WO2010082488A1 - 硬化性組成物およびその硬化物 - Google Patents
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- C09J171/02—Polyalkylene oxides
Definitions
- the present invention relates to an organic polymer having a hydroxyl group or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom and having a silicon group that can be crosslinked by forming a siloxane bond (hereinafter also referred to as “reactive silicon group”). It relates to the curable composition containing.
- the organic polymer having at least one reactive silicon group in the molecule is crosslinked at room temperature by the formation of a siloxane bond accompanied by a hydrolysis reaction of the reactive silicon group due to moisture, etc. It is known to have the property of being obtained.
- polystyrene resin polystyrene resin
- polystyrene resin polystyrene resin
- polyisobutylene polymers having a main chain skeleton are disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, and are already industrially used. Produced and widely used in applications such as sealants, adhesives and paints.
- a curable composition containing an organic polymer having a reactive silicon group uses a curing catalyst to obtain a cured product.
- a curing catalyst an organic tin-based curing catalyst having a carbon-tin bond, such as dibutyltin bis (acetylacetonate) and dibutyltin dilaurate, is widely used.
- dibutyltin bis (acetylacetonate) and dibutyltin dilaurate is widely used.
- toxicity of organotin compounds has been pointed out, and development of non-organotin-based curing catalysts is required.
- Patent Document 3 Patent Document 4, Patent Document 5, Patent Document 6, and Patent Document 7 disclose carboxylic acid tin salts and other carboxylic acid metal salts as curing catalysts. Moreover, it is disclosed that the curability of the curable composition is improved by adding an amine compound as a co-catalyst to these curing catalysts. Further, in consideration of environmental load, a curing catalyst that does not substantially contain a metal is desired. In Patent Document 8, a metal-free curing catalyst can be obtained by using an amine compound in combination with carboxylic acids. Is disclosed.
- the curability of a curable composition can be improved by using an amine compound in combination with another curing catalyst.
- the non-organic tin-based curing catalyst described in the above patent was used, the curable composition had room for improvement in adhesion as compared with the case where the organic tin-based curing catalyst was used.
- Patent Document 9 discloses a technique using a biguanide compound, which is one of amine compounds, as a curing catalyst. Has a problem that it may not show practical curability.
- Patent Document 10 and Patent Document 11 disclose a technique in which a highly active reactive silicon group is used in combination.
- Patent Document 12 discloses that a guanidine compound having a specific structure has a specifically high catalytic activity and good adhesiveness of the curable composition.
- these biguanide compounds and guanidine compounds have a problem that the cured product turns yellow after a long period of time as compared with the case of using an organic tin-based curing catalyst currently used.
- Patent Document 13 discloses a technique in which a specific amount of carboxylic acid is used in combination in order to improve various physical properties such as curability and adhesiveness in a curable composition using an amidine compound containing the biguanide compound. ing. If the amount of carboxylic acid added is too small or too large relative to the amount of amidine compound added, the curable composition may not exhibit sufficient curability. Further, the curable composition to which the carboxylic acid is added also has a problem that the cured product turns yellow after a long period of time.
- JP-A-52-73998 JP 63-6041 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-39428 Japanese Patent Laid-Open No. 9-12860 JP 2000-313814 A JP 2000-345054 A JP 2003-206410 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-117519 JP 2005-248175 A WO2007 / 094274 WO2007 / 094275 WO 2007/094276 WO2007 / 094273
- the present invention is a curable composition
- a curable composition comprising an organic polymer having a reactive silicon group, does not contain an organic tin compound that has been pointed out as a curing catalyst, has excellent curability, and provides a cured product obtained.
- An object is to provide a curable composition which does not change color even when exposed to air or ultraviolet rays for a long time.
- the present inventors have used a chelating agent having a carbonyl group or a salt thereof when an amidine compound is used as a curing catalyst for an organic polymer having a reactive silicon group.
- a chelating agent having a carbonyl group or a salt thereof when an amidine compound is used as a curing catalyst for an organic polymer having a reactive silicon group.
- the present invention (I).
- a non-organic tin-based composition comprising (II).
- the silicon group of component (A) is represented by the general formula (1): -SiX 3 (1) (X represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and three X's may be the same or different from each other.) Sex composition, (III).
- the main chain skeleton of the component is at least one selected from the group consisting of a polyoxyalkylene polymer, a saturated hydrocarbon polymer, and a (meth) acrylate polymer, (I) Or the non-organotin-based curable composition according to (II), (IV).
- the non-organotin-based curable composition according to any one of (I) to (V), wherein the component is a guanidine compound, (VII).
- the guanidine compound has the general formula (2): R 1 N ⁇ C (NR 1 2 ) 2 (2) (Any one of the five R 1 is an organic group, and the remaining four are independently a hydrogen atom, a saturated hydrocarbon group, —C ( ⁇ NR 2 ) —NR 2 2 (3 R 2 are each independently selected from a hydrogen atom or a saturated hydrocarbon group) or ⁇ C (—NR 2 2 ) 2 (four R 2 are each independently a hydrogen atom or a saturated hydrocarbon group).
- (C) component is ⁇ -diketone, ⁇ -ketocarboxylic acid, ⁇ -ketoester, ⁇ -ketoamide, ⁇ -ketoanilide, ⁇ -diester, polycarboxylic acid, hydroxycarboxylic acid, aminocarboxylic acid, or a salt of these compounds,
- the non-organotin-based curable composition according to any one of (I) to (VIII), which is at least one selected from the group consisting of: (X).
- Component (C) is ethylenediaminetetraacetic acid, nitrilotriacetic acid, diethylenetriaminetetraacetic acid, N ′-(2-hydroxyethyl) ethylenediamine-N, N, N′-triacetic acid, triethylenetetraamine hexaacetic acid, 1,3- Propanediamine-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid, 1,3-diamino-2-hydroxypropane-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid, 2-hydroxyethyliminodiacetic acid, N— The group consisting of (1,2-dihydroxyethyl) glycine, glycol ether diamine-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid, (1 ⁇ , 2 ⁇ -cyclohexanediylbisnitrilo) tetraacetic acid, and salts of these compounds
- the non-organotin-based curable composition
- the curable composition of the present invention is excellent in environmental compatibility because it does not contain an organotin compound that has recently been pointed out to be toxic.
- a chelating agent having a carbonyl group or a salt thereof in combination with the amidine compound maintains good curability and does not cause a problem that the cured product is discolored.
- the curable composition of the present invention comprises an organic polymer having a reactive silicon group as an essential component as the component (A).
- the organic polymer as the component (A) has one or more reactive silicon groups on average per molecule.
- the reactive silicon group is an organic group having a hydroxyl group or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom.
- the component (A) has a characteristic that a siloxane bond is formed by a reaction accelerated by a curing catalyst and crosslinks.
- R 3 are each independently 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, and —OSi (R ') 3 (R' is each independently a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms), and is at least one selected from the group consisting of triorganosiloxy groups. And each independently represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and a is an integer of 1 to 3.).
- the hydrolyzable group represented by X in the general formula (3) is not particularly limited, and examples thereof include known hydrolyzable groups such as a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, and a ketoximate.
- a hydrogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, a ketoximate group, an amino group, an amide group, an aminooxy group, a mercapto group, and an alkenyloxy group are preferable. preferable.
- Hydrolyzable groups and hydroxyl groups can be bonded to one silicon atom in the range of 1 to 3, and when two or more hydrolyzable groups and hydroxyl groups are bonded to silicon atoms in the reactive silicon group. They may be the same or different.
- R 3 described in the general formula (3) is not particularly limited, and examples thereof include alkyl groups such as a methyl group and an ethyl group, cycloalkyl groups such as a cyclohexyl group, aryl groups such as a phenyl group, and benzyl groups.
- An aralkyl group such as is exemplified, and among these, a methyl group is preferable.
- the reactive silicon group described in the general formula (3) is not particularly limited, and for example, a trimethoxysilyl group, a triethoxysilyl group, a triisopropoxysilyl group, a dimethoxymethylsilyl group, a diethoxymethylsilyl group, a diiso Examples thereof include a propoxymethylsilyl group, a methoxydimethylsilyl group, and an ethoxydimethylsilyl group. Among these, a dimethoxymethylsilyl group is preferred because the curable composition has good curability and storage stability.
- generated with the hydrolysis reaction of a reactive silicon group is ethanol with high safety
- a triethoxysilyl group and a diethoxymethylsilyl group are preferable and a triethoxysilyl group is more preferable.
- the reactive silicon group described in the general formula (3) is preferably a reactive silicon group represented by the general formula (1).
- a triethoxysilyl group is more preferable, and a trimethoxysilyl group is particularly preferable.
- -SiX 3 (1) (X represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and three Xs may be the same as or different from each other.)
- the method for introducing the reactive silicon group is not particularly limited, and examples thereof include known methods, and examples thereof include the following methods (a) to (c).
- a polymer having a functional group such as a hydroxyl group in the molecule is reacted with an organic compound having an active group and an unsaturated group that are reactive with the functional group to obtain a polymer having an unsaturated group.
- a polymer having an unsaturated group is obtained by copolymerization with an epoxy compound having an unsaturated group.
- the reaction product obtained is hydrosilylated by allowing hydrosilane having a reactive silicon group to act.
- (C) A method of reacting an organic polymer having a functional group such as a hydroxyl group, an epoxy group or an isocyanate group in a molecule with a compound having a reactive functional group and a reactive silicon group.
- the method (a) or the method (c) in which the polymer having a hydroxyl group at the terminal is reacted with the compound having an isocyanate group and a reactive silicon group has a relatively short reaction time.
- the curable composition which has as a main component the organic polymer which has the reactive silicon group obtained by the method (a) is a curable composition whose main component is the organic polymer obtained by the method (c).
- the viscosity tends to be lower than that of the composition, and as a result, a curable composition with good workability can be obtained.
- the organic polymer obtained by the method (b) can be obtained by the method (b). Since the odor based on mercaptosilane is stronger than the obtained organic polymer, the method (A) is more preferable.
- the hydrosilane compound used in the method (a) is not particularly limited.
- halogenated hydrosilanes such as trichlorosilane, methyldichlorosilane, dimethylchlorosilane, and phenyldichlorosilane; trimethoxysilane, triethoxysilane, and methyl Alkoxysilanes such as diethoxysilane, methyldimethoxysilane, phenyldimethoxysilane, 1- [2- (trimethoxysilyl) ethyl] -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane; methyldiacetoxysilane, phenyl And acyloxyhydrosilanes such as diacetoxysilane; ketoximate hydrosilanes such as bis (dimethylketoxymate) methylsilane and bis (cyclohexylketoximate) methylsilane.
- halogenated hydrosilanes and alkoxyhydrosilanes are preferable, and the curable composition containing the organic polymer as a main component is preferably hydrolyzable and easy to handle, and thus alkoxyhydrosilanes are more preferable.
- the alkoxyhydrosilanes they are easily available and have excellent properties (curability, storage stability, elongation properties, tensile strength, etc.) of the curable composition and the cured product mainly composed of the resulting organic polymer. Therefore, methyldimethoxysilane is preferable.
- the method for synthesizing (b) is not particularly limited.
- a compound having a mercapto group and a reactive silicon group is converted into an organic polymer by a radical addition reaction in the presence of a radical initiator and / or a radical source. Examples thereof include a method for introducing into an unsaturated binding site.
- the compound having a mercapto group and a reactive silicon group is not particularly limited.
- ⁇ -mercaptopropyltrimethoxysilane, ⁇ -mercaptopropylmethyldimethoxysilane, ⁇ -mercaptopropyltriethoxysilane, ⁇ -mercaptopropylmethyldi Examples include ethoxysilane, mercaptomethyltrimethoxysilane, and mercaptomethyltriethoxysilane.
- the method of reacting a polymer having a hydroxyl group at the terminal with a compound having an isocyanate group and a reactive silicon group in the synthesis method (c) is not particularly limited, and is disclosed in, for example, JP-A-3-47825. The method that is done.
- the compound having an isocyanate group and a reactive silicon group is not particularly limited.
- ⁇ -isocyanatepropyltrimethoxysilane For example, ⁇ -isocyanatepropyltrimethoxysilane, ⁇ -isocyanatopropylmethyldimethoxysilane, ⁇ -isocyanatepropyltriethoxysilane, ⁇ -isocyanatepropylmethyldi Examples include ethoxysilane, isocyanate methyltrimethoxysilane, isocyanatemethyltriethoxysilane, isocyanatemethyldimethoxymethylsilane, and isocyanatemethyldiethoxymethylsilane.
- a silane compound in which three hydrolyzable groups are bonded to one silicon atom, such as trimethoxysilane, may cause the disproportionation reaction to proceed rapidly. As the disproportionation reaction proceeds, dangerous compounds such as dimethoxysilane are formed.
- general formula (4) H- (SiR 4 2 O) n SiR 4 2 -R 5 -SiX 3 (4) (Three X's are the same as in the general formula (1) and the general formula (3). (2n + 2) pieces of R 4 are each independently a hydrocarbon group. R 5 is a divalent organic group. In addition, the disproportionation reaction does not proceed with the silane compound represented by n). Therefore, when a group in which three hydrolyzable groups are bonded to one silicon atom is introduced by the synthesis method (a), a silane compound represented by the general formula (4) may be used. preferable.
- R 4 in the general formula (4) is not particularly limited as long as it is a hydrocarbon group, and among these, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is preferable from the viewpoint of availability and cost. A hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms is more preferable, and a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable.
- R 5 described in the general formula (4) is not particularly limited as long as it is a divalent organic group, and among these, a divalent carbon atom having 1 to 12 carbon atoms from the viewpoint of availability and cost.
- a hydrogen group is preferred, a divalent hydrocarbon group having 2 to 8 carbon atoms is more preferred, and a divalent hydrocarbon group having 2 carbon atoms is particularly preferred.
- n is an integer of 0 to 19, and among these, 1 is preferable from the viewpoint of availability and cost.
- Examples of the silane compound represented by the general formula (4) include 1- [2- (trimethoxysilyl) ethyl] -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1- [2- (trimethoxysilyl) propyl] -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1- [2- (trimethoxysilyl) hexyl] -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, and the like.
- any polymer having a linear or branched structure in the molecule can be used, and the number average molecular weight is measured by GPC. Is preferably from 500 to 100,000, more preferably from 1,000 to 50,000, and particularly preferably from 3,000 to 30,000. If the number average molecular weight is less than 500, the resulting cured product tends to be inferior in elongation characteristics, and if it exceeds 100,000, the curable composition tends to have high viscosity and inferior workability.
- the number of reactive silicon groups contained in one molecule of the organic polymer (A) is preferably 1 or more, and preferably 1.1 to 5 as an average value. If the number of reactive silicon groups contained in the molecule is less than 1 on average, the curable composition tends to be inferior in curability, and the resulting cured product tends not to exhibit good rubber elastic behavior. There is.
- the reactive silicon group may be at the end of the main chain, at the end of the side chain, or at both.
- the effective network length of the organic polymer component contained in the resulting cured product is increased, so that the rubber exhibits high strength, high elongation, and low elastic modulus. It becomes easier to obtain a cured product.
- the curable composition of the present invention uses an organic polymer having a reactive silicon group as a main component, but is a curing catalyst as compared with one using an inorganic polymer such as polydimethylsiloxane as a main component ( Since it has good compatibility with the amidine compound of component B), it has the characteristics of excellent curability and adhesiveness.
- the main chain skeleton of the organic polymer of component (A) is preferably composed of one or more selected from a hydrogen atom, a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom.
- the main chain skeleton of the organic polymer is not particularly limited.
- polyoxyethylene, polyoxypropylene, polyoxybutylene, polyoxytetramethylene, polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer, polyoxypropylene-poly Polyoxyalkylene polymers such as oxybutylene copolymers; ethylene-propylene copolymers, polyisobutylene, copolymers of isobutylene and isoprene, polychloroprene, polyisoprene, isoprene or butadiene and acrylonitrile and / or styrene Copolymers such as polybutadiene, isoprene or copolymers of butadiene with acrylonitrile, styrene, etc., hydrogenated polyolefin polymers obtained by hydrogenating these polyolefin polymers, etc.
- Hydrocarbon polymer polyester polymer obtained by condensation of dibasic acid such as adipic acid and glycol, or ring-opening polymerization of lactones; compounds such as ethyl (meth) acrylate and butyl (meth) acrylate (Meth) acrylic acid ester polymer obtained by radical polymerization; (meth) acrylic acid ester compound, vinyl polymer obtained by radical polymerization of compounds such as vinyl acetate, acrylonitrile and styrene; Polymer obtained by polymerizing vinyl compound with polysulfide; Polysulfide polymer; Polyamide 6 by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactam, Polyamide 6 ⁇ 6 by condensation polymerization of hexamethylenediamine and adipic acid, Hexamethylenediamine and Sebacin Polyamide 6 ⁇ 10, ⁇ -aminounde by acid condensation polymerization Polyamide-based polymers such as polyamide 11 by polycondensation of acid, polyamide 12 by ring-
- organic hydrocarbons having saturated hydrocarbon polymers such as polyisobutylene, hydrogenated polyisoprene, and hydrogenated polybutadiene, polyoxyalkylene polymers, and (meth) acrylic acid ester polymers in the main chain skeleton.
- the coalescence is preferable because the glass transition temperature is relatively low and the resulting cured product is excellent in cold resistance.
- the glass transition temperature of the organic polymer as the component (A) is not particularly limited, but is preferably 20 ° C. or less, more preferably 0 ° C. or less, and particularly preferably ⁇ 20 ° C. or less.
- the glass transition temperature exceeds 20 ° C., the viscosity of the curable composition in winter or cold regions tends to be high and workability tends to be poor, and the flexibility of the resulting cured product is lowered, resulting in a decrease in elongation. Tend to.
- the said glass transition temperature can be calculated
- a curable composition mainly composed of an organic polymer having a saturated hydrocarbon polymer, a polyoxyalkylene polymer and a (meth) acrylic acid ester polymer as a main chain skeleton is used as an adhesive or a sealing material.
- an organic polymer having a saturated hydrocarbon polymer, a polyoxyalkylene polymer and a (meth) acrylic acid ester polymer as a main chain skeleton is used as an adhesive or a sealing material.
- the organic polymer having a polyoxyalkylene polymer and a (meth) acrylic acid ester polymer in the main chain skeleton has high moisture permeability and was used as a main component of a one-pack type adhesive or a sealing material.
- the cured product obtained is excellent in deep part curability and has excellent adhesiveness, and an organic polymer having a polyoxyalkylene polymer in the main chain skeleton is most preferable.
- the polyoxyalkylene polymer used as the main chain skeleton of the organic polymer (A) is represented by the general formula (5): -R 6 -O- (5) (R 6 is a linear or branched alkylene group having 1 to 14 carbon atoms).
- R 6 in the general formula (5) is not particularly limited as long as it is a linear or branched alkylene group having 1 to 14 carbon atoms, and among these, a straight chain having 2 to 4 carbon atoms A branched or branched alkylene group is preferred.
- the repeating unit described in the general formula (5) is not particularly limited.
- the polyoxyalkylene polymer may be composed of only one type of repeating unit or may be composed of a plurality of types of repeating units.
- an organic polymer mainly composed of a propylene oxide polymer as a main chain skeleton is preferable because it is amorphous and has a relatively low viscosity.
- the production method of the polyoxyalkylene polymer is not particularly limited, and includes known methods.
- a method using an alkali catalyst such as KOH, an organoaluminum compound disclosed in JP-A-61-215623, A method using a transition metal compound-porphyrin complex such as a complex obtained by reacting with porphyrin as a catalyst Japanese Patent Publication No. 46-27250, Japanese Patent Publication No. 59-15336, US Pat. No. 3,278,457, US Pat. No. 3,278,458, US A method using a double metal cyanide complex disclosed in Japanese Patent No. 3278459, US Pat. No. 3,427,256, US Pat. No. 3,427,334, US Pat. No.
- JP-A-1 A method using a phosphazene compound disclosed in JP -060722 as catalyst.
- the production method of the polyoxyalkylene polymer having a reactive silicon group is not particularly limited, and examples thereof include known methods such as Japanese Examined Patent Publication Nos. 45-36319, 46-12154, and Japanese Patent Laid-Open No. 50-156599. No. 54-6096, No. 55-13767, No. 55-13468, No. 57-164123, No. 3-2450, US Pat. No. 3,632,557, US Pat. No. 4345053, US Pat. No. 4,366,307, US Pat. No.
- the polyoxyalkylene polymer having a reactive silicon group is blended in the curable composition, only one type may be blended or a plurality of types may be blended in combination.
- the saturated hydrocarbon polymer used as the main chain skeleton of the organic polymer of the component (A) means a polymer having substantially no carbon-carbon unsaturated bond other than an aromatic ring in the molecule. Characteristics, weather resistance, durability, and moisture barrier properties.
- the saturated hydrocarbon polymer is not particularly limited, and (i) a polymer composed of an olefin compound having 2 to 6 carbon atoms such as ethylene, propylene, 1-butene and isobutylene as a repeating unit; Examples thereof include a polymer comprising a diene compound such as butadiene and isoprene as a unit, and (iii) a polymer obtained by a method of copolymerizing the diene compound and the olefin compound and then hydrogenating the copolymer.
- isobutylene-based polymers and hydrogenated polybutadiene-based polymers are preferable because functional groups are easily introduced at the ends, molecular weight is easily controlled, and the number of terminal functional groups can be adjusted. Is more preferable.
- all of the repeating units may be formed from isobutylene, or may be a copolymer with another compound.
- an isobutylene-based copolymer is used as the main chain skeleton, a polymer having 50% by weight or more of repeating units derived from isobutylene per molecule is preferable because the resulting cured product has excellent rubber properties. % Of the polymer is more preferable, and the polymer having 90 to 99% by weight is particularly preferable.
- the production method of the saturated hydrocarbon polymer is not particularly limited, and various conventionally known polymerization methods can be mentioned.
- the living polymerization method which has been developed in recent years is preferable.
- an inifer polymerization JP Kennedy et al.
- Kennedy et al. Found by Kennedy et al. J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed. 1997, 15, 2843.
- this polymerization method it is known that various functional groups can be introduced into the molecular terminals, and the resulting isobutylene polymer has a molecular weight distribution of 1.5 or less and a molecular weight of about 500 to 100,000.
- a method for producing a saturated hydrocarbon polymer having a reactive silicon group is not particularly limited, and examples thereof include known methods.
- Japanese Patent Publication No. 4-69659, Japanese Patent Publication No. 7-108928, and Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 63-63 examples include methods disclosed in Japanese Patent No. 254149, Japanese Patent Laid-Open No. 64-22904, Japanese Patent Laid-Open No. 1-197509, Japanese Patent No. 2539445, Japanese Patent No. 2873395, Japanese Patent Laid-Open No. 7-53882, and the like.
- the above-mentioned saturated hydrocarbon polymer having a reactive silicon group may be blended only in one kind when blended into the curable composition, or may be blended in combination of two or more kinds.
- the (meth) acrylate polymer used as the main chain skeleton of the organic polymer (A) is a polymer composed of a (meth) acrylate compound as a repeating unit.
- the said description method ((meth) acrylic acid ester) represents acrylic acid ester and / or methacrylic acid ester, and also represents the same meaning also in subsequent description methods.
- the (meth) acrylic acid ester compound used as the repeating unit is not particularly limited.
- the (meth) acrylic acid ester polymer includes a copolymer of a (meth) acrylic acid ester compound and a vinyl compound copolymerizable therewith.
- the vinyl compound is not particularly limited, and examples thereof include styrene compounds such as styrene, vinyl toluene, ⁇ -methylstyrene, chlorostyrene, styrenesulfonic acid and salts thereof; silicon groups such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane.
- Vinyl-based compounds having: maleic anhydride, maleic acid, monoalkyl esters and dialkyl esters of maleic acid; fumaric acid, monoalkyl esters and dialkyl esters of fumaric acid; maleimide, methyl maleimide, ethyl maleimide, propyl maleimide , Maleimide compounds such as butyl maleimide, hexyl maleimide, octyl maleimide, dodecyl maleimide, stearyl maleimide, phenyl maleimide, cyclohexyl maleimide; Vinyl compounds having a nitrile group such as acrylonitrile; vinyl compounds having an amide group such as acrylamide and methacrylamide; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl benzoate, and vinyl cinnamate; Examples include alkenes such as ethylene and propylene; conjugated dienes such as butadiene and isoprene; vinyl chlor
- an organic polymer having a main chain skeleton of a copolymer composed of a styrene compound and a (meth) acrylic acid compound is obtained.
- an organic polymer having a copolymer consisting of an acrylate compound and a methacrylic acid ester compound in the main chain skeleton is particularly preferred.
- the curable composition When used for general architectural purposes, the curable composition is required to have a low viscosity, and the resulting cured product is required to have low modulus, high elongation, weather resistance, heat resistance, and the like.
- the main chain skeleton of the organic polymer is composed of a butyl acrylate compound.
- the obtained cured product is required to have excellent oil resistance.
- the main chain skeleton of the organic polymer is composed of a copolymer mainly composed of ethyl acrylate.
- a curable composition containing an organic polymer having a main chain skeleton of a copolymer mainly composed of ethyl acrylate tends to be slightly inferior in low-temperature characteristics (cold resistance) although the resulting cured product has excellent oil resistance.
- a part of ethyl acrylate is replaced with butyl acrylate.
- the ratio of butyl acrylate increases, its good oil resistance tends to be impaired. Therefore, when used in applications where oil resistance is required, the ratio is preferably 40% or less, Furthermore, it is more preferable to make it 30% or less.
- copolymer components such as 2-methoxyethyl acrylate and 2-ethoxyethyl acrylate in which oxygen is introduced into the side chain alkyl group in order to improve low temperature characteristics without impairing oil resistance.
- the ratio should be 40% or less when used in applications requiring heat resistance. Is preferred.
- an organic polymer having a main chain skeleton of a copolymer mainly composed of ethyl acrylate is an oil-resistant and heat-resistant material required for the resulting cured product according to various uses and required purposes. It is possible to obtain a suitable polymer by changing the type and ratio of the copolymer component in consideration of physical properties such as properties and low temperature characteristics.
- physical properties such as properties and low temperature characteristics.
- examples of excellent balance of physical properties such as oil resistance, heat resistance, and low temperature characteristics include ethyl acrylate / butyl acrylate / 2-methoxyethyl acrylate (40 to 50/20 by weight). To 30/30 to 20).
- these preferred compounds can be copolymerized with other compounds, and further block copolymerized.
- these preferred compounds may be contained in a weight ratio of 40% or more. preferable.
- the method for producing the (meth) acrylic acid ester polymer is not particularly limited, and may be a known method.
- the living radical polymerization method is preferably used because it is easy to introduce a crosslinkable functional group at the molecular chain terminal at a high ratio, and a polymer having a narrow molecular weight distribution and a low viscosity can be obtained.
- a polymer obtained by a normal free radical polymerization method using an azo compound or a peroxide as a polymerization initiator generally has a large molecular weight distribution value of 2 or more and tends to have a high viscosity.
- the “transfer radical polymerization” has a large degree of freedom in selecting initiators and catalysts, and is suitable for functional group conversion reactions. It is more preferable as a method for producing a (meth) acrylic acid ester-based polymer having a specific functional group because it has a relatively advantageous halogen at the terminal.
- the atom transfer radical polymerization method include Matyjazewski et al., Journal of American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.) 1995, 117, 5614.
- the method for producing the (meth) acrylic acid ester-based polymer having a reactive silicon group is not particularly limited, and examples thereof include Japanese Patent Publication No. 3-14068, Japanese Patent Publication No. 4-55444, and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-211922. Examples thereof include a free radical polymerization method using a chain transfer agent disclosed and an atom transfer radical polymerization method disclosed in JP-A-9-272714.
- a (meth) acrylate copolymer comprising a plurality of the (meth) acrylate compounds can also be used as the main chain skeleton of the organic polymer (A).
- the main chain skeleton is substantially represented by the general formula (6): —CH 2 —C (R 7 ) (COOR 8 ) — (6)
- R 7 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 8 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
- General formula (7) —CH 2 —C (R 7 ) (COOR 9 ) — (7)
- R 9 is an alkyl group having 9 or more carbon atoms.
- a copolymer comprising a repeating unit having an alkyl group having 9 or more carbon atoms. Can be given.
- R 8 in the general formula (6) is not particularly limited as long as it is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
- R 8 is not particularly limited as long as it is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
- an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms is more preferable.
- R 8 contained in the copolymer is not necessarily limited to one kind of alkyl group.
- R 9 described in the general formula (7) is not particularly limited as long as it is an alkyl group having 9 or more carbon atoms, and examples thereof include a lauryl group, a tridecyl group, a cetyl group, a stearyl group, and a behenyl group. Among these, an alkyl group having 10 to 30 carbon atoms is preferable, and a long-chain alkyl group having 10 to 20 carbon atoms is more preferable.
- R 9 contained in the copolymer is not necessarily limited to one kind of alkyl group.
- the (meth) acrylic acid ester copolymer is substantially composed of repeating units described in the general formula (6) and the general formula (7).
- “substantially” means that the total proportion of the repeating units described in the general formulas (6) and (7) in the copolymer exceeds 50% by weight, and occupies the copolymer.
- the total proportion of the repeating units described in the general formulas (6) and (7) is preferably 70% by weight or more.
- the ratio of the repeating units of the general formulas (6) and (7) present in the copolymer is preferably 95: 5 to 40:60 in the weight ratio (general formula (6): general formula (7)). 90:10 to 60:40 is more preferable.
- the (meth) acrylic acid ester copolymer is a copolymer of a (meth) acrylic acid ester compound used as a repeating unit described in the general formulas (6) and (7) and a vinyl compound copolymerizable therewith. Includes coalescence.
- vinyl compound examples include acrylic acid such as acrylic acid and methacrylic acid; amide groups such as acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide, and N-methylolmethacrylamide, epoxy groups such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, Compounds having an amino group such as diethylaminoethyl methacrylate and aminoethyl vinyl ether; and other compounds such as acrylonitrile, styrene, ⁇ -methylstyrene, alkyl vinyl ether, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl propionate, and ethylene.
- acrylic acid such as acrylic acid and methacrylic acid
- amide groups such as acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide, and N-methylolmethacrylamide
- epoxy groups such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate, diethyla
- a repeating unit having, for example, a urethane bond other than those described above may be present as long as the effect of the present invention is not greatly impaired.
- the repeating unit having a urethane bond is not particularly limited, and examples thereof include a repeating unit having a group (hereinafter also referred to as an amide segment) generated by a reaction between an isocyanate group and an active hydrogen group.
- the amide segment is represented by the general formula (8): —NR 10 —C ( ⁇ O) — (8) (R 10 is a hydrogen atom or an organic group).
- the amide segment is not particularly limited and is, for example, a urethane group generated by a reaction between an isocyanate group and a hydroxyl group; a urea group generated by a reaction between an isocyanate group and an amino group; a group generated by a reaction between an isocyanate group and a mercapto group. And thiourethane groups.
- an organic group generated by a reaction between an active hydrogen in a urethane group, a urea group, and a thiourethane group and an isocyanate group is also defined as an amide segment.
- a method for producing an organic polymer having a reactive silicon group having an amide segment in the main chain skeleton is not particularly limited, and examples thereof include Japanese Patent Publication No. 46-12154 (US Pat. No. 3,632,557) and Japanese Patent Publication No. 58-109529. (US Pat. No. 4,374,237), JP-A-62-143030 (US Pat. No. 4,645,816), JP-A-8-53528 (EP0676403), JP-A-10-204144 (EP0831108), JP-T-2003-508561 (US Pat. No. 6,1979,912) No. 6-2111879 (U.S. Pat. No. 5,364,955), JP-A No. 10-53637 (U.S. Pat. No.
- JP-A No. 11-100197, JP-A No. 2000-169544, JP-A No. 2000-169545, JP 2002-212415 A, Patent 331 360, U.S. Pat. No. 4,067,844, U.S. Pat. No. 3,711,445, JP-A-2001-323040, etc. are reacted with an excess amount of a polyisocyanate compound to an organic polymer having an organic group having an active hydrogen at its terminal.
- R 11 is a divalent organic group, more preferably a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
- a method of reacting W in a silicon compound represented by a hydroxyl group, a carboxyl group, a mercapto group, and an amino group (primary or secondary) selected from the group consisting of at least one active hydrogen. can give.
- the organic polymer having a group having an active hydrogen at the terminal is not particularly limited.
- an oxyalkylene polymer having a hydroxyl group at the terminal polyether polyol
- a polyacryl polyol polyacryl polyol
- a polyester polyol polyacryl polyol
- a saturated hydroxyl group at the terminal polyacryl polyol
- a hydrocarbon polymer (polyolefin polyol), a polythiol compound, a polyamine compound and the like can be mentioned.
- polyether polymers, polyacrylic polyols, and organic polymers having a polyolefin polyol component in the main chain skeleton are preferable because the glass transition temperature is relatively low and the resulting cured product is excellent in cold resistance.
- An organic polymer containing a polyether polyol component is particularly preferable because it has low viscosity and good workability, and the resulting cured product has good deep curability and adhesiveness. Moreover, the curable composition using the organic polymer which has a polyacryl polyol and a saturated hydrocarbon type polymer component is more preferable from the favorable weather resistance and heat resistance of the hardened
- polyether polyol those having an average of at least 0.7 hydroxyl groups per molecule per molecule are preferred.
- the production method is not particularly limited and includes known methods. For example, at least two polymerization methods using an alkali metal catalyst, at least two per molecule as an initiator in the presence of a double metal cyanide complex or cesium. Examples thereof include a polymerization method of alkylene oxide using a polyhydroxy compound having a hydroxyl group.
- a polymerization method using a double metal cyanide complex has a low degree of unsaturation, a narrow molecular weight distribution (Mw / Mn), and a low-viscosity polymer can be obtained.
- the acid resistance and weather resistance of the resin are preferred.
- Polyacryl polyol means a polyol having a (meth) acrylic acid alkyl ester (co) polymer as a skeleton and having a hydroxyl group in the molecule.
- the production method is preferably a living radical polymerization method and more preferably an atom transfer radical polymerization method because the obtained polymer has a narrow molecular weight distribution and can be reduced in viscosity.
- a polymerization method based on a so-called SGO process in which an alkyl acrylate ester compound disclosed in JP-A-2001-207157 is continuously bulk-polymerized at high temperature and high pressure is preferable.
- Examples of the polyacryl polyol include Alfon UH-2000 manufactured by Toagosei Co., Ltd.
- the polyisocyanate compound is not particularly limited, and examples thereof include aromatic polyisocyanates such as toluene (tolylene) diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and xylylene diisocyanate; aliphatic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate and hexamethylene diisocyanate. It is done.
- aromatic polyisocyanates such as toluene (tolylene) diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and xylylene diisocyanate
- aliphatic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate and hexamethylene diisocyanate. It is done.
- the silicon compound represented by the general formula (9) is not particularly limited.
- JP-A-6-2111879 US Pat. No. 5,364,955
- JP-A-10-53637 US Pat. No. 5,757,751
- JP-A-10-204144 EP0831108
- Michael addition reaction products of various ⁇ , ⁇ -unsaturated carbonyl compounds and silane compounds having a primary amino group disclosed in JP-A Nos. 2000-169544 and 2000-169545 or various types of (meth) Examples include a Michael addition reaction product of a silane compound having an acryloyl group and a compound having a primary amino group.
- the isocyanate compound having a reactive silicon group described in the general formula (10) is not particularly limited.
- an excess of the silicon compound described in the general formula (9) disclosed in JP-A No. 2000-119365 (US Pat. No. 6,046,270) Examples include reaction products of polyisocyanate compounds.
- the curable composition of the present invention comprises the amidine compound (B) as an essential component as a curing catalyst for the organic polymer (A).
- an amidine compound as a curing catalyst By using an amidine compound as a curing catalyst, a curable composition having excellent curability can be obtained while being a non-organotin curing catalyst.
- the amidine compound as component (B) preferably has a melting point of 23 ° C. or higher, more preferably a melting point of 40 ° C. or higher, and a melting point of 60 ° C., since the curable composition does not cause bleeding out and is excellent in adhesiveness. The above is particularly preferable. When an amidine compound having a melting point of less than 23 ° C.
- the amidine compound as component (B) is preferably a guanidine compound because of its high activity as a curing catalyst, and more preferably a guanidine compound represented by the general formula (2).
- R 1 N ⁇ C (NR 1 2 ) 2 (2) Any one of the five R 1 is an organic group, and the remaining four are independently a hydrogen atom, a saturated hydrocarbon group, —C ( ⁇ NR 2 ) —NR 2 2 (3 R 2 are each independently selected from a hydrogen atom or a saturated hydrocarbon group) or ⁇ C (—NR 2 2 ) 2 (four R 2 are each independently a hydrogen atom or a saturated hydrocarbon group).
- Any one of the five R 1 described in the general formula (2) is an organic group.
- the organic group is not particularly limited, and includes, for example, a saturated or unsaturated hydrocarbon group; at least one hydrogen atom in the hydrocarbon group includes one or more selected from a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom.
- any one of the five R 1 is preferably an aryl group.
- the aryl group is not particularly limited, and examples thereof include a phenyl group, 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, 2,4-dimethylphenyl group, 2,6-dimethylphenyl group, 2 , 4,6-trimethylphenyl group, 2-chlorophenyl group, 3-chlorophenyl group, 2,4-dichlorophenyl group, 2,6-dichlorophenyl group, 2-hydroxyphenyl group, 4-hydroxyphenyl group, 2-aminophenyl group 4-aminophenyl group, 2,4-diaminophenyl group, 4- (dimethylamino) phenyl group, 4-nitrophenyl group, 4-cyanophenyl group, 4-sulfonic acid phenyl group, 4-methoxyphenyl group, 4 -Ethoxy
- the phenyl group, 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group are obtained because the guanidine compound is easily available and the curability and adhesiveness of the curable composition are excellent.
- 4-aminophenyl group and 4-guanidinophenyl group are preferable, and phenyl group or 2-methylphenyl group is more preferable.
- Arbitrary four of five R 1 described in the general formula (2) are a hydrogen atom, a saturated hydrocarbon group, —C ( ⁇ NR 2 ) —NR 2 2 , or ⁇ C (—NR 2 2 ) Either of 2
- any four of the five R 1 are preferably a hydrogen atom or a saturated hydrocarbon group, and more preferably a hydrogen atom.
- R 1 is a saturated hydrocarbon group, it is not particularly limited as a saturated hydrocarbon group, for example, a saturated hydrocarbon group consisting of only a hydrogen atom and a carbon atom; at least one hydrogen atom in the saturated hydrocarbon group is nitrogen And a saturated hydrocarbon group substituted with a functional group containing one or more selected from an atom, an oxygen atom and a sulfur atom.
- R 1 is a saturated hydrocarbon group, since it is easily available, the number of carbon atoms is preferably 1-20, and more preferably 1-10. Further, since one of the five R 1 groups is excellent in adhesiveness of the curable composition, any one of the five R 1 groups is —C ( ⁇ NR 2 ) —NR 2 2 or ⁇ C (—NR 2 2 ) 2.
- —C ( ⁇ NR 2 ) —NR 2 2 is more preferred.
- Each R 2 is independently a hydrogen atom or a saturated hydrocarbon group, and is preferably a hydrogen atom because the guanidine compound is easily available.
- R 1 is represented by the above-mentioned —C ( ⁇ NR 2 ) —NR 2 2 or ⁇ C (—NR 2 2 ) 2
- the guanidine compound of the general formula (2) is called a biguanide compound.
- the general formula (2) five cyclic guanidine compounds to form a cyclic structure any two or more are combined to of R 1 described in It is preferable that it is a bicyclic guanidine compound.
- the number of carbon atoms contained in the amidine compound as component (B) is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, further preferably 6 or more, and particularly preferably 7 or more. .
- the upper limit of the number of carbon atoms contained in the amidine compound is not particularly required, but is generally preferably 10,000 or less.
- the molecular weight of the amidine compound is preferably 60 or more, more preferably 120 or more, and particularly preferably 130 or more for the same reason as described above. The upper limit of the molecular weight is not particularly required, but is generally preferably 100,000 or less.
- the amidine compound as component (B) is not particularly limited, and examples thereof include imidazole compounds such as imidazole, 2-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole; 2-methyl-2-imidazoline, 2-ethyl-2 -Imidazoline, 2-n-propyl-2-imidazoline, 2-isopropyl-2-imidazoline, 2-n-octyl-2-imidazoline, 1- (1-aminoethyl) -2-octyl-2-imidazoline, 2- n-undecyl-2-imidazoline, 4-ethyl-2-undecyl-2-imidazoline, 2-cyclohexyl-2-imidazoline, 2-benzyl-2-imidazoline, 2-phenylimidazoline, 2-[(3,4-dichloro Phenoxy) methyl] -2-imidazoline, 4,4-dimethyl-2-imidazoline, 4 4-diethyl-2-
- amidine compounds of component (B) may be blended in one kind when blended into the curable composition, or may be blended in combination of two or more kinds.
- DBN, DBU, DBA-DBU, DBU-OH, 1-phenylguanidine, 1- (o-tolyl) guanidine, 1,5 are easily available and have high catalytic activity.
- 7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene, 7-methyl-1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene, 1-phenylbiguanide, 1- (o-tolyl) biguanide is preferable
- DBN, DBU, 1-phenyl guanidine, 1- (o-tolyl) guanidine, 1-phenyl biguanide, and 1- (o-tolyl) biguanide are more preferable.
- guanidine compound is preferable because of excellent adhesion of the curable composition.
- 1-phenylguanidine, 1- (o-tolyl) guanidine, 1-phenylbiguanide, 1- (o-tolyl) are preferable.
- Biguanides are more preferred.
- the amount of the amidine compound as the component (B) is preferably 0.001 to 20 parts by weight, more preferably 0.01 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer as the component (A). 1 to 10 parts by weight and 0.5 to 5 parts by weight are particularly preferable.
- the amount of the amidine compound is 0.001 to 20 parts by weight, the curable composition has more excellent curability and has an appropriate curing time, and therefore has excellent workability.
- the curable composition of the present invention uses the amidine compound as the component (B) as a curing catalyst.
- a Lewis acid and / or a complex of Lewis acid is used in combination as necessary. May be.
- these combinations are effective for applications where the curability of the curable composition is desired to be accelerated.
- the compounding quantity of a curing catalyst can be reduced by using together.
- the Lewis acid is not particularly limited.
- titanium chloride, tin chloride, zirconium chloride, aluminum chloride, iron chloride, and boron trifluoride are preferable because they are easily available and easy to handle. Titanium chloride, zirconium chloride, Iron chloride and boron trifluoride are more preferable.
- the Lewis acid complex is not particularly limited, and examples thereof include the above-mentioned complexes containing Lewis acid, and more specifically, Lewis acid amine complexes, alcohol complexes, ether complexes, water complexes and the like. It is done.
- the amine compound constituting the amine complex of Lewis acid is not particularly limited, and examples thereof include ammonia, monoethylamine, triethylamine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU), pyridine, Examples include piperidine, aniline, morpholine, cyclohexylamine, n-butylamine, monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine.
- the alcohols constituting the Lewis acid alcohol complex are not particularly limited, and examples thereof include methanol, ethanol, propanol, n-butanol, isopropanol, and 2-butanol.
- Ethers constituting the Lewis acid ether complex are not particularly limited, and examples thereof include dimethyl ether, diethyl ether, n-dibutyl ether, and tetrahydrofuran.
- boron trifluoride amine complex boron trifluoride alcohol complex
- boron trifluoride ether complex are preferred because they are easily available and easy to handle.
- Boron ethylamine complex, boron trifluoride piperidine complex, boron trifluoride methanol complex, boron trifluoride ethanol complex, boron trifluoride diethyl ether complex, boron trifluoride tetrahydrofuran complex are more preferable, boron trifluoride diethyl ether complex Is particularly preferred.
- the blending amount of the Lewis acid and / or Lewis acid complex is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 0.1 to 12 parts by weight, based on 100 parts by weight of the organic polymer of the component (A). .
- the curable composition has excellent curability and has an appropriate curing time, and therefore has excellent workability. It will be.
- the amidine compound (B) component contained in the composition, Lewis acid and / or Lewis acid complex The molar ratio is preferably 90:10 to 30:70, more preferably 80:20 to 40:60, and particularly preferably 70:30 to 50:50.
- the amidine compound as the component (B) is used as a curing catalyst, but if necessary, other curing catalysts can be added to such an extent that the effects of the present invention are not impaired.
- the curing catalyst other than the component (B) amidine compound is not particularly limited.
- tin carboxylate, lead carboxylate, bismuth carboxylate, potassium carboxylate, calcium carboxylate, barium carboxylate, titanium carboxylate, carboxyl Carboxylic acid metal salts such as zirconium acid, hafnium carboxylate, vanadium carboxylate, manganese carboxylate, iron carboxylate, cobalt carboxylate, nickel carboxylate, cerium carboxylate; tetrabutyl titanate, tetrapropyl titanate, titanium tetrakis (acetylacetate) Nato), titanium compounds such as bis (acetylacetonato) diisopropoxytitanium, diisopropoxytitanium bis (ethylacetocetate); dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate, dibutyltin phthalate Dibutyltin dioctanoate, dibutylt
- the addition of the organic tin compound tends to increase the toxicity of the curable composition as the amount of the organic tin compound is increased.
- the metal tin is preferably 5 parts by weight or less, more preferably 0.5 parts by weight or less, even more preferably 0.05 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the organic polymer of the component (A). Most preferably, it is not substantially contained.
- the curable composition of the present invention must be a non-organotin-based curable composition for the same reason as described above.
- the non-organotin-based curable composition is defined as the amount of the organic tin compound added is 50% by weight or less of the total amount of the compound acting as a curing catalyst, but is 30% by weight. The following is preferable, 10% by weight or less is more preferable, 1% by weight or less is further preferable, and it is particularly preferable that no content is contained.
- the addition amount is small in consideration of the environmental load, and more specifically, with respect to 100 parts by weight of the organic polymer of component (A). 5 parts by weight or less is preferable, 2 parts by weight or less is more preferable, and it is particularly preferable that the substance is not substantially contained.
- the curable composition of the present invention is preferably a non-organotin-based curable composition.
- the curable composition does not substantially contain a tin compound such as an organic tin compound or tin carboxylate.
- a tin-based curable composition is more preferable, a non-organic tin and non-carboxylic acid metal salt-based curable composition substantially not containing an organic tin compound and various carboxylic acid metal salts is more preferable, a carboxylic acid metal salt,
- Particularly preferred are non-metallic catalyst-based curable compositions that substantially do not contain the metal element-containing curing catalyst such as titanium compounds, organotin compounds, organoaluminum compounds, and zirconium compounds.
- a carboxylic acid is added as a co-catalyst to the extent that the effect of the invention is not lowered, if necessary.
- the carboxylic acid used as a co-catalyst is not particularly limited.
- Linear acids such as acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, heptadecylic acid, stearic acid, nonadecanoic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, serotic acid, montanic acid, melicic acid, and laccelic acid
- Saturated fatty acids Undecylenic acid, Linderic acid, Tuzic acid, Fizeteric acid, Myristoleic acid, 2-hexadecenoic acid, 6-hexadecenoic acid, 7-Hexadecenoic acid, Palm
- Cycloaliphatic carboxylic acids such as octane-1-carboxylic acid; acetoacetic acid, ethoxyacetic acid, glyoxylic acid, glycolic acid, gluconic acid, sabinic acid, 2-hydroxytetradecanoic acid, iprolic acid, 2,2-dimethyl -3-hydroxypropionic acid, 2-hydroxyhexadecanoic acid, yarapinolic acid, uniperic acid, ambretoleic acid, aleurit acid, 2-hydroxyoctadecanoic acid, 12-hydroxyoctadecanoic acid, 18-hydroxyoctadecanoic acid, 9,10- Dihydroxyoctadecanoic acid, ricinoleic acid, camlorenic acid, licanoic acid , Fatty acids such as ferronic acid, cerebronic acid, 2-methyl-7-oxabicyclo [2.2.1] -5-heptene-2-carboxylic acid; chloroacetic acid,
- Aliphatic dicarboxylic acids include adipic acid, azelaic acid, pimelic acid, speric acid, sebacic acid, ethylmalonic acid, glutaric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, oxydiacetic acid, dimethylmalonic acid, ethylmethylmalonic acid , Saturated dicarboxylic acids such as diethylmalonic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,2-diethylsuccinic acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 1,2,2-trimethyl-1,3-cyclopentanedicarboxylic acid And unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, acetylenedicarboxylic acid and itaconic acid.
- aliphatic polycarboxylic acid examples include tricarboxylic acids such as aconitic acid, 4,4-dimethylaconitic acid, citric acid, isocitric acid, and 3-methylisocitric acid.
- Aromatic carboxylic acids include aromatic monocarboxylic acids such as benzoic acid, 9-anthracenecarboxylic acid, atrolactic acid, anisic acid, isopropylbenzoic acid, salicylic acid, toluic acid; phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, carboxyphenyl And aromatic polycarboxylic acids such as acetic acid and pyromellitic acid.
- the addition amount of the carboxylic acid is preferably 0.01 to 20 parts by weight and more preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer as the component (A).
- the curable composition of the present invention comprises, as component (C), a chelating agent having a carbonyl group and / or a salt of a chelating agent having a carbonyl group as an essential component.
- component (C) a chelating agent having a carbonyl group and / or a salt of a chelating agent having a carbonyl group as an essential component.
- Component (C) is excellent in the effect of suppressing discoloration of the curable composition, so ⁇ -diketone, ⁇ -ketocarboxylic acid, ⁇ -ketoester, ⁇ -ketoamide, ⁇ -ketoanilide, ⁇ -diester, polycarboxylic acid It is preferably a chelating agent having a carbonyl group such as hydroxycarboxylic acid or aminocarboxylic acid, and / or a salt of these chelating agents.
- Component (C) has a boiling point of preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, further preferably 200 ° C. or higher, particularly preferably 250 ° C. or higher.
- the chelating agent having a carbonyl group as the component (C) is not particularly limited.
- the salt of the chelating agent having a carbonyl group as the component (C) is not particularly limited, and examples thereof include salts containing a chelating agent having the carbonyl group.
- lithium salts and sodium salts Magnesium salt, aluminum salt, potassium salt, calcium salt, titanium salt, vanadium salt, chromium salt, manganese salt, iron salt, cobalt salt, nickel salt, copper salt, zinc salt, gallium salt, germanium salt, molybdenum salt, palladium
- Examples include salts, silver salts, tin salts, cesium salts, barium salts, osmium salts, platinum salts, gold salts, and bismuth salts.
- a sodium salt is preferable because of easy availability and handling, and ethylenediaminetetraacetic acid disodium and ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium are more preferable.
- the amount of component (C) is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 1.5 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the organic polymer of component (A). 3 to 10 parts by weight is particularly preferred.
- the blending amount of the component (C) is less than 0.1, the effect of improving the discoloration of the cured product is insufficient.
- silane coupling agent is added to the curable composition of this invention as needed.
- the silane coupling agent is a compound having a hydrolyzable silicon group and other functional groups in the molecule, and by blending it in the curable composition, adhesion of the resulting cured product to various adherends It shows the effect of improving the property, or the effect of removing (dehydrating) water contained in the curable composition.
- the silane coupling agent is a compound that can function as a physical property modifier, an inorganic filler dispersibility improving agent, and the like in addition to the above-described effects.
- hydrolyzable silicon groups present in the silane coupling agent of the general formula (3): - SiR 3 as X 1 described in a X 1 3-a is a hydrolyzable group, and specific Specifically, the groups already exemplified as the hydrolyzable group can be mentioned. Among these, a methoxy group, an ethoxy group, and the like are preferable because they have an appropriate hydrolysis rate.
- the number of hydrolyzable groups contained in one molecule of the silane coupling agent is preferably 2 or more, particularly 3 or more.
- silane coupling agents examples include substituted or unsubstituted amino groups, mercapto groups, epoxy groups, carboxyl groups, vinyl groups, isocyanate groups, isocyanurates, halogens, etc. it can.
- a silane coupling agent having a substituted or unsubstituted amino group is particularly preferable in terms of enhancing the adhesion between the obtained cured product and the adherend.
- the curable composition obtained by adding the above-mentioned silane coupling agent to the organic polymer of component (A) can be stored for a long time in a good state with suppressed increase in viscosity over time.
- the silane coupling agent is not particularly limited.
- the addition amount is preferably 0.01 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer (A).
- a plasticizer is added as necessary.
- the plasticizer has a function of adjusting the viscosity and slump property of the curable composition and a function of adjusting mechanical properties such as tensile strength and elongation property of the obtained cured product.
- the plasticizer is not particularly limited.
- phthalates such as dibutyl phthalate, diheptyl phthalate, bis (2-ethylhexyl) phthalate, diisodecyl phthalate, diisononyl phthalate, butyl benzyl phthalate; dimethyl malonate, dimethyl succinate,
- Non-aromatic dibasic esters such as dimethyl glutarate, dimethyl adipate, dimethyl sebacate, dibutyl sebacate, dioctyl adipate, dioctyl sebacate, isodecyl succinate; methyl valerate, methyl caprylate, methyl caprate, lauric acid Methyl, methyl myristate, methyl palmitate, methyl stearate, methyl oleate, methyl ricinoleate, methyl acetylricinoleate, methyl palm fatty acid, butyl oleate, etc.
- Aliphatic esters Phosphate esters such as tricresyl phosphate and tributyl phosphate; Trimellitic acid esters; Sulfonic acid esters such as phenyl pentadecane sulfonate and phenyl hexadecane sulfonate; Chlorinated paraffins; Alkyldiphenyl And hydrocarbon oils such as partially hydrogenated terphenyl; process oils; epoxy plasticizers such as epoxidized soybean oil and epoxy benzyl stearate.
- a curable composition excellent in curability can be obtained by using a phthalate ester plasticizer.
- phthalate ester plasticizers bis (2-ethylhexyl) phthalate or diisodecyl phthalate is preferable because it is easily available.
- the plasticizers by using an aliphatic ester plasticizer having a methyl ester group, good curability can be maintained even after long-term storage of the curable composition.
- the aliphatic ester plasticizer having a methyl ester group is preferably a primary carbon atom or a secondary carbon atom in the aliphatic ester plasticizer having a methyl ester group because the effect of suppressing the curing delay is great.
- the boiling point is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher.
- dimethyl malonate, dimethyl succinate, dimethyl glutarate, dimethyl adipate, dimethyl sebacate, and methyl laurate are preferable, and dimethyl adipate is more preferable because it is easily available.
- a high molecular plasticizer can also be mix
- the polymer plasticizer is not particularly limited. For example, vinyl polymers obtained by polymerizing vinyl monomers by various methods; polyalkylene glycols such as diethylene glycol dibenzoate, triethylene glycol dibenzoate, and pentaerythritol ester.
- Polyester plasticizers obtained from dibasic acids such as sebacic acid, adipic acid, azelaic acid and phthalic acid and dihydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol and dipropylene glycol; molecular weight 500 or more, more than 1000 polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol or the like, or these polyether polyols Polystyrenes such as polystyrene and polymethyl - ⁇ - methyl styrene; polyethers derivatives hydroxyl group was substituted such as an ester group and an ether group in polybutadiene, polybutene, polyisobutylene, butadiene - acrylonitrile, etc. polychloroprene and the like.
- polymer plasticizers those having high compatibility with the organic polymer of component (A) are preferable, and examples thereof include polyethers and vinyl polymers. Moreover, since it is excellent in deep part sclerosis
- a vinyl polymer is preferable because of high compatibility with the organic polymer of the component (A) and good weather resistance and heat resistance of the obtained cured product, and among these, an acrylic polymer and / or a methacrylic polymer are preferable.
- a polymer is more preferable, and an acrylic polymer such as polyacrylic acid alkyl ester is particularly preferable.
- the production method of the polyacrylic acid alkyl ester is not particularly limited, but the living radical polymerization method is preferable and the atom transfer radical polymerization method is more preferable because the molecular weight distribution is narrow and the viscosity can be reduced.
- a method of continuous bulk polymerization of an alkyl acrylate ester compound disclosed in JP-A-2001-207157 called SGO process under high temperature and high pressure is particularly preferable.
- the number average molecular weight of the polymer plasticizer is preferably from 500 to 15000, from 800 to 10,000, more preferably from 1000 to 8000, particularly preferably from 1000 to 5000, and most preferably from 1000 to 3000. If the molecular weight of the polymer plasticizer is too low, the plasticizer will flow out from the cured product over time due to heat or rain, and the initial physical properties cannot be maintained over a long period of time, which may cause contamination due to dust adhesion. Yes, alkyd paintability tends to be inferior. On the other hand, if the molecular weight is too high, the viscosity of the curable composition tends to be high and workability tends to be poor.
- the molecular weight distribution of the polymer plasticizer is not particularly limited, but is preferably narrow, less than 1.80, preferably 1.70 or less, more preferably 1.60 or less, further preferably 1.50 or less, and 1.40 or less. Is particularly preferred, with 1.30 or less being most preferred.
- the number average molecular weight is measured by a terminal group analysis method in the case of a polyether polymer, and by the GPC method in the case of other polymers. Moreover, molecular weight distribution (Mw / Mn) is measured by GPC method (polystyrene conversion).
- the polymer plasticizer may or may not have a reactive silicon group in the molecule, but when a polymer plasticizer having a reactive silicon group was added, the polymer plasticizer was incorporated into the curing reaction and obtained. This is preferable because migration of the plasticizer from the cured product can be prevented.
- the average number of reactive silicon groups per molecule is preferably 1 or less, more preferably 0.8 or less.
- the number average molecular weight is lower than that of the organic polymer of component (A) in order to obtain a sufficient plasticizing effect. It is preferable.
- plasticizer Only one type of plasticizer may be added, or multiple types may be added in combination. Moreover, you may add together a low molecular plasticizer and a high molecular plasticizer. However, since a curable composition having excellent curability can be obtained by using a phthalate ester plasticizer among plasticizers, the content of the phthalate ester plasticizer in the plasticizer component is large. It is preferable. Preferably, 50% by weight or more of the plasticizer component is a phthalate ester plasticizer, more preferably 70% by weight or more is a phthalate ester plasticizer, and 100% by weight is a phthalate ester plasticizer. It is particularly preferred. In addition, you may add these plasticizers at the time of manufacture of the organic polymer of (A) component.
- the addition amount is preferably 5 to 150 parts by weight, more preferably 10 to 120 parts by weight, and more preferably 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer of component (A). Particularly preferred. If it is less than 5 parts by weight, the effect as a plasticizer tends not to be expressed, and if it exceeds 150 parts by weight, the mechanical strength of the cured product tends to be insufficient.
- an epoxy resin for example, an epoxy resin, a phenol resin, sulfur, an alkyl titanate, an aromatic polyisocyanate, or the like is added in order to give an adhesiveness-imparting effect.
- the amount of these resins added is preferably small.
- an epoxy resin as the addition amount, 5 weight part or less is preferable with respect to 100 weight part of organic polymers of (A) component.
- a filler is added as necessary.
- the filler is not particularly limited.
- reinforcing filler such as fume silica, precipitated silica, crystalline silica, fused silica, dolomite, anhydrous silicic acid, hydrous silicic acid, and carbon black
- heavy calcium carbonate Colloidal calcium carbonate, magnesium carbonate, diatomaceous earth, calcined clay, clay, talc, titanium oxide, bentonite, organic bentonite, ferric oxide, aluminum fine powder, flint powder, zinc oxide, activated zinc white, shirasu balloon, glass micro
- examples include balloons, organic microballoons of phenolic resins and vinylidene chloride resins, organic powders such as PVC powder and PMMA powder; and fibrous fillers such as asbestos, glass fibers and filaments.
- the addition amount is preferably 1 to 250 parts by weight and more preferably 10 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer of component (A).
- a scaly or granular substance is added to the curable composition of the present invention.
- the scale-like or granular substance is not particularly limited, and examples thereof include those disclosed in JP-A-9-53063.
- the diameter is appropriately selected according to the material and pattern of the outer wall, but is 0.1 mm. The above is preferable.
- the addition amount of the scaly or granular substance is preferably 1 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable composition.
- the material of the scale-like or granular substance is not particularly limited, and examples thereof include natural products such as silica sand and mica, and inorganic materials such as synthetic rubber, synthetic resin, and alumina.
- a balloon (preferably having an average particle size of 0.1 mm or more) can be added to the curable composition.
- JP-A-2001-115142 discloses preferred diameters, blending amounts, materials, and the like of the cured sealant particles.
- a silicate is added to the curable composition of the present invention as necessary.
- the silicate is not particularly limited, and examples thereof include tetraalkoxysilane or a partial hydrolysis condensate thereof. More specifically, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, ethoxytrimethoxysilane, dimethoxydiethoxysilane, methoxy Tetraalkoxysilanes (tetraalkyl silicates) such as triethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-i-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane, and , And their partial hydrolysis condensates.
- the addition amount is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer of component (A).
- Examples of the partially hydrolyzed condensate of tetraalkoxysilane include methyl silicate 51 and ethyl silicate 40 (both manufactured by Colcoat Co., Ltd.), and these can be used as additives.
- a tackifier is added as necessary.
- the tackifying resin is not particularly limited as long as it is normally used regardless of whether it is solid or liquid at room temperature.
- the addition amount is preferably 5 to 1,000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer as the component (A).
- a solvent or a diluent is added as necessary.
- Solvents and diluents are not particularly limited. For example, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, alcohols, esters, ketones, ethers Etc. Only one kind of these may be added, or a plurality of kinds may be added in combination.
- a physical property modifier is added as necessary.
- the physical property modifier is not particularly limited, and examples thereof include alkylalkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane and dimethyldimethoxysilane; alkylisopropenoxysilanes such as dimethyldiisopropenoxysilane; ⁇ -glycidoxypropylmethyldimethoxy Silane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyldimethylmethoxysilane, ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, N- ( ⁇ -aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, ⁇ -mercaptopropyltrimethoxy Examples thereof include alkoxysilanes having a functional group such as silane and ⁇ -mercaptopropylmethyldimethoxysilane; silicone varnishes; polysiloxanes.
- alkylalkoxysilanes such as methyltrimethoxy
- those that produce a compound having a monovalent silanol group in the molecule by hydrolysis are preferred because they have an action of reducing the modulus without deteriorating the stickiness of the surface of the resulting cured product.
- the compound that generates a compound having a monovalent silanol group in the molecule by hydrolysis is not particularly limited, and is, for example, a compound disclosed in JP-A-5-117521, or a derivative of an alkyl alcohol, A compound that produces an organosilicon compound represented by R 3 SiOH such as trimethylsilanol by hydrolysis, a derivative of a polyhydric alcohol having 3 or more hydroxyl groups in one molecule disclosed in JP-A-11-241029 And compounds that generate an organosilicon compound represented by R 3 SiOH such as trimethylsilanol by hydrolysis.
- JP-A-7-258534 which generates an organosilicon compound represented by R 3 SiOH such as trimethylsilanol by hydrolysis
- JP-A-6-279893 a group having a silicon group capable of forming a compound having a monovalent silanol group by hydrolysis and a group having a crosslinkable hydrolyzable silicon disclosed in (1).
- the addition amount is preferably 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer (A).
- a thixotropic agent (anti-sagging agent) is added as necessary.
- the thixotropic agent is not particularly limited, and examples thereof include polyamide waxes; hydrogenated castor oil derivatives; metal soaps such as calcium stearate, aluminum stearate, and barium stearate. Further, rubber powders having a particle size of 10 to 500 ⁇ m disclosed in JP-A-11-349916 and organic fibers disclosed in JP-A-2003-155389 are exemplified. One of these thixotropic agents (anti-sagging agents) may be added, or a plurality of them may be added in combination.
- the addition amount is preferably 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer as the component (A).
- a compound having an epoxy group in one molecule is added as necessary.
- the restorability of the obtained cured product can be enhanced.
- the compound having an epoxy group is not particularly limited, and examples thereof include epoxidized unsaturated fats and oils; epoxidized unsaturated fatty acid esters; alicyclic epoxy compounds; compounds such as epichlorohydrin derivatives; and mixtures thereof. It is done.
- the amount added is preferably 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the organic polymer as the component (A).
- a photocurable material is added as necessary.
- the photo-curing substance is not particularly limited, and examples thereof include organic monomers, oligomers, resins or compositions containing them, such as unsaturated acrylic compounds, polyvinyl cinnamates, or azidation. Examples thereof include resins.
- the addition amount is preferably 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer as the component (A).
- an oxygen curable substance is added as necessary.
- the oxygen curable substance is not particularly limited as long as it is a compound having an unsaturated compound capable of reacting with oxygen in the air.
- dry oils such as drill oil and linseed oil, and various types obtained by modifying the compound Alkyd resins; acrylic polymers modified with drying oil, epoxy resins, silicone resins; liquid polymers such as 1,2-polybutadiene, 1,4-polybutadiene, and C5 to C8 diene polymers; these dienes
- liquid copolymers such as NBR and SBR obtained by copolymerizing a vinyl compound such as acrylonitrile and styrene that can be copolymerized with a compound and a diene compound such that the diene compound is a main component.
- the amount added is preferably 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer as the component (A).
- an antioxidant is added as necessary.
- the antioxidant is not particularly limited, and examples thereof include hindered phenol, monophenol, bisphenol, and polyphenol antioxidants. Of these, hindered phenol antioxidants are preferred. In addition, hindered amine light stabilizers such as Tinuvin 622LD (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) and Sanol LS-770 (manufactured by Sankyo Lifetech Co., Ltd.) are also preferred. Specific examples of the antioxidant are also disclosed in JP-A-4-283259 and JP-A-9-194731.
- the addition amount is preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer as the component (A).
- a light stabilizer is added as necessary.
- the light stabilizer is not particularly limited, and examples thereof include benzotriazole-based, hindered amine-based, and benzoate-based compounds. Of these, hindered amine light stabilizers are preferred.
- the addition amount is preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer as the component (A).
- Specific examples of the light stabilizer are also disclosed in JP-A-9-194731.
- an ultraviolet absorber is added as necessary.
- the ultraviolet absorber is not particularly limited, and examples thereof include benzophenone series, benzotriazole series, salicylate series, substituted tolyl series and metal chelate series compounds.
- the addition amount is preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer as the component (A).
- an epoxy resin is added as necessary. Addition of the epoxy resin improves the adhesiveness of the obtained cured product, and the curable composition to which the epoxy resin is added is preferably used as an adhesive, particularly as an adhesive for exterior wall tiles.
- the epoxy resin is not particularly limited.
- epichlorohydrin-bisphenol A type epoxy resin epichlorohydrin-bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, various alicyclic epoxy resins, N, N -Unsaturated polymers such as glycidyl ethers of polyhydric alcohols such as diglycidyl aniline, N, N-diglycidyl-o-toluidine, triglycidyl isocyanurate, polyalkylene glycol diglycidyl ether, glycerin, hydantoin type epoxy resin, petroleum resin The epoxidized product of
- the amount of addition varies depending on the use application of the curable composition, for example, when improving the impact resistance, flexibility, toughness, peel strength, etc. of the cured epoxy resin, It is preferable to add 1 to 100 parts by weight of the organic polymer of component (A) with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin. On the other hand, in order to improve the strength of the cured organic polymer of component (A), it is preferable to add 1 to 200 parts by weight of an epoxy resin with respect to 100 parts by weight of the organic polymer of component (A). However, since the epoxy resin tends to decrease the catalytic activity of the amidine compound as the component (B) as the addition amount increases, the addition amount of the epoxy resin is preferably small.
- the addition amount of the epoxy resin is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, and particularly preferably substantially not contained with respect to 100 parts by weight of the organic polymer of the component (A). .
- the curing agent for the epoxy resin is not particularly limited as long as it is a compound capable of curing the epoxy resin.
- Primary and secondary amines such as range amine, m-phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, amine-terminated polyether; 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, tripropylamine, etc.
- a ketimine compound Because a one-component curing composition is obtained.
- the ketimine compound exists stably in the absence of moisture, and is decomposed into a primary amine and a ketone by moisture, and the resulting primary amine becomes a room temperature curable curing agent for the epoxy resin.
- Examples of the ketimine compound include compounds obtained by a condensation reaction between an amine compound and a carbonyl compound.
- additives other than those described above are added as necessary for the purpose of adjusting various physical properties of the curable composition or the obtained cured product.
- additives include, for example, curability modifiers, radical inhibitors, metal deactivators, ozone degradation inhibitors, phosphorus peroxide decomposers, lubricants, pigments, foaming agents, anti-anticides, Examples include fungicides. Specific examples of these are disclosed in JP-B-4-69659, JP-B-7-108928, JP-A-63-254149, JP-A-64-22904, JP-A-2001-72854, and the like. ing.
- these additives may add only 1 type and may add it in combination of multiple types.
- the curable composition is a one-component type
- curing may proceed during storage if moisture is present in the blend. Therefore, it is preferable to add the moisture-containing blending component after dehydrating and drying in advance, or dehydrating it during decompression or the like during blending and kneading.
- the curable composition is a two-component type, it is not necessary to add a curing catalyst to the main component containing an organic polymer having a reactive silicon group, so that the curing proceeds even if the composition contains a small amount of water. Although there is little concern about (gelation), when long-term storage stability is required, it is preferable to dehydrate and dry.
- dehydration and drying method use heat drying method or vacuum dehydration method when the compound is a solid such as powder, and use vacuum zeolite dehydration method or synthetic zeolite, activated alumina, silica gel, quick lime, magnesium oxide, etc.
- the dehydration method is preferred.
- the storage stability of a curable composition improves by addition of an alkoxysilane compound, an oxazolidine compound, and an isocyanate compound.
- the amount of addition of an alkoxysilane compound capable of reacting with water, such as vinyltrimethoxysilane, for drying purposes is 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic polymer of component (A). preferable.
- the method for preparing the curable composition of the present invention is not particularly limited.
- the above-described compounding components are prepared and kneaded using a mixer, roll, kneader, or the like at room temperature or under heating, and a suitable solvent.
- a known method such as a method in which a small amount is used and the compounding components are dissolved and then mixed can be employed.
- the curable composition of the present invention When the curable composition of the present invention is exposed to the atmosphere, it forms a three-dimensional network structure by the action of moisture and is cured into a solid having rubber-like elasticity.
- Triethoxysilyl group-terminated polypropylene oxide was obtained.
- 1 H-NMR measured in CDCl 3 solvent using JNM-LA400 manufactured by JEOL
- Example 1 120 parts by weight of trimethoxysilyl group-terminated polyoxypropylene polymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1 and surface-treated colloidal calcium carbonate (trade name: Hakujyo Hana CCR, manufactured by Shiroishi Kogyo Co., Ltd.) Parts by weight, 45 parts by weight of a diisodecyl phthalate plasticizer (product name: DIDP), 10 parts by weight of dimethyl adipate (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., product name: DMA), white pigment Titanium oxide (made by Ishihara Sangyo Co., Ltd., trade name: Taipei R-820) 20 parts by weight, sagging inhibitor (trade name: Disparon 6500, made by Enomoto Kasei Co., Ltd.), 2 parts by weight, salicylate UV absorber ( Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name: Sumisorb 400) 1 part, hindered amine light stabilizer (Sankyo Life
- vacuum dehydration is performed at 120 ° C. for 2 hours, and after cooling to 50 ° C. or less, 3 parts by weight of vinyltrimethoxysilane (trade name: A-171, manufactured by Momentive Co., Ltd.) is used as a dehydrating agent, and N is used as an adhesion imparting agent.
- vinyltrimethoxysilane trade name: A-171, manufactured by Momentive Co., Ltd.
- Example 2 A curable composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the organic polymer in Example 1 was changed to SPUR + 1015LM (manufactured by Momentive Co., Ltd.).
- Example 3 A curable composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the plasticizer in Example 1 was changed to 55 parts by weight of a diisodecyl phthalate plasticizer.
- Example 4 A curable composition was obtained in the same manner as in Example 3 except that the plasticizer in Example 3 was changed to polypropylene glycol having a molecular weight of 3000 (trade name: Actol P-23 manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.). It was.
- Example 5 A curable composition was obtained in the same manner as in Example 3 except that the plasticizer in Example 3 was changed to diisononylcyclohexane dicarboxylate (BASF Corporation, trade name: HEXAMOL DINCH).
- Example 6 A curable composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amidine compound in Example 1 was changed to 3.3 parts by weight of the 1-phenylguanidine solution obtained in Mixing Example 1.
- Example 7) A curable composition was obtained in the same manner as in Example 6 except that the addition amount of ethylenediaminetetraacetic acid in Example 6 was changed to 3.2 parts by weight.
- Example 8 A curable composition was obtained in the same manner as in Example 6 except that the amount of ethylenediaminetetraacetic acid added in Example 6 was changed to 1.6 parts by weight.
- Example 9 A curable composition was obtained in the same manner as in Example 6 except that ethylenediaminetetraacetic acid disodium (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of ethylenediaminetetraacetic acid in Example 6.
- Example 10 A curable composition was obtained in the same manner as in Example 6 except that ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of ethylenediaminetetraacetic acid in Example 6.
- Example 1 A curable composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that ethylenediaminetetraacetic acid in Example 1 was not used.
- Comparative Example 2 Curable compositions were obtained in the same manner as in Examples 6 to 10 except that various chelating agents or salts of chelating agents in Examples 6 to 10 were not used.
- Surface curing time The above curable composition was stretched with a spatula to a thickness of about 3 mm under conditions of 23 ° C. and 50% RH, and the surface of the curable composition was lightly touched over time using a microspatula. The time until the micro spatula was not reached was measured.
- the curable composition was filled into a mold having a thickness of about 3 mm, and the surface was smoothed to prepare a cured product.
- the cured product thus obtained was cured at 23 ° C. and 50% RH for 3 days and at 50 ° C. for 4 days, and then a sunshine carbon arc lamp type accelerated weathering tester (Suga Test Instruments Co., Ltd.). ), Model number S80).
- a 60-hour test was conducted under the conditions of a black panel temperature of 63 ° C., a temperature of 83 ° C., a humidity of 50%, and 120 minutes of water spraying to evaluate the color of the cured product surface.
- the curable composition of the present invention comprises: an adhesive; a sealing material for buildings, ships, automobiles, roads, etc .; an adhesive; a mold taking agent; a vibration-proofing material; a vibration-damping material; Among these uses, the obtained cured product is more excellent in flexibility and adhesiveness, so that it is more preferably used as a sealing material or an adhesive.
- the curable composition of the present invention includes an electric / electronic component material such as a solar cell back surface sealing material; an electric insulating material such as an insulating coating material for electric wires and cables; an elastic adhesive; a contact type adhesive; Materials; Crack repair materials; Tiling adhesives; Powder coatings; Cast materials; Medical rubber materials; Medical adhesives; Medical equipment seal materials; Food packaging materials; Sealing materials for exterior materials such as siding boards Coating materials; primers; conductive materials for shielding electromagnetic waves; thermal conductive materials; hot melt materials; potting agents for electrical and electronic use; films; gaskets; various molding materials; and meshed glass and laminated glass end faces (cut parts) It can be used for various applications such as a sealing material for rust prevention and waterproofing; a liquid sealant used in automobile parts, electrical parts, various machine parts and the like.
- the curable composition of the present invention is an adhesive for interior panels, an adhesive for exterior panels, an adhesive for tiles, an adhesive for stonework, an adhesive for ceiling finishing, an adhesive for floor finishing, and an adhesive for wall finishing.
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Abstract
毒性が指摘されている有機錫系硬化触媒を使用せずに、硬化性に優れる硬化性組成物であり、得られる硬化物が長時間、大気や紫外線に曝露された後も硬化物表面の変色が生じず、環境に悪影響を及ぼさない硬化性組成物および硬化物を提供する。(A)反応性ケイ素基を有する有機重合体、(B)アミジン化合物、(C)カルボニル基を有するキレート化剤、および/または、そのキレート化剤の塩、を含む非有機錫系硬化性組成物およびその硬化物。
Description
本発明は、ケイ素原子に結合した水酸基または加水分解性基を有し、シロキサン結合を形成することにより架橋し得るケイ素基(以下、「反応性ケイ素基」ともいう。)を有する有機重合体を含む硬化性組成物に関する。
分子中に少なくとも1個の反応性ケイ素基を有する有機重合体は、室温においても湿分などによる反応性ケイ素基の加水分解反応などを伴うシロキサン結合の形成によって架橋し、ゴム状の硬化物が得られるという性質を有することが知られている。
これらの反応性ケイ素基を有する重合体の中で、主鎖骨格がポリオキシアルキレン系重合体やポリイソブチレン系重合体は、特許文献1や特許文献2などに開示されており、既に工業的に生産され、シーリング材、接着剤、塗料などの用途に広く使用されている。
これらの反応性ケイ素基を有する有機重合体を含む硬化性組成物は、硬化物を得るために硬化触媒を使用する。硬化触媒としては、通常、ジブチル錫ビス(アセチルアセトナート)やジブチル錫ジラウレートなどの、炭素-錫結合を有する有機錫系硬化触媒が広く使用されている。しかしながら、近年、有機錫化合物はその毒性が指摘されており、非有機錫系硬化触媒の開発が求められている。
特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7では、硬化触媒として、カルボン酸錫塩やその他のカルボン酸金属塩が開示されている。また、これらの硬化触媒に助触媒としてアミン化合物を添加することで、硬化性組成物の硬化性を向上させることが開示されている。さらに環境への負荷を考慮すると、実質的に金属を含まない硬化触媒が望まれており、特許文献8では、アミン化合物をカルボン酸類と併用することで、金属非含有の硬化触媒が得られることが開示されている。
このように、アミン化合物を他の硬化触媒と併用することで、硬化性組成物の硬化性を改善できることは公知である。しかし、上記特許に記載されている該非有機錫系硬化触媒を用いた場合、有機錫系硬化触媒を用いた場合に比べると、硬化性組成物は接着性に改善の余地があった。
一方、硬化触媒としてアミン化合物を単独で用いた例の開示はほとんどなく、特許文献9にアミン化合物の1種であるビグアニド化合物を硬化触媒として使用する技術が開示されているが、硬化性組成物は実用的な硬化性を示さない場合があるという問題があった。
この硬化性の課題を解決するために、高活性の反応性ケイ素基を併用する技術が特許文献10、特許文献11に開示されている。また、特定の構造を有するグアニジン化合物は特異的に触媒活性が高く、硬化性組成物の接着性も良好なことが特許文献12に開示されている。しかしこれらのビグアニド化合物やグアニジン化合物は、現在使用されている有機錫系硬化触媒を用いた場合と比べると、硬化物が長期間経過した後に黄色く変色するという課題があった。
一方、特許文献13には上記ビグアニド化合物を含むアミジン化合物を用いた硬化性組成物において、硬化性や接着性などの諸物性を向上させるために、特定量のカルボン酸を併用する技術が開示されている。このカルボン酸の添加量は、アミジン化合物の添加量に対して、少なすぎたり多すぎたりすると、硬化性組成物は十分な硬化性を示さない場合があった。また、このカルボン酸を添加した硬化性組成物も、硬化物が長期間経過した後に黄色く変色するという課題があった。
本発明は、反応性ケイ素基を有する有機重合体を含む硬化性組成物であって、硬化触媒として毒性が指摘されている有機錫化合物を含まず、硬化性に優れるとともに、得られる硬化物が長期間大気や紫外線に曝露されても変色しない硬化性組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは前記の課題を解決するため鋭意検討した結果、反応性ケイ素基を有する有機重合体の硬化触媒としてアミジン化合物を使用した場合に、カルボニル基を有するキレート化剤やその塩を併用することで、硬化性組成物の重要な物性である硬化性は低下させず、さらに硬化物が長期間大気や紫外線に曝露されても変色しないことを発見した。
すなわち本発明は、
(I).(A)シロキサン結合を形成することにより架橋し得るケイ素基を有する有機重合体、
(B)アミジン化合物、
(C)カルボニル基を有するキレート化剤、および/または、そのキレート化剤の塩、
を含む非有機錫系化性組成物、
(II).(A)成分のケイ素基が、一般式(1):
-SiX3 (1)
(Xは水酸基または加水分解性基を示し、3つのXは相互に同一であっても、異なっていてもよい。)で表される基を含む、(I)に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(III).(A)成分の主鎖骨格が、ポリオキシアルキレン系重合体、飽和炭化水素系重合体、(メタ)アクリル酸エステル系重合体、からなる群より選択される少なくとも1つである、 (I)または(II)に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(IV).ポリオキシアルキレン系重合体がポリオキシプロピレン系重合体である、(III)に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(V).(B)成分が融点23℃以上のアミジン化合物である、(I)~(IV)のいずれかに1項に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(VI).(B)成分がグアニジン化合物である、(I)~(V)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(VII).前記グアニジン化合物が、一般式(2):
R1N=C(NR1 2)2 (2)
(5個のR1のうち任意の1個は有機基であり、残り4個はそれぞれ独立に、水素原子、飽和炭化水素基、-C(=NR2)-NR2 2(3個のR2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基)、または、=C(-NR2 2)2(4個のR2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基)、から選択される1つである。)で表されるグアニジン化合物である、 (I)~(VI)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(VIII).前記グアニジン化合物が、一般式(2)において、5個のR1のうち任意の1個がアリール基である、(VII)に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(IX).(C)成分が、β-ジケトン、β-ケトカルボン酸、β-ケトエステル、β-ケトアミド、β-ケトアニリド、β-ジエステル、ポリカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、アミノカルボン酸、または、それら化合物の塩、からなる群より選択される少なくとも1つである、(I)~(VIII)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(X).(C)成分が、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン四酢酸、N’-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン-N,N,N’-三酢酸、トリエチレンテトラアミン六酢酸、1,3-プロパンジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸、1,3-ジアミノ-2-ヒドロキシプロパン-N,N,N’,N’-四酢酸、2-ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、N-(1,2-ジヒドロキシエチル)グリシン、グリコールエーテルジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸、(1α,2β-シクロヘキサンジイルビスニトリロ)四酢酸、および、それら化合物の塩、からなる群より選択される少なくとも1つである、(I)~(IX)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物。
(XI).(I)~(X)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物を用いてなるシーリング材、
(XII).(I)~(X)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物を用いてなる接着剤、
(XIII). (I)~(X)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物を硬化させた硬化物、
に関する。
(I).(A)シロキサン結合を形成することにより架橋し得るケイ素基を有する有機重合体、
(B)アミジン化合物、
(C)カルボニル基を有するキレート化剤、および/または、そのキレート化剤の塩、
を含む非有機錫系化性組成物、
(II).(A)成分のケイ素基が、一般式(1):
-SiX3 (1)
(Xは水酸基または加水分解性基を示し、3つのXは相互に同一であっても、異なっていてもよい。)で表される基を含む、(I)に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(III).(A)成分の主鎖骨格が、ポリオキシアルキレン系重合体、飽和炭化水素系重合体、(メタ)アクリル酸エステル系重合体、からなる群より選択される少なくとも1つである、 (I)または(II)に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(IV).ポリオキシアルキレン系重合体がポリオキシプロピレン系重合体である、(III)に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(V).(B)成分が融点23℃以上のアミジン化合物である、(I)~(IV)のいずれかに1項に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(VI).(B)成分がグアニジン化合物である、(I)~(V)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(VII).前記グアニジン化合物が、一般式(2):
R1N=C(NR1 2)2 (2)
(5個のR1のうち任意の1個は有機基であり、残り4個はそれぞれ独立に、水素原子、飽和炭化水素基、-C(=NR2)-NR2 2(3個のR2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基)、または、=C(-NR2 2)2(4個のR2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基)、から選択される1つである。)で表されるグアニジン化合物である、 (I)~(VI)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(VIII).前記グアニジン化合物が、一般式(2)において、5個のR1のうち任意の1個がアリール基である、(VII)に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(IX).(C)成分が、β-ジケトン、β-ケトカルボン酸、β-ケトエステル、β-ケトアミド、β-ケトアニリド、β-ジエステル、ポリカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、アミノカルボン酸、または、それら化合物の塩、からなる群より選択される少なくとも1つである、(I)~(VIII)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物、
(X).(C)成分が、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン四酢酸、N’-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン-N,N,N’-三酢酸、トリエチレンテトラアミン六酢酸、1,3-プロパンジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸、1,3-ジアミノ-2-ヒドロキシプロパン-N,N,N’,N’-四酢酸、2-ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、N-(1,2-ジヒドロキシエチル)グリシン、グリコールエーテルジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸、(1α,2β-シクロヘキサンジイルビスニトリロ)四酢酸、および、それら化合物の塩、からなる群より選択される少なくとも1つである、(I)~(IX)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物。
(XI).(I)~(X)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物を用いてなるシーリング材、
(XII).(I)~(X)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物を用いてなる接着剤、
(XIII). (I)~(X)のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物を硬化させた硬化物、
に関する。
本発明の硬化性組成物は、近年毒性が指摘されている有機錫系化合物を含まないため、環境適合性に優れるものである。また、アミジン化合物とともに、カルボニル基を有するキレート化剤やその塩を併用することで、硬化性組成物は良好な硬化性を維持し、さらに硬化物が変色するといった問題が生じない。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明の硬化性組成物は、(A)成分として反応性ケイ素基を有する有機重合体を必須成分とする。(A)成分の有機重合体は、反応性ケイ素基を1分子あたり平均して1個以上有する。ここで、反応性ケイ素基とは、ケイ素原子に結合した水酸基または加水分解性基を有する有機基である。
(A)成分は、硬化触媒によって加速される反応によりシロキサン結合が形成され、架橋する特徴を有する。
反応性ケイ素基としては、一般式(3):
-SiR3 3-aXa (3)
((3-a)個のR3はそれぞれ独立に炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数6~20のアリール基、炭素原子数7~20のアラルキル基、および、-OSi(R’)3(R’は、それぞれ独立に炭素原子数1~20の炭化水素基である。)で示されるトリオルガノシロキシ基からなる群より選択される少なくとも1つである。a個のXはそれぞれ独立に水酸基または加水分解性基のいずれかである。また、aは1~3の整数である。)で示される基があげられる。
一般式(3)中に記載のXで示される加水分解性基としては、特に限定されず、公知の加水分解性基があげられ、たとえば、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基などがあげられる。これらのなかでは、水素原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基およびアルケニルオキシ基が好ましく、加水分解性が穏やかで取扱いやすいことからアルコキシ基がより好ましい。
-SiR3 3-aXa (3)
((3-a)個のR3はそれぞれ独立に炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数6~20のアリール基、炭素原子数7~20のアラルキル基、および、-OSi(R’)3(R’は、それぞれ独立に炭素原子数1~20の炭化水素基である。)で示されるトリオルガノシロキシ基からなる群より選択される少なくとも1つである。a個のXはそれぞれ独立に水酸基または加水分解性基のいずれかである。また、aは1~3の整数である。)で示される基があげられる。
一般式(3)中に記載のXで示される加水分解性基としては、特に限定されず、公知の加水分解性基があげられ、たとえば、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基などがあげられる。これらのなかでは、水素原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基およびアルケニルオキシ基が好ましく、加水分解性が穏やかで取扱いやすいことからアルコキシ基がより好ましい。
加水分解性基や水酸基は、1個のケイ素原子に1~3個の範囲で結合することができ、加水分解性基や水酸基が反応性ケイ素基中のケイ素原子に2個以上結合する場合には、それらは同じであってもよいし、異なってもよい。
また、一般式(3)中に記載のR3としては、特に限定されず、たとえば、メチル基、エチル基などのアルキル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基、フェニル基などのアリール基、ベンジル基などのアラルキル基などがあげられ、これらのなかでもメチル基が好ましい。
一般式(3)記載の反応性ケイ素基としては、特に限定されず、たとえば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基、ジエトキシメチルシリル基、ジイソプロポキシメチルシリル基、メトキシジメチルシリル基、エトキシジメチルシリル基などがあげられる。これらのなかでも硬化性組成物の硬化性および貯蔵安定性が良好なことから、ジメトキシメチルシリル基が好ましい。また、反応性ケイ素基の加水分解反応に伴って生成するアルコールが、安全性の高いエタノールであることから、トリエトキシシリル基、ジエトキシメチルシリル基が好ましく、トリエトキシシリル基がより好ましい。
さらに、活性が高く良好な硬化性が得られることから、一般式(3)記載の反応性ケイ素基は、一般式(1)で表される反応性ケイ素基であることが好ましく、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基がより好ましく、トリメトキシシリル基が特に好ましい。
-SiX3 (1)
(Xは水酸基または加水分解性基を示し、3つのXは相互に同一であっても、異なっていてもよい。)
反応性ケイ素基の導入方法としては、特に限定されず公知の方法があげられ、たとえば以下に示す(イ)~(ハ)の方法があげられる。
-SiX3 (1)
(Xは水酸基または加水分解性基を示し、3つのXは相互に同一であっても、異なっていてもよい。)
反応性ケイ素基の導入方法としては、特に限定されず公知の方法があげられ、たとえば以下に示す(イ)~(ハ)の方法があげられる。
(イ).分子中に水酸基などの官能基を有する重合体に、この官能基に対して反応性を示す活性基および不飽和基を有する有機化合物を反応させ、不飽和基を有する重合体を得る。もしくは、不飽和基を有するエポキシ化合物との共重合により不飽和基を有する重合体を得る。ついで得られた反応生成物に反応性ケイ素基を有するヒドロシランを作用させてヒドロシリル化する方法。
(ロ).(イ)の方法と同様にして得られた不飽和基を有する有機重合体にメルカプト基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる方法。
(ハ).分子中に水酸基、エポキシ基やイソシアネート基などの官能基を有する有機重合体に、この官能基に対して反応性を示す官能基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる方法。
これらの方法のなかでは、(イ)の方法、または(ハ)の方法のうち末端に水酸基を有する重合体とイソシアネート基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる方法は、比較的短い反応時間で高い転化率が得られることから好ましい。また、(イ)の方法で得られた反応性ケイ素基を有する有機重合体を主成分とする硬化性組成物は、(ハ)の方法で得られた有機重合体を主成分とする硬化性組成物よりも低粘度になる傾向があり、その結果、作業性の良い硬化性組成物が得られること、さらに、(ロ)の方法で得られた有機重合体は、(イ)の方法で得られた有機重合体に比べメルカプトシランに基づく臭気が強いことなどから、(イ)の方法がより好ましい。
(イ)の方法において使用されるヒドロシラン化合物としては、特に限定されず、たとえば、トリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、フェニルジクロロシランなどのハロゲン化ヒドロシラン類;トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、1-[2-(トリメトキシシリル)エチル]-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンのようなアルコキシシラン類;メチルジアセトキシシラン、フェニルジアセトキシシランなどのアシロキシヒドロシラン類;ビス(ジメチルケトキシメート)メチルシラン、ビス(シクロヘキシルケトキシメート)メチルシランなどのケトキシメートヒドロシラン類などがあげられる。これらのなかでは、ハロゲン化ヒドロシラン類、アルコキシヒドロシラン類が好ましく、得られる有機重合体を主成分とする硬化性組成物が、加水分解性が穏やかで取り扱いやすいことから、アルコキシヒドロシラン類がより好ましい。前記アルコキシヒドロシラン類の中でも、入手が容易なこと、得られる有機重合体を主成分とする硬化性組成物および硬化物の諸特性(硬化性、貯蔵安定性、伸び特性、引張強度など)が優れることから、メチルジメトキシシランが好ましい。
(ロ)の合成方法としては、特に限定されず、たとえば、メルカプト基および反応性ケイ素基を有する化合物を、ラジカル開始剤および/またはラジカル発生源存在下でのラジカル付加反応によって、有機重合体の不飽和結合部位に導入する方法などがあげられる。メルカプト基および反応性ケイ素基を有する化合物としては、特に限定されず、たとえば、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシランなどがあげられる。
(ハ)の合成方法のなかで末端に水酸基を有する重合体とイソシアネート基および反応性ケイ素基を有する化合物を反応させる方法としては、特に限定されず、たとえば、特開平3-47825号公報に開示される方法などがあげられる。イソシアネート基および反応性ケイ素基を有する化合物としては、特に限定されず、たとえば、γ-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、イソシアネートメチルトリメトキシシラン、イソシアネートメチルトリエトキシシラン、イソシアネートメチルジメトキシメチルシラン、イソシアネートメチルジエトキシメチルシランなどがあげられる。
トリメトキシシランなど、1つのケイ素原子に3個の加水分解性基が結合しているシラン化合物は不均化反応が急速に進行する場合がある。不均化反応が進むと、ジメトキシシランなどの危険性のある化合物が生じる。
しかし、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシランやγ-イソシアネートプロピルトリメトキシシランでは、このような不均化反応は進行しない。このため、ケイ素基として、トリメトキシシリル基など1つのケイ素原子に3個の加水分解性基が結合している基を用いる際は、(ロ)または(ハ)の合成法を用いることが好ましい。
一方、一般式(4):
H-(SiR4 2O)nSiR4 2-R5-SiX3 (4)
(3個のXは一般式(1)および一般式(3)の表記と同じ。(2n+2)個のR4はそれぞれ独立に炭化水素基である。R5は2価の有機基である。また、nは0~19の整数である。)で示されるシラン化合物は、不均化反応が進まない。このため、(イ)の合成法で、1つのケイ素原子に3個の加水分解性基が結合している基を導入する場合には、一般式(4)で示されるシラン化合物を用いることが好ましい。
H-(SiR4 2O)nSiR4 2-R5-SiX3 (4)
(3個のXは一般式(1)および一般式(3)の表記と同じ。(2n+2)個のR4はそれぞれ独立に炭化水素基である。R5は2価の有機基である。また、nは0~19の整数である。)で示されるシラン化合物は、不均化反応が進まない。このため、(イ)の合成法で、1つのケイ素原子に3個の加水分解性基が結合している基を導入する場合には、一般式(4)で示されるシラン化合物を用いることが好ましい。
一般式(4)中に記載のR4としては、炭化水素基であれば特に限定されず、このなかでも、入手性およびコストの点から、炭素原子数1~20の炭化水素基が好ましく、炭素原子数1~8の炭化水素基がより好ましく、炭素原子数1~4の炭化水素基が特に好ましい。
一般式(4)中に記載のR5としては、2価の有機基であれば特に限定されず、このなかでも、入手性およびコストの点から、炭素原子数1~12の2価の炭化水素基が好ましく、炭素原子数2~8の2価の炭化水素基がより好ましく、炭素原子数2の2価の炭化水素基が特に好ましい。
一般式(4)中に記載のnは0~19の整数であるが、このなかでも入手性およびコストの点から1が好ましい。
一般式(4)記載のシラン化合物としては、1-[2-(トリメトキシシリル)エチル]-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1-[2-(トリメトキシシリル)プロピル]-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1-[2-(トリメトキシシリル)ヘキシル]-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンなどがあげられる。
反応性ケイ素基を有する有機重合体(A)としては、分子中に直鎖状、または分岐状の構造を有するいずれの重合体の使用も可能であり、その数平均分子量は、GPCの測定値をポリスチレンで換算した値において、500~100,000が好ましく、1,000~50,000がより好ましく、3,000~30,000が特に好ましい。数平均分子量が500未満では、得られる硬化物は、伸び特性に劣る傾向があり、100,000を越えると、硬化性組成物が高粘度となり、作業性に劣る傾向がある。
(A)成分の有機重合体1分子中に含まれる反応性ケイ素基の数は、平均値として、1以上が好ましく、1.1~5が好ましい。分子中に含まれる反応性ケイ素基の数が平均して1個未満になると、硬化性組成物は硬化性に劣る傾向があり、得られる硬化物は良好なゴム弾性挙動を発現しにくくなる傾向がある。
反応性ケイ素基は、主鎖の末端あるいは側鎖の末端にあってもよく、また、両方にあってもよい。特に、反応性ケイ素基が主鎖の末端にのみあるときは、得られる硬化物に含まれる有機重合体成分の有効網目長が長くなるため、高強度、高伸びで、低弾性率を示すゴム状硬化物が得られやすくなる。
本発明の硬化性組成物は、反応性ケイ素基を有する有機重合体を主成分として使用するが、ポリジメチルシロキサンなど無機重合体を主成分として使用するものと比較して、硬化触媒である(B)成分のアミジン化合物との相溶性が良好なため、硬化性や接着性に優れる特徴を有する。
また、同様の理由から(A)成分の有機重合体の主鎖骨格は、水素原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子から選択される1つ以上からなることが好ましい。
有機重合体の主鎖骨格としては、特に限定されず、たとえば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、ポリオキシテトラメチレン、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン共重合体、ポリオキシプロピレン-ポリオキシブチレン共重合体などのポリオキシアルキレン系重合体;エチレン-プロピレン系共重合体、ポリイソブチレン、イソブチレンとイソプレンなどとの共重合体、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、イソプレンあるいはブタジエンとアクリロニトリルおよび/またはスチレンなどとの共重合体、ポリブタジエン、イソプレンあるいはブタジエンとアクリロニトリル及びスチレンなどとの共重合体、これらのポリオレフィン系重合体に水素添加して得られる水添ポリオレフィン系重合体などの炭化水素系重合体;アジピン酸などの2塩基酸とグリコールとの縮合、または、ラクトン類の開環重合で得られるポリエステル系重合体;エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレートなどの化合物をラジカル重合して得られる(メタ)アクリル酸エステル系重合体;(メタ)アクリル酸エステル系化合物、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレンなどの化合物をラジカル重合して得られるビニル系重合体;前記重合体中でビニル系化合物を重合して得られるグラフト重合体;ポリサルファイド系重合体;ε-カプロラクタムの開環重合によるポリアミド6、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸の縮重合によるポリアミド6・6、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸の縮重合によるポリアミド6・10、ε-アミノウンデカン酸の縮重合によるポリアミド11、ε-アミノラウロラクタムの開環重合によるポリアミド12、前記ポリアミドの複数からなる共重合ポリアミドなどのポリアミド系重合体;ビスフェノールAと塩化カルボニルより縮重合によるポリカーボネートなどのポリカーボネート系重合体;ジアリルフタレート系重合体;などの有機重合体があげられる。
これらのなかでも、ポリイソブチレン、水添ポリイソプレン、水添ポリブタジエンなどの飽和炭化水素系重合体や、ポリオキシアルキレン系重合体、(メタ)アクリル酸エステル系重合体を主鎖骨格にもつ有機重合体は比較的ガラス転移温度が低く、得られる硬化物が耐寒性に優れることから好ましい。
(A)成分の有機重合体のガラス転移温度は、特に限定されず、20℃以下であることが好ましく、0℃以下であることがより好ましく、-20℃以下であることが特に好ましい。ガラス転移温度が20℃を上回ると、硬化性組成物の冬季または寒冷地での粘度が高くなり作業性が悪くなる傾向があり、また、得られる硬化物の柔軟性が低下し、伸びが低下する傾向がある。
なお、前記ガラス転移温度はJIS K7121規定の測定方法に則ったDSCの測定により求めることができる。
また、飽和炭化水素系重合体、ポリオキシアルキレン系重合体および(メタ)アクリル酸エステル系重合体を主鎖骨格に持つ有機重合体を主成分とする硬化性組成物は、接着剤やシーリング材として使用した際、低分子量成分の被接着物への移行(汚染)などが少なく、より好ましい。
さらに、ポリオキシアルキレン系重合体および(メタ)アクリル酸エステル系重合体を主鎖骨格に持つ有機重合体は、透湿性が高く、一液型の接着剤やシーリング材などの主成分として使用した際、深部硬化性に優れ、得られる硬化物は接着性が優れることから特に好ましく、ポリオキシアルキレン系重合体を主鎖骨格に持つ有機重合体が最も好ましい。
(A)成分の有機重合体の主鎖骨格として使用されるポリオキシアルキレン系重合体は、一般式(5):
-R6-O- (5)
(R6は炭素原子数1~14の直鎖状もしくは分岐状アルキレン基である。)で表される繰り返し単位を有する重合体である。
-R6-O- (5)
(R6は炭素原子数1~14の直鎖状もしくは分岐状アルキレン基である。)で表される繰り返し単位を有する重合体である。
一般式(5)中に記載のR6は、炭素原子数1~14の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基であれば特に限定されず、このなかでも、炭素原子数2~4の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基が好ましい。
一般式(5)記載の繰り返し単位としては、特に限定されず、たとえば
-CH2O-、-CH2CH2O-、-CH2CH(CH3)O-、-CH2CH(C2H5)O-、-CH2C(CH3)2O-、-CH2CH2CH2CH2O-
などがあげられる。
-CH2O-、-CH2CH2O-、-CH2CH(CH3)O-、-CH2CH(C2H5)O-、-CH2C(CH3)2O-、-CH2CH2CH2CH2O-
などがあげられる。
ポリオキシアルキレン系重合体は、1種類のみの繰り返し単位から構成されていてもよく、複数種の繰り返し単位から構成されていてもよい。特にシーリング材などの用途に使用される場合には、主鎖骨格としてプロピレンオキシド重合体を主成分とする有機重合体が、非晶質であること、比較的低粘度であることから好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法としては、特に限定されず公知の方法があげられ、たとえば、KOHのようなアルカリ触媒による方法、特開昭61-215623号に開示されている有機アルミニウム化合物とポルフィリンとを反応させて得られる錯体のような遷移金属化合物-ポルフィリン錯体を触媒として用いた方法、特公昭46-27250号、特公昭59-15336号、米国特許3278457号、米国特許3278458号、米国特許3278459号、米国特許3427256号、米国特許3427334号、米国特許3427335号などに開示されている複合金属シアン化物錯体を触媒として用いた方法、特開平10-273512号に開示されているポリホスファゼン塩を触媒として用いた方法、特開平11-060722号に開示されているホスファゼン化合物を触媒として用いた方法などがあげられる。
反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体の製造方法としては、特に限定されず公知の方法があげられ、たとえば、特公昭45-36319号、同46-12154号、特開昭50-156599号、同54-6096号、同55-13767号、同55-13468号、同57-164123号、特公平3-2450号、米国特許3632557号、米国特許4345053号、米国特許4366307号、米国特許4960844号などに開示されている方法、特開昭61-197631号、同61-215622号、同61-215623号、同61-218632号、特開平3-72527号、特開平3-47825号、特開平8-231707号などに開示されている高分子量(数平均分子量6,000以上)で分子量分布が狭い(Mw/Mn1.6以下)重合体が得られる方法などがあげられる。
前記の反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体は、硬化性組成物に配合する際、1種類のみを配合してもよく、複数種を組み合わせて配合してもよい。
(A)成分の有機重合体の主鎖骨格として使用される飽和炭化水素系重合体とは、分子中に芳香環以外の炭素-炭素不飽和結合を実質的に有しない重合体をいい、耐熱性、耐候性、耐久性、及び、湿気遮断性に優れる特徴を有する。
飽和炭化水素系重合体としては、特に限定されず、(i)繰り返し単位としてエチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブチレンなどの炭素原子数2から6のオレフィン系化合物からなる重合体、(ii)繰り返し単位としてブタジエン、イソプレンなどのジエン系化合物からなる重合体、(iii)前記ジエン系化合物と前記オレフィン系化合物を共重合させた後、水素添加するなどの方法により得られる重合体などがあげられる。このなかでも、イソブチレン系重合体や水添ポリブタジエン系重合体は、末端に官能基を導入しやすいこと、分子量を制御しやすいこと、末端官能基の数を調整できることなどから好ましく、イソブチレン系重合体がより好ましい。
イソブチレン系重合体は、繰り返し単位のすべてがイソブチレンから形成されていてもよく、他の化合物との共重合体でもよい。主鎖骨格としてイソブチレン系の共重合体を使用する際は、得られる硬化物のゴム特性が優れることからイソブチレンに由来する繰り返し単位を1分子中に50重量%以上有する重合体が好ましく、80重量%以上有する重合体がより好ましく、90から99重量%有する重合体が特に好ましい。
飽和炭化水素系重合体の製造方法としては、特に限定されず、従来から公知の各種重合方法があげられる。このなかでも、近年開発が顕著であるリビング重合法が好ましく、たとえば、リビング重合法を用いたイソブチレン系重合体の製造方法としては、Kennedyらによって見出されたイニファー重合(J.P.Kennedyら、J.Polymer Sci., Polymer Chem. Ed. 1997年、15巻、2843頁)があげられる。
この重合方法は、分子末端に各種官能基の導入が可能であり、得られたイソブチレン系重合体は分子量分布1.5以下で分子量500から100,000程度であることが知られている。
この重合方法は、分子末端に各種官能基の導入が可能であり、得られたイソブチレン系重合体は分子量分布1.5以下で分子量500から100,000程度であることが知られている。
反応性ケイ素基を有する飽和炭化水素系重合体の製造方法としては、特に限定されず公知の方法があげられ、たとえば、特公平4-69659号、特公平7-108928号、特開昭63-254149号、特開昭64-22904号、特開平1-197509号、特許2539445号、特許2873395号、特開平7-53882号などに開示されている方法があげられる。
前記の反応性ケイ素基を有する飽和炭化水素系重合体は、硬化性組成物に配合する際、1種類のみを配合してもよく、複数種を組み合わせて配合してもよい。
有機重合体(A)の主鎖骨格として使用される(メタ)アクリル酸エステル系重合体とは、繰り返し単位として(メタ)アクリル酸エステル系化合物からなる重合体である。なお、前記の記載方法((メタ)アクリル酸エステル)は、アクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルを表すものであり、以後の記載方法においても同様の意味を表す。
繰り返し単位として使用される(メタ)アクリル酸エステル系化合物としては、特に限定されず、たとえば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシブチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸グリシジル、γ-(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、γ-(メタクリロイルオキシ)プロピルジメトキシメチルシラン、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル-2-パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ビス(トリフルオロメチル)メチル、(メタ)アクリル酸2-トリフルオロメチル-2-パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロデシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキサデシルエチルなどの(メタ)アクリル酸系化合物があげられる。
(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、(メタ)アクリル酸エステル化合物と、これと共重合可能なビニル化合物の共重合体を含む。
ビニル化合物としては、特に限定されず、たとえば、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、クロロスチレン、スチレンスルホン酸及びその塩などのスチレン系化合物;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどのケイ素基を有するビニル系化合物;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類及びジアルキルエステル類;フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステル類及びジアルキルエステル類;マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミドなどのマレイミド系化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル基を有するビニル系化合物;アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアミド基を有するビニル系化合物;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニルなどのビニルエステル類;エチレン、プロピレンなどのアルケン類;ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコールなどがあげられ、これらは、複数を共重合成分として使用することも可能である。
前記化合物から得られる(メタ)アクリル酸エステル系の重合体のなかでも、スチレン系化合物と(メタ)アクリル酸系化合物からなる共重合体を主鎖骨格に持つ有機重合体が、得られる硬化物が物性に優れることから好ましく、アクリル酸エステル化合物とメタクリル酸エステル化合物からなる共重合体を主鎖骨格に持つ有機重合体がより好ましく、アクリル酸エステル化合物からなる重合体を主鎖骨格に持つ有機重合体が特に好ましい。
一般建築用途などに使用される場合、硬化性組成物としては低粘度であること、得られる硬化物としては低モジュラス、高伸び、耐候、耐熱性であることなどが要求される。
これらの要求を満たすものとして有機重合体の主鎖骨格がアクリル酸ブチル系化合物からなるものがより好ましい。
一方、自動車用途などに使用される場合、得られる硬化物としては耐油性に優れることなどが要求される。
得られる硬化物が耐油性に優れるものとしては、有機重合体の主鎖骨格がアクリル酸エチルを主とした共重合体からなるものがより好ましい。
このアクリル酸エチルを主とした共重合体を主鎖骨格とする有機重合体を含む硬化性組成物は、得られる硬化物が耐油性に優れるが低温特性(耐寒性)にやや劣る傾向があり、低温特性を向上させる目的で、アクリル酸エチルの一部をアクリル酸ブチルに置き換えることが行われる。ただし、アクリル酸ブチルの比率を増やすに伴い、その良好な耐油性が損なわれる傾向があるため、耐油性を要求される用途に使用する際は、その比率は40%以下にするのが好ましく、さらには30%以下にするのがより好ましい。
また、耐油性を損なわずに低温特性などを改善するために側鎖のアルキル基に酸素が導入されたアクリル酸2-メトキシエチルやアクリル酸2-エトキシエチルなど共重合体成分に用いるのも好ましい。
ただし、側鎖にエーテル結合を持つアルコキシ基の導入により、得られる硬化物は耐熱性が劣る傾向があるので、耐熱性が要求される用途に使用の際は、その比率を40%以下にするのが好ましい。
以上のように、アクリル酸エチルを主とした共重合体を主鎖骨格とする有機重合体は、各種用途や要求される目的に応じて、得られる硬化物の必要とされる耐油性や耐熱性、低温特性などの物性を考慮し、共重合体成分の種類や比率を変化させ、適した重合体を得ることが可能である。たとえば、特に限定されないが、耐油性や耐熱性、低温特性などの物性バランスに優れている例としては、アクリル酸エチル/アクリル酸ブチル/アクリル酸2-メトキシエチル(重量比で40~50/20~30/30~20)の共重合体があげられる。
本発明においては、これらの好ましい化合物を他の化合物と共重合、さらにはブロック共重合させることが可能であり、その際は、これらの好ましい化合物が重量比で40%以上含まれていることが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル系重合体の製造方法としては、特に限定されず、公知の方法があげられる。このなかでも、高い割合で分子鎖末端に架橋性官能基を導入しやすいこと、分子量分布が狭く、粘度が低い重合体が得られることなどから、リビングラジカル重合法を用いることが好ましい。
なお、重合開始剤としてアゾ系化合物、過酸化物などを用いる、通常のフリーラジカル重合法で得られる重合体は、分子量分布の値が一般に2以上と大きく、粘度が高くなる傾向がある。
前記「リビングラジカル重合法」を用いた(メタ)アクリル酸エステル系重合体の製造方法の中でも、開始剤として有機ハロゲン化物あるいはハロゲン化スルホニル化合物など使用し、触媒として遷移金属錯体を使用した「原子移動ラジカル重合法」は、分子量分布が狭く、低粘度の重合体が得られるという「リビングラジカル重合法」の特徴に加え、開始剤や触媒の選定の自由度が大きいこと、官能基変換反応に比較的有利なハロゲンなどを末端に有することなどから、特定の官能基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体の製造方法としてより好ましい。原子移動ラジカル重合法としては、たとえば、Matyjaszewskiら、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカルソサエティー(J.Am.Chem.Soc.)1995年、117巻、5614頁などがあげられる。
反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体の製造方法としては、特に限定されず、たとえば、特公平3-14068号、特公平4-55444号、特開平6-211922号などに開示されている連鎖移動剤を用いたフリーラジカル重合法、特開平9-272714号などに開示されている原子移動ラジカル重合法などがあげられる。
前記(メタ)アクリル酸エステル系化合物の複数からなる(メタ)アクリル酸エステル系共重合体も有機重合体(A)の主鎖骨格として使用することが可能である。
複数の(メタ)アクリル酸エステル系化合物からなるメタアクリル酸エステル系共重合体の具体例としては、主鎖骨格が実質的に、一般式(6):
-CH2-C(R7)(COOR8)- (6)
(R7は水素原子またはメチル基、R8は炭素原子数1~8のアルキル基である。)で示される炭素原子数1~8のアルキル基を有する繰り返し単位と、
一般式(7):
-CH2-C(R7)(COOR9)- (7)
(R7は一般式(6)の表記と同じ。R9は炭素原子数9以上のアルキル基である。)で示される炭素原子数9以上のアルキル基を有する繰り返し単位とからなる共重合体があげられる。
-CH2-C(R7)(COOR8)- (6)
(R7は水素原子またはメチル基、R8は炭素原子数1~8のアルキル基である。)で示される炭素原子数1~8のアルキル基を有する繰り返し単位と、
一般式(7):
-CH2-C(R7)(COOR9)- (7)
(R7は一般式(6)の表記と同じ。R9は炭素原子数9以上のアルキル基である。)で示される炭素原子数9以上のアルキル基を有する繰り返し単位とからなる共重合体があげられる。
一般式(6)中に記載のR8としては、炭素原子数1~8のアルキル基であれば特に限定されず、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、2-エチルヘキシル基などがあげられる。これらのなかでも炭素原子数が1~4のアルキル基が好ましく、炭素原子数が1または2のアルキル基がより好ましい。なお、共重合体中に含まれるR8は必ずしも1種類のアルキル基に限定されるものでは無い。
一般式(7)中に記載のR9としては、炭素原子数9以上のアルキル基であれば特に限定されず、たとえばラウリル基、トリデシル基、セチル基、ステアリル基、ベヘニル基などがあげられる。これらのなかでも炭素原子数が10~30のアルキル基が好ましく、炭素原子数が10~20の長鎖のアルキル基がより好ましい。なお、共重合体中に含まれるR9は必ずしも1種類のアルキル基に限定されるものでは無い。
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体は実質的に一般式(6)および一般式(7)記載の繰り返し単位から構成される。ここで、「実質的に」とは共重合体中に占める、一般式(6)、(7)記載の繰り返し単位の合計の割合が50重量%を超えることを意味し、共重合体に占める一般式(6)、(7)記載の繰り返し単位の合計の割合は70重量%以上が好ましい。
また、共重合体中に存在する一般式(6)、(7)の繰り返し単位の比率は、重量比(一般式(6):一般式(7))で95:5~40:60が好ましく、90:10~60:40がより好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体は、一般式(6)、(7)記載の繰り返し単位として使用される(メタ)アクリル酸エステル系化合物と、これと共重合可能なビニル化合物の共重合体を含む。
ビニル化合物としては、たとえばアクリル酸、メタクリル酸などのアクリル酸;アクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミドなどのアミド基、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、アミノエチルビニルエーテルなどのアミノ基を有する化合物;その他アクリロニトリル、スチレン、α-メチルスチレン、アルキルビニルエーテル、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、エチレンなどの化合物があげられる。
(A)成分の有機重合体の主鎖骨格中には、必要に応じ本発明の効果を大きく損なわない範囲で、前記以外の、たとえばウレタン結合を持つ繰り返し単位が存在してもよい。
ウレタン結合を持つ繰り返し単位としては、特に限定されず、たとえば、イソシアネート基と活性水素基との反応により生成する基(以下、アミドセグメントともいう。)を有する繰り返し単位があげられる。
アミドセグメントとは一般式(8):
-NR10-C(=O)- (8)
(R10は水素原子または有機基である。)で示される有機基をいう。
-NR10-C(=O)- (8)
(R10は水素原子または有機基である。)で示される有機基をいう。
アミドセグメントとしては、特に限定されず、たとえば、イソシアネート基と水酸基との反応により生成するウレタン基;イソシアネート基とアミノ基との反応により生成する尿素基;イソシアネート基とメルカプト基との反応により生成するチオウレタン基などがあげられる。
なお、本発明では、ウレタン基、尿素基、および、チオウレタン基中の活性水素と、イソシアネート基との反応により生成する有機基もアミドセグメントと定義する。
主鎖骨格にアミドセグメントを有する反応性ケイ素基を有する有機重合体の製造方法としては、特に限定されず、たとえば、特公昭46-12154号(米国特許3632557号)、特開昭58-109529号(米国特許4374237号)、特開昭62-13430号(米国特許4645816号)、特開平8-53528号(EP0676403)、特開平10-204144号(EP0831108)、特表2003-508561(米国特許6197912号)、特開平6-211879号(米国特許5364955号)、特開平10-53637号(米国特許5756751号)、特開平11-100427号、特開2000-169544号、特開2000-169545号、特開2002-212415号、特許第3313360号、米国特許4067844号、米国特許3711445号、特開2001-323040号、などに開示されている末端に活性水素を有する有機基をもつ有機重合体に、過剰量のポリイソシアネート化合物を反応させることで、ポリウレタン系主鎖の末端にイソシアネート基を有する重合体を得た後、あるいは同時に、重合体中のイソシアネート基の全部または一部と一般式(9):
W-R11-SiR3 3-aXa (9)
(R3、X、aは一般式(3)の表記と同じ。R11は2価の有機基であり、より好ましくは炭素原子数1~20の2価の炭化水素基である。Wは水酸基、カルボキシル基、メルカプト基およびアミノ基(1級または2級)からなる群より選択される、少なくとも1つの活性水素を有する基である。)で示されるケイ素化合物中のWを反応させる方法があげられる。
W-R11-SiR3 3-aXa (9)
(R3、X、aは一般式(3)の表記と同じ。R11は2価の有機基であり、より好ましくは炭素原子数1~20の2価の炭化水素基である。Wは水酸基、カルボキシル基、メルカプト基およびアミノ基(1級または2級)からなる群より選択される、少なくとも1つの活性水素を有する基である。)で示されるケイ素化合物中のWを反応させる方法があげられる。
また、特開平11-279249号(米国特許5990257号)、特開2000-119365号(米国特許6046270号)、特開昭58-29818号(米国特許4345053号)、特開平3-47825号(米国特許5068304号)、特開平11-60724号、特開2002-155145号、特開2002-249538号、WO03/018658号、WO03/059981号などに開示されている有機重合体の末端に存在する活性水素を有する基と一般式(10):
O=C=N-R11-SiR3 3-aXa (10)
(R11、R3、X、aは一般式(3)および一般式(9)の表記と同じ。)で示される反応性ケイ素基を有するイソシアネート化合物のイソシアネート基を反応させる方法があげられる。
O=C=N-R11-SiR3 3-aXa (10)
(R11、R3、X、aは一般式(3)および一般式(9)の表記と同じ。)で示される反応性ケイ素基を有するイソシアネート化合物のイソシアネート基を反応させる方法があげられる。
末端に活性水素を有する基を持つ有機重合体としては、特に限定されず、たとえば、末端に水酸基を有するオキシアルキレン重合体(ポリエーテルポリオール)、ポリアクリルポリオール、ポリエステルポリオール、末端に水酸基を有する飽和炭化水素系重合体(ポリオレフィンポリオール)、ポリチオール化合物、ポリアミン化合物などがあげられる。
これらのなかでも、ポリエーテルポリオール、ポリアクリルポリオール、および、ポリオレフィンポリオール成分を主鎖骨格に有する有機重合体は、ガラス転移温度が比較的低く、得られる硬化物が耐寒性に優れることから好ましい。
ポリエーテルポリオール成分を含む有機重合体は、粘度が低く作業性が良好であり、得られる硬化物の深部硬化性および接着性が良好であることから特に好ましい。また、ポリアクリルポリオールおよび飽和炭化水素系重合体成分を有する有機重合体を用いた硬化性組成物は、得られる硬化物の耐候性・耐熱性が良好であることからより好ましい。
ポリエーテルポリオールとしては、1分子あたり平均して少なくとも0.7個の水酸基を末端に有するものが好ましい。
その製造方法としては、特に限定されず公知の方法があげられ、たとえば、アルカリ金属触媒を使用した重合法、複合金属シアン化物錯体やセシウムの存在下、開始剤として1分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリヒドロキシ化合物を使用した、アルキレンオキシドの重合法などがあげられる。
前記の重合法のなかでも、複合金属シアン化物錯体を使用する重合法は、不飽和度が低く、分子量分布(Mw/Mn)が狭く、低粘度の重合体が得られること、得られる硬化物の耐酸性および耐候性がすぐれることなどにより好ましい。
ポリアクリルポリオールとは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(共)重合体を骨格とし、かつ、分子内にヒドロキシル基を有するポリオールをいう。
その製造方法としては、得られる重合体の分子量分布が狭く、低粘度化が可能なことからリビングラジカル重合法が好ましく、原子移動ラジカル重合法がより好ましい。また、特開2001-207157号に開示されているアクリル酸アルキルエステル系化合物を高温、高圧下で連続塊状重合するいわゆるSGOプロセスによる重合法が好ましい。ポリアクリルポリオールとしては、東亞合成(株)製のアルフォンUH-2000などがあげられる。
ポリイソシアネート化合物としては、特に限定されず、たとえば、トルエン(トリレン)ジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族系ポリイソシアネート;イソフォロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族系ポリイソシアネートなどがあげられる。
一般式(9)記載のケイ素化合物としては、特に限定されず、たとえば、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-(N-フェニル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N-エチルアミノイソブチルトリメトキシシラン、N-シクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン、N-シクロヘキシルアミノメチルジエトキシメチルシラン、N-フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、などのアミノ基を有するシラン化合物;γ-ヒドロキシプロピルトリメトキシシランなどのヒドロキシ基を有するシラン化合物;γ-メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト基を有するシラン化合物;などがあげられる。
さらに、一般式(10)記載のケイ素化合物としては、特開平6-211879号(米国特許5364955号)、特開平10-53637号(米国特許5756751号)、特開平10-204144号(EP0831108)、特開2000-169544号、特開2000-169545号に開示されている各種のα,β-不飽和カルボニル化合物と一級アミノ基を有するシラン化合物とのMichael付加反応物、または、各種の(メタ)アクリロイル基を有するシラン化合物と一級アミノ基を有する化合物とのMichael付加反応物などもあげられる。
一般式(10)記載の反応性ケイ素基を有するイソシアネート化合物としては、特に限定されず、たとえば、γ-トリメトキシシリルプロピルイソシアネート、γ-トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、γ-メチルジメトキシシリルプロピルイソシアネート、γ-メチルジエトキシシリルプロピルイソシアネート、トリメトキシシリルメチルイソシアネート、トリエトキシメチルシリルメチルイソシアネート、ジメトキシメチルシリルメチルイソシアネート、ジエトキシメチルシリルメチルイソシアネートなどがあげられる。
さらに、一般式(10)記載の反応性ケイ素基を有するイソシアネート化合物としては、特開2000-119365号(米国特許6046270号)に開示されている一般式(9)記載のケイ素化合物と、過剰のポリイソシアネート化合物の反応生成物などもあげられる。
本発明の硬化性組成物は、(A)成分の有機重合体の硬化触媒として、(B)成分のアミジン化合物を必須成分とする。硬化触媒としてアミジン化合物を使用することにより、非有機錫系硬化触媒でありながら、硬化性に優れた硬化性組成物を得ることができる。
(B)成分のアミジン化合物は、硬化性組成物がブリードアウトを生じず接着性に優れることから、融点23℃以上であることが好ましく、融点40℃以上であることがより好ましく、融点60℃以上であることが特に好ましい。硬化触媒として融点23℃未満のアミジン化合物を用いた場合、硬化物表面に液状化合物のブリードアウトを生じ易く、接着性も悪い傾向を示すが、融点23℃以上のアミジン化合物を用いることにより、ブリードアウトを生じず、接着性に優れた硬化性組成物を得ることができる。
また、(B)成分のアミジン化合物は、硬化触媒としての活性が高いことから、グアニジン化合物であることが好ましく、一般式(2)で表されるグアニジン化合物であることがより好ましい。
R1N=C(NR1 2)2 (2)
(5個のR1のうち任意の1個は有機基であり、残り4個はそれぞれ独立に、水素原子、飽和炭化水素基、-C(=NR2)-NR2 2(3個のR2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基)、または、=C(-NR2 2)2(4個のR2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基)、から選択される1つである。)
一般式(2)中に記載の5個のR1のうち任意の1個は有機基である。有機基としては、特に限定されず、たとえば、飽和または不飽和の炭化水素基;炭化水素基中の少なくとも1つの水素原子が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子から選択される1個以上を含む官能基に置換された有機基;アルコキシ基、カルボキシ基、アシル基、カルボニル基、アミノ基、イミノ基、スルホニル基などがあげられる。
(B)成分のアミジン化合物は、硬化性組成物がブリードアウトを生じず接着性に優れることから、融点23℃以上であることが好ましく、融点40℃以上であることがより好ましく、融点60℃以上であることが特に好ましい。硬化触媒として融点23℃未満のアミジン化合物を用いた場合、硬化物表面に液状化合物のブリードアウトを生じ易く、接着性も悪い傾向を示すが、融点23℃以上のアミジン化合物を用いることにより、ブリードアウトを生じず、接着性に優れた硬化性組成物を得ることができる。
また、(B)成分のアミジン化合物は、硬化触媒としての活性が高いことから、グアニジン化合物であることが好ましく、一般式(2)で表されるグアニジン化合物であることがより好ましい。
R1N=C(NR1 2)2 (2)
(5個のR1のうち任意の1個は有機基であり、残り4個はそれぞれ独立に、水素原子、飽和炭化水素基、-C(=NR2)-NR2 2(3個のR2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基)、または、=C(-NR2 2)2(4個のR2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基)、から選択される1つである。)
一般式(2)中に記載の5個のR1のうち任意の1個は有機基である。有機基としては、特に限定されず、たとえば、飽和または不飽和の炭化水素基;炭化水素基中の少なくとも1つの水素原子が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子から選択される1個以上を含む官能基に置換された有機基;アルコキシ基、カルボキシ基、アシル基、カルボニル基、アミノ基、イミノ基、スルホニル基などがあげられる。
ただし、硬化性組成物の硬化性や接着性に優れることから、5個のR1のうち任意の1個はアリール基であることが好ましい。アリール基としては、特に限定されず、たとえば、フェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、2,4-ジメチルフェニル基、2,6-ジメチルフェニル基、2,4,6-トリメチルフェニル基、2-クロロフェニル基、3-クロロフェニル基、2,4-ジクロロフェニル基、2,6-ジクロロフェニル基、2-ヒドロキシフェニル基、4-ヒドロキシフェニル基、2-アミノフェニル基、4-アミノフェニル基、2,4-ジアミノフェニル基、4-(ジメチルアミノ)フェニル基、4-ニトロフェニル基、4-シアノフェニル基、4-スルホン酸フェニル基、4-メトキシフェニル基、4-エトキシフェニル基、4-ベンジルオキシフェニル基、4-フェノキシフェニル基、4-カルボキシフェニル基、4-アセトキシフェニル基、4-ベンゾイルフェニル基、4-(エトキシカルボニル)フェニル基、4-(フェノキシカルボニル)フェニル基、4-グアニジノフェニル基、2,4-ジグアニジノフェニル基、4-(アセチルアミノ)フェニル基、4-(ベンゾイルアミノ)フェニル基、4-(ジメチルアミノスルホニル)フェニル基、2-メチル-4-メトキシフェニル基、2-メチル-4-ニトロフェニル基、2-メトキシ-4-グアニジノフェニル基、2-メトキシ-4-(アセチルアミノ)フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などがあげられる。
これらのなかでも、グアニジン化合物の入手が容易であること、硬化性組成物の硬化性や接着性に優れることから、フェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、4-アミノフェニル基、4-グアニジノフェニル基が好ましく、フェニル基または2-メチルフェニル基がより好ましい。
前記のように、グアニジン化合物は1個のアリール基が置換していることが好ましいが、一方で、置換したアリール基の数が増えるとともに、硬化性組成物の硬化性が低下する傾向にあることから、置換したアリール基の数は1個であることが好ましい。
一般式(2)中に記載の5個のR1のうち任意の4個は、水素原子、飽和炭化水素基、-C(=NR2)-NR2 2、または、=C(-NR2 2)2のいずれかである。
硬化性組成物の硬化性に優れることから、5個のR1のうち任意の4個は、水素原子または飽和炭化水素基が好ましく、水素原子がより好ましい。R1が飽和炭化水素基である場合、飽和炭化水素基として特に限定されず、たとえば、水素原子と炭素原子のみからなる飽和炭化水素基;飽和炭化水素基中の少なくとも1つの水素原子が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子から選択される1個以上を含む官能基に置換された飽和炭化水素基などがあげられる。R1が飽和炭化水素基の場合、入手が容易なことから、炭素原子数としては1~20が好ましく、1~10がより好ましい。
また、硬化性組成物の接着性に優れることから、5個のR1のうち任意の1個は、-C(=NR2)-NR2 2、または、=C(-NR2 2)2であることが好ましく、-C(=NR2)-NR2 2であることがより好ましい。R2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基であり、グアニジン化合物の入手が容易であることから水素原子が好ましい。
なお、R1が前記の-C(=NR2)-NR2 2、または、=C(-NR2 2)2で示される場合、一般式(2)のグアニジン化合物はビグアニド化合物と呼ばれる。
また、硬化性組成物の硬化性に優れることから、一般式(2)中に記載の5個のR1のうち任意の2個以上が結合して環状構造を形成している環状グアニジン化合物であることが好ましく、2環状グアニジン化合物であることがより好ましい。
(B)成分のアミジン化合物に含まれる炭素原子数としては、2以上であることが好ましく、3以上であることがより好ましく、6以上であることがさらに好ましく、7以上であることが特に好ましい。炭素原子数が2未満のように少ない(分子量が小さい)と、化合物の揮発性が増し、作業環境が悪化する傾向がある。なお、アミジン化合物に含まれる炭素原子数の上限については、特に規定の必要はないが、一般的に10,000以下が好ましい。
アミジン化合物の分子量は、前記と同様な理由により、60以上であることが好ましく、120以上がより好ましく、130以上が特に好ましい。分子量の上限については特に規定の必要はないが、一般的に100,000以下が好ましい。
(B)成分のアミジン化合物としては、特に限定されず、たとえば、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物;2-メチル-2-イミダゾリン、2-エチル-2-イミダゾリン、2-n-プロピル-2-イミダゾリン、2-イソプロピル-2-イミダゾリン、2-n-オクチル-2-イミダゾリン、1-(1-アミノエチル)-2-オクチル-2-イミダゾリン、2-n-ウンデシル-2-イミダゾリン、4-エチル-2-ウンデシル-2-イミダゾリン、2-シクロヘキシル-2-イミダゾリン、2-ベンジル-2-イミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン、2-[(3,4‐ジクロロフェノキシ)メチル]-2-イミダゾリン、4,4-ジメチル-2-イミダゾリン、4,4-ジエチル-2-イミダゾリン、4,5-ジメチル-2-イミダゾリン、1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1,2-ジメチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1-エチル-2-メチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1,2-ジエチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1-n-プロピル-2-メチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1-イソプロピル-2-メチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1-エチル-2-n-プロピル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1-エチル-2-イソプロピル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン(DBN)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)、6-ジブチルアミノ-1,8-ジアザ-ビシクロ[5,4,0]ウンデカ-7-エン(DBA-DBU)、6-ヒドロキシアミノ-1,8-ジアザ-ビシクロ[5,4,0]ウンデカ-7-エン(DBU-OH)等のアミジン化合物;グアニジン、ジシアンジアミド、グアニルチオウレア、1,1,2-トリメチルグアニジン、1,2,3-トリメチルグアニジン、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン、1,1,2,2,3-ペンタメチルグアニジン、2-エチル-1,1,3,3-テトラメチルグアニジン、1-n-ブチルグアニジン、1-ベンジルグアニジン、1,3-ジベンジルグアニジン、1-ベンジル-2,3-ジメチルグアニジン、1-ベンジルアミノグアニジン、1―(ベンジルオキシ)グアニジン、1-フェニルグアニジン、1,3-ジフェニルグアニジン、1-(o-トリル)グアニジン、1-(3-メチルフェニル)グアニジン、1-(4-メチルフェニル)グアニジン、1-(2-クロロフェニル)グアニジン、1-(4-クロロフェニル)グアニジン、1-(2,3-キシリル)グアニジン、1-(2,6-キシリル)グアニジン、1-(1-ナフチル)グアニジン、2-フェニル-1,3-ジシクロヘキシルグアニジン、1-フェニル-1-メチルグアニジン、1-(4-クロロフェニル)-3-(1-メチルエチル)グアニジン、1-(4-メチルフェニル)-3-オクチルグアニジン、1-(4-メトキシフェニル)グアニジン、1,1’-[4-(ドデシルオキシ)-m-フェニレン]ビスグアニジン、1-(4-ニトロフェニル)グアニジン、4-グアニジノ安息香酸、2-(フェニルイミノ)イミダゾリジン、2-(5,6,7,8-テトラヒドロナフタレン-1-イルアミノ)-2-イミダゾリン、N-(2-イミダゾリン-2-イル)-2,3-キシリジン、N-(2-イミダゾリン-2-イル)-1-ナフタレンアミン、1,1’-[メチレンビス(p-フェニレン)]ビスグアニジン、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、7-n-プロピル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、7-イソプロピル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、7-n-ブチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、7-n-シクロヘキシル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、2,3,5,6-テトラヒドロ-3-フェニル-1H-イミダゾ[1,2‐a]イミダゾールなどのグアニジン化合物;ビグアニド、1-メチルビグアニド、1-n-ブチルビグアニド、1-(2-エチルヘキシル)ビグアニド、1-n-オクタデシルビグアニド、1,1-ジメチルビグアニド、1,1-ジエチルビグアニド、1-シクロヘキシルビグアニド、1-アリルビグアニド、1-フェニルビグアニド、1-(o-トリル)ビグアニド、1-ベンジルビグアニド、1,5-エチレンビグアニド、1-(3-メチルフェニル)ビグアニド、1-(4-メチルフェニル)ビグアニド、1-(2-クロロフェニル)ビグアニド、1-(4-クロロフェニル)ビグアニド、1-(2,3-キシリル)ビグアニド、1-(2,6-キシリル)ビグアニド、1-(1-ナフチル)ビグアニド、1,3-ジフェニルビグアニド、1,5-ジフェニルビグアニド、1-フェニル-1-メチルビグアニド、1-(4-クロロフェニル)-5-(1-メチルエチル)ビグアニド、1-(4-メチルフェニル)-5-オクチルビグアニド、1-(4-メトキシフェニル)ビグアニド、1-(3,4-ジクロロフェニル)-5-(1-メチルエチル)ビグアニド、1,1’ヘキサメチレンビス[5-(4-クロロフェニル)ビグアニド]、2-グアニジノ-1H-ベンゾイミダゾール、1-(4-ニトロフェニル)ビグアニド、1-ベンジルビグアニド、1-(2-フェニルエチル)ビグアニド、3-(2-フェニルエチル)ビグアニド、N,N-ジアミジノアニリン、1,5-エチレンビグアニド、1-モルホリノビグアニド、3-モルホリノビグアニド、1-(4-クロロベンジルオキシ)ビグアニド、1-n-ブチル-N2-エチルビグアニド、1,1’-エチレンビスビグアニド、1-[3-(ジエチルアミノ)プロピル]ビグアニド、1-[3-(ジブチルアミノ)プロピル]ビグアニド、1-(モルホリノスルホニル)ベンジルビグアニド、1-(ヒドロキシメチル)ビグアニド、1-(2-ヒドロキシエチル)ビグアニド、N’,N’’-ジヘキシル-3,12-ジイミノ-2,4,11,13-テトラアザテトラデカンジアミジン、4-[3-(アミジノ)グアニジノ]ベンゼンスルホン酸、1,2-ジイソプロピル-3-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]グアニジン、5-[3-(2,4,5-トリクロロフェノキシ)プロポキシ]-1-イソプロピルビグアニドなどのビグアニド化合物;などがあげられる。
前記のように、グアニジン化合物は1個のアリール基が置換していることが好ましいが、一方で、置換したアリール基の数が増えるとともに、硬化性組成物の硬化性が低下する傾向にあることから、置換したアリール基の数は1個であることが好ましい。
一般式(2)中に記載の5個のR1のうち任意の4個は、水素原子、飽和炭化水素基、-C(=NR2)-NR2 2、または、=C(-NR2 2)2のいずれかである。
硬化性組成物の硬化性に優れることから、5個のR1のうち任意の4個は、水素原子または飽和炭化水素基が好ましく、水素原子がより好ましい。R1が飽和炭化水素基である場合、飽和炭化水素基として特に限定されず、たとえば、水素原子と炭素原子のみからなる飽和炭化水素基;飽和炭化水素基中の少なくとも1つの水素原子が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子から選択される1個以上を含む官能基に置換された飽和炭化水素基などがあげられる。R1が飽和炭化水素基の場合、入手が容易なことから、炭素原子数としては1~20が好ましく、1~10がより好ましい。
また、硬化性組成物の接着性に優れることから、5個のR1のうち任意の1個は、-C(=NR2)-NR2 2、または、=C(-NR2 2)2であることが好ましく、-C(=NR2)-NR2 2であることがより好ましい。R2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基であり、グアニジン化合物の入手が容易であることから水素原子が好ましい。
なお、R1が前記の-C(=NR2)-NR2 2、または、=C(-NR2 2)2で示される場合、一般式(2)のグアニジン化合物はビグアニド化合物と呼ばれる。
また、硬化性組成物の硬化性に優れることから、一般式(2)中に記載の5個のR1のうち任意の2個以上が結合して環状構造を形成している環状グアニジン化合物であることが好ましく、2環状グアニジン化合物であることがより好ましい。
(B)成分のアミジン化合物に含まれる炭素原子数としては、2以上であることが好ましく、3以上であることがより好ましく、6以上であることがさらに好ましく、7以上であることが特に好ましい。炭素原子数が2未満のように少ない(分子量が小さい)と、化合物の揮発性が増し、作業環境が悪化する傾向がある。なお、アミジン化合物に含まれる炭素原子数の上限については、特に規定の必要はないが、一般的に10,000以下が好ましい。
アミジン化合物の分子量は、前記と同様な理由により、60以上であることが好ましく、120以上がより好ましく、130以上が特に好ましい。分子量の上限については特に規定の必要はないが、一般的に100,000以下が好ましい。
(B)成分のアミジン化合物としては、特に限定されず、たとえば、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物;2-メチル-2-イミダゾリン、2-エチル-2-イミダゾリン、2-n-プロピル-2-イミダゾリン、2-イソプロピル-2-イミダゾリン、2-n-オクチル-2-イミダゾリン、1-(1-アミノエチル)-2-オクチル-2-イミダゾリン、2-n-ウンデシル-2-イミダゾリン、4-エチル-2-ウンデシル-2-イミダゾリン、2-シクロヘキシル-2-イミダゾリン、2-ベンジル-2-イミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン、2-[(3,4‐ジクロロフェノキシ)メチル]-2-イミダゾリン、4,4-ジメチル-2-イミダゾリン、4,4-ジエチル-2-イミダゾリン、4,5-ジメチル-2-イミダゾリン、1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1,2-ジメチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1-エチル-2-メチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1,2-ジエチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1-n-プロピル-2-メチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1-イソプロピル-2-メチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1-エチル-2-n-プロピル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1-エチル-2-イソプロピル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン(DBN)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)、6-ジブチルアミノ-1,8-ジアザ-ビシクロ[5,4,0]ウンデカ-7-エン(DBA-DBU)、6-ヒドロキシアミノ-1,8-ジアザ-ビシクロ[5,4,0]ウンデカ-7-エン(DBU-OH)等のアミジン化合物;グアニジン、ジシアンジアミド、グアニルチオウレア、1,1,2-トリメチルグアニジン、1,2,3-トリメチルグアニジン、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン、1,1,2,2,3-ペンタメチルグアニジン、2-エチル-1,1,3,3-テトラメチルグアニジン、1-n-ブチルグアニジン、1-ベンジルグアニジン、1,3-ジベンジルグアニジン、1-ベンジル-2,3-ジメチルグアニジン、1-ベンジルアミノグアニジン、1―(ベンジルオキシ)グアニジン、1-フェニルグアニジン、1,3-ジフェニルグアニジン、1-(o-トリル)グアニジン、1-(3-メチルフェニル)グアニジン、1-(4-メチルフェニル)グアニジン、1-(2-クロロフェニル)グアニジン、1-(4-クロロフェニル)グアニジン、1-(2,3-キシリル)グアニジン、1-(2,6-キシリル)グアニジン、1-(1-ナフチル)グアニジン、2-フェニル-1,3-ジシクロヘキシルグアニジン、1-フェニル-1-メチルグアニジン、1-(4-クロロフェニル)-3-(1-メチルエチル)グアニジン、1-(4-メチルフェニル)-3-オクチルグアニジン、1-(4-メトキシフェニル)グアニジン、1,1’-[4-(ドデシルオキシ)-m-フェニレン]ビスグアニジン、1-(4-ニトロフェニル)グアニジン、4-グアニジノ安息香酸、2-(フェニルイミノ)イミダゾリジン、2-(5,6,7,8-テトラヒドロナフタレン-1-イルアミノ)-2-イミダゾリン、N-(2-イミダゾリン-2-イル)-2,3-キシリジン、N-(2-イミダゾリン-2-イル)-1-ナフタレンアミン、1,1’-[メチレンビス(p-フェニレン)]ビスグアニジン、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、7-n-プロピル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、7-イソプロピル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、7-n-ブチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、7-n-シクロヘキシル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]-5-デセン、2,3,5,6-テトラヒドロ-3-フェニル-1H-イミダゾ[1,2‐a]イミダゾールなどのグアニジン化合物;ビグアニド、1-メチルビグアニド、1-n-ブチルビグアニド、1-(2-エチルヘキシル)ビグアニド、1-n-オクタデシルビグアニド、1,1-ジメチルビグアニド、1,1-ジエチルビグアニド、1-シクロヘキシルビグアニド、1-アリルビグアニド、1-フェニルビグアニド、1-(o-トリル)ビグアニド、1-ベンジルビグアニド、1,5-エチレンビグアニド、1-(3-メチルフェニル)ビグアニド、1-(4-メチルフェニル)ビグアニド、1-(2-クロロフェニル)ビグアニド、1-(4-クロロフェニル)ビグアニド、1-(2,3-キシリル)ビグアニド、1-(2,6-キシリル)ビグアニド、1-(1-ナフチル)ビグアニド、1,3-ジフェニルビグアニド、1,5-ジフェニルビグアニド、1-フェニル-1-メチルビグアニド、1-(4-クロロフェニル)-5-(1-メチルエチル)ビグアニド、1-(4-メチルフェニル)-5-オクチルビグアニド、1-(4-メトキシフェニル)ビグアニド、1-(3,4-ジクロロフェニル)-5-(1-メチルエチル)ビグアニド、1,1’ヘキサメチレンビス[5-(4-クロロフェニル)ビグアニド]、2-グアニジノ-1H-ベンゾイミダゾール、1-(4-ニトロフェニル)ビグアニド、1-ベンジルビグアニド、1-(2-フェニルエチル)ビグアニド、3-(2-フェニルエチル)ビグアニド、N,N-ジアミジノアニリン、1,5-エチレンビグアニド、1-モルホリノビグアニド、3-モルホリノビグアニド、1-(4-クロロベンジルオキシ)ビグアニド、1-n-ブチル-N2-エチルビグアニド、1,1’-エチレンビスビグアニド、1-[3-(ジエチルアミノ)プロピル]ビグアニド、1-[3-(ジブチルアミノ)プロピル]ビグアニド、1-(モルホリノスルホニル)ベンジルビグアニド、1-(ヒドロキシメチル)ビグアニド、1-(2-ヒドロキシエチル)ビグアニド、N’,N’’-ジヘキシル-3,12-ジイミノ-2,4,11,13-テトラアザテトラデカンジアミジン、4-[3-(アミジノ)グアニジノ]ベンゼンスルホン酸、1,2-ジイソプロピル-3-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]グアニジン、5-[3-(2,4,5-トリクロロフェノキシ)プロポキシ]-1-イソプロピルビグアニドなどのビグアニド化合物;などがあげられる。
これら(B)成分のアミジン化合物は、硬化性組成物に配合する際、1種のみを配合してもよく、複数種を組み合わせて配合してもよい。
前記アミジン化合物の中でも、入手が容易であること、触媒活性が高いことなどから、DBN、DBU、DBA-DBU、DBU-OH、1-フェニルグアニジン、1-(o-トリル)グアニジン、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、1-フェニルビグアニド、1-(o-トリル)ビグアニドが好ましく、DBN、DBU、1-フェニルグアニジン、1-(o-トリル)グアニジン、1-フェニルビグアニド、1-(o-トリル)ビグアニドがより好ましい。
また、前記アミジン化合物の中でも、硬化性組成物の接着性に優れることから、グアニジン化合物が好ましく、1-フェニルグアニジン、1-(o-トリル)グアニジン、1-フェニルビグアニド、1-(o-トリル)ビグアニドがより好ましい。
また、前記アミジン化合物の中でも、硬化性組成物の接着性に優れることから、グアニジン化合物が好ましく、1-フェニルグアニジン、1-(o-トリル)グアニジン、1-フェニルビグアニド、1-(o-トリル)ビグアニドがより好ましい。
(B)成分のアミジン化合物の配合量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、0.001~20重量部が好ましく、0.01~15重量部がより好ましく、0.1~10重量部、0.5~5重量部が特に好ましい。アミジン化合物の配合量が0.001~20重量部の場合、硬化性組成物はより優れた硬化性を有し、また、適度な硬化時間を有するため、作業性に優れたものとなる。
本発明の硬化性組成物は、硬化触媒として(B)成分のアミジン化合物を使用するが、必要に応じてアミジン化合物の触媒活性を高めるために、ルイス酸および/またはルイス酸の錯体を併用してもよい。特に硬化性組成物の硬化性を速めたい用途には、これらの併用は効果的である。また併用することにより、硬化触媒の配合量を減らすことができるという利点がある。
ルイス酸としては、特に限定されず、たとえば、塩化チタン、塩化錫、塩化ジルコニウム、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化亜鉛、塩化銅、塩化アンチモン、塩化ガリウム、塩化インジウム、臭化チタン、臭化錫、臭化ジルコニウム、臭化アルミニウム、臭化鉄、臭化亜鉛、臭化銅などのハロゲン化金属;および、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、三ヨウ化ホウ素などのハロゲン化ホウ素;トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル、スカンジウムトリフラート、イットリウムトリフラート、ジンクトリフラートなどの金属トリフラート化合物;などがあげられる。
前記ルイス酸のなかでも、入手が容易であること、取り扱いが容易であることから、塩化チタン、塩化錫、塩化ジルコニウム、塩化アルミニウム、塩化鉄、三フッ化ホウ素が好ましく、塩化チタン、塩化ジルコニウム、塩化鉄、三フッ化ホウ素がより好ましい。
また、ルイス酸の錯体としては、特に限定されず、たとえば、前記のルイス酸を含む錯体があげられ、より具体的には、ルイス酸のアミン錯体、アルコール錯体、エーテル錯体、水錯体などがあげられる。
ルイス酸のアミン錯体を構成するアミン化合物としては、特に限定されず、たとえば、アンモニア、モノエチルアミン、トリエチルアミン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)、ピリジン、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などがあげられる。
ルイス酸のアルコール錯体を構成するアルコール類としては、特に限定されず、たとえば、メタノール、エタノール、プロパノール、n-ブタノール、イソプロパノール、2-ブタノールなどがあげられる。
ルイス酸のエーテル錯体を構成するエーテル類としては、特に限定されず、たとえば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、n-ジブチルエーテル、テトラヒドロフランなどがあげられる。
前記ルイス酸の錯体のなかでも、入手が容易であること、取り扱いが容易であることから、三フッ化ホウ素アミン錯体、三フッ化ホウ素アルコール錯体、三フッ化ホウ素エーテル錯体が好ましく、三フッ化ホウ素エチルアミン錯体、三フッ化ホウ素ピペリジン錯体、三フッ化ホウ素メタノール錯体、三フッ化ホウ素エタノール錯体、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、三フッ化ホウ素テトラヒドロフラン錯体がより好ましく、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体が特に好ましい。
ルイス酸および/またはルイス酸の錯体の配合量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、0.1~30重量部が好ましく、0.1~12重量部がより好ましい。ルイス酸および/またはルイス酸の錯体の配合量が0.1~30重量部の場合、硬化性組成物は優れた硬化性を有し、また、適度な硬化時間を有するため、作業性に優れたものとなる。
また、硬化性組成物の接着性に優れ、硬化物表面のべたつきの抑制効果が大きいことから、組成物中に含まれる(B)成分のアミジン化合物と、ルイス酸および/またはルイス酸の錯体との比率は、モル比で90:10~30:70であることが好ましく、80:20~40:60であることがより好ましく、70:30~50:50であることが特に好ましい。
本発明の硬化性組成物は、硬化触媒として、(B)成分のアミジン化合物を使用するが、必要に応じて本発明の効果を阻害しない程度に他の硬化触媒を添加することもできる。
本発明の硬化性組成物は、硬化触媒として、(B)成分のアミジン化合物を使用するが、必要に応じて本発明の効果を阻害しない程度に他の硬化触媒を添加することもできる。
(B)成分のアミジン化合物以外の硬化触媒としては、特に限定されず、たとえば、カルボン酸錫、カルボン酸鉛、カルボン酸ビスマス、カルボン酸カリウム、カルボン酸カルシウム、カルボン酸バリウム、カルボン酸チタン、カルボン酸ジルコニウム、カルボン酸ハフニウム、カルボン酸バナジウム、カルボン酸マンガン、カルボン酸鉄、カルボン酸コバルト、カルボン酸ニッケル、カルボン酸セリウムなどのカルボン酸金属塩;テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート、チタンテトラキス(アセチルアセトナート)、ビス(アセチルアセトナート)ジイソプロポキシチタン、ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトセテート)などのチタン化合物;ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫フタレート、ジブチル錫ジオクタノエート、ジブチル錫ビス(2-エチルヘキサノエート)、ジブチル錫ビス(メチルマレエート)、ジブチル錫ビス(エチルマレエート)、ジブチル錫ビス(ブチルマレエート)、ジブチル錫ビス(オクチルマレエート)、ジブチル錫ビス(トリデシルマレエート)、ジブチル錫ビス(ベンジルマレエート)、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ビス(エチルマレエート)、ジオクチル錫ビス(オクチルマレエート)、ジブチル錫ジメトキサイド、ジブチル錫ビス(ノニルフェノキサイド)、ジブテニル錫オキサイド、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ビス(アセチルアセトナート)、ジブチル錫ビス(エチルアセトアセトナート)、ジブチル錫オキサイドとシリケート化合物との反応物、ジブチル錫オキサイドとフタル酸エステルとの反応物などの有機錫化合物;アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテートなどのアルミニウム化合物類;ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)などのジルコニウム化合物類;テトラブトキシハフニウムなどの各種金属アルコキシド類;有機酸性リン酸エステル類;トリフルオロメタンスルホン酸などの有機スルホン酸類;塩酸、リン酸、ボロン酸などの無機酸類;などがあげられる。
これらの硬化触媒を、(B)成分のアミジン化合物と併用させることにより、触媒活性が高くなり、硬化性組成物の深部硬化性や薄層硬化性、接着性などが改善されることが期待される。
しかしながら、有機錫化合物を併用して使用する場合は、有機錫化合物の配合量の増加に伴い、硬化性組成物の毒性が高くなる傾向があるため、有機錫化合物の添加量は少ないことが好ましく、より具体的には、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、金属錫として5重量部以下が好ましく、0.5重量部以下がより好ましく、0.05重量部以下さらに好ましく、実質的に含有していないことが最も好ましい。
また、本発明の硬化性組成物は、上記と同様の理由から非有機錫系硬化性組成物であることが必須である。なお、本発明では、非有機錫系硬化性組成物とは、有機錫化合物の添加量が、硬化触媒として作用する化合物の全添加量の50重量%以下であると定義するが、30重量%以下が好ましく、10重量%以下がより好ましく、1重量%以下がさらに好ましく、含有していないことが特に好ましい。
また、有機錫以外の金属化合物を併用する場合も、環境への負荷を考慮すると、添加量は少ないことが好ましく、より具体的には、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、5重量部以下が好ましく、2重量部以下がより好ましく、実質的に含有していないことが特に好ましい。
本発明の硬化性組成物は、好ましくは非有機錫系硬化性組成物であるが、前記と同様な理由により、有機錫化合物やカルボン酸錫等の錫化合物を実質的に含有していない非錫系硬化性組成物がより好ましく、有機錫化合物や各種カルボン酸金属塩を実質的に含有していない非有機錫かつ非カルボン酸金属塩系硬化性組成物がさらに好ましく、カルボン酸金属塩、チタン化合物、有機錫化合物、有機アルミニウム化合物、および、ジルコニウム化合物等の前記金属元素含有硬化触媒を実質的に含有していない非金属触媒系硬化性組成物が特に好ましい。
また、本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて、発明の効果を低下させない程度に助触媒としてカルボン酸が添加される。
助触媒として使用されるカルボン酸としては、特に限定されず、たとえば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、2-エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸などの直鎖飽和脂肪酸類;ウンデシレン酸、リンデル酸、ツズ酸、フィゼテリン酸、ミリストレイン酸、2-ヘキサデセン酸、6-ヘキサデセン酸、7-ヘキサデセン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、エライジン酸、アスクレピン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、ゴンドイン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、セラコレイン酸、キシメン酸、ルメクエン酸、アクリル酸、メタクリル酸、アンゲリカ酸、クロトン酸、イソクロトン酸、10-ウンデセン酸などのモノエン不飽和脂肪酸類;リノエライジン酸、リノール酸、10,12-オクタデカジエン酸、ヒラゴ酸、α-エレオステアリン酸、β-エレオステアリン酸、プニカ酸、リノレン酸、8,11,14-エイコサトリエン酸、7,10,13-ドコサトリエン酸、4,8,11,14-ヘキサデカテトラエン酸、モロクチ酸、ステアリドン酸、アラキドン酸、8,12,16,19-ドコサテトラエン酸、4,8,12,15,18-エイコサペンタエン酸、イワシ酸、ニシン酸、ドコサヘキサエン酸などのポリエン不飽和脂肪酸類;1-メチル酪酸、イソ酪酸、2-エチル酪酸、イソ吉草酸、ツベルクロステアリン酸、ピバル酸、2,2-ジメチル酪酸、2-エチル-2-メチル酪酸、2,2-ジエチル酪酸、2,2-ジメチル吉草酸、2-エチル-2-メチル吉草酸、2,2-ジエチル吉草酸、2,2-ジメチルヘキサン酸、2,2-ジエチルヘキサン酸、2,2-ジメチルオクタン酸、2-エチル-2,5-ジメチルヘキサン酸、ネオデカン酸、バーサチック酸などの枝分れ脂肪酸類;プロピオール酸、タリリン酸、ステアロール酸、クレペニン酸、キシメニン酸、7-ヘキサデシン酸などの三重結合をもつ脂肪酸類;ナフテン酸、マルバリン酸、ステルクリン酸、ヒドノカルビン酸、ショールムーグリン酸、ゴルリン酸、1-メチルシクロペンタンカルボン酸、1-メチルシクロヘキサンカルボン酸、2-メチルビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボン酸、1-アダマンタンカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-カルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン-1-カルボン酸などの脂環式カルボン酸類;アセト酢酸、エトキシ酢酸、グリオキシル酸、グリコール酸、グルコン酸、サビニン酸、2-ヒドロキシテトラデカン酸、イプロール酸、2,2-ジメチル-3-ヒドロキシプロピオン酸、2-ヒドロキシヘキサデカン酸、ヤラピノール酸、ユニペリン酸、アンブレットール酸、アリューリット酸、2-ヒドロキシオクタデカン酸、12-ヒドロキシオクタデカン酸、18-ヒドロキシオクタデカン酸、9,10-ジヒドロキシオクタデカン酸、リシノール酸、カムロレン酸、リカン酸、フェロン酸、セレブロン酸、2-メチル-7-オキサビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボン酸などの含酸素脂肪酸類;クロロ酢酸、2-クロロアクリル酸、クロロ安息香酸などのモノカルボン酸のハロゲン置換体;などがあげられる。
脂肪族ジカルボン酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、ピメリン酸、スペリン酸、セバシン酸、エチルマロン酸、グルタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、オキシ二酢酸、ジメチルマロン酸、エチルメチルマロン酸、ジエチルマロン酸、2,2-ジメチルこはく酸、2,2-ジエチルこはく酸、2,2-ジメチルグルタル酸、1,2,2-トリメチル-1,3-シクロペンタンジカルボン酸などの飽和ジカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、アセチレンジカルボン酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸などがあげられる。
脂肪族ポリカルボン酸としては、アコニット酸、4,4-ジメチルアコニット酸、クエン酸、イソクエン酸、3-メチルイソクエン酸などのトリカルボン酸などがあげられる。芳香族カルボン酸としては、安息香酸、9-アントラセンカルボン酸、アトロラクチン酸、アニス酸、イソプロピル安息香酸、サリチル酸、トルイル酸などの芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、カルボキシフェニル酢酸、ピロメリット酸などの芳香族ポリカルボン酸;などがあげられる。これらの助触媒を併用させることにより、硬化触媒の活性が高くなり、硬化性組成物の硬化性や深部硬化性などの改善効果が期待される。
前記カルボン酸の添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、0.01~20重量部が好ましく、0.1~10重量部がより好ましい。
本発明の硬化性組成物は、(C)成分として、カルボ二ル基を有するキレート化剤、および/または、カルボニル基を有するキレート化剤の塩を必須成分とする。硬化触媒として(B)成分のアミジン化合物を使用した場合、硬化性組成物は硬化後に徐々に表面が黄色く変色する傾向にあるという課題に対して、(C)成分を併用することで改善できる。また、(C)成分を使用することで、硬化性組成物の重要な物性である硬化性は低下させない。
(C)成分としては、硬化性組成物の変色を抑制する効果に優れることから、β-ジケトン、β-ケトカルボン酸、β-ケトエステル、β-ケトアミド、β-ケトアニリド、β-ジエステル、ポリカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、アミノカルボン酸などのカルボ二ル基を有するキレート化剤、および/または、これらキレート化剤の塩であることが好ましい。
(C)成分は沸点100℃以上が好ましく、沸点150℃以上がより好ましく、沸点200℃以上がさらに好ましく、沸点250℃以上が特に好ましい。(C)成分の沸点が低いと硬化性組成物が硬化した後に蒸発し易く、本発明の効果が長期間維持されない場合がある。
(C)成分のカルボニル基を有するキレート化剤としては、特に限定されず、たとえば、1,3-プロパンジオン、2-メチル-1,3-プロパンジオン、1-フェニル-1,3-プロパンジオン、1-(1,3-シクロペンタジエニル)-1,3-プロパンジオン、1,3-ブタンジオン、2-メチル-1,3-ブタンジオン、1,3-ペンタンジオン、2,4-ペンタンジオン、3-エチル-2,4-ペンタンジオン、1-メトキシ-2,4-ペンタンジオン、2,4-ヘキサンジオン、3-アセチル-2,4-ペンタンジオン、3-メチル-2,4-ペンタンジオン、3-ヒドロキシ-2,4-ペンタンジオン、1-ヘキセン-3,5-ジオン、3,5-ヘプタンジオン、6-メチル-2,4-ヘプタンジオン、2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオン、5,5-ジメチル-2,4-ヘキサンジオン、3-メチル-2,4-ヘキサンジオン、2,4-オクタンジオン、3,5―オクタンジオン、1-メタクリロイルアセトン、1,3-シクロペンタンジオン、2-メチル-1,3-シクロペンタンジオン、4-メチル-1,3-シクロペンタンジオン、4-シクロペンテン-1,3-ジオン、4-メチル-4-シクロペンテン-1,3-ジオン、4,5-ジメチル-4-シクロペンテン-1,3-ジオン、2-アセチル-1,3-シクロペンタンジオン、4,5-ジメチル-1,3-シクロペンタンジオン、1,3-シクロヘキサンジオン、2-メチル-1,3-シクロヘキサンジオン、5,5-ジメチル-1,3-シクロヘキサンジオン、4-シクロヘキセン-1,3-ジオン、2-ヒドロキシシクロペンタン-1,3-ジオン、2H-ピラン-3,5(4H,6H)-ジオン、1,3-インダンジオン、1,3-シクロヘプタンジオン、2,4,6-ヘプタントリオンなどのβ-ジケトン化合物;3-オキソブタン酸、3-オキソプロパン酸などのβ-ケトカルボン酸化合物;テトラヒドロフラン-2,4-ジオン、3-オキソブタン酸エチル、2-アセチル-3-フェニルプロピオン酸エチル、2-アセチル-γ-ブチロラクトン、3-メチルフラン-2,4(3H,5H)-ジオン、テトラヒドロ-2H-ピラン-2,4-ジオン、3,5―ジメチルフラン-2,4(3H,5H)-ジオン、3-エチルフラン-2,4(3H,5H)-ジオンなどのβ-ケトエステル化合物;1,3-ジメトキシ-1,3-プロパンジオン、1,3-ジメトキシ-1,3-プロパンジオン、プロパン二酸ジエチル、マロン酸ジ-tert-ブチル、1-メトキシ-4-メチル-1,3-ペンタンジオン、プロパン二酸ジベンジル、1,3-ジオキサン-4,6-ジオン、2,2-ジメチル-1,3-ジオキサン-4,6-ジオンなどのβ-ジエステル化合物;アジピン酸、アゼライン酸、ピメリン酸、スペリン酸、セバシン酸、エチルマロン酸、グルタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、オキシ二酢酸、ジメチルマロン酸、エチルメチルマロン酸、ジエチルマロン酸、2,2-ジメチルこはく酸、2,2-ジエチルこはく酸、2,2-ジメチルグルタル酸、1,2,2-トリメチル-1,3-シクロペンタンジカルボン酸、アコニット酸、4,4-ジメチルアコニット酸、クエン酸、イソクエン酸、3-メチルイソクエン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、カルボキシフェニル酢酸、ピロメリット酸などのポリカルボン酸化合物;グルコン酸、ヘプトグルコン酸などのヒドロキシカルボン酸化合物;エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン四酢酸、N’-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン-N,N,N’-三酢酸、トリエチレンテトラアミン六酢酸、1,3-プロパンジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸、1,3-ジアミノ-2-ヒドロキシプロパン-N,N,N’,N’-四酢酸、2-ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、N-(1,2-ジヒドロキシエチル)グリシン、グリコールエーテルジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸、(1α,2β-シクロヘキサンジイルビスニトリロ)四酢酸、カルボキシメチルポリエチレンイミン、N,N-ビス(カルボキシメチル)-L-グルタミン酸、N,N’エチレンジアミンジコハク酸などのアミノカルボン酸化合物;などがあげられる。
本発明の硬化性組成物は、(C)成分として、カルボ二ル基を有するキレート化剤、および/または、カルボニル基を有するキレート化剤の塩を必須成分とする。硬化触媒として(B)成分のアミジン化合物を使用した場合、硬化性組成物は硬化後に徐々に表面が黄色く変色する傾向にあるという課題に対して、(C)成分を併用することで改善できる。また、(C)成分を使用することで、硬化性組成物の重要な物性である硬化性は低下させない。
(C)成分としては、硬化性組成物の変色を抑制する効果に優れることから、β-ジケトン、β-ケトカルボン酸、β-ケトエステル、β-ケトアミド、β-ケトアニリド、β-ジエステル、ポリカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、アミノカルボン酸などのカルボ二ル基を有するキレート化剤、および/または、これらキレート化剤の塩であることが好ましい。
(C)成分は沸点100℃以上が好ましく、沸点150℃以上がより好ましく、沸点200℃以上がさらに好ましく、沸点250℃以上が特に好ましい。(C)成分の沸点が低いと硬化性組成物が硬化した後に蒸発し易く、本発明の効果が長期間維持されない場合がある。
(C)成分のカルボニル基を有するキレート化剤としては、特に限定されず、たとえば、1,3-プロパンジオン、2-メチル-1,3-プロパンジオン、1-フェニル-1,3-プロパンジオン、1-(1,3-シクロペンタジエニル)-1,3-プロパンジオン、1,3-ブタンジオン、2-メチル-1,3-ブタンジオン、1,3-ペンタンジオン、2,4-ペンタンジオン、3-エチル-2,4-ペンタンジオン、1-メトキシ-2,4-ペンタンジオン、2,4-ヘキサンジオン、3-アセチル-2,4-ペンタンジオン、3-メチル-2,4-ペンタンジオン、3-ヒドロキシ-2,4-ペンタンジオン、1-ヘキセン-3,5-ジオン、3,5-ヘプタンジオン、6-メチル-2,4-ヘプタンジオン、2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオン、5,5-ジメチル-2,4-ヘキサンジオン、3-メチル-2,4-ヘキサンジオン、2,4-オクタンジオン、3,5―オクタンジオン、1-メタクリロイルアセトン、1,3-シクロペンタンジオン、2-メチル-1,3-シクロペンタンジオン、4-メチル-1,3-シクロペンタンジオン、4-シクロペンテン-1,3-ジオン、4-メチル-4-シクロペンテン-1,3-ジオン、4,5-ジメチル-4-シクロペンテン-1,3-ジオン、2-アセチル-1,3-シクロペンタンジオン、4,5-ジメチル-1,3-シクロペンタンジオン、1,3-シクロヘキサンジオン、2-メチル-1,3-シクロヘキサンジオン、5,5-ジメチル-1,3-シクロヘキサンジオン、4-シクロヘキセン-1,3-ジオン、2-ヒドロキシシクロペンタン-1,3-ジオン、2H-ピラン-3,5(4H,6H)-ジオン、1,3-インダンジオン、1,3-シクロヘプタンジオン、2,4,6-ヘプタントリオンなどのβ-ジケトン化合物;3-オキソブタン酸、3-オキソプロパン酸などのβ-ケトカルボン酸化合物;テトラヒドロフラン-2,4-ジオン、3-オキソブタン酸エチル、2-アセチル-3-フェニルプロピオン酸エチル、2-アセチル-γ-ブチロラクトン、3-メチルフラン-2,4(3H,5H)-ジオン、テトラヒドロ-2H-ピラン-2,4-ジオン、3,5―ジメチルフラン-2,4(3H,5H)-ジオン、3-エチルフラン-2,4(3H,5H)-ジオンなどのβ-ケトエステル化合物;1,3-ジメトキシ-1,3-プロパンジオン、1,3-ジメトキシ-1,3-プロパンジオン、プロパン二酸ジエチル、マロン酸ジ-tert-ブチル、1-メトキシ-4-メチル-1,3-ペンタンジオン、プロパン二酸ジベンジル、1,3-ジオキサン-4,6-ジオン、2,2-ジメチル-1,3-ジオキサン-4,6-ジオンなどのβ-ジエステル化合物;アジピン酸、アゼライン酸、ピメリン酸、スペリン酸、セバシン酸、エチルマロン酸、グルタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、オキシ二酢酸、ジメチルマロン酸、エチルメチルマロン酸、ジエチルマロン酸、2,2-ジメチルこはく酸、2,2-ジエチルこはく酸、2,2-ジメチルグルタル酸、1,2,2-トリメチル-1,3-シクロペンタンジカルボン酸、アコニット酸、4,4-ジメチルアコニット酸、クエン酸、イソクエン酸、3-メチルイソクエン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、カルボキシフェニル酢酸、ピロメリット酸などのポリカルボン酸化合物;グルコン酸、ヘプトグルコン酸などのヒドロキシカルボン酸化合物;エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン四酢酸、N’-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン-N,N,N’-三酢酸、トリエチレンテトラアミン六酢酸、1,3-プロパンジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸、1,3-ジアミノ-2-ヒドロキシプロパン-N,N,N’,N’-四酢酸、2-ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、N-(1,2-ジヒドロキシエチル)グリシン、グリコールエーテルジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸、(1α,2β-シクロヘキサンジイルビスニトリロ)四酢酸、カルボキシメチルポリエチレンイミン、N,N-ビス(カルボキシメチル)-L-グルタミン酸、N,N’エチレンジアミンジコハク酸などのアミノカルボン酸化合物;などがあげられる。
前記キレート化剤のなかでも、入手が容易であること、硬化性組成物の変色を抑制する効果に優れることから、アミノカルボン酸が好ましく、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン四酢酸がより好ましい。
(C)成分のカルボニル基を有するキレート化剤の塩としては、特に限定されず、たとえば、前記カルボニル基を有するキレート化剤を含む塩があげられ、より具体的には、リチウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、チタン塩、バナジウム塩、クロム塩、マンガン塩、鉄塩、コバルト塩、ニッケル塩、銅塩、亜鉛塩、ガリウム塩、ゲルマニウム塩、モリブデン塩、パラジウム塩、銀塩、錫塩、セシウム塩、バリウム塩、オスミウム塩、白金塩、金塩、ビスマス塩などがあげられる。
前記キレート化剤の塩のなかでも、入手が容易であること、取り扱いが容易であることから、ナトリウム塩が好ましく、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウムがより好ましい。これら(C)成分は、硬化性組成物に配合する際、1種のみを配合してもよく、複数種を組み合わせて配合してもよい。
(C)成分の配合量は、(A)成分の有機重合体100重量部に対して0.1~20重量部であることが好ましく、1.5~15重量部であることがさらに好ましく、3~10重量部であることが特に好ましい。(C)成分の配合量が0.1未満である場合、硬化物の変色を改善する効果が不十分であり、一方、20重量部以上の使用は硬化物の接着性を低下させる傾向にあり、また経済的に不利であるためである。
本発明の硬化性組成物は、必要に応じて、シランカップリング剤が添加される。ここでシランカップリング剤とは、分子中に加水分解性ケイ素基とそれ以外の官能基を有する化合物で、硬化性組成物中に配合することにより、得られる硬化物の各種被着体に対する接着性の改善効果を示したり、硬化性組成物中に含まれる水分を除く(脱水)効果を示すものである。また、シランカップリング剤は、前記の効果に加え物性調整剤、無機充填材の分散性改良剤などとして機能し得る化合物である。
(C)成分のカルボニル基を有するキレート化剤の塩としては、特に限定されず、たとえば、前記カルボニル基を有するキレート化剤を含む塩があげられ、より具体的には、リチウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、チタン塩、バナジウム塩、クロム塩、マンガン塩、鉄塩、コバルト塩、ニッケル塩、銅塩、亜鉛塩、ガリウム塩、ゲルマニウム塩、モリブデン塩、パラジウム塩、銀塩、錫塩、セシウム塩、バリウム塩、オスミウム塩、白金塩、金塩、ビスマス塩などがあげられる。
前記キレート化剤の塩のなかでも、入手が容易であること、取り扱いが容易であることから、ナトリウム塩が好ましく、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウムがより好ましい。これら(C)成分は、硬化性組成物に配合する際、1種のみを配合してもよく、複数種を組み合わせて配合してもよい。
(C)成分の配合量は、(A)成分の有機重合体100重量部に対して0.1~20重量部であることが好ましく、1.5~15重量部であることがさらに好ましく、3~10重量部であることが特に好ましい。(C)成分の配合量が0.1未満である場合、硬化物の変色を改善する効果が不十分であり、一方、20重量部以上の使用は硬化物の接着性を低下させる傾向にあり、また経済的に不利であるためである。
本発明の硬化性組成物は、必要に応じて、シランカップリング剤が添加される。ここでシランカップリング剤とは、分子中に加水分解性ケイ素基とそれ以外の官能基を有する化合物で、硬化性組成物中に配合することにより、得られる硬化物の各種被着体に対する接着性の改善効果を示したり、硬化性組成物中に含まれる水分を除く(脱水)効果を示すものである。また、シランカップリング剤は、前記の効果に加え物性調整剤、無機充填材の分散性改良剤などとして機能し得る化合物である。
シランカップリング剤中に存在する加水分解性ケイ素基としては、一般式(3):-SiR3
aX1
3-a中に記載のX1が加水分解性基であるものがあげられ、具体的には、加水分解性基として既に例示した基をあげることができる。このなかでも、メトキシ基、エトキシ基などが適度な加水分解速度を有することから好ましい。シランカップリング剤1分子中に含まれる加水分解性基の個数は、2個以上、特に3個以上が好ましい。
シランカップリング剤中に存在する加水分解性ケイ素基以外の官能基としては、置換または非置換のアミノ基、メルカプト基、エポキシ基、カルボキシル基、ビニル基、イソシアネート基、イソシアヌレート、ハロゲンなどを例示できる。この中でも、特に置換または非置換のアミノ基を有するシランカップリング剤は、得られる硬化物と被着体との接着性を高める点でも好ましい。
さらに、(A)成分の有機重合体に前記のシランカップリング剤を添加して得られる硬化性組成物は、経時の粘度上昇などが抑制され、良好な状態で長期間保存できる。
シランカップリング剤としては、特に限定されず、たとえばγ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-(2-(2-アミノエチル)アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(N-エチルアミノ)-2-メチルプロピルトリメトキシシラン、N-シクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン、N-フェニルアミノメチルトリメトキシシランなどのアミノシラン類;N-(1,3-ジメチルブチリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンアミンなどのケチミン型シラン類;γ-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネートシラン類;γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン類;γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシシラン類;β-カルボキシエチルトリエトキシシラン等のカルボキシシラン類;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン等のビニル型不飽和基含有シラン類;γ-クロロプロピルトリメトキシシラン等のハロゲン含有シラン類;トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等のイソシアヌレートシラン類;などがあげられる。また、上記アミノシラン類とエポキシシラン類の反応物、アミノシラン類とイソシアネートシラン類の反応物なども使用できる。
シシランカップリング剤を添加する場合、その添加量としては、有機重合体(A)100重量部に対し、0.01~20重量部が好ましい。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて、可塑剤が添加される。可塑剤は、硬化性組成物の粘度やスランプ性を調整する機能、得られる硬化物の引張り強度、伸び特性などの機械的な特性が調整する機能を有するものである。
可塑剤としては特に限定されず、たとえば、ジブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ビス(2-エチルヘキシル)フタレート、ジイソデシルフタレート、ジイソノニルフタレート、ブチルベンジルフタレートなどのフタル酸エステル類;マロン酸ジメチル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、ジメチルアジペート、ジメチルセバケート、ジブチルセバケート、ジオクチルアジペート、ジオクチルセバケート、コハク酸イソデシルなどの非芳香族2塩基酸エステル類;吉草酸メチル、カプリル酸メチル、カプリン酸メチル、ラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、オレイン酸メチル、リシノール酸メチル、アセチルリシリノール酸メチル、ヤシ脂肪酸メチル、オレイン酸ブチルなどの脂肪族エステル類;トリクレジルホスフェート、トリブチルホスフェートなどのリン酸エステル類;トリメリット酸エステル類;ぺンタデカンスルホン酸フェニル、ヘキサデカンスルホン酸フェニルなどのスルホン酸エステル類;塩素化パラフィン類;アルキルジフェニル、部分水添ターフェニルなどの炭化水素系油;プロセスオイル類;エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ベンジルなどのエポキシ系可塑剤などがあげられる。
前記可塑剤のなかでも、フタル酸エステル系可塑剤を使用することで、硬化性に優れた硬化性組成物を得ることができる。フタル酸エステル系可塑剤の中でも、入手が容易であることから、ビス(2-エチルヘキシル)フタレートまたはジイソデシルフタレートが好ましい。
また、前記可塑剤のなかでも、メチルエステル基を有する脂肪族エステル系可塑剤を使用することで、硬化性組成物を長期貯蔵した後も良好な硬化性を維持することができる。この硬化遅延を抑制する効果が大きいことから、メチルエステル基を有する脂肪族エステル系可塑剤は、メチルエステル基のα位が1級炭素原子または2級炭素原子であることが好ましく、さらに硬化性組成物を屋内で使用した時の空気中への揮発成分の放散を防止するため、沸点は150℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましい。具体的には、マロン酸ジメチル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、ジメチルアジペート、ジメチルセバケート、ラウリン酸メチルが好ましく、入手が容易であることからもジメチルアジペートがより好ましい。
また、高分子可塑剤を配合することもできる。高分子可塑剤としては、特に限定されず、たとえば、ビニル系モノマーを種々の方法で重合して得られるビニル系重合体;ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステルなどのポリアルキレングリコールのエステル類;セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、フタル酸などの2塩基酸とエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの2価アルコールから得られるポリエステル系可塑剤;分子量500以上、さらには1000以上のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリエーテルポリオール類あるいはこれらポリエーテルポリオール類中の水酸基をエステル基やエーテル基などに置換したポリエーテル類誘導体;ポリスチレンやポリ-α-メチルスチレンなどのポリスチレン類;ポリブタジエン、ポリブテン、ポリイソブチレン、ブタジエン-アクリロニトリル、ポリクロロプレンなどがあげられる。
また、前記可塑剤のなかでも、メチルエステル基を有する脂肪族エステル系可塑剤を使用することで、硬化性組成物を長期貯蔵した後も良好な硬化性を維持することができる。この硬化遅延を抑制する効果が大きいことから、メチルエステル基を有する脂肪族エステル系可塑剤は、メチルエステル基のα位が1級炭素原子または2級炭素原子であることが好ましく、さらに硬化性組成物を屋内で使用した時の空気中への揮発成分の放散を防止するため、沸点は150℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましい。具体的には、マロン酸ジメチル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、ジメチルアジペート、ジメチルセバケート、ラウリン酸メチルが好ましく、入手が容易であることからもジメチルアジペートがより好ましい。
また、高分子可塑剤を配合することもできる。高分子可塑剤としては、特に限定されず、たとえば、ビニル系モノマーを種々の方法で重合して得られるビニル系重合体;ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステルなどのポリアルキレングリコールのエステル類;セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、フタル酸などの2塩基酸とエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの2価アルコールから得られるポリエステル系可塑剤;分子量500以上、さらには1000以上のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリエーテルポリオール類あるいはこれらポリエーテルポリオール類中の水酸基をエステル基やエーテル基などに置換したポリエーテル類誘導体;ポリスチレンやポリ-α-メチルスチレンなどのポリスチレン類;ポリブタジエン、ポリブテン、ポリイソブチレン、ブタジエン-アクリロニトリル、ポリクロロプレンなどがあげられる。
これら高分子可塑剤のなかでも(A)成分の有機重合体と相溶性の高いものが好ましく、たとえば、ポリエーテル類やビニル系重合体などがあげられる。また、硬化性組成物の深部硬化性に優れることから、ポリエーテル類がより好ましく、具体的にはポリプロピレングリコールが特に好ましい。
また、(A)成分の有機重合体との相溶性が高く、得られる硬化物の耐候性、耐熱性が良好なことからビニル系重合体が好ましく、この中でもアクリル系重合体および/またはメタクリル系重合体がより好ましく、ポリアクリル酸アルキルエステルなどアクリル系重合体が特に好ましい。
ポリアクリル酸アルキルエステルの製造方法としては、特に限定されないが、分子量分布が狭く、低粘度化が可能なことからリビングラジカル重合法が好ましく、原子移動ラジカル重合法がより好ましい。また、SGOプロセスと呼ばれる特開2001-207157号などに開示されているアクリル酸アルキルエステル系化合物を高温、高圧下で連続塊状重合する方法が特に好ましい。
高分子可塑剤の数平均分子量は、500~15000、800~10000が好ましく、1000~8000がより好ましく、1000~5000が特に好ましく、1000~3000が最も好ましい。高分子可塑剤の分子量が低すぎると得られる硬化物から熱や降雨により可塑剤が経時的に流出し、初期の物性を長期にわたり維持できず、埃付着などによる汚染の原因となる可能性が有り、アルキド塗装性に劣る傾向がある。一方、分子量が高すぎると硬化性組成物の粘度が高くなり、作業性が悪くなる傾向がある。
高分子可塑剤の分子量分布は特に限定されないが、狭いことが好ましく、1.80未満、1.70以下が好ましく、1.60以下がより好ましく、1.50以下がさらに好ましく、1.40以下が特に好ましく、1.30以下が最も好ましい。
数平均分子量はポリエーテル系重合体の場合は末端基分析法で、その他の重合体の場合はGPC法で測定される。また、分子量分布(Mw/Mn)はGPC法(ポリスチレン換算)で測定される。
高分子可塑剤は、分子中に反応性ケイ素基の有無を問わないが、反応性ケイ素基を有する高分子可塑剤を添加した場合は、高分子可塑剤が硬化反応に取り込まれ、得られた硬化物からの可塑剤の移行を防止できることから好ましい。
反応性ケイ素基を有する高分子可塑剤としては、反応性ケイ素基を1分子あたり平均して1個以下の化合物が好ましく、0.8個以下の化合物がより好ましい。反応性ケイ素基を有する可塑剤、特に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体を添加する場合、充分な可塑化効果を得るためには数平均分子量が(A)成分の有機重合体よりも低いことが好ましい。
可塑剤は、1種類のみを添加してもよく、複数種を組み合わせて添加してもよい。また、低分子可塑剤と高分子可塑剤を併用添加してもよい。
ただし、可塑剤のなかでもフタル酸エステル系可塑剤を使用することで、硬化性に優れた硬化性組成物が得られることから、可塑剤成分中のフタル酸エステル系可塑剤の含有量は多いことが好ましい。可塑剤成分の50重量%以上がフタル酸エステル系可塑剤であることが好ましく、70重量%以上がフタル酸エステル系可塑剤であることがより好ましく、100重量%がフタル酸エステル系可塑剤であることが特に好ましい。
なお、これらの可塑剤は、(A)成分の有機重合体の製造時に添加してもよい。
ただし、可塑剤のなかでもフタル酸エステル系可塑剤を使用することで、硬化性に優れた硬化性組成物が得られることから、可塑剤成分中のフタル酸エステル系可塑剤の含有量は多いことが好ましい。可塑剤成分の50重量%以上がフタル酸エステル系可塑剤であることが好ましく、70重量%以上がフタル酸エステル系可塑剤であることがより好ましく、100重量%がフタル酸エステル系可塑剤であることが特に好ましい。
なお、これらの可塑剤は、(A)成分の有機重合体の製造時に添加してもよい。
可塑剤を添加する場合、その添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して5~150重量部が好ましく、10~120重量部がより好ましく、20~100重量部が特に好ましい。5重量部未満では可塑剤としての効果が発現しなくなる傾向があり、150重量部を越えると硬化物の機械強度が不足する傾向がある。
本発明の硬化性組成物中には必要に応じて、接着性付与効果を持たせるために、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硫黄、アルキルチタネート類、芳香族ポリイソシアネートなどが添加される。これらの樹脂の添加量は少ないことが好ましい。エポキシ樹脂を添加する場合、その添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、5重量部以下が好ましい。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて充填剤が添加される。充填剤としては、特に限定されず、たとえば、フュームシリカ、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、ドロマイト、無水ケイ酸、含水ケイ酸、およびカーボンブラックなどの補強性充填剤;重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、焼成クレー、クレー、タルク、酸化チタン、ベントナイト、有機ベントナイト、酸化第二鉄、アルミニウム微粉末、フリント粉末、酸化亜鉛、活性亜鉛華、シラスバルーン、ガラスミクロバルーン、フェノール樹脂や塩化ビニリデン樹脂の有機ミクロバルーン、PVC粉末、PMMA粉末などの有機粉末;石綿、ガラス繊維およびフィラメントなどの繊維状充填剤があげられる。
充填剤を添加する場合、その添加量は(A)成分の有機重合体100重量部に対して1~250重量部が好ましく、10~200重量部がより好ましい。
高級感のある意匠性を得るため、本発明の硬化性組成物中には、鱗片状または粒状の物質が添加される。
鱗片状または粒状の物質としては、特に限定されず、たとえば特開平9-53063号に開示されているものがあげられ、直径としては外壁の材質、模様などに合わせ適宜選択されるが0.1mm以上が好ましい。
鱗片状または粒状の物質の添加量は、硬化性組成物100重量部に対して、1~200重量部が好ましい。
鱗片状または粒状の物質の材質としては、特に限定されず、たとえば、ケイ砂、マイカなどの天然物、合成ゴム、合成樹脂、アルミナなどの無機物があげられる。
また、同様の目的で硬化性組成物中にバルーン(好ましくは平均粒径が0.1mm以上のもの)を添加することも可能である。
本発明の硬化性組成物中にシーリング材硬化物粒子を含む場合も、得られる硬化物は表面に凹凸を形成し意匠性を向上させることができる。シーリング材硬化物粒子の好ましい直径、配合量、材料などは特開2001-115142号に開示されている。
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて、シリケートが添加される。
シリケートとしては、特に限定されず、たとえば、テトラアルコキシシランまたはその部分加水分解縮合物があげられ、より具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、エトキシトリメトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、メトキシトリエトキシシラン、テトラ-n-プロポキシシラン、テトラ-i-プロポキシシラン、テトラ-n-ブトキシシラン、テトラ-i-ブトキシシラン、テトラ-t-ブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン(テトラアルキルシリケート)、および、それらの部分加水分解縮合物があげられる。
シリケートを添加する場合、その添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して0.1~20重量部が好ましく、0.5~10重量部がより好ましい。
テトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物は、たとえば、メチルシリケート51、エチルシリケート40(いずれもコルコート(株)製)などが市販されており、これらを添加剤として使用することができる。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて、粘着性付与剤が添加される。粘着性付与樹脂としては、常温で固体、液体を問わず通常使用されるものであれば特に限定されず、たとえば、スチレン系ブロック共重合体、その水素添加物、フェノール系樹脂、変性フェノール系樹脂(たとえば、カシューオイル変性フェノール系樹脂、トール油変性フェノール系樹脂など)、テルペンフェノール系樹脂、キシレン-フェノール系樹脂、シクロペンタジエン-フェノール系樹脂、クマロンインデン系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂、水添ロジンエステル系樹脂、キシレン系樹脂、低分子量ポリスチレン系樹脂、スチレン共重合体樹脂、石油樹脂(たとえば、C5炭化水素系樹脂、C9炭化水素系樹脂、C5C9炭化水素共重合樹脂など)、水添石油樹脂、テルペン系樹脂、DCPD樹脂石油樹脂などがあげられる。
粘着性付与剤を添加する場合、その添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、5~1,000重量部が好ましい。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて、溶剤または希釈剤が添加される。溶剤及び希釈剤としては、特に限定されず、たとえば、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、脂環式炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、アルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類などがあげられる。これらは1種類のみを添加してもよく、複数種を組み合わせて添加してもよい。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて、物性調整剤が添加される。
物性調整剤としては、特に限定されず、たとえば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン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ペノキシシランなどのアルキルイソプロペノキシシラン;γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシランなどの官能基を有するアルコキシシラン類;シリコーンワニス類;ポリシロキサン類などがあげられる。
物性調整剤の中でも、加水分解により分子内に1価のシラノール基を有する化合物を生成するものは、得られる硬化物の表面のべたつきを悪化させずにモジュラスを低下させる作用を有することから好ましい。
加水分解により分子内に1価のシラノール基を有する化合物を生成する化合物としては、特に限定されず、たとえば特開平5-117521号に開示されている化合物、また、アルキルアルコールの誘導体であって、加水分解によりトリメチルシラノールなどのR3SiOHで示される有機ケイ素化合物を生成する化合物、特開平11-241029号に開示されている1分子中に水酸基を3個以上有する多価アルコールの誘導体であって、加水分解によりトリメチルシラノールなどのR3SiOHで示される有機ケイ素化合物を生成する化合物などがあげられる。
さらに、特開平7-258534号に開示されているオキシプロピレン重合体の誘導体であって加水分解によりトリメチルシラノールなどのR3SiOHで示される有機ケイ素化合物を生成する化合物、さらに特開平6-279693号に開示されている架橋可能な加水分解性ケイ素を有する基と加水分解により1価のシラノール基を有する化合物を生成しうるケイ素基を持つ化合物があげられる。
物性調整剤を添加する場合、その添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、0.1~20重量部が好ましい。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じてチクソ性付与剤(垂れ防止剤)が添加される。
チクソ性付与剤としては特に限定されず、たとえば、ポリアミドワックス類;水添ヒマシ油誘導体類;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウムなどの金属石鹸類などがあげられる。さらに、特開平11-349916号などに開示されている粒子径10~500μmのゴム粉末や、特開2003-155389号などに開示されている有機質繊維があげられる。これらチクソ性付与剤(垂れ防止剤)は1種類のみを添加してもよく、複数種を組み合わせて添加してもよい。
チクソ性付与剤を添加する場合、その添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、0.1~20重量部が好ましい。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて、1分子中にエポキシ基を有する化合物が添加される。エポキシ基を有する化合物を添加することにより、得られる硬化物の復元性を高めることができる。
エポキシ基を有する化合物としては、特に限定されず、たとえば、エポキシ化不飽和油脂類;エポキシ化不飽和脂肪酸エステル類;脂環式エポキシ化合物類;エピクロルヒドリン誘導体などの化合物;及びそれらの混合物などがあげられる。
エポキシ化合物を添加する場合、その添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、50重量部以下が好ましい。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて、光硬化性物質が添加される。
光硬化性物質としては、特に限定されず、有機単量体、オリゴマー、樹脂或いはそれらを含む組成物など公知のものがあげられ、たとえば、不飽和アクリル系化合物、ポリケイ皮酸ビニル類あるいはアジド化樹脂などがあげられる。
光硬化性物質を添加する場合、その添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して0.1~20重量部が好ましい。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて、酸素硬化性物質が添加される。
酸素硬化性物質としては、空気中の酸素と反応し得る不飽和化合物有する化合物であれば特に限定されず、たとえば、キリ油、アマニ油などの乾性油や、該化合物を変性して得られる各種アルキッド樹脂;乾性油により変性されたアクリル系重合体、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂;1,2-ポリブタジエン、1,4-ポリブタジエン、C5~C8ジエンの重合体などの液状重合体;これらジエン系化合物と共重合可能なアクリロニトリル、スチレンなどのビニル系化合物と、ジエン系化合物を、ジエン系化合物が主成分となるように共重合させて得られるNBR、SBRなどの液状共重合体などがあげられる。
酸素硬化性物質を添加する場合、その添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して0.1~20重量部が好ましい。
本発明の硬化性組成物中には必要に応じて、酸化防止剤が添加される。
酸化防止剤としては、特に限定されず、たとえば、ヒンダードフェノール系、モノフェノール系、ビスフェノール系、ポリフェノール系の酸化防止剤があげられる。このなかでもヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましい。また、チヌビン622LD(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製);サノールLS-770(三共ライフテック(株)製)などのヒンダードアミン系光安定剤も好ましい。なお、酸化防止剤の具体例は特開平4-283259号や特開平9-194731号にも開示されている。
酸化防止剤を添加する場合、その添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して0.1~10重量部が好ましい。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて、光安定剤が添加される。
光安定剤としては、特に限定されず、たとえば、ベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系、ベンゾエート系化合物などがあげられる。このなかでもヒンダードアミン系光安定剤が好ましい。
光安定剤を添加する場合、その添加量は、(A)成分の有機重合体100重量部に対して0.1~10重量部が好ましい。なお、光安定剤の具体例は特開平9-194731号にも開示されている。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて紫外線吸収剤が添加される。
紫外線吸収剤としては、特に限定されず、たとえば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリシレート系、置換トリル系及び金属キレート系化合物などがあげられる。
紫外線吸収剤を添加する場合、その添加量は、(A)成分の有機重合体100重量部に対して0.1~10重量部が好ましい。
本発明の硬化性組成物中には、必要に応じて、エポキシ樹脂が添加される。エポキシ樹脂の添加により、得られた硬化物の接着性が改善され、エポキシ樹脂を添加した硬化性組成物は、接着剤として、特に外壁タイル用接着剤として好ましく使用される。
エポキシ樹脂としては、特に限定されず、たとえばエピクロルヒドリン-ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エピクロルヒドリン-ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、各種脂環式エポキシ樹脂、N,N-ジグリシジルアニリン、N,N-ジグリシジル-o-トルイジン、トリグリシジルイソシアヌレート、ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンなどの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、石油樹脂などの不飽和重合体のエポキシ化物などがあげられる。
エポキシ樹脂を添加する場合、その添加量は、硬化性組成物の使用用途などにより異なり、たとえばエポキシ樹脂硬化物の耐衝撃性、可撓性、強靱性、剥離強度などを改善する場合には、エポキシ樹脂100重量部に対して(A)成分の有機重合体を1~100重量部添加するのが好ましい。一方、(A)成分の有機重合体の硬化物の強度を改善する場合には、(A)成分の有機重合体100重量部に対してエポキシ樹脂を1~200重量部添加するのが好ましい。ただし、エポキシ樹脂は添加量の増加にともない、(B)成分のアミジン化合物の触媒活性を低下させる傾向があるため、エポキシ樹脂の添加量は少ないことが好ましい。エポキシ樹脂の添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、50重量部以下が好ましく、5重量部以下がより好ましく、実質的に、含有していないことが特に好ましい。
本発明の硬化性組成物中にエポキシ樹脂を添加する場合、エポキシ樹脂用の硬化剤を併用添加するのが好ましい。
エポキシ樹脂用の硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化させる働きを有する化合物であれば特に制限はなく、たとえば、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N-アミノエチルピペリジン、m-キシリレンジアミン、m-フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、アミン末端ポリエーテルなどの一級、二級アミン類;2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリプロピルアミンなどの三級アミン類、及び、これら三級アミン類の塩類;ポリアミド樹脂類;イミダゾール類;ジシアンジアミド類;三弗化硼素錯化合物類;無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ドデシニル無水琥珀酸、無水ピロメリット酸、無水クロレン酸などの無水カルボン酸類;アルコール類;フェノール類;カルボン酸類;アルミニウムまたはジルコニウムのジケトン錯化合物などの化合物があげられる。
エポキシ樹脂用の硬化剤のなかでも、1液型の硬化組成物が得られることより、ケチミン化合物を用いることが好ましい。ケチミン化合物は、水分のない状態では安定に存在し、水分によって一級アミンとケトンに分解され、生じた一級アミンがエポキシ樹脂の室温硬化性の硬化剤となる性質を有する。ケチミン化合物としては、アミン化合物とカルボニル化合物との縮合反応により得られる化合物があげられる。
本発明の硬化性組成物中には、硬化性組成物または得られる硬化物の諸物性を調整することを目的に、必要に応じて前記以外の各種添加剤が添加される。このような添加剤としては、たとえば、硬化性調整剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、オゾン劣化防止剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、発泡剤、防蟻剤、防かび剤などがあげられる。これらの具体例としては、特公平4-69659号、特公平7-108928号、特開昭63-254149号、特開昭64-22904号、特開2001-72854号の各公報などに開示されている。また、これらの添加剤は、1種類のみを添加してもよく、複数種を組み合わせて添加してもよい。
硬化性組成物が1液型の場合、すべての配合成分が予め配合されているため、配合物中に水分が存在すると貯蔵中に硬化が進行することがある。そこで、水分を含有する配合成分を予め脱水乾燥してから添加するか、また配合混練中に減圧などにより脱水するのが好ましい。
硬化性組成物が2液型の場合、反応性ケイ素基を有する有機重合体を含む主剤に硬化触媒を配合する必要がないので配合物中には若干の水分が含有されていても硬化の進行(ゲル化)の心配は少ないが、長期間の貯蔵安定性が必要とされる場合は、脱水乾燥するのが好ましい。
脱水、乾燥方法としては配合物が粉体などの固体物の場合は加熱乾燥法または減圧脱水法、液体物の場合は減圧脱水法または合成ゼオライト、活性アルミナ、シリカゲル、生石灰、酸化マグネシウムなどを使用した脱水法が好ましい。さらに、n-プロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、メチルシリケート、エチルシリケート、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのアルコキシシラン化合物;3-エチル-2-メチル-2-(3-メチルブチル)-1,3-オキサゾリジンなどのオキサゾリジン化合物;または、イソシアネート化合物を硬化性組成物中に添加して、配合物中に含まれる水と反応させることによってなされる脱水方法も好ましい。このように、アルコキシシラン化合物やオキサゾリジン化合物、および、イソシアネート化合物の添加により、硬化性組成物の貯蔵安定性が向上する。
ビニルトリメトキシシランなど水と反応し得るアルコキシシラン化合物を、乾燥目的に使用する際の添加量としては、(A)成分の有機重合体100重量部に対して、0.1~20重量部が好ましい。
本発明の硬化性組成物の調製法としては、特に限定はなく、たとえば、前記した配合成分を調合し、ミキサーやロールやニーダーなどを用いて常温または加熱下で混練する方法、適した溶剤を少量使用して配合成分を溶解させたのち混合する方法など公知の方法が採用されうる。
本発明の硬化性組成物は、大気中に暴露されると水分の作用により、三次元的な網状構造を形成し、ゴム状弾性を有する固体へと硬化する。
つぎに実施例および比較例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(合成例1)
ポリプロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドを重合し、数平均分子量約28,500(送液システムとして東ソー製HLC-8120GPCを用い、カラムは東ソー製TSK-GEL Hタイプを用い、溶媒はTHFを用いて測定したポリスチレン換算分子量)のポリプロピレンオキシドを得た。続いて、この水酸基末端ポリプロピレンオキシドの水酸基に対して1.2倍当量のNaOMeのメタノール溶液を添加してメタノールを留去し、さらに塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。
(合成例1)
ポリプロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドを重合し、数平均分子量約28,500(送液システムとして東ソー製HLC-8120GPCを用い、カラムは東ソー製TSK-GEL Hタイプを用い、溶媒はTHFを用いて測定したポリスチレン換算分子量)のポリプロピレンオキシドを得た。続いて、この水酸基末端ポリプロピレンオキシドの水酸基に対して1.2倍当量のNaOMeのメタノール溶液を添加してメタノールを留去し、さらに塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。
得られた未精製のアリル基末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、n-ヘキサン300重量部と、水300重量部を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液に更に水300重量部を混合攪拌し、再度遠心分離により水を除去した後、ヘキサンを減圧脱揮により除去した。以上により、末端がアリル基である数平均分子量約28,500の2官能ポリプロピレンオキシドを得た。
得られたアリル基末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、白金ビニルシロキサン錯体の白金含量3wt%のイソプロパノール溶液150ppmを触媒として使用し、トリエトキシシラン1.48重量部を90℃で2時間反応させ、トリエトキシシリル基末端ポリプロピレンオキシドを得た。1H-NMR(日本電子製JNM-LA400を用いて、CDCl3溶媒中で測定)の測定により、末端のトリエトキシシリル基は1分子あたり平均して1.6個であることを確認した。
得られたトリエトキシシリル基末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、0.5wt%の塩酸のメタノール溶液0.24重量%を触媒として使用し、20重量部のメタノールを添加して70℃で2時間混合攪拌して、末端のトリエトキシシリル基をトリメトキシシリル基に変換した。最後に、エタノールを減圧脱揮することにより除去した。以上により、トリメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体(A-1)を得た。上記と同様、1H-NMRの測定の結果、末端のトリメトキシシリル基は1分子あたり平均して1.6個であった。
(混合例1)
1-フェニルグアニジン(日本カーバイド工業(株)製)に、N-n-ブチルベンゼンスルホンアミド(富士アミドケミカル(株)製、商品名:トップサイザーNo.7)を加えてよく攪拌した後、80℃乾燥機に30分入れることで、1-フェニルグアニジンの濃度が45wt%である黄色透明な液体(1-フェニルグアニジン溶液)を得た。
(実施例1)
合成例1で得られたトリメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体(A-1)100重量部に対して、表面処理膠質炭酸カルシウム(白石工業(株)製、商品名:白艶華CCR)120重量部、ジイソデシルフタレート系可塑剤(ジェイ・プラス(株)製、商品名:DIDP)45重量部、ジメチルアジペート(大八化学工業(株)製、商品名:DMA)10重量部、白色顔料である酸化チタン(石原産業(株)製、商品名:タイペークR-820)20重量部、タレ防止剤(楠本化成(株)製、商品名:ディスパロン6500)2重量部、サリシレート系紫外線吸収剤(住友化学(株)製、商品名:スミソーブ400)1重量部、ヒンダードアミン系光安定剤(三共ライフテック(株)製、商品名:サノールLS-770)1重量部を計量、エチレンジアミン四酢酸(東京化成工業(株)製)5重量部を混合して充分混練りした後、3本ペイントロールに3回通して分散させた。この後、120℃で2時間減圧脱水を行い、50℃以下に冷却後、脱水剤としてビニルトリメトキシシラン(モメンティブ(株)製、商品名:A-171)3重量部、接着付与剤としてN-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン(モメンティブ(株)製、商品名:A-1122)1.5重量部、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン(モメンティブ(株)製、商品名:A-1110)1.5重量部、最後に硬化触媒として1-(o-トリル)ビグアニド(東京化成工業(株)製)3重量部を加えて混練し、実質的に水分の存在しない状態で混練した後、防湿性の容器であるカートリッジに密閉し、1成分型硬化性組成物を得た。
(実施例2)
実施例1における有機重合体をSPUR+ 1015LM(モメンティブ(株)製)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例3)
実施例1における可塑剤をジイソデシルフタレート系可塑剤55重量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例4)
実施例3における可塑剤を分子量3000のポリプロピレングリコール(三井武田ケミカル(株)製、商品名:アクトコールP-23)に変更したこと以外は、実施例3と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例5)
実施例3における可塑剤をジイソノニルシクロヘキサンジカルボキシレート(BASF社製、商品名:HEXAMOLL DINCH)に変更したこと以外は、実施例3と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例6)
実施例1におけるアミジン化合物を混合例1で得られた1-フェニルグアニジン溶液3.3重量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例7)
実施例6におけるエチレンジアミン四酢酸の添加量を3.2重量部に変更したこと以外は、実施例6と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例8)
実施例6におけるエチレンジアミン四酢酸の添加量を1.6重量部に変更したこと以外は、実施例6と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例9)
実施例6におけるエチレンジアミン四酢酸の代わりに、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(東京化成工業(株)製)を使用したこと以外は、実施例6と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例10)
実施例6におけるエチレンジアミン四酢酸の代わりに、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム(東京化成工業(株)製)を使用したこと以外は、実施例6と同様にして硬化性組成物を得た。
(比較例1)
実施例1におけるエチレンジアミン四酢酸を使用しなかったこと以外は、実施例1と同様にして硬化性組成物を得た。
(比較例2)
実施例6~10における各種キレート化剤またはキレート化剤の塩を使用しなかったこと以外は、実施例6~10と同様にして硬化性組成物を得た。
(表面硬化時間)
23℃、50%RH条件下にて上記硬化性組成物を厚みが約3mmになるようヘラを用いて伸ばし、ミクロスパテュラを用いて経時で硬化性組成物の表面に軽く触れ、組成物がミクロスパテュラについてこなくなるまでの時間を測定した。
(硬化物表面の色の評価)
ミノルタカメラ(株)製の色彩色差計(型番CR-300)を用い、JIS K5600-4-5に基づいて色差の測定を行った。白色校正を行った後、Δ(L*a*B*)の表色測定モードで硬化物表面の色差を測定し、硬化物表面のYI値を求めた。YI値が大きな値であるほど、黄色味が強いことを示している。また、硬化物表面の色を目視でも確認し、その色を記した。
(サンシャインウェザーメーターでの試験)
23℃、50%RHの恒温恒湿条件下で、上記硬化性組成物を厚さ約3mmの型枠に充填し、表面を平滑に整え、硬化物を作製した。得られた硬化物を23℃50%RH条件下に3日、50℃条件で4日養生させた後、促進耐候性試験機であるサンシャインカーボンアーク灯式促進耐候試験機(スガ試験機(株)製、型番S80)に設置した。ブラックパネル温度63℃、温度83℃、湿度50%、120分中水噴霧18分の条件で、60時間試験を行い硬化物表面の色を評価した。
(スーパーキセノンウェザーメーターでの試験)
上記と同様に作製した厚さ約3mmの硬化物を、23℃50%RH条件下に3日、50℃条件で4日養生させた後、促進耐候性試験機であるスーパーキセノンウェザーメーター(スガ試験機(株)製、型番SX75)に設置した。7.5kW水冷キセノンアークランプを使用し、放射照度150W/m2、ブラックパネル温度83℃、湿度50%の条件で、260時間試験を行い硬化物表面の色を評価した。
得られたトリエトキシシリル基末端ポリプロピレンオキシド100重量部に対し、0.5wt%の塩酸のメタノール溶液0.24重量%を触媒として使用し、20重量部のメタノールを添加して70℃で2時間混合攪拌して、末端のトリエトキシシリル基をトリメトキシシリル基に変換した。最後に、エタノールを減圧脱揮することにより除去した。以上により、トリメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体(A-1)を得た。上記と同様、1H-NMRの測定の結果、末端のトリメトキシシリル基は1分子あたり平均して1.6個であった。
(混合例1)
1-フェニルグアニジン(日本カーバイド工業(株)製)に、N-n-ブチルベンゼンスルホンアミド(富士アミドケミカル(株)製、商品名:トップサイザーNo.7)を加えてよく攪拌した後、80℃乾燥機に30分入れることで、1-フェニルグアニジンの濃度が45wt%である黄色透明な液体(1-フェニルグアニジン溶液)を得た。
(実施例1)
合成例1で得られたトリメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体(A-1)100重量部に対して、表面処理膠質炭酸カルシウム(白石工業(株)製、商品名:白艶華CCR)120重量部、ジイソデシルフタレート系可塑剤(ジェイ・プラス(株)製、商品名:DIDP)45重量部、ジメチルアジペート(大八化学工業(株)製、商品名:DMA)10重量部、白色顔料である酸化チタン(石原産業(株)製、商品名:タイペークR-820)20重量部、タレ防止剤(楠本化成(株)製、商品名:ディスパロン6500)2重量部、サリシレート系紫外線吸収剤(住友化学(株)製、商品名:スミソーブ400)1重量部、ヒンダードアミン系光安定剤(三共ライフテック(株)製、商品名:サノールLS-770)1重量部を計量、エチレンジアミン四酢酸(東京化成工業(株)製)5重量部を混合して充分混練りした後、3本ペイントロールに3回通して分散させた。この後、120℃で2時間減圧脱水を行い、50℃以下に冷却後、脱水剤としてビニルトリメトキシシラン(モメンティブ(株)製、商品名:A-171)3重量部、接着付与剤としてN-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン(モメンティブ(株)製、商品名:A-1122)1.5重量部、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン(モメンティブ(株)製、商品名:A-1110)1.5重量部、最後に硬化触媒として1-(o-トリル)ビグアニド(東京化成工業(株)製)3重量部を加えて混練し、実質的に水分の存在しない状態で混練した後、防湿性の容器であるカートリッジに密閉し、1成分型硬化性組成物を得た。
(実施例2)
実施例1における有機重合体をSPUR+ 1015LM(モメンティブ(株)製)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例3)
実施例1における可塑剤をジイソデシルフタレート系可塑剤55重量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例4)
実施例3における可塑剤を分子量3000のポリプロピレングリコール(三井武田ケミカル(株)製、商品名:アクトコールP-23)に変更したこと以外は、実施例3と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例5)
実施例3における可塑剤をジイソノニルシクロヘキサンジカルボキシレート(BASF社製、商品名:HEXAMOLL DINCH)に変更したこと以外は、実施例3と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例6)
実施例1におけるアミジン化合物を混合例1で得られた1-フェニルグアニジン溶液3.3重量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例7)
実施例6におけるエチレンジアミン四酢酸の添加量を3.2重量部に変更したこと以外は、実施例6と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例8)
実施例6におけるエチレンジアミン四酢酸の添加量を1.6重量部に変更したこと以外は、実施例6と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例9)
実施例6におけるエチレンジアミン四酢酸の代わりに、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(東京化成工業(株)製)を使用したこと以外は、実施例6と同様にして硬化性組成物を得た。
(実施例10)
実施例6におけるエチレンジアミン四酢酸の代わりに、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム(東京化成工業(株)製)を使用したこと以外は、実施例6と同様にして硬化性組成物を得た。
(比較例1)
実施例1におけるエチレンジアミン四酢酸を使用しなかったこと以外は、実施例1と同様にして硬化性組成物を得た。
(比較例2)
実施例6~10における各種キレート化剤またはキレート化剤の塩を使用しなかったこと以外は、実施例6~10と同様にして硬化性組成物を得た。
(表面硬化時間)
23℃、50%RH条件下にて上記硬化性組成物を厚みが約3mmになるようヘラを用いて伸ばし、ミクロスパテュラを用いて経時で硬化性組成物の表面に軽く触れ、組成物がミクロスパテュラについてこなくなるまでの時間を測定した。
(硬化物表面の色の評価)
ミノルタカメラ(株)製の色彩色差計(型番CR-300)を用い、JIS K5600-4-5に基づいて色差の測定を行った。白色校正を行った後、Δ(L*a*B*)の表色測定モードで硬化物表面の色差を測定し、硬化物表面のYI値を求めた。YI値が大きな値であるほど、黄色味が強いことを示している。また、硬化物表面の色を目視でも確認し、その色を記した。
(サンシャインウェザーメーターでの試験)
23℃、50%RHの恒温恒湿条件下で、上記硬化性組成物を厚さ約3mmの型枠に充填し、表面を平滑に整え、硬化物を作製した。得られた硬化物を23℃50%RH条件下に3日、50℃条件で4日養生させた後、促進耐候性試験機であるサンシャインカーボンアーク灯式促進耐候試験機(スガ試験機(株)製、型番S80)に設置した。ブラックパネル温度63℃、温度83℃、湿度50%、120分中水噴霧18分の条件で、60時間試験を行い硬化物表面の色を評価した。
(スーパーキセノンウェザーメーターでの試験)
上記と同様に作製した厚さ約3mmの硬化物を、23℃50%RH条件下に3日、50℃条件で4日養生させた後、促進耐候性試験機であるスーパーキセノンウェザーメーター(スガ試験機(株)製、型番SX75)に設置した。7.5kW水冷キセノンアークランプを使用し、放射照度150W/m2、ブラックパネル温度83℃、湿度50%の条件で、260時間試験を行い硬化物表面の色を評価した。
表1に示すように、本発明で規定したキレート化剤またはキレート化剤の塩を添加することで、硬化触媒のアミジン化合物に起因する硬化物表面の黄変が改善されている。また、硬化性組成物の硬化性については、キレート化剤またはキレート化剤の塩を添加しても、良好な表面硬化時間を保っている。
本発明の硬化性組成物は、粘着剤;建造物、船舶、自動車、道路などのシーリング材;接着剤;型取剤;防振材;制振材;防音材;発泡材料;塗料;吹付材などに好適に使用され、これらの用途のなかでも、得られる硬化物が柔軟性および接着性に優れていることから、シーリング材または接着剤として使用されることがより好ましい。
また、本発明の硬化性組成物は、太陽電池裏面封止材などの電気・電子部品材料;電線・ケーブル用絶縁被覆材などの電気絶縁材料;弾性接着剤;コンタクト型接着剤;スプレー型シール材;クラック補修材;タイル張り用接着剤;粉体塗料;注型材料;医療用ゴム材料;医療用粘着剤;医療機器シール材;食品包装材;サイディングボードなどの外装材の目地用シーリング材;コーティング材;プライマー;電磁波遮蔽用導電性材料、熱伝導性材料;ホットメルト材料;電気電子用ポッティング剤;フィルム;ガスケット;各種成形材料;および、網入りガラスや合わせガラス端面(切断部)の防錆・防水用封止材;自動車部品、電機部品、各種機械部品などにおいて使用される液状シール剤など様々な用途に利用可能である。
さらに、単独あるいはプライマーの助けをかりてガラス、磁器、木材、金属、樹脂成形物などの如き広範囲の基質に密着しうるので、種々のタイプの密封用組成物および接着用組成物としても使用可能である。
また、本発明の硬化性組成物は、内装パネル用接着剤、外装パネル用接着剤、タイル張り用接着剤、石材張り用接着剤、天井仕上げ用接着剤、床仕上げ用接着剤、壁仕上げ用接着剤、車両パネル用接着剤、電気・電子・精密機器組立用接着剤、ダイレクトグレージング用シーリング材、複層ガラス用シーリング材、SSG工法用シーリング材、または、建築物のワーキングジョイント用シーリング材、としても使用可能である。
Claims (13)
- (A)シロキサン結合を形成することにより架橋し得るケイ素基を有する有機重合体、
(B)アミジン化合物、
(C)カルボニル基を有するキレート化剤、および/または、そのキレート化剤の塩、
を含む非有機錫系硬化性組成物。 - (A)成分のケイ素基が、一般式(1):
-SiX3 (1)
(Xは水酸基または加水分解性基を示し、3つのXは相互に同一であっても、異なっていてもよい。)で表される基を含む、請求項1に記載の非有機錫系硬化性組成物。 - (A)成分の主鎖骨格が、ポリオキシアルキレン系重合体、飽和炭化水素系重合体、(メタ)アクリル酸エステル系重合体、からなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1または2に記載の非有機錫系硬化性組成物。
- ポリオキシアルキレン系重合体がポリオキシプロピレン系重合体である、請求項3に記載の非有機錫系硬化性組成物。
- (B)成分が融点23℃以上のアミジン化合物である、請求項1~4のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物。
- (B)成分がグアニジン化合物である、請求項1~5のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物。
- 前記グアニジン化合物が、一般式(2):
R1N=C(NR1 2)2 (2)
(5個のR1のうち任意の1個は有機基であり、残り4個はそれぞれ独立に、水素原子、飽和炭化水素基、-C(=NR2)-NR2 2(3個のR2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基)、または、=C(-NR2 2)2(4個のR2はそれぞれ独立に、水素原子または飽和炭化水素基)、から選択される1つである。)で表されるグアニジン化合物である、請求項6に記載の非有機錫系硬化性組成物。 - 前記グアニジン化合物が、一般式(2)において、5個のR1のうち任意の1個がアリール基である、請求項7に記載の非有機錫系硬化性組成物。
- (C)成分が、β-ジケトン、β-ケトカルボン酸、β-ケトエステル、β-ケトアミド、β-ケトアニリド、β-ジエステル、ポリカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、アミノカルボン酸、および、それら化合物の塩、からなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1~8のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物。
- (C)成分が、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン四酢酸、N’-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン-N,N,N’-三酢酸、トリエチレンテトラアミン六酢酸、1,3-プロパンジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸、1,3-ジアミノ-2-ヒドロキシプロパン-N,N,N’,N’-四酢酸、2-ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、N-(1,2-ジヒドロキシエチル)グリシン、グリコールエーテルジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸、(1α,2β-シクロヘキサンジイルビスニトリロ)四酢酸、および、それら化合物の塩、からなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1~9のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物を用いてなるシーリング材。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物を用いてなる接着剤。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の非有機錫系硬化性組成物を用いてなる硬化物。
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