JP2002069084A - New compound, method for producing the same, silane coupling agent, and curing composition - Google Patents
New compound, method for producing the same, silane coupling agent, and curing compositionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、新規化合物及び
該化合物からなるシランカップリング剤に関するもの
で、さらに詳しくは、新規化合物及びその製造方法並び
に該化合物からなるシランカップリング剤と、当該シラ
ンカップリング剤を含有する硬化性組成物に関するもの
で、化学品製造技術及びシランカップリング剤を利用す
る接着技術など各種の技術分野に属する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel compound and a silane coupling agent comprising the compound, and more particularly, to a novel compound, a method for producing the same, a silane coupling agent comprising the compound, and a silane coupling agent comprising the compound. The present invention relates to a curable composition containing a ring agent, and belongs to various technical fields such as a chemical product production technology and an adhesion technology using a silane coupling agent.
【0002】[0002]
【従来の技術】シランカップリング剤は、異質の材料間
の接着性を改良する目的で使用され、複合材料の開発に
伴い、その重要性が増大する一方、前記接着性改良の目
的以外にも、重合体への架橋構造の付与や、撥水性や撥
油性の付与や帯電防止などによる基材の表面状態の改
善、さらには、充填剤の分散性の向上などにも用いられ
ている。2. Description of the Related Art A silane coupling agent is used for the purpose of improving the adhesiveness between different materials, and its importance has been increased with the development of composite materials. It is also used for improving the surface state of a substrate by imparting a crosslinked structure to a polymer, imparting water repellency or oil repellency, preventing static charge, and the like, and further improving the dispersibility of a filler.
【0003】このシランカップリング剤は、珪素原子に
メトキシ基やエトキシ基などの加水分解性基とアミノ基
やエポキシ基などの有機官能基が結合した化合物で、加
水分解性基が、溶液中や空気中の水分、さらには基材表
面の吸着水分によって加水分解されて、活性なシラノー
ル基に変化し、基材表面と反応し、強固な結合を形成す
るか、基材表面に吸着されて基材と結びつくもので、有
機官能基は有機材料と反応可能な基であり、反応により
有機材料と強固に結合するという作用を示すものであ
る。This silane coupling agent is a compound in which a hydrolyzable group such as a methoxy group or an ethoxy group and an organic functional group such as an amino group or an epoxy group are bonded to a silicon atom. It is hydrolyzed by the moisture in the air and further by the adsorbed moisture on the surface of the base material, changes into active silanol groups, and reacts with the surface of the base material to form a strong bond or is adsorbed on the surface of the base material. The organic functional group is a group capable of reacting with the organic material, and has an effect of firmly bonding to the organic material by the reaction.
【0004】かゝるシランカップリング剤として用いら
れる、珪素原子にメトキシ基やエトキシ基などの加水分
解性基と、アミノ基やエポキシ基などの有機官能基が結
合している化合物としては、例えば、ビニルトリエトキ
シシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラ
ン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキ
シシラン、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、N−2−(アミノエチル)3−
アミノプロピルメチルジメトキシシラン、2−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシ
シランなどを挙げることができる。[0004] As such a silane coupling agent, a compound in which a hydrolyzable group such as a methoxy group or an ethoxy group and an organic functional group such as an amino group or an epoxy group are bonded to a silicon atom includes, for example, , Vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane,
3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2-
(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) 3-
Examples thereof include aminopropylmethyldimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, and 3-chloropropyltrimethoxysilane.
【0005】これらの化合物のうち、ビニル基やメタク
リロキシ基などの重合性不飽和基を有する化合物からな
るシランカップリング剤は、ビニル、アクリル、スチレ
ンなどの重合性化合物と共重合させて共重合体とし、あ
るいはラジカル発生剤の存在下に、重合体にグラフト重
合させて、グラフト重合共重合体とすることにより、シ
ーリング剤として、あるいは架橋ポリエチレンなどとし
て使用されている。Among these compounds, a silane coupling agent comprising a compound having a polymerizable unsaturated group such as a vinyl group or a methacryloxy group is copolymerized with a polymerizable compound such as vinyl, acrylic or styrene. Or by graft-polymerizing a polymer in the presence of a radical generator to form a graft-polymerized copolymer, which is used as a sealing agent or as a crosslinked polyethylene.
【0006】これら重合性を有するシランカップリング
剤の有用性に鑑み、本発明者らは種々のシラン系化合物
について検討したところ、特開昭63−146891号
公報において提案されているイミド基を有するシラン類
(以下、シラン系化合物という。)が、そのイミド基を
利用することにより、優れた光重合性を発揮し、光など
のエネルギー線により容易に硬化物を与えることを見出
した。In view of the usefulness of these polymerizable silane coupling agents, the present inventors have studied various silane compounds and found that they have an imide group having an imide group proposed in JP-A-63-1486891. It has been found that silanes (hereinafter, referred to as silane-based compounds) exhibit excellent photopolymerizability by utilizing the imide group, and easily give a cured product by energy rays such as light.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報で開示されたシラン系化合物は、その製造に際し、ハ
ロゲン化合物を用いるなど、厳しい条件を必要とする上
に、シランカップリング剤として樹脂に配合して使用す
る場合、特にポリエチレングリコールやポリプロピレン
グリコール等のポリアルキレングリコールの両末端に、
イソシアネート基を有する化合物に配合する場合におい
て、相溶性が満足できないという問題を有しており、ま
た、得られる塗膜も耐薬品性や耐汚染性の点では満足で
きるものではなかった。However, the silane compound disclosed in the above publication requires severe conditions such as the use of a halogen compound in the production thereof, and is compounded in a resin as a silane coupling agent. When used, especially at both ends of polyalkylene glycol such as polyethylene glycol and polypropylene glycol,
When compounded with a compound having an isocyanate group, there is a problem that compatibility is not satisfactory, and the resulting coating film is not satisfactory in terms of chemical resistance and stain resistance.
【0008】本発明者らは、前記シラン系化合物をシラ
ンカップリング剤とする際の問題点について種々の角度
から検討を行い、マレイミド基を有するアルコールとイ
ソシアネート基を有するシラン化合物を反応させたとこ
ろ、該反応は格別な問題もなく円滑に反応し、マレイミ
ド基とアルコキシシリル基を有する新規な化合物を与
え、該マレイミド基とアルコキシシリル基を有する化合
物は、樹脂に対しての相溶性も良く、優れた光硬化性を
有することを見出し、この発明を完成させた。The inventors of the present invention have examined various problems in using the silane compound as a silane coupling agent from various angles, and have reacted an alcohol having a maleimide group with a silane compound having an isocyanate group. The reaction smoothly proceeds without any particular problem to give a novel compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group, and the compound having the maleimide group and the alkoxysilyl group has good compatibility with the resin, They have found that they have excellent photocurability, and have completed the present invention.
【0009】この発明は、製法が容易な新規な化合物と
その製造方法、さらには使用時の樹脂に対する相溶性も
良く、得られる塗膜の耐薬品性や耐汚染性にも優れる、
光硬化性を有する新規なシランカップリング剤と、当該
シランカップリング剤を含有する硬化性組成物を提供せ
んとするものである。The present invention provides a novel compound which can be easily produced, a method for producing the same, and a good compatibility with a resin at the time of use, and the resulting coating film has excellent chemical resistance and stain resistance.
An object of the present invention is to provide a novel silane coupling agent having photocurability and a curable composition containing the silane coupling agent.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、この発明の請求項1に記載の発明は、ウレタン結合
を介して、マレイミド基とアルコキシシリル基を有する
ことを特徴とする新規化合物である。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention comprises a novel compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond. It is.
【0011】また、請求項2に記載の発明は、マレイミ
ド基を有するアルコールと、イソシアネート基を有する
シラン化合物を反応させて合成することを特徴とする請
求項1記載の新規化合物の製造方法である。The invention according to claim 2 is a method for producing a novel compound according to claim 1, characterized in that the compound is synthesized by reacting an alcohol having a maleimide group with a silane compound having an isocyanate group. .
【0012】また、請求項3に記載の発明は、ウレタン
結合を介して、マレイミド基とアルコキシシリル基を有
する化合物からなることを特徴とするシランカップリン
グ剤である。Further, the invention according to claim 3 is a silane coupling agent comprising a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond.
【0013】また、講求項4に記載の発明は、マレイミ
ド基を有するアルコールと、イソシアネート基を有する
シラン化合物を反応させて生成される、ウレタン結合を
介して、マレイミド基とアルコキシシリル基を有する化
合物からなることを特徴とするシランカップリング剤で
ある。The invention described in claim 4 is directed to a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond, which is produced by reacting a maleimide group-containing alcohol with an isocyanate group-containing silane compound. And a silane coupling agent.
【0014】また、講求項5に記載の発明は、ウレタン
結合を介して、マレイミド基と、アルコキシシリル基を
有する化合物からなるシランカップリング剤を含有する
ことを特徴とする硬化性組成物である。The invention described in claim 5 is a curable composition containing a silane coupling agent comprising a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond. .
【0015】さらに、講求項6に記載の発明は、ウレタ
ン結合を介して、マレイミド基と、アルコキシシリル基
を有する化合物からなるシランカップリング剤と、テト
ラアルコキシシランを含有することを特徴とする硬化性
組成物である。Further, the invention described in the sixth aspect is characterized in that a curing agent comprising a silane coupling agent comprising a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond, and a tetraalkoxysilane. The composition is an acidic composition.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】この発明のシランカップリング剤
は、ウレタン結合を介してマレイミド基とアルコキシシ
リル基を有する新規な化合物からなるもので、この新規
な化合物は、マレイミド基を有するアルコールと、イソ
シアネート基を有するシラン化合物を反応させて容易に
得ることができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The silane coupling agent of the present invention comprises a novel compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond. The novel compound comprises a maleimide group-containing alcohol, It can be easily obtained by reacting a silane compound having an isocyanate group.
【0017】マレイミド基を有するアルコールとして
は、酸無水物とアルカノールアミンとの反応物などが挙
げられ、一方の酸無水物としては、無水マレイン酸、2
−メチル無水マレイン酸、2−エチル無水マレイン酸、
2−プロピル無水マレイン酸、2−イソプロピル無水マ
レイン酸、2−ブチル無水マレイン酸、2,3−ジメチ
ル無水マレイン酸、2,3−ジエチル無水マレイン酸、
2,3−ジプロピル無水マレイン酸、2,3−ジブチル
無水マレイン酸、2−フェニル無水マレイン酸、2,3
−ジフェニル無水マレイン酸、2−クロロ無水マレイン
酸、2,3−ジクロロ無水マレイン酸、3,4,5,6
−テトラヒドロフタル酸無水物及び3,6−endo−
メチレン−3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸無水
物などが例示される。Examples of the alcohol having a maleimide group include a reaction product of an acid anhydride and an alkanolamine. One of the acid anhydrides is maleic anhydride,
-Methyl maleic anhydride, 2-ethyl maleic anhydride,
2-propyl maleic anhydride, 2-isopropyl maleic anhydride, 2-butyl maleic anhydride, 2,3-dimethyl maleic anhydride, 2,3-diethyl maleic anhydride,
2,3-dipropyl maleic anhydride, 2,3-dibutyl maleic anhydride, 2-phenyl maleic anhydride, 2,3
-Diphenylmaleic anhydride, 2-chloromaleic anhydride, 2,3-dichloromaleic anhydride, 3,4,5,6
-Tetrahydrophthalic anhydride and 3,6-endo-
Examples include methylene-3,4,5,6-tetrahydrophthalic anhydride.
【0018】他方のアルカノールアミンとしては、エタ
ノールアミン、3−アミノプロパノール、2−アミノプ
ロパノール、2−アミノブタノール、2−アミノ−2メ
チル−1−プロパノール、ジエタノールアミン及び2−
アミノ−2−メチル−1−3−プロパンジオールなどが
例示される。Other alkanolamines include ethanolamine, 3-aminopropanol, 2-aminopropanol, 2-aminobutanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, diethanolamine and 2-ethanolamine.
Amino-2-methyl-1-propanediol and the like are exemplified.
【0019】なお、酸無水物とアルカノールアミンの反
応は、トルエンなどの溶媒中で還流温度下に行われ、水
を脱離して環を形成する脱水環化反応で、この反応によ
り、マレイミド基を有するアルコールが形成される。The reaction between the acid anhydride and the alkanolamine is carried out at reflux temperature in a solvent such as toluene, and is a dehydration cyclization reaction in which water is eliminated to form a ring. An alcohol is formed.
【0020】イソシアネート基を有するシラン化合物と
しては、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、
及びγ−イソシアネートプロピルトリプロポキシシラン
などのイソシアネート基を有するアルキルシラン;炭素
−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物に、トリ
メトキシシラン、トリエトキシシラン及びトリプロポキ
シシラン等のSiH結合を有する化合物を付加させた化
合物;ジイソシアネート化合物に、水又は多価アルコー
ルを反応させて得られるアダクト体及びビューレット体
等のポリイソシアネート化合物と、アミノシランの反応
物などが例示される。Examples of the silane compound having an isocyanate group include γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane,
And an alkylsilane having an isocyanate group such as γ-isocyanatopropyltripropoxysilane; a compound having a SiH bond such as trimethoxysilane, triethoxysilane and tripropoxysilane is added to an isocyanate compound having a carbon-carbon double bond. Compound: a reaction product of an aminosilane with a polyisocyanate compound such as an adduct or a burette obtained by reacting water or a polyhydric alcohol with a diisocyanate compound.
【0021】前記ジイソシアネート化合物としては、ヘ
キサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネ
ート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロン
ジイソシアネート及びキシリレンジイソシアネート、並
びにこれらの2量体及び3量体等の縮合物などが例示さ
れる。Examples of the diisocyanate compound include hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate and xylylene diisocyanate, and dimer and trimer condensates thereof.
【0022】マレイミド基を有するアルコールと、イソ
シアネート基を有するシラン化合物の反応は、周知の縮
合反応であり、従来から知られている条件、例えば、ト
ルエンなどの溶媒中で、室温〜100℃の反応温度で、
1〜24時間反応させることにより、目的とするウレタ
ン結合を介してマレイミド基とアルコキシシリル基を有
する化合物を容易に得ることができる。The reaction between an alcohol having a maleimide group and a silane compound having an isocyanate group is a well-known condensation reaction, which is carried out under conventionally known conditions, for example, a reaction at room temperature to 100 ° C. in a solvent such as toluene. At temperature,
By reacting for 1 to 24 hours, a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a target urethane bond can be easily obtained.
【0023】この発明における、ウレタン結合を介して
マレイミド基とアルコキシシリル基を有する化合物は、
前記のように、マレイミド基を有するアルコールと、イ
ソシアネート基を有するシラン化合物を反応させて得ら
れるもので、前記ウレタン結合は、アルコールとイソシ
アネート基の反応により生じるもので、機能的にその構
造を式で示すと化1のとおりである。In the present invention, the compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond is
As described above, a compound obtained by reacting an alcohol having a maleimide group with a silane compound having an isocyanate group. The urethane bond is formed by a reaction between an alcohol and an isocyanate group. Is as shown in Chemical Formula 1.
【0024】[0024]
【化1】 式中、Xはマレイミド基を有するアルコールの水酸基を
除いた部分を示し、Yはイソシアネート基を有するシラ
ン化合物のイソシアネート基を除いた部分を示す。Embedded image In the formula, X represents a portion excluding the hydroxyl group of the alcohol having a maleimide group, and Y represents a portion excluding the isocyanate group of the silane compound having an isocyanate group.
【0025】前記構造式で示される、この発明のウレタ
ン結合を介して、マレイミド基とアルコキシシリル基を
有する化合物は、光硬化性を有するマレイミド基と、加
水分解性を有するアルコキシ基を有するシラン化合物で
あるので、特異的な機能を有する、優れたシランカップ
リング剤として有用なものである。The compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond of the present invention represented by the above structural formula is a silane compound having a photocurable maleimide group and a hydrolyzable alkoxy group. Therefore, it is useful as an excellent silane coupling agent having a specific function.
【0026】より具体的に、この発明のウレタン結合を
介して、マレイミド基とアルコキシシリル基を有する化
合物を構造式で示すと、以下のとおりである。More specifically, a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond of the present invention is represented by the following structural formula.
【0027】[0027]
【化2】 Embedded image
【0028】前記化2において、R1 、R2 は、それぞ
れ独立した水素原子又は炭素数4以下のアルキル基、ハ
ロゲン原子、芳香族基、又はR1 、R2 が、一つとなっ
て5又は6員環を形成する炭化水素基を示し、R3 及び
R4 は、それぞれマレイミド基と水酸基を結合していた
有機基及びアルコキシシリル基とイソシアネート基を結
合していた有機基を示す。In the above formula ( 2) , R 1 and R 2 each represent an independent hydrogen atom or an alkyl group having 4 or less carbon atoms, a halogen atom, an aromatic group, or one of R 1 and R 2 or 5 or It represents a hydrocarbon group forming a 6-membered ring, and R 3 and R 4 each represent an organic group having a maleimide group bonded to a hydroxyl group and an organic group having an alkoxysilyl group bonded to an isocyanate group.
【0029】より具体的には、置換基、脂環、ウレタン
結合、尿素結合、アミド結合、エステル結合等の官能基
を有することもあるアルキレン基、ポリオキシアルキレ
ン基を示し、R5 及びR6 は、炭素数1〜4のアルキル
基を示し、nは0又は1の整数を示す。More specifically, R 5 and R 6 represent an alkylene group or a polyoxyalkylene group which may have a functional group such as a substituent, an alicyclic ring, a urethane bond, a urea bond, an amide bond, an ester bond, etc. Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n represents an integer of 0 or 1.
【0030】前記のR1 及びR2 において、アルキル基
としてはメチル基が、ハロゲン原子としては塩素原子
が、芳香族基としてはフェニル基が好ましく、1つとな
って5員環又は6員環を形成する炭化水素基としては、
−CH2 CH2 CH2 −、−CH2 CH2 CH2 CH2
−、及び下記構造式で示されるものが好ましい。In the above R 1 and R 2 , a methyl group is preferable as the alkyl group, a chlorine atom is preferable as the halogen atom, and a phenyl group is preferable as the aromatic group. As the hydrocarbon group to be formed,
-CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 CH 2
-And those represented by the following structural formulas are preferred.
【0031】[0031]
【化3】 Embedded image
【0032】R3 としては、アルキレン基が好ましい。
アルキレン基としては、エチレン基、メチルエチレン
基、プロプレン基、メチルプロプレン基及びブチレン基
などが挙げられ、エチレン基及びプロプレン基が好まし
い。As R 3 , an alkylene group is preferable.
Examples of the alkylene group include an ethylene group, a methylethylene group, a propylene group, a methylpropylene group and a butylene group, and an ethylene group and a propylene group are preferred.
【0033】R4 としては、アルキレン基、尿素結合を
有するアルキレン基、並びにウレタン結合、アルキレン
基及びオキシアルキレン基を有する基が好ましい。R 4 is preferably an alkylene group, an alkylene group having a urea bond, or a group having a urethane bond, an alkylene group and an oxyalkylene group.
【0034】前記アルキレン基としては、エチレン基及
びプロプレン基が好ましく、尿素結合を有するアルキレ
ン基としては、−(CH2 )6 NHCONH(CH2 )
3 −が好ましく、ウレタン結合、アルキレン基及びオキ
シアルキレン基を有する基としては、−(CH2 )m1N
HCO(CH2 CH2 O)m2CONH(CH2 )m3NH
CONH(CH2 )m4−〔m1 は1〜10の整数、m2
は1〜25の整数、m 3 は1〜10の整数及びm4 は1
〜6の整数〕が好ましい。The alkylene group includes an ethylene group and
And propylene groups are preferred and alkyl having a urea bond.
As the substituent group,-(CHTwo)6NHCONH (CHTwo)
ThreeIs preferred, and a urethane bond, an alkylene group and
Examples of the group having a silalkylene group include-(CHTwo)m1N
HCO (CHTwoCHTwoO)m2CONH (CHTwo)m3NH
CONH (CHTwo)m4− [M1Is an integer of 1 to 10, mTwo
Is an integer of 1 to 25, m ThreeIs an integer of 1 to 10 and mFourIs 1
To an integer of to 6].
【0035】より具体的には、−(CH2 )6 NHCO
(CH2 CH2 O)CONH(CH 2 )6 NHCONH
(CH2 )3 −、及び−(CH2 )6 NHCO(CH2
CH 2 O)2 CONH(CH2 )6 NHCONH(CH
2 )3 −が好ましい。More specifically,-(CHTwo)6NHCO
(CHTwoCHTwoO) CONH (CH Two)6NHCONH
(CHTwo)Three-, And-(CHTwo)6NHCO (CHTwo
CH TwoO)TwoCONH (CHTwo)6NHCONH (CH
Two)Three-Is preferred.
【0036】R5 のアルキル基としてはメチル基が好ま
しく、R6 のアルキル基としてはメチル基、エチル基及
びプロプル基が好ましい。The alkyl group for R 5 is preferably a methyl group, and the alkyl group for R 6 is preferably a methyl group, an ethyl group and a propyl group.
【0037】前記化2で示される化合物としては、R1
及びR2 が、それぞれ独立した水素原子、炭素数4以下
のアルキル基、又はR1 及びR2 が一つとなって5又は
6員環を形成する炭化水素基、R3 及びR4 が、アルキ
レン基、R3 及びR4 が、炭素数1〜4のアルキル基で
ある化合物がより好ましい。The compound represented by the above formula 2 includes R 1
And R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 4 or less carbon atoms, or a hydrocarbon group forming a 5- or 6-membered ring by combining R 1 and R 2 , and R 3 and R 4 are alkylene Compounds in which the groups R 3 and R 4 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms are more preferred.
【0038】前記化2で示される具体的な化合物として
は、R1 、R2 がメチル基、R3 がエチレン基、R4 が
プロピレン基、R6 がメチル基でnが0の化合物、
R1 、R2 が結合してテトラヒドロタル環状構造を形成
し、R3 がエチレン基、R4 がプロピレン基、R6 がエ
チル基でnが0の化合物などが例示される。Specific compounds represented by the above formula 2 include compounds in which R 1 and R 2 are methyl groups, R 3 is an ethylene group, R 4 is a propylene group, R 6 is a methyl group and n is 0,
R 1 and R 2 combine to form a tetrahydrotal cyclic structure, and examples thereof include compounds in which R 3 is an ethylene group, R 4 is a propylene group, R 6 is an ethyl group, and n is 0.
【0039】この発明の化合物は、マレイミド基を有す
る化合物であり、マレイミド基は250〜400nmの
光照射で2量化反応を起こすため、光照射による光硬化
性という機能を発揮するもので、照射方法としては、U
V照射、太陽光照射などが適用され、その他の活性エネ
ルギー線での硬化も可能である。The compound of the present invention is a compound having a maleimide group. Since the maleimide group causes a dimerization reaction when irradiated with light of 250 to 400 nm, it exhibits a function of photocuring by light irradiation. As U
V irradiation, sunlight irradiation, etc. are applied, and curing with other active energy rays is also possible.
【0040】この発明のシランカップリング剤は、従来
のシランカップリング剤で採用されている使用方法及び
用途等に準じて使用できる。The silane coupling agent of the present invention can be used in accordance with the method of use, application, and the like employed in conventional silane coupling agents.
【0041】例えば、各種樹脂に、この発明のシランカ
ップリング剤を配合し、塗料等のコーティング材、シー
リング材、粘着剤、接着剤、封止材及び成形材などの用
途に使用する例が挙げられる。For example, there is an example in which the silane coupling agent of the present invention is mixed with various resins and used for applications such as coating materials such as paints, sealing materials, adhesives, adhesives, sealing materials and molding materials. Can be
【0042】前記樹脂としては、アクリル樹脂、ポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン
樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン及びポリ
アクリルアミド等が挙げられる。この場合、必要に応じ
て、有機溶剤などを配合しても良い。Examples of the resin include acrylic resin, polyester resin, epoxy resin, silicone resin, urethane resin, polyvinyl acetate, polyvinylpyrrolidone and polyacrylamide. In this case, an organic solvent or the like may be blended as necessary.
【0043】特に、この発明のシランカップリング剤
は、テトラメトキシシラン及びテトラメトキシシラン等
のテトラアルコキシシラン、またはそのオリゴマーに配
合し、塗料等のコーティング材として使用することが好
ましい。この場合、さらに前記したような樹脂、有機溶
剤およびジブチル錫ラウレートなどの硬化触媒などを配
合することもできる。In particular, it is preferable that the silane coupling agent of the present invention is blended with tetraalkoxysilane such as tetramethoxysilane and tetramethoxysilane, or an oligomer thereof, and used as a coating material such as a paint. In this case, a resin, an organic solvent and a curing catalyst such as dibutyltin laurate as described above can be further blended.
【0044】この発明のシランカップリング剤の配合割
合としては、使用する成分及び用途に応じて適宜設定す
れば良いが、好ましくは樹脂分100質量部に対して
0.1〜30質量部である。The mixing ratio of the silane coupling agent of the present invention may be appropriately set according to the components to be used and the intended use, but is preferably 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. .
【0045】[0045]
【作用】この発明の化合物は、マレイミド基と、アルコ
キシシリル基を有する化合物であって、マレイミド基が
250〜400nmの光照射で2量化反応を起こすこと
は知られていたが、この化合物のように、多端に嵩高な
アルコキシシリル基を有していても、光照射による2量
化反応は阻害されることなく進行することは、本発明者
らが見出したことであり、アルコキシシリル基を有する
ことと相俟って、この発明の化合物は、光硬化性を有す
るシランカップリング剤としての作用を示すものであ
る。The compound of the present invention is a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group. It has been known that the maleimide group causes a dimerization reaction when irradiated with light of 250 to 400 nm. In addition, even if it has a bulky alkoxysilyl group at multiple ends, it has been discovered by the present inventors that the dimerization reaction by light irradiation proceeds without being inhibited, and that the alkoxysilyl group has In combination with the above, the compound of the present invention exhibits an action as a silane coupling agent having photocurability.
【0046】[0046]
【実施例】以下、この発明の実施例を詳細に説明する
が、この発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。なお、全実施例を通じて%は質量%を意味す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to these embodiments. In addition,% means mass% throughout all Examples.
【0047】実施例1(シランカップリング剤の製造) 2,3−ジメチルマレイン酸無水物の126gと、トル
エンの126gを混合したフラスコに、温度80℃でエ
タノールアミンの61g、トルエンの61gの混合物を
20分かけて攪拌下で滴下した。滴下終了後、トルエン
還流温度に昇温し、生成してくる水を除去しながら、脱
水閉環反応を5時間行なった。トラップできた水は1
7.1gで、95%の反応率と算出された。得られた反
応液を温度80℃まで冷却し、γ−イソシアネートプロ
ピルトリメトキシシランの195gを添加し、温度80
℃で2時間、縮合反応した。ガスクロマトグラフィーで
分析したところ、γ−イソシアネートプロピルトリメト
キシシランの消費量は92%で、トータル収率87%で
マレイミド基とアルコキシシリル基を有する化合物から
なるシランカップリング剤を溶液(以下、「S−1」と
いう。)として得た。S−1中の有効成分含有量は66
%であった。 Example 1 (Production of a silane coupling agent) In a flask in which 126 g of 2,3-dimethylmaleic anhydride and 126 g of toluene were mixed, a mixture of 61 g of ethanolamine and 61 g of toluene was mixed at a temperature of 80 ° C. Was added dropwise over 20 minutes with stirring. After completion of the dropwise addition, the temperature was raised to the reflux temperature of toluene, and a dehydration ring closure reaction was performed for 5 hours while removing generated water. 1 trapped water
At 7.1 g, a conversion of 95% was calculated. The obtained reaction solution was cooled to a temperature of 80 ° C., and 195 g of γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane was added.
A condensation reaction was performed at 2 ° C. for 2 hours. Analysis by gas chromatography revealed that the consumption of γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane was 92% and the silane coupling agent comprising a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group in a total yield of 87% was dissolved in a solution (hereinafter, referred to as “ S-1 "). The content of the active ingredient in S-1 is 66.
%Met.
【0048】得られた化合物が、マレイミド基とアルコ
キシシリル基を有する新規化合物であることは、以下に
示した元素分析、IR、ラマン及びNMRの測定結果に
より確認された。 元素分析 元 素 H C N 測定値 6.23 51.85 6.82 計算値 7.05 50.98 6.99 IR:1075cm-1(Si−OC)、1526cm-1
(NH)、1697cm-1(C=O)、1768cm-1
(イミドC=O)、NCOピークはなし ラマン:1674cm-1(テトラヒドロフタルイミド中
のC=C)、1710cm-1(C=O)、1771cm
-1(イミドC=O)1 H−NMR:0.6ppm(t)〔CH2 Si(OC
H3 )〕、1.6ppm(quint)〔CH2 CH2
CH2 〕、1.7〜1.8ppm(m)〔テトラヒドロ
フタルイミド中のCH2 CH2 〕、3.1ppm(t)
〔NHCH2 〕、3.5ppm(S)〔Si(OC
H3 )3 〕、3.6〜3.9ppm(m)〔NCH2 C
H2 〕、4.2ppm(t)〔NCH2 CH2 O〕It was confirmed from the results of elemental analysis, IR, Raman and NMR shown below that the obtained compound was a novel compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group. Elemental analysis element HCN measured value 6.23 51.85 6.82 calculated value 7.05 50.98 6.99 IR: 1075 cm -1 (Si-OC), 1526 cm -1
(NH), 1697 cm -1 (C = O), 1768 cm -1
(Imide C = O), no NCO peak Raman: 1674 cm -1 (C = C in tetrahydrophthalimide), 1710 cm -1 (C = O), 1771 cm
-1 (imide C = O) 1 H-NMR: 0.6 ppm (t) [ CH 2 Si (OC
H 3 )], 1.6 ppm (quint) [CH 2 CH 2
CH 2], 1.7~1.8ppm (m) [CH 2 CH 2 in tetrahydrophthalimide], 3.1 ppm (t)
[NHCH 2], 3.5 ppm (S) [Si (O C
H 3) 3], 3.6~3.9ppm (m) [N CH 2 C
H 2 ], 4.2 ppm (t) [NCH 2 CH 2 O]
【0049】実施例2(シランカップリング剤の製造) 2,3,4,5−テトラヒドロタル酸無水物の152g
と、トルエンの152g、カテコールの1%トルエン溶
液の0.3gを混合したフラスコに、温度80℃でエタ
ノールアミンの61gと、トルエンの61gの混合物
を、20分かけて攪拌下で滴下した。滴下終了後、トル
エン還流温度に昇温し、生成してくる水を除去しなが
ら、脱水閉環反応を5時間行なった。トラップできた水
は16.8gで、93%の反応率と算出された。得られ
た反応液を温度80℃まで冷却し、γ−イソシアネート
プロピルトリエトキシシランの230gを添加し、温度
80℃で2時間、縮合反応した。ガスクロマトグラフィ
ーで分析したところ、γ−イソシアネートプロピルトリ
エトキシシランの消費量は95%、トータル収率88%
で、この発明のシランカップリング剤を溶液(以下、
「S−2」という。)として得た。S−2中の有効成分
含有量は64%であった。得られた化合物を実施例1と
同様に分析した結果、目的の化合物が得られていること
が確認された。 Example 2 (Production of silane coupling agent) 152 g of 2,3,4,5-tetrahydrotalic anhydride
And a mixture of 152 g of toluene and 0.3 g of a 1% toluene solution of catechol were added dropwise at 80 ° C. under stirring with a mixture of 61 g of ethanolamine and 61 g of toluene over 20 minutes. After completion of the dropwise addition, the temperature was raised to the reflux temperature of toluene, and a dehydration ring closure reaction was performed for 5 hours while removing generated water. The amount of water trapped was 16.8 g, which was calculated to be 93%. The obtained reaction liquid was cooled to a temperature of 80 ° C, 230 g of γ-isocyanatopropyltriethoxysilane was added, and a condensation reaction was performed at a temperature of 80 ° C for 2 hours. Analysis by gas chromatography revealed that the consumption of γ-isocyanatopropyltriethoxysilane was 95% and the total yield was 88%.
A solution of the silane coupling agent of the present invention in a solution
It is called "S-2." ). The active ingredient content in S-2 was 64%. As a result of analyzing the obtained compound in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the target compound was obtained.
【0050】実施例3〜6、比較例1及び2(硬化性組
成物の調製及び性能評価) 表1で示す配合割合で、各種成分を混合して、硬化性組
成物を調整した。通常のシランカップリング剤との比較
した結果である。なお、表1における単位はgであり、
表中メチルシリケート51(商標)とあるは、多摩化学
株式会社製のテトラメトキシシランのオリゴマーであ
り、DBTDL溶液とあるのは、ジブチル錫ジラウレー
トの1%トルエン溶液である。 Examples 3 to 6, Comparative Examples 1 and 2 (Curable set
Preparation of Product and Performance Evaluation) The curable composition was prepared by mixing various components at the mixing ratios shown in Table 1. It is a result of comparison with a normal silane coupling agent. The unit in Table 1 is g,
In the table, "methyl silicate 51 (trademark)" is an oligomer of tetramethoxysilane manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., and "DBTDL solution" is a 1% toluene solution of dibutyltin dilaurate.
【0051】[0051]
【表1】 [Table 1]
【0052】調製した各硬化性組成物を、バーコーター
でガラスに乾燥後の膜厚が約10μになるように塗布し
た。乾燥を下記2条件で行い、乾燥後の試料の特性を下
記記載の条件で測定し、それぞれ、表2(乾燥条件
1)、表3(乾燥条件2)にその結果を示した。 乾燥条件1;常温×7日→温度200℃×10分 乾燥条件2;常温×7日→UV照射(水銀ランプ、90
0mJ/cm2 )Each of the prepared curable compositions was applied to glass with a bar coater so that the film thickness after drying was about 10 μm. The drying was performed under the following two conditions, and the characteristics of the dried sample were measured under the following conditions. The results are shown in Table 2 (drying condition 1) and Table 3 (drying condition 2), respectively. Drying condition 1: normal temperature × 7 days → temperature 200 ° C. × 10 minutes Drying condition 2: normal temperature × 7 days → UV irradiation (mercury lamp, 90
0 mJ / cm 2 )
【0053】[0053]
【表2】 [Table 2]
【0054】[0054]
【表3】 [Table 3]
【0055】特性測定条件 1)キシレンラビング 1kgの荷重をかけて行い、10往復後の外観を目視で
判定した。 ○:異常なし △:跡がやや残る ×:下地まで破れる 2)鉛筆硬度 JIS K5400の方法に準じ、傷の付かない最大の
硬さを示した。 3)耐アルカリ性 5%NaOH水溶液を塗膜上にスポットで付け、24時
間後に洗い流し、外観を観察した。 ○:異常なし △:跡が残る ×:塗膜溶解 4)耐酸性 5%H2 SO4 水溶液を塗膜上にスポットで付け、24
時間後に洗い流し、外観を観察した。 ○:異常なし △:跡が残る ×:塗膜溶解 5)マジックインキ(登録商標) 塗膜上にマキックインキ(赤)で線を書き、24時間後
にエタノールを染み込ませた紙で拭き取り、取れ具合を
目視で評価した。 ○:きれいに拭き取れる △:跡がわずかに残る ×:跡が残る。Characteristics Measurement Conditions 1) Xylene rubbing was applied with a load of 1 kg, and the appearance after 10 reciprocations was visually determined. :: No abnormality Δ: Slight trace remains ×: Torn to the ground 2) Pencil hardness The maximum hardness without scratches was shown according to the method of JIS K5400. 3) Alkali resistance A 5% NaOH aqueous solution was spotted on the coating film, washed away after 24 hours, and the appearance was observed. :: No abnormality △: Trace remains ×: Dissolution of coating film 4) Acid resistance 5% H 2 SO 4 aqueous solution is spotted on the coating film, and
After an hour, it was washed away and the appearance was observed. ○: No abnormality △: Trace remains ×: Dissolution of coating film 5) Magic Ink (registered trademark) Draw a line on the coating film with Mack ink (red), and after 24 hours, wipe with a paper impregnated with ethanol and remove It was evaluated visually. :: Wipe off cleanly き れ い: Slight trace remains ×: Trace remains
【0056】以上の評価、すなわち、乾燥条件1,2に
よる特性の発現の比較で明らかなように、熱による硬化
(シリケートの縮合のみ)では、従来のシランカップリ
ング剤と、この発明のシランカップリング剤との間に特
性に差がないが、光硬化されることにより、この発明の
シランカップリング剤を用いたものは、著しく物性が向
上し優れた特性を示す。As is clear from the above evaluation, that is, the comparison of the development of the characteristics under the drying conditions 1 and 2, the curing by heat (only the condensation of silicate) is different from the conventional silane coupling agent and the silane coupling agent of the present invention. Although there is no difference in properties with the ring agent, the one using the silane coupling agent of the present invention is remarkably improved in physical properties and shows excellent characteristics by being photocured.
【0057】[0057]
【発明の効果】この発明によれば、シランカップリング
剤を、温和な条件で製造することができ、得られるシラ
ンカップリング剤は、従来のシランカップリング剤と異
なり、活性エネルギー線によって硬化するため、硬度や
耐薬品性、耐汚染性に優れもので、さらに、樹脂に配合
する場合、特にポリエチレングリコールやポリプロピレ
ングリコール等のポリアルキレングリコールの両末端
に、イソシアネート基を有する化合物に配合する場合に
おいても、優れた相溶性を有する。According to the present invention, a silane coupling agent can be produced under mild conditions, and unlike the conventional silane coupling agent, the obtained silane coupling agent is cured by an active energy ray. Therefore, it is excellent in hardness, chemical resistance, and stain resistance.Moreover, when compounded with a resin, particularly when compounded with a compound having an isocyanate group at both ends of a polyalkylene glycol such as polyethylene glycol or polypropylene glycol. Also have excellent compatibility.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 栄一 名古屋市港区船見町1番地の1 東亞合成 株式会社名古屋総合研究所内 Fターム(参考) 4H049 VN01 VP01 VQ59 VR22 VR23 VR42 VR43 VU22 VW02 4J002 BF021 BG021 BG131 BJ001 CD001 CF001 CK021 CP031 EX076 GH01 GJ01 GJ02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Eiichi Okazaki 1-1, Funami-cho, Minato-ku, Nagoya City Toagosei Co., Ltd. Nagoya Research Laboratory F term (reference) 4H049 VN01 VP01 VQ59 VR22 VR23 VR42 VR43 VU22 VW02 4J002 BF021 BG021 BG131 BJ001 CD001 CF001 CK021 CP031 EX076 GH01 GJ01 GJ02
Claims (6)
とする新規化合物。1. A novel compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond.
成することを特徴とする請求項1記載の新規化合物の製
造方法。2. The method for producing a novel compound according to claim 1, wherein the compound is synthesized by reacting an alcohol having a maleimide group with a silane compound having an isocyanate group.
アルコキシシリル基を有する化合物からなることを特徴
とするシランカップリング剤。3. A silane coupling agent comprising a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond.
成される、 ウレタン結合を介して、マレイミド基とアルコキシシリ
ル基を有する化合物からなることを特徴とするシランカ
ップリング剤。4. A silane cup comprising a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond, produced by reacting an alcohol having a maleimide group with a silane compound having an isocyanate group. Ring agent.
なるシランカップリング剤を含有することを特徴とする
硬化性組成物。5. A curable composition comprising a silane coupling agent comprising a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond.
プリング剤と、 テトラアルコキシシランを含有することを特徴とする硬
化性組成物。6. A curable composition comprising: a silane coupling agent comprising a compound having a maleimide group and an alkoxysilyl group via a urethane bond; and a tetraalkoxysilane.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000261661A JP2002069084A (en) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | New compound, method for producing the same, silane coupling agent, and curing composition |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009517501A (en) * | 2005-11-28 | 2009-04-30 | モーメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・インク | Rubber composition containing unsaturated imidoalkoxysilane |
| US8541532B2 (en) | 2007-02-09 | 2013-09-24 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Silane compound, production method thereof, and resin composition containing silane compound |
| JP2015044941A (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 藤森工業株式会社 | Surface protection film for chemical polishing |
| JP2022523249A (en) * | 2019-03-08 | 2022-04-21 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Crosslinkable siloxane compound for the preparation of dielectric materials |
-
2000
- 2000-08-30 JP JP2000261661A patent/JP2002069084A/en active Pending
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| JP2022523249A (en) * | 2019-03-08 | 2022-04-21 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Crosslinkable siloxane compound for the preparation of dielectric materials |
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