金型離型性を有する硬化性組成物 技術分野
本発明は、 硬化性組成物に関する。 さらに詳しくは、 アルケニル基含有ビニル 系重合体と、 ヒドロシリル基含有化合物、 ヒドロシリル化触媒を必須成分とし、 金型離型性を有する成形用硬化性組成物に関する。 背景技術
ビニル系重合体や (メタ) アクリル系重合体を主成分とする成形体は、 高分子 量の重合体を各種添加剤とともにロールやミル等を用いて加熱状態で混連し、 成 形することにより得られている。 熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を成形する 場合は、 加熱溶融状態で成形する必要があり、 熱に弱い添加剤を用いる事ができ ないなどの問題がある。 またァクリルゴムに代表されるゴムを成形する場合は、 未加硫ゴムに充填材、 加硫剤等の配合剤を混練した後に加硫成形することにより 得られるが、 この場合上記の問題点以外に、 混練り時にロールに付着したり、 シ 一ティング時に平滑になりにくかったり、 あるいは成形時に非流動性である等の 加工性の悪さと加硫速度の遅さ、 あるいは長時間のボストキユアが必要である等 硬化性の悪さにも問題がある。 これらの課題を解決するために特開平 9— 2 7 2 7 1 4号公報、 特開 2 0 0 0— 1 5 4 2 5 5号公報等には、 アルケニル基含有ビ ニル系重合体とヒドロシリル基含有化合物とを含み、 ヒドロシリル化反応により 硬化しうる硬化性組成物が開示されている。 しかしこのような硬化性組成物より 得られた硬化物については、 金型離型性が十分ではないことがあり、 成形体など を作成した後の脱型時などに硬化物が破損して、 いわゆるゴム裂けが発生したり 、 場合によっては金型からゴムが剥がれなくなることもあった。
発明の開示
本発明の目的は、 一般的に良好な機械特性、 耐油性、 耐熱性、 耐候性等を示す 硬化物を与える、 ビニル系重合体を含有し、 ヒドロシリル化反応により硬化し得 る成形用硬化性組成物において、 金型離型性に優れる成形用硬化性組成物を提供 することにある。
本発明者らは、 上記課題を解決すべく鋭意研究を重ね、 アルケニル基含有ビニ ル系重合体をヒドロシリル化反応により硬化し得る硬化系 (付加型硬化系) に適 用する際に、 金属石鹼を添加することで金型離型性に優れる組成物が得られるこ とを見出し、 本発明をなすに至った。
すなわち、 本発明は、
以下の 4成分:
(A) ヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を分子中に少なくとも 1個含有す るビニル系重合体 (I ) 、
(B) ヒドロシリル基含有化合物 (1 1 ) 、
(C) ヒドロシリル化触媒、
(D) 金属石鹼、
を必須成分とする硬化性組成物に関するものである。 発明を実施するための最良の形態
以下に本発明の硬化性組成物について詳述する。
<<ビニル系重合体 ( I ) について >>
<主鎖>
本発明のビエル系重合体 (I ) の主鎖を構成するビニル系モノマーとしては特 に限定されず、 各種のものを用いることができる。 例示するならば、 (メタ) ァ
クリル酸、 (メタ) アクリル酸メチル、 (メタ) アクリル酸ェチル、 (メタ) アクリル酸一 n—プロピル、 (メタ) アクリル酸イソプロピル、 (メタ) ァクリ ル酸 _ n _プチル、 (メタ) アクリル酸イソプチル、 (メタ) アクリル酸一 t e r t一プチル、 (メタ) アクリル酸— n—ペンチル、 (メタ) アクリル酸一 n— へキシル、 (メタ) ァクリル酸シクロへキシル、 (メタ) アクリル酸一 n—ヘプ チル、 (メタ) アクリル酸一 n—ォクチル、 (メタ) アクリル酸一 2—ェチルへ キシル、 (メタ) アクリル酸ノニル、 (メタ) アクリル酸デシル、 (メタ) ァク リル酸ドデシル、 (メタ) アクリル酸フエニル、 (メタ) アクリル酸トルィル、 (メタ) アクリル酸ベンジル、 (メタ) アクリル酸 _ 2—メトキシェチル、 (メ 夕) アクリル酸一 3—メトキシブチル、 (メタ) アクリル酸一 2—ヒドロキシェ チル、 (メタ) アクリル酸一 2—ヒドロキシプロピル、 (メタ) アクリル酸ステ ァリル、 (メタ) アクリル酸グリシジル、 (メタ) アクリル酸 2—アミノエチル 、 Ύ - (メタクリロイルォキシプロピル) 卜リメトキシシラン、 (メタ) ァクリ ル酸のエチレンォキサイド付加物、 (メタ) アクリル酸トリフルォロメチルメチ ル、 (メタ) アクリル酸 2—トリフルォロメチルェチル、 (メタ) アクリル酸 2 一パーフルォロェチルェチル、 (メタ) アクリル酸 2—パ一フルォロェチルー 2 ーパ一フルォロブチルェチル、 (メタ) ァクリル酸 2—パ一フルォロェチル、 ( メタ) アクリル酸パ一フルォロメチル、 (メタ) ァクリル酸ジパ一フルォロメチ ルメチル、 (メタ) アクリル酸 2—パーフルォロメチル _ 2—パーフルォロェチ ルメチル、 (メタ) アクリル酸 2—パーフルォ口へキシルェチル、 (メタ) ァク リル酸 2—パーフルォロデシルェチル、 (メタ) アクリル酸 2—パーフルォ口へ キサデシルェチル等の (メタ) アクリル酸系モノマー;スチレン、 ビニルトルェ ン、 ひ—メチルスチレン、 クロルスチレン、 スチレンスルホン酸及びその塩等の スチレン系モノマー;パーフルォロエチレン、 パーフルォロプロピレン、 フッ化 ビニリデン等のフッ素含有ビニルモノマ一; ビエルトリメトキシシラン、 ビニル
トリエトキシシラン等のケィ素含有ビニル系モノマー;無水マレイン酸、 マレ イン酸、 マレイン酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;フマル酸 、 フマル酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;マレイミド、 メチ ルマレイミド、 ェチルマレイミド、 プロピルマレイミド、 ブチルマレイミド、 へ キシルマレイミド、 ォクチルマレイミド、 ドデシルマレイミド、 ステアリルマレ イミド、 フエエルマレイミド、 シクロへキシルマレイミド等のマレイミド系モノ マー;アクリロニトリル、 メタクリロニトリル等の二トリル基含有ビニル系モノ マー;アクリルアミド、 メタクリルアミド等のアミド基含有ビニル系モノマー; 酢酸ビニル、 プロピオン酸ビニル、 ピバリン酸ビニル、 安息香酸ビニル、 桂皮酸 ビエル等のビニルエステル類;エチレン、 プロピレン等のアルケン類;ブタジェ ン、 イソプレン等の共役ジェン類;塩ィ匕ビニル、 塩化ビニリデン、 塩化ァリル、 ァリルアルコール等が挙げられる。 本発明では、 上記モノマーを主として重合す ることが好ましい (主として重合するとは、 通常、 全モノマー成分の 5 0重量% 以上用いて重合することをいう) 。 これらは、 単独で用いても良いし、 複数を共 重合させても構わない。 なかでも、 生成物の物性等から、 スチレン系モノマー及 び (メタ) アクリル酸系モノマーが好ましい。 より好ましくは、 アクリル酸エス テルモノマー及びメ夕クリル酸エステルモノマ一であり、 特に好ましくはァクリ ル酸エステルモノマーであり、 更に好ましくは、 アクリル酸ブチルである。 本発 明においては、 これらの好ましいモノマーを他のモノマーと共重合、 更にはプロ ック共重合させても構わなく、 その際は、 これらの好ましいモノマーが重量比で 4 0 %含まれていることが好ましい。 なお上記表現形式で例えば (メタ) ァクリ ル酸とは、 アクリル酸および Zあるいはメタクリル酸を表す。 本発明における ( メタ) アクリル系重合体とは、 通常、 全モノマー成分の 3 0重量%以上の (メタ ) アクリル酸エステルを用いて得られる重合体をいう。
本発明の重合体 (I ) の分子量分布、 すなわち、 ゲルパーミエーシヨンクロマ
トグラフィ一で測定した重量平均分子量と数平均分子量の比は、 特に限定され ないが、 好ましくは 1 . 8未満であり、 好ましくは 1 . 7以下であり、 より好ま しくは 1 . 6以下であり、 さらに好ましくは 1 . 5以下であり、 特に好ましくは 1 . 4以下であり、 最も好ましくは 1 . 3以下である。 本発明での G P C測定に おいては、 通常、 移動相としてクロ口ホルムを用い、 測定はポリスチレンゲル力 ラムにておこない、 数平均分子量等はポリスチレン換算で求めることができる。 本発明のビエル系重合体の数平均分子量は特に制限はないが、 5 0 0〜1 , 0 0 0 , 0 0 0の範囲が好ましく、 1 0 0 0〜1 0 0, 0 0 0がさらに好ましい。 分子量が低くなりすぎると、 ビエル系重合体の本来の特性が発現されにくく、 ま た、 逆に高くなりすぎると、 取扱いが困難になる。
<重合体の合成法 >
本発明のビニル系重合体 (I ) は種々の重合法により得ることができ、 その方 法は特に限定されないが、 モノマーの汎用性、 制御の容易性の点からラジカル重 合法が好ましい。 ラジカル重合の中でも制御ラジカル重合が好ましく、 リビング ラジカル重合がより好ましく、 原子移動ラジカル重合が特に好ましい。
アルケニル基の導入方法としては重合反応系中で直接アルケニル基を導入する 方法、 特定の官能基を有するビニル系重合体を合成し、 特定の官能基を 1段階あ るいは数段階の反応でアルケニル基に変換する方法が挙げられる。
以下にこれらの合成方法について詳述する。
ラジカル重合
ラジカル重合法による官能基を有するビニル系重合体の合成方法は 「一般的な ラジカル重合法」 と 「制御ラジカル重合法」 に分類できる。
「一般的なラジカル重合法」 とはァゾ系化合物、 過酸化物等の重合開始剤を用 いて特定の官能基を有するビニル系モノマー (以下、 「官能性モノマー」 という 。 ) と他のビニル系モノマーとを単に共重合させる方法である。 一方、 「制御ラ
ジカル重合法」 とは末端などの制御された位置に特定の官能基を導入すること が可能な方法である。
一般的なラジカル重合
「一般的なラジカル重合法」 は簡便な方法であり、 本発明においても利用する ことができるが、 共重合であることから特定の官能基は確率的にしか重合体中に 導入されない。 従って官能化率の高い重合体を得る場合には、 官能性モノマーを かなり大量に使う必要があり、 逆に少量使用ではこの特定の官能基が導入されな い重合体の割合が大きくなるという問題点がある。 またフリーラジカル重合であ るため、 分子量分布が広 <粘度の高い重合体しか得られないという問題点もある 制御ラジカル重合
「制御ラジカル重合法」 は 「連鎖移動剤法」 と 「リビングラジカル重合法」 と に分類することができる。
「制御ラジカル重合法」 は特定の官能基を有する連鎖移動剤を用いて重合を行 うことを特徴とし、 末端に官能基を有するビニル系重合体が得られる。 一方、 「 リビングラジカル重合法」 は特殊な重合系を用いることにより重合体生長末端が 停止反応などの副反応を起こさずに生長することを特徴とする。 その結果、 「リ ビングラジカル重合法」 ではほぼ設計どおりの分子量の重合体が得られる。
「連鎖移動剤法」 は 「一般的なラジカル重合法」 と比べて比較的定量的に重合 体末端に官能基を導入することができるため本発明においても利用可能である。 しかし、 開始剤に対してかなり大量の特定の官能基を有する連鎖移動剤が必要で あり、 連鎖移動剤の回収等の処理も含めて経済面で問題がある。 また上記の 「一 般的なラジカル重合法」 と同様、 フリーラジカル重合であるため分子量分布が広 く粘度の高い重合体になってしまうという問題もある。
連鎖移動剤 (テロマー) を用いたラジカル重合としては、 特に限定されない が、 本発明に適した末端構造を有したピニル系重合体を得る方法としては、 次の 2つの方法が例示される。
特開平 4—1 3 2 7 0 6号公報に示されているようなハロゲン化炭化水素を連 鎖移動剤として用いてハロゲン末端の重合体を得る方法と、 特開昭 6 1 - 2 7 1 3 0 6号公報、 特許 2 5 9 4 4 0 2号公報、 特開昭 5 4— 4 7 7 8 2号公報に示 されているような水酸基含有メルカブタンあるいは水酸基含有ポリスルフイド等 を連鎖移動剤として用いて水酸基末端の重合体を得る方法である。
リビングラジカル重合
ラジカル重合は重合速度が高く、 ラジカル同士の力ップリングなどによる停止 反応が起こりやすいため一般的には制御が難しいとされている。 しかしながら 「 リビングラジカル重合法」 は上述の重合法とは異なり、 ラジカル重合でありなが ら停止反応等の副反応が起こりにくく分子量分布の狭い (MwZM nが 1 . :!〜 1 . 5程度) 重合体が得られるとともに、 モノマーと開始剤の仕込み比によって 分子量を自由にコントロールすることができるという特徴を有する。
従って 「リビングラジカル重合法」 は、 分子量分布が狭く、 粘度が低い重合体 を得ることができる上に、 特定の官能基を有するモノマーを重合体のほぼ任意の 位置に導入することができるため、 上記特定の官能基を有するビニル系重合体の 製造方法としてはより好ましいものである。
なお、 リビング重合とは狭義においては、 末端が常に活性を持ち続けて分子鎖 が生長していく重合のことをいうが、 一般には、 末端が不活性化されたものと活 性化されたものが平衡状態にありながら生長していく擬リビング重合も含まれる 。 本発明における定義も後者である。
「リビングラジカル重合法」 は近年様々なグループで積極的に研究がなされて いる。 その例としては、 たとえばジャーナル,ォブ ·アメリカン,ケミカルソサ
エティ一 (J . Am. Ch em. S o c . ) , 1994年、 116巻、 794 3頁に示されるようなコバルトポルフィリン錯体を用いるもの、 マクロモレキュ ールズ (Ma c r omo 1 e c u 1 e s) , 1994年、 27巻、 7228頁に 示されるようなニトロキシド化合物などのラジカル捕捉剤を用いるもの、 有機ハ ロゲン化物等を開始剤とし遷移金属錯体を触媒とする 「原子移動ラジカル重合」 (A t om Tr an s f e r Rad i c a l Po l yme r i z a t i o n : ATRP) などがあげられる。
「リビングラジカル重合法」 の中でも、 有機ハロゲン化物あるいはハロゲン化 スルホニル化合物等を開始剤、 遷移金属錯体を触媒としてビニル系モノマーを重 合する 「原子移動ラジカル重合法」 は、 上記の 「リビングラジカル重合法」 の特 徵に加えて、 官能基変換反応に比較的有利なハロゲン等を末端に有し、 開始剤や 触媒の設計の自由度が大きいことから、 特定の官能基を有するビエル系重合体の 製造方法としてはさらに好ましい。 この原子移動ラジカル重合法としては例えば Ma t y j a s z ews k iら、 ジャーナル ·ォブ ·アメリカン 'ケミカルソサ エティ一 ( J . Am. Ch em. S o c. ) 1995年、 117巻、 5614頁 、 マクロモレキュールズ (Ma c r omo l e c u l e s) 1995年、 28巻 、 7901頁, サイエンス (S c i e n c e) 1996年、 272巻、 866頁 、 WO 96/30421号公報, W097Z18247号公報、 W〇 98 / 01 480号公報, WO 98 40415号公報、 あるいは S awamo t oら、 マ クロモレキュールズ (Ma c r omo 1 e c u 1 e s) 1995年、 28卷、 1 721頁、 特開平 9— 208616号公報、 特開平 8— 41 117号公報などが 挙げられる。
本発明の原子移動ラジカル重合には、 いわゆるリバース原子移動ラジカル重合 も含まれる。 リバース原子移動ラジカル重合とは、 通常の原子移動ラジカル重合 触媒がラジカルを発生させた時の高酸化状態、 例えば、 Cu (I) を触媒として
用いた時の Cu (I ) に対し、 過酸化物等の一般的なラジカル開始剤を作 用させ、 その結果として原子移動ラジカル重合と同様の平衡状態を生み出す方法 である (Ma c r omo l e c u l e s 1999, 32, 2872参照) 。 本発明において、 これらのリビングラジカル重合のうちどの方法を使用するか は特に制約はないが、 原子移動ラジカル重合法が好ましい。
以下に、 リビングラジカル重合について説明する。
そのうち、 まず、 ニトロキシド化合物などのラジカル捕捉剤を用いる方法につい て説明する。 この重合では一般に安定なニトロキシフリーラジカル (=N—〇 · ) をラジカルキヤッビング剤として用いる。 このような化合物類としては、 限定 はされないが、 2, 2, 6, 6 _置換一 1—ピペリジニルォキシラジカルや 2, 2, 5, 5—置換一 1一ピロリジニルォキシラジカル等、 環状ヒドロキシァミン からのニトロキシフリーラジカルが好ましい。 置換基としてはメチル基やェチル 基等の炭素数 4以下のアルキル基が適当である。 具体的なニトロキシフリーラジ カル化合物としては、 限定はされないが、 2, 2, 6, 6—テトラメチルー 1 _ ピペリジニルォキシラジカル (TEMPO) 、 2, 2, 6, 6—テトラエチル— 1ーピペリジニルォキシラジカル、 2, 2, 6, 6—テトラメチル— 4—ォキソ — 1—ピペリジニルォキシラジカル、 2, 2, 5, 5—テトラメチル— 1 _ピロ リジニルォキシラジカル、 1, 1, 3, 3—テトラメチルー 2—イソインドリニ ルォキシラジカル、 N, N—ジ一 t一プチルァミンォキシラジカル等が挙げられ る。 ニトロキシフリ一ラジカルの代わりに、 ガルピノキシル (g a l v i nox y 1) フリーラジカル等の安定なフリーラジカルを用いても構わない。
上記ラジカルキヤッピング剤はラジカル発生剤と併用される。 ラジカルキヤッ ピング剤とラジカル発生剤との反応生成物が重合開始剤となって付加重合性モノ マーの重合が進行すると考えられる。 両者の併用割合は特に限定されるものでは ないが、 ラジカルキヤッピング剤 1モルに対し、 ラジカル開始剤 0. 1〜10モ
ルが適当である。
ラジカル発生剤としては、 種々の化合物を使用することができるが、 重合温度 条件下で、 ラジカルを発生しうるパーォキシドが好ましい。 このパーォキシドと しては、 限定はされないが、 ベンゾィルパーォキシド、 ラウロイルパ一ォキシド 等のジァシルパ一ォキシド類、 ジクミルパーォキシド、 ジ— t一ブチルパーォキ シド等のジアルキルパーォキシド類、 ジィソプロピルパーォキシジカーボネート
、 ビス ( 4 - t一プチルシクロへキシル) パ一ォキシジカーボネート等のパーォ キシカーポネ一ト類、 t一ブチルパーォキシォクトェ一ト、 t—ブチルパーォキ シベンゾエート等のアルキルパ一エステル類等がある。 特にべンゾィルパ一ォキ シドが好ましい。 さらに、 パ一ォキシドの代わりにァゾビスイソプチロニトリル のようなラジカル発生性ァゾ化合物等のラジカル発生剤も使用しうる。
M a c r o m o 1 e c u 1 e s 1 9 9 5, 2 8, 2 9 9 3で報告されている ように、 ラジカルキヤッビング剤とラジカル発生剤を併用する代わりに、 下図の ようなアルコキシァミン化合物を開始剤として用いても構わない。
アルコキシァミン化合物を開始剤として用いる場合、 それが上図で示されてい るような水酸基等の官能基を有するものを用いると末端に官能基を有する重合体
が得られる。 これを本発明の方法に利用すると、 末端に官能基を有する重合体 が得られる。
上記のニトロキシド化合物などのラジカル捕捉剤を用いる重合で用いられるモ ノマー、 溶媒、 重合温度等の重合条件は、 限定されないが、 次に説明する原子移 動ラジカル重合について用いるものと同様で構わない。
原子移動ラジカル重合
次に、 本発明のリビングラジカル重合としてより好ましい原子移動ラジカル重 合法について説明する。
この原子移動ラジカル重合では、 有機ハロゲン化物、 特に反応性の高い炭素— 八ロゲン結合を有する有機ハロゲン化物 (例えば、 0;位にハロゲンを有するカル ポニル化合物や、 ベンジル位に八ロゲンを有する化合物) 、 あるいはハロゲン化 スルホニル化合物等が開始剤として用いられる。 具体的に例示するならば、 C6H5— CH2X、 C6H5-C (H) (X) CH3、 C6H5— C (X) (CH3)
2
(ただし、 上の化学式中、 C6H5はフエニル基、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素 )
R3— C (H) (X) _C02R4、 R3-C (CH3) (X) — C02R4、 R3— C (H) (X) 、 — C (〇) R4、 R3— C (CH3) (X) -C (〇) R4、 (式中、 R3、 R4は水素原子または炭素数 1〜20のアルキル基、 ァリール基、 またはァラルキル基、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素)
R3-C6H4-S02X
(上記の各式において、 R3は水素原子または炭素数 1〜20のアルキル基、 ァリ ール基、 またはァラルキル基、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素)
等が挙げられる。
有機ハロゲン化物又はハロゲン化スルホニル化合物を開始剤としてピニル系モ
ノマ一の原子移動ラジカル重合を行うことにより、 一般式 (1) に示す末端構 造を有するビニル系重合体が得られる。
- C (R1) (R2) (X) (1)
(式中、 R1及び R 2はビニル系モノマーのエチレン性不飽和基に結合した基を示 す。 Xは塩素、 臭素又はヨウ素を示す。 )
原子移動ラジカル重合の開始剤として、 重合を開始する官能基とともに重合を 開始しない特定の官能基を併せ持つ有機八ロゲン化物又はハロゲン化スルホニル 化合物を用いることもできる。 このような場合、 一方の主鎖末端に特定の官能基 を、 他方の主鎖末端に一般式 (1) に示す末端構造を有するビニル系重合体が得 られる。 このような特定の官能基としては、 アルケニル基、 架橋性シリル基、 ヒ ドロキシル基、 エポキシ基、 アミノ基、 アミド基等が挙げられる。
アルケニル基を有する有機ハロゲン化物としては限定されず、 例えば、 一般式
(2) に示す構造を有するものが例示される。
R6R7C (X) 一 R8— R9 - C (R5) =CH2 (2)
(式中、 R5は水素、 またはメチル基、 R6、 R7は水素、 または、 炭素数 1〜2 0の 1価のアルキル基、 ァリール基、 またはァラルキル、 または他端において相 互に連結したもの、 R8は、 — C (〇) O— (エステル基) 、 一 C (〇) - (ケト 基) 、 または o—, m―, p—フエ二レン基、 R9は直接結合、 または炭素数 1〜 20の 2価の有機基で 1個以上のエーテル結合を含んでいても良い、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素)
置換基 R6、 R7の具体例としては、 水素、 メチル基、 ェチル基、 n—プロピル 基、 イソプロピル基、 ブチル基、 ペンチル基、 へキシル基等が挙げられる。 R6と R7は他端において連結して環状骨格を形成していてもよい。
一般式 (2) で示される、 アルケニル基を有する有機ハロゲン化物の具体例と しては、
XCH2C (O) O (CH2) nCH=CH2、 H3CC (H) (X) C (O) O ( CH2) nCH = CH2、 (H3C) 2C (X) C (O) O (CH2) nCH = CH2、 CH3CH2C (H) (X) C (O) O (CH2) nCH=CH2、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 0〜20の整数)
XCH2C (O) O (CH2) nO (CH2) mCH=CH2、 H3CC (H) (X) C (O) O (CH2) nO (CH2) mCH=CH2、 (H3C) 2C (X) C (O) O (CH2) nO (CH2) mCH=CH2、 CH3CH2C (H) (X) C (O) O (CH2) nO (CH2) mCH=CH2、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 1〜20の整数、 mは 0〜 20の整数)
o, m, p-XCH2-C6H4- (CH2) n - CH=CH2、 o, m, p - CH3 C (H) (X) -C6H4 - (CH2) n— CH=CH2、 o, m, p-CH3CH2 C (H) (X) — C6H4- (CH2) n— CH=CH2、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 0〜20の整数)
o, m, p—XCH2— C6H4 - (CH2) n— O— (CH2) m - CH=CH2、 o, m, p-CHgC (H) (X) — C6H4— (CH2) n—〇— (CH2) m— C H=CH2、 o, m, p-CH3CH2C (H) (X) 一 C6H4— (CH2) n—〇 一 (CH2) mCH CH2、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 1〜20の整数、 mは 0〜 20の整数)
o, m, p-XCH2-C6H4-0- (CH2) n_CH=CH2、 o, m, p-C H3C (H) (X) _C6H4— O - (CH2) n— CH = CH2、 o, m, p— CH 3CH2C (H) (X) — C6H4—〇— (CH2) n— CH=CH2、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 0〜20の整数) o, m, p-XCH2-C6H4-0- (CH2) n—〇一 (CH2) m_CH = CH2 、 o, m, p-CH3C (H) (X) — C6H4 - O— (CH2) n— O— (CH2) m— CH = CH2、 o, m, p-CH3CH2C (H) (X) - C6H4— O - (CH 2) n-O- (CH2) m_CH=CH2、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 1〜20の整数、 mは 0〜 20の整数)
アルケニル基を有する有機ハロゲン化物としてはさらに一般式 (3) で示され る化合物が挙げられる。
H2C = C (R5) — R9— C (R6) (X) - R10— R7 (3)
(式中、 R5、 R6、 R7、 R9、 Xは上記に同じ、 R10は、 直接結合、 一 C (〇) O— (エステル基) 、 一 C (O) 一 (ケト基) 、 または、 o— , m―, p—フエ 二レン基を表す)
R8は直接結合、 または炭素数 1〜20の 2価の有機基 (1個以上のエーテル結 合を含んでいても良い) であるが、 直接結合である場合は、 ハロゲンの結合して いる炭素にビニル基が結合しており、 ハロゲン化ァリル化物である。 この場合は
、 隣接ビニル基によって炭素一ハロゲン結合が活性化されているので、 R1 Qと して C (〇) 〇基やフエ二レン基等を有する必要は必ずしもなく、 直接結合であ つてもよい。 R 9が直接結合でない場合は、 炭素—ハロゲン結合を活性化するため に、 R1Gとしては C (〇) 〇基、 C (0) 基、 フエ二レン基が好ましい。
一般式 (3) の化合物を具体的に例示するならば、
CH2 = CHCH2X、 CH2 = C (CH3) CH2X、 CH2 = CHC (H) (X) CH3、 CH2 = C (CH3) C (H) (X) CH3、 CH2 = CHC (X) (CH3 ) 2、 CH2 = CHC (H) (X) C2H5、 CH2 = CHC (H) (X) CH (C H3) 2、 CH2 = CHC (H) (X) C6H5、 CH2 = CHC (H) (X) CH2 C6H5、 CH2 = CHCH2C (H) (X) —C02R、 CH2 = CH (CH2) 2C (H) (X) — C〇2R、 CH2 = CH (CH2) 3C (H) (X) — C02R、 C H2 = CH (CH2) 8C (H) (X) 一 C〇2R、 CH2 = CHCH2C (H) (X ) — C6H5、 CH2 = CH (CH2) 2C (H) (X) - C6H5、 CH2 = CH (C H2) 3C (H) (X) 一 C6H5、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 Rは炭素数 1〜20の アルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基)
等を挙げることができる。
アルケニル基を有するハロゲン化スルホニル化合物の具体例を挙げるならば、 o— , m—, p-CH2 = CH- (CH2) n— C6H4— S〇2X、 o—, m―, p -CH2 = CH- (CH2) n— 0— C6H4— S〇2X、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 0〜20の整数) 等である。
上記架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物としては特に限定されず、 例え ば一般式 (4) に示す構造を有するものが例示される。
R6R7C (X) -R8-R9-C (H) (R5) CH2— [S i (R11) 2_b (Y)
bO] m-S i (R12) 3_a (Y) a (4)
(式中、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 Xは上記に同じ、 R11 R12は、 いずれも 炭素数 1〜20のアルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基、 または (R' ) 3S i O— (R' は炭素数 1〜20の 1価の炭化水素基であって、 3個の R' は同一で あってもよく、 異なっていてもよい) で示されるトリオルガノシロキシ基を示し 、 R11または R12が 2個以上存在するとき、 それらは同一であってもよく、 異な つていてもよい。 Yは水酸基または加水分解性基を示し、 Yが 2個以上存在する ときそれらは同一であってもよく、 異なっていてもよい。 aは 0, 1, 2, また は 3を、 また、 bは 0, 1, または 2を示す。 mは 0〜19の整数である。 ただ し、 a+mb≥ 1であることを満足するものとする)
一般式 (4) の化合物を具体的に例示するならば、
XCH2C (O) O (CH2) nS i (OCH3) 3、 CH3C (H) (X) C (O) O (CH2) nS i (OCH3) 3、 (CH3) 2C (X) C (〇) O (CH2) nS i
(OCH3) 3、 XCH2C (O) O (CH2) nS i (CH3) (OCH3) 2、 CH 3C (H) (X) C (O) O (CH2) nS i (CH3) (OCH3) 2、 (CH3) 2 C (X) C (O) O (CH2) nS i (CH3) (OCH3) 2、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 ヨウ素、 nは 0〜20の整数、 ) XCH2C (O) O (CH2) nO (CH2) mS i (〇CH3) 3、 H3CC (H) ( X) C (〇) 〇 (CH2) nO (CH2) mS i (OCH3) 3、 (H3C) 2C (X) C (O) O (CH2) nO (CH2) mS i (OCHg) 3、 CH3CH2C (H) (X ) C (O) O (CH2) nO (CH2) mS i (OCH3) 3、 XCH2C (O) O ( CH2) nO (CH2) mS i (CH3) (OCH3) 2、 H3CC (H) (X) C (〇 ) 〇 (CH2) nO (CH2) m— S i (CH3) (OCH3) 2、 (H3C) 2C (X ) C (O) O (CH2) nO (CH2) m - S i (CH3) (〇CH3) 2、 CH3CH 2C (H) (X) C (O) O (CH2) nO (CH2) m— S i (CH3) (OCH3
) 2、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 ヨウ素、 nは 1〜20の整数、 mは 0 〜 20の整数)
o, m, p -XCH2-C6H4- (CH2) 2 S i (OCH3) 3、 o, m, p— C H3C (H) (X) — C6H4 - (CH2) 2S i (OCH3) 3、 o, m, p - CH3 CH2C (H) (X) -C6H4- (CH2) 2S i (OCH3) 3、 o, m, p -X CH2-C6H4- (CH2) 3S i (OCH3) 3、 o, m, p— CH3C (H) (X ) 一 C6H4 - (CH2) 3S i (OCH3) 3、 o, m, p— CH3CH2C (H) ( X) — C6H4 - (CH2) 3S i (〇CH3) 3、 o, m, p - XCH2 - C6H4— (CH2) 2 - O - (CH2) 3S i (OCH3) 3、 o, m, p— CH3C (H) ( X) — C6H4— (CH2) 2 - O— (CH2) 3S i (OCH3) 3、 o, m, p— C H3CH2C (H) (X) 一 C6H4— (CH2) 2— O— (CH2) 3S i (〇CH3 ) 3、 o, m, p-XCH2-C6H4-0- (CH2) 3S i (〇CH3) 3、 o, m , p-CH3C (H) (X) - C6H4 - O - (CH2) 3S i (〇CH3) 3、 o, m, p-CH3CH2C (H) (X) — C6H4 -〇— (CH2) 3— S i (〇CH3 ) 3、 o, m, p-XCH2-C6H4-0- (CH2) 2— O— (CH2) 3— S i ( 〇CH3) 3、 o, m, p-CH3C (H) (X) — C6H4— O - (CH2) 2_0 一 (CH2) 3S i (〇CH3) 3、 o, m, p-CH3CH2C (H) (X) - C6 H4-0- (CH2) 2 - O— (CH2) 3S i (OCH3) 3、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素)
等が挙げられる。
上記架橋性シリル基を有する有機八ロゲン化物としてはさらに、 一般式 (5) で示される構造を有するものが例示される。
( 12) 3-a (Y) aS i - [OS i (R11) 2— b (Y) b] m_CH2- C (H) (R5) — R9— C (R6) (X) 一 R10— R7 (5)
(式中、 R5、 R7、 R8、 R9、 R10, Rn、 R12、 a、 b、 m、 X、 Yは上記 に同じ)
このような化合物を具体的に例示するならば、
(CH30) 3S i CH2CH2C (H) (X) C6H5、 (CH30) 2 (CH3) S i CH2CH2C (H) (X) C6H5、 (CH30) 3S i (CH2) 2C (H) (X ) —C02R、 (CH30) 2 (CH3) S i (CH2) 2C (H) (X) — C02R 、 (CH3O) 3S i (CH2) 3C (H) (X) —C〇2R、 (CH3〇) 2 (CH3 ) S i (CH2) 3C (H) (X) 一 C02R、 (CH3〇) 3S i (CH2) 4C ( H) (X) 一 C〇2R、 (CH3O) 2 (CH3) S i (CH2) 4C (H) (X) — C02R、 (CH3O) 3S i (CH2) 9C (H) (X) —C〇2R、 (CH30) 2 (CH3) S i (CH2) 9C (H) (X) — C02R、 (CH30) 3S i (CH2 ) 3C (H) (X) — C6H5、 (CH3O) 2 (CH3) S i (CH2) 3C (H) ( X) —C6H5、 (CH3O) 3S i (CH2) 4C (H) (X) _C6H5、 (CH3 O) 2 (CH3) S i (CH2) 4C (H) (X) - C6H5、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 Rは炭素数 1〜20の アルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基)
等が挙げられる。
上記ヒドロキシル基を持つ有機ハロゲン化物、 またはハロゲン化スルホニル化 合物としては特に限定されず、 下記のようなものが例示される。
HO - (CH2) n-OC (O) C (H) (R) (X)
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 Rは水素原子または炭 素数 1〜20のアルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基、 nは 1〜20の整数) 上記アミノ基を持つ有機ハ口ゲン化物、 またはハ口ゲン化スルホニル化合物と しては特に限定されず、 下記のようなものが例示される。
H2N- (CH2) n— OC (〇) C (H) (R) (X)
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 Rは水素原子また は炭素数 1〜2 0のアルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基、 nは 1〜2 0の整 数)
上記エポキシ基を持つ有機ハロゲン化物、 またはハロゲン化スルホニル化合物 としては特に限定されず、 下記のようなものが例示される。
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 Rは水素原子または炭 素数 1〜2 0のアルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基、 nは 1〜2 0の整数) 本発明の末端構造を 1分子内に 2つ以上有する重合体を得るためには、 2っ以 上の開始点を持つ有機ハロゲン化物、 またはハロゲン化スルホニル化合物を開始 剤として用いるのが好ましい。 具体的に例示するならば、
o,m,p-X-CH2-C6H4-CH2-X
CH3 CH3 CH3 CH3 o,m,p-x— CH-C6H4-CH— X ,m,p- χ— C— c6H4— C—— X
CH3 CH3
(辦、 C6H4はフエ: ン基c l、 Xは » 臭素 またはヨウ翁
H
3
o H
H
H ( H '3 CH3
X— C— (CH2)n-C一 X X— C— (CH2)n-C一 X
COR COR COR COR
(式 f、 £は炭識 1 〜2 0 のァゾ ァリーゾ ¾、 またはァラ
、 nは 0〜2 0の纖、 Xは^^ 臭素 またはヨウ泰
CH3
X-Cr,2-c-CH2_X X-CH-C-CH-X X-C— C-
(I C一 X
(式中、 Xは塩素 臭素 またはヨウ素 nは 0〜2 0の,)
O
X——CH2-C— 0-(CH2)n-0— C— CH2— X
CH3 O O CH3
I II II I
X— CH— C一 0-(CH2)n-0— C— CH— X
CH3 O O CH3
I II II I
X——C—— C一〇—(CH2)n-0— C一 C—— X
CH3 CH3
o=
(式中、 nは 1 〜2 0の難、 Xは塩素 臭素 またはヨウ泰
o o
o,m,p- x~-CH2-C-0-C6H4-0-C-CH2-X
CH3 O O CH3
o,m,p- x— C 1 H一 c II一 0一 C6H4一 0一 c II一 C I H一 x
CH3 O O CH3
I (I II I
o,m,p- X— C—— C-0-C6H4-0— C— C—— X
CH3 CH, o,m,p- X— -S02-C6H4-S02-X
(式中、 Xは塩素 臭素 またはヨウ秦 等があげられる。
この重合において用いられるビニル系モノマーとしては特に制約はなく、 既 に例示したものをすベて好適に用いることができる。
重合触媒として用いられる遷移金属錯体としては特に限定されないが、 好まし くは周期律表第 7族、 8族、 9族、 10族、 または 1 1族元素を中心金属とする 金属錯体である。 更に好ましいものとして、 0価の銅、 1価の銅、 2価のルテニ ゥム、 2価の鉄又は 2価のニッケルの錯体が挙げられる。 なかでも、 銅の錯体が 好ましい。 1価の銅化合物を具体的に例示するならば、 塩化第一銅、 臭化第一銅 、 ヨウ化第一銅、 シアン化第一銅、 酸化第一銅、 過塩素酸第一銅等である。 銅化 合物を用いる場合、 触媒活性を高めるために 2, 2' —ビビリジル若しくはその 誘導体、 1, 10—フエナント口リン若しくはその誘導体、 又はテトラメチルェ チレンジァミン、 ペンタメチルジェチレントリアミン若しくはへキサメチルトリ ス (2—アミノエチル) ァミン等のポリアミン等が配位子として添加される。 ま た、 2価の塩化ルテニウムのトリストリフエニルホスフィン錯体 (RuC l 2 (P Ph3) 3) も触媒として好適である。 ルテニウム化合物を触媒として用いる場合 は、 活性化剤としてアルミニウムアルコキシド類が添加される。 更に、 2価の鉄 のビストリフエニルホスフィン錯体 (F e C 12 (PPh3) 2) 、 2価のニッケ ルのビストリフエニルホスフィン錯体 (N i C 12 (PPh3) 2) 、 及び、 2価 のニッケルのピストリブチルホスフィン錯体 (N i B r2 (PBu3) 2) も、 触 媒として好適である。
重合反応は、 無溶媒でも可能であるが、 各種の溶媒中で行うこともできる。 溶 媒の種類としては特に限定されず、 例えば、 ベンゼン、 トルエン等の炭化水素系 溶媒;ジェチルエーテル、 テトラヒドロフラン、 'ジフエニルエーテル、 ァニソ一 ル、 ジメトキシベンゼン等のエーテル系溶媒;塩化メチレン、 クロ口ホルム、 ク ロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒;アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケトン等のケトン系溶媒;メタノール、 エタノール、 プロパノ
—ル、 イソプロパノール、 n—ブチルアルコール、 t e r t一ブチルアルコ一 ル等のアルコール系溶媒;ァセトニトリル、 プロピオ二トリル、 ベンゾニトリル 等の二トリル系溶媒;酢酸ェチル、 酢酸ブチル等のエステル系溶媒;エチレン力 ーポネート、 プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒; N, N_ジメチ ルホルムアミド、 N, N—ジメチルァセトアミド等のアミド系溶媒等が挙げられ る。 これらは、 単独でもよく、 2種以上を併用してもよい。 また、 ェマルジヨン 系もしくは超臨界流体 C〇2を媒体とする系においても重合を行うことができる。 限定はされないが、 重合は、 0〜200 の範囲で行うことができ、 好ましく は、 室温〜 150 の範囲である。
<ヒドロシリル化反応可能なアルケニル基 >
アルケニル基
本発明におけるアルケニル基は、 限定はされないが、 一般式 (7) で表される ものであることが好ましい。
H2C = C (R13) - (7)
(式中、 R 13は水素又は炭素数 1〜20の有機基を示す。 )
一般式 (7) において、 R13は水素又は炭素数 1〜20の有機基である。 炭素 数 1〜 20の有機基としては特に限定されないが、 炭素数 1〜 20のアルキル基 、 炭素数 6〜 20のァリール基、 炭素数 7〜20のァラルキル基が好ましく、 具 体的には以下のような基が例示される。
― (CH2) n - CH3、 一 CH (CH3) - (CH2) n - CH3、 — CH (CH2C H3) 一 (CH2) n - CH3、 -CH (CH2CH3) 2、 一 C (CH3) 2- (CH 2) n - CH3、 -C (CH3) (CH2CH3) -°(CH2) n- CH3、 - C6H5、 — C6H4 (CH3) 、 -C6H3 (CH3) 2、 - (CH2) n'- C6H5、 - (CH2 ) n-C6H4 (CH3) 、 - (CH2) n - C6H3 (CH3) 2
( nは 0以上の整数で、 各基の合計炭素数は 20以下)
これらの内では、 R 1 3としては水素又はメチル基がより好ましい。
さらに、 限定はされないが、 重合体 (I ) のアルケニル基が、 その炭素—炭素 二重結合と共役するカルボ二ル基、 アルケニル基、 芳香族環により活性化されて いないことが好ましい。
アルケニル基と重合体の主鎖の結合形式は、 特に限定されないが、 炭素一炭素 結合、 エステル結合、 エーテル結合、 カーボネート結合、 アミド結合、 ウレタン 結合等を介して結合されていることが好ましい。
アルケニル基の位置
本発明の硬化性組成物の硬化物にゴム的な性質が特に要求される場合には、 ゴ ム弾性に大きな影響を与える架橋点間分子量が大きくとれるため、 アルケニル基 の少なくとも 1個は分子鎖の末端にあることが好ましい。 より好ましくは、 全て のアルケニル基が分子鎖末端に有するものである。
上記アルケニル基を分子末端に少なくとも 1個有するビニル系重合体、 中でも (メタ) アクリル系重合体を製造する方法は、 特公平 3— 1 4 0 6 8号公報、 特 公平 4一 5 5 4 4 4号公報、 特開平 6— 2 1 1 9 2 2号公報等に開示されている 。 しかしながらこれらの方法は上記 「連鎖移動剤法」 を用いたフリーラジカル重 合法であるので、 得られる重合体は、 アルケニル基を比較的高い割合で分子鎖末 端に有する一方で、 Mw/M nで表される分子量分布の値が一般に 2以上と大き く、 粘度が高くなるという問題を有している。 従って、 分子量分布が狭く、 粘度 の低いビニル系重合体であって、 高い割合で分子鎖末端にアルケニル基を有する ビエル系重合体を得るためには、 上記 「リビングラジカル重合法」 を用いること が好ましい。
以下に本発明のアルケニル基について説明する。
<アルケニル基導入法 >
以下にビニル系重合体へのアルケニル基導入法について説明するが、 これらに
限定されるものではない。
アルケニル基の導入方法
(A— a) ラジカル重合、 好ましくはリビングラジカル重合によりビニル系重 合体を合成する際に、 例えば下記の一般式 (9) に挙げられるような一分子中に 重合性のアルケニル基と重合性の低いアルケニル基を併せ持つ化合物を第 2のモ ノマーとして反応させる方法。
H2C = C (R14) -R15-R16-C (R17) =CH2 (9)
(式中、 R14は水素またはメチル基を示し、 R15は— C (O) 〇—、 または o— , m—, p—フエ二レン基を示し、 R 16は直接結合、 または炭素数 1〜20の 2 価の有機基を示し、 1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい。 R 17は水素又 は炭素数 1〜 20の有機基を示す)
一般式 (9) において、 R 17は水素又は炭素数 1〜20の有機基である。 炭素 数 1〜20の有機基としては特に限定されないが、 炭素数 1〜20のアルキル基 、 炭素数 6〜20のァリール基、 炭素数 7〜20のァラルキル基が好ましく、 具 体的には以下のような基が例示される。
一 (CH2) n_CH3、 -CH (CH3) 一 (CH2) n— CH3、 — CH (CH2C H3) 一 (CH2) n— CH3、 — CH (CH2CH3) 2、 一 C (CH3) 2 - (CH 2) n - CH3、 — C (CH3) (CH2CH3) - (CH2) n— CH3、 —C6H5、 - C6H4 (CH3) 、 - C6H3 (CH3) 2、 ― (CH2) n— C6H5、 一 (CH2 ) n - C6H4 (CH3) 、 一 (CH2) n - C6H3 (CH3) 2
(nは 0以上の整数で、 各基の合計炭素数は 20以下)
これらの内では、 R 17としては水素又はメチル基がより好ましい。
なお、 一分子中に重合性のアルケニル基と重合性の低いアルケニル基を併せ持 つ化合物を反応させる時期に制限はないが、 特にリビングラジカル重合で、 ゴム 的な性質を期待する場合には重合反応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了
後に、 第 2のモノマーとして反応させるのが好ましい。
(A-b) リビングラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、 重合 反応の終期あるいは所定のモノマ一の反応終了後に、 例えば 1, 5—へキサジェ ン、 1, 7—ォクタジェン、 1, 9—デカジエンなどのような重合性の低いアル ケニル基を少なくとも 2個有する化合物を反応させる方法。
(A— c) 反応性の高い炭素一八ロゲン結合を少なくとも 1個有するビエル系 重合体に、 例えばァリルトリブチル錫、 ァリルトリオクチル錫などの有機錫のよ うなアルケニル基を有する各種の有機金属化合物を反応させてハロゲンを置換す る方法。
(A-d) 反応性の高い炭素—ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系 重合体に、 一般式 (10) に挙げられるようなアルケニル基を有する安定化カル バニオンを反応させてハロゲンを置換する方法。
M+C- (R18) (R19) -R20-C (R17) =CH2 (10)
(式中、 R17は上記に同じ。 R18、 R19はともにカルバニオン C—を安定化する 電子吸引基であるか、 または一方が前記電子吸引基で他方が水素または炭素数 1 〜10のアルキル基、 またはフエ二ル基を示す。 R2Qは直接結合、 または炭素数 1〜10の 2価の有機基を示し、 1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい。 M+はアルカリ金属イオン、 または 4級アンモニゥムイオンを示す。 )
R18、 R 19の電子吸引基としては、 — C〇2R (エステル基) 、 —C (O) R (ケト基) 、 —CON (R2) (アミド基) 、 — COSR (チォエステル基) 、 一 CN (二トリル基) 、 — N〇2 (ニトロ基) 等が挙げられるが、 — C02R、 一 C (O) Rおよび— CNが特に好ましい。 なお、 置換基 Rは炭素数 1〜20のアル キル基、 炭素数 6〜 20のァリール基または炭素数 7〜20のァラルキル基であ り、 好ましくは炭素数 1〜10のアルキル基もしくはフエニル基である。
(A-e) 反応性の高い炭素—ハロゲン結合を少なくとも 1個有するピニル系
重合体に、 例えば亜鉛のような金属単体あるいは有機金属化合物を作用させて エノレートァニオンを調製し、 しかる後にハロゲンゃァセチル基のような脱離基 を有するアルケニル基含有化合物、 アルケニル基を有するカルポニル化合物、 ァ ルケ二ル基を有するイソシァネート化合物、 アルケニル基を有する酸ハロゲン化 物等の、 アルケニル基を有する求電子化合物と反応させる方法。
(A— f ) 反応性の高い炭素一ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビエル系 重合体に、 例えば一般式 (11) あるいは (12) に示されるようなアルケニル 基を有するォキシァニオンあるいはカルポキシレートァニオンを反応させてハロ ゲンを置換する方法。
H2C = C (R17) — R21— O— M+ (11)
(式中、 R17、 M+は上記に同じ。 R21は炭素数 1〜20の 2価の有機基で 1個 以上のエーテル結合を含んでいてもよい)
H2C = C (R17) — R22 - C (O) 0-M+ (12)
(式中、 R17、 M+は上記に同じ。 R22は直接結合、 または炭素数 1〜20の 2 価の有機基で 1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい)
などが挙げられる。
本発明では (A— a) (A-b) のようなアルケニル基を導入する方法にハロ ゲンが直接関与しない場合には、 ビニル系重合体の合成方法としてリビングラジ 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。
(A— c) から (A— f) に挙げられるような反応性の高い炭素一ハロゲン結 合を少なくとも 1個有するビニル系重合体を利用する方法においては、 反応性の 高い炭素一ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系重合体の合成方法とし て八ロゲン化物を連鎖移動剤とする連鎖移動重合法又は有機八口ゲン化物若しく はハロゲン化スルホニル化合物を開始剤とする原子移動ラジカル重合法が好まし いが、 原子移動ラジカル重合法がより好ましい。
(A- a) から (A— f) の中でも制御がより容易である点から (A— b) 、 (A- f ) の方法が好ましい。 以下に (A— b) 、 (A- f ) の導入方法につい て詳述する。
ジェン化合物添加法 [ (A— b) 法]
(A— b) 法は、 ビニル系モノマーのリビングラジカル重合により得られるビ ニル系重合体に重合性の低いアルケニル基を少なくとも 2個有する化合物 (以下 、 ジェン化合物という。 ) を反応させることを特徴とする。
ジェン化合物の少なくとも 2つのアルケニル基は互いに同一又は異なっていて もよい。 アルケニル基としては末端アルケニル基 [CH2 = C (R) -R' ; Rは 水素又は炭素数 1〜20の有機基、 R' は炭素数 1〜20の有機基であり、 尺と R' は互いに結合して環状構造を有していてもよい。 ] 又は内部アルケニル基 [ R' — C (R) =C (R) — R' ; Rは水素又は炭素数 1〜20の有機基、 R, は炭素数 1〜20の有機基であり、 二つの R若しくは二つの R' は互いに同一で あってもよく異なっていてもよい。 二つの Rと二つの R' のうちいずれか二つが 互いに結合して環状構造を有していてもよい。 ] のいずれでもよいが、 末端アル ケニル基がより好ましい。 Rは水素又は炭素数 1〜20の有機基であるが、 炭素 数 1〜 20の有機基としては炭素数 1〜 20のアルキル基、 炭素数 6〜 20のァ リール基、 炭素数 7〜20のァラルキル基が好ましい。 これらの中でも Rとして は水素又はメチル基が特に好ましい。
また、 ジェン化合物のアルケニル基のうち、 少なくとも 2つのアルケニル基は 共役していてもよい。
ジェン化合物の具体例としては例えば、 イソプレン、 ピペリレン、 ブタジエン 、 ミルセン、 1、 5—へキサジェン、 1、 7—ォク夕ジェン、 1、 9—デカジエ ン、 4—ビニル— 1ーシクロへキセン等が挙げられるが、 1、 5—へキサジェン 、 1、 7—ォクタジェン、 1、 9—デカジエンが好ましい。
ピニル系モノマーのリビングラジカル重合を行い、 得られた重合体を重合系 より単離した後、 単離した重合体とジェン化合物をラジカル反応させることによ り、 目的とする末端にアルケニル基を有するビニル系重合体を得ることも可能で あるが、 重合反応の終期あるいは所定のビニル系モノマーの反応終了後にジェン 化合物を重合反応系中に添加する方法が簡便であるのでより好ましい。
ジェン化合物の添加量は、 ジェン化合物のアルケニル基のラジカル反応性によ つて調節する必要がある。 2つのアルケニル基の反応性に大きな差があるときに は重合成長末端に対してジェン化合物は当量又は小過剰量程度でもよいが、 2つ のアルケニル基の反応性が等しい又はあまり差がないときには 2つのアルケニル 基の両方が反応し、 重合末端同士がカップリングするので、 ジェン化合物の添加 量は重合体生長末端に対して過剰量であることが好ましく、 好ましくは 1. 5倍 以上、 さらに好ましくは 3倍以上、 特に好ましくは 5倍以上である。
求核置換法 [ (A— f ) 法]
(A- f ) 法は反応性の高い炭素—ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニ ル系重合体に、 アルケニル基を有するォキシァニオンあるいはカルボキシレート ァニオンを反応させてハロゲンを置換することを特徴とする。
アルケニル基を有するォキシァニオン又はカルポキシレートァニオンとしては 特に限定されないが、 例えば一般式 (1 1) あるいは (12) に示されるものが 挙げられる。
H2C = C (R17) — R21— 0- M+ (1 1)
(式中、 R17、 M+は上記に同じ。 R21は炭素数 1〜20の 2価の有機基で 1個 以上のエーテル結合を含んでいてもよい)
H2C = C (R17) -R22-C (〇) 0-M+ (12)
(式中、 R17、 M+は上記に同じ。 R22は直接結合、 または炭素数 1〜20の 2 価の有機基で 1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい)
ォキシァニオン又は力ルポキシレ一トァ二オンの具体例としては、 例えば アンモニア; トリメチルァミン、 トリェチルァミン、 トリプチルァミン等のアル キルアミン;テトラメチルエチレンジァミン、 ペンタメチルジェチレントリアミ ン等のポリアミン; ピリジン、 ピコリン等のピリジン系化合物等
塩基性化合物の使用量は前駆物質に対して当量または小過剰量用いればよく、 好ましくは 1〜: L . 2当量である。
上記前駆化合物と塩基性化合物を反応させる際に用いられる溶媒としては、 例 えば、
ァリルアルコール等のアルケニルアルコールの塩;エチレンダリコールモノァリ ルエーテル等のァリロキシアルコール類の塩;ァリルフエノール、 ァリロキシフ エノ一ル等のアルケニル基含有フヱノール性水酸基塩; 1 0—ゥンデシレン酸、
4一ペンテン酸、 ビエル酢酸等のアルケニル基含有カルボン酸塩;等が挙げられ る。
M+は対カチオンであり、 M+の種類としてはアルカリ金属イオン、 具体的には リチウムイオン、 ナトリウムイオン、 カリウムイオン、 および 4級アンモニゥム イオンが挙げられる。 4級アンモニゥムイオンとしてはテトラメチルアンモニゥ ムイオン、 テトラェチルアンモニゥムイオン、 テトラべンジルアンモニゥムィォ ン、 トリメチルドデシルアンモニゥムイオン、 テトラプチルアンモニゥムイオン およびジメチルピぺリジニゥムイオン等が挙げられ、 好ましくはナトリゥムィォ ン、 カリウムイオンである。
ォキシァニオン又はカルポキシレートァニオンの使用量は、 ハロゲンに対して 過剰量であればよく、 好ましくは 1〜5当量、 より好ましくは 1〜2当量、 更に 好ましくは 1 . 0〜1 . 2当量である。
この反応を実施する溶媒としては特に限定はされないが、 比較的極性の高い溶 媒が好ましく、 例えば、 ジェチルエーテル、 テトラヒドロフラン、 ジフエ二ルェ
—テル、 ァニソール、 ジメトキシベンゼン等のエーテル系溶媒;塩化メチレン 、 クロ口ホルム等のハロゲン化炭化水素系溶媒;アセトン、 メチルェチルケトン 、 メチルイソプチルケトン等のケトン系溶媒;メタノール、 エタノール、 プロパ ノール、 イソプロパノール、 n—ブチルアルコール、 t e r t—ブチルアルコー ル等のアルコール系溶媒;ァセトニトリル、 プロピオ二トリル、 ベンゾニトリル 等の二トリル系溶媒;酢酸ェチル、 酢酸ブチル等のエステル系溶媒;エチレン力 ーボネート、 プロピレン力一ポネート等のカーボネート系溶媒;ジメチルホルム アミド、 ジメチルァセトアミド等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド等のス ルホキシド系溶媒等等が挙げられる。 これらは、 単独又は 2種以上を混合して用 いることができる。 これらの中でもアセトン、 ジメチルスルホキシド、 ジメチル ホルムアミド、 ジメチルァセトアミド、 へキサメチルホスホリックトリアミド、 ァセトニトリル等の極性溶媒がより好ましい。 反応温度は限定されないが、 一般 に 0〜1 5 0 °C、 より好ましくは室温〜 1 0 0 °Cである。
また、 反応促進剤として反応系にアミン類、 アンモニゥム塩、 クラウンエーテ ル類等を添加してもよい。
ォキシァニオン又はカルポキシレートァニオンの代りに前駆体であるアルコ一 ル又はカルボン酸を用いて反応系中で塩基と作用させることによりォキシァニォ ン又はカルボキシレー卜ァニオンを調製してもよい。
ビニル系重合体の側差又は主鎖中にエステル基が存在する場合には求核性の高 ぃォキシァニオンを用いるとエステル交換を引き起こす可能性があるので求核性 の低いカルボキシレートァニオンを用いることがより好ましい。
水酸基からァ>レケニル基への変換方法
アルケニル基を少なくとも 1個有するビニル系重合体は、 水酸基を少なくとも
1個有するビエル系重合体から得ることも可能であり、 以下に例示する方法が利 用できるがこれらに限定されるわけではない。 水酸基を少なくとも 1個有するビ
ニル系重合体の水酸基に、
(A - g ) ナトリウムメトキシドのような塩基を作用させ、 塩化ァリルのよう なアルケニル基含有ハロゲン化物と反応させる方法。
(A - h ) ァリルイソシァネート等のアルケニル基含有ィソシァネート化合物 を反応させる方法。
(A— i ) (メタ) アクリル酸クロリドのようなアルケニル基含有酸ハロゲン 化物をピリジン等の塩基存在下に反応させる方法。
(A— j ) アクリル酸等のアルケニル基含有カルボン酸を酸触媒の存在下に反 応させる方法。
(A - k ) 水酸基を有するビニル系重合体に、 ジイソシァネート化合物を反応 させ、 残存イソシァネート基にアルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物を反応さ せる方法。 アルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物としては特に限定されないが 、+例えば 1 0 —ゥンデセノール、 5—へキセノール、 ァリルアルコールのような アルケニルアルコールが挙げられる。
ジイソシァネート化合物は、 特に限定されないが、 従来公知のものをいずれも 使用することができ、 例えば、 トルイレンジイソシァネート、 4, 4 ' —ジフエ ニルメタンジイソシァネート、 へキサメチルジイソシァネート、 キシリレンジィ ソシァネー卜、 メタキシリレンジイソシァネート、 1, 5—ナフ夕レンジイソシ ァネート、 水素化ジフエニルメタンジイソシァネート、 水素化トルイレンジイソ シァネート、 水素化キシリレンジイソシァネート、 イソホロンジイソシァネート 等のイソシァネート化合物;等を挙げることができる。 これらは、 単独で使用し うるほか、 2種以上を併用することもできる。 またブロックイソシァネートを使 用しても構わない。
よりすぐれた耐候性を生かすためには、 例えばへキサメチレンジイソシァネー ト、 水素化ジフエニルメタンジイソシァネート等の芳香環を有しないジイソシァ
ネ一卜化合物を用いるのが好ましい。
水酸基を有するビエル系重合体の合成方法
(B) および (A— g) 〜 (A— j ) の方法で用いる水酸基を少なくとも 1個 有するビエル系重合体の製造方法は以下のような方法が例示されるが、 これらの 方法に限定されるものではない。
(B-a) ラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、 例えば下記の 一般式 (15) に挙げられるような一分子中に重合性のアルケニル基と水酸基を 併せ持つ化合物を第 2のモノマーとして反応させる方法。
H2C = C (R14) -R15-R16-OH (15)
(式中、 R14、 R15、 R16は上記に同じ)
なお、 一分子中に重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物を反応させ る時期に制限はないが、 特にリビングラジカル重合で、 ゴム的な性質を期待する 場合には重合反応の終期あるいは所定のモノマ一の反応終了後に、 第 2のモノマ 一として反応させるのが好ましい。
(B-b) リビングラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、 重合 反応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了後に、 例えば 10—ゥンデセノ一 ル、 5一へキセノール、 ァリルアルコールのようなアルケニルアルコールを反応 させる方法。
(B-c) 例えば特開平 5— 262808に示される水酸基含有ポリスルフィ ドのような水酸基含有連鎖移動剤を多量に用いてビエル系モノマーをラジカル重 合させる方法。
(B-d) 例えば特開平 6— 239912、 特開平 8— 283310に示され るような過酸化水素あるいは水酸基含有開始剤を用いてビニル系モノマーをラジ カル重合させる方法。
(B— e) 例えば特開平 6— 116312に示されるようなアルコール類を渦
剰に用いてビニル系モノマーをラジカル重合させる方法。
(B- f ) 例えば特開平 4一 132706などに示されるような方法で、 反応 性の高い炭素一八ロゲン結合を少なくとも 1個に有するビエル系重合体の八ロゲ ンを加水分解あるいは水酸基含有化合物と反応させることにより、 末端に水酸基 を導入する方法。
(B-g) 反応性の高い炭素—ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系 重合体に、 一般式 (16) に挙げられるような水酸基を有する安定化カルバニォ ンを反応させてハロゲンを置換する方法。
M+C- (R18) (R19) —R20— OH (16)
(式中、 R18、 R19、 R2Q、 は上記に同じ)
R18、 R 19の電子吸引基としては、 — C〇2R (エステル基) 、 —C (O) R (ケト基) 、 —CON (R2) (アミド基) 、 — COSR (チォエステル基) 、 - CN (二トリル基) 、 一 N02 (ニトロ基) 等が挙げられるが、 — C02R、 — C (O) Rおよび一 CNが特に好ましい。 なお、 置換基 Rは炭素数 1〜20のアル キル基、 炭素数 6〜20のァリール基または炭素数 7〜20のァラルキル基であ り、 好ましくは炭素数 1〜10のアルキル基もしくはフエニル基である。
(B-h) 反応性の高い炭素—ハロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系 重合体に、 例えば亜鉛のような金属単体あるいは有機金属化合物を作用させてェ ノレ一トァニオンを調製し、 しかる後にアルデヒド類、 又はケトン類を反応させ る方法。
(B- i) 反応性の高い炭素一八ロゲン結合を少なくとも 1個有するビニル系 重合体に、 例えば一般式 (17) あるいは 18に示されるような水酸基を有する ォキシァニオンあるいはカルポキシレートァニオンを反応させてハロゲンを置換 する方法。
HO— R21—〇— M+ (17)
(式中、 R21および M+は前記に同じ)
HO— R22— C (O) CTM+ (18)
(式中、 R22および M+は前記に同じ)
M+、 反応条件、 溶媒等については (A— f) の説明で述べたものすベてを好適 に用いることができる。
(B - j ) リビングラジカル重合によりビニル系重合体を合成する際に、 重合反 応の終期あるいは所定のモノマーの反応終了後に、 第 2のモノマーとして、 一分 子中に重合性の低いアルケニル基および水酸基を有する化合物を反応させる方法 このような化合物としては特に限定されないが、 一般式 (19) に示される化 合物等が挙げられる。
H2C = C (R14) -R21-OH (19)
(式中、 R14および R21は上述したものと同様である。 )
上記一般式 (19) に示される化合物としては特に限定されないが、. 入手が容 易であるということから、 10—ゥンデセノール、 8—ォクテノール、 5—へキ セノ一ル、 ァリルアルコールのようなアルケニルアルコールが好ましい。
等が挙げられる。
本発明では (B— a) 〜 (B— e) 及び (B— j ) のような水酸基を導入する 方法に八ロゲンが直接関与しない場合には、 ビニル系重合体の合成方法としてリ 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。
(B- f ) から (B— i) に挙げられるような反応性の高い炭素—ハロゲン結 合を少なくとも 1個有するビニル系重合体を利用する方法においては、 反応性の 高い炭素一八ロゲン結合を少なくとも 1個有するビエル系重合体の合成方法とし て八口ゲン化物を連鎖移動剤とする連鎖移動重合法又は有機八ロゲン化物若しく はハロゲン化スルホニル化合物を開始剤とする原子移動ラジカル重合法が好まし
いが、 原子移動ラジカル重合法がより好ましい。
(B— a) から (B— j ) の合成方法のなかでも制御がより容易である点から (B— b) 、 (B— i) の方法が好ましい。
ぐくヒドロシリル基含有化合物 (I I) について >>
(B) 成分のヒドロシリル基含有化合物としては、 (A) 成分のアルケニル基 を少なくとも 1個の有するビニル系重合体と架橋により硬化できるヒド口シリル 基含有化合物であれば特に制限はなく、 各種のものを用いることができる。 例え ば、 一般式 (22) または (23) で表される鎖状ポリシロキサン;
R 23 3 S i 0- [S i (R23) 20] a- [S i (H) (R24) O] b- [S i ( R24) (R25) O] C-S i R23 3 (22 )
HR 23 2 S i O- [S i (R23) 2O] a— [S i (H) (R24) O] b— [S i (R24) (R25) O] C-S i R 23 2H (23)
(式中、 R23および R24は炭素数 1〜6のアルキル基、 または、 フエニル基、 R 25は炭素数 1〜10のアルキル基またはァラルキル基を示す。 aは 0≤a≤ l 0 0、 bは 2≤b≤100、 cは 0≤c≤l 00を満たす整数を示す。 )
一般式 (24) で表される環状シロキサン;
26 27
(式中、 R 26および R 27は炭素数 1〜6のアルキル基、 または、 フエニル基、 R 28は炭素数 1〜10のアルキル基またはァラルキル基を示す。 dは 0 d≤8、 eは 2≤e≤10、 f は 0≤ f ≤ 8の整数を表し、 かつ 3≤d + e + f 10を 満たす。 )
等の化合物を用いることができる。
これらは単独で用いても 2種以上を混合して用いてもかまわない。 これらの シロキサンの中でも (メタ) アクリル系重合体との相溶性の観点から、 フエニル 基を有する下記一般式 (25) 、 (26) で表される鎖状シロキサンや、 一般式
(式中、 R 29は水素、 またはメチル基を示す。 iは 2≤ i≤10、 jは 0 j≤ 8、 かつ 3≤ i + j≤10を満たす整数を示す。 C6H5はフエ二ル基を示す。 )
(B ) 成分の少なくとも 1個のヒドロシリル基を有する化合物としてはさらに 、 分子中に 2個以上のアルケニル基を有する低分子化合物に対し、 一般式 (22
) から (2 8 ) に表されるヒドロシリル基含有化合物を、 反応後にも一部のヒ ドロシリル基が残るようにして付加反応させて得られる化合物を用いることもで きる。 分子中に 2個以上のアルケニル基を有する化合物としては、 各種のものを 用いることができる。 例示するならば、 1, 4—ペンタジェン、 1 , 5—へキサ ジェン、 1, 6 _へブタジエン、 1 , 7—ォク夕ジェン、 1, 8—ノナジェン、 1 , 9ーデカジエン等の炭化水素系化合物、 〇, 〇, ージァリルビスフエノール A、 3, 3 ' ージァリルビスフエノール A等のエーテル系化合物、 ジァリルフタ レート、 ジァリルイソフタレート、 トリアリルトリメリテート、 テトラァリルピ ロメリテ一ト等のエステル系化合物、 ジエチレンダリコ一ルジァリルカーポネ一 ト等の力一ボネ一ト系化合物が挙げられる。
上記一般式 (2 2 ) から (2 8 ) に示した過剰量のヒドロシリル基含有化合物 に対し、 ヒドロシリル化触媒の存在下、 上に挙げたアルケニル基含有化合物をゆ つくり滴下することにより該化合物を得ることができる。 このような化合物のう ち、 原料の入手容易性、 過剰に用いたシロキサンの除去のしゃすさ、 さらにはビ ニル系重合体 (I ) への相溶性を考慮して、 下記のものが好ましい。
(nは 2 〜4の^:、 mは 5〜1 0の
« (C) ヒドロシリルイ匕触媒について >>
本発明の (C) 成分であるヒドロシリル化触媒については、 特に制限はなく、 任意のものが使用できる。 具体的に例示すれば、 塩化白金酸、 白金の単体、 アル ミナ、 シリカ、 カーボンブラック等の担体に固体白金を担持させたもの;白金一 ビニルシロキサン錯体 {例えば、 P tn (V iMe2S i OS iMe2V i) n、 P t C (Me V i S i O) 4] m} ;白金一ホスフィン錯体 {例えば、 P t (PP h3) 4、 P t (PBu3) 4} ;白金一ホスファイト錯体 (例えば、 P t 〔P (〇 P ) 3〕 4、 P t CP (OBu) 3〕 4 (式中、 Meはメチル基、 Buはブチル基 、 V iはビニル基、 Phはフエ二ル基を表し、 n、 mは整数を表す) 、 P t (a c ac) 2、 また、 As h byらの米国特許第 3159601及び 3159662 号明細書中に記載された白金一炭化水素複合体、 並びに L amo r e auxらの 米国特許第 3220972号明細書中に記載された白金アルコラ一ト触媒も挙げ られる。
また、 白金化合物以外の触媒の例としては、 RhC l (PPh3) 3、 RhC 1 3、 Rh/Al2〇3、 RuC.l 3、 I rC l 3、 FeC l 3、 A 1 C 13、 P d C 12 • 2H20、 N i C 12、 T i C 14、 等が挙げられる。 これらの触媒は単独で使 用してもよく、 2種以上併用しても構わない。 触媒活性の点から塩化白金酸、 白 金—ォレフィン錯体、 白金一ビニルシロキサン錯体、 P t (a c a c) 2等が好ま しい。 触媒量としては特に制限はないが、 (A) 成分中のアルケニル基 lmo 1 に対して 10―1〜 10— 8mo 1の範囲で用いるのがよい。 好ましくは 10— 2〜1 0一6 mo 1の範囲で用いるのがよい。 また、 ヒドロシリル化触媒は、 一般に高価 で腐食性であり、 また、 水素ガスを大量に発生して硬化物が発泡してしまう場合 があるので 10—1モル以上用いない方がよい。
« (D) 金属石鹼>>
また、 本発明の (D) 成分である金属石鹼については、 特に制限はなく、 任意
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のものが使用できる。 金属石鹼とは、 一般に長鎖脂肪酸と金属イオンが結合し たものであり、 脂肪酸に基づく無極性あるいは低極性の部分と、 金属との結合部 分に基づく極性の部分を一分子中に合わせて持っていれば使用できる。 長鎖脂肪 酸としては、 例えば炭素数 1〜 1 8の飽和脂肪酸、 炭素数 3〜 1 8の不飽和脂肪 酸、 脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる。 これらの中では、入手性の点から炭素 数 1〜 1 8の飽和脂肪酸が好ましく、 離型性の効果の点から炭素数 6〜 1 8の飽 和脂肪酸が特に好ましい。 金属イオンとしては、 アルカリ金属、 アルカリ土類金 属の他に亜鉛、 コバルト、 アルミニウム、 ストロンチウム等が挙げられる。 金属 石鹼をより具体的に例示すれば、 ステアリン酸リチウム、 1 2—ヒドロキシステ アリン酸リチウム、 ラウリン酸リチウム、 ォレイン酸リチウム、 2—ェチルへキ サン酸リチウム、 ステアリン酸ナトリウム、 1 2—ヒドロキシステアリン酸ナト リウム、 ラウリン酸ナトリウム、 ォレイン酸ナトリウム、 2—ェチルへキサン酸 ナトリウム、 ステアリン酸カリウム、 1 2—ヒドロキシステアリン酸カリウム、 ラウリン酸カリウム、 ォレイン酸カリウム、 2—ェチルへキサン酸カリウム、 ス テアリン酸マグネシウム、 1 2—ヒドロキシステアリン酸マグネシウム、 ラウリ ン酸マグネシウム、 ォレイン酸マグネシウム、 2—ェチルへキサン酸マグネシゥ ム、 ステアリン酸カルシウム、 1 2—ヒドロキシステアリン酸カルシウム、 ラウ リン酸カルシウム、 ォレイン酸カルシウム、 2—ェチルへキサン酸カルシウム、 ステアリン酸バリウム、 1 2—ヒドロキシステアリン酸バリウム、 ラウリン酸バ リウム、 ステアリン酸亜鉛、 1 2—ヒドロキシステアリン酸亜鉛、 ラウリン酸亜 鉛、 ォレイン酸亜鉛、 2—ェチルへキサン酸亜鉛、 ステアリン酸鉛、 1 2—ヒドロ キシステアリン酸鉛、 ステアリン酸コバルト、 ステアリン酸アルミニウム、 ォレ イン酸マンガン、 リシノール酸バリウム、 などが例示される。 これらの金属石鹼 の中では、 入手性、 安全性の点からステアリン酸金属塩類が好ましく、 特に経済 性の点から、 ステアリン酸カルシウム、 ステアリン酸マグネシウム、 ステアリン
酸亜鉛からなる群から選択される 1つ以上のものがもっとも好ましい。 この金 属石鹼の添加量としては特に制限はないが、 通常 (A) 成分 1 0 0重量部に対し て 0 . 0 2 5〜5重量部の範囲で使用し、 0 . 0 5〜4重量部使用するのが好まし い。 配合量が多すぎる場合は硬化物の物性の低下をきたし、 少なすぎると目的と する金型離型性が得られないことになる。
« (E) 補強性シリカ >>
本発明の組成物の (E) 成分である補強性シリカとしては、 ヒュームドシリカ 、 沈降法 リカなどが挙げられる。 これらの中でも粒子径が 5 0 m以下であり 、 比表面積が 8 0 m2Zg以上のものが補強性の効果から好ましい。 また、 表面処 理シリカ、 例えば、 オルガノシラン、 オルガノシラザン、 ジオルガノシクロポリ シロキサン等で表面処理されたものは、 成形に適した流動性を発現しやすいため さらに好ましい。 補強性シリカ系のより具体的な例としては、 特に限定されない リカの 1つである日本シリカ社工業の N i p s i 1等が挙げられる。 この補強性 シリカの添加量としては特に制限はないが、 (A) 成分に対して 0 . 1〜1 0 0 重量部、 好ましくは 0 . 5〜8 0重量部、 特には 1〜 5 0重量部用いることが好 ましい。 配合量が 0 . 1重量部未満の場合には、 補強性の改善効果が充分でない ことがあり、 1 0 0重量部を越えると該硬化性組成物の作業性が低下したりする ことがある。 また、 本発明の補強性シリカは単独で使用しても良いし、 2種以上 併用しても良い。
«硬化性組成物 >> .
本発明の硬化性組成物には、 物性を調整するために各種の添加剤、 例えば、 難 燃剤、 老化防止材、 充填材、 可塑剤、 硬化性調整剤、 物性調整剤、 接着性付与剤 、 貯蔵安定性改良剤、 溶剤、 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、 光硬化性樹脂などを必要に応
じて適宜配合してもよい。 これらの各種添加剤は単独で用いてもよく、 2種類 以上を併用してもよい。
また、 ビニル系重合体は本来、 耐久性に優れた重合体であるので、 老化防止剤 は必ずしも必要ではないが、 従来公知の酸化防止剤、 紫外線吸収剤、 光安定剤等 を適宜用いることができる。
<充填材>
本発明の硬化性組成物には、 (E) 成分である補強性シリカの他に、 各種充填 材を必要に応じて用いても良い。 充填材としては、 特に限定されないが、 木粉、 パルプ、 木綿チップ、 アスベスト、 ガラス繊維、 炭素繊維、 マイ力、 クルミ殻粉 、 もみ殻粉、 グラフアイト、 ケイソゥ土、 白土、 シリカ (フュームドシリカ、 沈 降性シリカ、 結晶性シリカ、 溶融シリカ、 ドロマイト、 無水ケィ酸、 含水ケィ酸 等) 、 カーボンブラックのような補強性充填材;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、 ケイソゥ土、 焼成クレー、 クレー、 タルク、 酸 化チタン、 ベントナイト、 有機ベントナイト、 酸化第二鉄、 べんがら、 アルミ二 ゥム微粉末、 フリント粉末、 酸化亜鉛、 活性亜鉛華、 亜鉛末、 炭酸亜鉛およびシ ラスバルーンなどのような充填材;石綿、 ガラス繊維およびガラスフィラメント 、 炭素繊維、 ケブラ一繊維、 ポリエチレンファイバ一等のような繊維状充填材等 が挙げられる。
これら充填材のうちでは沈降性シリカ、 フュームドシリカ、 結晶性シリカ、 溶 融シリカ、 ドロマイト、 カーボンブラック、 炭酸カルシウム、 酸化チタン、 タル クなどが好ましい。
特に、 これら充填材で強度の高い硬化物を得たい場合には、 主にヒュームドシ リカ、 沈降性シリカ、 無水ケィ酸、 含水ゲイ酸、 カーボンブラック、 表面処理微 細炭酸カルシウム、 結晶性シリカ、 溶融シリカ、 焼成クレー、 クレーおよび活性 亜鉛華などから選ばれる充填材を添加できる。 なかでも、 比表面積 (B E T吸着
法による) が 5 0 m2Z g以上、 通常 5 0〜4 0 0 mV g > 好ましくは 1 0 0 〜3 0 0 m2Z g程度の超微粉末状のシリカが好ましい。 またその表面が、 オルガ ノシランやオルガノシラザン、 ジオルガノポリシロキサン等の有機ケィ素化合物 で予め疎水処理されたシリカが更に好ましい。
また、 低強度で伸びが大である硬化物を得たい場合には、 主に酸化チタン、 炭 酸カルシウム、 タルク、 酸化第二鉄、 酸化亜鉛およびシラスバルーンなどから選 ばれる充填材を添加できる。 なお、 一般的に、 炭酸カルシウムは、 比表面積が小 さいと、 硬化物の破断強度、 破断伸び、 接着性と耐候接着性の改善効果が充分で ないことがある。 比表面積の値が大きいほど、 硬化物の破断強度、 破断伸び、 接 着性と耐候接着性の改善効果はより大きくなる。
更に、 炭酸カルシウムは、 表面処理剤を用いて表面処理を施してある方がより 好ましい。 表面処理炭酸カルシウムを用いた場合、 表面処理していない炭酸カル シゥムを用いた場合に比較して、 本発明の組成物の作業性を改善し、 該硬化性組 成物の接着性と耐候接着性の改善効果がより向上すると考えられる。 前記の表面 処理剤としては脂肪酸、 脂肪酸石鹼、 脂肪酸エステル等の有機物や各種界面活性 剤、 および、 シラン力ップリング剤やチタネートカツプリング剤等の各種力ップ リング剤が用いられている。 具体例としては、 以下に限定されるものではないが 、 カブロン酸、 力プリル酸、 ペラルゴン酸、 力プリン酸、 ゥンデカン酸、 ラウリ ン酸、 ミリスチン酸、 パルミチン酸、 ステアリン酸、 ベヘン酸、 ォレイン酸等の 脂肪酸と、 それら脂肪酸のナトリウム、 カリウム等の塩、 そして、 それら脂肪酸 のアルキルエステルが挙げられる。 界面活性剤の具体例としては、 ポリオキシェ チレンアルキルエーテル硫酸エステルや長鎖アルコール硫酸エステル等と、 それ らのナトリウム塩、 カリウム塩等の硫酸エステル型陰イオン界面活性剤、 またァ ルキルベンゼンスルホン酸、 アルキルナフ夕レンスルホン酸、 パラフィンスルホ ン酸、 α—ォレフインスルホン酸、 アルキルスルホコハク酸等と、 それらのナト
リゥム塩、 力リゥム塩等のスルホン酸型陰イオン界面活性剤等が挙げられる。 この表面処理剤の処理量は、 炭酸カルシウムに対して、 0. 1〜20重量%の範 囲で処理するのが好ましく、 1〜 5重量%の範囲で処理するのがより好ましい。 処理量が 0. 1重量%未満の場合には、 作業性、 接着性と耐候接着性の改善効果 が充分でないことがあり、 20重量%を越えると、 該硬化性組成物の貯蔵安定性 が低下することがある。
特に限定はされないが、 炭酸カルシウムを用いる場合、 配合物のチクソ性や硬 化物の破断強度、 破断伸び、 接着性と耐候接着性等の改善効果を特に期待する場 合には膠質炭酸カルシウムを用いるのが好ましい。
一方、 重質炭酸カルシウムは配合物の低粘度化や増量、 コストダウン等を目的 として添加することがあるが、 この重質炭酸カルシウムを用いる場合は必要に応 じて下記のようなものを使用することができる。
重質炭酸カルシウムとは、 天然のチョーク (白亜) 、 大理石、 石灰石などを機 械的に粉砕 ·加工したものである。 粉砕方法については乾式法と湿式法があるが 、 湿式粉砕品は本発明の硬化性組成物の貯蔵安定性を悪化させることが多いため に好ましくないことが多い。 重質炭酸カルシウムは、 分級により、 様々な平均粒 子径を有する製品となる。 特に限定されないが、 硬化物の破断強度、 破断伸び、 接着性と耐候接着性の改善効果を期待する場合には、 比表面積の値が 1. 5m
2ノ g以上 50m
2/g以下のものが好ましく、
以上 50m
2/g以下が更 に好ましく、 2. 4m
2/g以上 50m
2/g以下がより好ましく、 3m
2Zg以 上 50m
2Zg以下が特に好ましい。 比表面積が 1. 5m
2/g未満の場合には、 その改善効果が充分でないことがある。 もちろん、 単に粘度を低下させる場合や 増量のみを目的とする場合などはこの限りではない。
なお、 比表面積の値とは、 測定方法として J I S K 5101に準じて行な つた空気透過法 (粉体充填層に対する空気の透過性から比表面積を求める方法。
) による測定値をいう。 測定機器としては、 島津製作所製の比表面積測定器 S S - 1 0 0型を用いるのが好ましい。
これらの充填材は目的や必要に応じて単独で併用してもよく、 2種以上を併用 してもよい。 特に限定はされないが、 例えば、 必要に応じて比表面積の値が 1 . 5 m2Z g以上の重質炭酸カルシウムと膠質炭酸カルシウムを組み合わせると、 配 合物の粘度の上昇を程々に抑え、 硬化物の破断強度、 破断伸び、 接着性と耐候接 着性の改善効果が大いに期待できる。
充填材を用いる場合の添加量は、 ビエル系重合体 1 0 0重量部に対して、 充填 材を 5〜1 0 0 0重量部の範囲で使用するのが好ましく、 2 0〜5 0 0重量部の 範囲で使用するのがより好ましく、 4 0〜3 0 0重量部の範囲で使用するのが特 に好ましい。 配合量が 5重量部未満の場合には、 硬化物の破断強度、 破断伸び、 接着性と耐候接着性の改善効果が充分でないことがあり、 1 0 0 0重量部を越え ると該硬化性組成物の作業性が低下することがある。 充填材は単独で使用しても 良いし、 2種以上併用しても良い。
<微小中空粒子 >
また、 更に、 物性の大きな低下を起こすことなく軽量化、 低コスト化を図るこ とを目的として、 微小中空粒子をこれら補強性充填材に併用しても良い。
このような微少中空粒子 (以下バルーンという) は、 特に限定はされないが、 「機能性フイラ一の最新技術」 (CM C) に記載されているように、 直径が l m m以下、 好ましくは 5 0 0 以下、 更に好ましくは 2 0 0 m以下の無機質あ るいは有機質の材料で構成された中空体が挙げられる。 特に、 真比重が 1 . O g / c m3以下である微少中空体を用いることが好ましく、 更には 0 . 5 g/ c m3 以下である微少中空体を用いることが好ましい。
前記無機系バル一ンとして、 珪酸系バル一ンと非珪酸系バル一ンとが例示でき 、 珪酸系バルーンには、 シラスバルーン、 パーライト、 ガラスバル一ン、 シリカ
バル一ン、 フライアッシュバルーン等が、 非珪酸系バルーンには、 アルミナバ ル一ン、 ジルコニァバルーン、 カーポンバル一ン等が例示できる。 これらの無機 系バルーンの具体例として、 シラスバルーンとしてィヂチ化成製のウィンライト 、 三機工業製のサンキライト、 ガラスバルーンとして日本板硝子製のカルーン、 住友スリ一ェム製のセルスター Z— 28、 EMERSON&CUM I NG製の M I CRO BALLOON, P I TTS BURGE CORN I NG製の CEL AM I C GLAS SMODULES、 3M製の GLASS BUBBLES, シリカバルーンとして旭硝子製の Q— CEL、 太平洋セメント製の E— S PHE RES、 フライアッシュバルーンとして、 PFAMARKET I NG製の CER OSPHERES、 F I LL I TE U. S. A製の F I LL I TE、 アルミナ バルーンとして昭和電工製の BW、 ジルコニァバルーンとして Z I RCOA製の HOLLOW Z I RCON I UM S P H E E S、 カーポンバル一ンとして呉 羽化学製クレカスフェア、 GENERAL T E C HN〇 L O G I E S製カーボ スフエアが市販されている。
前記有機系バル一ンとして、 熱硬化性樹脂のバル一ンと熱可塑性樹脂のバル一 ンが例示でき、 熱硬化性のバルーンにはフエノールバルーン、 エポキシパル一ン 、 尿素バルーンが、 熱可塑性バルーンにはサランバルーン、 ポリスチレンバル一 ン、 ポリメタクリレートバルーン、 ポリビニルアルコールバルーン、 スチレン一 アクリル系バルーンが例示できる。 また、 架橋した熱可塑性樹脂のバルーンも使 用できる。 ここでいうバルーンは、 発泡後のバルーンでも良く、 発泡剤を含むも のを配合後に発泡させてバル一ンとしても良い。
これらの有機系バルーンの具体例として、 フエノールバルーンとしてユニオン 力一バイド製の UCAR及び PHENOL I C M I C OBALLOONS, エポキシバルーンとして EMERSON & CUM I N G製の E C C O S P H E R ES、 尿素バルーンとして EMERSON&CUM I NG製の ECCOS PHE
RES VF—〇、 サランバルーンとして DOW CHEMI CAL製の SA RAN MI CROSPHERES, 日本フィラメント製のェクスパンセル、 松 本油脂製薬製のマツモトマイクロスフェア、 ポリスチレンバルーンとして ARC O POLYMERS製の DYL I TE EXPANDABLE POLYST YRENE、 BASF WYANDOTE製の EXPANDABLE POL YSTYRENE BEADS, 架橋型スチレン—アクリル酸バルーンには日本 合成ゴム製の SX863 (P) が、 市販されている。
上記バルーンは単独で使用しても良く、 2種類以上混合して用いても良い。 さ らに、 これらバルーンの表面を脂肪酸、 脂肪酸エステル、 ロジン、 ロジン酸リグ ニン、 シランカップリング剤、 チタンカツプリング剤、 アルミカップリング剤、 ポリプロピレングリコール等で分散性および配合物の作業性を改良するために処 理したものも使用することができる。 これらの、 バル一ンは配合物を硬化させた 場合の物性のうち、 柔軟性および伸び ·強度を損なうことなく、 軽量化させコス 卜ダウンするために使用される。
バルーンの含有量は、 特に限定されないがビニル系重合体 100重量部に対し て、 好ましくは 0. 1〜50部、 更に好ましくは 0. 1〜30部の範囲で使用で きる。 この量が 0. 1部未満では軽量化の効果が小さく 50部以上ではこの配合 物を硬化させた場合の機械特性のうち、 引張強度の低下が認められることがある 。 またバルーンの比重が 0. 1以上の場合は 3〜 50部、 更に好ましくは 5〜 3 0部が好ましい。
ぐ可塑剤 >
配合できる可塑剤としては特に限定されないが、 物性の調整、 性状の調節等の 目的により、 例えば、 ジブチルフタレート、 ジへプチルフ夕レート、 ジ (2—ェ チルへキシル) フタレート、 ブチルベンジルフタレート等のフ夕ル酸エステル類 ;ジォクチルアジペート、 ジォクチルセバケー卜、 ジブチルセバゲート、 コハク
酸イソデシル等の非芳香族二塩基酸エステル類;ォレイン酸プチル、 ァセチル リシリノール酸メチル等の脂肪族エステル類;ジエチレンダリコ一ルジベンゾェ ート、 トリエチレングリコ一ルジベンゾェート、 ペン夕エリスリトールエステル 等のポリアルキレングリコールのエステル類; トリクレジルホスフェート、 トリ ブチルホスフェート等のリン酸エステル類; トリメリット酸エステル類;ポリス チレンやポリ— α—メチルスチレン等のポリスチレン類;ポリブタジエン、 ポリ ブテン、 ポリイソプチレン、 ブタジエン一アクリロニトリル、 ポリクロ口プレン ;塩素化パラフィン類;アルキルジフエニル、 部分水添夕一フエニル、 等の炭化 水素系油;プロセスオイル類;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一ル等のポリェ一テルポリオールとこれらポリ エーテルポリオールの水酸基をエステル基、 エーテル基などに変換した誘導体等 のポリエーテル類;エポキシ化大豆油、 エポキシステアリン酸べンジル等のェポ キシ可塑剤類;セバシン酸、 アジピン酸、 ァゼライン酸、 フタル酸等の 2塩基酸 とエチレングリコール、 ジエチレングリコール、 トリエチレングリコール、 プロ ピレンダリコール、 ジプロピレングリコール等の 2価アルコールから得られるポ リエステル系可塑剤類;アクリル系可塑剤を始めとするピニル系モノマーを種々 の方法で重合して得られるピニル系重合体類等が挙げられる。
なかでも数平均分子量 5 0 0〜1 5 0 0 0の重合体である高分子可塑剤は、 添 加することにより、 該硬化性組成物の粘度および該組成物を硬化して得られる硬 化物の引張り強度、 伸びなどの機械特性が調整できるとともに、 重合体成分を分 子中に含まない可塑剤である低分子可塑剤を使用した場合に比較して、 初期の物 性を長期にわたり維持し、 該硬化物にアルキッド塗料を塗布した場合の乾燥性 ( 塗装性ともいう) を改良できる。 なお、 限定はされないがこの高分子可塑剤は、 官能基を有しても有しなくても構わない。
上記で高分子可塑剤の数平均分子量は、 5 0 0〜 1 5 0 0 0と記載したが、 好
ましくは 800〜 10000であり、 より好ましくは 1000〜 8000であ る。 分子量が低すぎると熱や降雨により可塑剤が経時的に流出し、 初期の物性を 長期にわたり維持できず、 また、 アルキッド塗装性が改善できないことがある。 また、 分子量が高すぎると粘度が高くなり、 作業性が悪くなる。
これらの高分子可塑剤のうちで、 ビニル系重合体と相溶するものが好ましい。 中でも相溶性および耐候性、 耐熱性の点からビニル系重合体が好ましい。 ビニル 系重合体の中でも (メタ) アクリル系重合体が好ましく、 アクリル系重合体がさ らに好ましい。 このアクリル系重合体の合成法は、 従来からの溶液重合で得られ るものや、 無溶剤型アクリルポリマー等を挙げることができる。 後者のアクリル 系可塑剤は溶剤や連鎖移動剤を使用せず高温連続重合法 (USP4414370 、 特開昭 59— 6207、 特公平 5— 58005、 特開平 1— 313522、 U SP 5010166) にて作製されるため本発明の目的にはより好ましい。 その 例としては特に限定されないが東亞合成品 U Pシリーズ等が挙げられる (工業材 料 1999年 10月号参照) 。 勿論、 他の合成法としてリビングラジカル重合法 をも挙げることができる。 この方法によれば、 その重合体の分子量分布が狭く、 低粘度化が可能なことから好ましく、 更には原子移動ラジカル重合法がより好ま しいが、 これに限定されるものではない。
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. 8未満が好ましい。 1. 7以下がより好ましく、 1. 6以下がなお好ましく、 1 . 5以下がさらに好ましく、 1. 4以下が特に好ましく、 1. 3以下が最も好ま しい。
上記高分子可塑剤を含む可塑剤は、 単独で使用してもよく、 2種以上を併用し てもよいが、 必ずしも必要とするものではない。 また必要によっては高分子可塑 剤を用い、 物性に悪影響を与えない範囲で低分子可塑剤を更に併用しても良い。 なおこれら可塑剤は、 重合体製造時に配合することも可能である。
可塑剤を用いる場合の使用量は、 限定されないが、 ビニル系重合体 1 0 0重 量部に対して 5〜1 5 0重量部、 好ましくは 1 0〜1 2 0重量部、 さらに好まし くは 2 0〜1 0 0重量部である。 5重量部未満では可塑剤としての効果が発現し なくなり、 1 5 0重量部を越えると硬化物の機械強度が不足する。
上記のような可塑剤以外にも、 本発明においては、 次に述べる反応性希釈剤を 用いても構わない。 反応性希釈剤としては、 分子中に少なくとも 1個のヒドロシ リル化反応可能なアルケニル基あるいはアルキニル基を有する有機化合物が挙げ られる。 この化合物は、 硬化前の組成物の粘度を低下させるとともに、 硬化反応 時にはヒドロシリル基含有化合物 (I I ) の S i—H基とヒドロシリル化反応に より結合し、 結局網目構造に取り込まれるものである。 このため本発明において は、 分子中に少なくとも 1個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基あるいは アルキニル基を有する有機化合物であれば特に制限はないが、 本発明のビニル系 重合体 (I ) との相溶性が良好であるという観点からエステル基などの極性基を もった化合物が好ましい。 また分子量は低いほど相溶し易くなるため好ましいが 、 充分相溶するものであればある程度高くても構わない。 また、 本発明の組成物 の特徴である耐熱性、 耐候性等の観点からはこの反応性希釈剤化合物中にはヒド ロシリル化に対する活性の低い炭素—炭素不飽和結合は有さないことが更に好ま しい。
また、 反応性希釈剤化合物として、 硬化養生中に揮発し得るような低沸点の化 合物を用いた場合は、 硬化前後で形状変化を起こしたり、 揮発物により環境にも 悪影響を及ぼしたりすることから、 常温での沸点が 1 0 0 以上である有機化合 物が特に好ましい。 反応性希釈剤化合物の具体例としては 1ーォクテン、 4ービ ニルシクロへキセン、 酢酸ァリル、 1, 1一ジァセトキシー 2—プロペン、 1一 ゥンデセン酸メチル、 8—ァセトキシー 1, 6—才クタジェン等が挙げられるが これに限定されるものではない。
一方、 反応性希釈剤化合物の添加量は、 ビニル系重合体 (I) とヒドロシリ ル基含有化合物 (I I) とのヒドロシリル化反応による 3次元的架橋構造の形成 を妨げない範囲内であれば、 特に制限はない。 すなわち、 反応性希釈剤化合物の 添加量が過剰になった場合、 ヒドロシリル基含有化合物 (I I) の S i— H基は 反応性希釈剤化合物の不飽和基とのヒドロシリル化反応により消費されてしまい 、 ビニル系重合体 (I) による 3次元架橋構造の形成が不充分になることがある 反応性希釈剤化合物はビニル系重合体 (I) 100重量部に対し 0. 1〜1 0 0重量部、 好ましくは 0. 5〜70重量部、 特には 1〜50重量部用いることが 好ましい。
<溶剤 >
配合できる溶剤としては、 例えばトルエン、 キシレン等の芳香族炭化水素系溶 剤、 酢酸エヂル、 酢酸プチル、 酢酸アミル、 酢酸セロソルブ等のエステル系溶剤 、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケトン、 ジイソプチルケトン等のケト ン系溶剤等が挙げられる。 それらの溶剤は重合体の製造時に用いてもよい。
ぐ硬化性調整剤 >
配合できる硬化調整剤としては、 脂肪族不飽和結合を含む化合物が挙げられる 。 例えば、
(式中、 Ra、 Rbは、 同一または異なって、 水素原子、 炭素数 1〜10のアルキ ル基、 または、 炭素数 6~10のァリール基を表し、 両者は相互に連結していて
もよい。 )
で示されるアセチレンアルコール類が例示される。 特に、 これらアセチレンアル コール類においては、 Raあるいは Rbのかさ高さが貯蔵安定性に大きく関与して おり、 R aあるいは Rbがかさ高いものが高温での貯蔵安定性に優れることから好 ましい。 しかし、 かさ高いものになりすぎると、 貯蔵安定性には優れるものの、 硬化性が悪くなるという欠点があり、 貯蔵安定性と硬化性のバランスのとれたァ セチレンアルコールを選ぶことが重要である。 貯蔵安定性と硬化性のバランスの とれたアセチレンアルコールの例としては、 2—フエニル— 3—ブチン一 2—才 —ル、 1—ェチニルー 1—シクロへキサノール、 3 5—ジメチルー 1—へキシ ンー 3—オール、 3—メチル一 1—へキシン一 3—オール、 3—ェチル一 1—ぺ ンチン— 3—オール、 2—メチルー 3—ブチン一 2—オール、 3—メチルー 1一 ペンチン一 3—オール等があげられる。
アセチレンアルコール類以外の高温での貯蔵安定性を改良する脂肪族不飽和結 合を含む化合物としては、
(式中、 R
e R
d R
eは、 同一または異なって、 水素原子または炭素数 1 6 の炭化水素基であり、 R
c R
d R
eの炭素数の総和は 2 6である。 ただし、 Rcと R
d、 または、 R
dと R
eが、 炭化水素基である場合には、 相互に連結してい てもよい。 ) で示されるェン一イン化合物、
(式中、 Rf、 Rg、 Rhは、 同一または異なって、 炭素数 1〜 10の炭化水素基 である。 ただし、 Rgと Rhは相互に連結していてもよい。 )
で示されるシラン化合物、
(式中、 Riは、 それぞれ同一でも異なっていてもよいが、 そのうち少なくとも 1 つはアセチレン性不飽和結合を有する、 炭素数 1〜10の炭化水素基である。 n は、 1〜 10の整数を表す。 )
で示されるポリシロキサン化合物
(式中、 Rjは、 それぞれ同一でも異なっていてもよく、 水素原子、 ハロゲン、 ま たは、 炭素数 1〜10の 1価の炭化水素基を表す。 Xは、 塩素、 臭素などのハロ
ゲン基、 または、 アルコキシ基である。 )
で示されるォレフィン系化合物、 酢酸ビニル等のォレフィン系アルコールの脂肪 族カルボン酸エステル、 テトラビニルシロキサン環状体、 2—ペンテン二トリル などの脂肪族不飽和結合を含む二トリル類、 アルキルアセチレンジカルボキシレ —ト、 マレイン酸エステル、 ジオルガノフマレート等が例示される。
硬化性調整剤の使用量としては、 (A) 成分および (B ) 成分に均一に分散する 限りにおいては、 ほぼ任意に選ぶことができるが、 (C ) 成分のヒドロシリル化 触媒に対して、 2〜1 0 0 0 0モル当量の範囲で用いることが好ましい。 硬化性 調整剤は単独で用いてもよく、 また、 2種以上を併用してもよい。
<接着性付与剤 >
本発明の硬化性組成物を成形ゴムとして単独で使用する場合には、 特に接着付 与剤を添加する必要はないが、 異種基材との二色成形等必要な場合には、 ビニル 系重合体 (I ) とヒドロシリル基含有化合物 (I I ) との架橋反応を著しく阻害 せず、 また得られる硬化物物性に著しい影響を及ぼさず、 本発明の効果である金 型離型性に影響を及ぼさない程度に接着性付与剤を添加することが可能である。 配合できる接着性付与剤としては、 硬化性組成物に接着性を付与するものであれ ば特に限定されないが、 架橋性シリル基含有化合物が好ましく、 更にはシラン力 ップリング剤が好ましい。 これらを具体的に例示すると、 メチルトリメトキシシ ラン、 ジメチルジメトキシシラン、 トリメチルメトキシシラン、 n—プロピルト リメトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン類;ジメチルジイソプロぺノキ シシラン、 メチルトリイソプロぺノキシシラン等のアルキルイソプロぺノキシシ ラン;ビニルトリメトキシシラン、 ビニルジメチルメトキシシラン、 ビニルトリ エトキシシラン、 アーメタクリロイルォキシプロピルメチルジメトキシシラン、 ァ―ァクロィルォキシプロピルメチルトリエトキシシラン等のビニル型不飽和基 含有シラン類;シリコーンワニス類;ポリシロキサン類等が挙げられる。
それらの中でも分子中にエポキシ基、 (メタ) アクリル基、 イソシァネート 基、 イソシァヌレート基、 力ルバメート基、 アミノ基、 メルカプト基、 カルポキ シル基等の炭素原子および水素原子以外の原子を有する有機基と架橋性シリル基 を併せ持つシランカップリング剤が好ましい。 これらを具体的に例示すると、 ィ ソシァネート基を有するアル dキシシラン類としては、 ァーイソシァネートプロ ピルトリメトキシシラン、 ァ—イソシァネートプロピルトリエトキシシラン、 γ 一イソシァネートプロピルメチルジェトキシシラン、 ァーイソシァネートプロピ ルメチルジメトキシシラン等のイソシァネート基含有シラン類、 ;イソシァヌレ —ト基を有するアルコキシシラン類としては、 トリス (トリメトキシシリル) ィ ソシァヌレート等のイソシァヌレ一トシラン類;アミノ基を有するアルコキシシ ラン類としては、 γ—ァミノプロピルトリメトキシシラン、 了ーァミノプロピル トリエトキシシラン、 ァーァミノプロピルメチルジメトキシシラン、 ァーァミノ プロピルメチルジェトキシシラン、 Ν— ( )3—アミノエチル) —ァ一ァミノプロ ビルトリメトキシシラン、 Ν— ( 一アミノエチル) ーァ一ァミノプロピルメチ ルジメトキシシラン、 N— ( )3—アミノエチル) 一 τ—ァミノプロピルトリエト キシシラン、 N— ( /3—アミノエチル) 一ァ一ァミノプロピルメチルジェトキシ シラン、 ァ一ウレイドプロピルトリメトキシシラン、 N—フエ二ルーァ一ァミノ プロビルトリメトキシシラン、 N—ベンジルー τ—ァミノプロビルトリメトキシ シラン、 N—ビニルベンジルー τーァミノプロピルトリエトキシシラン等のアミ ノ基含有シラン類;メルカプト基を有するアルコキシシラン類としては、 ァ—メ ルカプトプロピルトリメトキシシラン、 ァ—メルカプトプロピルトリエトキシシ ラン、 ァ—メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、 ァ—メルカプトプロピ ルメチルジェトキシシラン等のメルカプト基含有シラン類;力ルポキシル基を有 するアルコキシシラン類としては、 )3—カルボキシェチルトリエトキシシラン、 ;8 _カルポキシェチルフエニルビス (2—メトキシェトキシ) シラン、 N— /3—
(カルボキシメチル) アミノエチルーァ一ァミノプロピルトリメトキシシラン 等の力ルポキシシラン類;ハロゲン基を有するアルコキシシラン類としては、 ァ 一クロ口プロビルトリメトキシシラン等のハロゲン含有シラン類等が挙げられる また、 これらを変性した誘導体である、 ァミノ変性シリルポリマー、 シリル化 アミノポリマー、 不飽和アミノシラン錯体、 フエニルァミノ長鎖アルキルシラン 、 アミノシリル化シリコーン、 シリル化ポリエステル等もシランカップリング剤 として用いることができる。
更にこれらの中でも、 硬化性及び接着性の点から、 分子中にエポキシ基あるい は (メタ) アクリル基を有するアルコキシシラン類がより好ましい。 これらを更 に具体的に例示すると、 エポキシ基を有するアルコキシシラン類としては、 ァー ダリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、 ァ—ダリシドキシプロピルトリ メトキシシラン、 ァ一グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、 β— ( 3, 4 一エポキシシクロへキシル) ェチルトリメトキシシラン、 )3— (3, 4一ェポキ シシクロへキシル) ェチルトリエトキシシラン、 ァーグリシドキシプロピルメチ ルジイソプロぺノキシシラン等が、 (メタ) アクリル基を有するアルコキシシラ ン類としては、 ァ一メタクリロキシプロビルトリメトキシシラン、 ァーメタクリ ロキシプロピルトリエトキシシラン、 ァ一ァクリロキシプロピルトリメトキシシ ラン、 ァーァクリロキシプロピルトリエトキシシラン、 メタクリロキシメチルト リメトキシシラン、 メタクリロキシメチルトリエトキシシラン、 ァクリロキシメ チルトリメトキシシラン、 ァクリロキシメチルトリェトキシシラン等が挙げられ る。 これらは単独で用いてもよく、 また 2種以上を併用してもよい。
また、 接着性を更に向上させるために、 架橋性シリル基縮合触媒を上記接着性 付与剤とともに併用することができる。 架橋性シリル基縮合触媒としては、 ジブ チル錫ジラウレ一卜、 ジブチル錫ジァセチルァセトナート、 ジブチル錫ジメトキ
シド、 ォクチル酸錫等の有機錫化合物、 アルミニウムァセチルァセトナート等 の有機アルミニウム化合物、 テトライソプロポキシチタン、 テトラブトキシチタ ン等の有機チタン化合物などが挙げられる。
シランカップリング剤以外の具体例としては、 特に限定されないが、 例えば、 エポキシ樹脂、 フエノール樹脂、 硫黄、 アルキルチタネート類、 芳香族ポリイソ シァネート等が挙げられる。
上記接着性付与剤は、 ビニル系重合体 (I ) 1 0 0重量部に対して、 0 . 0 1 〜 2 0重量部配合するのが好ましい。 0 . 0 1重量部未満では接着性の改善効果 が小さく、 2 0重量部を越えると硬化物物性に悪影響を与える。 好ましくは 0 . 1〜 1 0重量部であり、 更に好ましくは 0 . 5〜5重量部である。
上記接着性付与剤は 1種類のみで使用しても良いし、 2種類以上混合使用して も良い。
<<硬化物の作製方法 >>
ビニル系重合体 (I ) とヒドロシリル基含有化合物 (I I ) は任意の割合で混 合することができるが、 硬化性の面から、 アルケニル基とヒドロシリル基のモル 比が 5〜0 . 2の範囲にあることが好ましく、 さらに、 2 . 5〜0 . 4であるこ とが特に好ましい。 モル比が 5以上になると硬化が不十分でベとつきのある強度 の小さい硬化物しか得られず、 また、 0 . 2より小さいと、 硬化後も硬化物中に 活性なヒドロシリル基が大量に残るので、 クラック、 ポイドが発生し、 均一で強 度のある硬化物が得られない。
本発明においては、 貴金属触媒を用いたアルケニル基に対する S i—H基の付 加反応によって硬化性組成物が硬化するので、 硬化速度が非常に速く、 ライン生 産を行う上で好都合である。 特に、 熱硬化させる温度は、 1 0 0 °C〜1 8 0 °Cの 範囲内が好ましい。 1 0 0 Cより低い温度では、 組成物が貯蔵安定性に優れてい るため、 硬化反応はほとんど進行しないが、 1 0 0 °C程度以上になると、 急激に
ヒドロシリル化反応が進行し、 短い時間で硬化物を得ることができる。
本発明による硬化性組成物は、 比較的高温でも貯蔵安定性に優れることから、 組成物をより低い粘度で扱うことが可能となり、 高温での液状射出成形等に好適 である。
本発明において、 硬化性組成物を流動させる際には、 3 0 °C以上 1 0 0 °C未満 の温度で行うのが好ましいが、 4 0 °C以上 8 0 °C未満の温度で流動させることが より好ましい。
また、 本発明においては、 硬化性組成物を 3 0 °C以上 1 0 0 °C未満の温度で流 動させるとともに、 さらに 3 0 °C以上で流動させながら硬化反応をおこなうこと ができる。 すなわち本発明の硬化性組成物を、 射出成形 (R I M、 L I M等) 用 樹脂として用いることも可能である。
<<成形方法 »
本発明の硬化性組成物を成形体として用いる場合の成形方法としては、 特に限 定されず、 一般に使用されている各種の成形方法を用いることができる。 例えば 、 注型成形、 圧縮成形、 トランフファー成形、 射出成形、 押し出し成形、 回転成 形、 中空成形、 熱成形などが挙げられる。 特に自動化、 連続化が可能で、 生産性 に優れるという観点から射出成形によるものが好ましい。
<<用途 >>
本発明の硬化性組成物は、 限定はされないが、 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、 コーティン グ材、 発泡体、 電気電子用ポッティング材、 フィルム、 ガスケット、 注型材料、 人工大理石、 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 ) の防鲭 ·防水用封止材等の様々な用途に利用可能である。
更に、 本発明の硬化性組成物から得られたゴム弾性を示す成形体は、 ガスケッ ト、 パッキン類を中心に広く使用することができる。 例えば自動車分野ではポデ
ィ部品として、 気密保持のためのシール材、 ガラスの振動防止材、 車体部位の 防振材、 特にウィンドシールガスケット、 ドアガラス用ガスケットに使用するこ とができる。 シャーシ部品として、 防振、 防音用のエンジンおよびサスペンジョ ンゴム、 特にエンジンマウントラバーに使用することができる。 エンジン部品と しては、 冷却用、 燃料供給用、 排気制御用などのホース類、 エンジンオイル用シ —ル材などに使用することができる。 また、 排ガス清浄装置部品、 ブレーキ部品 にも使用できる。 家電分野では、 パッキン、 〇リング、 ベルトなどに使用できる 。 具体的には、 照明器具用の飾り類、 防水パッキン類、 防振ゴム類、 防虫パツキ ン類、 クリーナ用の防振 ·吸音と空気シール材、 電気温水器用の防滴カバー、 防 水パッキン、 ヒー夕部パッキン、 電極部パッキン、 安全弁ダイアフラム、 酒かん 器用のホース類、 防水パッキン、 電磁弁、 スチームオーブンレンジ及びジャー炊 飯器用の防水パッキン、 給水タンクパッキン、 吸水バルブ、 水受けパッキン、 接 続ホ一ス、 ベルト、 保温ヒ一夕部パッキン、 蒸気吹き出し口シールなど燃焼機器 用のオイルパッキン、 oリング、 ドレインパッキン、 加圧チューブ、 送風チュー ブ、 送 ·吸気パッキン、 防振ゴム、 給油ロパッキン、 油量計パッキン、 送油管、 ダイアフラム弁、 送気管など、 音響機器用のスピーカーガスケット、 スピーカー エッジ、 ターンテーブルシート、 ベルト、 プーリ一等が挙げられる。 建築分野で は、 構造用ガスケット (ジッパーガスケット) 、 空気膜構造屋根材、 防水材、 定 形シ一リング材、 防振材、 防音材、 セッティングブロック、 摺動材等に使用でき る。 スポーツ分野では、 スポーツ床として全天候型舗装材、 体育館床等、 スポ一 ッシューズとして靴底材、 中底材等、 球技用ポールとしてゴルフポール等に使用 できる。 防振ゴム分野では、 自動車用防振ゴム、 鉄道車両用防振ゴム、 航空機用 防振ゴム、 防舷材等に使用できる。 海洋 ·土木分野では、 構造用材料として、 ゴ ム伸縮継手、 支承、 止水板、 防水シート、 ラバーダム、 弾性舗装、 防振パット、 防護体等、 工事副材料としてゴム型枠、 ゴムパッカ一、 ゴムスカート、 スポンジ
マット、 モルタルホース、 モルタルストレーナ等、 工事補助材料としてゴムシ ート類、 エアホース等、 安全対策商品としてゴムブイ、 消波材等、 環境保全商品 としてオイルフェンス、 シルトフエンス、 防汚材、 マリンホース、 ドレツジング ホース、 オイルスキマー等に使用できる。 その他、 板ゴム、 マット、 フォーム板 等にも使用できる。
〔実施例〕
以下に、 本発明の具体的な実施例を比較例と併せて説明するが、 本発明は、 下 記実施例に限定されるものではない。
下記実施例および比較例中 「部」 および 「%」 は、 それぞれ 「重量部」 および 「重量%」 を表す。 また、 本実施例において「トリアミン」とは、 ペンタメチルジ エチレントリアミンをいう。
下記実施例中、 「数平均分子量」 および 「分子量分布 (重量平均分子量と数平 均分子量の比) 」 は、 ゲルパーミエ一シヨンクロマトグラフィー (GPC) を用 いた標準ポリスチレン換算法により算出した。 ただし、 GPCカラムとしてポリ スチレン架橋ゲルを充填したもの (s h o d e X GPC K— 804 ;昭和電 ェ製) 、 G PC溶媒としてクロ口ホルムを用いた。
金型離型性の評価は、 金型からの硬化物の取れやすさを下記の 4段階で評価し た。
◎:金型から硬化物が抵抗なくとれる
〇:抵抗はあるが硬化物はとれる
△:抵抗があり硬化物の一部が金型に残る
X:抵抗があり硬化物が金型からとれない
(製造例 1 )
攪拌機、 ジャケット付きの 250 L反応機に CuB r (1. 1 1 kg) を仕込 み、 反応容器内を窒素置換した。 ァセトニトリル (5.0 kg) を加え、 ジャケッ
トに温水を通水し 70°Cで 15分間攪拌した。 これにアクリル酸ブチル (6.
6 kg) , アクリル酸ェチル (9. 5 kg) 、 アクリル酸メトキシェチル (7.8 kg) 及び 2, 5—ジブロモアジピン酸ジェチル (3. 09 k ) とァセトニト リル (5.0 kg) の混合物を加え、 さらに 7 O :で 30分程度撹拌した。 これに ペンタメチルジェチレントリアミン (以下トリアミンという) を加え、 反応を開 始した。 反応途中トリアミンを適宜添加し、 内温 70から 80°C程度で重合を行 つた。 重合工程で使用したトリアミン総量は 45 gであった。 反応開始から 4時 間後に 80°Cで減圧下、 加熱攪拌することにより未反応のモノマー、 ァセトニト リルを脱揮した。 濃縮物にァセトニトリル (29. 9 kg) 、 1, 7—ォクタジ ェン (28. 4kg) 、 トリアミン (446 g) を添加して 6時間撹拌を続けた 。 混合物を 80°Cで減圧下、 加熱攪拌することによりァセトニトリル、 未反応の 1, 7—才クタジェンを脱揮させ、 濃縮した。 濃縮物にトルエン (120 kg) を加え、 重合体を溶解させた。 重合体混合物中の固体銅をバグフィルター (HA YWARD製、 公称濾布孔径 l ^m) によりろ過した。 ろ液にキヨ一ヮ一ド 50 0 SH (協和化学製:共重合体 100重量部に対して 2重量部) 、 キヨ一ワード
700 S L協和化学製:共重合体 100重量部に対して 2重量部) を添加し、 酸 素窒素混合ガス雰囲気下 (酸素濃度 6%) で 120°C、 2時間加熱攪拌した。 混 合物中の不溶分をろ別した。 ろ液を濃縮し、 共重合体を得た。 共重合体を 180 で 12時間加熱脱揮 (減圧度 10 t o r r以下) することにより共重合体中か ら B r基を脱離させた。
共重合体にトルエン (共重合体 100重量部に対して 100重量部) 、 キヨ一 ワード 500 SH (協和化学製:共重合体 100重量部に対して 2重量部) 、 キ ョーワード 700 SL協和化学製:重合体 100重量部に対して 2重量部) 、 ヒ ンダードフエノール系酸化防止剤 (I r g anox l O l O ;チバスぺシャリテ ィケミカルズ 0. 05部) を添加し、 酸素窒素混合ガス雰囲気下 (酸素濃度 6%
) で 130° (、 4時間加熱攪拌した。 混合物中の不溶分をろ別した。 ろ液を濃 縮し、 アルケニル基末端共重合体 {アルケニル末端ポリ (アクリル酸プチル、 ァ クリル酸ェチル、 アクリル酸メトキシェチル) の共重合体 [P 1] を得た。
共重合体 [ P 1 ] の数平均分子量は 18000、 分子量分布は 1. 1であった 。 共重合体 1分子当たりに導入された平均のアルケニル基の数を1 H NMR分析 により求めたところ、 1. 9個であった。
(実施例 1 )
製造例 1で得られた共重合体 [P 1] 100部に補強性シリカとしてァェロジ ル R 974 (—次粒子の平均径 12 nm: 日本ァエロジル製) 20部、 金属石鹼 としてステアリン酸マグネシウム (商品名 SM— 1000、 堺化学製) 1部を配 合し、 更に 3本ペイントロールを用いて充分混合した。 その後、 共重合体 [P 1]に 対して鎖状シロキサン (分子中に平均 5個のヒドロシリル基と平均 5個の —メ チルスチレン基を含有する: S i—H基量 3. 7 Ommo lZg) を、 鎖状シ ロキサンの S i H基が、 共重合体 [P 1] のアルケニル基の 1. 8当量分となる 量を添加し、 0価白金の 1, 1, 3, 3—テトラメチル— 1, 3—ジビニルジシ ロキサン錯体のキシレン溶液 (1. 32X 10— 5mmo I Z 1) を、 白金換算 で共重合体 [P 1] のアルケニル基の 5 X 10— 4モル当量添加し、 更に均一に混 合した。 このようにして得られた硬化性組成物を 50°Cの真空オーブン内にて充 分脱泡した後、 ステンレス製の金型に流し込み、 温度 150 でプレス加硫を 1 00分間行い、 直後に (硬化物が熱いうちに) 金型からの離型性を評価した。 結 果を表 1に示した。
(実施例 2)
金属石鹼としてステアリン酸カルシウム (商品名 SC— 100、 堺化学製) 1 部を使用する以外は実施例 1と同様にして離型性を評価した。 結果を表 1に示し た。
(実施例 3)
金属石鹼としてステアリン酸亜鉛 (商品名 S Z— 100、 堺化学製) 1部を使 用する以外は実施例 1と同様にして離型性を評価した。 結果を表 1に示した。
(実施例 4)
金属石鹼としてステアリン酸亜鉛 (商品名 S Z— 100、 堺化学製) 1部を使 用し、 プレス加硫後金型を室温まで冷却した後に離型性を評価する以外は実施例 1と同様にして離型性を評価した。 結果を表 1に示した。
(実施例 5)
金属石鹼としてステアリン酸亜鉛 (商品名 SZ— 100、 堺化学製) 0。 5部 を使用する以外は実施例 1と同様にして離型性を評価した。 結果を表 1に示した
(実施例 6)
金属石鹼としてステアリン酸亜鉛 (商品名 SZ— P、 堺化学製) 0. 5部を使 用する以外は実施例 1と同様にして離型性を評価した。 結果を表 1に示した。
(実施例 7)
金属石鹼としてステアリン酸亜鉛 (商品名 SZ— P、 堺化学製) 0. 5部を使 用し、 温度 200°Cでプレス加硫を 10分間行なった以外は実施例 1と同様にし て離型性を評価した。 結果を表 1に示した。
(実施例 8)
硬化性調整剤として、 3, 5—ジメチルー 1—へキシン一 3—オール (商品名 サーフィノール 61、 日信化学製) を共重合体 [P 1] のアルケニル基の 30X 10— 4モル当量添加する以外は実施例 1と同様にして離型性を評価した。 結果を 表 1に示した。
(実施例 9)
金属石鹼としてラウリン酸亜鉛 (商品名 LZ_P、 堺化学製) 1部を使用する
以外は実施例 1と同様にして離型性を評価した。 結果を表 1に示した。
(比較例 1 )
金属石鹼を添加しない以外は実施例 1と同様にして離型性を評価した。 結果を 表 1に示した。
(比較例 2 )
金属石鹼を添加せず、 温度 2 0 0 でプレス加硫を 1 0分間行なった以外は実 施例 1と同様にして離型性を評価した。 結果を表 1に示した。
(表 1の続き)
表 1の比較例 1〜 2より、 金属石鹼の添加がなければ金型離型性が不十分であ り、 実施例 1〜8より、 本発明における硬化性組成物は金型離型性に優れること が明らかである。
産業上の利用可能性
本発明は、 アルケニル基含有ビエル系重合体、 ヒドロシリル基含有化合物、 ヒ ドロシリル化触媒、 金属石験を必須成分とすることにより、 金型離型性に優れた 成形用硬化性組成物を提供することができる。 このビエル系重合体は、 好ましく はリビングラジカル重合、 更に好ましくは原子移動ラジカル重合により製造され 、 これにより、 分子量や官能化率が精密に制御されることにより、 適正な物性制 御が可能となる。