固化性组合物及其固化物的制作方法_3

文档序号:9568189阅读:来源:国知局
氧化状态(例如相对于使用Cu(I)作为催化剂时的Cu(II),使过氧化物等普通的自由 基引发剂作用,其结果产生出与原子转移自由基聚合同样的平衡状态)的聚合法。
[0136] 另外,作为这些以外的聚合方法,也可使用如日本特开2001-040037号公报中所 示那样的使用茂金属催化剂和分子中具有至少1个以上反应性硅基的硫醇化合物而得到 丙烯酸系聚合物的方法、或如日本特表昭57-502171号公报、日本特开昭59-006207号公 报、日本特开昭60-511992号公报中所示那样的将乙烯基单体使用搅拌槽型反应器连续聚 合的高温连续聚合法等。
[0137] 将反应性硅基导入(甲基)丙烯酸系聚合物的方法没有特别限定,可使用例如以 下的⑴~(IV)的方法。
[0138] (I)将具有聚合性不饱和键和反应性硅基的化合物与(甲基)丙烯酸酯一起共聚 的方法。
[0139] (II)在作为链转移剂的上述的具有反应性硅基和巯基的化合物的存在下将(甲 基)丙烯酸酯共聚的方法。
[0140] (III)将具有聚合性不饱和键和反应性官能团(Z基)的化合物(例如丙烯酸、丙 烯酸2-羟基乙酯)与不具有Z基的(甲基)丙烯酸酯一起共聚后,使具有与反应性硅基和 Z基反应的官能团的化合物(例如异氰酸酯硅烷化合物)反应的方法。
[0141] (IV)通过活性自由基聚合法将(甲基)丙烯酸酯聚合后,向分子链末端导入反应 性硅基的方法。
[0142] 另外,这些方法可任意地组合使用。
[0143] 作为可向分子链末端及侧链两者导入反应性硅基的方面考虑,优选组合使用上述 (I)和(II)的方法。另外,从可得到具有任意的分子量、分子量分布窄、粘度低的聚合物的 方面考虑,优选上述(IV)的方法。
[0144] 作为具有反应性硅基和巯基的化合物,例如可以举出:3_巯基丙基三甲氧基硅 烧、疏基甲基二甲氧基硅烷、3-疏基丙基二乙氧基硅烷、疏基甲基二乙氧基硅烷等。作为具 有聚合性不饱和键和反应性硅基的化合物,例如可以举出:3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲 氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅 烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基甲基 硅烷等具有(甲基)丙稀醜氧基和反应性娃基的化合物;乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙 氧基硅烷等具有乙烯基和反应性硅基的化合物等。这些可仅使用1种,也可以并用2种以 上。
[0145] 聚合物(B)的反应性硅基可导入分子链末端及侧链的任一者中,从粘接性的方面 考虑,优选导入分子链末端及侧链这两者中。为了得到具有高强度的固化物,1分子聚合物 (B)中的反应性娃基数平均优选为1. 0以上,更优选为1. 3以上,进一步优选为1. 5以上,优 选为8.0以下,更优选为7.0以下,进一步优选为6.0以下。聚合物(B)的反应性硅基当量 优选为0. 30mmol/g以上,更优选为0. 35mmol/g以上,进一步优选为0. 40mmol/g以上,优选 为3. Ommol/g以下,更优选为2. 5mmol/g以下,进一步优选为2. Ommol/g以下。在此,反应 性硅基当量是指聚合物(B)的单位重量(g)中所含的反应性硅基量(mmol),可由具有反应 性硅基的单体的添加量算出。
[0146] 聚合物(B)的分子量没有特别限定。为了得到强度高的固化物,优选聚合物(B) 的分子量较高。在使用高分子量的聚合物(B1)的情况下,其数均分子量以利用GPC的聚 苯乙稀换算计优选为4, 000以上,更优选为6, 000以上,进一步优选为8, 000以上,优选为 100, 000以下,更优选为50, 000以下,进一步优选为30, 000以下。在使用高分子量的聚合 物(B1)的情况下,合成其的单体没有特别限定,但为了得到粘度低的固化性组合物,优选 玻璃化转变温度低的单体。
[0147] 高分子量的聚合物(B1)优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基 当量为0. 30~3. 0mmol/g、数均分子量为4, 000~100, 000、构成聚合物(B)的全部单体中 的单体(b3)及单体(b4)的总量为50~95重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单 体(b3):单体(b4))为95 :5~40 :60的聚(甲基)丙烯酸酯。
[0148] 高分子量的聚合物(B1)更优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅 基当量为〇. 35~2. 5mmol/g、数均分子量为6, 000~50, 000、构成聚合物(B)的全部单体中 的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单 体(b3):单体(b4))为90 :10~60 :40的聚(甲基)丙烯酸酯。
[0149] 高分子量的聚合物(B1)进一步优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应 性硅基当量为0. 40~2. 0mmol/g、数均分子量为8, 000~30, 000、构成聚合物(B)的全部 单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量 比(单体(b3):单体(b4))为90 :10~60 :40的聚(甲基)丙烯酸酯。
[0150] 为了降低固化性组合物的粘度,且得到强度高的固化物,优选聚合物(B)的分子 量较低。在使用低分子量的聚合物(B2)的情况下,其数均分子量以利用GPC的聚苯乙烯换 算计优选为400以上,更优选为500以上,进一步优选为1,000以上,特别优选为1,500以 上,优选低于4, 000,更优选为3, 000以下。构成低分子量的聚合物(B2)的单体在全部单体 中优选以20重量%以上、更优选30重量%以上、进一步优选40重量%以上含有均聚物的 玻璃化转变温度为_25°C以上的单体(b2)。在均聚物的玻璃化转变温度低于-25°C的单体 的量多的情况下,有时得到的固化物的强度不充分。
[0151] 低分子量的聚合物(B2)优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅基 当量为〇. 30~3. 0mmol/g、数均分子量为1,000以上且低于4, 000、构成聚合物(B)的全部 单体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为50~95重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量 比(单体(b3):单体(b4))为95 :5~40 :60的聚(甲基)丙烯酸酯。
[0152] 低分子量的聚合物(B2)更优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应性硅 基当量为〇. 35~2. 5mmol/g、数均分子量为1,500~3, 000、构成聚合物(B)的全部单体中 的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比(单 体(b3):单体(b4))为90 :10~60 :40的聚(甲基)丙烯酸酯。
[0153] 低分子量的聚合物(B2)进一步优选为具有三甲氧基甲基作为反应性硅基、反应 性硅基当量为0. 40~2. 0mmol/g、数均分子量为1,500~3, 000、构成聚合物(B)的全部单 体中的单体(b3)及单体(b4)的总量为60~90重量%、单体(b3)和单体(b4)的重量比 (单体(b3):单体(b4))为90 :10~60 :40的聚(甲基)丙烯酸酯。
[0154] 聚合物㈧和聚合物⑶的重量比没有特别限定,聚合物㈧:聚合物⑶优选为 90 :10~30 :70,更优选为85 :15~40 :60,进一步优选为80 :20~50 :50。另外,固化性组 合物中的聚合物(A)及聚合物(B)的总含量优选为30~90重量%,更优选为50~80重 量%。
[0155] <高分子量增塑剂(C) >
[0156] 本发明的固化性组合物含有1分子中平均具有0~1个反应性硅基的高分子量增 塑剂(C)。通过添加高分子量增塑剂(C),可调整固化性组合物的粘度和固化物的伸长率。
[0157] 另外,在本发明的固化性组合物中,除高分子量增塑剂(C)以外,也可以含有低分 子量增塑剂。但是,仅使用低分子量增塑剂作为增塑剂时,使固化物的拉伸物性显著降低, 故不优选。在本发明中,高分子量增塑剂(C)是指数均分子量为500以上的增塑剂,低分子 量增塑剂是指数均分子量低于500的增塑剂。
[0158] 高分子量增塑剂(C)的数均分子量以利用GPC的聚苯乙烯换算计优选为500以 上,更优选为1,〇〇〇以上,进一步优选为1,500以上,特别优选为2, 000以上,优选为15, 000 以下,更优选为10, 〇〇〇以下,进一步优选为8, 000以下。若该数均分子量过低,则由于热、 降雨,高分子量增塑剂(C)经时地从固化物中流出,不能长期保持初期的物性。另外,若该 数均分子量过高,则固化性组合物的粘度变高,作业性变差。
[0159] 高分子量增塑剂(C)的分子量分布(Mw/Mn)没有特别限定,优选较窄,更优选低 于1. 80,更进一步优选1. 70以下,进一步优选1. 60以下,进一步优选1. 50以下,特别优选 1.40以下,最优选1.30以下。
[0160] 作为高分子量增塑剂(C),例如可以举出:聚氧化烯;(甲基)丙烯酸酯系聚合物; 二乙二醇二苯甲酸酯、三乙二醇二苯甲酸酯、季戊四醇酯等聚亚烷基二醇的酯;由癸二酸、 己二酸、壬二酸、邻苯二甲酸等二元酸酸与乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇 等二元醇得到的聚酯;将聚醚多元醇的羟基氨酯化而成的聚醚(例如商品名:LBU-25(三洋 化成(株)制))、利用羧酸酯化而成的聚醚、将末端醚化而成的聚醚;聚苯乙烯、聚-α -甲 基苯乙烯等聚苯乙烯;聚丁二烯、聚丁烯、聚异丁烯、丁二烯-丙烯腈、聚氯丁二烯等,但本 发明并不限定于这些。
[0161] 作为高分子量增塑剂(C),优选与聚合物(Α)及聚合物(Β)相容的物质。从该方面 考虑,高分子量增塑剂(C)优选为氧化烯系聚合物或(甲基)丙烯酸酯系聚合物。氧化烯 系聚合物及(甲基)丙烯酸酯系聚合物的说明与聚合物(Α)及聚合物(Β)中说明的相同。
[0162] 若使用氧化烯系聚合物作为高分子量增塑剂(C),则表面固化性及深部固化性得 到改善,也不会引起储存后的固化延迟,故优选。氧化烯系聚合物中,更优选聚氧丙烯。从 可抑制因增塑剂添加导致的强度降低的方面考虑,优选使用末端不具有羟基的氧化烯系聚 合物。
[0163] 从相容性及耐候性、耐热性的方面考虑,作为高分子量增塑剂(C),优选使用(甲 基)丙烯酸酯系聚合物。在(甲基)丙烯酸酯系聚合物中,更优选聚(甲基)丙烯酸烷基酯。 从分子量分布窄、可低粘度化的方面考虑,(甲基)丙烯酸酯系聚合物的合成法优选活性自 由基聚合法,进一步优选原子移动自由基聚合法。另外,也优选将日本特开2001-207157号 公报中所记载的(甲基)丙烯酸烷基酯在高温?高压下进行连续本体聚合的方法(所谓 SGO工艺)。
[0164] 高分子量增塑剂(C)为1分子中平均具有多于0个且为1个以下的反应性硅基的 高分子量增塑剂(C1),也可以为不具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C2),还可以为它们 的混合物。作为反应性硅基,例如可以举出:通式(1)所示的反应性硅基。聚合物(A)和高 分子量增塑剂(C)的反应性硅基也可以不同,,但从得到具有良好的伸长率的固化物的方 面考虑,优选相同。在高分子量增塑剂(C)具有反应性硅基的情况下,1分子中的反应性硅 基数平均优选为0.3以上,更优选为0.5以上,进一步优选为0.6以上。该反应性硅基数低 于0. 3时,有可能无法充分地得到固化物的高强度化这样的利用反应性硅基得到的效果。 另一方面,若该反应性硅基数大于1,则有可能无法得到伸长率高的固化物。
[0165] 具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C)可通过聚合物(A)及聚合物(B)中例示的 聚合物的合成法及反应性硅基的导入法、以及其他的公知的方法来制造。
[0166] 高分子量增塑剂(C)的含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重 量份为5~200重量份,更优选10~150重量份,特别优选20~100重量份。该含量低于 5重量份时,有时无法充分地表现出高分子量增塑剂(C)的效果,若超过200重量份,则有时 固化物的机械强度不足。
[0167] 在高分子量增塑剂(C)为1分子中平均具有多于0个且为1个以下的反应性硅基 的高分子量增塑剂(C1)的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量 100重量份为5重量份以上,更优选为10重量份以上,进一步优选为20重量份以上,优选为 200重量份以下,更优选为150重量份以下,进一步优选为100重量份以下。
[0168] 在高分子量增塑剂(C)为不具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C2)的情况下,其 含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的总含量100重量份为5重量份以上,更优选为 10重量份以上,进一步优选为20重量份以上,优选为200重量份以下,更优选为150重量份 以下,进一步优选为100重量份以下。
[0169] 作为高分子量增塑剂(C),也可以并用具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C1)和 不具有反应性硅基的高分子量增塑剂(C2)。从得到作业性和机械物性优异的固化物的方 面考虑,优选并用具有反应性硅基的高分子量增塑剂和不具有反应性硅基的高分子量增塑 剂。
[0170] 在高分子量增塑剂(C)为1分子中平均具有多于0个且为1个以下的反应性硅基 的高分子量增塑剂(C1)及不具有反应性硅基的高分子增塑剂(C2)的情况下,其总含量优 选为5重量份以上,更优选为10重量份以上,进一步优选为20重量份以上,优选为200重 量份以下,更优选为150重量份以下,进一步优选为100重量份以下,其重量比(高分子量 增塑剂(C1):高分子量增塑剂(C2))优选为90 :10~20 :80,更优选为85 :15~40 :60,进 一步优选为80 :20~50 :50。
[0171] 高分子量增塑剂(C)优选为高分子量增塑剂(C1)、和/或高分子量增塑剂(C2), 所述高分子量增塑剂(C1)为1分子中平均具有0. 3~1个的反应性硅基且数均分子量为 500~15, 000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,所述高分子量增塑剂(C2)为不具有反应 性硅基且数均分子量为500~15, 000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯。
[0172] 高分子量增塑剂(C)更优选为高分子量增塑剂(C1)、和/或高分子量增塑剂 (C2),所述高分子量增塑剂(Cl)为1分子中平均具有0. 5~1个的反应性硅基且数均分子 量为1,000~10, 000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,所述高分子量增塑剂(C2)为不 具有反应性硅基且数均分子量为1,〇〇〇~10, 〇〇〇的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯。
[0173] 高分子量增塑剂(C)进一步优选为高分子量增塑剂(C1)、及高分子量增塑剂 (C2),所述高分子量增塑剂(C1)为1分子中平均具有0. 6~1个的反应性硅基且数均分子 量为2, 000~8, 000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,所述高分子量增塑剂(C2)为不具 有反应性硅基且数均分子量为2, 000~8, 000的聚氧丙烯或聚(甲基)丙烯酸酯,高分子 量增塑剂(C1)及高分子量增塑剂(C2)的重量比(高分子量增塑剂(C1):高分子量增塑剂 (C2))为 80 :20 ~50 :50。
[0174] <其它的成分>
[0175] 只要不妨碍本发明的效果,则本发明的固化性组合物也可以含有上述聚合物(A)、 聚合物(B)及高分子量增塑剂(C)以外的成分(其它的成分)。以下,对其它的成分进行说 明。
[0176] 本发明的固化性组合物中也可以添加低分子量增塑剂。作为低分子量增塑剂的具 体例,可以列举,邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯 二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸丁基苄酯等邻苯二 甲酸酯化合物;双(2-乙基己基)_1,4-苯二羧酸酯等对苯二甲酸酯化合物(具体而言,商 品名:EASTMAN168(EASTMAN CHEMICAL制));1,2_环己烷二羧酸二异壬酯等非邻苯二甲酸 酯化合物(具体而言,商品名:Hexamoll DINCH(BASF制));己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、 癸二酸二丁酯、琥珀酸二异癸酯、乙酰基柠檬酸三丁酯等脂肪族多元羧酸酯化合物;油酸 丁酯、乙酰基蓖麻油酸甲酯等不饱和脂肪酸酯化合物;烷基磺酸苯酯(具体而言,商品名: Mesamoll (LANXESS制));磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯等磷酸酯化合物;偏苯三酸酯化合物; 氯化石蜡;烷基联苯、部分氢化三联苯等烃系油;环氧化大豆油、环氧硬脂酸苄酯等环氧增 塑剂等。
[0177] 在使用低分子量增塑剂的情况下,其含量优选相对于聚合物(A)及聚合物(B)的 总含量1〇〇重量份为5~150重量份,更优选10~120重量份,特别优选20~100重量份。 该含量低于5重量份时,无法表现出低分子量增塑剂的效果,若超过150重量份,则存在固 化物的机械强度不足的倾向。低分子量增塑剂可仅使用1种,也可以并用2种以上。另外, 在期望固化性组合物表现出高强度的情况下,优选不使用低分子量增塑剂。
[0178] 本发明的固化性组合物中可添加溶剂或稀释剂。作为溶剂及稀释剂,没有特别限 定,可以使用脂肪族烃、芳香族烃、脂环族烃、卤代烃、醇、酯、酮、醚等。在使用溶剂或稀释剂 的情况下,从在室内使用组合物时对空气的污染问题考虑,溶剂的沸点优选150°C以上,更 优选200°C以上,特别优选250°C以上。上述溶剂或稀释剂可仅使用1种,也可以并用2种 以上。
[0179] 在本发明的固化性组合物中,出于使聚合物(A)及(B)固化的目的,也可以使用固 化催化剂。作为固化催化剂的具体例,可以举出:钛酸四丁酯、钛酸四丙酯、四(乙酰丙酮) 钛、双(乙酰丙酮)二异丙氧基钛、双(乙基乙酰乙酸)二异丙氧基钛等钛化合物;二月桂 酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、邻苯二甲酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、双(2-乙基己酸)二 丁基锡、双(甲基马来酸)二丁基锡、双(乙基马来酸)二丁基锡、双(丁基马来酸)二丁基 锡、双(辛基马来酸)二丁基锡、双(十三烷基马来酸)二丁基锡、双(苄基马来酸)二丁 基锡、二乙酸二丁基锡、二甲醇二丁基锡、双(壬基苯酚)二丁基锡、氧化二丁烯基锡、氧化 二丁基锡、双(乙酰丙酮)二丁基锡、双(乙基乙酰丙酮)二丁基锡、氧化二丁基锡与硅酸 酯化合物的反应物、氧化二丁基锡与邻苯二甲酸酯的反应物等二丁基锡系化合物;双(三 乙氧基硅酸)二辛基锡、双(乙基马来酸)二辛基锡、双(辛基马来酸)二辛基锡、二月桂 酸二辛基锡、二乙酸二辛基锡、双(乙酰丙酮)二辛基锡等二辛基锡系化合物;二乙酸二甲 基锡、双(乙酰丙酮)二甲基锡等有机锡化合物(其中,不包括二丁基锡系化合物及二辛基 锡系化合物);三(乙酰丙酮)铝、三(乙基乙酰乙酸)铝、乙基乙酰乙酸二异丙氧基铝等有 机铝化合物;四(乙酰丙酮)锆等锆化合物;2-乙基己酸、辛酸、新癸酸、油酸、环烷酸等羧 酸;双新癸酸锡、双(2-乙基己酸)锡等羧酸锡、羧酸铅、羧酸铋、羧酸钾、羧酸钙、羧酸钡、羧 酸钛、羧酸锆、羧酸铪、羧酸钒、羧酸锰、羧酸铁、羧酸钴、羧酸镍、羧酸铈等羧酸金属盐;三氟 化硼、三氟化硼二乙基醚络合物、三氟化硼乙基胺络合物等三氟化硼络合物;氟化铵、氟化 四丁基胺、氟化钾、氟化铯、氟氢铵、1,1,2, 3, 3, 3-六氟-1-二乙基氨基丙烷(MEC81、通称石 川试剂)、六氟磷酸钾、Na2SiF6、K2SiF6、(NH 4)2SiF6#等含有氟阴离子的化合物等,但并不限 定于此。其中,从可得到强度及伸长率高的固化物的方面考虑,优选二丁基锡系化合物、二 辛基锡系化合物、羧酸锡、羧酸。从毒性低的方面考虑,更优选二辛基锡系化合物、羧酸锡、 羧酸。
[0180] 在使用固化催化剂的情况下,其含量优选相对于聚合物㈧及聚合物⑶的总含 量100重量份为〇. 01~10重量份左右,更优选〇. 1~5重量份。从近年来环境问题增加 的方面考虑,有限制锡系化合物使用量的倾向。因此,在使用锡系化合物时,其含量优选低 于1重量份。
[0181] 本发明的固化性组合物可以添加硅烷偶联剂、硅烷偶联剂的反应物等作为粘接性 赋予剂。
[0182] 作为硅烷偶联剂的具体例,可以举出:γ-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰 酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基甲基二甲 氧基硅烷、α-异氰酸酯甲基三甲氧基硅烷、α-异氰酸酯甲基二甲氧基甲基硅烷等含异氰 酸酯基硅烷类;γ -氨基丙基三甲氧基硅烷、γ -氨基丙基三乙氧基硅烷、γ -氨基丙基甲基 二甲氧基硅烷、γ -氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、Ν- β -氨基乙基-γ -氨基丙基三甲氧基 硅烷、Ν- β -氛基乙基-γ -氛基丙基甲基二甲氧基硅烷、Ν- β -氛基乙基-γ -氛基丙基二 乙氧基硅烷、Ν-β-氨基乙基-γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅 烷、Ν-苯基-γ -氨基丙基三甲氧基硅烷、Ν-苄基-γ -氨基丙基三甲氧基硅烷、Ν-乙烯基 苄基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、(氨基甲基)二甲氧基甲基硅烷、(氨基甲基)三甲氧 基硅烷、(苯基氨基甲基)二甲氧基甲基硅烷、(苯基氨基甲基)三甲氧基硅烷、双(3-三 甲氧基甲硅烷基丙基)
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