WO2025063290A1 - ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、ポリオキシアルキレン系重合体、及び硬化性組成物 - Google Patents
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- C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L71/02—Polyalkylene oxides
Definitions
- the present invention relates to a method for producing a polyoxyalkylene polymer, a polyoxyalkylene polymer that can be produced by the above-mentioned method, a curable composition containing the above-mentioned polyoxyalkylene polymer, and a cured product of the above-mentioned curable composition.
- Organic polymers having at least one hydrolyzable silyl group in the molecule can be crosslinked by forming siloxane bonds accompanied by hydrolysis of the silyl group due to moisture or the like, even at room temperature.
- Polyoxyalkylene polymers having hydrolyzable silyl groups are widely used as such organic polymers. It is known that organic polymers having hydrolyzable silyl groups have the property of giving rubber-like cured products through such crosslinking reactions.
- the organic polymer having a hydrolyzable silyl group is produced, for example, by subjecting an organic polymer having an allyl group at its terminal to a hydrosilylation reaction with a hydrosilane compound that provides a hydrolyzable silyl group.
- a Karstedt catalyst is often used as a catalyst for the hydrosilylation reaction.
- side reactions such as internal isomerization and hydrogenation occur in some cases, making it difficult to introduce a hydrolyzable silyl group having a structure corresponding to that of a hydrosilane compound into an organic polymer with high efficiency.
- Patent Document 1 As a method for suppressing side reactions when using a Karstedt catalyst, for example, a method of performing hydrosilylation using a specific ruthenium catalyst has been proposed (see Patent Document 1).
- Patent Document 1 when a compound having an allyl group is reacted with a hydrosilane compound, by using a metal catalyst containing a metal other than platinum as a hydrosilylation reaction catalyst, it may be possible to introduce hydrolyzable silyl groups having a structure corresponding to that of the hydrosilane compound more efficiently than when a Karstedt catalyst is used.
- the method described in Patent Document 1 tends to reduce the introduction rate of hydrolyzable silyl groups when producing an organosilicon compound having a molecular weight of more than 3000. For this reason, a more preferable catalyst system is desired.
- the boiling point of the hydrosilane compound having multiple Si-H groups in one molecule, which is produced by the modification of the hydrosilane compound, is higher than the boiling point of the hydrosilane compound before modification, it is difficult to remove the hydrosilane compound having multiple Si-H groups by devolatilization under reduced pressure. For this reason, the hydrosilane compound having multiple Si-H groups and a high boiling point is likely to remain in the organic polymer having a hydrolyzable silyl group.
- the present invention therefore aims to provide a method for producing a polyoxyalkylene polymer that can introduce hydrolyzable silyl groups of a desired structure corresponding to the structure of a hydrosilane compound into a high molecular weight polyoxyalkylene polymer with high efficiency and can reduce the amount of Si-H groups contained in the polyoxyalkylene polymer having a hydrolyzable silyl group, a polyoxyalkylene polymer obtained by the method, a curable composition containing the polyoxyalkylene polymer, and a cured product of the curable composition.
- the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by a method comprising: carrying out hydrosilylation of a polyoxyalkylene polymer (B) having an allyl group with a hydrosilane compound (C) in the presence of a hydrosilylation reaction catalyst (D) to produce a polyoxyalkylene polymer (A1) having a hydrolyzable silyl group; and reacting the polyoxyalkylene polymer (A1) with a hydroxyl group-containing compound (E) to produce a polyoxyalkylene polymer (A) having a number average molecular weight of more than 3,000, thereby completing the present invention.
- a method comprising: carrying out hydrosilylation of a polyoxyalkylene polymer (B) having an allyl group with a hydrosilane compound (C) in the presence of a hydrosilylation reaction catalyst (D) to produce a polyoxyalkylene polymer (A1) having a hydrolyzable silyl group; and reacting
- the present invention relates to a method for producing a polyoxyalkylene polymer (A1) having a hydrolyzable silyl group by hydrosilylation of a polyoxyalkylene polymer (B) having an allyl group with a hydrosilane compound (C); and reacting the polyoxyalkylene polymer (A1) with a hydroxyl group-containing compound (E) to produce a polyoxyalkylene polymer (A),
- the number average molecular weight of the polyoxyalkylene polymer (A) is more than 3,000
- the hydrosilylation is carried out in the presence of a hydrosilylation reaction catalyst (D);
- the polyoxyalkylene polymer (A1) is represented by the following formula (1): (1) (In formula (1), R 1 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having from 1 to 20 carbon atoms, R 2 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having from 1 to 20 carbon atoms, and a is 0, 1, or 2.)
- the present invention also provides a polyoxyalkylene polymer having a hydrolyzable silyl group
- the polyoxyalkylene polymer is represented by the following formula (1): (1) (In formula (1), R 1 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having from 1 to 20 carbon atoms, R 2 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having from 1 to 20 carbon atoms, and a is 0, 1, or 2.) and may have a Si—H group,
- N a1 /N 1 t which is the ratio of the number N a1 of hydrolyzable silyl groups (a1) to the total number N 1 t of the number of hydrolyzable silyl groups (a1), the number of Si— H groups, the number of 1-propenyl groups, the number of propyl groups, and the number of allyl groups , is 0.85 or more and 1.00 or less;
- the present invention relates to a polyoxyalkylene polymer in which N Si
- the present invention provides a method for producing a polyoxyalkylene polymer that can introduce hydrolyzable silyl groups of a desired structure corresponding to the structure of a hydrosilane compound into a high molecular weight polyoxyalkylene polymer with high efficiency and can reduce the amount of Si-H groups contained in the polyoxyalkylene polymer having a hydrolyzable silyl group, a polyoxyalkylene polymer obtained by the method, a curable composition containing the polyoxyalkylene polymer, and a cured product of the curable composition.
- the method for producing a polyoxyalkylene polymer comprises the steps of: generating a polyoxyalkylene polymer (A1) having a hydrolyzable silyl group by hydrosilylation of a polyoxyalkylene polymer (B) having an allyl group with a hydrosilane compound (C); and reacting the polyoxyalkylene polymer (A1) with a hydroxyl group-containing compound (E) to produce a polyoxyalkylene polymer (A).
- the polyoxyalkylene polymer (A) has a number average molecular weight of more than 3,000.
- the hydrosilylation is carried out in the presence of a hydrosilylation reaction catalyst (D).
- the polyoxyalkylene polymer (A1) has a hydrolyzable silyl group (a1) represented by the following formula (1).
- R 1 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having from 1 to 20 carbon atoms.
- R 2 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having from 1 to 20 carbon atoms.
- a is 0, 1, or 2.
- the polyoxyalkylene polymer (A1) has a Si--H group or contains a compound having a Si--H group.
- a hydrolyzable silyl group having a structure corresponding to the structure of the hydrosilane compound (C) can be introduced highly efficiently into an allyl group in the polyoxyalkylene polymer (B).
- a polyoxyalkylene polymer (A1) having a hydrolyzable silyl group (a1) represented by the above formula (1) that does not contain a hydrogen atom bonded to a silicon atom is produced.
- the produced polyoxyalkylene polymer (A1) may have a Si-H group or may contain a compound having a Si-H group.
- the polyoxyalkylene polymer (A1) contains a compound having a Si-H group
- such a compound is usually a compound contained as an impurity in the polyoxyalkylene polymer (A1).
- the Si-H group is contained in a hydrolyzable silyl group contained in the polyoxyalkylene polymer molecule
- the hydrolyzable silyl group containing the Si-H group is referred to as a hydrolyzable silyl group (a2-1).
- the hydrogen atom of the Si-H group is converted to an organoxy group derived from the hydroxyl group-containing compound (E).
- the hydrolyzable silyl group (a2-1) containing a Si—H group is represented by the following formula (2)
- the hydrolyzable silyl group represented by formula (2) is referred to as a hydrolyzable silyl group (a2-2).
- R 1 , R 2 and a are the same as R 1 , R 2 and a in formula (1).
- b is 1 or 2.
- a+b is 1 or more and 3 or less.
- the hydrolyzable silyl group (a2-2) is converted into the hydrolyzable silyl group (a1), whereby the amount of the hydrolyzable silyl group (a2-2) decreases and the amount of the hydrolyzable silyl group (a1) increases.
- the concept of the hydrolyzable silyl group (a2-2) is included in the concept of the hydrolyzable silyl group (a2-1) containing a Si—H group.
- the polyoxyalkylene polymer (A) obtained by the above method has only a small amount of Si-H groups in the molecule, or has no Si-H groups at all. Also, the polyoxyalkylene polymer (A) obtained by the above method contains only a small amount of compounds having Si-H groups, or does not contain any compounds at all.
- the expansion of the storage container caused by the generation of hydrogen gas and the generation of bubbles caused by the generation of hydrogen gas when curing the curable composition containing the polyoxyalkylene polymer (A) are suppressed.
- the generation of hydrogen gas is caused by the Si-H group.
- the number average molecular weight of the finally obtained polyoxyalkylene polymer (A) is more than 3,000.
- the number average molecular weight is a polystyrene-equivalent molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
- GPC gel permeation chromatography
- a cured product obtained by using the polyoxyalkylene polymer (A) having such a molecular weight exhibits good mechanical properties such as high tensile strength at break, high tensile elongation at break, etc. Therefore, a curable composition containing the polyoxyalkylene polymer (A) can be suitably used as an adhesive, a sealing material, an elastic coating agent, a pressure-sensitive adhesive, etc.
- the number average molecular weight of the polyoxyalkylene polymer (A) is preferably 5,000 or more, more preferably 10,000 or more, and even more preferably 20,000 or more. There is no particular upper limit to the number average molecular weight of the polyoxyalkylene polymer (A).
- the number average molecular weight of the polyoxyalkylene polymer (A) may be, for example, 100,000 or less, and preferably 50,000 or less.
- the number average molecular weight of the polyoxyalkylene polymer (A) is preferably from 5,000 to 100,000, more preferably from 10,000 to 100,000, further preferably from 10,000 to 50,000, and particularly preferably from 20,000 to 50,000.
- the number average molecular weight of the polyoxyalkylene polymer (A) is preferably 10,000 or less, more preferably 6,000 or less, and even more preferably 4,000 or less. That is, from the viewpoint of ease of handling of the curable composition, the number average molecular weight of the polyoxyalkylene polymer (A) is preferably more than 3,000 and not more than 10,000, more preferably more than 30,000 and not more than 6,000, and even more preferably more than 3,000 and not more than 4,000.
- the molecular weight distribution (weight average molecular weight Mw/number average molecular weight Mn) of the polyoxyalkylene polymer (A) is not particularly limited, but it is preferable that the molecular weight distribution is narrow. Specifically, the molecular weight distribution is preferably less than 2.0, more preferably 1.6 or less, even more preferably 1.5 or less, even more preferably 1.4 or less, and most preferably 1.3 or less.
- the weight average molecular weight is also measured by GPC.
- a polyoxyalkylene polymer (A1) having a hydrolyzable silyl group is produced by hydrosilylation of a polyoxyalkylene polymer (B) having an allyl group with a hydrosilane compound (C).
- the bonding position of the allyl group in the polyoxyalkylene polymer (B) is not particularly limited, but is typically a terminal of the molecular chain.
- the bonding position of the allyl group in the polyoxyalkylene polymer (B) is a terminal of the molecular chain
- the bonding position of the hydrolyzable silyl group in the polyoxyalkylene polymer (A1) is also a terminal of the molecular chain.
- the allyl group-containing polyoxyalkylene polymer (B) has a polyoxyalkylene skeleton.
- the polyoxyalkylene skeleton is preferably a skeleton composed only of a plurality of oxyalkylene repeating units, or a skeleton composed only of a plurality of oxyalkylene repeating units and units derived from an initiator used in polymerization.
- the number of carbon atoms in the oxyalkylene repeat unit is preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4.
- the molecular chain structure of the polyoxyalkylene polymer (B) may be either linear or branched.
- the molecular chain structure of the polyoxyalkylene polymer (B) is linear, the molecular chain structure of the polyoxyalkylene polymer (A1) derived from the polyoxyalkylene polymer (B) and the molecular chain structure of the polyoxyalkylene polymer (A) described later are also linear.
- the molecular chain structure of the polyoxyalkylene polymer (B) is branched, the molecular chain structure of the polyoxyalkylene polymer (A1) derived from the polyoxyalkylene polymer (B) and the molecular chain structure of the polyoxyalkylene polymer (A) described later are also branched.
- the polyoxyalkylene polymer (B) may contain linear and branched molecules.
- Straight-chain molecules are preferred in that the cured product of the curable composition containing the polyoxyalkylene polymer (A) described below has good elongation. Branched chain molecules are preferred in that the strength of the curable composition containing the polyoxyalkylene polymer (A) described below is good.
- the linear molecular structure is formed by ring-opening polymerization of a cyclic ether compound using an initiator having one or two hydroxyl groups in one molecule.
- the branched chain molecular structure is formed by ring-opening polymerization of an alkylene oxide using an initiator having three or more hydroxyl groups in one molecule.
- the polyoxyalkylene polymer skeleton is not particularly limited. Specific preferred examples of the polyoxyalkylene polymer skeleton include a polyoxyethylene skeleton, a polyoxypropylene skeleton, a polyoxybutylene skeleton, a polyoxytetramethylene skeleton, a polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer skeleton, and a polyoxypropylene-polyoxybutylene copolymer skeleton. Of these skeletons, the polyoxypropylene skeleton is preferred.
- the polyoxyalkylene polymer (B) may contain only one type of molecule having a polyoxyalkylene skeleton, or may contain a plurality of types of molecules each having a different type of polyoxyalkylene skeleton.
- the ratio of the mass of the oxypropylene repeating unit to the mass of the polyoxyalkylene skeleton in the polyoxyalkylene polymer (B), the polyoxyalkylene polymer (A1), and the polyoxyalkylene polymer (A) is preferably 50 mass% or more, more preferably 80 mass% or more.
- the polyoxyalkylene polymer (A) is amorphous, and the viscosity of the polyoxyalkylene polymer (A) tends to be low.
- the polyoxyalkylene skeleton in the polyoxyalkylene polymer (B) can be formed by ring-opening polymerization of a cyclic ether compound in the presence of an initiator using a polymerization catalyst according to a conventionally known method. By such ring-opening polymerization, a polyoxyalkylene (B1) having a hydroxyl group is obtained.
- Examples of the method for producing the polyoxyalkylene polymer (B1) include a polymerization method using an alkali catalyst such as KOH, a polymerization method using a transition metal compound-porphyrin complex catalyst such as a complex obtained by reacting an organoaluminum compound with porphyrin as disclosed in JP-A-61-215623, a polymerization method using a composite metal cyanide complex catalyst as disclosed in JP-B-46-27250, JP-B-59-15336, U.S. Pat. No. 3,278,457, U.S. Pat. No. 3,278,458, U.S. Pat. No. 3,278,459, U.S. Pat. No. 3,427,256, U.S. Pat. No.
- cyclic ether compound examples include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetramethylene oxide, and tetrahydrofuran.
- cyclic ether compound only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
- propylene oxide is particularly preferred since it is easy to obtain an amorphous, low-viscosity polyoxyalkylene polymer (B1).
- the initiator is not particularly limited. Suitable specific examples of initiators include monools such as butanol and propylene glycol monoalkyl ether; glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, and triethylene glycol; and polyols having three or more hydroxyl groups such as glycerin, trimethylolmethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, and sorbitol.
- monools such as butanol and propylene glycol monoalkyl ether
- glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, and triethylene glycol
- polyols having three or more hydroxyl groups such as
- a hydroxyl-terminated polyoxyalkylene polymer having a number average molecular weight of 300 to 4,000 can be used as the initiator.
- Specific examples of the hydroxyl group-terminated polyoxyalkylene polymer include polyoxypropylene diol, polyoxypropylene triol, polyoxyethylene diol, and polyoxyethylene triol.
- an alkali metal compound is reacted with the hydroxyl group to convert the hydroxyl group into an alkali metal alcoholate.
- a composite metal cyanide complex catalyst can also be used in place of the alkali metal compound.
- alkali metal compounds include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and cesium hydroxide; and alkali metal alkoxides such as sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium tert-butoxide, potassium methoxide, sodium tert-butoxide, and potassium tert-butoxide.
- alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and cesium hydroxide
- alkali metal alkoxides such as sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium tert-butoxide, potassium methoxide, sodium tert-butoxide, and potassium tert-butoxide.
- sodium hydroxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium tert-butoxide, potassium hydroxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, and potassium tert-butoxide are preferred, with sodium methoxide and
- the amount of the alkali metal compound used is not particularly limited as long as it allows the desired amount of allyl groups to be introduced into the hydroxyl groups of the polyoxyalkylene polymer (B1).
- the amount of the alkali metal compound used is preferably 0.5 mol or more, more preferably 0.6 mol or more, even more preferably 0.7 mol or more, and even more preferably 0.8 mol or more, per 1.0 mol of hydroxyl groups in the polyoxyalkylene polymer (B1).
- the amount of the alkali metal compound used is preferably 1.2 mol or less, and more preferably 1.1 mol or less, per 1.0 mol of hydroxyl groups in the polyoxyalkylene polymer (B1).
- the amount of the alkali metal compound used is preferably 0.5 mol or more and 1.2 mol or less, more preferably 0.6 mol or more and 1.2 mol or less, even more preferably 0.7 mol or more and 1.1 mol or less, and particularly preferably 0.8 mol or more and 1.1 mol or less, per 1.0 mol of hydroxyl groups in the polyoxyalkylene polymer (B1).
- water and alcohol other than the polyoxyalkylene polymer (B1) it is preferable to previously remove water and alcohol other than the polyoxyalkylene polymer (B1) from the reaction liquid containing the polyoxyalkylene polymer (B1) and the alkali metal compound.
- a method for removing water or alcohol various known methods can be used, specifically, a method selected from methods such as thermal evaporation, reduced pressure devolatilization, spray evaporation, thin film evaporation, and azeotropic devolatilization can be used.
- the temperature at which the hydroxyl groups of the polyoxyalkylene polymer (B1) are reacted with the alkali metal compound is not particularly limited as long as the reaction proceeds smoothly.
- the reaction temperature is preferably 50° C. or higher and 150° C. or lower, and more preferably 110° C. or higher and 145° C. or lower.
- the reaction time between the hydroxyl groups of the polyoxyalkylene polymer (B1) and the alkali metal compound is preferably from 10 minutes to 5 hours, more preferably from 30 minutes to 3 hours.
- the polyoxyalkylene polymer (B2) in which the hydroxyl groups have been converted to alkali metal alcoholates as described above is reacted with an allyl halide to obtain a polyoxyalkylene polymer (B) having allyl groups.
- allyl halides include allyl chloride, allyl bromide, and allyl iodide. Of these, allyl chloride is preferred due to ease of handling, etc.
- the amount of the allyl halide used is not particularly limited as long as a desired amount of allyl groups is introduced into the polyoxyalkylene polymer (B2).
- the amount of the allyl halide used is preferably 0.7 mol or more, more preferably 1.0 mol or more, per 1.0 mol of hydroxyl groups contained in the polyoxyalkylene polymer (B1) used in the preparation of the polyoxyalkylene polymer (B2).
- the amount of the allyl halide used is preferably 5.0 mol or less, more preferably 2.0 mol or less, per 1.0 mol of hydroxyl groups contained in the polyoxyalkylene polymer (B1) used in the preparation of the polyoxyalkylene polymer (B2).
- the amount of the allyl halide used is preferably 0.7 mol or more and 5.0 mol or less, and more preferably 1.0 mol or more and 2.0 mol or less, per 1.0 mol of hydroxyl groups in the polyoxyalkylene polymer (B1) used in the preparation of the polyoxyalkylene polymer (B2).
- the reaction temperature of the polyoxyalkylene polymer (B2) with the allyl halide is preferably 50°C or higher and 150°C or lower, more preferably 110°C or higher and 140°C or lower.
- the reaction time of the polyoxyalkylene polymer (B2) with the allyl halide is preferably from 10 minutes to 5 hours, more preferably from 30 minutes to 3 hours.
- the polyoxyalkylene polymer (B) having an allyl group obtained as described above is subjected to hydrosilylation with a hydrosilane compound (C) to produce a polyoxyalkylene polymer (A1) having a hydrolyzable silyl group.
- the hydrosilylation is carried out in the presence of a hydrosilylation reaction catalyst (D).
- the polyoxyalkylene polymer (A1) has a hydrolyzable silyl group (a1) represented by the following formula (1).
- R 1 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having from 1 to 20 carbon atoms.
- R 2 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having from 1 to 20 carbon atoms.
- a is 0, 1, or 2.
- the polyoxyalkylene polymer (A1) usually has a plurality of hydrolyzable silyl groups (a1).
- the plurality of hydrolyzable silyl groups (a1) in the polyoxyalkylene polymer may be the same group or two or more different groups.
- the plurality of R 1s when a plurality of R 1s are present, the plurality of R 1s may be the same group or two or more different groups.
- the plurality of R 2 when a plurality of R 2 are present, the plurality of R 2 may be the same group or two or more different groups.
- a compound represented by the following formula (1-1) is used as the hydrosilane compound (C): R 1 , R 2 , and a in formula (1-1) are the same as R 1 , R 2 , and a in formula (1).
- HSiR 1 a (OR 2 ) 3-a (1-1) The hydrosilane compound (C) represented by the formula (1-1) gives a hydrolyzable silyl group (a1) represented by the formula (1) through a hydrosilylation reaction with an allyl group in the polyoxyalkylene polymer (B).
- the polyoxyalkylene polymer (A1) has a Si-H group or contains a compound having a Si-H group. That is, the Si-H group may be contained in the polymer molecule, or the hydrosilane compound molecule contained as an impurity in the polymer may have a Si-H group.
- the hydrolyzable silyl group containing the Si-H group is referred to as a hydrolyzable silyl group (a2-1).
- the structure of the hydrolyzable silyl group (a2-1) is not particularly limited.
- a preferred example of the structure of the hydrolyzable silyl group (a2-1) is a structure represented by the following formula (3).
- R 1 , R 2 and a are the same as R 1 , R 2 and a in formula (1), and n is an integer of 0 or more.
- the hydrolyzable silyl group represented by formula (3) is produced by a hydrosilylation reaction between a hydrosilane compound represented by formula (4) described below and an allyl group contained in the polyoxyalkylene polymer (B).
- n is usually 10 or less.
- a typical example of the hydrolyzable silyl group (a2-1) containing a Si—H group is the hydrolyzable silyl group (a2-2) represented by the following formula (2).
- the hydrosilane compound (C) may undergo a disproportionation reaction and be modified into a hydrosilane compound having multiple Si-H groups in one molecule.
- the hydrosilane compound having multiple Si-H groups in one molecule produced by the modification reacts with an allyl group of the polyoxyalkylene polymer (B) having an allyl group to produce a hydrolyzable silyl group (a2-2) represented by the following formula (2):
- R 1 , R 2 and a are the same as R 1 , R 2 and a in formula (1).
- b is 1 or 2.
- a+b is 1 or more and 3 or less.
- the molecular structure of the compound having a Si-H group is not particularly limited.
- a typical structure of the compound having a Si-H group is a structure represented by the following formula (4).
- R 1 , R 2 and a are the same as R 1 , R 2 and a in formula (1), and n is an integer of 0 or more.
- the compound having the structure represented by formula (4) is produced by condensation of two or more molecules of the hydrosilane compound (C) in the reaction system.
- the upper limit of n is not particularly limited, but is usually 10 or less.
- the Si—H group in the polyoxyalkylene polymer (A1) and the Si—H group in the hydrosilane compound represented by formula (4) are difficult to remove by devolatilization under reduced pressure.
- the oxygen atom bonded to the propane-1,3-diyl group is bonded to any position in the polyoxyalkylene skeleton of the polyoxyalkylene polymer (A1).
- the bonding position of the oxygen atom is not particularly limited, and the oxygen atom may be bonded not only to the terminal of the polyoxyalkylene skeleton, but also to a position other than the terminal of the polyoxyalkylene skeleton.
- the bonding positions of the oxygen atoms are preferably only at the terminals of the polyoxyalkylene skeleton.
- R 1 and R 2 each independently represent a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
- the hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group.
- the hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 may be an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or a combination of an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group.
- the structure of the aliphatic hydrocarbon group constituting the hydrocarbon group as R 1 and R 2 may be linear, branched, or cyclic, or may be a combination of these structures.
- the number of carbon atoms in the hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, even more preferably 1 to 6, still more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1 or 2.
- the type of the substituent is not particularly limited as long as the desired effect is not impaired.
- the substituent include halogen atoms such as a chlorine group and a bromo group; alkoxy groups such as a methoxy group and an ethoxy group; and substituted or unsubstituted amino groups such as an amino group, an N-methylamino group, an N-ethylamino group, an N,N-dimethylamino group, and an N,N-diethylamino group.
- substituent or unsubstituted hydrocarbon group as R 1 and R 2 include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, tert-butyl group, n-hexyl group, 2-ethylhexyl group, and n-dodecyl group; cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; substituted alkyl groups such as chloromethyl group, methoxymethyl group, and N,N-diethylaminomethyl group; alkenyl groups such as vinyl group, isopropenyl group, and allyl group; aryl groups such as phenyl group, toluoyl group, naphthalene-1-yl group, and naphthalene-2-yl group; and aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group.
- alkyl groups and substituted alkyl groups are preferred, with methyl groups, ethyl groups, chloromethyl groups and methoxymethyl groups being more preferred, and methyl groups being particularly preferred.
- a is 0, 1, or 2. In terms of curability, a is preferably 0 or 1.
- b is 1 or 2.
- a+b is 1 or more and 3 or less. Therefore, 3-a-b is 0 or more and 2 or less.
- Preferred specific examples of the group represented by -SiR 1 a (OR 2 ) 3-a in the group represented by formula (1) include a trimethoxysilyl group, a triethoxysilyl group, a tris(2-propenyloxy)silyl group, a dimethoxymethylsilyl group, a diethoxymethylsilyl group, a dimethoxyethylsilyl group, a (chloromethyl)dimethoxysilyl group, a (chloromethyl)diethoxysilyl group, a (methoxymethyl)dimethoxysilyl group, a (methoxymethyl)diethoxysilyl group, an (N,N-diethylaminomethyl)dimethoxysilyl group, and an (N,N-diethylaminomethyl)diethoxysilyl group.
- the group represented by --SiR 1 a (OR 2 ) 3-a is more preferably a dimethoxymethylsilyl group or a triethoxysilyl group, and particularly preferably a dimethoxymethylsilyl group.
- trimethoxysilane and dimethoxymethylsilane are particularly preferred as the hydrosilane compound (C).
- the amount of the hydrosilane compound used is preferably 1.0 mol or more, more preferably 3.0 mol or more, and even more preferably 5.0 mol or more, per 1.0 mol of allyl groups in the polyoxyalkylene polymer (B).
- the amount of the hydrosilane compound used is preferably 20.0 mol or less, and more preferably 10.0 mol or less, per 1.0 mol of allyl groups in the polyoxyalkylene polymer (B).
- the hydrosilylation reaction explained above is carried out in the presence of a hydrosilylation reaction catalyst (D).
- the hydrosilylation catalyst (D) is not particularly limited, and examples thereof include metals such as iron, cobalt, nickel, manganese, iridium, palladium, rhodium, and ruthenium, and complexes of the aforementioned metals.
- a ruthenium complex (D1) by carrying out the hydrosilylation reaction in the presence of a ruthenium complex (D1), it is easy to obtain a polyoxyalkylene polymer (A1) having a high content of hydrolyzable silyl groups.
- the ruthenium complex (D1) is not particularly limited as long as it is a complex compound that contains a ruthenium atom and effectively promotes the above-mentioned hydrosilylation reaction.
- the ruthenium complex (D1) is preferably a complex compound having a ligand (F1) derived from the compound (F).
- Compound (F) has at least one carbon-carbon double bond and at least one electron-withdrawing group in one molecule.
- the carbon-carbon double bond in compound (F) may be an ethylenic carbon-carbon double bond or an aromatic carbon-carbon double bond.
- at least one of the electron-withdrawing groups is bonded to a carbon atom that constitutes a carbon-carbon double bond.
- the ruthenium complex (D1) may have one or more types of ligand (F1).
- Examples of the electron-withdrawing group contained in the compound (F) include halogen atoms such as a fluoro group, a chloro group, a bromo group, and an iodine group, a cyano group, an aldehyde group, and a nitro group.
- halogen atoms such as a fluoro group, a chloro group, a bromo group, and an iodine group, a cyano group, an aldehyde group, and a nitro group.
- the multiple electron-withdrawing groups may be the same or different.
- Compound (F) has one or more, preferably two or more, more preferably two to four, and even more preferably two or three electron-withdrawing groups in one molecule.
- the electron-withdrawing group is preferably a halogen atom, more preferably one or more selected from the group consisting of a fluoro group, a bromo group, and an iodo group, more preferably a bromo group or an iodo group, and even more preferably a bromo group.
- compound (F) preferably has one or more, more preferably two or more, electron-withdrawing groups selected from a fluoro group, a bromo group, and an iodo group in one molecule.
- Compound (F) preferably has one or more electron-withdrawing groups selected from a bromo group and an iodo group in one molecule.
- compound (F) may have a fluoro group in addition to a bromo group and/or an iodo group. These electron-withdrawing groups are directly bonded to the carbon atoms constituting the carbon-carbon double bond in compound (F).
- Compound (F) typically includes a compound having a cyclic skeleton.
- the cyclic skeleton may be a monocyclic skeleton consisting of only one single ring, such as a cyclooctadiene skeleton, a benzene ring skeleton, or a cyclooctadiene skeleton, a polycyclic skeleton in which two or more single rings are condensed or bonded via a single bond, such as a naphthalene ring skeleton or a biphenyl skeleton, or an aliphatic cyclic skeleton having a bridge, such as a norbornadiene ring.
- 1,4-dibromobenzene is a compound having a benzene ring skeleton to which a bromo group is bonded as a substituent.
- compound (F) a compound having a norbornadiene skeleton, a cyclooctadiene skeleton, a benzene ring skeleton, or a benzoquinone skeleton is preferred.
- a compound having a 2,5-norbornadiene skeleton, a 1,5-cyclooctadiene skeleton, a p-cymene skeleton, a mesitylene skeleton, a benzene ring skeleton, or a benzoquinone skeleton is preferred, and a compound having a benzene ring skeleton or a norbornadiene skeleton is more preferred.
- the benzene ring skeleton is a skeleton consisting of one benzene ring.
- the norbornadiene skeleton is a skeleton consisting of one norbornadiene ring.
- suitable compounds (F) include 2-bromonorbornadiene, 2,3-dibromonorbornadiene, 1,4-dibromobenzene, structural isomers of 1,4-dibromobenzene, 1,3,5-tribromobenzene, structural isomers of 1,3,5-tribromobenzene, 1,2,4,5-tetrabromobenzene, structural isomers of 1,2,4,5-tetrabromobenzene, hexabromobenzene, 1-bromo-3,5 -difluorobenzene, structural isomers of 1-bromo-3,5-difluorobenzene, 1-bromo-3,5-dichlorobenzene, structural isomers of 1-bromo-3,5-dichlorobenzene, 1-bromo-3-chloro-5-fluorobenzene, structural isomers of 1-bromo-3-chloro-5-fluorobenzene, 1,4-d
- an allyl group to a hydrolyzable silyl group (a1) among these compounds, one or more selected from the group consisting of 2,3-dibromonorbornadiene, 1,4-dibromobenzene, 1-bromo-3,5-difluorobenzene, 1-bromo-2,6-difluorobenzene, 1,4-diiodobenzene, and 1,3,5-tribromobenzene are preferred as compound (F).
- the ruthenium complex (D1) can be produced by a known production method.
- raw materials for the ruthenium complex (D1) include anhydrides and hydrates of compounds selected from ruthenium (III) chloride, ruthenium (III) bromide, and ruthenium (III) iodide.
- the ruthenium complex (D1) can be specifically produced by the following production method. First, the compound (F) is added to an ethanol solution of ruthenium chloride (III) hydrate, and the mixture is heated under reflux. Then, the solid matter in the reaction solution is collected by filtration. The collected solid matter is dried to obtain the ruthenium complex (D1).
- ruthenium (III) chloride hydrate When ruthenium (III) chloride hydrate is used as a raw material, a reaction liquid to which a basic compound such as sodium carbonate or sodium hydrogen carbonate has been added may be heated under reflux for the purpose of neutralizing hydrogen chloride generated during heating under reflux.
- compound (F) when ruthenium (III) chloride hydrate is reacted with compound (F), from the viewpoint of the reaction rate, it is preferable to use compound (F) in an amount of 1 molar equivalent or more relative to the starting ruthenium compound.
- the ruthenium complex (D1) may be a nanoparticle catalyst.
- the particle size (cumulative median size) of the nanoparticles of the ruthenium complex (D1) is not particularly limited as long as the hydrosilylation reaction proceeds to a desired extent.
- the particle size is preferably 0.3 nm or more and 200 nm or less.
- the lower limit of the particle size is preferably 0.5 nm or more, more preferably 1 nm or more.
- the upper limit of the particle size is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
- the particle size of the nanoparticles of the ruthenium complex (D1) is more preferably from 0.5 nm to 100 nm, even more preferably from 0.5 nm to 50 nm, and particularly preferably from 1 nm to 10 nm.
- the cumulative median diameter can be measured by a transmission electron microscope (TEM).
- the ruthenium complex (D1) may contain, in addition to the ligand (F1) derived from the compound (F), a ligand (F'1) derived from a compound (F') that does not fall under the compound (F).
- Compound (F') is a compound capable of coordinating to a ruthenium atom, but does not fall under compound (F).
- the ligand (F'1) derived from the compound (F') include a coordinating organic solvent such as dimethylformamide, a 2,5-norbornadiene ligand, a 1,5-cyclooctadiene ligand, a p-cymene ligand, a mesitylene ligand, a benzene ligand, a carbonyl ligand, an isocyanide ligand, and an arene ligand.
- a coordinating organic solvent such as dimethylformamide, a 2,5-norbornadiene ligand, a 1,5-cyclooctadiene ligand, a p-cymene ligand, a mesitylene ligand, a benzene ligand, a carbonyl ligand, an isocyanide ligand, and an arene ligand.
- the ruthenium complex (D1) has both a ligand (F1) derived from the compound (F) and a ligand (F'1) derived from the compound (F'), it is preferable that the proportion of the ligand (F1) derived from the compound (F) among all the ligands contained in the ruthenium complex (D1) is higher, since this allows the allyl group to be converted to the hydrolyzable silyl group (a1) with higher selectivity in the hydrosilylation reaction.
- the ratio of the number of ligands (F1) derived from compound (F) to the total number of ligands in ruthenium complex (D1) may be 1 mol % or more and 100 mol % or less, preferably 50 mol % or more and 100 mol % or less, more preferably 70 mol % or more and 100 mol % or less, and even more preferably 90 mol % or more and 100 mol % or less.
- a ruthenium compound (D'1) that does not have a ligand (F1) derived from compound (F) may be reacted with compound (F) in the reaction liquid to generate a ruthenium complex (D1).
- the ruthenium compound (D'1) include ruthenium chloride (III), ruthenium bromide (III), and ruthenium iodide (III).
- the ruthenium compound (D'1) may be a ruthenium complex that does not have a ligand (F1) but has a ligand (F'1).
- the amount of the ruthenium complex (D1) used in the hydrosilylation reaction is preferably 0.01 ppm by mass or more, more preferably 0.1 ppm by mass or more, and even more preferably 1 ppm by mass or more, based on the mass of the allyl group-containing polyoxyalkylene polymer (B).
- the amount of the ruthenium complex (D1) used in the hydrosilylation reaction is preferably 10 ppm by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and even more preferably 0.1% by mass or less, based on the mass of the allyl group-containing polyoxyalkylene polymer (B).
- the amount of the ruthenium complex (D1) used in the hydrosilylation reaction may be from 0.01 ppm by mass to 10 ppm by mass, from 0.1 ppm by mass to 10 ppm by mass, from 1 ppm by mass to 10 ppm by mass, from 0.01 ppm by mass to 1 ppm by mass, from 0.1 ppm by mass to 1 ppm by mass, or from 0.01 ppm by mass to 0.1 ppm by mass.
- the amount of the ruthenium complex (D1) used is within the above range, allyl groups in the polyoxyalkylene polymer (B) can be converted to hydrolyzable silyl groups (a1) with high efficiency.
- the hydrosilylation reaction may be carried out in the presence or absence of a solvent.
- a solvent used, the type of the solvent is not particularly limited. A compound that does not react with the raw material or the catalyst is used as the solvent.
- suitable solvents include hydrocarbon solvents such as hexane, halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, etc.
- a solvent that is sufficiently dehydrated and sufficiently deoxygenated is used for the hydrosilylation reaction.
- the reaction temperature of the hydrosilylation reaction can be appropriately determined in consideration of the reactivity (reaction rate) and the heat resistance temperature of the reaction vessel, etc.
- the reaction temperature is preferably 0° C. or higher, more preferably 20° C. or higher, and even more preferably 40° C. or higher.
- the reaction temperature is preferably 200° C. or lower, more preferably 150° C. or lower. That is, the reaction temperature is preferably 0° C. or higher and 200° C. or lower, more preferably 20° C. or higher and 200° C. or lower, and further preferably 40° C. or higher and 150° C. or lower. The higher the reaction temperature, the shorter the reaction time and the more likely it is that side reactions can be suppressed.
- the reaction time for the hydrosilylation reaction is not particularly limited as long as the reaction proceeds to the desired extent.
- the reaction temperature is preferably from 5 minutes to 12 hours, more preferably from 10 minutes to 5 hours.
- the hydrosilylation reaction is preferably carried out under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.
- the hydrosilylation is carried out in the presence of compound (F). That is, the hydrosilylation is preferably carried out in the presence of the ruthenium complex (D1) and the compound (F). In this case, the allyl group in the polyoxyalkylene polymer (B) is easily converted to the hydrolyzable silyl group (a1) with high efficiency.
- polyoxyalkylene polymer (A1) thus produced through the hydrosilylation reaction is then reacted with a hydroxyl group-containing compound (E) to produce the polyoxyalkylene polymer (A).
- the polyoxyalkylene polymer (A1) has a hydrolyzable silyl group (a1) and contains a Si—H group or a compound having a Si—H group.
- the hydrolyzable silyl group (a2-1) containing a Si—H group is the hydrolyzable silyl group (a2-2) represented by the above formula (2)
- the hydrolyzable silyl group (a2-2) in the polyoxyalkylene polymer (A1) is converted to the hydrolyzable silyl group (a1) by reacting the polyoxyalkylene polymer (A1) with the hydroxyl group-containing compound (E) in this manner.
- the hydroxyl group-containing compound (E) is not particularly limited as long as it is a hydroxyl group-containing compound that reacts with the polyoxyalkylene polymer (A1) to produce the polyoxyalkylene polymer (A).
- Suitable examples of the hydroxyl group-containing compound (E) include alcohol compounds, phenol compounds, oxime compounds, and carboxylic acid compounds. Among these, alcohol compounds are most preferred.
- carboxylic acid compounds are defined as being included in hydroxyl group-containing compounds.
- the molecular weight of the hydroxyl-containing compound (E) is not particularly limited. After the hydroxyl-containing compound (E) and the polyoxyalkylene polymer (A1) are reacted to produce the polyoxyalkylene polymer (A), the hydroxyl-containing compound (E) is preferably removed. For this reason, the molecular weight of the hydroxyl-containing compound (E) is preferably low. The low-molecular-weight hydroxyl-containing compound (E) is easily removed by devolatilization under reduced pressure.
- the molecular weight of the hydroxyl-containing compound (E) may be 1,000 or less, preferably 500 or less, more preferably 200 or less, and even more preferably 100 or less.
- R3 is an organic group having a valence of m, where m is an integer of 1 or more.
- R3 is an organic group having a valence of m.
- examples of the monovalent organic group include a monovalent chain aliphatic hydrocarbon group and a monovalent cyclic aliphatic hydrocarbon group.
- the monovalent chain aliphatic hydrocarbon group may be linear or branched.
- Specific examples of the monovalent chain aliphatic hydrocarbon group as R 3 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a 1-methylpropyl group, a 2-methylpropyl group, a 1,1-dimethylethyl group, a 2,2-dimethylethyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an n-heptyl group, an n-octyl group, an n-decyl group, an ethenyl group (vinyl group), a 1-propenyl group, a 2-propenyl group (allyl group), a butenyl group, a hexenyl group, an octenyl group, a decenyl group, an ethyny
- the monovalent cyclic aliphatic hydrocarbon group may be a saturated aliphatic hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group.
- Specific examples of the monovalent cyclic aliphatic hydrocarbon group as R3 include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, a cyclopropenyl group, a cyclobutenyl group, a cyclopentadienyl group, a cyclohexenyl group, and a cyclobutynyl group.
- the monovalent cyclic aliphatic hydrocarbon group may be a group having a molecular weight larger than that of these groups.
- the m-valent organic group represented by R3 may have a substituent.
- the substituent include an alkoxy group and a halogeno group.
- the number of the substituent is not particularly limited.
- the organic group contains one or more methylene groups (-CH 2 -)
- the monovalent organic groups are read as m-valent organic groups.
- the alkyl groups are read as alkanediyl groups.
- m is 3
- the alkyl groups are read as alkanetriyl groups.
- alcohol compounds represented by the above formula include glycol compounds such as 1,2-ethanediol (ethylene glycol), 1,2-propanediol (propylene glycol), 1,3-propanediol (trimethylene glycol), 1,4-butanediol (tetramethylene glycol), diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, and polycarbonate diol; dihydroxybenzene compounds such as catechol and resorcinol; dihydroxyheteroaryl compounds such as 4,6-dihydroxy-2-methylpyrimidine and 3,6-dihydroxy-4-methylpyridazine; bisphenol compounds such as bisphenol A, bisphenol AP, bisphenol B, bisphenol BP, bisphenol E, bisphenol F, bisphenol TMC, and bisphenol Z; and sugar alcohol dehydrates such as isosorbide and isomannide.
- glycol compounds such as 1,2-e
- the alcohol compound may be any one of a primary alcohol, a secondary alcohol, and a tertiary alcohol.
- the alcohol compound is preferably a primary alcohol or a secondary alcohol, and more preferably a primary alcohol.
- the primary alcohols methanol and ethanol are preferred, with methanol being more preferred.
- propargyl alcohol and hydroxyacetone are preferred as the alcohol compound, and hydroxyacetone is more preferred.
- R3 may be a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms.
- the monovalent aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, an indenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a phenanthryl group, and an anthryl group, and more preferably, a phenyl group.
- the hydroxyl group-containing compound (E) is a phenol.
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Abstract
高分子量のポリオキシアルキレン系重合体に高効率で、ヒドロシラン化合物の構造に対応する所望の構造の加水分解性シリル基を導入でき、且つ、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中に含まれるSi-H基の量を低減できるポリオキシアルキレン系重合体の製造方法と、当該方法により得られるポリオキシアルキレン系重合体と、前述のポリオキシアルキレン系重合体を含む硬化性組成物と、前述の硬化性組成物の硬化物とを提供すること。 アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)と、ヒドロシラン化合物(C)とのヒドロシリル化をヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下に行うことにより、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(A1)を生成させることと、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させて、数平均分子量が3,000超であるポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させることと、を含む方法によりポリオキシアルキレン系重合体を製造する。
Description
本発明は、ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、前述の方法により製造され得るポリオキシアルキレン系重合体、前述のポリオキシアルキレン系重合体を含む硬化性組成物、及び前述の硬化性組成物の硬化物に関する。
分子中に少なくとも1個の加水分解性シリル基を有する有機重合体は、室温においても湿分等によるシリル基の加水分解反応等を伴うシロキサン結合の形成によって架橋し得る。このような有機重合体として、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が広く使用されている。加水分解性シリル基を有する有機重合体がかかる架橋反応によってゴム状硬化物を与える性質を有することが知られている。
加水分解性シリル基を有する有機重合体は、例えば、末端にアリル基を有する有機重合体と、加水分解性シリル基を与えるヒドロシラン化合物とのヒドロシリル化反応により製造される。
この方法では、ヒドロシリル化反応用の触媒として、Karstedt触媒が使用されることが多い。しかし、Karstedt触媒を用いる場合、内部異性化や水素化といった副反応が一部生じるため、ヒドロシラン化合物の構造に対応する構造の加水分解性シリル基を有機重合体に高効率で導入することが難しかった。
この方法では、ヒドロシリル化反応用の触媒として、Karstedt触媒が使用されることが多い。しかし、Karstedt触媒を用いる場合、内部異性化や水素化といった副反応が一部生じるため、ヒドロシラン化合物の構造に対応する構造の加水分解性シリル基を有機重合体に高効率で導入することが難しかった。
Karstedt触媒を用いる場合の副反応を抑制し得る方法として、例えば、特定のルテニウム触媒を用いて、ヒドロシリル化を行う方法が提案されている(特許文献1を参照。)。
特許文献1に記載されるように、アリル基を有する化合物とヒドロシラン化合物とを反応させる場合に、ヒドロシリル化反応触媒として白金以外の金属を含む金属触媒を用いることにより、ヒドロシラン化合物の構造に対応する構造の加水分解性シリル基を、Karstedt触媒を用いる場合に比べて高効率で導入できる場合がある。一方で、特許文献1に記載の方法では、分子量3000超の有機ケイ素化合物を製造する場合には、加水分解性シリル基の導入率が低下する傾向がある。このため、さらに好ましい触媒系が望まれている。
また、アリル基にヒドロシラン化合物を反応させるヒドロシリル化反応により、ヒドロシラン化合物の構造に対応する構造の加水分解性シリル基を有機ケイ素化合物に高効率で導入することを試みる場合、反応性、及び選択性の観点から、アリル基に対し過剰モル当量のヒドロシラン化合物を用いる方法が有利である。しかし、この場合、ヒドロシラン化合物の一部において、金属触媒の作用によって不均化反応、及びヒドロシラン化合物同士の縮合等が生じることで、ヒドロシラン化合物が1分子中に複数のSi-H基を有するヒドロシラン化合物に変性されやすい課題がある。
ヒドロシラン化合物の変性により生じた1分子中に複数のSi-H基を有するヒドロシラン化合物の沸点が、変性前のヒドロシラン化合物の沸点よりも高い場合、複数のSi-H基を有するヒドロシラン化合物の減圧脱揮による除去が困難である。このため、複数のSi-H基を有し、高沸点のヒドロシラン化合物は、加水分解性シリル基を有する有機重合体に残存しやすい。
さらに、一分子中に複数のSi-H基を有するヒドロシラン化合物が、有機重合体に結合するアリル基と反応した場合、変性前のヒドロシラン化合物の構造に対応する目的の構造の加水分解性シリル基の有機重合体への導入率が低下するとともに、生成した加水分解性シリル基を有する有機重合体において、加水分解性シリル基上にSi-H基が保持される。この場合、減圧脱揮によるSi-H基の除去がさらに困難である課題がある。
また、加水分解性シリル基を有する有機重合体中に、有機重合体が有するSi-H基、又は有機重合体に含まれる化合物が有するSi-H基が残存する場合、該有機重合体や、該有機重合体を含む硬化性組成物を保管する際に水素ガスが発生し、保管容器が膨張しやすい問題や、硬化性組成物を硬化させる際に気泡が発生し硬化物の外観が損なわれやすい等の問題がある。
上記の事情から、高分子量の有機ケイ素化合物に高効率で、ヒドロシラン化合物の構造に対応する構造の加水分解性シリル基を導入でき、且つ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中に含まれるSi-H基の量を低減し、その結果とし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や、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硬化性組成物を保管する際に、保管容器の膨張を抑制でき、硬化性組成物を硬化させる際の気泡の発生を抑制できる方法が求められている。
したがって、本発明は、高分子量のポリオキシアルキレン系重合体に高効率で、ヒドロシラン化合物の構造に対応する所望の構造の加水分解性シリル基を導入でき、且つ、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中に含まれるSi-H基の量を低減できる、ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法と、当該方法により得られるポリオキシアルキレン系重合体と、前述のポリオキシアルキレン系重合体を含む硬化性組成物と、前述の硬化性組成物の硬化物とを提供することを目的とする。
本発明者らは、前述の問題を解決するために鋭意検討した結果、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)と、ヒドロシラン化合物(C)とのヒドロシリル化をヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下に行うことにより、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(A1)を生成させることと、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させて、数平均分子量が3,000超であるポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させることと、を含む方法により上記の課題を解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)と、ヒドロシラン化合物(C)とのヒドロシリル化により、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(A1)を生成させることと、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させてポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させることと、を含み、
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量が3,000超であり、
ヒドロシリル化は、ヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下に行われ、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、下記式(1):
(1)
(式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、aは、0、1、又は2である。)
で表される加水分解性シリル基(a1)を有し、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、Si-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含む、ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法に関する。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させてポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させることと、を含み、
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量が3,000超であり、
ヒドロシリル化は、ヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下に行われ、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、下記式(1):
(式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、aは、0、1、又は2である。)
で表される加水分解性シリル基(a1)を有し、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、Si-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含む、ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法に関する。
また、本発明は、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であって、
ポリオキシアルキレン系重合体が、下記式(1):
(1)
(式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、aは、0、1、又は2である。)
で表される加水分解性シリル基(a1)を有し、且つ、Si-H基を有していてもよく、
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、Si-H基の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N1 tに対する、加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N1 tが0.85以上1.00以下であり、
N1 tに対する、Si-H基の数NSi-Hの比率である、NSi-H/N1 tが0.00以上0.05未満である、ポリオキシアルキレン系重合体に関する。
ポリオキシアルキレン系重合体が、下記式(1):
(式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、aは、0、1、又は2である。)
で表される加水分解性シリル基(a1)を有し、且つ、Si-H基を有していてもよく、
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、Si-H基の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N1 tに対する、加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N1 tが0.85以上1.00以下であり、
N1 tに対する、Si-H基の数NSi-Hの比率である、NSi-H/N1 tが0.00以上0.05未満である、ポリオキシアルキレン系重合体に関する。
本発明によれば、高分子量のポリオキシアルキレン系重合体に高効率で、ヒドロシラン化合物の構造に対応する所望の構造の加水分解性シリル基を導入でき、且つ、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中に含まれるSi-H基の量を低減できる、ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法と、当該方法により得られるポリオキシアルキレン系重合体と、前述のポリオキシアルキレン系重合体を含む硬化性組成物と、前述の硬化性組成物の硬化物とを提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
≪ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法≫
ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法は、
アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)と、ヒドロシラン化合物(C)とのヒドロシリル化により、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(A1)を生成させることと、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させてポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させることと、を含む。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、3,000超である。
ヒドロシリル化は、ヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下に行われる。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)は、下記式(1)で表される加水分解性シリル基(a1)を有する。
(1)
式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基である。R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基である。aは、0、1、又は2である。
ポリオキシアルキレ系重合体(A1)は、Si-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含む。
ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法は、
アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)と、ヒドロシラン化合物(C)とのヒドロシリル化により、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(A1)を生成させることと、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させてポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させることと、を含む。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、3,000超である。
ヒドロシリル化は、ヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下に行われる。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)は、下記式(1)で表される加水分解性シリル基(a1)を有する。
式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基である。R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基である。aは、0、1、又は2である。
ポリオキシアルキレ系重合体(A1)は、Si-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含む。
上記の方法によれば、ヒドロシリル化反応触媒(D)を用いることにより、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基に、高効率で、ヒドロシラン化合物(C)の構造に対応する構造の加水分解性シリル基を導入することができる。
また、上記のヒドロシリル化では、ケイ素原子に結合する水素原子を含まない上記式(1)で表される加水分解性シリル基(a1)を有するポリオキシアルキレン系重合体(A1)が生成する。また、生成したポリオキシアルキレン系重合体(A1)はSi-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含み得る。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、Si-H基を有する化合物を含む場合、かかる化合物は、通常、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)に不純物として含まれる化合物である。Si-H基が、ポリオキシアルキレン系重合体分子中に含まれる加水分解性シリル基に含有される場合、Si-H基を含む該加水分解性シリル基を、加水分解性シリル基(a2-1)と記す。
また、上記のヒドロシリル化では、ケイ素原子に結合する水素原子を含まない上記式(1)で表される加水分解性シリル基(a1)を有するポリオキシアルキレン系重合体(A1)が生成する。また、生成したポリオキシアルキレン系重合体(A1)はSi-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含み得る。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、Si-H基を有する化合物を含む場合、かかる化合物は、通常、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)に不純物として含まれる化合物である。Si-H基が、ポリオキシアルキレン系重合体分子中に含まれる加水分解性シリル基に含有される場合、Si-H基を含む該加水分解性シリル基を、加水分解性シリル基(a2-1)と記す。
しかし、ヒドロシリル化により生成した、加水分解性シリル基(a1)を有するとともに、Si-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含むポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させることにより、Si-H基の水素原子が水酸基含有化合物(E)由来のオルガノキシ基に変換される。
さらに、Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)が、下記式(2)で表される場合、式(2)で表される加水分解性シリル基を、加水分解性シリル基(a2-2)と記す。
(2)
式(2)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様である。bは、1、又は2である。a+bは、1以上3以下である。
加水分解性シリル基(a2-2)が、加水分解性シリル基(a1)に変換されることにより、加水分解性シリル基(a2-2)が減少するとともに、加水分解性シリル基(a1)が増加する。加水分解性シリル基(a2-2)の概念は、Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)の概念に包含される。
式(2)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様である。bは、1、又は2である。a+bは、1以上3以下である。
加水分解性シリル基(a2-2)が、加水分解性シリル基(a1)に変換されることにより、加水分解性シリル基(a2-2)が減少するとともに、加水分解性シリル基(a1)が増加する。加水分解性シリル基(a2-2)の概念は、Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)の概念に包含される。
上記の方法によって得られるポリオキシアルキレン系重合体(A)は、分子中にSi-H基を少量しか有さないか、まったく有さない。また、上記の方法によって得られるポリオキシアルキレン系重合体(A)は、Si-H基を有する化合物を少量しか含まないか、全く含まない。
その結果、ポリオキシアルキレン系重合体(A)や、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む硬化性組成物を保管する際に、水素ガスの発生に起因する保管容器の膨張や、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む硬化性組成物を硬化させる際の、水素ガスの発生に起因する気泡の発生が抑制される。水素ガスの発生は、Si-H基に起因する。
前述の通り、最終的に得られるポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、3,000超である。ここで、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される、ポリスチレン換算分子量である。
このような分子量のポリオキシアルキレン系重合体(A)が与える硬化物は、高い引張破断強度や高い引張破断伸び等の良好な機械物性を示す。このため、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む硬化性組成物は、接着剤、シーリング材、弾性コーティング剤、及び粘着剤等として好適に使用され得る。
このような分子量のポリオキシアルキレン系重合体(A)が与える硬化物は、高い引張破断強度や高い引張破断伸び等の良好な機械物性を示す。このため、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む硬化性組成物は、接着剤、シーリング材、弾性コーティング剤、及び粘着剤等として好適に使用され得る。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、好ましくは5,000以上であり、より好ましくは10,000以上であり、さらに好ましくは、20,000以上である。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量の上限は特に限定されない。ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、例えば、100,000以下であってよく、50,000以下が好ましい。
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100,000以下が好ましく、10,000以上100,000以下がより好ましく、10,000以上50,000以下がさらに好ましく、20,000以上50,000以下が特に好ましい。
また、ポリオキシアルキレン系重合体(A)、及びポリオキシアルキレン系重合体(A)を含有する硬化性組成物の取り扱いが容易である点から、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、好ましくは10,000以下であり、より好ましくは6,000以下であり、さらに好ましくは4,000以下である。
つまり、硬化性組成物の取り扱いの容易さの点からは、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、3,000超10,000以下が好ましく、30,000超6,000以下がより好ましく、3,000超4,000以下がさらに好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量の上限は特に限定されない。ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、例えば、100,000以下であってよく、50,000以下が好ましい。
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100,000以下が好ましく、10,000以上100,000以下がより好ましく、10,000以上50,000以下がさらに好ましく、20,000以上50,000以下が特に好ましい。
また、ポリオキシアルキレン系重合体(A)、及びポリオキシアルキレン系重合体(A)を含有する硬化性組成物の取り扱いが容易である点から、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、好ましくは10,000以下であり、より好ましくは6,000以下であり、さらに好ましくは4,000以下である。
つまり、硬化性組成物の取り扱いの容易さの点からは、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量は、3,000超10,000以下が好ましく、30,000超6,000以下がより好ましく、3,000超4,000以下がさらに好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の分子量分布(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は特に限定されない。分子量分布は、狭いことが好ましい。
具体的には、分子量分布は、好ましくは2.0未満であり、より好ましく1.6以下であり、さらに好ましくは1.5以下であり、さらにより好ましくは1.4以下であり、最も好ましくは1.3以下である。
なお、重量平均分子量も、GPCにより測定される。
具体的には、分子量分布は、好ましくは2.0未満であり、より好ましく1.6以下であり、さらに好ましくは1.5以下であり、さらにより好ましくは1.4以下であり、最も好ましくは1.3以下である。
なお、重量平均分子量も、GPCにより測定される。
以下、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の製造方法について詳細に説明する。
<ポリオキシアルキレン系重合体(A1)の生成>
上記の方法では、まず、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)と、ヒドロシラン化合物(C)とのヒドロシリル化により、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(A1)を生成させる。
ポリオキシアルキレン系重合体(B)におけるアリル基の結合位置は、特に限定されないが、典型的には分子鎖の末端である。ポリオキシアルキレン系重合体(B)におけるアリル基の結合位置が分子鎖の末端である場合、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)における加水分解性シリル基の結合位置も、分子鎖の末端である。
上記の方法では、まず、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)と、ヒドロシラン化合物(C)とのヒドロシリル化により、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(A1)を生成させる。
ポリオキシアルキレン系重合体(B)におけるアリル基の結合位置は、特に限定されないが、典型的には分子鎖の末端である。ポリオキシアルキレン系重合体(B)におけるアリル基の結合位置が分子鎖の末端である場合、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)における加水分解性シリル基の結合位置も、分子鎖の末端である。
アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)は、ポリオキシアルキレン骨格を有する。
ポリオキシアルキレン骨格は、好ましくは、複数のオキシアルキレン繰り返し単位のみから構成される骨格であるか、又は、複数のオキシアルキレン繰り返し単位、及び重合時に使用される開始剤に由来する単位のみから構成される骨格である。
ポリオキシアルキレン骨格は、好ましくは、複数のオキシアルキレン繰り返し単位のみから構成される骨格であるか、又は、複数のオキシアルキレン繰り返し単位、及び重合時に使用される開始剤に由来する単位のみから構成される骨格である。
オキシアルキレン繰り返し単位の炭素原子数は、2以上6以下が好ましく、2以上4以下がより好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(B)の分子鎖の構造は、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。
なお、ポリオキシアルキレン系重合体(B)の分子鎖の構造が直鎖状であると、ポリオキシアルキレン系重合体(B)に由来する、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)の分子鎖の構造、及び後述するポリオキシアルキレン系重合体(A)の分子鎖の構造も直鎖状である。
ポリオキシアルキレン系重合体(B)の分子鎖の構造が分岐鎖状であると、ポリオキシアルキレン系重合体(B)に由来する、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)の分子鎖の構造、及び後述するポリオキシアルキレン系重合体(A)の分子鎖の構造も分岐鎖状である。
なお、ポリオキシアルキレン系重合体(B)の分子鎖の構造が直鎖状であると、ポリオキシアルキレン系重合体(B)に由来する、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)の分子鎖の構造、及び後述するポリオキシアルキレン系重合体(A)の分子鎖の構造も直鎖状である。
ポリオキシアルキレン系重合体(B)の分子鎖の構造が分岐鎖状であると、ポリオキシアルキレン系重合体(B)に由来する、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)の分子鎖の構造、及び後述するポリオキシアルキレン系重合体(A)の分子鎖の構造も分岐鎖状である。
ポリオキシアルキレン系重合体(B)は、直鎖状の分子と、分岐鎖状の分子とを含んでいてもよい。
直鎖状の分子は、後述するポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む硬化性組成物の硬化物の伸びが良好である点で好ましい。
分岐鎖状の分子は、後述するポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む硬化性組成物の強度が良好である点で好ましい。
分岐鎖状の分子は、後述するポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む硬化性組成物の強度が良好である点で好ましい。
直鎖状の分子構造は、1分子中に1つ、又は2つの水酸基を有する開始剤を用いて、環状エーテル化合物の開環重合を行うことにより形成される。
分岐鎖状の分子構造は、1分子中に3つ以上の水酸基を有する開始剤を用いて、アルキレンオキシドの開環重合を行うことにより形成される。
分岐鎖状の分子構造は、1分子中に3つ以上の水酸基を有する開始剤を用いて、アルキレンオキシドの開環重合を行うことにより形成される。
ポリオキシアルキレンの重合体骨格は特に限定されない。ポリオキシアルキレンの重合体骨格の好適な具体例としては、ポリオキシエチレン骨格、ポリオキシプロピレン骨格、ポリオキシブチレン骨格、ポリオキシテトラメチレン骨格、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン共重合体骨格、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骨格等が挙げられる。
これらの骨格の中では、ポリオキシプロピレン骨格が好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(B)は、1種のポリオキシアルキレン骨格を有する分子のみを含んでいてもよく、それぞれ種類の異なるポリオキシアルキレン骨格を有する、複数の種類の分子を含んでいてもよい。
これらの骨格の中では、ポリオキシプロピレン骨格が好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(B)は、1種のポリオキシアルキレン骨格を有する分子のみを含んでいてもよく、それぞれ種類の異なるポリオキシアルキレン骨格を有する、複数の種類の分子を含んでいてもよい。
上記の方法により得られるポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む硬化性組成物を、シーラント、接着剤等として使用する場合、ポリオキシアルキレン系重合体(B)、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)、及びポリオキシアルキレン系重合体(A)におけるポリオキシアルキレン骨格の質量における、オキシプロピレン繰り返し単位の質量の比率は、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。
この場合、ポリオキシアルキレン系重合体(A)が非晶質である。また、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の粘度が、低い傾向がある。
この場合、ポリオキシアルキレン系重合体(A)が非晶質である。また、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の粘度が、低い傾向がある。
ポリオキシアルキレン系重合体(B)における、ポリオキシアルキレン骨格は、従来公知の方法によって、開始剤の存在下、重合触媒を用いて、環状エーテル化合物を開環重合することにより形成することができる。
このような開環重合により、水酸基を有するポリオキシアルキレン系(B1)が得られる。
このような開環重合により、水酸基を有するポリオキシアルキレン系(B1)が得られる。
ポリオキシアルキレン系重合体(B1)の製造方法としては、例えば、KOHのようなアルカリ触媒による重合法、特開昭61-215623号に示される有機アルミニウム化合物とポルフィリンとを反応させて得られる錯体のような遷移金属化合物-ポルフィリン錯体触媒による重合法、特公昭46-27250号、特公昭59-15336号、米国特許3278457号、米国特許3278458号、米国特許3278459号、米国特許3427256号、米国特許3427334号、米国特許3427335号等に示される複合金属シアン化物錯体触媒による重合法、特開平10-273512号に例示されるポリホスファゼン塩からなる触媒を用いる重合法、特開平11-060722号に例示されるホスファゼン化合物からなる触媒を用いる重合法等が挙げられる。
分子量分布(Mw/Mn)の小さいポリオキシアルキレン系重合体(B1)を得やすい点で、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体等の複合金属シアン化物錯体触媒を用いて、環状エーテル化合物を開環重合する方法が好ましい。
分子量分布(Mw/Mn)の小さいポリオキシアルキレン系重合体(B1)を得やすい点で、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体等の複合金属シアン化物錯体触媒を用いて、環状エーテル化合物を開環重合する方法が好ましい。
環状エーテル化合物としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラメチレンオキシド、及びテトラヒドロフラン等が挙げられる。
環状エーテル化合物としては、1種のみが使用されてもよく、2種以上を組み合わせて使用されてもよい。
環状エーテル化合物の中では、非晶質で低粘度なポリオキシアルキレン系重合体(B1)を得やすいことから、プロピレンオキシドが特に好ましい。
環状エーテル化合物としては、1種のみが使用されてもよく、2種以上を組み合わせて使用されてもよい。
環状エーテル化合物の中では、非晶質で低粘度なポリオキシアルキレン系重合体(B1)を得やすいことから、プロピレンオキシドが特に好ましい。
開始剤は、特に限定されない。開始剤の好適な具体例としては、ブタノール、及びプロピレングリコールモノアルキルエーテル等のモノオール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、及びトリエチレングリコール等のグリコール;グリセリン、トリメチロールメタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、及びソルビトール等の3つ以上の水酸基を有するポリオールが挙げられる。
また、数平均分子量が300~4,000である水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体を開始剤として使用することもできる。
水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の具体例としては、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシプロピレントリオール、ポリオキシエチレンジオール、及びポリオキシエチレントリオール等が挙げられる。
水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の具体例としては、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシプロピレントリオール、ポリオキシエチレンジオール、及びポリオキシエチレントリオール等が挙げられる。
ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基にアリル基を導入するため、水酸基にアルカリ金属化合物を作用させて、水酸基をアルカリ金属アルコラートに変換する。アルカリ金属化合物に代えて、複合金属シアン化物錯体触媒を用いることもできる。
アルカリ金属化合物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、及び水酸化セシウム等のアルカリ金属水酸化物;ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムtert-ブトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムtert-ブトキシド、及びカリウムtert-ブトキシド等のアルカリ金属アルコキシドが挙げられる。
これらの中では、水酸化ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムtert-ブトキシド、水酸化カリウム、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、及びカリウムtert-ブトキシドが好ましく、ナトリウムメトキシド、及びナトリウムtert-ブトキシドがより好ましい。
入手性の点では、ナトリウムメトキシドが特に好ましい。反応性の点では、ナトリウムtert-ブトキシドが特に好ましい。
アルカリ金属化合物は、溶液として反応に供されてもよい。
これらの中では、水酸化ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムtert-ブトキシド、水酸化カリウム、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、及びカリウムtert-ブトキシドが好ましく、ナトリウムメトキシド、及びナトリウムtert-ブトキシドがより好ましい。
入手性の点では、ナトリウムメトキシドが特に好ましい。反応性の点では、ナトリウムtert-ブトキシドが特に好ましい。
アルカリ金属化合物は、溶液として反応に供されてもよい。
アルカリ金属化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基に所望する量のアリル基を導入できる限り特に限定されない。
アルカリ金属化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、0.5モル以上が好ましく、0.6モル以上がより好ましく、0.7モル以上がさらに好ましく、0.8モル以上がさらにより好ましい。
アルカリ金属化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、1.2モル以下が好ましく、1.1モル以下がより好ましい。
従って、アルカリ金属化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、0.5モル以上1.2モル以下が好ましく、0.6モル以上1.2モル以下がより好ましく、0.7モル以上1.1モル以下がさらに好ましく、0.8モル以上1.1モル以下が特に好ましい。
アルカリ金属化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、0.5モル以上が好ましく、0.6モル以上がより好ましく、0.7モル以上がさらに好ましく、0.8モル以上がさらにより好ましい。
アルカリ金属化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、1.2モル以下が好ましく、1.1モル以下がより好ましい。
従って、アルカリ金属化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、0.5モル以上1.2モル以下が好ましく、0.6モル以上1.2モル以下がより好ましく、0.7モル以上1.1モル以下がさらに好ましく、0.8モル以上1.1モル以下が特に好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基と、アルカリ金属化合物との反応を良好に進行させる点で、ポリオキシアルキレン系重合体(B1)とアルカリ金属化合物を含む反応液から、水や、ポリオキシアルキレン系重合体(B1)以外のアルコールを予め除去しておくのが好ましい。
水やアルコールを除去する方法としては、公知の種々の方法を採用できる。具体的には、加熱蒸発、減圧脱揮、噴霧気化、薄膜蒸発、及び共沸脱揮等の方法から選択される方法を採用できる。
水やアルコールを除去する方法としては、公知の種々の方法を採用できる。具体的には、加熱蒸発、減圧脱揮、噴霧気化、薄膜蒸発、及び共沸脱揮等の方法から選択される方法を採用できる。
ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基と、アルカリ金属化合物とを反応させる温度は、反応が良好に進行する限り特に限定されない。
反応温度は、好ましくは50℃以上150℃以下であり、より好ましくは110℃以上145℃以下である。
ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基と、アルカリ金属化合物との反応時間は、好ましくは10分以上5時間以下であり、より好ましくは30分以上3時間以下である。
反応温度は、好ましくは50℃以上150℃以下であり、より好ましくは110℃以上145℃以下である。
ポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基と、アルカリ金属化合物との反応時間は、好ましくは10分以上5時間以下であり、より好ましくは30分以上3時間以下である。
上記のようにして、水酸基がアルカリ金属アルコラート化された後のポリオキシアルキレン系重合体(B2)を、ハロゲン化アリルと反応させることにより、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)が得られる。
ハロゲン化アリルの具体例としては、塩化アリル、臭化アリル、及びヨウ化アリル等が挙げられる。これらの中では、取り扱いの容易さ等から、塩化アリルが好ましい。
ハロゲン化アリルの使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B2)に所望する量のアリル基が導入される限り特に限定されない。
ハロゲン化アリルの使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B2)の調製に使用されたポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、好ましくは0.7モル以上であり、より好ましくは1.0モル以上である。
また、ハロゲン化アリルの使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B2)の調製に使用されたポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、好ましくは5.0モル以下であり、より好ましくは2.0モル以下である。
従って、ハロゲン化アリルの使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B2)の調製に使用されたポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、0.7モル以上5.0モル以下が好ましく、1.0モル以上2.0モル以下がより好ましい。
ハロゲン化アリルの使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B2)の調製に使用されたポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、好ましくは0.7モル以上であり、より好ましくは1.0モル以上である。
また、ハロゲン化アリルの使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B2)の調製に使用されたポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、好ましくは5.0モル以下であり、より好ましくは2.0モル以下である。
従って、ハロゲン化アリルの使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B2)の調製に使用されたポリオキシアルキレン系重合体(B1)が有する水酸基1.0モルに対して、0.7モル以上5.0モル以下が好ましく、1.0モル以上2.0モル以下がより好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(B2)と、ハロゲン化アリルとの反応温度は、好ましくは50℃以上150℃以下であり、より好ましくは110℃以上140℃以下である。
ポリオキシアルキレン系重合体(B2)と、ハロゲン化アリルとの反応時間は、好ましくは10分以上5時間以であり、より好ましくは30分以上3時間以下である。
ポリオキシアルキレン系重合体(B2)と、ハロゲン化アリルとの反応時間は、好ましくは10分以上5時間以であり、より好ましくは30分以上3時間以下である。
以上のようにして得られるアリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)と、ヒドロシラン化合物(C)とのヒドロシリル化により、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(A1)を生成させる。
ヒドロシリル化は、ヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下で行われる。
ヒドロシリル化は、ヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下で行われる。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)は、下記式(1)で表される加水分解性シリル基(a1)を有する。
(1)
式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基である。R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基である。aは、0、1、又は2である。
式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基である。R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基である。aは、0、1、又は2である。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)は、通常、複数の加水分解性シリル基(a1)を有する。ポリオキシアルキレン系重合体が有する複数の加水分解性シリル基(a1)は、同一の基であっても、2種以上の異なる基であってもよい。
また、式(1)において、複数のR1が存在する場合、複数のR1は、同一の基であっても、2種以上の異なる基であってもよい。
式(1)において、複数のR2が存在する場合、複数のR2は、同一の基であっても、2種以上の異なる基であってもよい。
また、式(1)において、複数のR1が存在する場合、複数のR1は、同一の基であっても、2種以上の異なる基であってもよい。
式(1)において、複数のR2が存在する場合、複数のR2は、同一の基であっても、2種以上の異なる基であってもよい。
このため、ヒドロシラン化合物(C)としては、下記式(1-1)で表される化合物が使用される。式(1-1)における、R1、R2、及びaは、式(1)におけるR1、R2、及びaと同様である。
HSiR1 a(OR2)3-a (1-1)
式(1-1)で表されるヒドロシラン化合物(C)は、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基とのヒドロシリル化反応により、式(1)で表される加水分解性シリル基(a1)を与える。
HSiR1 a(OR2)3-a (1-1)
式(1-1)で表されるヒドロシラン化合物(C)は、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基とのヒドロシリル化反応により、式(1)で表される加水分解性シリル基(a1)を与える。
また、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)は、Si-H基を有するか、SiH基を有する化合物を含む。つまり、Si-H基が重合体分子中に含有される場合と、重合体中に不純物として含有されるヒドロシラン化合物分子がSi-H基を有する場合がある。ポリオキシアルキレン系重合体(A1)の分子中にSi-H基が含有される場合、Si-H基を含む加水分解性シリル基を、加水分解性シリル基(a2-1)と記す。
加水分解性シリル基(a2-1)の構造は、特に限定されない。加水分解性シリル基(a2-1)の好ましい構造の一例として下記式(3)で表される構造が挙げられる。
(3)
式(3)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様である。nは0以上の整数である。
式(3)で表される加水分解性シリル基は、後述する式(4)で表されるヒドロシラン化合物と、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基とのヒドロシリル化反応により生成する。nの上限は特に限定されず、nは、通常10以下である。
式(3)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様である。nは0以上の整数である。
式(3)で表される加水分解性シリル基は、後述する式(4)で表されるヒドロシラン化合物と、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基とのヒドロシリル化反応により生成する。nの上限は特に限定されず、nは、通常10以下である。
Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)の典型例として、下記式(2)で表される加水分解性シリル基(a2-2)が挙げられる。
ヒドロシラン化合物(C)が不均化反応し、1分子中に複数のSi-H基を有するヒドロシラン化合物に変性する場合がある。変性により生成した1分子中に複数のSi-H基を有するヒドロシラン化合物が、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)のアリル基と反応することで、下記式(2)で表される加水分解性シリル基(a2-2)が生成する。
(2)
式(2)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様である。bは、1、又は2である。a+bは、1以上3以下である。
ヒドロシラン化合物(C)が不均化反応し、1分子中に複数のSi-H基を有するヒドロシラン化合物に変性する場合がある。変性により生成した1分子中に複数のSi-H基を有するヒドロシラン化合物が、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)のアリル基と反応することで、下記式(2)で表される加水分解性シリル基(a2-2)が生成する。
式(2)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様である。bは、1、又は2である。a+bは、1以上3以下である。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、Si-H基を有する化合物を不純物として含む場合、Si-H基を有する化合物の分子構造は特に限定されない。Si-H基を有する化合物の典型的な構造としては、下記式(4)で表される構造が挙げられる。
(4)
式(4)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様である。nは0以上の整数である。
式(4)で表される構造の化合物は、2分子以上のヒドロシラン化合物(C)が反応系中で縮合することで生じる。nの上限は特に限定されないが、通常10以下である。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が有するSi-H基、及び式(4)で表されるヒドロシラン化合物が有するSi-H基は、減圧脱揮による除去が困難である。
式(4)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様である。nは0以上の整数である。
式(4)で表される構造の化合物は、2分子以上のヒドロシラン化合物(C)が反応系中で縮合することで生じる。nの上限は特に限定されないが、通常10以下である。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が有するSi-H基、及び式(4)で表されるヒドロシラン化合物が有するSi-H基は、減圧脱揮による除去が困難である。
また、ヒドロシリル化反応の生成物であるポリオキシアルキレン系重合体(A1)は、アリル基、1-プロペニル基、及びプロピル基のうちの1種以上を有し得る。
アリル基は、未反応のアリル基である。1-プロペニル基は、副反応としてのアリル基の内部異性化反応により生成し得る。プロピル基は、副反応としてのアリル基の水素化反応により生成し得る。
上記の方法によれば、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)における、未反応アリル基の残存や、内部異性化、又は水素化の副反応が抑制される。
アリル基は、未反応のアリル基である。1-プロペニル基は、副反応としてのアリル基の内部異性化反応により生成し得る。プロピル基は、副反応としてのアリル基の水素化反応により生成し得る。
上記の方法によれば、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)における、未反応アリル基の残存や、内部異性化、又は水素化の副反応が抑制される。
上記式(1)、及び上記式(2)において、プロパン-1,3-ジイル基に結合している酸素原子は、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)のポリオキシアルキレン系骨格中のいずれかの位置に結合している。
上記の酸素原子の結合位置は特に限定されない。上記の酸素原子は、ポリオキシアルキレン系骨格の末端のみならず、ポリオキシアルキレン系骨格の末端以外の位置に結合していてもよい。
上記の酸素原子の結合位置は、ポリオキシアルキレン系骨格の末端のみであるのが好ましい。
上記の酸素原子の結合位置は特に限定されない。上記の酸素原子は、ポリオキシアルキレン系骨格の末端のみならず、ポリオキシアルキレン系骨格の末端以外の位置に結合していてもよい。
上記の酸素原子の結合位置は、ポリオキシアルキレン系骨格の末端のみであるのが好ましい。
式(1)、及び式(2)中、R1、及びR2は、それぞれ独立に、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基である。
R1、及びR2としての炭化水素基は、飽和炭化水素基でもよく、不飽和炭化水素基でもよい。
R1、及びR2としての炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であっても、芳香族炭化水素基であっても、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基との組み合わせであってもよい。
R1、及びR2としての炭化水素基を構成する脂肪族炭化水素基の構造は、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、環状であっても、これらの構造の組み合わせであってもよい。
R1、及びR2としての炭化水素基の炭素原子数は、1以上10以下が好ましく、1以上8以下がより好ましく、1以上6以下がさらに好ましく、1以上3以下がさらにより好ましく、1、又は2が特に好ましい。
R1、及びR2としての炭化水素基は、飽和炭化水素基でもよく、不飽和炭化水素基でもよい。
R1、及びR2としての炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であっても、芳香族炭化水素基であっても、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基との組み合わせであってもよい。
R1、及びR2としての炭化水素基を構成する脂肪族炭化水素基の構造は、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、環状であっても、これらの構造の組み合わせであってもよい。
R1、及びR2としての炭化水素基の炭素原子数は、1以上10以下が好ましく、1以上8以下がより好ましく、1以上6以下がさらに好ましく、1以上3以下がさらにより好ましく、1、又は2が特に好ましい。
R1、及びR2としての炭化水素基が置換基を有する場合、置換基の種類は、所望する効果が損なわれない範囲で特に限定されない。
置換基の具体例としては、クロル基、及びブロモ基等のハロゲン原子;メトキシ基、及びエトキシ基等のアルコキシ基;アミノ基、N-メチルアミノ基、N-エチルアミノ基、N,N-ジメチルアミノ基、及びN,N-ジエチルアミノ基等の置換、又は非置換のアミノ基が挙げられる。
置換基の具体例としては、クロル基、及びブロモ基等のハロゲン原子;メトキシ基、及びエトキシ基等のアルコキシ基;アミノ基、N-メチルアミノ基、N-エチルアミノ基、N,N-ジメチルアミノ基、及びN,N-ジエチルアミノ基等の置換、又は非置換のアミノ基が挙げられる。
R1、及びR2としての置換基、又は無置換の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、n-ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、及びn-ドデシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;クロロメチル基、メトキシメチル基、及びN,N-ジエチルアミノメチル基等の置換アルキル基;ビニル基、イソプロペニル基、及びアリル基等のアルケニル基;フェニル基、トルイル基、ナフタレン-1-イル基、及びナフタレン-2-イル基等のアリール基;ベンジル基、及びフェネチル基等のアラルキル基が挙げられる。
上記の置換、又は無置換の炭化水素基の中では、アルキル基、及び置換アルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、クロロメチル基、及びメトキシメチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
式(1)、及び式(2)中、aは、0、1、又は2である。硬化性の点で、aは好ましくは0、又は1である。
また、式(2)において、bは、1、又は2である。a+bは、1以上3以下である。従って、3-a-bは、0以上2以下である。
また、式(2)において、bは、1、又は2である。a+bは、1以上3以下である。従って、3-a-bは、0以上2以下である。
式(1)で表される基における、-SiR1
a(OR2)3-aで表される基の好ましい具体例としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリス(2-プロペニルオキシ)シリル基、ジメトキシメチルシリル基、ジエトキシメチルシリル基、ジメトキシエチルシリル基、(クロロメチル)ジメトキシシリル基、(クロロメチル)ジエトキシシリル基、(メトキシメチル)ジメトキシシリル基、(メトキシメチル)ジエトキシシリル基、(N,N-ジエチルアミノメチル)ジメトキシシリル基、及び(N,N-ジエチルアミノメチル)ジエトキシシリル基等が挙げられる。
良好な機械物性を有する硬化物を得やすい点で、これらの基の中では、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基、及び(メトキシメチル)ジメトキシシリル基が好ましい。
加水分解性シリル基(a1)の活性の点からは、-SiR1 a(OR2)3-aで表される基として、トリメトキシシリル基、(クロロメチル)ジメトキシシリル基、及び(メトキシメチル)ジメトキシシリル基が好ましく、トリメトキシシリル基、及び(メトキシメチル)ジメトキシシリル基がより好ましい。
安定性の観点からは、-SiR1 a(OR2)3-aで表される基として、ジメトキシメチルシリル基、及びトリエトキシシリル基がより好ましく、ジメトキシメチルシリル基が特に好ましい。
加水分解性シリル基(a1)の活性の点からは、-SiR1 a(OR2)3-aで表される基として、トリメトキシシリル基、(クロロメチル)ジメトキシシリル基、及び(メトキシメチル)ジメトキシシリル基が好ましく、トリメトキシシリル基、及び(メトキシメチル)ジメトキシシリル基がより好ましい。
安定性の観点からは、-SiR1 a(OR2)3-aで表される基として、ジメトキシメチルシリル基、及びトリエトキシシリル基がより好ましく、ジメトキシメチルシリル基が特に好ましい。
また、式(2)で表される基における、-SiR1
aHb(OR2)3-a-bで表される基は、式(1)で表される基における、-SiR1
a(OR2)3-aで表される基のうち、1つ、又は2つの-OR2で表される基が、水素原子に置換された基であるのが好ましい。
従って、式(2)で表される基における、-SiR1 aHb(OR2)3-a-bで表される基の具体例としては、ジメトキシヒドロシリル基、メトキシジヒドロシリル基、ジエトキシヒドロシリル基、ジエトキシヒドロシリル基、ジ(2-プロペニルオキシ)ヒドロシリル基、2-プロペニルオキシジヒドロシリル基、メトキシ(メチル)ヒドロシリル基(-SiCH3H(OCH3))、メチルジヒドロシリル基、エトキシ(メチル)ヒドロシリル基(-SiCH3H(OCH2CH3))、メトキシ(エチル)ヒドロシリル基(-Si(CH2CH3)H(OCH3))、エチルジヒドロシリル基、メトキシ(クロロメチル)ヒドロシリル基、クロロメチルジヒドロシリル基、エトキシ(クロロメチル)ヒドロシリル基、メトキシ(メトキシメチル)ヒドロシリル基、メトキシメチルジヒドロシリル基、エトキシ(メトキシメチル)ヒドロシリル基、メトキシ(N,N-ジエチルアミノメチル)ヒドロシリル基、N,N-ジエチルアミノメチルジヒドロシリル基、及びエトキシ(N,N-ジエチルアミノ)ヒドロシリル基が挙げられる。
従って、式(2)で表される基における、-SiR1 aHb(OR2)3-a-bで表される基の具体例としては、ジメトキシヒドロシリル基、メトキシジヒドロシリル基、ジエトキシヒドロシリル基、ジエトキシヒドロシリル基、ジ(2-プロペニルオキシ)ヒドロシリル基、2-プロペニルオキシジヒドロシリル基、メトキシ(メチル)ヒドロシリル基(-SiCH3H(OCH3))、メチルジヒドロシリル基、エトキシ(メチル)ヒドロシリル基(-SiCH3H(OCH2CH3))、メトキシ(エチル)ヒドロシリル基(-Si(CH2CH3)H(OCH3))、エチルジヒドロシリル基、メトキシ(クロロメチル)ヒドロシリル基、クロロメチルジヒドロシリル基、エトキシ(クロロメチル)ヒドロシリル基、メトキシ(メトキシメチル)ヒドロシリル基、メトキシメチルジヒドロシリル基、エトキシ(メトキシメチル)ヒドロシリル基、メトキシ(N,N-ジエチルアミノメチル)ヒドロシリル基、N,N-ジエチルアミノメチルジヒドロシリル基、及びエトキシ(N,N-ジエチルアミノ)ヒドロシリル基が挙げられる。
式(1-1)で表されるヒドロシラン化合物(C)の具体例としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリフェノキシシラン、トリス(2-プロペニルオキシ)シラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシエチルシラン、(クロロメチル)ジメトキシシラン、(クロロメチル)ジエトキシシラン、(メトキシメチル)ジメトキシシラン、(メトキシメチル)ジエトキシシラン、(N,N-ジエチルアミノメチル)ジメトキシシラン、(N,N-ジエチルアミノメチル)ジエトキシシラン、及びジフェノキシメチルシラン等が挙げられる。
最終的に得られるポリオキシアルキレン系重合体(A)の硬化性と、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む硬化性組成物の硬化物の強度の点で、ヒドロシラン化合物(C)としては、トリメトキシシラン、及びジメトキシメチルシランが特に好ましい。
ヒドロシラン化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基の1.0モルに対して、好ましくは1.0モル以上であり、より好ましくは3.0モル以上であり、さらに好ましくは5.0モル以上である。
ヒドロシラン化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基の1.0モルに対して、20.0モル以下が好ましく、10.0モル以下がより好ましい。
従って、ヒドロシラン化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基の1.0モルに対して、1.0モル以上20.0モル以下が好ましく、3.0モル以上20.0モル以下がより好ましく、5.0モル以上10.0モル以下がさらに好ましい。
上記の範囲内の量のヒドロシラン化合物(C)が使用されると、副反応を抑制し、所望の加水分解性シリル基をより高効率で導入できることに加え、低粘度であり、扱いが容易なポリオキシアルキレン系重合体(A)を得やすい。
ヒドロシラン化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基の1.0モルに対して、20.0モル以下が好ましく、10.0モル以下がより好ましい。
従って、ヒドロシラン化合物の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基の1.0モルに対して、1.0モル以上20.0モル以下が好ましく、3.0モル以上20.0モル以下がより好ましく、5.0モル以上10.0モル以下がさらに好ましい。
上記の範囲内の量のヒドロシラン化合物(C)が使用されると、副反応を抑制し、所望の加水分解性シリル基をより高効率で導入できることに加え、低粘度であり、扱いが容易なポリオキシアルキレン系重合体(A)を得やすい。
以上説明したヒドロシリル化反応は、ヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下で行われる。
ヒドロシリル化反応触媒(D)としては特に限定されず、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、イリジウム、パラジウム、ロジウム、及びルテニウム等の金属や、前述の金属の錯体等が挙げられる。特にルテニウム錯体(D1)の存在下でヒドロシリル化反応を実施することで、加水分解性シリル基の含有割合が高いポリオキシアルキレン系重合体(A1)を得やすい。
ルテニウム錯体(D1)としては、ルテニウム原子を含む錯体であって、上記のヒドロシリル化反応を良好に促進させる錯体化合物であれば特に限定されない。
ヒドロシリル化反応触媒(D)としては特に限定されず、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、イリジウム、パラジウム、ロジウム、及びルテニウム等の金属や、前述の金属の錯体等が挙げられる。特にルテニウム錯体(D1)の存在下でヒドロシリル化反応を実施することで、加水分解性シリル基の含有割合が高いポリオキシアルキレン系重合体(A1)を得やすい。
ルテニウム錯体(D1)としては、ルテニウム原子を含む錯体であって、上記のヒドロシリル化反応を良好に促進させる錯体化合物であれば特に限定されない。
ルテニウム錯体(D1)としては、化合物(F)に由来する配位子(F1)を有する錯体化合物が好ましい。
化合物(F)は、1分子中に、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合と、少なくとも1つの電子吸引性基とを有する。ここで、化合物(F)が有する炭素-炭素二重結合は、エチレン性の炭素-炭素二重結合であっても、芳香族性の炭素-炭素二重結合であってもよい。
また、化合物(F)において、電子吸引性基の少なくとも1つが、炭素-炭素二重結合を構成する炭素原子に結合している。
化合物(F)は、1分子中に、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合と、少なくとも1つの電子吸引性基とを有する。ここで、化合物(F)が有する炭素-炭素二重結合は、エチレン性の炭素-炭素二重結合であっても、芳香族性の炭素-炭素二重結合であってもよい。
また、化合物(F)において、電子吸引性基の少なくとも1つが、炭素-炭素二重結合を構成する炭素原子に結合している。
ルテニウム錯体(D1)が有する配位子(F1)の種類は、1種であっても2種以上であってもよい。
化合物(F)が有する電子吸引性基としては、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、及びヨード基等のハロゲン原子、シアノ基、アルデヒド基、並びにニトロ基等が挙げられる。同一分子内に複数の電子吸引性基が存在する場合、複数の電子吸引性基は、同一であっても異なっていてもよい。
化合物(F)は、一分子中に、1つ以上、好ましくは2つ以上、より好ましくは2つ~4つ、さらに好ましくは、2つ、又は3つの電子吸引性基を有する。
化合物(F)は、一分子中に、1つ以上、好ましくは2つ以上、より好ましくは2つ~4つ、さらに好ましくは、2つ、又は3つの電子吸引性基を有する。
電子吸引性基としては、ハロゲン原子が好ましく、フルオロ基、ブロモ基、及びヨード基からなる群より選択される1種以上がより好ましい。電子吸引性基としてはブロモ基、及びヨード基がより好ましく、ブロモ基がさらに好ましい。
特に、化合物(F)は、フルオロ基、ブロモ基、及びヨード基から選択される電子吸引性基を、好ましくは1つ以上、より好ましくは2つ以上、一分子中に有する。
化合物(F)は、ブロモ基、及びヨード基から選択される電子吸引性基を、好ましくは1つ以上、一分子中に有する。
この場合、化合物(F)は、ブロモ基及び/又はヨード基に加えて、フルオロ基を有してもよい。これらの電子吸引性基が、化合物(F)における炭素-炭素二重結合を構成する炭素原子に直接結合する。
特に、化合物(F)は、フルオロ基、ブロモ基、及びヨード基から選択される電子吸引性基を、好ましくは1つ以上、より好ましくは2つ以上、一分子中に有する。
化合物(F)は、ブロモ基、及びヨード基から選択される電子吸引性基を、好ましくは1つ以上、一分子中に有する。
この場合、化合物(F)は、ブロモ基及び/又はヨード基に加えて、フルオロ基を有してもよい。これらの電子吸引性基が、化合物(F)における炭素-炭素二重結合を構成する炭素原子に直接結合する。
化合物(F)としては、典型的には、環式骨格を有する化合物が挙げられる。環式骨格は、シクロオクタジエン骨格、ベンゼン環骨格、及びシクロオクタジエン骨格等の1つの単環のみからなる単環式骨格でもよく、ナフタレン環骨格やビフェニル骨格のように2つ以上の単環が縮合するか単結合を介して結合している多環式骨格であってもよく、ノルボルナジエン環等の架橋を有する脂肪族環式骨格であってもよい。
なお、これらの骨格には、上記の電子吸引基等の置換基が結合してもよい。例えば、1,4-ジブロモベンゼンは、置換基としてのブロモ基が結合したベンゼン環骨格を有する化合物である。
化合物(F)としては、ノルボルナジエン骨格、シクロオクタジエン骨格、ベンゼン環骨格、又はベンゾキノン骨格を有する化合物が好ましい。より具体的には、2,5-ノルボルナジエン骨格、1,5-シクロオクタジエン骨格、p-シメン骨格、メシチレン骨格、ベンゼン環骨格、又はベンゾキノン骨格を有する化合物が好ましく、ベンゼン環骨格、又はノルボルナジエン骨格を有する化合物がより好ましい。なお、ベンゼン環骨格は、1つのベンゼン環からなる骨格である。ノルボルナジエン骨格は、1つのノルボルナジエン環からなる骨格である。
なお、これらの骨格には、上記の電子吸引基等の置換基が結合してもよい。例えば、1,4-ジブロモベンゼンは、置換基としてのブロモ基が結合したベンゼン環骨格を有する化合物である。
化合物(F)としては、ノルボルナジエン骨格、シクロオクタジエン骨格、ベンゼン環骨格、又はベンゾキノン骨格を有する化合物が好ましい。より具体的には、2,5-ノルボルナジエン骨格、1,5-シクロオクタジエン骨格、p-シメン骨格、メシチレン骨格、ベンゼン環骨格、又はベンゾキノン骨格を有する化合物が好ましく、ベンゼン環骨格、又はノルボルナジエン骨格を有する化合物がより好ましい。なお、ベンゼン環骨格は、1つのベンゼン環からなる骨格である。ノルボルナジエン骨格は、1つのノルボルナジエン環からなる骨格である。
化合物(F)の好適な具体例としては、2-ブロモノルボルナジエン、2,3-ジブロモノルボルナジエン、1,4-ジブロモベンゼン、1,4-ジブロモベンゼンの構造異性体、1,3,5-トリブロモベンゼン、1,3,5-トリブロモベンゼンの構造異性体、1,2,4,5-テトラブロモベンゼン、1,2,4,5-テトラブロモベンゼンの構造異性体、ヘキサブロモベンゼン、1-ブロモ-3,5-ジフルオロベンゼン、1-ブロモ-3,5-ジフルオロベンゼンの構造異性体、1-ブロモ-3,5-ジクロロベンゼン、1-ブロモ-3,5-ジクロロベンゼンの構造異性体、1-ブロモ-3-クロロ-5-フルオロベンゼン、1-ブロモ-3-クロロ-5-フルオロベンゼンの構造異性体、1,4-ジヨードベンゼン、1,4-ジヨードベンゼンの構造異性体、1,3,5-トリヨードベンゼン、1,3,5-トリヨードベンゼンの構造異性体、1,2,4,5-テトラヨードベンゼン、1,2,4,5-テトラヨードベンゼンの構造異性体、ヘキサヨードベンゼン、1,3-ジフルオロ-5-ヨードベンゼン、1,3-ジフルオロ-5-ヨードベンゼンの構造異性体、1,3-ジクロロ-5-ヨードベンゼン、1,3-ジクロロ-5-ヨードベンゼンの構造異性体、1,3-ジブロモ-5-ヨードベンゼン、1,3-ジブロモ-5-ヨードベンゼンの構造異性体、1-クロロ-3-フルオロ-5-ヨードベンゼン、1-クロロ-3-フルオロ-5-ヨードベンゼンの構造異性体、1-ブロモ-3-クロロ-5-ヨードベンゼン、1-ブロモ-3-クロロ-5-ヨードベンゼンの構造異性体、1-ブロモ-3-フルオロ-5-ヨードベンゼン、及び1-ブロモ-3-フルオロ-5-ヨードベンゼンの構造異性体が挙げられる。
アリル基から加水分解性シリル基(a1)への変換の選択性の高さの点から、これらの化合物の中では、2,3-ジブロモノルボルナジエン、1,4-ジブロモベンゼン、1-ブロモ-3,5-ジフルオロベンゼン、1-ブロモ-2,6-ジフルオロベンゼン、1,4-ジヨードベンゼン、及び1,3,5-トリブロモベンゼンからなる群より選択される1種以上が化合物(F)として好ましい。
ルテニウム錯体(D1)は、公知の製造方法により製造され得る。ルテニウム錯体(D1)の原料としては、例えば、塩化ルテニウム(III)、臭化ルテニウム(III)、及びヨウ化ルテニウム(III)から選択される化合物の、無水物及び水和物が挙げられる。
例えば、ルテニウム錯体(D1)は、具体的には、以下の製造方法により製造できる。まず、塩化ルテニウム(III)水和物のエタノール溶液に、化合物(F)を加えて加熱還流する。その後、反応液中の固形物を濾過により回収する。回収された固形物を乾燥させることで、ルテニウム錯体(D1)が得られる。
塩化ルテニウム(III)水和物を原料として用いる場合、加熱還流時に発生する塩化水素を中和する目的で、炭酸ナトリウム、及び炭酸水素ナトリウム等の塩基化合物が加えられた反応液を加熱還流してもよい。
塩化ルテニウム(III)水和物と、化合物(F)とを反応させる際、反応率の観点から、化合物(F)を原料のルテニウム化合物に対して1モル当量以上用いるのが好ましい。
例えば、ルテニウム錯体(D1)は、具体的には、以下の製造方法により製造できる。まず、塩化ルテニウム(III)水和物のエタノール溶液に、化合物(F)を加えて加熱還流する。その後、反応液中の固形物を濾過により回収する。回収された固形物を乾燥させることで、ルテニウム錯体(D1)が得られる。
塩化ルテニウム(III)水和物を原料として用いる場合、加熱還流時に発生する塩化水素を中和する目的で、炭酸ナトリウム、及び炭酸水素ナトリウム等の塩基化合物が加えられた反応液を加熱還流してもよい。
塩化ルテニウム(III)水和物と、化合物(F)とを反応させる際、反応率の観点から、化合物(F)を原料のルテニウム化合物に対して1モル当量以上用いるのが好ましい。
ルテニウム錯体(D1)はナノ粒子触媒であってよい。ルテニウム錯体(D1)のナノ粒子の粒子径(累積中位径(Median径))は、ヒドロシリル化反応が所望する程度に進行する限り特に限定されない。粒子径は、好ましくは0.3nm以上200nm以下である。粒子径の下限は、好ましくは0.5nm以上、さらに好ましくは1nm以上である。粒子径の上限は、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは10nm以下である。
従って、ルテニウム錯体(D1)のナノ粒子の粒子径は、0.5nm以上100nm以下であるのがのより好ましく、0.5nm以上50nm以下であるのがさらに好ましく、1nm以上10nm以下であるのが特に好ましい。
なお、累積中位径(Median径)は、透過型電子顕微鏡(TEM)で測定することができる。
従って、ルテニウム錯体(D1)のナノ粒子の粒子径は、0.5nm以上100nm以下であるのがのより好ましく、0.5nm以上50nm以下であるのがさらに好ましく、1nm以上10nm以下であるのが特に好ましい。
なお、累積中位径(Median径)は、透過型電子顕微鏡(TEM)で測定することができる。
ルテニウム錯体(D1)は、化合物(F)に由来する配位子(F1)とともに、化合物(F)に該当しない化合物(F’)に由来する配位子(F’1)を含んでいてもよい。
化合物(F’)は、ルテニウム原子に配位し得る化合物であって、化合物(F)に該当しない化合物である。
化合物(F’)に由来する配位子(F’1)の具体例としては、ジメチルホルムアミド等の配位性有機溶剤や、2,5-ノルボルナジエン配位子、1,5-シクロオクタジエン配位子、p-シメン配位子、メシチレン配位子、ベンゼン配位子、カルボニル配位子、イソシアニド配位子、及びアレーン配位子が挙げられる。
化合物(F’)は、ルテニウム原子に配位し得る化合物であって、化合物(F)に該当しない化合物である。
化合物(F’)に由来する配位子(F’1)の具体例としては、ジメチルホルムアミド等の配位性有機溶剤や、2,5-ノルボルナジエン配位子、1,5-シクロオクタジエン配位子、p-シメン配位子、メシチレン配位子、ベンゼン配位子、カルボニル配位子、イソシアニド配位子、及びアレーン配位子が挙げられる。
ルテニウム錯体(D1)が、化合物(F)に由来する配位子(F1)、及び化合物(F’)に由来する配位子(F’1)の双方を有する場合、ルテニウム錯体(D1)が有する配位子の全てのうち、化合物(F)に由来する配位子(F1)の占める割合が高いほど、ヒドロシリル化反応において、アリル基をより高い選択性で加水分解性シリル基(a1)に変換できることから好ましい。
ルテニウム錯体(D1)が有する配位子の全数に対する、化合物(F)に由来する配位子(F1)の数の比率は、1モル%以上100モル%以下であってよく、50モル%以上100モル%以下が好ましく、70モル%以上100モル%以下がより好ましく、90モル%以上100モル%以下がさらに好ましい。
ルテニウム錯体(D1)が有する配位子の全数に対する、化合物(F)に由来する配位子(F1)の数の比率は、1モル%以上100モル%以下であってよく、50モル%以上100モル%以下が好ましく、70モル%以上100モル%以下がより好ましく、90モル%以上100モル%以下がさらに好ましい。
上記のヒドロシリル化反応において、反応液中で、化合物(F)に由来する配位子(F1)を有さないルテニウム化合物(D’1)に、化合物(F)を反応させて、ルテニウム錯体(D1)を生成させてもよい。ルテニウム化合物(D’1)の具体例としては、塩化ルテニウム(III)、臭化ルテニウム(III)、及びヨウ化ルテニウム(III)が挙げられる。また、ルテニウム化合物(D’1)は、配位子(F1)を有さず、配位子(F’1)を有するルテニウム錯体であってよい。
ヒドロシリル化反応におけるルテニウム錯体(D1)の使用量は、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)の質量に対して、0.01質量ppm以上が好ましく、0.1質量ppm以上がより好ましく、1質量ppm以上がさらに好ましい。
ヒドロシリル化反応におけるルテニウム錯体(D1)の使用量は、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)の質量に対して、10質量ppm以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、0.1質量%以下がさらに好ましい。
ヒドロシリル化反応におけるルテニウム錯体(D1)の使用量は、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)の質量に対して、0.01質量ppm以上10質量ppm以下、0.1質量ppm以上10質量ppm以下、1質量ppm以上10質量ppm以下、0.01質量ppm以上1質量ppm以下、0.1質量ppm以上1質量%以下、又は0.01質量ppm以上0.1質量ppm以下であってよい。
ルテニウム錯体(D1)の使用量が、上記の範囲内の量であると、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基を、高い効率で加水分解性シリル基(a1)に変換できる。
ヒドロシリル化反応におけるルテニウム錯体(D1)の使用量は、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)の質量に対して、10質量ppm以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、0.1質量%以下がさらに好ましい。
ヒドロシリル化反応におけるルテニウム錯体(D1)の使用量は、アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)の質量に対して、0.01質量ppm以上10質量ppm以下、0.1質量ppm以上10質量ppm以下、1質量ppm以上10質量ppm以下、0.01質量ppm以上1質量ppm以下、0.1質量ppm以上1質量%以下、又は0.01質量ppm以上0.1質量ppm以下であってよい。
ルテニウム錯体(D1)の使用量が、上記の範囲内の量であると、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基を、高い効率で加水分解性シリル基(a1)に変換できる。
ヒドロシリル化反応は、溶媒の存在下で行われてもよく、溶媒の不存在下で行われてもよい。
溶媒を使用する場合に、溶媒の種類は特に限定されない。溶媒として、原料や触媒が反応しない化合物が使用される。溶媒の好適な具体例としては、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が挙げられる。
ヒドロシリル化反応には、十分に脱水され、また十分に脱酸素化されている溶媒が使用されるのが好ましい。
溶媒を使用する場合に、溶媒の種類は特に限定されない。溶媒として、原料や触媒が反応しない化合物が使用される。溶媒の好適な具体例としては、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が挙げられる。
ヒドロシリル化反応には、十分に脱水され、また十分に脱酸素化されている溶媒が使用されるのが好ましい。
ヒドロシリル化反応の反応温度は、反応性(反応速度)と反応容器の耐熱温度等を鑑みて、適宜決定できる。反応温度は、好ましくは0℃以上であり、より好ましくは20℃以上であり、さらに好ましくは40℃以上である。
また、反応温度は、好ましくは、200℃以下であり、より好ましくは150℃以下である。
つまり、反応温度は、0℃以上200℃以下が好ましく、20℃以上200℃以下がより好ましく、40℃以上150℃以下がさらに好ましい。
反応温度が高いほど、反応が短時間で完了し、且つ副反応を抑制できる場合がある。
また、反応温度は、好ましくは、200℃以下であり、より好ましくは150℃以下である。
つまり、反応温度は、0℃以上200℃以下が好ましく、20℃以上200℃以下がより好ましく、40℃以上150℃以下がさらに好ましい。
反応温度が高いほど、反応が短時間で完了し、且つ副反応を抑制できる場合がある。
ヒドロシリル化反応の反応時間は、所望する程度反応が進行する限り特に限定されない。反応温度は、5分以上12時間以下が好ましく、10分以上5時間以下がより好ましい。
ヒドロシリル化反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行われるのが好ましい。
ヒドロシリル化が、化合物(F)の存在下に行われるのも好ましい。
つまり、ヒドロシリル化が、ルテニウム錯体(D1)、及び化合物(F)の存在下に行われるのが好ましい。この場合、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基を、高効率で、加水分解性シリル基(a1)に変換しやすい。
つまり、ヒドロシリル化が、ルテニウム錯体(D1)、及び化合物(F)の存在下に行われるのが好ましい。この場合、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基を、高効率で、加水分解性シリル基(a1)に変換しやすい。
<ポリオキシアルキレン系重合体(A)の生成>
以上のようにして、ヒドロシリル化反応を経て生成したポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、次いで、水酸基含有化合物(E)と反応させて、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させる。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)は、前述の通り、加水分解性シリル基(a1)を有する。また、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)は、Si-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含む。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させることにより、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が有するSi-H基、又はポリオキシアルキレン系重合体(A1)に含まれる化合物が有するSi-H基における水素原子が水酸基含有化合物(E)に由来するオルガノキシ基に置換される。
Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)が上記式(2)で表される加水分解性シリル基(a2-2)である場合、このようにして、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させることにより、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)における加水分解性シリル基(a2-2)が加水分解性シリル基(a1)に変換される。
以上のようにして、ヒドロシリル化反応を経て生成したポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、次いで、水酸基含有化合物(E)と反応させて、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させる。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)は、前述の通り、加水分解性シリル基(a1)を有する。また、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)は、Si-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含む。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させることにより、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が有するSi-H基、又はポリオキシアルキレン系重合体(A1)に含まれる化合物が有するSi-H基における水素原子が水酸基含有化合物(E)に由来するオルガノキシ基に置換される。
Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)が上記式(2)で表される加水分解性シリル基(a2-2)である場合、このようにして、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させることにより、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)における加水分解性シリル基(a2-2)が加水分解性シリル基(a1)に変換される。
水酸基含有化合物(E)としては、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)と反応することにより、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させる水酸基含有化合物であれば特に限定されない。水酸基含有化合物(E)の好適な例としては、アルコール化合物、フェノール化合物、オキシム化合物、及びカルボン酸化合物が挙げられる。これらの中では、アルコール化合物が最も好ましい。
なお、本出願の明細書において、便宜的に、カルボン酸化合物が水酸基含有化合物に包含されると定義する。
なお、本出願の明細書において、便宜的に、カルボン酸化合物が水酸基含有化合物に包含されると定義する。
水酸基含有化合物(E)の分子量は特に限定されない。水酸基含有化合物(E)とポリオキシアルキレン系重合体(A1)とを反応させ、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させた後に、好ましくは、水酸基含有化合物(E)が除去される。このため、水酸基含有化合物(E)の分子量は、低分子量であることが好ましい。低分子量の水酸基含有化合物(E)は、減圧脱揮により容易に除去される。水酸基含有化合物(E)の分子量は1,000以下であってよく、500以下が好ましく、200以下がさらに好ましく、100以下がさらにより好ましい。
水酸基含有化合物(E)としては、例えば、下記式で表される水酸基含有化合物を用いることができる。
R3(OH)m
上記式中、R3は、m価の有機基である。mは、1以上の整数である。
上記式中のR3は、m価の有機基である。mが1である場合、1価の有機基としては、例えば1価の鎖状脂肪族炭化水素基、及び1価の環状脂肪族炭化水素基が挙げられる。
R3(OH)m
上記式中、R3は、m価の有機基である。mは、1以上の整数である。
上記式中のR3は、m価の有機基である。mが1である場合、1価の有機基としては、例えば1価の鎖状脂肪族炭化水素基、及び1価の環状脂肪族炭化水素基が挙げられる。
1価の鎖状脂肪族炭化水素基は、直鎖状、又は分岐鎖状であってよい。R3としての1価の鎖状脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1,1-ジメチルエチル基、2,2-ジメチルエチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-デシル基、エテニル基(ビニル基)、1-プロペニル基、2-プロペニル基(アリル基)、ブテニル基、ヘキセニル基、オクテニル基、デセニル、エチニル、プロピニル基、ブチニル基、ヘキシニル基、オクチニル基、及びペンタデシニル基等が挙げられる。1価の鎖状脂肪族炭化水素基は、これらの基の分子量よりもさらに大きい分子量を有する基であってもよい。
1価の環状脂肪族炭化水素基は、飽和脂肪族炭化水素基であっても、不飽和脂肪族炭化水素基であってもよい。R3としての1価の環状脂肪族炭化水素基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基、及びシクロブチニル基等が挙げられる。1価の環状脂肪族炭化水素基は、これらの基の分子量よりもさらに大きい分子量を有する基であってもよい。
R3としてのm価の有機基は、置換基を有してもよい。置換基としては、例えば、アルコキシ基、及びハロゲノ基等が挙げられる。置換基の数は特に制限されない。
また、有機基中に、1以上のメチレン基(-CH2-)が含まれる場合、有機基中の当該メチレン基は、エーテル結合(-O-)、チオエーテル結合(-S-)、又はカルボニル基(-C(=O)-)に置き換えられてもよい。
また、有機基中に、1以上のメチレン基(-CH2-)が含まれる場合、有機基中の当該メチレン基は、エーテル結合(-O-)、チオエーテル結合(-S-)、又はカルボニル基(-C(=O)-)に置き換えられてもよい。
上記式において、mが2以上の整数である場合、1価の有機基は、例示も含め、m価有機基に読み替えられる。例えば、mが2である場合、アルキル基はアルカンジイル基に読み替えられる。mが3である場合、アルキル基はアルカントリイル基に読み替えられる。
mが2である場合、上記式で表されるアルコール化合物の具体例としては、1,2-エタンジオール(エチレングリコール)、1,2-プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,3-プロパンジオール(トリメチレングリコール)、1,4-ブタンジオール(テトラメチレングリコール)、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、及びポリカーボネートジオール等のグリコール化合物;カテコール、及びレゾルシノール等のジヒドロキシベンゼン化合物;4,6-ジヒドロキシ-2-メチルピリミジン、及び3,6-ジヒドロキシ-4-メチルピリダジン等のジヒドロキシヘテロアリール化合物;ビスフェノールA、ビスフェノールAP、ビスフェノールB、ビスフェノールBP、ビスフェノールE、ビスフェノールF、ビスフェノールTMC、及びビスフェノールZ等のビスフェノール化合物;イソソルビド、及びイソマンニド等の糖アルコール脱水物が挙げられる。
mが3である場合、上記式で表されるアルコール化合物の具体例としては、グリセリンが挙げられる。
アルコール化合物は、第一級アルコール、第二級アルコール、及び第三級アルコールのいずれであってもよい。ポリオキシアルキレン系重合体(A)の硬化性が良好である観点から、アルコール化合物としては、第一級アルコール、及び第二級アルコールが好ましく、第一級アルコールがより好ましい。
第一級アルコールの中では、メタノール、及びエタノールが好ましく、メタノールがより好ましい。
アルコール化合物は、第一級アルコール、第二級アルコール、及び第三級アルコールのいずれであってもよい。ポリオキシアルキレン系重合体(A)の硬化性が良好である観点から、アルコール化合物としては、第一級アルコール、及び第二級アルコールが好ましく、第一級アルコールがより好ましい。
第一級アルコールの中では、メタノール、及びエタノールが好ましく、メタノールがより好ましい。
また、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の硬化性が良好である観点からは、アルコール化合物として、プロパルギルアルコール、及びヒドロキシアセトンが好ましく、ヒドロキシアセトンがより好ましい。
水酸基含有化合物(E)がフェノール化合物である場合、R3は、炭素原子数6以上の1価の芳香族炭化水素基であってよい。1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、インデニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル、及びアントリル基が挙げられ、より好ましくはフェニルである。1価の芳香族炭化水素基がフェニル基である場合、水酸基含有化合物(E)はフェノールである。
オキシム化合物としては、>C=N-OHで表される構造を有する化合物であれば特に限定されない。
カルボン酸化合物としては、ギ酸、シュウ酸、酢酸、乳酸、プロピオン酸、酪酸、ラウリン酸、トリデシル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、及びアスコルビン酸等が挙げられる。
カルボン酸化合物としては、ギ酸、シュウ酸、酢酸、乳酸、プロピオン酸、酪酸、ラウリン酸、トリデシル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、及びアスコルビン酸等が挙げられる。
mの上限は特に限定されない。mは、通常1以上5以下の整数であるのが好ましく、1、又は2であるのがより好ましく、1であるのが最も好ましい。mが1であると、アルコール化合物の水酸基が2分子以上の重合体分子上のSi-H基と反応することによる重合体分子の架橋が起こらない。重合体分子の架橋が起こると、重合体の分子量が増加し、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の粘度が上昇し得る。
水酸基含有化合物(E)としては、1種類のみを使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が有するSi-H基、及びポリオキシアルキレン系重合体(A1)に含まれる化合物が有するSi-H基と、水酸基含有化合物(E)との反応は、既に反応系中に存在するヒドロシリル化反応触媒(D)によっても進行し得るが、さらに新たにヒドロシリル化反応触媒(D)が添加されてもよい。
触媒の種類は特に限定されないが、コバルト、ニッケル、マンガン、イリジウム、白金、パラジウム、及びロジウム等の金属;これらの金属の錯体等の、従来知られるヒドロシリル化触媒を用いることができる。
具体的には、アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の担体に白金を担持させた触媒;塩化白金酸;塩化白金酸とアルコールやアルデヒドやケトン等とからなる塩化白金酸錯体;白金-オレフィン錯体[例えばPt(CH2=CH2)2(PPh3)、Pt(CH2=CH2)2Cl2];白金ジビニルジシロキサン錯体[例えばPt{(vinyl)Me2SiOSiMe2(vinyl)}、Pt{Me(vinyl)SiO}4];白金-ホスフィン錯体[例えばPh(PPh3)4、Pt(PBu3)4];白金-ホスファイト錯体[例えばPt{P(OPh)3}4]等が挙げられる。
反応効率の点から、触媒としては、塩化白金酸、及び白金ジビニルジシロキサン錯体等の白金触媒が好ましい。
触媒の種類は特に限定されないが、コバルト、ニッケル、マンガン、イリジウム、白金、パラジウム、及びロジウム等の金属;これらの金属の錯体等の、従来知られるヒドロシリル化触媒を用いることができる。
具体的には、アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の担体に白金を担持させた触媒;塩化白金酸;塩化白金酸とアルコールやアルデヒドやケトン等とからなる塩化白金酸錯体;白金-オレフィン錯体[例えばPt(CH2=CH2)2(PPh3)、Pt(CH2=CH2)2Cl2];白金ジビニルジシロキサン錯体[例えばPt{(vinyl)Me2SiOSiMe2(vinyl)}、Pt{Me(vinyl)SiO}4];白金-ホスフィン錯体[例えばPh(PPh3)4、Pt(PBu3)4];白金-ホスファイト錯体[例えばPt{P(OPh)3}4]等が挙げられる。
反応効率の点から、触媒としては、塩化白金酸、及び白金ジビニルジシロキサン錯体等の白金触媒が好ましい。
触媒の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)の質量に対して、1質量ppm以上1000質量ppm以下が好ましく、5質量ppm以上800質量ppm以下がより好ましく、10質量ppm以上500質量ppm以下がさらに好ましい。
水酸基含有化合物(E)の使用量は特に限定されない。水酸基含有化合物(E)の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が有するSi-H基の量と、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)に含まれるSi-H基を有する化合物に由来するSi-H基の量との合計に応じて適宜決定してよい。水酸基含有化合物(E)の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)100質量部に対して、0.1質量部以上が好ましく、0.5質量部以上がより好ましく、1質量部以上がさらに好ましい。水酸基含有化合物(E)の使用量の上限は特に限定されない。水酸基含有化合物(E)の使用量は、例えば、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)100質量部に対して100質量部以下でもよく、50質量部以下でもよく、10質量部以下でもよい。
水酸基含有化合物(E)の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)100質量部に対して、0.1質量部以上100質量部以下、0.5質量部以上50質量部以下、又は1質量部以上10質量部以下であってもよい。
通常、反応終了後に、未反応の水酸基含有化合物(E)は、生成したポリオキシアルキレン系重合体(A)から留去される。このため、水酸基含有化合物(E)の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下や、0.1質量部以上5質量部以下のような少量が好ましい。
水酸基含有化合物(E)の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)100質量部に対して、0.1質量部以上100質量部以下、0.5質量部以上50質量部以下、又は1質量部以上10質量部以下であってもよい。
通常、反応終了後に、未反応の水酸基含有化合物(E)は、生成したポリオキシアルキレン系重合体(A)から留去される。このため、水酸基含有化合物(E)の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下や、0.1質量部以上5質量部以下のような少量が好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が有するSi-H基、及びポリオキシアルキレン系重合体(A1)に含まれるSi-H基を有する化合物に由来するSi-H基と、水酸基含有化合物(E)との反応は、溶媒の存在下で行われても、溶媒の不存在下で行われてもよい。
通常、反応終了後に、溶媒は、ポリオキシアルキレン系重合体(A)から留去される。このため、上記の反応は、溶媒の不存在下で行われるのが好ましい。
溶媒の好適な具体例としては、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が挙げられる。
通常、反応終了後に、溶媒は、ポリオキシアルキレン系重合体(A)から留去される。このため、上記の反応は、溶媒の不存在下で行われるのが好ましい。
溶媒の好適な具体例としては、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が挙げられる。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が有するSi-H基、及びポリオキシアルキレン系重合体(A1)に含まれるSi-H基を有する化合物に由来するSi-H基と、水酸基含有化合物(E)との反応温度は、反応が所望する程度に進行する限り特に限定されない。
反応温度は、例えば、0℃以上150℃以下が好ましく、30℃以上120℃以下がより好ましく、50℃以上100℃以下がさらに好ましい。
反応温度は、例えば、0℃以上150℃以下が好ましく、30℃以上120℃以下がより好ましく、50℃以上100℃以下がさらに好ましい。
以上のようにして、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)と、水酸基含有化合物(E)とを反応させて、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させた後、必要に応じて、ポリオキシアルキレン系重合体(A)から揮発分を留去して、ポリオキシアルキレン系重合体(A)が得られる。
前述の通り、上記の方法によれば、ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が有するSi-H基、及びポリオキシアルキレン系重合体(A1)に含まれるSi-H基を有する化合物に由来するSi-H基を含まないか、もしくは少量しか含まないポリオキシアルキレン系重合体(A)が得られる。
その結果、ポリオキシアルキレン系重合体(A)や、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む硬化性組成物を保管する際に、水素ガスの発生に起因する保管容器の膨張や、ポリオキシアルキレン系重合体(A)を含む硬化性組成物を硬化させる際の、水素ガスの発生に起因する気泡の発生が抑制される。水素ガスの発生は、Si-H基に由来する
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、Si-H基の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N1
tに対する、加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N1
tが0.85以上1.00以下であるのが好ましく、0.90以上1.00以下であるのがより好ましく、0.95以上1.00以下であるのがさらに好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N2 tに対する、加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N2 tが0.85以上1.00以下であるのが好ましく、0.90以上1.00以下であるのがより好ましく、0.95以上1.00以下であるのがさらに好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、式(2)で表される加水分解性シリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N3 tに対する、加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N3 tが0.85以上1.00以下であるのが好ましく、0.90以上1.00以下であるのがより好ましく、0.95以上1.00以下であるのがさらに好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N2 tに対する、加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N2 tが0.85以上1.00以下であるのが好ましく、0.90以上1.00以下であるのがより好ましく、0.95以上1.00以下であるのがさらに好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、式(2)で表される加水分解性シリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N3 tに対する、加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N3 tが0.85以上1.00以下であるのが好ましく、0.90以上1.00以下であるのがより好ましく、0.95以上1.00以下であるのがさらに好ましい。
また、N1
tに対する、Si-H基の数NSi-Hの比率である、NSi-H/N1
tが0.00以上0.05未満であるのが好ましく、0.00以上0.10以下であるのがより好ましく、0.00以上0.05以下であるのがさらに好ましい。
N2 tに対する、Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)の数Na2-1の比率である、Na2-1/N2 tは、0.00以上0.05未満であるのが好ましく、0.00以上0.10以下であるのがより好ましく、0.00以上0.05以下であるのがさらに好ましい。
N3 tに対する、式(2)で表される加水分解性シリル基(a2-2)の数Na2-2の比率である、Na2-2/N3 tは、0.00以上0.05未満であるのが好ましく、0.00以上0.10以下であるのがより好ましく、0.00以上0.05以下であるのがさらに好ましい。
N2 tに対する、Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)の数Na2-1の比率である、Na2-1/N2 tは、0.00以上0.05未満であるのが好ましく、0.00以上0.10以下であるのがより好ましく、0.00以上0.05以下であるのがさらに好ましい。
N3 tに対する、式(2)で表される加水分解性シリル基(a2-2)の数Na2-2の比率である、Na2-2/N3 tは、0.00以上0.05未満であるのが好ましく、0.00以上0.10以下であるのがより好ましく、0.00以上0.05以下であるのがさらに好ましい。
Na1/N1
t、Na1/N2
t、Na1/N3
t、NSi-H/N2
t、及びNa2-2/N3
tは、1H NMRにより、加水分解性シリル基(a1)、加水分解性シリル基(a2-2)、Si-H基、1-プロペニル基、プロピル基、及びアリル基の各基に相当するシグナルの積分値に基づいて決定することができる。例えば、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重クロロホルムに溶解させた試料を用いて、1H NMR測定を行う場合、加水分解性シリル基(a1)、Si-H基、加水分解性シリル基(a2-1)、加水分解性シリル基(a2-2)、1-プロペニル基、プロピル基、及びアリル基のピークは明確に区別できる。
例えば、加水分解性シリル基(a1)の一例である3-(ジメトキシメチルシリル)プロピルオキシ基について、0.6ppm付近に2個のプロトンに由来するピークが観測される。Si-H基について、4.5ppm付近に1個のプロトンに由来するピークが観測される。原料のヒドロシラン化合物(C)に由来するSi-H基について、4.5ppm付近に1個のプロトンに由来するピークが観測されるが、前者は減圧除去によりほとんど低減せず、後者は減圧除去により容易に低減、もしくは消失することから区別できる。
また、1-プロペニル基に由来するピークが、5.9~6.3ppm付近に、1個のプロトンに由来する複数のピークとして観測される。また、プロピル基に由来するピークが、0.9ppm付近に3個のプロトンに由来するピークとして観測される。また、アリル基に由来するピークが、5.1~5.3ppm付近に2個のプロトンに由来する2個のピークとして観測される。これらのピークの積分値に基づいて上記の種々の割合を決定することができる。
また、1-プロペニル基に由来するピークが、5.9~6.3ppm付近に、1個のプロトンに由来する複数のピークとして観測される。また、プロピル基に由来するピークが、0.9ppm付近に3個のプロトンに由来するピークとして観測される。また、アリル基に由来するピークが、5.1~5.3ppm付近に2個のプロトンに由来する2個のピークとして観測される。これらのピークの積分値に基づいて上記の種々の割合を決定することができる。
≪硬化性組成物≫
硬化性組成物は、前述の方法により製造され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)を、ポリオキシアルキレン系重合体として含む。
また、硬化性組成物は、ポリオキシアルキレン系重合体を硬化させる成分として硬化触媒を含む。
硬化性組成物は、前述の方法により製造され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)を、ポリオキシアルキレン系重合体として含む。
また、硬化性組成物は、ポリオキシアルキレン系重合体を硬化させる成分として硬化触媒を含む。
以下、硬化性組成物に含まれ得る、ポリオキシアルキレン系重合体以外の成分について説明する。
(硬化触媒)
硬化性組成物は、加水分解性シリル基を加水分解・縮合させる反応、すなわち硬化反応を促進する目的で、硬化触媒を含有する。
硬化性組成物は、加水分解性シリル基を加水分解・縮合させる反応、すなわち硬化反応を促進する目的で、硬化触媒を含有する。
硬化触媒としては、従来公知の触媒を使用することができる。具体的には、有機錫化合物、カルボン酸金属塩、アミン化合物、カルボン酸、アルコキシ金属、無機酸、及びこれらの混合物等を、硬化触媒として使用できる。
有機錫化合物の具体例としては、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクタノエート、ジブチル錫ビス(ブチルマレエート)、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ビス(アセチルアセトナート)、ジブチル錫オキサイドとシリケート化合物との反応物、ジブチル錫オキサイドとフタル酸エステルとの反応物、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ビス(エチルマレエート)、ジオクチル錫ビス(オクチルマレエート)、ジオクチル錫ビス(アセチルアセトナート)、ジオクチル錫ジステアレート、ジオクチル錫オキサイド、及びジオクチル錫オキサイドとシリケート化合物との反応物等が挙げられる。これらの中では、近年の環境への関心の高まりから、ジオクチル錫化合物が好ましい。
カルボン酸金属塩の具体例としては、カルボン酸錫、カルボン酸ビスマス、カルボン酸チタン、カルボン酸ジルコニウム、カルボン酸鉄、カルボン酸カリウム、及びカルボン酸カルシウム等が挙げられる。カルボン酸金属塩としては下記のカルボン酸と各種金属とを組み合わせることができる。
アミン化合物の具体例としては、オクチルアミン、2-エチルヘキシルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、ピペリジン、4-メチルピペリジン、ヘキサメチレンイミン等のアミン類;ピリジン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン-7(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン-5(DBN)等の含窒素複素環式化合物;グアニジン、フェニルグアニジン、ジフェニルグアニジン等のグアニジン類;ブチルビグアニド、1-o-トリルビグアニドや1-フェニルビグアニド等のビグアニド類;ケチミン化合物等が挙げられる。
カルボン酸の具体例としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、2-エチルヘキサン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ネオデカン酸、及びバーサチック酸等が挙げられる。
アルコキシ金属の具体例としては、テトラブチルチタネート、チタンテトラキス(アセチルアセトナート)、チタンエチルアセトアセテート、及びジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトセテート)等のチタン化合物;アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)、及び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アルミニウム化合物;ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)等のジルコニウム化合物が挙げられる。
その他の硬化触媒として、フッ素アニオン含有化合物、光酸発生剤、及び光塩基発生剤等を使用できる。
硬化触媒として、異なる2種類以上の触媒を併用してもよい。例えば、前述のアミン化合物とカルボン酸とを併用したり、アミン化合物とアルコキシ金属とを併用したりすることで、硬化反応の反応性が向上し得る。
硬化触媒の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して、0.001質量部以上20質量部以下が好ましく、0.01質量部以上15質量部以下がより好ましく、0.01質量部以上10質量部以下が特に好ましい。
硬化触媒の種類によっては、硬化性組成物が硬化した後に、硬化物の表面に硬化触媒が染み出したり、硬化物表面が硬化触媒で汚染される場合がある。このような場合、硬化触媒の使用量が、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して0.01質量部以上3.0質量部以下であるのが好ましい。この場合、硬化性を確保しながら、硬化物の表面状態を良好に保てる。
硬化触媒の種類によっては、硬化性組成物が硬化した後に、硬化物の表面に硬化触媒が染み出したり、硬化物表面が硬化触媒で汚染される場合がある。このような場合、硬化触媒の使用量が、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して0.01質量部以上3.0質量部以下であるのが好ましい。この場合、硬化性を確保しながら、硬化物の表面状態を良好に保てる。
硬化性組成物には、その他の添加剤として、シリコン化合物、接着性付与剤、可塑剤、溶剤、希釈剤、シリケート、充填剤、タレ防止剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、物性調整剤、粘着付与樹脂、エポキシ基を含有する化合物、光硬化性物質、酸素硬化性物質、表面性改良剤、エポキシ樹脂、その他の樹脂、難燃剤、発泡剤を添加してもよい。
また、硬化性組成物には、硬化性組成物、又は硬化物の諸物性の調整を目的として、必要に応じて各種添加剤を添加してもよい。このような添加物の例としては、例えば、硬化性調整剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、オゾン劣化防止剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、及び防かび剤等が挙げられる。
また、硬化性組成物には、硬化性組成物、又は硬化物の諸物性の調整を目的として、必要に応じて各種添加剤を添加してもよい。このような添加物の例としては、例えば、硬化性調整剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、オゾン劣化防止剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、及び防かび剤等が挙げられる。
(充填剤)
硬化性組成物には、種々の充填剤を配合できる。充填剤としては、重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、クレー、タルク、酸化チタン、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、無水ケイ酸、含水ケイ酸、カーボンブラック、酸化第二鉄、アルミニウム微粉末、酸化亜鉛、活性亜鉛華、PVC粉末、PMMA粉末、ガラス繊維、及びフィラメント等が挙げられる。
硬化性組成物には、種々の充填剤を配合できる。充填剤としては、重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、クレー、タルク、酸化チタン、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、無水ケイ酸、含水ケイ酸、カーボンブラック、酸化第二鉄、アルミニウム微粉末、酸化亜鉛、活性亜鉛華、PVC粉末、PMMA粉末、ガラス繊維、及びフィラメント等が挙げられる。
充填剤の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して、1質量部以上300質量部以下が好ましく、10質量部以上250質量部以下がより好ましい。
硬化物の軽量化(低比重化)の目的で、硬化性組成物に、有機バルーン、及び/又は無機バルーンを添加してもよい。バルーンは、内部が中空の球状充填剤である。バルーンの材料としては、ガラス、シラス、及びシリカ等の無機材料、並びにフェノール樹脂、尿素樹脂、ポリスチレン、及びサラン等の有機材料が挙げられる。
バルーンの使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して、0.1質量部以上100質量部以下が好ましく、1質量部以上20質量部以下がより好ましい。
(接着性付与剤)
硬化性組成物には、接着性付与剤を添加できる。接着性付与剤としては、シランカップリング剤、及びシランカップリング剤の反応物が挙げられる。
硬化性組成物には、接着性付与剤を添加できる。接着性付与剤としては、シランカップリング剤、及びシランカップリング剤の反応物が挙げられる。
シランカップリング剤の具体例としては、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-β-アミノエチル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β-アミノエチル-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、及び(2-アミノエチル)アミノメチルトリメトキシシラン等のアミノ基含有シラン;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、γ-イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、α-イソシアネートメチルトリメトキシシラン、及びα-イソシアネートメチルジメトキシメチルシラン等のイソシアネート基含有シラン;γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、及びγ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のメルカプト基含有シラン;γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及びβ-(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等のエポキシ基含有シラン等が挙げられる。
また、アミノ基含有シランの縮合物、アミノ基含有シランと他のアルコキシシランとの縮合物等の各種シランカップリング剤の縮合物;アミノ基含有シランとエポキシ基含有シランの反応物、アミノ基含有シランと(メタ)アクリル基含有シランの反応物等の各種シランカップリング剤の反応物も、接着性付与剤として使用できる。
上記接着性付与剤は1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
また、アミノ基含有シランの縮合物、アミノ基含有シランと他のアルコキシシランとの縮合物等の各種シランカップリング剤の縮合物;アミノ基含有シランとエポキシ基含有シランの反応物、アミノ基含有シランと(メタ)アクリル基含有シランの反応物等の各種シランカップリング剤の反応物も、接着性付与剤として使用できる。
上記接着性付与剤は1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
シランカップリング剤の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下が好ましく、0.5質量部以上10質量部以下がより好ましい。
(可塑剤)
硬化性組成物には、可塑剤を添加できる。可塑剤の具体例としては、ジブチルフタレート、ジイソノニルフタレート(DINP)、ジヘプチルフタレート、ジ(2-エチルヘキシル)フタレート、ジイソデシルフタレート(DIDP)、及びブチルベンジルフタレート等のフタル酸エステル化合物;ビス(2-エチルヘキシル)-1,4-ベンゼンジカルボキシレート等のテレフタル酸エステル化合物;1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル等の非フタル酸エステル化合物;アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、コハク酸ジイソデシル、及びアセチルクエン酸トリブチル等の脂肪族多価カルボン酸エステル化合物;オレイン酸ブチル、及びアセチルリシノール酸メチル等の不飽和脂肪酸エステル化合物;アルキルスルホン酸フェニルエステル;リン酸エステル化合物;トリメリット酸エステル化合物;塩素化パラフィン;アルキルジフェニル、部分水添ターフェニル等の炭化水素系油;プロセスオイル;エポキシ化大豆油、及びエポキシステアリン酸ベンジル等のエポキシ可塑剤等が挙げられる。
硬化性組成物には、可塑剤を添加できる。可塑剤の具体例としては、ジブチルフタレート、ジイソノニルフタレート(DINP)、ジヘプチルフタレート、ジ(2-エチルヘキシル)フタレート、ジイソデシルフタレート(DIDP)、及びブチルベンジルフタレート等のフタル酸エステル化合物;ビス(2-エチルヘキシル)-1,4-ベンゼンジカルボキシレート等のテレフタル酸エステル化合物;1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル等の非フタル酸エステル化合物;アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、コハク酸ジイソデシル、及びアセチルクエン酸トリブチル等の脂肪族多価カルボン酸エステル化合物;オレイン酸ブチル、及びアセチルリシノール酸メチル等の不飽和脂肪酸エステル化合物;アルキルスルホン酸フェニルエステル;リン酸エステル化合物;トリメリット酸エステル化合物;塩素化パラフィン;アルキルジフェニル、部分水添ターフェニル等の炭化水素系油;プロセスオイル;エポキシ化大豆油、及びエポキシステアリン酸ベンジル等のエポキシ可塑剤等が挙げられる。
また、高分子可塑剤を使用できる。高分子可塑剤の具体例としては、ビニル系重合体;ポリエステル系可塑剤;数平均分子量500以上のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオール、及びこれらポリエーテルポリオールのヒドロキシ基をエステル基、エーテル基等に変換した誘導体等のポリエーテル類;ポリスチレン類;ポリブタジエン、ポリブテン、ポリイソブチレン、ブタジエン-アクリロニトリル、及びポリクロロプレン等が挙げられる。
可塑剤は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
可塑剤は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
高分子可塑剤は、反応性シリル基を有していなくても、有していてもよい。高分子可塑剤が反応性シリル基を有する場合、高分子可塑剤が反応性可塑剤として作用し、硬化物からの可塑剤の移行を防止できる。高分子可塑剤が反応性シリル基を有する場合、1分子あたりの反応性シリル基の数の平均は、好ましくは1個以下であり、より好ましくは0.8個以下である。
反応性シリル基を有する可塑剤、特に反応性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体を可塑剤として使用する場合、可塑剤としてのポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量は、含有ポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量より低いことが好ましい。
反応性シリル基を有する可塑剤、特に反応性シリル基を有するポリオキシアルキレン重合体を可塑剤として使用する場合、可塑剤としてのポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量は、含有ポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量より低いことが好ましい。
可塑剤の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して、5質量部以上150質量部以下が好ましく、10質量部以上120質量部以下がより好ましく、20質量部以上100質量部以下がさらに好ましい。
(溶剤、希釈剤)
硬化性組成物には、溶剤、又は希釈剤が添加されてもよい。溶剤、又は希釈剤としては、所望する効果が損なわれない限り特に限定されない。溶剤、又は希釈剤としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アルコール、エステル、ケトン、及びエーテル等を使用できる。
溶剤、又は希釈剤を使用する場合、硬化性組成物を屋内で使用した時の空気への汚染の問題から、溶剤の沸点は、150℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましく、250℃以上が特に好ましい。
溶剤、又は希釈剤は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
硬化性組成物には、溶剤、又は希釈剤が添加されてもよい。溶剤、又は希釈剤としては、所望する効果が損なわれない限り特に限定されない。溶剤、又は希釈剤としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アルコール、エステル、ケトン、及びエーテル等を使用できる。
溶剤、又は希釈剤を使用する場合、硬化性組成物を屋内で使用した時の空気への汚染の問題から、溶剤の沸点は、150℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましく、250℃以上が特に好ましい。
溶剤、又は希釈剤は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
(タレ防止剤)
硬化性組成物には、必要に応じてタレを防止し、作業性を良くするためにタレ防止剤が添加されてもよい。タレ防止剤としては特に限定されない。タレ防止剤としては、例えば、ポリアミドワックス類;水添ヒマシ油誘導体類;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、及びステアリン酸バリウム等の金属石鹸類等が挙げられる。
タレ防止剤は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
硬化性組成物には、必要に応じてタレを防止し、作業性を良くするためにタレ防止剤が添加されてもよい。タレ防止剤としては特に限定されない。タレ防止剤としては、例えば、ポリアミドワックス類;水添ヒマシ油誘導体類;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、及びステアリン酸バリウム等の金属石鹸類等が挙げられる。
タレ防止剤は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
タレ防止剤の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下が好ましい。
(酸化防止剤)
硬化性組成物には、酸化防止剤(老化防止剤)が添加されてもよい。酸化防止剤を使用すると硬化物の耐候性を高めることができる。酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系化合物、モノフェノール系化合物、ビスフェノール系化合物、及びポリフェノール系化合物を例示できる。
例えば、イルガノックス245,イルガノックス1010,イルガノックス1035,イルガノックス1076,イルガノックス1135,イルガノックス1330,及びイルガノックス1520(以上いずれもBASF製);SONGNOX1076(SONGWON製)、及びBHTが、好適な酸化防止剤として例示される。
同様に、チヌビン622LD,チヌビン144,チヌビン292,CHIMASSORB944LD,及びCHIMASSORB119FL(以上いずれもBASF製);アデカスタブLA-57,アデカスタブLA-62,アデカスタブLA-67,アデカスタブLA-63,及びアデカスタブLA-68(以上いずれも株式会社ADEKA製);サノールLS-2626,サノールLS-1114,及びサノールLS-744(以上いずれも三共ライフテック株式会社製);ノクラックCD(大内新興化学工業株式会社製)等のヒンダードアミン系光安定剤を使用することもできる。
他にSONGNOX4120,ナウガード445,及びOKABEST CLX050等の酸化防止剤も使用できる。酸化防止剤の具体例は特開平4-283259号公報や特開平9-194731号公報にも記載されている。
硬化性組成物には、酸化防止剤(老化防止剤)が添加されてもよい。酸化防止剤を使用すると硬化物の耐候性を高めることができる。酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系化合物、モノフェノール系化合物、ビスフェノール系化合物、及びポリフェノール系化合物を例示できる。
例えば、イルガノックス245,イルガノックス1010,イルガノックス1035,イルガノックス1076,イルガノックス1135,イルガノックス1330,及びイルガノックス1520(以上いずれもBASF製);SONGNOX1076(SONGWON製)、及びBHTが、好適な酸化防止剤として例示される。
同様に、チヌビン622LD,チヌビン144,チヌビン292,CHIMASSORB944LD,及びCHIMASSORB119FL(以上いずれもBASF製);アデカスタブLA-57,アデカスタブLA-62,アデカスタブLA-67,アデカスタブLA-63,及びアデカスタブLA-68(以上いずれも株式会社ADEKA製);サノールLS-2626,サノールLS-1114,及びサノールLS-744(以上いずれも三共ライフテック株式会社製);ノクラックCD(大内新興化学工業株式会社製)等のヒンダードアミン系光安定剤を使用することもできる。
他にSONGNOX4120,ナウガード445,及びOKABEST CLX050等の酸化防止剤も使用できる。酸化防止剤の具体例は特開平4-283259号公報や特開平9-194731号公報にも記載されている。
酸化防止剤の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下が好ましく、0.2質量部以上5質量部以下がより好ましい。
(光安定剤)
硬化性組成物には、光安定剤が添加されてもよい。光安定剤を使用すると、硬化物の光酸化劣化を防止できる。光安定剤として、ベンゾトリアゾール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、ベンゾエート系化合物等が例示できる。特にヒンダードアミン系化合物が好ましい。
硬化性組成物には、光安定剤が添加されてもよい。光安定剤を使用すると、硬化物の光酸化劣化を防止できる。光安定剤として、ベンゾトリアゾール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、ベンゾエート系化合物等が例示できる。特にヒンダードアミン系化合物が好ましい。
光安定剤の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下が好ましく、0.2質量部以上5質量部以下がより好ましい。
(紫外線吸収剤)
硬化性組成物には、紫外線吸収剤が添加されてもよい。紫外線吸収剤を使用すると、硬化物の表面耐候性を高めることができる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチレート系化合物、置換アクリロニトリル系化合物、及び金属キレート系化合物等が例示できる。特に、ベンゾトリアゾール系が好ましい。
紫外線吸収剤の好適な具体例としては、チヌビンP、チヌビン213、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン327、チヌビン328、チヌビン329、チヌビン571、チヌビン1600、及びチヌビンB75(以上、BASF製)が挙げられる。
硬化性組成物には、紫外線吸収剤が添加されてもよい。紫外線吸収剤を使用すると、硬化物の表面耐候性を高めることができる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチレート系化合物、置換アクリロニトリル系化合物、及び金属キレート系化合物等が例示できる。特に、ベンゾトリアゾール系が好ましい。
紫外線吸収剤の好適な具体例としては、チヌビンP、チヌビン213、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン327、チヌビン328、チヌビン329、チヌビン571、チヌビン1600、及びチヌビンB75(以上、BASF製)が挙げられる。
紫外線吸収剤の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下が好ましく、0.2質量部以上5質量部以下がより好ましい。
(物性調整剤)
硬化性組成物には、必要に応じて生成する硬化物の引張特性を調整する目的で、物性調整剤が添加されてもよい。物性調整剤としては特に限定されない。
物性調整剤の好適な具体例としては、フェノキシトリメチルシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、及びn-プロピルトリメトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン;ジフェニルジメトキシシラン、及びフェニルトリメトキシシラン等のアリールアルコキシシラン;ジメチルジイソプロペノキシシラン、及びメチルトリイソプロペノキシシラン、及びγ-グリシドキシプロピルメチルジイソプロペノキシシラン等のアルキルイソプロペノキシシラン;トリス(トリメチルシリル)ボレート、及びトリス(トリエチルシリル)ボレート等のトリアルキルシリルボレート;シリコーンワニス;ポリシロキサン等が挙げられる。
物性調整剤を用いることにより、硬化物の硬度を上げたり、逆に硬度を下げ硬化物の破断伸びを向上させ得る。
物性調整剤は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
硬化性組成物には、必要に応じて生成する硬化物の引張特性を調整する目的で、物性調整剤が添加されてもよい。物性調整剤としては特に限定されない。
物性調整剤の好適な具体例としては、フェノキシトリメチルシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、及びn-プロピルトリメトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン;ジフェニルジメトキシシラン、及びフェニルトリメトキシシラン等のアリールアルコキシシラン;ジメチルジイソプロペノキシシラン、及びメチルトリイソプロペノキシシラン、及びγ-グリシドキシプロピルメチルジイソプロペノキシシラン等のアルキルイソプロペノキシシラン;トリス(トリメチルシリル)ボレート、及びトリス(トリエチルシリル)ボレート等のトリアルキルシリルボレート;シリコーンワニス;ポリシロキサン等が挙げられる。
物性調整剤を用いることにより、硬化物の硬度を上げたり、逆に硬度を下げ硬化物の破断伸びを向上させ得る。
物性調整剤は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
特に、加水分解により分子内に1価のシラノール基を有する化合物を生成する化合物は、硬化物の表面のべたつきを悪化させずに硬化物のモジュラスを低下させる作用を有する。
このような化合物としては、特にトリメチルシラノールを生成する化合物が好ましい。加水分解により分子内に1価のシラノール基を有する化合物を生成させる化合物としては、ヘキサノール、オクタノール、フェノール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、及びソルビトール等のアルコールの誘導体であって、加水分解によりシランモノオールを生成するシリコン化合物が挙げられる。
具体的には、フェノキシトリメチルシラン、及びトリス((トリメチルシロキシ)メチル)プロパン等が挙げられる。
このような化合物としては、特にトリメチルシラノールを生成する化合物が好ましい。加水分解により分子内に1価のシラノール基を有する化合物を生成させる化合物としては、ヘキサノール、オクタノール、フェノール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、及びソルビトール等のアルコールの誘導体であって、加水分解によりシランモノオールを生成するシリコン化合物が挙げられる。
具体的には、フェノキシトリメチルシラン、及びトリス((トリメチルシロキシ)メチル)プロパン等が挙げられる。
物性調整剤の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下が好ましく、0.5質量部以上5質量部以下がより好ましい。
(粘着付与樹脂)
硬化性組成物には、基材への接着性や密着性を高める目的、又はその他必要に応じて、粘着付与樹脂が添加されてもよい。粘着付与樹脂としては、特に制限はない。
硬化性組成物には、基材への接着性や密着性を高める目的、又はその他必要に応じて、粘着付与樹脂が添加されてもよい。粘着付与樹脂としては、特に制限はない。
粘着付与樹脂の具体例としては、テルペン系樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、水素添加テルペン樹脂、テルペン-フェノール樹脂、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、キシレン-フェノール樹脂、シクロペンタジエン-フェノール樹脂、クマロンインデン樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル樹脂、水添ロジンエステル樹脂、キシレン樹脂、低分子量ポリスチレン系樹脂、スチレン共重合体樹脂、スチレン系ブロック共重合体、スチレン系ブロック共重合体の水素添加物、石油樹脂(例えば、C5炭化水素樹脂、C9炭化水素樹脂、C5C9炭化水素共重合樹脂等)、水添石油樹脂、及びDCPD樹脂等が挙げられる。
粘着付与樹脂は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
粘着付与樹脂は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
粘着付与樹脂の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して2質量部以上100質量部以下が好ましく、5質量部以上50質量部以下がより好ましく、5質量部以上30質量部以下がさらに好ましい。
(エポキシ基を含有する化合物)
硬化性組成物には、エポキシ基を含有する化合物が添加されてもよい。エポキシ基を有する化合物を使用すると、硬化物の復元性を高めることができる。エポキシ基を有する化合物としては、エポキシ化不飽和油脂類、エポキシ化不飽和脂肪酸エステル類、脂環族エポキシ化合物類、及びエピクロルヒドリン誘導体等のエポキシ化合物、並びにこれらの混合物等が例示できる。
具体的には、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、ビス(2-エチルヘキシル)-4,5-エポキシシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシレート(E-PS)、エポキシオクチルステアレート、及びエポキシブチルステアレート等が、エポキシ基を含有する化合物として挙げられる。
エポキシ基を含有する化合物は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して0.5質量部以上50質量部以下使用されるのが好ましい。
硬化性組成物には、エポキシ基を含有する化合物が添加されてもよい。エポキシ基を有する化合物を使用すると、硬化物の復元性を高めることができる。エポキシ基を有する化合物としては、エポキシ化不飽和油脂類、エポキシ化不飽和脂肪酸エステル類、脂環族エポキシ化合物類、及びエピクロルヒドリン誘導体等のエポキシ化合物、並びにこれらの混合物等が例示できる。
具体的には、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、ビス(2-エチルヘキシル)-4,5-エポキシシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシレート(E-PS)、エポキシオクチルステアレート、及びエポキシブチルステアレート等が、エポキシ基を含有する化合物として挙げられる。
エポキシ基を含有する化合物は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して0.5質量部以上50質量部以下使用されるのが好ましい。
(光硬化性物質)
硬化性組成物には光硬化性物質が添加されてもよい。光硬化性物資を使用すると、硬化物表面に光硬化性物質の皮膜が形成され、硬化物のべたつきや硬化物の耐候性を改善できる。光硬化性物質としては、有機単量体、オリゴマー、樹脂、又はこれらを含む組成物等多くの物質が知られている。代表的な光硬化性物質としては、1つ、又は複数のアクリル系不飽和基を有するか、1つ、又は複数のメタクリル系不飽和基を有するモノマー、オリゴマー、及びこれらの混合物である不飽和アクリル系化合物;ポリケイ皮酸ビニル類;アジド化樹脂等が使用できる。
硬化性組成物には光硬化性物質が添加されてもよい。光硬化性物資を使用すると、硬化物表面に光硬化性物質の皮膜が形成され、硬化物のべたつきや硬化物の耐候性を改善できる。光硬化性物質としては、有機単量体、オリゴマー、樹脂、又はこれらを含む組成物等多くの物質が知られている。代表的な光硬化性物質としては、1つ、又は複数のアクリル系不飽和基を有するか、1つ、又は複数のメタクリル系不飽和基を有するモノマー、オリゴマー、及びこれらの混合物である不飽和アクリル系化合物;ポリケイ皮酸ビニル類;アジド化樹脂等が使用できる。
光硬化性物質の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下が好ましく、0.5質量部以上10質量部以下がより好ましい。
(酸素硬化性物質)
硬化性組成物には酸素硬化性物質が添加されてもよい。酸素硬化性物質としては、空気中の酸素と反応し得る不飽和化合物を例示できる。酸素硬化性物質は、空気中の酸素と反応して硬化物の表面付近に硬化皮膜を形成し表面のべたつきや硬化物表面へのゴミやホコリの付着を防止する等の作用を示す。
酸素硬化性物質の具体例としては、キリ油、及びアマニ油等に代表される乾性油;乾性油を変性して得られる各種アルキッド樹脂;乾性油により変性されたアクリル系重合体、エポキシ系樹脂、又はシリコン樹脂;ブタジエン、クロロプレン、イソプレン、及び1,3-ペンタジエン等のジエン系化合物を単独重合、又は共重合させて得られる、1,2-ポリブタジエン、1,4-ポリブタジエン、及びC5~C8ジエンの重合体等の液状重合体等が挙げられる。
酸素硬化性物質は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
硬化性組成物には酸素硬化性物質が添加されてもよい。酸素硬化性物質としては、空気中の酸素と反応し得る不飽和化合物を例示できる。酸素硬化性物質は、空気中の酸素と反応して硬化物の表面付近に硬化皮膜を形成し表面のべたつきや硬化物表面へのゴミやホコリの付着を防止する等の作用を示す。
酸素硬化性物質の具体例としては、キリ油、及びアマニ油等に代表される乾性油;乾性油を変性して得られる各種アルキッド樹脂;乾性油により変性されたアクリル系重合体、エポキシ系樹脂、又はシリコン樹脂;ブタジエン、クロロプレン、イソプレン、及び1,3-ペンタジエン等のジエン系化合物を単独重合、又は共重合させて得られる、1,2-ポリブタジエン、1,4-ポリブタジエン、及びC5~C8ジエンの重合体等の液状重合体等が挙げられる。
酸素硬化性物質は、1種類のみで使用されてもよく、2種類以上を混合して使用されてもよい。
酸素硬化性物質の使用量は、ポリオキシアルキレン系重合体100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下が好ましく、0.5質量部以上10質量部以下がより好ましい。特開平3-160053号公報に記載されているように酸素硬化性物質は光硬化性物質と併用して使用されるのが好ましい。
(エポキシ樹脂)
硬化性組成物には、エポキシ樹脂が添加されてもよい。エポキシ樹脂が添加された硬化性組成物は、接着剤として好ましく、外壁タイル用接着剤として特に好ましい。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、及びノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
硬化性組成物には、エポキシ樹脂が添加されてもよい。エポキシ樹脂が添加された硬化性組成物は、接着剤として好ましく、外壁タイル用接着剤として特に好ましい。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、及びノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
エポキシ樹脂とポリオキシアルキレン系重合体との使用割合は、質量比で、ポリオキシアルキレン系重合体/エポキシ樹脂として、100/1~1/100の範囲内であるのが好ましい。
硬化性組成物にエポキシ樹脂が添加される場合、硬化性組成物には、エポキシ樹脂とともに、エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤が添加されてもよい。
エポキシ樹脂硬化剤としては、特に制限はなく、一般に使用されているエポキシ樹脂硬化剤を使用できる。
エポキシ樹脂硬化剤としては、特に制限はなく、一般に使用されているエポキシ樹脂硬化剤を使用できる。
エポキシ樹脂用の硬化剤が使用される場合、硬化剤の使用量は、エポキシ樹脂100質量部に対して0.1質量部以上300質量部以下の範囲内が好ましい。
以上説明した硬化性組成物を、硬化性組成物の用途に応じた方法にて、硬化させることで、硬化物が形成される。
≪硬化性組成物の調製≫
硬化性組成物は、すべての配合成分を予め配合密封保存し、施工後空気中の湿気により硬化する1成分型として調製可能である。
また、硬化剤として別途、硬化触媒、充填材、可塑剤、水等の成分を配合しておき、該配合材と、ポリオキシアルキレン系重合体を含む重合体組成物とを使用前に混合する2成分型として調製することもできる。作業性の点からは、1成分型が好ましい。
硬化性組成物は、すべての配合成分を予め配合密封保存し、施工後空気中の湿気により硬化する1成分型として調製可能である。
また、硬化剤として別途、硬化触媒、充填材、可塑剤、水等の成分を配合しておき、該配合材と、ポリオキシアルキレン系重合体を含む重合体組成物とを使用前に混合する2成分型として調製することもできる。作業性の点からは、1成分型が好ましい。
硬化性組成物が1成分型の場合、すべての配合成分が予め配合される。このため、水分を含有する配合成分は予め脱水乾燥してから使用するか、また配合混練中に減圧等により脱水されるのが好ましい。
また、脱水乾燥法に加えて、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、及びγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物が硬化性組成物に添加されることにより、硬化性組成物の貯蔵安定性がさらに向上する。
また、脱水乾燥法に加えて、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、及びγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物が硬化性組成物に添加されることにより、硬化性組成物の貯蔵安定性がさらに向上する。
≪硬化性組成物の用途≫
硬化性組成物は、建築用シーリング材や工業用接着剤、防水塗膜形成用組成物、粘着剤原料等として使用することができる。また、建造物、船舶、自動車、及び道路等の密封剤として硬化性組成物を使用することができる。さらに、硬化性組成物は、単独あるいはプライマーの助けを借りてガラス、磁器、木材、金属、及び樹脂成形物等の広範囲の基材に密着し得る。このため、硬化性組成物は、種々のタイプの密封組成物及び接着組成物としても使用することができる。硬化性組成物は、通常の接着剤のほかに、コンタクト接着剤としても使用可能である。さらに、硬化性組成物は、食品包装材料、注型ゴム材料、型取り用材料、塗料としても有用である。上記の硬化性組成物の硬化物は低吸水性を示す。このため、上記の硬化性組成物、及びその硬化物は、特にシーリング材、防水用接着剤、防水塗膜等の防水材料の用途に好適である。
硬化性組成物は、建築用シーリング材や工業用接着剤、防水塗膜形成用組成物、粘着剤原料等として使用することができる。また、建造物、船舶、自動車、及び道路等の密封剤として硬化性組成物を使用することができる。さらに、硬化性組成物は、単独あるいはプライマーの助けを借りてガラス、磁器、木材、金属、及び樹脂成形物等の広範囲の基材に密着し得る。このため、硬化性組成物は、種々のタイプの密封組成物及び接着組成物としても使用することができる。硬化性組成物は、通常の接着剤のほかに、コンタクト接着剤としても使用可能である。さらに、硬化性組成物は、食品包装材料、注型ゴム材料、型取り用材料、塗料としても有用である。上記の硬化性組成物の硬化物は低吸水性を示す。このため、上記の硬化性組成物、及びその硬化物は、特にシーリング材、防水用接着剤、防水塗膜等の防水材料の用途に好適である。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
すなわち、本発明は、以下を含む。
<1> アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)と、ヒドロシラン化合物(C)とのヒドロシリル化により、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(A1)を生成させることと、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させてポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させることと、を含み、
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量が3,000超であり、
ヒドロシリル化は、ヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下に行われ、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、下記式(1):
(1)
(式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、aは、0、1、又は2である。)
で表される加水分解性シリル基(a1)を有し、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、Si-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含む、ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<2> ポリオキシアルキレン系重合体(A1)がSi-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)を有する、<1>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<3> 加水分解性シリル基(a2-1)が、下記式(2):
(2)
(式(2)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様であり、bは、1、又は2であり、a+bは、1以上3以下である。)
で表される加水分解性シリル基(a2-2)である、<2>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<4> ポリオキシアルキレン系重合体(A)において、加水分解性シリル基(a1)の数、加水分解性シリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N3 tに対する、前記加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N3 tが0.85以上1.00以下であり、
前記N3 tに対する、前記加水分解性シリル基(a2-2)の数Na2-2の比率である、Na2-2/N3 tが0.00以上0.05未満である、<3>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<5> Na1/N3 tが、0.95以上1.00以下である、<4>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<6> ヒドロシリル化反応触媒(D)がルテニウム錯体(D1)である、<1>~<5>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法の製造方法。
<7> ルテニウム錯体(D1)が、化合物(F)に由来する配位子(F1)を有し、
化合物(F)が、1分子中に、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合と、少なくとも1つの電子吸引性基とを有し、
電子吸引性基の少なくとも1つが、炭素-炭素二重結合を構成する炭素原子に結合している、<6>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<8> 化合物(F)が、ベンゼン環骨格、又はノルボルナジエン骨格を有する、<7>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<9> 化合物(F)が、電子吸引性基として、フルオロ基、ブロモ基、及びヨード基からなる群より選択される少なくとも1種を有する、<7>、又は<8>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<10> 化合物(F)が、2,3-ジブロモノルボルナジエン、1,4-ジブロモベンゼン、1-ブロモ-3,5-ジフルオロベンゼン、1-ブロモ-2,6-ジフルオロベンゼン、1,4-ジヨードベンゼン、及び1,3,5-トリブロモベンゼンからなる群より選択される1種以上である、<7>~<9>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<11> ヒドロシリル化が、化合物(F)の存在下に行われ、
化合物(F)が、1分子中に、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合と、少なくとも1つの電子吸引性基とを有し、
電子吸引性基の少なくとも1つが、炭素-炭素二重結合を構成する炭素原子に結合している、<6>~<10>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<12> 化合物(F)が、ベンゼン環骨格、又はノルボルナジエン骨格を有する、<11>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<13> 化合物(F)が、電子吸引性基として、フルオロ基、ブロモ基、及びヨード基からなる群より選択される少なくとも1種を有する、<11>、又は<12>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<14> 化合物(F)が、2,3-ジブロモノルボルナジエン、1,4-ジブロモベンゼン、1-ブロモ-3,5-ジフルオロベンゼン、1-ブロモ-2,6-ジフルオロベンゼン、1,4-ジヨードベンゼン、及び1,3,5-トリブロモベンゼンからなる群より選択される1種以上である、<11>~<13>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<15> ヒドロシリル化において、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基1.0モルに対して、3.0モル以上のヒドロシラン化合物(C)が使用される、<1>~<14>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<16> 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であって、
ポリオキシアルキレン系重合体が、下記式(1):
(1)
(式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、aは、0、1、又は2である。)
で表される加水分解性シリル基(a1)を有し、且つ、Si-H基を有していてもよく、
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、Si-H基の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N1 tに対する、前記加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N1 tが0.85以上1.00以下であり、
N1 tに対する、前記Si-H基の数NSi-Hの比率である、NSi-H/N1 tが0.00以上0.05未満である、ポリオキシアルキレン系重合体。
<17> ポリオキシアルキレン系重合体が、Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)を有していてもよく、
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、加水分解性シリル基(a2-1)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N2 tに対する、加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N2 tが0.85以上1.00以下であり、
N2 tに対する、加水分解性シリル基(a2-1)の数Na2-1の比率である、Na2-1/N2 tが0.00以上0.05未満である、<16>に記載のポリオキシアルキレン系重合体。
<18> ポリオキシアルキレン系重合体が、下記式(2):
(2)
(式(2)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様であり、bは、1、又は2であり、a+bは、1以上3以下である。)
で表される加水分解性シリル基(a2-2)を有していてもよく、
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、加水分解性シリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N3 tに対する、加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N3 tが0.85以上1.00以下であり、
N3 tに対する、加水分解性シリル基(a2)の数の比率である、Na2-2/N3 tが0.00以上0.05未満である、<17>に記載のポリオキシアルキレン系重合体。
<19> Na1/N1 tが、0.95以上1.00以下である、<16>に記載のポリオキシアルキレン系重合体。
<20> <16>~<19>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体と、硬化触媒とを含む硬化性組成物。
<21> <20>に記載の硬化性組成物の硬化物。
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させてポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させることと、を含み、
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量が3,000超であり、
ヒドロシリル化は、ヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下に行われ、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、下記式(1):
(式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、aは、0、1、又は2である。)
で表される加水分解性シリル基(a1)を有し、
ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、Si-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含む、ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<2> ポリオキシアルキレン系重合体(A1)がSi-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)を有する、<1>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<3> 加水分解性シリル基(a2-1)が、下記式(2):
(式(2)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様であり、bは、1、又は2であり、a+bは、1以上3以下である。)
で表される加水分解性シリル基(a2-2)である、<2>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<4> ポリオキシアルキレン系重合体(A)において、加水分解性シリル基(a1)の数、加水分解性シリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N3 tに対する、前記加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N3 tが0.85以上1.00以下であり、
前記N3 tに対する、前記加水分解性シリル基(a2-2)の数Na2-2の比率である、Na2-2/N3 tが0.00以上0.05未満である、<3>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<5> Na1/N3 tが、0.95以上1.00以下である、<4>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<6> ヒドロシリル化反応触媒(D)がルテニウム錯体(D1)である、<1>~<5>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法の製造方法。
<7> ルテニウム錯体(D1)が、化合物(F)に由来する配位子(F1)を有し、
化合物(F)が、1分子中に、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合と、少なくとも1つの電子吸引性基とを有し、
電子吸引性基の少なくとも1つが、炭素-炭素二重結合を構成する炭素原子に結合している、<6>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<8> 化合物(F)が、ベンゼン環骨格、又はノルボルナジエン骨格を有する、<7>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<9> 化合物(F)が、電子吸引性基として、フルオロ基、ブロモ基、及びヨード基からなる群より選択される少なくとも1種を有する、<7>、又は<8>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<10> 化合物(F)が、2,3-ジブロモノルボルナジエン、1,4-ジブロモベンゼン、1-ブロモ-3,5-ジフルオロベンゼン、1-ブロモ-2,6-ジフルオロベンゼン、1,4-ジヨードベンゼン、及び1,3,5-トリブロモベンゼンからなる群より選択される1種以上である、<7>~<9>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<11> ヒドロシリル化が、化合物(F)の存在下に行われ、
化合物(F)が、1分子中に、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合と、少なくとも1つの電子吸引性基とを有し、
電子吸引性基の少なくとも1つが、炭素-炭素二重結合を構成する炭素原子に結合している、<6>~<10>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<12> 化合物(F)が、ベンゼン環骨格、又はノルボルナジエン骨格を有する、<11>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<13> 化合物(F)が、電子吸引性基として、フルオロ基、ブロモ基、及びヨード基からなる群より選択される少なくとも1種を有する、<11>、又は<12>に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<14> 化合物(F)が、2,3-ジブロモノルボルナジエン、1,4-ジブロモベンゼン、1-ブロモ-3,5-ジフルオロベンゼン、1-ブロモ-2,6-ジフルオロベンゼン、1,4-ジヨードベンゼン、及び1,3,5-トリブロモベンゼンからなる群より選択される1種以上である、<11>~<13>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<15> ヒドロシリル化において、ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有するアリル基1.0モルに対して、3.0モル以上のヒドロシラン化合物(C)が使用される、<1>~<14>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
<16> 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であって、
ポリオキシアルキレン系重合体が、下記式(1):
(式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、aは、0、1、又は2である。)
で表される加水分解性シリル基(a1)を有し、且つ、Si-H基を有していてもよく、
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、Si-H基の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N1 tに対する、前記加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N1 tが0.85以上1.00以下であり、
N1 tに対する、前記Si-H基の数NSi-Hの比率である、NSi-H/N1 tが0.00以上0.05未満である、ポリオキシアルキレン系重合体。
<17> ポリオキシアルキレン系重合体が、Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)を有していてもよく、
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、加水分解性シリル基(a2-1)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N2 tに対する、加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N2 tが0.85以上1.00以下であり、
N2 tに対する、加水分解性シリル基(a2-1)の数Na2-1の比率である、Na2-1/N2 tが0.00以上0.05未満である、<16>に記載のポリオキシアルキレン系重合体。
<18> ポリオキシアルキレン系重合体が、下記式(2):
(式(2)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様であり、bは、1、又は2であり、a+bは、1以上3以下である。)
で表される加水分解性シリル基(a2-2)を有していてもよく、
ポリオキシアルキレン系重合体において、加水分解性シリル基(a1)の数、加水分解性シリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N3 tに対する、加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N3 tが0.85以上1.00以下であり、
N3 tに対する、加水分解性シリル基(a2)の数の比率である、Na2-2/N3 tが0.00以上0.05未満である、<17>に記載のポリオキシアルキレン系重合体。
<19> Na1/N1 tが、0.95以上1.00以下である、<16>に記載のポリオキシアルキレン系重合体。
<20> <16>~<19>のいずれか1つに記載のポリオキシアルキレン系重合体と、硬化触媒とを含む硬化性組成物。
<21> <20>に記載の硬化性組成物の硬化物。
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。本発明は、下記実施例に限定されない。
実施例中の数平均分子量は以下の条件で測定したGPC分子量である。
送液システム:東ソー製HLC-8420GPC
カラム:東ソー製TSKgel SuperHシリーズ
溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
分子量:ポリスチレン換算
測定温度:40℃
送液システム:東ソー製HLC-8420GPC
カラム:東ソー製TSKgel SuperHシリーズ
溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
分子量:ポリスチレン換算
測定温度:40℃
シリル基、1-プロペニル基、プロピル基、又はアリル基等の収率の算出は、下記の核磁気共鳴装置(NMR)を用いて、1H NMR測定により行った。
装置:AVANCE III HD500型デジタル装置(BRUKER社製)
装置:AVANCE III HD500型デジタル装置(BRUKER社製)
(合成例1)
数平均分子量が約4,500のポリオキシプロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキサイドの重合を行い、両末端に水酸基を有する数平均分子量27,600の水酸基含有ポリオキシアルキレン系重合体(H-1)を得た。
重合体(H-1)に対して、重合体(H-1)の水酸基に対して1.1mol当量のナトリウムメトキシドを28%メタノール溶液として添加した。得られた金光物からメタノールを減圧留去した後、重合体(H-1)の水酸基に対して1.3mol当量の塩化アリルを添加して130℃で1時間反応を行った。その後、反応液から未反応の塩化アリルを減圧留去した。得られた未精製のアリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体をn-ヘキサン及び水と混合撹拌した後、遠心分離により水を除去した。得られたヘキサン溶液からヘキサンを減圧留去することでポリマー中の金属塩を除去した。以上により、アリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(B-1)を得た。
数平均分子量が約4,500のポリオキシプロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキサイドの重合を行い、両末端に水酸基を有する数平均分子量27,600の水酸基含有ポリオキシアルキレン系重合体(H-1)を得た。
重合体(H-1)に対して、重合体(H-1)の水酸基に対して1.1mol当量のナトリウムメトキシドを28%メタノール溶液として添加した。得られた金光物からメタノールを減圧留去した後、重合体(H-1)の水酸基に対して1.3mol当量の塩化アリルを添加して130℃で1時間反応を行った。その後、反応液から未反応の塩化アリルを減圧留去した。得られた未精製のアリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体をn-ヘキサン及び水と混合撹拌した後、遠心分離により水を除去した。得られたヘキサン溶液からヘキサンを減圧留去することでポリマー中の金属塩を除去した。以上により、アリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(B-1)を得た。
(比較例1)
重合体(B-1)の質量に対して100質量ppmの[RuCl2(nbd)]nと、重合体(B-1)の質量に対して260質量ppmの2,3-ジブロモノルボルナジエンを、重合体(B-1)に対して添加した。nbdは、2,5-ノルボルナジエン配位子である。2,5-ノルボルナジエン配位子は、電子吸引性基を持たない。他方、2,3-ジブロモノルボルナジエンは、電子吸引性基を有し、ルテニウムに配位し得る化合物である。
得られた混合物を、90℃で10分間撹拌した。次いで、重合体(B-1)が有するアリル基に対して5.0mol当量のジメトキシメチルシランを、混合物に添加し、90℃で、重合体(B-1)が有するアリル基とジメトキシメチルシランとのヒドロシリル化反応を行った。反応開始から1時間後に1H NMR測定を行い、重合体(B-1)が有するアリル基が完全に消失したことを確認した。その後、混合物から揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A’-1)を得た。
得られた重合体(A’-1)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の数の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が94%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が5%であり、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基(水素化体)の比率が1%であり、アリル基の比率が0%であった。
重合体(B-1)の質量に対して100質量ppmの[RuCl2(nbd)]nと、重合体(B-1)の質量に対して260質量ppmの2,3-ジブロモノルボルナジエンを、重合体(B-1)に対して添加した。nbdは、2,5-ノルボルナジエン配位子である。2,5-ノルボルナジエン配位子は、電子吸引性基を持たない。他方、2,3-ジブロモノルボルナジエンは、電子吸引性基を有し、ルテニウムに配位し得る化合物である。
得られた混合物を、90℃で10分間撹拌した。次いで、重合体(B-1)が有するアリル基に対して5.0mol当量のジメトキシメチルシランを、混合物に添加し、90℃で、重合体(B-1)が有するアリル基とジメトキシメチルシランとのヒドロシリル化反応を行った。反応開始から1時間後に1H NMR測定を行い、重合体(B-1)が有するアリル基が完全に消失したことを確認した。その後、混合物から揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A’-1)を得た。
得られた重合体(A’-1)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の数の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が94%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が5%であり、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基(水素化体)の比率が1%であり、アリル基の比率が0%であった。
(実施例1)
比較例1で得られた重合体(A’-1)100質量部に対して、重合体(A’-1)の質量に対して50質量ppmの白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液)、及びメタノール3質量部を添加した。重合体(A’-1)とメタノールとを90℃で0.5時間反応させた後、反応液から、揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A-1)を得た。
得られた重合体(A-1)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の数の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が99%、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が0%、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基の比率が1%であり、アリル基の比率が0%であった。
比較例1で得られた重合体(A’-1)100質量部に対して、重合体(A’-1)の質量に対して50質量ppmの白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液)、及びメタノール3質量部を添加した。重合体(A’-1)とメタノールとを90℃で0.5時間反応させた後、反応液から、揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A-1)を得た。
得られた重合体(A-1)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の数の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が99%、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が0%、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基の比率が1%であり、アリル基の比率が0%であった。
(比較例2)
重合体(B-1)の質量に対して240質量ppmの[RuCl2(p-cymene)]nを、重合体(B-1)に対して添加した。p-シメンは、p-シメン配位子である。p-シメン配位子は、電子吸引性基を持たない。
得られた混合物を、90℃で10分間撹拌した。次いで、重合体(B-1)が有するアリル基に対して5.0mol当量のジメトキシメチルシランを混合物に添加し、90℃で、重合体(B-1)が有するアリル基とジメトキシメチルシランとのヒドロシリル化反応を行った。反応開始から1時間後に1H NMR測定を行い、重合体(B-1)が有するアリル基が完全に消失したことを確認した。その後、混合物から揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A’-2)を得た。
得られた重合体(A’-2)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が88%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が5%であり、1-プロペニル基の比率が5%であり、プロピル基の比率が2%であり、アリル基の比率が0%であった。
重合体(B-1)の質量に対して240質量ppmの[RuCl2(p-cymene)]nを、重合体(B-1)に対して添加した。p-シメンは、p-シメン配位子である。p-シメン配位子は、電子吸引性基を持たない。
得られた混合物を、90℃で10分間撹拌した。次いで、重合体(B-1)が有するアリル基に対して5.0mol当量のジメトキシメチルシランを混合物に添加し、90℃で、重合体(B-1)が有するアリル基とジメトキシメチルシランとのヒドロシリル化反応を行った。反応開始から1時間後に1H NMR測定を行い、重合体(B-1)が有するアリル基が完全に消失したことを確認した。その後、混合物から揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A’-2)を得た。
得られた重合体(A’-2)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が88%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が5%であり、1-プロペニル基の比率が5%であり、プロピル基の比率が2%であり、アリル基の比率が0%であった。
(実施例2)
比較例2で得られた重合体(A’-2)100質量部に対して、重合体(A’-2)の質量に対して50質量ppmの白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液)、及びメタノール3質量部を添加した。重合体(A’-2)とメタノールとを90℃で0.5時間反応させた後、反応液から、揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A-2)を得た。
得られた重合体(A-2)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が93%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が0%であり、1-プロペニル基の比率が5%であり、プロピル基の比率が2%であり、アリル基の比率が0%であった。
比較例2で得られた重合体(A’-2)100質量部に対して、重合体(A’-2)の質量に対して50質量ppmの白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液)、及びメタノール3質量部を添加した。重合体(A’-2)とメタノールとを90℃で0.5時間反応させた後、反応液から、揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A-2)を得た。
得られた重合体(A-2)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が93%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が0%であり、1-プロペニル基の比率が5%であり、プロピル基の比率が2%であり、アリル基の比率が0%であった。
(合成例2)
塩化ルテニウム(III)水和物(東京化成工業株式会社製)0.15質量部を含むエタノール溶液を窒素雰囲気下で撹拌しながら、加熱還流下で、炭酸ナトリウム0.064質量部、及び2,3-ジブロモノルボルナジエン(東京化成工業株式会社製)0.36質量部を加えた。上記の条件下で反応液を1時間撹拌した後、反応液中の固形分を濾取した。得られた固形分を減圧下で乾燥して、ルテニウム錯体を得た。
塩化ルテニウム(III)水和物(東京化成工業株式会社製)0.15質量部を含むエタノール溶液を窒素雰囲気下で撹拌しながら、加熱還流下で、炭酸ナトリウム0.064質量部、及び2,3-ジブロモノルボルナジエン(東京化成工業株式会社製)0.36質量部を加えた。上記の条件下で反応液を1時間撹拌した後、反応液中の固形分を濾取した。得られた固形分を減圧下で乾燥して、ルテニウム錯体を得た。
(比較例3)
重合体(B-1)の質量に対して240質量ppmの合成例2で得たルテニウム錯体を、重合体(B-1)に対して添加した。
得られた混合物を、90℃で10分間撹拌した。次いで、重合体(B-1)が有するアリル基に対して5.0mol当量のジメトキシメチルシランを混合物に添加し、90℃で、重合体(B-1)が有するアリル基とジメトキシメチルシランとのヒドロシリル化反応を行った。反応開始時から1時間毎に1H NMR測定を行い、重合体(B-1)が有するアリル基が完全に消失するまで反応を行った。その後、混合物から揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A’-3)を得た。
得られた重合体(A’-3)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が90%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が8%であり、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基の比率が2%であり、アリル基の比率が0%であった。
重合体(B-1)の質量に対して240質量ppmの合成例2で得たルテニウム錯体を、重合体(B-1)に対して添加した。
得られた混合物を、90℃で10分間撹拌した。次いで、重合体(B-1)が有するアリル基に対して5.0mol当量のジメトキシメチルシランを混合物に添加し、90℃で、重合体(B-1)が有するアリル基とジメトキシメチルシランとのヒドロシリル化反応を行った。反応開始時から1時間毎に1H NMR測定を行い、重合体(B-1)が有するアリル基が完全に消失するまで反応を行った。その後、混合物から揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A’-3)を得た。
得られた重合体(A’-3)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が90%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が8%であり、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基の比率が2%であり、アリル基の比率が0%であった。
(実施例3)
比較例3で得られた重合体(A’-3)100質量部に対して、重合体(A’-3)の質量に対して50質量ppmの白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液)、及びメタノール3質量部を添加した。重合体(A’-3)とメタノールとを90℃で0.5時間反応させた後、反応液から、揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有有機重合体(A-3)を得た。
得られた重合体(A-3)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が98%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が0%であり、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基の比率が2%であり、アリル基の比率が0%であった。
比較例3で得られた重合体(A’-3)100質量部に対して、重合体(A’-3)の質量に対して50質量ppmの白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液)、及びメタノール3質量部を添加した。重合体(A’-3)とメタノールとを90℃で0.5時間反応させた後、反応液から、揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有有機重合体(A-3)を得た。
得られた重合体(A-3)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が98%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が0%であり、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基の比率が2%であり、アリル基の比率が0%であった。
(比較例4)
重合体(B-1)の質量に対して240質量ppmの[RuCl2(nbd)]nと、重合体(B-1)の質量に対して620質量ppmの1,3,5-トリブロモベンゼンのクロロホルム溶液とを、重合体(B-1)に対して添加した。1,3,5-トリブロモベンゼンは、電子吸引性基を有し、ルテニウムに配位し得る化合物である。
得られた混合物を、90℃で10分間撹拌した。次いで、重合体(B-1)が有するアリル基に対して5.0mol当量のジメトキシメチルシランを混合物に添加し、90℃で、重合体(B-1)が有するアリル基とジメトキシメチルシランとのヒドロシリル化反応を行った。反応開始から2時間後に1H NMR測定を行い、重合体(B-1)が有するアリル基が完全に消失したことを確認した。その後、混合物から揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A’-4)を得た。
得られた重合体(A’-4)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が92%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が5%であり、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基の比率が3%であり、アリル基の比率が0%であった。
重合体(B-1)の質量に対して240質量ppmの[RuCl2(nbd)]nと、重合体(B-1)の質量に対して620質量ppmの1,3,5-トリブロモベンゼンのクロロホルム溶液とを、重合体(B-1)に対して添加した。1,3,5-トリブロモベンゼンは、電子吸引性基を有し、ルテニウムに配位し得る化合物である。
得られた混合物を、90℃で10分間撹拌した。次いで、重合体(B-1)が有するアリル基に対して5.0mol当量のジメトキシメチルシランを混合物に添加し、90℃で、重合体(B-1)が有するアリル基とジメトキシメチルシランとのヒドロシリル化反応を行った。反応開始から2時間後に1H NMR測定を行い、重合体(B-1)が有するアリル基が完全に消失したことを確認した。その後、混合物から揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A’-4)を得た。
得られた重合体(A’-4)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が92%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が5%であり、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基の比率が3%であり、アリル基の比率が0%であった。
(実施例4)
比較例4で得られた重合体(A’-4)100質量部に対して、重合体(A’-4)の質量に対して50質量ppmの白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液)、及びメタノール3質量部を添加した。重合体(A’-4)とメタノールとを90℃で0.5時間反応させた後、反応液から、揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有有機重合体(A-4)を得た。
得られた重合体(A-4)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が97%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が0%、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基の比率が3%であり、アリル基の比率が0%であった。
比較例4で得られた重合体(A’-4)100質量部に対して、重合体(A’-4)の質量に対して50質量ppmの白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液)、及びメタノール3質量部を添加した。重合体(A’-4)とメタノールとを90℃で0.5時間反応させた後、反応液から、揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有有機重合体(A-4)を得た。
得られた重合体(A-4)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が97%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が0%、1-プロペニル基の比率が0%であり、プロピル基の比率が3%であり、アリル基の比率が0%であった。
(比較例5)
重合体(B-1)の質量に対して2400質量ppmの市販のKarstedt触媒(白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液))と、重合体(B-1)が有するアリル基に対して5.0mol当量のジメトキシメチルシランとを、重合体(B-1)に対して添加して、90℃で、重合体(B-1)とジメトキシメチルシランとのヒドロシリル化反応を開始した。
反応開始から1時間毎に、1H NMR測定を行い、重合体(B-1)が有するアリル基が完全に消失するまで反応を行った。
その後、反応液から揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A’-5)を得た。
得られた重合体(A’-5)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が81%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が0%であり、1-プロペニル基の比率が18%であり、プロピル基の比率が0%であり、アリル基の比率が0%であった。
重合体(B-1)の質量に対して2400質量ppmの市販のKarstedt触媒(白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液))と、重合体(B-1)が有するアリル基に対して5.0mol当量のジメトキシメチルシランとを、重合体(B-1)に対して添加して、90℃で、重合体(B-1)とジメトキシメチルシランとのヒドロシリル化反応を開始した。
反応開始から1時間毎に、1H NMR測定を行い、重合体(B-1)が有するアリル基が完全に消失するまで反応を行った。
その後、反応液から揮発成分を減圧留去して加水分解性シリル基含有ポリオキシアルキレン系重合体(A’-5)を得た。
得られた重合体(A’-5)に対して1H NMR測定を行い、式(1)で表されるシリル基(a1)の数、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計に対するそれぞれの基の割合を算出した。その結果、式(1)で表されるシリル基(a1)の比率が81%であり、式(2)で表されるシリル基(a2-2)の比率が0%であり、1-プロペニル基の比率が18%であり、プロピル基の比率が0%であり、アリル基の比率が0%であった。
以下、表1に、実施例、及び比較例の反応条件を示す。また、表1に、実施例、及び比較例で得られたポリオキシアルキレン系重合体が有する官能基の比率を示す。
表1に記載の化合物は、ヒドロシリル化触媒とともに使用された化合物である。
表1に記載のヒドロシリル化触媒は以下の通りである。
Cat1:[RuCl2(nbd)]n
Cat2:[RuCl2(p-cymene)]n
Cat3:合成例2で得たルテニウム錯体
Cat4:市販のKarstedt触媒(白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液))
表1に記載の化合物は以下の通りである。
Com1:2,3-ジブロモノルボルナジエン
Com2:1,3,5-トリブロモベンゼン(クロロホルム溶液)
表1に記載のMeOHは、メタノールである。
表1に記載のシリル基a1は、式(1)で表される加水分解性シリル基(a1)である。 表1に記載のシリル基a2は、式(2)で表される加水分解性シリル基(a2)である。
表1に記載の化合物は、ヒドロシリル化触媒とともに使用された化合物である。
表1に記載のヒドロシリル化触媒は以下の通りである。
Cat1:[RuCl2(nbd)]n
Cat2:[RuCl2(p-cymene)]n
Cat3:合成例2で得たルテニウム錯体
Cat4:市販のKarstedt触媒(白金ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3質量%のイソプロパノール溶液))
表1に記載の化合物は以下の通りである。
Com1:2,3-ジブロモノルボルナジエン
Com2:1,3,5-トリブロモベンゼン(クロロホルム溶液)
表1に記載のMeOHは、メタノールである。
表1に記載のシリル基a1は、式(1)で表される加水分解性シリル基(a1)である。 表1に記載のシリル基a2は、式(2)で表される加水分解性シリル基(a2)である。
表1によれば、ルテニウム触媒を使用してヒドロシリル化を行ったが、ヒドロシリル化の生成物であるポリオキシアルキレン系重合体を水酸基含有化合物(E)と反応させなかった、比較例1~5では、ポリオキシアルキレン系重合体が有する官能基中の、ケイ素原子に結合する水素原子を有する加水分解性シリル基(a2)の比率が高いことが分かる。
このため、比較例1~5で得られたポリオキシアルキレン系重合体を使用する場合、加水分解性シリル基(a2)に由来する水素原子の発生によって、ポリオキシアルキレン系重合体、又はポリオキシアルキレン系重合体を含む硬化性組成物を保管する際に、保管容器が膨張したり、ポリオキシアルキレン系重合体を含む硬化性組成物を硬化させる際に気泡が発生することで硬化物の外観が損なわれたりする問題が生じうる。
このため、比較例1~5で得られたポリオキシアルキレン系重合体を使用する場合、加水分解性シリル基(a2)に由来する水素原子の発生によって、ポリオキシアルキレン系重合体、又はポリオキシアルキレン系重合体を含む硬化性組成物を保管する際に、保管容器が膨張したり、ポリオキシアルキレン系重合体を含む硬化性組成物を硬化させる際に気泡が発生することで硬化物の外観が損なわれたりする問題が生じうる。
Claims (21)
- アリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(B)と、ヒドロシラン化合物(C)とのヒドロシリル化により、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(A1)を生成させることと、
前記ポリオキシアルキレン系重合体(A1)を、水酸基含有化合物(E)と反応させてポリオキシアルキレン系重合体(A)を生成させることと、を含み、
前記ポリオキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量が3,000超であり、
前記ヒドロシリル化は、ヒドロシリル化反応触媒(D)の存在下に行われ、
前記ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、下記式(1):
(1)
(式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、aは、0、1、又は2である。)
で表される加水分解性シリル基(a1)を有し、
前記ポリオキシアルキレン系重合体(A1)が、Si-H基を有するか、Si-H基を有する化合物を含む、ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。 - 前記ポリオキシアルキレン系重合体(A1)がSi-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)を有する、請求項1に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
- 前記ポリオキシアルキレン系重合体(A)において、前記加水分解性シリル基(a1)の数、前記加水分解性シリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計Ntに対する、前記加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N3 tが0.85以上1.00以下であり、
前記Ntに対する、前記加水分解性シリル基(a2-2)の数Na2-2の比率である、Na2-2/N3 tが0.00以上0.05未満である、請求項3に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。 - 前記Na1/N3 tが、0.95以上1.00以下である、請求項4に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
- 前記ヒドロシリル化反応触媒(D)がルテニウム錯体(D1)である、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法の製造方法。
- 前記ルテニウム錯体(D1)が、化合物(F)に由来する配位子(F1)を有し、
前記化合物(F)が、1分子中に、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合と、少なくとも1つの電子吸引性基とを有し、
前記電子吸引性基の少なくとも1つが、前記炭素-炭素二重結合を構成する炭素原子に結合している、請求項6に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。 - 前記化合物(F)が、ベンゼン環骨格、又はノルボルナジエン骨格を有する、請求項7に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
- 前記化合物(F)が、前記電子吸引性基として、フルオロ基、ブロモ基、及びヨード基からなる群より選択される少なくとも1種を有する、請求項7に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
- 前記化合物(F)が、2,3-ジブロモノルボルナジエン、1,4-ジブロモベンゼン、1-ブロモ-3,5-ジフルオロベンゼン、1-ブロモ-2,6-ジフルオロベンゼン、1,4-ジヨードベンゼン、及び1,3,5-トリブロモベンゼンからなる群より選択される1種以上である、請求項7に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
- 前記ヒドロシリル化が、化合物(F)の存在下に行われ、
前記化合物(F)が、1分子中に、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合と、少なくとも1つの電子吸引性基とを有し、
前記電子吸引性基の少なくとも1つが、前記炭素-炭素に二重結合を構成する炭素原子に結合している、請求項6に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。 - 前記化合物(F)が、ベンゼン環骨格、又はノルボルナジエン骨格を有する、請求項11に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
- 前記化合物(F)が、前記電子吸引性基として、フルオロ基、ブロモ基、及びヨード基からなる群より選択される少なくとも1種を有する、請求項11に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
- 前記化合物(F)が、2,3-ジブロモノルボルナジエン、1,4-ジブロモベンゼン、1-ブロモ-3,5-ジフルオロベンゼン、1-ブロモ-2,6-ジフルオロベンゼン、1,4-ジヨードベンゼン、及び1,3,5-トリブロモベンゼンからなる群より選択される1種以上である、請求項11に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
- 前記ヒドロシリル化において、前記ポリオキシアルキレン系重合体(B)が有する前記アリル基1.0モルに対して、3.0モル以上の前記ヒドロシラン化合物(C)が使用される、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
- 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であって、
前記ポリオキシアルキレン系重合体が、下記式(1):
(1)
(式(1)中、R1は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、R2は、置換、又は非置換の炭素原子数1以上20以下の炭化水素基であり、aは、0、1、又は2である。)
で表される加水分解性シリル基(a1)を有し、且つ、Si-H基を有していてもよく、
前記ポリオキシアルキレン系重合体において、前記加水分解性シリル基(a1)の数、前記Si-H基の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N1 tに対する、前記加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N1 tが0.85以上1.00以下であり、
前記N1 tに対する、前記Si-H基の数NSi-Hの比率である、NSi-H/N1 tが0.00以上0.05未満である、ポリオキシアルキレン系重合体。 - 前記ポリオキシアルキレン系重合体が、Si-H基を含む加水分解性シリル基(a2-1)を有していてもよく、
前記ポリオキシアルキレン系重合体において、前記加水分解性シリル基(a1)の数、前記加水分解性シリル基(a2-1)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N2 tに対する、前記加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N2 tが0.85以上1.00以下であり、
前記N2 tに対する、前記加水分解性シリル基(a2-1)の数Na2-1の比率である、Na2-1/N2 tが0.00以上0.05未満である、請求項16に記載のポリオキシアルキレン系重合体。 - 前記ポリオキシアルキレン系重合体が、下記式(2):
(2)
(式(2)中、R1、R2、及びaは、式(1)中のR1、R2、及びaと同様であり、bは、1、又は2であり、a+bは、1以上3以下である。)
で表される加水分解性シリル基(a2-2)を有していてもよく、
前記ポリオキシアルキレン系重合体において、前記加水分解性シリル基(a1)の数、前記加水分解性シリル基(a2-2)の数、1-プロペニル基の数、プロピル基の数、及びアリル基の数の合計N3 tに対する、前記加水分解性シリル基(a1)の数Na1の比率である、Na1/N3 tが0.85以上1.00以下であり、
前記N3 tに対する、前記加水分解性シリル基(a2-2)の数の比率である、Na2-2/N3 tが0.00以上0.05未満である、請求項17に記載のポリオキシアルキレン系重合体。 - 前記Na1/N1 tが、0.95以上1.00以下である、請求項16に記載のポリオキシアルキレン系重合体。
- 請求項16~19に記載のポリオキシアルキレン系重合体と、硬化触媒とを含む硬化性組成物。
- 請求項20に記載の硬化性組成物の硬化物。
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2024
- 2024-09-20 WO PCT/JP2024/033723 patent/WO2025063290A1/ja active Pending
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