JP2022192038A - 硬化性組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、アルカリ性の薬品による劣化が抑制された耐薬品性に優れた硬化物を生成することができる硬化性組成物を提供する。
【解決手段】 本発明の硬化性組成物は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)と、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)とを有し、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖が分岐鎖を有し、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の数平均分子量が10000~50000であると共に、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の加水分解性シリル基がトリアルコキシシリル基である。
【選択図】 なし
【解決手段】 本発明の硬化性組成物は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)と、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)とを有し、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖が分岐鎖を有し、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の数平均分子量が10000~50000であると共に、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の加水分解性シリル基がトリアルコキシシリル基である。
【選択図】 なし
Description
本発明は、硬化性組成物に関する。
加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体を含む変性シリコーン系硬化性組成物は、硬化時に毒物を発生しない安全性を有していると共に、硬化して得られる硬化物が柔軟性(弾性)に優れていることから、シーリング材及び接着剤として広く用いられている。
シーリング材の使用場所として、キッチン、バスルーム、トイレ、洗面所などの水回り場所が挙げられ、水回り場所は、カビやぬめりなどが生じやすく、そのため、アルカリ性の洗剤などが用いられることが多い。
特許文献1には、エステル部分の炭素数が1~20であるアクリル酸エステルを主成分とし、ガラス転移温度が10℃以下であり、かつ重量平均分子量が500以上20,000以下であるアクリル系重合体を、シーリング基材100重量部に対し、1~100重量部含有してなるシーリング材組成物が提案されている。
しかしながら、特許文献1で開示されているシーリング材組成物は、アルカリ性の洗剤に対する耐薬品性が低く、洗剤などの薬品の使用によって劣化するという問題点を有している。
本発明は、アルカリ性の薬品による劣化が抑制された耐薬品性に優れた硬化物を生成することができる硬化性組成物を提供する。
本発明の硬化性組成物は、
加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)と、
加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)とを有し、
上記加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖が分岐鎖を有し、
上記加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の数平均分子量が10,000~50,000であると共に、
上記加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の加水分解性シリル基がトリアルコキシシリル基である。
加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)と、
加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)とを有し、
上記加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖が分岐鎖を有し、
上記加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の数平均分子量が10,000~50,000であると共に、
上記加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の加水分解性シリル基がトリアルコキシシリル基である。
[加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)]
硬化性組成物は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む(以下、単に「ポリオキシアルキレン系重合体(A)」ということがある)。加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)によれば、雰囲気中や目地部などに存在する湿気により硬化することができる硬化性組成物を提供することが可能となる。
硬化性組成物は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む(以下、単に「ポリオキシアルキレン系重合体(A)」ということがある)。加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)によれば、雰囲気中や目地部などに存在する湿気により硬化することができる硬化性組成物を提供することが可能となる。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)は、分子中に加水分解性シリル基を有しており、分子末端に加水分解性シリル基を有していることが好ましい。加水分解性シリル基は、主鎖の両末端のうちの何れか一方の末端のみに、又は、両末端に結合していることがより好ましい。加水分解性シリル基が主鎖の末端に結合していると、硬化性組成物の硬化物の優れた柔軟性を維持して優れた常態接着性を付与しつつ、優れた耐薬品性を付与することができる。なお、ポリオキシアルキレン系重合体(A)が分子中に複数個の加水分解性シリル基を有する場合、加水分解性シリル基は同一であっても互いに相違していてもよい。
加水分解性シリル基としては、例えば、ケイ素原子と結合した加水分解性基を有するケイ素含有基又はシラノール基のように、湿気又は架橋剤の存在下、必要に応じて触媒などを使用することによって縮合反応を生じる基をいう。なお、シラノール基とは、ケイ素原子に直接、ヒドロキシ基が結合している官能基[≡Si-OH、式(1)]を意味する。式(1)中、*1~*3は、結合手であって単結合を意味する。
加水分解性シリル基の加水分解性基としては、特に限定されず、例えば、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。
なかでも、加水分解性シリル基としては、硬化性組成物の硬化物の柔軟性を維持しつつ、優れた耐薬品性を付与することができるので、アルコキシシリル基が好ましい。
アルコキシシリル基は、-SiR7
j(OR8)3-jで示される構造を有していることが好ましい。式中、R7は、置換基を有してもよい炭素数が1~20のアルキル基又は水素原子を表す。R8は、炭素数が1~6のアルキル基を表す。jは、0~2の整数を表す。
アルコキシシリル基としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、及びトリフェノキシシリル基などのトリアルコキシシリル基;プロピルジメトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、及びメチルジエトキシシリル基などのジアルコキシシリル基;並びに、ジメチルメトキシシリル基、及びジメチルエトキシシリル基などのモノアルコキシシリル基が挙げられる。なかでも、硬化性組成物の硬化物に優れた耐水接着性を付与することができるので、ジアルコキシシリル基、トリアルコキシシリル基が好ましく、ジメトキシシリル基、トリメトキシシリル基が好ましく、ジメトキシシリル基がより好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)は、1分子中に平均して、好ましくは1.0~4.0個、より好ましくは1.0~3.0個の加水分解性シリル基を有している。ポリオキシアルキレン系重合体(A)における加水分解性シリル基の数が1.0個以上であると、硬化性組成物の硬化性及び耐薬品性が向上する。また、ポリオキシアルキレン系重合体(A)における加水分解性シリル基の数が4.0個以下であると、硬化性組成物の硬化物の伸び性が向上する。
なお、本発明において、ポリオキシアルキレン系重合体中における、1分子当たりの加水分解性シリル基の平均個数は、1H-NMRにより求められるポリオキシアルキレン系重合体中の加水分解性シリル基の濃度、及びGPC法により求められるポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量に基づいて算出することができる。
加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)は、例えば、末端に水酸基などの官能基を有するポリオキシアルキレン系重合体に、この官能基に対して反応性を示す活性基及び不飽和基を有する有機化合物を反応させ、次いで、得られた反応生成物に加水分解性基を有するヒドロシランを作用させてヒドロシリル化することによって製造することができる。
加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖は、分岐鎖を有している。なお、ポリオキシアルキレン系重合体の「主鎖」とは、分子中において最も長い分子鎖をいう。分子鎖の長さは、分子鎖を構成している原子の数によって判断すればよく、原子の数が多いほど分子鎖が長いと判断する。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖が分岐鎖を有していると、硬化性組成物の硬化物において、分岐鎖が絡み合い、分子間の隙間を低減させることにより、硬化物における薬品の吸収性を低下させている。このように、硬化物の薬品の吸収性を低下させることによって、硬化物の耐薬品性を向上させている。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖は、一般式(1)で表される繰り返し単位を含有する重合体が好ましい。
-(O-R1)n- (1)
(式中、R1は炭素数が1~14のアルキレン基を表し、nは、繰り返し単位の数であって正の整数である。)
-(O-R1)n- (1)
(式中、R1は炭素数が1~14のアルキレン基を表し、nは、繰り返し単位の数であって正の整数である。)
本発明において、アルキレン基とは、脂肪族飽和炭化水素中の異なる2個の炭素原子に結合する2個の水素原子を除いて(引き抜いて)生じる2価の原子団であり、直鎖状及び分岐状の双方の原子団を含む。
アルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基[-CH(CH3)-CH2-]、トリメチレン基[-CH2-CH2-CH2-]、ブチレン基、アミレン基[-(CH2)5-]、ヘキシレン基などが挙げられる。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖は、一種のみの繰り返し単位からなっていてもよいし、二種以上の繰り返し単位からなっていてもよい。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖骨格としては、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、ポリオキシテトラメチレン、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン共重合体、及びポリオキシプロピレン-ポリオキシブチレン共重合体などが挙げられ、硬化性組成物の硬化物のゴム弾性が向上するので、ポリオキシプロピレンが好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖に有している「分岐鎖」とは、2個以上の炭素を有する分子鎖をいう。従って、例えば、メチル基などは分岐鎖に含まれない。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖に有する分岐鎖は、上述の通り、硬化性組成物の硬化物において、分子鎖同士の絡み合いによる分子間の隙間の低減を図ることができるので、ある程度の分子鎖長を有していることが好ましい。従って、分岐鎖は、2個以上の炭素を有する。分岐鎖の炭素数は、硬化性組成物の粘度を低下させて取り扱い性を向上させることができるので、14個以下が好ましく、13個以下がより好ましく、12個以下がより好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖に有する分岐鎖としては、炭素数が2個以上有しておれば、特に限定されないが、硬化性組成物の硬化物の耐薬品性が向上するので、ポリオキシアルキレン鎖が好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖に有する分岐鎖は、一般式(2)で表される繰り返し単位を含有する繰り返し構造が好ましい。
-(O-R2)m- (2)
(式中、R2は炭素数が1~14のアルキレン基を表し、mは、繰り返し単位の数であって2以上の整数である。)
-(O-R2)m- (2)
(式中、R2は炭素数が1~14のアルキレン基を表し、mは、繰り返し単位の数であって2以上の整数である。)
ポリオキシアルキレン系重合体の主鎖に有する分岐鎖は、一種のみの繰り返し単位からなっていてもよいし、二種以上の繰り返し単位からなっていてもよい。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖に有する分岐鎖の骨格としては、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、ポリオキシテトラメチレン、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン共重合体、及びポリオキシプロピレン-ポリオキシブチレン共重合体などが挙げられ、硬化性組成物の硬化物が優れた柔軟性を維持しつつ、優れた耐水接着性を有するので、ポリオキシプロピレンが好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)において、分岐鎖を有する主鎖骨格構造としては、一般式(3)で示される構造を含むことが好ましい。
(式中、R3及びR5はそれぞれ、炭素数が1~14のアルキレン基を表す。R4は、アルキレン基から任意の水素原子を除いて(引き抜いて)生じる三価の原子団を表す。R6は、炭素数が1~6のアルキレン基である。R3、R5及びR6は互いに同一であっても相違してもよい。x及びyは、繰り返し単位の数であって正の整数である。zは、繰り返し単位の数であって2以上の整数である。)
加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)は、硬化性組成物の硬化物が優れた柔軟性を維持して優れた耐薬品性を有するので、主鎖骨格がポリオキシプロピレンであって分岐鎖を有し、主鎖骨格の末端に加水分解性シリル基としてジメトキシシリル基を有するポリオキシプロピレン系重合体が好ましい。
加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、5,000以上が好ましく、10,000以上がより好ましく、12,000以上がより好ましく、13,000以上がより好ましい。加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、40,000以下が好ましく、35,000以下がより好ましく、30,000以下がより好ましく、20,000以下がより好ましい。ポリオキシアルキレン系重合体(B)の数平均分子量が5,000以上であると、硬化性組成物の硬化物の優れた伸び性を付与することができる。ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量が40,000以下であると、硬化性組成物の粘度を低く抑えることができ、硬化性組成物の取り扱い性を向上させて、硬化性組成物に優れた塗工性を付与することができる。
加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の分子量分布(Mw/Mn)は、2.0以下が好ましく、1.8以下がより好ましく、1.5以下がより好ましい。加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の分子量分布(Mw/Mn)が2.0以下であると、硬化性組成物の硬化物が良好な伸び性を有するので好ましい。
なお、本発明において、ポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量及び重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法によって測定されたポリスチレン換算した値である。具体的には、ポリオキシアルキレン系重合体6~7mgを採取し、採取したポリオキシアルキレン系重合体を試験管に供給した上で、試験管に0.05質量%のBHT(ジブチルヒドロキシトルエン)を含むo-DCB(オルトジクロロベンゼン)溶液を加えてポリオキシアルキレン系重合体の濃度が1mg/mLとなるように希釈して希釈液を作製する。
溶解濾過装置を用いて145℃にて回転速度25rpmにて1時間に亘って上記希釈液を振とうさせてポリオキシアルキレン系重合体をBHTを含むo-DCB溶液に溶解させて測定試料とする。この測定試料を用いてGPC法によってポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量及び重量平均分子量を測定することができる。
なお、本発明において、ポリオキシアルキレン系重合体における数平均分子量及び重量平均分子量は、例えば、下記測定装置及び測定条件にて測定することができる。
測定装置 TOSOH社製 商品名「HLC-8121GPC/HT」
測定条件 カラム:TSKgelGMHHR-H(20)HT×3本
TSKguardcolumn-HHR(30)HT×1本
移動相:o-DCB 1.0mL/分
サンプル濃度:1mg/mL
検出器:ブライス型屈折計
標準物質:ポリスチレン(TOSOH社製 分子量:500~8420000)
溶出条件:145℃
SEC温度:145℃
測定装置 TOSOH社製 商品名「HLC-8121GPC/HT」
測定条件 カラム:TSKgelGMHHR-H(20)HT×3本
TSKguardcolumn-HHR(30)HT×1本
移動相:o-DCB 1.0mL/分
サンプル濃度:1mg/mL
検出器:ブライス型屈折計
標準物質:ポリスチレン(TOSOH社製 分子量:500~8420000)
溶出条件:145℃
SEC温度:145℃
[加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)]
硬化性組成物は、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)を含有する。アクリル系重合体(B)を用いることにより、硬化性組成物の硬化物の耐薬品性を向上させることができる。なお、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)を単に「アクリル系重合体(B)」ということがある。
硬化性組成物は、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)を含有する。アクリル系重合体(B)を用いることにより、硬化性組成物の硬化物の耐薬品性を向上させることができる。なお、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)を単に「アクリル系重合体(B)」ということがある。
アクリル系重合体(B)は、加水分解性シリル基を有しているので、アクリル系重合体(B)が硬化性組成物の硬化物に取り込まれ、硬化物の耐薬品性を向上させることができる。
アクリル系重合体(B)が有している加水分解性シリル基は、硬化性組成物の硬化物が長期間に亘って優れた耐約品性を維持することができるので、トリアルコキシシリル基である。トリアルコキシシリル基としては、例えば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、及びトリフェノキシシリル基などが挙げられ、トリメトキシシリル基が好ましい。
アクリル系重合体(B)は、1分子中に平均して、好ましくは1.0~4.0個、より好ましくは1.3~3.0個、より好ましくは、1.5~2.0個の加水分解性シリル基を有している。アクリル系重合体(B)において、1分子中における加水分解性シリル基の平均個数が1.0個以上であると、硬化性組成物の硬化物の耐薬品性が向上する。アクリル系重合体(B)において、1分子中における加水分解性シリル基の平均個数が4.0個以下であると、硬化性組成物の硬化物のゴム弾性が向上する。
なお、アクリル系重合体(B)中における、1分子当たりの加水分解性シリル基の平均個数は、1H-NMRにより求められるアクリル系重合体(B)中の加水分解性シリル基の濃度、及びGPC法により求められるアクリル系重合体(B)の数平均分子量に基づいて算出することができる。
アクリル系重合体(B)の主鎖骨格としては、(メタ)アクリレート系モノマーをラジカル重合して得られるアクリル系重合体(B)が挙げられる。なお、(メタ)アクリレートは、メタクリレート又はアクリレートを意味する。
アクリル系重合体(B)の主鎖を構成する(メタ)アクリレート系モノマーとして、具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(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、2-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(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、3-ヒドロキシプロピル(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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、5-ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシ-3-メチルブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-[アクリロイルオキシ]エチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸、及び2-[アクリロイルオキシ]エチル-2-ヒドロキシプロピルフタル酸などが挙げられる。(メタ)アクリレート系モノマーとしては、アルキル基の炭素数が1~6であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、アルキル基の炭素数が1~5であるアルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、アルキル基の炭素数が1~5であるアルキルアクリレートがより好ましい。(メタ)アクリレート系モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート及びブチル(メタ)アクリレートが好ましく、ブチル(メタ)アクリレートがより好ましく、ブチルアクリレートがより好ましい。これらの(メタ)アクリレート系モノマーは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
アクリル系重合体(B)において、他のモノマーを共重合することも可能である。このようなモノマーとしては、例えば、スチレン、インデン、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、ジビニルベンゼンなどのスチレン誘導体、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、珪皮酸ビニルなどのビニルエステル基を持つ化合物、無水マレイン酸、N-ビニルピロリドン、N-ビニルモルフォリン、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、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、n-プロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、tert-ブチルビニルエーテル、tert-アミルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、2-クロロエチルビニルエーテル、エチレングリコールブチルビニルエーテル、トリエチレングリコールメチルビニルエーテル、安息香酸(4-ビニロキシ)ブチル、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、ブタン-1,4-ジオール-ジビニルエーテル、ヘキサン-1,6-ジオール-ジビニルエーテル、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール-ジビニルエーテル、イソフタル酸ジ(4-ビニロキシ)ブチル、グルタル酸ジ(4-ビニロキシ)ブチル、コハク酸ジ(4-ビニロキシ)ブチルトリメチロールプロパントリビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、6-ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサン-1,4-ジメタノールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、3-アミノプロピルビニルエーテル、2-(N,N-ジエチルアミノ)エチルビニルエーテル、ウレタンビニルエーテル、ポリエステルビニルエーテルなどのビニロキシ基を持つ化合物などを挙げることができる。これらのモノマーは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
なかでも、アクリル系重合体(B)の主鎖骨格としては、ブチル(メタ)アクリレート及びメチル(メタ)アクリレートの共重合体が好ましく、ブチルアクリレート及びメチルメタクリレートの共重合体がより好ましく、ブチルアクリレートの単独重合体がより好ましい。主鎖骨格が上記共重合体からなるアクリル系重合体(B)によれば、硬化後に優れたゴム弾性を有する硬化物を形成することが可能な硬化性組成物が得られる。
アクリル系重合体(B)の重合方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができ、例えば、フリーラジカル重合法、アニオン重合法、カチオン重合法、UVラジカル重合法、リビングアニオン重合法、リビングカチオン重合法、リビングラジカル重合法などの各種重合法が挙げられる。
アクリル系重合体(B)への加水分解性シリル基の導入方法としては、特に限定されず、例えば、分子中に不飽和基を導入したアクリル系重合体(B)に、加水分解性シリル基を有するヒドロシランを作用させてヒドロシリル化する方法など、公知の方法を利用することができる。
アクリル系重合体(B)の数平均分子量は、10,000以上であり、15,000以上が好ましく、20,000以上がより好ましい。アクリル系重合体(B)の数平均分子量が10,000以上であると、硬化性組成物の硬化物のゴム弾性が向上する。
アクリル系重合体(B)の数平均分子量は、50,000以下であり、40,000以下がより好ましく、30,000以下がより好ましい。アクリル系重合体(B)の数平均分子量が50,000以下であると、硬化性組成物の硬化物のゴム弾性が向上する。
なお、本発明において、アクリル系重合体(B)の数平均分子量及び重量平均分子量とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法によって測定されたポリスチレン換算した値を意味する。GPC法による測定においては、例えば、GPCカラムとして東ソー製Shodex KF800Dを用い、溶媒としてクロロホルムなどを用いることができる。
なお、本発明において、アクリル系重合体における数平均分子量及び重量平均分子量は、例えば、下記測定装置及び測定条件にて測定することができる。
測定装置 TOSOH社製 商品名「HLC-8121GPC/HT」
測定条件 カラム:TSKgelGMHHR-H(20)HT×3本
TSKguardcolumn-HHR(30)HT×1本
移動相:o-DCB 1.0mL/分
サンプル濃度:1mg/mL
検出器:ブライス型屈折計
標準物質:ポリスチレン(TOSOH社製 分子量:500~8420000)
溶出条件:145℃
SEC温度:145℃
測定装置 TOSOH社製 商品名「HLC-8121GPC/HT」
測定条件 カラム:TSKgelGMHHR-H(20)HT×3本
TSKguardcolumn-HHR(30)HT×1本
移動相:o-DCB 1.0mL/分
サンプル濃度:1mg/mL
検出器:ブライス型屈折計
標準物質:ポリスチレン(TOSOH社製 分子量:500~8420000)
溶出条件:145℃
SEC温度:145℃
硬化性組成物において、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の含有量と上記加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の含有量との質量比[加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の含有量/加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の含有量]は、0.01以上が好ましく、0.05以上が好ましく、0.07以上がより好ましく、0.09以上がより好ましく、0.12以上がより好ましく、0.3以上がより好ましく、0.5以上がより好ましく、0.8以上がより好ましい。上記質量比が0.01以上であると、硬化性組成物の塗工性が向上し、硬化物は優れた伸び性を有している。
硬化性組成物において、上記加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の含有量と上記加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の含有量との質量比[加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の質量/加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の質量]は、5.0以下が好ましく、3.0以下がより好ましく、2.0以下がより好ましく、1.5以下がより好ましい。上記質量比が5.0以下であると、硬化性組成物の硬化物の耐薬品性が向上する。
硬化性組成物において、好ましくは、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の含有量と上記加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の含有量との質量比[加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の含有量/加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の含有量]を0.01~2とすると共に、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の数平均分子量を10,000~50,000とすることによって、硬化性組成物の硬化物の耐薬品性及びゴム弾性の双方の向上を図ることができる。
[充填材]
硬化性組成物は、充填材を含んでいることが好ましい。充填材によれば、硬化後に優れたゴム弾性を発揮することが可能な硬化性組成物を提供できる。
硬化性組成物は、充填材を含んでいることが好ましい。充填材によれば、硬化後に優れたゴム弾性を発揮することが可能な硬化性組成物を提供できる。
充填材としては、特に限定されず、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化カルシウム、含水ケイ酸、無水ケイ酸、微粉末シリカ、ケイ酸カルシウム、二酸化チタン、クレー、タルク、カーボンブラック、及びガラスバルーンなどの無機充填材を挙げることができる。これらの充填材は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。なかでも、充填材としては炭酸カルシウムが好ましく用いられる。
炭酸カルシウムとしては、沈降性炭酸カルシウム、及び重質炭酸カルシウムが好ましく挙げられる。沈降性炭酸カルシウムとしては、軽質炭酸カルシウム、及び膠質炭酸カルシウムが挙げられる。
炭酸カルシウムとしては、沈降性炭酸カルシウム又は重質炭酸カルシウムのうちいずれか一方を用いてもよく、双方を用いてもよい。なかでも、沈降性炭酸カルシウム及び重質炭酸カルシウムを用いることが好ましい。沈降性炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムとを組み合わせて用いることにより、硬化性組成物にチキソトロピー性を付与することができる。
硬化性組成物中における充填材の含有量は、ポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して10~500質量部が好ましく、15~300質量部がより好ましく、20~200質量部がより好ましい。
重質炭酸カルシウム及び沈降性炭酸カルシウムを用いる場合、硬化性組成物中における沈降性炭酸カルシウムの含有量は、ポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して10~300質量部が好ましく、10~200質量部がより好ましい。
重質炭酸カルシウム及び沈降性炭酸カルシウムを用いる場合、硬化性組成物中における重質炭酸カルシウムの含有量は、ポリオキシアルキレン系重合体(A)及びアクリル系重合体(B)の合計100質量部に対して、30~500質量部が好ましく、30~350質量部がより好ましく、30~150質量部が特に好ましい。
炭酸カルシウムの平均粒径は、0.01~5μmが好ましく、0.05~2.5μmがより好ましく、0.1~2μmがより好ましい。このような平均粒子径を有している炭酸カルシウムによれば、接着力、機械的強度及び伸び性に優れている硬化物を形成することが可能な硬化性組成物を提供することができる。なお、炭酸カルシウムの粒径は、球体積相当径が用いられ、炭酸カルシウムの平均粒径は、レーザー散乱法を用いて測定される体積基準の粒度分布を全体積を100%として蓄積分布を表した場合の累積分布(累積カーブ)が50%となるときの粒径である。
また、炭酸カルシウムは、脂肪酸や脂肪酸エステルなどにより表面処理されているのが好ましい。脂肪酸や脂肪酸エステルなどにより表面処理されている炭酸カルシウムによれば、硬化性組成物にチキソトロピー性を付与できると共に炭酸カルシウムが凝集することを抑制することができる。
硬化性組成物中における上記無機充填材の含有量は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して1質量部以上が好ましく、30質量部以上が好ましく、50質量部以上がより好ましく、80質量部以上がより好ましく、100質量部以上がより好ましい。硬化性組成物中における無機充填材の含有量は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して800質量部以下が好ましく、600質量部以下が好ましく、450質量部以下がより好ましく、300質量部以下がより好ましく、200質量部以下がより好ましい。無機充填材の含有量が1質量部以上であると、硬化性組成物の硬化物のアクリル性に対する耐薬品性を向上させることができる。無機充填材の含有量が800質量部以下であると、硬化性組成物の粘度上昇を抑制することができ、硬化性組成物の作業性が向上する。
[脱水剤]
硬化性組成物は、脱水剤をさらに含んでいるのが好ましい。脱水剤によれば、硬化性組成物を保存している際に、空気中などに含まれている水分によって硬化性組成物が硬化することを抑制することができる。
硬化性組成物は、脱水剤をさらに含んでいるのが好ましい。脱水剤によれば、硬化性組成物を保存している際に、空気中などに含まれている水分によって硬化性組成物が硬化することを抑制することができる。
脱水剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、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、フェニルトリメトキシシラン、及びジフェニルジメトキシシランなどのシラン化合物;並びにオルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、オルト酢酸メチル、及びオルト酢酸エチル等のエステル化合物などを挙げることができる。これらの脱水剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。なかでも、ビニルトリメトキシシランが好ましい。
硬化性組成物中における脱水剤の含有量は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して、0.5~20質量部が好ましく、1~15質量部がより好ましい。脱水剤の含有量が0.5質量部以上であると、脱水剤による効果が十分に得られる。又、脱水剤の含有量が20質量部以下であると、硬化性組成物が優れた硬化性を有する。
[シラノール縮合触媒]
硬化性組成物は、シラノール縮合触媒を含有していることが好ましい。シラノール縮合触媒とは、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体などが含有する加水分解性シリル基などが加水分解することにより形成されたシラノール基同士の脱水縮合反応を促進させるための触媒である。
硬化性組成物は、シラノール縮合触媒を含有していることが好ましい。シラノール縮合触媒とは、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体などが含有する加水分解性シリル基などが加水分解することにより形成されたシラノール基同士の脱水縮合反応を促進させるための触媒である。
シラノール縮合触媒としては、1,1,3,3-テトラブチル-1,3-ジラウリルオキシカルボニル-ジスタノキサン、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫フタレート、ビス(ジブチル錫ラウリン酸)オキサイド、ジブチル錫ビス(アセチルアセトナート)、ジブチル錫ビス(モノエステルマレート)、オクチル酸錫、ジブチル錫オクトエート、ジオクチル錫オキサイド、ジブチル錫ビス(トリエトキシシリケート)、ビス(ジブチル錫ビストリエトキシシリケート)オキサイド、及びジブチル錫オキシビスエトキシシリケートなどの有機錫系化合物;テトラ-n-ブトキシチタネート、及びテトライソプロポキシチタネートなどの有機チタン系化合物などが挙げられる。これらのシラノール縮合触媒は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
シラノール縮合触媒としては、1,1,3,3-テトラブチル-1,3-ジラウリルオキシカルボニル-ジスタノキサンが好ましい。このようなシラノール縮合触媒によれば、硬化性組成物の硬化速度を容易に調整することができる。
硬化性組成物中におけるシラノール縮合触媒の含有量は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して、1~10質量部が好ましく、1~5質量部がより好ましい。シラノール縮合触媒の含有量が1質量部以上であると、硬化性組成物の硬化速度を速くして、硬化性組成物の硬化に要する時間の短縮化を図ることができる。又、シラノール縮合触媒の含有量が10質量部以下であると、硬化性組成物が適度な硬化速度を有し、硬化性組成物の取扱性を向上させることができる。
[他の添加剤]
硬化性組成物は、チキソ性付与剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、沈降防止剤、及び溶剤など他の添加剤を含んでいてもよい。なかでも、チキソ性付与剤、紫外線吸収剤、及び酸化防止剤が好ましく挙げられる。
硬化性組成物は、チキソ性付与剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、沈降防止剤、及び溶剤など他の添加剤を含んでいてもよい。なかでも、チキソ性付与剤、紫外線吸収剤、及び酸化防止剤が好ましく挙げられる。
[チキソ性付与剤]
チキソ性付与剤は、硬化性組成物にチキソトロピー性を発現せることができるものであればよい。チキソ性付与剤としては、水添ひまし油、脂肪酸ビスアマイド、ヒュームドシリカなどが好ましく挙げられる。
チキソ性付与剤は、硬化性組成物にチキソトロピー性を発現せることができるものであればよい。チキソ性付与剤としては、水添ひまし油、脂肪酸ビスアマイド、ヒュームドシリカなどが好ましく挙げられる。
硬化性組成物中におけるチキソ性付与剤の含有量は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して、0.1~200質量部が好ましく、1~150質量部がより好ましい。チキソ性付与剤の含有量が0.1質量部以上であると、硬化性組成物にチキソトロピー性を効果的に付与することができる。又、チキソ性付与剤の含有量が200質量部以下であると、硬化性組成物が適度な粘度を有し、硬化性組成物の取扱性が向上する。
[紫外線吸収剤]
紫外線吸収剤としては、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などが挙げられ、及びベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が好ましい。硬化性組成物中における紫外線吸収剤の含有量は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して、0.1~20質量部が好ましく、0.1~10質量部がより好ましい。
紫外線吸収剤としては、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などが挙げられ、及びベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が好ましい。硬化性組成物中における紫外線吸収剤の含有量は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して、0.1~20質量部が好ましく、0.1~10質量部がより好ましい。
[酸化防止剤]
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、モノフェノール系酸化防止剤、ビスフェノール系酸化防止剤、及びポリフェノール系酸化防止剤などが挙げられ、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく挙げられる。硬化性組成物中における酸化防止剤の含有量は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して、0.1~20質量部が好ましく、0.3~10質量部がより好ましい。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、モノフェノール系酸化防止剤、ビスフェノール系酸化防止剤、及びポリフェノール系酸化防止剤などが挙げられ、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく挙げられる。硬化性組成物中における酸化防止剤の含有量は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して、0.1~20質量部が好ましく、0.3~10質量部がより好ましい。
[光安定剤]
硬化性組成物は、ヒンダードアミン系光安定剤を含んでいることが好ましい。ヒンダードアミン系光安定剤によれば、硬化後に優れたゴム弾性をより長期間に亘って維持することができる硬化性組成物を提供することができる。
硬化性組成物は、ヒンダードアミン系光安定剤を含んでいることが好ましい。ヒンダードアミン系光安定剤によれば、硬化後に優れたゴム弾性をより長期間に亘って維持することができる硬化性組成物を提供することができる。
ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート及びメチル1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルセバケートの混合物、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ジブチルアミン・1,3,5-トリアジン・N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル-1,6-ヘキサメチレンジアミンとN-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブチルアミンとの重縮合物、ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}]、コハク酸ジメチルと4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジンエタノールとの重縮合物などが挙げられる。
ヒンダードアミン系光安定剤としては、NOR型ヒンダードアミン系光安定剤が好ましく挙げられる。NOR型ヒンダードアミン系光安定剤によれば、硬化後に経時的なゴム弾性の低下が抑制されている硬化性組成物を提供することができる。
NOR型ヒンダードアミン系光安定剤は、ピペリジン環骨格に含まれている窒素原子(N)に酸素原子(O)を介してアルキル基(R)が結合しているNOR構造を有している。NOR構造におけるアルキル基の炭素数は、1~20が好ましく、1~18がより好ましく、18が特に好ましい。アルキル基としては、直鎖状のアルキル基、分岐鎖状のアルキル基、及び、環状のアルキル基(飽和脂環式炭化水素基)が挙げられる。
直鎖状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルキル基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基などが挙げられる。環状のアルキル基(飽和脂環式炭化水素基)としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられる。又、アルキル基を構成している水素原子が、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)又はヒドロキシル基などで置換されていてもよい。
NOR型ヒンダードアミン系光安定剤としては、下記式(4)で示されるヒンダードアミン系光安定剤が挙げられる。
NOR型ヒンダードアミン系光安定剤を用いる場合、NOR型ヒンダードアミン系光安定剤と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤又はトリアジン系紫外線吸収剤とを組み合わせて用いることが好ましい。これにより、硬化後に経時的なゴム弾性の低下がより高く抑制されている硬化性組成物を提供することができる。
硬化性組成物中におけるヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して、0.01~20質量部が好ましく、0.1~10質量部がより好ましい。
[アミノシランカップリング剤]
硬化性組成物は、アミノシランカップリング剤を含有していることが好ましい。アミノシランカップリング剤を用いることにより、硬化性組成物の硬化物のゴム弾性や接着性を向上させることができる。なお、アミノシランカップリング剤とは、一分子中にアルコキシ基が結合した珪素原子と、窒素原子を含有する官能基とを含有している化合物を意味する。
硬化性組成物は、アミノシランカップリング剤を含有していることが好ましい。アミノシランカップリング剤を用いることにより、硬化性組成物の硬化物のゴム弾性や接着性を向上させることができる。なお、アミノシランカップリング剤とは、一分子中にアルコキシ基が結合した珪素原子と、窒素原子を含有する官能基とを含有している化合物を意味する。
アミノシランカップリング剤として、具体的には、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、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-アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N’-ビス-〔3-(トリメトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン、N,N’-ビス-〔3-(トリエトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン、N,N’-ビス-〔3-(メチルジメトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン、N,N’-ビス-〔3-(トリメトキシシリル)プロピル〕ヘキサメチレンジアミン、N,N’-ビス-〔3-(トリエトキシシリル)プロピル〕ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。これらのアミノシランカップリング剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
なかでも、アミノシランカップリング剤としては、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-アミノプロピルトリメトキシシラン、及びN-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシランが好ましく挙げられ、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がより好ましく挙げられる。
硬化性組成物中におけるアミノシランカップリング剤の含有量は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の総量100質量部に対して、1~10質量部が好ましく、1~5質量部がより好ましい。アミノシランカップリング剤の含有量が上記範囲内であると、硬化性組成物の硬化物のゴム弾性や接着性を向上させることができる。
硬化性組成物は、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)、並びに、必要に応じて添加される添加剤を汎用の手段を用いて真空雰囲気下にて均一に混合することによって製造することができる。
硬化性組成物は、接着性に優れていると共に、優れたゴム弾性を長期間に亘って維持することができる硬化物を形成することができることから、シーリング材、コーティング材、接着剤、及び塗料など各種用途に使用することができる。
特に、硬化性組成物を湿気によって硬化させて得られる硬化物は、優れた耐薬品性を有している。一方、キッチン、バスルーム、トイレ、洗面所などの水回り場所は、カビやぬめりが生じやすく、これらを除去するためにアルカリ性の洗剤などの薬剤が用いられることが多い。上記硬化性組成物の硬化物は、アルカリ性の薬剤に対して優れた耐性を有しており、薬剤が接触した場合にあっても、劣化することが抑制されており、長期間に亘って優れたゴム弾性を維持することができる。
硬化性組成物を隙間部に施工してシーリング構造を得る方法としては、硬化性組成物を隙間部に充填した後に養生させて、空気中又は隙間部を構成している部材中の水分によって硬化させる方法が用いられる。得られるシーリング構造は、建築構造物の構造部材と、互いに隣接する構造部材間に形成された隙間部に充填された、硬化性組成物の硬化物とを有している。建築構造物の構造部材としては、例えば、外壁、内壁、天井部などの壁部、洗面台、バスタブ、システムキッチン本体などが挙げられ、水回り場所を構成する構造部材が好ましい。
本発明の硬化性組成物は、上述の如き構成を有しているので、アルカリ性に対して優れた耐薬品性を有し、特に、水回り場所などの薬品を使用する可能性がある施工場所に用いることが好ましい。
以下に、本発明を実施例を用いてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
実施例及び比較例の硬化性組成物の製造において下記の原料を使用した。
[加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)]
・ポリオキシアルキレン系重合体(A1)(主鎖がポリオキシプロピレンであり且つ主鎖に分岐鎖を有するポリオキシプロピレン系重合体、加水分解性シリル基(主鎖の末端に結合):ジメトキシシリル基、一分子量あたりのジメトキシシリル基の平均個数:3.0個、分岐鎖の炭素数:2個以上で且つ12個以下、数平均分子量:30,000、分子量分布(Mw/Mn):1.1、AGC社製 製品名「エクセスターS6735D」)
[加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)]
・ポリオキシアルキレン系重合体(A1)(主鎖がポリオキシプロピレンであり且つ主鎖に分岐鎖を有するポリオキシプロピレン系重合体、加水分解性シリル基(主鎖の末端に結合):ジメトキシシリル基、一分子量あたりのジメトキシシリル基の平均個数:3.0個、分岐鎖の炭素数:2個以上で且つ12個以下、数平均分子量:30,000、分子量分布(Mw/Mn):1.1、AGC社製 製品名「エクセスターS6735D」)
・ポリオキシアルキレン系重合体(A2)(主鎖がポリオキシプロピレンであり且つ主鎖に分岐鎖を有するポリオキシプロピレン系重合体、加水分解性シリル基(主鎖の末端に結合):ジメトキシシリル基、一分子量あたりのジメトキシシリル基の平均個数:3.0個、分岐鎖の炭素数:2個以上で且つ12個以下、数平均分子量:38,000、分子量分布(Mw/Mn):1.4、カネカ社製 製品名「S303」)
・ポリオキシアルキレン系重合体(A3)(主鎖がポリオキシプロピレンであり且つ主鎖に分岐鎖を有するポリオキシプロピレン系重合体、加水分解性シリル基(主鎖の末端に結合):ジメトキシシリル基、一分子量あたりのジメトキシシリル基の平均個数:3.0個、分岐鎖の炭素数:2個以上で且つ12個以下、数平均分子量:8,000、分子量分布(Mw/Mn):1.1、AGC社製 製品名「エクセスターS6250」)
・ポリオキシアルキレン系重合体(A4)(主鎖が直鎖状のポリオキシプロピレンであるポリオキシプロピレン系重合体、主鎖に分岐鎖を有しない、加水分解性シリル基(主鎖の両末端に結合):ジメトキシシリル基、一分子量あたりのジメトキシシリル基の平均個数:2.0個、加水分解性シリル基がアルキレン基を介して主鎖の末端に結合している、数平均分子量:25,000、分子量分布(Mw/Mn):1.1、AGC社製 製品名「エクセスターS4530」)
[加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)]
・アクリル系重合体(B1)(主鎖骨格の末端又は側鎖にトリメトキシシリル基を有しているアクリル系重合体、主鎖骨格:ブチルアクリレートの単独重合体、綜研化学株式会社製 商品名「NE-4003B」、数平均分子量:40,000、一分子量あたりのトリメトキシシリル基の平均個数:2.0個)
・アクリル系重合体(B1)(主鎖骨格の末端又は側鎖にトリメトキシシリル基を有しているアクリル系重合体、主鎖骨格:ブチルアクリレートの単独重合体、綜研化学株式会社製 商品名「NE-4003B」、数平均分子量:40,000、一分子量あたりのトリメトキシシリル基の平均個数:2.0個)
・アクリル系重合体(B2)(主鎖骨格の末端又は側鎖にトリメトキシシリル基を有しているアクリル系重合体、主鎖骨格:ブチルアクリレートの単独重合体、東亞合成株式会社製 商品名「US6150」、数平均分子量:4,000、一分子量あたりのトリメトキシシリル基の平均個数:0.3個)
・アクリル系重合体(B3)(主鎖骨格の末端又は側鎖にジメトキシシリル基を有しているアクリル系重合体、主鎖骨格:ブチルアクリレートの単独重合体、カネカ株式会社製 商品名「SA310S」、数平均分子量:28,000、一分子量あたりのトリメトキシシリル基の平均個数:2.0個)
[充填材]
・沈降性炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製 商品名「カルファイン200M」、平均粒径:0.5μm)
・沈降性炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製 商品名「カルファイン200M」、平均粒径:0.5μm)
[脱水剤]
・ビニルトリメトシシラン(信越化学工業株式会社製 商品名「KBM-1003」)
・ビニルトリメトシシラン(信越化学工業株式会社製 商品名「KBM-1003」)
[シラノール縮合触媒]
・シラノール縮合触媒(1,1,3,3-テトラブチル-1,3-ジラウリルオキシカルボニル-ジスタノキサン、日東化成株式会社製 商品名「ネオスタンU-130」)
・シラノール縮合触媒(1,1,3,3-テトラブチル-1,3-ジラウリルオキシカルボニル-ジスタノキサン、日東化成株式会社製 商品名「ネオスタンU-130」)
[アミノシランカップリング剤]
・アミノシランカップリング剤(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、信越化学工業株式会社製 商品名「KBM-603」)
・アミノシランカップリング剤(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、信越化学工業株式会社製 商品名「KBM-603」)
(実施例1~7、比較例1~6)
上述した、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)、充填材、ビニルトリメトキシシラン、シラノール縮合触媒及びアミノシランカップリング剤をそれぞれ表1に示した配合量となるようにして、密封した攪拌機中で減圧しながら均一になるまで混合することにより硬化性組成物を得た。
上述した、加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)、充填材、ビニルトリメトキシシラン、シラノール縮合触媒及びアミノシランカップリング剤をそれぞれ表1に示した配合量となるようにして、密封した攪拌機中で減圧しながら均一になるまで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について、耐薬品性を下記の要領で測定し、その結果を表1に示した。
得られた硬化性組成物について、シーラント基本物性として塗工性及び伸び性を下記の要領で測定し、その結果を表1に示した。
(耐薬品性)
得られた硬化性組成物を温度23℃及び相対湿度50%の雰囲気下で7日間に亘って養生させて硬化させて、一辺が2cmの平面正方形状で且つ厚みが2mmの試験片を得た。
得られた硬化性組成物を温度23℃及び相対湿度50%の雰囲気下で7日間に亘って養生させて硬化させて、一辺が2cmの平面正方形状で且つ厚みが2mmの試験片を得た。
得られた試験片を2質量%のアンモニア水溶液及び2質量%の次亜塩素酸ナトリウム水溶液のそれぞれに1週間浸漬した後、試験片を水溶液から取り出して、23℃及び相対湿度50%の雰囲気下に24時間放置することによって乾燥させた。
乾燥させた試験片の質量を測定した。乾燥させた試験片の膜比重をJIS Z8807 液中秤量法による密度及び比重の測定方法によって測定した。
乾燥させた試験片を100ミリリットルの1級試薬のテトラヒドロフラン(THF)に浸漬し、室温で1日振とうした。試験片をTHFから取り出し、試験片の表面に付着した余分なTHFを素早く濾紙を用いてふき取った。予め質量を測定しておいた秤量容器に試験片を入れて試験片の質量を測定した。下記式に基づいて膨潤度を算出し、下記基準に基づいて評価した。試験片が薬品によって劣化しているほど、試験片の膨潤度が大きくなる。
膨潤度(%)=[(Ws/W0)-1]×(dC/dT)×100
W0 :THF浸漬前の試験片の質量
Ws:THF浸漬後の試験片の質量
dC:試験片の膜比重
dT:THFの比重(23℃)
W0 :THF浸漬前の試験片の質量
Ws:THF浸漬後の試験片の質量
dC:試験片の膜比重
dT:THFの比重(23℃)
◎・・・膨潤度が400%未満であった。
○・・・膨潤度が400%以上で且つ450%未満であった。
△・・・膨潤度が450%以上で且つ500%未満であった。
×・・・膨潤度が500%以上であった。
○・・・膨潤度が400%以上で且つ450%未満であった。
△・・・膨潤度が450%以上で且つ500%未満であった。
×・・・膨潤度が500%以上であった。
(塗工性)
硬化性組成物の粘度(10rpm)を23℃、10rpmの条件下にてBH型粘度計にてローターNo.5を用いて測定した。硬化性組成物の粘度(1rpm)を23℃、1rpmの条件下にてBH型粘度計にてローターNo.5を用いて測定した。硬化性組成物のTi値を下記式に基づいて算出した。
Ti値=粘度(1rpm)/粘度(10rpm)
硬化性組成物の粘度(10rpm)を23℃、10rpmの条件下にてBH型粘度計にてローターNo.5を用いて測定した。硬化性組成物の粘度(1rpm)を23℃、1rpmの条件下にてBH型粘度計にてローターNo.5を用いて測定した。硬化性組成物のTi値を下記式に基づいて算出した。
Ti値=粘度(1rpm)/粘度(10rpm)
◎・・・Ti値が5.0以上であった。
○・・・Ti値が5.0未満で且つ4.0以上であった。
△・・・Ti値が4.0未満で且つ3.0以上であった。
×・・・Ti値が3.0未満であった。
○・・・Ti値が5.0未満で且つ4.0以上であった。
△・・・Ti値が4.0未満で且つ3.0以上であった。
×・・・Ti値が3.0未満であった。
(伸び性)
硬化性組成物を、温度23℃及び相対湿度50%の雰囲気下で14日間に亘って養生させて得られた硬化物を、温度30℃及び相対湿度40%の雰囲気下に14日間に亘って放置した後の上記硬化物の最大荷重時の伸び率E1(%)を下記の要領で測定した。
硬化性組成物を、温度23℃及び相対湿度50%の雰囲気下で14日間に亘って養生させて得られた硬化物を、温度30℃及び相対湿度40%の雰囲気下に14日間に亘って放置した後の上記硬化物の最大荷重時の伸び率E1(%)を下記の要領で測定した。
硬化性組成物を用いて、JIS A1439 5.17(2010年)に準拠して、H型試験体を作製した。具体的には、陽極酸化皮膜を施したアルミニウム板(縦50mm×横50mm×厚み3mm)2枚を用い、これらのアルミニウム板の間にスペーサーを挟むことによってアルミニウム板間の中央部に直方体状の空間(縦12mm×横50mm×高さ12mm)を形成した。この空間に硬化性組成物を空気が入らないように充填した。続いて、温度23℃、相対湿度50%の雰囲気下で硬化性組成物を14日間に亘って養生させて硬化させた後にスペーサーを除去して、2枚のアルミニウム板が硬化性組成物の硬化物によって接着一体化されてなるH型試験体を得た。続いて、H型試験体を、温度30℃、相対湿度40%の雰囲気下で14日間放置した。そして、放置後のH型試験体について、温度23℃、相対湿度50%の雰囲気下で、引張速度50mm/分での引張試験をJIS A1439の5.20.4(2010年)に準拠して行い、最大荷重時の伸び率[%]を測定した。これにより得られた測定値を、硬化性組成物の硬化物の最大荷重時の伸び率E1とした。
◎・・・最大荷重時の伸び率E1が400%以上であった。
○・・・最大荷重時の伸び率E1が200%以上で且つ400%未満であった。
△・・・最大荷重時の伸び率E1が100%以上で且つ200%未満であった。
×・・・最大荷重時の伸び率E1が100%未満であった。
◎・・・最大荷重時の伸び率E1が400%以上であった。
○・・・最大荷重時の伸び率E1が200%以上で且つ400%未満であった。
△・・・最大荷重時の伸び率E1が100%以上で且つ200%未満であった。
×・・・最大荷重時の伸び率E1が100%未満であった。
Claims (4)
- 加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)と、
加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)とを有し、
上記加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖が分岐鎖を有し、
上記加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の数平均分子量が10,000~50,000であると共に、
上記加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の加水分解性シリル基がトリアルコキシシリル基であることを特徴とする硬化性組成物。 - 加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の含有量と加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の含有量との質量比[加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の含有量/加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)の含有量]が0.01~2であることを特徴とする請求項1に記載の硬化性組成物。
- 加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)の分子量分布(Mw/Mn)が2.0以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の硬化性組成物。
- 水回り場所のシーリング材として用いられることを特徴とする請求項1に記載の硬化性組成物。
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| JP2010111870A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Kaneka Corp | 硬化性組成物および複層ガラス用シーリング材 |
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-
2022
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