で、 上 記のモノマーの中で (メタ) アクリル酸系モノマ一を 4 0重量%以上用いて合成 することにより得られた (メタ) アクリル系重合体が、 物性面からより好ましい。 架橘性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体の分子量については特 に制限はないが、 5 0 0〜 1 0 0 0 0 0の範囲にあるのが好ましい。 分子量が 5 0 0以下であると、 ビニル系重合体の本来の特性が発現されにくく、 また、 1 0 0 0 0 0以上であると、 取り扱いが困難になる。
架橋性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体の分子量分布、 すなわ ちゲルパ一ミエ一シヨンクロマトグラフィ一で測定した重量平均分子量 (Mw) と数平均分子量 (M n ) の比 (MwZM n ) については特に制限はない。 しかし、 接着性硬化性組成物とした際の粘度を低く抑えて取扱いを容易にし、 なおかつ十 分な硬化物物性を得るためには、 分子量分布は狭いのが好ましい。 分子量分布の 値としては 1 . 8未満が好ましく、 より好ましくは 1 . 7以下、 さらに好ましく は 1 . 6以下、 さらに好ましくは 1 . 5以下、 さらに好ましくは 1 . 4以下、 さ らに好ましくは 1 . 3以下である。
架橋性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体は、 種々の重合法によ り得ることができ, その方法は特に限定されない。 しかし、 モノマーの汎用性、 制御の容易性の点からラジカル重合法によって、 直接架橋性シリル基を導入した り、 1段階あるいは数段階の反応で架橘性シリル基に変換できる特定の官能基を 有するビニル系重合体を得、 この特定の官能基を架橋性シリル基に変換すること により架橋性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体を得る方法がより 好ましい。
ラジカル重合法による架橘性シリル基を含む特定の官能基を有するビニル系重 合体の製造方法は、 ァゾ系化合物や過酸化物などを重合開始剤としてビニル系モ ノマーを重合する際に、 特定の官能基を有するモノマーを単に共重合する 「一般 的なラジカル重合法」 と特定の官能基を末端などの制御された位置に導入する 「制御ラジカル重合法」 に分類できる。
「制御ラジカル重合法」 は, 特定の官能基を有する連鎖移動剤を用いることに より末端に官能基を有するビニル系重合体を得る 「連鎖移動剤法」 と開始剤末端 が停止反応などを起こさずに生長することによりほぼ設計どおりの分子量の重合 体を得る 「リビングラジカル重合法」 に分類できる。
「一般的なラジカル重合法」 は、 簡便な方法ではあり本発明でも使用可能であ るが、 特定の官能基を有するモノマ一は確率的にしか重合体中に導入されないの で、 官能化率の高い重合体を得ようとした場合には、 このモノマーをかなり大量 に使う必要があり、 逆に少量ではこの特定の官能基が導入されない重合体の割合 が大きくなるため, 特定の官能基を有する重合体を得ることは可能であるが、 問 題点もある。 「連鎖移動剤法」 においても、 官能化率の高い重合体を得ることは可能であり、 本発明でも使用可能であるが、 その場合には開始剤に対してかなり大量の特定の 官能基を有する連鎖移動剤が必要であり、 処理も含めて経済面で問題がある。 ま た上記の一般的なラジカル重合法と同様、 分子量分布が広く、 粘度の髙ぃ重合体 しか得られないという問題点もある。
リビング重合とは狭義においては、 末端が常に活性を持ち統けて分子鎖が生長 していく重合のことを示すが、 一般には, 末端が不活性化されたものと活性化さ れたものが平衡状態にありながら生長していく擬リビング重合も含まれる。 本発 明における定義も後者である。 「リビングラジカル重合法」 は近年様々なグルー ブで積極的に研究がなされている。 その例としては、 例えば】 . Am. Ch em. S o c. 1 994、 1 16、 7943に示されるようなコバルトボルフイリン錯 体を用いる方法や Ma c r omo 1 e c u 1 e s、 1994、 27、 7228に 示されるようなニトロキシド化合物などのラジカル捕捉剤を用いる方法、 有機ハ ロゲン化物等を開始剤とし遷移金属錯体を触媒とする 「原子移動ラジカル重合 J (A t om T r an s f e r R a d i c a l P o l yme r i z a t i o n : ATRP) などがあげられる。 重合速度が高く、 ラジカル同士のカツプリ ングなどによる停止反応が起こりやすく、 制御の難しいとされるラジカル重合で ありながら、 リビングラジカル重合では停止反応が起こりにくいため、 分子量分 布の狭い (MwZMn= l. 1〜 1. 5) 重合体が得られるとともに、 モノマー と開始剤の仕込み比によって分子量は自由にコントロールすることができる。
「リビングラジカル重合法」 は、 その特性上、 分子量分布が狭く、 粘度が低い 重合体を得ることができる上に、 特定の官能基を有するモノマーを重合体のほぼ 任意の位置に導入可能であることから、 特定の官能基を有するビニル系重合体の 製造方法としてはより好ましい。
「リビングラジカル重合法」 の中でも、 有機ハロゲン化物, またはハロゲン化 スルホニル化合物を開始剤、 遷移金属錯体を触媒としてビニ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ビニル系重合体の製 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、 Ma t y j a s z ews k iら、 J. Am. Ch em. S o c. 1995, 1 1 7, 5614, Ma c r omo l e c u l e s 1995, 28, 7901, S c i e n c e 1996, 272, 866, WO 96/30421号公報, WO 97/ 18247号公報あるいは S awamo t oら、 Ma c r omo l e c u 1 e s 1995, 28, 1721などが挙げられる。
この原子移動ラジカル重合では、 有機ハロゲン化物、 特に反応性の高い炭素一 ハロゲン結合を有する有機八ロゲン化物 (例えば、 α位にハロゲンを有するカル ボニル化合物や、 ベンジル位にハロゲンを有する化合物) 、 あるいはハロゲン化 スルホニル化合物が開始剤として用いられる。
上記原子移動ラジカル重合の触媒として用いられる遷移金属錯体としては、 周 期表第 7族、 8族、 9族、 10族、 11族元素を中心金属とする錯体が用いるこ とができる。 好ましいものとしては、 0価の銅、 1価の銅、 2価のルテニウム、 2価の鉄又は 2価のニッケルの錯体が挙げられる。 なかでも、 銅の錯体が好まし い。 1価の銅化合物を具体的に例示するならば、 ¾化第一銅、 臭化第一銅、 ヨウ 化第一銅、 シアン化第一銅、 酸化第一銅、 過塩素酸第一銅等である。 銅化合物を 用いる場合、 触媒活性を高めるために 2. 2' 一ビビリジル及びその誘導体、 1, 10—フエナント口リン及びその誘導体、 テトラメチルエチレンジァミン、 ペン タメチルジェチレントリアミン、 へキサメチルトリス (2—アミノエチル) アミ ン等のポリアミン等の配位子が添加される。 また、 2価の塩化ルテニウムのトリ ストリフエニルホスフィン錯体 (Ru C 12 (PP h3) 3) も触媒として好適で ある。 ルテニウム化合物を触媒として用いる場合は、 活性化剤としてアルミニゥ ムアルコキシド類が添加される。 更に、 2価の鉄のビス卜リフエニルホスフィン 錯体 (F eC l 2 (PPh3) 2) 、 2価のニッケルのビストリフエニルホスフィ ン錯体 (N i C 12 (P P h3) 2) 、 及び、 2価のニッケルのピストリブチルホ スフィン錯体 (N i B r 2 (PBu3) 2) も、 触媒として好適である。
この重合において用いられるビニル系のモノマ一としては特に制約はなく、 既 に例示したものをすベて好適に用いることができる。
上記重合反応は、 無溶剤又は各種の溶剤中で行うことができる。 溶剤としては、 例えば、 ベンゼン、 トルエン等の炭化水素系溶媒: ジェチルエーテル、 テトラヒ ドロフラン等のエーテル系溶媒;塩化メチレン、 クロ□ホルム等のハロゲン化炭 化水素系溶媒; アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケトン等のケ トン系溶媒; メタノール、 エタノール、 プロパノール、 イソプロパノール、 n— ブチルアルコール、 t e r t—プチルアルコール等のアルコール系溶媒; ァセト 二トリル、 プロピオ二トリル、 ベンゾニトリル等の二トリル系溶媒;酢酸ェチル、 酢酸ブチル等のエステル系溶媒;エチレンカーボネート、 プロピレンカーボネー ト等のカーボネート系溶媒等が挙げられる。 これらは、 単独又は 2種以上を混合 して用いることができる。 また、 上記重合は、 0〜2 0 0 の範囲で行うことが でき、 好ましくは, 室温〜 1 5 O t:の範囲である。
一般式 (1 ) で示される架橋性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合 体は、 以下に例示する方法を利用して得ることが可能であるがこれらに限定され るわけではない。
架橋性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体の合成方法としては、 (A) アルケニル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体に架橋性シリル基を 有するヒドロシラン化合物を、 ヒドロシリル化触媒存在下に付加させる方法、
( B ) 水酸基を少なくとも 1個有するビニル系重合体に一分子中に架橋性シリル 基とイソシァネート基のような水酸基と反応し得る基を有する化合物を反応させ る方法、 (C ) ラジカル重合によりピニル系重合体を合成する際に, 1分子中に 重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併せ持つ化合物を反応させる方法、 (D ) ラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、 架橘性シリル基を有 する連鎖移動剤を用いる方法、 (E〉 反応性の高い炭素—ハロゲン結合を少なく とも 1個有するビニル系重合体に 1分子中に架橋性シリル基と安定なカルバニォ ンを有する化合物を反応させる方法;などがあげられる。
(A) の方法で用いるアルケニル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体は 種々の方法で得られる。 以下に合成方法を例示するが、 これらに限定されるわけ ではない。
(A - a ) ラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、 例えば下記の 一般式 (2 ) に挙げられるような一分子中に重合性のアルケニル基と重合性の低 いアルケニル基を併せ持つ化合物を第 2のモノマーとして反応させる方法。
H2C = C (R3) -R4-R5-C (R6) =CH2 (2) (式中、 R3は水素またはメチル基を示し、 R4は一 C (O) O—、 または o— , m—, p—フエ二レン基を示し、 R5は直接結合、 または炭素数 1〜20の 2価 の有機基を示し、 1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい。 R6は水素、 ま たは炭素数 1〜 10のアルキル基、 炭素数 6〜 10のァリ一ル基または炭素数 7 〜10のァラルキル基を示す)
なお、 一分子中に重合性のアルケニル基と重合性の低いアルケニル基を併せ持 つ化合物を反応させる時期に制限はないが、 特にリビングラジカル重合で、 ゴム 的な性質を期待する場合には重合反応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了 後に、 第 2のモノマ一として反応させるのが好ましい。
(A— b) リビングラジカル重合によりビエル系重合体を合成する際に、 重合 反応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了後に、 例えば 1., 5—へキサジェ ン、 1, 7—才クタジェン、 1, 9—デカジエンなどのような重合性の低いアル ケニル基を少なくとも 2個有する化合物を反応させる方法。
(A— c) 反応性の高い炭素—ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系 重合体に、 例えばァリルトリブチル錫、 ァリルトリオクチル錫などの有機錫のよ うなアルケニル基を有する各種の有機金属化合物を反応させてハロゲンを置換す る方法。
(A-d) 反応性の高い炭素一ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系 重合体に、 一般式 (3) に举げられるようなアルケニル基を有する安定化力ルバ 二オンを反応させてハロゲンを置換する方法。
M+C- (R7) (R8) 一 R9 - C (R6) =CH2 (3)
(式中、 R6は上記に同じ、 R7、 R8はともにカルバニオン C—を安定化する電 子吸引基であるか、 または一方が前記電子吸引基で他方が水素または炭素数 1〜 1 0のアルキル基、 またはフエ二ル基を示す。 R9は直接結合、 または炭素数 1 〜 1 0の 2価の有機基を示し、 1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい。 M +はアル力リ金属イオン, または 4級アンモニゥ厶イオンを示す)
R7、 R8の電子吸引基としては、 一 C02R、 一 C (O) Rおよび一 CNの構 造を有するものが特に好ましい。
(A- e) 反応性の高い炭素—ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系 重合体に、 例えば亜鉛のような金属単体あるいは有機金属化合物を作用させてェ ノレートァニオンを調製し、 しかる後にハロゲンゃァセチル基のような脱離基を 有するアルケニル基含有化合物、 アルケニル基を有するカルボニル化合物、 アル ケニル基を有するイソシァネ一ト化合物、 アルケニル基を有する酸ハロゲン化物 等の、 アルケニル基を有する求電子化合物と反応させる方法。
(A— f ) 反応性の高い炭素一ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系 重合体に、 例えば一般式 (4) あるいは (5) に示されるようなアルケニル基を 有するォキシァニオンあるいはカルボキシレ一トァ二オンを反応させてハロゲン を置換する方法。
H2C = C (R6) — R10 - 0-M+ (4)
(式中、 R6、 M +は上記に同じ。 Rl cは炭素数 1〜20の 2価の有機基で 1個 以上のエーテル結合を含んでいてもよい)
H2C = C (R6) 一 R11— C (〇) 0— M+ (5)
(式中、 R6、 M +は上記に同じ。 R11は直接結合、 または炭素数 1〜20の 2 価の有機基で 1個以上のエーテル結合を含 でいてもよい)
などが挙げられる。
上述の反応性の高い炭素一ハ0ゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系重合 体の合成法は例として、
(E- a) ラジカル重合において特開平 4— 132706号に示されるような、 例えば四塩化炭素、 塩化エチレン、 四臭化炭素、 臭化メチレンのようなハロゲン 化物を連鎖移動剤に用いる方法 (連鎖移動剤法) 。
(E-b) 前述のような有機ハロゲン化物等を開始剤とし、 遷移金属錯体を触 媒とする原子移動ラジカル重合法:などが挙げられるがこれらに限定されるわけ ではない。
またアルケニル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体は、 水酸基を少なく とも 1個有するビニル系重合体から得ることも可能であり、 以下に例示する方法 が利用できるがこれらに限定されるわけではない。 水酸基を少なくとも 1個有す るビニル系重合体の水酸基に,
(A— g) ナトリウムメトキシドのような塩基を作用させ, 塩化ァリルのよう なアルケニル基含有ハロゲン化物と反応させる方法。
(A-h) ァリルイソシァネート等のアルケニル基含有イソシァネ一ト化合物 を反応させる方法。
(A— i) (メタ) アクリル酸クロリドのようなアルケニル基含有酸ハロゲン 化物をピリジン等の塩基存在下に反応させる方法。
(A— j ) アクリル酸等のアルケニル基含有カルボン酸を酸触媒の存在下に反 応させる方法;等が挙げられる。
本発明では (A— a) (A-b) のようなアルケニル基を導入する方法にハロ ゲンが直接関与しない場合には、 リビングラジカル重合法を用いてビニル系重合 体を合成することが好ましい。 制御がより容易である点から (A— b) の方法が さらに好ましい。
反応性の高い炭素一ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系重合体のハ ロゲンを変換することによりアルケニル基を導入する場合は、 反応性の高い炭素 —ハロゲン結合を少なくとも 1個有する有機ハロゲン化物、 またはハロゲン化ス ルホニル化合物を開始剤、 遷移金属錯体を触媒としてビニル系モノマーをラジカ ル重合すること (原子移動ラジカル重合法) により得る、 末端に反応性の高い炭 素一ハロゲン結合を少なくとも 1個有するピニル系重合体を用いるのが好ましい。 制御がより容易である点から (A— f) の方法がさらに好ましい。
また、 架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物としては特に制限はないが、 代表的なものを示すと、 一般式 (6〉 で示される化合物が例示される。
H- CS i (R1) 2b (Y) bO] m-S i (R2) 3_a (Y) a (6) (式中、 R1, R2、 a、 b, m、 Yは前記に同じ。 )
これらヒドロシラン化合物の中でも、 特に一般式 (7)
H-S i (R2) 3 - a (Υ) β (7)
(式中, R2, Y、 aは前記に同じ)
で示される架橋性基を有する化合物が入手容易な点から好ましい。
上記の架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物をアルケニル基に付加させ る際には、 遷移金属触媒が通常用いられる。 遷移金厲触媒としては、 例えば、 白金単体、 アルミナ、 シリカ、 カーボンブラック等の担体に白金固体を分散させ たもの、 塩化白金酸、 塩化白金酸とアルコール、 アルデヒド、 ケトン等との錯体、 白金一才レフイン錯体、 白金 (0) —ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体が 挙げられる。 白金化合物以外の触媒の例としては、 RhC l (P P h 3) 3, R h C 13. Ru C 13. I r C 13 , F e C 13, A 1 C 13, P d C 12 · H2〇, N i C 12> 丁 i C 14等が挙げられる。
(B) および (A—g) 〜 (A— j ) の方法で用いる水酸基を少なくとも 1個 有するビニル系重合体の製造方法は以下のような方法が例示されるが、 これらの 方法に限定されるものではない。
(B— a) ラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、 例えば下記の 一般式 (8) に挙げられるような一分子中に重合性のアルケニル基と水酸基を併 せ持つ化合物を第 2のモノマーとして反応させる方法。
H2C = C (R3) — R4— R5 - OH (8)
(式中、 R3、 R4、 R5は上記に同じ)
なお、 一分子中に重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物を反応させ る時期に制限はないが、 特にリビングラジ ル重合で、 ゴム的な性質を期待する 場合には重合反応の終期あるいは所定のモソマーの反応終了後に、 第 2のモノマ 一として反応させるのが好ましい。
(B-b) リビングラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、 重合 反応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了後に、 例えば 10—ゥンデセノ一 ル、 5—へキセノール、 ァリルアルコールのようなアルケニルアルコールを反応 させる方法。
(B— c) 例えば特開平 5— 262808号に示される水酸基含有ポリスルフ ィ ドのような水酸基含有連鎖移動剤を多量に用いてビエル系モノマーをラジカル 重合させる方法。
(B-d) 例えば特開平 6— 239912号、 特開平 8— 283310号に示 されるような過酸化水素あるいは水酸基含有開始剤を用いてビニル系モノマーを ラジカル重合させる方法。 (B- e) 例えば特開平 6— 1 1 6312号に示されるようなアルコール類を 過剰に用いてビニル系モノマーをラジカル重合させる方法。
(B— f ) 例えば特開平 4一 1 32706号などに示されるような方法で、 反 応性の高い炭素一ハロゲン結合を少なくとも 1個に有するビニル系重合体のハロ ゲンを加水分解あるいは水酸基含有化合物と皮応させることにより、 末端に水酸 基を導入する方法。
(B— g) 反応性の高い炭素一ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系 重合体に、 一般式 (9) に挙げられるような水酸基を有する安定化カルバニオン を反応させて八ロゲンを置換する方法。
M+C- (R7) (R8) — R9— OH (9)
(式中、 R7、 R8、 R9、 は上記に同じ)
R7、 R8の電子吸引基としては、 — C02R、 -C (0) Rおよび一 CNの構 造を有するものが特に好ましい。
(B-h) 反応性の高い炭素—ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系 重合体に、 例えば亜鉛のような金属単体あるいは有機金属化合物を作用させてェ ノレートァニオンを調製し、 しかる後にアルデヒド類、 又はケトン類を反応させ る方法。
(B— i ) 反応性の高い炭素一ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系 重合体に、 例えば一般式 (10) あるいは (1 1) に示されるような水酸基を有 するォキシァニオンあるいはカルボキシレートァニオンを反応させてハロゲンを 置換する方法。
HO— R10 - 0-M+ (10)
(式中、 R1Qおよび M +は前記に同じ〉
HO - R11 - C (O) 〇- M+ (1 1)
(式中、 R 11および M +は前記に同じ)
等が挙げられる。
本発明では (B— a) 〜 (B— e) のような水酸基を導入する方法にハロゲン が直接関与しない場合には、 リビングラジカル重合法を用いてビニル系重合体を 合成することが好ましい。 制御がより容易である点から (B— b) の方法がさら に好ましい。
反応性の高い炭素一ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系重合体のハ ロゲンを変換することにより水酸基を導入する場合は、 有機ハロゲン化物、 また はハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、 遷移金属錯体を触媒としてビニル系モ ノマーをラジカル重合すること (原子移動ラジカル重合法) により得る、 末端に 反応性の高い炭素一ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系重合体を用い るのが好ましい。 制御がより容易である点から (B— i ) の方法がさらに好まし い。
また、 一分子中に架橋性シリル基とイソシァネート基のような水酸基と反応し 得る基を有する化合物としては、 例えばァーイソシアナ一トプロビルトリメトキ シシラン、 ァ一イソシアナ一トプロピルメチルジメトキシシラン、 ァ一イソシァ ナートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられ、 必要により一般に知られてい るウレタン化反応の触媒を使用できる。
(C) の方法で用いる一分子中に重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併 せ持つ化合物としては、 例えばトリメトキシシリルプロピル (メタ) ァクリレー ト、 メチルジメトキシシリルプロピル (メタ) ァクリレートなどのような、 下記 —般式 (12) で示すものが挙げられる。
H2C = C (R3) —R4— R12 - [S i (R1) 2_b (Y) bO] m -
S i (R2) 3-a (Y) a (12) (式中, R1, R2、 R3、 R4、 Y、 a, b、 mは上記に同じ。 R12は、 直接結 合, または炭素数 1〜20の 2価の有機基で 1偭以上のエーテル結合を含んでい てもよい。 )
一分子中に重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併せ持つ化合物を反応さ せる時期に特に制限はないが、 特にリビングラジカル重合で、 ゴム的な性質を期 待する場合には重合反応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了後に、 第 2の モノマーとして反応させるのが好ましい。
(D) の連鎖移動剤法で用いられる、 架橋性シリル基を有する連鎖移動剤とし ては例えば特公平 3— 14068号、 特公平 4— 55444号に示される、 架橋 性シリル基を有するメルカプタン、 架橋性シリル基を有するヒドロシランなどが 挙げられる。
(E) の方法で用いられる、 反応性の高い炭素一ハロゲン結合を少なくとも 1 個有するビニル系重合体は前述のとおり (E— a) 〜 (E— b) の方法で得るこ とができる。 一分子中に架橘性シリル基と安定化カルバニオンを併せ持つ化合物 としては一般式 (13) で示すものが挙げられる。
M+C- (R7) (R8) — R13— C (H) (R14) 一 CH2
[S i (R1) 2b (Y) bO] m"S i (R2) 3 -a (Y) a (13)
(式中、 R R2、 R7、 R8、 Y、 a, b、 m、 は前記に同じ。 R13は直接結 合、 または炭素数 1〜10の 2価の有機基で 1個以上のエーテル結合を含んでい てもよい、 R14は水素、 または炭素数 1〜 10のアルキル基、 炭素数 6〜1 0 のァリール基または炭素数?〜 10のァラルキル基を示す。 )
R7、 R8の電子吸引基としては、 — C02R、 一 C (0) Rおよび一 CNの構 造を有するものが特に好ましい。
また、 架橋性シリル基が少なくとも 1個分子鎖の末端に有するビニル系重合体 を、 有機ハロゲン化物、 またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、 遷移金属 錯体を触媒として用いる重合法で得るためには、 開始点となる反応性の高い炭素 一ハロゲン結合を 2個以上有する有機ハロゲン化物、 またはハロゲン化スルホ二 ル化合物を開始剤として用いるのが好ましい。 それらの具体例としては、
o,m,p- 一 CH2— CeH4— CH2 X
CH3 CH3
(i-2)
ο,ιπ,ρ- X一 CH2— CeH -CH2一 X
CH, CH3
ο·πι,ρ- X一oHn CH2— CeH4— CH2— X (i-3)
CH δ3 CHa
X
Figure imgf000020_0001
CH3 CH3
X一 c -(CH2)n-C X (i— 5)
C02R C02R
(i-6)
Figure imgf000020_0002
Ci-8)
Figure imgf000020_0003
CH3 CH3
X一 C一 C一 C一 X Ci-11)
CH3 O CH3
(式中、 Rは炭素数 1〜2 0のアルキル基、 炭素数 6〜 2 0ァリール基、 または 炭素数?〜 2 0ァラルキル基を表す。 C 6 H 4は、 フエ二レン基を表す。 nは 0 2 0の整数を表す。 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素を表す。 )
0 0
II II (. ,。、
X一 CH2一 C一 0— (CHa>n— 0— C一 CH2— X (ι~12)
Figure imgf000021_0001
¾m,p- X一 S02— CeH4— S02— X (i- 21)
(式中、 Xは塩素、 臭素またはヨウ素を表す。 nは 0〜2 0の整数を表す。 C 6 H 4は、 フエ二レン基を表す。 ) 等があげられる。
架橋性シリル基を少なくとも 1個分子鎖の末端に有するビニル系重合体は上記 のほかにも、 得ることができる。
架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物を開始剤として用いれば、 片末端に 架橋性シリル基を有し、 他の末端が一般式 (2) の構造を有するビニル系重合体 が得られる。 このようにして得られる重合体の停止末端のハ口ゲンを架橋性シリ ル基含有置換基に変換すれば、 両末端に架橘性シリル基を有するビニル系重合体 を得ることができる。 その変換方法としては、 既に記載した方法を使用すること ができる。
架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物としては特に制限はないが、 例えば 一般式 (14) 、 (15) に示す構造を有するものが例示される。
R15R16C (X) — R17 - R18 - C (H) (R19) CH2
[S i (R1) " (Y) bO] m-S i (R2) 3 _ a (Y〉 a (14) (式中、 R R2、 a、 b, m、 X、 Yは上記に同じ。 R15、 R16は、 独立し て水素, または炭素数 1〜 20のアルキル基、 炭素数 6〜 20のァリール基、 ま たは炭素数 7〜 20のァラルキル基、 または他端において相互に連結したもの、 R17は一 C (O) O—、 一 C (O) ―、 または、 0—, m— , p—フエ二レン 基を示す。 R 18は直接結合、 または炭素数 1〜10の 2価の有機基で 1個以上 のエーテル結合を含んでいてもよい、 R19は水素、 または炭素数 1〜1 0のァ ルキル基, 炭素数 6〜10のァリール基または炭素数 7〜10のァラルキル基を 示す。 )
(R2) 3-a (Y) aS i一 [OS i (R1) 2_b (Y) J m-CHz-
C (H) (R19) — R18 - C (R15) (X》 一 R17— R16 (15) (式中、 R1, 2, R1 S、 R16、 R17、 R18、 R19, a、 b、 m、 X、 Yは 上記に同じ)
架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物を開始剤として用いると、 片末端が 架橋性シリル基、 他の末端がハロゲンである重合体が得られるが、 この重合体の ハロゲンを置換できる、 同一または異なった官能基を合計 2個以上有する化合物 を用いて、 ハロゲン末端どうしをカップリングさせることによつても、 両末端に 架橋性シリル基を有するビニル系重合体を得ることができる。
末端ハロゲンを置換できる、 同一または異なった官能基を合計 2個以上有する 化合物としては特に制限はないが、 ポリオール、 ポリアミン、 ポリカルボン酸、 ポリチオール、 およびそれらの塩、 アルカリ金属硫化物等が好ましい。
アルケニル基を有する有機ハロゲン化物を開始剤に用いれば、 片末端にァルケ 二ル基を有し、 他の未端がハロゲンである重合体が得られる。 このようにして得 られる重合体の末端のハロゲンをアルケニル含有置換基に変換すれば、 両末端に アルケニル基を有するビニル系重合体を得ることができ、 このアルケニル基を上 述の方法などで架橋性シリル基に変換すれば、 両末端に架橋性シリル基を有する ビニル系重合体を得ることができる。
ゴム的な性質が要求される用途においては、 ゴム弾性に大きな影響を与える架 橘点間分子量が大きくとれるため、 架橋性シリル基の少なくとも 1個は分子鎖の 末端にあることが好ましく、 全て分子鎖末端にあるのがさらに好ましい。
従って、 架橋性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体を合成する際 に用いる、 水酸基、 ハロゲンあるいはアルケニル基を少なくとも 1個有するビニ ル系重合体は、 これらの官能基が分子鎖の末端に存在するものであることが好ま しい。
架橋性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体、 中でも (メタ) ァク リル系重合体を製造する方法は、 例えば特公平 3— 1 4 0 6 8号、 特公平 4— 5 5 4 4 4号、 特開平 6— 2 1 1 9 2 2号などに開示されているが、 これらの方法 は 「連鎖移動剤法」 を用いているので、 これらの架橘性シリル基は比較的高い割 合で末端に存在するが、 得られる重合体の分子量分布が一般的には 2以上と広く、 粘度が高くなるという問題がある。 従って分子量分布の狭い、 粘度の低い、 高い 割合で末端に架橘性シリル基を有するビニル系重合体を得るにはリビングラジカ ル重合法を用いるのが好ましい。
本発明における ( I I ) 成分のひとつであるエポキシ樹脂としては、 ビスフエ ノール A型エポキシ樹脂、 ビスフエノール F型エポキシ樹脂、 ノポラック型ェポ キシ樹脂、 ビスフェノール Aプロピレンォキシド付加物のダリシジルエーテル型 エポキシ樹脂、 水添ビスフエノール A型エポキシ樹脂、 テトラブロモビスフエノ 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、 p—ォキシ安息香酸グ リシジルエーテルエステル型エポキシ樹脂、 m—ァミノフエノール型エポキシ榭 脂、 ジアミノジフエ二ルメタン系エポキシ樹脂、 ウレタン変性エポキシ樹脂、 各 種脂環式エポキシ榭脂、 N, N—ジグリシジルァ二リン、 N, N—ジグリシジル —o—トルイジン、 トリグリシジルイソシァヌレート、 ポリアルキレングリコ一 ルジグリシジルエーテル、 グリセリンのような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、 石油樹脂などのような不飽和重合体のェポ 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。
これらのエポキシ樹脂の中でもエポキシ基を一分子中に少なくとも 1個有する ものが、 硬化に際し、 反応性が高く硬化物が 3次元的網目を作りやすいなどの点 から好ましい。 具体的にはビスフエノール A型エポキシ樹脂類、 ノポラック型ェ ポキシ樹脂類がより好ましく、 ビスフエノ一ル A型エポキシ樹脂類が更に好まし レ これらエポキシ樹脂は単独もしくは 2種以上を混合して用いることができる。 また、 エポキシ榭脂の各種硬化剤を併用すると一層効果が出る場合もあり、 各 種硬化剤の併用も本発明に包含される。 そのような硬化剤を例示するならば、 ェ チレンジァミン、 ジエチレン卜リアミン, トリエチレンテトラミン、 テトラェチ レンペン夕ミン、 へキサメチレンジァミン、 ジェチルァミノプロピルアミン、 N —アミノエチルピペラジン、 BAS F社製ラミロン C一 260、 C I BA社製 A r a l d i t HY- 964. ロームアンドハース社製メンセンジァミン、 ィソ ホロンジァミン. ジアミノジシクロへキシルメタン、 m—キシレンジァミン、 m 一フエ二レンジァミン、 ジアミノジフエ二ルメタン、 ジアミノジフエニルスルホ ン等の 1級ァミン、 (CH3) 2N (CH2) nN (CH3) 2 (式中 nは 1〜: L O の整数) で示される直鎖状ジァミン、 (CH3) 2-N (CH2) n-CH3 (式中 nは 0〜10の整数) で示される直鎖第 3級ァミン、 テトラメチルダァニジン、 N { (CH2) nCH3} 3 (式中 nは 1〜: I 0の整数) で示されるアルキル第 3 級モノアミン、 トリエタノールァミン、 ピぺリジン, N, N' —ジメチルピペラ ジン、 トリエチレンジァミン, ピリジン, ピコリン、 ジァザビシクロウンデセン, ベンジルジメチルァミン、 2— (ジメチルアミノメチル) フエノール、 2、 4, 6—トリス (ジメチルアミノメチル) フエノール等の第 2級または第 3級ァミン, 無水フタル酸、 無水トリメリット酸、 無水ピロメリ、ソト酸、 無水べンゾフエノン テトラカルボン酸等の酸無水物、 各種ポリアミド榭脂、 ジシアンジアミドおよび その誘導体、 各種イミダゾ一ル類、 N— (0—アミノエチル) 一ァーァミノプロ ピルトリメトキシシランなどの一分子中にアミノ基と加水分解製シリル基を有す る化合物、 ァミン化合物とカルボニル化合物との縮合反応により得られるケチミ ン等が挙げられる。 ケチミン化合物の具体例としては例えば特開平 7— 2427 37号公報などが挙げられる。
またこの硬化性樹脂組成物に、 一般式 (1〉 で示される架橋性シリル基とェポ キシ基の両方に反応可能な基を有する化合物を添加すると強度がより向上するの で好ましい。 その具体例としては、 例えば N— (3—アミノエチル) —ァーアミ ノプロビルトリメトキシシラン、 N— (13—アミノエチル) 一ァーァミノプロピ ルトリエ、 トキシシラン、 ァーグリシドキシプロビルトリメトキシシランなどが 挙げられる。
本発明の硬化性組成物において、 (I) 成分と (1 1〉 成分のエポキシ樹脂の 混合比は、 重量比で 100/1〜 1/100の範囲が好ましいが、 100/5〜 5Z100の範囲にあることがさらに好ましい。 またこの硬化性組成物は線膨張 係数の異なる材料の接着や、 ヒートサイクルにより繰り返し変位を受けるような 部材の接着に用いる弾性接着剤として用いるのがさらに好ましい。
本発明における (I I) 成分のひとつである架橋性シリル基を少なくとも 1個 有するポリエーテル系重合体は、 主鎖中にウレタン結合を含んでいてもよく、 含 んでいなくてもよい。 主鎖のポリエーテルは本質的にポリプロピレンォキシドで あることが好ましい。 より低粘度であれば取扱い性が良好になるのでポリブロピ レンォキシド系重合体の分子量分布 (MwZMn) が 1. 5以下のものがより好 ましい。 架橋性シリル基は (I) 成分のビニル系重合体と同一であってもよく、 異なっていてもよい。 (I) 成分のビニル糸重合体と (I I) 成分のポリエーテ ル系重合体の混合比は、 重量比で 100 / 1〜 1 Z 100の範囲が好ましいが、 100 5〜5Z100の範囲にあることがさらに好ましい。
本発明の硬化性組成物は十分な物性を有しながら低粘度化も可能なので、 シー リング材、 粘着剤として用いるのがより好ましい。
本発明の架橋性シリル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体あるいはポリ エーテル系重合体を硬化させるにあたっては縮合触媒を使用してもしなくてもよ レ 縮合触媒としては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;ジブチル錫ジラウレート、 ジブチル錫ジァセチルァセトナー ト、 ジブチル錫マレエート、 ジブチル錫ジアセテート、 ジブチル錫ジメトキシド 、 ジブチル錫ォキシドとカルボン酸エステルあるいはカルボン酸あるいは水酸基 含有化合物の反応物、 ォクチル酸錫、 ナフテン酸錫等の有機錫化合物;アルミ二 ゥムトリスァセチルァセトナー卜、 アルミニウムトリスェチルァセ卜アセテート 、 ジィソプロポキシアルミニウムェチルァセトアセテートなどの有機アルミニゥ ム化合物: ジルコニウムテトラァセチルァセトナートジルコニウムテトライソプ ロポキサイド, ジルコニウムテトラブトキサイドなどの有機ジルコニウム化合物 :ォクチル酸鉛などの有機鉛化合物;、 プチルァミン、 ォクチルァミン、 ジブチ ルァミン、 モノエタノールァミン、 ジエタノールァミン、 トリエタノールァミン 、 ジエチレントリアミン、 トリエチレンテトラミン, ォレイルァミン、 ォクチル ァミン、 シクロへキシルァミン、 ベンジルァミン、 ジェチルアミノブ口ピルアミ ン、 キシリレンジァミン、 トリエチレンジァミン、 グァニジン、 ジフエニルダァ 二ジン、 2 , 4 , 6—トリス (ジメチルアミノメチル) フエノール、 モルホリン 、 N—メチルモルホリン、 1 , 3—ジァザビシクロ (5, 4, 6 ) ゥンデセン一 7等のアミン系化合物あるいはそれらのカルボン酸塩; ラウリルァミンとォクチ ル酸錫の反応物あるいは混合物のようなアミン系化合物と有機錫化合物との反応 物および混合物;過剰のポリアミンと多塩基酸から得られる低分子量ポリアミド 榭脂;過剰のポリアミンとエポキシ化合物の反応生成物: アミノ基を有するシラ ンカップリング剤、 例えば、 ァ一ァミノプロビルトリメトキシシラン、 N— ( 3 —アミノエチル) ァミノプロピルメチルジメトキシシラン等の公知のシラノール 触媒 1種または 2種以上を必要に応じて用いればよい。 使用量は架橘性シリル基 を少なくとも 1個有するビニル系重合体 1 0 0重量部に対し, 0〜 1 0重量部使 用するのが好ましい。 加水分解性基 Yとしてアルコキシ基が使用される場合は, この重合体のみでは硬化速度が遅いので、 硬化触媒を使用することが好ましい。 本発明の硬化性組成物の機械物性の調整を目的として充填材を添加できる。 具 体的には、 フュームドシリカ、 沈降性シリカ、 無水ゲイ酸、 含水ゲイ酸および力 —ボンブラックのような補強性充填材:炭酸カルシウム、 炭酸マグネシウム、 ケ イソゥ土、 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、 活性亜鉛肇およびシラスバルーンなどのよう な充填材;石綿、 ガラス繊維およびフィラメントのような繊維状充填材が使用で きる。 これら充填材で強度の高い硬化物を得たい場合には、 主にヒュームドシリ 力、 沈降性シリカ, 無水ゲイ酸、 含水ケィ酸、 カーボンブラック、 表面処理微細 炭酸カルシウム、 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材 を架橋性シリル基を有する重合体の総量 1 0 0重量部に対して 1〜2 0 0重量部 の範囲で添加すれば好ましい結果が得られる。 また、 低強度で伸びが大である硬 化物を得たい場合には、 主に酸化チタン、 炭酸カルシウム、 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材を、 架橋性シリル基を 有する重合体の総量 1 0 0重量部に対して 1〜2 0 0重量部の範囲で添加すれば 好ましい結果が得られる。 これら充填材は 1種類で使用してもよいし、 2種類以 上混合使用してもよい。
また物性および粘度の調整のために可塑剤を添加できる。 具体的には、 ジブチ ルフタレート、 ジヘプチルフタレート、 ジ (2—ェチルへキシル) フタレート、 ジイソデシルフタレ一ト、 ブチルベンジルフタレート等のフタル酸エステル類: ジォクチルアジペート、 ジォクチルセバゲ一ト等の非芳香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卜、 トリエチレングリコ一ルジベンゾエー ト等のポリアルキレングリコールのエステル類; トリクレジルホスフェート、 ト リブチルホスフエ一ト等のリン酸エステル類;ポリエリレングリコール、 ポリプ ロピレングリコールあるいはこれらの水酸基を変換したポリエーテル類;塩化パ ラフィン類; アルキルジフエニル、 部分水添ターフェニル等の炭化水素系油等が 挙げられ、 これらを単独、 または 2種以上混合して使用することができるが、 必 ずしも必要とするものではない。 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。 可塑剤量は、 架橘性シリル基を有する重合体の総量 1 0 0重 量部に対して 0〜1 0 0重量部の範囲で添加すれば好ましい結果が得られる 接着促進剤は、 本発明による重合体自体がガラス、 ガラス以外のセラミック類、 金属等に対して接着性を有していたり、 各種プライマーを使用することにより広 範囲の材料に対して接着させることが可能であるので必ずしも必要ではないが、 各種被着体に対する安定的な接着性を得るために用いるのが好ましい。
接着促進剤としては, フエノール、 クレゾール、 キシレノール、 レゾルシノー ル、 アルキルフエノール、 変性フエノール (たとえば、 カシュ一オイル変性フエ ノール、 トールオイル変性フエノールなど) などのフエノール系化合物とホルマ リン、 パラホルムアルデヒドなどのアルデヒド系化合物との反応により得られる レゾール型またはノポラック型のフエノール樹脂;硫黄; ビスフエノール A型 エポキシ樹脂、 ビスフエノール F型エポキシ樹脂、 ノボラック型エポキシ樹脂、 ビスフエノ一ル Aプロピレンォキシド付加物のグリシジルエーテル型エポキシ榭 脂、 水添ビスフエノール A型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂:テトラブチルチ タネ一トなどのアルキルチタネート類、 トリレンジイソシァネート, ジフエニル メタンジイソシァネートなどの芳香族ポリイソシァネート ; ァーァミノプロピル トリメトキシシラン, ァ一アミノブ口ビルトリエトキシシラン、 ァ一ァミノプロ ピルメチルジメトキシシラン、 N— ( /3—アミノエチル) 一ァーァミノプロピル トリメトキシシラン、 N— (/3—アミノエチル) 一ァーァミノプロピルトリエト キシシラン, N— (/3—アミノエチル) 一了一アミノブ口ピルメチルジメトキシ シランなどのような一分子中にアミノ基と架橋性シリル基有する化合物: ァ—グ リシドキシプロピルトリメトキシシラン、 ァーグリシドキシプロピルトリエトキ シシラン、 ァ一グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのような一分 子中にエポキシ基と架橘性シリル基有する化合物; ァ—メルカプトプロピルトリ メトキシシラン、 ァ一メルカプトプロピルトリエトキシシラン、 アーメルカプト プロピルメチルジメトキシシランなどのような一分子中にメルカプト基と架橋性 シリル基有する化合物; ァ—イソシアナ一トプロビルトリメトキシシラン、 ァー イソシアナートプロビルトリエトキシシラン、 了一イソシアナ一トプロピルメチ ルジメトキシシランなどのような一分子中にイソシアナ一ト基と架橘性シリル基 有する化合物;上記のような一分子中にアミノ基と架橘性シリル基有する化合物 と一分子中にエポキシ基と架橋性シリル基有する化合物あるいは一分子中にイソ シアナ一ト基と架橋性シリル基有する化合物の反応物; T一 (メタ) ァクリロキ シプロピルトリメ卜キシシラン、 Ύ— (メタ) ァクリロキシプロピル卜リエ卜キ シシラン、 ァー (メタ) ァクリロキシプロピルメチルジメトキシシランなどのよ うな一分子中に (メタ) ァクリロキシ基と架橋性シリル基有する化合物と上記の ような一分子中にアミノ基と架橋性シリル基有する化合物の反応物;などが挙げ られる。 これらは単独で使用しても 2種類以上併用しても良い。 なかでも物性お よび接着性の制御が比較的容易な一分子中にアミノ基と架橘性シリル基有する化 合物、 一分子中にエポキシ基と架橋性シリル基有する化合物、 一分子中にメルカ プト基と架橋性シリル基有する化合物、 一分子中にアミノ基と架橘性シリル基有 する化合物と一分子中にエポキシ基と架橋性シリル基有する化合物の反応物、 一 分子中に (メタ) ァクリロキシ基と架橋性シリル基有する化合物と一分子中にァ ミノ基と架橋性シリル基有する化合物の反応物などのような一分子中に窒素、 酸 素、 硫黄原子のうちの少なくとも一つを有する有機基と架橋性シリル基を有する 化合物が好ましい。 接着性の高さから、 上記の窒素、 酸素、 硫黄原子のうちの少 なくとも一つを有する有機基が、 アミノ基、 イソシァネート基あるいはこれらが 反応することにより生成する基である, 一分子中に窒素原子を有する有機基と架 橘性シリル基を有する化合物がさらに好ましい。
上記接着促進剤は、 架橋性シリル基を少なくとも 1個有する重合体の総量 1 0 0重量部に対し、 0 . 0 1から 2 0重量部使用されるのが好ましい。 0 . 0 1重 量部では接着性の改善効果が発現しにくく、 2 0重量部越えると硬化物の物性に 悪影響を与える。 接着促進剤の添加量は、 好ましくは 0 . 1〜1 0重量部、 さら に好ましくは 0 . 5〜 5重量部である。
硬化性組成物を硬化させた時の硬度を上げたり、 硬度を下げて伸びを出したり して物性を制御するために、 物性調整剤を用いることができる。 物性調整剤とし ては例えば、 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—プロビルトリメトキシシランなどのアルキルアルコキシ シラン類; ジメチルジイソプロべノキシシラン、 メチル卜リイソプロぺノキシシ ラン、 ァーグリシドキシプロビルメチルジイソプロぺノキシシランなどのアルキ ルイソプロぺノキシシラン類: ビニル卜リメトキシシラン、 ビニルメチルジメ卜 キシシランなどの各種シランカツプリング剤、 シリコーンワニス類;ポリシロキ サン類等が必要に応じて添加される。 架撟性シリル基を少なくとも 1個有する重 合体の総量 1 0 0重量部に対し、 0〜2 0重量部の範囲で添加すれば好ましい結 果が得られる。
硬化性組成物の硬化速度を速めたり、 遅らせたりするために硬化性調整剤を、 また貯蔵中の増粘を抑えるために貯蔵安定性改良剤を添加することができる。 硬 化性調整剤あるいは貯蔵安定性改良剤としては、 メタノール、 エタノールなどの アルコール類;オルトギ酸メチルナドノオルトエステル類:テトラエトキシシラ ン、 メチルトリメトキシシラン, ビニルトリメトキシシランなどの架橋性シリル 基を有する化合物; 2—ェチルへキサン酸などのカルボン酸類などが挙げられる。 架橋性シリル基を少なくとも 1個有する重合体の総量 1 0 0重量部に対し、 0〜 2 0重量部の範囲で添加すれば好ましい結果が得られる。
本発明の硬化性組成物はその他に、 トルエン、 メチルェチルケトンなどの各種 溶剤;各種シランカップリング剤、 架橋性シリル基を有するポリシロキサンなど の各種変性剤;ポリアミドワックス、 水添ヒマシ油、 金展石験などのレオロジ一 特性調整剤;紫外線硬化性樹脂、 酸素硬化性樹脂などの表面特性およびノあるい は耐候性改良剤;顔料、 染料などの着色剤;老化防止剤、 紫外線吸収剤、 光安定 化剤、 難燃化剤などのような添加剤も任意に使用してもよい。
本発明の硬化性組成物は、 すべての配合成分を予め配合密封保存し、 施工後空 気中の湿分を吸収することにより硬化する 1成分型として調製することも可能で あり、 硬化剤として別途硬化触媒、 充填材、 可塑剤、 水等の成分を配合しておき、 該配合材と重合体組成物を使用前に混合する 2成分型として調整することもでき る。 取り扱いが容易で、 施工時のミスも少ない 1成分型がより好ましい。 発明を実施するための最良の形態
以下に本発明を実施例に基づき説明するが, 下記実施例に限定されるものでは ない。
(合成例 1 )
末端にハロゲンを有するポリ (アクリル酸一 n—プチル) の合成
5 O m 1フラスコに臭化第一銅 0 . 6 3 g ( 4 . 4 mm o 1 ) 、 ペン夕メチル ジエチレントリアミン 0. 76 g (4. 4 mm o 1 ) , ァセトニトリル 5m l、 2, 5—ジブロモアジピン酸ジェチル 1. 6 g (4. 4mmo 1 ) 、 アクリル酸 ブチル 44. 7 g (349mmo 1 ) を仕込み、 凍結脱気をおこなった後、 窒素 雰囲気下で 70 7時間反応させた。 活性アルミナのカラムを通して銅触媒を除 去精製することにより末端に B r基を有する重合体を得た。 得られた重合体の数 平均分子量は GPC測定 (移動相クロ口ホルム、 ポリスチレン換算) で 1070 0、 分子量分布 1. 15であった。
末端にアルケニル基を有するポリ (アクリル酸一 n—プチル) の合成
窒素雰囲気下、 200m lフラスコに上記で得た末端にハロゲンを有するポリ (アクリル酸— n—プチル) 35 g、 ペンテン酸カリウム 2. 2 g (16. 1 m mo i ) 、 DMAc 35mLを仕込み、 70 で 4時間反応させた。 反応混合液 中の未反応のペンテン酸力リゥムおよび生成した臭化力リゥムを水抽出精製によ り除去し、 末端にアルケニル基を有する重合体を得た。 得られた重合体の数平均 分子量は GPC測定 (移動相クロ口ホルム、 ポリスチレン換算) で 1 1300、 分子量分布 1. 12であった。 また1 H— NMR分析より求めた重合体 1分子あ たりのアルケニル基の個数は 1. 82個であった。
末端に架橋性シリル基を有するポリ (アクリル酸一 n—ブチル) の合成
20 OmL耐圧反応管に上記で得た末端にアルケニル基を有する重合体 1 5 g、 メチルジメトキシシラン 1. 8mL (14. 5mmo 1 ) オルトギ酸メチル 0. 26mL (2. 4mmo 1 ) 、 白金ビス (ジビ二ルテトラメチルジシロキサン〉 10— 4mmo 1を仕込み、 100 " で 4時間反応させ、 末端に架橋性シリル基 を有する重合体を得た。 得られた重合体の粘度は 44 F a · sであり、 数平均分 子量は GFC測定 (移動相クロ口ホルム、 ポリスチレン換算) で 1 1900、 分 子量分布 1. 12であった。 また1 H— NMR分析により重合体 1分子あたりの 架橋性ケィ素基の個数は 1. 46個であった。
(比較合成例 1 )
架橋性ゲイ素基含有モノマーを用いた架橋性シリル基を有するポリ (ァクリル酸 一 n—プチル) の合成 トルエン 400 g、 アクリル酸ブチル 385 g、 メタクリル酸メチルジメトキ シシリルプロピル 15 g, ァゾビスイソプチロニトリル 6 gを 1 Lフラスコ中で 窒素バブリングしながら 10 で 7時問重合した。 トルエンを留去することに より架橋性シリル基を有するポリ (アクリル酸一 n—プチル) が得られた。 この 重合体の粘度は 74P a ' sであり、 数平均分子量は G PC測定 (移動相クロ口 ホルム、 ポリスチレン換算) により、 8500、 分子量分布は 2. 47であった。 また1 H— NM R分析より求めた重合体 1分子あたりの平均の水酸基の個数は 1.
40個であった。 (比較合成例 2)
水酸基末端ポリプロピレンォキサイドの合成
オートクレープにへキサシァノコバルト酸亜鉛—グライム錯体 0. 04 g、 ジ プロピレングリコール 2. 0 gの THF溶液、 プロピレンオキサイド 9. 6 gを 添加し、 窆素雰囲気下、 76"Cで反応させた。 その後プロピレンオキサイド 14 5. 2 gを反応系に追加した。 未反応モノマーと溶媒を回収、 精製し、 油状物 1
50 gを得た。 生成物は G PC分析で単一ピークを示し、 分子量分布 (MwZM n) は 1. 14であった。 またその水酸基価は, 1 1. 8mgKOHZgであつ た。
不飽和基末端ポリプロピレンォキサイドの合成
上記で得られた水酸基末端ポリプロピレンォキサイド 120 gにナトリウムメ トキシドのメタノール溶液 (28wt %) 5. 8 g (30. 2mmo 1 ) を加え、 オートクレープ中で 13 O :で 1時間反応させた後、 減圧脱揮した。 窒素棼囲気 下に戻し、 塩化ァリル 2. 8 g (36. 2mmo 1 ) を添加し、 2時間反応させ た。
この反応混合物をへキサンに溶解し、 ケィ酸アルミニウムで吸着処理した後へ キサンを減圧留去することにより不飽和基末端ポリプロピレンォキサイドを得た. 架橋性シリル基末端ポリブロピレンォキサイドの合成
上記の合成で得られた不飽和基末端ポリプロピレンォキサイド 120 gを耐圧 ガラス製反応容器に仕込み、 塩化白金酸のイソプロパノール溶液 (25 gの H2 P t C 1 6 · 6 H 2〇を 5 0 0 gのイソプロパノールに溶解したもの) 0 . 0 2 gを添加後, 3 0分攪拌した。 メチルジメトキシシラン 2 . 1 ( 2 0 . 2 mm o 1 ) を滴下し 9 0 で 2時間反応させた。 減圧することにより揮発分を除去し、 架橋性シリル基末端ポリプロピレンォキサイドを得た。 この重合体の粘度は 6 P a · sであり、 数平均分子量は G P C測定 (移動相クロ口ホルム、 ポリスチレン 換算) により、 1 7 3 0 0、 分子量分布は 1 . 1 4であった。
(実施例 1 )
合成例 1で得た末端に架橘性シリル基を有するポリ (ァクリル酸一 n—プチ ル) とェピコート 8 2 8 (ビスフエノール A型エポキシ樹脂、 油化シェルェポキ シ製) を重量比 2 : 1および 1 : 1で混合し遠心脱泡して泡を抜いた。 静置 7日 後に混合液の様子を観察し、 相溶性を判定した。 結果を表 1に示した。
(比較例 1、 2 )
合成例 1で得た重合体の代わりに比較合成例 1および 2で得た重合体を用いた 他は実施例 1と同様にして、 相溶性の判定をおこなった。 結果を表 1にあわせて 示した。
Figure imgf000033_0001
実施例 1および比較例 1はいずれの系でもピニル系重合体とエポキシ樹脂は相 溶していた一方で、 比較例 2のポリエーテル系重合体は 2 : 1では相溶するもの の 1 : 1では 2相に分離しており、 ビニル系重合体の相溶性の高いことがわかる t (実施例 2 )
合成例 1で得たビニル系重合体 100重量部に対し、 ェピコ一ト 828を 50 重量部、 シラノール縮合触媒 (# 918、 三共有機製) 2重量部、 2, 4. 6— トリス (ジメチルアミノメチル) フエノールを 5重量部、 N— ( β—アミノエチ ル) 一ァーァミノプロビルトリメトキシシラン 2重量部、 水 1重量部を混合し、 遠心脱泡後に平型型枠に混合液を流し込み室温で 1日、 50でで 3日養生し、 硬 化物のシートを作製した。 硬化物のシートから 2 (1/3) 号形ダンベル試験片 を打ち抜き、 オートグラフを用いて引っ張り試験をおこない 30%伸長時応力 (Μ30) を測定した (200mmZm i n) 。 また A 1050 Pのアルミニゥ ム試験片に塗布し、 室温で 3日 50 で 4日養生した。 J I S K6850に基 づき引っ張りせん断接着強さ試験をおこなった。 結果を合わせて表 2に示した。
(比較例 3、 4)
合成例 1で得た重合体の代わりに比較合成例 1および 2で得た重合体を用いた 他は実施例 2と同様にして、 物性を測定した。 結果を合わせて表 2に示した。 表 2
Figure imgf000034_0001
実施例 2は髙モジュラスでせん断強度も高いものである。 比較例 3の配合混合 物は実施例 2のものよりも高粘度であり、 取り扱いにくいものであった。 また硬 化物はモジュラスもせん断強度も低く、 接着剤として不十分な物性である。 比較 例 4はせん断強度は十分であるがモジュラスが低いため、 接着部での変形量が大 きくなりすぎて不適切である。 (実施例 3 )
合成例 1で得たビニル系重合体 1 0 0重量部に対し, ェピコート 8 2 8を 1 0 0重量部、 シラノール縮合触媒 (# 9 1 8、 三共有機製) 2重量部、 2 , 4 , 6 ートリス (ジメチルアミノメチル) フエノールを 1 0重量部, N— (0—ァミノ ェチル) ーァ—ァミノプロピル卜リメトキシシラン 2重量部, 水 1重量部を混合 し、 A 1 0 5 0 Pのアルミニウム試験片に塗布し、 室温で 3日 5 0でで 4日養生 した。 J I S K 6 8 5 0に基づき引っ張りせん断接着強さ試験をおこなった。 結果を表 3に示した。 (比較例 5、 6 )
合成例 1で得た重合体の代わりに比較合成例 1および 2で得た重合体を用いた 他は実施例 3と同様にして、 物性を測定した。 結果を合わせて表 3に示した。 表 3
Figure imgf000035_0001
比較例 5の配合混合物は実施例 3のものよりも高粘度であり、 取扱いにくいも のであった。 実施例 3および比較例 6は十分な強度を有していた。 しかし比較例 6は比較例 2で示したように相溶しない組成であるので、 物性の安定的な発現と いう点から不適切である。 比較例 5の強度は不足していた。
(実施例 4、 5 )
合成例 1のビニル系重合体と比較合成例 2のポリエーテル系重合体を表 4に示 す割合で混合し, 粘度を測定した。 この混合物 1 0 0重量部に対して、 水 1重量 部、 ジブチルスズジメトキサイド 1重量部を攪拌混合し、 厚さ 2 mmの片枠に流 し込んだ。 減圧乾燥器を用いて室温で脱泡し、 5 0でで 3日間硬化させることに よりゴム状硬化物のシートを得た。 トルエン抽出によりゲル分率を求めた. ゴム 状硬化物シートから 2 (1/3) 号形ダンベル試験片を打ち抜き、 オートグラフ を用いて引っ張り試験をおこない、 50%伸長時応力 (M50) 、 破断時強度 (Tb) 、 破断時伸び (Eb) を測定した (200mmZmi n) 。 ゴム状硬化 物シートから小片を切り抜き、 サンシャイン ·ゥェザォ .メーターに入れた。 6 0時間経過後の状態を観察した (促進耐候性) 。 結果を表 4に示した。
(比較例 7、 8)
合成例 1で得た重合体の代わりに、 比較合成例 1で得た重合体を用いた他は実 施例 4、 5と同様にして、 物性を測定した。 結果を合わせて表 4に示した。
(比較例 9)
合成例 1のビニル系重合体と比較合成例 2のポリエーテル系重合体を混合する 代わりに, 比較合成例 2のポリエーテル系重合体 100重量部を用いた他は実施 例 4, 5と同様にして、 物性を測定した。 結果を合わせて表 4に示した。
(参考例 1、 2)
合成例 1のビニル系重合体と比較合成例 2のポリエーテル系重合体を混合する 代わりに, 合成例 1のピニル系重合体および比較合成例 1のビニル系重合体 10 0重量部を用いた他は実施例 4、 5と同様にして、 物性を測定した。 結果を合わ せて表 4に示した。 表 4 実施例 4 実施例 5 比較例 7 比較例 8 比較例 9 参考例 1 参考例 2 合成例 1の重合体 50 25 100
比較合成例 1の重合体 50 25 100 比較合成例 2の重合体 50 75 50 75 100
粘度 (Pa-s) 26 15 40 22 6 44 74 50(MPa) 0.24 0.26 0. 20 0.24 0.29 0. 18 0. 10
Tb(MPa) 0.32 0.38 0. 32 0.44 0.50 0. 26 0. 14
Eb(%) 77 94 94 119 119 84 69 ゲル分 (%) 95 94 91 91 93 95 78 促進耐候性 異常なし 異常なし 異常なし 異常なし 溶解 異常なし 異常なし
比較合成例 2の重合体に合成例 1の重合体をブレンドすることにより、 耐候性 が向上した, 合成例 1の重合体を用いた方が、 比較合成例 1の重合体を用いるよ りも低粘度であり、 ゲル分の高い硬化物が得られる。 産業上の利用可能性
本発明の硬化性組成物は、 上述の構成よりなるので、 硬化後に種々の基材に対 して強固に密着するとともに, 弾性的な性質を有し、 特に弾性接着剤として有用 なものである。 また、 本発明の組成物は、 架橋性シリル基を有するビニル系重合 体及び架橋性シリル基を少なくとも一個有するポリエーテル系重合体を組み合わ せた場合には、 硬化後の高伸び及び耐候性などに優れた硬化性組成物とすること ができる。

Claims

請求の範囲
1. 以下の二成分: (I) —般式 (1) で示される架橋性シリル基を少なくと も 1個有するビエル系重合体、 ( I I ) エポキシ樹脂、 または架橘性シリル基を 少なくとも 1個有するポリエーテル系重合体、 を必須成分とする硬化性組成物。 ― [S i (R1) 2b (Y) bO] m-S i (R2) 3_a (Y) a (1)
{式中、 R R2は、 いずれも炭素数 1〜20のアルキル基、 炭素数 6〜20 のァリール基、 炭素数 7〜 2 0のァラルキル基、 または (R ' ) 3 S i O— (R' は炭素数 1〜20の 1価の炭化水素基であって, 3個の R' は同一であつ てもよく、 異なっていてもよい) で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、 R 1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。 Yは水酸基または加水分解性基を示し、 Y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、 また、 bは 0, 1, または 2を示す。 mは 0〜1 9の整数である。 ただし, a十 m >≥ 1であることを満足するものとする。 }
2. (I) 成分のビニル系重合体のゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー で測定した重量平均分子量と数平均分子量の比が 1. 8未満である請求の範囲 1 記載の硬化性組成物。
3. ( I ) 成分のビニル系重合体が (メタ) アクリル系重合体である請求の範 囲 1〜 2のうちいずれか 1項に記載の硬化性組成物。
4. ( I) 成分のビニル系重合体の製造法がリビングラジカル重合法であるこ とを特徴とする請求の範囲 1〜 3のうちいずれか 1項に記載の硬化性組成物。
5. ( I ) 成分のビニル系重合体の製造法が原子移動ラジラル重合法であるこ とを特徴とする請求の範囲 1〜4のうちいずれか 1項に記載の硬化性組成物。
6. (I) 成分の一般式 (1) で示される架橘性シリル基を分子鎖末端に少な くとも 1個有する請求の範囲 1〜 5のうちいずれか 1項に記載の硬化性組成物。
7. (I) 成分の一般式 (1) で示される架橘性シリル基を少なくとも 1個有 するビニル系重合体が以下の工程:
(1) 有機ハロゲン化物、 またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、 遷移金 厲錯体を触媒としてビニル系モノマ一をラジカル重合することによりハロゲンを 末端に有するビニル系重合体を製造し、
( 2 ) アルケニル基を有するォキシァニオンを反応させてハロゲンを置換するこ とにより、 末端にアルケニル基を有するビニル系重合体を製造し、
(3) 一般式 (1) で示す架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を反応さ せる ;により得られる重合体である、 請求の範囲 1〜6のうちいずれか 1項に記 載の硬化性組成物。
8. (I) 成分の一般式 (1) で示される架橋性シリル基を有するビニル系重 合体が以下の工程:
( 1 ) ビニル系モノマーをリビングラジカル重合法により重合することにより、 ビニル系重合体を製造し、
( 2 ) 続いて重合性の低いアルケニル基を少なくとも 2個有する化合物を反応さ せることにより末端にアルケニル基を有するビニル系重合体を製造し, 末端アル ケニル基を一般式 (1) で示す架橘性シリル基を有するヒドロシラン化合物を反 応させるシリル基含有置換基に変換する;により得られる重合体である、 請求の 範囲 1〜 6のうちいずれか 1項に記載の硬化性組成物。
9. (I I ) 成分のエポキシ樹脂がビスフエノール A型エポキシ樹脂である、 請求の範囲 1〜 8のうちいずれか 1項に記載の硬化性組成物。
10. 請求の範囲 1〜9のうちいずれか 1項に記載の硬化性組成物を用いた弹 性接着剤。
1 1. (I I) 成分のポリエーテル系重合体が本質的にポリプロピレンォキシ ドである請求の範囲 1〜 8のうちいずれか 1項記載の硬化性組成物。
1 2. 請求の範囲 1〜 8および 1 1のうちいずれか 1項に記載の硬化性組成物 を用いたシーリング材。
13. 請求の範囲 1〜 8および、 1 1〜12のうちいずれか 1項に記載の硬化 性組成物を用いた粘着剤。
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