室温固化性树脂组合物和物品的制作方法

专利2026-02-01  9


本发明涉及室温(23℃±15℃)下利用大气中的湿气(水分)通过水解、缩合反应而交联(固化)的、以分子链末端用水解性甲硅烷基和/或羟基甲硅烷基(具有与硅原子键合的羟基的甲硅烷基或硅烷醇基)封端的、聚合物主链为有机聚硅氧烷以外的有机聚合物作为基础聚合物的缩合固化型的室温固化性树脂组合物,特别涉及通过固化时(交联时)的水解、缩合反应从交联剂(固化剂)脱离、产生的脱离化合物为环丁酮、环戊酮等环状酮化合物、采用缩合反应良好地固化、并且粘接性优异的、形成硅橡胶等有机聚硅氧烷树脂以外的橡胶固化物的室温固化性树脂组合物和具有该组合物或其固化物的各种物品。


背景技术:

1、具有反应性硅基(以下称为水解性甲硅烷基)的聚合物在水分存在下水解、缩合,另外在硅原子上具有羟基而成的硅基(以下称为羟基甲硅烷基或硅烷醇基)与自身以外的水解性甲硅烷基和硅烷醇基缩合。分子链末端用水解性甲硅烷基和/或羟基甲硅烷基封端的、聚合物主链为有机聚硅氧烷以外的有机聚合物尽管除了与分子链末端的该甲硅烷基的接头部(连接部)以外,在主链中不具有有机硅氧烷的重复结构(有机硅结构),但在分子链末端具有反应性的甲硅烷基,在固化时在交联点形成硅氧烷结构,因此一般称为改性有机硅聚合物,在湿气存在下交联、固化,能够用作固化性树脂组合物。使用有聚合物主链为有机聚硅氧烷以外的有机聚合物作为基础聚合物的室温固化性树脂组合物具有如下特征:在室温(23℃±15℃)下为液状或糊状,通过固化成为橡胶弹性体,利用该特征,广泛用于涂布剂、粘接剂、建筑用密封材料等。

2、通过缩合反应而固化的室温固化性树脂组合物含有在分子中具有水解性基团的水解性有机硅烷化合物作为固化剂(交联剂),作为已广泛地利用的固化剂,已知有在固化时放出2-丁酮肟等肟化合物的脱肟型的水解性有机硅烷化合物、放出甲醇等醇化合物的脱醇型的水解性有机硅烷化合物等。

3、另一方面,脱肟型的固化剂在固化时产生的2-丁酮肟等肟化合物被怀疑有致癌性的危险而不优选,脱醇型的固化剂在固化时产生的甲醇等对于人体有毒,被指定为剧毒物,因此从人体的健康的观点出发不优选。进而,在这些组合物中,作为固化催化剂,也有时使用作为环境负荷物质强化管制的锡催化剂,从近年来的操作人员的安全性确保、环境保护的观点出发不优选,需要替代为具有安全性更高的脱离基(脱离化合物)的水解性有机硅烷化合物(固化剂)。

4、进而,脱醇型的室温固化性树脂组合物中使用的固化剂(交联剂)与脱肟型的室温固化性树脂组合物中使用的固化剂相比,反应性差,因此与脱肟型相比,具有固化性差的缺点。

5、从环境保护、健康损害抑制的观点出发,特别希望有性能提高、同时进一步考虑了环境、安全的产品,对于脱离的化合物的安全性高、性能优异的室温固化性有机聚硅氧烷组合物的需求不断高涨。

6、在国际公开第2019/077942号(专利文献1)中,通过使用在末端具有在β位具有硫醚键的水解性甲硅烷基的聚氧化烯化合物,从而实现比以往的改性有机硅系组合物高的固化性。另外,在日本特开2018-87348号公报(专利文献2)中,报道了通过使用在末端具有硅烷醇基的聚氧化烯化合物,通过使用以往的脱醇型交联剂以外的、脱肟型、醋酸型等的交联剂,从而得到固化性优异的组合物。但是,在这些报道例中,脱离基与以往同样地为毒性高的甲醇、肟、金属腐蚀性高的醋酸等,希望开发具有更安全的脱离基的组合物。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1:国际公开第2019/077942号

10、专利文献2:日本特开2018-87348号公报

11、专利文献3:日本专利第6565787号公报


技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、本发明鉴于上述实际情况而完成,目的在于在使用有分子链末端用水解性甲硅烷基和/或羟基甲硅烷基(具有与硅原子键合的羟基的甲硅烷基或硅烷醇基)封端的、聚合物主链为有机聚硅氧烷以外的有机聚合物(改性有机硅聚合物(modified siliconepolymer))作为基础聚合物的室温固化性树脂组合物中,通过使用以没有对于人体的致癌性、生殖毒性等健康有害性、水生生物毒性等环境有害性的报道例、闪点比较高的环丁酮、环戊酮等环状酮化合物作为脱离基(脱离化合物)的水解性有机硅烷化合物作为固化剂,从而提供即使使用各种催化剂也具有与以往的脱醇型、脱肟型的室温固化性树脂组合物同等或其以上的固化性、并且减轻对于人体的有害性、环境负荷、固化后能够形成具有良好的橡胶物性、粘接性和耐久性的橡胶固化物的室温固化性树脂组合物、和具有该组合物或通过使该组合物固化而得到的固化物的各种物品。

3、用于解决课题的手段

4、本发明人为了实现上述目的而反复深入研究,结果发现:在以聚合物主链为有机聚硅氧烷以外的有机聚合物(改性有机硅聚合物)作为基础聚合物的室温固化性树脂组合物中,含有由下述通式(1)表示的、作为脱离基(脱离化合物)脱离、放出环丁酮、环戊酮等环状酮化合物的水解性有机硅烷化合物和/或其部分水解缩合物作为固化剂(交联剂)的室温固化性树脂组合物解决了上述对于人体、环境的有害性、安全性的问题,进而发现:即使在该组合物中添加包含钛、胍等的有机化合物作为固化催化剂的情况下也显示与添加锡催化剂时同等的固化性和固化物性能,完成了本发明。

5、[化1]

6、

7、(式中,r1为碳原子数1~10的一价烃基,n为1~8的整数,m为3或4。)

8、即,本发明提供下述的室温固化性树脂组合物、和具有该组合物或其固化物的各种物品(汽车用部件、汽车用油封、电气、电子用部件、建筑用结构物、土木工程用结构物、粘接剂、密封材料、灌封剂、涂布剂等)。

9、[1]

10、室温固化性树脂组合物,其含有:

11、(a)分子链末端用水解性甲硅烷基和/或羟基甲硅烷基封端的、聚合物主链为有机聚硅氧烷以外的有机聚合物:100质量份,

12、(b)由下述通式(1)表示的水解性有机硅烷化合物和/或其部分水解缩合物:1~40质量份,

13、[化2]

14、

15、式中,r1为碳原子数1~10的一价烃基,n为1~8的整数,m为3或4。

16、[2]

17、根据[1]所述的室温固化性树脂组合物,其中,(b)成分的水解性有机硅烷化合物和/或其部分水解缩合物通过水解使环状酮化合物脱离。

18、[3]

19、根据[2]所述的室温固化性树脂组合物,其中,脱离的环状酮化合物为环丁酮或环戊酮。

20、[4]

21、根据[1]~[3]中任一项所述的室温固化性树脂组合物,其中,(a)成分的有机聚合物的数均分子量为2000~50000。

22、[5]

23、根据[1]~[4]中任一项所述的室温固化性树脂组合物,其相对于(a)成分100质量份,还含有0.01~10质量份的(c)固化催化剂。

24、[6]

25、根据[5]所述的室温固化性树脂组合物,其中,(c)固化催化剂为选自锡催化剂、钛催化剂、有机强碱催化剂和有机铋催化剂中的至少一种。

26、[7]

27、根据[1]~[6]中任一项所述的室温固化性树脂组合物,其不含锡催化剂。

28、[8]

29、根据[1]~[7]中任一项所述的室温固化性树脂组合物,其相对于(a)成分100质量份,还含有0.01~5质量份的(d)由下述通式(2)表示的硅烷偶联剂和/或其部分水解缩合物,

30、r2r3asix3-a     (2)

31、式中,r2为具有至少一个包含选自氮原子、硫原子和氧原子中的1种以上的杂原子的官能性基团的碳原子数1~20的一价烃基,其中,该官能性基团不包括胍基,r3为碳原子数1~10的未取代或取代的一价烃基,x为水解性基团,a为0、1或2。

32、[9]

33、根据[1]~[8]中任一项所述的室温固化性树脂组合物,其相对于(a)成分100质量份,还含有1~500质量份的(e)无机填充剂。

34、[10]

35、根据[9]所述的室温固化性树脂组合物,其中,(e)成分为选自碳酸钙、热解法二氧化硅、沉淀性二氧化硅、炭黑和氧化铝中的1种或2种以上的无机填充剂。

36、[11]

37、汽车用部件,其具有根据[1]~[10]中任一项所述的室温固化性树脂组合物的固化物。

38、[12]

39、汽车用油封,其具有根据[1]~[10]中任一项所述的室温固化性树脂组合物的固化物。

40、[13]

41、电气、电子用部件,其具有根据[1]~[10]中任一项所述的室温固化性树脂组合物的固化物。

42、[14]

43、建筑用结构物,其具有根据[1]~[10]中任一项所述的室温固化性树脂组合物的固化物。

44、[15]

45、土木工程用结构物,其具有根据[1]~[10]中任一项所述的室温固化性树脂组合物的固化物。

46、[16]

47、粘接剂,其含有根据[1]~[10]中任一项所述的室温固化性树脂组合物。

48、[17]

49、密封材料,其含有根据[1]~[10]中任一项所述的室温固化性树脂组合物。

50、[18]

51、灌封剂,其含有根据[1]~[10]中任一项所述的室温固化性树脂组合物。

52、[19]

53、涂布剂,其含有根据[1]~[10]中任一项所述的室温固化性树脂组合物。

54、发明的效果

55、本发明的室温固化性树脂组合物通过固化时的水解、缩合反应而从固化剂(交联剂)产生的化合物(脱离化合物)是安全性高的环丁酮、环戊酮等环状酮化合物,形成组合物的固化性、固化后的粘接性优异的橡胶固化物(弹性体状固化物),因此能够适合用作考虑了人体的健康、安全性的、各种粘接剂、密封材料、灌封剂、涂布剂等。进而,本发明的室温固化性树脂组合物即使在添加有包含钛、铋、胍等的有机化合物作为固化催化剂的情况下也显示与添加锡催化剂时同等的固化性和固化物性能,因此能够适合用作考虑了环境保护(负荷减轻)的、各种粘接剂、密封材料、灌封剂、涂布剂等。


技术特征:

1.室温固化性树脂组合物,其含有:

2.根据权利要求1所述的室温固化性树脂组合物,其中,(b)成分的水解性有机硅烷化合物和/或其部分水解缩合物通过水解使环状酮化合物脱离。

3.根据权利要求2所述的室温固化性树脂组合物,其中,脱离的环状酮化合物为环丁酮或环戊酮。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的室温固化性树脂组合物,其中,(a)成分的有机聚合物的数均分子量为2000~50000。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的室温固化性树脂组合物,其相对于(a)成分100质量份,还含有0.01~10质量份的(c)固化催化剂。

6.根据权利要求5所述的室温固化性树脂组合物,其中,(c)固化催化剂为选自锡催化剂、钛催化剂、有机强碱催化剂和有机铋催化剂中的至少一种。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的室温固化性树脂组合物,其不含锡催化剂。

8.根据权利要求1~7中任一项所述的室温固化性树脂组合物,其相对于(a)成分100质量份,还含有0.01~5质量份的(d)由下述通式(2)表示的硅烷偶联剂和/或其部分水解缩合物,

9.根据权利要求1~8中任一项所述的室温固化性树脂组合物,其相对于(a)成分100质量份,还含有1~500质量份的(e)无机填充剂。

10.根据权利要求9所述的室温固化性树脂组合物,其中,(e)成分为选自碳酸钙、热解法二氧化硅、沉淀性二氧化硅、炭黑和氧化铝中的1种或2种以上的无机填充剂。

11.汽车用部件,其具有根据权利要求1~10中任一项所述的室温固化性树脂组合物的固化物。

12.汽车用油封,其具有根据权利要求1~10中任一项所述的室温固化性树脂组合物的固化物。

13.电气、电子用部件,其具有根据权利要求1~10中任一项所述的室温固化性树脂组合物的固化物。

14.建筑用结构物,其具有根据权利要求1~10中任一项所述的室温固化性树脂组合物的固化物。

15.土木工程用结构物,其具有根据权利要求1~10中任一项所述的室温固化性树脂组合物的固化物。

16.粘接剂,其含有根据权利要求1~10中任一项所述的室温固化性树脂组合物。

17.密封材料,其含有根据权利要求1~10中任一项所述的室温固化性树脂组合物。

18.灌封剂,其含有根据权利要求1~10中任一项所述的室温固化性树脂组合物。

19.涂布剂,其含有根据权利要求1~10中任一项所述的室温固化性树脂组合物。


技术总结
以特定比例含有(A)分子链末端用水解性甲硅烷基和/或羟基甲硅烷基封端的有机聚合物、(B)由下述通式(1)表示的水解性有机硅烷化合物和/或其部分水解缩合物(R1为碳原子数1~10的一价烃基,n为1~8,m为3或4。)的室温固化性树脂组合物即使使用各种催化剂,也具有与以往的脱醇型、脱肟型的室温固化性树脂组合物同等或其以上的固化性,并且减轻对于人体的有害性、环境负荷,在固化后能够形成具有良好的橡胶物性、粘接性和耐久性的橡胶固化物。

技术研发人员:打它晃
受保护的技术使用者:信越化学工业株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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