WO2022259783A1 - 硬化性組成物および硬化物 - Google Patents
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Definitions
- One embodiment of the present invention relates to a curable composition and a cured product.
- a curable composition containing a polymer having a reactive silicon-containing group such as an alkoxysilyl group is conventionally known as a composition that is cured by moisture present in the air or in an adherend. It is widely used as products such as adhesives, adhesives, sealants, paints, etc. for building materials and automobiles.
- compositions that combine reactions of different mechanisms for example, dual-cure photocurable compositions that utilize moisture curing and photocuring (for example, Patent Documents 1 and 2) have been proposed.
- the polymer (B) is a curable composition that does not have a group represented by formula (1).
- n is an integer of 1 to 3; three R 1 are independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group; At least one of R 1 is the above alkoxy group or hydroxyl group; X is -O-, -COO-, -S-, -N(R 2 )-, -CH(OH)-CH 2 -O- , —O—CO—NH— or —N(R 2 )—CO—N(R 3 )—; R 2 and R 3 are a hydrogen atom, a hydrocarbon group, or It is a halogenated hydrocarbon group, and R 2 and R 3 may be the same or different.
- the (meth)acrylic polymer (A) has a glass transition temperature of ⁇ 80 to 100° C., a number average molecular weight of more than 1,000 and not more than 100,000, and contains 500 ppm or more of silicon element.
- the number-average molecular weight of the (meth)acrylic polymer (A) is smaller than the number-average molecular weight of the polymer (B).
- Curable composition [5] The curable composition according to any one of [1] to [4], wherein the polymer (B) is a polymer having a benzophenone group as a radiation-reactive group. [6] The curable composition according to any one of [1] to [5], wherein the polymer (B) is an acrylic polymer. [7] The curable composition according to any one of [1] to [6], wherein the xylene resin (C) has an acid value of 0.1 mgKOH/g or less.
- the adhesiveness to the adherend and the photocuring efficiency are improved by curing with both moisture and light and creating a difference in adhesive strength between the light-irradiated surface and the non-irradiated surface of the composition. It is possible to provide a curable composition excellent in balance with.
- a curable composition of one embodiment of the present invention contains a (meth)acrylic polymer (A) described below.
- (meth)acrylic is used as a generic term for acrylic and methacrylic, and may be either acrylic or methacrylic
- (meth)acrylate is used as a generic term for acrylate and methacrylate, and may be either acrylate or methacrylate.
- the (meth)acrylic polymer (A) (hereinafter also referred to as “polymer (A)”) is a polymer having a group represented by the following formula (1).
- n is an integer of 1 to 3; three R 1 are independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group; at least one of 1 is the alkoxy group or hydroxyl group;
- X is -O-, -COO-, -S-, -N(R 2 )-, -CH(OH)-CH 2 -O-, a divalent group represented by -O-CO-NH- or -N(R 2 )-CO-N(R 3 )-;
- R 2 and R 3 are a hydrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen is a hydrocarbon group, and R 2 and R 3 may be the same or different.
- alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and n-hexyl group.
- alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms include methoxy, ethoxy, n-propyloxy, isopropyloxy, n-butyloxy, isobutyloxy, n-pentyloxy, isopentyloxy, neo pentyloxy group, n-hexyloxy group, 1-methylpentyloxy group, 4-methyl-2-pentyloxy group, 3,3-dimethylbutyloxy group, 2-ethylbutyloxy group, n-heptyloxy group, 1 -methylhexyloxy group, n-octyloxy group, isooctyloxy group, 1-methylheptyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, 2-propylpentyloxy group, n-nonyloxy group, 2,2-dimethylheptyloxy group , 2,6-dimethyl-4-heptyloxy group, 3,5,5-trimethylhexyl
- Hydrocarbon groups for R 2 and R 3 include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, 2-ethylhexyl group, n- Alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, such as octyl group and isooctyl group; Cycloalkyl groups having 3 to 18 carbon atoms, preferably 5 to 8 carbon atoms, such as cyclopentyl group and cyclohexyl group an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, preferably 2 to 5 carbon atoms, such as vinyl group, allyl group, 3-butenyl group, and 5-hexenyl group; 6 carbon atoms, such as phenyl group, naphthyl group and anthryl group; to 18, preferably 6 to 10 carbon atoms.
- the halogenated hydrocarbon group for R 2 and R 3 is a group in which at least part of the hydrogen atoms constituting the aforementioned hydrocarbon group has been substituted with halogen atoms.
- Halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
- R 2 and R 3 are preferably hydrogen atoms or hydrocarbon groups, more preferably hydrocarbon groups.
- groups represented by —SiR 13 include dimethylmethoxysilyl , dimethylethoxysilyl, methyldimethoxysilyl, methyldiethoxysilyl, trimethoxysilyl, triethoxysilyl, dimethyliso A propoxysilyl group, a methyldiisopropoxysilyl group, and a triisopropoxysilyl group can be mentioned.
- the polymer (A) has a group represented by the formula (1) and has a silicon element content of 500 ppm or more, preferably 1,000 to 20,000 ppm, or more. It preferably contains 1,500 to 10,000 ppm.
- ppm means wtppm.
- the polymer (A) preferably has a group represented by the above formula (1) at the molecular chain end of the polymer.
- the silicon element content derived from the group represented by the formula (1) in the polymer (A) can be calculated from the charge ratio, but can also be measured by inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry. Details are described in the Example column.
- the polymer (A) is a polymer of polymerizable monomer components containing a (meth)acrylic acid alkyl ester (a1) (hereinafter also referred to as "monomer (a1)"). That is, the polymer (A) has structural units derived from the monomer (a1).
- Examples of the monomer (a1) include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, sec -butyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, n-heptyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate , isooctyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, isononyl (meth)acrylate, n-decyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, n-tride
- One or two or more monomers (a1) can be used.
- the proportion of the monomer (a1) in the polymerizable monomer component constituting the polymer (A) is preferably 20% by mass or more, more preferably 30 to 99.9% by mass, and still more preferably 40% by mass. ⁇ 99.7% by mass, particularly preferably 50 to 99.5% by mass.
- the total amount of each monomer (a1) should be within the above range.
- the polymer (A) can have structural units derived from the monomer (a1) in the same range as above in all the structural units. When the monomer (a1) is used within the above range, a (meth)acrylic polymer having excellent mechanical properties can be obtained.
- the polymer (A) is a hydrolyzable silyl group-containing (meth)acryloyl monomer (a2) (hereinafter " Also referred to as “monomer (a2)”), it preferably further has a structural unit derived from it.
- monomer (a2) for example, compounds represented by the following formula (a2-1) are preferable.
- R a is a hydrogen atom or a methyl group
- n is an integer of 1 to 3
- R 1 has the same definition as R 1 in formula (1) above.
- Specific examples of the compound represented by formula (a2-1) include (meth)acryloxymethyldimethylmethoxysilane, (meth)acryloxymethyldimethylethoxysilane, ((meth)acryloxymethyl)methyldimethoxy Silane, ((meth)acryloxymethyl)methyldiethoxysilane, (meth)acryloxymethyltrimethoxysilane, (meth)acryloxymethyltriethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-( meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyldimethylmethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-(meth) ) (meth)acryloxy group-containing silanes such as acryloxypropyldimethylethoxysilane.
- a hydroxy group of a hydroxyalkyl (meth)acrylate such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, or an aminoalkyl (meth)acrylate such as 2-aminoethyl (meth)acrylate
- a compound represented by OCN-(CH 2 ) n -SiR 1 3 (where n is an integer of 1 to 3 and R 1 is R 1 is synonymous.) can also be mentioned. Specific examples of the compound represented by OCN--(CH 2 ) n --SiR 13 will be described later.
- One or two or more monomers (a2) can be used.
- the proportion of the monomer (a2) in the polymerizable monomer component constituting the polymer (A) is preferably 0.001 to 20% by mass, more preferably 0.01 to 10% by mass, still more preferably It is 0.1 to 5% by mass.
- the total amount of each monomer (a2) should be within the above range.
- the polymer (A) can have structural units derived from the monomer (a2) in the same range as described above among all the structural units.
- the group represented by the formula (1) can be introduced into the polymer (A). Therefore, the resulting polymer (A) has appropriate crosslinkability and is suitable for use in forming a crosslinked product.
- the polymer (A) may further have a structural unit derived from a monomer (a3) other than the monomers (a1) and (a2) as long as the objects of the present invention are not impaired.
- Other monomers (a3) include, for example, Alicyclic hydrocarbon group- or aromatic hydrocarbon group-containing (meth)acrylates such as cyclohexyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, and phenyl (meth)acrylate; Methoxymethyl (meth)acrylate, 2-methoxyethyl (meth)acrylate, 2-ethoxyethyl (meth)acrylate, 3-methoxypropyl (meth)acrylate, 3-ethoxypropyl (meth)acrylate, 4-methoxybutyl (meth)acrylate Alkoxyalkyl (meth)acrylates such as acrylates and 4-ethoxybutyl (meth)acrylate; Methoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, octoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, lauroxy polyethylene glycol
- One or two or more other monomers (a3) can be used.
- the proportion of the other monomer (a3) in the polymerizable monomer component constituting the polymer (A) is preferably 1 to 65% by mass, more preferably 5 ⁇ 60% by mass.
- the total amount of each monomer (a3) should be within the above range.
- the polymer (A) can have other structural units derived from the monomer (a3) in the same range as above in all the structural units.
- a mercapto group-containing compound (d) (hereinafter also referred to as “compound (d)”) may be used as a chain transfer agent during the production of the polymer (A). Since the compound (d) has a functional group (—SH) with high chain transferability in radical polymerization, it acts as a chain transfer agent, and when polymerizing the polymerizable monomer component in the presence of the compound (d) In particular, when a mercapto group-containing compound having a group represented by the formula (1) is used, the group represented by the formula (1) can be introduced to the molecular chain end of the polymer.
- a curable composition using the polymer (A) having the group represented by formula (1) at the molecular chain end tends to be excellent in curing speed and mechanical properties.
- the group represented by the formula (1) in the monomer (a2) and the group represented by the formula (1) in the mercapto group-containing compound (d) are the same. may be different.
- a compound represented by formula (d-1) is preferred.
- n is an integer of 1 to 3
- R 1 has the same definition as R 1 in formula (1).
- Specific examples of the compound represented by the formula (d-1) include mercaptomethyldimethylmethoxysilane, mercaptomethyldimethylethoxysilane, mercaptomethyldimethylisopropoxysilane, mercaptomethylmethyldimethoxysilane, mercaptomethylmethyldimethoxysilane, ethoxysilane, mercaptomethylmethyldiisopropoxysilane, mercaptomethyltrimethoxysilane, mercaptomethyltriethoxysilane, mercaptomethyltriisopropoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3- Mercaptopropyldimethylmethoxysilane may be mentioned.
- mercaptomethyldimethylmethoxysilane mercaptomethylmethylmethoxysilane
- mercaptomethylmethyldimethoxysilane mercaptomethyltrimethoxysilane
- mercaptomethyltriethoxysilane mercaptomethyltriethoxysilane
- 3-mercaptopropyltrimethoxysilane 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane
- 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane are preferred.
- the group represented by the formula (1) can be introduced to the molecular chain end of the polymer (A).
- Examples of the mercapto group-containing compound (d) other than the compound represented by the formula (d-1) include mercapto group-containing compounds such as n-octylmercaptan, n-dodecylmercaptan, tert-dodecylmercaptan, and laurylmercaptan. mentioned.
- One or more compounds (d) can be used.
- Compound (d) is preferably used in an amount of 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 6 parts by mass, per 100 parts by mass of the total polymerizable monomer components. When two or more compounds (d) are used, the total amount of compounds (d) should be within the above range. By using the compound (d) within the above range, the number average molecular weight of the polymer (A) can be adjusted to an appropriate range.
- Polymer (A) can be produced by various known polymerization methods, and the method is not particularly limited, but for example, it is preferably obtained by the following method.
- the methods (i) to (iv) may be combined arbitrarily.
- a compound having a polymerizable unsaturated group and a reactive functional group e.g., a hydroxy group, an isocyanate group, or an amino group
- a reactive functional group e.g., a hydroxy group, an isocyanate group, or an amino group
- a polymer having a group is reacted with a compound (e) having a group capable of undergoing an addition reaction with the reactive functional group and capable of introducing the group represented by the formula (1) into the polymer by an addition reaction.
- Examples of the compound (e) include compounds represented by the following formulas (e-1) and (e-2) (hereinafter referred to as "compound (e-1)” and “compound (e- 2)”).
- the compound (e-1) include 1-isocyanatomethyldimethylmethoxysilane, 1-isocyanatomethyldimethylethoxysilane, 1-isocyanatomethyldimethylisopropoxysilane, (1-isocyanatomethyl)methyldimethoxysilane, (1-isocyanatomethyl)methyldiethoxysilane, (1-isocyanatomethyl)methyldiisopropoxysilane, 1-isocyanatomethyltrimethoxysilane, 1-isocyanatomethyltriethoxysilane, 1-isocyanatomethyltriisopropoxysilane, 3- isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropylmethyldimethoxysilane, 3-isocyanatopropyldimethylmethoxysilane.
- 1-isocyanatomethyldimethylmethoxysilane 1,3-isocyanatomethylmethyldimethoxysilane
- 1-isocyanatomethyltrimethoxysilane 1,3-isocyanatomethyltrimethoxysilane
- 1-isocyanatomethyltriethoxysilane 1,3-isocyanatomethyltriethoxysilane
- 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane 3-isocyanatopropyl Methyldimethoxysilane is preferred.
- n is an integer of 1 to 3
- R 1 has the same definition as R 1 in formula (1) above
- R 4 is a glycidyloxy group, an amino group, an alkylamino group, (aminoalkyl)amino group, (N,N-dialkylaminoalkyl)amino group or halogenated hydrocarbon group.
- the compound (e-2) include aminomethyltrimethoxysilane, aminomethyltriethoxysilane, (aminoethylamino)methyltrimethoxysilane, (N,N-dimethylamino)ethylaminomethyltrimethoxy silane, glycidyloxymethyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane.
- One or two or more compounds (e) can be used.
- Compound (e) is preferably used in an amount of 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.2 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of the total polymerizable monomer component. When two or more compounds (e) are used, the total amount of compounds (e) should be within the above range.
- the monomer (a1) is polymerized by a living polymerization method to introduce a functional group such as an alkenyl group or a hydroxy group at the molecular chain end, and then the resulting polymer and the compound (d) or the compound (e); Etc. How to react.
- the polymer (A) can be produced by using a known polymerization method such as cationic polymerization, anionic polymerization, radical polymerization, etc., as in the methods (i) to (iv) described above, and the method is not particularly limited. , the versatility of the monomer and the industrial productivity, the radical polymerization method is preferred.
- the radical polymerization method a living radical polymerization method capable of introducing a specific functional group (for example, a group represented by the formula (1)) at a controlled position such as a terminal, or a polymerization initiator is used. free-radical polymerization methods in which predetermined monomer units are copolymerized using a specific functional group (for example, a group represented by the formula (1)) at a controlled position such as a terminal, or a polymerization initiator is used.
- free-radical polymerization methods in which predetermined monomer units are copolymerized using
- Living cationic polymerization, living anionic polymerization, and living radical polymerization can be applied as living polymerization, but living radical polymerization is preferable from the viewpoint of industrial productivity.
- Living radical polymerization methods include atom transfer radical polymerization (ATRP), reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization, nitroxide-mediated polymerization (NMP), and organotellurium compound-mediated polymerization (TERP).
- ATRP atom transfer radical polymerization
- RAFT reversible addition-fragmentation chain transfer
- NMP nitroxide-mediated polymerization
- TERP organotellurium compound-mediated polymerization
- IRP iodine compound-mediated polymerization method
- a polymer having terminal functional groups can be obtained by appropriately selecting the reaction conditions.
- a polymerizable monomer component and, if necessary, a mercapto group-containing compound (d) are charged in a reaction vessel, a polymerization initiator is added, and the reaction temperature is about 40 to 90° C. for 2 hours. Allow to react for ⁇ 20 hours.
- a polymerization solvent may be charged.
- polymerization is performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas.
- a polymerizable monomer component, a polymerization initiator, a chain transfer agent, and a polymerization solvent may be added as appropriate during the polymerization reaction.
- polymerization initiators examples include azo compound polymerization initiators, peroxide polymerization initiators, and radical photopolymerization initiators.
- a metal catalyst it is more preferable not to use a metal catalyst. Since the polymer (A) produced using such a polymerization initiator does not contain a metal component derived from the catalyst in the polymer (A), inhibition of the cross-linking reaction and coloration can be prevented. . Moreover, since the depolymerization reaction caused by the metal component can be suppressed, it is possible to provide a cured product having excellent durability in use in various applications.
- azo compound polymerization initiators examples include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis ( 2-cyclopropylpropionitrile), 2,2′-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis(2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis(cyclohexane-1 -carbonitrile), 2-(carbamoylazo)isobutyronitrile, 2-phenylazo-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, 2,2′-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2 '-azobis(N,N'-dimethyleneisobutyramidine), 2,2'-azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)-propionamide], 2,2'-azobis(isobutyramide) dihydrate , 4,4′-azo
- Peroxide-based polymerization initiators include, for example, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, caproyl peroxide, di-isopropyl peroxydicarbonate, di -2-ethylhexyl peroxydicarbonate, t-butyl peroxybivalate, 2,2-bis(4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl)propane, 2,2-bis(4,4-di- t-amylperoxycyclohexyl)propane, 2,2-bis(4,4-di-t-octylperoxycyclohexyl)propane, 2,2-bis(4,4-di- ⁇ -cumylperoxycyclohexyl)propane , 2,2-bis(4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl)butane and 2,
- photoradical polymerization initiator compounds conventionally used as photoradical polymerization initiators are preferable.
- a photoradical polymerization initiator may be used in combination with a sensitizer.
- Preferred sensitizers are anthracene compounds such as 9,10-dibutoxyanthracene and 9,10-bis(acyloxy)anthracene.
- 1 type(s) or 2 or more types can be used for a polymerization initiator.
- the polymerization initiator may be used by successive addition over multiple times.
- the amount of polymerization initiator used is preferably 0.001 to 2 parts by mass, more preferably 0.002 to 1 part by mass, per 100 parts by mass of the polymerizable monomer component.
- the total amount of the polymerization initiators should be within the above range.
- the number average molecular weight of the polymer (A) can be adjusted within an appropriate range.
- Organic solvents are preferred as polymerization solvents.
- organic solvents include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, n-heptane and n-octane; cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclo Alicyclic hydrocarbons such as octane; ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, 1,2-dimethoxyethane, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, anisole, phenylethyl ether, diphenyl ether; chloroform, carbon tetrachloride, 1,2- Halogenated hydrocarbons such as dichloroethane and chlorobenzene; esters such as ethyl acetate, propyl acetate, buty
- the number average molecular weight (Mn) of the polymer (A) is preferably greater than 1,000, more preferably 5,000 or more, and still more preferably It is 10,000 or more, preferably 100,000 or less, more preferably 50,000 or less, still more preferably 40,000 or less from the viewpoint of the viscosity of the polymer.
- the number average molecular weight (Mn) is measured by a gel permeation chromatography (GPC) method.
- the glass transition temperature (Tg) of the polymer (A) is preferably -80 to 100°C, more preferably -75 to 80°C.
- the Tg is determined by differential scanning calorimetry (DSC). Details of the measurement conditions for GPC and DSC are described in the Examples section below.
- the composition of one embodiment of the invention can contain one or more polymers (A).
- the composition of one embodiment of the present invention preferably contains 1 part by mass or more of the polymer (A) out of the total 100 parts by mass of the polymer (A) and the polymer (B). It is more preferably contained in parts by mass, more preferably 10 to 80 parts by mass.
- the total content should be within the above range.
- the polymer (A) is contained within the above range, a composition having excellent adhesion properties can be obtained.
- a composition of one embodiment of the present invention contains a polymer (B) having a radiation-reactive group (hereinafter also referred to as "polymer (B)").
- a polymer having a radiation-reactive group forms a crosslinked structure through a radical reaction, a photodimerization reaction, or the like. Radical reaction occurs when radiation-reactive groups attached as side chains (pendant groups) to the polymer that forms the main chain generate radicals when exposed to radiation. to form a crosslinked structure.
- a radiation-reactive group photosensitive group
- a radiation-reactive group is a functional group that crosslinks a polymer by irradiation with radiation.
- radiation include microwaves, infrared rays, ultraviolet rays, electron beams, ⁇ rays, ⁇ rays, ⁇ rays, and neutron rays.
- Examples of the radiation-reactive group that promotes the radical polymerization reaction as the main reaction include, for example, a functional group having a benzophenone skeleton, a functional group having a benzyl skeleton, a functional group having an o-benzoylbenzoic acid ester skeleton, a functional group having a thioxanthone skeleton, A functional group having a 3-ketocoumarin skeleton, a functional group having a 2-ethylanthraquinone skeleton, a functional group having a camphorquinone skeleton, and the like.
- a functional group having a photodimerizable unsaturated bond can be used.
- a functional group having a benzophenone skeleton such as a benzophenone group, is preferred.
- acrylic polymers examples include acrylic polymers, vinyl alcohol polymers, and ether polymers, preferably acrylic polymers.
- Acrylic polymers are polymers or copolymers of acrylic monomers.
- acrylic monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, sec-butyl ( meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, n-nonyl (meth)acrylate, Alkyl (meth)acrylates such as isononyl (meth)acrylate, n-dec
- the alkyl (meth)acrylates having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group are preferably 2-ethylhexyl (meth)acrylate, methyl (meth)acrylate and butyl (meth)acrylate.
- the acrylic monomers may be used singly or in combination of two or more.
- the polymer (B) may be produced by introducing a benzophenone group into the side chain of an acrylic polymer by a general-purpose method, or may be produced by introducing an acrylic monomer and a vinyl polymer copolymerizable therewith and having a benzophenone group. It may also be produced by polymerizing a monomer mixture containing system monomers.
- the content of the benzophenone group introduced into the acrylic polymer is the total amount of the acrylic polymer having a radiation reactive group, from the viewpoint of obtaining a radiation-curable hot-melt adhesive having a long pot life and excellent adhesiveness. is preferably 0.1 to 5% by mass based on the mass of
- the vinyl monomer copolymerizable with the acrylic monomer and having a radiation reactive group is not particularly limited, but an acrylic monomer having a benzophenone group is preferable.
- acrylic monomers having a benzophenone group include 4-acryloyloxybenzophenone, 4-acryloyloxyethoxybenzophenone, 4-acryloyloxy-4'-methoxybenzophenone, 4-acryloyloxyethoxy-4'-methoxybenzophenone, 4- Acryloyloxy-4'-bromobenzophenone, 4-acryloyloxyethoxy-4'-bromobenzophenone, 4-methacryloyloxybenzophenone, 4-methacryloyloxyethoxybenzophenone, 4-methacryloyloxy-4'-methoxybenzophenone, 4-methacryloyloxyethoxy -4'-methoxybenzophenone, 4-methacryloyloxyethoxy -4'-methoxybenzophenone, 4-me
- the main chain polymer is preferably an acrylic polymer as described above.
- Commercially available products include, for example, BASF's trade name "acResin (registered trademark) UV". be done.
- BASF has a product name "acResin (registered trademark) A203 UV”. and "acResin (registered trademark) A204 UV”.
- acrylic polymers having an acrylic polymer containing a butyl acrylate component as a main chain and radiation-reactive groups bonded as side chains include the trade names "acResin (registered trademark) A258 UV” and " acResin (registered trademark) A260 UV”.
- acResin registered trademark
- A258 UV a commercially available acrylic polymer having an acrylic polymer containing a 2-ethylhexyl acrylate component and a methyl methacrylate component as a main chain and a benzophenone group as a side chain
- BASF has a product name of "acResin (registered trademark). ) 3532 UV”.
- Other commercial products of acrylic polymers having radiation-reactive groups include the product name "acResin (registered trademark) DS3552X UV" from BASF.
- the number average molecular weight (Mn) of polymer (B) is 10,000 to 1,000,000, preferably 20,000 to 500,000, more preferably 25,000 to 300,000. When the number average molecular weight is within the above range, it is preferable from the viewpoint of excellent compatibility with the polymer (A), handling properties of the curable composition, and adhesive/adhesive physical properties. Number average molecular weight (Mn) is measured by the GPC method. From the viewpoint of compatibility and curability, the number average molecular weight of the (meth)acrylic polymer (A) is preferably smaller than that of the polymer (B).
- the composition of one embodiment of the invention can contain one or more polymers (B).
- the composition of one embodiment of the present invention preferably contains 99 parts by mass or less of the polymer (B) out of 100 parts by mass of the total amount of the polymer (A) and the polymer (B), more preferably 10 to 99 parts by mass, more preferably 20 to 90 parts by mass.
- the total content should be within the above range.
- the polymer (B) is contained within the above range, a composition having excellent viscosity and adhesive properties can be obtained.
- the composition of one embodiment of the invention comprises a xylene resin (C).
- the xylene resin (C) include Nikanol Y-50 (xylene resin, liquid), Nikanol L (xylene resin, liquid), Nikanol H (xylene resin, liquid), Nikanol G (xylene resin, liquid), Nikanol GHP-150 (alkylphenol-modified xylene resin, softening point: 150-160°C), Nikanol HP-120 (alkylphenol-modified xylene resin, softening point: 125-135°C), Nikanol HP-100 (alkylphenol-modified xylene resin, softening point: 105-125°C), Nikanol HP-210 (alkylphenol-modified xylene resin, softening point: 90-110°C), Nikanol HP-70 (alkylphenol-modified xylene resin, softening point: 70-90
- a xylene resin having an acid value of 1 mgKOH/g or less is preferable, and a xylene resin having an acid value of 0.1 mgKOH/g or less is particularly preferable.
- the acid value refers to the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize 1 g of xylene resin, and can be measured based on JIS K0070. The details of the conditions for measuring the acid value of the xylene resin will be described in the Examples section to be described later.
- the composition of one embodiment of the invention may contain one or more xylene resins (C).
- the content of the xylene resin (C) in the composition of one embodiment of the present invention is preferably 10 to 1,000 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the polymer (A) and the polymer (B). , more preferably 50 to 800 parts by mass.
- the total content thereof should be within the above range.
- the pressure-sensitive adhesive layer has appropriate tackiness and excellent adhesion to various adherends.
- the composition of one embodiment of the invention preferably further contains a curing catalyst (D).
- a curing catalyst (D) various conventionally known condensation catalysts used for polymers having a crosslinkable silyl group can be used.
- the curing catalyst (D) used in the present invention is preferably a non-tin curing catalyst.
- Examples of the curing catalyst (D) include zinc carboxylate salts such as zinc naphthenate, zinc stearate, zinc-2-ethyloctoate, zinc-2-ethylhexoate, zinc acetylacetonate; Titanic acid esters such as tetrabutyl titanate, tetrapropyl titanate, tetra(2-ethylhexyl) titanate, isopropoxytitanium bis(ethylacetoacetate); organoaluminum compounds such as aluminum trisacetylacetonate, aluminum trisethylacetoacetate, di-isopropoxyaluminumethylacetoacetate; Bismuth carboxylate, iron carboxylate, titanium carboxylate, lead carboxylate, vanadium carboxylate, zirconium carboxylate, calcium carboxylate, potassium carboxylate, barium carboxylate, manganese carboxylate, cerium carboxylate, nickel carboxylate, carboxylic acid Carboxylic acid (2
- One or two or more curing catalysts (D) can be used.
- the content thereof is, from the viewpoint of the moisture curing rate of the curable composition, the total content of the polymer (A) and the polymer (B) is 100 It is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass.
- the total content should be within the above range.
- the composition of one embodiment of the present invention optionally contains a photosensitizer, a plasticizer, a filler, silica, a pigment, an antioxidant, a dehydrating agent, and an amino group.
- silane coupling agents, tackifying resins other than xylene resins, dispersing agents, rheology control agents, antifoaming agents, adhesion-imparting agents, and other components may be contained in one or more.
- the composition of one embodiment of the invention can further contain a photosensitizer.
- a photosensitizer By using a photosensitizer, the radiation-reactive groups of polymer (B) are sensitized.
- Photosensitizers include aromatic nitro compounds, coumarins (7-diethylamino-4-methylcoumarin, 7-hydroxy 4-methylcoumarin, ketocoumarin, carbonylbiscoumarin), aromatic 2-hydroxyketones, and amino-substituted Also, aromatic 2-hydroxyketones (2-hydroxybenzophenone, mono- or di-p-(dimethylamino)-2-hydroxybenzophenone), acetophenone, anthraquinone, xanthone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone , 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, benzanthrone, thiazolines (2-benzoylm
- the content of the photosensitizer is 0.00 per 100 parts by mass in total of the polymer (A) and the polymer (B). 1 to 20 parts by mass is preferable, and 0.5 to 10 parts by mass is more preferable. When two or more photosensitizers are used, the total content should be within the above range.
- the composition of one embodiment of the invention may further contain a plasticizer.
- a plasticizer By using a plasticizer, the flexibility and elongation of the cured product formed from the curable composition can be improved.
- plasticizers include phthalates such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, diisobutyl phthalate, dioctyl phthalate, diisodecyl phthalate, benzyl butyl phthalate, and diisononyl phthalate; Non-phthalates such as diisononyl cyclohexanedicarboxylate and trioctyl trimellitate; aliphatic carboxylic acid esters such as dioctyl adipate, diisodecyl succinate, dibutyl sebacate and butyl oleate; diethylene glycol dibenzoate and triethylene glycol dibenzoate , alcohol esters such as pentaerythritol esters; phosphate esters such as trioctyl phosphate and tricresyl phosphate; epoxy plasticizers such as epoxidized soybean oil, dioctyl 4,5-e
- the content of the plasticizer is 100 parts by mass in total for the polymer (A) and the polymer (B) from the viewpoint of the coatability of the curable composition and the weather resistance of the cured product. On the other hand, it is preferably 1 to 300 parts by mass, more preferably 5 to 100 parts by mass. When two or more plasticizers are used, the total content should be within the above range.
- the composition of one embodiment of the invention may further contain fillers.
- Fillers include, for example, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, colloidal calcium carbonate, semi-colloidal calcium carbonate, slight calcium carbonate, and those obtained by surface-treating the surface of these calcium carbonates with fatty acids or resin acid-based organic substances.
- plastic balloons such as polystyrene balloons are preferable from the viewpoint of reducing specific gravity and providing heat insulation.
- the content of the filler is preferably 0.1 to 1,000 parts by mass, more preferably 100 parts by mass in total of the polymer (A) and the polymer (B) 1 to 500 parts by mass.
- the total content should be within the above range.
- the filler is within the above range, a curable composition having excellent dispersibility of various components can be obtained.
- composition of one embodiment of the invention may further contain silica.
- silica By using silica, the coatability of the curable composition is improved, and a cured product having excellent weather resistance and elongation can be obtained.
- Silica includes, for example, fumed silica.
- Silica includes hydrophobic silica and hydrophilic silica, with hydrophobic silica being preferred. Silica can be used alone or in combination of two or more.
- Silica can be used alone or in combination of two or more.
- the content of silica is preferably 1 to 100 parts by mass, more preferably 3 to 50 parts by mass, with respect to a total of 100 parts by mass of polymer (A) and polymer (B). is.
- the total content should be within the above range.
- the composition of one embodiment of the present invention can further contain pigments.
- pigments are preferred from the viewpoint of improving toning and weather resistance.
- examples of pigments include inorganic pigments such as iron oxide, chromium oxide, titanium oxide and cobalt aluminate; and organic pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green.
- the content of the pigment is preferably 1 to 200 parts by mass, more preferably 3 to 100 parts by mass, with respect to the total 100 parts by mass of the polymer (A) and the polymer (B). is. When two or more pigments are used, the total content should be within the above range.
- benzotriazole-based UV absorbers examples include 2-(2-hydroxy-5-tert-butylphenyl)-2H-benzotriazole, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-bis( 1-methyl-1-phenylethyl)phenol, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-6-(1-methyl-1-phenylethyl)-4-(1,1,3,3-tetramethyl Butyl)phenol, reaction product of methyl 3-(3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate with polyethylene glycol, 2-(2H-benzotriazole- 2-yl)-p-cresol.
- Examples of light stabilizers include hindered amine light stabilizers.
- Examples of hindered amine light stabilizers include bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate and methyl (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl) sebacate.
- antioxidants examples include hindered phenol antioxidants, monophenol antioxidants, bisphenol antioxidants, polyphenol antioxidants, and phosphorus antioxidants.
- the content of the anti-aging agent is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0 parts by mass, relative to a total of 100 parts by mass of the polymer (A) and the polymer (B). .1 to 5 parts by mass.
- the total content thereof should be within the above range.
- the composition of one embodiment of the present invention may contain a small amount of a dehydrating agent as long as the curability and flexibility are not adversely affected.
- dehydrating agents include hydrolyzable organosilicon compounds such as methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane.
- alkyl orthoformate such as methyl orthoformate and ethyl orthoformate
- alkyl orthoacetate such as methyl orthoacetate and ethyl orthoacetate
- isocyanate compound such as p-toluenesulfonyl isocyanate.
- the content of the dehydrating agent is It is preferably 0.1 to 25 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass. When two or more dehydrating agents are used, the total content should be within the above range.
- composition of one embodiment of the present invention may further contain a silane coupling agent having an amino group (hereinafter also simply referred to as “aminosilane coupling agent”) from the viewpoint of curability.
- silane coupling agent having an amino group
- the aminosilane coupling agent means a compound having a silicon atom to which an alkoxy group is bonded and a functional group containing a nitrogen atom in one molecule.
- the aminosilane coupling agent functions as a co-catalyst that accelerates moisture curing, and can improve the adhesion of the resulting cured product.
- aminosilane coupling agents include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-aminomethyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl)-aminomethyltriethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-butyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)amine.
- aminosilane coupling agents it is particularly preferable to use an aminosilane coupling agent having a primary amino group from the viewpoint that the curing speed can be increased.
- an aminosilane coupling agent having a primary amino group from the viewpoint that the curing speed can be increased.
- One or two or more aminosilane coupling agents can be used.
- the content of the aminosilane coupling agent is 100 mass in total for the polymer (A) and the polymer (B) from the viewpoint of adhesiveness, storage stability and handling properties of the curable composition. part by weight, preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight. When two or more aminosilane coupling agents are used, the total content should be within the above range.
- the composition of one embodiment of the present invention may further contain a rheology control agent.
- a rheology control agent can improve the smoothness of the film surface.
- acrylic, urea, urethane, amide, polyester, and layered inorganic compound rheology control agents can be used.
- polyester-based rheology control agents typified by "BYK R606 (polyhydroxycarboxylic acid ester)" manufactured by BYK-Chemie Japan are preferred.
- the rheology control agent is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.2 to 100 parts by mass, based on a total of 100 parts by mass of polymer (A) and polymer (B). It is contained in the range of 5 parts by mass. When two or more rheology control agents are used, the total content thereof should be within the above range. When the rheology control agent is contained within the above range, a curable composition having excellent thixotropy and pseudoplasticity tends to be obtained.
- the composition of one embodiment of the present invention has excellent storage stability due to good compatibility of the polymer (A), the polymer (B) and the xylene resin (C), and high coatability due to high thixotropy. Also excellent. Moreover, the cured product obtained from the composition is excellent in mechanical properties such as elongation at break and strength at break.
- the composition of one embodiment of the present invention has good crosslinkability, it can be suitably used for applications where the composition is cured by crosslinking, or where the elasticity of a cured product is utilized.
- the group represented by the formula (1) of the polymer (A) is hydrolyzed to form a silanol. After forming the groups, it is believed that the silanol groups undergo dehydration condensation to form siloxane bonds, thereby curing.
- the polymer (B) is cured by utilizing radiation such as ultraviolet rays to generate radicals in the case of benzophenone groups and the like to extract hydrogen from the polymer, and by photodimerization reaction in the case of maleimide groups and the like.
- radiation such as ultraviolet rays to generate radicals in the case of benzophenone groups and the like to extract hydrogen from the polymer, and by photodimerization reaction in the case of maleimide groups and the like.
- the composition of one embodiment of the present invention makes it possible to create a difference in the adhesive strength of the composition between the light-irradiated surface and the non-irradiated surface by utilizing the different curing mechanisms of moisture curing and photocuring.
- the xylene resin (C) absorbs light in the long wavelength region from the ultraviolet region to the visible light region, which is not found in other tackifying resins, which promotes the reaction at a specific wavelength. , the photocuring of the composition is thought to proceed.
- composition of one embodiment of the present invention can be used, for example, as a sheet produced in a solution system or as a hot melt (solventless system), and its shape is not particularly limited.
- Tg Glass transition temperature
- DSC differential scanning calorimeter
- the silicon element content of each polymer was determined by adding 7 mL of a mixed acid containing hydrogen fluoride to 0.2 g of the polymer, wet ashing with a microwave decomposition device (manufactured by Anton Pearl Japan), and adding ultrapure water to the ashed sample. After adjusting the volume to 50 mL, measurement was performed using an inductively coupled plasma atomic emission spectrometer (ICP-AES) under the following conditions.
- ICP-AES inductively coupled plasma atomic emission spectrometer
- the acid value was 0.08 mgKOH/g or less, it was defined as being below the lower limit of determination.
- a solvent other than toluene having no acid may be used as the solvent for dissolving the xylene resin.
- the (meth)acrylic polymer (A-1) had a silicon element content of 1,800 ppm, an Mn of 18,000, an Mw of 48,000 and a Tg of -62°C.
- the temperature in the container is set to 110° C., and 1.3 parts of the photosensitizer “Anthracure UVS-1101” (manufactured by Kawasaki Kasei Kogyo) and 8 parts of the dehydrating agent “KBM-1003” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are added. Add and mix for 30 minutes.
- the resulting mixture was diluted with toluene so that the non-volatile content was 50%, and then mixed and diluted with 4 parts of a silane coupling agent having an amino group "KBM-603" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), a curing catalyst (D) " 2 parts of K-KAT 670” (manufactured by Kusumoto Kasei Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred and mixed for 1 minute to obtain a curable composition.
- the resulting curable composition was applied onto a release-treated polyethylene terephthalate (PET) film so that the thickness after drying was 100 ⁇ m, and dried at 110° C. for 10 minutes to remove volatile components. did.
- PET polyethylene terephthalate
- the release-treated PET film After curing for 30 minutes under the conditions of 23° C./50% RH, the release-treated PET film is attached to the opposite side of the cured product layer from the release-treated PET film to cure the cured product layer. Got a product sheet. Various evaluations were performed on the obtained cured sheet. Various evaluation results are shown in Table 2. The evaluation method will be described later.
- Examples 2 to 9, Comparative Examples 1 to 4 A cured product sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that the composition was changed as shown in Table 2, and various evaluations were performed. Various evaluation results are shown in Table 2.
- the other PET film was peeled off, and a test piece made of stainless steel (thickness 1 mm) was attached to the exposed cured product layer, and a roller of 2 kg was reciprocated once to crimp it.
- the resulting sample was subjected to a tensile test in accordance with JIS K6850: 1999 with a universal tensile tester AG-X manufactured by Shimadzu Corporation under the conditions of a tensile speed of 50 mm / min and 23 ° C. was performed and the shear adhesive strength (maximum point stress) was measured.
- the cohesive failure rate (percentage of the cohesive failure area to the entire adhesion area) for each of the two stainless steel sheets was visually evaluated.
- the stainless steel test piece to which the cured product sheet was first attached is called SUS(A)
- the stainless steel test piece to which the second hardened sheet is attached is called SUS(B).
- ⁇ Adhesive strength (180° Peel)> The PET film on one side of the cured product sheet obtained in Examples or Comparative Examples was peeled off, and a PET film with a thickness of 125 ⁇ m was attached to the exposed cured product layer, and then cut to a width of 20 mm.
- a light source with a dominant wavelength of 365 nm was used, and the unpeeled PET surface side was irradiated with ultraviolet rays so that the integrated illuminance amount was 2000 mJ/cm 2 .
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Abstract
Description
放射線反応性基を有し、かつ、数平均分子量が10,000~1,000,000である重合体(B)と、
キシレン樹脂(C)と
を含有する硬化性組成物であり、
前記重合体(B)は、式(1)で表される基を有さない硬化性組成物。
式(1):-X-(CH2)n-SiR1 3
[式(1)中、nは1~3の整数であり;3つあるR1は、独立して炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、または水酸基であり、R1のうち少なくとも一つは前記アルコキシ基または水酸基であり;Xは、-O-、-COO-、-S-、-N(R2)-、-CH(OH)-CH2-O-、-O-CO-NH-または-N(R2)-CO-N(R3)-で表される2価の基であり;R2およびR3は、水素原子、炭化水素基、またはハロゲン化炭化水素基であり、R2およびR3は、同一であっても異なっていてもよい。]
[2] 前記(メタ)アクリル重合体(A)を1~90質量部、前記重合体(B)を10~99質量部含み、前記キシレン樹脂(C)を10~1,000質量部含む(ただし、重合体(A)と重合体(B)との合計量を100質量部とする。)、[1]に記載の硬化性組成物。
[3] 前記(メタ)アクリル重合体(A)は、ガラス転移温度が-80~100℃であり、数平均分子量が1,000より大きく、100,000以下であり、ケイ素元素を500ppm以上含有する[1]または[2]に記載の硬化性組成物。
[4] 前記(メタ)アクリル重合体(A)の数平均分子量が、前記重合体(B)の数平均分子量よりも小さいことを特徴とする[1]~[3]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[5] 前記重合体(B)が、放射線反応性基としてベンゾフェノン基を有する重合体である[1]~[4]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[6] 前記重合体(B)が、アクリル系重合体である[1]~[5]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[7] 前記キシレン樹脂(C)の酸価が、0.1mgKOH/g以下である[1]~[6]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[8] 前記キシレン樹脂(C)が、アルキルフェノール変性キシレン樹脂である[1]~[7]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[9] さらに、硬化触媒(D)を含有し、前記硬化触媒(D)は非錫系硬化触媒である[1]~[8]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[10] [1]~[9]のいずれかに記載の硬化性組成物から得られる硬化物。
本発明一実施形態の硬化性組成物(以下「本発明の組成物」ともいう。)は、以下に説明する、(メタ)アクリル重合体(A)を含有する。
(メタ)アクリル重合体(A)(以下「重合体(A)」ともいう。)は、下記式(1)で表される基を有する重合体である。
式(1)中、nは1~3の整数であり;3つあるR1は、独立して炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、または水酸基であり、R1のうち少なくとも一つは前記アルコキシ基または水酸基であり;Xは、-O-、-COO-、-S-、-N(R2)-、-CH(OH)-CH2-O-、-O-CO-NH-または-N(R2)-CO-N(R3)-で表される2価の基であり;R2およびR3は、水素原子、炭化水素基、またはハロゲン化炭化水素基であり、R2およびR3は、同一であっても異なっていてもよい。
R2およびR3としては水素原子または炭化水素基が好ましく、炭化水素基がより好ましい。
前記重合体(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a1)(以下「モノマー(a1)」ともいう。)を含む重合性単量体成分の重合体である。すなわち、重合体(A)は、モノマー(a1)由来の構造単位を有する。
重合体(A)を構成する重合性単量体成分中のモノマー(a1)の割合は、好ましくは20質量%以上であり、より好ましくは30~99.9質量%であり、さらに好ましくは40~99.7質量%、特に好ましくは50~99.5質量%である。モノマー(a1)を2種以上用いる場合、各モノマー(a1)の合計が前記範囲にあればよい。重合体(A)は、全構造単位中、モノマー(a1)由来の構造単位を前記同様の範囲で有することができる。モノマー(a1)を前記範囲で用いると、機械的物性に優れる(メタ)アクリル重合体を得ることができる。
重合体(A)は、モノマー(a1)と共重合可能であって、前記式(1)で表される基を有する加水分解性シリル基含有(メタ)アクリロイル単量体(a2)(以下「モノマー(a2)」ともいう。)由来の構造単位をさらに有することが好ましい。
モノマー(a2)としては、例えば、下記式(a2-1)で表される化合物が好ましい。
重合体(A)を構成する重合性単量体成分中のモノマー(a2)の割合は、好ましくは0.001~20質量%であり、より好ましくは0.01~10質量%、さらに好ましくは0.1~5質量%である。モノマー(a2)を2種以上用いる場合、各モノマー(a2)の合計が前記範囲にあればよい。重合体(A)は、全構造単位中、モノマー(a2)由来の構造単位を前記と同様の範囲で有することができる。モノマー(a2)を前記範囲で用いると、重合体(A)中に前記式(1)で表される基を導入することができる。したがって、得られる重合体(A)は適度な架橋性を有し、架橋体を形成する用途に好適である。
重合体(A)は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記モノマー(a1)およびモノマー(a2)以外のその他のモノマー(a3)由来の構造単位をさらに有してもよい。
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート等の脂環式炭化水素基または芳香族炭化水素基含有(メタ)アクリレート;
メトキシメチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシプロピル(メタ)アクリレート、3-エトキシプロピル(メタ)アクリレート、4-メトキシブチル(メタ)アクリレート、4-エトキシブチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート;
メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸;(メタ)アクリル酸β-カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸5-カルボキシペンチル、コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルエステル、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等のカルボキシ基含有(メタ)アクリレート等のカルボキシ基含有モノマー;
無水フタル酸、無水マレイン酸等の酸無水物基含有モノマー;
2-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリルアミド;N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-ヘキシル(メタ)アクリルアミド等のN-アルキル(メタ)アクリルアミド;N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド等のN,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有モノマー;
(メタ)アクリロニトリル等のシアノ基含有モノマー;
N-ビニルピロリドン、N-ビニルモルフォリン、N-ビニルカプロラクタム、(メタ)アクリロイルモルホリン、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-ラウリルマレイミド、N-ベンジルマレイミド等の窒素系複素環含有モノマー;
スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-クロロスチレン、p-クロロメチルスチレン、p-メトキシスチレン、p-tert-ブトキシスチレン、ジビニルベンゼン、インデン等のスチレン誘導体;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、安息香酸ビニル、珪皮酸ビニル等のビニルエステル化合物;が挙げられる。これらの中では、好ましくはポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートである。
その他のモノマー(a3)を用いる場合、重合体(A)を構成する重合性単量体成分中のその他のモノマー(a3)の割合は、好ましくは1~65質量%であり、より好ましくは5~60質量%である。モノマー(a3)を2種以上用いる場合、各モノマー(a3)の合計が前記範囲にあればよい。重合体(A)は、全構造単位中、その他のモノマー(a3)由来の構造単位を前記と同様の範囲で有することができる。
前記重合体(A)の製造時に、連鎖移動剤としてメルカプト基含有化合物(d)(以下「化合物(d)」ともいう。)を用いてもよい。
化合物(d)は、ラジカル重合において連鎖移動性の高い官能基(-SH)を有することから連鎖移動剤として作用し、化合物(d)の存在下で重合性単量体成分の重合を行う際に、特に前記式(1)で表される基を有するメルカプト基含有化合物を用いた場合は、前記式(1)で表される基を重合体の分子鎖末端に導入することができる。また、重合性不飽和基を有する重合体に、前記式(1)で表される基を有するメルカプト基含有化合物をエン-チオール反応により導入することで、前記式(1)で表される基を重合体に導入することもできる。分子鎖末端に前記式(1)で表される基を有する重合体(A)が使用された硬化性組成物は、硬化速度と機械的物性に優れる傾向にある。
メルカプト基含有化合物(d)としては、式(d-1)で表される化合物が好ましい。
式(d-1):HS-(CH2)n-SiR1 3
式(d-1)中、nは1~3の整数であり、R1は式(1)中のR1と同義である。
化合物(d)は、重合性単量体成分の合計100質量部に対して、好ましくは0.01~10質量部、より好ましくは0.1~6質量部用いられる。化合物(d)を2種以上用いる場合、化合物(d)の合計が前記範囲にあればよい。化合物(d)を前記範囲で用いることで、重合体(A)の数平均分子量を適切な範囲に調整することができる。
重合体(A)は、種々公知の重合法により製造することができ、その方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法により得ることが好ましい。なお、(i)~(iv)の方法は任意に組み合わせてもよい。
(ii)連鎖移動剤として、前記式(1)で表される基を有するメルカプト基含有化合物(d)の存在下、(メタ)アクリル構造を有するモノマー(a1)を重合する方法。
(iii)重合性不飽和基と反応性官能基(例えば、ヒドロキシ基、イソシアネート基、またはアミノ基)とを有する化合物、およびモノマー(a1)を含むモノマー成分を共重合して得られる反応性官能基を有する重合体と、前記反応性官能基と付加反応する基を有し、かつ、付加反応により前記式(1)で表される基を重合体に導入できる化合物(e)とを反応させる方法。
式(e-1):OCN-(CH2)n-SiR1 3
式(e-1)中、nは1~3の整数であり、R1は前記式(1)中のR1と同義である。
式(e-2)中、nは1~3の整数であり、R1は前記式(1)中のR1と同義であり、R4は、グリシジルオキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、(アミノアルキル)アミノ基、(N,N-ジアルキルアミノアルキル)アミノ基またはハロゲン化炭化水素基である。
化合物(e)は1種または2種以上用いることができる。
化合物(e)は、重合性単量体成分の合計100質量部に対して、好ましくは0.1~5質量部、より好ましくは0.2~3質量部用いられる。化合物(e)を2種以上用いる場合、化合物(e)の合計が前記範囲にあればよい。
重合開始剤は、複数回にわたって逐次添加して用いてもよい。
重合開始剤の使用量は、重合性単量体成分100質量部に対して、好ましくは0.001~2質量部、より好ましくは0.002~1質量部である。重合開始剤を2種以上用いる場合、重合開始剤の合計が前記範囲にあればよい。重合開始剤を前記範囲内で使用することにより、重合体(A)の数平均分子量を適切な範囲内に調整することができる。
重合溶媒は1種または2種以上用いることができる。
また、後述の可塑剤、または重合体(B)の存在下で重合することもできる。
重合体(A)の数平均分子量(Mn)は、重合体の粘度と得られる硬化物の機械的物性の観点から、好ましくは1,000より大きく、より好ましくは5,000以上、さらに好ましくは10,000以上であり、重合体の粘度の観点から好ましくは100,000以下、より好ましくは50,000以下、さらに好ましくは40,000以下である。
重合体(A)のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは-80~100℃であり、より好ましくは-75~80℃である。前記Tgは、示差走査熱量測定(DSC)により決定する。
GPCおよびDSCの測定条件の詳細は、後述する実施例欄に記載する。
本発明の一実施形態の組成物は、1種または2種以上の重合体(A)を含有することができる。
本発明の一実施形態の組成物は、重合体(A)と重合体(B)の合計100質量部のうち、重合体(A)を、1質量部以上含有することが好ましく、1~90質量部含有することがより好ましく、10~80質量部含有することがさらに好ましい。重合体(A)を2種以上用いる場合、その合計の含有量が前記範囲にあればよい。重合体(A)が前記範囲で含有されていると、粘着・接着物性に優れた組成物が得られる。
本発明の一実施形態の組成物は、放射線反応性基を有する重合体(B)(以下「重合体(B)」ともいう。)を含む。
放射線反応性基を有する重合体は、ラジカル反応や光二量化反応等により架橋構造が形成される。ラジカル反応は、主鎖となる重合体に側鎖(ペンダント基)として結合している放射線反応性基に、放射線の照射によってラジカルが発生し、別重合体にグラフト反応することによって、重合体間に架橋構造を形成する。光二量化反応は、放射線反応性基(感光基)が光によって二量化反応を起こし、炭素原子からなる複素環を形成して架橋する。
主反応として光二量化反応を促す放射線反応性基としては、光二量化可能な不飽和結合を有する官能基を用いることができ、例えば、シンナミル基、シンナモイル基、シンナミリデン基、シンナミリデンアセチル基、カルコン基、クマリン基、イソクマリン基、2,5-ジメトキシスチルベン基、マレイミド基、α-フェニルマレイミド基、2-ピロン基、アジド基、チミン基、キノン基、ウラシル基、ピリミジン基、スチルバゾリウム基、スチリルピリジニウム基、又はスチリルキノリウム基などが挙げられる。
本発明の一実施形態における放射線反応性基としては、ベンゾフェノン骨格を有する官能基、例えばベンゾフェノン基が好ましい。
また、前記(メタ)アクリル重合体(A)の数平均分子量は、前記重合体(B)の数平均分子量よりも小さいことが、相溶性や硬化性の観点から好ましい。
本発明の一実施形態の組成物は、重合体(A)と重合体(B)の合計量100質量部のうち、重合体(B)を、好ましくは99質量部以下含有し、より好ましくは10~99質量部、より好ましくは20~90質量部含有する。重合体(B)を2種以上用いる場合、その合計の含有量が前記範囲にあればよい。重合体(B)が前記範囲で含有されていると、粘度および粘着・接着物性に優れた組成物が得られる。
本発明の一実施形態の組成物は、キシレン樹脂(C)を含む。
前記キシレン樹脂(C)としては、具体的には、フドー製のニカノール Y-50(キシレン樹脂、液状),ニカノール L(キシレン樹脂、液状),ニカノール H(キシレン樹脂、液状),ニカノール G(キシレン樹脂、液状),ニカノール GHP-150(アルキルフェノール変性キシレン樹脂、軟化点:150~160℃),ニカノール HP-120(アルキルフェノール変性キシレン樹脂、軟化点:125~135℃),ニカノール HP-100(アルキルフェノール変性キシレン樹脂、軟化点:105~125℃),ニカノール HP-210(アルキルフェノール変性キシレン樹脂、軟化点:90~110℃),ニカノール HP-70(アルキルフェノール変性キシレン樹脂、軟化点:70~90℃)、リグナイト製のリグノール R-70(ロジン変性キシレン樹脂、軟化点:75~85℃),リグノール R-140(ロジン変性キシレン樹脂、軟化点:128~135℃)が挙げられる。これらの中でも、アルキルフェノール変性キシレン樹脂が好ましく、特に、ニカノール HP-100,またはニカノール HP-210が好ましい。
なお、酸価とは、キシレン樹脂1gを中和するのに必要な水酸化カリウムのmg数をいい、JIS K0070に基づき測定することができる。キシレン樹脂の酸価測定条件の詳細は、後述する実施例欄に記載する。
本発明の一実施形態の組成物中におけるキシレン樹脂(C)の含有量は、重合体(A)と重合体(B)の合計100質量部に対して、好ましくは10~1,000質量部、より好ましくは50~800質量部である。キシレン樹脂(C)を2種以上用いる場合、その合計の含有量が前記範囲にあればよい。キシレン樹脂(C)の含有量が前記範囲にあれば、粘着剤層が適度なタック性を有し、各種被着体に対する接着力に優れる。
本発明の一実施形態の組成物は、好ましくはさらに硬化触媒(D)を含有する。前記硬化触媒(D)としては、架橋性シリル基を有する重合体に用いる従来公知の各種縮合触媒を用いることができる。但し、本発明に用いる硬化触媒(D)は、非錫系硬化触媒であることが好ましい。
ナフテン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、亜鉛-2-エチルオクトエート、亜鉛-2-エチルヘキソエート、亜鉛アセチルアセトネート等のカルボン酸亜鉛塩類;
テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラ(2-エチルヘキシル)チタネート、イソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)等のチタン酸エステル類;
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等の有機アルミニウム化合物類;
カルボン酸ビスマス、カルボン酸鉄、カルボン酸チタニウム、カルボン酸鉛、カルボン酸バナジウム、カルボン酸ジルコニウム、カルボン酸カルシウム、カルボン酸カリウム、カルボン酸バリウム、カルボン酸マンガン、カルボン酸セリウム、カルボン酸ニッケル、カルボン酸コバルト、カルボン酸亜鉛、カルボン酸アルミニウム等のカルボン酸(2-エチルヘキサン酸、ネオデカン酸、バーサチック酸、オレイン酸、ナフテン酸等)金属塩、あるいはこれらと後述のラウリルアミン等のアミン系化合物との反応物および混合物;
ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトナート、ジブトキシジルコニウムジアセチルアセトナート、ジルコニウムアセチルアセトナートビス(エチルアセトアセテート)、チタンテトラアセチルアセトナート等のキレート化合物類;
メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、2-エチルヘキシルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ペンタデシルアミン、セチルアミン、ステアリルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂肪族第一アミン類;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミン、ジオクチルアミン、ジ(2-エチルヘキシル)アミン、ジデシルアミン、ジラウリルアミン、ジセチルアミン、ジステアリルアミン、メチルステアリルアミン、エチルステアリルアミン、ブチルステアリルアミン等の脂肪族第二アミン類;
トリアミルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン等の脂肪族第三アミン類;
トリアリルアミン、オレイルアミン、などの脂肪族不飽和アミン類;
ラウリルアニリン、ステアリルアニリン、トリフェニルアミン等の芳香族アミン類;および、その他のアミン類として、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、オレイルアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、キシリレンジアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリエチレンジアミン、グアニジン、ジフェニルグアニジン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、モルホリン、N-メチルモルホリン、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7(DBU等のアミン系化合物、あるいはこれらのアミン系化合物のカルボン酸等との塩;
過剰のポリアミンと多塩基酸とから得られる低分子量ポリアミド樹脂;
過剰のポリアミンとエポキシ化合物との反応生成物;
フェルザチック酸等の脂肪酸や有機酸性リン酸エステル化合物等他の酸性触媒、塩基性触媒等の公知のシラノール縮合触媒が例示される。
本発明の一実施形態において、硬化触媒(D)を含有する場合、その含有量は、硬化性組成物の湿分硬化速度の観点から、重合体(A)と重合体(B)の合計100質量部に対して、0.1~30質量部が好ましく、0.5~10質量部がより好ましい。硬化触媒(D)を2種以上用いる場合、その合計の含有量が前記範囲にあればよい。
本発明の一実施形態の組成物は、重合体(A)の他に、必要に応じて、光増感剤、可塑剤、充填剤、シリカ、顔料、老化防止剤、脱水剤、アミノ基を有するシランカップリング剤、キシレン樹脂以外の粘着付与樹脂、分散剤、レオロジーコントロール剤、消泡剤、密着性付与剤等の他の成分を1種または2種以上含有することができる。
本発明の一実施形態の組成物は、光増感剤をさらに含有することができる。光増感剤を用いることにより、重合体(B)の放射線反応性基が増感される。
光増感剤としては、芳香族ニトロ化合物、クマリン類(7-ジエチルアミノ-4-メチルクマリン、7-ヒドロキシ4-メチルクマリン、ケトクマリン、カルボニルビスクマリン)、芳香族2-ヒドロキシケトン、およびアミノ置換された、芳香族2-ヒドロキシケトン類(2-ヒドロキシベンゾフェノン、モノ-もしくはジ-p-(ジメチルアミノ)-2-ヒドロキシベンゾフェノン)、アセトフェノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、2-クロロチオキサントン、2-メチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、ベンズアントロン、チアゾリン類(2-ベンゾイルメチレン-3-メチル-β-ナフトチアゾリン、2-(β-ナフトイルメチレン)-3-メチルベンゾチアゾリン、2-(α-ナフトイルメチレン)-3-メチルベンゾチアゾリン、2-(4-ビフェノイルメチレン)-3-メチルベンゾチアゾリン、2-(β-ナフトイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトチアゾリン、2-(4-ビフェノイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトチアゾリン、2-(p-フルオロベンゾイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトチアゾリン)、オキサゾリン(2-ベンゾイルメチレン-3-メチル-β-ナフトオキサゾリン、2-(β-ナフトイルメチレン)-3-メチルベンゾオキサゾリン、2-(α-ナフトイルメチレン)-3-メチルベンゾオキサゾリン、2-(4-ビフェノイルメチレン)-3-メチルベンゾオキサゾリン、2-(β-ナフトイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトオキサゾリン、2-(4-ビフェノイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトオキサゾリン、2-(p-フルオロベンゾイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトオキサゾリン)、ベンゾチアゾール、ニトロアニリン(m-もしくはp-ニトロアニリン、2,4,6-トリニトロアニリン)またはニトロアセナフテン(5-ニトロアセナフテン)、(2-[(m-ヒドロキシ-p-メトキシ)スチリル]ベンゾチアゾール、ベンゾインアルキルエーテル、N-アルキル化フタロン、アセトフェノンケタール(2,2-ジメトキシフェニルエタノン)、ナフタレン、2-ナフタレンメタノール、2-ナフタレンカルボン酸、アントラセン、9-アントラセンメタノール、9-アントラセンカルボン酸、9,10-ジフェニルアントラセン、9,10-ビス(フェニルエチニル)アントラセン、2-メトキシアントラセン、1,5-ジメトキシアントラセン、1,8-ジメトキシアントラセン、9,10-ジエトキシアントラセン、9,10-ジブトキシアントラセン、6-クロロアントラセン、1,5-ジクロロアントラセン、5,12-ビス(フェニルエチニル)ナフタセン、クリセン、ピレン、ベンゾピラン、アゾインドリジン、フロクマリン、フェノチアジン、ベンゾ[c]フェノチアジン、7-H-ベンゾ[c]フェノチアジン、トリフェニレン、1,3-ジシアノベンゼン、フェニル-3-シアノベンゾエート等が挙げられる。
本発明の一実施形態において、光増感剤の含有量は、硬化性組成物の硬化性の観点から、重合体(A)と重合体(B)の合計100質量部に対して、0.1~20質量部が好ましく、0.5~10質量部がより好ましい。光増感剤を2種以上用いる場合、その合計の含有量が前記範囲にあればよい。
本発明の一実施形態の組成物は、可塑剤をさらに含有することができる。可塑剤を用いることにより、硬化性組成物から形成された硬化物の柔軟性および伸び性を向上させることができる。
本発明の一実施形態において、可塑剤の含有量は、硬化性組成物の塗工性、硬化物の耐候性の観点から、重合体(A)と重合体(B)の合計100質量部に対して、好ましくは1~300質量部、より好ましくは5~100質量部である。可塑剤を2種以上用いる場合、その合計の含有量が前記範囲にあればよい。
本発明の一実施形態の組成物は、充填剤をさらに含有することができる。
充填剤としては、例えば、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、半膠質炭酸カルシウム、軽微性炭酸カルシウム、およびこれらの炭酸カルシウムの表面を脂肪酸や樹脂酸系有機物で表面処理したもの等の炭酸カルシウム;カーボンブラック;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;酸化第二鉄;酸化亜鉛;活性亜鉛華;水酸化アルミニウム;シラスバルーン、パーライト、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、アルミナバルーン、ジルコニアバルーン、カーボンバルーン等の無機中空体;フェノール樹脂バルーン、エポキシ樹脂バルーン、尿素樹脂バルーン、ポリ塩化ビニリデン樹脂バルーン、ポリ塩化ビニリデン-(メタ)アクリル樹脂バルーン、ポリスチレンバルーン、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-(メタ)アクリル系樹脂バルーン、ポリアクリロニトリルバルーン等の有機樹脂中空体(プラスチックバルーン);樹脂ビーズ、木粉、パルプ、木綿チップ、マイカ、くるみ穀粉、もみ穀粉、グラファイト、アルミニウム微粉末、フリント粉末等の粉体状充填剤;ガラス繊維、ガラスフィラメント、炭素繊維、ケブラー繊維、ポリエチレンファイバー等の繊維状充填剤が挙げられる。これらの中でも、分散性の観点から脂肪酸などで表面処理された炭酸カルシウムが好ましく、比重低減や断熱性付与の観点からポリスチレンバルーン等のプラスチックバルーンが好ましい。
本発明の一実施形態において、充填剤の含有量は、重合体(A)と重合体(B)の合計100質量部に対して、好ましくは0.1~1,000質量部、より好ましくは1~500質量部である。充填剤を2種以上用いる場合、その合計の含有量が前記範囲にあればよい。充填剤が前記範囲であると、各種成分の分散性に優れた硬化性組成物を得ることができる。
本発明の一実施形態の組成物は、シリカをさらに含有することができる。シリカを用いることによって、硬化性組成物の塗工性が向上し、優れた耐候性および伸び性を有する硬化物を得ることができる。
シリカは1種または2種以上用いることができる。
本発明の一実施形態において、シリカの含有量は、重合体(A)と重合体(B)の合計100質量部に対して、好ましくは1~100質量部、より好ましくは3~50質量部である。シリカを2種以上用いる場合、その合計の含有量が前記範囲にあればよい。
本発明の一実施形態の組成物は、顔料をさらに含有することができる。顔料の使用は、調色および耐候性の向上という観点から好ましい。
顔料としては、例えば、酸化鉄、酸化クロム、酸化チタン、アルミン酸コバルト等の無機顔料;フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の有機顔料が挙げられる。
顔料は1種または2種以上用いることができる。
本発明の一実施形態において、顔料の含有量は、重合体(A)と重合体(B)の合計100質量部に対して、好ましくは1~200質量部、より好ましくは3~100質量部である。顔料を2種以上用いる場合、その合計の含有量が前記範囲にあればよい。
本発明の一実施形態の組成物は、紫外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤等の老化防止剤をさらに含有することができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤が挙げられ、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が好ましい。ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-(1-メチル-1-フェニルエチル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、メチル3-(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-5-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートとポリエチレングリコールとの反応生成物、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-p-クレゾールが挙げられる。
本発明の一実施形態において、老化防止剤の含有量は、重合体(A)と重合体(B)の合計100質量部に対して、好ましくは0.01~10質量部、より好ましくは0.1~5質量部である。老化防止剤を2種以上用いる場合、その合計の含有量が前記範囲にあればよい。
本発明の一実施形態の組成物は、貯蔵安定性をさらに改良するために、硬化性や柔軟性に悪影響を及ぼさない範囲で少量の脱水剤を含有することができる。
脱水剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等の加水分解性有機ケイ素化合物;オルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル等のオルトギ酸アルキル;オルト酢酸メチル、オルト酢酸エチル等のオルト酢酸アルキル;イソシアン酸p-トルエンスルホニル等のイソシアネート化合物が挙げられる。
本発明の一実施形態の組成物は、硬化性の観点からアミノ基を有するシランカップリング剤(以下、単に「アミノシランカップリング剤」ともいう。)をさらに含有することができる。
アミノシランカップリング剤は1種または2種以上用いることができる。
本発明の一実施形態の組成物は、レオロジーコントロール剤をさらに含有することができる。レオロジーコントロール剤は、膜面の平滑性を向上させることができる。
レオロジーコントロール剤としては、アクリル系、ウレア系、ウレタン系、アマイド系、ポリエステル系、層状無機化合物系のレオロジーコントロール剤等を用いることができる。これらの中でも、好ましくはビックケミー・ジャパン製「BYK R606(ポリヒドロキシカルボン酸エステル)」に代表されるポリエステル系のレオロジーコントロール剤である。
本発明の一実施形態の組成物は、重合体(A)、重合体(B)およびキシレン樹脂(C)の相溶性が良いことから貯蔵安定性に優れ、かつチキソトロピー性が高いため塗工性にも優れる。また、前記組成物から得られる硬化物は、破断伸びや破断強度等の機械的物性に優れる。
重合体の各物性の評価方法を以下に記載する。
<数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)>
各重合体の数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法による分析を行い、下記条件でポリスチレン換算により算出した。
・装置:GPC-8220(東ソー製)
・カラム:G7000HXL/7.8mmID×1本 +
GMHXL/7.8mmID×2本 +
G2500HXL/7.8mmID×1本
・媒体:テトラヒドロフラン
・流速:1.0mL/min
・濃度:1.5mg/ml
・注入量:300μL
・カラム温度:40℃
各重合体のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(DSC)を用いて下記条件で測定した。
・装置:DSC7000X(日立ハイテクサイエンス製)
・温度条件:-100℃から30℃まで10℃/minで昇温
・試料容器:アルミ製オープンセル
・試料量:5mg
各重合体のケイ素元素含有量は、重合体0.2gにフッ化水素を含む混酸7mLを加え、マイクロウェーブ分解装置(アントンパールジャパン製)で湿式灰化し、灰化したサンプルに超純水を加え50mLに定容した後、誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-AES)を用いて下記条件で測定した。
・装置:ICPE-9000(島津製作所製)
・高周波パワー:1.20kW
・プラズマガス:10.00L/min
・補助ガス:0.60L/min
・キャリアガス:0.70L/min
・観測方向:軸方向
<酸価>
キシレン樹脂を不揮発分が20%となるようトルエンに溶解させてキシレン樹脂溶解液を得た後、溶解液20g測りJIS K0070の電位差滴定法に準拠し、自動滴定装置AUT-501(東亜ディーケーケー製)を用いて酸価を算出した。算出された酸価の値を、キシレン樹脂の不揮発分で除した値をキシレン樹脂の酸価とした。なお、前記酸価が0.08mgKOH/g以下となる場合は、定量下限値以下であるとした。また、キシレン樹脂を溶解する溶剤においては、酸を有さないトルエン以外の溶剤を用いてもよい。
攪拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたステンレス製フラスコに、n-ブチルアクリレート74部、2-エチルヘキシルアクリレート25部、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン1部を計量し、窒素置換を行った後に70℃まで昇温した。次いで、フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン0.9部を追加し、次いで2,2'-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.05部を添加して反応を開始した。反応開始3時間後にAIBN0.05部を追加した。反応開始6時間後に110℃で3時間減圧留去し、(メタ)アクリル重合体(A-1)を得た。(メタ)アクリル重合体(A-1)のケイ素元素含有量は1,800ppm、Mnは18,000、Mwは48,000、Tgは-62℃であった。
使用した原料成分を、表1に示した通りに変更したこと以外は製造例1と同様に行い、(メタ)アクリル重合体(A-2)、(A-3)を得た。
(メタ)アクリル重合体(A-1)50部と、重合体(B)「acResin A260 UV」(BASF製)50部と、キシレン樹脂(C)「ニカノール HP-100」(フドー製)60部と、酸化防止剤「アデカスタブ AO-80」(ADEKA製)1部とをステンレス製容器に計量し、140℃で30分間混合した。次いで、容器内の温度を110℃にし、光増感剤「アントラキュアー UVS-1101」(川崎化成工業製)1.3部と、脱水剤「KBM-1003」(信越化学工業製)8部を追加し、30分間混合した。得られた混合物を、不揮発分が50%となるようにトルエンで希釈混合した後、アミノ基を有するシランカップリング剤「KBM-603」(信越化学工業製)4部、硬化触媒(D)「K-KAT 670」(楠本化成製)2部を追加し、1分間攪拌混合することにより、硬化性組成物を得た。
得られた硬化性組成物を、剥離処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、乾燥後の厚さが100μmになるように塗工し、110℃で10分間乾燥することで揮発成分を除去した。23℃/50%RHの条件下で30分養生した後、硬化物層の剥離処理されたPETフィルムとは反対の面に、剥離処理されたPETフィルムを貼り合わせることで硬化物層を有する硬化物シートを得た。得られた硬化物シートについて、各種評価を行った。各種評価結果は表2に示す。評価方法については後述する。
配合組成を表2に記載したとおりに変更したこと以外は実施例1と同様にして、硬化物シートを得て、各種評価を行った。各種評価結果は表2に示す。
硬化性組成物および硬化物の各物性の評価方法を以下に記載する。
<外観>
実施例または比較例で得られた硬化物シートについて、外観を目視で評価した。
実施例または比較で得られた硬化物シートについて、PETフィルムを剥離した際の、硬化物のPETフィルムへの転着の有無を目視で確認した。
JIS-K6850:1999(接着剤-剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法)に準拠し、被着面積が12.5mm×25mmとなるよう、実施例または比較例で得られた硬化物シートの片面のPETフィルムを剥離して、露出させた硬化物層にステンレス(厚さ1mm)製の試験片を貼り付けた。紫外線照射する場合は、主波長365nmの光源を用い、積算照度量2000mJ/cm2となるよう、未剥離のPETフィルム面側に紫外線を照射した。次に、もう一方のPETフィルムを剥離し、露出させた硬化物層にステンレス(厚さ1mm)製の試験片を貼り付け、2kgのローラーを1往復させて圧着した。圧着から20分静置した後、得られたサンプルについて、JIS K6850:1999に準拠し、引張り速度50mm/分、23℃の条件下で島津製作所製の万能型引張り試験機AG-Xで引張り試験を行い、せん断接着力(最大点応力)を測定した。また、2枚のステンレス毎の凝集破壊率(接着面積全体に占める凝集破壊面積の割合)を目視で評価した。便宜上、先に硬化物シートを貼り付けたステンレス製試験片をSUS(A)、次に貼り付けたステンレス製試験片をSUS(B)と呼称する。
実施例または比較例で得られた硬化物シートの片面のPETフィルムを剥離し、露出させた硬化物層に厚さ125μmのPETフィルムを貼り付けた後、20mm幅に裁断した。紫外線照射する場合は、主波長365nmの光源を用い、積算照度量2000mJ/cm2となるよう、未剥離のPET面側に紫外線を照射した。23℃/50%RH条件下で、もう一方のPETフィルムを剥離し、露出させた硬化物層面にステンレス板を貼り付け、2kgのローラーを1往復させて圧着した。圧着から20分静置した後、ステンレス板から硬化物シートを、23℃/50%RH条件下、剥離角度180°の条件で、剥離速度300mm/minで剥離し、硬化物シートの剥離力(粘着力)を、島津製作所製の万能型引張り試験機AG-Xで測定した。表中の記号afは「界面剥離が生じた」ことを、cfは「凝集破壊が生じた」こと、cf,zipは「凝集破壊かつジッピング現象が生じた」ことを意味している。
・重合体(B):
acResin A260 UV(BASF製)(ベンゾフェノン基が結合したブチルアクリレート系共重合体、Mn:42,000、Mw:182,000、Tg:-39℃)
acResin A204 UV(BASF製)(ベンゾフェノン基が結合した2-エチルヘキシルアクリレート系共重合体、Mn:39,000、Mw:191,000、Tg:-34℃)
・キシレン樹脂(C):
ニカノール HP-100(フドー製)(アルキルフェノール変性キシレン樹脂、酸価:0.1mgKOH/g以下(定量下限値以下))
ニカノール HP-210(フドー製)(アルキルフェノール変性キシレン樹脂、酸価:0.1mgKOH/g以下(定量下限値以下))
・粘着付与樹脂:
ネオポリマー E-100(ENEOS製)(芳香族系石油樹脂)
YSポリスター TH130(ヤスハラケミカル製)(テルペンフェノール樹脂)
マイティエース K125(ヤスハラケミカル製)(テルペンフェノール樹脂)
FTR-6100(三井化学製)(芳香族系炭化水素樹脂)
・光増感剤:
アントラキュアー UVS-1101(川崎化成工業製)(有機化合物系光増感剤)
・酸化防止剤:
アデカスタブ AO-80(ADEKA製)(ヒンダードフェノール系酸化防止剤)
・脱水剤:
KBM-1003(信越化学工業製)(ビニルトリメトキシシラン)
・アミノシラン(シランカップリング剤):
KBM-603(信越化学工業製)(N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン)
・硬化触媒(D):
K-KAT 670(楠本化成製)(カルボン酸亜鉛塩系触媒)
Claims (10)
- 下記式(1)で表される基を有する(メタ)アクリル重合体(A)と、
放射線反応性基を有し、かつ、数平均分子量が10,000~1,000,000である重合体(B)と、
キシレン樹脂(C)と
を含有する硬化性組成物であり、
前記重合体(B)は、下記式(1)で表される基を有さない硬化性組成物。
式(1):-X-(CH2)n-SiR1 3
[式(1)中、nは1~3の整数であり;3つあるR1は、独立して炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、または水酸基であり、R1のうち少なくとも一つは前記アルコキシ基または水酸基であり;Xは、-O-、-COO-、-S-、-N(R2)-、-CH(OH)-CH2-O-、-O-CO-NH-または-N(R2)-CO-N(R3)-で表される2価の基であり;R2およびR3は、水素原子、炭化水素基、またはハロゲン化炭化水素基であり、R2およびR3は、同一であっても異なっていてもよい。] - 前記(メタ)アクリル重合体(A)を1~90質量部、前記重合体(B)を10~99質量部含み、前記キシレン樹脂(C)を10~1,000質量部含む(ただし、重合体(A)と重合体(B)の合計量は100質量部とする。)、請求項1に記載の硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリル重合体(A)は、ガラス転移温度が-80~100℃であり、数平均分子量が1,000より大きく100,000以下であり、ケイ素元素を500ppm以上含有する請求項1に記載の硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリル重合体(A)の数平均分子量が、前記重合体(B)の数平均分子量よりも小さいことを特徴とする請求項3に記載の硬化性組成物。
- 前記重合体(B)が、放射線反応性基としてベンゾフェノン基を有する重合体である請求項1に記載の硬化性組成物。
- 前記重合体(B)が、アクリル系重合体である請求項5に記載の硬化性組成物。
- 前記キシレン樹脂(C)の酸価が、0.1mgKOH/g以下である請求項1に記載の硬化性組成物。
- 前記キシレン樹脂(C)が、アルキルフェノール変性キシレン樹脂である請求項1に記載の硬化性組成物。
- さらに、硬化触媒(D)を含有し、前記硬化触媒(D)は非錫系硬化触媒である請求項1に記載の硬化性組成物。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の硬化性組成物から得られる硬化物。
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